JP2015013392A - パネル部材、プレス型、及びパネル部材の製造方法 - Google Patents

パネル部材、プレス型、及びパネル部材の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】波板部の波長方向の荷重に対する曲げ剛性を向上させることができるパネル部材、前記パネル部材のプレス成形用とされたプレス型、及び前記パネル部材の製造方法を得る。
【解決手段】繊維強化樹脂材で成形されたパネル部材２０は、波板部２２を備えている。波板部２２は、横壁部２８が曲げ部２６を介して立壁部２４に接続されている。横壁部２８は、波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）に延びる一般部２８Ａを備えている。横壁部２８の一般部２８Ａの板厚ｔ１は、立壁部２４の板厚ｔ２よりも薄く設定されている。また、一般部２８Ａは、少なくとも強化繊維よりも大径の気泡を含有していない。横壁部２８の一般部２８Ａに配置された強化繊維の配向方向は、波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）に沿う方向に設定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、パネル部材、プレス型、及びパネル部材の製造方法に関する。
繊維強化樹脂材より成って波板部を備えたパネル部材が例えば車体の補強部材として配置される場合がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０−１９５３５２公報
しかしながら、このような先行技術は、波板部の波長方向の荷重に対する曲げ剛性を向上させる観点からは改善の余地がある。
本発明は、上記事実を考慮して、波板部の波長方向の荷重に対する曲げ剛性を向上させることができるパネル部材、前記パネル部材のプレス成形用とされたプレス型、及び前記パネル部材の製造方法を得ることが目的である。
請求項１に記載する本発明のパネル部材は、繊維強化樹脂材で成形された波板部の起伏を形成する第一壁部と、前記波板部における波高方向の上下端部を構成して前記第一壁部に曲げ部を介して接続された第二壁部と、を有し、前記第二壁部は、前記波板部の波長方向に延びる一般部を備え、前記一般部は、前記第一壁部よりも薄い板厚に設定され、前記一般部に配置された強化繊維の配向方向が前記波板部の波長方向に沿う方向に設定されている。
上記構成によれば、パネル部材は、繊維強化樹脂材で成形された波板部を有し、波板部の起伏が第一壁部により形成されている。また、波板部における波高方向の上下端部は、第二壁部により構成され、第二壁部は、第一壁部に曲げ部を介して接続されている。ここで、第二壁部において波板部の波長方向に延びる一般部は、第一壁部よりも薄い板厚に設定されており、一般部に配置された強化繊維の配向方向は、波板部の波長方向に沿う方向に設定されている。このため、パネル部材は、波板部の波長方向の荷重が入力された場合に曲げ変形しにくい。
請求項２に記載する本発明のパネル部材は、請求項１記載の構成において、前記一般部は、少なくとも強化繊維よりも大径の気泡を含有していない。
上記構成によれば、一般部は、少なくとも強化繊維よりも大径の気泡を含有していないので、例えば、強化繊維よりも大径の気泡を含有するような場合と比べると、密度が高いうえ、板厚方向の切断面で見た場合に前記気泡を含有しない分だけ強化繊維を波板部の波長方向に沿わせることができる。このため、パネル部材は、波板部の波長方向の荷重が入力された場合、一層曲げ変形しにくい。
請求項３に記載する本発明のパネル部材は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記曲げ部が湾曲状に形成されて前記第一壁部と同等の板厚に設定され、前記第二壁部における前記曲げ部の側の端部には、前記曲げ部から離間するに従って板厚が漸次縮小された徐変部が形成されている。
上記構成によれば、曲げ部が湾曲状に形成されて第一壁部と同等の板厚に設定されている。このため、波板部の波高方向の一方側から他方側へ荷重が伝達される場合に荷重が良好に伝達される。また、第二壁部における曲げ部の側の端部には、曲げ部から離間するに従って板厚が漸次縮小された徐変部が形成されている。よって、第二壁部の板厚が変化されても局所的な弱体化が抑えられる。
請求項４に記載する本発明のパネル部材は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記曲げ部が湾曲状に形成されて前記第二壁部と同等の板厚に設定され、前記第一壁部における前記曲げ部の側の端部には、前記曲げ部から離間するに従って板厚が漸次拡大された徐変部が形成されている。
上記構成によれば、曲げ部が湾曲状に形成されて第二壁部と同等の板厚に設定されている。このため、曲げ部の曲げ方向に強化繊維をより一層沿わせることができる。また、第一壁部における曲げ部の側の端部には、曲げ部から離間するに従って板厚が漸次拡大された徐変部が形成されている。よって、第一壁部の板厚が変化されても局所的な弱体化が抑えられる。
請求項５に記載する本発明のパネル部材は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の構成において、前記曲げ部から前記第一壁部の側とは反対側に延出部が延出すると共に前記延出部が当該曲げ部と一体に形成されている。
上記構成によれば、曲げ部から第一壁部の側とは反対側に延出部が延出すると共に延出部が当該曲げ部と一体に形成されているので、曲げ部に連続する第二壁部には、曲げ部を内反りさせようとする力と、第二壁部から延出部に至るＬ字状部分を内反りさせようとする力とが作用し、これらは、互いにキャンセルし合う。これにより、曲げ部の内反りが抑制される。
請求項６に記載する本発明のプレス型は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のパネル部材のプレス成形用の第一成形面を備えた下型と、前記下型の上方側に対向配置されて前記パネル部材のプレス成形用の第二成形面を備え、前記第二成形面のうち前記第二壁部の前記一般部を成形する部位は前記第一壁部を成形する部位よりも前記第一成形面との間の間隔が狭く設定された上型と、を有する。
上記構成によれば、パネル部材のプレス成形用の第一成形面を備えた下型の上方側には、パネル部材のプレス成形用の第二成形面を備えた上型が対向配置されている。そして、上型の第二成形面のうち第二壁部の一般部を成形する部位は第一壁部を成形する部位よりも下型の第一成形面との間の間隔が狭く設定されている。このため、上型と下型との間にシート状の繊維強化樹脂材を配置してプレス成形すれば、成形時に引き伸ばされて薄肉化される第二壁部の一般部となる部位に対しても、その板厚方向に加圧が可能となる。よって、波板部の波長方向の荷重に対する第二壁部の一般部の曲げ剛性が向上する。
請求項７に記載する本発明のパネル部材の製造方法は、請求項６に記載のプレス型を用いたパネル部材の製造方法であって、前記下型の上にシート状の繊維強化樹脂材を配置した状態で前記上型の前記第二成形面を前記下型の前記第一成形面に対して相対的に接近させて前記繊維強化樹脂材を波板形状に形成する第一工程と、前記第一工程の後にさらに前記上型の前記第二成形面を前記下型の前記第一成形面に対して相対的に接近させて前記第二壁部の前記一般部となる部位をその板厚方向に圧縮する第二工程と、を有する。
上記構成によれば、第一工程では、下型の上にシート状の繊維強化樹脂材を配置した状態で上型の第二成形面を下型の第一成形面に対して相対的に接近させて繊維強化樹脂材を波板形状に形成する。第一工程の後の第二工程では、さらに上型の第二成形面を下型の第一成形面に対して相対的に接近させて第二壁部の一般部となる部位をその板厚方向に圧縮する。このように、第一工程で引き伸ばされて薄肉化された第二壁部の一般部となる部位が第二工程で板厚方向に圧縮されることで第二壁部の一般部の密度が高くなる。
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のパネル部材によれば、波板部の波長方向の荷重に対する曲げ剛性を向上させることができるという優れた効果を有する。
請求項２に記載のパネル部材によれば、波板部の波長方向の荷重に対する曲げ剛性を一層向上させることができるという優れた効果を有する。
請求項３に記載のパネル部材によれば、第二壁部が局所的に弱体化されるのを抑えながら、波板部の波高方向の一方側から他方側へ荷重が伝達される場合において荷重を良好に伝達させることができるという優れた効果を有する。
請求項４に記載のパネル部材によれば、第一壁部が局所的に弱体化されるのを抑えながら、強化繊維の配向によって波板部の波長方向の荷重に対する曲げ部の曲げ剛性の向上を図ることができるという優れた効果を有する。
請求項５に記載のパネル部材によれば、第一壁部と第二壁部とを接続する曲げ部の内反りを抑えることができるという優れた効果を有する。
請求項６に記載のプレス型によれば、波板部の波長方向の荷重に対する曲げ剛性を向上させることができるという優れた効果を有する。
請求項７に記載のパネル部材の製造方法によれば、波板部の波長方向の荷重に対する曲げ剛性を向上させることができるという優れた効果を有する。
本発明の第１の実施形態に係るパネル部材を含む積層構造体を示す斜視図である。 図１のパネル部材を示す斜視図である。 図２の３−３線に沿った拡大断面図である。 図１の横壁部の一般部を斜め上方側から見た状態で強化繊維の配向方向を模式的に示す斜視図である。 図５（Ａ）は横壁部の一般部となる部位の第二工程直前の断面状態を模式化して示す縦断面図である。図５（Ｂ）は横壁部の一般部の断面状態を模式化して示す縦断面図である。 図１のパネル部材の製造方法を示す図である。図６（Ａ）は第一工程の初期を示す。図６（Ｂ）は第一工程の中期を示す。図６（Ｃ）は第二工程を示す。 本発明の第２の実施形態に係るパネル部材を波板部の波長方向に沿って切断した状態で示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るパネル部材を波板部の波長方向に沿って切断した状態で示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るパネル部材を含む積層構造体を示す斜視図である。 図９のパネル部材を示す斜視図である。 図９の１１−１１線に沿った拡大断面図である。 本発明の第４の実施形態の変形例に係るパネル部材を波板部の波長方向に沿って切断した状態で示す断面図である。 本発明の第５の実施形態に係るパネル部材を含む積層構造体を波板部の波長方向に沿って切断した状態で示す断面図である。
［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るパネル部材について図１〜図４を用いて説明する。図１には本実施形態に係るパネル部材２０を含む積層構造体１０が斜視図で示されている。また、図２には、パネル部材２０が斜視図で示され、図３には、図２の３−３線に沿った拡大断面図が示されている。
図１に示される積層構造体１０は、例えば、車両のフロアパネルの下方側に配置されるフレーム（一例としてスタックユニットを支持するスタックフレーム）等に適用可能である。なお、積層構造体１０を前記スタックフレームとする場合、一例として、矢印Ｗ方向が車両幅方向に沿うように積層構造体１０が配置される。
積層構造体１０は、上端部を構成する平板状のアッパーパネル１２と下端部を構成する平板状のロアパネル１４との間に波板状（コルゲート状）のパネル部材２０が挟み込まれている。アッパーパネル１２及びロアパネル１４は、一例として樹脂製とされている。但し、これらは金属製でもよい。アッパーパネル１２及びロアパネル１４は、パネル部材２０と接合（一例として接着）されている。これにより、アッパーパネル１２とパネル部材２０とで閉断面部１８Ａが形成されると共に、ロアパネル１４とパネル部材２０とで閉断面部１８Ｂが形成されている。積層構造体１０は、閉断面部１８Ａ、１８Ｂの延在方向に沿う荷重ｆ１、ｆ２に対して剛性が高い構造となっている。
図２に示されるパネル部材２０は、繊維強化樹脂材（ＦＲＰ）で成形されている。繊維強化樹脂材は、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を樹脂（本実施形態では一例として熱可塑性樹脂）で固めて成る複合材である。パネル部材２０は、波形状（コルゲート状）の波板部２２を備えている。波板部２２の波高さは、成形前の基材板厚に対して十分に長い寸法（例えば、成形前の基材板厚の二倍以上）に設定されている。波板部２２の起伏は、第一壁部としての立壁部２４によって形成されている。立壁部２４は、波板部２２の波高方向（矢印Ｈ方向）の上側へ向けて波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）の一方側又は他方側に若干傾斜しており、波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）に複数並んで傾斜方向を交互に変えている。
波板部２２における波高方向（矢印Ｈ方向）の上下端部は、第二壁部としての横壁部２８で構成されている。横壁部２８は、立壁部２４に曲げ部２６を介して接続されており、隣り合う立壁部２４同士を上下交互に連結している。図３においては、曲げ部２６と立壁部２４との境界線が二点鎖線ａで示され、曲げ部２６と横壁部２８との境界線が二点鎖線ｂで示されている。横壁部２８は、波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）に延びる平板状の一般部２８Ａを備えている。なお、図中では、横壁部２８の範囲と横壁部２８の一般部２８Ａの範囲とは一致している。
横壁部２８の一般部２８Ａの板厚ｔ１は、立壁部２４の板厚ｔ２よりも薄く設定されている（差厚構造の採用）。また、立壁部２４と横壁部２８とを接続する曲げ部２６は、湾曲状に形成され、立壁部２４の側の端部から横壁部２８の側の端部へ向かうに従って板厚が漸次縮小されている。すなわち、曲げ部２６は板厚の徐変部分となっている。そして、本実施形態では、一例として、曲げ部２６の半径方向外側の面２６Ａは、所定の曲率半径の曲面とされ、曲げ部２６の半径方向内側の面２６Ｂは、立壁部２４の側の端部から横壁部２８の側の端部へ向かうに従って曲率半径が漸次拡大された曲面とされている。
なお、変形例として、曲げ部（２６）の半径方向内側の面（２６Ｂ）が、所定の曲率半径の曲面とされると共に、曲げ部（２６）の半径方向外側の面（２６Ａ）が、立壁部（２４）の側の端部から横壁部（２８）の側の端部へ向かうに従って曲率半径が漸次縮小された曲面とされてもよい。また、他の変形例として、曲げ部（２６）の半径方向内側の面（２６Ｂ）が、立壁部（２４）の側の端部から横壁部（２８）の側の端部へ向かうに従って曲率半径が漸次拡大された曲面とされると共に、曲げ部（２６）の半径方向外側の面（２６Ａ）が、立壁部（２４）の側の端部から横壁部（２８）の側の端部へ向かうに従って曲率半径が漸次縮小された曲面とされてもよい。
図４は、横壁部２８の一般部２８Ａを斜め上方側から見た状態で強化繊維３０の配向方向を模式的に示している。図５（Ｂ）には図３と同じ方向から電子顕微鏡で断面観察した横壁部２８の一般部２８Ａの断面状態が模式化して示されている。図５（Ｂ）に示されるように、一般部２８Ａは、少なくとも強化繊維３０よりも大径の気泡を含有していない。なお、一般部２８Ａには一切の気泡が含有されていないのが好ましく、本実施形態ではそのように設定されている。また、図４及び図５（Ｂ）に示されるように、横壁部２８の一般部２８Ａに配置された強化繊維３０の配向方向は、波板部２２（図２参照）の波長方向（矢印Ｗ方向）に沿う方向に設定されている。
（プレス型の構成）
ここで、図６（Ｃ）を参照しながら、パネル部材２０をプレス成形するためのプレス型３４について説明する。図６（Ｃ）に示されるように、プレス型３４は、下型３６及び上型４０を有する金型である。
下型３６は、パネル部材２０のプレス成形用の第一成形面３８を備えている。下型３６の第一成形面３８は、図６（Ｃ）に示される断面形状が図６（Ｃ）の紙面に垂直な方向に延在すると共に、図６（Ｃ）の左右方向に凹凸が交互に並ぶ形状とされ、底面３８Ａ、縦面３８Ｂ、及び頂面３８Ｃを備えている。底面３８Ａ及び頂面３８Ｃは、平面状とされて横壁部２８の一般部２８Ａを成形する部位とされている。また、縦面３８Ｂは、平面状とされて立壁部２４を成形する部位とされている。
これに対して、上型４０は、下型３６の上方側に対向配置され、パネル部材２０のプレス成形用の第二成形面４２を備えている。上型４０の第二成形面４２は、図６（Ｃ）に示される断面形状が図６（Ｃ）の紙面に垂直な方向に延在すると共に、図６（Ｃ）の左右方向に凹凸が交互に並ぶ形状とされ、底面４２Ａ、縦面４２Ｂ、及び頂面４２Ｃを備えている。底面４２Ａ及び頂面４２Ｃは、平面状とされて横壁部２８の一般部２８Ａを成形する部位とされている。縦面４２Ｂは、平面状とされて立壁部２４を成形する部位とされている。
上型４０における第二成形面４２の底面４２Ａと下型３６における第一成形面３８の頂面３８Ｃとの間の間隔ｄ１は、上型４０における第二成形面４２の頂面４２Ｃと下型３６における第一成形面３８の底面３８Ａとの間の間隔ｄ２と同等に設定されている。また、これらの間隔ｄ１、ｄ２は、上型４０における第二成形面４２の縦面４２Ｂと下型３６における第一成形面３８の縦面３８Ｂとの間の間隔ｄ３よりも狭く設定されている。
（パネル部材の製造方法及び作用・効果）
次に、プレス型３４を用いたパネル部材２０の製造方法について説明しながら、本実施形態の作用及び効果について説明する。パネル部材２０の製造方法は、本実施形態ではスタンピング成形により、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）の順に行われる。図６（Ａ）は第一工程の初期を示し、図６（Ｂ）は第一工程の中期を示し、図６（Ｃ）は第二工程（型締め完了時）を示している。
まず、図６（Ａ）に示されるシート状の繊維強化樹脂材３２が加熱された状態で下型３６の上に配置される。なお、基材である繊維強化樹脂材３２は、強化繊維がランダム配向されたスタンパブルシートである。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されるように、第一工程では、下型３６の上にシート状の繊維強化樹脂材３２を配置した状態で上型４０の第二成形面４２を下型３６の第一成形面３８に対して相対的に接近させて繊維強化樹脂材３２をプレスにより波板形状に形成する。このとき、繊維強化樹脂材３２のうち、上型４０における第二成形面４２の頂面４２Ｃに加圧される部位、及び下型３６における第一成形面３８の頂面３８Ｃに加圧される部位は、引き伸ばされて板厚が薄くなる。また、引き伸ばされた部位では、強化繊維が引き伸ばされた方向に沿って配向される。なお、図６（Ｃ）には二点鎖線で第一工程の完了時における上型４０の底面４２Ａ及び頂面４２Ｃの位置が示されている。
図５（Ａ）は、横壁部２８の一般部２８Ａ（図５（Ｂ）参照）となる部位の第二工程直前の状態を図６と同じ方向から電子顕微鏡で断面観察して模式化した図である。図５（Ａ）に示されるように、横壁部２８の一般部２８Ａ（図５（Ｂ）参照）となる部位は、強化繊維３０よりも大径の気泡Ｂを含有している。
次に、図６（Ｃ）に示されるように、第一工程の後の第二工程では、上型４０の第二成形面４２を下型３６の第一成形面３８に対してさらに相対的に接近させて横壁部２８の一般部２８Ａとなる部位をその板厚方向に圧縮する。これにより、プレス型３４において横壁部２８の一般部２８Ａを成形するための圧力とそれ以外の部分を成形するための圧力との圧力差が低減され、成形不良が抑えられる。そして、図５（Ｂ）に示されるように、横壁部２８の一般部２８Ａとなる部位の密度が高くなり、気泡Ｂ（図５（Ａ）参照）がなくなる。また、横壁部２８の一般部２８Ａが気泡Ｂ（図５（Ａ）参照）を含有しないことで、一般部２８Ａにおける板厚方向の切断面を見た場合に強化繊維３０の配向方向が波板部２２（図２参照）の波長方向（矢印Ｗ方向）に一層沿うことになる。
このようにして製造された図２に示されるパネル部材２０は、波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）の荷重Ｆ１、Ｆ２に対する横壁部２８の一般部２８Ａの曲げ強度及び曲げ剛性が向上しており、横壁部２８の一般部２８Ａは、荷重Ｆ１、Ｆ２に対して座屈しにくくなっている。すなわち、横壁部２８の一般部２８Ａは、プレス型３４（図６参照）によって十分加圧されているので、繊維強化樹脂材３２（図６参照）の本来の材料強度（又はそれに近い強度）を発揮することが可能となっている。その結果として、パネル部材２０に対して波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）の荷重Ｆ１、Ｆ２が入力された場合、例えば、波板部（２２）における波高方向（矢印Ｈ方向）の上下端部の一般部に強化繊維よりも大径の気泡が含有されて強化繊維の配向がランダムな対比例に係るパネル部材と比べて、本実施形態に係るパネル部材２０は曲げ変形しにくい。
以上説明したように、本実施形態に係るパネル部材２０、プレス型３４（図６参照）、及び、パネル部材２０の製造方法によれば、波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）の荷重Ｆに対する曲げ剛性を向上させることができる。また、曲げ剛性が向上することで、例えば、横壁部２８の一般部２８Ａに相当する部位の内部が図５（Ａ）に示されるような状態である対比構造と比べた場合、同程度の曲げ剛性を得るのに必要な質量を低減させることができる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について図７を用いて説明する。図７には、本実施形態に係るパネル部材５０が断面図（第１の実施形態における図３に相当する図）で示されている。この図に示されるように、パネル部材５０は、曲げ部５４を徐変部分とせずに横壁部５６に徐変部５６Ｂを設けている点で、第１の実施形態に係るパネル部材２０（図３等参照）とは異なる。他の構成は、第１の実施形態と実質的に同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
図７に示されるパネル部材５０は、第１の実施形態におけるパネル部材２０（図３等参照）と同様の繊維強化樹脂材で成形され、波板部５２を備えている。波板部５２の起伏は、立壁部２４によって形成されている。
波板部５２における波高方向（矢印Ｈ方向）の上下端部は、第二壁部としての横壁部５６で構成されている。横壁部５６は、立壁部２４に曲げ部５４を介して接続されており、隣り合う立壁部２４同士を上下交互に連結している。横壁部５６は、波板部５２の波長方向（矢印Ｗ方向）に延びる平板状の一般部５６Ａを備えている。
横壁部５６の一般部５６Ａの板厚ｔ３は、立壁部２４の板厚ｔ２よりも薄く設定されている。横壁部５６の一般部５６Ａは、成形時に加圧されており、少なくとも強化繊維よりも大径の気泡を含有していない。なお、一般部５６Ａには一切の気泡が含有されていないのが好ましく、本実施形態ではそのように設定されている。また、横壁部５６の一般部５６Ａに配置された強化繊維の配向方向は波板部５２の波長方向（矢印Ｗ方向）に沿う方向に設定されている。
立壁部２４と横壁部５６とを接続する曲げ部５４は、湾曲状に形成されて立壁部２４と同等の板厚に設定されている。図７においては、曲げ部５４と立壁部２４との境界線が二点鎖線ｃで示され、曲げ部５４と横壁部５６との境界線が二点鎖線ｅで示されている。一方、横壁部５６における曲げ部５４の側の端部には、曲げ部５４から離間するに従って板厚が漸次縮小された徐変部５６Ｂが形成されている。換言すれば、横壁部５６の一般部５６Ａは、徐変部５６Ｂを介して曲げ部５４に接続されている。図７においては、徐変部５６Ｂと一般部５６Ａとの境界線が二点鎖線ｆで示されている。
徐変部５６Ｂにおいて、曲げ部５４の半径方向外側の面に連続する外面５６Ｂ１は、隣接する横壁部５６の一般部５６Ａの面と同一平面に形成されている。また、徐変部５６Ｂにおいて、曲げ部５４の半径方向内側の面に連続する内面５６Ｂ２は、曲げ部５４の側の端部から横壁部５６の一般部５６Ａの側の端部へ向かうに従って外面５６Ｂ１の側に漸次接近する方向に傾斜している。
パネル部材５０をプレス成形するためのプレス型は、図示を省略するが、下型及び上型を有する。前記下型は、パネル部材５０のプレス成形用の第一成形面を備えている。また、前記上型は、前記下型の上方側に対向配置されてパネル部材５０のプレス成形用の第二成形面を備えている。また、前記上型の第二成形面のうち横壁部５６の一般部５６Ａを成形する部位は立壁部２４を成形する部位よりも前記下型の第一成形面との間の間隔が狭く設定されている。また、このようなプレス型を用いたパネル部材５０の製造方法は、第１の実施形態と同様の手順で行われる。
以上説明した本実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。また、曲げ部５４が湾曲状に形成されて立壁部２４と同等の板厚に設定されているので、波板部５２の波高方向（矢印Ｗ方向）の一方側から他方側へ荷重が伝達される場合に荷重が良好に伝達される。例えば、パネル部材５０が図１に示される第１の実施形態におけるパネル部材２０と同様にアッパーパネル１２とロアパネル１４との間に挟み込まれている場合、アッパーパネル１２とロアパネル１４との間の荷重伝達（伝播）の性能も良好となる。また、図７に示される横壁部５６における曲げ部５４の側の端部には、急変部ではなく徐変部５６Ｂが形成されているので、横壁部５６の板厚が変化されても局所的な弱体化が抑えられる。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について図８を用いて説明する。図８には、本実施形態に係るパネル部材６０が断面図（第１の実施形態における図３に相当する図）で示されている。この図に示されるように、パネル部材６０は、曲げ部６６を徐変部分とせずに立壁部６４に徐変部６４Ｂを設けている点で、第１の実施形態に係るパネル部材２０（図３等参照）とは異なる。他の構成は、第１の実施形態と実質的に同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
図８に示されるパネル部材６０は、第１の実施形態におけるパネル部材２０（図３等参照）と同様の繊維強化樹脂材で成形され、波板部６２を備えている。波板部６２の起伏は、第一壁部としての立壁部６４によって形成されている。立壁部６４は、後述する点を除き、第１の実施形態における立壁部２４と実質的に同様の構成部である。
波板部６２における波高方向（矢印Ｈ方向）の上下端部は、横壁部２８で構成されている。横壁部２８は、立壁部６４に曲げ部６６を介して接続されており、隣り合う立壁部６４同士を上下交互に連結している。横壁部２８の一般部２８Ａの板厚ｔ１は、立壁部６４の一般部６４Ａ（後述する徐変部６４Ｂ以外の部位）の板厚ｔ４よりも薄く設定されている。横壁部２８の一般部２８Ａは、成形時に加圧されており、少なくとも強化繊維よりも大径の気泡を含有していない。なお、一般部２８Ａには一切の気泡が含有されていないのが好ましく、本実施形態ではそのように設定されている。また、横壁部２８の一般部２８Ａに配置された強化繊維の配向方向は波板部６２の波長方向（矢印Ｗ方向）に沿う方向に設定されている。
立壁部６４と横壁部２８とを接続する曲げ部６６は、湾曲状に形成されて横壁部２８と同等の板厚に設定されている。図８においては、曲げ部６６と立壁部６４との境界線が二点鎖線ｇで示され、曲げ部６６と横壁部２８との境界線が二点鎖線ｈで示されている。一方、立壁部６４における曲げ部６６の側の端部には、曲げ部６６から離間するに従って板厚が漸次拡大された徐変部６４Ｂが形成されている。換言すれば、立壁部６４の一般部６４Ａは、徐変部６４Ｂを介して曲げ部６６に接続されている。図８においては、徐変部６４Ｂと一般部６４Ａとの境界線が二点鎖線ｉで示されている。
徐変部６４Ｂにおいて、曲げ部６６の半径方向内側の面に連続する面６４Ｂ２は、隣接する立壁部６４の一般部６４Ａの面と同一平面に形成されている。また、徐変部６４Ｂにおいて、曲げ部６６の半径方向外側の面に連続する面６４Ｂ１は、曲げ部６６の側の端部から立壁部６４の一般部６４Ａの側の端部へ向かうに従って反対面である面６４Ｂ２の側から漸次離間する方向に傾斜している。
パネル部材６０をプレス成形するためのプレス型は、図示を省略するが、下型及び上型を有する。前記下型は、パネル部材６０のプレス成形用の第一成形面を備えている。また、前記上型は、前記下型の上方側に対向配置されてパネル部材６０のプレス成形用の第二成形面を備えている。また、前記上型の第二成形面のうち横壁部２８の一般部２８Ａを成形する部位は立壁部６４（一般部６４Ａ）を成形する部位よりも前記下型の第一成形面との間の間隔が狭く設定されている。また、このようなプレス型を用いたパネル部材６０の製造方法は、第１の実施形態と同様の手順で行われる。
以上説明した本実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。また、本実施形態では、曲げ部６６が湾曲状に形成されて横壁部２８と同等の板厚に設定されているので、曲げ部６６の曲げ方向に強化繊維をより一層沿わせることができる。また、立壁部６４における曲げ部６６の側の端部には、徐変部６４Ｂが形成されているので、立壁部６４の板厚が変化されても局所的な弱体化が抑えられる。
［第４実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について図９〜図１１を用いて説明する。図９には、本実施形態に係るパネル部材７２を含む積層構造体７０が斜視図で示されている。また、図１０には、パネル部材７２が斜視図で示され、図１１には、図９の１１−１１線に沿った拡大断面図が示されている。なお、本実施形態は、以下に説明する点を除き、第１の実施形態と実質的に同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
図９に示されるように、積層構造体７０は、上端部を構成するアッパーパネル１２と下端部を構成するロアパネル１６との間に波板状（コルゲート状）のパネル部材７２が挟み込まれている。ロアパネル１６は、後述する凹溝部１６Ａ（図１１参照）が形成されている点を除き、第１の実施形態におけるロアパネル１４（図１参照）と同様の構成になっている。また、パネル部材７２は、以下に説明する点を除き、第１の実施形態におけるパネル部材２０（図１〜図３参照）と同様の構成になっている。
図９及び図１０に示されるように、パネル部材７２には、上方側に凸形状とされた畝部７４の延在方向（矢印Ｌ方向）の両端部に閉塞壁部７６が形成されている。閉塞壁部７６は、畝部７４の延在方向（矢印Ｌ方向）の両側を閉塞する縦壁部とされている。なお、畝部７４の延在方向（矢印Ｌ方向）は、波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）に直交しかつ波板部２２の波高方向（矢印Ｈ方向）に直交する方向である。
図１１に示されるように、横壁部２８のうち下壁部となる部位（横壁部２８（２８Ｘ））と立壁部２４と接続する曲げ部２６（２６Ｘ）からは、立壁部２４の側とは反対側に延出部７８が延出している。延出部７８は、その根元側の曲げ部２６（２６Ｘ）と一体に形成され、畝部７４の延在方向（図１１の紙面に垂直な方向）に延在している。一方、ロアパネル１６には、各畝部７４に対応して凹溝部１６Ａが形成されている。そして、各凹溝部１６Ａには、各畝部７４の下方に形成された一対の延出部７８が入り込んでいる。
パネル部材７２をプレス成形するためのプレス型は、図示を省略するが、下型及び上型を有する。前記下型は、パネル部材７２のプレス成形用の第一成形面を備えている。また、前記上型は、前記下型の上方側に対向配置されてパネル部材７２のプレス成形用の第二成形面を備えている。また、前記上型の第二成形面のうち横壁部２８の一般部２８Ａを成形する部位は立壁部２４を成形する部位よりも前記下型の第一成形面との間の間隔が狭く設定されている。また、このようなプレス型を用いたパネル部材７２の製造方法は、第１の実施形態と同様の手順で行われる。
本実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。また、曲げ部２６（２６Ｘ）には、強化繊維の異方性に起因して、曲げ部２６（２６Ｘ）の鈍角を小さくしようとする内反りの力が作用するが、本実施形態によれば、これを抑えることができる。すなわち、曲げ部２６（２６Ｘ）に連続する横壁部２８（２８Ｘ）には、曲げ部２６（２６Ｘ）を内反りさせようとする力と、横壁部２８（２８Ｘ）から延出部７８に至るＬ字状部分を内反りさせようとする力とが作用し、これらは、互いにキャンセルし合う。よって、曲げ部２６（２６Ｘ）の内反りが抑制され、曲げ部２６（２６Ｘ）での寸法精度が向上する。その結果として、横壁部２８（２８Ｘ）がロアパネル１６との接着面から離反するのを防止又は効果的に抑制することができる。
［第４実施形態の変形例］
次に、第４の実施形態のパネル部材７２の変形例について説明する。図１２には、第４の実施形態のパネル部材７２の変形例が示されている。なお、パネル部材７２と同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
図１２に示されるように、パネル部材８０は、横壁部２８のうち上壁部となる横壁部２８（２８Ｙ）と立壁部２４とを接続する曲げ部２６（２６Ｙ）からも立壁部２４の側とは反対側に延出部８２が延出している。延出部８２は、その根元側の曲げ部２６（２６Ｙ）と一体に形成されている。
このような構成でも第４の実施形態における作用及び効果を得られる。また、曲げ部２６（２６Ｙ）には、強化繊維の異方性に起因して、曲げ部２６（２６Ｙ）の鈍角を小さくしようとする内反りの力が作用するが、本実施形態によれば、これを抑えることができる。すなわち、曲げ部２６（２６Ｙ）に連続する横壁部２８（２８Ｙ）には、曲げ部２６（２６Ｙ）を内反りさせようとする力と、横壁部２８（２８Ｙ）から延出部８２に至るＬ字状部分を内反りさせようとする力とが作用し、これらは、互いにキャンセルし合う。よって、曲げ部２６（２６Ｙ）の内反りが抑制され、曲げ部２６（２６Ｙ）での寸法精度が向上する。
［第５実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について図１３を用いて説明する。図１３には、本実施形態に係るパネル部材９０が波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）に沿って切断した状態の断面図（第４の実施形態の図１１に相当する図）で示されている。なお、本実施形態は、以下に説明する点を除き、第４の実施形態と実質的に同様の構成となっている。このため、本実施形態において、第１、第４の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
図１３に示されるように、本実施形態のパネル部材９０には、第４の実施形態の下壁部を構成する横壁部２８（２８Ｘ）（図１１参照）に代えて、第二壁部としての下壁部９２が形成されている。なお、パネル部材９０の上壁部を構成する横壁部２８（２８Ｙ）は、第４の実施形態と同様に形成されている。下壁部９２は、波板部２２における波高方向（矢印Ｈ方向）の下端部を構成して立壁部２４に曲げ部２６（２６Ｘ）を介して接続されている。
下壁部９２は、ロアパネル１４に面接触状態で接着される平板状の一般部９２Ａを備えている。一般部９２Ａは、波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）に延びている。また、一般部９２Ａの板厚ｔ５は、上壁部を構成する横壁部２８（２８Ｙ）の板厚ｔ１と同等であり、立壁部２４の板厚ｔ２よりも薄く設定されている。一般部９２Ａは、成形時に加圧されており、少なくとも強化繊維よりも大径の気泡を含有していない。なお、一般部９２Ａには一切の気泡が含有されていないのが好ましく、本実施形態ではそのように設定されている。また、一般部９２Ａに配置された強化繊維の配向方向は波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）に沿う方向に設定されている。
一般部９２Ａの下面は、延出部７８の下面と同一平面上に設定されている。また、一般部９２Ａにおける延出部７８の側の端部は、延出部７８との間に若干の間隔を置いて配置されている。
また、下壁部９２は、曲げ部２６（２６Ｘ）に連続して形成された棚部９２Ｃを備えている。棚部９２Ｃは、一般部９２Ａと延出部７８との間の空間の上方側に形成されてロアパネル１４に対して平行に配置されている。すなわち、棚部９２Ｃも、波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）に延びている。また、本実施形態では、棚部９２Ｃの板厚ｔ６は、一般部９２Ａの板厚ｔ５と同等であり、立壁部２４の板厚ｔ２よりも薄く設定されている。棚部９２Ｃは、成形時に加圧されており、少なくとも強化繊維よりも大径の気泡を含有していない。なお、棚部９２Ｃには一切の気泡が含有されていないのが好ましく、本実施形態ではそのように設定されている。また、棚部９２Ｃに配置された強化繊維の配向方向は波板部２２の波長方向（矢印Ｗ方向）に沿う方向に設定されている。
棚部９２Ｃにおける曲げ部２６（２６Ｘ）とは反対側の端部と、一般部９２Ａにおける延出部７８の側の端部とは、連結部９２Ｂによって一体に連結されている。連結部９２Ｂは、延出部７８に対して略平行に形成されている。
パネル部材９０をプレス成形するためのプレス型は、図示を省略するが、下型及び上型を有する。前記下型は、パネル部材９０のプレス成形用の第一成形面を備えている。また、前記上型は、前記下型の上方側に対向配置されてパネル部材９０のプレス成形用の第二成形面を備えている。また、前記上型の第二成形面のうち横壁部２８（２８Ｙ）の一般部２８Ａ並びに下壁部９２の一般部９２Ａ及び棚部９２Ｃを成形する部位は立壁部２４を成形する部位よりも前記下型の第一成形面との間の間隔が狭く設定されている。また、このようなプレス型を用いたパネル部材９０の製造方法は、第１の実施形態と同様の手順で行われる。
以上説明した本実施形態の構成によっても、前述した第１、第４の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。また、本実施形態では、図１１（第４の実施形態）に示されるような凹溝部１６Ａが形成されたロアパネル１６に代えて、図１３に示される平板状のロアパネル１４を適用できるので、ロアパネル１４の形状をシンプルにすることができる。
また、本実施形態では、延出部７８と曲げ部２６（２６Ｘ）と棚部９２Ｃと連結部９２Ｂで下方に開口する凹部９４が形成されるので、この凹部９４を接着剤の溜め部として機能させることができる。すなわち、例えば、パネル部材９０の一般部９２Ａとロアパネル１４との接合が接着剤を用いてなされた場合、接着部から余剰の接着剤がはみ出すことも考えられるが、本実施形態では、はみ出た接着剤を凹部９４に溜めることができる。よって、接着剤の広範囲へのはみ出しが抑えられる。
［実施形態の補足説明］
なお、上記実施形態の変形例として、パネル部材は、例えば、波板部の波長方向に沿って切断した断面形状がハット形状に形成されたパネル部材等のような他のパネル部材であってもよい。
また、上記実施形態の変形例として、パネル部材には、上記実施形態のアッパーパネル１２及びロアパネル１４、１６のいずれか一方又は両方が接合されていなくてもよい。
また、一般部には一切の気泡が含有されていないのが好ましいが、一般部に強化繊維と同径の気泡又は強化繊維よりも小径の気泡が含有されているような構成や一般部に強化繊維よりも極僅かに大径の気泡が含有されているような構成も採り得る。
また、上記実施形態の変形例として、パネル部材に適用される繊維強化樹脂材は、強化繊維を熱硬化性樹脂で固めて成る複合材でもよい。この場合、パネル部材の製造方法は、加熱しながらプレスするＳＭＣ工法によることとなる。
なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。
以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
２０ パネル部材
２２ 波板部
２４ 立壁部（第一壁部）
２６ 曲げ部
２８ 横壁部（第二壁部）
２８Ａ 一般部
３０ 強化繊維
３２ 繊維強化樹脂材
３４ プレス型
３６ 下型
３８ 第一成形面
４０ 上型
４２ 第二成形面
５０ パネル部材
５２ 波板部
５４ 曲げ部
５６ 横壁部（第二壁部）
５６Ａ 一般部
５６Ｂ 徐変部
６０ パネル部材
６２ 波板部
６４ 立壁部（第一壁部）
６４Ａ 一般部
６４Ｂ 徐変部
６６ 曲げ部
７２ パネル部材
７８ 延出部
８０ パネル部材
８２ 延出部
９０ パネル部材
９２ 下壁部（第二壁部）
９２Ａ 一般部
Ｈ 波高方向
Ｗ 波長方向
以上説明した本実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。また、曲げ部５４が湾曲状に形成されて立壁部２４と同等の板厚に設定されているので、波板部５２の波高方向（矢印Ｈ方向）の一方側から他方側へ荷重が伝達される場合に荷重が良好に伝達される。例えば、パネル部材５０が図１に示される第１の実施形態におけるパネル部材２０と同様にアッパーパネル１２とロアパネル１４との間に挟み込まれている場合、アッパーパネル１２とロアパネル１４との間の荷重伝達（伝播）の性能も良好となる。また、図７に示される横壁部５６における曲げ部５４の側の端部には、急変部ではなく徐変部５６Ｂが形成されているので、横壁部５６の板厚が変化されても局所的な弱体化が抑えられる。

Claims (7)

  1. 繊維強化樹脂材で成形された波板部の起伏を形成する第一壁部と、
    前記波板部における波高方向の上下端部を構成して前記第一壁部に曲げ部を介して接続された第二壁部と、
    を有し、
    前記第二壁部は、前記波板部の波長方向に延びる一般部を備え、
    前記一般部は、前記第一壁部よりも薄い板厚に設定され、
    前記一般部に配置された強化繊維の配向方向が前記波板部の波長方向に沿う方向に設定されたパネル部材。
  2. 前記一般部は、少なくとも強化繊維よりも大径の気泡を含有していない、請求項１記載のパネル部材。
  3. 前記曲げ部が湾曲状に形成されて前記第一壁部と同等の板厚に設定され、
    前記第二壁部における前記曲げ部の側の端部には、前記曲げ部から離間するに従って板厚が漸次縮小された徐変部が形成されている、請求項１又は請求項２に記載のパネル部材。
  4. 前記曲げ部が湾曲状に形成されて前記第二壁部と同等の板厚に設定され、
    前記第一壁部における前記曲げ部の側の端部には、前記曲げ部から離間するに従って板厚が漸次拡大された徐変部が形成されている、請求項１又は請求項２に記載のパネル部材。
  5. 前記曲げ部から前記第一壁部の側とは反対側に延出部が延出すると共に前記延出部が当該曲げ部と一体に形成されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のパネル部材。
  6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のパネル部材のプレス成形用の第一成形面を備えた下型と、
    前記下型の上方側に対向配置されて前記パネル部材のプレス成形用の第二成形面を備え、前記第二成形面のうち前記第二壁部の前記一般部を成形する部位は前記第一壁部を成形する部位よりも前記第一成形面との間の間隔が狭く設定された上型と、
    を有するプレス型。
  7. 請求項６に記載のプレス型を用いたパネル部材の製造方法であって、
    前記下型の上にシート状の繊維強化樹脂材を配置した状態で前記上型の前記第二成形面を前記下型の前記第一成形面に対して相対的に接近させて前記繊維強化樹脂材を波板形状に形成する第一工程と、
    前記第一工程の後にさらに前記上型の前記第二成形面を前記下型の前記第一成形面に対して相対的に接近させて前記第二壁部の前記一般部となる部位をその板厚方向に圧縮する第二工程と、
    を有するパネル部材の製造方法。
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