專利名稱：復合元件結構體及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及結構構件，涉及在建筑領域(例如超高層樓房的柱、梁、墻壁、頂棚、地板等，或者樓房以及住房的柱、墻壁、頂棚、地板等)、土木領域(例如隔音墻以及安全欄等道路的各種設施、道路路面主體、管道、隧道·弓形主體、水中隧道弓形主體、管道結構主體、橋梁的主桁梁、地板、梁、橋桁、橋墩、橋梁下部結構、塔、堤防·大壩主體、電車軌道主體、鐵路軌道主體、防波堤或護岸等港灣設施、漂浮結構物體/石油鉆探用的裝置等海洋結構物體、機場跑道等機場設施等)中所使用的結構構件，而且涉及到機械制造領域(輸送系統(tǒng)的骨架、輸送用的貨架、機器人的骨架等)、汽車(車身及大梁、車門及底盤、頂棚以及地板、擋板、側梁及減震器)、船舶(船體的主架、船艙、甲板、船的間隔板、壁等)、車輛(車身以及大梁、底板、壁等)、飛機(機翼以及主體框架、機身以及地板等)、宇宙飛船(機身以及框架、地板、壁等)、航天太空站(主體框架以及地板、壁等)、潛水艇(艇身以及框架等)等中使用的所有要求具有力學強度的結構構件。
背景技術：
以前，在要求具有力學強度的土木·建筑領域、車輛、船舶、飛機等機械結構物領域里的結構構件中，一般使用鐵以及混凝土、或者鋁、硬鋁等金屬材料。這些材料或是單獨使用，或是互相組合而復合使用。而且，最近也在使用碳纖維等新的材料。
例如，在土木·建筑領域，作為代表的復合構件可舉出鋼筋混凝土。這是分別具有鐵及混凝土特性的結構構件?；炷恋睦鞆姸缺葔嚎s強度要低，其比值為1/10。為了彌補此缺陷，使用拉伸強度比混凝土極為優(yōu)異的鋼筋等鋼材，在作用拉力的部位設置鋼筋，制造鋼筋混凝土，從而成為力學強度極高的結構物。
在復合化時，并不是僅從最佳布置的所謂空間的觀點來復合。例如，在預應力混凝土中采用的方法，利用混凝土抗壓強、而鋼筋抗拉強的性質(zhì)，由鋼筋對混凝土預先施加預應力，從開始就使壓力作用于構件，由此可以減輕其拉力。
以建筑·土木領域為中心，使用鐵和混凝土的復合材料的理由是因為下述的原因能夠?qū)㈣F和混凝土的材質(zhì)的特性相互補充；鐵和混凝土較為廉價、是一般使用的材料；容易加工制造，而且具有強的承受載荷的能力；另外，鐵和混凝土的付著性能良好，且溫度膨脹系數(shù)基本相同等，從這些方面可期望力學方面的相互作用。
而且，除了上面所述的鋼筋混凝土結構物以外，還可舉出作為鋼筋混凝土的復合結構例如混凝土填充鋼管等。混凝土填充鋼管是用混凝土填充鋼管內(nèi)部的結構，主要是用作壓縮材料。即使是近年來，如特公平4-20457公報所公開的設有鋼筋籠的鋼管混凝土復合柱，如特公平4-28058公報、特公平4-28059公報所公開的加熱鋼管而施加預應力，非連結處理鋼管內(nèi)部的填充鋼管混凝土的制造方法，而且，最近在特開平6-49949公報等中有很多嘗試，例如為了提高鋼管的耐壓力，在鋼管周圍設置縫隙。最近，超高層樓房的柱使用了這樣的構造。
而且，近年來為了實現(xiàn)結構構件的輕型化，在混凝土中或是放入聚氨酯泡沫等輕型材料的碎片、或是放入輕型顆粒、或是加入氣泡來實現(xiàn)輕型化。而且，作為土木用的結構構件，在道路主體的結構里也能見到利用聚氨酯泡沫等的例子。而且，在特公昭50-33110號公報以及特公昭50-33111號公報、特開平3-9811號公報等中提出了各種蜂窩結構的制造方法。
另外，在特別要求輕型化的飛機領域，使用以硬鋁以及鋁等蜂窩結構材料為代表的六角形的元件結構。雖然硬鋁及鋁比鐵或混凝土的價格高，但是能夠?qū)崿F(xiàn)輕型化的結構材料。因此，在使用這種高價材料作為結構材料時，如何用少量的材料而能得到高的剛性則成為研究的課題。
蜂窩構造是具有棱和面的多邊體的集合體，通常是由各個為六角形的構造組成，是形成所謂蜜蜂窩形狀構造的結構。一般主要是使用鋁、硬鋁材料。通常，多是作為夾層疊合板來使用，用于飛機的機翼。最近，在汽車地板等上也使用蜂窩結構，在建筑領域，在謀求輕型化的超高層樓房等上最近使用了以鋁為中心的蜂窩結構的板等。
首先，問題是在土木·建筑領域一般是使用鋼筋混凝土，雖然鋼筋混凝土是以鋼鐵和混凝土為代表的復合結構，但是，從力學的觀點來看，表現(xiàn)了鋼筋和混凝土合成復合效果的部分僅限于混凝土內(nèi)埋有鋼筋的部分。
例如，在鋼筋混凝土柱發(fā)生壓縮破壞時，一般混凝土首先剪切破壞，引起滑移破壞，與此同時，鋼筋彎曲。這是因為不在鋼筋附近的混凝土部分與鋼筋的復合效果薄弱。即由鋼筋所謂筋構成的混凝土和鋼鐵的復合材料，如上所述只是在由于鋼鐵和混凝土的接觸而提高了結構強度的部分上存在合成效果，因為從整體來看存在復合效果是不均勻的，所以提高結構強度的復合效果并未得到充分的發(fā)揮。
這種現(xiàn)象是在鋼鐵和混凝土的合成中，僅使用鋼筋所謂筋上存在問題。為了彌補這個缺陷，作為以前的方法，不是沿柱軸設置鋼筋，而是將新的鋼筋卷成螺旋狀，防止混凝土的剪切破壞等方面想辦法，但是，當用鋼筋卷成整體時，雖然結構的強度增加了，但是發(fā)生鋼材的比例增大、結構構件整體的自重增加這種所謂左右為難的問題。
另外，填充鋼管是抗拉強的鋼鐵圍住抗壓強的混凝土的結構構件，當作為壓縮構件使用時，即使混凝土產(chǎn)生剪切破壞，因為周圍的鋼鐵像圓桶的環(huán)箍夾緊而制止其變形，所以不會發(fā)生破碎破壞，是具有非常高的壓縮強度和強韌性的結構構件。但是，因為是用混凝土填充鋼管內(nèi)部空間，所以缺點是結構構件非常重。因此，一般不用作梁材。而且因為自重太重，運輸及制作作業(yè)等都需要勞力。
今后，在土木·建筑領域，設計超長大橋以及特高層樓房的建設，更加要求開發(fā)輕型、高強度而且廉價的結構構件，特別是開發(fā)耐載重性能優(yōu)異的支撐用構件，而且也必須要建立這些構件的簡單的制造方法。
但是，如果是以前輕型化的方法，存在著隨著輕型化而強度也降低的缺陷。例如，作為使混凝土輕型化的方法，有在混凝土中混合輕型顆粒的方法，但是，問題是這種方法不能使混凝土達到理想的輕型化，而且得到的強度也很低。而且，由這些輕型材料的碎片所構成的元件結構的大小、形狀參差不齊，使結構不均勻，所以不能得到充分的力學強度，難以進行可靠性的設計。
總之，為了實現(xiàn)輕型化，即使把輕型材料一次均勻地混合在混凝土等主材料中，但是確保其均勻性、使其混合·凝固的技術是非常困難的，僅限于進行以前隨機混合的所謂簡便方法，即使得到輕型化強度也會下降，在得到輕型堅固結構的這一點上還未得到任何根本的解決方法。
而且，在汽車上使用的鋁以及工程塑料、飛機上使用的硬鋁等，雖然和鋼鐵以及混凝土相比，是耐載荷力/重量的比值高、輕型而且高剛性的材料，但是鋁以及硬鋁與鋼鐵以及混凝土相比是極為高價的材料，特別是作為在土木·建筑領域的結構構件，作為一般的結構來使用存在費用極高的問題。
在飛機中和一部分建筑材料所使用的蜂窩結構是作為中空結構來使用，在蜂窩內(nèi)的中空內(nèi)通常不填充任何物體。構成蜂窩的金屬板(鋁、硬鋁板等)容易發(fā)生失穩(wěn)以及局部彎曲·剪切破壞，一旦發(fā)生失穩(wěn)及彎曲破壞，則從力學角度載荷容易不均，所以具有產(chǎn)生急劇破壞變形的缺陷。即以前所使用的蜂窩結構具有韌性差的缺陷。
而且，以前在土木·建筑領域，一般不使用混凝土制的蜂窩結構。這是因為在使用混凝土制造復雜形狀的結構時，必須組成復雜的模板，制造技術很困難，而且例如即使能夠制造，費用也會極高。
而且，混凝土難以使用蜂窩結構的原因是因為混凝土抗拉強度差，容易產(chǎn)生裂紋，而混凝土的這種材料特性使得難以形成蜂窩各邊支撐的基本結構。例如制造混凝土制的蜂窩結構，在彎曲該板時，形成蜂窩邊緣的棱的各支撐材料構件上產(chǎn)生局部的剪切應力以及彎曲應力。混凝土制的支撐構件受到彎曲的力學作用時，作為構件在局部會產(chǎn)生拉應力，混凝土在沒有鋼筋加強時，容易產(chǎn)生裂紋，僅僅由混凝土形成的支撐結構薄弱。因此，由混凝土的支撐構成的蜂窩結構等，問題是當產(chǎn)生裂痕時，耐載荷能力會迅速消失，增大了一次破壞的可能性。
在土木·建筑領域進一步要求輕型化，雖然用鋁等材料在壁面板等上采用了蜂窩結構，但是，鋁制的蜂窩結構強度低，另外，采用航空領域中所使用的硬鋁又會使成本極高。而且，僅由金屬制成的蜂窩的結構阻尼值小，結構物容易晃動。雖然飛機的機翼等即使結構阻尼值小，也不會有何問題，但是，若是建筑物以及土木結構物，則因為如果結構阻尼值小，則成為容易晃動的結構物，所以在發(fā)生地震等情況時，就會發(fā)生問題。
歸納上面所述，混凝土與鐵相比廉價、抗壓力強，但抗拉力弱，容易產(chǎn)生裂紋，而且和鐵一樣比重大。另外，雖然可舉出鋼筋混凝土等作為有效地利用抗壓強的混凝土、抗拉強的鐵的各材料的力學特性的結構，但是缺點是其復合效果只局部存在于限定的范圍內(nèi)，是不均勻的。而且，在該蜂窩結構中如果使用鐵及混凝土，則重量過重，不能在要求輕型化的飛機等領域中使用。
蜂窩等元件結構不會損壞作為結構的強韌性質(zhì)，在輕型化方面是效率極高的結構。盡管如此，但在土木·建筑領域中還未能得到充分使用，這是因為在工業(yè)化制造元件結構方面還有技術上的困難。即使用混凝土以及水泥制成模板，并用此來制作元件結構，由混凝土以及水泥形成的元件結構也容易斷裂，存在著輕型化了但或是結構強度下降，或是成本極高這種所謂左右為難的問題。
一般工業(yè)化制造元件結構的代表即制造蜂窩結構的情況，是采用將板材沖壓成切口為半六角形、作成波紋板狀，然后將此板重疊連結等方法。這樣，蜂窩內(nèi)部為中空可以輕型化，即使就這樣中空地用在飛機中，用作汽車的地板時，其蜂窩的各元件的中空部分也不填充任何物體。因此，當一部分元件破壞時，由于其變形，進而作用不均勻載荷，會有急劇破壞的危險。
而且，在用金屬一次形成蜂窩結構后，在特定部位用混凝土有效地進行填充，這在現(xiàn)有的技術上還有困難，在工業(yè)化而且廉價地制造用鐵和混凝土合成的蜂窩結構還很困難，例如即使構造是理想的組合，其制造也很困難。這是因為在制造蜂窩時，按照以前的制造方法用沖床彎曲板材，首先必須制造六角形的蜂窩，所以，問題是不能簡易地制造鐵和混凝土合成的蜂窩結構。
因此，在土木·建筑以及汽車及車輛中所使用的蜂窩結構，一部分或是使用上述飛機那樣的鋁等金屬，或是僅在局部上使用以酚醛紙構成的物體，其用途范圍限制得極小。
今后在土木·建筑領域，預計會有很多的特高層樓房以及超長大橋的建設，對構成這些結構物的板、梁、柱等結構構件更要求輕型化。而且，即使在汽車領域，在改進燃料費用方面，輕型化是一重大課題，要求開發(fā)輕型強度大的底盤以及頂棚·地板材料。而且，為了提高汽車側面的強度，設置側梁的汽車增加了，此側梁也要求是輕型、具有高強度且富有韌性的結構。
一般，混凝土材料抗壓非常強，而且因為在固化前是流動物體，所以是容易形成任意形狀的材料。但是由于有前述在制造蜂窩結構工序上的問題，所以不適合作為構成蜂窩的材料。
這樣，雖然混凝土有各種力學·材料的優(yōu)勢，但是因為有上述的諸多問題，所以基本未用作蜂窩結構用的材料。
而且，雖然混凝土和鐵的復合材料具有優(yōu)異的力學特性，但是因為難以輕型化，所以，在例如汽車以及車輛等機械領域的結構構件上基本未得到使用。而且，因為其重量，主要是限于用在土木·建筑領域。即還未有考慮到用鐵和混凝土的復合材料制成蜂窩結構，將其用作汽車、車輛等車體的結構材料。這是因為混凝土太重，就這樣用作汽車、車輛等結構構件是不適宜的，而且鐵和混凝土的復合構件在工業(yè)化制造蜂窩結構還有技術上的困難。而且，雖然船舶等結構物一般是使用鐵板，但是最近極力推薦開發(fā)兩層壁的油船，以使得即使發(fā)生沖撞油也不會流出。但是鐵制的船一旦進入水，因為其壁的比重大，所以若進入一定量的海水，就會發(fā)生沉沒這種重大的問題。
如上所述，本發(fā)明的目的是提供一種在土木·建筑領域、汽車·車輛·船舶等機械領域為首的所有結構構件中，得到以高強度、輕型而且廉價的材料制作的復合結構構件，而且提供能夠較容易工業(yè)化制造高強度、輕型而且廉價的結構構件的制造方法。
發(fā)明的公開為了達到上述的目的，作為本發(fā)明的基本結構，是由面保持體、輕型材料與邊界材料組成的復合元件體以及凝固材料3個要素所組成的結構。而且，作為制造該基本結構的方法是首先用輕型材料與邊界材料所構成的復合材料來制作復合元件體，將此復合元件體配置/固定在面保持體上，用凝固材料填充各個復合元件體與面保持體之間所形成的間隙，這樣結構內(nèi)部的一部分或是整體由復合元件結構體形成。
分別說明本發(fā)明結構中不可缺少的要素。首先第一是面保持體，面保持體的功能是保持面、配置/固定復合元件體。因此，可以是金屬等剛體，也可以是金屬絲網(wǎng)，也可以是用高分子材料制成的薄膜狀的能夠彎曲的物體，或者也可以是碳纖維薄板等、纖維薄板等、纖維絲網(wǎng)等可以彎曲的柔性材料。而且，也可以是金屬絲網(wǎng)以及布、纖維布等，總之，只要能夠保持面、配置/固定復合元件體，可以是剛性體、非剛性體中的任何一種，但是從強度方面考慮，還是使用抗拉強的剛性體為好。具體來說，可以使用薄鋼板、鐵板、鍍錫板、高張力鋼板、超高張力鋼板等剛性體或是塑料、乙烯樹脂、纖維制布、碳纖維薄板、厚紙板、柔性材料、玻璃纖維板等。而且，所使用的面保持體的厚度、形狀、大小等可以根據(jù)本復合元件結構體的使用目的、設計強度、設計圖樣等來確定，對這些諸要素沒有限制。但一般最好是使用薄壁的鐵板，薄壁鐵板廉價而且是力學效果好的材料，與混凝土整體化，能夠得到高強度的復合材料。
第二是輕型的復合元件體，用作復合元件體的輕型材料可以是塑料類等的合成樹脂、聚氨酯泡沫、發(fā)泡苯乙烯等發(fā)泡樹脂、或者也可以使用固化微顆粒板等天然材料的高分子材料以及用氣體填充的袋。作為圍住這種輕型材料至少一面的邊界材料，使用抗拉強的材料作為復合元件體的基本結構。邊界材料的材質(zhì)可以使用鐵板、鍍錫板、強化塑料板等剛性的薄板以及抗拉強的碳纖維板等柔性材料。而且，也可以準備在鋁箔以及高分子材料制的袋中裝入空氣的氣體袋。最初在保持面形狀的結構體即面保持體之間的面保持體的單面或者兩面，而且在形成各個面保持體的間隙上，以適當?shù)拈g隔放置復合元件體。此時，根據(jù)目的也可以把復合元件體直接固定在面保持體上。
復合元件體的形狀最好是正六角形，但也可以是四角形、三角形、圓形。特別是在正六角形的情況下，本發(fā)明的復合元件結構體也能夠形成蜂窩狀結構。這種情況下，為了保持均質(zhì)的結構，最好是制成一定的形狀。而且，復合元件體的單體的大小從2～3厘米到數(shù)十厘米，根據(jù)情況也可以準備超過1米尺寸的物體。
然后，將并列多個復合元件體的面保持體作為地板及柱的結構來使用。作為其使用方法，首先，把一面貼有復合元件體的面保持體或是進行層疊，或是重疊彎曲為圓筒形的物體將其作成年輪形狀、交叉為格子形狀，或是把這些裝入鋼管中，用鋼板進行夾層。
第三是凝固材料，把凝固材料澆注填充于由配置/固定上述復合元件體的面保持體所形成的間隙內(nèi)。作為填充的凝固的材料可使用混凝土、水泥類、砂漿類或是石膏類(以下在本發(fā)明中稱為凝固材料)。可以把這些凝固材料注入填充該間隙內(nèi)，使其凝固。在填充較大的間隙時，一般使用通常廉價的混凝土、水泥，但在注入細小的間隙時，則使用高流動性的混凝土或是水泥漿，可以更簡便地注入/填充。
按照上述方法，配置/固定在面保持體上的復合元件體所存在的部位限制澆注的凝固材料流入，僅在該部分沒有注入凝固材料。因此，由輕型材料組成的復合元件體成為一個元件結構，而且制成以一定間隔放置排列多個該輕型的元件結構的復合元件結構體，因此形成作為整體均質(zhì)的元件結構，而且能夠?qū)崿F(xiàn)理想的輕型化。
根據(jù)上述的方法，雖然能夠簡單制造具有多個元件結構的復合元件結構體，但是，主要具有力學強度的部分是用凝固材料填充的部分，即構成元件邊緣的各支撐部分。
這樣，復合元件結構體承受力學載荷的支撐部分，是用凝固材料填充的部分。因此，如果各元件之間的支撐部分的結構僅由凝固材料構成，則容易發(fā)生裂紋，由于混凝土類抗拉弱的特性，元件結構很容易破壞，作為構件整體難以得到高的強度。
所以，用鐵等金屬體或是碳纖維等制成的薄板等抗拉強的材料圍住形成上述各復合元件體的支撐(ア-ム)的混凝土類或是砂漿類，用這些材料和混凝土的復合材料制成復合元件體，得到非常高強度的結構。為了實現(xiàn)這個目的，例如類似混凝土填充鋼管，最有效果的是用抗拉強的金屬類將復合元件體的邊緣制成夾層構造。這是因為作用在各元件體的各支撐部分周邊上的力有壓力而且有拉力作用。這樣在各元件之間的間隙填充凝固材料，不僅形成支撐部分，而且由金屬類或碳纖維等復合材料形成的方法構成力學上高強度的結構。
以下對制作該元件結構的支撐部分的復合材料的具體方法進行說明?；痉椒ㄓ腥缦氯齻€。第一個方法，首先用金屬圍住由樹脂、高分子材料等制成的筒體的至少一面或是一部分，或是圍住整體。從力學角度一般最穩(wěn)定、剛性高的復合元件體的形狀是六角形，但也可以是多邊形筒體、圓筒體。這樣，用輕型材料填充內(nèi)部，制成周圍是金屬或是薄板材料制成的復合筒體。然后，將該筒體切斷，可以制成多個周圍至少一面是金屬或薄板圍住的復合元件體。此時，作為切斷方法，一般使用由車床、噴水器、截斷器切斷的方法。只要不引起變形、變質(zhì)，廉價而且迅速切斷的方法，任何方法都可以。
第二個方法，預先將聚氨酯泡沫等發(fā)泡性輕型材料插入鋼或是碳纖維等新型材料制成的管或是多邊形柱中，然后使其在內(nèi)部發(fā)泡。此時，這些管或是筒/多邊形柱的各個面不要求沒孔。即也可以使用網(wǎng)制成的管或是筒/多邊形柱，也可以是以適當間隔開有適當大小孔的物體。然后，與上述的第一方法相同，用噴水器、車床切斷機、截斷器等把制成的復合圓柱、管或是多邊形柱切成片。這樣，可以制成周圍是金屬圍住的多個復合元件體。
第三個方法，首先準備切成片的鋼制多邊形筒體或圓筒體。制造方法是將熔融的鋼澆注入模型內(nèi)，把長筒或鋼管等切成片而制成鋼制的多邊形體以及圓筒體。然后，按照該鋼制筒體內(nèi)空的尺寸另外再制造輕型材料。然后，在此輕型材料的外側涂敷粘接材料，并插入鋼制筒體的內(nèi)空，與鋼制筒體的內(nèi)面粘接。而且，也可采用把發(fā)泡性樹脂等輕型材料注入該筒體的內(nèi)空部分，通過使其發(fā)泡、用輕型材料填充的方法。
這樣，將準備的復合元件體以一定間隔配置/固定在面保持體上。這樣，在面保持體上配置多個復合元件體。這種情況最好是有規(guī)律地配置以便得到高強度的力學性質(zhì)。這時，將復合元件體一次貼附在面保持體上，以此狀態(tài)，或是層疊面保持體、或是卷成筒狀或渦旋狀、或是重疊為同心圓，可以制造基本結構，也可以把面保持體作成筒，在最后得到曲率時，預先制作粘貼一面的曲率與其曲率相符合的復合元件體并將此復合元件體配置/固定在面保持體上，從而制成復合元件結構體。作為固定/粘貼的方法，通常是使用粘接劑。而且，為了保持力學的均勻性，最好是以一定間隔粘接在面保持體上，根據(jù)目的也可以使用熔接法，或是使用小螺釘、螺釘、螺栓等機械方式來固定。
然后，說明進入壓縮工序的復合元件結構體的制造方法。首先，在平板狀的面保持體上固定預先準備的由合成樹脂作成的薄膜，制造由復合材料組成的板。進而，以網(wǎng)格狀配置發(fā)泡材料后，用該復合板從上下夾住，根據(jù)需要可壓縮并夾層疊合，使網(wǎng)格狀配置的發(fā)泡材料發(fā)泡。此時，也可以先使發(fā)泡材料發(fā)泡再夾層疊合，也可以先夾層疊合再發(fā)泡。這樣制成內(nèi)部具有多個復合元件體的復合元件板。這樣作成的復合元件板可以就這樣使用。然后，根據(jù)需要，將作成的復合元件板切斷并保留各網(wǎng)格，制成多個袋狀的復合元件。而且，在制成復合元件板時，可以將此就這樣作為復合元件體的集合物，也可以作為為了制造復合元件結構的結構材料分批進行處理。
然后，用凝固材料填充各面保持體與多個復合元件體之間的間隙。各復合元件體的周邊由金屬構成，用凝固材料填充其間隙，由此能夠形成邊緣是用金屬與凝固材料構成的復合支撐。在用凝固材料填充時，不采用以前僅在金屬之間填埋的方法，可以從上或從橫向連續(xù)地澆注。這樣，復合元件體阻止了這些凝固材料的流入而占據(jù)了容積。此時，根據(jù)情況在面保持體上開有切口部分或開口部分或是插入間隔件，由此可以更迅速且確切地進行凝固材料的澆注/填充。作為澆注的凝固材料，當使用高性能混凝土等高流動性的混凝土等時，可迅速有效地流入間隙的各個角落。這樣，當使用內(nèi)部由輕型材料填充的復合元件體時，復合元件體存在之處自動地排除凝固材料，凝固材料僅填充于金屬之間或是碳纖維板之間，因此不需要復雜的工序。
進一步，把這樣作成的復合元件結構體插入多邊形棱柱體、圓筒狀的剛性管內(nèi)，在該復合元件結構體和剛性管的間隙之間填充凝固材料、使其凝固而制成柱狀結構，能夠制作強度更高的結構。此時可以使用各種鋼管作為剛性管，例如可使用強化塑料制物體，也可使用FRP制的物體，只要是具有剛性的管，什么樣的材質(zhì)、形狀的物體都可以使用。
作為本發(fā)明必要的結構要素，首先是面保持體，其次是由輕型材料與剛性薄板組成的復合元件體，填埋入這些間隙的凝固材料。依次說明這些要素所起的作用。首先是面保持體，這些面保持體使各元件在結構中規(guī)則地進行配置/位置排列，并且在復合元件體中起到保持所構成的一個面的作用。
其次，說明復合元件體的構造。復合元件體是由構成中心的輕型材料部分與形成周邊以及元件體外壁的邊界材料部分這樣兩部分構成。元件結構的輕型材料部分的作用是使各元件輕型化，而且占據(jù)空間，使混凝土等凝固材料不注入各元件內(nèi)，起到了使結構整體重量輕型化的作用。而且，也有絕熱作用以及吸音作用。
形成元件結構外緣的邊界材料部分強化加固各元件的形狀，使各元件結構不至被壓壞等，起到保持力學強度的作用。而且，各元件之間澆注混凝土等凝固材料，使鄰接的復合元件體的邊界部分材料成為一體，由于其復合作用，產(chǎn)生力學上極大的耐載荷性能。
用粘接劑、根據(jù)情況用螺栓螺母把各復合元件體固定在面保持體上。面保持體的作用是作為使各復合元件體以一定間隔排列時基礎的作用，當使用鋼板或碳纖維制的薄板作為面保持體時，可產(chǎn)生加大強度的作用。
面保持體可以是一層也可以是多層，但一般進行多層化而將各面保持體制成夾層制品的多層結構，因為這能夠利用各面保持體的強度，所以可使面保持體在力學上起到更好的效果。
作為層疊面保持體的方法，或是重疊平板狀的面保持體，或是把平板狀的面保持體彎曲制成渦旋狀，或是重疊成年輪狀，當這樣進行層疊時，具有抗拉強度的面保持體在復合構件中起到了復合作用，增加了作為整體的強度。
在各復合元件體配置/固定在面保持體上并在結構構件中占據(jù)一定的空間之后，本發(fā)明中凝固材料起到的作用是填充各復合元件體之間形成的空間。而且，凝固材料與各復合元件體的邊界材料成為一體，起到了使形成復合元件體的各構件如同混凝土填充鋼管一樣發(fā)揮力學上的復合效果。
在各復合元件體內(nèi)插入具有液體的袋(液泡)的情況時，密封在各復合元件體內(nèi)的液泡具有提高結構阻尼性能的作用。即當結構晃動時，液泡內(nèi)的液體晃動，由于其中的液體的運動而吸收了能量，加大了結構物的衰減，由此而提高了內(nèi)部平衡阻礙，提高了結構物的衰減性能。
作為上述復合元件體的制造方法有如下方法。準備內(nèi)部材料是由輕型材料制成的柱狀體。此時，雖然使用正六邊形柱從力學角度是最強固的結構，但是根據(jù)用途可以使用各種各樣形狀的物體。用薄板或是薄膜卷繞該柱狀體，制成周圍是用金屬圍住的柱狀體。然后，把該柱狀體切成片，制成內(nèi)部用輕型材料，邊界用金屬或是纖維作成的復合元件體。作為切成片的方法，有沿柱的長軸方向交叉直線切斷的方法，有相對柱長軸圓弧狀切斷的方法，前者是用于固定六角形復合元件體的面保持體是平面的情況，而后者是用于面保持體是渦旋狀以及圓筒形等具有曲率的彎曲面的情況。
作為另一種制造方法，是在預先準備的中空的金屬制的柱里，注入發(fā)泡苯乙烯以及聚氨酯泡沫的原液，使其發(fā)泡。這樣形成中空用輕型材料填充的柱狀體，然后把該柱狀體切成片，得到同上一樣的復合元件體。
而且，預先準備切成片形狀的金屬或是纖維作成的邊界材料，在其內(nèi)填充發(fā)泡性樹脂并使其發(fā)泡，由此也可制造復合元件體。
另外，用鋁箔以及金屬膜卷繞由輕型材料組成的部分，或是用鋁袋及金屬袋包住氣體，也能夠得到具有與上述相同構造的復合元件體。
把如上述構成的復合元件體配置在用抗拉強的材料構成的面保持體上并且加以固定。通過在面保持體、復合元件體之間的間隙注入凝固材料，而最終使其固化，也可以暫時固定。
這樣，成為各元件結構基礎的復合元件體固定在面保持體上而制成面保持體，在此面保持體內(nèi)澆注凝固材料。進而，因為各復合元件體的內(nèi)部是由輕型材料構成，所以凝固材料不會澆注入此部分，而是澆注入作為空隙的面保持體之間或是各復合元件體與復合元件體之間。
這樣，形成各復合元件體骨架的支撐部分由鐵等剛性體與混凝土等凝固材料的復合材料而形成各元件結構。
例如對于壓力，該結構內(nèi)部的多個元件結構以層疊狀態(tài)承擔載荷，形成各結構構件的元件結構的支撐的部分是由剛性體與凝固材料的復合材料，對于支撐部分進行力學作用的分析，在施加載荷時，拉力由抗拉性強的金屬承受，壓力由抗壓性強的混凝土等凝固材料承擔。由于此復合作用，成為強度極高的結構。
進一步詳細地分析此作用，首先，對于來自上面的壓力，各個復合元件體一邊分散載荷，作為凝固材料的支撐部分一邊承受壓力。此時，因為各復合元件體承受此壓力而橫向變寬。即在該柱狀體承受壓力時，在填充的多個復合元件體上，在向作為面保持體的鋼管的圓周方向施加力。因此，復合元件體雖向橫向膨脹，但周圍的面保持體起到了從周圍固緊欲膨脹的面保持體的內(nèi)部的作用。這樣，面保持體上作用拉力，而這種情況下面保持體是由金屬等抗拉強的材料作成。因此，與形成內(nèi)部的支撐部分的混凝土的耐壓力相輔相成而發(fā)揮了承受載荷的作用。這樣，作為復合元件體整體成為強度極高的結構。
另外，當使用非剛性體作為面保持體時，雖不能產(chǎn)生上述非常強的相互作用，但還是能在各復合元件體上增加某種程度的剛性體與凝固材料的相互作用，增加耐載荷強度。
而且，各復合元件體內(nèi)的輕型材料占據(jù)了較大的容積，本發(fā)明的復合元件結構體的重量，作為重量結構物體僅是各復合元件體的邊界材料或是面保持體的部分以及凝固材料的部分。因此，作為整體結構的重量，與以前具有相同強度的結構、支撐體相比，重量顯著減小。
而且，用輕型材料填充各復合元件體的內(nèi)部，不會產(chǎn)生顯著的變形。而且，即使復合元件體的一部分支撐產(chǎn)生變形，因為能夠抑制由于其變形而引起的載荷力矩的大幅度增加，所以不會發(fā)生一次性的破壞性變形。因此，成為至今結構材料所不具備的輕型、高強度且韌性的結構。
板狀的復合元件結構體的情況，即使復合元件結構體本身也能夠成為具有充分強度的結構體，但是，將本發(fā)明的板狀復合元件結構體作為兩個外壁并用聚氨酯泡沫等輕型材料填充各復合元件結構體之間的中空部分，由此通過其復合作用，能夠制造輕型并具有更高比強度的板。
使用本發(fā)明復合元件結構體的柱狀體以及板狀體等，因為能夠在纖維以及鋼絲等施加力，所以在其形狀上想辦法，施加預應力以及后應力，能夠使其具有更高強度的力學強度。
附圖的簡單說明

圖1是各種復合元件體實施例的立體圖。
圖2是六角形復合元件體制造方法實施例的立體圖。
圖3是平板狀復合元件結構體實施例的立體圖。
圖4是配置六角形復合元件體實施例的平面圖。
圖5是配置圓筒形復合元件體實施例的平面圖。
圖6是復合元件體制造方法實施例的立體圖。
圖7是滾筒狀復合元件結構體結構實施例的立體圖。
圖8是罐型復合元件體制造方法實施例的立體圖。
圖9是年輪狀復合元件結構體實施例的立體圖。
圖10是平板狀復合元件結構體制造方法實施例的立體圖。
圖11是波紋板形狀面保持體和復合元件體組成的基本結構的實施例。
圖12是基本結構體實施例的立體圖。
圖13是圓柱狀復合元件結構體制造方法實施例的立體圖。
圖14是圓柱狀復合元件結構體制造方法實施例的立體圖。
圖15是棱柱狀復合元件結構體的基本結構的制造方法實施例的立體圖。
圖16是棱柱狀復合元件結構體制造方法實施例的立體圖。
圖17是內(nèi)部含有液泡的復合元件體實施例的立體·剖面圖。
圖18是渦旋狀面保持體實施例的剖面圖。
圖19是平板狀復合元件結構體制造方法的實施例。
圖20是表示壓縮型復合元件體的制造方法。
實施本發(fā)明的最佳形態(tài)參照附圖依次說明各實施例。首先，圖1是表示各種復合元件體。作為復合元件體1的輕型材料2是使用聚氨酯制發(fā)泡樹脂作為輕型材料，安裝由抗拉強的薄鋼板制成的邊界材料3來圍住其輕型材料2。本發(fā)明中，雖然復合元件體1的形狀可考慮各種各樣的形狀，但此處僅示出了作為其代表的圓筒型復合元件體4、三角形型復合元件體5、四邊形型復合元件體6、五邊形型復合元件體7。而且，也示出了內(nèi)部結構具有輕型材料2的罐型復合元件體9，膠囊型復合元件體10以及半球形/碗形復合元件體22。
圖2是圖示六角形復合元件體8的制造方法。首先，準備作成六角柱形狀的聚氨酯泡沫制的輕型材料2。然后，在輕型材料2的周圍用抗拉強的材料鍍錫薄鋼板11平行于輕型材料2的柱軸用粘接劑把鍍錫薄鋼板11粘接卷在輕型材料的外周表面。這樣就制成內(nèi)部是由輕型材料2形成、周圍是用鍍錫薄鋼板11形成的復合六角形柱體40。然后，用車床切斷機把該復合六角形柱40切成片制成六角形復合元件體8。
圖3所示的實施例是在平板狀面保持體14上規(guī)則地配置六角形復合元件體8，用合成粘接材料固定，從上面層疊蓋體15從而制造平板狀基本結構體34，表示注入混凝土等凝固材料前的狀況。為看得清楚，把圖3中靠近處的上部蓋體15的一部分截去。各復合元件體的輕型材料由聚氨酯發(fā)泡樹脂13構成，邊界材料由鍍錫薄鋼板11制成。
而且，圖4表示的實施例是在平板面保持體14上規(guī)則地配置六角形復合元件體8的例子，圖5是表示在平板面保持體14上規(guī)則地配置圓筒形復合元件體4的實施例。
圖6所示的實施例是表示平板用六角形復合元件體42以及曲面用六角形復合元件43這兩個的制造方法。首先，準備中空鋼制的六角形柱體41，在該中空鋼制六角形柱體41內(nèi)澆注適當量的聚氨酯發(fā)泡樹脂材料13，使其發(fā)泡。樹脂發(fā)泡后，用噴水器把一個鋼制六角形柱體復合體44切成平面而制成平板用六角形復合元件體42，另一個是切成與設計的曲率相符合的曲面，制成曲面用六角形復合元件體43，制成這樣兩種六角形復合元件體。
圖7所示的是滾筒狀復合元件結構體16用凝固材料固定前的基本結構。準備必要數(shù)目的曲面用六角形復合元件體43，然后把這些曲面用六角形復合元件體43配置/固定在平板狀面保持體14上，將該面保持體14卷成滾筒狀。
圖8所示的實施例是圖示罐形復合元件體9的制造方法。把發(fā)泡苯乙烯制的輕型材料2插入由薄鋼板制成的罐體31的內(nèi)部，預先使該輕型材料2與罐體31內(nèi)部形狀相同并且各尺寸相符合，用薄鋼板制作的罐蓋33和底蓋32密封、固定，從而制成罐形復合元件體9。
把年輪狀復合元件結構體20插入圓筒形鋼管21內(nèi)，澆注混凝土使其凝固而制成圓柱形年輪狀復合元件結構體20，圖9是該年輪狀復合元件結構體20在圓柱的柱軸方向的垂直方向剖開的剖面圖，去掉中央部分的表層，容易觀看其內(nèi)部。然后，依次說明該圓柱形年輪狀復合元件結構體的制造工序。首先準備為形成年輪的直徑不同的3類圓筒形狀的面保持體鋼管29。把預先準備的曲面用六角形復合元件體43均勻地配置在圓筒狀面保持體鋼管29的整個面上，用合成粘接劑把各個復合元件體固定在該面保持體鋼管上。然后，從直徑大的開始順序地在各自的面保持體鋼管29的中空部插入其它的面保持體鋼管。在這樣重疊安裝的復合元件體的面保持體鋼管之間澆注作為凝固材料的高流動性混凝土18。高流動性混凝土18充分地注入各圓筒狀面保持體29之間以及各曲面用六角形復合元件體43之間的空隙，填充后使其凝固。這樣制造圖9所示的年輪狀復合元件結構體20。而且，在本圓柱形年輪狀復合元件結構體20使用的復合元件體是六角形復合元件體，是使用預先與安裝的各個面保持體的曲率相符合而制造的粘接面。
圖10表示平板狀復合元件結構體30的制造方法。先準備多個圓筒形型復合元件體4，使這些元件4規(guī)則地配置/固定在平板狀面保持體14上，然后，把固定有與此同樣制造的第2個圓筒形復合元件的平板面保持體重疊在第一個平板狀面保持體14上。然后，把這些放入模板17，進而從模板的開口處37澆注高流動性混凝土18。而且，在本面保持體上也設有開口54，可順利進行向間隙部位的填充。使其凝固后，除去模板17，從而制造平板狀復合元件結構體30。
圖11是表示在波紋狀面保持體19上配置/固定三角形復合元件體5的平板狀復合元件結構體的基本結構圖，本實施例所示的是澆注凝固材料前的結構狀態(tài)。該圖11分別是基本結構(本發(fā)明中稱為面保持體與復合元件體的組合，以下所謂基本結構是指該結構)的波紋板的平面圖、正視圖、底視圖、后視圖、左側圖、右側圖。在波紋狀面保持體19交替配置三角形復合元件體5，相鄰的該復合元件體之間形成間隙。而且，圖12是該基本結構體12的立體圖，表示配置/固定三角形復合元件體5的位置。
圖13是具體表示圓柱狀復合元件結構體45的制造方法。先準備預先配置/固定圓筒形復合元件體4的直徑不同的3類圓筒狀面保持體29。進而在該面保持體上安裝間隔件53，將其重疊并使各自的面保持體之間的間隙相同，重疊后就此插入圓筒形鋼管21內(nèi)。然后從該管上部口澆注流動狀態(tài)的混凝土18，用凝固材料的混凝土18填充該管內(nèi)部后，使混凝土18凝固從而制造圓筒狀復合元件結構體45。
圖14是表示制造使用滾筒狀面保持體46的圓柱狀復合元件結構體45的具體方法。先預備鍍錫薄鋼板11，在此上配置/固定圓筒形復合元件體4。接著把該平板卷成滾筒，制造固定復合元件體的滾筒狀面保持體之后，將此插入圓筒形鋼管21內(nèi)。然后，從該管上部口澆注流動狀態(tài)的混凝土18，用凝固材料的混凝土18填充該管21內(nèi)部后，使混凝土18凝固從而制造圓筒狀復合元件結構體45。
圖15是表示使用交叉狀面保持體47的棱柱狀復合元件結構體48的基本構造。此圖是表示在交錯為十字狀的交叉狀面保持體47上配置/固定圓筒形復合元件體4，把固定此復合元件的交叉狀面保持體47插入棱柱型鋼管49內(nèi)。
圖16是表示制造使用平板狀面保持體14的棱柱狀復合元件結構體48的具體制造方法。先準備鍍錫制成的平板薄鋼板11，在此上配置/固定圓筒形復合元件體4。制造這樣4張平板，由螺栓螺母50進行層疊，通過螺栓孔38進行固定。然后，將此插入棱柱型鋼管49后，從該管的上部口澆注流動狀態(tài)的混凝土18，用凝固材料的混凝土18填充該管49的內(nèi)部。最后，使混凝土18凝固從而制成棱柱形狀的復合元件結構體48。
圖17是表示內(nèi)部包含液泡26的復合元件體的例子。這是罐形復合元件體9在輕型材料2的內(nèi)部含有液泡26。液泡26的周圍用薄膜塑料小袋51圍住，內(nèi)部裝入水液27和空氣28。此輕型材料2的外周用薄鋼板包成罐狀，從而形成罐形復合元件體9。
圖18是表示從相對柱軸直角剖面的上方所視的兩個類型的渦旋狀面保持體。這里圖示的例子是一個極點渦旋的面保持體55和二個極點渦旋的面保持體56。
圖19是表示內(nèi)部包含液泡26的平板狀復合元件結構體30的制造方法。先準備平板狀沖壓鋼板23，預先準備規(guī)則配置截面為梯形形狀元件的金屬模，用此模沖壓平板狀沖壓鋼板23，作成元件部分為凹狀的沖壓穴24。進而在制造的配置多個沖壓穴24的平板上，在各沖壓穴內(nèi)各放入一個比各沖壓穴尺寸小的封入水27以及空氣28的薄膜塑料小袋51，然后放入發(fā)泡性苯乙烯材料39，而且在平板狀沖壓鋼板23的凸面部分涂敷合成粘接劑25，之后緊接著用鋼制平板(未沖壓的平坦鋼板)52蓋上。用鋼制平板52密封之后，使發(fā)泡苯乙烯材料39發(fā)泡。重疊這樣制作的其它一共4個復合元件平板，而且，在這些復合元件平板之間的間隙澆注流動性混凝土18進行充分的填充。這樣，用混凝土18填充所有的間隙，最后使該混凝土18凝固，從而制造內(nèi)部含有多個液泡26的平板狀復合元件結構體30。
圖20是圖示將輕型材料的聚氨酯發(fā)泡材料13配置為網(wǎng)格狀，制造夾層狀復合元件體60的順序。最先是在平板狀的面保持體上固定預先準備好的合成樹脂制的薄膜57，作成由復合材料制成的板58。然后，網(wǎng)格狀地配置聚氨酯發(fā)泡材料13，用該復合板從上下夾入。圖中所示的狀態(tài)是在垂直板的面切斷本復合元件結構板例子的剖面圖。然后，壓縮形成夾層，使網(wǎng)格狀配置的發(fā)泡材料發(fā)泡。這樣制造在內(nèi)部具有多個復合元件體的復合元件板59。然后，把制成的復合元件板在圖示的切斷部位35切斷并留下各網(wǎng)格，從而制造多個夾層狀的復合元件體60。
工業(yè)上的利用可能性因為本發(fā)明是如上所述構成的，所以有下述的效果。首先，本發(fā)明的復合元件結構體是至今還未有的新型的復合結構體，是輕型且高強度的結構，而且在制造方面，比以前的蜂窩結構的制造方法更簡單。而且，不使用以前必須要用的模板，而且也不需要彎曲板進行粘接等復雜工序，使得在工業(yè)上能容易地用多個元件結構來制成結構物·結構體。因此，能夠極大地減低制造元件結構的費用、勞力和時間。
由本發(fā)明的復合元件結構體，可制造比以前的結構體輕型而且高強度的結構。即使在施加大的載荷時，因為各個復合元件內(nèi)用輕型材料填充，所以不會象以前具有空隙的蜂窩結構那樣產(chǎn)生突然的大變形，不會引起破碎性的破壞。因此，可以形成具有力學上的韌性的結構。
不使用通常用于蜂窩結構材料的硬鋁以及鈦等高價材料作為構成本發(fā)明復合元件結構體的材料，而是使用一般在建筑以及土木領域中使用的鐵板以及鍍錫鋼皮、混凝土、聚氨酯泡沫塑料、發(fā)泡苯乙烯等廉價材料來制成，制造結構體時的原料費極其便宜。
根據(jù)配置/固定在面保持體上的復合元件體的形狀以及大小、厚度、排列方式、排列密度等，可以預先根據(jù)用途·目的自由地設計由最終制成的面保持體所夾住的混凝土或是水泥等凝固材料的元件結構的形狀、大小、密度。而且，通過改變卷繞面保持體的圈數(shù)或是層疊數(shù)目，可以自由地改變本發(fā)明的板以及柱、梁所具有的強度、重量、韌性等。這意味著可以在極大的范圍內(nèi)自由地設計結構物所具有的設計強度、重量、韌性等，能夠自由地制造輕型并且適應各種各樣用途·目的板、柱、梁等基本的結構構件。
因為使用本發(fā)明的復合元件結構體的板以及柱、梁極輕，所以容易搬運，能夠大幅度減低運輸費用。
因為使用本發(fā)明的復合元件結構體的板以及柱、梁極輕，而且強度非常高，所以當用在超高層樓房、長的大橋等大型結構物上時，能夠建設比用以前的結構達不到程度的特高層樓房以及超長大橋等超大建筑物。
用本發(fā)明的復合元件結構體制成的板以及柱、梁等結構材料極輕，也可以在現(xiàn)場澆注在本發(fā)明中使用的混凝土以及水泥漿等凝固材料。因此，預先用面保持體以及復合元件體制造基本結構，就此搬運該輕型的基本結構，在現(xiàn)場澆注作為凝固材料的混凝土，可以制造本發(fā)明的復合元件結構體。因此，不必在現(xiàn)場進行層疊面保持體、或是卷成滾筒狀的作業(yè)，能夠更簡單地在現(xiàn)場進行制造作業(yè)。即本發(fā)明的結構體是制造時作業(yè)極其簡單的結構體，能夠非常有效地提高作業(yè)效率。
而且，也可以用本發(fā)明的復合元件結構體制成的板、柱、梁等結構體來制作汽車以及車輛的車身及底板·頂棚等結構。這種情況下，能夠使車身的重量極其輕型化，因為其堅固且輕型而能制造節(jié)能驅(qū)動的汽車以及車輛。因此，當將本發(fā)明的結構用于汽車的車身結構上時，燃料效率顯著提高，減小了環(huán)境污染及排氣氣體，可以實現(xiàn)所期望的效果。
如果用本發(fā)明的復合元件結構體制造汽車的側梁時，因為本發(fā)明的結構體在由于載荷而變形時的吸收能量大，而且強度及韌性極高，所以在碰撞時，由于該大的耐載荷性能，所以即使承受相當?shù)臎_擊載荷，也能夠具有吸收沖擊的能力，所以能夠更安全地保護乘坐人員。而且，當用本發(fā)明的結構制造側梁時，也能實現(xiàn)輕型化。
當用本發(fā)明的結構制造船的甲板及船體時，由于填充于結構體的元件內(nèi)部的聚氨酯泡沫等輕型材料的比率大，因此能夠制造結構自身的比重比水輕，即使漏水也不會沉沒的船。同樣，用本發(fā)明的結構制造水中隧道以及水中通道的弓形體時，則成為即使沉入水中也不會沉沒，結構本身具有浮在水上浮力的水中結構物，能夠更確切地保證安全。而且，對建設浮在海上的海上機場、或是海上都市、海上平臺等超大型浮體式結構物的建設提供了最佳的結構材料。
當使用本發(fā)明的復合元件結構體時，復合元件結構體的輕型材料是其內(nèi)部含有很多空氣等氣體的材料，結構整體成為空氣等氣體含有率高的結構物。因此內(nèi)部能量吸收率高，特別是當本發(fā)明的結構作為平板或是墻板使用時，要比以前的結構具有更好的防音效果。而且，在裝入液泡的情況時，內(nèi)部能量吸收率要比氣體高，具有隔斷大噪音以及緩沖振動的效果。
而且，如上所述，因為本發(fā)明的復合元件結構體在輕型材料中含有很多空氣等，所以熱傳導率低，是絕熱效果高的結構構件。
而且，因為內(nèi)部結構是由多個復合元件結構組成，所以成為內(nèi)部平衡阻礙高的建筑物。因此，本發(fā)明的復合元件結構體基本上成為容易吸收振動的結構物。例如，在用于汽車的車身時，可以制造具有良好減震效果的穩(wěn)定的汽車。
如上所述，本結構是總體上結構衰減率高的結構，當本發(fā)明的結構用于建筑以及土木結構時，結構物體不容易晃動。當在復合元件體的內(nèi)部設有液泡時，由于液體的運動而吸收振動能量，則更顯示了其效果，結構衰減率極高，可用于建造難以搖晃的結構建筑上。而且，當在隔音墻以及房屋墻壁等上使用本發(fā)明的結構時，能夠建筑具有更佳隔音效果、安靜的家庭住房。
因為本發(fā)明的復合元件結構體可以在工廠連續(xù)生產(chǎn)，所以能夠嚴格地進行質(zhì)量管理，可以制造質(zhì)量極高的結構。
權利要求
1.一種復合元件結構體，其特征在于在剛性體或非剛性體形成的面保持體的單面或是兩面配置/固定多個復合元件體，該復合元件體為塊狀，其內(nèi)部是由輕型材料組成、而構成其周圍的邊界材料的至少一面是由剛性體形成，配置該復合元件體的該面保持體形成滾筒狀、年輪狀、渦旋狀、層疊狀、板狀或是交叉形狀，各復合元件體與面保持體形成的各個間隙用凝固材料填充，從而制成復合元件結構。
2.如權利要求1所述的復合元件結構體，其特征在于使用發(fā)泡性樹脂或是塑料類中的至少一種以上作為復合元件體的輕型材料。
3.如權利要求1所述的復合元件結構體，其特征在于凝固材料是使用混凝土類、水泥類、砂漿類或是石膏類中至少一種以上。
4.如權利要求1所述的復合元件結構體，其特征在于面保持體是使用金屬制板、合成樹脂板或是纖維制薄板、或是高分子材料制成的薄板中的至少一種以上。
5.如權利要求1所述的復合元件結構體，其特征在于在面保持體上設置切口部分以及或是開口部分。
6.如權利要求1所述的復合元件結構體，其特征在于復合元件體的邊界材料的剛性體具有薄金屬板、金屬箱或罐、合成樹脂制或是纖維制的薄板中的至少一種以上而構成的復合元件體。
7.如權利要求1所述的復合元件結構體，其特征在于在面保持體上設置間隔件。
8.如權利要求1所述的復合元件結構體，其特征在于結構由剛性管圍住周圍。
9.如權利要求1所述的復合元件結構體，其特征在于用兩個以上的平板狀的剛性板夾入。
10.如權利要求1所述的復合元件結構體，其特征在于復合元件體的內(nèi)部裝有液泡。
11.如權利要求8所述的復合元件結構體，其特征在于剛性管是金屬制或是強化合成樹脂制。
12.如權利要求9所述的復合元件結構體，其特征在于平板狀的剛性板是金屬制或是強化合成樹脂制。
13.如權利要求1所述的復合元件結構體的制造方法，其特征在于包含如下工序(1)第一工序是在柱狀的輕型材料的側壁貼敷剛性薄板、或是圓筒狀、棱柱狀的剛性薄板作成的管內(nèi)注入發(fā)泡性樹脂材料，然后使其發(fā)泡，用輕型材料填充該剛性管的內(nèi)部，從而形成柱狀復合體；(2)第二工序是沿該柱軸直角方向切斷或切開該柱狀復合體，制造多個復合元件體。
14.如權利要求1所述的復合元件結構體的制造方法，其特征在于包含如下工序(1)第一工序是制造在輕型材料至少一面貼敷剛性薄板的復合體；(2)第二工序是相對面保持體的面從垂直方向?qū)⒃搹秃象w切成三角形、四角形、五角形、六角形、圓形、橢圓形而制成多個復合元件體。
15.如權利要求1所述的復合元件結構體的制造方法，其特征在于包含如下工序(1)第一工序是在平板狀的面保持體上固定合成樹脂以及或是塑料制的薄膜，制成復合板；(2)第二工序是網(wǎng)格狀配置發(fā)泡材料，用該復合板形成夾層；(3)第三工序是使各網(wǎng)格狀的發(fā)泡材料發(fā)泡；(4)第四工序是切斷各網(wǎng)格，制造多個夾層狀的復合元件體。
16.如權利要求1所述的復合元件結構體的制造方法，其特征在于包含如下工序(1)第一工序是在平板狀的面保持體上固定合成樹脂的薄膜，制造復合板；(2)第二工序是網(wǎng)格狀配置發(fā)泡材料，用該復合板形成夾層；(3)第三工序是使各網(wǎng)格的發(fā)泡材料發(fā)泡；(4)第四工序是沖壓各網(wǎng)格，制造多個內(nèi)部具有夾層狀的復合元件體的復合元件板。
17.如權利要求1所述的復合元件結構體的制造方法，其特征在于在面保持體上配置/固定復合元件體，然后把該面保持體卷成滾筒狀、或是重疊為年輪狀、筒狀，把具有形成該筒狀形狀的復合元件的面保持體插入剛性管或是罐內(nèi)，然后注入流動狀態(tài)的凝固材料進行填充，然后使凝固材料凝固。
18.如權利要求1所述的復合元件結構體的制造方法，其特征在于在平板的面保持體上配置/固定復合元件體，然后將該面保持體作為板進行層疊，在各面保持體之間的間隙注入流動狀態(tài)的凝固材料進行填充，然后使凝固材料凝固。
19.如權利要求1所述的復合元件結構體的制造方法，其特征在于使復合元件固定在面保持體的一面與配置/固定該復合元件的面保持體的表面曲率相符合而預先制造復合元件，把該復合元件配置/固定在該面保持體的表面之后，將該面保持體重疊為滾筒狀、年輪狀、渦旋狀、層疊狀、板狀或是交叉狀，然后，在該面保持體之間的間隙注入流動狀態(tài)的凝固材料進行填充，然后使凝固材料凝固。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供以土木－建筑領域、汽車、車輛、船舶等機械領域為首、在所有的結構構件中,得到以高強度、輕型而且廉價材料所構成的復合結構構件。而且,提供用較簡單的工序制造高強度、輕型而且廉價結構構件的制造方法。在面保持體的單面或是兩面配置/固定多個內(nèi)部由輕型材料組成而四周由剛性體組成的復合元件體,將面保持體形成滾筒狀、年輪狀、渦旋狀、層疊狀、板狀或是交叉狀,用凝固材料填充復合元件體和面保持體之間的間隙從而形成復合元件結構體。而且,準備由剛性體與輕型材料組成的復合材料而制成的復合元件體,并加工成適當?shù)拇笮?把多個該復合元件體配置/固定在面保持體上,然后用凝固材料填充這些面保持體及復合元件體形成的間隙,使其凝固,制造復合元件結構體。
文檔編號E04C2/34GK1174603SQ95197468
公開日1998年2月25日 申請日期1995年1月27日 優(yōu)先權日1995年1月27日
發(fā)明者水上裕之, 水上干之 申請人:水上裕之, 水上干之