(57)【要約】【課題】イジェクターピンを大型化することなく成形型からの脱型の容易化を図り得る複合材料成形品、および複合材料成形品の脱型方法技術を提供する。また、その複合材料成形品を使用して好適な複合材料組立体を提供する。【解決手段】複合材料成形品２０は、強化基材２１に樹脂２２が含浸して形成された本体部２３と、強化基材に樹脂が含浸して形成され本体部に対して交差する方向に伸びている壁部２４とを有する。複合材料成形品はさらに、本体部および壁部に比べて強化基材の含有率が低く、壁部の裏面２４ｂから突出して形成されたボス部２５を有する。ボス部は、成形型から脱型するときにイジェクターピンの先端が接触する当接面２６と、他の部品に取り付けるときに壁部と他の部品との位置関係を規制する位置決め部２７とを有する。【選択図】図２Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化基材と樹脂とによって成形された複合材料成形品であって、
前記強化基材に前記樹脂が含浸して形成された本体部と、
前記強化基材に前記樹脂が含浸して形成され前記本体部に対して交差する方向に伸びている壁部と、
前記本体部および前記壁部に比べて前記強化基材の含有率が低く、前記壁部の両面のうち裏面から突出して形成されたボス部と、を有し、
前記ボス部は、成形型から脱型するときにイジェクターピンの先端が接触する当接面と、他の部品に取り付けるときに前記壁部と前記他の部品との位置関係を規制する位置決め部とを有する、複合材料成形品。
【請求項２】
前記ボス部は、前記本体部の両面のうち裏面まで伸びている、請求項１に記載の複合材料成形品。
【請求項３】
前記ボス部の前記当接面は、前記壁部の端面と面一になる位置まで伸びている、請求項１または請求項２に記載の複合材料成形品。
【請求項４】
前記壁部と前記他の部品との位置関係には、前記壁部と前記他の部品との相対位置、および前記壁部の前記裏面と前記他の部品との間の隙間の寸法を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合材料成形品。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合材料成形品を他の部品に取り付けて構成される複合材料組立体であって、
前記ボス部の前記位置決め部によって、前記壁部と前記他の部品との相対位置、および前記壁部の前記裏面と前記他の部品との間の隙間の寸法が規制され、
前記複合材料成形品と前記他の部品とは、寸法が規制された前記隙間に充填された接着剤によって接合された状態である、複合材料組立体。
【請求項６】
前記他の部品は、前記ボス部の前記位置決め部が嵌り込む係合部を有する、請求項５に記載の複合材料組立体。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合材料成形品をイジェクターピンを有する成形型から脱型する脱型方法であって、
前記イジェクターピンの前記先端を前記ボス部の前記当接面に接触させた状態において、前記イジェクターピンによって前記複合材料成形品を押し出して、前記複合材料成形品を前記成形型から脱型する、脱型方法。
【請求項８】
前記イジェクターピンの前記先端を、前記壁部の端面および前記ボス部の前記当接面にかけて接触させる、請求項７に記載の脱型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料成形品、複合材料組立体、および複合材料成形品の脱型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の車体軽量化のために強化基材に樹脂を含浸させた複合材料成形品が自動車部品として用いられている。複合材料成形品などの樹脂成形品は、例えば上型と下型とを有する成形型を用いて成形される。樹脂成形品を例えば下型から脱型する場合、樹脂成形品は、下型に設けたイジェクターピンによって上型に向けて押し出される（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３９４６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複合材料成形品の中には、本体部と、本体部に対して交差する方向に伸びている壁部とを有し、断面形状が、いわゆるハット形状あるいはカップ形状を有しているものがある。複合材料成形品がこのような形状を有する場合、壁部は、成形型を開く方向に伸びており、成形型の成形面に密着している。このため、離型性が比較的悪い。
【０００５】
離型性が悪い成形品を脱型する場合、イジェクターピンを大型化（大口径化）し、成形品との接触面積を確保する必要がある。しかしながら、成形品の形状によっては、成形品の意匠に与える影響から、イジェクターピンを大型化することが困難な場合がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、イジェクターピンを大型化することなく成形型からの脱型の容易化を図り得る複合材料成形品、および複合材料成形品の脱型方法技術を提供することにある。また、その複合材料成形品を使用して好適な複合材料組立体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係る複合材料成形品は、強化基材と樹脂とによって成形された複合材料成形品であって、前記強化基材に前記樹脂が含浸して形成された本体部と、前記強化基材に前記樹脂が含浸して形成され前記本体部に対して交差する方向に伸びている壁部とを有する。複合材料成形品は、前記本体部および前記壁部に比べて前記強化基材の含有率が低く、前記壁部の両面のうち成形品裏面側となる面から突出して形成されたボス部、をさらに有している。前記ボス部は、成形型から脱型するときにイジェクターピンの先端が接触する当接面と、他の部品に取り付けるときに前記壁部と前記他の部品との位置関係を規制する位置決め部とを有する。
【０００８】
上記目的を達成する本発明に係る複合材料組立体は、上記の複合材料成形品を他の部品に取り付けて構成される複合材料組立体であって、前記ボス部の前記位置決め部によって、前記壁部と前記他の部品との相対位置、および前記壁部の前記面と前記他の部品との間の隙間の寸法が規制されている。そして、前記複合材料成形品と前記他の部品とは、寸法が規制された前記隙間に充填された接着剤によって接合された状態である。
【０００９】
上記目的を達成する本発明に係る脱型方法は、上記の複合材料成形品をイジェクターピンを有する成形型から脱型する脱型方法であって、前記イジェクターピンの前記先端を前記ボス部の前記当接面に接触させる。この状態において、前記イジェクターピンによって前記複合材料成形品を押し出して、前記複合材料成形品を前記成形型から脱型する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の複合材料成形品、および複合材料成形品の脱型方法によれば、イジェクターピンを大型化することなく成形型からの脱型の容易化を図ることができる。さらに、本発明の複合材料組立体によれば、本発明の複合材料成形品を使用して好適な組立体となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】複合材料成形品をベース部品に取り付けて構成される複合材料組立体を示す斜視図である。
【図１Ｂ】複合材料成形品をベース部品に取り付ける前の状態を示す分解斜視図である。
【図２Ａ】複合材料成形品を表裏反転して示す斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示される複合材料成形品の壁部に形成されたボス部を拡大して示す斜視図である。
【図２Ｃ】イジェクターピンの先端が複合材料成形品のボス部の当接面に接触している状態を示す要部拡大図である。
【図３Ａ】複合材料組立体を示す端面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに一点鎖線によって囲まれた３Ｂ部を拡大して示す図であり、複合材料成形品をベース部品に取り付けるときに複合材料成形品の壁部とベース部品との位置関係を規制する位置決め部を示す断面図である。
【図４】複合材料成形品の成形装置を説明するための図である。
【図５】イジェクターピンの配置位置を説明するための図であり、成形型を下側から見た図である。
【図６】複合材料成形品の成形手順を示す概略フローチャートである。
【図７Ａ】成形型に強化基材を配置した状態を模式的に示す図である。
【図７Ｂ】樹脂を注入する前の状態を模式的に示す図である。
【図７Ｃ】成形型への樹脂の注入を模式的に示す図である。
【図７Ｄ】樹脂注入後に、成形型を型締めした状態を模式的に示す図である。
【図７Ｅ】複合材料成形品の脱型を模式的に示す図である。
【図８Ａ】図７Ｃにおける８Ａ−８Ａ線に沿う断面図である。
【図８Ｂ】図７Ｄにおける８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面図である。
【図９】複合材料組立体の組立手順を示す概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１３】
（複合材料組立体１０および複合材料成形品２０）
図１Ａは、複合材料成形品２０をベース部品３０に取り付けて構成される複合材料組立体１０を示す斜視図、図１Ｂは、複合材料成形品２０をベース部品３０に取り付ける前の状態を示す分解斜視図である。
【００１４】
図１Ａおよび図１Ｂを参照して、図示する複合材料組立体１０は、車体のフロアトンネルであり、複合材料成形品２０を、ベース部品３０（他の部品に相当する）の頂面３１および側面３２の一部にかけて取り付けて構成される。複合材料成形品２０は、強化基材２１と樹脂２２とによって成形されている（後述する図２Ｂ、図２Ｃを参照）。ベース部品３０は、金属パネルのプレス成型品である。複合材料成形品２０およびベース部品３０は、接着剤４０（後述する図３Ａ、図３Ｂを参照）によって接合されている。
【００１５】
図２Ａは、複合材料成形品２０を表裏反転して示す斜視図、図２Ｂは、図２Ａに示される複合材料成形品２０の壁部２４に形成されたボス部２５を拡大して示す斜視図、図２Ｃは、イジェクターピン１６１の先端１６２が複合材料成形品２０のボス部２５の当接面２６に接触している状態を示す要部拡大図である。図３Ａは、複合材料組立体１０を示す端面図、図３Ｂは、図３Ａに一点鎖線によって囲まれた３Ｂ部を拡大して示す図であり、複合材料成形品２０をベース部品３０に取り付けるときに複合材料成形品２０の壁部２４とベース部品３０との位置関係を規制する位置決め部２７を示す断面図である。
【００１６】
図示するように、概説すると、複合材料成形品２０は、強化基材２１に樹脂２２が含浸して形成された本体部２３と、強化基材２１に樹脂２２が含浸して形成され本体部２３に対して交差する方向に伸びている壁部２４と、を有している。複合材料成形品２０はさらに、壁部２４の両面のうち裏面２４ｂから突出して形成されたボス部２５を有している。ボス部２５は、本体部２３および壁部２４に比べて強化基材２１の含有率が低い。ボス部２５は、成形型１１０から脱型するときにイジェクターピン１６１の先端１６２が接触する当接面２６と、ベース部品３０に取り付けるときに壁部２４とベース部品３０との位置関係を規制する位置決め部２７とを有している。以下、詳述する。
【００１７】
複合材料成形品２０は、複合材料から形成された成形品である。複合材料は、強化基材２１と、樹脂２２とによって構成されている。強化基材２１および樹脂２２を組み合わせることにより、樹脂単体で構成される成形品に比べて高い強度および剛性を備えている。樹脂２２は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂によって構成することができる。強化基材は、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維等の織物シートを積層して構成することができる。
【００１８】
複合材料成形品２０の成形方法は、例えば、量産化に適したＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）である。強化基材２１は、本体部２３および壁部２４の形状に対応した形状に予め賦形されている。賦形された強化基材２１を成形型１１０内のキャビティに配置し、キャビティ内に樹脂２２を注入する。そして、強化基材２１に樹脂２２を含浸させ、樹脂２２を硬化させることによって複合材料成形品２０を得る。
【００１９】
複合材料成形品２０は、断面形状が、いわゆるハット形状あるいはカップ形状を有している。複合材料成形品２０の壁部２４は、成形型１１０を開く方向に伸びており、成形型１１０の第２の成形面１３３に密着している（後述する図７Ｄを参照）。このような形状を有する複合材料成形品２０は、離型性が比較的悪い。また、成形時の樹脂２２の流れに着目すると、本体部２３の両面のうち表面２３ａ側に注入された樹脂２２は、本体部２３の強化基材２１に含浸し易い。一方、壁部２４は本体部２３から離れる方向に伸びているため、樹脂２２は、本体部２３への含浸に比べて、含浸し難い。
【００２０】
図２Ｂに破線によって示すように、強化基材２１は本体部２３および壁部２４の形状に対応した形状を有している。強化基材２１はボス部２５内にはほとんど存在していない。したがって、ボス部２５は、本体部２３および壁部２４に比べて強化基材２１の含有率が低い。成形時の樹脂２２の流れに着目すると、ボス部２５を形成するための成形型１１０の凹溝１３４（図２Ｃを参照）は、樹脂流れのバイパス路の役割を発揮し、樹脂２２は、壁部２４の強化基材２１に含浸し易くなる。この結果、壁部２４における成形不良（樹脂２２の含浸不足）が生じることを抑えた複合材料成形品２０を得ることができる。本明細書において、「ボス部２５は、本体部２３および壁部２４に比べて強化基材２１の含有率が低い。」とは、上述したように成形型１１０の凹溝１３４に樹脂流れのバイパス路の役割を発揮させ、壁部２４の強化基材２１に樹脂２２を含浸させ易くすることを意図したものである。したがって、「ボス部２５は、本体部２３および壁部２４に比べて強化基材２１の含有率が低い。」には、ボス部２５が樹脂２２のみによって形成されている場合（強化基材２１の含有率がゼロ）も含まれると解釈されなければならない。
【００２１】
さらに、ボス部２５はイジェクターピン１６１の先端１６２が接触する当接面２６を備えているため、イジェクターピン１６１の接触面積を増やすことができる。イジェクターピン１６１からの押し出し力が壁部２４に十分に伝えられる。このため、イジェクターピン１６１を大型化することなく、離型性が比較的悪い形状を有する複合材料成形品２０を成形型１１０から容易に脱型することができる。しかも、ボス部２５は壁部２４とベース部品３０との位置関係を規制する位置決め部２７を備えている。このため、ボス部２５を、脱型のときに利用するのみならず、ベース部品３０に取り付けるときの寸法管理を行うために利用することができる。ボス部２５を設けることによって、複合材料成形品２０における壁部２４の面剛性も向上する。
【００２２】
図２Ｂに示すように、ボス部２５は、本体部２３の両面のうち裏面２３ｂまで伸びている。このように構成することによって、成形型１１０の凹溝１３４を、本体部２３の強化基材２１の裏面に臨ませることができる。本体部２３の強化基材２１に含浸して本体部２３の強化基材２１の裏面にまで達した樹脂２２は、すぐに凹溝１３４に流れ込む。したがって、成形型１１０の凹溝１３４が樹脂流れのバイパス路の役割を十分に発揮し、樹脂２２は壁部２４の強化基材２１に一層含浸し易くなる。この結果、壁部２４における成形不良（樹脂２２の含浸不足）が生じることを一層抑えた複合材料成形品２０を得ることができる。
【００２３】
図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、ボス部２５の当接面２６は、壁部２４の端面２４ｃと面一になる位置まで伸びている。このように構成することによって、イジェクターピン１６１の先端１６２は、壁部２４の端面２４ｃおよびボス部２５の当接面２６にかけて接触する。その結果、複合材料成形品２０の壁部２４は、イジェクターピン１６１からの押し出し力を偏って受けることがなく、変形等の不具合が生じない。
【００２４】
なお、ボス部２５の当接面２６は、壁部２４の端面２４ｃから突出し、壁部２４の端面２４ｃとの間に段差が生じていてもよい。ただし、この形状の場合には、ボス部２５の当接面２６は、イジェクターピン１６１の先端１６２の全面が接触することが必要である。イジェクターピン１６１からの押し出し力を偏って受けることがないようにし、壁部２４に変形等の不具合が生じることを防止するためである。
【００２５】
図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂに示すように、ボス部２５の位置決め部２７は、ボス部２５の外側面から構成されている。位置決め部２７が規制する壁部２４とベース部品３０との位置関係には、壁部２４とベース部品３０との相対位置、および壁部２４の裏面２４ｂとベース部品３０との間の隙間４１（図３Ｂを参照）の寸法が含まれる。このように構成することによって、ボス部２５を、脱型のときに利用するのみならず、ベース部品３０に取り付けるときの寸法管理を行うために一層利用することができる。ベース部品３０は、その表面にボス部２５の位置決め部２７が嵌り込む係合部３３を有している（図３Ｂを参照）。ボス部２５の位置決め部２７が係合部３３に嵌り込むことによって、壁部２４とベース部品３０との相対位置が定まる。また、ボス部２５の位置決め部２７がベース部品３０の表面に接触することによって、壁部２４の裏面２４ｂとベース部品３０との間の隙間４１の寸法が定まる。
【００２６】
図１Ａ、図３Ａ、図３Ｂに示すように、複合材料組立体１０は、複合材料成形品２０をベース部品３０に取り付けて構成されている。複合材料成形品２０のボス部２５の位置決め部２７によって、壁部２４とベース部品３０との相対位置、および壁部２４の裏面２４ｂとベース部品３０との間の隙間４１の寸法が規制されている。そして、複合材料成形品２０とベース部品３０とは、寸法が規制された隙間に充填された接着剤４０によって接合されている。隙間４１の寸法は、接着剤４０の十分な接着強度が得られる寸法に設定されている。
【００２７】
このように構成することによって、複合材料成形品２０をベース部品３０に取り付けるときに、複合材料成形品２０のボス部２５の位置決め部２７は、壁部２４とベース部品３０との相対位置を定める機能を発揮する。さらに、ボス部２５の位置決め部２７がベース部品３０の表面に接触することによって、壁部２４の裏面２４ｂとベース部品３０との間の隙間４１の寸法が定まる。つまり、ボス部２５の位置決め部２７は、接着剤４０の厚さを確保するシム機能を発揮する。２部品を接着剤４０によって接合するとき、両者の隙間４１の寸法が適切に管理されている。その結果、十分な接着強度を発揮する接着剤４０によって、複合材料成形品２０とベース部品３０とを接合した複合材料組立体１０を得ることができる。
【００２８】
上述したように、ベース部品３０は、ボス部２５の位置決め部２７が嵌り込む係合部３３を有している（図３Ｂを参照）。
【００２９】
このように構成することによって、壁部２４とベース部品３０との相対位置を確実に定めることができる。
【００３０】
（成形装置１００）
図４は、複合材料成形品２０の成形装置１００を説明するための図である。図５は、イジェクターピン１６１の配置位置を説明するための図であり、成形型１１０を下側から見た図である。
【００３１】
図４を参照して、成形装置１００は、開閉自在な成形型１１０と、成形型１１０内に樹脂２２を注入する樹脂注入部１５０と、複合材料成形品２０を脱型させるイジェクト部１６０と、制御部１７０と、を有する。制御部１７０は、成形型１１０、樹脂注入部１５０およびイジェクト部１６０のそれぞれの作動を制御する。
【００３２】
成形型１１０は、接近離反可能な一対の上型１２０および下型１３０を有する。上型１２０には、樹脂注入部１５０と連通する注入口１２１を設けている。成形型１１０は、上型１２０と下型１３０との間にキャビティ１４０を形成する。
【００３３】
なお、本明細書において、「キャビティ１４０」とは、型締めした状態において、複合材料成形品２０と略同様の形状を有する空洞（いわゆる、製品キャビティ）のことを意味する。また、下型１３０に対して、上型１２０が配置される側（図４中の上側）を「上側」と称し、上型１２０に対して、下型１３０が配置される側（図４中の下側）を「下側」と称する。
【００３４】
上型１２０は、下型１３０に対して近接離反自在な可動型である。上型１２０は、上側に向かって凹んだ形状を有する凹部１２２を有する。上型１２０は、例えば、油圧シリンダー等を備える不図示の駆動装置と接続している。凹部１２２には、キャビティ１４０を形成する第１の成形面１２３が形成されている。
【００３５】
下型１３０は、固定型である。下型１３０は、凹部１２２の第１の成形面１２３と協働して、凹部１２２との間にキャビティ１４０を形成する第２の成形面１３３が形成された凸部１３２を有する。
【００３６】
下型１３０は、複合材料成形品２０のボス部２５を形成するために、ボス部２５の形状に合致した凹溝１３４が凸部１３２に設けられている（後述する図８Ａをも参照）。凹溝１３４は、凸部１３２の側面に設けられ、上下方向に伸びている。強化基材２１は本体部２３および壁部２４の形状に対応した形状を有している。強化基材２１は、下型１３０の凹溝１３４内にはほとんど存在していない。成形時の樹脂２２の流れに着目すると、凹溝１３４は、樹脂流れのバイパス路の役割を発揮する。
【００３７】
凹溝１３４の上端は、強化基材２１が載置される下型１３０の凸部１３２の上面まで伸びている。換言すれば、凸部１３２に載置された強化基材２１の裏面まで伸びている。
【００３８】
樹脂注入部１５０は、注入口１２１を介してキャビティ１４０内に樹脂２２を注入する。樹脂注入部１５０は、公知のポンプ機構により構成することができる。
【００３９】
イジェクト部１６０は、下型１３０に昇降自在に設けられたイジェクターピン１６１と、イジェクターピン１６１を昇降駆動する駆動部１６３と、を有する。駆動部１６３は、例えば油圧シリンダー等から構成される。図２Ｃに示すように、下型１３０の穴部１３５にスリーブ１６５が固定されている。イジェクターピン１６１は、スリーブ１６５内に摺動自在に設けられている。スリーブ１６５の内周面には、Ｏリング１６６を収納するリング溝１６７が形成されている。Ｏリング１６６は、イジェクターピン１６１の外周面との間の隙間をシールする。
【００４０】
図５には、イジェクターピン１６１の位置が実線の円によって示されている。図示例では、複合材料成形品２０は、合計１４本のイジェクターピン１６１によって押し出される。６本のイジェクターピン１６１は、その先端１６２が本体部２３の裏面２３ｂに接触する位置に配置されている。８本のイジェクターピン１６１は、その先端１６２が壁部２４の端面２４ｃおよびボス部２５の当接面２６にかけて接触する位置に配置されている。
【００４１】
制御部１７０は、成形型１１０、樹脂注入部１５０、イジェクト部１６０の作動をそれぞれ制御する。制御部１７０は、ＲＯＭやＲＡＭから構成される記憶部１７１と、ＣＰＵを主体に構成される演算部１７２と、各種データや制御指令の送受信を行う入出力部１７３と、を有する。入出力部１７３は、成形型１１０、樹脂注入部１５０、およびイジェクト部１６０に電気的に接続している。
【００４２】
（複合材料成形品２０の成形手順）
図６、図７Ａ〜図７Ｅ、図８Ａ、および図８Ｂを参照しつつ、複合材料成形品２０の成形および脱型について説明する。
【００４３】
図６は、複合材料成形品２０の成形手順を示す概略フローチャートである。図７Ａは、成形型１１０に強化基材２１を配置した状態を模式的に示す図、図７Ｂは、樹脂２２を注入する前の状態を模式的に示す図である。図７Ｃは、成形型１１０への樹脂２２の注入を模式的に示す図、図７Ｄは、樹脂２２注入後に、成形型１１０を型締めした状態を模式的に示す図である。図７Ｅは、複合材料成形品２０の脱型を模式的に示す図である。図８Ａは、図７Ｃにおける８Ａ−８Ａ線に沿う断面図、図８Ｂは、図７Ｄにおける８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面図である。
【００４４】
図６に示すように、複合材料成形品２０の成形手順は、まず、成形型１１０に強化基材２１を配置し（工程Ｓ１）、成形型１１０を型締めする前の状態にする（工程Ｓ２）。成形型１１０内に樹脂２２を注入する（工程Ｓ３）。成形型１１０を型締め状態にし、樹脂２２を硬化させる（工程Ｓ４）。その後、複合材料成形品２０を下型１３０から脱型する（工程Ｓ５、Ｓ６）。なお、各工程において、成形型１１０、樹脂注入部１５０、イジェクト部１６０の作動は、制御部１７０によって制御される。
【００４５】
工程Ｓ１では、図７Ａに示すように、成形型１１０のキャビティ１４０に強化基材２１を配置し、上型１２０を下型１３０に対して接近させる。強化基材２１は、予め賦形され、本体部２３および壁部２４の形状に対応した形状を有している。
【００４６】
工程Ｓ２では、図７Ｂに示すように、上型１２０を下型１３０に対してさらに接近させ、成形型１１０を型締めする前の状態にする。この状態では、上型１２０の第１の成形面１２３と、強化基材２１との間には、隙間Ｇが形成される。
【００４７】
なお、本明細書において、「成形型１１０を型締めした状態」とは、成形型１１０のキャビティ１４０の形状が、最終的に作製される複合材料成形品２０の形状と略同等になるまで、上型１２０を下型１３０に対して相対的に接近させた状態を意味する。
【００４８】
工程Ｓ３では、図７Ｃに示すように、樹脂注入部１５０から注入口１２１を介して隙間Ｇに樹脂２２を注入する。注入された樹脂２２は隙間Ｇを介して流動する。このため、樹脂２２の流動抵抗を低減して、強化基材２１の配向の乱れを抑制することができる。
【００４９】
工程Ｓ４では、図７Ｄに示すように、上型１２０を下型１３０に対してさらに接近させ、成形型１１０を型締めする。この状態において、上型１２０の第１の成形面１２３は、強化基材２１の表面に当接する。これによって、隙間Ｇに溜まっていた樹脂２２が押圧されて、強化基材２１の全体に含浸する。さらに、樹脂２２を硬化させる。樹脂２２が熱硬化性樹脂の場合、例えば、ヒーター等の加熱装置を用いて成形型１１０を加熱することによって、樹脂２２を硬化させることができる。
【００５０】
工程Ｓ５、Ｓ６では、図７Ｅに示すように、樹脂２２を硬化させた後、上型１２０を上昇させ、複合材料成形品２０を下型１３０から脱型する。このとき、イジェクターピン１６１の先端１６２をボス部２５の当接面２６に接触させた状態において、イジェクターピン１６１によって複合材料成形品２０を押し出して、複合材料成形品２０を下型１３０から脱型する。このように構成することによって、イジェクターピン１６１からの押し出し力を壁部２４に十分に伝えることができる。このため、イジェクターピン１６１を大型化することなく、複合材料成形品２０を成形型１１０から容易に脱型することができる。
【００５１】
複合材料成形品２０を脱型するときには、図５に示したように、イジェクターピン１６１の先端１６２を、壁部２４の端面２４ｃおよびボス部２５の当接面２６にかけて接触させている。複合材料成形品２０の壁部２４は、イジェクターピン１６１からの押し出し力を偏って受けることがない。その結果、壁部２４に変形等の不具合を生じさせることなく複合材料成形品２０を脱型することができる。
【００５２】
得られた複合材料成形品２０は、断面形状が、いわゆるハット形状あるいはカップ形状を有し、本体部２３と、本体部２３に対して交差する方向に伸びている壁部２４と、を有している。複合材料成形品２０はさらに、図２Ａおよび図２Ｂに示したように、壁部２４の裏面２４ｂから突出するボス部２５が形成されている。ボス部２５は、イジェクターピン１６１の先端１６２が接触する当接面２６と、壁部２４とベース部品３０との位置関係を規制する位置決め部２７とを有している。
【００５３】
図８Ａに示すように、下型１３０は、ボス部２５の形状に合致した凹溝１３４が凸部１３２に形成されている。強化基材２１は凹溝１３４内にはほとんど存在していない。図８Ｂに示すように、成形時の樹脂２２の流れに着目すると、凹溝１３４は樹脂流れのバイパス路の役割を発揮する。樹脂２２は、壁部２４の強化基材２１に向けて流れ易くなり、壁部２４の強化基材２１に含浸し易くなる。この結果、壁部２４における成形不良（樹脂２２の含浸不足）が生じることを抑えた複合材料成形品２０を得ることができる。
【００５４】
凹溝１３４の上端は、強化基材２１が載置される下型１３０の凸部１３２の上面まで伸びている。このように構成することによって、凹溝１３４を、本体部２３の強化基材２１の裏面に臨ませることができる。本体部２３の強化基材２１に含浸して凸部１３２の上面にまで達した樹脂２２は、すぐに凹溝１３４に流れ込む。したがって、凹溝１３４が樹脂流れのバイパス路の役割を十分に発揮し、樹脂２２は壁部２４の強化基材２１に一層含浸し易くなる。この結果、壁部２４における成形不良（樹脂２２の含浸不足）が生じることを一層抑えた複合材料成形品２０を得ることができる。
【００５５】
（複合材料組立体１０の組立手順）
図９を参照しつつ、複合材料組立体１０の組立について説明する。
【００５６】
図９は、複合材料組立体１０の組立手順を示す概略フローチャートである。
【００５７】
図９に示すように、複合材料組立体１０の組立手順は、まず、複合材料成形品２０に接着剤４０を塗布し（工程Ｓ１１）、複合材料成形品２０とベース部品３０とを所定位置にセットする（工程Ｓ１２）。その後、複合材料成形品２０とベース部品３０とを圧着し（工程Ｓ１３）、接着剤４０を硬化させる（工程Ｓ１４）。
【００５８】
工程Ｓ１１では、図２Ａに示すように、複合材料成形品２０を表裏反転した状態とし、接着剤４０を所定位置に塗布する。接着剤４０の種類は限定されないが、例えば、主剤と硬化剤とを混合させる二液混合タイプのエポキシ樹脂系接着剤を使用することができる。接着剤４０は、ノズルから吐出させて塗布する。接着剤４０を塗布する位置は、例えば、本体部２３の裏面２３ｂにおいて長手方向の両端部、壁部２４の裏面２４ｂにおいて端面２４ｃの近傍などである。
【００５９】
工程Ｓ１２では、図３Ａおよび図３Ｂに示したように、複合材料成形品２０をベース部品３０に取り付けるときに、複合材料成形品２０のボス部２５の位置決め部２７は、壁部２４とベース部品３０との相対位置を定める機能を発揮する。ベース部品３０はボス部２５の位置決め部２７が嵌り込む係合部３３を有しているため、壁部２４とベース部品３０との相対位置を確実に定めることができる。さらに、ボス部２５の位置決め部２７がベース部品３０の表面に接触することによって、壁部２４の裏面２４ｂとベース部品３０との間の隙間４１の寸法が定まる。
【００６０】
工程Ｓ１３および工程Ｓ１４では、図３Ａおよび図３Ｂに示したように、ボス部２５の位置決め部２７は、接着剤４０の厚さを確保するシム機能を発揮する。壁部２４の裏面２４ｂとベース部品３０との隙間４１の寸法が適切に管理されている。この結果、十分な接着強度を発揮する接着剤４０によって、複合材料成形品２０とベース部品３０とを接合した複合材料組立体１０を得ることができる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、イジェクターピン１６１を大型化することなく成形型１１０からの脱型の容易化を図り得る複合材料成形品２０、および複合材料成形品２０の脱型方法技術を提供することができる。また、その複合材料成形品２０を使用して好適な複合材料組立体１０を提供することができる。
【００６２】
さらに詳しくは、本実施形態の複合材料成形品２０は、強化基材２１と樹脂２２とによって成形され、強化基材２１に樹脂２２が含浸して形成された本体部２３と、強化基材２１に樹脂２２が含浸して形成され本体部２３に対して交差する方向に伸びている壁部２４とを有する。複合材料成形品２０はさらに、本体部２３および壁部２４に比べて強化基材２１の含有率が低く、壁部２４の両面のうち裏面２４ｂから突出して形成されたボス部２５をする。このボス部２５は、成形型１１０から脱型するときにイジェクターピン１６１の先端１６２が接触する当接面２６と、ベース部品３０に取り付けるときに壁部２４とベース部品３０との位置関係を規制する位置決め部２７とを有する。
【００６３】
このように構成することによって、複合材料成形品２０の壁部２４の裏面２４ｂに設けたボス部２５は、本体部２３および壁部２４に比べて強化基材２１の含有率が低い。成形時の樹脂２２の流れに着目すると、ボス部２５を形成するための成形型１１０の凹溝１３４は、樹脂流れのバイパス路の役割を発揮し、樹脂２２は、壁部２４の強化基材２１に含浸し易くなる。この結果、壁部２４における成形不良（樹脂２２の含浸不足）が生じることを抑えた複合材料成形品２０を得ることができる。さらに、ボス部２５はイジェクターピン１６１の先端１６２が接触する当接面２６を備えているため、イジェクターピン１６１の接触面積を増やすことができる。イジェクターピン１６１からの押し出し力が壁部２４に十分に伝えられる。このため、イジェクターピン１６１を大型化することなく、離型性が比較的悪い形状を有する複合材料成形品２０を成形型１１０から容易に脱型することができる。しかも、ボス部２５は壁部２４とベース部品３０との位置関係を規制する位置決め部２７を備えている。このため、ボス部２５を、脱型のときに利用するのみならず、ベース部品３０に取り付けるときの寸法管理を行うために利用することができる。ボス部２５を設けることによって、複合材料成形品２０における壁部２４の面剛性も向上する。
【００６４】
ボス部２５は、本体部２３の両面のうち裏面２４ｂまで伸びている。
【００６５】
このように構成することによって、成形型１１０の凹溝１３４を、本体部２３の強化基材２１の裏面に臨ませることができる。本体部２３の強化基材２１に含浸して本体部２３の強化基材２１の裏面にまで達した樹脂２２は、すぐに凹溝１３４に流れ込む。したがって、成形型１１０の凹溝１３４が樹脂流れのバイパス路の役割を十分に発揮し、樹脂２２は壁部２４の強化基材２１に一層含浸し易くなる。この結果、壁部２４における成形不良（樹脂２２の含浸不足）が生じることを一層抑えた複合材料成形品２０を得ることができる。
【００６６】
ボス部２５の当接面２６は、壁部２４の端面２４ｃと面一になる位置まで伸びている。
【００６７】
このように構成することによって、イジェクターピン１６１の先端１６２は、壁部２４の端面２４ｃおよびボス部２５の当接面２６にかけて接触する。その結果、複合材料成形品２０の壁部２４は、イジェクターピン１６１からの押し出し力を偏って受けることがなく、変形等の不具合が生じない。
【００６８】
壁部２４とベース部品３０との位置関係には、壁部２４とベース部品３０との相対位置、および壁部２４の裏面２４ｂとベース部品３０との間の隙間４１の寸法を含んでいる。
【００６９】
このように構成することによって、ボス部２５を、脱型のときに利用するのみならず、ベース部品３０に取り付けるときの寸法管理を行うために一層利用することができる。
【００７０】
本実施形態の複合材料組立体１０は、上記の複合材料成形品２０をベース部品３０に取り付けて構成され、ボス部２５の位置決め部２７によって、壁部２４とベース部品３０との相対位置、および壁部２４の裏面２４ｂとベース部品３０との間の隙間４１の寸法が規制される。複合材料成形品２０とベース部品３０とは、寸法が規制された隙間に充填された接着剤４０によって接合される。
【００７１】
このように構成することによって、複合材料成形品２０をベース部品３０に取り付けるときに、複合材料成形品２０のボス部２５の位置決め部２７は、壁部２４とベース部品３０との相対位置を定める機能を発揮する。さらに、ボス部２５の位置決め部２７がベース部品３０の表面に接触することによって、壁部２４の裏面２４ｂとベース部品３０との間の隙間４１の寸法が定まる。つまり、ボス部２５の位置決め部２７は、接着剤４０の厚さを確保するシム機能を発揮する。２部品を接着剤４０によって接合するとき、両者の隙間４１の寸法が適切に管理されている。その結果、十分な接着強度を発揮する接着剤４０によって、複合材料成形品２０とベース部品３０とを接合した複合材料組立体１０を得ることができる。
【００７２】
ベース部品３０は、ボス部２５の位置決め部２７が嵌り込む係合部３３を有する。
【００７３】
このように構成することによって、壁部２４とベース部品３０との相対位置を確実に定めることができる。
【００７４】
本実施形態の脱型方法は、上記の複合材料成形品２０をイジェクターピン１６１を有する成形型１１０から脱型する方法である。この方法において、イジェクターピン１６１の先端１６２をボス部２５の当接面２６に接触させた状態において、イジェクターピン１６１によって複合材料成形品２０を押し出して、複合材料成形品２０を成形型１１０から脱型する。
【００７５】
このように構成することによって、イジェクターピン１６１からの押し出し力を壁部２４に十分に伝えることができる。このため、イジェクターピン１６１を大型化することなく、複合材料成形品２０を成形型１１０から容易に脱型することができる。
【００７６】
イジェクターピン１６１の先端１６２を、壁部２４の端面２４ｃおよびボス部２５の当接面２６にかけて接触させている。
【００７７】
このように構成することによって、複合材料成形品２０の壁部２４は、イジェクターピン１６１からの押し出し力を偏って受けることがない。その結果、壁部２４に変形等の不具合を生じさせることなく複合材料成形品２０を脱型することができる。
【００７８】
（変形例について）
上述した実施形態では、複合材料成形品２０として、一対の壁部２４が本体部２３に対して交差する方向に伸びている、いわゆるハット形状を示したが、本発明はこの場合に限定されない。１個の壁部２４が本体部２３に対して交差する方向に伸びている断面Ｌ字形状を有する複合材料成形品２０にも適用することができる。３個以上の壁部２４が本体部２３に対して交差する方向に伸びている形状を有する複合材料成形品２０にも適用することができる。
【００７９】
上述した実施形態では、複合材料組立体１０として車体のフロアトンネルを例に挙げたが、本発明はこの場合に限定されないことは言うまでもない。複合材料から形成された成形品と、この成形品を取り付ける他の部品３０とから構成される組立体に広く適用することができる。
【００８０】
上述した実施形態では、本体部２３に接触するイジェクターピン１６１を備える成形型１１０を例に挙げて説明したが、本発明はこの場合に限定されない。ボス部２５によって壁部２４の面剛性を高めることができるため、本体部２３に接触するイジェクターピン１６１を設けずに、ボス部２５の当接面２６に接触するイジェクターピン１６１のみを設けた成形型１１０とすることもできる。
【符号の説明】
【００８１】
１０      複合材料組立体、
２０      複合材料成形品、
２１      強化基材、
２２      樹脂、
２３      本体部、
２３ｂ    本体部の裏面、
２４      壁部、
２４ｂ    壁部の裏面、
２４ｃ    壁部の端面、
２５      ボス部、
２６      当接面、
２７      位置決め部、
３０      ベース部品（他の部品）、
３３      係合部、
４０      接着剤、
４１      複合材料成形品における壁部の裏面とベース部品（他の部品）との間の隙間、
１００    成形装置、
１１０    成形型、
１２０    上型、
１２１    注入口、
１２２    凹部、
１２３    第１の成形面、
１３０    下型、
１３２    凸部、
１３３    第２の成形面、
１３４    凹溝、
１４０    キャビティ、
１５０    樹脂注入部、
１６０    イジェクト部、
１６１    イジェクターピン、
１６２    イジェクターピンの先端、
１６３    駆動部、
１６５    スリーブ、
１６６    Ｏリング、
１７０    制御部。
【図１Ａ】
2018196967.tif 000003
【図１Ｂ】
2018196967.tif 000004
【図２Ａ】
2018196967.tif 000005
【図２Ｂ】
2018196967.tif 000006
【図２Ｃ】
2018196967.tif 000007
【図３Ａ】
2018196967.tif 000008
【図３Ｂ】
2018196967.tif 000009
【図４】
2018196967.tif 000010
【図５】
2018196967.tif 000011
【図６】
2018196967.tif 000012
【図７Ａ】
2018196967.tif 000013
【図７Ｂ】
2018196967.tif 000014
【図７Ｃ】
2018196967.tif 000015
【図７Ｄ】
2018196967.tif 000016
【図７Ｅ】
2018196967.tif 000017
【図８Ａ】
2018196967.tif 000018
【図８Ｂ】
2018196967.tif 000019
【図９】
2018196967.tif 000020