(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる意匠部と、金属材料からなり該意匠部に埋設されている芯部と、を持ち、
該芯部は、内部に空気流路を持つ筒状をなし、
該芯部の強度は、該意匠部の強度よりも大きく、
該芯部の線膨張係数は、該意匠部の線膨張係数よりも小さく、
該意匠部と該芯部とは、加圧発泡成形により一体的に型成形されてなることを特徴とする成形部材。
【請求項２】
前記芯部の線膨張係数は２５×１０-6／℃以下である請求項１に記載の成形部材。
【請求項３】
前記金属材料はアルミニウムを含む請求項１または請求項２に記載の成形部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造用部材や外観用部材などに使用できる成形部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンやポリプロピレン、ポリスチレンなどの樹脂材料からなる成形部材は、従来から、建築用部材などに用いられている。しかし、これらの樹脂材料は線膨張係数が大きいため、気温の変化などによって大きく膨張または収縮する。参考までに、高密度ポリエチレンの線膨張係数は１００〜１２０×１０-6／℃程度である。他の樹脂材料に関しても、線膨張係数は同程度である。したがって、これらの樹脂材料からなる成形部材を温度変化の大きい環境で用いると、成形部材が変形し、成形部材を組み付けた相手材と成形部材との間や隣接する成形部材同士の間等に隙間が生じ、成形部材を安定に組み付け難い問題がある。また、成形部材の一部が加熱・冷却された場合などには、成形部材が大きく反り返ったり曲がったりする。さらに、樹脂材料からなる成形部材は、強度に劣る問題もある。
【０００３】
このため従来は、樹脂材料に木粉などの線膨張係数の小さい材料（以下、低膨張材料と呼ぶ）を練り込んだ複合材料を成形部材の材料として用いていた。しかしこの場合には、樹脂材料と低膨張材料とが互いに独立して存在するために、樹脂材料の膨張や収縮を十分に抑制することは困難である。またこの場合には、成形部材を切断すると切断面に低膨張材料が露出する。この場合、例えば木粉を低膨張材料として用いる場合には、切断面が変色したりカビが生じるなどの問題もある。
【０００４】
成形部材の内部に金属板やＦＲＰ板などの低膨張材料からなる板材を一体成形する技術もある（例えば、特許文献１参照）。しかし、この技術によっても樹脂材料の膨張や収縮を十分に抑制することは困難である。すなわち、成形部材のなかで樹脂材料からなる部分（以下、意匠部と呼ぶ）と板材との接合面積は小さいため、意匠部のなかで板材との境界に位置する部分の膨張や収縮を抑制する効果はあるが、板材と離れた部分における意匠部の膨張や収縮を抑制することは困難である。さらに、アルミニウム板などの板材は曲げ強度に劣り、変形し易いため、成形部材全体の強度を向上させるのは困難である。このため、板材が一体成形されてなる成形部材もまた、形状の安定性に劣りかつ安定に組み付け難い問題がある。
【０００５】
さらに、板材が一体成形されてなる成形部材は他の成形部材や相手材などに安定に組み付け難いため、成形部材と他の成形部材（または相手材）とを接着剤やネジなどで固定する必要がある。板材が一体成形されてなる成形部材を相手材に組み付けている様子を模式的に表す説明図を図１１〜図１５に示す。
【０００６】
図１１に示す成形部材１００は、樹脂材料からなる意匠部１０１と、金属材料からなる板材１０２とを持つ。この成形部材１００は、一般には、接着剤１０８を塗布した相手材１０７に押しつけつつ、複数の固定ネジ１０９ａ、１０９ｂで相手材１０７に固着していた。このとき、成形部材１００が組み付けられる環境の温度差に応じた成形部材１００の伸縮量を考慮し、隣接する固定ネジ１０９ａ、１０９ｂ同士の間隔Ｐを小さくする必要があった。また、隣接する成形部材１００ａ、１００ｂの隙間もまた、成形部材１００ａ、１００ｂの伸縮量を考慮して設定する必要があった。なお、この隙間は弾性材料１１０で埋めていた。
【０００７】
しかし、図１１に示す方法で組み付けた成形部材１００であっても、加熱・冷却のサイクルを数回繰り返すと熱膨張して、図１２に示すように、隣接する成形部材１００ａ、１００ｂの突き合わせ部分が浮き上がる。これは、板材１０２が曲げ強度に劣るためである。
【０００８】
図１３に示すように、成形部材１００の端部を切り欠き形状にして、隣接する成形部材１００ａ、１００ｂの板材１０２ａ、１０２ｂを重ね合わせると、隣接する成形部材１００ａ、１００ｂの突き合わせ部分を固定できると考えられる。また、図１４に示すように、成形部材１００ａ、１００ｂとは別体のカバー体１１１によって隣接する成形部材１００ａ、１００ｂの突き合わせ部分を押さえ込む場合にも、隣接する成形部材１００ａ、１００ｂの突き合わせ部分を固定できると考えられる。
【０００９】
しかしこれらの場合にも、板材１０２または意匠部１０１が熱膨張すると成形部材１００ａ、１００ｂが変形し、図１４に示すように、成形部材１００ａ、１００ｂのなかで相手材１０７に強く固定されていない部分１０５が相手材１０７から浮き上がる。
【００１０】
これは、成形部材１００ａを他の成形部材１００ｂに組み付ける場合も同様である。例えば図１５に示すように、２つの成形部材１００ａ、１００ｂの板材１０２ａ、１０２ｂを露出させ、板材１０２ａおよび板材１０２ｂを重ね合わせて固定ネジ１０９で固着することで、２つの成形部材１００ａ、１００ｂを組み付けることができる。しかしこの場合にも、板材１０２ａ、１０２ｂまたは意匠部１０１の熱膨張によって、成形部材１００ａと成形部材１００ｂとの結合部分に大きな応力が作用し、この結合部分が変形する場合があった。また、この場合には、板材１０２ａ、１０２ｂが意匠部１０１の外部に露出するため、板材１０２ａ、１０２ｂを覆うためのカバー１２０が必要になる。したがって、成形部材１００ａ、１００ｂの部品点数が多くなり、組み付け工数が増大する問題もあった。さらにこの場合には、２つの成形部材１００ａ、１００ｂの一体感がカバー１２０によって損なわれるため、成形部材１００ａ、１００ｂの意匠性が悪化する問題もあった。
【００１１】
また、成形部材や相手材の形状などによっては、接着やネジ止めができない場合もある。また、接着剤は高価であり、かつ、接着する工程に要する費用が高い問題もあった。
【００１２】
板材を厚肉にすると、成形部材の強度を向上させ得るが、成形部材の重量が増大しかつ成形部材の材料コストが高くなる。板材を薄肉にすると成形部材は軽量になるが、成形部材の強度は低下し、かつ、板材の体積が小さいために意匠部の材料である樹脂材料をさほど低減できない。このため、この場合の成形部材の材料コストは、板材を持たない従来の成形部材の材料コストと板材に要する材料コストとの和とほぼ同じになる。すなわち、この場合には成形部材の材料コストが高くなり、成形部材を安価に製造し難い問題があった。さらにこの場合には、成形部材の内部に板材をインサートする工程が必要になることによっても、成形部材の製造コストが高くなり、成形部材を安価に製造し難い問題があった。さらに、特に、成形部材の肉厚が大きい場合には、意匠部のなかで太陽光などに曝される面とその他の面との間で熱膨張量が大きく異なる。この場合には、意匠部が大きく変形するため、板材によってこの意匠部の変形を十分に抑制することは困難である。このため、成形部材が大きく変形する問題もあった。
【特許文献１】特開２００７−１９６５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、加熱・冷却されても変形し難く、強度に優れ、かつ、軽量である成形部材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】
【００１４】
上記課題を解決する本発明の成形部材は、硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる意匠部と、金属材料からなり意匠部に埋設されている芯部と、を持ち、芯部は、内部に空気流路を持つ筒状をなし、芯部の強度は、意匠部の強度よりも大きく、芯部の線膨張係数は、意匠部の線膨張係数よりも小さく、意匠部と芯部とは、加圧発泡成形により一体的に型成形されてなることを特徴とする。
【００１５】
本発明の成形部材は、下記の（１）及び（２）うちの一つを、より好ましくは二つを備える。
（１）上記芯部の線膨張係数は２５×１０-6／℃以下である。
（２）上記金属材料はアルミニウムを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の成形部材は、意匠部と、意匠部に埋設されている芯部とを持つ。芯部は意匠部よりも線膨張係数が小さいため、加熱・冷却されても変形し難い。また、芯部は単なる平板状ではなく筒状（中空形状）をなす。このため、芯部の表面積は大きい。従って、意匠部と芯部との接合面積は大きく、意匠部は芯部に強固に固定される。このため、芯部に固定されている意匠部もまた、加熱・冷却されても変形し難い。よって、本発明の成形部材は、加熱・冷却されても変形し難い。
【００１７】
さらに、芯部は筒状であるために軽量である。このため、本発明の成形部材は軽量である。さらに、芯部の強度は意匠部の強度よりも大きい。すなわち、芯部は強度に優れる。このため、本発明の成形部材もまた強度に優れる。さらに、芯部が筒状（中空状）をなすために、芯部に要する材料コストを低減できる。
【００１８】
さらに、芯部は筒状をなすために、荷重を周方向に分散して受けることができる。このため筒状をなす芯部は、特に曲げ変形し難い利点もある。また、芯部は意匠部に埋設されている。換言すると、芯部の外周面は意匠部で覆われている。したがって、意匠部の断熱作用によって、芯部には熱が伝わり難い。このため芯部は変形し難く、芯部に固定されている意匠部もまた変形し難い。
【００１９】
さらに、芯部は筒状をなすため、その内部に連結用の部材を組み付け得る。このため本発明の成形部材は、芯部の外周面全体を意匠部で覆っても（芯部を成形部材の外部に露出しないようにしても）、他の成形部材や相手材に組み付け得る。このため、本発明の成形部材は、組み付け作業性および意匠性に優れる。
【００２０】
さらに、意匠部が樹脂材料からなるために、本発明の成形部材は形状の自由度に優れる。また、意匠部と芯部とが一体成形されてなるために、本発明の成形部材における意匠部は芯部から剥離し難い。よって、本発明の成形部材は、高温・低温に繰り返し曝されるような環境でも使用できる。換言すると、本発明の成形部材は使用できる環境の自由度にも優れる。
【００２１】
本発明の成形部材における意匠部は、発泡樹脂材料の一種である硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる。このため、本発明の成形部材は、意匠部が発泡樹脂材料からなるために軽量である。また、発泡樹脂材料を材料としてなる意匠部は、発泡体状（多孔体状）をなす。このため、意匠部の材料（樹脂材料）の量を低減できる。よって、本発明の成形部材によると、意匠部に要する材料コストを低減でき、安価に製造できる。さらに、発泡体状をなす意匠部は断熱材として働くため、意匠部に埋設されている芯部は、外界から熱的に遮断される。このため、加熱・冷却による芯部の変形はより一層抑制され、成形部材の変形もまたより一層抑制される。さらに、発泡樹脂材料からなる意匠部は、樹脂の薄膜で区画される微細な気泡（以下、セルと呼ぶ）の集合体からなるため、セルの伸縮によって自身の変形を吸収する。したがって、意匠部を発泡樹脂材料で構成することで、加熱・冷却による意匠部の変形を抑制でき、加熱・冷却による成形部材の変形を抑制できる。
【００２２】
本発明の成形部材は、芯部が金属材料からなるため、芯部の強度に優れる。このため、本発明の成形部材は、強度に優れる。
【００２３】
なお、成形部材の芯部が繊維強化樹脂材料（所謂ＦＲＰ）からなる場合には、芯部をより一層軽量にできる。さらに、繊維強化樹脂材料は耐食性に優れる。このため、ＦＲＰからなる芯部を備える成形部材は、海岸付近や湿度の高い環境などで好ましく使用できる。さらに、繊維強化樹脂材料からなる芯部は樹脂材料を含む。このため繊維強化樹脂材材料からなる芯部は、アルミニウム等の金属材料からなる芯部に比べて、熱容量が小さい。このため、繊維強化樹脂材料からなる芯部は、成形時における意匠部の熱を奪い難く、意匠部を薄肉にできる。外形の同じ成形体であれば、意匠部を薄肉にすることで、芯部を大形にでき、芯部の表面積を大きくできる。このため、ＦＲＰからなる芯部を備える成形部材によると、意匠部と芯部との接合面積をさらに大きくでき、意匠部と芯部とをさらに強固に一体化できる。また、ＦＲＰ製の芯部は熱容量が小さい。このため、例えば予め形成した芯部をインサート材として意匠部を成形する際にも、芯部を高温にする必要がない。よってこの場合には成形部材の生産性が向上する。さらにこの場合には、芯部の吸熱量が小さいことで意匠部の厚さを低減できるため、成形部材をさらに軽量化でき、かつ、成形部材の材料コストを低減できる。
【００２４】
上記（１）を備える本発明の成形部材は、加熱・冷却によっても芯部が変形し難く、加熱・冷却による成形部材全体の変形を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の成形部材における芯部の強度は、意匠部の強度よりも大きければ良い。なお、本発明の成形部材における芯部の強度および意匠部の強度は、機械的強度を指し、詳しくは、曲げ強度を指す。芯部の強度および意匠部の強度は、ＪＩＳ  Ｚ  ２１０１に基づく曲げ試験によって測定できる。
【００２６】
芯部は筒状をなすため強度に優れるが、芯部の材料として意匠部の材料よりも強度の大きいものを用いることで、芯部の強度をさらに大きくできる。なお、本発明における筒状とは、断面矩形の筒状（角筒状）や断面円形の筒状（円筒状）に限定されるものではなく、例えば、芯部の内部を複数に区画しても良い。この場合には、芯部の強度がより一層大きくなる。
【００２７】
本発明の成形部材における芯部は、強度に優れるため、成形部材を他の成形部材や相手材に組み付ける際の組付部として好ましく用いることができる。
【００２８】
芯部の線膨張係数（詳しくは、芯部を構成する材料の線膨張係数）は、意匠部の線膨張係数（詳しくは、意匠部を構成する材料の線膨張係数）よりも小さければ良いが、芯部の線膨張係数は２５×１０-6／℃以下であるのが好ましい。アルミニウム、チタン、鋼、ステンレスの線膨張係数は、２５×１０-6／℃以下である。したがって、芯部の材料としては、これらから選ばれる少なくとも一種を用いるのが好ましい。なお、例えば、繊維材料としての炭素繊維を含む繊維強化樹脂材料、繊維材料としてガラス繊維を含む繊維強化樹脂材料等の線膨張係数もまた、２５×１０-6／℃以下である。したがって、金属材料以外の芯部の材料として、これらの材料を用いることもできる。意匠部の強度によっては、芯部の材料として紙や木材、竹材などを用いることもできる。これらの材料の線膨張係数は２５×１０-6／℃以下である。なお、芯部の材料として合板を含む木材や竹材、紙などを用い、かつ、成形部材を切断して使用する場合には、芯部の切断面に樹脂を含浸させたり防腐処理を施すことが好ましい。
【００２９】
成形部材を軽量化するためには、芯部用の金属材料としてアルミニウムやチタン等を用いるのが好ましい。また、成形部材の寸法精度や強度を向上させるためには、芯部用の金属材料として鋼やステンレスを用いるのが好ましい。なお、金属材料からなる芯部は、押し出し成形などの方法で成形すればよい。
【００３０】
芯部の材料として繊維強化樹脂材料を用いる場合には、芯部の材料として金属材料を用いる場合に比べて、加熱・冷却による成形部材の変形を抑制でき、かつ、成形部材を安価に製造できる。すなわち、芯部の材料として金属材料を用いる場合には、成形時における意匠部の反応熱を芯部が奪い、意匠部のなかで芯部との境界に相当する部分（以下、境界意匠部と呼ぶ）は、意匠部のなかの他の部分（以下、一般意匠部と呼ぶ）に比べて、熱の影響を大きく受け、かつ、大きな応力が作用する。このため、金属材料からなる芯部は、境界意匠部との接着強度を十分に高めるために、表面処理を施したり、成形時に加温したりする必要がある。繊維強化樹脂材料は金属材料に比べて線膨張係数が小さい。このため、芯部の材料として繊維強化樹脂材料を用いる場合には、表面処理や成形時の加温が不要になるため、成形部材の製造工数を低減できる利点がある。繊維強化樹脂材料は熱容量が小さいため、意匠部を繊維強化樹脂材料からなる芯部と一体成形する際の熱で、芯部が十分に加温される。このため、意匠部と芯部とを一体成形する際には、芯部を加温しなくても薄肉の意匠部を形成できる。
【００３１】
参考までに、ガラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂材料とからなる繊維強化樹脂材料の線膨張係数は７×１０-6／℃程度であり、この繊維強化樹脂材料からなる芯部と発泡樹脂材料からなる意匠部とを持つ成形部材の線膨張係数は、３〜４×１０-6／℃程度である。なお、ここでいう成形部材の線膨張係数とは、相手材などに実装したときの成形部材の線膨張係数（以下、実装線膨張係数と呼ぶ）を指す。すなわち、通常、線膨張係数を測定する際には、試験体を均一な温度になるまで加熱するが、相手材などに実装したときの成形部材の表面温度や内部温度は、成形部材の部分毎に異なる。このため、成形部材の実装線膨張係数は、一般的な方法で測定された線膨張係数とは僅かに異なる場合がある。
【００３２】
上述したように、ガラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂材料とからなる繊維強化樹脂材料の線膨張係数は７×１０-6／℃程度であり、この繊維強化樹脂材料からなる芯部と発泡樹脂材料からなる意匠部とを持つ成形部材の実装線膨張係数は、３〜４×１０-6／℃程度である。この成形部材の実装線膨張係数は、乾燥木材の線膨張係数（１．２〜２．５×１０-6／℃程度）と同程度である。よって、この場合には、成形部材を木材の代用として使用できる。また、この場合、成形部材は樹脂材料とガラス繊維等の繊維材料とを主材料とするために、木材に比べてカビや虫の発生を抑制できる利点もある。なお、後述するように、発泡樹脂材料からなる意匠部は断熱性に優れる。このため、意匠部の材料として発泡樹脂材料を用いる場合には、成形部材の実装線膨張係数を芯部の線膨張係数よりも小さくできる。
【００３３】
さらに、繊維強化樹脂材料は樹脂材料を含む。このため、繊維強化樹脂材料からなる芯部は、樹脂材料からなる意匠部との接合性に優れる利点もある。なお、繊維強化樹脂材料用の樹脂材料としては、不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂、ビニルエステル、ポリウレタン樹脂等から選ばれる少なくとも一種を用いるのが好ましい。また、繊維強化樹脂材料用の繊維材料としては、ガラス繊維、カーボン繊維、ケブラー、ビニロンなどの樹脂繊維等から選ばれる少なくとも一種を用いるのが好ましい。なお、繊維強化樹脂材料からなる芯部は、引き抜き成形などの方法で成形すればよい。
【００３４】
芯部の外周面の面積は、意匠部の外周面の面積を１００％としたときに４０％以上であるのが好ましく、５０％以上であるのがより好ましい。芯部の外周面の面積を大きくすることで、芯部と意匠部との接合面積を大きくできるためである。
【００３５】
本発明の成形部材における意匠部は、樹脂材料の一種である硬質ウレタン樹脂材料からなる。硬質ウレタン樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂から選ばれる少なくとも一種の材料は線膨張係数が小さく、圧縮強度、釘打ち強度、ネジ止め強度、表面硬度、表面の耐摩耗性能、耐候性、成形性、に優れる。また、これらの材料は、木材に類似した質感を持ち、打音が木材に類似しているため、木材の代用として好ましく使用できる。さらに、これらの材料は、塗装し易く、安価であり、材料調達が容易である。
【００３６】
意匠部は発泡樹脂材料からなり、意匠部を加圧成形することで、意匠部の表面にスキン層と呼ばれる表層が形成されている。したがって、発泡樹脂材料からなる意匠部の意匠性が向上している。発泡樹脂材料としては、硬質発泡ウレタン樹脂材料、発泡スチレン樹脂材料、発泡フェノール樹脂材料等から選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましい。これらの発泡樹脂材料からなる意匠部は、意匠性に優れるためである。本発明の成形部材における硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる意匠部は、耐熱性や耐候性、寸法安定性に優れ、かつ、硬質発泡ウレタン樹脂材料を加圧発泡成形すると意匠層の表面に硬質の表層（スキン層）を形成できるため、特に好ましく使用できる。このスキン層は硬質であるため、成形部材をネジ止めする際にもネジ頭が意匠層に潜り込み難い利点もある。また、このスキン層は耐摩耗性および圧縮強度に優れる利点もある。さらに、硬質発泡ウレタン樹脂材料は、比較的安価であり、かつ、入手し易い利点もある。さらに、硬質発泡ウレタン樹脂材料は一般的な成形装置で成形できる利点もある。さらに、硬質発泡ウレタン樹脂材料は成形性に優れるため、意匠層の表面に緻密な凹凸からなる意匠を付与できる利点もある。さらにウレタン樹脂は接着剤としても使用される材料であるため、硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる意匠部は、芯部と強固に一体化できる。
【００３７】
また、意匠部の材料として発泡樹脂材料を選択することで、成形時の発泡圧によって、薄肉かつ意匠性に優れる意匠部を得ることができる。さらに、発泡樹脂材料からなる意匠部はセルの集合体からなるため、変形量が小さい。加熱・冷却時には個々のセルが変形し、この個々のセルの変形は他のセルに伝達し難いためである。また、発泡樹脂材料からなる意匠部は熱伝導率が小さいため、熱の影響を受け難い。よって、この場合には、意匠部の変形や、芯部からの意匠部の剥離をさらに低減でき、成形部材の形状を信頼性高く維持できる。さらに、発泡樹脂材料からなる意匠部は断熱性に優れるため、芯部の温度変化を抑制できる。このため、芯部の変形をより一層抑制できる。また、芯部の変形を抑制することで、芯部に固定されている意匠部の変形も抑制でき、成形部材全体の変形を抑制できる利点もある。意匠部の断熱性を考慮すると、発泡樹脂材料としては、熱伝導率の小さくなる密度のものを用いるのが好ましい。例えば、硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる発泡体は、その密度が３５ｋｇ／ｃｍ3程度である場合に、特に熱伝導率が小さくなる（断熱性に優れる）。換言すると、発泡樹脂材料として硬質発泡ウレタン樹脂材料を用いる場合には、発泡後の密度が発泡前の密度の１／３３程度になるようにすると、熱伝導率が小さくなる。したがって、このような発泡樹脂材料は、意匠部の材料として好ましく使用できる。なお、発泡樹脂材料の密度は、意匠部の強度に応じて適宜設定できる。
【００３８】
参考までに、意匠部の材料として硬質発泡ウレタン樹脂材料を用い、芯部の材料としてアルミニウム（線膨張係数は約２３×１０-6／℃）を用いる場合、硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる意匠部の断熱効果で芯部の温度変化が小さくなる。このため、成形部材全体の実装線膨張係数はコンクリートと同程度（アルミニウムの線膨張係数の１／２程度）になる。このため、本発明の成形部材における意匠層の材料として硬質発泡ウレタン樹脂材料を用いる場合には、本発明の成形部材を温度変化の大きい環境でも好ましく使用できる。なお、芯部の温度変化を抑制して芯部の変形をさらに抑制するためには、芯部の材料として熱伝導率の小さなものを用いるのが好ましい。
【００３９】
本発明の成形部材は、平板状、柱状、棒状、球状等、用途に応じた種々の形状にできる。芯部の形状は、成形部材の形状に応じた種々の形状にできる。例えば、成形部材を平板状にする場合には、芯部を薄肉の筒状にすればよい。なお、芯部の形状は成形部材の形状と相似形状でなくても良い。例えば、角柱状をなす成形部材の芯部として円筒状のものを用いても良い。
【００４０】
本発明の意匠部は、射出成形、射出プレス成形、発泡成形、加圧発泡成形、注型成形等に代表される種々の型成形方法のうちの加圧発泡成形で成形する。
【００４１】
なお、意匠部を、射出成形、射出プレス成形、発泡成形、加圧発泡成形等の方法で成形する場合には、意匠部の表面に天然の木材や石材などにみられる不連続かつ細かい凹凸模様を付与でき、意匠性に優れた成形部材を得ることができる。
【００４２】
本発明の成形部材は、建築用の板材、角材、柱、床柱、梁、扉、ウッドデッキ用板材、テーブル用天板、枕木、敷石、庭石などに代表される種々の用途に用いることができる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の成形部材を図面を基に説明する。
（実施例１）
実施例１の成形部材は、上記（１）及び（２）を備える。実施例１の成形部材を模式的に表す一部切り欠き斜視図を図１に示す。実施例１の成形部材同士を組み付けている様子を模式的に表す断面図を図２に示す。
【００４４】
実施例１の成形部材１は、意匠部１０と芯部２０とを持つ。芯部２０は金属材料の一種であるアルミニウムからなり、角筒状をなす。意匠部１０は硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる。意匠部１０の表面には、木目調の凹凸が形成されている。芯部２０は意匠部１０に埋設されている。アルミニウムの線膨張係数は約２３×１０-6／℃であり、硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる発泡樹脂の線膨張係数は約６０×１０-6／℃である。したがって、芯部２０の線膨張係数は意匠部１０の線膨張係数よりも小さい。
【００４５】
実施例１の成形部材１の外形寸法は、幅４０ｍｍ、厚さ３５ｍｍ、長さ３０００ｍｍである。意匠部１０の肉厚は１０ｍｍである。芯部２０は、成形部材１の全長（長手方向の全長）にわたって延在する。芯部２０の肉厚は１ｍｍである。
【００４６】
実施例１の成形部材１は、予め押し出し成形した芯部２０をインサート材とし、芯部２０の外側に意匠部１０をインサート成形（加圧発泡成形）することで得られた。
【００４７】
実施例１の成形部材１は、図２に示すように、突き合わせ結合することで他の実施例１の成形部材１に組み付けることができる。突き合わせ結合には、図２に示す結合部材３０と固定ネジ４０とを用いた。結合部材３０は、成形部材１とは別体であり、かつ、その外径が芯部２０の内径よりも小さい。固定ネジ４０は、成形部材１および結合部材３０とは別体である。実施例１では、結合部材３０としてアルミニウム製の角筒を用いた。なお、この結合部材３０の肉厚は芯部２０の肉厚よりも厚肉であった。
【００４８】
まず、一方の成形部材１ａの芯部２０に結合部材３０の一端部を挿入し、他の成形部材１ｂの芯部２０に結合部材３０の他端部を挿入した。次いで、意匠部１０から結合部材３０に向けて固定ネジ４０をねじ込み、２つの成形部材１ａ、１ｂと結合部材３０とを固定ネジ４０で固着した。固定ネジ４０は、それぞれの成形部材１ａ、１ｂについて、長手方向の２カ所にねじ込んだ。結合部材３０はアルミニウム製であるため、容易にネジ固定できた。また、このとき固定ネジ４０は、成形部材１の一つの面にだけねじ込んだ。このため、成形部材１の表面（意匠部１０の表面）には、固定ネジ４０がねじ込まれていない面（図２中下側の面、以下、意匠面１３と呼ぶ）が存在する。この意匠面１３を構造物の表側に配置すれば、意匠性を損なうことなく、複数の成形部材１を構造物に組み付けることができる。さらに、意匠部１０のなかで固定ネジ４０をねじ込む面（図２中上側の面、以下、取り付け面１４と呼ぶ）には、固定ネジ４０用の取り付け孔１５が形成されている。このため、固定ネジ４０のネジ頭は、取り付け孔１５に入り込んだ。よって、実施例１の成形部材１ａ、１ｂは、取り付け面１４から見た場合の意匠性にも優れる。
【００４９】
なお、結合部材３０としては筒状などの中空状をなすものを用いても良いし、中状、板状などの中実状をなすものを用いても良い。さらに、結合部材３０の材料はアルミニウムに限定されない。また、成形部材１と結合部材３０とを固着する方法はネジ止めに限定されない。例えば、接着や溶着などの方法で成形部材１と結合部材３０とを固着しても良い。
【００５０】
実施例１の成形部材１における芯部２０の線膨張係数は、意匠部１０の線膨張係数よりも小さい。このため、芯部２０は加熱・冷却されても変形し難く、芯部２０を一体に持つ実施例１の成形部材１もまた加熱・冷却されても変形し難い。また、芯部２０は筒状をなすため、軽量でありかつ強度に優れる。よって実施例１の成形部材１もまた軽量でありかつ強度に優れる。
【００５１】
さらに、芯部２０が筒状（中空状）をなし、かつ、意匠部１０が多孔体状（中空状）をなすため、実施例１の成形部材１は断熱性に優れ、昇温および降温し難い。このため、実施例１の成形部材１は加熱・冷却され難く、また、加熱・冷却されても変形し難い。さらに、実施例１の成形部材１は、芯部２０および意匠部１０が中空状をなすために、芯部２０および意匠部１０に要する材料コストを低減でき、安価に製造できる利点もある。
【００５２】
実施例１の成形部材１を、その表面温度（すなわち意匠部１０表面の温度）が８０℃になるまで加熱した。このとき、芯部２０内部の任意の位置における温度は５６℃であった。この結果を基に算出した実施例１の成形部材１全体の実装線膨張係数は、約１３．５×１０-6／℃であった。これは、芯部２０の材料であるアルミニウムの線膨張係数（約２３×１０-6／℃）よりも小さい。この結果から、実施例１の成形部材１は、硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる意匠層を持つことで、その線膨張係数を芯部２０の線膨張係数よりも小さくできることがわかる。これは、上述したように、発泡樹脂材料からなる意匠層が断熱材として働くことに起因すると考えられる。参考までに、実施例１の成形部材１と同じ寸法であり意匠部１０のみからなる成形部材（すなわち従来の成形部材）の線膨張係数は、約６０×１０-6／℃であった。
【００５３】
実施例１の成形部材１における芯部２０は筒状をなすため、芯部２０に電線等を通すこともできる。この場合には、実施例１の成形部材１に照明器具やスピーカなどを一体的に取り付けることができる。
【００５４】
（実施例２）
実施例２の成形部材は、意匠部の形状以外は実施例１の成形部材と同じである。実施例２の成形部材１を模式的に表す斜視図を図３に示す。
【００５５】
実施例２の成形部材１は、意匠部１０を厚肉にし、かつ、意匠部１０に肉厚の大きい部分と小さい部分とを設けて、意匠部１０をうねり形状にした例である。図３に示すように、意匠部１０をうねり形状にすることで、天然木材の丸太のような意匠を成形部材１に付与できる。実施例２の成形部材１は、天井梁等に好適に利用できる。
【００５６】
なお、実施例２の成形部材１における意匠部１０は、硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる。硬質発泡ウレタン樹脂材料は熱硬化性樹脂であるため、肉厚差の大きい意匠部１０を成形する際にも、変形やヒケを生じ難い。よって、意匠部１０の形状を種々に設計できる利点がある。
【００５７】
また、実施例２の成形部材１における芯部２０は筒状であるため、実施例１と同様に、図略の結合部材や固定ネジ等を用いて２つの成形部材１を強固に組み付けることができる。
【００５８】
（実施例３）
実施例３の成形部材は、端部の形状以外は実施例１の成形部材と同じである。実施例３の成形部材同士を組み付けている様子を模式的に表す要部拡大斜視図を図４に示す。
【００５９】
図４に示すように、実施例３の成形部材１の端部１１ａ、１１ｂは半割状をなす。実施例３の成形部材１ａ、１ｂを互いに組み付ける際には、一方の成形部材１ａの端部１１ａと他方の成形部材１ｂの端部１１ｂとを対面させ、２つの成形部材１ａ、１ｂの芯部２０に図略の結合部材３０を挿入するとともに、固定ネジ４０によって、結合部材３０と芯部２０と意匠部１０とを固着する。このため、実施例３の成形部材１ａは、実施例１の成形部材と同様に、他の成形部材１ｂと強固に一体化できる。
【００６０】
なお、実施例３の成形部材１ａ、１ｂの端部１１ａ、１１ｂは半割状をなすため、この端部１１ａ、１１ｂにおける芯部２０は、筒が長手方向に分割された形状（湾曲板状）をなす。しかし、芯部２０のなかで成形部材１ａ、１ｂの端部１１ａ、１１ｂ以外の部分に埋設されている部分は筒状をなすため、芯部２０は全体として筒状をなす。このため、実施例３の成形部材１ａ、１ｂにおける芯部２０は、全体として、強度に優れる。
【００６１】
また、成形部材１ａ、１ｂの端部を半割状にすることで、一方の成形部材１ａと他方の成形部材１ｂとの接触面積が大きくなるため、太い（長手方向に直行する方向の断面積が大きい）成形部材１ａ、１ｂを安定に組み付けることができる。
【００６２】
（実施例４）
実施例４の成形部材は、板状をなすことと、芯部にリブ状の突起が形成されていること以外は実施例１の成形部材と同じである。実施例４の成形部材を模式的に表す要部拡大斜視図を図５に示す。
【００６３】
実施例４の成形部材１は、幅９０ｍｍ、長さ３０００ｍｍ、厚さ２０ｍｍの平板状をなす。芯部２０はアルミニウム製であり、長手方向に延びるリブ２１を持つ角筒状（ＪＩＳ−Ａ６０３０Ｓの規格による形状）をなす。実施例４の成形部材１は、芯部２０がリブ２１を持つために、強度に優れる。成形部材１を幅広の板状に形成する場合、芯部２０を扁平な筒状に形成することで成形部材１全体の強度を高め得るが、このとき、芯部２０には強度に優れる部分と、比較的強度に劣る部分とがでる。すなわち、扁平な筒状の芯部２０において、幅方向（長手方向に直行する方向、図５中の幅方向）の中央部分は、幅方向の端部分に比べて強度に劣る。しかし、実施例４の成形部材１における芯部２０は、リブ２１を持つために、扁平な筒状をなすにもかかわらず強度に優れる。よって、実施例４の成形部材もまた、強度に優れる。
【００６４】
さらに、リブ２１がない芯部２０は、意匠部１０の幅方向の端部を固定し難い。したがってこの場合には、成形部材１が温度上昇すると、意匠部１０の幅方向の中央部分と幅方向の端部との膨張量（または収縮量）に差が生じる可能性がある。しかし、芯部２０にリブ２１を設けることで、意匠部１０の全体を芯部２０によって安定に固定できる。さらに、成形部材１を他の成形部材や相手材に固定ネジや釘などで固定する際には、芯部２０に大きな荷重が加わるが、芯部２０にリブ２１を設けることで、この荷重をリブ２１に分散できる利点がある。このため、実施例４の成形部材は、取り付け強度に優れる。
【００６５】
（参考例１）
参考例１の成形部材は、２つの芯部を持つこと、および芯部の材料として繊維強化樹脂材料を用いたこと以外は、実施例４の成形部材と同じである。参考例１の成形部材は、上記（１）を備える。参考例１の成形部材を模式的に表す要部拡大斜視図を図６に示す。
【００６６】
参考例１の成形部材１は板状をなす。参考例１の成形部材１は２つの芯部２０ａ、２０ｂを持つ。２つの芯部２０ａ、２０ｂは成形部材１の幅方向に配列し、長手方向に延びる。また、２つの芯部２０ａ、２０ｂは略同形状である。参考例１の成形部材１における意匠部１０は、硬質発泡ウレタン樹脂材料からなる。芯部２０ａ、２０ｂは、ガラス繊維とエポキシ樹脂とを材料とする繊維強化樹脂材料からなる。参考例１の成形部材１における意匠部１０の線膨張係数は約６０×１０-6／℃であり、芯部２０ａ、２０ｂの線膨張係数は、約７×１０-6／℃である。このため、芯部２０ａ、２０ｂの線膨張係数は意匠部１０の線膨張係数よりも小さい。
【００６７】
参考例１の成形部材１は、芯部２０ａ、２０ｂが繊維強化樹脂材料からなるため、加熱・冷却しても変形し難く、軽量であり、使用環境の自由度に優れ、かつ安価に製造できる。
【００６８】
さらに、参考例１の成形部材１は、幅方向に配列し長手方向に延びる２つの芯部２０ａ、２０ｂを持つために、強度に優れる芯部２０ａ、２０ｂを成形部材１の幅方向の全体にわたって配置できる。このため、参考例１の成形部材１は、より一層強度に優れる。
【００６９】
なお、参考例１の成形部材１は、２つの芯部２０ａ、２０ｂを持つが、本発明の成形部材１は図７に示すように３以上の芯部（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）を持っても良い。また、本発明の成形部材が複数の芯部を持つ場合、各芯部は互いに平行に延びなくても良い。さらに、各芯部は長手方向以外の方向に延びても良い。例えば各芯部は、幅方向に延び長手方向に配列しても良い。何れの場合にも、各芯部は成形部材の全体（またはほぼ全体）にわたって分散配置するのがよい。
【００７０】
（参考例２）
参考例２の成形部材は、芯部の形状以外は参考例１の成形部材と同じである。参考例２の成形部材における芯部を模式的に表す断面図を図８に示す。
【００７１】
図８（ａ）に示すように、参考例２の成形部材１における芯部２０は、２つの分体２０ａ、２０ｂが一体化してなる。詳しくは、図８（ｂ）に示すように、芯部２０の分体２０ａ、２０ｂは、芯部２０を成形部材１の長手方向に２分割した形状をなす。また、２つの分体２０ａ、２０ｂは、互いに係合する。２つの分体２０ａ、２０ｂは、別体で成形した後に組み付けて一体化する。
【００７２】
参考例２の成形部材１における芯部２０は、複数の分体２０ａ、２０ｂからなるため、複雑な形状にできる利点がある。また、筒状をなし扁平かつ幅広の芯部２０を容易に形成できる利点もある。
【００７３】
なお、参考例２の成形部材１における芯部２０は、成形部材１の長手方向に分割した２つの分体からなるが、３以上の分体からなっても良い。さらに、芯部２０は、成形部材１の長手方向と直行する方向に分割した複数の分体からなっても良い。さらに、芯部２０が成形部材１の長さ方向に分割した複数の分体からなる場合には、図９に示すように、芯部２０の内部にリブ２１等を形成することができる。この場合には、芯部２０の強度がより一層向上する。
【００７４】
さらに、実施例１〜４および参考例１、２の成形部材１を他の成形部材や相手材に組み付ける際に、芯部２０の内外を空気が流通するようにすると、成形部材１の温度上昇を抑制でき、温度上昇に起因する成形部材１の変形をより一層抑制できる。これは、筒状をなす芯部２０の内外を流通する空気によって成形部材１が空冷されるためである。この場合、芯部２０が縦方向に延在するように成形部材１を組み付けると、煙突効果によって芯部２０の内外を流通する空気の量を多くできるため、成形部材１の温度上昇をより一層抑制できる。
【００７５】
ところで、成形部材の端部を他部材（所謂エンドキャップ）で覆う場合がある。板状の芯部１０２を持つ従来の成形部材１００にエンドキャップ５００を組み付ける場合には、図１６に示すようにエンドキャップ５００を接着剤６００によって成形部材１００の端部に接着したり、図１７に示すように帽子状のエンドキャップ５００を成形部材１００の端部に被せる必要があった。図１６に示すようにエンドキャップ５００を成形部材１００の端部に接着する場合には、エンドキャップ５００が成形部材１００の端部から剥がれ易い問題があった。また、図１７に示すように帽子状のエンドキャップ５００を成形部材１００の端部に被せる場合には、成形部材１００のなかでエンドキャップ５００で覆われる部分が大きくなるため、成形部材１００の意匠性が損なわれる問題があった。また、この場合には、エンドキャップ５００の外周面と成形部材１００の外周面との間に段差Ｌが生じることによっても、成形部材１００の意匠性が損なわれる問題があった。さらに、この段差を小さくするためにエンドキャップ５００の肉厚を小さくすると、エンドキャップ５００の強度が低下する問題があった。
【００７６】
実施例１〜４および参考例１、２の成形部材１によると、芯部２０が筒状をなすため、エンドキャップ５を成形部材１に容易かつ強固に組み付け得る。すなわち、図１０に示すように、実施例１〜６の成形部材１に組み付けるエンドキャップ５に、芯部２０の内部形状に対応する形状の突部５１を設け、この突部５１を芯部２０に挿入すれば、エンドキャップ５を成形部材１に容易に組み付けることができる。また、エンドキャップ５の突部５１を固定ネジ４１などで芯部２０に固定すれば、エンドキャップ５を成形部材１にさらに安定に組み付け得る。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施例１の成形部材を模式的に表す一部切り欠き斜視図である。
【図２】実施例１の成形部材同士を組み付けている様子を模式的に表す断面図である。
【図３】実施例２の成形部材を模式的に表す斜視図である。
【図４】実施例３の成形部材同士を組み付けている様子を模式的に表す要部拡大斜視図である。
【図５】実施例４の成形部材を模式的に表す要部拡大斜視図である。
【図６】参考例１の成形部材を模式的に表す要部拡大斜視図である。
【図７】本発明の成形部材の他の例を模式的に表す要部拡大斜視図である。
【図８】参考例２の成形部材における芯部を模式的に表す断面図である。
【図９】本発明の成形部材における芯部の他の例を模式的に表す断面図である。
【図１０】本発明の成形部材にエンドキャップを組み付けている様子を模式的に表す説明図である。
【図１１】従来の成形部材を相手材に組み付けている様子を模式的に表す説明図である。
【図１２】従来の成形部材を相手材に組み付けている様子を模式的に表す説明図である。
【図１３】従来の成形部材を相手材に組み付けている様子を模式的に表す説明図である。
【図１４】従来の成形部材を相手材に組み付けている様子を模式的に表す説明図である。
【図１５】従来の成形部材を相手材に組み付けている様子を模式的に表す説明図である。
【図１６】従来の成形部材にエンドキャップを組み付けている様子を模式的に表す説明図である。
【図１７】従来の成形部材にエンドキャップを組み付けている様子を模式的に表す説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１、１ａ、１ｂ：成形部材
１０：意匠部
２０、２０ａ、２０ｂ：芯部
【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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【図１７】
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