(57)【要約】【課題】静的な負荷に対しての可撓性を高めることができるハニカム様構造体、及びハニカム様構造体の製造方法を提供する。【解決手段】ハニカム様構造体１は、複数のセル部２がハニカム様に配列されてなるものであり、セル部２を画成する隔壁１０と、セル部２を互いに結合する結合層２０と、を備え、結合層２０は、隔壁１０よりも柔軟性を有している。このハニカム様構造体１では、結合層２０によってセル部２が互いに柔軟に結合されることから、静的な負荷が加わったとき、かかる負荷に応じて接合されたセル部２，２が相互にずれる。つまり、静的な負荷に対して、ハニカム様構造体１が好適に撓むこととなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセル部がハニカム様に配列されてなるハニカム様構造体であって、
前記セル部を画成する隔壁と、
前記セル部を互いに結合する結合層とを備え、
前記結合層は、前記隔壁よりも柔軟性を有すること、を特徴とするハニカム様構造体。
【請求項２】
前記隔壁は、屈曲した複数のシート基材を積層し、該シート基材を前記結合層で互いに結合して形成されていること、を特徴とするハニカム様構造体。
【請求項３】
前記結合層は、感圧型接着剤からなること、を特徴とする請求項１又は２記載のハニカム様構造体。
【請求項４】
前記隔壁は、繊維強化プラスチックからなること、を特徴とする請求項１〜３の何れか一項記載のハニカム様構造体。
【請求項５】
前記隔壁は、熱硬化型の樹脂を含んで構成されていること、を特徴とする請求項４の何れか一項記載のハニカム様構造体。
【請求項６】
複数のセル部がハニカム様に配列されてなるハニカム様構造体の製造方法であって、
複数の熱硬化型のシート材を、その表面に複数の接着層を所定間隔で設置させて互いに積層する積層工程と、
前記積層工程の後、前記接着層が前記シート材よりも柔軟性を有するように、前記シート材を加熱して硬化させる加熱工程と、
前記加熱工程の後、前記シート材を展開する展開工程とを含むこと、を特徴とするハニカム様構造体の製造方法。
【請求項７】
前記積層工程においては、前記シート材の前記表面において前記接着層が設置されない領域に、粉体を塗布すること、を特徴とする請求項６記載のハニカム様構造体の製造方法。
【請求項８】
前記接着層は、感圧型接着剤からなること、を特徴とする請求項６又は７記載のハニカム様構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のセル部がハニカム様に配列されてなるハニカム様構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のハニカム様構造体としては、複数のセル部がハニカム様に配列されてなるものが知られており、例えば特許文献１には、ハニカムサンドイッチ様構造のものが開示されている。このハニカム様構造体では、その高剛性化が図られている。
【特許文献１】再表１９９６−０２３１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したようなハニカム様構造体においては、複数のセル部が強固に固着されていることから、その構造が剛直で柔軟性に乏しく、静的な負荷に対しての可撓性が低いという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、静的な負荷に対しての可撓性を高めることができるハニカム様構造体、及びハニカム様構造体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、本発明に係るハニカム様構造体は、複数のセル部がハニカム様に配列されてなるハニカム様構造体であって、セル部を画成する隔壁と、隣接するセル部を互いに結合する結合層とを備え、結合層は、隔壁よりも柔軟性を有することを特徴とする。
【０００６】
このハニカム様構造体では、隔壁よりも柔軟性を有する結合層によって、セル部が互いに柔軟に結合されることになる。よって、静的な負荷が加わったとき、例えば図６に示すように、接合されたセル部２が負荷Ｆに応じて相互にずれる。つまり、静的な負荷に対して、ハニカム様構造体１が好適に撓むこととなる。従って、本発明によれば、静的な負荷に対しての可撓性を高めることが可能となる。
【０００７】
また、隔壁は、屈曲した複数のシート基材を積層し、該シート基材を結合層で互いに結合して形成されていることが好ましい。この場合、ハニカム構造体を容易に製造することが可能となる。
【０００８】
また、結合層は、感圧型接着剤からなる場合がある。また、隔壁は、強化繊維プラスチックからなる場合がある。このとき、隔壁が、熱硬化型の樹脂を含んで構成されていることが好ましい。これにより、隔壁を形成するに際し、所望に加熱することにより隔壁の硬化深度を制御することができる。
【０００９】
また、本発明に係るハニカム様構造体の製造方法は、複数のセル部がハニカム様に配列されてなるハニカム様構造体の製造方法であって、複数の熱硬化型のシート材を、その表面に複数の接着層を所定間隔で設置させて互いに積層する積層工程と、積層工程の後、接着層がシート材よりも柔軟性を有するように、シート材を加熱して硬化させる加熱工程と、加熱工程の後、シート材を展開する展開工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
このハニカム様構造体の製造方法では、シート材が、セル部を画成する隔壁として形成され、接着層が、セル部を互いに結合すると共にシート材よりも柔軟性を有する結合層として形成される。従って、本発明よるハニカム様構造体では、上述したように、結合層でセル部が互いに柔軟に結合されるため、静的な負荷に対しての可撓性を高めることが可能となる。
【００１１】
また、積層工程においては、シート材の表面において接着層が設置されない領域に、粉体を塗布することが好ましい。これにより、シート材を積層した際、粉体が塗布された領域において、接着層による接着を確実に防止されることとなる。
【００１２】
また、接着層は、感圧型接着剤からなる場合がある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、静的な負荷に対しての可撓性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１５】
まず、本発明の一実施形態に係るハニカム様構造体について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るハニカム様構造体を示す上面図である。図１に示すように、本実施形態に係るハニカム様構造体１は、例えば、シートのクッションパン（シートパン）やシートバックパネルに用いられるものであり、略長方体形状を呈している。
【００１６】
ハニカム様構造体１は、略六角柱状のセル部２（図５参照）を複数有している。セル部２には、Ｚ方向に貫通する断面六角形状のセル孔３が形成されている。このセル部２は、Ｚ方向視においてハニカム様（蜂の巣状）に配置されるように互いに結合されている。つまり、ハニカム様構造体１は、複数のセル部２がハニカム様に配列されて構成されている。このハニカム様構造体１は、隔壁１０、結合層２０及び外板３０を備えている。
【００１７】
隔壁１０は、セル部２を区画（画成）するものであり、例えば、繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics）で形成されている。隔壁１０は、複数のシート基材１１を含んで構成されている。シート基材１１は、Ｘ方向に互いに積層するように配置されている。このシート基材１１は、屈曲した形状を呈しており、具体的には、シート基材１１には、Ｚ方向に沿って延在する複数の凹凸部１２が、Ｙ方向に沿って連続するように並設されている。
【００１８】
また、隣接するシート基材１１ａ，１１ｂのうち、一のシート基材１１ａにおける凹凸部１２ａの底部１３と、他のシート基材１１ｂにおける凹凸部１２ｂの頂部１４とは、結合層２０を介してＸ方向に互いに当接され結合されている。つまり、隔壁１０は、シート基材１１を積層し、これらのシート基材１１を結合層２０で互いに結合することで形成されている。
【００１９】
結合層２０は、セル部２を互いに結合するものであり、例えば、アクリル基感圧型接着剤が用いられている。この結合層２０は、隣接するセル部２，２間に設けられている。具体的には、結合層２０は、隣接するシート基材１１ａ，１１ｂのうち一のシート基材１１ａにおける凹凸部１１ａの底部１３と、他のシート基材１１ｂにおける凹凸部１２ｂの頂部１４との間に設けられている。これにより、シート基材１１ａ，１１ｂが互いに結合され、セル部２が互いに結合されることになる。
【００２０】
この結合層２０は、隔壁１０（シート基材１１）よりも柔軟性を有している。なお、ここでの「柔軟性」は、ヤング率Ｅが小さいことを意味している。
【００２１】
外板３０は、ハニカム様構造体１のＸ方向における両端に配置され、隔壁１０をＸ方向に挟むように構成されている。この外板３０は、例えば、繊維強化プラスチックで形成されている。
【００２２】
次に、説明したハニカム様構造体１の製造方法について、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２３】
まず、カーボン繊維及び熱硬化型樹脂であるエポキシ樹脂を含むプリプレグ（Ｗ３１０１／Ｑ１１２Ｊ：東邦テナックス社製）を、雰囲気温度８０〜１００℃で加熱して直に冷却し、その硬化深度を５〜１０％とする。ここでは、プリプレグを、原反のままナイロンバッグで覆い、真空吸引しながら雰囲気温度８０℃で加熱し、硬化深度５％になるまで硬化させている。そして、このプリプレグを裁断し、所定形状の複数のシート材４１を形成する（Ｓ１）。なお、硬化深度は、プリプレグの表面に埋設されたセンサを、マイクロダイエレクトロメータ（Microdielectrometer）（Eumetric systemIII：NETZSCH-Geratebau社製）を用いてリアルタイムでモニターする。
【００２４】
続いて、図３に示すように、これらのシート材４１の表面４２に、Ｚ方向に沿って延在する複数の接着層４３を所定間隔で設置する（Ｓ２：詳しくは、後述）。そして、表面４２において接着層４３が設置されていない領域に、樹脂パウダ（ポリアミド等）や澱粉粉粒等の粉体を塗布する（Ｓ３）。続いて、図４（ａ）に示すように、シート材４１を互いに積層して積層体４４を形成する（Ｓ４）。ここでの積層数は、例えば４０層としている。
【００２５】
続いて、図４（ｂ）に示すように、積層体４４を加熱炉Ｐに投入し、接着層４３がシート材４１よりも柔軟性を有するように、雰囲気温度６０〜８０℃で１５〜３０分加熱する（Ｓ５）。ここでは、積層体４４を雰囲気温度６０℃で１５分加熱する。そして、図４（ｃ）に示すように、直ちに、積層体４４を積層方向（Ｘ方向）に拡張させて展開する（Ｓ６）。
【００２６】
その後、展開された積層体４４のＸ方向における両端に、外板３０（図１参照）を配置して接着層４３で貼り付ける（Ｓ７）。なお、この外板３０は、プリプレグを２〜３枚積層し、雰囲気温度１３０℃で２時間加熱して硬化することで形成されている。
【００２７】
ここで、接着層４３を設置する上記Ｓ２工程について、詳細に説明する。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、積層体４４において第２ｎ層目（ｎは２以上の整数、以下同じ）に相当するシート材４１ａの表面４２ａには、Ｚ方向に沿って延在する複数の接着層（第１接着層）４３ａを、Ｙ方向に沿って所定間隔で設置する。ここでは、接着層４３ａとして幅１０ｍｍのベータテープ（４４８１ＭＨ：３Ｍ製）を用い、４０ｍｍピッチで設置する。なお、所定間隔は、接着層４３ａの幅の２倍以上に設定されるのが好ましい。つまり、接着層４３ａは、少なくとも２０ｍｍピッチで設置されるのが好ましい。
【００２９】
一方、図３（ｂ）に示すように、積層体４４において第（２ｎ−１）層目に相当するシート材４１ｂの表面４２ｂに、Ｚ方向に沿って延在する複数の接着層（第２接着層）４３ｂを、Ｙ方向に沿って所定間隔で設置する。具体的には、第ｎ層目のシート材４１ａの表面４２ａに配置した接着層４３ａの位置に対し、所定間隔の半分（２０ｍｍ）だけＹ方向にずれるように、幅１０ｍｍのベータテープを４０ｍｍピッチで設置する。ちなみに、この「半分」は、例えば寸法公差や製造上の誤差等によるばらつきを含むものであり、略半分（略二等分）を含むものである。
【００３０】
これらにより、隣接するシート材４１ａ，４１ｂのうち、一のシート材４１ａにおける接着層４３ａと他のシート材４１ｂにおける接着層４３ｂとが、Ｙ方向に沿って交互に位置される。よって、後段のＳ６工程にて積層体４４を展開することで、図４（ｃ）に示すように、シート材４１がシート基材１１として形成されると共に、接着層４３が結合層２０として形成されることになる。
【００３１】
このハニカム様構造体１を例えば車両シートのクッションパンに用いた場合において、図５（ａ）に示すように、乗員が着座することによって際して歪速度度が低い静的な負荷が加わったとき、次の作用が奏される。すなわち、図６に示すように、隔壁１０に対し柔軟性を有する粘着層としての結合層２０で、結合されたセル部２同士が近傍の負荷Ｆに応じて相互にずれる。
【００３２】
よって、図５（ｂ）に示すように、ハニカム様構造体１にあっては、静的な負荷が加わったときでも、乗員の臀部Ｈの形状に合わせて緩やかに撓むこととなる。すなわち、静的な負荷に対しての可撓性を高めることが可能となる。その結果、臀部Ｈに作用する反力が均一化され、乗り心地、座り心地、フィット感を向上させることができる。なお、本実施形態では、上述したように隔壁１０よりも柔軟性を有する結合層２０でセル部２が互いに柔軟に結合されることから、低負荷に対しての可撓性も高まっている。
【００３３】
ここで、従来のハニカム構造体では、静的な負荷に対応すべく、その上に例えばウレタンフォーム製のクッションを別途設ける必要がある。これに対し、本実施形態では、静的な負荷に対しての可撓性を高めることができるため、クッション厚さを薄く、ひいてはクッションを廃止することが可能となる。よって、乗り心地等を犠牲にすることはなく、セル部２の高さ（Ｚ方向長さ）を高くすることもできる。
【００３４】
さらに、このハニカム様構造体１では、歪速度が高い負荷（例えば、衝突時の衝突負荷等）が加わったとき、剛体と同様な特性が示される。つまり、セル部２同士のずれが発生せず、負荷がセル部２自体を破壊するように作用する。そして、このとき、ハニカム様構造体１では、上記のようにセル部２の高さを高くできるため、セル部２破壊時のエネルギー吸収ストロークを大きくすることが可能となり、高いエネルギー吸収特性を得ることが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態では、上述したように、隔壁１０を形成するシート材４１が、熱硬化型樹脂を含むプリプログで形成されている。そして、積層前のシート材４１が所定温度で加熱される（上記Ｓ１）と共に、積層されたシート材４１が所定温度で加熱されている（上記Ｓ５）。これにより、形成された隔壁１０の硬化深度を所望に制御し、隔壁１０を所望に硬化させることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、上述したように、シート材４１の表面４２において接着層４３が設置されない領域に、粉体が塗布されている。これにより、隣接するシート材４１ａ，４１ｂ間において、粉体が塗布された領域での接着層４３による相互粘着（接着）を確実に防止することできる。その結果、セル部２を精度よく形成することが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態では、上述したように、接着層４３ａに対して所定間隔の半分だけＹ方向にずれるように、接着層４３ｂが設置されている。よって、一様なセル部２を、偏りが少ないハニカム様で配列することができ、乗り心地等を一層向上することが可能となる。
【００３８】
ところで、一般的なハニカム構造体においては、その柔軟性を高めるため、セル部２のセル孔３に発泡樹脂を充填することも考えられる。しかし、この場合、発泡樹脂が充填されることで、重量が増加してしまう。この点、本実施形態では、上述したように結合層２０でセル部２が互いに柔軟に結合している。よって、重量増加を抑制しつつ柔軟性を高めることができる。
【００３９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４０】
例えば、上記実施形態では、カーボン繊維及びエポキシ樹脂を含むプリプレグを用いたが、アラミド繊維又はガラス繊維と、ビニルエステル樹脂等のその他の熱硬化型樹脂と、を含むプリプレグを用いてもよい。なお、加熱で硬化深度を制御する観点からは、プリプレグにおける樹脂として、室温硬化型の不飽和ポリエステル樹脂等よりも、上記実施形態のような熱硬化型樹脂が好ましい。
【００４１】
また、上記実施形態では、第（２ｎ−１）層目のシート材４１ｂの接着層４３ｂを、第２ｎ層目のシート材４１ａにて配置した接着層４３ａの位置に対して所定間隔の半分だけずれるように設置したが、これに限定されるものではない。シート材４１ａ，４１ｂを、接着層４３ｂが接着層４３ａに対して所定間隔の半分だけずれるように互いに積層してもよい。要は、隣接するシート材４１ａ，４１ｂのうちの一のシート材４１ａにおける接着層４３ａと他のシート材４１ｂにおける接着層４３ｂとが、交互に位置されればよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、複数のシート材４１に複数の接着層４３を設置した後、これらのシート材４１を互いに積層したが、シート材４１ａに接着層４３ａを設置後、このシート材４１ａにシート材４１ｂを積層し、その後、このシート材４１ｂに接着層４３ｂを設置してもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、プリプレグを加熱して硬化させた後に裁断することで、シート材４１を形成したが、プリプレグを裁断した後に加熱して硬化させることで、シート材４１を形成してもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、セル部２が六角柱形状を呈し、このセル部２に断面六角形状のセル孔３が形成したが、セル部２及びセル孔３の断面形状は、三角形状や四角形状等の多角形状でもよく、場合によっては、円形状でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るハニカム様構造体を示す上面図である。
【図２】図１のハニカム様構造体の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図１のハニカム様構造体の製造工程を示す図である。
【図４】図３の続きを示す図である。
【図５】図１のハニカム様構造体の作用を説明するための断面図である。
【図６】図５の一部を拡大した斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…ハニカム様構造体、２…セル部、１０…隔壁、１１，１１ａ，１１ｂ…シート基材、１２，１２ａ，１２ｂ…凹凸部、１３…底部、１４…頂部、２０…結合層、４１，４１ａ，４１ｂ…シート材、４２，４２ａ，４２ｂ…シート材の表面、４３…接着層、４３ａ…接着層（第１接着層）、４３ｂ…接着層（第２接着層）。
【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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