(57)【要約】【課題】複合材料を製作する過程で、複合材料のガス抜き及び固化を行う間、複合材料を所定位置に保持する。【解決手段】本発明の複合材料用の真空工具装置は、複合材料の周縁部を取り囲む大きさのフレームと、複合材料の上面及び下面と接触する大きさの一対のプランジャと、フレームに取付けられた閉込めシートであって、フレームと協働してプランジャ及び複合材料を収容する空洞を形成する閉込めシートと、空洞を真空排気すべく該空洞に連通されている少なくとも一つの真空排気ポートと、を有し、閉込めシートに加えられる大気圧及びプランジャの塊(mass)が前記真空排気の間前記複合材料を保持するように構成されている。【選択図】図１３
2008179152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料用の真空工具装置であって、
ａ）  前記複合材料の周縁部を取り囲む大きさのフレームと、
ｂ）  前記複合材料の上面及び下面と接触する大きさの一対のプランジャと、
ｃ）  前記フレームに取付けられた閉込めシートであって、前記フレームと協働して前記プランジャ及び前記複合材料を収容する空洞を形成する閉込めシートと、
ｄ）  該空洞を真空排気すべく該空洞に連通されている少なくとも一つの真空排気ポートと、を有し、
前記閉込めシートに加えられる大気圧及び前記プランジャの塊(mass)が前記真空排気の間前記複合材料を保持するように構成されている真空工具装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの真空排気ポートが前記空洞と連通されるように前記フレームに形成された通路に接続されたチューブ手段である請求項１に記載の工具装置。
【請求項３】
少なくとも一つのスペーサを前記フレームと対応する閉込めシートとの間に更に有しており、該スペーサ、前記フレーム及び前記閉込めシートが前記空洞を形成するように構成されている請求項１に記載の工具装置。
【請求項４】
前記プランジャのうちの少なくとも一方に力を加える力付与手段を更に有しており、該力付与手段が前記空洞内において前記閉込めシートの一つと前記プランジャのうち該一つのシートに隣接した一方のプランジャとの間に配置されている請求項１に記載の工具装置。
【請求項５】
前記力付与手段がばねである請求項４に記載の工具装置。
【請求項６】
前記ばねが曲がったシートメタルばねである請求項５に記載の工具装置。
【請求項７】
一対の力付与手段を更に有しており、各力付与手段が対応する前記プランジャに対して配置されている請求項４に記載の工具装置。
【請求項８】
複合材料用の真空工具装置であって、
ａ）  前記複合材料の周縁部を取り囲む大きさのフレームと、
ｂ）  前記複合材料の上面及び下面と接触する大きさの一対のプランジャと、
ｃ）  一の空洞を有する可撓性の閉込めバッグであって、前記プランジャのうちの一方が前記一の空洞内に位置するものと、
ｄ）  前記フレームに取付けられた閉込めシートであって、前記フレームと協働して前記プランジャ、前記閉込めバッグ及び前記複合材料を収容する別の空洞を形成する閉込めシートと、
ｅ）  前記フレーム内の通路を介して前記一の空洞に連通された第一の真空排気ポートと、
ｆ）  前記別の空洞に連通された第二のポートと、を有し、
真空ガス抜きの間前記複合材料を所定位置に保持すべく、前記一の空洞が真空排気され、前記別の空洞が加圧され得るように構成されている真空工具装置。
【請求項９】
前記少なくとも一つの真空排気ポートが前記一の空洞に連通されるように前記フレーム内に形成された通路に接続されたチューブ手段である請求項８に記載の工具装置。
【請求項１０】
少なくとも一つのスペーサを前記フレームと対応する閉込めシートとの間に配置された更に有しており、該スペーサ、前記フレーム及び前記閉込めシートが前記別の空洞を形成するように構成されている請求項８に記載の工具装置。
【請求項１１】
ａ）  有機材料含有複合材料を支持するように構成された基部プレートと、ガス抜きの間大気圧によって前記複合材料を所定位置に保持し得るような可撓性及び厚さを有し、該複合材料を取り囲むように前記基部プレートに固定された可撓性シートとによって形成された少なくとも一つの第一空洞と、
ｂ）  前記少なくとも一つの第一空洞に連通された少なくとも一つの真空排気ポートと、並びに、
ｃ）  前記基部プレート及び可撓性シートを取囲み且つポートを有する外側囲繞であって、前記少なくとも一つの第一空洞の真空排気の間、前記複合材料を所定位置に保持すべく前記ポートを介して圧力に加圧されるように構成された第二空洞を形成する前記外側囲繞と、を有する真空工具装置。
【請求項１２】
一対の第一空洞を形成すべく前記基部プレートに固定された第二の可撓性シートを有し、前記外側囲繞が前記一対の第一空洞の両方を取り囲んでいる請求項１１に記載の工具装置。
【請求項１３】
前記可撓性シートが該可撓性シートの周縁部に沿って配置された金属溶接片を用いて前記基部プレートに溶接されている請求項１１に記載の工具装置。
【請求項１４】
前記基部プレートが約１．５ｍｍ（０．０６０インチ）と約３８ｍｍ（１．５インチ）の間の厚さを有する請求項１１に記載の工具装置。
【請求項１５】
前記真空排気ポートが前記基部プレートに固定されたチューブ手段からなり、該基部プレートが前記少なくとも一つの第一空洞と前記チューブ手段とを相互接続する通路を備え、前記圧力ポートが前記外側囲繞に固定され前記第二空洞と連通したチューブ手段からなる請求項１１に記載の工具装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料を製作するための生産設備である工具(tooling）装置に関し、より詳しくは、製作されるべき複合材料を内部に閉じ込めてガス抜きや固化（一体化）のような製作処理工程の間所定位置に該複合材料を保持する工具装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、最初にガス抜きし、次に固化することによって、何層もの繊維（ファイバ）とマトリックス（基質又は母体）とを一緒にした複合材料を固化することは知られている。このタイプの複合材料が図１において符号１０で示されている。複合材料１０は、一連の何層もの繊維１をマトリックス３で取り囲んでなる。
【０００３】
典型的には、繊維１とマトリックス３とは接着剤５で一緒に保持され、典型的にはグリーンフォームまたは未処理品(green form)（図２の符号２０）と呼ばれるものをなす。接着剤５は、通常、溶剤に溶かされた有機材料からなる。グリーンフォーム２０は、工具中の所定位置に配置され、該グリーンフォーム２０中の湿気及び接着剤５の有機材料を全て除去すべく真空に曝される。ガス抜き処理では、グリーンフォームを適切な蒸発温度に加熱することによって接着剤及び水を蒸発させる。
【０００４】
この観点における従来技術の工具の一つの問題は、複合材料を次に固化し得るように複合材料を所定位置に配置したままで、蒸発した水及び接着剤を除去することが出来ないことである。従来技術の装置では、複合材料は動かされ又は移し替えられる。この移替え（移動）によって、内部の補強材料、例えば図１の複合材料１０の場合では繊維１、の配向及び間隔が乱される。この乱れのために、固化された複合材料は、望ましい製品特性に達しないことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、蒸発した水及び接着剤を除去し得るだけでなく、ガス抜き及び固化の間グリーンフォームを所定位置に保ち得る改良された工具装置へのニーズが高まってきている。
【０００６】
このニーズに答えて、本発明は、上述の従来技術の装置の欠点を解消した工具装置を提供する。即ち、本発明の工具装置は、複合材料に対してガス抜きと固化との両方を行ない得るように、ガス抜きが行なわれ得るだけでなく、複合材料を所定位置に保持する機構(feature）を有する。
【０００７】
従って、本発明の第一の目的は、何層もの又は複合の材料を製作する工具装置を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、ガス抜き及び固化の間複合材料に圧力をかける手段を用いることによって、ガス抜きされ固化されるべき複合材料を内部に閉じ込める工具装置を提供することである。
【０００９】
本発明の更に別の目的は、ガス抜きのために工具装置の空洞を容易に真空排気し得る装置を提供することである。
【００１０】
本発明のもっと別の目的は、ガス抜きされその次に固化されるべき複合材料を保持し固定するために、真空排気と組合せた荷重又は負荷付与手段として大気圧を利用する装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的及び利点は、この明細書の以下の説明を読めば明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的及び利点を満たすために、本発明は、最広義には、格子間（侵入型）気体含量（格子間に含まれる気体原子の量）が少ない金属材料で出来た可撓性バッグ（袋）を利用した真空工具装置を提供する。このバッグは、ガス抜きされ且つ固化されるべき有機材料含有複合材料を受容する大きさの空洞を形成する。
バッグは、空洞が真空に引かれた際大気圧によって複合材料を保持し得るような可撓性及び厚さを有する。工具装置は、また、空洞の真空排気を行ない得るように、バッグに少なくとも一つの真空排気ポートを有する。バッグは、その周縁部のうち一つ又は二つの真空排気ポートのある部分以外のバッグの部分に沿ってシールされている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による一実施の形態では、真空排気ポートは、可撓性バッグに取付けられたチューブ手段を含む。
【００１４】
本発明による第二の実施の形態では、真空排気ポートは、バッグの開口を含み、この開口は、接続手段を介して真空源に接続される。また、この実施の形態では、バッグの内部を真空源に容易に接続し得るようにする即時又は迅速接続具(quick connector）が設けられる。
【００１５】
本発明による第三の実施の形態では、真空排気処理を受けるべき複合材料を受容する空洞は、フレーム（枠）と、複数のプランジャと、閉込め（封入）バッグと、一つ以上の真空排気ポートとによって形成される。フレームは、ガス抜きされ固化されるべき複合材料を取り囲む。プランジャは、複合材料の頂部及び底部において、負荷（荷重）付与力や拘束（支持）を与える。閉込めバッグは、フレームと協動して、真空排気されるべき複合材料及びプランジャの両方を取り囲む空洞を形成する。真空排気ポートは、空洞の真空排気のために、フレームの一部として作られてもよい。フレームは、また、一般的には額縁の形態で、工具装置がプランジャの厚さのみでなく製作中の複合材料のグリーン状態（未処理即ち処理前）及び最終（処理後）の厚さを吸収又は補償し得るように、厚さ調整機能を与える一つ以上のスペーサを備えていてもよい。
【００１６】
本発明による第四の実施の形態では、第三の実施の形態の工具装置が、別の閉込めバッグと組合せて用いられる。この実施の形態では、複数のプランジャの一つが真空排気ポートを介して真空源に接続された閉込めバッグに収容されている。第三の実施の形態では真空排気される空洞が、この第四の実施の形態では加圧され、この空洞内の圧力は、ガス抜き及び固化の間、複合材料を所定位置に保持するように、真空排気されている閉込めバッグの中に配置されたプランジャと組み合わされ又は協動する。
【００１７】
本発明による第五の実施の形態では、真空排気の間複合材料への負荷（荷重）付与を調整すべく一方または両方のプランジャと協動する機械的な負荷（荷重）付与手段が設けられている。この機械的負荷付与手段は、第三の実施の形態の装置において用いられているものである。
【００１８】
本発明による第六の実施の形態では、工具装置は、一つ以上の複合材料を受容し得る基部プレートを有する。第一及び第二の実施の形態で説明した空洞と同様に真空排気され得る空洞を形成するように、複合材料は、閉込めシートで覆われる。閉込めシートは、シール手段を介して、基部プレートに固定される。閉込めシートと協動して複合材料を取り囲む（内部に収容する）基部プレートは、次に、第四の実施の形態で説明したのと同様なフレーム（枠）組立体に装着される。
フレーム組立体は、次に、ガス抜き及び固化のために複合材料を収容し真空排気された空洞に必要な圧力を与えるべく、加圧される。
【００１９】
次に本発明による好ましい実施の形態の工具装置を図面に基づいて説明する。
【００２０】
最広義には、本発明の工具装置は、ガス抜きとそれに続く固化の間、複合材料を所定位置に保持する方法ないし手段を提供する。大気圧、ガス圧、機械的負荷（荷重）またはこれらの組合せを複合材料にかけて複合材料を所定位置に保持し得るように、複合材料のまわりの空間に真空が形成される。大気圧やガス圧、又は機械的負荷のいずれかに起因する押圧力が、ガス抜きとそれに続く固化の間、複合材料を所定位置に保持する。従って、正確に整列された複合材料要素が、ガス抜きと固化との両方の間、動かされるのを避け得、これによって、高品質の複合材料を製造し得る。
【００２１】
本発明の工具装置が適用され得る複合材料は、ガス抜き及び固化を受けるべき複合材料であれば、どんな既知の複合材料でもよい。典型的には、このような複合材料は補強材料を含む。この補強材料は、繊維、ホイスカー、又は粉のようのもののいずれでもよい。補強材料は、また、カーボン、炭化珪素、ボロン、アルミナ、グラファイト、窒化珪素などでもよい。一般的には、補強材料はマトリックスと組合わされる。マトリックスは、金属でも非金属でもよい。マトリックス材料の典型的な例は、アルミニウム、マグネシウム、チタン合金等である。本発明の工具装置は、複合材料がどんなタイプであるかによっては制限されない。
【００２２】
本発明の工具装置内に配置された際複合材料のガス抜きや固化に用いられる技術は、また、従来の技術でよいので、本発明の理解のためにこれ以上説明を要すまい。従来のいかなるタイプのガス抜き及び／または固化処理も、本発明の工具装置で利用され得る。
【００２３】
さて、図３及び４においては、本発明の第一の実施の形態の工具装置が、全体として、参照符号３０で示されている。工具装置３０は、複合材料の予成形体（プリフォーム）３３を収容する薄い閉込めバッグ３１を有する。また、真空排気チューブ３５が設けられている。一本の真空排気チューブが示されているだけであるけれども、所望ならば二本以上のチューブを用いてもよい。
【００２４】
閉込めバッグ３１及び真空排気チューブ３５は、ニッケル２７０（ニッケルが最低９９．９７％のもの）のような格子間（侵入型）ガス含量が少なく延性のある材料で出来ている。この用途のためには、「格子間（侵入型）ガス含量が少ない材料」というのは、内部に含まれる反応性気体（ガス）が全体として２，０００ｐｐｍより少ないものをいう。典型的には、反応性気体としては、酸素、窒素、炭素含有気体、及び水素または水素含有気体がある。本発明の工具装置の材料は、該材料が真空に曝された際複合材料がバッグやチューブ材料に含まれるガスによって悪影響を受けることがないように、格子間ガス含量が少ない材料であるべきである。
【００２５】
閉込めバッグの厚さは、典型的には、約０．０５ｍｍ（０．００２インチ）から約１．５ｍｍ（０．０６０インチ）の範囲内であり、より好ましくは、約０．１ｍｍ（０．００５インチ）から約０．８ｍｍ（０．０３インチ）の範囲内である。好ましい実施の形態では、閉込めバッグ３１は、真空排気チューブ３５が取付けられている部分を除いて縁部に沿って真空溶接されている。真空排気チューブ３５をバッグに溶接する前に、チューブの一端が平らにされる（図３参照）。
これは、バッグの内部に位置するチューブ３５の部分が、その後の処理の間にバッグを破ったりすることがないようにするためである。
【００２６】
閉込めバッグ３１は、次のような特徴を有するのが好ましい。
【００２７】
１．  製造されるべき物品の周りを取囲むように形造られるに十分な延性を室温で備えること。
【００２８】
２．  格子間ガス含量が少ない状態で利用できること。
【００２９】
３．  当該バッグ材料自体及びガス抜きチューブ材料に対して溶接可能であること。
【００３０】
４．  製品材料を汚染したり該製品材料と合金を作らないこと。
【００３１】
５．  適正な範囲の厚さ（約０．０５ｍｍ（０．００２インチ）から約１．５ｍｍ（０．０６０インチ））で利用可能であること。
【００３２】
６．  破れたり割れたり（ひびが入ったり）することなく製品の処理温度に耐え得ること。
【００３３】
真空排気チューブ材料についての要件は次の通りである。
【００３４】
１．  割れる（ひびが入る）ことなくして平坦化されるに十分な延性を室温で備えること。
【００３５】
２．  格子間ガス含量が少ない状態で利用できること。
【００３６】
３．  当該チューブ材料自体及びバッグ材料に対して溶接可能であること。
【００３７】
４．  機械的に工作可能であること、例えば、当該チューブ材料自体と拡散結合を形成するように熱間または冷間クリンプ可能であること。
【００３８】
５．  破れたり割れたり（ひびが入ったり）することなく製品の処理温度に耐え得ること。
【００３９】
典型的には、真空排気チューブ３５がバッグ材料の一片（第一片）に溶接され、その後、複合材料が当該片の中心位置に配置される。次に、バッグ材料の第二片が第一片及び真空排気チューブに対して溶接される。工具が適正に働くためには、閉込めバッグは、溶接された状態で、ヘリウムのガス漏れがないもの（ヘリウム気密）でなければならない。
【００４０】
閉込めバッグ及び真空排気チューブが一旦ヘリウム気密に形成されると、真空排気バッグが複合材料３３を受容する空洞を形成し、複合材料はどんな接着剤や蒸気等も除去されるように、ガス抜きを受ける。閉込めバッグ３１内を真空排気する際、閉込めバッグ３１にかかる大気圧によって該バッグが複合材料３３の周りを取囲むように形造られ（成形され）、これによって複合材料３３を所定位置に固定する。従って、複合材料３３が保持され、ガス抜き工程の間複合材料の構成要素の位置ずれ（移動）が起こったりすることがない。
【００４１】
複合材料を収容する空洞を形成するための一手段として溶接について説明したけれども、複合材料を収容するガス漏れのない（気密な）空洞を形成するのに用い得る手段であればどのような既知の手段を用いてもよい。
【００４２】
図５から図８では、本発明による第二の実施の形態の工具装置が、全体として、参照符号３０’で示されている。この実施の形態では、閉込めバッグ３１’には、脚部３７が形成され、脚部３７の先端には上述の内部を真空にする真空排気手段３９がある。この実施の形態では、バッグ３１’の真空排気は、図３及び４に示した第一の実施の形態で説明したようなバッグの縁部ではなくて、バッグの表面を介して行われる。
【００４３】
この第二の実施の形態では、真空排気手段３９は、バッグの頂部シート４３に形成された開口４１を備える。Ｏリングシール４５が該開口または孔の周りに設けられている。Ｏリングシール４５は、また、ガスケットを用いるようになっていてもよいが、ガス抜き処理の全期間を通じて真空を維持し得るものであるべきである。Ｏリングシールとしては、また、複合材料に真空を及ぼし得るように、バッグ材料の二つの片の間に位置するインサート（挿入体）を用いるべきである。Ｏリングシールが壊れた後複合材料が真空下にとどまるように、バッグ材料もまたシールされ得るものでなければならない。挿入体は、ガス抜き処理に耐え得る材料であるべきである。
【００４４】
図９では、例示的に示したＯリングシール４５が、閉込めバッグの頂部シート４３と直接接触した金属製のＯリング接続具４７と共に形成されている。また、バッグのシート４３，４３’の間には二層の挿入体が設けられている。この挿入体の一方は、薄くて格子間ガス含量の小さい鋼の小片４９からなり、もう一方は、格子間ガス含量の小さいスクリーンまたは防護片５１からなる。
【００４５】
使用においては、Ｏリングシールは、Ｏリング接続具４７と二層の挿入体との間のバッグ材料を絞り出す（圧搾する）ことによって作られる。スクリーン５１が真空排気を可能にしている。
【００４６】
この圧搾はどのような既知の手段で行われてもよいが、図１０から１２に示したシール機構６０を用いるのが好ましい。使用においては、バッグ３１’の脚部３７が頂部プレート（板）６３、底部プレート（板）６５及び側部部材６７によって形成された空洞６１内に挿入される。開口４１がＯリング接続具４７の底部と整列され、ナット６９が締め付けられる。ナット６９の締付によって、Ｏリング接続具４７と底部プレート６５との間のバッグ脚部３７が圧縮（押圧）される。この圧縮（押圧）の間、Ｏリング接続具４７は、真空接続に必要なシールを形成すべく、バッグ材料４３に押し付けられバッグ材料４３を圧縮する。
【００４７】
真空接続及び完全な真空を容易に実現するためには、孔４１がバッグの縁部から所定距離だけ離れたところに位置するべきである。この距離は、ストッパ７１から迅速接続具４７の端部までの距離と一致すべきである。
【００４８】
この技術を用いてガス抜きを行なった後、バッグは、製品が真空下にとどまるようにシールされていなければならない。このシールは、超音波溶接や、プラズマアーク溶接やクリンプ加工のようなヘリウムガス漏れのない（ヘリウム気密な）シールを与える方法ならどのような方法で行なってもよい。
【００４９】
図１３及び１４には、本発明の第三の実施の形態の工具装置が全体として参照符号８０で示されている。この工具装置８０は、フレーム（枠）８１と、一対のプランジャ８３と、閉込めバッグ８５と、真空排気チューブ８７とを有する。この実施の形態の全ての材料は、格子間ガス含量が少ない材料で、例えば、６２０鋼または真空中で脱ガスされた１０１８鋼で、作られている。
【００５０】
フレーム８１は、複合材料３３を取り囲む材料の単一物でもよいが、四つの別体のものを外側の継目に沿って溶接して一体化してなるようなものでもよい。
【００５１】
プランジャ８３は、薄いシートを積層したものでも、単一物からなるプレート体でもよい。典型的には厚さが約３．０５ｍｍ（０．１２０インチ）の閉込めバッグ８５も、縁部に沿って溶接した多層積層体でもよい。真空チューブ８７は、継目のない肉厚の薄いチューブであって、フレームに溶接されている。フレーム８１は、また、該フレーム８１と閉込めバッグ８５とによって形成された空洞９１の真空排気を行ない得るようにする通路８９を有する。
【００５２】
装置８０は、また、額縁の形態を備えフレーム８１とバッグ８５との間に位置する一枚以上のシート材料片９３を有する。このシート材料片９３は、プランジャ８３の厚さを補償（吸収）する厚さ及び数になっている。勿論、所望ならば、スペーサ９３を用いることなく、バッグ８５を適切なサイズのフレーム８１に溶接してもよい。
【００５３】
装置８０の大きさは、製作される複合材料３３の数並びに未処理品及び最終品の厚さに依存する。プランジャ及びスペーサを全て含めて、未処理積層体の全厚及び最終積層体の全厚が計算される。フレームの厚さは、プランジャとフレームとの干渉を最小限にするように選択される。
【００５４】
フレーム、プランジャ、バッグ及び真空排気チューブに対する要件は、バッグが第一の実施の形態で要求された延性を必要としない点を除いて、第一の実施の形態で説明したものと同様である。
【００５５】
この実施の形態では、ガス抜きの間、頂部及び／又は底部に負荷（荷重）を付与するプランジャと複合材料３３を取り囲むフレームとは、ガス抜きの間、複合材料３３が動くのを防ぐ。フレーム８１は、複合材料を取り囲んで物理的に存在することにより動きを防止し、プランジャは、閉込めバッグ８５を介して該プランジャに加えられる大気圧によって動きを防止する。
【００５６】
ガス抜きの後、真空排気チューブ８７は、工具の内部を真空に保つべくクリンプされシールされる。
【００５７】
図１５では、本発明の第四の実施の形態の工具装置は、全体として参照符号１００で示されている。第四の実施の形態は、上述の第二及び第三の実施の形態を組合せたものである。この装置では、複合材料３３は、再び、フレーム８１’とプランジャ８３との間に位置する。この実施の形態では、第二の閉込めバッグ９５が、プランジャ８３を取り囲むように、フレーム８１’上に配置されている。
フレーム８１’は、閉込めバッグ９５によって形成された空洞を真空チューブ８７に接続する通路８９’を有する。
【００５８】
外側バッグ８５は、内側バッグ９５上に溶接されており、バッグ８５，９５の間の空間９９を真空排気又は加圧し得るようにするポート９７を有する。
【００５９】
内側バッグ９５もまた、第一の実施の形態で概略を説明したバッグ材料の要件を満たさなければならない。外側バッグは、第三の実施の形態に関連して特定したバッグの要件を満たすべきであり、内側及び外側バッグの両方ともヘリウムの漏れがない（ヘリウム気密である）ものである。この実施の形態では、ガス抜きの間、空間（体積または容積領域）９９が不活性ガスで大気圧に加圧されるから内側及び外側バッグの間には空間（隙間）が有るべきである。この加圧は、プランジャ８３と共に、ガス抜きの間複合材料３３を保持するのに役立ち、且つバッグ９５の真空排気に役立つ。
【００６０】
図１６では、第四の実施の形態を変形してなる第五の実施の形態の工具装置が全体として符号１１０で示されている。この実施の形態では、導入又は誘導された大気による力とは独立に調整可能なクランプ力がプランジャ８３に加えられる。より詳しくは、典型的には厚さ約０．７６ｍｍ（０．０３０インチ）の曲がった金属シート（シートメタル）１１１がプランジャ８３と外側バッグ８５との間に配置されている。曲がった金属シート１１１は、外側バッグとプランジャとを直接的には接触させることなく、一定のばね力をプランジャに加えるように、配置されている。この実施の形態では、空間（体積または容積領域）９１は、曲がった金属シート１１１によりプランジャ８３に加えられる機械的力と協働するように、図１３で示した実施の形態において説明したように真空排気され得る。当業者に周知のように、加えられるばね力を変えるべく、シート材料の厚さを変更してもよい。
【００６１】
図１７では、本発明による第六の実施の形態の工具装置が、全体として参照符号１２０で示されている。この実施の形態では、複合シート（複合材料シート又はシート状複合材料）３３’の支持体として働く基部プレート（板）１２１が設けられている。格子間ガス含量が少なく薄い箔１２３が、複合材料シート３３’の各々を蔽い、金属片１２５を介して基部プレート１２１に固定されている。金属片１２５は、箔１２３の基部プレート１２１に対する溶接シールを容易にする。この溶接シールがあることにより、真空排気され得る空洞が箔１２３と基部プレート１２１とによって形成される。
【００６２】
基部プレート１２１内の通路８９’’は、真空チューブ８７を介して空洞を真空排気する連通路を提供している。
【００６３】
閉込めバッグ８５’は、スペーサ９３及び基部プレート１２１と協動して室１２７を形成しており、この室１２７は、ポート９７を介して加圧されても真空排気されてもよい。
【００６４】
第四及び第五の実施の形態の場合と同様に、ガス抜き及び／又は固化の間複合材料３３’を所定位置に保持するように箔１２３に負荷（荷重）をかけるべく、室１２７を加圧してもよい。
【００６５】
典型的には、基部プレート１２１は、約１．５ｍｍ（０．０６インチ）と約３８ｍｍ（１．５インチ）の間の厚さを有し、薄い箔１２３は、ニッケル・チタン又はステンレス鋼からなるであろう。図１７では一対の複合材料３３’が示されているけれども、工具装置１２０は、単一の複合材料３３’のみの場合にも用いられ得る。単一の複合材料のみを用いる場合、基部プレートの平坦性を維持すべく、基部プレートの厚さは上述の範囲のうち上限のところが選択されるべきであろう。
【００６６】
前述の本発明の目的の各々をまた全てを達成する本発明の好ましい実施の形態によって本発明の説明をしてきたとおり、本発明は、複合材料のガス抜き及び固化のための新規で改良された真空工具装置を提供する。
【００６７】
勿論のことであるが、当業者であれば、本発明の教示から、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、種々の変更、変形、代替について考え付き得るはずである。従って、本発明は、請求の範囲によってのみ限定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の工具装置で用いられ得る複合材料の断面図。
【図２】図１の複合材料のグリーンフォームの断面図。
【図３】本発明による第一の実施の形態の工具装置の断面図。
【図４】図３に示した工具装置の上面図。
【図５】本発明による第二の実施の形態の工具装置の断面図。
【図６】図５に示した工具装置の上面図。
【図７】図５においてＡ示す丸を付けた部分の拡大図。
【図８】図６のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図９】図５の真空排気ポートの例示的使用状態を示す断面図。
【図１０】本発明の第二の実施の形態において用いられる迅速接続具の上面図。
【図１１】図１０のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【図１２】図１０及び図１１に示した迅速接続具の側面図。
【図１３】本発明による第三の実施の形態の工具装置の断面図。
【図１４】図１３に示した工具装置の上面図。
【図１５】本発明による第四の形態の工具装置の断面図。
【図１６】本発明による第五の形態の工具装置の断面図。
【図１７】本発明による第六の形態の工具装置の断面図。
【符号の説明】
【００６９】
１  繊維（ファイバ）
３  マトリックス（母体）
５  接着剤
２０  グリーンフォーム（未処理又は処理前品）
３０，３０’，８０，１００，１１０，１２０  工具装置
３１，３１’  閉込めバッグ
１０，３３，３３’  複合材料
３５，８７  真空（排気）チューブ
３７  脚部
３９  真空排気手段
４１  開口（孔）
４３  頂部シート（バッグ材料）
４３’  シート
４５  Ｏリングシール
４７  Ｏリング接続具（迅速接続具）
４９  小片
５１  スクリーン片
６０  シール機構
６１，９１  空洞
６３  頂部プレート（板）
６５  底部プレート（板）
６７  側部部材
６９  ナット
７１  ストッパ
８１，８１’  フレーム（枠）
８３  プランジャ
８５，８５’  閉込めバッグ（外側バッグ）
８９，８９’，８９’’  通路
９１，９９  空間（体積または容積領域）
９３  シート材料片（スペーサ）
９５  閉込めバッグ（内側バッグ）
９７  ポート
１１１  曲がった金属シート（シートメタル）
１２１  基部プレート
１２３  箔
１２５  金属片
１２７  室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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