(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に対する垂直断面形状が矩形形状の繊維強化樹脂中空体、該中空体の周方向で連続する３つの外周面を包囲する包囲部材、および該包囲部材における前記繊維強化樹脂中空体側とは反対側に配置された支持部材を有し、前記包囲部材を介して荷重を伝達する、繊維強化樹脂中空体の支持構造であって、
前記包囲部材が前記中空体の軸方向の一部において前記３つの外周面を包囲しており、
前記繊維強化樹脂中空体が、
該中空体の軸方向に対して平行に配向する強化繊維を含む軸方向繊維層；および
該軸方向繊維層の内側または外側の少なくとも一方の側に積層され、該軸方向繊維層とは配向方向が異なる強化繊維を含む非軸方向繊維層；
を有し、
前記非軸方向繊維層が１以上の周方向繊維層および１以上の無配向繊維層を含み、
前記無配向繊維層が前記繊維強化樹脂中空体の少なくとも最表面に配置されている、繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項２】
前記荷重が前記包囲部材の前記中空体側に印加されると、該中空体側から、前記包囲部材を介して、支持部材側に伝達され、
前記荷重が前記包囲部材の前記支持部材側に印加されると、該支持部材側から、前記包囲部材を介して、中空体側に伝達される、請求項１に記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項３】
前記非軸方向繊維層が、前記繊維強化樹脂中空体の周方向に対して平行に配向する強化繊維を含む周方向繊維層、特定の方向に配向しない強化繊維を含む無配向繊維層、織組織を構成する強化繊維を含む織物繊維層、組み物組織を構成する強化繊維を含む組み物繊維層、および編物組織を構成する強化繊維を含む編物繊維層からなる群から選択される１種以上の繊維層を含む、請求項１または２に記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項４】
前記非軸方向繊維層が前記軸方向繊維層の内側および外側の両側に積層されている、請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項５】
前記非軸方向繊維層が該中空体の周方向において端部同士で重なり合っている、請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項６】
前記非軸方向繊維層が周方向において２以上の層に分割されており、該２以上の層のうち隣接する層が周方向において端部同士で重なり合っている、請求項５に記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項７】
前記軸方向繊維層の全強化繊維と前記非軸方向繊維層の全強化繊維との重量比率が１００：２０〜１００：２００である、請求項１〜６のいずれかに記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項８】
前記軸方向繊維層の全強化繊維と前記周方向繊維層の全強化繊維との重量比率が１００：１〜１００：１００であり、
前記軸方向繊維層の全強化繊維と前記無配向繊維層の全強化繊維との重量比率が１００：１０〜１００：１００である、請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項９】
前記繊維強化樹脂中空体が硬化性樹脂の含浸体である、請求項１〜８のいずれかに記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項１０】
前記繊維強化樹脂中空体が１〜２０ｍｍの厚みを有する、請求項１〜９のいずれかに記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項１１】
前記繊維強化樹脂中空体が１２５〜３００ｍｍの外周長を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項１２】
前記繊維強化樹脂中空体が自動車のインストルメントパネルを直接的または間接的に支持および固定するための部材である、請求項１〜１１のいずれかに記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項１３】
前記繊維強化樹脂中空体がクロスカービームであり、
前記支持部材がブレーキペダル後退防止ブラケットまたはカウルブラケットである、請求項１〜１２のいずれかに記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【請求項１４】
前記最表面の無配向繊維層は前記周方向繊維層と隣接している、請求項１〜１３のいずれかに記載の繊維強化樹脂中空体の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維強化樹脂中空体の支持構造（荷重伝達構造）に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱硬化性樹脂を含む繊維強化樹脂中空体は、流体輸送分野、建築分野、自動車分野などの様々な分野で使用されている。繊維強化樹脂中空体は、特に自動車分野において今後、金属材料に代わる材料として期待されている。
【０００３】
そのような繊維強化樹脂中空体として、特許文献１において、自動車の装備品を取り付けるためのレインフォースメント（矩形パイプ）が開示されている。このような中空体は、従来においては、その軸方向両端部で車体のサイドフレームに連結される端部支持構造を有するとともに、中空体の軸方向両端間で支持部材により直接的に支持される中間支持構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２８２３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の発明者等は、軸方向に対する垂直断面形状が矩形形状の繊維強化樹脂中空体に対して衝突時等に荷重が印加されると、当該中空体は中間支持構造において支持部材により比較的早期に破壊されることを見い出した。詳しくは、例えば図１６（Ａ）において軸方向に対し垂直な断面模式図に示すように、中空体１１０に対して衝突時等に荷重Ｆが印加されると、当該中空体は支持部材１１１による支持部において比較的早期に圧縮破壊された。このため、支持部材１１１による圧力を緩和するために、図１６（Ａ）および（Ｂ）に示すように中空体１１０をスチール製の平板１１２を介して支持しても、当該支持構造では当該中空体は圧縮荷重に対して十分に高い強度を発揮できなかった。図１６（Ａ）は、繊維強化樹脂中空体の軸方向に対する垂直断面において当該中空体の従来の支持構造を示す模式図であり、（Ｂ）は（Ａ）の支持構造を方向Ｄ’で見たときの概略見取り図である。
【０００６】
本発明は、繊維強化樹脂中空体が十分に高い強度を発揮する繊維強化樹脂中空体の支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
軸方向に対する垂直断面形状が矩形形状の繊維強化樹脂中空体、該中空体の周方向で連続する３つの外周面を包囲する包囲部材、および該包囲部材における前記繊維強化樹脂中空体側とは反対側に配置された支持部材を有する、繊維強化樹脂中空体の支持構造に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造によれば、当該繊維強化樹脂中空体が特に圧縮荷重に対して十分に高い強度を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）繊維強化樹脂中空体の軸方向に対する垂直断面において、本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造の一例を示す概略断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の支持構造を方向Ｄで見たときの概略見取り図である。
【図２】（Ａ）繊維強化樹脂中空体の軸方向に対する垂直断面において、本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造の一例を示す概略断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の支持構造を方向Ｄで見たときの概略見取り図である。
【図３】（Ａ）繊維強化樹脂中空体の軸方向に対する垂直断面において、本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造の一例を示す概略断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の支持構造を方向Ｄで見たときの概略見取り図である。
【図４】（Ａ）繊維強化樹脂中空体の軸方向に対する垂直断面において、本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造の一例を示す概略断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の支持構造を方向Ｄで見たときの概略見取り図である。
【図５】本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造において使用可能な中空体の一例における、軸方向に対する垂直な概略断面模式図を示す。
【図６】本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造において使用可能な中空体の一例における、軸方向に対する垂直な概略断面模式図を示す。
【図７】本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造において使用可能な中空体の一例における、軸方向に対する垂直な概略断面模式図を示す。
【図８】本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造において使用可能な中空体の一例における、軸方向に対する垂直な概略断面模式図を示す。
【図９】本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造において使用可能な中空体を製造するための、引抜成形法による製造装置の一例の概略構成図を示す。
【図１０】本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造の一例を、自動車のクロスカービームを周辺部材により支持するための支持構造に適用したときの概略見取り図を示す。
【図１１】本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造の一例を、自動車のクロスカービームをカウルブラケットにより支持するための支持構造に適用したときの拡大概略見取り図を示す。
【図１２】本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造の一例を、自動車のクロスカービームをブレーキペダル後退防止ブラケットにより支持するための支持構造に適用したときの拡大概略見取り図を示す。
【図１３】（Ａ）は本発明の支持構造において繊維強化樹脂中空体に包囲部材を介して荷重を印加して、当該中空体の強度を測定する方法を説明するための概略構成図を示し、（Ｂ）は包囲部材（コの字型治具）と繊維強化樹脂中空体との関係を示す（Ａ）のＢ−Ｂ断面概略図であり、（Ｃ）はコの字型受け台と繊維強化樹脂中空体との関係を示す（Ａ）のＣ−Ｃ断面概略図である。
【図１４】従来技術の支持構造において繊維強化樹脂中空体に平板を介して荷重を印加して、当該中空体の強度を測定する方法を説明するための概略構成図であり、図１３（Ｂ）に対応する図である。
【図１５】実施例および比較例における３点曲げ試験結果を示すたわみ量−荷重のグラフである。
【図１６】（Ａ）繊維強化樹脂中空体の軸方向に対する垂直断面において、繊維強化樹脂中空体の従来の支持構造の一例を示す概略断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の支持構造を方向Ｄ’で見たときの概略見取り図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の繊維強化樹脂中空体（以下、単に「中空体」ということがある）の支持構造を図１〜１５を用いて詳しく説明する。図面に示す各種の要素は、本発明の理解のために模式的に示したにすぎず、寸法比や外観などは実物と異なり得ることに留意されたい。尚、本明細書で直接的または間接的に用いる左右方向および上下方向はそれぞれ、図中における左右方向および上下方向に対応した方向に相当する。また特記しない限り、これらの図において、共通する符号は同じ部材、部位、寸法または領域を示すものとする。
【００１１】
［繊維強化樹脂中空体の支持構造］
本発明の中空体の支持構造は、例えば図１（Ａ）に示すように、後で詳述する矩形形状の中空体１０、当該中空体１０の周方向で連続する３つの外周面を包囲する包囲部材１１、および当該包囲部材１１における繊維強化樹脂中空体側とは反対側に配置された支持部材１２を有している。このような支持構造においては、荷重が包囲部材１１を介して伝達されるため、中空体１０が十分に高い強度を発揮できる。包囲部材を用いないと、中空体は比較的容易に破壊される。このような包囲部材の介在効果は、繊維強化樹脂中空体に特有の効果である。すなわち、中空体が単なるポリマー製または金属製であるとき、包囲部材を用いた場合と、用いなかった場合とでは、中空体の強度にあまり変化はない。しかし、中空体が繊維強化樹脂製であるとき、包囲部材を用いた場合には、用いなかった場合よりも、中空体の強度が著しく増大する効果（例えば、約１．５倍増大の効果）を示す。図１（Ａ）は、中空体の軸方向に対する垂直断面（以下、単に「垂直断面」ということがある）において、本発明の中空体の支持構造の一例を示す概略断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の支持構造を方向Ｄで見たときの概略見取り図である。本明細書中、中空体の長手方向を単に「軸方向」と呼ぶものとする。中空体の周方向とは、中空体のその軸方向に対して垂直な断面における周方向という意味である。
【００１２】
包囲部材１１は通常、平板状中央部１１ａおよび当該中央部の両端からそれぞれ立設された側端部１１ｂ、１１ｃを含み、垂直断面においていわゆるコの字（Ｕの字）形状を有している。中央部１１ａおよび側端部１１ｂ、１１ｃは通常、同一部材として一体的に形成されているが、それぞれ別部材として形成されたものを連結して形成されていてもよい。
【００１３】
包囲部材１１は中空体１０の軸方向の一部において中空体１０の連続する３つの外周面を包囲し、詳しくは包囲部材１１の平板状中央部１１ａおよび側端部１１ｂ、１１ｃの内側面において中空体の当該３つの外周面と接している。中空体１０が周方向に有する４つの外周面のうち、包囲部材１１の中央部１１ａと接している面を荷重伝達面１０ｐと呼び、包囲部材１１の側端部１１ｂ、１１ｃと接している面を外周側面１０ｑ、１０ｒと呼び、包囲部材１１により包囲されない面を非包囲面１０ｓと呼ぶものとする。荷重伝達面１０ｐは、中空体１０が周方向に有する４つの外周面のうち、荷重を最もよく伝達する機能を担う面であり、仮に中空体１０を従来のように支持部材に直接的に取り付けようとするときに、当該支持部材を取り付ける面である。
【００１４】
包囲部材１１は中空体１０の３つの外周面１０ｐ、１０ｑ、１０ｒのそれぞれ全面を包囲するわけではなく、中空体軸方向の一部において前記３つの外周面を包囲していればよい。すなわち、中央部１１ａは中空体軸方向の一部において垂直断面で中空体１０の荷重伝達面１０ｐの周方向長さｄ１の全長を包囲する。側端部１１ｂ、１１ｃは中空体軸方向の一部において垂直断面で中空体１０の外周側面１０ｑ、１０ｒの周方向長さｄ２の少なくとも一部を包囲する。包囲部材１１は、例えば中空体１０において支持部材１２を配置しようとする部分の近傍を包囲していればよい。
【００１５】
具体的には、例えば、荷重伝達面１０ｐにおいて包囲部材１１により包囲される領域の軸方向長さｗ（ｍｍ）（図１（Ｂ）参照）は、当該支持構造により中空体が十分に高い強度を発揮できる限り特に限定されず、通常、０．５×ｄ１〜２×ｄ１であり、好ましくは０．８×ｄ１〜１．５×ｄ１である。ｄ１は当該面１０ｐの周方向長さ（ｍｍ）である。荷重伝達面１０ｐにおける包囲部材１１による包囲領域の周方向長さは通常、ｄ１の全長である。
【００１６】
また例えば、外周側面１０ｑ、１０ｒにおいて包囲部材１１により包囲される領域の軸方向長さは、通常、荷重伝達面１０ｐにおける包囲領域の軸方向長さｗ（ｍｍ）と同じ値である。外周側面１０ｑ、１０ｒにおける包囲部材１１による包囲領域の周方向長さ（包囲深さ）ｈ１，ｈ２は、当該支持構造により中空体が十分に高い強度を発揮できる限り特に限定されず、通常はそれぞれ独立して、０．２×ｄ２〜１×ｄ２であり、好ましくは０．４×ｄ２〜１×ｄ２である。ｄ２は当該面１０ｑ、１０ｒの周方向長さ（ｍｍ）である（図１（Ａ）参照）。
【００１７】
包囲部材１１の厚みは当該支持構造により中空体が十分に高い強度を発揮できる限り特に限定されない。包囲部材１１において、中央部１１ａの厚みｔ１および側端部１１ｂ、１１ｃの厚みｔ２、ｔ３は通常、それぞれ独立して、１×ｔ以上、特に１×ｔ〜１０×ｔ、好ましくは１．２×ｔ〜５×ｔである。ｔは中空体１０の厚み（ｍｍ）である。
【００１８】
包囲部材１１は、当該支持構造により中空体が十分に高い強度を発揮できる限り、あらゆる種類の材料から構成されていてもよい。包囲部材１１を構成する材料として、例えば、スチール、アルミニウム、マグネシウム等の金属、およびポリカーボネート、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ＦＲＰ、ＦＲＴＰ等のポリマー等が挙げられる。
【００１９】
包囲部材１１と中空体１０とは通常、固定されているが、荷重の伝達が可能な限り、固定されずに、着脱可能であってもよい。包囲部材１１と中空体１０との固定手段としては、特に限定されず、従来において中空体と支持部材との固定に使用されているあらゆる固定手段が使用可能である。例えば、ボルトまたはネジによる固定手段、接着剤による固定手段が挙げられる。
【００２０】
支持部材１２は通常、一端においては包囲部材１１に固定され、他端においては別の部材に固定されていてもよいし、または固定されていなくてもよい。例えば、支持部材１２が他端において別の部材に固定されている場合、中空体１０は包囲部材１１を介して当該支持部材１２により支持されている。また例えば、支持部材１２が他端において固定されていない場合、中空体１０は包囲部材１１を介して当該支持部材１２を支持している。なお、荷重の伝達が可能な限り、支持部材１２は必ずしも包囲部材１１に固定されていなくてもよく、包囲部材１１とは離接可能であってもよい。
【００２１】
支持部材１２の一端での包囲部材１１との固定手段および支持部材１２の他端での別の部材との固定手段は、荷重の伝達が可能な限り特に限定されず、上記した包囲部材１１と中空体１０との固定手段が使用可能である。
【００２２】
支持部材１２は、荷重の伝達が可能なあらゆる種類の材料から構成されていてもよい。支持部材１２を構成する材料としては、包囲部材１１を構成する材料として例示した同様の材料が例示できる。
【００２３】
本発明の支持構造おいては、荷重は包囲部材１１を介して伝達される。詳しくは中空体１０と支持部材１２との間において双方向で包囲部材１１を介して荷重が伝達される。
【００２４】
例えば、一実施態様において、図１（Ａ）中、荷重Ｆ１が包囲部材１１の左側（すなわち中空体１０側）（例えば中空体１０における非包囲面１０ｓ）に印加されると、当該左側から、包囲部材１１を介して、右側（支持部材１２側）に伝達される。本実施態様においては、支持部材１２および／または支持部材１２が固定される別の部材が、中空体１０側に印加された荷重を受ける。
【００２５】
また例えば、別の実施態様において、図１（Ａ）中、荷重Ｆ２が包囲部材１１の右側（支持部材１２側）に印加されると、当該右側から、包囲部材１１を介して、左側（中空体１０側）に伝達される。本実施態様においては、中空体１０が支持部材１２側に印加された荷重を受ける。
【００２６】
本発明の支持構造は、上記いずれの実施態様においても、中空体１０の破壊を十分に防止し、当該中空体１０は十分に高い強度を発揮する。
【００２７】
図１（Ａ）および（Ｂ）（以下、これらを包含して図１と呼ぶものとする；図２〜４においても同様である）において、包囲部材１１と支持部材１２とは別部材として形成されているが、図２に示すように、同一材料からなる同一部材として一体的に形成されてもよい。
【００２８】
図２の支持構造は、以下の事項以外、図１の支持構造と同様である。
（１．１）図２において包囲部材１１と支持部材１２とが同一材料からなる同一部材として一体的に形成されている；
（１．２）図２において支持部材１２の形状が図１とは異なる；および
（１．３）図２においては、一端で包囲部材１１に固定されている支持部材１２が、他端で、別の部材に固定されていない。
【００２９】
図２においては、包囲部材１１（中央部１１ａおよび側端部１１ｂおよび１１ｃ）および支持部材１２は、それぞれ互いに異なる材料から構成させた部材を一体的に結合させたものであってもよい。
【００３０】
図１（Ａ）において、支持部材１２は包囲部材１１の中央部１１ａに対して直角を形成しているが、図３（Ａ）に示すように、傾斜角θを形成してもよい。
【００３１】
図３の支持構造は、以下の事項以外、図１の支持構造と同様である。
（２．１）図３において支持部材１２は中央部１１ａに対して傾斜角θを形成している。
【００３２】
図３において傾斜角θは、支持部材１２により水平方向（中空体１０の荷重伝達面１０ｐに対して垂直な方向）の荷重が伝達され得る角度であればよい。傾斜角θは通常、０°超１８０°未満であり、特に１０〜１７０°であってもよい。
【００３３】
図１（Ａ）において、支持部材１２は対称性を有する形状を有しているが、図４（Ａ）に示すように、対称性を有する形状を有さなくてもよい。
【００３４】
図４の支持構造は、以下の事項以外、図１の支持構造と同様である。
（３．１）図４（Ａ）において支持部材１２は対称性を有する形状を有さない；および
（３．２）図４において包囲部材１１（１１ａ、１１ｂおよび１１ｃ）と支持部材１２とが同一材料からなる同一部材として一体的に形成されている。
【００３５】
［繊維強化樹脂中空体］
本発明において中空体１０は、長尺形状を有する硬化性樹脂の含浸体である。中空体１０は、強化繊維を含む繊維層および当該繊維層に含浸され硬化された硬化性樹脂を含み、中空形状を有する長尺状成形体であれば特に限定されない。
【００３６】
中空体１０は、図５等に示す垂直断面において、正方形状を有しているが、矩形形状を有する限りこれに限定されるものではない。矩形形状は、正方形状および長方形状等のあらゆる四角形状を包含する概念で用いるものとする。中空体の自動車用途においては、各種部材の取り付け容易性の観点から、矩形形状、特に正方形状が好ましい。
【００３７】
（繊維層）
本発明の中空体において強化繊維を含む繊維層は、少なくとも軸方向繊維層を含むことが好ましく、当該軸方向繊維層の内側または外側の少なくとも一方の側に積層された非軸方向繊維層をさらに含むことがより好ましい。例えば、図５に示す本発明の中空体１０は、軸方向繊維層１および該軸方向繊維層１の内側および外側の両側に非軸方向繊維層２，３を有しているが、軸方向繊維層１の内側または外側の少なくとも一方の側に非軸方向繊維層を有していることが好ましい。中空体１０は、中空体強度の観点からは、好ましくは軸方向繊維層１の少なくとも内側、より好ましくは内側および外側の両側に非軸方向繊維層を有している。本明細書中、軸方向繊維層１の内側に積層された非軸方向繊維層は「内側非軸方向繊維層」と呼ぶことがあり、図５中、符号「２」で示す。軸方向繊維層１の外側に積層された非軸方向繊維層は「外側非軸方向繊維層」と呼ぶことがあり、図５中、符号「３」で示す。
【００３８】
軸方向繊維層１とは、中空体の軸方向（長手方向）に対して平行に配向する強化繊維を主として含む繊維層のことであり、本発明においては中空体の軸方向に対して平行に配向する強化繊維のみからなる繊維層が好ましい。このような好ましい軸方向繊維層は、厳密に、中空体の軸方向に対して平行に配向する強化繊維のみからならなければならないというわけではなく、含まれる強化繊維の９５重量％以上、好ましくは９８重量％以上が中空体の軸方向に対して略平行に配向していればよい。ここで、略平行とは、中空体の軸方向に対して±１０°の範囲内の方向も許容するという意味である。
【００３９】
軸方向繊維層１を構成する強化繊維は、従来から繊維強化プラスチックの分野で使用されているあらゆる繊維が使用可能であり、例えば、ガラス繊維、炭素繊維が挙げられる。軸方向繊維層１を構成する好ましい強化繊維はガラス繊維である。軸方向繊維層を構成する強化繊維のロービング（ガラス繊維の束）は通常、５００〜５０００ｔｅｘ（ｇ／１ｋｍ）を達成するような範囲であればよい。軸方向繊維層１は強化繊維以外の繊維を含むことを妨げるものではないが、含まれる繊維の９５重量％以上、好ましくは９８重量％以上が強化繊維であることが好ましい。
【００４０】
軸方向繊維層１は具体的には、例えば、ロービング（ガラス繊維の束）の層であってよく、当該軸方向繊維層を構成するガラス繊維の数は中空体の周方向において均一であることが好ましい。
【００４１】
軸方向繊維層１の繊維量は、中空体に必要とされる強度および寸法に応じて決定されればよい。例えば、中空体を自動車のインストルメントパネルを支持および固定するための部材（寸法３〜１０ｃｍ×３〜１０ｃｍの角筒部材）として使用する場合、当該中空体１ｍ長あたりの軸方向繊維層１の繊維量は通常、５０〜１０００ｇ／ｍである。
【００４２】
非軸方向繊維層２，３は、軸方向繊維層１とは配向方向が異なる強化繊維を含む、あらゆる繊維層であってよい。軸方向繊維層１とは配向方向が異なるとは、当該非軸方向繊維層に含まれる強化繊維の配向方向が、軸方向繊維層１の強化繊維の配向方向に対して平行ではない特定の方向（例えば中空体の周方向）であるか、またはいかなる特定の方向にも限定されていない（例えばランダムな配向である）、という意味である。なお、ランダムな配向は不規則的にランダムな配向および規則的にランダムな配向を包含する。
【００４３】
非軸方向繊維層２，３を構成する強化繊維は、それぞれ独立して、軸方向繊維層１を構成する強化繊維と同様に、従来から繊維強化プラスチックの分野で使用されているあらゆる繊維が使用可能であり、例えば、ガラス繊維、炭素繊維が使用される。非軸方向繊維層２，３を構成する好ましい強化繊維はガラス繊維である。非軸方向繊維層２，３を構成する強化繊維の直径は、軸方向繊維層の強化繊維の直径と同様の範囲内である。非軸方向繊維層２，３は強化繊維以外の繊維を含むことを妨げるものではないが、含まれる繊維の９５重量％以上、好ましくは９８重量％以上が強化繊維であることが好ましい。
【００４４】
非軸方向繊維層２，３の目付量は、それぞれ独立して、中空体に必要とされる強度および寸法に応じて決定されればよい。例えば、中空体を自動車のインストルメントパネルを支持および固定するための部材（寸法３〜１０ｃｍ×３〜１０ｃｍの角筒部材）として使用する場合、当該中空体の非軸方向繊維層２，３の目付量はそれぞれ独立して、通常、１０〜１０００ｇ／ｍ２であり、好ましくは１００〜５００ｇ／ｍ２である。
【００４５】
軸方向繊維層の全強化繊維と非軸方向繊維層の全強化繊維との重量比率は通常、１００：２０〜１００：２００であり、中空体の強度の観点から好ましくは１００：３０〜１００：１５０であり、より好ましくは１００：５０〜１００：１２０である。非軸方向繊維層の全強化繊維とは、内側非軸方向繊維層２および外側非軸方向繊維層３の全強化繊維のことである。
【００４６】
非軸方向繊維層２，３は具体的には、それぞれ独立して、例えば、周方向繊維層、無配向繊維層、織物繊維層、組み物繊維層、および編物繊維層からなる群から選択されてよい。
【００４７】
周方向繊維層とは、中空体の周方向に対して平行に配向する強化繊維を含む繊維層のことであり、本発明においては中空体の周方向に対して平行に配向する強化繊維のみからなる繊維層が好ましい。このような好ましい周方向繊維層は、厳密に、中空体の周方向に対して平行に配向する強化繊維のみからならなければならないというわけではなく、含まれる強化繊維の９５重量％以上、好ましくは９８重量％以上が中空体の周方向に対して略平行に配向していればよい。ここで、略平行とは、中空体の周方向に対して±１０°の範囲内の方向も許容するという意味である。
【００４８】
周方向繊維層の具体例としては、例えば、いわゆるスダレ状強化繊維シートが好ましく使用される。スダレ状強化繊維シートとは、複数の強化繊維束（例えば強化繊維８〜１２０本／束の束）を一方向（例えば中空体の周方向）に対して平行かつ略等間隔に並べ、連結糸により各束を結束させつつ全束を当該一方向に対して垂直方向に連結させてなる、繊維シートのことである。連結糸は熱可塑性ポリマーからなる糸であっても、または強化繊維からなる糸であってもよい。周方向繊維層を構成する強化繊維のロービング（ガラス繊維の束）は通常、１００〜１０００ｔｅｘ（ｇ／１ｋｍ）を達成するような範囲であればよい。
【００４９】
無配向繊維層とは、いかなる特定の方向にも配向しない強化繊維（例えば不規則的にランダムに配向する強化繊維）を含む繊維層のことである。無配向繊維層としては、例えば、強化繊維の不織布層および強化繊維の周方向繊維含有不織布層が挙げられる。
【００５０】
不織布層としては、例えば、強化繊維のいわゆるチョップドストランドマットが好ましく使用される。強化繊維のチョップドストランドマットとは、繊維長６〜６６ｍｍに切断した強化繊維をバインダー樹脂で結合させた不織布層であってもよい。強化繊維の周方向繊維含有不織布層の不織布層としてのチョップドストランドマットは、上記スダレ状強化繊維シートに対して、切断した強化繊維をランダムに縫いつけることによって、形成されていてもよい。バインダーは通常、熱可塑性ポリマーを含む。
【００５１】
周方向繊維含有不織布層は、上記した強化繊維の不織布層に対して中空体の周方向に平行に配向する複数の強化繊維束（周方向繊維束）（例えば強化繊維８〜１２０本／束の束）を略等間隔に結合させた複合繊維層であってもよい。周方向繊維含有不織布層はまた、上記スダレ状強化繊維シートに対して、繊維長６〜６６ｍｍに切断した強化繊維をランダム縫いつけることによって、固定させた複合繊維層であってもよい。周方向繊維含有不織布層としては、例えば、チョップドストランドマットスダレが好ましく使用される。チョップドストランドマットスダレとは、上記したスダレ状強化繊維シートに対して、繊維長６〜６６ｍｍに切断した強化繊維をランダムに縫い付けた複合マットのことである。縫い付け糸は熱可塑性ポリマーからなる糸であっても、または強化繊維からなる糸であってもよい。不織布層の全強化繊維と周方向繊維としての全強化繊維との重量比率は通常、１００：２０〜１００：２００であり、中空体の強度の観点から好ましくは１００：３０〜１００：１５０であり、より好ましくは１００：５０〜１００：１２０である。
【００５２】
織物繊維層は織組織を構成する強化繊維を含むあらゆる繊維層であってよく、織組織としては例えば、平織、綾織、朱子織、二重織等が挙げられる。織物繊維層の強化繊維は規則的にランダムに配向している。
【００５３】
組み物繊維層は組み物組織を構成する強化繊維を含むあらゆる繊維層であってよい。組み物繊維層の強化繊維は規則的にランダムに配向している。
【００５４】
編物繊維層は編物組織を構成する強化繊維を含むあらゆる繊維層であってよく、編物組織としては例えば、ニット編等が挙げられる。編物繊維層の強化繊維は規則的にランダムに配向している。
【００５５】
本発明においては、非軸方向繊維層が周方向において端部同士で重なり合っていることが好ましい。すなわち、図５に示すように、中空体の垂直断面において、非軸方向繊維層（２，３）における端部の継ぎ目で、一方の端部の上に他方の端部が乗り上げた状態となり、重なり部４ａ、４ｂが形成されることが好ましい。重なり部は中空体の軸方向において連続的に形成されている。これにより、意匠性が向上するとともに、中空体がより一層十分に高い強度を得ることができる。
【００５６】
非軸方向繊維層は、図５における内側非軸方向繊維層２のように、中空体の周方向において分割されることなく、当該繊維層自体の端部同士で互いに重なり合って、重なり部４ａが形成されてもよい。図５において内側非軸方向繊維層２は、当該繊維層２自体の端部同士で互いに重なり合って、周方向において１つの重なり部４ａが形成されている。
【００５７】
非軸方向繊維層はまた、図５における外側非軸方向繊維層３のように、中空体の周方向において２以上の繊維層に分割されて、当該２以上の繊維層のうち隣接する繊維層が周方向において端部同士で互いに重なり合って、重なり部４ｂが形成されてもよい。図５において外側非軸方向繊維層３は、中空体の周方向において４つの繊維層に分割されて、当該４つの繊維層のうち隣接する繊維層が周方向において端部同士で互いに重なり合って、周方向において合計４つの重なり部４ｂが形成されている。
【００５８】
重なり部の形成位置は特に限定されないが、中空体の垂直断面形状において応力が集中し易いところ、例えば角部近傍、で、非軸方向繊維層が端部同士で重なり合っていることが好ましい。
【００５９】
中空体が垂直断面において、矩形形状を有する場合、中空体強度のさらなる向上の観点から、非軸方向繊維層３は、矩形形状が有する角部近傍において端部同士で重なり合っていることが好ましい。これらの形状において角部は応力が集中し易いので、当該角部近傍に重なり部を形成することにより強度がさらに向上するためである。このため、同様の観点から、非軸方向繊維層は、図５における外側非軸方向繊維層３のように、中空体の周方向において２以上の繊維層（特に２〜４の繊維層）に角部近傍で分割されることが好ましい。その結果として、当該２以上（特に２〜４）の繊維層のうち隣接する繊維層が周方向において角部近傍で端部同士で互いに重なり合い、重なり部４ｂが角部近傍で形成される。なお、角部近傍とは、垂直断面において角部の頂部と重なり部との距離が５ｍｍ以内という意味であり、例えば図５の重なり部４ｂのように、当該距離は０ｍｍであることが好ましい。
【００６０】
内側非軸方向繊維層２、特に中空体の最内表面を構成する非軸方向繊維層は、中空体の中空部の搬送利用の観点から、中空体の周方向において分割されることなく、当該繊維層２自体の端部同士で互いに重なり合っていることが好ましい。
【００６１】
垂直断面における重なり部の重なり幅ｔは、本発明の効果が得られる限り特に限定されず、例えば、中空体の寸法をｄとしたとき、通常は０．０１×ｄ〜０．５×ｄであり、好ましくは０．１×ｄ〜０．２×ｄである。中空体の寸法ｄは、垂直断面における全外周長／４のことである。
【００６２】
本発明においては、中空体強度のさらなる向上の観点から、非軸方向繊維層の全ての端部において、重なり部が形成さることが好ましいがが、垂直断面における少なくとも１箇所において、上記したように、非軸方向繊維層が周方向において端部同士で重なり合っていても好ましい。
【００６３】
図５において、非軸方向繊維層２，３（内側非軸方向繊維層２および外側非軸方向繊維層３）はそれぞれ１種類の繊維層から構成されているが、それぞれ独立して、図６示すように２種類以上の繊維層から構成されていてもよい。すなわち、非軸方向繊維層２，３はそれぞれ独立して、例えば、上記した周方向繊維層、無配向繊維層、織物繊維層、組み物繊維層、および編物繊維層からなる群から選択される２種以上の繊維層を含んでもよい。この場合、軸方向繊維層の全強化繊維と全ての非軸方向繊維層の全強化繊維との重量比率が上記範囲内であればよい。図６の中空体は、内側非軸方向繊維層２および外側非軸方向繊維層３の両方の非軸方向繊維層が２種類以上の繊維層から構成されているが、片方の非軸方向繊維層のみが２種類以上の繊維層から構成されていてもよい。
【００６４】
図６の中空体１０ａは、特記しない限り、図５の中空体と同様である。例えば、図６の中空体１０ａは、内側非軸方向繊維層２および外側非軸方向繊維層３の両方の非軸方向繊維層が２種類以上の繊維層から構成されていること以外、図５の中空体と同様である。詳しくは、図６に示す中空体１０ａは、矩形形状の垂直断面を有し、軸方向繊維層１、当該軸方向繊維層１の内側に積層された第１内側非軸方向繊維層２１ａおよび第２内側非軸方向繊維層２２ａ、および当該軸方向繊維層１の外側に積層された第１外側非軸方向繊維層３１ａおよび第２外側非軸方向繊維層３２ａを有している。図６において、軸方向繊維層１は前記した軸方向繊維層１と同様である。第１内側非軸方向繊維層２１ａ、第２内側非軸方向繊維層２２ａ、第１外側非軸方向繊維層３１ａおよび第２外側非軸方向繊維層３２ａはそれぞれ独立して、前記した非軸方向繊維層２，３と同様の範囲内から選択されればよい。
【００６５】
非軸方向繊維層が２種以上の繊維層を含む場合においても、中空体強度のさらなる向上の観点から、非軸方向繊維層の全ての端部において、重なり部が形成されていることが好ましいが、垂直断面における少なくとも１箇所において、非軸方向繊維層が周方向において端部同士で重なり合っていても好ましい。特に非軸方向繊維層が２種以上の繊維層を含む場合、各繊維層ごとに少なくとも１箇所において、当該非軸方向繊維層が周方向において端部同士で重なり合っていることが好ましい。非軸方向繊維層を構成する各繊維層における重なり部の形成位置、重なり幅ｔ、分割の形態および中空体の垂直断面形状等は、特記しない限り、非軸方向繊維層が１種類の繊維層から構成されている前記場合と同様である。
【００６６】
例えば、第１内側非軸方向繊維層２１ａ、第１外側非軸方向繊維層３１ａおよび第２外側非軸方向繊維層３２ａはそれぞれ周方向において端部同士で重なり合っていることが好ましいが、中空体強度のさらなる向上の観点からは、図６に示すように、中空体の周方向において角部近傍で４つの繊維層に分割されることがより好ましい。その結果として、第１内側非軸方向繊維層２１ａ、第１外側非軸方向繊維層３１ａおよび第２外側非軸方向繊維層３２ａはそれぞれ、当該４つの繊維層のうち隣接する繊維層が周方向において端部同士で互いに重なり合い、４つの重なり部４ｂは角部近傍で形成される。内側非軸方向繊維層の最内層、すなわち第２内側非軸方向繊維層２２ａも周方向において端部同士で重なり合っていることが好ましいが、中空体の中空部の搬送利用の観点から、図６に示すように、中空体の周方向において分割されることなく、当該繊維層２２ａ自体の端部同士で互いに重なり合っていることがより好ましい。
【００６７】
非軸方向繊維層が２種以上の繊維層を含む場合、非軸方向繊維層（内側非軸方向繊維層２または外側非軸方向繊維層３の少なくとも一方、好ましくは両方）は、中空体強度のさらなる向上の観点から、１以上の周方向繊維層および１以上の無配向繊維層を含むことが好ましい。これにより、無配向繊維層と隣接する周方向繊維層の強化繊維が周方向に対して平行に配向し易くなり、中空体強度がさらに向上するためである。例えば、図６に示すように、非軸方向繊維層２，３はそれぞれ、１以上の周方向繊維層および１以上の無配向繊維層を含むことが好ましい。
【００６８】
非軸方向繊維層が１以上の周方向繊維層および１以上の無配向繊維層を含む場合、無配向繊維層は中空体の少なくとも最表面に配置されていることが好ましい。このとき最表面の無配向繊維層は周方向繊維層と隣接していることがより好ましい。そのような最表面の無配向繊維層が金型からの直接的な影響を緩和し、当該無配向繊維層と隣接する周方向繊維層において強化繊維が周方向に対して平行により一層配向し易くなり、中空体強度がさらに向上するためである。無配向繊維層は中空体の少なくとも最表面に配置されているとは、無配向繊維層が内側非軸方向繊維層２において中空体の最内表面に配置されている、または外側非軸方向繊維層３において中空体の最外表面に配置されている、という意味である。例えば、図６に示すように、第１内側非軸方向繊維層２１ａおよび第１外側非軸方向繊維層３１ａが周方向繊維層であり、第２内側非軸方向繊維層２２ａおよび第２外側非軸方向繊維層３２ａが無配向繊維層、特に周方向繊維含有不織布層であることが好ましい。また例えば、後述する図７の好ましい実施態様において、第４内側非軸方向繊維層２４ｂが無配向繊維層、特に周方向繊維含有不織布層であることが好ましい。また例えば、後述する図８の好ましい実施態様において、第４外側非軸方向繊維層３４ｃが無配向繊維層、特に周方向繊維含有不織布層であることが好ましい。なお、中空体における繊維層の配置は、硬化性樹脂が存在しないものと仮定したときの配置である。
【００６９】
特に無配向繊維層として周方向繊維含有不織布層が中空体の最表面に配置される場合、当該周方向繊維含有不織布層の不織布層が中空体の最表面に配置されていることがさらに好ましい。すなわち、当該周方向繊維含有不織布層は、内側非軸方向繊維層２においては不織布層が中空体の最内表面に配置されるように使用されことがさらに好ましく、外側非軸方向繊維層３においては不織布層が中空体の最外表面に配置されるように使用されることがさらに好ましい。隣接する周方向繊維層において強化繊維が周方向に対して平行により一層配向し易くなり、中空体強度がさらに向上するためである。例えば、図６において、第２内側非軸方向繊維層２２ａとしての周方向繊維含有不織布層は、その不織布層が中空体の最内表面に配置されるように使用されることが好ましい。第２外側非軸方向繊維層３２ａとしての周方向繊維含有不織布層は、その不織布層が中空体の最外表面に配置されるように使用されることが好ましい。また例えば、後述する図７の好ましい実施態様において、第４内側非軸方向繊維層２４ｂとしての周方向繊維含有不織布層は、不織布層が中空体の最内表面に配置されるように使用されることが好ましい。また例えば、後述する図８の好ましい実施態様において、第４外側非軸方向繊維層３４ｃとしての周方向繊維含有不織布層は、不織布層が中空体の最外表面に配置されるように使用されることが好ましい。
【００７０】
無配向繊維層として周方向繊維含有不織布層が中空体の最表面以外のところに配置される場合、当該周方向繊維含有不織布層はその不織布層が軸方向繊維層１側を向くように使用されてもよいし、または軸方向繊維層１側とは反対側を向くように使用されてもよい。
また無配向繊維層は２層以上、連続して配置されてもよい。
【００７１】
非軸方向繊維層に周方向繊維層が２層以上で含まれる場合、周方向繊維層は２層以上、連続して配置されてもよいし、またはそれらの間に無配向繊維層が配置されてもよい。
【００７２】
非軸方向繊維層が１以上の周方向繊維層および１以上の無配向繊維層を含む場合、軸方向繊維層の全強化繊維と周方向繊維層の全強化繊維との重量比率は通常、１００：１〜１００：１００であり、中空体の強度の観点から好ましくは１００：１０〜１００：１００、より好ましくは１００：２０〜１００：８０、さらに好ましくは１００：３０〜１００：７０である。周方向繊維層の全強化繊維とは、中空体を構成する全ての周方向繊維層に含まれる全強化繊維のことであり、無配向繊維層として周方向繊維含有不織布層を用いる場合は当該周方向繊維含有不織布層に含まれる周配向繊維を構成する強化繊維も含む。
同様の場合、軸方向繊維層の全強化繊維と無配向繊維層の全強化繊維との重量比率は通常、１００：１０〜１００：１００であり、中空体の強度の観点から好ましくは１００：１０〜１００：７０、より好ましくは１００：２０〜１００：５０である。無配向繊維層の全強化繊維とは、中空体を構成する全ての無配向繊維層に含まれる全強化繊維のことであり、無配向繊維層として周方向繊維含有不織布層を用いる場合は、当該周方向繊維含有不織布層に含まれる不織布層を構成する強化繊維を含むが、当該周方向繊維含有不織布層の周配向繊維を構成する強化繊維は含まない。
【００７３】
非軸方向繊維層が２種以上の繊維層を含む場合の別の実施態様を図７および図８に示す。中空体強度のさらなる向上の観点からは、前述の図６の実施態様および後述の図７の実施態様が好ましく、図６の実施態様がより好ましい。
【００７４】
（図７の実施態様）
図７に示す中空体１０ｂは、矩形形状の垂直断面を有し、軸方向繊維層１、当該軸方向繊維層１の内側に積層された第１内側非軸方向繊維層２１ｂ、第２内側非軸方向繊維層２２ｂ、第３内側非軸方向繊維層２３ｂおよび第４内側非軸方向繊維層２４ｂを有している。図７において、軸方向繊維層１は前記した軸方向繊維層１と同様である。第１内側非軸方向繊維層２１ｂ、第２内側非軸方向繊維層２２ｂ、第３内側非軸方向繊維層２３ｂおよび第４内側非軸方向繊維層２４ｂはそれぞれ独立して、前記した非軸方向繊維層２，３と同様の範囲内から選択されればよい。
【００７５】
本実施態様において、第２内側非軸方向繊維層２２ｂおよび第３内側非軸方向繊維層２３ｂは、それぞれ独立して、好ましくは周方向繊維層である。
第１内側非軸方向繊維層２１ｂは、特に限定されず、例えば無配向繊維層、特に周方向繊維含有不織布層、である。
第４内側非軸方向繊維層２４ｂは好ましくは無配向繊維層、特に周方向繊維含有不織布層、である。
第１内側非軸方向繊維層２１ｂとしての周方向繊維含有不織布層は、不織布層が第２内側非軸方向繊維層２２ｂと接触するように使用されてもよいし、または不織布層が軸方向繊維層１と接触するように使用されてもよい。第４内側非軸方向繊維層２４ｂとしての周方向繊維含有不織布層は、第３内側非軸方向繊維層２３ｂとしての周方向繊維層の配向の観点から、不織布層が中空体の最内表面に配置されるように使用されることが好ましい。
【００７６】
本実施態様においても、垂直断面における少なくとも１箇所において、非軸方向繊維層が周方向において端部同士で重なり合っていればよいが、中空体強度のさらなる向上の観点から、第１内側非軸方向繊維層２１ｂ、第２内側非軸方向繊維層２２ｂおよび第３内側非軸方向繊維層２３ｂはそれぞれ、図７に示すように、中空体の周方向において角部近傍で４つの繊維層に分割されることが好ましい。その結果として、第１内側非軸方向繊維層２１ｂ、第２内側非軸方向繊維層２２ｂおよび第３内側非軸方向繊維層２３ｂはそれぞれ、当該４つの繊維層のうち隣接する繊維層が周方向において端部同士で互いに重なり合い、４つの重なり部４ｂは角部近傍で形成されることが好ましい。
【００７７】
本実施態様においては、中空体の中空部の搬送利用の観点から、第４内側非軸方向繊維層２４ｂは、中空体の周方向において分割されることなく、当該繊維層２４ｂ自体の端部同士で互いに重なり合っていることが好ましい。
【００７８】
（図８の実施態様）
図８に示す中空体１０ｃは、矩形形状の垂直断面を有し、軸方向繊維層１、当該軸方向繊維層１の外側に積層された第１外側非軸方向繊維層３１ｃ、第２外側非軸方向繊維層３２ｃ、第３外側非軸方向繊維層３３ｃおよび第４外側非軸方向繊維層３４ｃを有している。図８において、軸方向繊維層１は前記した軸方向繊維層１と同様である。第１外側非軸方向繊維層３１ｃ、第２外側非軸方向繊維層３２ｃ、第３外側非軸方向繊維層３３ｃおよび第４外側非軸方向繊維層３４ｃはそれぞれ独立して、前記した非軸方向繊維層２，３と同様の範囲内から選択されればよい。
【００７９】
本実施態様において、第２外側非軸方向繊維層３２ｃおよび第３外側非軸方向繊維層３３ｃは、それぞれ独立して、好ましくは周方向繊維層である。
第１外側非軸方向繊維層３１ｃは、例えば無配向繊維層、特に周方向繊維含有不織布層、である。
第４外側非軸方向繊維層３４ｃは好ましくは無配向繊維層、特に周方向繊維含有不織布層、である。
第１外側非軸方向繊維層３１ｃとしての周方向繊維含有不織布層は、不織布層が第２外側非軸方向繊維層３２ｃと接触するように使用されてもよいし、または不織布層が軸方向繊維層１と接触するように使用されてもよい。第４外側非軸方向繊維層３４ｃとしての周方向繊維含有不織布層は、第３外側非軸方向繊維層３３ｃとしての周方向繊維層の配向の観点から、不織布層が中空体の最外表面に配置されるように使用されることが好ましい。
【００８０】
本実施態様においても、垂直断面における少なくとも１箇所において、非軸方向繊維層が周方向において端部同士で重なり合っていればよいが、中空体強度のさらなる向上の観点から、第１外側非軸方向繊維層３１ｃ、第２外側非軸方向繊維層３２ｃ、第３外側非軸方向繊維層３３ｃおよび第４外側非軸方向繊維層３４ｃはそれぞれ、図８に示すように、中空体の周方向において角部近傍で４つの繊維層に分割されることが好ましい。その結果として、第１外側非軸方向繊維層３１ｃ、第２外側非軸方向繊維層３２ｃ、第３外側非軸方向繊維層３３ｃおよび第４外側非軸方向繊維層３４ｃはそれぞれ、当該４つの繊維層のうち隣接する繊維層が周方向において端部同士で互いに重なり合い、４つの重なり部４ｂは角部近傍で形成されることが好ましい。
【００８１】
（その他の材料）
本発明の中空体は上記した繊維層とともに、当該繊維層に含浸された硬化性樹脂を含む。硬化性樹脂としては、従来から繊維強化樹脂中空体に使用される、あらゆる硬化性樹脂が使用可能である。硬化性樹脂の具体例として、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００８２】
硬化性樹脂には、いわゆる触媒、離形剤、顔料、低収縮剤、シランカップリング剤等の添加剤を含有させて使用される。
【００８３】
（寸法）
本発明の中空体はいかなる厚みを有していてよく、用途に応じて適宜、決定されればよい。本発明の中空体は、例えば、１〜２０ｍｍ、特に１〜１０ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍの厚みを有する。中空体の厚みとは、中空体の肉厚のことである。
【００８４】
本発明の中空体はいかなる外周長を有していてよく、用途に応じて適宜、決定されればよい。本発明の中空体は、例えば、１２５〜３００ｍｍの外周長を有する。中空体の外周長とは、垂直断面における中空体の外周長のことである。中空体の垂直断面形状における一辺の長さは特に限定されず、例えば４５〜７５ｍｍである。
【００８５】
［繊維強化樹脂中空体の製造方法］
本発明の繊維強化樹脂中空体は引抜成形法により製造することができる。引抜成形法においては、詳しくは図９に示すように、まず軸方向繊維層１を構成する強化繊維５１に硬化性樹脂５０を含浸させる。次いで、硬化性樹脂が含浸した強化繊維５１に、内側非軸方向繊維層２を構成する繊維シート（繊維層）５２を合流させ、さらに外側非軸方向繊維層３を構成する繊維シート５３を合流させる。繊維シート５２の数は内側非軸方向繊維層２を構成する繊維層の種類および分割数に応じて適宜、調整されればよい。繊維シート５３の数は外側非軸方向繊維層３を構成する繊維層の種類および分割数に応じて適宜、調整されればよい。その後、これらの繊維および繊維シートを、垂直断面において所定の層構成となるように配置させながら、ガイド５４により誘導し、強化繊維５１に含浸されている硬化性樹脂をさらに繊維シート５２および繊維シート５３にも含浸させ、金型５５の一端側から引き込む。このとき、繊維シート５２および５３は、周方向において端部同士で重なり合うように、ガイド５４により調整される。金型５５内では加熱により硬化性樹脂を十分に硬化させ、繊維強化樹脂中空体１０を得る。得られた繊維強化樹脂中空体１０は、金型５５から連続的に引取装置５６（例えば、ダブルグリッパー方式）により引き取り、切断機５７によって所定長さに切断する等、後加工する。
【００８６】
［用途］
本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造は、繊維強化樹脂中空体が使用され得るあらゆる分野、例えば、流体輸送分野、建築分野、自動車分野などにおいて有用である。本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造は、特に自動車のインストルメントパネルを直接的または間接的に支持および固定するための繊維強化樹脂中空体の支持構造として有用である。そのような支持構造として、例えば、自動車分野における図１０に示すようなクロスカービーム１００の支持構造が挙げられる。図１０は、本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造の一例を、自動車のクロスカービームを周辺部材により支持するための支持構造に適用したときの概略見取り図を示す。
【００８７】
クロスカービームを支持する周辺部材として、例えば、図１０に示すカウルブラケット１０１、ブレーキペダル後退防止ブラケット１０２、センターメンバー１０７が挙げられる。
【００８８】
カウルブラケット１０１は、ステアリング振動性能を確保する機能を有するとともに、衝突時にクロスカービーム１００が前進するのを防止する機能も有する。本発明の支持構造を、図１１に示すように、クロスカービーム（中空体）１００とカウルブラケット（支持部材）１０１との支持構造に適用することにより、衝突時に荷重は包囲部材１１ｘを介して伝達されるので、クロスカービーム１００は十分に高い強度を発揮できる。図１１は、本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造の一例を、自動車のクロスカービームをカウルブラケットにより支持するための支持構造に適用したときの拡大概略見取り図を示す。
【００８９】
ブレーキペダル後退防止ブラケット１０２は、衝突時にブレーキペダルが後退するのを防止する機能を有する。本発明の支持構造を、図１２に示すように、クロスカービーム（中空体）１００とブレーキペダル後退防止ブラケット（支持部材）１０２との支持構造に適用することにより、衝突時のブレーキペダルの後退により駆動部１０３が矢印方向に移動して当該ブラケットに荷重が印可されても、荷重は包囲部材１１ｙを介して伝達されるので、クロスカービーム１００は十分に高い強度を発揮できる。図１２は、本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造の一例を、自動車のクロスカービームをブレーキペダル後退防止ブラケットにより支持するための支持構造に適用したときの拡大概略見取り図を示す。
【００９０】
センターメンバー１０７は、ステアリング振動性能を確保する機能を有するとともに、衝突時に内装パネル（図示せず）にかかる荷重をクロスカービーム１００に逃がす機能も有する。本発明の支持構造を、クロスカービーム（中空体）１００とセンターメンバー（支持部材）１０７との支持構造に適用することにより、図１２に示すように、衝突時に荷重は包囲部材１１ｚを介して伝達されるので、クロスカービーム１００は十分に高い強度を発揮できる。
【実施例】
【００９１】
［繊維材料］
（ロービング層Ａ（軸方向繊維層））
ロービング層Ａとしては、ロービング（ガラス繊維の束）を使用した。ロービング層Ａは、当該ロービングの長手方向が繊維強化樹脂中空体の軸方向に対して平行であり、かつロービング層を構成するガラス繊維の数が繊維強化樹脂中空体の周方向において均一であるように使用した。
【００９２】
（スダレ層Ａ（周方向繊維層））
スダレ層Ａとしては、いわゆるスダレ状ガラス繊維シート（周方向繊維層）を用いた。スダレ状ガラス繊維シートは、幅長として所定長に裁断した複数のロービング（ガラス繊維の束）を幅方向に対して平行かつ略等間隔に並べ、連結糸により各ロービングを結束させつつ全ロービングを当該幅方向に対して垂直方向に連結させてなる、繊維シートである。スダレ層Ａは、当該幅方向が繊維強化樹脂中空体の周方向に対して平行であるように使用した。連結糸はポリエステル糸であった。所定長とは、各実施例または比較例に応じた長さのことであり、例えば、繊維強化樹脂中空体において当該繊維層が周方向における端部同士で後述の幅で重なり合うような長さである。
【００９３】
（複合層Ａ（無配向繊維層））
複合層Ａとしては、周方向繊維含有不織布層を用いた。詳しくは、複合層Ａは、上記スダレ層Ａに対して、切断した強化繊維をランダムに縫い付けた複合層である。複合層Ａは、当該幅方向（周方向繊維層のロービングの長手方向）が繊維強化樹脂中空体の周方向に対して平行であるように使用した。縫い付け糸はポリエステル糸であった。ここでも、所定長とは、各実施例または比較例に応じた長さのことであり、例えば、繊維強化樹脂中空体において当該繊維層が周方向における端部同士で後述の幅で重なり合うような長さである。
【００９４】
［実施例１］
（繊維強化樹脂中空体の製造）
図６に示す断面構造を有する繊維強化樹脂中空体を引抜成形法により製造した。図６の繊維強化樹脂中空体１０ａは、軸方向繊維層１、当該軸方向繊維層１の内側に積層された第１内側非軸方向繊維層２１ａおよび第２内側非軸方向繊維層２２ａ、ならびに当該軸方向繊維層１の外側に積層された第１外側非軸方向繊維層３１ａおよび第２外側非軸方向繊維層３２ａを有している。本実施例において軸方向繊維層１はロービング層Ａのみからなり、第１内側非軸方向繊維層２１ａおよび第１外側非軸方向繊維層３１ａはそれぞれスダレ層Ａのみからなり、第２内側非軸方向繊維層２２ａおよび第２外側非軸方向繊維層３２ａはそれぞれ複合層Ａのみからなる。第２内側非軸方向繊維層２２ａとしての複合層Ａは、当該複合層Ａの不織布層が繊維強化樹脂中空体の最内表面に配置されるような表裏方向の向きで使用した。第２外側非軸方向繊維層３２ａとしての複合層Ａは、当該複合層Ａの不織布層が繊維強化樹脂中空体の最外表面に配置されるような表裏方向の向きで使用した。
【００９５】
詳しくは図９に示すように、まず軸方向繊維層１を構成するロービング層Ａ（強化繊維５１）に硬化性樹脂組成物５０を含浸させた。次いで、硬化性樹脂組成物が含浸した強化繊維５１に、第１内側非軸方向繊維層２１ａを構成するスダレ層Ａ（繊維シート５２）および第２内側非軸方向繊維層２２ａを構成する複合層Ａ（繊維シート５２）を合流させ、さらに第１外側非軸方向繊維層３１ａを構成するスダレ層Ａ（繊維シート５３）および第２外側非軸方向繊維層３２ａを構成する複合層Ａ（繊維シート５３）を合流させた。繊維シート５２の数は合計で５つであった。繊維シート５３の数は８つであった。その後、これらの繊維および繊維シートを、垂直断面において所定の層構成となるように配置させながら、ガイド５４により誘導し、強化繊維５１に含浸されている硬化性樹脂組成物をさらに繊維シート５２および繊維シート５３にも含浸させ、金型５５の一端側から引き込んだ。このとき、繊維シート５２および５３はそれぞれ周方向において全ての端部同士で１０ｍｍ幅にて重なり合った。金型５５内では加熱により硬化性樹脂を十分に硬化させ、繊維強化樹脂中空体１０ａを得た。得られた繊維強化樹脂中空体１０ａを、金型５５から連続的に引取装置５６（例えば、ダブルグリッパー方式）により引き取り、切断機５７によって所定長さに切断した。繊維強化樹脂中空体１０ａの寸法は以下の通りであった。
中空部寸法（垂直断面）：６７ｍｍ×６７ｍｍ；
厚み（垂直断面）：２．４ｍｍ；
長さ：１４００ｍｍ。
【００９６】
硬化性樹脂組成物は以下の方法により得た。
不飽和ポリエステル樹脂、触媒および離型剤を混合して硬化性樹脂組成物を得た。
【００９７】
（試験）
以下の方法に従って、３点曲げ試験において、繊維強化樹脂中空体に対し包囲部材を介して荷重を印加し、たわみ量−荷重のグラフを作成した（図１５参照）。包囲部材はスチール製であり、厚み（ｔ１＝ｔ２＝ｔ３）（図１３（Ｂ）参照）は１０ｍｍ、包囲深さ（ｈ１＝ｈ２）（図１３（Ｂ）参照）は３８．８ｍｍ、軸方向長さ（ｊ）（図１３（Ａ）参照）は１００ｍｍであった。中空体と包囲部材とのボルト等による連結は行わなかった。
詳しくは、図１３（Ａ）に示すように、長さ１４００ｍｍの試験品（中空体）１０ａを支持ピッチｋ８００ｍｍにてコの字型受け台６１に設置し、中央部に対し、包囲部材（コの字型治具）１１を介して試験治具６２により、クロスヘッドスピード２０ｍｍ／分にて、破壊するまで載荷した。変位量はクロスヘッドの移動量とする。図１３（Ａ）のＢ−Ｂ断面を図１３（Ｂ）に示し、Ｃ−Ｃ断面を図１３（Ｃ）に示す。
【００９８】
［比較例１］
繊維強化樹脂中空体に対し平板を介して荷重を印加したこと以外、実施例１と同様の方法により、３点曲げ試験を行った。たわみ量−荷重のグラフは図１５に示した。平板はスチール製であり、厚み（ｔ’）（図１４参照）は１０ｍｍ、軸方向長さは１００ｍｍであった。図１４は、図１３（Ａ）において平板を用いたときのＢ−Ｂ断面に対応する。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造は、繊維強化樹脂中空体が使用され得るあらゆる分野、例えば、流体輸送分野、建築分野、自動車分野などにおいて有用である。本発明の繊維強化樹脂中空体の支持構造は、特に自動車のインストルメントパネルを直接的または間接的に支持および固定するための繊維強化樹脂中空体の支持に有用である。
【符号の説明】
【０１００】
１０：１０ａ：１０ｂ：１０ｃ：繊維強化樹脂中空体
１１：包囲部材
１２：支持部材
１：軸方向繊維層
２：非軸方向繊維層
３：非軸方向繊維層
４ａ：４ｂ：重なり部
２１ａ：２１ｂ：第１内側非軸方向繊維層
２２ａ：２２ｂ：第２内側非軸方向繊維層
２３ｂ：第３内側非軸方向繊維層
２４ｂ：第４内側非軸方向繊維層
３１ａ：３１ｃ：第１外側非軸方向繊維層
３２ａ：３２ｃ：第２外側非軸方向繊維層
３３ｃ：第３外側非軸方向繊維層
３４ｃ：第４外側非軸方向繊維層
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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