CN108284618A - 复合材料制成的结构部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对于复杂外形的结构部件也能适用的具有高强度的闭截面结构的复合材料制成的结构部件及复合材料制成的结构部件的制造方法。所述结构部件具有：芯部件；复合材料制成的多个部件，所述多个部件以配置于芯部件的周围并形成中空的方式相互接合；以及至少一个复合材料制片材，其在芯部件与多个部件之间，以与多个部件之间的接合处重叠的方式配置，并且与多个部件一同形成中空的复合材料结构部。

Description

复合材料制成的结构部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及复合材料制成的结构部件及复合材料制成的结构部件的制造方法。
背景技术
近些年，作为构成以汽车的车体为首的结构体的结构部件，一直使用由碳纤维强化树脂(CFRP)等纤维强化树脂构成的立体形状的结构部件。由纤维强化树脂构成的结构部件相比金属制成的结构部件可以谋求结构部件的轻量化。由纤维强化树脂构成的结构部件通过例如对层叠了使热固化性的基体树脂含浸于强化纤维中而得到的纤维强化树脂片的纤维强化树脂层叠体，使用蒸压釜装置加热和加压，并固化基体树脂来制造。
例如，专利文献1中，公开了无需使用联接部件而相互接合(在芯部件的两面配置了含有碳纤维等的FRP(Fiber-Reinforced Plastics)面板的)夹层式结构体的端部所得到的夹层式结构体。具体而言，在专利文献1的夹层式结构体中，设有遍及两端部的表面而延伸的FRP连接层的同时，在相对的端面之间设有包含树脂扩散介质的层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2000-108232号公报
发明内容
在如车辆用结构部件这样要求高强度及高刚性的情况下，为了不容易形成脆弱的部分，优选结构部件呈闭截面结构。但是，在专利文献1中记载的夹层式结构体为接合平板状的夹层面板的结构，难以适用于复杂外形的部件，并被限制适用于多种车辆用的结构部件。
本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于，提供一种对于复杂外形的结构部件也能适用的具有高强度的闭截面结构的复合材料制成的结构部件及复合材料制成的结构部件的制造方法。
为解决上述问题，根据本发明的一个观点，提供一种复合材料制成的结构部件，所述结构部件包括：芯部件；复合材料制成的多个部件，所述多个部件以配置于芯部件的周围并形成中空的方式相互接合；以及至少一个复合材料制片材(複合材料製シート)，其在芯部件与多个部件之间，以与所述多个部件之间的接合处重叠的方式配置，并且与多个部件一同形成中空的复合材料结构部。
至少一个复合材料制片材在结构部件的规定的截面，可以配置为遍及芯部件的整个周长。
至少一个复合材料制片材中的与多个部件之间的接合处重叠的一个复合材料制片材可以重叠于其它复合材料制片材。
至少一个复合材料制片材可以包括，从多个部件中的至少一个部件与芯部件之间的区域遍及多个部件之间的接合界面而配置的片材。
至少一个复合材料制片材可以包括：第一复合材料制片材，其配置于多个部件中的一个部件与芯部件之间；第二复合材料制片材，其配置于多个部件中的其它部件与芯部件之间；以及第三复合材料制片材，其配置为遍及第一复合材料制片材及第二复合材料制片材。
至少一个复合材料制片材可以包括：第一复合材料制片材，其配置于多个部件中的一个部件与芯部件之间；第二复合材料制片材，其配置于多个部件中的其它部件与芯部件之间，且配置为端部重叠于第一复合材料制片材。
至少一个复合材料制片材在结构部件的规定的截面，可以包括配置为遍及芯部件的整个周长的一片复合材料制片材。
另外，为解决上述问题，根据本发明的另一个观点，提供一种复合材料制成的结构部件的制造方法，其包括以下工序：制造复合材料制成的多个部件，所述多个部件能够以形成中空的方式相互接合；制造芯部件，所述芯部件能够配置于由多个部件形成的中空部；在为芯部件的外周面、并至少与多个部件之间的接合处重叠的区域层叠复合材料制片材；在层叠了复合材料制片材的芯部件的周围层叠多个部件，并接合多个部件，从而制造层叠结构体；以及加热及固化层叠结构体。
发明效果
如上所述，根据本发明，即便是复杂外形的结构部件也能够形成高强度的闭截面结构。
附图说明
图1是表示本实施方式的复合材料制成的结构部件的一个例子的下臂的立体图；
图2为同实施方式的结构部件的一个截面图；
图3是表示同实施方式的结构部件的制造方法的说明图；
图4是表示同实施方式的结构部件的制造方法的说明图；
图5是表示同实施方式的结构部件的制造方法的说明图；
图6是表示同实施方式的结构部件的制造方法的说明图；
图7是表示同实施方式的结构部件的制造方法的说明图；
图8是表示同实施方式的结构部件的制造方法的说明图；
图9为同实施方式的变形例的结构部件的截面图；
图10为同实施方式的变形例的结构部件的截面图；
图11为同实施方式的变形例的结构部件的截面图；
符号说明
20…下臂(复合材料制成的结构部件)
50…复合材料制成的结构部件
51…芯部件；
53a…第一部件
53b…第二部件
59…接合处
60…复合材料制片材层
61…第一片材
63…第二片材
65…第三片材
70…复合材料结构部
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要说明的是，本说明书及附图中，关于具有实质相同的功能构成的构成要素，通过附加相同符号而省略重复说明。另外，本说明书及附图中，对于具有实质相同的功能构成的多个构成要素，有时也会通过在相同符号之后附加不同的字母而进行区别。只是，对具有实质相同的功能构成的多个构成要素没有必要分别进行区分时，仅附加相同符号。
＜1.复合材料制成的结构部件＞
(1-1.下臂的基本构成例)
对作为本实施方式所涉及的复合材料制成的结构部件的一种形式的下臂20的构成例进行说明。图1为表示下臂20的一个例子的立体图。下臂20具有：第一基部21，其具有大致T字形或L字形的平面形状，并连接于车体的悬架横梁；第二基部22，其连接于车体的侧框架；以及前端部23，其连接有球关节，并作为摆动端。这样的下臂20具有：主体部18；孔部19a、19b、19c，其设置于第一基部21、第二基部22、及前端部23；圆筒部件27、28、29，其配置于孔部19a、19b、19c内。第一基部21、第二基部22、及前端部23分别设置于臂部25a、25b、25c的前端侧。
主体部18例如为使用含有连续纤维的纤维强化树脂片材而成形的复合材料制的成形体。另外，主体部18具有相互接合的第一半体18a与第二半体18b。第一半体18a与第二半体18b在沿通过第一基部21、第二基部22、及前端部23的平面的接合面接合。第一半体18a及第二半体18b接合于未图示的芯部件的外周面。即，第一半体18a及第二半体18b以形成中空的方式接合，在中空部分具有未图示的芯部件。芯部件例如可以是发泡部件，也可以是蜂巢结构的部件。
第一半体18a及第二半体18b例如使用由含有连续纤维的纤维强化树脂片材构成的复合材料而成形。含有连续纤维的纤维强化树脂片材为将基体树脂含浸于连续的纤维中而形成的片材。例如，第一半体18a及第二半体18b能够通过将层叠了多片纤维强化树脂片材的层叠体使用金属模具进行成形而制备。在层叠多片纤维强化树脂片材时，连续纤维的取向方向可以一致，也可以不同。在连续纤维的取向方向一致的情况下，能够提高对于向规定方向的拉伸负荷的耐性。另一方面，在连续纤维的取向方向不同的情况下，能够提高对于向多个方向的拉伸负荷的耐性。
作为所使用的连续纤维，虽然可以列举碳纤维，但也可以使用其它纤维，还可以将多种纤维组合使用。作为其它纤维可列举但不限于：玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、聚乙烯纤维、或Zylon(注册商标)等。只是，由于碳纤维具有优异的机械特性，因此优选使强化纤维含有碳纤维。
在纤维强化树脂的基体树脂中，使用热可塑性树脂或热固化性树脂。作为热可塑性树脂，列举有：例如，聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂、ABS树脂、聚苯乙烯树脂、AS树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚碳酸酯树脂、热可塑性聚酯类树脂、PPS(聚苯硫醚)树脂、氟树脂、聚醚酰亚胺树脂(ポリエーテルイミド樹脂)、聚醚酮树脂(ポリエーテルケトン樹脂)、聚酰亚胺树脂等。
作为基体树脂，可以使用这些热可塑性树脂中的一种，或两种以上的混合物。或者，基体树脂也可以为这些热可塑性树脂的共聚物。另外，在将基体树脂作为这些热可塑性树脂的混合物时可以与相容剂一起使用。进一步地，基体树脂可以含有作为阻燃剂的溴系阻燃剂、硅系阻燃剂、红磷等。
此时，作为所使用的热可塑性树脂，列举有：例如，聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃类树脂，尼龙6、尼龙66等的聚酰胺类树脂，聚对苯二甲酸乙酯、聚对苯二甲酸丁二酯等的聚酯类树脂，聚醚酮、聚醚砜、芳香族聚酰胺等的树脂。其中，热可塑性基体树脂优选为选自由聚酰胺、聚苯硫醚、聚丙烯、聚醚醚酮、及苯氧基树脂组成的组中的至少一种。
另外，作为可用作基体树脂的热固化性树脂，示例有，例如：环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、硅树脂等。作为基体树脂，可以使用这些热固化性树脂中的一种，或两种以上的混合物。当把这些热固化性树脂用于基体树脂时，可以向热固化性树脂添加适当的固化剂和反应促进剂。
圆筒部件27、28、29中压入有未图示的衬套。作为圆筒部件27、28、29，例如使用金属制成的圆筒部件。作为可以使用的金属，列举有：例如，不锈钢、铸铁、钛、钛合金等，但不限于这些金属。在下臂20中，配置于第一基部21的筒状的圆筒部件27具有与车辆前后方向大致一致的中心轴，并使前端部23能够在上下方向摆动。另外，配置于第二基部22的圆筒部件28具有沿大致垂直方向的中心轴，并使前端部23能够在水平方向摆动。另外，在本发明所涉及的复合材料制成的结构部件中，金属制成的圆筒部件27、28、29不是必需的。
由于传递向车体的负荷和振动，因此要求具有这样结构的下臂20具有高的刚性及强度。具体而言，由于压缩负荷、拉伸负荷、或扭转负荷复合性地作用于下臂20的各部分，因此要求下臂20对这些负荷具有耐性。以含有纤维强化树脂的复合材料制成下臂20时，接合第一半体18a和第二半体18b而形成主体部18，但将第一半体18a和第二半体18b通过粘合剂等接合时，第一半体18a及第二半体18b与粘合剂层的界面容易变得脆弱。因此，仅通过粘合剂等接合第一半体18a与第二半体18b时，当负荷作用于下臂20时，有可能会从接合界面发生破坏。对此，本实施方式所涉及的下臂20实现了抑制从形成主体部18的第一半体18a及第二半体18b的接合界面开始的破坏的、高强度及高刚性的闭截面结构。
(1-2.结构部件的构成例)
图2为本实施方式的复合材料制成的结构部件50的截面图，示意性地表示图1所示的下臂20的I-I截面。需要说明的是，图2仅仅是示意性地表示结构部件50的截面的例子，结构部件50的截面形状可以是各种形状。
结构部件50具有：芯部件51；以及作为复合材料制成的结构部分的复合材料结构部70。复合材料结构部70具有：复合材料制成的第一部件53a及第二部件53b；以及含有复合材料制成的第一片材61、第二片材63、及第三片材65、66的复合材料制片材层60。即，在图2中，配置于芯部件51的周围的部件作为整体构成复合材料结构部70。
芯部件51由例如发泡部件或具有蜂巢结构的部件构成，并构成结构部件50的芯。芯部件51例如具有大致对应于由第一部件53a及第二部件53b形成的中空部分S的形状。例如由发泡部件构成的芯部件51可以通过在成形模具内填充发泡性树脂而成形。需要说明的是，对芯部件51的成形方法不做特别限定。另外，芯部件51的构成材料不限于树脂。通过形成在这样的芯部件51的周围具备复合材料结构部70的结构，可以在提高结构部件50的强度的同时，谋求结构部件50的轻量化。
复合材料制成的第一部件53a及第二部件53b例如相当于图1所示的下臂20的第一半体18a及第二半体18b。第一部件53a及第二部件53b配置于芯部件51的外周面，并以形成中空的方式直接相互接合或经复合材料制的片材相互接合。第一部件53a及第二部件53b例如通过端部之间直接接合或经复合材料制的片材进行接合，来形成中空部分S。通过以形成这样的中空部分S的方式构成第一部件53a及第二部件53b，能够减少价格比较高的复合材料的使用量的同时，能够谋求结构部件50的轻量化。第一部件53a及第二部件53b例如通过使用成形模具成形由纤维强化树脂片材构成的复合材料的层叠体，来预先形成期望的形状。
由复合材料制成的第一片材61、第二片材63、及第三片材65、66构成的复合材料制片材层60以重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的方式配置于芯部件51与第一部件53a及第二部件53b之间。在图2所示的结构部件50的示例中，第一片材61配置于第一部件53a与芯部件51之间，第二片材63配置于第二部件53b与芯部件51之间，第3片材65、66以重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的方式配置。该复合材料制片材层60与第一部件53a及第二部件53b一同形成中空的复合材料结构部70。例如，在结构部件50的制造阶段中，在第一部件53a及第二部件53b的基体树脂与复合材料制片材层60的基体树脂熔融并固化的过程中，可以是至少一部分被一体化而形成为一个结构体。
复合材料制成的第一片材61、第二片材63、及第三片材65、66例如可以使用与用于成形第一部件53a和第二部件53b的纤维强化树脂片材相同的片材。复合材料制片材层60的构成材料也可以与用于成形第一部件53a和第二部件53b的纤维强化树脂片材不同，但通过使用相同的纤维强化树脂片材，能够容易促进复合材料制片材层60与第一部件53a及第二部件53b熔融、固化时的一体化，并降低界面的脆弱性。
通过复合材料制片材层60中的第三片材65、66配置为重叠于第一部件53a及第二部件53b的接合处59，从而在结构部件50中加载负荷时，能够抑制从复合材料结构部70的接合处59的内表面侧发生破坏。另外，由于包含配置为重叠于接合处59的第三片材65、66的复合材料制片材层60与第一部件53a及第二部件53b成为一体而构成复合材料结构部70，因此不易从复合材料制片材层60与第一部件53a或第二部件53b的界面发生破坏，结构部件50的强度及刚性得到提高。
在观察结构部件50的一个截面时，包括多个片材的复合材料制片材层60可以配置为遍及芯部件51的整个周长。由于复合材料制片材层60配置为遍及芯部件51的整个周长，因此能够得到遍及整个周长的复合材料制片材层60的连续性，并抑制在复合材料结构部70的一部分形成脆弱部。此时，复合材料制片材层60的多个片材可以配置为相互重叠并遍及芯部件51的整个周长。由此，在第一部件53a及第二部件53b的内侧形成截面为管状的复合材料制片材层60，能够提高复合材料制片材层60的连续性。另外，由于复合材料制片材层60的多个片材在相互重合的同时遍及芯部件51的整个周长而配置，因此能够遍及整个周长而容易获得复合材料制片材层60与第一部件53a及第二部件53b的一体性，并提高复合材料结构部70的强度及刚性。
尤其是，复合材料制片材层60中，重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的第三片材65、66可以以分别与其它第一片材61及第二片材63叠层的方式设置。由此，可以提高加强第一部件53a与第二部件53b的接合处59的第三片材65、66和第一片材61及第二片材63的连续性，并可以遍及芯部件51的整个周长提高复合材料结构部70的强度及刚性。
复合材料制片材层60可以包括，配置为从第一部件53a或第二部件53b与芯部件51之间的区域遍及第一部件53a与第二部件53b的接合界面的片材。在图2所示的结构部件50中，配置于第二部件53b与芯部件51之间的第二片材63配置为还进入第一部件53a与第二部件53b的接合界面。因此，在提高了第一部件53a与第二部件53b的接合界面的接合强度的同时，也提高了复合材料制片材层60与第一部件53a及第二部件53b的一体性。
第一片材61配置于第一部件53a的内表面与芯部件51的外表面之间。另外，第二片材63配置于第二部件53b的内表面与芯部件51的外表面之间，还延伸配置于第一部件53a与第二部件53b的接合界面。并且，第三片材65、66以重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处的方式配置于第一部件53a及第二部件53b与芯部件51之间。
需要说明的是，可以在芯部件51与复合材料制片材层60的界面，或者，在复合材料制片材层60与第一部件53a或第二部件53b的界面的适当位置或范围设置粘合剂层。
作为本实施方式所涉及的复合材料制成的结构部件50的下臂20为大致T字或大致L字形的立体结构的结构部件，例如在正交于第一半体18a与第二半体18b的接合面的任意的位置切割时的截面可以具有图2所例示的构成。由此，提高了下臂20的各部分的强度及刚性，能够谋求提高对于输入的各种负荷的耐性。
<2.复合材料制成的结构部件的制造方法>
接下来，参考图3-7，对本实施方式所涉及的复合材料制成的结构部件50的制造方法的一个例子进行说明。此处，以将热固化性树脂用作作为第一部件53a、第二部件53b及复合材料制片材层60的成形材料的纤维强化树脂片材的基体树脂的情况为例进行说明。
首先，如图3所示，制备复合材料制的第一部件53a及第二部件53b。第一部件53a及第二部件53b，例如可以如下制备。需要说明的是，以下说明的第一部件53a及第二部件53b制备方法仅仅是一个例子，并非用于限定本发明。
首先，规定宽度的纤维强化树脂片材(半固化片(プリプレグ))被切割成适合于制造的纤维强化树脂结构体的大小或长度。半固化片的形状可以与展开的第一部件53a或第二部件53b的形状大致一致。此时，半固化片的尺寸可以比第一部件53a或第二部件53b的外形大。含有连续纤维的纤维强化树脂片材，例如通过公知的膜浸渍法、熔融浸渍法等，通过连续送出强化纤维的同时将基体树脂含浸于该强化纤维而制造。该纤维强化树脂片材被适当切割，制备成具有期望的平面形状的半固化片。一片纤维强化树脂片材或半固化片的厚度例如可以在0.03-1.0mm范围内。
接下来，层叠半熔融状态的多片半固化片，来制备纤维强化树脂层叠体。半固化片例如层叠于成形模具的成形面上。层叠的半固化片的数量没有特别的限定，可以根据制造的纤维强化树脂结构体的用途等选择，例如可以层叠3-6片半固化片。此时，可以将各个半固化片的连续纤维的取向方向统一向一个方向而层叠，来制备纤维强化树脂层叠体。由此，可以提高制造的结构部件50中的沿连续纤维取向方向的特定方向的强度。或者，可以使一部分或全部的半固化片的连续纤维的取向方向不同而层叠，来制备纤维强化树脂层叠体。由此，可以使制造的结构部件50的强度具有异向性。
需要说明的是，在层叠多个半固化片来成形纤维强化树脂层叠体时，包含于各个纤维强化树脂片材的强化纤维的种类、含有率等可以不同。并且，在层叠的多片纤维强化树脂片材中，基体树脂可以使用具有相容性的不同材料，或者，对于同一基体树脂可以混合不同的添加物等。此时，也可以使用熔点相近的基体树脂，以便有效地进行纤维强化树脂层叠体的熔融及固化。
然后，在成形模具上配置的纤维强化树脂层叠体上，例如设置橡胶制成的袋体(包裹片材)，袋体与成形模具相夹。成形模具例如可以是金属模具，也可以是纤维强化树脂制成的成形模具。袋体只要是可变形的材质的袋体即可，不限于橡胶制成的袋体。只是，成形模具及袋体都由在后工序中可以承受使用蒸压釜装置的加热处理的材料构成。通过这样的装袋(バギング)，至少由成形模具与袋体形成的成形空间处于密闭状态。
接着，向蒸压釜装置内投入被装袋的纤维强化树脂层叠体。蒸压釜装置是使釜内部处于高压状态的同时，进行加热处理的装置。将纤维强化树脂层叠体投入蒸压釜装置内之后，通过泵等吸取成形空间内的空气，从而使成形空间内成为真空状态。由此，纤维强化树脂层叠体被脱去半固化片及纤维强化树脂层叠体内的空气的同时，在加压下被加热、固化。由此，分别成形第一部件53a或第二部件53b。通过使成形空间内处于真空状态的同时在加压下进行加热，能够降低成形的第一部件53a的空洞率，并能够提高第一部件53a的机械强度。另外，由于成形空间内处于真空状态，因此与成形模具相接的面的相反面也会比较完美地形成。
然后，如图4所示，制备能够填充于接合第一部件53a与第二部件53b时形成的中空部分的芯部件51。例如，制备由发泡部件构成的芯部件51时，通过在形成对应于芯部件51的外形的成形空间的成形模具内填充发泡性树脂并进行固化，来制备由发泡部件构成的芯部件51。需要说明的是，对芯部件51的制备方法不做特别限定。另外，对芯部件51的材料、形状也不做特别限定。另外，制备第一部件53a及第二部件53b的工序与制备芯部件51的工序不分前后。
然后，在成为芯部件51的外周面、并至少重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的区域中，层叠复合材料制片材。如图5所示，本实施方式的例子中，由于第一部件53a与第二部件53b的接合处位于图示的芯部件51的左右两侧面，因此复合材料制片材(第三片材)65、66层叠于芯部件51的左右两侧面。第三片材65、66也可以以半熔融状态配置于芯部件51上。另外，第三片材65、66也可以使用粘合剂配置于芯部件51上。
然后，如图6所示，粘合剂69涂敷于进行接合的第一部件53a及第二部件53b中的至少一方的接合面。粘合剂69可以是液状或凝胶状粘合剂，也可以是片材状粘合材料。另外，粘合剂69也可以是热固化性的粘合剂69，以便在加热工序固化。可以省略涂敷这样的粘合剂69的工序，但通过涂敷粘合剂69，能够在加热固化第一部件53a及第二部件53b与复合材料制片材层60之前，固定第一部件53a与第二片材63。
然后，如图7所示，层叠第二部件53b、第二片材63、芯部件51、第一片材61、及第一部件53a。图7所示的例子中，在前工序制备的第二部件53b上，层叠半熔融状态的复合材料制成的第二片材63之后，层叠在两侧面层叠了第三片材65、66的芯部件51。进一步地，在芯部件51上层叠半熔融状态的第一片材61之后，层叠第一部件53a。第一片材61可以以预先层叠于第一部件53a的内表面的状态，与第一部件53a一同层叠。此时，可以在适当的位置及范围涂敷粘合剂。
然后，如图8所示，通过加热层叠的结构体，并固化作为复合材料基体树脂的热固化性树脂来制备结构部件50。在制备的结构部件50中，复合材料制片材层60遍及芯部件51的整个周长而成为一体的同时，与第一部件53a及第二部件53b也成为一体，形成在内部配置了芯部件51的中空的复合材料结构部70。
在如此制造成的结构部件50中，以重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的方式配置有复合材料制成的第三片材65、66。能够使复合材料结构部70成为高强度的闭截面结构，并在负荷加载于结构部件50时，可以抑制第一部件53a与第二部件53b的接合处59从内侧面被破坏。由此，即便是外形比较复杂的结构部件50，也可以谋求提高结构部件50的强度及刚性。
需要说明的是，在使用热可塑性树脂作为纤维强化树脂的基体树脂时，只要将第一部件53a、第二部件53b、第一片材61、第二片材63及第三片材65、66以预先形成为规定的形状的状态进行层叠，并在加热熔融后冷却固化即可。由此，制造具备复合材料结构部70的结构部件50，所述复合材料结构部70使包含以重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的方式配置的第三片材65、66的复合材料制片材层60与第一部件53a及第二部件53b成为一体而得到。因此，能够得到实现了提高强度及刚性的结构部件50。
<3.变形例>
至此，虽然对本实施方式所涉及的复合材料制成的结构部件50的实施方式进行了说明，但结构部件50不限于上述的例子。下面对本实施方式所涉及的复合材料制成的结构部件50的几个变形例进行说明。
图9是表示第一变形例所涉及的结构部件50A的截面的示意图。第一变形例所涉及的结构部件50A为不仅是复合材料制成的第二片材63，还有第一片材61A的端部也配置为遍及第一部件53a与第二部件53b的接合界面的例子。除这样构成之外，与上述实施方式所涉及的结构部件50具有相同的结构。第一变形例所涉及的结构部件50A通过以下制备：例如在第二部件53b上层叠第二片材63，在第一部件53a上层叠第一片材61A，在芯部件51的两侧面层叠第三片材65、66之后，以夹入芯部件51的方式层叠第一部件53a及第二部件53b，进而加热固化。
根据第一变形例所涉及的结构部件50A也可以形成使复合材料制片材层60与第一部件53a及第二部件53b成为一体而得到的闭截面结构的复合材料结构部70，该复合材料制片材层60包括以重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的方式配置的第三片材65、66，同时配置为遍及芯部件51的整个周长。由此，在负荷加载于结构部件50A时，抑制从第一部件53a与第二部件53b的接合处59的内侧面发生破坏。因此，即便是具有比较复杂的外形的结构部件50A，也能够提高结构部件50A的强度及刚性。
图10是表示第二变形例所涉及的结构部件50B的截面的示意图。第二变形例所涉及的结构部件50B中，复合材料制片材层60具有第一片材61B及第二片材63这两片片材。其中的第二片材63与上述实施方式所涉及的结构部件50的第二片材63构成相同。在第二变形例所涉及的结构部件50B中，复合材料制成的第一片材61B配置为以重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的方式，从图示的芯部件51的上表面遍及两侧面。另外，第一片材61B的端部配置为与第二片材63重叠。
第二变形例所涉及的结构部件50B例如可通过如下制备：从芯部件51的上表面遍及两侧面缠绕并层叠第一片材61B，并在第二部件53b上层叠第二片材63之后，以夹入芯部件51的方式层叠第一部件53a及第二部件53b，进而加热固化。由于构成复合材料制片材层60的片材为两片，因此第二变形例所涉及的结构部件50B与上述实施方式所涉及的结构部件50相比，可以省略层叠片材的一个工序。
根据第二变形例所涉及的结构部件50B也可以形成使复合材料制片材层60与第一部件53a及第二部件53b成为一体而得到的闭截面结构的复合材料结构部70，该复合材料制片材层60包括以重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的方式配置的第一片材61B，同时遍及芯部件51的整个周长配置。由此，负荷加载于结构部件50B时，抑制从第一部件53a与第二部件53b的接合处59的内侧面发生破坏。因此，即便是具有比较复杂的外形的结构部件50B，也能够提高结构部件50B的强度及刚性。
图11是表示第三变形例所涉及的结构部件50C的截面的示意图。第三变形例所涉及的结构部件50C中，复合材料制片材层60由一片片材61C构成。这样的复合材料制成的片材61C遍及芯部件51的整个周长缠绕并层叠。这样的片材61C配置为重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59。另外，这样的片材61C的端部配置为相互叠层。需要说明的是，出现于第一部件53a与片材61C或芯部件51之间的缝隙仅仅是为了方便图示而表示的，实际上这样的缝隙也被树脂等填充。
第三变形例所涉及的结构部件50C例如可通过如下制备：遍及芯部件51的整个周长缠绕并层叠片材61C之后，以夹入芯部件51的方式层叠第一部件53a与第二部件53b，并加热固化。由于构成复合材料制片材层60的片材为一片，因此第三变形例所涉及的结构部件50C与上述实施方式所涉及的结构部件50相比，可以省略层叠片材的两个工序。
根据第三变形例所涉及的结构部件50C也可以形成使复合材料制片材层60与第一部件53a及第二部件53b成为一体而得到的闭截面结构的复合材料结构部70，该复合材料制片材层60由以重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的方式配置的片材61C构成，遍及芯部件51的整个周长配置。由此，在负荷加载于结构部件50C时，抑制从第一部件53a与第二部件53b的接合处59的内侧面发生破坏。因此，即便是具有比较复杂的外形的结构部件50C，也能够提高结构部件50C的强度及刚性。
如上述所做的说明，根据本实施方式所涉及的复合材料制成的结构部件及其制造方法，在具有配置芯部件51的中空而接合的第一部件53a与第二部件53b、以及芯部件51之间，形成含有以重叠于第一部件53a与第二部件53b的接合处59的方式配置的片材的截面为管状的复合材料制片材层60。这样的复合材料制片材层60在制造阶段与第一部件53a及第二部件53b在至少一部分中成为一体，并构成复合材料结构部70。因此，在负荷加载于结构部件50时，抑制从第一部件53a与第二部件53b的接合处59的内侧面发生破坏。因此，能够提高结构部件50的强度及刚性。
以上参照附图，对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但本发明不限于上述示例。具有本发明所属技术领域的普通知识的人员，在权利要求书记载的技术思想的范畴内，显然可以想到各种变更例或修改例，应当理解，这些变更例或修改例也应属于本发明的技术范围。
例如，在上述实施方式中，具有抑制从第一部件53a与第二部件53b的接合处59的内侧面破坏的构成，但在接合处59的外侧面也可以设置遍及第一部件53a及第二部件53b而层叠的加强片材。由此，也能够抑制从接合处59的外侧面的破坏。
另外，在上述实施方式中，以作为复合材料制成的结构部件的下臂20为例进行了说明，但可应用本发明的结构部件不限于下臂。对于用于车体的结构部件以外的各种用途的结构部件，也能够应用本发明。
另外，上述实施方式中，以接合第一部件53a及第二部件53b两者的结构为例进行了说明，但本发明不限于所涉及的例子。例如，在三个以上的多个部件以构成能够配置芯部件的中空的方式接合的结构的情况下，也可以应用本发明。此时，通过以与各部件的接合处重叠的方式层叠复合材料制片材的同时，作为整体形成截面呈管状的复合材料制片材层，能够抑制从各部件的接合处的内侧面的破坏，并提高结构部件的强度及刚性。

Claims (8)

1.一种复合材料制成的结构部件，包括：
芯部件；
复合材料制成的多个部件，所述多个部件以配置于所述芯部件的周围并形成中空的方式相互接合；以及
至少一个复合材料制片材，其在所述芯部件与所述多个部件之间，以与所述多个部件之间的接合处重叠的方式配置，并且与所述多个部件一同形成中空的复合材料结构部。
2.如权利要求1所述的复合材料制成的结构部件，其中，
所述至少一个复合材料制片材在所述结构部件的规定的截面中，配置为遍及所述芯部件的整个周长。
3.如权利要求1或2所述的复合材料制成的结构部件，其中，
所述至少一个复合材料制片材中的与所述多个部件之间的接合处重叠的一个复合材料制片材重叠于其它的复合材料制片材。
4.如权利要求1-3中任一项所述的复合材料制成的结构部件，其中，所述至少一个复合材料制片材包括：从所述多个部件中的至少一个部件与所述芯部件之间的区域遍及所述多个部件之间的接合界面而配置的片材。
5.如权利要求1-4中任一项所述的复合材料制成的结构部件，其中，所述至少一个复合材料制片材包括：
第一复合材料制片材，其配置于所述多个部件中的一个部件与所述芯部件之间；
第二复合材料制片材，其配置于所述多个部件中的其它部件与所述芯部件之间；以及
第三复合材料制片材，其遍及所述第一复合材料制片材及所述第二复合材料制片材而配置。
6.如权利要求1-4中任一项所述的复合材料制成的结构部件，其中，所述至少一个复合材料制片材包括：
第一复合材料制片材，其配置于所述多个部件中的一个部件与所述芯部件之间；以及
第二复合材料制片材，其配置于所述多个部件中的其它部件与所述芯部件之间且配置为端部重叠于所述第一复合材料制片材。
7.如权利要求1-4中任一项所述的复合材料制成的结构部件，其中，所述至少一个复合材料制片材包括：一片复合材料制片材，所述一片复合材料制片材在所述结构部件的规定的截面中遍及所述芯部件的整个周长而配置。
8.一种复合材料制成的结构部件的制造方法，包括以下工序：
制备复合材料制成的多个部件，所述多个部件能够以形成中空的方式相互接合；
制备芯部件，所述芯部件能够配置于由所述多个部件形成的中空部；
将复合材料制片材层叠于一个区域，所述区域为所述芯部件的外周面、并至少与所述多个部件之间的接合处重叠；
在层叠了所述复合材料制片材的所述芯部件的周围层叠所述多个部件，并接合所述多个部件，从而制备层叠结构体；以及
加热及固化所述层叠结构体。
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