JP2019031007A - 樹脂構造体 - Google Patents

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Abstract

【課題】樹脂に含まれる繊維を活かして意匠面側に見える模様に奥行感を与えることができる樹脂構造体を得る。【解決手段】特徴意匠面１０Ｓを含むその特徴意匠面１０Ｓ側の端部を構成する第一構成部２０では、第一模様部２２の繊維２２Ｆの配向方向と第二模様部２４、２６の繊維２４Ｆ、２６Ｆの配向方向とが異なり、それらの繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆは、模様の一部を構成している。また、第一構成部２０に対して特徴意匠面１０Ｓ側とは反対側に配置される部位を含んだ第二構成部３０に含まれる繊維３０Ｆは、第一構成部２０に含まれる繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆとは繊維幅が異なり、第二構成部３０において第一構成部２０と重なる部位３２に含まれる繊維３０Ｆの一部は、第一構成部２０の樹脂を通して透視されるように設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂構造体に関する。
繊維を含んだ樹脂構造体に関する技術が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。例えば、下記特許文献１には、繊維質シートの上に樹脂層が積層されると共に更におもて面にエンボス凹凸模様を有する積層シートに関する技術が開示されている。
特開２０１４−６９３９０号公報 特開平５−３８７９８号公報
しかしながら、上記技術では、積層シート中の繊維を活かして意匠面側に見える模様に奥行感を与える点については考慮されておらず、この点において改善の余地がある。
本発明は、上記事実を考慮して、樹脂に含まれる繊維を活かして意匠面側に見える模様に奥行感を与えることができる樹脂構造体を得ることが目的である。
請求項１に記載する本発明の樹脂構造体は、所定領域に設けられて周囲とは意匠が異なる特徴意匠面を含むその特徴意匠面側の端部を構成する第一構成部と、前記第一構成部に対して前記特徴意匠面側とは反対側に配置される部位を含んで前記第一構成部と一体に設けられた第二構成部と、を有し、前記第一構成部は、前記特徴意匠面の中央部側で第一の模様を構成すると共に、前記特徴意匠面に対向する側から見て前記第一の模様の一部を構成して一方向に配向された繊維を含む樹脂で構成された第一模様部と、前記特徴意匠面の外周部側で第二の模様を構成して前記第一模様部の外周側に配置されると共に、前記特徴意匠面に対向する側から見て前記第二の模様の一部を構成して前記一方向とは異なる方向に配向された繊維を含む樹脂で構成された第二模様部と、を備えており、前記第二構成部は、前記第一構成部に含まれる繊維とは繊維幅が異なる繊維を含む樹脂で構成されており、前記第二構成部において前記第一構成部と重なる部位に含まれる繊維の一部は、前記第一構成部の樹脂を通して透視されるように設定されている。なお、請求項１記載の「繊維幅」とは、繊維の長手方向に直交する断面における最大の差し渡しの長さをいう（請求項２においても同じ）。
上記構成によれば、特徴意匠面を含むその特徴意匠面側の端部を構成する第一構成部では、第一模様部の繊維の配向方向と第二模様部の繊維の配向方向とが異なり、それらの繊維は、模様の一部を構成している。また、第一構成部に対して特徴意匠面側とは反対側に配置される部位を含んだ第二構成部に含まれる繊維は、第一構成部に含まれる繊維とは繊維幅が異なり、第二構成部において第一構成部と重なる部位に含まれる繊維の一部は、第一構成部の樹脂を通して透視されるように設定されている。これらにより、特徴意匠面側に見える模様に奥行感が与えられる。
請求項２に記載する本発明の樹脂構造体は、請求項１記載の構成において、前記第二構成部に含まれる繊維は、前記第一構成部に含まれる繊維よりも繊維幅が広く設定されている。
上記構成によれば、第一構成部に含まれる繊維で繊細な模様を表現しながら、第二構成部に含まれる繊維で樹脂構造体の剛性をより高めることができる。
請求項３に記載する本発明の樹脂構造体は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記特徴意匠面に対向する側から見て前記第一模様部の繊維の配向方向と前記第二模様部の繊維の配向方向とが互いに直交する方向に設定されている。
上記構成によれば、特徴意匠面に対向する側から見て第一模様部及び第二模様部の各繊維の配向方向が互いに直交していることで、特徴意匠面側に見える模様に一層奥行感が与えられる。
以上説明したように、本発明の樹脂構造体によれば、樹脂に含まれる繊維を活かして特徴意匠面側に見える模様に奥行感を与えることができるという優れた効果を有する。
本発明の一実施形態に係る樹脂構造体としてのスポイラの一部を示す斜視図である。 図１のスポイラを製造する際の前半の工程を説明するための平面図である。図２（Ａ）はシートからの第二模様部用のパーツの切り出しを示す。図２（Ｂ）はシートからの第一模様部（マーク部分）用のパーツの切り出しを示す。図２（Ｃ）はシートからの第二模様部用の他のパーツの切り出しを示す。図２（Ｄ）は切り出したパーツの並べ方を示す。 図１のスポイラを製造する際の後半の工程を説明するための図である。図３（Ａ）は縦断面図であり、第一構成部の原形を成す集合体については図３（Ｂ）の３Ａ−３Ａ線に沿った断面に相当する。図３（Ｂ）は第一構成部の原形を成す集合体及び第二構成部を形成するためのパーツを示す平面図である。 変形例に係る樹脂構造体としてのスポイラの側面を示す側面図である。
本発明の一実施形態に係る樹脂構造体について図１〜図３を用いて説明する。図１には、本実施形態に係る樹脂構造体としてのスポイラ１０の一部が斜視図で示されている。なお、図１において矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。
（スポイラの構成）
図１に示されるスポイラ１０は、リアウイングスポイラとも称され、整流用として車両後部１２に設けられ、バックドアパネル１４の上端部に車両幅方向に沿って配設されている。スポイラ１０は、車両上方側から見た場合に前端部がルーフパネル１６の後端部に沿うように車両幅方向に延在され、後端部が車両後方側に凸となるように形成されている。スポイラ１０の側面には、その中央領域（所定領域）に周囲とは意匠が異なる特徴意匠面１０Ｓが設けられている。
スポイラ１０は、特徴意匠面１０Ｓを含むその特徴意匠面１０Ｓ側の端部を構成する第一構成部２０を有すると共に、第一構成部２０に対して特徴意匠面１０Ｓ側とは反対側に配置される部位を含んで第一構成部２０と一体に設けられた第二構成部３０を有する。
第一構成部２０は、特徴意匠面１０Ｓの中央部側でマーク部分の模様（第一の模様）を構成する第一模様部２２を備える。第一模様部２２は、所定のマークの形状（本実施形態では、文字の「Ｆ」をデザイン化した形状）に形成されている。また、第一模様部２２は、繊維２２Ｆを含む樹脂で構成され、繊維２２Ｆは、特徴意匠面１０Ｓに対向する側から見てマーク部分の模様（第一の模様）の一部を構成して一方向（本実施形態では車両後方側へ向けて車両下方側に傾斜する方向）に配向されている。
また、第一構成部２０は、特徴意匠面１０Ｓの外周部側でマーク周辺模様（第二の模様）を構成して第一模様部２２の外周側に配置される第二模様部２４、２６を備えている。第二模様部２４は、第一模様部２２の車両前方側（マーク左側）に配置され、第二模様部２６は、第一模様部２２及び第二模様部２４を取り囲むように配置されている。第二模様部２４、２６は、繊維２４Ｆ、２６Ｆを含む樹脂で構成され、繊維２４Ｆ、２６Ｆは、特徴意匠面１０Ｓに対向する側から見てマーク周辺模様（第二の模様）の一部を構成して第一模様部２２の繊維２２Ｆの配向方向（前記一方向）とは異なる方向に配向されている。具体的には、繊維２４Ｆは、車両後方側へ向けて車両上方側に傾斜する方向に配向され、繊維２６Ｆは、車両前後方向に沿って配向されている。
本実施形態では、第一構成部２０に含まれる繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆには、一例として３Ｋ綾織の繊維（すなわち３０００本の炭素繊維フィラメントを縒って形成したもの）が適用されている。
第二構成部３０は、スポイラ１０の大部分を構成しており、第一構成部２０と重なる部位３２（図中において二点鎖線で囲まれる部分参照）と、第一構成部２０とは重ならない部位３４とを備えている。第二構成部３０において第一構成部２０とは重ならない部位３４は、第一構成部２０の外周側に配置される部位３４Ｘ、及び第一構成部２０の外周側に配置される部位３４Ｘと重なる部位３４Ｙを備えている。また、第二構成部３０において第一構成部２０の外周側に配置される部位３４Ｘの表面は、第一構成部２０の表面に揃えられている。
第二構成部３０は、第一構成部２０に含まれる繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆとは繊維幅が異なる繊維３０Ｆを含む樹脂で構成されている。繊維３０Ｆは、一例として、車両後方側へ向けて車両下方側に傾斜する方向に配向されている。なお、図１では、図を見易くするために、スポイラ１０の上面３０Ｕ側から見える繊維３０Ｆの図示を省略している。本実施形態では、第二構成部３０に含まれる繊維３０Ｆは、第一構成部２０に含まれる繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆよりも繊維幅が広く設定されている。第二構成部３０に含まれる繊維３０Ｆには、一例として１２Ｋ綾織の繊維（すなわち１２０００本の炭素繊維フィラメントを縒って形成したもの）が適用されている。
第一構成部２０を構成する樹脂及び第二構成部３０を構成する樹脂には光透過性を有する材質の樹脂が適用されており、第二構成部３０において第一構成部２０と重なる部位３２に含まれる繊維３０Ｆの一部は、第一構成部２０の樹脂を通して透視されるように設定されている。なお、図１においては、図が見難くなるのを防ぐため、繊維３０Ｆの一部が透視された状態の図示は省略している。このため、補足説明すると、第一構成部２０の外周側に隣接して見える直線状の繊維３０Ｆは、第一構成部２０の背後側（車両幅方向内側）においても直線状に延びており、第一構成部２０の樹脂の背後側に見えるように設定されている。
（スポイラの製造方法）
次に、図１に示されるスポイラ１０の製造方法について、図２及び図３を参照しながら説明する。
まず、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示されるように、３Ｋ綾織の繊維と熱硬化性樹脂との複合材とされた繊維強化樹脂製のプリプレグのシート４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃから第一模様部２２及び第二模様部２４、２６（いずれも図１参照）の各形状となるようにパーツ２２Ｐ、２４Ｐ、２６Ｐを切り出す。このとき、各形状に対する繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆの配向方向を、図１に示される製造後の車両側面視における第一構成部２０の繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆの配向方向に合わせて、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示されるように、パーツ２２Ｐ、２４Ｐ、２６Ｐを切り出す。図２（Ｄ）に示されるように、三つのパーツ２２Ｐ、２４Ｐ、２６Ｐを並べると、第一構成部２０（図１参照）の原形を成す集合体２０Ｐとなる。
また、図示を省略するが、１２Ｋ綾織の繊維と熱硬化性樹脂との複合材とされた繊維強化樹脂製のプリプレグのシートから第二構成部３０（図１参照）を形成するためのパーツ３０Ｐ（図３参照）を複数切り出す。このときも、図３（Ｂ）に示されるパーツ３０Ｐの形状に対する繊維３０Ｆの配向方向を、図１に示される製造後の車両側面視における第二構成部３０の繊維３０Ｆの配向方向に合わせて、図３に示されるパーツ３０Ｐを切り出す。
次に、図３（Ａ）に示されるように、定盤４２（又は型）の上に第一構成部２０（図１参照）の原形を成す集合体２０Ｐを載置し、その上から第二構成部３０（図１参照）を形成するための複数のパーツ３０Ｐを積層させるようにして載せる。なお、図３（Ａ）では、図を見易くするために、集合体２０Ｐとパーツ３０Ｐとを便宜上間隔を開けて図示すると共に互いに隣接するパーツ３０Ｐ同士についても便宜上間隔を開けて図示している。パーツ３０Ｐは、スポイラ１０の長手方向に応じて相当数積層される。また、図３（Ａ）の集合体２０Ｐの断面は、図３（Ｂ）の３Ａ−３Ａ線に沿った断面に相当する。
図３（Ａ）に示される集合体２０Ｐ及び複数のパーツ３０Ｐを積層させた後には、真空熱プレスを行い、更にキュアすることで、パーツ２２Ｐ、２４Ｐ、２６Ｐ、３０Ｐの接着及び硬化がなされる。以上により、図１に示されるスポイラ１０が得られる。
なお、当然ながら、樹脂構造体を製造する際のパーツの積層数は、製造する樹脂構造体のサイズによって変わる。
（作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
図１に示されるように、特徴意匠面１０Ｓを含むその特徴意匠面１０Ｓ側の端部を構成する第一構成部２０では、第一模様部２２の繊維２２Ｆの配向方向と第二模様部２４、２６の繊維２４Ｆ、２６Ｆの配向方向とが異なり、それらの繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆは、模様の一部を構成している。また、第一構成部２０に対して特徴意匠面１０Ｓ側とは反対側に配置される部位を含んだ第二構成部３０に含まれる繊維３０Ｆは、第一構成部２０に含まれる繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆとは繊維幅が異なり、第二構成部３０において第一構成部２０と重なる部位３２に含まれる繊維３０Ｆの一部は、第一構成部２０の樹脂を通して透視されるように設定されている。これらにより、特徴意匠面１０Ｓ側に見える模様に奥行感が与えられる、より質感のある模様を演出することができる。
以上説明したように、本実施形態の樹脂構造体としてのスポイラ１０によれば、樹脂に含まれる繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆ、３０Ｆを活かして特徴意匠面１０Ｓ側に見える模様に奥行感を与えることができる。補足すると、本実施形態では、マークの形状に形成された第一模様部２２が浮き上がって見えて見栄えが良いので、スポイラ１０の商品力が向上する。
また、本実施形態のスポイラ１０の側面には、例えば、メッキや樹脂等を用いて別体のマーク部分を後付けした対比構造のような凹凸が生じないで、フラットであるため、空力性能の点で前記対比構造に比べて有利となる。また、本実施形態では、特徴意匠面１０Ｓを構成する第一構成部２０に繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆが含まれているので、例えば前記対比構造の別体のマーク部分が繊維を含まない場合と比べて、剛性面でも有利になっている。
また、本実施形態では、前記対比構造のような後付けが不要であって、マーク部分も含めて一体成形できるので、コストを抑えることもできる。
また、本実施形態では、第二構成部３０に含まれる繊維３０Ｆは、第一構成部２０に含まれる繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆよりも繊維幅が広く設定されている。このため、第一構成部２０に含まれる繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆで繊細な模様を表現しながら、第二構成部３０に含まれる繊維３０Ｆでスポイラ１０の剛性をより高めることができる。
（実施形態の変形例）
次に、上記実施形態の変形例を、図４を参照しながら説明する。図４には、上記実施形態の変形例に係る樹脂構造体としてのスポイラ５０の側面が示されている。スポイラ５０の側面には、その中央領域（所定領域）に周囲とは意匠が異なる特徴意匠面５０Ｓが設けられている。この変形例は、上記実施形態における第二模様部２４（図１参照）に代えて第二模様部５４が設定されている点で上記実施形態とは異なる。この変形例における第二模様部５４に含まれる繊維５４Ｆの配向方向は、上記実施形態の図１に示される第二模様部２４に含まれる繊維２４Ｆの配向方向と若干異なっている。図４に示される第二模様部５４と上記実施形態の第二模様部２４（図１参照）とは、他の点においては、同様の構成とされている。また、この変形例において、第一模様部２２及び第二模様部２６、５４を備えた第一構成部５２は、上記の点を除いて、上記実施形態の第一構成部２０（図１参照）と同様の構成とされている。
以下においては、図１に示される上記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。また、図４においては、図が見難くなるのを防ぐため、図１と同様に、繊維３０Ｆの一部が第一構成部５２の樹脂を通して透視された状態の図示は省略している。
図４に示されるように、特徴意匠面５０Ｓに対向する側から見て第一模様部２２の繊維２２Ｆの配向方向と第二模様部５４の繊維５４Ｆの配向方向とは、互いに直交する方向に設定されている。このため、この変形例では、特徴意匠面５０Ｓ側に見える模様に一層奥行感が与えられ、第一模様部２２の図中左側が一層浮き上がって（言い換えれば模様が立体的に）見える。
（実施形態の補足説明）
なお、図１及び図４に示される上記実施形態及びその変形例では、樹脂に含まれる強化用の繊維として炭素繊維が用いられているが、炭素繊維に代えて、例えばアラミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維等の樹脂繊維、ガラス繊維、金属繊維等のような公知の各種繊維が用いられてもよい。
また、図１及び図４に示される上記実施形態及びその変形例では、スポイラ１０、５０を構成する樹脂が熱硬化性樹脂とされているが、樹脂構造体を構成する樹脂は熱可塑性樹脂とされてもよい。
また、図１及び図４に示される上記実施形態及びその変形例では、樹脂構造体がスポイラ１０、５０とされているが、樹脂構造体は、例えば、車両用のルーフパネル、フードパネル、フェンダパネル、ドアパネル、サイドアウタパネル等のような他の部材に適用されてもよい。
また、図１及び図４に示される上記実施形態及びその変形例では、第一構成部２０、５２に含まれる繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆ、５４Ｆとして３Ｋ綾織の繊維が適用されているが、第一構成部に含まれる繊維は、このような繊維に限定されない。
また、図１及び図４に示される上記実施形態及びその変形例では、第二構成部３０に含まれる繊維３０Ｆは、第一構成部２０、５２に含まれる繊維２２Ｆ、２４Ｆ、２６Ｆ、５４Ｆよりも繊維幅が広く設定されており、このような構成がより好ましいが、第二構成部に含まれる繊維の繊維幅が第一構成部に含まれる繊維の繊維幅よりも狭く設定されるような構成も採り得る。
また、図１及び図４に示される上記実施形態及びその変形例では、第二模様部２４、２６、５４が複数設定されているが、第二模様部は、複数でなく単数設定されてもよい。
また、上記実施形態では、図３（Ａ）に示されるパーツ３０Ｐが相当数積層されて図１に示されるスポイラ１０が製造されているが、例えば、第一構成部を形成するためのシート状のパーツの集合体及び第二構成部を形成するためのシート状のパーツをそれぞれ一層ずつ積層してシート状の樹脂構造体を製造し、そのようなシート状の樹脂構造体を車両等における別部品に貼り付けるような形態も採り得る。
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。
１０ スポイラ（樹脂構造体）
１０Ｓ 特徴意匠面
２０ 第一構成部
２２ 第一模様部
２２Ｆ 第一模様部の繊維
２４ 第二模様部
２４Ｆ 第二模様部の繊維
２６ 第二模様部
２６Ｆ 第二模様部の繊維
３０ 第二構成部
３０Ｆ 第二構成部の繊維
３２ 第二構成部において第一構成部と重なる部位
５０ スポイラ（樹脂構造体）
５０Ｓ 特徴意匠面
５２ 第一構成部
５４ 第二模様部
５４Ｆ 第二模様部の繊維

Claims (3)

  1. 所定領域に設けられて周囲とは意匠が異なる特徴意匠面を含むその特徴意匠面側の端部を構成する第一構成部と、
    前記第一構成部に対して前記特徴意匠面側とは反対側に配置される部位を含んで前記第一構成部と一体に設けられた第二構成部と、
    を有し、
    前記第一構成部は、
    前記特徴意匠面の中央部側で第一の模様を構成すると共に、前記特徴意匠面に対向する側から見て前記第一の模様の一部を構成して一方向に配向された繊維を含む樹脂で構成された第一模様部と、
    前記特徴意匠面の外周部側で第二の模様を構成して前記第一模様部の外周側に配置されると共に、前記特徴意匠面に対向する側から見て前記第二の模様の一部を構成して前記一方向とは異なる方向に配向された繊維を含む樹脂で構成された第二模様部と、
    を備えており、
    前記第二構成部は、前記第一構成部に含まれる繊維とは繊維幅が異なる繊維を含む樹脂で構成されており、前記第二構成部において前記第一構成部と重なる部位に含まれる繊維の一部は、前記第一構成部の樹脂を通して透視されるように設定されている、樹脂構造体。
  2. 前記第二構成部に含まれる繊維は、前記第一構成部に含まれる繊維よりも繊維幅が広く設定されている、請求項１記載の樹脂構造体。
  3. 前記特徴意匠面に対向する側から見て前記第一模様部の繊維の配向方向と前記第二模様部の繊維の配向方向とが互いに直交する方向に設定されている、請求項１又は請求項２に記載の樹脂構造体。
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