(57)【要約】【課題】末端部が意匠面側に現れないように、補強繊維シート同士が互いに繋ぎ合せられた繊維強化樹脂部材等の提供。【解決手段】本発明の繊維強化樹脂部材１は、各々が補強繊維を含むと共に、各々の端領域が互いに重なった状態で互いに繋ぎ合せられる複数の補強繊維シート５（５１，５２）と、補強繊維シート５（５１，５２）を包むように補強繊維シート５（５１，５２）に含浸させた樹脂の硬化物からなり、補強繊維シート５（５１，５２）の一方の面側に意匠面３を形成する樹脂部６とを備える。互いに重なった端領域５１ａ，５２ａのうち、意匠面３側から重なる上側端領域５１ａの末端部５１ａ１が意匠面３側に現れないように、上側端領域５１ａが巻き付けられる芯部材７を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が補強繊維を含むと共に、各々の端領域が互いに重なった状態で互いに繋ぎ合せられる複数の補強繊維シートと、
前記補強繊維シートを包むように前記補強繊維シートに含浸させた樹脂の硬化物からなり、前記補強繊維シートの一方の面側に意匠面を形成する樹脂部とを備える繊維強化樹脂部材であって、
互いに重なった前記端領域のうち、前記意匠面側から重なる上側端領域の末端部が前記意匠面側に現れないように、前記上側端領域が巻き付けられる芯部材を備えることを特徴とする繊維強化樹脂部材。
【請求項２】
前記上側端領域は、前記芯部材に巻き付けられた状態で段差部をなし、
前記意匠面は、前記段差部に倣った形状の部分を含む請求項１に記載の繊維強化樹脂部材。
【請求項３】
前記樹脂硬化物が、熱硬化性樹脂からなる請求項１又は２に記載の繊維強化樹脂部材。
【請求項４】
ＲＴＭ法を用いて成形される請求項１〜３の何れか一項に記載の繊維強化樹脂部材。
【請求項５】
型開き時に、補強繊維を含む複数の補強繊維シートが、各々の端領域が互いに重なった状態で互いに繋ぎ合せられるように、成形型の型面に倣うように前記成形型内に配置されるシート配置工程と、
型締め後、前記補強繊維シートが覆われると共に前記補強繊維シートに含浸されるように前記成形型内に未硬化の樹脂が注入される樹脂注入工程と、
前記成形型内の前記樹脂を硬化させる樹脂硬化工程とを備える繊維強化樹脂部材の製造方法であって、
前記シート配置工程において、互いに重なった前記端領域のうち、上側から重なる上側端領域の末端部が露出しないように前記上側端領域が芯部材に巻き付けられた状態とされることを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化シートが配置された成形型のキャビティ内に未硬化の樹脂を注入し、その樹脂を補強繊維シートに含浸させた状態で硬化させることにより、繊維強化樹脂部材を得る成形方法が知られている（例えば、特許文献１）。そのような成形方法の一例として、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）法が挙げられる。
【０００３】
補強繊維シートとしては、カーボン繊維やガラス繊維等の補強繊維からなる織物や編物等が利用される。なお、樹脂が透明な場合、補強繊維シートは繊維強化樹脂部材の外側から見えるため、強繊維シートの織物等の模様がそのまま繊維強化樹脂部材の意匠の一部として用いられることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７４７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
補強繊維シートは、強度的に優れる反面、柔軟性に乏しいため、成形型内において、段差等の平坦ではない部分を有する型面に追従させることが難しい。補強繊維シートが型面に追従しないと、成形品に樹脂ムラ（樹脂過多部又は樹脂過少部）が形成される虞がある。
【０００６】
そのため、このような成形型の型面に追従できるように、補強繊維シートとしては、型面の平坦な部分毎に分割された複数のシート片を互いに繋ぎ合せたものが利用されている。この場合、段差等の平坦ではない部分に、隣り合ったシート片の端部同士を重ねた部分が割り当てられる。
【０００７】
しかしながら、補強繊維シート（シート片）の末端部は、ほつれ等が生じ易いため、末端部のほつれ等が意匠面側に現れると、繊維強化樹脂部材の意匠を損なう虞があった。
【０００８】
本発明の目的は、末端部が意匠面側に現れないように、補強繊維シート同士が互いに繋ぎ合せられた繊維強化樹脂部材及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る繊維強化樹脂部材は、各々が補強繊維を含むと共に、各々の端領域が互いに重なった状態で互いに繋ぎ合せられる複数の補強繊維シートと、前記補強繊維シートを包むように前記補強繊維シートに含浸させた樹脂の硬化物からなり、前記補強繊維シートの一方の面側に意匠面を形成する樹脂部とを備える繊維強化樹脂部材であって、互いに重なった前記端領域のうち、前記意匠面側から重なる上側端領域の末端部が前記意匠面側に現れないように、前記上側端領域が巻き付けられる芯部材を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記繊維強化樹脂部材では、互いに重なった補強繊維シートの端領域のうち、意匠面側から重なる上側端領域の末端部が意匠面側に現れないように、芯部材によって上側端領域が巻き付けられる。そのため、前記繊維強化樹脂部材は、ほつれ等の有無にかかわらず、末端部が意匠面側に現れないため、末端部（ほつれ等）により意匠が損なわれることが防止される。
【００１１】
また、前記繊維強化樹脂部材では、補強繊維シートが互いに繋ぎ合せられた部分に、芯部材が配置されるため、補強繊維シートの繋ぎ目の強度を向上させることができる。
【００１２】
前記繊維強化樹脂部材において、前記上側端領域は、前記芯部材に巻き付けられた状態で段差部をなし、前記意匠面は、前記段差部に倣った形状の部分を含んでもよい。
【００１３】
前記繊維強化樹脂部材において、前記樹脂硬化物が、熱硬化性樹脂からなるものであってもよい。
【００１４】
前記繊維強化樹脂部材において、ＲＴＭ法を用いて成形されるものであってもよい。
【００１５】
また、本発明に係る繊維強化樹脂部材の製造方法は、型開き時に、補強繊維を含む複数の補強繊維シートが、各々の端領域が互いに重なった状態で互いに繋ぎ合せられるように、成形型の型面に倣うように前記成形型内に配置されるシート配置工程と、型締め後、前記補強繊維シートが覆われると共に前記補強繊維シートに含浸されるように前記成形型内に未硬化の樹脂が注入される樹脂注入工程と、前記成形型内の前記樹脂を硬化させる樹脂硬化工程とを備える繊維強化樹脂部材の製造方法であって、前記シート配置工程において、互いに重なった前記端領域のうち、上側から重なる上側端領域の末端部が露出しないように前記上側端領域が芯部材に巻き付けられた状態とされることを特徴とする。
【００１６】
前記繊維強化樹脂部材の製造方法では、シート配置工程において、互いに重なった補強繊維シートの端領域のうち、上側から重なる上側端領域の末端部が露出しないように上側端領域が芯部材に巻き付けられた状態とされる。このような製造方法で製造される繊維強化樹脂部材は、ほつれ等の有無にかかわらず、末端部が上側（意匠面側）に現れないため、末端部（ほつれ等）により意匠が損なわれることが防止される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、末端部が意匠面側に現れないように、補強繊維シート同士が互いに繋ぎ合せられた繊維強化樹脂部材及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る繊維強化樹脂部材の部分斜視図
【図２】繊維強化樹脂部材を成形するための成形型の断面図
【図３】シート配置工程時の成形型等の部分断面図
【図４】樹脂注入工程時の成形型等の部分断面図
【図５】樹脂硬化工程時の成形型等の断面図
【図６】実施形態２におけるシート配置工程時の成形型等の部分断面図
【図７】実施形態３におけるシート配置工程時の成形型等の部分断面図
【図８】実施形態４におけるシート配置工程時の成形型等の部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１を、図１乃至図５を参照しつつ説明する。本実施形態では、繊維強化樹脂部材、及び繊維強化樹脂部材の製造方法について例示する。先ず、図１を参照しつつ、本実施形態の繊維強化樹脂部材について説明する。
【００２０】
〔繊維強化樹脂部材〕
図１は、本実施形態に係る繊維強化樹脂部材１の部分斜視図である。繊維強化樹脂部材１は、車両用シートの一部を構成するものであり、段差部２を備えている。図１には、意匠面３側から見た状態の繊維強化樹脂部材１が示されている。繊維強化樹脂部材１は、後述するように、ＲＴＭ法を利用した製造方法によって製造される。
【００２１】
繊維強化樹脂部材１は、補強繊維シート５と、補強繊維シート５に含浸された後、硬化される熱硬化性樹脂からなる樹脂部６とを備えている。
【００２２】
補強繊維シート５は、炭素繊維の織物からなる。補強繊維シート５は、段差部２を境界とするように分割された複数の補強繊維シート（以下、シート片）５１，５２から構成される。つまり、補強繊維シート５は、複数のシート片５１，５２を互いに繋ぎ合せたものからなる。
【００２３】
段差部２を挟んで隣り合ったシート片５１，５２のうち、段差部２の上方側に配される一方のシート片５１は、末端部５１ａ１が意匠面３側に露出しないように、端領域５１ａ（上側端領域の一例）が芯部材７に巻き付けられる形でシート片５１の裏面側に折り曲げられている。なお、シート片５１の末端部５１ａ１は、端領域５１ａの末端部でもある。
【００２４】
芯部材７は、末端部５１ａ１が意匠面３側に露出しないように、端領域５１ａを裏面４側に折り曲げた状態で保持する部材である。芯部材７は、繊維強化樹脂部材１の成形時に形状を保ち得る部材（例えば、耐熱性を有する熱可塑性樹脂等のプラスチック部材）からなる。
【００２５】
また、芯部材７は、シート片５１の末端部５１ａ１に沿って細長く延びた形（所謂、長手状）をなしている。本実施形態の芯部材７の断面形状は、縦長の矩形状をなしている。
【００２６】
芯部材７とシート片５１の端領域５１ａ（末端部５１ａ１）は、成形時において、成形型内に配置される前に、予め互いに固定されていることが好ましい。本実施形態の場合、芯部材７の表面及び／又は端領域５１ａの表面には、所定の接着剤が塗布されており、この接着剤を利用してそれらが互いに固定されている。なお、芯部材７とシート片５１の端領域５１ａは、最終的に硬化した熱硬化性樹脂により、互いに固定される。
【００２７】
これに対し、段差部２を挟んで隣り合ったシート片５１，５２のうち、段差部２の下方側に配される他方のシート片５２は、末端部５２ａ１が意匠面３側に露出しないように、端領域５２ａが、芯部材７に巻き付けられているシート片５１の端領域５１ａと重なりつつシート片５１の裏面側に向って立ち上がるように折り曲げられている。
【００２８】
成形時において、成形型内に配置される際、シート片５２の端領域５２ａとシート片５１の端領域５１ａとは、接着剤等を利用して互いに簡易的に固定されてもよい。なお、シート片５１，５２同士は、最終的に硬化した熱硬化性樹脂により、互いに固定される。
【００２９】
樹脂部６を構成する熱硬化性樹脂としては、ＲＴＭ法で一般的に用いられるもの（例えば、エポキシ樹脂）が用いられる。なお、熱硬化性樹脂としては、無色透明なものが利用されてもよいし、着色剤が添加されているものが利用されてもよい。
【００３０】
繊維強化樹脂部材１において、樹脂部６を構成する熱硬化性樹脂の硬化物は、補強繊維シート５の内部のみならず、補強繊維シート５の表面を覆うように（補強繊維シート５を包むように）形成されている。つまり、補強繊維シート５は、熱硬化性樹脂の硬化物（つまり、樹脂部６）中に閉じ込められた状態となっている。なお、繊維強化樹脂部材１の意匠面３は、樹脂部６によって形成されている。また、繊維強化樹脂部材１の裏面４も樹脂部６によって形成されている。
【００３１】
段差部２の凹角部２１では、芯部材７に巻き付けられているシート片５１の端領域５１ａとシート片５２とが略直角に交わっている。なお、シート片５１の端領域５１ａは、芯部材７に巻き付けられた状態で、段差部５ａをなしている。段差部２は、シート片５１の段差部５ａの形状に倣った形をなしている。
【００３２】
また、段差部２の凸角部２２では、断面矩形状の芯部材７に固定されているシート片５１の端領域５１ａの一部が略直角に折り曲げられた状態となっている。
【００３３】
このような繊維強化樹脂部材１では、互いに重なったシート片（補強繊維シート）５１，５２の端領域５１ａ，５２ａのうち、意匠面３側から重なる端領域（上側端領域）５１ａの末端部５１ａ１が意匠面３側に現れないように、末端部５１ａ１がシート片５１の裏側に配される形で、芯部材７によって端領域５１ａが巻き付けられる。そのため、繊維強化樹脂部材１は、ほつれ等の有無にかかわらず、末端部５１ａ１が意匠面側に現れないため、末端部５１ａ１（ほつれ等）により意匠が損なわれることが防止される。なお、シート片５２の端領域５２ａの末端部５２ａ１も、シート片５１の裏側に配され、意匠面３側に露出することが防止されている。
【００３４】
また、繊維強化樹脂部材１では、段差部２を挟んで隣り合ったシート片５１，５２の境界線Ｘが、段差部２の凹角部２１に配置される。そのため、繊維強化樹脂部材１を意匠面３側から見た際、シート片５１，５２同士の繋ぎ目が目立たず、意匠性の低下が抑制される。
【００３５】
また、繊維強化樹脂部材１では、シート片（補強繊維シート）５１，５２が互いに繋ぎ合せられた部分に、芯部材７が配置されるため、シート片（補強繊維シート）５１，５２の繋ぎ目の強度を向上させることができる。
【００３６】
〔製造方法〕
次いで、図２乃至図５を参照しつつ、本実施形態の繊維強化樹脂部材の製造方法について説明する。図２は、繊維強化樹脂部材１を成形するための成形型８等の断面図である。本実施形態の製造方法は、ＲＴＭ法を応用したものであり、成形型８が利用される。
【００３７】
成形型８は、下型８１と上型８２とを備えており、それらが型締め及び型開きするように制御される。図２には、型締め時の成形型８が示されている。下型８１は、主として、繊維強化樹脂部材１の裏面４側を成形するものであり、型面８１ａの中央部分が凸状に盛り上がった形をなしている。これに対し、上型８２は、主として、繊維強化樹脂部材１の意匠面３側を成形するものであり、型面８２ａの中央部分が凹状に窪んだ形をなしている。
【００３８】
下型８１の型面８１ａと、上型８２の型面８２ａとで囲まれた空間が成形型８のキャビティＣを構成する。図２に示されるように、下型８１の型面８１ａと、上型８２の型面８２ａには、それぞれ、段差状の型段差部８１ａ１，８２ａ１が形成されている。
【００３９】
上型８２には、成形型８内に樹脂を注入するための注入孔８３が複数穿設されている。注入孔８３は、キャビティＣに連通している。
【００４０】
本実施形態の製造方法は、シート配置工程と、樹脂注入工程と、樹脂硬化工程とを備えている。
【００４１】
図３は、シート配置工程時の成形型８等の部分断面図である。シート配置工程は、成形型８の型開き時に、複数の補強繊維シート５（シート片５１，５２）が、各々の端領域５１ａ，５２ａが互いに重なった状態で互いに繋ぎ合せられるように、下型８１の型面８１ａに倣うように成形型８内に配置される工程である。
【００４２】
特に、本実施形態のシート配置工程では、互いに重なったシート片５１，５２の端領域５１ａ，５２ａのうち、上側から重なる端領域（上側端領域）５１ａの末端部５１ａ１が露出しないように端領域（上側端領域）５１ａが芯部材７に巻き付けられた状態とされている。
【００４３】
本実施形態の製造方法では、補強繊維シート５（シート片５１，５２）を、型面８１ａの形状に追従するように下型８１に配置させることができる。なお、芯部材７の表面及び／又は端領域５１ａの表面には、所定の接着剤が塗布されており、この接着剤を利用してそれらが互いに固定されている。また、シート片５２の端領域５２ａとシート片５１の端領域５１ａとは、接着剤等を利用して互いに簡易的に固定されている。
【００４４】
図４は、樹脂注入工程時の成形型８等の部分断面図である。樹脂注入工程は、成形型８を型締めした後、補強繊維シート５（シート片５１，５２）が覆われると共に補強繊維シート（シート片５１，５２）に含浸されるように成形型８内（キャビティＣ内）に未硬化の液状の熱硬化性樹脂が注入される工程である。
【００４５】
成形型８の型締め時に、エポキシ樹脂等の液状の熱硬化性樹脂を収容するタンク（不図示）から注入ポンプの動力により、熱硬化性樹脂が注入孔８３（図２参照）を通って所定の注入圧でキャビティＣ内に供給される（加圧注入される）。
【００４６】
成形型８内に注入された樹脂は、補強繊維シート５（シート片５１，５２）の内部に含浸されると共に、補強繊維シート５（シート片５１，５２）を覆うことになる。本実施形態の製造方法では、補強繊維シート５（シート片５１，５２）が成形型８の型面８１ａ，８２ａに追従するため、樹脂ムラ（樹脂過多部又は樹脂過少部）の発生が抑制される。
【００４７】
図５は、樹脂硬化工程時の成形型８等の断面図である。樹脂硬化工程は、成形型８内の樹脂を硬化させる工程である。本実施形態の場合、成形型８内の熱硬化性樹脂を硬化させるために、図示されない所定の加熱装置（ヒーター等）を利用して、成形型８ごと加熱される。
【００４８】
成形型８内において、熱硬化性樹脂が硬化すると、繊維強化樹脂部材１の外観形状を形作る樹脂部６が形成される。
【００４９】
樹脂硬化工程後、成形型８を型開きし、成形型８から繊維強化樹脂部材１を取り出される。なお、繊維強化樹脂部材１は、ヤスリ等で、適宜、整形されてもよい。
【００５０】
＜実施形態２＞
次いで、本発明の実施形態２を図６を参照しつつ説明する。図６は、実施形態２におけるシート配置工程時の成形型８等の部分断面図である。本実施形態では、芯部材７に巻き付けられているシート片５１（補強繊維シート５）の端領域（上型端領域）５１ａが、ビス９を利用して芯部材７に固定されている。ビス９は、シート片５１の表側から露出しないように配されている。このように、シート片５１（補強繊維シート５）の端領域５１ａが芯部材７に対して、ビス９等の固定手段を利用して固定されていると、シート片５１を成形型８の所定個所（下型８１の型面８１ａ）に配置させ易い。
【００５１】
＜実施形態３＞
次いで、本発明の実施形態３を図７を参照しつつ説明する。図７は、実施形態３におけるシート配置工程時の成形型８等の部分断面図である。本実施形態では、芯部材７に巻き付けられているシート片５１（補強繊維シート５）の端領域（上型端領域）５１ａが、両面粘着テープ９Ａを利用して芯部材７に固定されている。両面粘着テープ９Ａは、芯部材７の周面に貼り付けられている。このように、シート片５１（補強繊維シート５）の端領域５１ａが芯部材７に対して、固定手段の一例である両面粘着テープ９Ａを利用して固定してもよい。
【００５２】
＜実施形態４＞
次いで、本発明の実施形態４を図８を参照しつつ説明する。図８は、実施形態４におけるシート配置工程時の成形型８等の部分断面図である。本実施形態の場合、シート片５１Ａ（補強繊維シート５Ａ）の端領域（上側端領域）５１Ａａの芯部材７に対する巻き付き方が、上述した各実施形態のものと異なっている。図８に示されるように、端領域（上側端領域）５１Ａａは、シート片５１Ａの表側に折り返すように芯部材７に巻き付けられている。ただし、本実施形態においても、端領域５１Ａａの末端部５１Ａａ１は、最終的に得られる成形品（繊維強化樹脂部材）の意匠面側に現れないように下側を向く形となっている。このように、シート片５１Ａの端領域５１Ａａを芯部材７に巻き付けてもよい。
【００５３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５４】
（１）上記実施形態では、芯部材の断面形状が矩形状であったが、他の実施形態においては、本発明の目的を損なわない限り、矩形状以外の形状（例えば、円形、楕円形、正方形、三角形等の多角形）であってもよい。
【００５５】
（２）上記実施形態では、補強繊維シートに含浸させる樹脂として、熱硬化樹脂を使用したが、他の実施形態においては、本発明の目的を損なわない限り、ポリイミド樹脂等の他の樹脂が用いられてもよい。
【００５６】
（３）上記実施形態では、芯部材として、プラスチック部材からなるものを例示したが、他の実施形態においては、金属等の他の材質からなるものが利用されてもよい。
【００５７】
（４）上記実施形態では、補強繊維シートとして、炭素繊維からなる織物を利用していたが、他の実施形態においては、例えば、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維等のプラスチック繊維、ジュート繊維等の植物繊維等の他の補強繊維が用いられてもよい。また、補強繊維シートは、各種繊維の織物以外に、各種繊維を経編み又は経編みした編物であってもよい。また、補強繊維シートとしては、織物又は編物が複数積層されたものを用いてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…繊維強化樹脂部材、２…段差部、３…意匠面、４…裏面、５…補強繊維シート、５１…シート片、５ａ…段差部、６…樹脂部、７…芯部材、８…成形型、８１…下型、８２…上型、９…ビス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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