(57)【要約】【課題】  繊維織物複合材料構造部材及びそれで製造された自動車骨格と製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、繊維織物複合材料構造部材を開示し、前記構造部材の外側に管状が形成され、前記管状構造部材は繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプである。本発明は、繊維織物複合材料をハニカム状支持体の管状構造部材として製造し、製造された構造部材が力を受けた時、受けた力をハニカム状の各分岐部に分散させて構造部材に均一に分布させ、構造部材全体の力を受ける程度を増強し、一般的な炭素繊維複合材料は非常に強い引張力に耐えられるが、圧力に耐えられる能力が比較的劣り、構造部材の管内支持体をハニカム状の炭素繊維織物複合材料支持体と用いることで、構造部材が一定程度において圧力に耐えられ、構造部材の力を受ける範囲及び方向を拡大できる。本発明は、構造部材支持体をハニカム状にし、中実構造部材に対比すると材料及び重量を減らし、コストを節約し、同時に中空構造部材に対比してより強い力に耐えられる強さを有する。【選択図】  図２９
2020514117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側に管状を形成した繊維織物複合材料構造部材であって、前記管状構造部材は、繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプであることを特徴とする、繊維織物複合材料構造部材。
【請求項２】
前記複合材料ハニカムパイプのハニカム孔内にサンドイッチ構造材料又は繊維複合材料パイプ或いは中空支持体が充填されることを特徴とする、請求項１に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項３】
前記繊維織物複合材料ハニカムパイプは、少なくとも２個のシングルヘリカル巻き組立部材を密着してヘリカル巻き組立部材束を構成し、シングルヘリカル巻き組立部材はサンドイッチ構造材料のコア材表面を繊維織物複合材料テープで螺旋状に巻回され、後に巻回された繊維織物複合材料テープで前に巻回された一部繊維織物複合材料テープをきつく締め付けることで、ヘリカル巻き繊維織物複合材料テープがヘリカル巻き繊維織物複合材料ハニカムパイプを構成することを特徴とする、請求項１に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項４】
前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が縫合糸を支持部材として放射状に支持するように形成された星形支持構造であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項５】
前記繊維織物複合材料支持体とは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料の一部を巻管部として巻き付けられ、縫合糸を支持部材として放射状に連結された巻管部支持体を構成し、他部分は縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が縫合糸を支持部材として放射状に支持するように放射部と巻管部の複合支持構造を構成するものであることを特徴とする、請求項１〜２のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項６】
前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が各々巻管部として巻き付けられることで、縫合糸を支持部材として放射状に連結された巻管部支持体を構成するものであることを特徴とする、請求項１〜２のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項７】
前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料のＮ層ごとに一組の積層とし、ここでＮ≧２であり、各組の積層が放射状に一部を延出した後、各組の積層が分岐されてＮ個の方向に向かって延出してＮ個の分岐部を形成し、各分岐部は各々他組の積層の分岐部と対ごとに重ね合わせると共に延出され、エッジが放射状のハニカム支持体を構成するものであり；或いは前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料のＮ層ごとに一組の積層とし、ここでＮ≧２であり、各組の積層中央層が巻管部として巻き付けられ、その他の層が放射状に一部を延出した後で分岐されて複数の分岐部を形成し、各分岐部は各々他組の積層の分岐部と対ごとに重ね合わせると共に延出され、エッジが放射状のハニカム支持体を構成するものであることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項８】
前記ヘリカル巻き繊維織物複合材料ハニカムパイプの外表面を繊維織物複合材料テープで再度螺旋状に巻回され、後に巻回された繊維織物複合材料テープで前に巻回された一部繊維織物複合材料テープをきつく締め付けることを特徴とする、請求項３に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項９】
前記ハニカムパイプの断面は、軸心を中心として外方へ向かって多層ハニカム孔を構成し、最外層が管壁であることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項１０】
前記繊維織物複合材料は、支持軸から管壁外へ延伸し、前記管壁に沿って曲げられ、前記管壁と結合して前記管壁の一部を構成し、前記管壁全体とその内部の支持材料を前記管壁に沿って曲げられた前記繊維織物複合材料を通じて一体的に連接させることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項１１】
前記繊維織物複合材料は、前記支持軸から前記管壁外へ延伸し、前記管壁に沿って曲げられ、前記管壁と結合し、前記管壁がヘリカル巻き繊維織物複合材料テープであり、前記管壁に沿って曲げられた前記繊維織物複合材料と前記ヘリカル巻き繊維織物複合材料テープを接着することを特徴とする、請求項１０に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項１２】
前記繊維織物複合材料は、前記支持軸から前記管壁箇所に延伸した後、引き続き前記管壁から延出されて構造部材の外部結合部材とし、前記外部結合部材が受けた力を支持材料に伝達させることができることを特徴とする、請求項４又は５のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項１３】
前記繊維織物複合材料は、前記支持軸から前記管壁外へ延伸し、前記管壁に沿って曲げられ、前記管壁の一部を構成し、前記管壁から延出された支持材料まで曲げられた後、さらに前記支持材料と一緒に前記管壁から延出し、前記外部結合部材が受けた力を前記管壁及びその中の前記支持材料まで伝達させることができることを特徴とする、請求項４又は５のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項１４】
前記管壁内の前記支持軸の個数は、少なくとも２個であり、前記支持軸間が前記繊維織物複合材料で連結して支持することを特徴とする、請求項１０又は１２〜１３のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項１５】
管の軸線に沿った前記構造部材の異なる部位の横断面外輪郭形状は異なり、又は外輪郭形状が同一であるが大きさが異なることを特徴とする、請求項１４に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項１６】
前記管状構造部材は、分岐状（「Ｙ」字の分岐状、「Ｔ」字の分岐状又は「十」字の分岐状）であり、前記管状構造部材の主管と枝管は前記管壁が接合するだけでなく、管内の前記支持軸も接合することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項１７】
前記構造部材は、一体型立体枠体構造であることを特徴とする、請求項１６に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項１８】
前記一体型立体枠体構造は、ハニカムパイプ内の星形支持体的ハニカム孔内為シングルヘリカル巻き組立部材或いは環状サンドイッチ構造材料或いは環状繊維複合材料パイプ或いは環状中空支持体，前記繊維織物が炭素繊維織物であり、炭素繊維織物複合材料一体型骨格を構成することを特徴とする、請求項１７に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項１９】
前記炭素繊維織物複合材料一体型骨格の同一の横断面内の前記支持軸の個数は、少なくとも２個であり、前記支持軸間が前記繊維織物複合材料で連結して支持することを特徴とする、請求項１８に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項２０】
前記炭素繊維織物複合材料枠体は、自動車の骨格、航空機の骨格、電車の骨格及びコンテナの骨格とすることを特徴とする、請求項１９に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか一項に記載の繊維織物複合材料構造部材の製造方法であって、
所要の構造部材の３次元図面を作成するステップ１）と、
前記３次元図面に基づいて構造部材中子の金型図面を作成すると共に構造部材中子を作る（前記中子にハニカム孔に対応してコアピンが設けられ、前記中子はサンドイッチ構造材料又は繊維複合材料パイプ或いは中空支持体とする）ステップ２）と、
前記３次元図面に基づいて構造部材主型の金型図面を作成すると共に前記構造部材主型を作るステップ３）と、
前記３次元図面構造部材内の支持に用いられた各繊維織物複合材料の空間形状に基づいて、別々にその平面形状を決定するステップ４）と、
ステップ４）の平面形状に基づいて、繊維織物複合材料プリプレグを裁断するステップ５）（同様にステップ４）及びステップ５）により管壁プリプレグを決定すると共に裁断する）と、
前記３次元図面に基づいてプリプレグの縫合糸を決定するステップ６）と、
各前記プリプレグを決定した縫合糸の位置通り、各積層を必要とする前記プリプレグを積層するステップ７）と、
積層された前記プリプレグを縫合糸の位置通り縫合（手縫合或いはミシン縫合を用いることができる）させるステップ８）と、
縫合した積層プリプレグシートを広げ、前記３次元図面に基づいて前記プリプレグシートに形成された前記ハニカム孔を前記中子のコアピンに合わせ、前記コアピンを合わせる前記ハニカム孔内に挿入し、外側プリプレグが前記コアピン外側を被覆するステップ９）と、
前記管壁プリプレグで前記中子を被覆することで管壁を形成するステップ１０）と、
前記管壁プリプレグで被覆された前記中子を前記主型に挿入するステップ１１）と、
前記中子を加熱硬化させ、又は前記主型を加熱硬化させ、或いは同時に前記中子及び前記主型を加熱硬化させ、その後前記中子、前記主型を取り出すと、所要の構造部材が得られるステップ１２）と、
を含むことを特徴とする、繊維織物複合材料構造部材の製造方法。
【請求項２２】
前記ステップ９）の外側プリプレグシートのうちの管壁から延出されて連結部材とするプリプレグシートはコアピン外側を被覆せずに留保し、残りが前記コアピン外側を被覆することを特徴とする、請求項２１に記載の繊維織物複合材料構造部材の製造方法。
【請求項２３】
前記連結部材とする管壁プリプレグシートと前記管壁から延出される支持プリプレグシートを重ね合わせて一緒に前記管壁から延出されることを特徴とする、請求項２１に記載の繊維織物複合材料構造部材の製造方法。
【請求項２４】
一緒に管壁から延出され、重ね合わせたプリプレグシートを縫い付けて互いに合わせる主型内に入れてその他のステップへ進むことを特徴とする、請求項２１に記載の繊維織物複合材料構造部材の製造方法。
【請求項２５】
炭素繊維織物複合材料構造部材で一体型立体枠体構造を製造する方法であって、
一体型立体枠体構造の３次元図面を作成するステップ（１）と、
前記３次元図面の枠体に基づいて環状枠体を分解するステップ（２）（単環式枠体を含み、必要に応じて引き続き中実多環式枠体に含まれる前記単環式枠体、中空多環式枠体に含まれる前記単環式枠体、部分的に中空の多環式枠体に含まれる前記単環式枠体を総称した「単環式枠体」を分解する）と、
各前記単環式枠体の形状に基づいて単環式硬質発泡材芯枠を製作するステップ（３）（必要に応じて前記単環式硬質発泡材芯枠を含み、必要に応じて中実多環式硬質発泡材芯枠に含まれる前記単環式硬質発泡材芯枠、中空多環式硬質発泡材芯枠に含まれる前記単環式硬質発泡材芯枠、部分的に中空の多環式硬質発泡材芯枠に含まれる前記単環式硬質発泡材芯枠を更に製作する）と、
各環状硬質発泡材芯枠の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成するステップ（４）（必要に応じて中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる前記単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる前記単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材及び部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる前記単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を包括する）と、
前記３次元図面に基づいて一体型立体枠体構造主型の金型図面を作成すると共に主型を作るステップ（５）と、
前記３次元図面構造部材内の支持に用いられた各繊維織物複合材料の空間形状に基づいて、別々にその平面形状を決定するステップ（６）と、
ステップ（4）の平面形状に基づいて、繊維織物複合材料プリプレグを裁断するステップ７）（同様にステップ（4）及びステップ（5）により管壁プリプレグを決定すると共に裁断する）と、
前記３次元図面に基づいてプリプレグの縫合糸を決定するステップ（８）と、
各前記プリプレグを決定した縫合糸の位置通り、各積層を必要とする前記プリプレグを積層するステップ（９）と、
積層された前記プリプレグを縫合糸の位置通り縫合（手縫合或いはミシン縫合を用いることができる）させるステップ（１０）と、
縫合した積層プリプレグシートを広げ、前記３次元図面に基づいて前記プリプレグシートに形成された前記ハニカム孔を前記中子の単環式枠体に合わせ、前記単環式枠体を合わせる前記ハニカム孔内に挿入し、外側プリプレグがコアピン外側を被覆するステップ（１１）と、
前記管壁プリプレグで前記中子を被覆することで管壁を形成するステップ（１２）と、
前記管壁プリプレグで被覆された前記中子を前記主型に挿入するステップ（１３）と、
前記中子を加熱硬化させ、又は前記主型を加熱硬化させ、或いは同時に前記中子及び前記主型を加熱硬化させ、その後前記中子、前記主型を取り出すと、所要の構造部材が得られるステップ（１４）と、
を含むことを特徴とする、一体型立体枠体構造の製造方法。
【請求項２６】
炭素繊維織物複合材料構造部材であって、前記炭素繊維織物複合材料構造部材の形状は、環状とし、芯が環状硬質発泡材であり、環状硬質発泡材の外表面を炭素繊維織物複合材料で巻回して単環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成することを特徴とする、炭素繊維織物複合材料構造部材。
【請求項２７】
前記単環式炭素繊維織物複合材料構造部材は、束状とし、束内の前記単環式炭素繊維織物複合材料構造部材の個数が少なくとも２個で、１束の前記単環式炭素繊維織物複合材料構造部材の外表面を炭素繊維織物複合材料で巻回して多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成することを特徴とする、請求項１に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項２８】
前記多環式炭素繊維織物複合材料構造部材の外表を巻回する炭素繊維織物複合材料の内部に単環式炭素繊維織物複合材料構造部材を充填締固めて中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成することを特徴とする、請求項２に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項２９】
前記多環式炭素繊維織物複合材料構造部材の外側から内側に向け外表を巻回する炭素繊維織物複合材料、単環式炭素繊維織物複合材料構造部材、空洞部で中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成することを特徴とする、請求項２に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項３０】
前記多環式炭素繊維織物複合材料構造部材の軸線に沿う部分は、空洞部であるため、部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成することを特徴とする、請求項２に記載の繊維織物複合材料構造部材。
【請求項３１】
請求項１〜５に記載の繊維織物複合材料構造部材で製造された炭素繊維織物複合材料枠体であって、
前記単環式炭素繊維織物複合材料構造部材、前記中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材、前記中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材及び前記部分的な中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を総称して炭素繊維織物複合材料構造部材環といい、前記炭素繊維織物複合材料構造部材環を枠体として組み立て、前記枠体内において隣接して束状部分を構成する前記炭素繊維織物複合材料構造部材環の外表面を前記炭素繊維織物複合材料で巻回することを特徴とする、炭素繊維織物複合材料枠体。
【請求項３２】
前記炭素繊維織物複合材料枠体は、非閉鎖形構造であることを特徴とする、請求項６に記載の炭素繊維織物複合材料枠体。
【請求項３３】
炭素繊維織物複合材料構造部材で枠体を製造する方法であって、
前記枠体の３次元図面を作成するステップ（１）と、
前記３次元図面の前記枠体に基づいて環状枠体を分解するステップ（２）（単環式枠体を含み、必要に応じて引き続き中実多環式枠体に含まれる単環式枠体、中空多環式枠体に含まれる単環式枠体、部分的に中空の多環式枠体に含まれる単環式枠体を総称した「単環式枠体」を分解する）と、
各前記単環式枠体の形状に基づいて単環式硬質発泡材芯枠を製作するステップ（３）（必要に応じて前記単環式硬質発泡材芯枠を含み、必要に応じて中実多環式硬質発泡材芯枠に含まれる前記単環式硬質発泡材芯枠、中空多環式硬質発泡材芯枠に含まれる前記単環式硬質発泡材芯枠、部分的に中空の多環式硬質発泡材芯枠に含まれる前記単環式硬質発泡材芯枠を更に製作する）と、
各環状硬質発泡材芯枠の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成するステップ（４）（必要に応じて中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる前記単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材及び部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を包括する）と、
必要に応じて、前記中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる前記単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を裸中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束として組み立て、また前記裸中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成し；
前記中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる前記単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を裸中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束として組み立て、また裸中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成し；
部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる前記単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を裸部分的に中空の多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束として組み立て、また裸部分的に中空の多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して部分的に中空の中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成するステップ（５）と、
前記単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、前記中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、前記中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、部分的に中空の多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材のうちの１種又は２種以上を前記枠体として組み立て、前記枠体において隣接して束状部分を構成した外表面を巻回した炭素繊維織物プリプレグは、前記炭素繊維織物プリプレグの複合材料枠体を構成するステップ（６）と、
前記炭素繊維織物プリプレグの複合材料枠体を金型に入れて加熱硬化させ、離型すると炭素繊維織物複合材料枠体となるステップ（７）と、
を含むことを特徴とする、枠体製造方法。
【請求項３４】
炭素繊維織物複合材料の自動車骨格であって、前記自動車骨格のシャーシは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が縫合糸を支持部材として放射状に支持するように形成された星形支持構造であり、星形支持体の繊維織物複合材料間に炭素繊維織物複合材料ハニカムパイプが形成され；前記炭素維織物複合材料ハニカムパイプをシングルヘリカル巻き組立部材で被覆し、前記シングルヘリカル巻き組立部材は、サンドイッチ構造材料のコア材表面を繊維織物複合材料テープで螺旋状に巻回され、後に巻回された繊維織物複合材料テープで前に巻回された一部繊維織物複合材料テープをきつく締め付け；車体骨格は、維織物複合材料ハニカムパイプが少なくとも２個の前記シングルヘリカル巻き組立部材を密着してヘリカル巻き組立部材束を構成し、前記ヘリカル巻き組立部材束内のヘリカル巻き繊維織物複合材料テープがヘリカル巻き繊維織物複合材料ハニカムパイプを構成し；前記シャーシは、シャーシフレームであり、前記車体骨格をシャーシフレームに乗せ、弾性部材で連結して炭素繊維織物複合材料のセパレートフレームを構成し；前記シャーシ・車体骨格は、一つの単体構造の炭素繊維織物複合材料アンセパレートフレームとなることを特徴とする、炭素繊維織物複合材料の自動車骨格。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維織物複合材料の応用技術分野に関し、特に、繊維織物複合材料構造部材及びそれで製造された自動車骨格と製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代における技術の急速な発展に伴い、材料に対し高い要求が求められ、炭素繊維は高強度、耐熱性、耐食性、耐疲労性、軽量、非常に大きな引張力に十分耐えられ、鋼、アルミニウムよりも著しく高い特性を持ち、典型的な高性能繊維に属し、従来の金属材料に対比して圧倒的なメリットを持っている。炭素繊維は、単独で断熱保温材料として使用する以外に、一般的に補給材料として樹脂、金属、セラミック、コンクリート等の材料内に添加されることで、炭素繊維複合材料を構成し、炭素繊維複合材料が非常に多くの分野で使用され始めている。
【０００３】
世界の省エネ・二酸化炭素排出量削減の環境において、自動車の軽量化は、徐々に進んでおり、プラスチック、複合材料等の自動車における活用が益々幅広くなり、繊維複合材料で既存の金属構造を代替するのは、自動車排出ガスによる大気汚染を減らすと共に省エネを実現する有効な手段である。炭素繊維は、炭素含有量が９０％以上の繊維状炭素材料であり、高強度及び高弾性を持ち、炭素繊維複合材料がマトリックス、繊維の選択、炭素繊維の含有量と分布の最適化設計を通じて、様々な分野の要求を満たすことができる各種高性能の構造部材として製造できる。
【０００４】
従来の自動車では、乗客を輸送するためのガソリンが僅か１％で、残りは自動車自体の運動のために用いられ、繊維複合材料で鉄鋼を代替することで、自動車の重量を半分以上軽減させることができ、減重効果が金属材料より５０％軽くなり、アルミ材より３０％軽く、また繊維複合材料は自動車部品として軽量で高強度、部品一体化、意匠性・耐衝撃性・耐腐食性に優れ、成形が容易という利点がある。現在繊維複合材料は、自動車のブレーキパッド、ホイール等の部品において、実際に応用され、自動車骨格上ヘの応用がまだ比較的少ない。自動車、バスのフレームは、立体フレームで、フレームの役目は車自体部品の重量及び走行時に受ける衝突、歪曲、慣性力を含む荷重に耐えられることである。従来技術において、自動車のフレーム構造は、セパレートフレーム、アンセパレートフレームに大別され、セパレートフレームが太い鋼管を溶接又はリベット接合してスチール製フレームとなり、このスチール製フレームにエンジン、サスペンション、ボディ等の部品が取り付けられるため、セパレートフレームの鋼管が重く、フレーム重量が全車総重量の大部分を占め；アンセパレートフレームは、鋼（先進的なものはアルミニウムである）がプレス、溶接を経てから成り、設計及び製造技術に対する要求が非常に高く、製品の品質も管理し難く、製造工程も煩雑で、かつフレーム構造全体の剛性強度が不足している。
【０００５】
省エネ、環境保全は、徐々に自動車業界が関心を寄せる重要課題となり、人々は自動車の軽量化への発展を検討し始めた。自動車の軽量化は、自動車の空車重量を軽減でき、原材料を節約できるだけでなく、自動車の生産コストを削減でき、かつ燃費も削減できるため、省エネ・環境保全である。これにより、人々は、より軽量で、強度がより高い複合材料で従来のフレーム構造材の材料を代替しようと試み始めた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
炭素繊維複合材料において、炭素繊維の最大特徴は非常に大きい引張力に耐えられることであり、樹脂が圧力に耐えられ、従来材料で製造された管状内部に支持体がなく、板状として製造した場合、板厚が小すぎるため、生じるトルクが小さく、炭素繊維が非常に大きい引張力に耐えられる利点を十分利用していない。よって、炭素繊維が引張力に耐えられるという利点を十分発揮する方法を研究する必要がある。このため、炭素繊維複合材料の密度が軽い構造部材として製造して非常に大きい引張力に耐えられるのは、極めて大きい課題となっている。次に、炭素繊維複合材料は、迅速な生産に適していないということも炭素繊維複合材料の発展を阻害する重要な原因となっている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、炭素繊維織物複合材料構造部材及びそれで製造された自動車骨格と製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の技術的解決手段からなる。
繊維織物複合材料構造部材であって、前記構造部材の外側に管状が形成され、前記管状構造部材は繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプであり、その中の繊維織物複合材料には平織及び綾織がある。
【０００９】
前記複合材料ハニカムパイプのハニカム孔内にサンドイッチ構造材料又は繊維複合材料パイプ或いは中空支持体が充填される。複合材料ハニカムパイプのハニカム孔内に充填されたサンドイッチ構造材料は、複合材料ハニカムパイプのハニカム孔内にサンドイッチ構造材料を充填したコア材である。
【００１０】
前記繊維織物複合材料ハニカムパイプは、少なくとも２個のシングルヘリカル巻き組立部材を密着してヘリカル巻き組立部材束を構成し、シングルヘリカル巻き組立部材はサンドイッチ構造材料のコア材表面を繊維織物複合材料テープで螺旋状に巻回され、後に巻回された繊維織物複合材料テープで前に巻回された一部繊維織物複合材料テープをきつく締め付けることで、ヘリカル巻き繊維織物複合材料テープがヘリカル巻き繊維織物複合材料ハニカムパイプを構成する。
【００１１】
前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が縫合糸を支持部材として放射状に支持するように形成された星形支持構造である。星形支持体の繊維織物複合材料間に繊維織物複合材料ハニカムパイプが形成される。
【００１２】
前記繊維織物複合材料支持体とは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料の一部を巻管部として巻き付けられ、縫合糸を支持部材として放射状に連結された巻管部支持体を構成し、他部分は縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が縫合糸を支持部材として放射状に支持するように放射部と巻管部の複合支持体を構成するものである。
【００１３】
前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が各々巻管部として巻き付けられることで、縫合糸を支持部材として放射状に連結された巻管部支持体を構成するものである。
【００１４】
前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料のＮ層ごとに一組の積層とし、ここでＮ≧２であり、各組の積層が放射状に一部を延出した後、各組の積層が分岐されてＮ個の方向に向かって延出してＮ個の分岐部を形成し、各分岐部は各々他組の積層の分岐部と対ごとに重ね合わせると共に延出され、エッジが放射状のハニカム支持体を構成するものであり；或いは前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料のＮ層ごとに一組の積層とし、ここでＮ≧２であり、各組の積層中央層が巻管部として巻き付けられ、その他の層が放射状に一部を延出した後で分岐されて複数の分岐部を形成し、各分岐部は各々他組の積層の分岐部と対ごとに重ね合わせると共に延出され、エッジが放射状のハニカム支持体を構成するものである。
【００１５】
前記ヘリカル巻き繊維織物複合材料ハニカムパイプの外表面を繊維織物複合材料テープで再度螺旋状に巻回され、後に巻回された繊維織物複合材料テープで前に巻回された一部繊維織物複合材料テープをきつく締め付ける。
【００１６】
前記ハニカムパイプの断面は、軸心を中心として外方へ向かって多層ハニカム孔を構成し、最外層が管壁である。
【００１７】
前記繊維織物複合材料は、支持軸から管壁外へ延伸し、管壁に沿って曲げられ、管壁と結合して管壁の一部を構成し、管壁全体とその内部の支持材料を管壁に沿って曲げられた繊維織物複合材料を通じて一体的に連接させる。
【００１８】
前記繊維織物複合材料は、支持軸から管壁外へ延伸し、管壁に沿って曲げられ、管壁と結合し、管壁がヘリカル巻き繊維織物複合材料テープであり、管壁に沿って曲げられた繊維織物複合材料とヘリカル巻き繊維織物複合材料テープを接着する。
【００１９】
前記繊維織物複合材料は、支持軸から管壁箇所に延伸した後、引き続き管壁から延出されて構造部材の外部結合部材とし、外部結合部材が受けた力を支持材料に伝達させることができる。
【００２０】
前記繊維織物複合材料は、支持軸から管壁外へ延伸し、管壁に沿って曲げられ、管壁の一部を構成し、管壁から延出された支持材料まで曲げられた後、さらに前記支持材料と一緒に管壁から延出し、外部結合部材が受けた力を管壁及びその中の支持材料まで伝達させることができる。
【００２１】
前記管壁内の支持軸の個数は、少なくとも２個であり、支持軸間が繊維織物複合材料で連結して支持する。
【００２２】
管の軸線に沿った前記構造部材の異なる部位の横断面外輪郭形状は異なり、又は外輪郭形状が同一であるが大きさが異なる。
【００２３】
前記管状構造部材は、分岐状（例：「Ｙ」字の分岐状、「Ｔ」字の分岐状又は「十」字の分岐状）であり、前記管状構造部材の主管と枝管は管壁が接合するだけでなく、管内の支持軸も接合する。
【００２４】
前記構造部材は、一体型立体枠体構造である。
【００２５】
前記一体型立体枠体構造は、ハニカムパイプ内の星形支持体的ハニカム孔内為シングルヘリカル巻き組立部材或いは環状サンドイッチ構造材料或いは環状繊維複合材料パイプ或いは環状中空支持体，前記繊維織物が炭素繊維織物であり、炭素繊維織物複合材料一体型骨格を構成する。
【００２６】
前記炭素繊維織物複合材料一体型骨格の同一の横断面内の支持軸の個数は、少なくとも２個であり、支持軸間が繊維織物複合材料で連結して支持する。
【００２７】
前記炭素繊維織物複合材料枠体は、自動車の骨格、航空機の骨格、電車の骨格及びコンテナの骨格とする。
【００２８】
前記繊維織物複合材料構造部材で製造された伝動軸或いは支柱である。
【００２９】
繊維織物複合材料構造部材の製造方法であって、
所要の構造部材の３次元図面を作成するステップ１）と、
３次元図面に基づいて構造部材中子の金型図面を作成すると共に構造部材中子を作る（前記中子にハニカム孔に対応してコアピンが設けられ、前記中子はサンドイッチ構造材料又は繊維複合材料パイプ或いは中空支持体とする）ステップ２）と、
３次元図面に基づいて構造部材主型の金型図面を作成すると共に構造部材主型を作るステップ３）と、
３次元図面構造部材内の支持に用いられた各繊維織物複合材料の空間形状に基づいて、別々にその平面形状を決定するステップ４）と、
ステップ４）の平面形状に基づいて、繊維織物複合材料プリプレグを裁断するステップ５）（同様にステップ４）及びステップ５）により管壁プリプレグを決定すると共に裁断する）と、
３次元図面に基づいてプリプレグの縫合糸を決定するステップ６）と、
各プリプレグを決定した縫合糸の位置通り、各積層を必要とするプリプレグを積層するステップ７）と、
積層されたプリプレグを縫合糸の位置通り縫合（手縫合或いはミシン縫合を用いることができる）させるステップ８）と、
縫合した積層プリプレグシートを広げ、３次元図面に基づいてプリプレグシートに形成されたハニカム孔を中子のコアピンに合わせ、コアピンを合わせるハニカム孔内に挿入し、外側プリプレグがコアピン外側を被覆するステップ９）と、
管壁プリプレグで中子を被覆することで管壁を形成するステップ１０）と、
管壁プリプレグで被覆された中子を主型に挿入するステップ１１）と、
中子を加熱硬化させ、又は主型を加熱硬化させ、或いは同時に中子及び主型を加熱硬化させ、その後中子、主型を取り出すと、所要の構造部材が得られるステップ１２）と、
を含む。
【００３０】
前記ステップ９）の外側プリプレグシートのうちの管壁から延出されて連結部材とするプリプレグシートはコアピン外側を被覆せずに留保し、残りがコアピン外側を被覆する。
【００３１】
前記連結部材とする管壁プリプレグシートと管壁から延出される支持プリプレグシートを重ね合わせて一緒に管壁から延出される。
【００３２】
一緒に管壁から延出され、重ね合わせたプリプレグシートを縫い付けて互いに合わせる主型内に入れてその他のステップへ進む。
【００３３】
前記ステップ２）内の中子は、発泡体を型内で発泡成形して製造される。
【００３４】
炭素繊維織物複合材料構造部材で一体型立体枠体構造を製造する方法であって、
一体型立体枠体構造の３次元図面を作成するステップ（１）と、
３次元図面の枠体に基づいて環状枠体を分解するステップ（２）（単環式枠体を含み、必要に応じて引き続き中実多環式枠体に含まれる単環式枠体、中空多環式枠体に含まれる単環式枠体、部分的に中空の多環式枠体に含まれる単環式枠体を総称した「単環式枠体」を分解する）と、
各単環式枠体の形状に基づいて単環式硬質発泡材芯枠を製作するステップ（３）（必要に応じて単環式硬質発泡材芯枠を含み、必要に応じて中実多環式硬質発泡材芯枠に含まれる単環式硬質発泡材芯枠、中空多環式硬質発泡材芯枠に含まれる単環式硬質発泡材芯枠、部分的に中空の多環式硬質発泡材芯枠に含まれる単環式硬質発泡材芯枠を更に製作する）と、
各環状硬質発泡材芯枠の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成するステップ（４）（必要に応じて中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材及び部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を包括する）と、
３次元図面に基づいて一体型立体枠体構造主型の金型図面を作成すると共に主型を作るステップ（５）と、
３次元図面構造部材内の支持に用いられた各繊維織物複合材料の空間形状に基づいて、別々にその平面形状を決定するステップ（６）と、
ステップ（4）の平面形状に基づいて、繊維織物複合材料プリプレグを裁断するステップ７）（同様にステップ（4）及びステップ（5）により管壁プリプレグを決定すると共に裁断する）と、
３次元図面に基づいてプリプレグの縫合糸を決定するステップ（８）と、
各プリプレグを決定した縫合糸の位置通り、各積層を必要とするプリプレグを積層するステップ（９）と、
積層されたプリプレグを縫合糸の位置通り縫合（手縫合或いはミシン縫合を用いることができる）させるステップ（１０）と、
縫合した積層プリプレグシートを広げ、３次元図面に基づいてプリプレグシートに形成されたハニカム孔を中子の単環式枠体に合わせ、単環式枠体を合わせるハニカム孔内に挿入し、外側プリプレグがコアピン外側を被覆するステップ（１１）と、
管壁プリプレグで中子を被覆することで管壁を形成するステップ（１２）と、
管壁プリプレグで被覆された中子を主型に挿入するステップ（１３）と、
中子を加熱硬化させ、又は主型を加熱硬化させ、或いは同時に中子及び主型を加熱硬化させ、その後中子、主型を取り出すと、所要の構造部材が得られるステップ（１４）と、
を含む。
【００３５】
炭素繊維織物複合材料構造部材であって、前記炭素繊維織物複合材料構造部材の形状は、環状とし、芯が環状硬質発泡材であり、環状硬質発泡材の外表面を炭素繊維織物複合材料で巻回して単環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成する。
【００３６】
前記炭素繊維織物複合材料構造部材において、前記単環式炭素繊維織物複合材料構造部材は、束状とし、束内の単環式炭素繊維織物複合材料構造部材の個数が少なくとも２個で、１束の単環式炭素繊維織物複合材料構造部材の外表面を炭素繊維織物複合材料で巻回して多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成する。
【００３７】
前記炭素繊維織物複合材料構造部材において、前記多環式炭素繊維織物複合材料構造部材の外表を巻回する炭素繊維織物複合材料の内部に単環式炭素繊維織物複合材料構造部材を充填締固めて中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成する。
【００３８】
前記炭素繊維織物複合材料構造部材において、前記多環式炭素繊維織物複合材料構造部材の外側から内側に向け外表を巻回する炭素繊維織物複合材料、単環式炭素繊維織物複合材料構造部材、空洞部で中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成する。
【００３９】
前記炭素繊維織物複合材料構造部材において、前記多環式炭素繊維織物複合材料構造部材の軸線に沿う部分は、空洞部であるため、部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成する。
【００４０】
前記炭素繊維織物複合材料構造部材で製造された炭素繊維織物複合材料枠体において、前記単環式炭素繊維織物複合材料構造部材、中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材、中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材及び部分的な中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を総称して炭素繊維織物複合材料構造部材環といい、前記炭素繊維織物複合材料構造部材環を枠体として組み立て、枠体内において隣接して束状部分を構成する炭素繊維織物複合材料構造部材環の外表面を炭素繊維織物複合材料で巻回する。
【００４１】
前記炭素繊維織物複合材料枠体は、非閉鎖形構造である。
【００４２】
炭素繊維織物複合材料構造部材で枠体を製造する方法であって、
枠体の３次元図面を作成するステップ（１）と、
３次元図面の枠体に基づいて環状枠体を分解するステップ（２）（単環式枠体を含み、必要に応じて引き続き中実多環式枠体に含まれる単環式枠体、中空多環式枠体に含まれる単環式枠体、部分的に中空の多環式枠体に含まれる単環式枠体を総称した「単環式枠体」を分解する）と、
各単環式枠体の形状に基づいて単環式硬質発泡材芯枠を製作するステップ（３）（必要に応じて単環式硬質発泡材芯枠を含み、必要に応じて中実多環式硬質発泡材芯枠に含まれる単環式硬質発泡材芯枠、中空多環式硬質発泡材芯枠に含まれる単環式硬質発泡材芯枠、部分的に中空の多環式硬質発泡材芯枠に含まれる単環式硬質発泡材芯枠を更に製作する）と、
各環状硬質発泡材芯枠の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成するステップ（４）（必要に応じて中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材及び部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を包括する）と、
必要に応じて、中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を裸中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束として組み立て、また裸中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成し；
中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を裸中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束として組み立て、また裸中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成し；
部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を裸部分的に中空の多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束として組み立て、また裸部分的に中空の多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して部分的に中空の中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成するステップ（５）と、
単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、部分的に中空の多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材のうちの１種又は２種以上を枠体として組み立て、枠体において隣接して束状部分を構成した外表面を巻回した炭素繊維織物プリプレグは、炭素繊維織物プリプレグの複合材料枠体を構成するステップ（６）と、
炭素繊維織物プリプレグの複合材料枠体を金型に入れて加熱硬化させ、離型すると炭素繊維織物複合材料枠体となるステップ（７）と、
を含む。
【００４３】
前記炭素繊維織物複合材料構造部材で枠体を製造する方法において、前記炭素繊維織物複合材料枠体は、自動車の骨格、航空機の骨格、電車の骨格及びコンテナの骨格とする。
【００４４】
炭素繊維織物複合材料の自動車骨格であって、前記自動車骨格のシャーシは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が縫合糸を支持部材として放射状に支持するように形成された星形支持構造であり、星形支持体の繊維織物複合材料間に繊維織物複合材料ハニカムパイプが形成され；炭素維織物複合材料ハニカムパイプをシングルヘリカル巻き組立部材で被覆し、シングルヘリカル巻き組立部材は、サンドイッチ構造材料のコア材表面を繊維織物複合材料テープで螺旋状に巻回され、後に巻回された繊維織物複合材料テープで前に巻回された一部繊維織物複合材料テープをきつく締め付け；車体骨格は、維織物複合材料ハニカムパイプが少なくとも２個のシングルヘリカル巻き組立部材を密着してヘリカル巻き組立部材束を構成し、ヘリカル巻き組立部材束内のヘリカル巻き繊維織物複合材料テープがヘリカル巻き繊維織物複合材料ハニカムパイプを構成し；前記シャーシは、シャーシフレームであり、車体骨格をシャーシフレームに乗せ、弾性部材で繋ぎ合わせて炭素繊維織物複合材料のセパレートフレームを構成し；前記シャーシ・車体骨格は、一つの単体構造の炭素繊維織物複合材料アンセパレートフレームとなる。前記技術的解決手段内の技術的特徴は、必要に応じて本技術的解決手段にも応用できる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明は、繊維織物複合材料をハニカム状支持体の管状構造部材として製造し、製造された構造部材が力を受けた時、受けた力をハニカム状の各分岐部に分散させて構造部材に均一に分布させ、構造部材全体の力を受ける程度を増強し、一般的な炭素繊維複合材料は非常に強い引張力に耐えられるが、圧力に耐えられる能力が比較的劣り、構造部材の管内支持体をハニカム状の炭素繊維織物複合材料支持体と用いることで、構造部材が一定程度において圧力に耐えられ、構造部材の力を受ける範囲及び方向を拡大できる。本発明は、構造部材支持体をハニカム状にし、中実構造部材に対比すると材料及び重量を減らし、コストを節約し、同時に中空構造部材に対比してより強い力に耐えられる強さを有する。炭素繊維は、非常に大きな引張力に耐えられ、かつ変形しないが、中実として製造した場合材料の無駄にし、重量を増加するだけではなく、性能の向上も大きくない。よって、本発明は、ハニカムパイプ内に硬質発泡材を充填することで、炭素繊維の非常に大きい引張拉力に耐えられるという性能の最大限の発揮を実現し；炭素繊維織物で巻回された構造部材を用いて製造された自動車等の骨格は、軽量、高強度であり、次に上包み機で成形できるため、機械化生産に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】放射状支持体の構造を示す模式図一である。
【図２】放射状支持体の構造を示す模式図二である。
【図３】放射状支持体の構造を示す模式図三である。
【図４】放射状支持体の構造を示す模式図四である。
【図５】放射部と巻管部の複合支持体の構造を示す模式図一である。
【図６】放射部と巻管部の複合支持体の構造を示す模式図二である。
【図７】巻管部状支持体の構造を示す模式図である。
【図８】金型付き放射状支持体の構造を示す模式図一である。
【図９】金型付き放射状支持体の構造を示す模式図二である。
【図１０】金型付き放射部と巻管部の複合支持体の構造を示す模式図である。
【図１１】金型付き巻管部状支持体の構造を示す模式図である。
【図１２】車体骨格の構造を示す模式図一である。
【図１３】車体骨格の構造を示す模式図二である。
【図１４】環状骨格支持体の構造を示す模式図である。
【図１５】図１３内のＡ部位の拡大図である。
【図１６】繊維複合材料継手の構造を示す模式図一である。
【図１７】繊維複合材料継手の構造を示す模式図二である。
【図１８】車体骨格の構造を示す模式図三である。
【図１９】中空スティック状支持体の構造を示す模式図一である。
【図２０】中空スティック状支持体の構造を示す模式図二である。
【図２１】多層ハニカム孔のハニカムパイプの構造を示す模式図である。
【図２２】２個の星形支持体のハニカムパイプの構造を示す模式図である。
【図２３】３個の星形支持体のハニカムパイプの構造を示す模式図である。
【図２４】図１２内のＢ部位の構造拡大図である。
【図２５】自動車骨格の構造を示す模式図である。
【図２６】一部の単環式炭素繊維織物複合材料構造部材を示す図である。
【図２７】一部の中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を示す図である。
【図２８】一部の中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を示す図である。
【図２９】自動車骨格の外観構造を示す模式図である。
【図３０】自動車骨格の部分構造断面図である。
【図３１】Ｂ柱が比較的太い部位の構造断面図である。
【図３２】Ｂ柱が比較的細い部位の構造断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
当業者に本発明をより一層理解してもらうため、以下に具体的実施形態を組み合わせて本発明を更に説明する。
【００４８】
図１乃至図７を参照すると、繊維織物複合材料構造部材であって、前記構造部材の外側に管状が形成され、前記管状構造部材は繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプであり；その中の繊維織物複合材料は、平織及び綾織を含み、前記繊維織物複合材料が炭素繊維或いはガラス繊維である。
【００４９】
前記複合材料ハニカムパイプのハニカム孔内にサンドイッチ構造材料又は繊維複合材料パイプ或いは中空支持体が充填される。前記サンドイッチ構造材料は、主に硬質発泡材であり、硬質発泡スチロールとすることができ、硬質発泡材は主にＰＶＣ、ＰＥＩ、ＰＵ、ＰＥＴ、ＰＭＩ、ＡＩＲＥＸ、ＤＩＡＢ、３Ａ、ＳＴＲＵＣＥＬＬ、ＲＯＨＡＣＥＬＬ、硬質発泡金属材料が挙げられ；前記繊維複合材料パイプは、炭素繊維を編み込んだ複合材料パイプ或いは炭素繊維を巻回した複合材料パイプであり；前記中空支持体は、薄肉中空プラスチック支持体又は薄肉中空金属支持体とすることができ、薄肉中空プラスチック支持体がブロー成形品とすることができる。
【００５０】
図１乃至図４に示すように、前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が縫合糸を支持部材として放射状に支持するように星形支持構造を形成し、そして管壁として星形支持構造の外層を一層の繊維織物複合材料で被覆して構成したハニカムパイプであり、星形支持構造で形成された孔がハニカム孔であり、当然星形支持構造と管壁でハニカム孔を形成できる。
【００５１】
図５乃至図６に示すように、前記繊維織物複合材料支持体とは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料の一部を巻管部として巻き付けられ、縫合糸を支持部材として放射状に連結された巻管部支持体を構成し、他部分は縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が縫合糸を支持部材として放射状に支持するように放射部と巻管部の複合支持体を構成するものである。放射状支持体又は放射部と巻管部の複合支持体は、構造部材が力を受けた時、受けた力を管壁と連結された放射状の積層分岐部によって支持体全体に伝達し、受けた力を構造部材に均一に分布させ、構造部材が受けた力のアンバランスによる変形或いは折損を防止でき；支持体を放射状して製作し、中空管材に対比してより強い耐力強度を有し、同時に中実管材に対比して材料及びコストを節約する。
【００５２】
図７に示すように、前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が各々巻管部として巻き付けられることで、縫合糸を支持部材として放射状に連結された巻管部支持体１０７を構成し、そして管壁２０７として星形支持構造の外層を一層の繊維織物複合材料で被覆して構成したハニカムパイプであり；巻管部で支持された管材を伝動軸或いは支柱として使用すると、伝動軸或いは支柱の力に耐える強さを大幅に増大することで、曲がり・変形、若しくは折損にくい。
【００５３】
図２１に示すように、前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料のＮ層ごとに一組の積層とし、ここでＮ≧２であり、各組の積層が放射状に一部を延出した後、各組の積層が分岐されてＮ個の方向に向かって延出してＮ個の分岐部を形成し、各分岐部は各々他組の積層の分岐部と対ごとに重ね合わせると共に延出され、エッジが放射状のハニカム支持体を構成するものであり；或いは前記繊維織物複合材料で支持された繊維織物複合材料ハニカムパイプとは、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料のＮ層ごとに一組の積層とし、ここでＮ≧２であり、各組の積層中央層が巻管部として巻き付けられ、その他の層が放射状に一部を延出した後で分岐されて複数の分岐部を形成し、各分岐部は各々他組の積層の分岐部と対ごとに重ね合わせると共に延出され、エッジが放射状のハニカム支持体を構成するものである。図２１に示すように、前記ハニカムパイプの断面は、軸心を中心として外方へ向かって多層ハニカム孔１６を構成し、最外層が管壁１５である。多層ハニカム孔１６を含むハニカムパイプは、伝動軸或いは支柱として応用でき、軽量の利点を持つだけではなく、かつ管壁１５が力を受けた時、受けた力をエッジの放射状分岐部によって伝達し、受けた力を支持体全体に均一に分布でき、このようなハニカム状の支持体が相対的に管壁の受ける力を減らすことができ、従来構造の伝動軸或いは支柱に対比すると、同一の力を受ける状態において、エッジが放射状の炭素繊維織物複合材料ハニカム支持体の管壁は、曲がり・変形しにくく、伝動軸或いは支柱の寿命を延ばすことができる。
【００５４】
図１に示すように、前記繊維織物複合材料は、支持軸から管壁２０１外へ延伸し、管壁に沿って曲げられ、管壁と結合して管壁の一部を構成し、管壁全体とその内部の支持材料１０１を管壁に沿って曲げられた繊維織物複合材料を通じて一体的に連接させる。繊維織物複合材料を管壁まで延出すると共に管壁に沿って曲げられると、管壁が受けた力を管内の繊維織物複合材料支持体に伝達できることで、管材の力に耐えられる強さを増大する。
【００５５】
前記繊維織物複合材料は、支持軸から管壁箇所に延伸した後、引き続き管壁から延出されて構造部材の外部結合部材とし、外部結合部材が受けた力を支持材料に伝達させることで、支持材料全体に力を受けて構造部材の機械強度を高める。図２に示すように、管内支持軸１０２は、放射状支持体であり、管内支持軸１０２のうちの両端が管壁２０２から延出され、２個の外部結合部材３０２を構成する。図６に示すように、管内支持軸１０６は、放射−巻管部の複合支持体であり、管内支持軸１０６のうちの両端が管壁２０６から延出され、２個の外部結合部材３０６を構成する。図３に示すように、管内支持軸１０３の一端が管壁２０３から延出されて構成された構造部材は、１個の外部結合部材３０３を含み；図５に示すように、管内支持軸１０５は、放射−巻管部の複合支持体であり、管内支持軸１０５の一端が管壁２０５から延出されて１個の外部結合部材３０５を構成する。
【００５６】
図４に示すように、前記繊維織物複合材料は、支持軸１０４から管壁２０４へ延伸し、管壁２０４に沿って曲げられ、管壁の一部を構成し、管壁２０４から延出された支持材料まで曲げられた後、さらに前記支持材料と一緒に管壁から延出し、構造部材の外部結合部材３０４を構成し、外部結合部材が受けた力を管壁及びその中の支持材料まで伝達させて、全体的に受けた力を均一にさせることで、管材の力に耐えられる強さを増大する。
【００５７】
前記管壁内の支持軸の個数は、少なくとも２個であり、支持軸間が繊維織物複合材料で連結して支持し、複数の支持軸はより一層受けた力の均一性を保証して構造部材の力に耐えられる強さを増す。
【００５８】
図２２に示すように、前記繊維織物複合材料構造部材の星形支持体は、２個でハニカムパイプを構成してもよく；図２３に示すように、前記繊維織物複合材料構造部材の星形支持体は３個でハニカムパイプを構成してもよい。図２２内の２個の星形支持体１７で構成されたハニカムパイプの管壁１８は、星形支持体１７が延伸して曲げられてから成るものである。図２３内の３個の星形支持体１９で構成されたハニカムパイプ構造部材の管壁２０は、３個の星形支持体１９が曲げられて成るものである。
【００５９】
必要に応じて、前記構造部材は、管の軸線に沿った前記構造部材の異なる部位の横断面外輪郭形状が異なり、又は外輪郭形状が同一であるが大きさが異なるよう設計できる。
【００６０】
図１５に示すように、前記繊維織物複合材料ハニカムパイプ８０１のハニカム孔内の支持軸方向に沿って仕分けて横断面に支持部材８０２が設けられ、横断面上の支持部材は軸方向における力に耐えられる強さを増強することで、構造部材が軸方向に沿って変形又は曲がりにくい。
【００６１】
接合部材の必要に応じて、前記管状構造部材は、分岐状（例：「Ｙ」字の分岐状、「Ｔ」字の分岐状又は「十」字の分岐状）であり、前記管状構造部材の主管と枝管の管壁が接合するだけでなく、管内の支持軸も接合するのは、支持軸又は管壁の繊維織物が一体化或いは繊維織物を一緒に縫合したことであり；サンドイッチ構造材料若しくは繊維複合材料パイプを設けた場合、サンドイッチ構造材料は一体成形したもの或いは繊維複合材料パイプの繊維織物が連続繊維である。主管及び枝管の管壁が星形支持体と各々連結することで、主管及び枝管の管壁と星形支持体が一体構造とし、内外部から受けた力を一致させ、構造部材に内外部から受けた力の不一致によりずれて変形又は損傷を防止できる。
【００６２】
前記構造部材が一体型立体枠体構造を構成するのは、構造部材が「Ｙ」字の分岐状、「Ｔ」字の分岐状又は「十」字の分岐状を通じて接合し、一体型立体枠体構造を構成することを意味し、例えばオフロード車の骨格、乗用車の骨格、バスの骨格、ヘリコプターの骨格或いは航空機の骨格である。
【００６３】
特に、前記一体型立体枠体構造部材を環接することで、所要の完成車骨格を組み立てる。図１２に示すように、前記環接された完全車骨格７の環接過程中に使用された環状支持体内の星形支持体は合体でき、合体後の星形支持体の支持軸が炭素繊維織物複合材料を通じて連結され、合体後の星形支持体の管壁も一体型管壁となり；前記環接された完全車骨格７の環接過程中に使用された環状支持体内の星形支持体は分離でき、例えば図１２内の環接された完全車骨格のコーナーＢ部分であり、すなわち、図２４に示すように、環状支持体内の星形支持体の支持軸間が分離状態となり、従って「Ｙ」字の分岐状、「Ｔ」字の分岐状又は「十」字の分岐状が形成される。
【００６４】
環状支持体内の星形支持体の支持軸間が分離状態となり、従って「Ｙ」字の分岐状、「Ｔ」字の分岐状又は「十」字の分岐状が形成されるのも一体型立体枠体構造に適し；よって前記「Ｙ」字の分岐状、「Ｔ」字の分岐状又は「十」字の分岐状（図２４に示す分岐又は合流の部位）は、平面形状の「Ｙ」字の分岐状、「Ｔ」字の分岐状又は「十」字の分岐状だけではなく、平面形状を曲げられて立体を形成するそれら形状とすることもできる。
【００６５】
前記構造部材を差込接合或いは環接によって一体型立体枠体構造を構成することで、所要の一体型骨格を組み立てることができる。図１２及び図１３に示すのは、炭素繊維織物複合材料で組み立てた完全車骨格である。図１２は、環接で製造された完全車骨格７であり、環接過程中に使用された環状支持体９は、図１４に示す通りであり、前記環状支持体９が繊維織物複合材料を加熱硬化させた後製造したコイルパイプ或いは編組チューブであり；図１３は、差込接合で製造された完全車骨格８であり、図１５に示すように、完全車骨格８上に使用する構造部材８０１上の軸方向に支持部材８０２が設けられ、構造部材に支持体が設けられると、さらに完全車の機械的強度を増大できる。
【００６６】
前記繊維織物複合材料構造部材で製造された伝動軸或いは支柱である。
【００６７】
繊維織物複合材料構造部材の製造方法であって、
所要の構造部材の３次元図面を作成するステップ１）と、
３次元図面に基づいて構造部材中子の金型図面を作成すると共に構造部材中子を作る（前記中子にハニカム孔に対応してコアピンが設けられ、前記中子はサンドイッチ構造材料又は繊維複合材料パイプ或いは中空支持体とする）ステップ２）と、
３次元図面に基づいて構造部材主型の金型図面を作成すると共に構造部材主型を作るステップ３）と、
３次元図面構造部材内の支持に用いられた各繊維織物複合材料の空間形状に基づいて、別々にその平面形状を決定するステップ４）と、
ステップ４）の平面形状に基づいて、繊維織物複合材料プリプレグを裁断するステップ５）（同様にステップ４）及びステップ５）により管壁プリプレグを決定すると共に裁断する）と、
３次元図面に基づいてプリプレグの縫合糸を決定するステップ６）と、
各プリプレグを決定した縫合糸の位置通り、各積層を必要とするプリプレグを積層するステップ７）と、
積層されたプリプレグを縫合糸の位置通り縫合（手縫合或いはミシン縫合を用いることができる）させるステップ８）と、
縫合した積層プリプレグシートを広げ、３次元図面に基づいてプリプレグシートに形成されたハニカム孔を中子のコアピンに合わせ、コアピンを合わせるハニカム孔内に挿入し、外側プリプレグがコアピン外側を被覆するステップ９）と、
管壁プリプレグで中子を被覆することで管壁を形成するステップ１０）と、
管壁プリプレグで被覆された中子を主型に挿入するステップ１１）と、
中子を加熱硬化させ、又は主型を加熱硬化させ、或いは同時に中子及び主型を加熱硬化させるステップ１２）と、
を含む。
【００６８】
前記ステップ９）の外側プリプレグシートのうちの管壁から延出されて連結部材とするプリプレグシートはコアピン外側を被覆せずに留保し、残りがコアピン外側を被覆する。
【００６９】
前記連結部材とする管壁プリプレグシートと管壁から延出される支持プリプレグシートを重ね合わせて一緒に管壁から延出される。
【００７０】
一緒に管壁から延出され、重ね合わせたプリプレグシートを縫い付けて互いに合わせる主型内に入れてその他のステップへ進む。
【００７１】
前記ステップ２）内の中子は、発泡体を型内で発泡成形して製造される。
【００７２】
図８乃至図１１を参照すると、本発明に係る管壁支持構造部材の製造過程中、一部は中子と主型を含む構造部材を示す模式図である。図８に示すように、支持体となる積層プリプレグシート１０１を中子５０１に挿入させ、そして中子から突出する積層を曲げ、外層を繊維織物複合材料で被覆して管壁２０１となり、その後中子を被覆した繊維織物複合材料を主型６０１に嵌め込まれた後加熱硬化させ；図９に示すように、支持体となる積層プリプレグシート１０２を中子５０２に挿入させ、そして中子から突出する積層部分を曲げ、管壁２０２から突出する積層部分が管壁と一緒に延出して連結部材３０２となり、外層を繊維織物複合材料で被覆して管壁２０２となり、その後中子を被覆した繊維織物複合材料を主型６０２に嵌め込まれた後加熱硬化させ；図１０に示すように、支持体となる積層プリプレグシート１０５を中子５０５に挿入させ、そして中子５０５から突出する積層部分を巻管部として巻き付け、管壁２０５から突出する積層部分が管壁と一緒に延出して連結部材３０５となり、外層を繊維織物複合材料で被覆して管壁２０５となり、その後中子を被覆した繊維織物複合材料を主型６０５に嵌め込まれた後加熱硬化させ；図１１に示すように、支持体となる積層プリプレグシート１０７を中子５０７に挿入させ、そして中子５０７から突出する積層部分を巻管部として巻き付け、外層を繊維織物複合材料で被覆して管壁２０７となり、その後中子５０７を被覆した繊維織物複合材料を合わせる構造の主型６０７に嵌め込まれた後加熱硬化させる。
【００７３】
図１８に示すように、前記完全車骨格は、繊維織物複合材料構造部材と繊維織物複合材料の継手を差込接合して組み立てから成り；図１６及び図１７に示すように、前記炭素繊維複合材料継手１０に差込頭部１１が設けられ、差込頭部１１全体に炭素繊維マジックテープフック（登録商標）１２が設けられ、炭素繊維マジックテープフック（登録商標）１２は差込接合方向の相反方向に向かって傾斜し；図１６に示す差込頭部は、外径が同一の複数円形管であり、図１７に示す差込頭部が内部に複数の放射状支持体を設けたハニカム状パイプである。差込頭部全体に炭素繊維マジックテープフック（登録商標）が設けられ、炭素繊維マジックテープフック（登録商標）は差込接合方向の相反方向に向かって傾斜し、差込頭部が内部にマジックテープループ（登録商標）を設けた差込ソケットにスムーズに差し込まれることができ、逆方向に抜き出した時、炭素繊維マジックテープフック（登録商標）はマジックテープループ（登録商標）に掛止できることで、差込ソケットが差込頭部から脱落することを防止できて、堅牢に接合でき、差込頭部及び差込ソケットに損傷を与えることはない。
【００７４】
図１９及び図２０に示すように、前記差込接合で完全車骨格を組み立てた差込頭部間の支持体は、中空スティック状支持体であり、図１９の炭素繊維中空スティック状支持体が直線部分の支持に用いられ、図２０の炭素繊維中空スティック状支持体が湾曲部分の支持に用いられ、炭素繊維中空スティック状支持体の両端が密閉構造であり、中心が中空構造であり；前記中空スティック状支持体は、炭素繊維織物複合材料で製造される。構造強度を保証する前提において、材料の節約及び重量減少、かつコストも節約する。
【００７５】
前記完全車骨格は、繊維織物複合材料で製造された環状骨格支持体を環接してから成り、前記環状骨格支持体の構造部材は管内支持体が星形支持構造となる繊維織物複合材料構造部材である。前記環状支持体を環接してから成る完全車骨格の各環は、均しく内部に複数の支持構造を設けたハニカム構造部材で構成され、完全車骨格の機械的強度を保証する。
【００７６】
環接により製造された完全車骨格の製造方法は、
所要の構造部材の３次元図面を作成するステップ１）と、
３次元図面に基づいて完全車骨格の支持構造図を作成すると共に骨格支持体を製作するステップ２）（前記支持体は、繊維織物プリプレグの支持に用いられ、コイルパイプ或いは編組チューブとする）と、
３次元図面構造部材内の支持に用いられた各繊維織物複合材料の空間形状に基づいて、別々にその平面形状を決定するステップ３）と、
ステップ３）の平面形状に基づいて、繊維織物複合材料プリプレグを裁断するステップ４）と、
３次元図面に基づいてプリプレグの縫合糸を決定するステップ５）と、
各プリプレグを決定した縫合糸の位置通り、各積層を必要とするプリプレグを積層するステップ６）と、
積層されたプリプレグを縫合糸の位置通り縫合（手縫合或いはミシン縫合を用いることができる）させるステップ７）と、
縫合した積層プリプレグシートを広げ、３次元図面に基づいてプリプレグシートに形成されたハニカム孔を骨格支持体に合わせ、プリプレグシートで合わせるハニカム孔内を被覆し、外側プリプレグが骨格支持体外側を被覆するステップ８）と、
管壁プリプレグで骨格支持体を被覆して管壁を形成するステップ９）と、
管壁が被覆された前記骨格支持体を縫い付けて完全車骨格を製造するステップ１０）と。
前記完全車骨格を加熱硬化させるステップ１１）と、
を含む。
【００７７】
前記ステップ８）において、ハニカム孔を骨格支持体に合わせるのは、広げた積層プリプレグシートを３次元図面構造内の空洞部位置通り骨格支持体を入れることを意味し、そして被覆する積層プリプレグシートを接合部に縫合させ、骨格支持体を空洞部内に被覆させ、積層プリプレグの支持役目を果たす。
【００７８】
炭素繊維マジックテープフック（登録商標）を設けた炭素繊維複合材料継手の製造方法であって、
有機繊維を熱酸化安定性処理により難燃性繊維になり、繊維が高温で炭化した状態下で、不融化・不燃をさせ、引き続き繊維状態を保持し、そして不活性ガス雰囲気中、高温下で焼成・炭化し、有機繊維に一部の炭素及びその他の非炭素原子を失うことで、炭素を主要成分とする繊維状物、すなわち炭素繊維を形成させるステップ（１）と、
１本の水溶性プラスチックチューブを取り、水溶性プラスチックチューブの外周に斜孔を開設するステップ（２）と、
タフティング機で炭素繊維を水溶性プラスチックチューブの斜孔内に植え込むステップ（３）と、
水溶性プラスチックチューブに主型を外嵌するステップ（４）と、
主型と水溶性プラスチックチューブとの間に発泡スチロール型を加えるステップ（５）と、
水溶性プラスチックチューブを水に溶かしてから中子を挿入するステップ（６）と、
中子と発泡スチロール型との間に円筒状空洞部が形成され、円筒状空洞部内に軽合金を注入し、液体金属の熱作用下で発泡スチロール型に熱分解・気化が発生するステップ（７）と、
液体金属を冷却硬化させた後、中子を取り出し、炭素繊維マジックテープフック（登録商標）付きの差込頭部を形成するステップ（８）と、
を含む。
【００７９】
全ての前記複合材料ハニカムパイプのハニカム孔内にサンドイッチ構造材料又は繊維複合材料パイプ或いは中空支持体が充填される。前記サンドイッチ構造材料は、主に硬質発泡材であり、硬質発泡スチロールとすることができ、硬質発泡材は主にＰＶＣ、ＰＥＩ、ＰＵ、ＰＥＴ、ＰＭＩ、ＡＩＲＥＸ、ＤＩＡＢ、３Ａ、ＳＴＲＵＣＥＬＬ、ＲＯＨＡＣＥＬＬ、硬質発泡金属材料が挙げられ；前記繊維複合材料パイプは、炭素繊維を編み込んだ複合材料パイプ或いは炭素繊維を巻回した複合材料パイプであり；前記中空支持体は、薄肉中空プラスチック支持体又は薄肉中空金属支持体とすることができ、薄肉中空プラスチック支持体がブロー成形品とすることができる。
【００８０】
上記硬質発泡材は、ハニカム孔内に射出して発泡膨張することでハニカム孔壁を支持することができる。
【００８１】
図２５乃至図２８を参照すると、炭素繊維織物複合材料構造部材であって、図２５に示す枠体１００の自動車骨格は、炭素繊維織物複合材料構造部材環１１０で組み立てから成り、炭素繊維織物複合材料構造部材環１１０が図２６に示すような単環式炭素繊維織物複合材料構造部材１１１とすることができ、単環式炭素繊維織物複合材料構造部材１１１の芯が環状硬質発泡材１１２であり、環状硬質発泡材１１２の外表面を炭素繊維織物複合材料１１３で巻回する。巻回は、上包み機のように炭素繊維織物複合材料１１３で硬質発泡材１１２の外表面を巻き付け；炭素繊維織物複合材料１１３は、炭素繊維織物と樹脂、金属等のマトリックスを複合して構造材料を製造し；環状硬質発泡材１１２は、一体成形構造であり、つなぎ合わせる構造としてもよく；硬質発泡材１１２は、硬質発泡スチロール（例：ポリメタクリルイミド（ＰＭＩ））、硬質発泡金属（例：発泡アルミニウム或いはその他）とすることができる。
【００８２】
前記炭素繊維織物複合材料構造部材において、図３のように前記単環式炭素繊維織物複合材料構造部材は、束状とし、束内の単環式炭素繊維織物複合材料構造部材１１１の個数が少なくとも２個で、１束の単環式炭素繊維織物複合材料２７構造部材の外表面を炭素繊維織物複合材料１１３（束状構造を示すため、図示せず）で巻回して多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成する。図２７に示すように、前記多環式炭素繊維織物複合材料構造部材の外表を巻回する炭素繊維織物複合材料の内部に単環式炭素繊維織物複合材料構造部材１１１を充填締固めて中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材１２０を構成する。充填締固めは、内部の単環式炭素繊維織物複合材料構造部材の間にほぼ隙間が残らない。図２８に示すように、前記多環式炭素繊維織物複合材料構造部材の外側から内側に向け外表を巻回する炭素繊維織物複合材料１１３（束状構造を示すため、図示せず）、単環式炭素繊維織物複合材料構造部材１１３、空洞部１３１で中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材１３０を構成する。空洞部の位置は、中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材１３０の軸心に位置することができ、中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材１３０の軸心からずれることもできる。
【００８３】
前記炭素繊維織物複合材料構造部材において、前記多環式炭素繊維織物複合材料構造部材の軸線に沿う部分は、空洞部であるため、部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を構成する。幾つかの部品を収容するため、部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に空洞部位置を留保する。
【００８４】
前記炭素繊維織物複合材料構造部材で製造された炭素繊維織物複合材料枠体において、前記単環式炭素繊維織物複合材料構造部材１１１、中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材１２０、中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材１３０及び部分的な中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材を総称して炭素繊維織物複合材料構造部材環１１０といい、前記炭素繊維織物複合材料構造部材環１１０を枠体として組み立て、枠体内において隣接して束状部分を構成する炭素繊維織物複合材料構造部材環の外表面を炭素繊維織物複合材料（束状構造を示すため、図示せず）で巻回する。炭素繊維織物複合材料枠体を構成する前記単環式炭素繊維織物複合材料構造部材、中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材、中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材及び部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材は、少なくとも１種であり、異種組み合わせとしてもよい。
【００８５】
前記炭素繊維織物複合材料枠体は、非閉鎖形構造１４０である。この場合において、カンチレバー構造が生じる可能性がある。
【００８６】
炭素繊維織物複合材料構造部材で枠体を製造する方法であって、
枠体の３次元図面を作成するステップ（１）と、
３次元図面の枠体に基づいて環状枠体を分解するステップ（２）（単環式枠体を含み、必要に応じて引き続き中実多環式枠体に含まれる単環式枠体、中空多環式枠体に含まれる単環式枠体、部分的に中空の多環式枠体に含まれる単環式枠体を総称した「単環式枠体」を分解する）と、
各単環式枠体の形状に基づいて単環式硬質発泡材芯枠を製作するステップ（３）（必要に応じて単環式硬質発泡材芯枠を含み、必要に応じて中実多環式硬質発泡材芯枠に含まれる単環式硬質発泡材芯枠、中空多環式硬質発泡材芯枠に含まれる単環式硬質発泡材芯枠、部分的に中空の多環式硬質発泡材芯枠に含まれる単環式硬質発泡材芯枠を更に製作する）と、
各環状硬質発泡材芯枠の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成するステップ（４）（必要に応じて中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材及び部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を包括する）と、
必要に応じて、中実多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を裸中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束として組み立て、また裸中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成し；
中空多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を裸中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束として組み立て、また裸中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成し；
部分的に中空の多環式炭素繊維織物複合材料構造部材に含まれる単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を裸部分的に中空の多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束として組み立て、また裸部分的に中空の多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材束の外表面を連続炭素繊維織物プリプレグで巻回して部分的に中空の中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材を構成するステップ（５）と、
単環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、中実多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、中空多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材、部分的に中空の多環式炭素繊維織物プリプレグの複合材料構造部材のうちの１種又は２種以上を枠体として組み立て、枠体において隣接して束状部分を構成した外表面を巻回した炭素繊維織物プリプレグは、炭素繊維織物プリプレグの複合材料枠体を構成するステップ（６）と、
炭素繊維織物プリプレグの複合材料枠体を金型に入れて加熱硬化させ、離型すると炭素繊維織物複合材料枠体となるステップ（７）と、
を含む。
【００８７】
前記炭素繊維織物複合材料構造部材で枠体を製造する方法において、前記炭素繊維織物複合材料枠体は、自動車の骨格、航空機の骨格、電車の骨格及びコンテナの骨格とする。
【００８８】
炭素繊維織物複合材料の自動車骨格であって、図２９、図３０に示すように、前記自動車骨格のシャーシ１００１は、縫合糸で縫合された積層繊維織物複合材料が縫合糸を支持部材として放射状に支持するように形成された星形支持構造であり、星形支持体の繊維織物複合材料間に繊維織物複合材料ハニカムパイプが形成され；炭素維織物複合材料ハニカムパイプをシングルヘリカル巻き組立部材で被覆し、シングルヘリカル巻き組立部材は、サンドイッチ構造材料のコア材表面を繊維織物複合材料テープで螺旋状に巻回され、後に巻回された繊維織物複合材料テープで前に巻回された一部繊維織物複合材料テープをきつく締め付け；車体骨格１００２は、維織物複合材料ハニカムパイプが少なくとも２個のシングルヘリカル巻き組立部材を密着してヘリカル巻き組立部材束を構成し、ヘリカル巻き組立部材束内のヘリカル巻き繊維織物複合材料テープがヘリカル巻き繊維織物複合材料ハニカムパイプを構成し；前記シャーシは、シャーシフレーム（図内の形状がシャーシフレーム形状ではなく、模式図の意味はシャーシフレームの形状を表わす）であり、車体骨格をシャーシフレームに乗せ弾性部材で連結して炭素繊維織物複合材料のセパレートフレームを構成し；前記シャーシ・車体骨格は、一つの単体構造の炭素繊維織物複合材料アンセパレートフレームとなる。前記技術的解決手段内の技術的特徴は、必要に応じて本技術的解決手段にも応用できる。
【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】
2020514117.tif 000009
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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