複合材製インサートおよびその製造方法、ならびにそのようなインサートを備えるサンドイッチ構造の作製方法
【課題】本発明は、補強インサートならびにその製造方法に関する。
【解決手段】このインサートは、ファイバ区間（１５、１６）を形成するように層（１０〜１４）を通過する一体化ファイバによって互いに一体化されたファイバの重なった層（１０〜１４）を備え、これらの区間（１５、１６）のうちの少なくともいくつかが直線である。これらのファイバ区間（１５、１６）および層（１０〜１４）は硬化樹脂（１７）中に埋め込まれる。さらに、インサートを構成するファイバの総密度がインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間はインサートの体積の３％〜１０％を占める。本発明は、少なくとも１つのそのようなインサートを備えるサンドイッチ構造の作製方法にも関する。
【解決手段】このインサートは、ファイバ区間（１５、１６）を形成するように層（１０〜１４）を通過する一体化ファイバによって互いに一体化されたファイバの重なった層（１０〜１４）を備え、これらの区間（１５、１６）のうちの少なくともいくつかが直線である。これらのファイバ区間（１５、１６）および層（１０〜１４）は硬化樹脂（１７）中に埋め込まれる。さらに、インサートを構成するファイバの総密度がインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間はインサートの体積の３％〜１０％を占める。本発明は、少なくとも１つのそのようなインサートを備えるサンドイッチ構造の作製方法にも関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材製インサートおよびその製造方法に関する。本発明はそのようなインサートを備えるサンドイッチ構造の作製方法も対象とする。
【背景技術】
【０００２】
複合材製のサンドイッチ構造は、特に機械特性において飛び抜けた特性を有する。これらのサンドイッチ構造は、機械的および／または熱的応力に対する高い耐性と、最小質量における高い剛性とを兼ね備えている。
【０００３】
したがってこれらの構造は、宇宙産業（衛星、探測気球、ロケット）および航空産業（出入口、ドア、前縁、補助翼、内部仕切など）において広く用いられている。
【０００４】
コアによって連結された２つのスキンを備えるこれらの複合構造を製造する方法として多くの方法が知られている。このコアはほとんど仕事をしないので、通常は、低質量および／または低い機械特性の材料で構成される。したがって、ハニカムまたはフォーム構造型の膨張材料、または単純な連結ワイアが使われる。
【０００５】
しかしながら、これらのサンドイッチ構造の固定、および同構造への固定には問題がある。コアおよびスキンは、その肉厚が薄いため、それらの機械的特性が、例えばねじなどの固定手段によって生じる負荷など、サンドイッチ構造のある一点に集中する負荷を支持するには不充分である。
【０００６】
したがって、固定手段とサンドイッチ構造の接合を行い、局所的な結合応力をサンドイッチ構造のより大きな体積に分配させるために、インサートが開発された。これらのインサートは、複合材製のスキンならびに金属材料製のスキンから作製されるサンドイッチ構造で使用される。
【０００７】
図１は、そのようなインサートを備える従来技術のサンドイッチ構造の特定の実施例を示す。サンドイッチ構造１は、カーボンファイバなど極めて高い強度を有する織物ファイバを含む２つのスキン２、３と、ハニカム状コア４とを備え、このサンドイッチ構造中で、樹脂の重合化によりスキン２、３がコア４に組み付けられる。切削工具を使用して、スキン２の一方内およびコア４の厚さの大部分上に凹部が形成される。胴体６と、フランジ７すなわち大型ヘッドとを備える金属インサート５が、オリフィスを備えるスキン２の外表面をフランジ７が覆うように、この凹部内に設置される。サンドイッチ構造１の耐密性を確保するために、フランジ７とスキン２の外表面の間に接着層を配設することができる。有利なことに、この大型ヘッドにより、負荷をスキン２、３の比較的大きなゾーンに分配することができる。
【０００８】
もちろん凹部は開口していてもよく、インサート５の本体がコア４の全厚みを横断するように各スキン内にオリフィスを作製することもできる（図２）。
【０００９】
標準のインサートは、アルミニウム合金、チタン合金、あるいはさらにはインバー合金から作製される。
【００１０】
例えば腐食など、サンドイッチ構造の損傷を引き起こす可能性のあるインサートの不測の緩みを防止するために、インサートとサンドイッチ構造の組み付けは可能な限り高品質でなければならない。しかしながら高品質の接着を実現するには、インサートに良好な表面処理を施さなければならない。しかし実際には、アルミニウムの場合でさえこの処理は実施が難しい。特に例えばチタンの場合には難しく、ステンレス鋼やインバー(Ｉｎｖａｒ)ではさらに難しい。
【００１１】
さらにこれらの材料は比較的密度が高く、そのため、質量を最適化することが真の挑戦課題となる宇宙船の製造要件にはほとんど適合しない。
【００１２】
また、インサートとサンドイッチ構造の間の熱的適合性の問題も生じる。この問題は、宇宙船の太陽光への露出度の変化により構造体が極端な温度変化をうける宇宙空間での用途では特に顕著である。この温度は、例えば−２５０℃から＋２００℃まで変化し得る。すると、サンドイッチ構造とインサートの間の結合部に、材料の熱膨張率の違いによる応力が発生する。これらの応力はこの結合部の劣化を生じさせる恐れがある。
【００１３】
この問題は、製造作業時にも発生することがあり、サンドイッチ構造とインサートの組み付けには、実際に、例えば熱間接着時など０℃〜２００℃の温度サイクルにかけることが必要となり、その結果、サンドイッチ構造とインサートの間の結合部に不良が生じ、完成品が所定の機械特性に到達しなくなる恐れがある。
【００１４】
また、樹脂で含浸されたファイバの層化によって得られる、例えばカーボンファイバとエポキシ樹脂からなる、複合材料のインサートが知られている。これらのインサートは、質量、熱膨張、および組み付け上の制約によって生じる問題を部分的に解決する。しかしながらこれらのインサートは、インサートの平面内、すなわちファイバが提示される方向にしか良好な特性を有しない。厚さ内の平面を外れたところでは樹脂しか作用しない。ところで樹脂の機械特性が極めて低いことはよく知られている。したがってこれらのインサートは、ねじなどの締め付け手段によって加えられる引張り応力に対して、さらにはインサートとサンドイッチ構造の組み付け時の熱サイクルの応力のみに対しても満足のゆく挙動を示さない。使用時あるいは製造後すぐに層間剥離が生じ、それによって部品の破損をきたす恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、設計および作業が簡単で、経済的で、軽量、かつ固定のレベルで応力の分配が可能であり、層間剥離のないインサート、ならびにそのようなインサートの製造方法を提供することである。
【００１６】
このインサートは一体型である、すなわちファイバによって直接互いに一体化されたファイバの重なった層で構成され、これらの層が、例えば膨張材のコアをサンドイッチ構造内などこれらの層の間に間置せずに、硬化基材中に埋め込まれる。このインサートは必要な寸法に切削可能であり、有利なことに用途に合わせてあらゆる形状（矩形、円筒形など）をとることができる。さらに、ねじまたはその他の任意の固定要素による組み付けができるように、このインサートを穿孔または雌ねじ切りすることができる。
【００１７】
本発明の別の目的は、そのようなインサートを備えるサンドイッチ構造の極めて簡単な作製方法を提供することである。この方法により、有利なことに、インサートの複雑な表面の処理を行うことなく、一方では少なくとも２つのスキンをコアに接着することにより、他方ではインサートをサンドイッチ構造に接着することにより同時焼成が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的のため、本発明は、ファイバの重なった層を備え、前記層が硬化樹脂中に埋め込まれる補強インサートに関する。
【００１９】
本発明によれば、前記各層は、これらの層を何回も通過して横断する一体化ファイバによってファイバ区間を形成するように一体化され、これらの区間のうちの少なくともいくつかが直線であり、ファイバ区間が硬化樹脂中に埋め込まれ、
インサートを構成するファイバの総密度がインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間がインサートの体積の３％〜１０％を占める。
【００２０】
このインサートの様々な実施例において、本発明は、個々に、または技術的に可能なあらゆる組合せとして考慮すべき以下の特徴にも関する。
−ファイバ区間がインサートの体積の３％〜６％を占める。
−ファイバ区間がインサートの体積の４．５％〜５％を占める。
−直線区間が前記層に対する垂線と平行な方向に向いている。
【００２１】
提起された問題を、弱い応力を加えたときに複合材インサートを劣化させることなく、複合材インサートからの応力除去によって解決することを希望する当業者なら、当然のことながら、基板とカーボンファイバの間の結合を改善するために、米国特許第３，８５５，１７４号に教示されているように、例えばグラフト共重合体またはブロック共重合体の使用など既知の方法を利用するであろうことに留意されたい。しかしながら、より大きな引張り応力の場合、これらの技術では満足のゆく結果が得られない。実際、この基材では、層間剥離に対するこれらのインサートの耐性が制限される。空間の３方向にファイバを備える複合材料インサートの使用は、複合製品の専門家にとっては驚嘆すべき解決方法のように思われる。実際、以下に記載するように、本発明によるインサートの製造には、一方では、インサートの平面内ならびにインサートの厚さ方向において同時に良好な強度を確保するために、各層の平面内に含まれるファイバの割合と、各層の平面外に挿入されるファイバの割合の間のトレードオフが必要である。他方では、インサートの製造には、層に対して垂直な直線のファイバ区間を最大限に残し、それらが引張り抵抗においてその役割を果たすことができるようにするために、重合前に樹脂による層および区間の含浸が必要である。
【００２２】
本発明は、
ａ）ファイバの重なった層を形成し、
ｂ）これらの層を通過する一体化ファイバを用いて、結束を伴うまたは伴わないステッチング（ｐｉｑｕａｇｅ）、および押し詰め（ｔａｓｓａｇｅ）によって重なった層のアセンブリを、ファイバ区間を形成するように一体化し、これらの区間のうちの少なくともいくつかが直線であり、
ｃ）このようにして得られたアセンブリを樹脂で含浸し、
ｄ）樹脂を重合させて、複合材部品を形成し、
ｅ）この複合剤部品を離型する、
補強インサートの製造方法にも関するものである。
【００２３】
本発明によれば、
−補強インサートを構成するファイバの総密度がインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間がインサートの体積の３％〜１０％を占め、
−樹脂の重合後に前記区間が直線の状態に留まるように、前記工程ｃ）の含浸作業が、このようにして得られた前記アセンブリを圧縮しないように実施される。
【００２４】
好ましい一実施例においては、前記工程ｃ）の含浸作業は、以下の連続する工程、すなわち
−オリフィスを備える閉じた可撓性容器内に前記アセンブリを、前記アセンブリを圧縮しないように配置する工程と、
−この容器を真空オーブン内に置き、この容器を含浸温度に加熱する工程と、
−アセンブリを含浸させるために、粘性状態の前記樹脂を容器のオリフィスに注入する工程と
を実行することによって得られる。
【００２５】
有利には、複合材部品を、インサートを形成するのに必要な寸法に切削する。
【００２６】
最後に本発明は、接着剤または第１の樹脂を重合させることにより、コアの２つの対向する外面上にそれぞれ配設された少なくとも２つの壁を備えるアセンブリを組み付けることによってサンドイッチ構造を作製し、このインサートの少なくとも一部分を受け入れるために、このサンドイッチ構造の少なくともコア内に凹部を形成する、少なくとも１つのインサートを備えるサンドイッチ構造の作製方法にも関する。
【００２７】
本発明によれば、
−未重合の接着剤または第２の樹脂のフィルムでインサートの外表面の少なくとも一部分をあらかじめ覆って、このインサートの前記少なくとも一部分を凹部内に置き、
−次に重合によって組み付け、
インサートは上で記載したような補強インサートである。
【００２８】
好ましい一実施例によれば、少なくとも２つの壁と１つのコアを備えるアセンブリを接着によって組み付け、インサートの外表面の少なくとも一部分を覆う接着剤は、このアセンブリの組み付けに用いられる接着剤と同一である。
【００２９】
同様に、インサートの外表面の少なくとも一部分を覆う第２の樹脂は、前記アセンブリの組み付けに用いられる第１の樹脂と同一でもよい。
【００３０】
可能な様々な実施例において添付の図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図４は、本発明の特定の実施例による補強インサートを示す。このインサートは、ファイバ区間１５、１６を形成するように一体化ファイバによって互いに一体化されたファイバの重なった層１０〜１４を備える。この一体化ファイバは、例えばこれらの層１０〜１４間を何回も通過して横断して、これらのファイバ区間１５、１６を形成する。ファイバ区間１５、１６および層１０〜１４が硬化樹脂１７中に埋め込まれる。有利にはこの樹脂１７は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、あるいはその他のタイプの熱硬化樹脂である。これらの区間のうちの少なくともいくつかは直線である。区間１５、１６全体が直線になるように、好ましくは、重合化前に樹脂による層および区間の含浸について検査する。これは、実際には、含浸型内に一体化ファイバを配置する際に、一体化ファイバによって互いに一体化された層１０〜１４から成る部品の圧縮を防止して、ファイバ区間が圧縮されないようにするものである。実際、そのような圧縮は、区間の「ねじれ」を引き起こすことがあり、その結果、区間はそれ以降その引張り抵抗の役割を正しく果たすことがもはやできなくなる恐れがある。一実施例においては、これらの直線区間１５、１６は互いに平行であり、平坦な層１０〜１４に対する垂線から傾斜した方向に向いている。別の実施例では、これらの直線区間１５、１６は、層に対する垂線と平行な方向に向いている。
【００３２】
ファイバ区間は、インサートの引張り強度を向上させる役割を有する。しかしながら各層の平面から外れた方向にファイバを挿入すると、各層の機械的特性の維持に何らかの影響が及ぶ。実際、この挿入の結果、層のファイバ比率が、したがって層の平面内におけるインサートの機械的特性が低下する。したがってインサートは、インサートの良好な引張り強度を確保するのに最適でありながら各層１０〜１４の平面内における特性をあまり低下させないような、層の平面外ファイバ比率を有さなければならない。したがってインサートを構成するファイバの総密度はインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間１５、１６はインサートの体積の３％〜１０％を占める。
【００３３】
好ましくは、これらのファイバ区間１５、１６はインサートの体積の３％〜６％を占め、より好ましくは、この体積の４．５％〜５％を占める。
【００３４】
またインサートは、ねじなどの締め付け手段を受け入れることができる少なくとも１つの凹部をその厚さ内に形成することができるのに十分な厚さも有さなければならない。この凹部は、好ましくは雌ねじ切りされる。
【００３５】
一体化ファイバならびに層１０〜１４を構成するファイバは、例えば高い機械的強度または高い弾性率を有するファイバである。ファイバはまた、インサートが設置される予定のサンドイッチ構造の壁／インサートおよびコア／インサートの結合部に生じる、これらの要素の熱膨張の違いによる応力が最小になるように選択することができる。
【００３６】
したがって、一体化ファイバならびに層を構成するファイバは、非限定的例として示すが、グラスファイバ、炭素繊維、シリカファイバ、グラファイトファイバ、クォーツファイバ、炭化ケイ素ファイバ、アラミドファイバ（例えばケブラ）、ＰＢＯ（ポリペンゾオキサゾール）タイプのファイバ、ポリエチレンファイバを含む群から選択することができる。
【００３７】
層同士の組み付けは、結束を伴うまたは伴わないステッチングによって得ることができる。層はその組み付け時に機械的に押し詰められる。結束なしのステッチングの場合、一体化糸は摩擦により定位置に保持される。
【００３８】
本出願人のフランス国特許第２６１０９５１号、第２７５３９９３号および第２８３２７３８号には、上記のタイプの重ねられ一体化ファイバによって互いに一体化された層を作製するための方法および機械が記載されている。
【００３９】
特にフランス国特許第２８３２７３８号においては、層間を通過する地糸によって互いに一体化された糸の重なった層で構成される肉厚の繊維アーマチャを作製するための製織装置であって、等間隔に配置された固定ピン（ｐｉｃｏｔ）を側面および周囲に備えるフレームと、前記ピンを用いて糸を配置する手段と、層の押し詰め手段とを備える装置が記載されている。ピンは、フレームを起点としフレームから外側に向かってゆるやかな傾斜を有する第１区間と、第１区間の延長でフレームから外側に向かって著しい傾斜を有する第２区間とを備える胴部（ｔｉｇｅ）から構成される。糸の配置手段は、それぞれが糸を駆動し、ピン同士の間隔のｎ倍（ｎは素数）に等しい間隔で同時に動く複数のガイド（ｐａｓｓｅｔｔｅ）で構成される。層の押し詰め手段は、前記層全体をその周囲に押し付けることができる機械的手段で構成される。
【００４０】
一実施例によれば、ピンの第１区間の傾斜は数度程度であるが、第２区間の傾斜は４５°程度である。
【００４１】
そのような装置により、ピンの軸のたわみに対応する一定の高さでの製織が可能になり、第２区間に沿った糸の自然下降により、構成中の層がそれ自体で前記たわみ高さのところで安定するように、糸は第２区間の高さに置かれるが、以前に形成された層はそれ自体の傾斜のおかげで、第１区間に沿って自然に後退し、このようにして新しい層に場所を譲る。
【００４２】
本発明は、上で記載したような補強インサートの製造方法にも関する。この方法によれば、ファイバの重なった層を形成し、層を横断する一体化ファイバを用いて、結束を伴うまたは伴わないステッチングおよび押し詰めによりこれらの重なった層全体を、ファイバ区間１５、１６を形成するように互いに一体化する。これらのファイバ区間１５、１６を形成するために、この一体化ファイバは例えば層間を何回も通過することができる。次に、これらの区間が直線のままであるように、層／区間アセンブリを圧縮しないように注意を払いながら、樹脂１７によるこのアセンブリの含浸工程を実施する。好ましい一実施例では、このアセンブリを圧縮しないように、１つのオリフィスを備える閉じた可撓性の容器内にアセンブリを置く。この容器は例えば熱シールされたプラスチックフィルムである。この容器を真空オーブン内に置く。ファイバ区間に応力がかかるのを防止するために、このアセンブリは容器の外側の２枚の金属板により、応力なしで容器内で垂直に保たれる。次に、この容器を例えば１１０℃の含浸温度に加熱する。樹脂が層１０〜１４および区間１５、１６のファイバを適切に湿潤させるように、樹脂に粘性をもたせるようにあらかじめ加熱した樹脂を注入する。粘性状態の前記樹脂１７をオリフィスから容器内に注入する。オーブンを真空、すなわち通常は１００分の数ミリバールの圧力にする。樹脂１７の下に閉じ込められた空気が樹脂を通って完全に漏出し、ポンプ排気された後、前記樹脂が前記アセンブリ内に完全に含浸するように再度大気圧にする。この含浸工程は、十分な含浸を得るために約１時間続けることができる。
【００４３】
次に、例えば数時間の間温度を２００℃に上げることにより、この樹脂を重合させて、複合材部品を形成する。最後にこの複合材部品を離型し、インサートを形成するのに必要な寸法に切削する。
【００４４】
補強インサートを構成するファイバの総密度はインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間１５、１６はインサートの体積の３％〜１０％を占める。好ましくはこれらのファイバ区間１５、１６はインサートの体積の３％〜６％を占め、さらに好ましくはこの体積の４．５％〜５％を占める。
【００４５】
この方法は、本発明によるインサートの作製のために用いることができるＲＴＭ（樹脂トランスファー成形）、ＲＦＩ（樹脂フィルム溶融注入）タイプの含浸方法で使用される設備の清掃を一切しないことにより、インサートの製造コストが最小限に抑えられるという長所を有する。これらの技術は当業者にとってはよく知られているのでここでは説明しない。
【００４６】
最後に本発明は、接着剤または第１の樹脂を重合させることにより、コア４の２つの対向する外面上にそれぞれ配設された少なくとも２つの壁２、３を備えるアセンブリを組み付けることによってサンドイッチ構造を作製する、少なくとも１つのインサートを備えるサンドイッチ構造の作製方法に関する。有利には、第１樹脂の重合化による組み付けの場合、このアセンブリはさらに、コア４と前記各壁２、３の間に配置された少なくとも１つの膨張材フィルムを備える。
【００４７】
上で説明したような補強インサートの少なくとも一部分を配置するために、前記サンドイッチ構造１の少なくともコア４内に凹部を形成する。そのために、このインサートの外表面の少なくとも一部分を、未重合の接着剤または第２の樹脂のフィルムであらかじめ覆う。この第２の樹脂は、フィルム、粉末、または液体である。第２の樹脂は第１の樹脂と同一でもよい。インサートが定位置に設置された後、例えばオーブンを使用してインサートとサンドイッチ構造１を同時焼成により組み付けることができる。
【００４８】
この凹部は、前記少なくとも１つのインサートがアセンブリと同時に固定されるように、前記アセンブリの組み付け前に作製することができる。また凹部をアセンブリが組み付けられた後に作製することもできる。
【００４９】
好ましくは、壁／インサートおよびコア／インサートの結合部に生じる、これらの要素の熱膨張の違いによる応力が最小になるように、インサートのファイバの性質を選択する。こうすることにより、製造不良を引き起こす可能性があり、最終製品が期待する機械特性に達しなくなるような、インサート／サンドイッチ構造１の結合部のレベルにおける応力の発生が防止される。例として、本発明の一実施例においては、スキンがアルミニウムのサンドイッチ構造用として、グラスファイバをベースとして作製されたインサートを選択するものとする。壁２、３が繊維状の可撓性アーマチャである場合には、インサート用として、これらのアーマチャを構成するファイバと同一のファイバを選択することもできる。例として、本発明の一実施例においては、インサートはカーボンファイバを含み、サンドイッチ構造１はカーボン製スキンを備える。
【００５０】
特定の実施例においては、コア４および少なくとも２つの壁２、３を備えるアセンブリを組み付ける前に、インサートを、サンドイッチ構造の壁２、３の間に設置する。そのためにはまず、このインサートを収納することができる凹部をコア４内に作製し、次に、インサートの外表面の少なくとも一部分を、第２の樹脂あるいは未重合の接着剤のフィルムで覆う。インサートを凹部内に置き、重合させる。インサートの形状は円筒形、長方形、あるいはその他の形とすることができ、凹部はそれに適合する。
【００５１】
この実施例の一変形形態においては、インサートは、その両端の少なくとも一方に、ボディ６およびフランジすなわちフラットヘッド７を備える。コア４および少なくとも２つの壁２〜３を備えるアセンブリを組み付ける前に、前記フランジ７を外表面上で受ける予定の凹部を、コア４の厚みの少なくとも一部分、ならびに少なくとも壁２、３内に作製する。サンドイッチ構造の耐密性を確保するために、このフランジ７の少なくとも一部分を第２の樹脂または未重合の接着剤フィルムで覆い、インサートを定位置に配置し、重合させる。
【００５２】
コア／少なくとも２つの壁のアセンブリの組み付けの前に凹部を作製する場合には、この組み付けは、加熱された閉じた型中に第１の樹脂を注入し重合させることによって行われ、インサートの外表面の少なくとも一部分が接着剤で覆われ、重合化工程は以下のように行われる。
−この接着剤の重合温度が第１の樹脂の重合温度よりも低い場合は、この第１樹脂を注入する前に接着剤を重合させる。次に、型を第１の樹脂の重合温度に加熱し、その後、この樹脂を注入する。
−この接着剤の重合温度が前記樹脂の重合温度に等しい場合は、接着剤の重合後にこの樹脂を注入する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来技術の第１の実施例によるインサートを含むサンドイッチ構造の概略図である。
【図２】従来技術の第２の実施例によるインサートを含むサンドイッチ構造の概略図である。
【図３】特定の実施例における補強インサートの概略図である。
【図４】特定の実施例における補強インサートの概略横断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ サンドイッチ構造
２、３ 壁
４ コア
５ インサート
６ ボディ
７ フランジ
１０〜１４ 層
１５、１６ ファイバ区間
１７ 樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材製インサートおよびその製造方法に関する。本発明はそのようなインサートを備えるサンドイッチ構造の作製方法も対象とする。
【背景技術】
【０００２】
複合材製のサンドイッチ構造は、特に機械特性において飛び抜けた特性を有する。これらのサンドイッチ構造は、機械的および／または熱的応力に対する高い耐性と、最小質量における高い剛性とを兼ね備えている。
【０００３】
したがってこれらの構造は、宇宙産業（衛星、探測気球、ロケット）および航空産業（出入口、ドア、前縁、補助翼、内部仕切など）において広く用いられている。
【０００４】
コアによって連結された２つのスキンを備えるこれらの複合構造を製造する方法として多くの方法が知られている。このコアはほとんど仕事をしないので、通常は、低質量および／または低い機械特性の材料で構成される。したがって、ハニカムまたはフォーム構造型の膨張材料、または単純な連結ワイアが使われる。
【０００５】
しかしながら、これらのサンドイッチ構造の固定、および同構造への固定には問題がある。コアおよびスキンは、その肉厚が薄いため、それらの機械的特性が、例えばねじなどの固定手段によって生じる負荷など、サンドイッチ構造のある一点に集中する負荷を支持するには不充分である。
【０００６】
したがって、固定手段とサンドイッチ構造の接合を行い、局所的な結合応力をサンドイッチ構造のより大きな体積に分配させるために、インサートが開発された。これらのインサートは、複合材製のスキンならびに金属材料製のスキンから作製されるサンドイッチ構造で使用される。
【０００７】
図１は、そのようなインサートを備える従来技術のサンドイッチ構造の特定の実施例を示す。サンドイッチ構造１は、カーボンファイバなど極めて高い強度を有する織物ファイバを含む２つのスキン２、３と、ハニカム状コア４とを備え、このサンドイッチ構造中で、樹脂の重合化によりスキン２、３がコア４に組み付けられる。切削工具を使用して、スキン２の一方内およびコア４の厚さの大部分上に凹部が形成される。胴体６と、フランジ７すなわち大型ヘッドとを備える金属インサート５が、オリフィスを備えるスキン２の外表面をフランジ７が覆うように、この凹部内に設置される。サンドイッチ構造１の耐密性を確保するために、フランジ７とスキン２の外表面の間に接着層を配設することができる。有利なことに、この大型ヘッドにより、負荷をスキン２、３の比較的大きなゾーンに分配することができる。
【０００８】
もちろん凹部は開口していてもよく、インサート５の本体がコア４の全厚みを横断するように各スキン内にオリフィスを作製することもできる（図２）。
【０００９】
標準のインサートは、アルミニウム合金、チタン合金、あるいはさらにはインバー合金から作製される。
【００１０】
例えば腐食など、サンドイッチ構造の損傷を引き起こす可能性のあるインサートの不測の緩みを防止するために、インサートとサンドイッチ構造の組み付けは可能な限り高品質でなければならない。しかしながら高品質の接着を実現するには、インサートに良好な表面処理を施さなければならない。しかし実際には、アルミニウムの場合でさえこの処理は実施が難しい。特に例えばチタンの場合には難しく、ステンレス鋼やインバー(Ｉｎｖａｒ)ではさらに難しい。
【００１１】
さらにこれらの材料は比較的密度が高く、そのため、質量を最適化することが真の挑戦課題となる宇宙船の製造要件にはほとんど適合しない。
【００１２】
また、インサートとサンドイッチ構造の間の熱的適合性の問題も生じる。この問題は、宇宙船の太陽光への露出度の変化により構造体が極端な温度変化をうける宇宙空間での用途では特に顕著である。この温度は、例えば−２５０℃から＋２００℃まで変化し得る。すると、サンドイッチ構造とインサートの間の結合部に、材料の熱膨張率の違いによる応力が発生する。これらの応力はこの結合部の劣化を生じさせる恐れがある。
【００１３】
この問題は、製造作業時にも発生することがあり、サンドイッチ構造とインサートの組み付けには、実際に、例えば熱間接着時など０℃〜２００℃の温度サイクルにかけることが必要となり、その結果、サンドイッチ構造とインサートの間の結合部に不良が生じ、完成品が所定の機械特性に到達しなくなる恐れがある。
【００１４】
また、樹脂で含浸されたファイバの層化によって得られる、例えばカーボンファイバとエポキシ樹脂からなる、複合材料のインサートが知られている。これらのインサートは、質量、熱膨張、および組み付け上の制約によって生じる問題を部分的に解決する。しかしながらこれらのインサートは、インサートの平面内、すなわちファイバが提示される方向にしか良好な特性を有しない。厚さ内の平面を外れたところでは樹脂しか作用しない。ところで樹脂の機械特性が極めて低いことはよく知られている。したがってこれらのインサートは、ねじなどの締め付け手段によって加えられる引張り応力に対して、さらにはインサートとサンドイッチ構造の組み付け時の熱サイクルの応力のみに対しても満足のゆく挙動を示さない。使用時あるいは製造後すぐに層間剥離が生じ、それによって部品の破損をきたす恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、設計および作業が簡単で、経済的で、軽量、かつ固定のレベルで応力の分配が可能であり、層間剥離のないインサート、ならびにそのようなインサートの製造方法を提供することである。
【００１６】
このインサートは一体型である、すなわちファイバによって直接互いに一体化されたファイバの重なった層で構成され、これらの層が、例えば膨張材のコアをサンドイッチ構造内などこれらの層の間に間置せずに、硬化基材中に埋め込まれる。このインサートは必要な寸法に切削可能であり、有利なことに用途に合わせてあらゆる形状（矩形、円筒形など）をとることができる。さらに、ねじまたはその他の任意の固定要素による組み付けができるように、このインサートを穿孔または雌ねじ切りすることができる。
【００１７】
本発明の別の目的は、そのようなインサートを備えるサンドイッチ構造の極めて簡単な作製方法を提供することである。この方法により、有利なことに、インサートの複雑な表面の処理を行うことなく、一方では少なくとも２つのスキンをコアに接着することにより、他方ではインサートをサンドイッチ構造に接着することにより同時焼成が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的のため、本発明は、ファイバの重なった層を備え、前記層が硬化樹脂中に埋め込まれる補強インサートに関する。
【００１９】
本発明によれば、前記各層は、これらの層を何回も通過して横断する一体化ファイバによってファイバ区間を形成するように一体化され、これらの区間のうちの少なくともいくつかが直線であり、ファイバ区間が硬化樹脂中に埋め込まれ、
インサートを構成するファイバの総密度がインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間がインサートの体積の３％〜１０％を占める。
【００２０】
このインサートの様々な実施例において、本発明は、個々に、または技術的に可能なあらゆる組合せとして考慮すべき以下の特徴にも関する。
−ファイバ区間がインサートの体積の３％〜６％を占める。
−ファイバ区間がインサートの体積の４．５％〜５％を占める。
−直線区間が前記層に対する垂線と平行な方向に向いている。
【００２１】
提起された問題を、弱い応力を加えたときに複合材インサートを劣化させることなく、複合材インサートからの応力除去によって解決することを希望する当業者なら、当然のことながら、基板とカーボンファイバの間の結合を改善するために、米国特許第３，８５５，１７４号に教示されているように、例えばグラフト共重合体またはブロック共重合体の使用など既知の方法を利用するであろうことに留意されたい。しかしながら、より大きな引張り応力の場合、これらの技術では満足のゆく結果が得られない。実際、この基材では、層間剥離に対するこれらのインサートの耐性が制限される。空間の３方向にファイバを備える複合材料インサートの使用は、複合製品の専門家にとっては驚嘆すべき解決方法のように思われる。実際、以下に記載するように、本発明によるインサートの製造には、一方では、インサートの平面内ならびにインサートの厚さ方向において同時に良好な強度を確保するために、各層の平面内に含まれるファイバの割合と、各層の平面外に挿入されるファイバの割合の間のトレードオフが必要である。他方では、インサートの製造には、層に対して垂直な直線のファイバ区間を最大限に残し、それらが引張り抵抗においてその役割を果たすことができるようにするために、重合前に樹脂による層および区間の含浸が必要である。
【００２２】
本発明は、
ａ）ファイバの重なった層を形成し、
ｂ）これらの層を通過する一体化ファイバを用いて、結束を伴うまたは伴わないステッチング（ｐｉｑｕａｇｅ）、および押し詰め（ｔａｓｓａｇｅ）によって重なった層のアセンブリを、ファイバ区間を形成するように一体化し、これらの区間のうちの少なくともいくつかが直線であり、
ｃ）このようにして得られたアセンブリを樹脂で含浸し、
ｄ）樹脂を重合させて、複合材部品を形成し、
ｅ）この複合剤部品を離型する、
補強インサートの製造方法にも関するものである。
【００２３】
本発明によれば、
−補強インサートを構成するファイバの総密度がインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間がインサートの体積の３％〜１０％を占め、
−樹脂の重合後に前記区間が直線の状態に留まるように、前記工程ｃ）の含浸作業が、このようにして得られた前記アセンブリを圧縮しないように実施される。
【００２４】
好ましい一実施例においては、前記工程ｃ）の含浸作業は、以下の連続する工程、すなわち
−オリフィスを備える閉じた可撓性容器内に前記アセンブリを、前記アセンブリを圧縮しないように配置する工程と、
−この容器を真空オーブン内に置き、この容器を含浸温度に加熱する工程と、
−アセンブリを含浸させるために、粘性状態の前記樹脂を容器のオリフィスに注入する工程と
を実行することによって得られる。
【００２５】
有利には、複合材部品を、インサートを形成するのに必要な寸法に切削する。
【００２６】
最後に本発明は、接着剤または第１の樹脂を重合させることにより、コアの２つの対向する外面上にそれぞれ配設された少なくとも２つの壁を備えるアセンブリを組み付けることによってサンドイッチ構造を作製し、このインサートの少なくとも一部分を受け入れるために、このサンドイッチ構造の少なくともコア内に凹部を形成する、少なくとも１つのインサートを備えるサンドイッチ構造の作製方法にも関する。
【００２７】
本発明によれば、
−未重合の接着剤または第２の樹脂のフィルムでインサートの外表面の少なくとも一部分をあらかじめ覆って、このインサートの前記少なくとも一部分を凹部内に置き、
−次に重合によって組み付け、
インサートは上で記載したような補強インサートである。
【００２８】
好ましい一実施例によれば、少なくとも２つの壁と１つのコアを備えるアセンブリを接着によって組み付け、インサートの外表面の少なくとも一部分を覆う接着剤は、このアセンブリの組み付けに用いられる接着剤と同一である。
【００２９】
同様に、インサートの外表面の少なくとも一部分を覆う第２の樹脂は、前記アセンブリの組み付けに用いられる第１の樹脂と同一でもよい。
【００３０】
可能な様々な実施例において添付の図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図４は、本発明の特定の実施例による補強インサートを示す。このインサートは、ファイバ区間１５、１６を形成するように一体化ファイバによって互いに一体化されたファイバの重なった層１０〜１４を備える。この一体化ファイバは、例えばこれらの層１０〜１４間を何回も通過して横断して、これらのファイバ区間１５、１６を形成する。ファイバ区間１５、１６および層１０〜１４が硬化樹脂１７中に埋め込まれる。有利にはこの樹脂１７は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、あるいはその他のタイプの熱硬化樹脂である。これらの区間のうちの少なくともいくつかは直線である。区間１５、１６全体が直線になるように、好ましくは、重合化前に樹脂による層および区間の含浸について検査する。これは、実際には、含浸型内に一体化ファイバを配置する際に、一体化ファイバによって互いに一体化された層１０〜１４から成る部品の圧縮を防止して、ファイバ区間が圧縮されないようにするものである。実際、そのような圧縮は、区間の「ねじれ」を引き起こすことがあり、その結果、区間はそれ以降その引張り抵抗の役割を正しく果たすことがもはやできなくなる恐れがある。一実施例においては、これらの直線区間１５、１６は互いに平行であり、平坦な層１０〜１４に対する垂線から傾斜した方向に向いている。別の実施例では、これらの直線区間１５、１６は、層に対する垂線と平行な方向に向いている。
【００３２】
ファイバ区間は、インサートの引張り強度を向上させる役割を有する。しかしながら各層の平面から外れた方向にファイバを挿入すると、各層の機械的特性の維持に何らかの影響が及ぶ。実際、この挿入の結果、層のファイバ比率が、したがって層の平面内におけるインサートの機械的特性が低下する。したがってインサートは、インサートの良好な引張り強度を確保するのに最適でありながら各層１０〜１４の平面内における特性をあまり低下させないような、層の平面外ファイバ比率を有さなければならない。したがってインサートを構成するファイバの総密度はインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間１５、１６はインサートの体積の３％〜１０％を占める。
【００３３】
好ましくは、これらのファイバ区間１５、１６はインサートの体積の３％〜６％を占め、より好ましくは、この体積の４．５％〜５％を占める。
【００３４】
またインサートは、ねじなどの締め付け手段を受け入れることができる少なくとも１つの凹部をその厚さ内に形成することができるのに十分な厚さも有さなければならない。この凹部は、好ましくは雌ねじ切りされる。
【００３５】
一体化ファイバならびに層１０〜１４を構成するファイバは、例えば高い機械的強度または高い弾性率を有するファイバである。ファイバはまた、インサートが設置される予定のサンドイッチ構造の壁／インサートおよびコア／インサートの結合部に生じる、これらの要素の熱膨張の違いによる応力が最小になるように選択することができる。
【００３６】
したがって、一体化ファイバならびに層を構成するファイバは、非限定的例として示すが、グラスファイバ、炭素繊維、シリカファイバ、グラファイトファイバ、クォーツファイバ、炭化ケイ素ファイバ、アラミドファイバ（例えばケブラ）、ＰＢＯ（ポリペンゾオキサゾール）タイプのファイバ、ポリエチレンファイバを含む群から選択することができる。
【００３７】
層同士の組み付けは、結束を伴うまたは伴わないステッチングによって得ることができる。層はその組み付け時に機械的に押し詰められる。結束なしのステッチングの場合、一体化糸は摩擦により定位置に保持される。
【００３８】
本出願人のフランス国特許第２６１０９５１号、第２７５３９９３号および第２８３２７３８号には、上記のタイプの重ねられ一体化ファイバによって互いに一体化された層を作製するための方法および機械が記載されている。
【００３９】
特にフランス国特許第２８３２７３８号においては、層間を通過する地糸によって互いに一体化された糸の重なった層で構成される肉厚の繊維アーマチャを作製するための製織装置であって、等間隔に配置された固定ピン（ｐｉｃｏｔ）を側面および周囲に備えるフレームと、前記ピンを用いて糸を配置する手段と、層の押し詰め手段とを備える装置が記載されている。ピンは、フレームを起点としフレームから外側に向かってゆるやかな傾斜を有する第１区間と、第１区間の延長でフレームから外側に向かって著しい傾斜を有する第２区間とを備える胴部（ｔｉｇｅ）から構成される。糸の配置手段は、それぞれが糸を駆動し、ピン同士の間隔のｎ倍（ｎは素数）に等しい間隔で同時に動く複数のガイド（ｐａｓｓｅｔｔｅ）で構成される。層の押し詰め手段は、前記層全体をその周囲に押し付けることができる機械的手段で構成される。
【００４０】
一実施例によれば、ピンの第１区間の傾斜は数度程度であるが、第２区間の傾斜は４５°程度である。
【００４１】
そのような装置により、ピンの軸のたわみに対応する一定の高さでの製織が可能になり、第２区間に沿った糸の自然下降により、構成中の層がそれ自体で前記たわみ高さのところで安定するように、糸は第２区間の高さに置かれるが、以前に形成された層はそれ自体の傾斜のおかげで、第１区間に沿って自然に後退し、このようにして新しい層に場所を譲る。
【００４２】
本発明は、上で記載したような補強インサートの製造方法にも関する。この方法によれば、ファイバの重なった層を形成し、層を横断する一体化ファイバを用いて、結束を伴うまたは伴わないステッチングおよび押し詰めによりこれらの重なった層全体を、ファイバ区間１５、１６を形成するように互いに一体化する。これらのファイバ区間１５、１６を形成するために、この一体化ファイバは例えば層間を何回も通過することができる。次に、これらの区間が直線のままであるように、層／区間アセンブリを圧縮しないように注意を払いながら、樹脂１７によるこのアセンブリの含浸工程を実施する。好ましい一実施例では、このアセンブリを圧縮しないように、１つのオリフィスを備える閉じた可撓性の容器内にアセンブリを置く。この容器は例えば熱シールされたプラスチックフィルムである。この容器を真空オーブン内に置く。ファイバ区間に応力がかかるのを防止するために、このアセンブリは容器の外側の２枚の金属板により、応力なしで容器内で垂直に保たれる。次に、この容器を例えば１１０℃の含浸温度に加熱する。樹脂が層１０〜１４および区間１５、１６のファイバを適切に湿潤させるように、樹脂に粘性をもたせるようにあらかじめ加熱した樹脂を注入する。粘性状態の前記樹脂１７をオリフィスから容器内に注入する。オーブンを真空、すなわち通常は１００分の数ミリバールの圧力にする。樹脂１７の下に閉じ込められた空気が樹脂を通って完全に漏出し、ポンプ排気された後、前記樹脂が前記アセンブリ内に完全に含浸するように再度大気圧にする。この含浸工程は、十分な含浸を得るために約１時間続けることができる。
【００４３】
次に、例えば数時間の間温度を２００℃に上げることにより、この樹脂を重合させて、複合材部品を形成する。最後にこの複合材部品を離型し、インサートを形成するのに必要な寸法に切削する。
【００４４】
補強インサートを構成するファイバの総密度はインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間１５、１６はインサートの体積の３％〜１０％を占める。好ましくはこれらのファイバ区間１５、１６はインサートの体積の３％〜６％を占め、さらに好ましくはこの体積の４．５％〜５％を占める。
【００４５】
この方法は、本発明によるインサートの作製のために用いることができるＲＴＭ（樹脂トランスファー成形）、ＲＦＩ（樹脂フィルム溶融注入）タイプの含浸方法で使用される設備の清掃を一切しないことにより、インサートの製造コストが最小限に抑えられるという長所を有する。これらの技術は当業者にとってはよく知られているのでここでは説明しない。
【００４６】
最後に本発明は、接着剤または第１の樹脂を重合させることにより、コア４の２つの対向する外面上にそれぞれ配設された少なくとも２つの壁２、３を備えるアセンブリを組み付けることによってサンドイッチ構造を作製する、少なくとも１つのインサートを備えるサンドイッチ構造の作製方法に関する。有利には、第１樹脂の重合化による組み付けの場合、このアセンブリはさらに、コア４と前記各壁２、３の間に配置された少なくとも１つの膨張材フィルムを備える。
【００４７】
上で説明したような補強インサートの少なくとも一部分を配置するために、前記サンドイッチ構造１の少なくともコア４内に凹部を形成する。そのために、このインサートの外表面の少なくとも一部分を、未重合の接着剤または第２の樹脂のフィルムであらかじめ覆う。この第２の樹脂は、フィルム、粉末、または液体である。第２の樹脂は第１の樹脂と同一でもよい。インサートが定位置に設置された後、例えばオーブンを使用してインサートとサンドイッチ構造１を同時焼成により組み付けることができる。
【００４８】
この凹部は、前記少なくとも１つのインサートがアセンブリと同時に固定されるように、前記アセンブリの組み付け前に作製することができる。また凹部をアセンブリが組み付けられた後に作製することもできる。
【００４９】
好ましくは、壁／インサートおよびコア／インサートの結合部に生じる、これらの要素の熱膨張の違いによる応力が最小になるように、インサートのファイバの性質を選択する。こうすることにより、製造不良を引き起こす可能性があり、最終製品が期待する機械特性に達しなくなるような、インサート／サンドイッチ構造１の結合部のレベルにおける応力の発生が防止される。例として、本発明の一実施例においては、スキンがアルミニウムのサンドイッチ構造用として、グラスファイバをベースとして作製されたインサートを選択するものとする。壁２、３が繊維状の可撓性アーマチャである場合には、インサート用として、これらのアーマチャを構成するファイバと同一のファイバを選択することもできる。例として、本発明の一実施例においては、インサートはカーボンファイバを含み、サンドイッチ構造１はカーボン製スキンを備える。
【００５０】
特定の実施例においては、コア４および少なくとも２つの壁２、３を備えるアセンブリを組み付ける前に、インサートを、サンドイッチ構造の壁２、３の間に設置する。そのためにはまず、このインサートを収納することができる凹部をコア４内に作製し、次に、インサートの外表面の少なくとも一部分を、第２の樹脂あるいは未重合の接着剤のフィルムで覆う。インサートを凹部内に置き、重合させる。インサートの形状は円筒形、長方形、あるいはその他の形とすることができ、凹部はそれに適合する。
【００５１】
この実施例の一変形形態においては、インサートは、その両端の少なくとも一方に、ボディ６およびフランジすなわちフラットヘッド７を備える。コア４および少なくとも２つの壁２〜３を備えるアセンブリを組み付ける前に、前記フランジ７を外表面上で受ける予定の凹部を、コア４の厚みの少なくとも一部分、ならびに少なくとも壁２、３内に作製する。サンドイッチ構造の耐密性を確保するために、このフランジ７の少なくとも一部分を第２の樹脂または未重合の接着剤フィルムで覆い、インサートを定位置に配置し、重合させる。
【００５２】
コア／少なくとも２つの壁のアセンブリの組み付けの前に凹部を作製する場合には、この組み付けは、加熱された閉じた型中に第１の樹脂を注入し重合させることによって行われ、インサートの外表面の少なくとも一部分が接着剤で覆われ、重合化工程は以下のように行われる。
−この接着剤の重合温度が第１の樹脂の重合温度よりも低い場合は、この第１樹脂を注入する前に接着剤を重合させる。次に、型を第１の樹脂の重合温度に加熱し、その後、この樹脂を注入する。
−この接着剤の重合温度が前記樹脂の重合温度に等しい場合は、接着剤の重合後にこの樹脂を注入する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来技術の第１の実施例によるインサートを含むサンドイッチ構造の概略図である。
【図２】従来技術の第２の実施例によるインサートを含むサンドイッチ構造の概略図である。
【図３】特定の実施例における補強インサートの概略図である。
【図４】特定の実施例における補強インサートの概略横断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ サンドイッチ構造
２、３ 壁
４ コア
５ インサート
６ ボディ
７ フランジ
１０〜１４ 層
１５、１６ ファイバ区間
１７ 樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバの重なった層（１０〜１４）を備える補強インサートであって、該層が硬化樹脂（１７）中に埋め込まれた補強インサートにおいて、
前記層（１０〜１４）が、ファイバ区間（１５、１６）を形成するように前記層を通過する一体化ファイバによって互いに一体化され、前記区間のうちの少なくともいくつかが直線であり、前記ファイバ区間（１５、１６）が硬化樹脂（１７）中に埋め込まれること、
および、インサートを構成するファイバの総密度がインサートの体積の５０％〜６０％であり、前記ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の３％〜１０％を占めることを特徴とする補強インサート。
【請求項２】
前記ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の３％〜６％を占めることを特徴とする請求項１に記載の補強インサート。
【請求項３】
前記ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の４．５％〜５％を占めることを特徴とする請求項２に記載の補強インサート。
【請求項４】
前記直線区間（１５、１６）が前記層（１０〜１４）に対する垂線と平行な方向に向いていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の補強インサート。
【請求項５】
ａ）ファイバの重なった層（１０〜１４）を形成し、
ｂ）前記層を通過する一体化ファイバを用いて、結束を伴うまた伴わないステッチング、および押し詰めによって前記重なった層（１０〜１４）のアセンブリを、ファイバ区間（１５、１６）を形成するように一体化し、前記区間（１５、１６）のうちの少なくともいくつかが直線であり、
ｃ）このようにして得られたアセンブリを樹脂（１７）で含浸し、
ｄ）前記樹脂（１７）を重合させて、複合材部品を形成し、
ｅ）前記複合材部品を離型する、補強インサートの製造方法において、
補強インサートを構成するファイバの総密度がインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の３％〜１０％を占めること、
および前記区間（１５、１６）が直線の状態に留まるように、前記工程ｃ）の含浸作業が、このようにして得られた前記アセンブリを圧縮しないように実施されることを特徴とする補強インサートの製造方法。
【請求項６】
前記工程ｃ）の含浸作業が、以下の連続する工程、すなわち
オリフィスを備える閉じた可撓性容器内に前記アセンブリを配置する工程と、
この容器を真空オーブン内に置き、この容器を含浸温度に加熱する工程と、
前記アセンブリを含浸させるために、粘性状態の前記樹脂を容器のオリフィスに注入する工程と
を実行することによって実施されることを特徴とする請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記アセンブリが、２枚の金属板により、応力を受けない状態で前記容器内で垂直に保たれることを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂（１７）の注入後に前記オーブンを真空にすること、および容器の空気が排気された後、前記樹脂が前記アセンブリ中に完全に含浸するように、再度大気圧にすることを特徴とする請求項６または７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記容器が熱シールされたプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の３％〜６％を占めることを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の４．５％〜５％を占めることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
接着剤または第１樹脂（１７）の重合化により、コア（４）の２つの対向する外面上にそれぞれ配設された少なくとも２つの壁（２、３）を備えるアセンブリを組み付けることによってサンドイッチ構造（１）を作製し、前記インサートの少なくとも一部分を受け入れるために、前記サンドイッチ構造の少なくともコア（４）中に凹部を形成する、少なくとも１つのインサートを備えるサンドイッチ構造（１）の作製方法において、
未重合の接着剤または第２の樹脂のフィルムで前記インサートの外表面の少なくとも一部分をあらかじめ覆って、前記インサートの前記少なくとも一部分を前記凹部内に置き、重合によって組み付けること、および、インサートが請求項１から４のいずれか１項による補強インサートであることを特徴とする作製方法。
【請求項１３】
インサートのファイバの性質を、壁／インサートおよびコア／インサート結合部に生じる、これらの要素の熱膨張の違いによる応力が最小になるように選択することを特徴とする請求項１２に記載の作製方法。
【請求項１４】
壁（２、３）が複合材アーマチャであること、およびインサートのファイバが前記アーマチャを構成するファイバと同一であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の作製方法。
【請求項１５】
少なくとも２つの壁（２、３）と１つのコア（４）を備えるアセンブリがさらに、コア（４）と前記各壁（２、３）の間に配置された少なくとも１つの膨張材フィルムを備えることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の作製方法。
【請求項１６】
前記アセンブリの組み付け前に前記凹部を作製することを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の作製方法。
【請求項１７】
前記アセンブリの組み付け後に前記凹部を作製することを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の作製方法。
【請求項１】
ファイバの重なった層（１０〜１４）を備える補強インサートであって、該層が硬化樹脂（１７）中に埋め込まれた補強インサートにおいて、
前記層（１０〜１４）が、ファイバ区間（１５、１６）を形成するように前記層を通過する一体化ファイバによって互いに一体化され、前記区間のうちの少なくともいくつかが直線であり、前記ファイバ区間（１５、１６）が硬化樹脂（１７）中に埋め込まれること、
および、インサートを構成するファイバの総密度がインサートの体積の５０％〜６０％であり、前記ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の３％〜１０％を占めることを特徴とする補強インサート。
【請求項２】
前記ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の３％〜６％を占めることを特徴とする請求項１に記載の補強インサート。
【請求項３】
前記ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の４．５％〜５％を占めることを特徴とする請求項２に記載の補強インサート。
【請求項４】
前記直線区間（１５、１６）が前記層（１０〜１４）に対する垂線と平行な方向に向いていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の補強インサート。
【請求項５】
ａ）ファイバの重なった層（１０〜１４）を形成し、
ｂ）前記層を通過する一体化ファイバを用いて、結束を伴うまた伴わないステッチング、および押し詰めによって前記重なった層（１０〜１４）のアセンブリを、ファイバ区間（１５、１６）を形成するように一体化し、前記区間（１５、１６）のうちの少なくともいくつかが直線であり、
ｃ）このようにして得られたアセンブリを樹脂（１７）で含浸し、
ｄ）前記樹脂（１７）を重合させて、複合材部品を形成し、
ｅ）前記複合材部品を離型する、補強インサートの製造方法において、
補強インサートを構成するファイバの総密度がインサートの体積の５０％〜６０％であり、ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の３％〜１０％を占めること、
および前記区間（１５、１６）が直線の状態に留まるように、前記工程ｃ）の含浸作業が、このようにして得られた前記アセンブリを圧縮しないように実施されることを特徴とする補強インサートの製造方法。
【請求項６】
前記工程ｃ）の含浸作業が、以下の連続する工程、すなわち
オリフィスを備える閉じた可撓性容器内に前記アセンブリを配置する工程と、
この容器を真空オーブン内に置き、この容器を含浸温度に加熱する工程と、
前記アセンブリを含浸させるために、粘性状態の前記樹脂を容器のオリフィスに注入する工程と
を実行することによって実施されることを特徴とする請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記アセンブリが、２枚の金属板により、応力を受けない状態で前記容器内で垂直に保たれることを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂（１７）の注入後に前記オーブンを真空にすること、および容器の空気が排気された後、前記樹脂が前記アセンブリ中に完全に含浸するように、再度大気圧にすることを特徴とする請求項６または７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記容器が熱シールされたプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の３％〜６％を占めることを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
ファイバ区間（１５、１６）がインサートの体積の４．５％〜５％を占めることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
接着剤または第１樹脂（１７）の重合化により、コア（４）の２つの対向する外面上にそれぞれ配設された少なくとも２つの壁（２、３）を備えるアセンブリを組み付けることによってサンドイッチ構造（１）を作製し、前記インサートの少なくとも一部分を受け入れるために、前記サンドイッチ構造の少なくともコア（４）中に凹部を形成する、少なくとも１つのインサートを備えるサンドイッチ構造（１）の作製方法において、
未重合の接着剤または第２の樹脂のフィルムで前記インサートの外表面の少なくとも一部分をあらかじめ覆って、前記インサートの前記少なくとも一部分を前記凹部内に置き、重合によって組み付けること、および、インサートが請求項１から４のいずれか１項による補強インサートであることを特徴とする作製方法。
【請求項１３】
インサートのファイバの性質を、壁／インサートおよびコア／インサート結合部に生じる、これらの要素の熱膨張の違いによる応力が最小になるように選択することを特徴とする請求項１２に記載の作製方法。
【請求項１４】
壁（２、３）が複合材アーマチャであること、およびインサートのファイバが前記アーマチャを構成するファイバと同一であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の作製方法。
【請求項１５】
少なくとも２つの壁（２、３）と１つのコア（４）を備えるアセンブリがさらに、コア（４）と前記各壁（２、３）の間に配置された少なくとも１つの膨張材フィルムを備えることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の作製方法。
【請求項１６】
前記アセンブリの組み付け前に前記凹部を作製することを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の作製方法。
【請求項１７】
前記アセンブリの組み付け後に前記凹部を作製することを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００８−５１７８０８（Ｐ２００８−５１７８０８Ａ）
【公表日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３８４８０（Ｐ２００７−５３８４８０）
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００５／０５０８８６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４５９７６
【国際公開日】平成１８年５月４日（２００６．５．４）
【出願人】（５０７１４２０９６）アストリウム．ソシエテ．パ．アクシオンス．シンプリフィエ (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００５／０５０８８６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４５９７６
【国際公開日】平成１８年５月４日（２００６．５．４）
【出願人】（５０７１４２０９６）アストリウム．ソシエテ．パ．アクシオンス．シンプリフィエ (4)
【Ｆターム（参考）】
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