(57)【要約】【課題】部品点数の増加を抑えると共に、金属部材の取り付け加工を不要とすることができる導電性樹脂体、これを用いた車両アース構造、及び導電性樹脂体の製造方法を提供する。【解決手段】導電性樹脂体１０は、炭素繊維ＣＦ、高強度繊維、及びガラス繊維の少なくとも１種からなる繊維に対して金属メッキが施された複数本の導電性繊維ＥＦと、複数本の導電性繊維ＥＦに電気的に接続された金属部材Ｍと、金属部材Ｍの一部が埋設され且つ複数本の導電性繊維ＥＦの間に含浸された樹脂Ｒと、を備え、金属部材Ｍの残部は樹脂Ｒ外に露出している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維、高強度繊維、及びガラス繊維の少なくとも１種からなる繊維に対して金属メッキが施された複数本の導電性繊維と、
前記複数本の導電性繊維に電気的に接続された金属部材と、
前記金属部材の一部が埋設され且つ前記複数本の導電性繊維の間に含浸された樹脂と、を備え、
前記金属部材の残部は前記樹脂外に露出している
ことを特徴とする導電性樹脂体。
【請求項２】
前記複数本の導電性繊維は、２以上の層に積層された積層体となっており、
前記金属部材は、前記２以上の層のいずれか１つの層間に位置した平面状の薄型金属材である
ことを特徴とする請求項１に記載の導電性樹脂体。
【請求項３】
前記薄型金属材には複数の開口が形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の導電性樹脂体。
【請求項４】
導電性の金属ピンをさらに備え、
前記複数本の導電性繊維は、平面状に配置されており、
前記金属部材は、平面状に配置された前記複数本の導電性繊維に積層された平面状の薄型金属材であり、
前記金属ピンは、前記平面に対して交差する方向に延在することで、前記複数本の導電性繊維と前記薄型金属材とを電気接続している
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の導電性樹脂体。
【請求項５】
前記複数本の導電性繊維は、平面状に配置されており、
前記金属部材は、前記平面状に配置された前記複数本の導電性繊維の、平面外周側に設けられたフレーム部材である
ことを特徴とする請求項１に記載の導電性樹脂体。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の導電性樹脂体を車両用のボディとすると共に、当該導電性樹脂体の金属部材のうち樹脂外に露出した部位に対して、車載機器及び車両バッテリのマイナス端子が電気接続されている
ことを特徴とする車両アース構造。
【請求項７】
炭素繊維、高強度繊維、及びガラス繊維の少なくとも１種からなる繊維に対して金属メッキを施して複数本の導電性繊維を得るメッキ工程と、
前記メッキ工程にて得られた複数本の導電性繊維に金属部材を電気的に接続した組立体を形成する電気接続工程と、
前記電気接続工程にて得られた組立体に対して、前記金属部材の一部を埋設し残部が露出するように樹脂成形する樹脂成形工程と、
を備えることを特徴とする導電性樹脂体の製造方法。
【請求項８】
前記電気接続工程に先立って、前記メッキ工程にて得られた複数本の導電性繊維間に樹脂を含浸させて中間材を形成する中間材形成工程をさらに有し、
前記電気接続工程では、前記中間材形成工程において得られた中間材が有する複数本の導電性繊維に前記金属部材を電気的に接続する
ことを特徴とする請求項７に記載の導電性樹脂体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性樹脂体、車両アース構造及び導電性樹脂体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車は燃費向上のための軽量化が求められており、高強度繊維間に樹脂を含浸させた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を車体に用いることが検討されている。しかし、車体に繊維強化プラスチックを用いた場合には鋼板ボディを比較して導電率が低くなることから、ボディアースが取れなくなったり、シールド効果が低下したり、落雷対策が必要となったりなど、種々の対策が必要となる。
【０００３】
そこで、アースプレートを使用して車両のアース構造を実現する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかし、この技術ではアースプレートという部品の追加が必須となると共に、繊維強化プラスチックに対してアースプレートを取り付ける工程も必要となってしまう。
【０００４】
一方で、繊維強化プラスチック中の繊維に対して予め金属メッキを施しておき導電性を高めた導電性樹脂体についても提案されている（特許文献２参照）。この導電性樹脂体は、従来の繊維強化プラスチックよりも導電性が高まることから、金属フレームと同様にアース部材として用いることが可能となり、アースプレートを不要とすることができる。しかし、このような導電性樹脂体であっても、例えば車両バッテリや機器のマイナス端子と電気接続するためには、ボルト孔を設けるなどの追加工が必要となってしまう。
【０００５】
また、繊維強化プラスチックと金属との接合技術についても提案されている（特許文献３参照）。この技術では、繊維強化プラスチックと金属とを接触させ、金属に対してレーザ照射することで金属と繊維強化プラスチックとを加熱して接合する。また、接着剤による接合が行われることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１８４６１１号公報
【特許文献２】特開２００８−０２４７３７号公報
【特許文献３】特開２０１３−１７３２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、特許文献１に記載の技術では部品点数の増加及び追加工を免れるものではなく、また特許文献２，３に記載の技術においても、ボルト孔の形成や金属との接合などの追加工を行う必要があった。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、部品点数の増加を抑えると共に、金属部材の取り付け加工を不要とすることができる導電性樹脂体、これを用いた車両アース構造、及び導電性樹脂体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る導電性樹脂体は、炭素繊維、高強度繊維、及びガラス繊維の少なくとも１種からなる繊維に対して金属メッキが施された複数本の導電性繊維と、前記複数本の導電性繊維に電気的に接続された金属部材と、前記金属部材の一部が埋設され且つ前記複数本の導電性繊維の間に含浸された樹脂と、を備え、前記金属部材の残部は前記樹脂外に露出していることを特徴とする。
【００１０】
この導電性樹脂体によれば、金属部材の一部が埋設されて残部が露出しているため、導電性樹脂体と金属部材とを一体化して部品点数が増加することを防止すると共に、金属部材を後から取り付ける必要もない。従って、部品点数の増加を抑えると共に、金属部材の取り付け加工を不要とすることができる導電性樹脂体を提供することができる。
【００１１】
また、本発明に係る導電性樹脂体において、前記複数本の導電性繊維は、２以上の層に積層された積層体となっており、前記金属部材は、前記２以上の層のいずれか１つの層間に位置した平面状の薄型金属材であることが好ましい。
【００１２】
この導電性樹脂体によれば、複数本の導電性繊維は、２以上の層に積層された積層体となっており、金属部材は、２以上の層のいずれか１つの層間に位置した平面状の薄型金属材であるため、金属部材が挟まれることとなり、金属部材が導電性樹脂体から脱落してしまう可能性を減じた金属部材の埋設を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る導電性樹脂体において、薄型金属材には複数の開口が形成されていることが好ましい。
【００１４】
この導電性樹脂体によれば、薄型金属材には複数の開口が形成されているため、開口を通じて薄型金属材の両面の樹脂がつながることとなり、薄型金属材の樹脂への密着度を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る導電性樹脂体において、導電性の金属ピンをさらに備え、前記複数本の導電性繊維は、平面状に配置されており、前記金属部材は、平面状に配置された前記複数本の導電性繊維に積層された平面状の薄型金属材であり、前記金属ピンは、前記平面に対して交差する方向に延在することで、前記複数本の導電性繊維と前記薄型金属材とを電気接続していることが好ましい。
【００１６】
この導電性樹脂体によれば、金属ピンが平面に対して交差する方向に延在することで導電性繊維と薄型金属材とを電気接続しているため、導電性繊維と薄型金属材とを直接接触させなくともよく、導電性繊維と薄型金属材とを導通し易くすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る導電性樹脂体において、前記複数本の導電性繊維は、平面状に配置されており、前記金属部材は、前記平面状に配置された前記複数本の導電性繊維の、平面外周側に設けられたフレーム部材であることが好ましい。
【００１８】
この導電性樹脂体によれば、複数本の導電性繊維は平面状に配置されており、金属部材は、平面状に配置された複数本の導電性繊維の、平面外周側に設けられたフレーム部材となっているため、複数本の導電性繊維を金属部材が包囲した状態で電気接続されることとなり、金属部材の存在により導電性繊維間への樹脂の含浸を阻害させることなく、樹脂の含浸が比較的容易な導電性樹脂体を提供することができる。
【００１９】
また、本発明に係る車両アース構造は、上記のいずれか１つに記載の導電性樹脂体を車両用のボディとすると共に、当該導電性樹脂体の金属部材のうち樹脂外に露出した部位に対して、車載機器及び車両バッテリのマイナス端子が電気接続されていることを特徴とする。
【００２０】
この車両アース構造によれば、導電性樹脂体の金属部材のうち樹脂外に露出した部位に対して、車載機器及び車両バッテリのマイナス端子が電気接続されているため、車両用のボディという強度が要求される部位に繊維強化樹脂を用いることができ、しかも、金属メッキを施した繊維によって所定の導電性が得られることから、車載機器及び車両バッテリのマイナス端子を電気接続して、アース構造を構築することができる。加えて、金属部材の露出した部位に対してマイナス端子を電気接続可能となり、金属部材の取り付け加工を不要としたうえでのアース構造を提供することができる。
【００２１】
また、本発明に係る導電性樹脂体の製造方法は、炭素繊維、高強度繊維、及びガラス繊維の少なくとも１種からなる繊維に対して金属メッキを施して複数本の導電性繊維を得るメッキ工程と、前記メッキ工程にて得られた複数本の導電性繊維に金属部材を電気的に接続した組立体を形成する電気接続工程と、前記電気接続工程にて得られた組立体に対して、前記金属部材の一部を埋設し残部が露出するように樹脂成形する樹脂成形工程と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
この導電性樹脂体の製造方法によれば、金属部材の一部を埋設し残部が露出するように樹脂成形するため、導電性樹脂体と金属部材とを一体化して部品点数が増加することを防止すると共に、金属部材を後から取り付ける必要もない。従って、部品点数の増加を抑えると共に、金属部材の取り付け加工を不要とすることができる導電性樹脂体を提供することができる。
【００２３】
また、本発明に係る導電性樹脂体の製造方法において、前記電気接続工程に先立って、前記メッキ工程にて得られた複数本の導電性繊維間に樹脂を含浸させて中間材を形成する中間材形成工程をさらに有し、前記電気接続工程では、前記中間材形成工程において得られた中間材が有する複数本の導電性繊維に前記金属部材を電気的に接続することが好ましい。
【００２４】
この導電性樹脂体の製造方法によれば、複数本の導電性繊維間に樹脂を含浸させて中間材を形成するため、樹脂成形工程において型内で樹脂成形する際に複数本の導電性繊維が移動してしまうことを防止し、金属部材との電気接続不良が発生してしまう頻度を低減することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、部品点数の増加を抑えると共に、金属部材の取り付け加工を不要とすることができる導電性樹脂体、これを用いた車両アース構造、及び導電性樹脂体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る導電性樹脂体を用いた車両アース構造を示す車両上面図である。
【図２】図１に示した導電性樹脂体の外観図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図３】図２に示した導電性樹脂体の分解図である。
【図４】炭素繊維に対するメッキ方法を説明するための概略図である。
【図５】第２実施形態に係る導電性樹脂体の外観図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図６】図５に示した導電性樹脂体の分解図である。
【図７】第３実施形態に係る導電性樹脂体の構成図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図７に示した導電性樹脂体の分解図である。
【図９】第４実施形態に係る導電性樹脂体の分解図である。
【図１０】第５実施形態に係る導電性樹脂体の構成図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図１１】図１０に示した導電性樹脂体の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が生じない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る導電性樹脂体を用いた車両アース構造を示す車両上面図である。図１に示すように、車両アース構造１は、車両内に設置される車両バッテリＢと複数の車載機器ＶＤとのアースラインを確保するための構造であり、導電性樹脂体１０と、各種電線Ｗ１〜Ｗ４とによって構成されている。
【００２９】
導電性樹脂体１０は、炭素繊維、高強度繊維、及びガラス繊維の少なくとも１種からなる複数本の繊維の間に樹脂が含浸された繊維強化樹脂（例えば炭素繊維強化プラスチックや繊維強化プラスチックと称呼されるもの）からなるものである。ここで、上記の高強度繊維とは、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、及びＰＢＯ（poly（p-phenylenebenzobisoxazole））繊維などであり、破断時における引張強度が１ＧＰａ以上で破断時の伸び率が１％以上１０％以下のものである。また、含浸される樹脂（母材となる樹脂）には、例えばエポキシ樹脂が用いられる。
【００３０】
本実施形態において導電性樹脂体１０は、上記の繊維に金属メッキ（例えば銅メッキ）が施されている。このような金属メッキにより導電性樹脂体１０は通常の繊維強化樹脂よりも導電性が高められたものとなっている。さらに、本実施形態に係る導電性樹脂体１０は、車両用のボディ（例えば車両フレーム）に用いられている。
【００３１】
第１電線Ｗ１は、車両バッテリＢのマイナス端子Ｔと導電性樹脂体１０とを電気接続する電線である。第１電線Ｗ１は、車両バッテリＢのマイナス端子Ｔに直接接続されていてもよいし、車両バッテリＢのマイナス端子Ｔに他の部材を介して電気的に接続されていてもよい。また、第１電線Ｗ１は、導電性樹脂体１０側において後述するように一部が樹脂に埋設し残部が露出した金属部材（導電性樹脂体１０の一部構成であって後述の符号Ｍ）に電気接続されている。
【００３２】
第２〜第４電線Ｗ２〜Ｗ４は、車載機器ＶＤのマイナス端子と導電性樹脂体１０とを電気接続する電線である。第２〜第４電線Ｗ２〜Ｗ４は、車載機器ＶＤのマイナス端子に直接接続されていてもよいし、端子等の他の部材を介して電気的に接続されていてもよい。また、第２〜第４電線Ｗ２〜Ｗ４は、導電性樹脂体１０側において金属部材（導電性樹脂体１０の一部構成であって後述の符号Ｍ）に電気接続されている。
【００３３】
図２は、図１に示した導電性樹脂体１０の外観図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。なお、図２においては樹脂Ｒを破線にて示すものとする。また、図３は、図２に示した導電性樹脂体１０の分解図であり、樹脂Ｒの図示を省略している。
【００３４】
図２及び図３に示すように、導電性樹脂体１０は、複数本の導電性繊維ＥＦと、金属部材Ｍとを備えている。複数本の導電性繊維ＥＦは、炭素繊維、高強度繊維、及びガラス繊維の少なくとも１種からなる繊維に金属メッキが施されたものである。本実施形態において導電性繊維ＥＦは、例えば縦糸及び横糸として織り込まれて繊維織物ＦＦを構成している。本実施形態では繊維織物ＦＦが積層されることで、複数本の導電性繊維ＥＦが２以上の層に積層された積層体ＬＢとなっている。
【００３５】
金属部材Ｍは、上記複数本の導電性繊維ＥＦの一部（全部でも可）に対して直接に接することにより導電性繊維ＥＦに電気接続されるものである。この金属部材Ｍは、積層体ＬＢの２以上の層のいずれか１つの層間に位置した薄型金属材ＴＭ（金属プレートや金属箔）で構成されている。特に、図２及び図３に示す薄型金属材ＴＭは、層間の全域に亘って設けられており、広範な領域で複数本の導電性繊維ＥＦと接して電気接続されている。
【００３６】
また、金属部材Ｍは、図２にも示すように、一部が樹脂Ｒ内に埋設され、残部が樹脂Ｒ外に露出している。金属部材Ｍは。露出部分に予めボルト孔が径セされており、上記したバッテリＢのマイナス端子Ｔや車載機器ＶＤのマイナス端子との電気接続については、金属部材Ｍのうち樹脂Ｒ外に露出した部位に対して行われる。
【００３７】
なお、金属部材Ｍは、バッテリＢのマイナス端子Ｔや車載機器ＶＤのマイナス端子との電気接続箇所に対応して点在するように設けられていてもよいし、車両ボディ（フレーム）の全域に設けられていてもよい。また、図２及び図３において導電性繊維ＥＦは、規則正しい並びで平面状に配置されているが、これに限らず、不規則な方向に延びたり屈曲したりして平面状に配置されていてもよいし、平面状に配置されていなくてもよい。
【００３８】
ここで、本実施形態においては、金属メッキされる繊維に炭素繊維を採用することが好ましい。しかし、炭素繊維は銅との濡れ性が悪く、電気メッキを行ったとしても銅のメッキ析出性及び密着性が悪い。そこで、本実施形態において炭素繊維に銅メッキを行いたい場合には、超臨界状態の二酸化炭素に曝された炭素繊維を用い、表面酸素量が従来の炭素繊維と異なるものにして銅メッキを施すようにしている。
【００３９】
ここで、本実施形態でいう表面酸素量は、Ｘ線光電子分光法により測定したＯ１Ｓピーク強度を、同分光法により測定したＣ１Ｓピーク強度で割り込んだ値（Ｏ１Ｓ／Ｃ１Ｓ）である。炭素繊維の表面が酸化していればしているほど、Ｘ線光電子分光法により測定したＯ１Ｓピーク強度が高くなるため、表面酸素量の値が高くなる傾向にある。
【００４０】
表面酸素原子の数と、酸性官能基の数とは、略同じ割合で増加することが知られている。また、酸性官能基は、界面接着に寄与すると考えられている。本実施形態に係る炭素繊維において、表面酸素量は、０．０９７以上０．１３８以下となっている。これにより、メッキ析出性及び密着性を向上させることできるからである。なお、表面酸素量が０．０９７を下回ると、銅との接着性が極端に低下してしまう傾向にある。また、表面酸素量が０．１３８を上回ると、炭素繊維の表面酸素が電気メッキを行う際の給電部との接触を阻害し、炭素繊維に電流が流れ難くなりメッキ析出性が悪くなる傾向にある。
【００４１】
次に、本実施形態に係る導電性樹脂体１０の製造方法を説明する。導電性樹脂体１０の製造にあたっては、まず、複数本の繊維（炭素繊維）に対して金属メッキ（銅メッキ）を施して複数本の導電性繊維ＥＦを作成する（メッキ工程）。
【００４２】
図４は、炭素繊維に対するメッキ方法を説明するための概略図である。本実施形態において炭素繊維ＣＦに金属メッキを施すためには、まず、処理槽Ｃ内に炭素繊維ＣＦを投入する（第１工程）。ここで、第１工程において、本実施形態では有機金属錯体が処理槽Ｃ内に投入されていないものとする。有機金属錯体が処理槽Ｃ内に投入されていなくとも、所定のメッキ析出性及び密着性を得ることができるからである。
【００４３】
次に、炭素繊維ＣＦが投入された処理槽Ｃ内に超臨界状態とした二酸化炭素を供給する（第２工程）。そして、超臨界状態とした二酸化炭素が供給されてから、所定時間経過後に炭素繊維ＣＦを処理槽Ｃから取り出す（第３工程）。これにより、表面酸素量を０．０９７以上０．１３８以下とする上記の炭素繊維ＣＦを得ることができる。
【００４４】
その後、いわゆる電気メッキを行って、炭素繊維ＣＦ上に金属メッキ（銅メッキ）を施す（第４工程）。
【００４５】
このように、超臨界状態とした二酸化炭素に炭素繊維を曝すことで、炭素繊維の表面酸素量を変化させることができ、表面酸素量を０．０９７以上０．１３８以下とすることができる。なお、上記の第１工程では、図４の破線に示すように、有機金属錯体が処理槽Ｃ内に投入されていてもよい。
【００４６】
次に、上記メッキ工程にて得られた複数本の導電性繊維ＥＦを縦糸及び横糸とし繊維織物ＦＦを複数枚作成する。その後、複数枚の繊維織物ＦＦを積層して複数本の導電性繊維ＥＦが２以上の層に積層された積層体ＬＢを作成する。また、この積層体ＬＢの作成過程において、１つの層間に薄型金属材ＴＭを挟み込む。これにより、複数本の導電性繊維ＥＦに金属部材Ｍを電気接続した組立体Ａが形成される（電気接続工程）。なお、この組立体Ａにおいて薄型金属材ＴＭは、その一部が積層体ＬＢに挟み込まれており、残部が積層体ＬＢからはみ出た状態となっている。
【００４７】
次に、電気接続工程にて得られた組立体Ａを金型に投入し、金型内に樹脂Ｒを注入して硬化させる。この際、金属部材Ｍの一部が樹脂Ｒ内に埋設し残部が樹脂Ｒ外に露出するように樹脂成形する（樹脂成形工程）。これにより、導電性樹脂体１０が製造される。
【００４８】
なお、上記においては、複数本の導電性繊維ＥＦを縦糸及び横糸とした繊維織物ＦＦを、複数枚積層して積層体ＬＢを作成したが、これに限らず、電気接続工程に先立って、メッキ工程にて得られた繊維織物ＦＦ（複数本の導電性繊維ＥＦ）に樹脂Ｒを含浸させて中間材ＩＭを形成し（中間材形成工程）、中間材ＩＭを積層して積層体ＬＢとしてもよい。そして、中間材ＩＭを積層する過程において薄型金属材ＴＭを挟み込むようにしてもよい。
【００４９】
このようにして、第１実施形態に係る導電性樹脂体１０及びその製造方法によれば、金属部材Ｍの一部が埋設されて残部が露出しているため、導電性樹脂体１０と金属部材Ｍとを一体化して部品点数が増加することを防止すると共に、金属部材Ｍを後から取り付ける必要もない。従って、部品点数の増加を抑えると共に、金属部材Ｍの取り付け加工を不要とすることができる導電性樹脂体１０を提供することができる。
【００５０】
また、上記導電性樹脂体１０によれば、複数本の導電性繊維ＥＦは、２以上の層に積層された積層体ＬＢとなっており、金属部材Ｍは、２以上の層のいずれか１つの層間に位置した平面状の薄型金属材ＴＭであるため、金属部材Ｍが挟まれることとなり、金属部材Ｍが導電性樹脂体１０から脱落してしまう可能性を減じた金属部材Ｍの埋設を行うことができる。
【００５１】
さらに、上記導電性樹脂体１０の製造方法によれば、複数本の導電性繊維間ＥＦに樹脂Ｒを含浸させて中間材ＩＭを形成した場合には、樹脂成形工程において型内で樹脂成形する際に複数本の導電性繊維ＥＦが移動してしまうことを防止し、金属部材Ｍとの電気接続不良が発生してしまう頻度を低減することができる。
【００５２】
また、本件発明者らは、表面酸素量が０．０９７以上０．１３８以下であると、金属メッキに対する濡れ性が向上し、メッキ析出性及び密着性を向上できることを見出した。よって、上記炭素繊維の表面酸素量を上記範囲とすることで、メッキ析出性及び密着性を向上させることができる。しかも、表面酸素量を上記範囲とすれば良いため、アルカリを用いる必要が無く、機械的強度の低下も抑えることができる。
【００５３】
加えて、第１実施形態に係る車両アース構造１によれば、導電性樹脂体１０の金属部材Ｍのうち樹脂Ｒ外に露出した部位に対して、車載機器ＶＤ及び車両バッテリＢのマイナス端子Ｔが電気接続されているため、車両用のボディという強度が要求される部位に繊維強化樹脂を用いることができ、しかも、金属メッキを施した繊維によって所定の導電性が得られることから、車載機器ＶＤ及び車両バッテリＢのマイナス端子Ｔを電気接続して、アース構造を構築することができる。加えて、金属部材Ｍの露出した部位に対してマイナス端子Ｔを電気接続可能となり、金属部材Ｍの取り付け加工を不要としたうえでのアース構造を提供することができる。
【００５４】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は第１実施形態と同様であるが、導電性樹脂体１０の構成及び製造方法が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
【００５５】
図５は、第２実施形態に係る導電性樹脂体１０の外観図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。なお、図５においては樹脂Ｒを破線にて示すものとする。また、図６は、図５に示した導電性樹脂体１０の分解図であり、樹脂Ｒの図示を省略している。
【００５６】
図５及び図６に示すように、第２実施形態に係る導電性樹脂体１０は、導電性の金属からなる複数の金属ピンＰを備えている。さらに、第２実施形態においては金属部材Ｍとして、平面視してＬ形状となる平面状の薄型金属材ＬＴＭを備えている。
【００５７】
また、複数本の導電性繊維ＥＦからなる繊維織物ＦＦ（１枚又は複数枚積層されたもの）は、Ｌ形状の薄型金属材ＬＴＭ上に載置されており、Ｌ形状の薄型金属材ＬＴＭに対応するように各金属ピンＰが繊維織物ＦＦ上からＬ形状の薄型金属材ＬＴＭに突き刺さるように配置されている。これにより、複数本の導電性繊維ＥＦと金属部材Ｍとが他の導電性部材である金属ピンＰを介して電気的に接続されている。
【００５８】
なお、第２実施形態において金属ピンＰは、平面状の繊維織物ＦＦに対して垂直となる角度で繊維織物ＦＦに突き刺さっているが、これに限らず、平面に対して交差する方向に延在して突き刺さっていてもよい。すなわち、金属ピンＰはやや斜め方向に突き刺さっていてもよい。
【００５９】
このような導電性樹脂体１０を製造するにあたっては、第１実施形態と同様にメッキ工程が行われる。そして、メッキ工程にて得られた複数本の導電性繊維ＥＦを縦糸及び横糸とし繊維織物ＦＦを１枚以上作成して、Ｌ形状の薄型金属材ＬＴＭ上に載置する。次いで、複数の金属ピンＰをＬ形状の薄型金属材ＬＴＭと対応するように繊維織物ＦＦに突き刺していく。これにより、複数本の導電性繊維ＥＦに金属部材Ｍを電気接続した組立体Ａが形成される（電気接続工程）。なお、この組立体ＡにおいてＬ形状の薄型金属材ＬＴＭの一部は平面視して繊維織物ＦＦからはみ出た状態となっている。
【００６０】
次に、電気接続工程にて得られた組立体Ａを金型に投入し、金型内に樹脂Ｒを注入して硬化させる。この際、金属部材Ｍの一部が樹脂Ｒ内に埋設し残部が樹脂Ｒ外に露出するように樹脂成形する（樹脂成形工程）。これにより、導電性樹脂体１０が製造される。
【００６１】
なお、上記においては第１実施形態と同様に中間材ＩＭを形成してもよい（中間形成工程）。
【００６２】
このようにして、第２実施形態に係る導電性樹脂体１０及びその製造方法によれば、第１実施形態と同様に、部品点数の増加を抑えると共に、金属部材Ｍの取り付け加工を不要とすることができる導電性樹脂体１０を提供することができる。また、中間材ＩＭを形成した場合には、樹脂成形工程において型内で樹脂成形する際に複数本の導電性繊維ＥＦが移動してしまうことを防止し、金属部材Ｍとの電気接続不良が発生してしまう頻度を低減することができる。さらに、上記炭素繊維の表面酸素量を上記範囲とすることで、メッキ析出性及び密着性を向上させることができる。しかも、表面酸素量を上記範囲とすれば良いため、アルカリを用いる必要が無く、機械的強度の低下も抑えることができる。加えて、車両アース構造１によれば、金属部材Ｍの取り付け加工を不要としたうえでのアース構造を提供することができる。
【００６３】
また、第２実施形態によれば、金属ピンＰが平面に対して交差する方向に延在することで導電性繊維ＥＦとＬ形状の薄型金属材ＬＴＭとを電気接続しているため、導電性繊維ＥＦとＬ形状の薄型金属材ＬＴＭとを直接接触させなくともよく、導電性繊維ＥＦとＬ形状の薄型金属材ＬＴＭとを導通し易くすることができる。
【００６４】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態は第１実施形態と同様であるが、導電性樹脂体１０の構成及び製造方法が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
【００６５】
図７は、第３実施形態に係る導電性樹脂体１０の構成図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、図７においては樹脂Ｒを破線にて示すものとする。また、図８は、図７に示した導電性樹脂体１０の分解図であり、樹脂Ｒの図示を省略している。
【００６６】
図７及び図８に示すように、第３実施形態に係る導電性樹脂体１０は、金属部材Ｍとして、フレーム部材ＦＭを備えている。フレーム部材ＦＭは、平面視して略四角枠形状となる金属材であって、その一つの角部に外側へ突出する端子部ＦＴを備えている。この端子部ＦＴは、後にバッテリＢのマイナス端子Ｔや車載機器ＶＤのマイナス端子と接続される箇所となる。
【００６７】
また、フレーム部材ＦＭは、複数本の導電性繊維ＥＦからなる繊維織物ＦＦ（１枚又は複数枚積層されたもの）の平面外周側に配置されることとなる。第３実施形態では、複数本の導電性繊維ＥＦがその周囲を包囲された状態で金属部材Ｍと電気的に接続されることとなる。
【００６８】
このような導電性樹脂体１０を製造するにあたっては、第１実施形態と同様にメッキ工程が行われる。そして、メッキ工程にて得られた複数本の導電性繊維ＥＦを縦糸及び横糸とした繊維織物ＦＦを１枚以上作成して、略四角形状のフレーム部材ＦＭ内に配置する。これにより、複数本の導電性繊維ＥＦに金属部材Ｍを電気接続した組立体Ａが形成される（電気接続工程）。
【００６９】
次に、電気接続工程にて得られた組立体Ａを金型に投入し、金型内に樹脂Ｒを注入して硬化させる。この際、端子部ＦＴが樹脂Ｒ外に露出するように樹脂成形する（樹脂成形工程）。これにより、導電性樹脂体１０が製造される。
【００７０】
なお、上記においては第１実施形態と同様に中間材ＩＭを形成してもよい（中間形成工程）。
【００７１】
このようにして、第３実施形態に係る導電性樹脂体１０及びその製造方法によれば、第１実施形態と同様に、部品点数の増加を抑えると共に、金属部材Ｍの取り付け加工を不要とすることができる導電性樹脂体１０を提供することができる。また、中間材ＩＭを形成した場合には、樹脂成形工程において型内で樹脂成形する際に複数本の導電性繊維ＥＦが移動してしまうことを防止し、金属部材Ｍとの電気接続不良が発生してしまう頻度を低減することができる。さらに、上記炭素繊維の表面酸素量を上記範囲とすることで、メッキ析出性及び密着性を向上させることができる。しかも、表面酸素量を上記範囲とすれば良いため、アルカリを用いる必要が無く、機械的強度の低下も抑えることができる。加えて、車両アース構造１によれば、金属部材Ｍの取り付け加工を不要としたうえでのアース構造を提供することができる。
【００７２】
また、第３実施形態によれば、複数本の導電性繊維ＥＦは平面状に配置されており、金属部材Ｍは、平面状に配置された複数本の導電性繊維ＥＦの、平面外周側に設けられたフレーム部材ＦＭとなっているため、複数本の導電性繊維ＥＦを金属部材Ｍが包囲した状態で電気接続されることとなり、金属部材Ｍの存在により導電性繊維ＥＦ間への樹脂Ｒの含浸を阻害させることなく、樹脂Ｒの含浸が比較的容易な導電性樹脂体１０を提供することができる。
【００７３】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態は第１実施形態と同様であるが、導電性樹脂体１０の構成及び製造方法が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
【００７４】
図９は、第４実施形態に係る導電性樹脂体１０の分解図であり、樹脂Ｒの図示を省略している。図９に示すように、第４実施形態に係る導電性樹脂体１０は、金属部材Ｍである薄型金属材ＴＭに複数の開口Ｈが形成されている。これら開口Ｈは、繊維織物ＦＦが重ねられる領域において形成されており、薄型金属材ＴＭを貫通したものとなっている。また、開口Ｈは、樹脂Ｒの成形時において樹脂Ｒが通過するのに充分な大きさとなっている。
【００７５】
このような導電性樹脂体１０の製造方法は、第１実施形態と同様であるが、樹脂成形工程において開口Ｈを通じて樹脂Ｒが薄型金属材ＴＭの表裏に行き亘り易くなり、薄型金属材ＴＭの樹脂Ｒへの密着度の向上に寄与することとなる。
【００７６】
このようにして、第４実施形態に係る導電性樹脂体１０及びその製造方法によれば、第１実施形態と同様に、部品点数の増加を抑えると共に、金属部材Ｍの取り付け加工を不要とすることができる導電性樹脂体１０を提供することができる。また、金属部材Ｍが挟まれることとなり、金属部材Ｍが導電性樹脂体１０から脱落してしまう可能性を減じた金属部材Ｍの埋設を行うことができる。さらに、中間材ＩＭを形成した場合には、樹脂成形工程において型内で樹脂成形する際に複数本の導電性繊維ＥＦが移動してしまうことを防止し、金属部材Ｍとの電気接続不良が発生してしまう頻度を低減することができる。加えて、上記炭素繊維の表面酸素量を上記範囲とすることで、メッキ析出性及び密着性を向上させることができる。しかも、表面酸素量を上記範囲とすれば良いため、アルカリを用いる必要が無く、機械的強度の低下も抑えることができる。さらに、車両アース構造１によれば、金属部材Ｍの取り付け加工を不要としたうえでのアース構造を提供することができる。
【００７７】
また、第４実施形態によれば、薄型金属材ＴＭには複数の開口Ｈが形成されているため、開口Ｈを通じて薄型金属材ＴＭの両面の樹脂Ｒがつながることとなり、薄型金属材ＴＭの樹脂Ｒへの密着度を向上させることができる。
【００７８】
次に、本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態は第１実施形態と同様であるが、導電性樹脂体１０の構成及び製造方法が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
【００７９】
図１０は、第５実施形態に係る導電性樹脂体１０の構成図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。なお、図１０においては樹脂Ｒを破線にて示すものとする。また、図１１は、図１０に示した導電性樹脂体１０の分解図であり、樹脂Ｒの図示を省略している。
【００８０】
図１０及び図１１に示すように、第５実施形態に係る導電性樹脂体１０は、金属部材Ｍ（薄型金属材ＴＭ）が２部材から構成されている。すなわち、金属部材Ｍが第１金属部材Ｍ１と第２金属部材Ｍ２とからなり、第１金属部材Ｍ１は積層体ＬＢの２以上の層のいずれか１つの層間に位置してその側面のみが樹脂Ｒから露出するように埋設され、第２金属部材Ｍ２は第１金属部材Ｍ１の露出する側面に接続されると共にバッテリＢのマイナス端子Ｔや車載機器ＶＤのマイナス端子に接続されるようになっている。
【００８１】
このような導電性樹脂体１０を製造するにあたっては、第１実施形態と同様にメッキ工程が行われる。そして、メッキ工程にて得られた複数本の導電性繊維ＥＦを縦糸及び横糸とした繊維織物ＦＦを複数枚作成し、複数枚の繊維織物ＦＦを積層して複数本の導電性繊維ＥＦが２以上の層に積層された積層体ＬＢを作成する。また、この積層体ＬＢの作成過程において、１つの層間に第１金属部材Ｍ１を挟み込む。これにより、複数本の導電性繊維ＥＦに金属部材Ｍを電気接続した組立体Ａが形成される（電気接続工程）。
【００８２】
次に、電気接続工程にて得られた組立体Ａを金型に投入し、金型内に樹脂Ｒを注入して硬化させる。この際、第１金属部材Ｍ１の一側面が樹脂Ｒ外に露出するように樹脂成形する（樹脂成形工程）。その後、露出する第１金属部材Ｍ１の側面に第２金属部材Ｍ２を超音波やレーザを利用して接合する。これにより、導電性樹脂体１０が製造される。
【００８３】
なお、上記においては第１実施形態と同様に中間材ＩＭを形成してもよい（中間形成工程）。
【００８４】
このようにして、第５実施形態に係る導電性樹脂体１０及びその製造方法によれば、第１実施形態と同様に、部品点数の増加を抑えると共に、金属部材Ｍの取り付け加工を不要とすることができる導電性樹脂体１０を提供することができる。また、金属部材Ｍが挟まれることとなり、金属部材Ｍが導電性樹脂体１０から脱落してしまう可能性を減じた金属部材Ｍの埋設を行うことができる。さらに、中間材ＩＭを形成した場合には、樹脂成形工程において型内で樹脂成形する際に複数本の導電性繊維ＥＦが移動してしまうことを防止し、金属部材Ｍとの電気接続不良が発生してしまう頻度を低減することができる。加えて、上記炭素繊維の表面酸素量を上記範囲とすることで、メッキ析出性及び密着性を向上させることができる。しかも、表面酸素量を上記範囲とすれば良いため、アルカリを用いる必要が無く、機械的強度の低下も抑えることができる。さらに、車両アース構造１によれば、金属部材Ｍの取り付け加工を不要としたうえでのアース構造を提供することができる。
【００８５】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の公知や周知の技術を組み合わせてもよい。また、各実施形態を組み合わせてもよい。
【００８６】
例えば、上記実施形態において導電性樹脂体１０は車両アース構造１として用いられるが、これに場合に限らず、例えばシールド用や導電回路などの他の用途に用いられてもよい。
【００８７】
また、第５実施形態では金属部材Ｍが２部材から構成されているが、これに限らず、３以上の部材から構成されるようになっていてもよい。また、薄型金属材ＴＭが２以上の部材から構成される場合に限らず、第２及び第３実施形態に記載のＬ形状の薄型金属材ＬＴＭやフレーム部材ＦＭについても２以上の部材から構成されるようになっていてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１      ：車両アース構造
１０    ：導電性樹脂体
ＥＦ    ：導電性繊維
ＦＦ    ：繊維織物
Ｍ      ：金属部材
ＴＭ    ：薄型金属材
ＬＴＭ  ：Ｌ形状の薄型金属材
ＦＭ    ：フレーム部材
ＦＴ    ：端子部
Ｈ      ：開口
Ｒ      ：樹脂
Ｐ      ：金属ピン
【図１】
2018047633.tif 000003
【図２】
2018047633.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018047633.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2018047633.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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