特許 7444976 複合材料のデバイスを形成する方法、パターン、デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-27

(45)【発行日】2024-03-06

(54)【発明の名称】複合材料のデバイスを形成する方法、パターン、デバイス

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/14 20060101AFI20240228BHJP

   A63B 53/04 20150101ALI20240228BHJP

   B29C 33/12 20060101ALI20240228BHJP

   B29C 33/52 20060101ALI20240228BHJP

   C08J 5/24 20060101ALI20240228BHJP

   B29C 70/48 20060101ALI20240228BHJP

【ＦＩ】

B29C45/14

A63B53/04

B29C33/12

B29C33/52

C08J5/24 CEZ

B29C70/48

【請求項の数】 29

(21)【出願番号】P 2022518404

(86)(22)【出願日】2019-09-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-12-19

(86)【国際出願番号】 EP2019075253

(87)【国際公開番号】W WO2021052596

(87)【国際公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-08-18

(73)【特許権者】

【識別番号】522110898

【氏名又は名称】アデュールティムム アクチェンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヒュスラー、ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】ファイスト、レイナー

【審査官】北澤 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－３２２９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５６１４１４３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００３－２９１２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】英国特許出願公告第００７０４３２４（ＧＢ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１９８１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】英国特許出願公告第０１０３７５２７（ＧＢ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３３７５５４３（ＥＰ，Ａ１）

【文献】英国特許出願公開第０２０１５９２３（ＧＢ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０１１９７３０９（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開平０９－１８６１８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４

Ｂ２９Ｃ ３３／００－３３／７６

Ｂ２２Ｃ ５／００－ ９／３０

Ａ６３Ｂ ５３／００－５３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複合材料のデバイス（１０）を形成するためのパターンを作製する方法であって、
内面（２２）を有する空洞（２０）を形成する内部空間を有する型（１８）を提供するステップであって、前記空洞（２０）は、形成される前記デバイス（１０）の内側形状に対応する形状を有する、前記型（１８）を提供するステップと、
インサート（２４、２４’）を前記内面（２２）に沿った所定の１つまたは複数の位置に配置するステップと、
前記インサート（２４、２４’）を前記１つまたは複数の位置に保持するステップと、
前記型（１８）の前記空洞（２０）の４０～９９％に液体の除去可能な材料（Ｍ）を導入して、前記空洞（２０）を除去可能な材料（Ｍ）で満たす、前記除去可能な材料（Ｍ）を前記型（１８）に導入するステップと、
前記型（１８）内に存在する前記除去可能な材料（Ｍ）にガス（Ｇ）を導入し、前記形成されたパターン（５４）の外側と前記パターン（５４）内の中空空間（５４’）との間の０．０２～２０バールの範囲内に選択された圧力差で前記型（１８）内に存在する前記除去可能な材料（Ｍ）を加圧するステップと、
前記型（１８）を動かして、前記型（１８）の前記内面（２２）を液体形態の前記除去可能な材料（Ｍ）で完全にコーティングするステップと、
前記型（１８）内の前記除去可能な材料（Ｍ）を固化させるステップであって、前記除去可能な材料（Ｍ）が固体形態のときに前記インサート（２４、２４’）が内部に固定されたパターン（５４）を形成する、前記除去可能な材料（Ｍ）を固化させるステップと、
前記インサート（２４、２４’）が内部に固定されている前記パターン（５４）を前記型（１８）から除去するステップと
を含む、方法。

【請求項2】

前記保持するステップは、真空（Ｖ）の印加、スライダー（２６）、機能要素の使用、および／または磁石（２８）の使用を通じて前記インサート（２４、２４’）を保持するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記インサート（２４、２４’）は、磁性材料および金属のうちの少なくとも１つを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記インサート（２４、２４’）は、機能部品（１２）を形成するように形作られているか、または前記デバイス（１０）の機能部品（１２’）である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記除去可能な材料（Ｍ）のパターン（５４）は、射出成形プロセスまたはワックス鋳造プロセスで製造される、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記除去可能な材料（Ｍ）は、液体の形態で前記空洞（２０）に導入される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記除去可能な材料（Ｍ）を前記空洞に導入する前に、０．０２～０．９５バールの範囲に選択された圧力を前記空洞（２０）内に印加するステップをさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

複合材料のデバイス（１０）を形成する方法であって、
請求項１～７のいずれか１項に記載された方法により、前記インサート（２４、２４’）を有する前記パターン（５４）を作製するステップと、
前記パターンを１つまたは複数の種類の繊維材料（６０、６２）の１つまたは複数の層で覆うステップと、
前記インサート（２４、２４’）を有し、前記繊維材料（６０、６２）の１つまたは複数の層で覆われた前記パターン（５４）を他の型（６４）に配置するステップと、
前記他の型（６４）を、樹脂の導入を促進する第１の温度に加熱するステップと、
前記他の型（６４）を前記第１の温度に加熱する前記ステップの前および／またはその間に、樹脂（Ｒ）を前記他の型（６４）に導入するステップと、
前記デバイス（１０）を形成するために、前記樹脂（Ｒ）を前記他の型（６４）で硬化させるステップと、
前記デバイス（１０）から前記除去可能な材料（Ｍ）を除去するステップと
を含む方法。

【請求項9】

前記樹脂（Ｒ）を硬化するステップの間に真空（Ｖ）が印加される請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記硬化させるステップは、加熱およびＵＶ光の照射のうちの少なくとも１つを含む、請求項８または９に記載の方法。

【請求項11】

前記加熱するステップは、前記他の型（６４）を、前記樹脂を硬化させる第２の温度に加熱するステップを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記樹脂（Ｒ）は、前記樹脂（Ｒ）を前記他の型（６４）に導入する際に、前記樹脂（Ｒ）の硬化温度未満に加熱される、請求項８～１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記樹脂（Ｒ）は、１成分樹脂（Ｒ）、硬化剤を含む２成分樹脂（Ｒ）、および１つまたは複数の硬化剤を含む多成分樹脂（Ｒ）のうちの１つである、請求項８～１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記樹脂（Ｒ）は、エポキシベースの樹脂、ポリウレタンベースの樹脂、シアネートエステル、またはインジェクションまたは注入に適した別のベースの樹脂を含む、請求項８～１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記１つまたは複数の種類の繊維材料（６０、６２）の１つまたは複数の層は、乾燥状態で、またはプリプレグとして、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、天然繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維を含む、請求項８～１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記除去可能な材料（Ｍ）を除去するステップは、前記他の型（６４）を、前記除去可能な材料（Ｍ）を溶融させる第３の温度に加熱するステップをさらに含む、請求項８～１５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項17】

前記パターン（５４）は、前記パターン（５４）の外面（５６）に沿った所定の１つまたは複数の位置に配置された１つまたは複数のインサート（２４、２４'）を含み、前記除去可能な材料（Ｍ）のパターン（５４）は、８０～１４０℃の温度範囲で選択される融点を有する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。

【請求項18】

前記除去可能な材料（Ｍ）のパターン（５４）は、６０～１００℃の範囲で選択された温度に対して形状が安定したままである、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記除去可能な材料（Ｍ）のパターン（５４）は、前記除去可能な材料（Ｍ）の融点よりも低い温度で形状が安定したままである、請求項１７または１８に記載の方法。

【請求項20】

前記インサート（２４、２４’）は、磁性材料および金属のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７～１９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項21】

前記１つまたは複数のインサート（２４、２４’）は、１つまたは複数の機能部品（１２）の形状に対応する形状を有するか、またはデバイス（１０）の機能部品（１２’）である、請求項１７～２０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項22】

複合材料のデバイス（１０）は、前記デバイス（１０）の内面（１４）に沿った所定の１つまたは複数の位置に配置された１つまたは複数の機能部品（１２、１２’）を含み、前記機能部品（１２、１２’）は、前記デバイス（１０）と一部品に一体的に形成されるか、または前記デバイス（１０）と一部品に一体的に形成される構造内に埋め込まれ、
前記デバイス（１０）は、１～４ｍｍの範囲で選択された壁厚に対して、±０．５ｍｍ、の範囲にある壁厚の公差を有する事前設定可能な壁厚を有する、請求項８～１６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項23】

前記機能部品（１２、１２’）は、アンダーカットを備えたタペット、アンダーカットを備えたポケット、内部座部、ベアリング座部、Ｔ字型の溝、外ネジ、内ネジ、バヨネット接続、オープンウェッジソケット、アイレット、ボールスタッド、ダボとダボピン、フック、ばね要素、ベアリングブロック、クランプ付きベアリングブロック、ボア付きのまたは無しの鋸歯状ピン／カップリング、スリーブ、アパーチャ、前述の１つまたは複数用の支持体、および前述の組み合わせからなる部材の群から選択される、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記デバイス（１０）は、１～４ｍｍの前記範囲で選択された壁厚に対して、±０．３ｍｍの範囲にある壁厚の公差を有する、請求項２２または２３に記載の方法。

【請求項25】

前記デバイス（１０）は、±０．１ｍｍの表面プロファイルの公差を有する、請求項２２～２４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項26】

前記デバイス（１０）は、第２のインサート（２４’）を形成する機能部品（１２）の位置において、±０．０５ｍｍの表面プロファイルの公差を有する、請求項２２～２５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項27】

２つ以上のインサートが提供され、前記デバイス（１０）内の前記２つのインサート（１２、１２’）間の位置決めの角度公差は、０．３°未満であり、前記２つ以上のインサートが前記パターン内で相互に固定されている場合、前記２つのインサート間の前記角度公差は、０．１°未満である、および／または、
２つ以上のインサートが提供され、前記デバイス（１０）内の前記インサート（１２、１２’）間の位置決めの軸方向公差は０．２ｍｍ未満であり、前記２つ以上のインサートが前記パターン内に提供されて相互に固定されている場合、前記２つのインサート間の前記軸方向公差は０．１ｍｍ未満である、および／または、
２つ以上のインサートが提供され、前記デバイス（１０）内の前記インサート間の間隔での前記インサート間の位置決め公差は、０．１ｍｍ＋１ｍｍ／ｍ未満であり、前記２つ以上のインサートが前記パターン内で相互に固定されている場合、前記２つのインサート間の前記位置決め公差は、０．０５ｍｍ＋０．５ｍｍ／ｍ未満である、
請求項２２～２６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項28】

前記デバイスはゴルフクラブ（１０’）のヘッド（９６）であり、前記１つまたは複数の機能部品（１２、１２’）は、前記ゴルフクラブに一体化されたウェイト（１０４）、前記ゴルフクラブのシャフト（１０’）へのコネクタを形成するシャフトコネクタインサート（１０６）、および前記ゴルフクラブ（１０’）のフェース（９８）として機能する表面の少なくとも１つとして選択される、請求項２２～２７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項29】

前記ヘッドの１つまたは複数のウェイト（１０４）として機能する１つまたは複数の機能部品が提供され、前記シャフトコネクタインサート（１０６）として機能する１つの機能部品が提供され、ゴルフクラブ（１０’）のヘッド（９６）のフェース（９８）として機能する１つの機能部品が提供される、請求項２８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複合材料のデバイスを形成する方法、コンポジットデバイス用パターン、および、複合材料のデバイスに関するものであり、その方法の間にインサートおよび／または機能部品が前記パターンおよび／または前記デバイスに本質的に埋め込まれる。

【背景技術】

【0002】

複合材料は、車両パネル、デバイスハウジングなどの金属デバイスの代わりに、軽量で高強度のデバイス（コンポジットとも呼ばれる）を形成するためによく使用される。

【0003】

コンポジットはさらに、パネル、フレーム、内装部品、ハウジングなどを形成するために使用される、例えば、車両、スポーツ用品、電子アプリケーション、ロボット工学、複合設備、工具などにおいて、軽量で安定した部品を形成するために使用される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなデバイスの形成中、機能部品、特に公差が厳しい機能部品、または相互に位置合わせされた部品を、製造中にデバイスに埋め込むことは非常に困難である。これは、例えば、車両パネル、ロボット用部品、工具、および電子アプリケーションの製造中に特に関係する可能性がある。

【0005】

このため、本発明の目的は、デバイスおよびその中に機能部品が埋め込まれたデバイスを製造する方法を利用可能にすることである。他の目的は、内部に埋め込まれた機能部品が相互に位置合わせされているデバイスを利用可能にすることである。本発明のさらに別の目的は、そのような部品の比較的低コストな製造方法を利用可能にすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的は、請求項１に記載の構成を有する複合材料のデバイスを形成する方法によって満たされる。

【0007】

その方法は、
内面を有する空洞を形成する内部空間を有する型を提供するステップであって、空洞は、形成されるデバイスの内側形状に対応する形状を有する、型を提供するステップと、
インサートを前記内面に沿った所定の１つまたは複数の位置に配置するステップと、
前記インサートを前記１つまたは複数の位置に保持するステップと、
前記型の前記空洞に除去可能な材料を導入して、前記除去可能な材料が固体形態のときにインサートが内部に固定されたパターンを形成する、除去可能な材料を前記型に導入するステップと、
インサートが内部に固定されている前記パターンを前記型から除去するステップと
を含む。

【0008】

コンポジットの型の一部を形成するためのパターンの使用は、明確に定義された内部構造を備えたコンポジットを製造するためによく知られている。本発明の根底にある一般的な考え方は、機能部品または機能部品の支持体のいずれかを形成するインサートを、所定の位置で除去可能なパターンに直接埋め込むことであり、その結果、これらは、前記所定の位置でコンポジットデバイスに埋め込むことができる。このようにして、複雑なハウジング構造を形成することもできる。これにより、パターンを使用することで、コスト効率の高いコンポジットの製造が利用可能になる。

【0009】

これに関連して、機能部品の支持体は、機能部品のネガ形状とすることができ、機能部品をコンポジットに接続するために使用されるアンダーカット窪みなどを含むことができる。

【0010】

保持する前記ステップは、真空の印加、スライダー、機能要素の使用、および／または磁石の使用を通じてインサートを保持するステップを含むことができる。このようにして、インサートは単純で再現性の高い方法で保持され得る。

【0011】

前記インサートは、磁性材料および金属のうちの少なくとも１つを含むことができる。このようなインサートは、パターン用の型に適切な方法で保持され得る。

【0012】

前記インサートは、機能部品を形成するように形作られ得るか、または前記デバイスの機能部品によって形成され得る、すなわち機能部品である。このようにして、機能部品または機能部品の支持体のいずれかを前記パターンに直接埋め込むことができ、後で直接またはインサートによって形成される支持体のいずれかで前記デバイスに含めることができる。

【0013】

前記除去可能な材料のパターンは、射出成形プロセスまたはワックス鋳造プロセスで製造され得る。このようなプロセスにより、パターンの迅速で費用効果の高い製造が可能になる。

【0014】

前記除去可能な材料は、液体の形態で前記空洞に導入される。このようにして、型の内面全体が除去可能な材料で覆われていることを確認して、所望の外側形状のパターンを作り出すことができる。

【0015】

前記除去可能な材料を前記型に導入する前記ステップは、前記空洞の４０～９９％を液体の除去可能な材料で満たすステップを含み得る。このようにして、パターンの外面での収縮の影響を最小限に抑えることができる。

【0016】

この方法は、前記型内に存在する前記除去可能な材料にガスを導入し、前記形成されたパターンの外側と前記パターン内の中空空間との間の０．０２～２０バールの範囲内に選択された圧力差で前記型内に存在する前記除去可能な材料を加圧するステップをさらに含み得る。このようにして、パターンの外面での収縮の影響をさらに最小限に抑えることができる。

【0017】

この方法は、前記除去可能な材料を前記空洞に導入する前に、０．０２～０．９５バール、特に０．０５～０．５バールの範囲に選択された圧力を前記空洞内に印加するステップをさらに含み得る。このようにして、少なくとも実質的に欠陥のない外面を有するパターンを適切に形成することができる。

【0018】

この方法は、前記型を移動して、型の内面を液体の形態の前記除去可能な材料で完全にコーティングするステップと、
前記型内の除去可能な材料を固化させるステップとをさらに含み得る。除去可能な材料に作用する遠心力または重力により、パターンの表面での収縮効果をさらに防止し、それによって、デバイスの内面の所定の位置に機能部品を形成するために、インサートがパターンの外面の所定の位置に確実に配置されたパターンを得ることができる。

【0019】

この方法は、インサートを有する前記パターンを繊維材料のウェブの１つまたは複数の層で覆うステップをさらに含み得る。パターンを繊維材料のウェブの１つまたは複数の層で覆うことにより、パターンの外側形状に対応する内側形状を有するコンポジットデバイスを形成することができる。

【0020】

これに関連して、パターンは、いわゆる樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）プロセス用の型の一部として使用することができることに留意すべきである。この場合、型をロービングで覆い、その後、樹脂を添加して熱処理するために他の型に挿入して、それ自体が知られている方法で複合材料の最終デバイスを形成することができる。

【0021】

これに関連して、繊維材料の各ウェブは、繊維の２つ以上のトウを互いに直角に織り交ぜることによって作られる織られた繊維から作られた布の層とすることができることに留意すべきである。追加的または代替的に、繊維材料のウェブは、繊維のトウによって形成することができる。これに関連して、繊維のトウは糸のような繊維の束である。

【0022】

これに関連して、繊維のトウをインサートの位置に適用して、完成したデバイスのインサートを補強することができるが、織布は、デバイスの内面および／または外面を表す領域に導入できることにさらに留意すべきである。

【0023】

繊維材料の１つまたは複数の層は、乾燥状態で、またはプリプレグとして、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、木質繊維などの天然繊維、および麻繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維を含むことができる。このような繊維は、コンポジットデバイスの形成に有益に使用することができる。これに関連して、プリプレグは接着剤を含む繊維の層であることに留意すべきである。

【0024】

この方法は、インサートを有し、１つまたは複数の層の繊維材料で覆われた前記パターンを他の型に配置するステップをさらに含み得る。このようにして、繊維材料のウェブの１つまたは複数の層を、パターンと他の型の内面との間の他の型内に保持し、繊維材料の１つまたは複数の層を経由してデバイスの所定の内側および外側形状を形成することができる。

【0025】

この方法は、他の型を第１、第２、および／または第３の温度範囲内の第１、第２、および／または第３の温度に加熱するステップとさらに含み得る。適切な加熱ステップを選択することにより、樹脂を型内の所望の位置に輸送することができ、樹脂を型内で繊維材料の１つまたは複数の層の周りで硬化させることができ、除去可能な材料を前記型から除去することができる。

【0026】

第１、第２、および第３の温度は、型への樹脂の導入を助けるための型の加熱、形成される前記デバイスの材料を硬化させるための前記型の加熱、およびワックスなどのパターンの除去可能な材料の除去のうちの少なくとも１つのために使用することができる。

【0027】

第１の温度範囲は、好ましくは、所望の第１の温度を中心とする±３°の温度範囲であることにも留意すべきである。第１の温度は、好ましくは、３０～８５℃の間、特に５０～８０℃の間で選択される。

【0028】

第２の温度範囲は、好ましくは、所望の第２の温度を中心とする±３°の温度範囲であることにも留意すべきである。第２の温度は、好ましくは６０～１０５℃の間、好ましくは７０～９５℃の間で選択される。これに関連して、段階的に全温度範囲にわたって温度を徐々に適応させることもできることに留意すべきである。

【0029】

第３の温度範囲は、好ましくは、所望の第３の温度を中心とする±３°の温度範囲であることにも留意すべきである。第３の温度は、好ましくは８０～１３０℃、好ましくは９５～１２０℃の間で選択される。

【0030】

この方法は、前記型を前記第１の温度に加熱するステップの前および／またはその間に、樹脂を前記他の型に導入するステップであって、任意選択で前記樹脂を硬化させるステップの間に真空が印加される、ステップをさらに含み得る。温度および／または真空を印加することにより、樹脂は、室温よりも流動性のある粘稠度を有することができ、それにより、パターンと空洞の内面との間に配置された繊維材料の１つまたは複数の層の間の空隙によりよく流れる。樹脂を前記他の型に導入して、他の型の内面とパターンの外面との間の空間に繊維材料のウェブの１つまたは複数の層をコーティングすることによって、パターンに存在するインサートの位置でデバイスの壁に本質的に形成された機能部品を備え、所望の内側および外側形状とを有するコンポジットデバイスを形成することができる。

【0031】

この方法は、前記デバイスを形成するために、前記樹脂を前記他の型で硬化させるステップであって、硬化させる前記ステップは、加熱およびＵＶ光の照射のうちの少なくとも１つを含む、ステップをさらに含み得る。そのような方法のステップによって、除去可能な材料は有益に硬化され得る。

【0032】

熱を印加するステップは、前記他の型を前記第２の温度に加熱するステップを含み得る。これは、繊維材料のウェブの１つまたは複数の層で樹脂を硬化させる迅速かつ効率的な方法である。

【0033】

樹脂は、前記樹脂を前記他の型に導入する際に、第２の温度、例えば前記樹脂の硬化温度未満に加熱され得る。このようにして、気泡の位置でハウジングの品質を低下させる可能性のある気泡の包含を回避するために、他の型内に存在する繊維材料のウェブの１つまたは複数の層の周りに、樹脂をより効率的に輸送することができる。

【0034】

樹脂は、１成分樹脂、硬化剤を含む２成分樹脂、および１つまたは複数の硬化剤を含む多成分樹脂のうちの１つであり得る。樹脂は、エポキシベースの樹脂、ポリウレタンベースの樹脂、シアネートエステルまたはインジェクションまたは注入に適した別のベースの樹脂を含み得る。このような樹脂は、コンポジットデバイスの形成に有益に使用することができる。

【0035】

この方法は、前記デバイスから前記除去可能な材料を除去するステップをさらに含み得る。このようにして、コンポジットデバイスを破壊することなくパターンを取り除くことができる。この方法は、前記他の型を第３の温度に加熱するステップをさらに含み得る。除去可能な材料を除去可能な材料の融点を超える温度に加熱することにより、除去可能な材料の迅速な除去が可能になる。

【0036】

これに関連して、第３の温度ステップは、オーブンまたは炉などのさらなる装置内で実施できることに留意すべきである。

【0037】

さらなる態様によれば、本発明は、除去可能な材料のパターンであって、任意選択で、本明細書に記載の方法によって形成でき、パターンは、前記パターンの外面に沿った所定の１つまたは複数の位置に配置された１つまたは複数のインサートを含む、パターンに関するものである。このようなパターンは、コンポジットデバイスの製造中に有益に使用できる。

【0038】

除去可能な材料の前記パターンは、８０～１３０℃の温度範囲、好ましくは９５～１２０℃の範囲で選択される融点を有し得る。除去可能な材料の前記パターンは、６０～１００℃の範囲、好ましくは７０～９５℃の範囲で選択された温度に対して形状が安定したままであり得る。除去可能な材料の前記パターンは、前記除去可能な材料の融点より低い温度で形状が安定したままであり得る。パターンのこのような特性により、コンポジットデバイスの低コストで高精度の製造に特に適したものになる。

【0039】

さらなる態様によれば、本発明は、複合材料のデバイスであって、任意選択で本明細書に記載される方法によって形成でき、前記パターンの内面に沿った所定の１つまたは複数の位置に配置された１つまたは複数の機能部品を含み、機能部品は、前記デバイスと一部品に一体的に形成されるか、またはデバイスと一部品に一体的に形成される構造内に埋め込まれる、デバイスに関するものである。

【0040】

機能部品は、アンダーカットを備えたタペット、アンダーカットを備えたポケット、内部座部（円筒形）、任意選択でサークリップ用の挿入点を備えたベアリング座部、（外向きに形成されたおよび内向きに形成された）Ｔ字型の溝、外ネジ付きのボルトまたはスタッドなどの外ネジ、内ネジまたはナット付きのスリーブなどの内ネジ、バヨネット接続、オープンウェッジソケット、アイレット、ボールスタッド、ダボとダボピン（両方とも任意選択でサークリップ用の挿入点を備える）、フック、ばね要素、ベアリングブロック、クランプ付きベアリングブロック、ボア付きのまたは無しの鋸歯状ピン／カップリング、スリーブ、アパーチャ、前述の１つまたは複数用の支持体、および前述の組み合わせからなる部材の群から選択され得る。

【0041】

前記デバイスは、１～４ｍｍの範囲で選択された壁厚に対して、特に、前記デバイスから１～５ｃｍの範囲で、０．５～２．５ｃｍの範囲で選択された幅で切断された前記デバイスの材料の長さに対して、±０．５ｍｍ、特に±０．１ｍｍ、特に±０．０５ｍｍの範囲にある壁厚の公差を有する事前設定可能な壁厚を有し得る。従来技術の型を使用すると、そのような公差は中空デバイスでは不可能である。

【0042】

前記デバイスは、１～４ｍｍの範囲で選択された壁厚に対して、±０．３ｍｍ、特に±０．２ｍｍ、非常に好ましくは０．０５ｍｍ未満の範囲にある壁厚の公差を有し得る。

【0043】

前記デバイスは、±０．１ｍｍの表面プロファイルの公差を有し得る。このようにして、特に滑らかな表面を有するデバイスは、本教示によって達成することができる。

【0044】

これに関連して、表面プロファイルの公差は、物体の表面品質を定義するために使用される標準的な測定手法であることに留意すべきである。表面が均一であるほど、その公差は低くなる。表面プロファイルは、表面の要素が存在しなければならない表面の周りの均一な境界によって定義される。表面プロファイルは、フィーチャの形状、サイズ、向き、場合によっては位置を同時に制御する複雑な公差である。表面プロファイルは、公差が指定されている図面ビューに関係なく、すべての方向に適用される三次元の公差である。これは通常、複雑な外側形状と押し出しのような一定の断面をもつ部品に使用される。

【0045】

表面プロファイルの公差を測定するために、公差プロファイルが測定される表面の周りに２つの平面が配置され、公差は表面の周りに配置される平面間の間隔によって定義される。

【0046】

前記デバイスは、第２のインサートを形成する機能部品の位置において、±０．０５ｍｍ、特に±０．０３ｍｍ、特に±０．０１ｍｍの表面プロファイルの公差を有し得る。そのようなデバイスは特に滑らかな表面を有する。

【0047】

２つ以上のインサートを提供することができ、前記デバイス内の２つのインサート間の位置決めの角度公差は、０．３°未満、好ましくは０．２°未満とすることができ、２つ以上のインサートがパターン内で相互に固定されている場合、２つのインサート間の角度公差は、０．１°未満、好ましくは０．０５°未満とすることができる。２つ以上のインサートを提供することができ、前記デバイス内のインサート間の位置決めの軸方向公差は０．２ｍｍ未満、好ましくは０．１ｍｍ未満であり、２つ以上のインサートがパターン内に提供されて相互に固定されている場合、２つのインサート間の軸方向公差は、０．１ｍｍ未満、好ましくは０．０５ｍｍ未満とすることができる。２つ以上のインサートを提供することができ、前記デバイス内のインサート間の間隔でのインサート間の位置決め公差は、０．１ｍｍ＋１ｍｍ／ｍ未満、好ましくは０．０５ｍｍ＋０．５ｍｍ／ｍ未満とすることができ、２つ以上のインサートがパターン内で相互に固定されている場合、２つのインサート間の位置決め公差は、０．０５ｍｍ＋０．５ｍｍ／ｍ未満、好ましくは０．０５ｍｍ＋０．２ｍｍ／ｍ未満とすることができる。

【0048】

デバイスはゴルフクラブのヘッドとすることができ、１つまたは複数の機能部品は、ゴルフクラブに一体化されたウェイト、ゴルフクラブのシャフトへのコネクタを形成するシャフトコネクタインサート、およびゴルフクラブのフェースとして機能する表面の少なくとも１つとして選択され得る。上記の方法を使用して、非常に好ましい重量分布を有するゴルフクラブを作ることができる。

【0049】

ヘッドの１つまたは複数のウェイトとして機能する１つまたは複数の機能部品を提供することができ、シャフトコネクタインサートとして機能する１つの機能部品を提供することができ、ゴルフクラブのヘッドのフェースとして機能する１つの機能部品を提供することができる。このようにして、１つまたは複数のウェイトをフェースとは別に形成することができ、それにより、ゴルフクラブのヘッド内で特に好ましい重量分布が得られる。これに関連して、特に本明細書に記載の方法を使用して、この方法でアイアンとウッドの両方のヘッドを形成できることに留意すべきである。シャフトコネクタインサートを埋め込むことにより、シャフト位置に対するフェースの角度精度を、従来技術のゴルフクラブと比較して高めることができる。

【0050】

本発明のさらなる実施形態は、本明細書に添付された図および従属請求項の以下の説明に記載されている。本発明は、実施形態によって、および示されている図面を参照して、以下に詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0051】

【図1】デバイスの内面に沿った所定の１つまたは複数の位置に配置された機能部品の斜視図。

【図2】様々なインサートを示すデバイス用パターンを形成するための型の部分概略断面側面図。

【図3】型内に存在するインサートを示すデバイス用パターンを形成するための型の部分概略断面側面図。

【図4】前記インサートの周りのデバイスに除去可能な材料で満たされたデバイス用パターンを形成するための型の部分概略断面側面図。

【図5】内部に埋め込まれたインサートを有するパターンが前記型から除去されている、図４と同様の断面図。

【図6】パターンが繊維材料の層で覆われている、図５と同様の断面図。

【図7】覆われたパターンが他の型に配置されている、図６と同様の断面図。

【図8】パターンと、樹脂で満たされた他の型の内面との間の繊維の層の周りに空間を有する、図７と同様の断面図。

【図9】デバイスが他の型から除去されている、図８と同様の断面図。

【図10】前記デバイスからパターンが除去されている、図９と同様の断面図。

【図11】インサートが前記デバイスから除去されている、図１０と同様の断面図。

【図12】前記デバイスの内面に本質的に存在するさらなるタイプの機能部品を有する、図１０と同様の断面図。

【図13】前記デバイスの内面に本質的に存在するさらなるタイプの機能部品を有する、図１０と同様の断面図。

【図14】前記デバイスの内面に本質的に存在するさらなるタイプの機能部品を有し、前記さらなるタイプの機能部品は、以前にパターン内に埋め込まれたインサートである、図１０と同様の断面図。

【図15】前記デバイスの内面に本質的に存在するさらなるタイプの機能部品を有し、前記さらなるタイプの機能部品は、以前にパターン内に埋め込まれたインサートである、図１４と同様の断面図。

【図16】ベアリング支持体が前記デバイスと一体に形成されているデバイスの内部部品の概略図。

【図17】ゴルフクラブのヘッドの図。

【図18】ゴルフクラブのヘッドのパターンの図。

【発明を実施するための形態】

【0052】

以下では、同一または同等の機能を有する部品に同じ符号を使用する。部品の方向を考慮して行われるステートメントは、図面に示されている位置を基準にして行われ、実際のアプリケーションの位置によって自然に変化することが可能である。

【0053】

図１は、デバイス１０のハウジング１６の内面１４に沿った所定の１つまたは複数の位置に配置された機能部品１２、１２’の斜視図を示している。機能部品１２は、デバイス１０自体のハウジング１６によって、およびその中に形成することができる。あるいはまた、機能部品１２’は、ハウジング１６内に形成された支持体によって、デバイス１０のハウジング１６内で直接支持することができる。

【0054】

図１に示される機能部品１２’は、デバイス用のパターン５４内に存在し、デバイス１０の製造中にデバイス１０内に埋め込まれたインサートによって形成されるフック１２’およびボルト１２’である。図１に示す機能部品１２の支持体は、アンダーカットを備えたポケット１２、内部座部１２（円筒形）、ナット用の支持体１２、ベアリング座部１２、内側を向くＴ字形の溝１２、およびスリーブ１２である。

【0055】

機能部品または機能部品用の支持体は、以下のタイプの機能部品１２、１２’のうちの１つとすることができ、アンダーカットを備えたタペット、サークリップ用の挿入点を備えたベアリング座部、外向きのＴ字型の溝、外ネジ付きのボルトおよびスタッドなどの外ネジ、内ネジ付きのスリーブまたはナットなどの内ネジ、バヨネット接続、オープンウェッジソケット、アイレット、ボールスタッド、ダボおよびダボピン（両方とも任意選択でサークリップ用の挿入点を備える）、ばね要素、ベアリングブロック、クランプ付きベアリングブロック、ボア付きのまたは無しの鋸歯ピン／カップリング、アパーチャ、前述の１つまたは複数用の支持体、および前述の組み合わせからなる部材の群から選択される。

【0056】

デバイス１０を形成するために、除去可能な材料Ｍのパターン５４（図４を参照）が最初に型１８内に形成される。図２は、デバイス１０のパターン５４を形成するための型１８の部分概略断面側面図を示している。型は、上半分および下半分１８’、１８’’を含み、これらは共に内面２２を有する空洞２０を画定する。

【0057】

シール１９は、空洞を外側から密封するために、上半分および下半分１８’、１８’’の間に存在する。そのようなシール１９は、例えば、Ｏリングによって形成することができる。

【0058】

第１および第２の種類のインサート２４、２４’は、内面２２に配置され、保持される。第１の種類のインサート２４は、例えばスライダー２６を介して、空洞２０に挿入され、したがって、デバイス１０用のパターン５４の製造前および製造中に空洞内に突出して、パターン５４の外面５６（図４を参照）に構造を形成することができる構造によって形成される。それにより、構造は、デバイス１０を形成する材料で満たすことができるパターン５４内に窪みを形成することができる。

【0059】

第２の種類のインサート２４’は、これが形成された後、パターン５４内に留まるように意図されたインサートである。この第２の種類のインサート２４’は、同様に、パターン５４の外面５６で構造を形成することができる。これらの構造は、機能部品１２用の支持体を形成することができる、すなわち、機能部品１２’を補完する形状を有することができる。あるいはまた、第２の種類のインサート２４’は、機能部品１２である（図１４および図１５を参照）。次に、機能部品１２’は、パターン５４の外面５６に存在する構造を介してデバイス１０に接合される。

【0060】

第２の種類のインサート２４’は、１つまたは複数の磁石２８を介して、または真空Ｖの印加を通じて、型の空洞２０内に保持することができる。この目的のために、第２の種類のインサート２４’は、真空通路３０を介して、真空ポート３６を介して型１８に接続されている真空ポンプ３２に接続される。

【0061】

パターンを形成するために、除去可能な材料Ｍ（例えば、図４を参照）が、ワックスＷとすることができる除去可能な材料の容器３８から空洞２０内に導入される。除去可能な材料Ｍは、ポート４０およびライン４２を介して液体の形態で空洞２０内に導入される。実際、型１８の空洞２０の体積は、液体の除去可能な材料Ｍで４０～９８％までしか満たされない。

【0062】

パターン５４を加圧するために、ガスＧは、ガスポート４６およびガスライン４８を介して型１８に接続されたガス供給部４４を介して除去可能な材料Ｍ内に導入することができる。追加的または代替的に、空洞２０は、その方法で密閉されるか、あるいは空洞内に存在するガスが、除去可能な材料Ｍの導入時に圧縮されて、空洞内に加圧ガスＧを形成するように密閉され得る。

【0063】

図４に示されるように、それぞれの場合において、ガスＧは、パターン５４内に中空空間５４’を生成する。ガスは、この空洞５４’を満たし、ワックス２０が空洞２０の表面全体を覆うように、型１８内に存在する除去可能な材料Ｍを加圧することができる。前記形成されたパターン５４の外側と前記パターン５４内の中空空間５４’との間の圧力差は、０．０２～１９バールの範囲に選択される、すなわち、ワックスパターンの中空内部の圧力は、ワックスが固化する前、すなわちワックスが溶融状態にあるときは、１．０２～２０バールの範囲にあるように選択され得る。これに関連して、ワックスパターンの中空内部の圧力は、ワックスが固化する前よりもワックスが固化した後の方が低くなり得ることに留意すべきであり、これは、ワックスが固化するときのワックスの収縮によるものである。

【0064】

典型的には、ワックスは、６０～１４０℃、特に７０～１２０℃の範囲の高温で溶融するワックスであり、３０～１００℃、特に６０～９０℃の範囲の低温で固体となるように選択することができる。高温と低温の温度差は、好ましくは４０℃未満、好ましくは３０℃未満、特に２０℃未満、特に１０℃未満に選択される。

【0065】

ワックスは、８５℃未満の温度で２０００ｍＰａｓを超える粘度を有し、１０５℃を超える温度で８００ｍＰａｓ未満の粘度を有し得る。そのようなワックスは、それらの融点まで形状が特に安定であり、液体状態と固体状態との間の遷移が比較的狭い温度範囲で起こり、前記ワックスをそれらの使用においてより費用効果が高いものにすることが見出された。

【0066】

ワックスパターン５４を形成する際に、型１８は、ワックスの固化温度より低い温度、特に、ワックスの固化温度の下、１～４０℃、特に５～２５℃の範囲で選択される温度に加熱することができる。このようにして、ワックスはより制御された方法で固化させることができ、ワックスが型空洞の表面と接触しても自動的には固化しないので、ワックスパターンの表面での収縮効果を減らすことができる。

【0067】

型空洞は、０．０２～０．９５バールの範囲で選択された圧力、特に０．０５～０．５バールの範囲で選択された圧力まで排気することができる。

【0068】

これに続いて、型を１つまたは複数の回転軸を中心に回転させることができる。第１の可能な軸は、鉛直軸３６の周りに示され、その場合、型１８は、鉛直軸３６の周りに示された矢印の方向に、または反対に回転することができる。第２の可能な回転軸は、水平軸Ｈの周りであり、その場合、型１８は、水平軸Ｈの周りに示された矢印の方向に、または反対に回転することができる。このように型１８を動かすことにより、遠心力または重力が、加圧された除去可能な材料を型１８の内面２２に向かって付勢し、その結果、これは除去可能な材料で完全にコーティングされ、結果として生じるパターンは、収縮およびその他の形態の欠陥が本質的にない外面５６を有する（図４を参照）。型１８の回転中に、これは、例えば水冷を使用して、冷却することができ、型１８内の除去可能な材料Ｍの固化をもたらす。

【0069】

所定の１つまたは複数の位置に配置された機能部品１２、１２’を有するパターン５４を形成するために、真空ポンプを使用して前記型１８に真空を印加することができる。一度、例えば０．３バールの所望の真空が型１８内で達成されると、空洞内の圧力を維持するためにバルブを閉じることができる。その後、除去可能な材料Ｍの液体の形態を型１８内に導入することができる。例えば、型１８の体積の８０％は、液体の材料Ｍ、例えばワックスＷで満たすことができる。それにより、型内の残留空気は、型内の圧力が、初期真空圧力および添加されたワックスの量に応じて、１．０２～４バールの範囲になり得るように、ワックスＷの添加によって圧縮される。

【0070】

次に、型内の加圧ガスおよび型の回転により、型が冷却されている間、型１８は回転軸を中心に回転することができ、最初に液体のワックスが型の表面全体を覆い、型の内側形状に似た外側形状を有し、中空内部がワックスパターンを有するようなワックスパターンを形成可能になる。

【0071】

特に複雑な外側形状を有するパターンを形成する場合、液体の除去可能な材料Ｍの添加前、添加中、および／または添加後に、追加のガスを型に加えることができる。追加的または代替的に、空洞２０の体積の８０％を超えて、除去可能な材料Ｍで満たすことができる。型内のこの追加の圧力により、液体の除去可能な材料を型の複雑なネガ形状に導き、実質的に欠陥のない外面を有するパターンを確実に形成することができる。

【0072】

図３は、空洞２０内に移動することができる可動インサート１２を使用するのではなく、型１８の内面２２が、機能部品１２’用の支持構造を形成するためのインサート１２の機能を引き受ける突起５２を内面に含む、型の部分概略断面側面図を示す。第２の種類のインサート２４’は、型１８内に挿入される。左側のインサート２４’は、磁石を介して内面２２に保持されている。右側のインサート２４は、真空Ｖ、型１８とインサート２４’との間のＯリングシールの形態のシール５０を介して所定の位置に保持される。

【0073】

図４は、除去可能な材料Ｍが導入された図３の型の部分概略断面側面図を示している。また、中空空間５４’も見える。

【0074】

図５は、除去可能な材料が固化し、パターン５４が型１８から除去されている、図４と同様の断面図である。インサート２４’は、外面５６のパターン５４内の所定の位置に保持されている。パターン５４は、外面５６に窪み５８をさらに含む。

【0075】

パターン５４は、外面５６に沿った所定の１つまたは複数の位置に配置された２つのインサート２４、２４’を含む。除去可能な材料Ｍのパターン５４は、８０～１３０℃の温度範囲、好ましくは９５～１２０℃の範囲で選択される融点を有することができる。パターン５４は、６０～１００℃の範囲、好ましくは７０～９５℃の範囲で選択された温度に対して形状が安定したままとすることができる。一般的に言えば、除去可能な材料Ｍのパターン５４は、前記除去可能な材料Ｍの融点より低い温度で形状が安定したままとすることができる。

【0076】

図６は、パターン５４が、繊維材料の層６０、６２で覆われている、図５と同様の断面図を示している。繊維材料６０の織られた層は、外面５６に直接配置され、一方、繊維６２のトウは、パターン５４の外面５６からアクセス可能な窪みおよびインサートの自由空間内に挿入されている。

【0077】

繊維材料６０、６２の１つまたは複数の層は、乾燥状態で、またはプリプレグとして、炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、木質繊維、麻繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維を含むことができる。

【0078】

したがって、除去可能な材料Ｍのパターン５４は、それ自体が知られている方法でコンポジットデバイスを形成するための樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）プロセスにおける型として使用することができる。

【0079】

図７は、覆われたパターン５４が他の型６４内に配置されている、図６と同様の断面図を示している。他の型６４は、内面６４’を有する。したがって、繊維材料の層６０、６２は、他の型６４の内面６４’とパターン５４の外面５６との間に配置される。

【0080】

図８は、パターン５４と樹脂Ｒで満たされた他の型６４の内面６４’との間の繊維の層６０、６２の周りの空間がある、図７と同様の断面図を示している。樹脂Ｒは、供給ライン６８を介して容器６６から導入される。

【0081】

他の型６４は、加熱および／または冷却装置９６を介して、第１、第２、および／または第３の温度範囲内の第１、第２、および／または第３の温度に加熱することができる。

【0082】

これに関連して、他の型６４が第１、第２、および第３の温度のうちの１つに加熱されるとき、加熱ステップは段階的に徐々にまたは連続的に実行することができることに留意すべきである。

【0083】

特にＲＴＭプロセス中、形成されるデバイスが柔らかくなり、それによって変形した外面および／または内面を得るのを防ぐために、繊維と樹脂のコンポジットは通常、樹脂のガラス転移温度未満に段階的に加熱されることに留意すべきである。

【0084】

これに関連して、型１８の上半分１８’、型１８の下半分１８’’、および他の型６４は、それぞれ、好ましくは、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの熱伝導性かつ非磁性材料から形成されることに留意すべきである。

【0085】

樹脂Ｒは、前記他の型６４を前記第１の温度に加熱する前記ステップの間に、前記他の型６４に導入される。樹脂Ｒは、前記樹脂Ｒを前記他の型６４に導入する際に、前記樹脂Ｒの硬化温度未満に加熱される。流動性のある粘稠度の樹脂Ｒの流れを増強するために、ポート７６を介して真空ライン７８に接続された真空ポンプ７４を介して真空Ｖを同時に印加することができる。

【0086】

樹脂Ｒは、他の型６４で硬化されて、デバイス１０を形成する。硬化のステップは、他の型６４を前記第２の温度に加熱するステップを含む。第２の温度は第１の温度よりも高い。

【0087】

樹脂Ｒは、１成分樹脂Ｒ、硬化剤を含む２成分樹脂Ｒ、および１つまたは複数の硬化剤を含む多成分樹脂Ｒのうちの１つとすることができる。樹脂Ｒは、エポキシベースの樹脂、ポリウレタンベースの樹脂、シアネートエステル、またはインジェクションまたは注入に適した別のベースの樹脂を含む。

【0088】

したがって、前述のＲＴＭプロセスでは、繊維材料６０の第１の層として少なくとも１つのロービング層が提供され、任意選択で、繊維材料６２の第２の層またはいくつかの層も提供される。次に、繊維材料６０の第１の層、および任意選択で繊維材料６２の第２の層で覆われたパターン５４が、他の型６４内に配置される。次に、他の型６４を排気して、他の型６４内に真空を作り出す。次に、樹脂Ｒは、室温より高いが、おそらくは圧力下での樹脂Ｒの理想的な硬化温度より低い温度で、他の型６４に注入される。高温で加圧され得る樹脂Ｒは、室温での非加圧樹脂Ｒよりも流動性が高く、したがって、可能であれば、最終的なデバイスの複合材料内にエアポケットが形成されないことを確実にするために、ロービングおよび他の型６４を通してより容易に流れることができる。

【0089】

次に、樹脂Ｒは、ワックスパターン５４の溶融温度よりも低く選択された温度で、好ましくは型の温度を第２の温度範囲の境界間で低温から高温に（例えば、９０℃から１００℃に）徐々に上昇させながら、固化、すなわち硬化させることができる。必要に応じて、硬化したコンポジットデバイスに開口部および／またはアパーチャを付けることができる。その後、他の型６４の温度は、ワックスパターン５４を溶解除去するために、例えば１００℃から１２０℃まで、徐々に上昇させる。ワックスパターン５４の溶解除去は、任意選択で、型６４の外部、例えばオーブン内で実施することもできる。

【0090】

ＲＴＭプロセスの当業者に知られているように、樹脂のガラス転移温度は、ワックスの融点を超えて温度が段階的に徐々に上昇する間に型内で一時的に上昇して、デバイスを形成することができる。次に、液体のワックスは、デバイス１０に付けられた開口部および／またはアパーチャを介して除去することができる。

【0091】

また、インサート２４’は、結果として支持体が形成された位置に機能部品を配置することを可能にするために、液体のワックスの除去に続いて除去することができる。例えば、図１６では、インサート２４’がベアリング用の支持体を形成し、次にベアリング８４が、デバイス１０内に本質的に形成されたベアリング支持体１２に配置される。

【0092】

図９は、デバイス１０が、他の型６４から除去されている、図８と同様の断面図を示している。パターン５４の除去可能な材料Ｍは、依然としてデバイス１０内に存在している。

【0093】

図１０は、他の型６４を第３の温度に加熱することによって除去可能な材料Ｍをその融点より上に加熱する加熱ステップの適用により、パターン５４がデバイス１０から除去されている、図９と同様の断面図を示している。

【0094】

図１１は、インサート２４’がデバイス１０から除去されている、図１０と同様の断面図を示している。図１０の左側のインサートは、デバイス１０のハウジング１６にアパーチャ８０を形成するために使用された。右側のインサートは、ベアリング用の支持体を形成するために使用され、つまり、ベアリングレースを、図１１の右側に示されている機能部品１２で組み立てることができる。左側の機能部品１２は、ベアリング座部と協働できる部品用の内部座部である。

【0095】

したがって、複合材料のデバイス１０は、デバイス１０の内面１４に沿った２つの所定の位置に配置された２つの機能部品１２を含む。機能部品１２は、前記デバイス１０と一部品に一体に形成される。

【0096】

デバイス１０は、１～４ｍｍの範囲で選択された壁厚に対して、特に、前記デバイス１０から１～５ｃｍの範囲で、０．５～２．５ｃｍの範囲で選択された幅で切断された前記デバイス１０の材料の長さに対して、±０．５ｍｍの範囲にある壁厚の公差を有する事前設定可能な壁厚を有することができる。

【0097】

図１２は、ナット用の座部１２、すなわち、デバイス１０の内面１４に本質的に存在するめねじを有する部品を備えている、図１０と同様の断面図である。

【0098】

図１３は、デバイス１０の内面１４に本質的に存在する機能部品１２としてＴ字形の溝が設けられている、図１０と同様の断面図である。

【0099】

図１４は、ねじ山付きボルトの形態の機能部品１２’が、デバイス１０の内面１４でデバイス１０の材料内に埋め込まれている、図１０と同様の断面図を示している。ねじ山付きボルトは、前記ボルト１２’をパターン内の所定の位置に保持し、樹脂Ｒを硬化させるステップの間、ボルト１２’とデバイス１０との間に永久的な接合を形成することを可能にしてデバイス１０を形成する、前記ボルト１２’を取り囲むインサートの提供によって所定の位置に接合されている。このようにして、ボルト１２’は、デバイス１０と一部品に一体に埋め込まれている。

【0100】

図１５は、スリーブ１２’が、デバイス１０の内面１４に本質的に存在するめねじを有する、図１４と同様の断面図を示している。図１４のボルト１２’と同様に、スリーブ１２’は、デバイス１０のハウジング１６を形成するために使用される樹脂Ｒを硬化するステップの間にデバイスに接合されている。

【0101】

図１６は、デバイス１０の内部部品の概略図を示している。デバイス１０は、前記デバイス１０の水平軸に沿って延在するシャフト８２を含み、デバイス１０内のボールベアリング８４は、デバイス１０と一部品に一体に形成されたベアリング支持体１２’でデバイスに取り付けられている。シャフト８２はまた、スリーブ８６およびスリーブ８８においてデバイス１０でジャーナル接続されている。シャフト８２は、トランスミッション９２およびドライブシャフト９０を介して電気モーター９４に接続されている。

【0102】

図１６では、２つの部品のために使用されるインサート１２がワックスパターン４５を形成する際に相互に固定されているので、スリーブ８６とボールベアリング８４との間の角度公差は０．１°未満である。０．０５°未満の角度公差が、本教示によって達成可能である。さらに、スリーブ８６のインサート１２とボールベアリング８４のインサート１２との間の位置決めの軸方向公差は、０．１ｍｍ未満、好ましくは０．０５ｍｍ未満である。同様に、スリーブ８６のインサート１２とボールベアリング８４のインサート１２との間の位置決め公差は、０．０５ｍｍ＋０．５ｍｍ／ｍ未満、好ましくは０．０５ｍｍ＋０．２ｍｍ／ｍ未満である。

【0103】

図１７は、ゴルフクラブ９６のヘッドとなるデバイス１０を示している。ヘッド９６は、前面９８および本体１００を含む。ヘッドは、それ自体が知られている方法で、シャフトコネクタ１０２を介してシャフト（図示せず）に接続することができる。

【0104】

図１７には示されておらず、図１８に示されているが、例えばタングステンインサートによって形成された２つのウェイト１０４を、ワックスパターン５４にインサート１２’として提供することができる。

【0105】

図１８にも示されているように、さらなるインサート１２’がワックスパターン５４内に埋め込まれている。このさらなるインサート１２’は、ゴルフクラブ１０’の前面およびベース１０８に対して所定の角度でシャフトの正確な接続を可能にするシャフトコネクタインサート１０６である。このようにして、ゴルフクラブのシャフトと前面との間の角度を、従来技術と比較して改善された位置合わせ品質で確実に形成することができる。

【符号の説明】

【0106】

１０、１０’ デバイス、ゴルフクラブ
１２、１２’ 機能部品、インサートによって形成された１２
１４ 内面
１６ ハウジング
１８、１８’、１８’’ パターン用の型、１８の上半分、１８の下半分
１９ シール
２０ 空洞
２２ 内面
２４、２４’ 第１種のインサート、第２種のインサート
２６ スライダー
２８ 磁石
３０ 真空通路
３２ 真空ポンプ
３４ 真空ポート
３６ 鉛直軸
３８ Ｗの容器
４０ 樹脂ポート
４２ 樹脂ライン
４４ ガス供給部
４６ ガスポート
４８ ガスライン
５０ シール
５２ ２２の突起
５４、５４’ パターン、の中空空間
５６ ５４の外面
５８ ５６の窪み
６０ 繊維材料の第１の層
６２ 繊維材料の第２の層
６４ 他の型
６６ Ｒの容器
６８ Ｒのライン
７０ 冷暖房デバイス
７２ ７０から６４へのカップリング
７４ さらなる真空ポンプ
７６ 真空ポート
７８ 真空ライン
８０ アパーチャ
８２ シャフト
８４ ボールベアリング
８６ スリーブ
８８ スリーブ
９０ ドライブシャフト
９２ トランスミッション
９４ 電気モーター
９６ ゴルフクラブのヘッド
９８ 前面
１００ 本体
１０２ シャフトコネクタ
１０４ ウェイト
１０６ シャフトコネクタインサート
１０８ ベース
Ｇ ガス
Ｈ 水平軸
Ｍ 除去可能な材料
Ｒ 樹脂
Ｖ 真空
Ｗ ワックス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】