(57)【要約】【課題】中空構造を有する樹脂体同士を一体に組み合わせた状態で１回の加熱成形により成形することができる樹脂成形体を提供する。【解決手段】樹脂成形体１０を、樹脂が含浸された補強繊維３２により表面が覆われたコア材３０及びその両側に配置され中空構造を有する樹脂製の第１中空材２６の厚さ方向の両端面に樹脂製の支持側第１表面材２２及び支持側第２表面材２４が接合された第１樹脂体２０と、中空構造を有する樹脂製の第２中空材４６の厚さ方向の両端面に樹脂製の表面材である被支持側第１表面材４２及び被支持側第２表面材４４がそれぞれ接合されることにより形成され、支持側第２表面材２４がコア材３０に接合されている位置において支持側第２表面材２４の当該接合部分と反対側の面に側面が接合された状態で第１樹脂体２０と一体で加熱成形される第２樹脂体４０と、を含んで成形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の表面材である支持側第１表面材の厚さ方向の一方の面に、樹脂が含浸された補強繊維により表面が覆われたコア材及び前記コア材の両側に配置され中空構造を有する樹脂製の第１中空材の厚さ方向の一方の端面がそれぞれ接合され、前記コア材及び前記第１中空材の厚さ方向の他方の端面に、樹脂製の表面材である支持側第２表面材の厚さ方向の一方の面が接合された第１樹脂体と、
中空構造を有する樹脂製の第２中空材の厚さ方向の両側の端面に樹脂製の表面材である被支持側第１表面材及び被支持側第２表面材の厚さ方向の一方の面がそれぞれ接合されることにより形成され、前記支持側第２表面材が前記コア材に接合されている位置において前記支持側第２表面材の厚さ方向の他方の面に側面が接合された状態で前記第１樹脂体と一体で加熱成形される第２樹脂体と、
を含んで成形された樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、押し出し成形等により基板部と中空構造部が一体的に接続された熱可塑性樹脂中空成形体が開示されている。この熱可塑性樹脂中空成形体によれば、基板部と中空構造部とが補強材等を用いることなく一体的に接続され、気密性を有する成形体を成形することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開Ｈ１０−２６６８８９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、例えば、内部にハニカム構造などの中空構造を有する板状の樹脂体を成形することは容易ではない。さらに、このような中空構造を有する板状の樹脂体同士を、例えば、略Ｔ字状に組み合わせた樹脂成形体に成形することも困難である。また、オートクレーブ工法等により樹脂成形体を加熱成形する場合であっても、加熱成形前の中空構造を有する樹脂体は、中空部の軸方向に作用する圧縮荷重に対する剛性が低い。従って、オートクレーブ工法等により樹脂成形体を加熱成形する場合は、一方の樹脂体を加熱成形した後に、加熱成形された一方の樹脂体に加熱前の他方の樹脂体を接合して更に加熱成形をする必要がある。このため、中空構造を有する樹脂体同士を一体に組み合わせた状態で１回の加熱成形により樹脂成形体を成形するうえで改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮し、中空構造を有する樹脂体同士を一体に組み合わせた状態で１回の加熱成形により成形することができる樹脂成形体を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の樹脂成形体は、樹脂製の表面材である支持側第１表面材の厚さ方向の一方の面に、樹脂が含浸された補強繊維により表面が覆われたコア材及び前記コア材の両側に配置され中空構造を有する樹脂製の第１中空材の厚さ方向の一方の端面がそれぞれ接合され、前記コア材及び前記第１中空材の厚さ方向の他方の端面に、樹脂製の表面材である支持側第２表面材の厚さ方向の一方の面が接合された第１樹脂体と、中空構造を有する樹脂製の第２中空材の厚さ方向の両側の端面に樹脂製の表面材である被支持側第１表面材及び被支持側第２表面材の厚さ方向の一方の面がそれぞれ接合されることにより形成され、前記支持側第２表面材が前記コア材に接合されている位置において前記支持側第２表面材の厚さ方向の他方の面に側面が接合された状態で前記第１樹脂体と一体で加熱成形される第２樹脂体と、を含んで成形されている。
【０００７】
請求項１に記載の樹脂成形体によれば、第２樹脂体の側面が第１樹脂体の支持側第２表面材に接合される位置の第１樹脂体の内部には、コア材が設けられているため、第１樹脂体に接合された第２樹脂体は、支持側第２表面材を介してコア材に支持される。このため、加熱成形前の圧縮荷重に対して剛性が低い第１樹脂体の第１中空材には第２樹脂体からの負荷がかからず、第１樹脂体は変形しない。これにより、中空構造を有する樹脂体同士を一体に組み合わせた状態で樹脂成形体を加熱成形することができる。
【０００８】
また、請求項１に記載の樹脂成形体によると、第１樹脂体に第２樹脂体が接合した状態で加熱成形されるため、第１樹脂体又は第２樹脂体の一方の樹脂体を単独で加熱成形した後に、他方の樹脂体を接合して更に加熱成形するといった複数回の加熱成形が不要となる。これにより、１回の加熱成形により中空構造を有する樹脂体同士が一体に組み合わされた樹脂成形体を成形することができる。
【０００９】
さらに、請求項１に記載の樹脂成形体は、加熱前の第１樹脂体の表面に加熱前の第２樹脂体が取り付けられた状態で加熱成形をすることができる。従って、加熱前の樹脂成形体の形状を維持するために、例えば、第１樹脂体に切欠きを設けて、第２樹脂体を第１樹脂体に差し込むことにより組み合わせたりする必要がない。このため、第１樹脂体及び第２樹脂体を切断等することなく一体で加熱成形をすることができ、第１樹脂体及び第２樹脂体の曲げ強度等を低下させることがない。これにより、成形後の樹脂成形体の曲げ強度等を十分に確保することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明に係る樹脂成形体は、中空構造を有する樹脂体同士を一体に組み合わせた状態で１回の加熱成形により成形することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る樹脂成形体を斜め上方側から見た概略斜視図である。
【図２】図１に示されたＡ−Ａ線に沿って樹脂成形体を切断した概略断面図である。
【図３】第１対比例である従来技術に係る樹脂成形体を斜め上方側から見た概略斜視図である。
【図４】図３に示されたＢ−Ｂ線に沿って樹脂成形体を切断した概略断面図である。
【図５】第２対比例である従来技術に係る樹脂成形体を斜め上方側から見た概略斜視図である。
【図６】図５に示されたＣ−Ｃ線に沿って樹脂成形体を切断した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１及び図２を用いて、本発明の実施形態に係る樹脂成形体について説明する。以下の図において、矢印ＵＰは成形体上方側を示し、矢印Ｌは成形体長さ方向を示し、矢印Ｗは成形体幅方向を示している。
【００１３】
図１に示されるように本実施形態に係る樹脂成形体１０は、成形体下方側に設けられた第１樹脂体２０と成形体長さ方向に沿って延在され、第１樹脂体２０の成形体上方側に側面部４０Ａが接合された第２樹脂体４０により、成形体正面視による外形が略逆Ｔ字形になるように成形されている。また、第２樹脂体４０の厚さ方向（成形体幅方向）両外側には、第１樹脂体２０から第２樹脂体４０に跨って第１オーバーレイ５２及び第２オーバーレイ５４が、第１樹脂体２０と第２樹脂体４０との継ぎ目を外側から塞ぐようにそれぞれ配置されている。
【００１４】
成形体長さ方向かつ成形体幅方向に延在された第１樹脂体２０は、熱硬化性樹脂が炭素繊維により強化された熱硬化性繊維強化樹脂製の表面材である支持側第１表面材２２と、熱硬化性繊維強化樹脂製の表面材である支持側第２表面材２４と、これらの間に配置されたコア材３０及び第１中空材２６と、を含んで構成されている。
【００１５】
成形体長さ方向かつ成形体幅方向に延在された支持側第１表面材２２の厚さ方向の一方の面である成形体上方側の面の成形体幅方向略中央部に、正面視で略矩形状に形成され、成形体長さ方向に延在された鋼製のコア材３０が配置されている。コア材３０は、熱硬化性樹脂が含浸された炭素繊維（プリプレグ）で形成された補強繊維３２により成形体幅方向両側及び成形体上下方向両側の表面が覆われている。このため、コア材３０の厚さ方向の一方の端面である成形体下方側の側面は、補強繊維３２を介して支持側第１表面材２２の成形体上方側の面に接合されている。
【００１６】
図２に示されるように、コア材３０の成形体幅方向の両側には、成形体長さ方向かつ成形体幅方向に延在された中空構造を有する熱硬化性繊維強化樹脂製の第１中空材２６が配置されている。第１中空材２６は、第１樹脂体２０の厚さ方向の一方の端面である成形体下方側の端面が支持側第１表面材２２の成形体上方側の面に接合されている。
【００１７】
第１中空材２６の内部には、第１中空材２６の厚さ方向（成形体上下方向）を長手方向とする第１壁部２６Ａが連続的に結合されることによりハニカム構造の中空構造が形成されている。具体的には、第１壁部２６Ａの短手方向端部が連続的に結合されることにより、第１壁部２６Ａに囲まれた内部には、第１中空材２６の厚さ方向を軸方向とする略六角形柱状の空間である第１中空部２６Ｂが形成されている。
【００１８】
コア材３０及び第１中空材２６の成形体上方側には、成形体長さ方向かつ成形体幅方向に延在された支持側第２表面材２４が配置されている。支持側第２表面材２４の厚さ方向の一方の端面である成形体下方側の面は、コア材３０及び第１中空材２６の成形体上方側の端面に接合されている。
【００１９】
支持側第２表面材２４の成形体幅方向端部の延在部２４Ａは、支持側第１表面材２２へ向けて成形体下方側に延在され、支持側第１表面材２２の成形体上方側の面に接合されている。これにより、第１樹脂体２０を成形体上下方向かつ成形体幅方向に沿って切断した断面は、支持側第１表面材２２と支持側第２表面材２４とにより閉断面に形成されている。
【００２０】
なお、ここでは、コア材３０の材質は、鋼製として説明したが、これに限らず、樹脂成形体を成形する際の加熱により変形しない材質で形成されていればよく、一例として、鉄鋼以外の金属（例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金等）、予め加熱成形された熱硬化性樹脂（例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂）、熱硬化性樹脂が母材とされて予め加熱成形されたＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）やＧＦＲＰ（ガラス繊維強化樹脂）等が適用されてもよい。
【００２１】
また、ここでは、支持側第１表面材２２、支持側第２表面材２４及び第１中空材２６の熱硬化性繊維強化樹脂は、炭素繊維を用いて強化されているとして説明したが、これに限らず、目的に応じて他の繊維を用いて強化されてもよく、一例として、ガラス繊維、金属繊維並びにアラミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維及びレーヨン繊維の樹脂繊維等が挙げられる。
【００２２】
図１に示されるように、成形体長さ方向を長手方向として、成形体長手方向に延在された第２樹脂体４０は、成形体幅方向を厚さ方向とし、厚さ方向の一方の端部に配置された熱硬化性繊維強化樹脂製の表面材である被支持側第１表面材４２と、厚さ方向の他方の端部に配置された熱硬化性繊維強化樹脂製の表面材である被支持側第２表面材４４と、これらの間に配置された第２中空材４６と、を含んで構成されている。
【００２３】
図２に示されるように、成形体長さ方向を長手方向として、成形体長手方向に延在された第２中空材４６は、第２樹脂体４０の厚さ方向の端面である成形体幅方向両側の端面が、被支持側第１表面材４２及び被支持側第２表面材４４にそれぞれ接合されている。
【００２４】
第２中空材４６の内部には、第２中空材４６の厚さ方向（成形体幅方向）を長手方向とする第２壁部４６Ａが連続的に結合されることによりハニカム構造の中空構造が形成されている。具体的には、第２壁部４６Ａの短手方向端部が連続的に結合されることにより、第２壁部４６Ａに囲まれた内部には、第２中空材４６の厚さ方向を軸方向とする略六角形柱状の空間である第２中空部４６Ｂが形成されている。
【００２５】
第２樹脂体４０は、支持側第２表面材２４がコア材３０と接合されている位置において支持側第２表面材２４の厚さ方向の他方の面である成形体上方側の面に、第２樹脂体４０の成形体下方側の側面が接合されている。
【００２６】
また、被支持側第１表面材４２及び被支持側第２表面材４４から支持側第２表面材２４へ跨り、熱硬化性樹脂が含浸されたプリプレグで形成された第１オーバーレイ５２及び第２オーバーレイ５４が、第１樹脂体２０と第２樹脂体４０との接合部分の成形体幅方向両外側を塞ぐようにそれぞれ配置されている。これらの構成により、第１樹脂体２０と第２樹脂体４０とが組み合わされた樹脂成形体１０は、成形体正面視による外形が逆Ｔ字形状となるように成形されている。
【００２７】
なお、ここでは、被支持側第１表面材４２、被支持側第２表面材４４及び第２中空材４６の熱硬化性繊維強化樹脂は、炭素繊維を用いて強化されているとして説明したが、これに限らず、目的に応じて他の繊維を用いて強化されてもよく、一例として、ガラス繊維、金属繊維並びにアラミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維及びレーヨン繊維の樹脂繊維等が挙げられる。
【００２８】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２９】
（第１対比例）
はじめに、図３及び図４に示された第１対比例及び後述する図５及び図６に示された第２対比例との比較を通じて、本実施形態に係る樹脂成形体の作用並びに効果について説明する。なお、前述した本実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図３及び図４に示されるように、第１対比例に係る樹脂成形体７０は、本実施形態と同様に、成形体下方側に設けられた第１樹脂体７２と第１樹脂体７２の長手方向に沿って側面部４０Ａが第１樹脂体７２の成形体上方側に接合された第２樹脂体４０とによって、成形体正面視による外形が略逆Ｔ字形となるように成形されている。
【００３１】
ここで、第１対比例に係る樹脂成形体７０では、第１樹脂体７２にコア材が設けられず、支持側第１表面材２２と支持側第２表面材２４との間には、第１中空材２６だけが配置されている。このため、第２樹脂体４０が支持側第２表面材２４の成形体上方側の面に接合されている位置において、支持側第２表面材２４の成形体下方側の面には第１中空材２６が接合されている。
【００３２】
中空構造を有する第１中空材２６は、加熱成形前では、厚さ方向（成形体上下方向）からの圧縮荷重に対する剛性が低い。このため、加熱成形前の第１樹脂体７２に第２樹脂体４０が接合されると、第２樹脂体４０の重力による圧縮荷重が作用された第１中空材２６は座屈変形するため、第１樹脂体７２は形状を維持することができなくなる。これにより、第１樹脂体７２に第２樹脂体を当接させた状態で一体に加圧成形及び加熱成形をすることができない。
【００３３】
従って、第１対比例に係る樹脂成形体７０では、第１樹脂体７２を単独で加熱成形した後に、第２樹脂体４０を第１樹脂体７２の成形体上方側に配置して再度加熱成形をするという複数回の加熱成形が必要となる。これにより、本実施形態に係るに係る樹脂成形体１０と比較して、作業工数が増加すると共に製造コストが増加する。
【００３４】
（第２対比例）
さらに、図５及び図６に示された第２対比例について説明する。なお、前述した本実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図５及び図６に示されるように、第２対比例に係る樹脂成形体８０も、本実施形態と同様に、成形体下方側に設けられた第１樹脂体８２と第１樹脂体８２の長手方向に沿って側面部４０Ａが第１樹脂体８２に接合された第２樹脂体４０とによって、成形体正面視による外形が逆Ｔ字形となるように成形されている。
【００３６】
第２対比例に係る樹脂成形体８０では、第２樹脂体４０の側面部４０Ａが、支持側第１表面材２２の成形体上方側の面に接合されている。第２樹脂体４０には、被支持側第１表面材４２及び被支持側第２表面材４４から支持側第１表面材２２へ跨って熱硬化性樹脂が含浸されたプリプレグで形成された第３オーバーレイ８４が支持側第１表面材２２と第２樹脂体４０との接合部分の成形体幅方向の両外側を塞ぐように配置されている。
【００３７】
第３オーバーレイ８４が配置された第２対比例に係る樹脂成形体８０では、第３オーバーレイ８４が配置された支持側第１表面材２２及び第２樹脂体４０だけを最初に加熱成形する必要がある。最初の加熱成形後に、加熱成形された第３オーバーレイ８４の成形体幅方向外側の支持側第１表面材２２の成形体上方側の面に第１中空材２６が配置され、第１中空材２６の成形体上方側の端面には成形体幅方向略中央部で分割された支持側第２表面材８６の厚さ方向の成形体下側の面が接合されている。支持側第２表面材８６の成形体幅方向外側の延在部８６Ａは、支持側第１表面材２２の成形体上方側の面に接合されている。
【００３８】
従って、第２対比例に係る樹脂成形体８０は、第１中空材２６と支持側第２表面材８６とが配置された状態で再度加熱成形されるため、複数回の加熱成形が必要となる。これにより、本実施形態に係るに係る樹脂成形体１０と比較して、作業工数が増加すると共に製造コストが増加する。
【００３９】
また、支持側第２表面材８６は、成形体幅方向略中央部で分割されているため、分割されていない場合と比べて第１樹脂体８２の曲げ強度等が低下する。これにより、分割された支持側第２表面材８６を用いて成形された第２対比例に係る樹脂成形体８０は、本実施形態の樹脂成形体１０と比較して曲げ強度等が低下する。
【００４０】
これに対して、コア材３０が配置された第１樹脂体２０の成形体上方側に第２樹脂体４０が接合された本実施形態に係る樹脂成形体１０は、第１樹脂体２０と第２樹脂体４０とを一体に組み合わせた状態でオートクレーブ工法により加熱成形される。
【００４１】
本実施形態の樹脂成形体１０によれば、第２樹脂体４０は、支持側第２表面材２４の厚さ方向の一方の面である成形体下方側の面がコア材３０と接合されている位置において支持側第２表面材２４の厚さ方向の他方の面である成形体上方側の面に接合されている。このため、第２樹脂体４０による重力は、支持側第２表面材２４を介してコア材３０に作用するため、第１中空材２６に作用する荷重は生じない。これにより、中空構造を有する樹脂体同士を一体に組み合わせた状態で樹脂成形体１０を成形することができる。
【００４２】
本実施形態の樹脂成形体１０によると、第１樹脂体２０の成形体上方側に第２樹脂体４０を一体に組み合わせた状態で樹脂成形体１０を加熱成形することができるため、１回の加熱成形により中空構造を有する樹脂体が組み合わされた樹脂成形体を成形することができる。
【００４３】
また、本実施形態の樹脂成形体１０によると、第１樹脂体２０及び第２樹脂体４０を切断等することなく一体で加熱成形をすることができ、第１樹脂体２０及び第２樹脂体４０の曲げ強度等を低下させることがない。これにより、成形後の樹脂成形体１０の曲げ強度等を十分に確保することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態の樹脂成形体１０は、被支持側第１表面材４２及び被支持側第２表面材４４から支持側第２表面材２４へ跨り、プリプレグで形成された第１オーバーレイ５２及び第２オーバーレイ５４が、第１樹脂体２０と第２樹脂体４０との継ぎ目の成形体幅方向の両外側を塞ぐようにそれぞれ配置されている。これにより、第１樹脂体２０と第２樹脂体４０とが組み合わされた状態を一層安定させた状態で樹脂成形体１０を加熱成形をすることができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態の樹脂成形体は、中空構造を有する樹脂体同士を一体に組み合わせた状態で１回の加熱成形により成形することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態の樹脂成形体１０では、支持側第２表面材２４の延在部２４Ａと支持側第１表面材２２とが接合されて第１樹脂体２０が形成されている。これにより、延在部２４Ａと支持側第１表面材２２とが接合されていない場合に比べて第１樹脂体２０の強度を向上させることができる。
【００４７】
また、本実施形態の樹脂成形体１０では、一方の樹脂体のコア材３０が配置されている位置に他方の樹脂体を接合させればよいため、加熱成形の前であっても部品の組み合わせを容易に行うことができる。なお、本実施形態の樹脂成形体１０では、コア材３０は支持側第１表面材２２の成形体上方側の面の成形体幅方向略中央部に配置されているとしたが、これに限らず、コア材は、支持側第１表面材２２の成形体幅方向略中央部以外の位置に配置されてもよい。これにより、本実施形態の樹脂成形体１０によれば、中空構造を有する樹脂体を多岐に組み合わせて樹脂成形体を成形することができる。
【００４８】
なお、本実施形態の樹脂成形体１０では、第１樹脂体２０と第２樹脂体４０との接合部分を安定させるために第１オーバーレイ５２及び第２オーバーレイ５４が用いられているとしたが、これに限らず、第１樹脂体２０の側面部２０Ａと第２樹脂体４０の支持側第２表面材２４との間に接着剤が設けられて固定されてもよい。
【００４９】
また、ここでは、第１中空材２６と第２中空材４６の中空構造はハニカム構造により形成されているとして説明したが、これに限らず、壁部が波形に形成され、空間部の軸方向がコア材の厚さ方向となるように配置されたコルゲート構造や成形体側面視で波形或いは略ハット形に形成された壁部が組み合わされて空間部が形成され、空間部の軸方向がコア材の長手方向又は短手方向となるように形成されたモノリシック構造により中空構造が形成されてもよい。
【００５０】
さらに、ここでは、支持側第１表面材２２、支持側第２表面材２４、被支持側第１表面材４２、被支持側第２表面材４４は、熱硬化性繊維強化樹脂を用いて成形されているとしたが、これに限らず、熱可塑性繊維強化樹脂を用いて成形されてもよい。本実施形態で用いることができる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂及びポリプロピレン（ＰＰ）樹脂が挙げられる。
【符号の説明】
【００５１】
１０   樹脂成形体
２０   第１樹脂体
２２   支持側第１表面材
２４   支持側第２表面材
２６   第１中空材
３０   コア材
３２   補強繊維
４０   第２樹脂体
４２   被支持側第１表面材
４４   被支持側第２表面材
４６   第２中空材
５２   第１オーバーレイ
５４   第２オーバーレイ
【図１】
2019119076.tif 000003
【図２】
2019119076.tif 000004
【図３】
2019119076.tif 000005
【図４】
2019119076.tif 000006
【図５】
2019119076.tif 000007
【図６】
2019119076.tif 000008