(57)【要約】【課題】ハニカムのセル内への樹脂の侵入を防止し、ハニカムを使用することによる軽量化を確保する。【解決手段】表面に溝１７，１９を設けた受け台１５の上に、熱可塑性フィルム５，加熱したハニカム１，熱可塑性フィルム５，溝２３，２５を設けた当て板２１を順に重ね、受け台１５と当て板２１との間で、両側に熱可塑性フィルム５を配置したハニカム１を加圧する。熱可塑性フィルム５は、受け台１５および当て板２１のそれぞれ溝１７，１９および溝２３，２５のない部位と、ハニカム１との間で加圧された部位が、熱により溶融し、ハニカム１と溶着する。一方、受け台１５および当て板２１の溝１７，１９および溝２３，２５に対応する部位の熱可塑性フィルム５は、加圧してもハニカム１に充分接しないため、溶融することなく非溶着部となり、この非溶着部により、熱可塑性フィルム５がセル３相互間で分断されることなく繋がった状態となる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカムにおける各セルの両側の開放部を熱溶着フィルムで覆い、かつこの熱溶着フィルムと前記ハニカムの各セル相互を隔てる隔壁の端部とが互いに断続的に溶着し、この溶着部における前記隔壁の端部が前記熱溶着フィルムの外部に露出していることを特徴とするハニカム構造体。
【請求項２】
前記各セルのうちの一部に対応する部位の前記熱溶着フィルムに、前記セル内に溶融樹脂を充填するための孔を設けたことを特徴とする請求項１記載のハニカム構造体。
【請求項３】
ハニカムをその両側から各セルの開放部を覆うように熱溶着フィルムで挟み、さらにその両側を前記各熱溶着フィルムに対向する面に溝を設けた受け部材で挟んで加圧し、前記熱溶着フィルムへの加熱により、前記各受け部材の溝のない部位にて前記ハニカムに前記熱溶着フィルムを溶着させて、この溶着部における前記ハニカムの各セル相互を隔てる隔壁の端部を前記熱溶着フィルムの外部に露出させ、前記各受け部材の溝のある部位にて前記熱溶着フィルムの前記ハニカムに対する非溶着部を形成したことを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項４】
ハニカムの各セルを隔てる隔壁の両端部に切欠を設け、このハニカムを両側から各セルの開放部を覆うように熱溶着フィルムで挟み、さらにその両側を受け部材で挟んで加圧し、前記熱溶着フィルムへの加熱により、前記前記ハニカムの切欠のない部位に前記熱溶着フィルムを溶着させて、この溶着部における前記隔壁の端部を前記熱溶着フィルムの外部に露出させ、前記ハニカムの切欠のある部位にて前記熱溶着フィルムの前記ハニカムに対する非溶着部を形成したことを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項５】
前記各受け部材のうちの一方の上に一方の熱溶着フィルムを載せ、この一方の熱溶着フィルムの上に加熱したハニカムを載せ、このハニカムの上に他方の熱溶着フィルムを載せ、この他方の熱溶着フィルムの上に他方の受け部材を載せて加圧することを特徴とする請求項３または４記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項６】
前記ハニカムの両側を前記熱溶着フィルムで覆い、さらにこの両側から、加熱した前記各受け部材で挟持して加圧することを特徴とする請求項３または４記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項７】
前記各受け部材のうち少なくとも一方を振動させることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項８】
前記各セルのうちの一部に対応する部位の前記熱溶着フィルムに、前記セル内に溶融樹脂を充填するための孔を設けたことを特徴とする請求項３ないし７のいずれかに記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項９】
ハニカムをその両側から各セルの開放部を覆うように熱溶着フィルムで挟み、さらにその両側を前記各熱溶着フィルムに対向する面に溝を設けた受け部材で挟んで加圧し、前記熱溶着フィルムへの加熱により、前記各受け部材の溝のない部位にて前記ハニカムに前記熱溶着フィルムを溶着させて、この溶着部における前記ハニカムの各セル相互を隔てる隔壁の端部を前記熱溶着フィルムの外部に露出させるとともに、前記各受け部材の溝のある部位にて前記熱溶着フィルムの前記ハニカムに対する非溶着部を形成してハニカム構造体を構成し、このハニカム構造体を、両側から強化繊維布で覆い、この強化繊維布の中に溶融樹脂を供給して硬化させることを特徴とするハニカム構造体を用いた樹脂トランスファ成形方法。
【請求項１０】
ハニカムの各セルを隔てる隔壁の両端部に切欠を設け、このハニカムを両側から各セルの開放部を覆うように熱溶着フィルムで挟み、さらにその両側を受け部材で挟んで加圧し、前記熱溶着フィルムへの加熱により、前記前記ハニカムの切欠のない部位に前記熱溶着フィルムを溶着させて、この溶着部における前記隔壁の端部を前記熱溶着フィルムの外部に露出させるとともに、前記ハニカムの切欠のある部位にて前記熱溶着フィルムの前記ハニカムに対する非溶着部を形成してハニカム構造体を構成し、このハニカム構造体を、両側から強化繊維布で覆い、この強化繊維布の中に溶融樹脂を供給して硬化させることを特徴とするハニカム構造体を用いた樹脂トランスファ成形方法。
【請求項１１】
前記各受け部材のうちの一方の上に一方の熱溶着フィルムを載せ、この一方の熱溶着フィルムの上に加熱したハニカムを載せ、このハニカムの上に他方の熱溶着フィルムを載せ、この他方の熱溶着フィルムの上に他方の受け部材を載せて加圧することを特徴とする請求項９または１０記載のハニカム構造体を用いた樹脂トランスファ成形方法。
【請求項１２】
前記ハニカムの両側を前記熱溶着フィルムで覆い、さらにこの両側から、加熱した前記各受け部材で挟持して加圧することを特徴とする請求項９または１０記載のハニカム構造体を用いた樹脂トランスファ成形方法。
【請求項１３】
前記各受け部材のうち少なくとも一方を振動させることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載のハニカム構造体を用いた樹脂トランスファ成形方法。
【請求項１４】
前記各セルのうちの一部に対応する部位の前記熱溶着フィルムに、前記セル内に溶融樹脂を充填するための孔を設けたことを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載のハニカム構造体を用いた樹脂トランスファ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハニカム構造体およびその製造方法ならびにハニカム構造体を用いた樹脂トランスファ成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ）部品の構造として、曲げ剛性の向上を目的とする場合に、サンドイッチ構造が一般的に使用されている。このサンドイッチ構造は、曲げ応力の高い表面層に、薄くて強い表面材（ＦＲＰ）を使用し、間に軽い芯材を挟んで一体とした構造である。
【０００３】
間に挟む芯材は、ハニカムのほかアクリルフォームやウレタンフォームなどがあるが、航空機やレース用車両に見られるように、高い強度が要求される部位にはハニカムを使用する。
【０００４】
ＲＴＭ（樹脂トランスファ成形）法では、型内に樹脂を充填したときに、ハニカムのセル内に樹脂が入り込んでしまい、ハニカムを使用することによる軽量化が阻害されてしまうため、一般にハニカムは使用されない。一方で、硬化時間の短い樹脂を選択できるため、生産性を求められる部品の製造においては有利な工法である。
【０００５】
このため、下記の特許文献１では、ハニカムのセルの開放部を、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂からなる接着剤フィルムで覆うことで、充填する樹脂のセル内への浸入を防止し、ＲＴＭ法でのハニカムの使用を可能にしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２９５３６２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この場合には、接着剤フィルムが、ハニカムのセル開口部の全周部に接触して加熱され溶着されるので、接着剤フィルムは、この全周部分によってセルの開口部形状に分断され、セル内に落ち込んでしまう恐れがあり、これによって充填する樹脂がセル内に入り込んでしまう不具合が発生する。
【０００８】
そこで、この発明は、ハニカムのセル内への樹脂の侵入を防止し、ハニカムを使用することによる軽量化を確保することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、ハニカムにおける各セルの両側の開放部を熱溶着フィルムで覆い、かつこの熱溶着フィルムと前記ハニカムの各セル相互を隔てる隔壁の端部とが互いに断続的に溶着し、この溶着部における前記隔壁の端部が前記熱溶着フィルムの外部に露出している構成としてある。
【００１０】
【発明の効果】
この発明によれば、熱溶着フィルムとハニカムの各セル相互を隔てる隔壁の端部とが互いに断続的に溶着しているので、熱溶着フィルムは、各セル相互間で分断されることなく繋がる部位が存在し、熱溶着フィルムのセル内への落ち込みを防止することができる。これにより、樹脂トランスファ成形法にて溶融樹脂を充填したときに、ハニカムのセル内への溶融樹脂の侵入を、熱溶着フィルムによって確実に防止でき、ハニカムを使用することによる軽量化を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１２】
図１（ａ）は、この発明の第１の実施形態を示すハニカム構造体２７の斜視図、図１（ｂ）は、ハニカム構造体２７の表面の一部を拡大した斜視図である。このハニカム構造体２７は、図１（ａ）に示すように、ハニカム１における複数のセル３の両側の開放部を、熱溶着フィルムとしての熱可塑性フィルム５で覆った構造である。
【００１３】
そして、図１（ｂ）に示すように、熱可塑性フィルム５とハニカム１とは、各セル３相互を隔てる隔壁７同士の結合部分９の端部周辺が、溶着部１１となっている。すなわち、この溶着部１１にて熱可塑性フィルム５が加熱溶融してハニカム１に結合している。溶着部１１相互間の隔壁７に対応する部位の熱可塑性フィルム５は溶着しておらず、単にハニカム１の隔壁７に接触しているのみであり、この非溶着部１３によって熱可塑性フィルム５は、隣接するセル３相互間で繋がった状態となる。
【００１４】
図２は、図１（ｂ）の溶着部１１を示すＢ−Ｂ断面図、図３は、図１（ｂ）の非溶着部１３を示すＣ−Ｃ断面図である。
【００１５】
なお、図１では、熱可塑性フィルム５の表面に、図２に示してある隔壁７の端部が露出して見えることになるが、ここではその露出端部を省略してある。
【００１６】
このような構造のハニカム構造体２７であれば、熱可塑性フィルム５と、ハニカム１の各セル３相互を隔てる隔壁７の端部とが互いに断続的に溶着しているので、熱可塑性フィルム５は、各セル３相互間で繋がった部位（非溶着部１３）が存在し、熱可塑性フィルム５のセル３内への落ち込みを防止することができる。これにより、樹脂トランスファ成形法にて溶融樹脂を充填したときに、ハニカム１のセル３内への溶融樹脂の侵入を確実に防止でき、ハニカム１を使用することによる軽量化を確保することができる。
【００１７】
また、ハニカム１に溶着させる熱溶着フィルムとして、熱可塑性フィルム５を用いているので、熱硬化性フィルムを用いる場合に比べて安価にできる。
【００１８】
次に、上記したハニカム構造体２７の製造方法について説明する。図４に示すように、まず一方の受け部材としての受け台１５を用意する。この受け台１５の表面には、互いに直角に交差する格子状の溝１７，１９をそれぞれ形成する。
【００１９】
この受け台１５の上に、前記した２枚の熱可塑性フィルム５のうちの一方を載せ、さらにこの熱可塑性フィルム５の上に、あらかじめ加熱した前記ハニカム１を載せる。
【００２０】
図５は、このときの受け台１５の溝１７，１９とハニカム１のセル３との位置関係を示す平面図である。これによれば、溝１７，１９は、平面視で正六角形となるセル３相互を隔てる６つの隔壁７のそれぞれのほぼ中央部に対応する位置にある。つまり、図５中で上下方向に延びる溝１９は、隔壁７に対してほぼ直角に交差する方向に形成され、図５中で左右方向に延びる溝１７は、隔壁７に対して斜めに交差する方向に形成されている。そして、前記各隔壁７同士の結合部分９周辺に対応する部位（図１（ｂ）中で溶着部１１に相当）は、溝１７，１９から外れた位置となる。
【００２１】
図４において、上記したハニカム１の上には、さらに他方の熱可塑性フィルム５を載せ、この熱可塑性フィルム５の上には、他方の受け部材として当て板２１を載せる。この当て板２１の熱可塑性フィルム５に対向する面には、互いに直角に交差する格子状の溝２３，２５を形成してある。
【００２２】
当て板２１を熱可塑性フィルム５に載せた状態では、その格子状の溝２３，２５は、前記した受け台１５の格子状の溝１７，１９と整合した位置となる。すなわち、受け台１５の溝１７と当て板２１の溝２３とが一致するとともに、受け台１５の溝１９と当て板２１の溝２５とが一致しており、したがって、当て板２１の溝２３，２５は、図５で示した溝１７，１９とハニカム１のセル３との位置関係と同様に、セル３相互を隔てる６つの隔壁７のそれぞれのほぼ中央部に対応する位置となる。
【００２３】
このように、ハニカム１を両側から各セル３の開放部を覆うように一対の熱可塑性フィルム５で挟むとともに、その両側を熱可塑性フィルム５に対向する面に溝１７，１９および溝２３，２５をそれぞれ設けた受け台１５および当て板２１で挟んだ状態で、加圧する。
【００２４】
すると熱可塑性フィルム５は、受け台１５および当て板２１のそれぞれの溝１７，１９および溝２３，２５のない部位と、ハニカム１の隔壁７の端部との間で加圧された部位が、熱により溶融し、その後ハニカム１の温度低下により溶着して前記図１（ｂ）に示した溶着部１１が形成される。
【００２５】
一方、受け台１５および当て板２１の溝１７，１９および溝２３，２５にそれぞれ対応する部位の熱可塑性フィルム５は、加圧されてもハニカム１の隔壁７の端部に充分接しないため、溶融することなく、図１（ｂ）に示した非溶着部１３となる。
【００２６】
なお、上記した加圧時に、受け台１５または当て板２１を振動させてもよい。これにより、ハニカム１と熱可塑性フィルム５との溶着部１１での溶着がより効果的になされる。
【００２７】
また、ハニカム１を加熱する代わりに、受け台１５および当て板２１をあらかじめ加熱しておき、ハニカム１のセル３の開放部を覆うように一対の熱可塑性フィルム５で挟み、これを前記加熱した受け台１５および当て板２１で挟んで加圧するようにしてもよい。この場合においても、加圧時に、受け台１５または当て板２１を振動させてもよい。
【００２８】
そして、上記のようにして製造したハニカム構造体２７を、図６に示すように、下型２９の上に載置した強化繊維布３１上に載せ、さらにこのハニカム構造体２７の上に強化繊維布３３を載せる。この各強化繊維布３１，３３は、ハニカム構造体２７の外周縁部の側面をも覆えるように充分大きなものとし、その周縁部３１ａ，３３ａ相互を互いに重ね合わせておく。さらに、上記した強化繊維布３３の上に密封用のフィルム３５を被せて外部に対して密封する。
【００２９】
このように、ハニカム１の両側を熱可塑性フィルム５で覆ったハニカム構造体２７の両側に強化繊維布３１，３３を被せたものを、下型２９と密封用のフィルム３５との間に収容し、この状態で、フィルム３５の吸引口３７から空気を吸引して内部を除圧し、その後、フィルム３５の樹脂注入口３９から熱硬化性の溶融樹脂を注入して硬化させることで、成形品を得る。
【００３０】
注入した溶融樹脂は、強化繊維布３１，３３に浸透し、この強化繊維布３１，３３と、熱可塑性フィルム５から外部に露出しているハニカム１の隔壁７の端部（溶着部１１）とを結合する。
【００３１】
以上より、熱可塑性フィルム５がハニカム１のセル３内への溶融樹脂の侵入を防ぎ、また露出したハニカム１の隔壁７の端部が、注入する溶融樹脂によって強化繊維布３１，３３と結合するため、ハニカム１内に樹脂が充填されない高剛性で軽量な部材を生産性の高いＲＴＭ法により製造することができる。
【００３２】
なお、前記図６における密封用のフィルム３５に代えて上型を用いてもよい。
【００３３】
また、このようにして製造した成形品を、ボルトなどを用いて他の部材に連結して使用する場合には、第２の実施形態として、図７（ａ），（ｂ）に示すように、複数あるセル３のうちの一部に対応する熱可塑性フィルム５に、樹脂を充填するための孔５ａを設けておく。なお、図７（ａ）は、一部のセル３に樹脂を充填した成形品の断面図、図７（ｂ）は、上記成形品の強化繊維布を省略した状態の同平面図である。
【００３４】
これにより、前記図６の状態で、溶融樹脂を注入したときに、熱可塑性フィルム５の孔５ａから、一部のセル３内に溶融樹脂が入り込み、入り込んだ溶融樹脂の硬化により連結部４１を形成する。そして、図８に示すように、この連結部４１に加工したボルト挿入孔４１ａにボルト４３を挿入し、ナット４５を締結することで、ハニカム成形品を、他の部材４７に連結する。
【００３５】
このように、ハニカム１の一部のセル３に樹脂を充填してこの部位を連結部４１とすることで、ハニカム１を使用した成形品であっても、ハニカム１が潰れることなく、他の部材４７と連結することができる。
【００３６】
この場合、成形品を他の部材４７に連結するために、ハニカム１における一部のセル３を除去するという煩雑な作業が不要であり、製造コストを抑えることができる。
【００３７】
図９は、この発明の第３の実施形態を示している。この実施形態は、前記図４に示した受け台１５および当て板２１における溝１７，１９および溝２３，２５を設ける代わりに、図９（ｂ）に示すように、ハニカム１０におけるセル３０相互を隔てる隔壁７０の一部の端部に、切欠７０ａを設けている。ここでの切欠７０ａは、図９（ｂ）にて矢印Ｄで示す同一方向に互いに対向する隔壁７０のみに設けてある。
【００３８】
上記したハニカム１０は、切欠７０ａを備えた互いに対向する隔壁７０相互が接触するように折り畳むことで、図９（ａ）のような板状の部材となる。この板状部材となるハニカム１０のハニカム製造工程中に、板状部材の表裏両面に、同一方向の複数の溝４９を、前記矢印Ｄで示す同一方向に互いに対向する隔壁７０に対応する部位に加工することで、前記した切欠７０ａが得られる。
【００３９】
この実施形態におけるハニカム構造体の製造方法は、前記図４に示したものと同様に、ハニカム１０の両側を一対の熱可塑性フィルム５で挟み、さらにその両側を、溝１７，１９のない受け台および、溝２３，２５のない当て板で挟み、熱可塑性フィルム５を加熱して加圧すればよい。
【００４０】
これにより、ハニカム１０の切欠７０ａのない隔壁７０の端部が熱可塑性フィルム５との間で加圧されて溶着し、図１（ｂ）に示した溶着部１１と同様な溶着部を形成する。一方、ハニカム１０の切欠７０ａに対応する部位の熱可塑性フィルム５は、隔壁７０の端部に充分接しないため、溶融することなく、図１（ｂ）に示した非溶着部１３と同様な非溶着部となる。
【００４１】
このようにして製造したハニカム構造体は、前記図６と同様にしてＲＴＭ法を用いて成形品とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、この発明の一実施形態を示すハニカム構造体の斜視図、（ｂ）は、その要部の拡大した斜視図である。
【図２】図１（ｂ）の溶着部を示すＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図１（ｂ）の非溶着部を示すＣ−Ｃ断面図である。
【図４】図１のハニカム構造体の製造方法を示す斜視図である。
【図５】図４の製造方法における受け台の溝とハニカムのセルとの位置関係を示す平面図である。
【図６】図１のハニカム構造体に対しＲＴＭ法を用いて成形品を製造する過程を示す断面図である。
【図７】（ａ）は図１のハニカム構造体におけるハニカムの一部に樹脂を充填した成形品の断面図、（ｂ）は（ａ）で示す成形品の強化繊維布を省略した平面である。
【図８】図７（ａ）の成形品の樹脂を充填した部位をボルトによって他の部材に連結した状態を示す断面図である。
【図９】この発明の他の実施形態に係わるもので、（ａ）はハニカム製造過程で溝を加工した状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の製造途中のハニカム材料を引き延ばしてハニカムとした一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１０  ハニカム
３，３０  セル
５  熱可塑性フィルム（熱溶着フィルム）
５ａ  樹脂を充填するための孔
７，７０隔壁
１１  溶着部
１５  受け台（受け部材）
１７，１９  溝
２１  当て板（受け部材）
２３，２５  溝
２７  ハニカム構造体
３１，３３  強化繊維布
７０ａ  切欠
【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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