JP2023143765A - 樹脂複合パネルおよび装置用筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】比強度に優れた樹脂複合パネルを提供すること。【解決手段】樹脂発泡シートで構成された芯材を備え、芯材が第１の表面１ａと第１の表面とは反対面となる第２の表面とを備え、芯材の第１の表面に積層された第１表面材と芯材の第２の表面に積層された第２表面材とが更に備えられ、第１表面材には第１繊維強化樹脂層２０ａが、第２表面材には第２繊維強化樹脂層２０ｂが備えられており、芯材には第１の表面と第２の表面とに開口した複数の貫通孔１ｈが設けられ、複数の貫通孔が設けられた部位にも第１繊維強化樹脂層と第２繊維強化樹脂層とが備えられ、複数の貫通孔では、第１繊維強化樹脂層と第２繊維強化樹脂層とが接着し、第１繊維強化樹脂層と第２繊維強化樹脂層との内の少なくとも一方が貫通孔の周縁部で相手方に接近するように曲がっている樹脂複合パネル１００を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂複合パネルおよび装置用筐体に関し、より詳しくは、芯材の両面に表面材が積層された樹脂複合パネルと、そのような樹脂複合パネルで少なくとも一部が構成されている装置用筐体とに関する。

従来、優れた軽量性と強度とを兼ね備えることからＦＲＰなどと称される繊維強化樹脂材が広く用いられている。近年、芯材となる樹脂発泡シートに繊維強化樹脂層を含む表面材を積層した樹脂複合パネルがその用途を拡大させている。この種の樹脂複合パネルは、樹脂発泡シートを芯材として備えていることで優れた軽量性を発揮する。また、表面材に繊維強化樹脂層を含む樹脂複合パネルは、前記繊維強化樹脂層が繊維と樹脂とを含む繊維強化樹脂材で構成されているために強度面でも優れている。

樹脂発泡シートと繊維強化樹脂層とが積層された樹脂複合パネルは、上記のように軽量性と強度とに優れるだけでなく制振性をも備えていることが知られている（下記特許文献１）。

特開２０１６－０７０３８９号公報

樹脂複合パネルは、前記のように制振性を有するためにエンジンやモーターなどの駆動時に振動を伴う機器やそれらを制御するインバーターなどを備えた装置の筐体を構成する部材として適しているといえる。

ところで樹脂複合パネルには、より高い強度が求められている。樹脂複合パネルの強度を向上する方法としては、繊維強化樹脂層の厚さを増大させることが考えられる。その一方で、樹脂複合パネルを筐体の構成部材としている装置では、コンパクト化や軽量化が求められている。そのため、繊維強化樹脂層の厚さを増大させて質量増加することは望ましいことであるといえない。

近年、精密機器とモーターなどの発熱機器とを一つの筐体内に収容しているドローンなどの装置が各種用途に用いられているが、このような装置用の筐体には内部温度の上昇を抑制する機能も求められている。そのような発熱機器を備えた装置の筐体に用いられる樹脂複合パネルでは繊維強化樹脂層の厚さを増大させると放熱性を低下させてしまうことにもなり得る。

上記のような事情から、樹脂複合パネルには、樹脂複合パネルの曲げ強度や引張強度などを当該樹脂複合パネルの単位質量当りに換算した比強度などと称される値を向上させることが求められている。しかしながらこれまでの樹脂複合パネルでは比強度を十分に向上させることができていない。そこで本発明は単位質量当りに発揮される強度に優れた樹脂複合パネルを提供し、装置の軽量化に適した装置用筐体の提供を図ることを課題としている。

本発明は、上記課題を解決すべく、
樹脂発泡シートで構成された芯材を備え、
前記芯材が、第１の表面と、該第１の表面とは反対面となる第２の表面とを備え、
前記芯材の前記第１の表面に積層された第１表面材と、
前記芯材の前記第２の表面に積層された第２表面材とが更に備えられ、
前記第１表面材には第１繊維強化樹脂層が備えられ、
前記第２表面材には第２繊維強化樹脂層が備えられており、
前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とのそれぞれが樹脂と繊維とを含むシート状の繊維強化樹脂材で構成され、
前記芯材には前記第１の表面と前記第２の表面とに開口した複数の貫通孔が設けられ、
該複数の貫通孔が設けられた部位にも前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とが備えられ、
前記複数の貫通孔では、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とが接着し、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層との内の少なくとも一方が該貫通孔の周縁部で相手方に接近するように曲がっている樹脂複合パネル、を提供する。

本発明は、上記課題を解決すべく、
発熱機器を備えた装置で前記発熱機器を収容するために用いられる装置用筐体であって、
芯材の両面に表面材が積層された樹脂複合パネルで少なくとも一部が構成されており、
前記樹脂複合パネルは、
樹脂発泡シートで構成された前記芯材を備え、
前記芯材が、第１の表面と、該第１の表面とは反対面となる第２の表面とを備え、
前記芯材の前記第１の表面に積層された第１表面材と、
前記芯材の前記第２の表面に積層された第２表面材とが前記表面材として備えられ、
前記第１表面材には第１繊維強化樹脂層が備えられ、
前記第２表面材には第２繊維強化樹脂層が備えられており、
前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とのそれぞれが樹脂と繊維とを含むシート状の繊維強化樹脂材で構成され、
前記芯材には前記第１の表面と前記第２の表面とに開口した複数の貫通孔が設けられ、
該複数の貫通孔が設けられた部位にも前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とが備えられ、
前記複数の貫通孔では、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とが接着し、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層との内の少なくとも一方が該貫通孔の周縁部で相手方に接近するように曲がっている装置用筐体、を提供する。

本発明によれば、単位質量当りに発揮される強度に優れた樹脂複合パネルが提供され、装置の軽量化に適した装置用筐体が提供され得る。

図１は、一実施形態の樹脂複合パネルを示した概略斜視図である。 図２は、樹脂複合パネルの断面図（図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図）である。 図３は、他の実施形態の樹脂複合パネルの断面図である。 図４は、締結用部材を備えた樹脂複合パネルを示した概略斜視図である。 図５は、図４に示した樹脂複合パネルの断面図（図４のＶ－Ｖ線矢視断面図）である。 図６は、締結用部材を備えた樹脂複合パネルを他の部材に固定する方法を示した概略図である。 図７は、締結用部材を備えた樹脂複合パネルの他の態様を示した概略図である。 図８は、樹脂複合パネルの製法を示した概略図である。

以下に本発明の実施形態に係る樹脂複合パネルについて説明する。本実施形態の樹脂複合パネルは、図１に示すように長手方向Ｘと、該長手方向Ｘに直交する短手方向Ｙとを有する板状体である。図１に示す樹脂複合パネル１００は、平面視における形状が長方形である。該長方形は、前記長手方向Ｘに沿う長辺と前記短手方向に沿う短辺を有する。樹脂複合パネル１００は、前記長手方向Ｘと前記短手方向Ｙとに直交する厚さ方向Ｚを有する。

図１、２にも示されているように本実施形態に係る樹脂複合パネル１００は、芯材１の両面に表面材２が積層されたサンドイッチ構造となっており、一面側に複数の円形の凹部１０１が設けられている。樹脂複合パネル１００は、第１の表面１００ａと該第１の表面１００ａとは反対面となる第２の表面１００ｂとを有し、前記凹部１０１は、第１の表面１００ａの側にのみ形成されている。即ち、本実施形態に係る樹脂複合パネル１００では第２の表面１００ｂは、平坦面となっているが、第１の表面１００ａは、複数の凹部が形成された凹凸面となっている。

樹脂複合パネル１００は、樹脂発泡シートで構成された前記芯材１を備え、前記芯材１が、第１の表面１ａと、該第１の表面１ａとは反対面となる第２の表面１ｂとを備えている。樹脂複合パネル１００は、前記芯材１の前記第１の表面１ａに積層された第１表面材２ａと、前記芯材１の前記第２の表面１ｂに積層された第２表面材２ｂとが前記表面材２として備えられている。第１表面材２ａは、芯材１に接している側とは反対側の面で樹脂複合パネル１００の第１の表面１００ａ（凹凸面）を構成している。第２表面材２ｂは、芯材１に接している側とは反対側の面で樹脂複合パネル１００の第２の表面１００ｂ（平坦面）を構成している。

前記第１表面材２ａには前記第１の表面１ａに接着している第１繊維強化樹脂層２０ａが備えられ、前記第２表面材２ｂには前記第２の表面１ｂに接着している第２繊維強化樹脂層２０ｂが備えられている。前記第１繊維強化樹脂層２０ａと前記第２繊維強化樹脂層２０ｂとのそれぞれは。樹脂と繊維とを含むシート状の繊維強化樹脂材で構成されている。

本実施形態では前記第１の表面１ａと第１繊維強化樹脂層２０ａとが繊維強化樹脂材に含まれている前記樹脂によって直接的に接着されているが、前記第１繊維強化樹脂層２０ａは、別途設けられた接着剤層などの他の層を介して前記第１の表面１ａに接着されてもよい。本実施形態では前記第２の表面１ｂと第２繊維強化樹脂層２０ｂとが繊維強化樹脂材に含まれている前記樹脂によって直接的に接着されているが、前記第２繊維強化樹脂層２０ｂも同様に、別途設けられた接着剤層などの他の層を介して前記第２の表面１ｂに接着されてもよい。

本実施形態の第１表面材２ａは、第１繊維強化樹脂層２０ａのみで構成されている。そのため、本実施形態では第１繊維強化樹脂層２０ａの表面が樹脂複合パネル１００の第１の表面１００ａ（凹凸面）を構成している。また、本実施形態では第２繊維強化樹脂層２０ｂの表面が樹脂複合パネル１００の第２の表面１００ｂ（平坦面）を構成している。

本実施形態では、表面材が繊維強化樹脂層のみで構成された態様を例示しているが、表面材は繊維強化樹脂層以外に塗膜層や樹脂フィルム層などの他の層を備えていてもよい。

本実施形態での前記芯材１には、前記第１の表面１ａと前記第２の表面１ｂとに開口した複数の貫通孔１ｈが設けられている。樹脂複合パネル１００は、該複数の貫通孔１ｈが設けられた部位にも前記第１繊維強化樹脂層２０ａと前記第２繊維強化樹脂層２０ｂとが備えられている。前記複数の貫通孔１ｈでは、前記第１繊維強化樹脂層２０ａと前記第２繊維強化樹脂層２０ｂとが接着している。樹脂複合パネル１００の複数の凹部１０１は、前記第１繊維強化樹脂層２０ａと前記第２繊維強化樹脂層２０ｂとの内の少なくとも一方が該貫通孔１ｈの周縁部で相手方に接近するように曲がっていることで形成されている。

本実施形態では、図２に示すように、第１繊維強化樹脂層２０ａが貫通孔１ｈの形成されている箇所で接着される相手方となる第２繊維強化樹脂層２０ｂに向かって突入しているのに対して第２繊維強化樹脂層２０ｂは貫通孔１ｈの形成されている箇所で第１繊維強化樹脂層２０ａに向けて突入しておらず平坦な状態を保っている。本実施形態では、このことにより樹脂複合パネル１００の第１の表面１００ａの側にのみ前記凹部１０１が設けられている。

前記貫通孔１ｈの周面１ｃの内側では、第１繊維強化樹脂層２０ａが樹脂複合パネル１００の厚さ方向に向かって延びることで縦壁が形成されている。即ち、前記第１繊維強化樹脂層２０ａには、貫通孔１ｈの形成されていない箇所で前記芯材１の第１の表面１ａと接着されて凹部１０１以外の樹脂複合パネル１００の基体部分の形成に用いられる基体部２０１ａと、前記凹部１０１で前記縦壁を構成する縦壁部２０２ａと、該縦壁部２０２ａの内側で前記第２繊維強化樹脂層２０ｂに接着されて前記凹部１０１の底面を構成している接着部２０３ａとを備える。

第１繊維強化樹脂層２０ａは、前記貫通孔１ｈの中央部で前記第２繊維強化樹脂層２０ｂと接着されており、前記接着部２０３ａが前記中央部から前記貫通孔１ｈの周縁部に向かって広がって前記縦壁部２０２ａに達している。即ち、第１繊維強化樹脂層２０ａは、前記貫通孔１ｈの周縁部で前記第２繊維強化樹脂層２０ｂと分かれて厚さ方向に立ち上っており、この立上り箇所が前記縦壁部２０２ａとなっている。

本実施形態の前記縦壁部２０２ａは、第１繊維強化樹脂層２０ａが前記第２繊維強化樹脂層２０ｂから垂直に立ち上った状態になっているわけではなく、前記第２繊維強化樹脂層２０ｂから離れる方向に外広がりに傾斜した状態になっている。

前記接着部２０３ａの外側で第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂと樹脂複合パネル１００の厚さ方向に二股になって分かれている箇所には、繊維強化樹脂材の樹脂が溜まって樹脂溜り２１が形成されている。該樹脂溜り２１は、前記貫通孔１ｈの周面１ｃに沿って形成されており、リング状となっている。前記貫通孔１ｈの周面１ｃと、前記第１繊維強化樹脂層２０ａと、前記第２繊維強化樹脂層２０ｂとに囲まれて周方向に直交する平面での断面が三角形となるリング状の領域が前記樹脂溜り２１となっている。

素材の機械的特性を考えた場合、曲げ弾性率は、通常、硬質な樹脂でも数ＧＰａに留まる。一方で樹脂発泡シートでは、非発泡（ソリッド）な状態での樹脂の数分の１程度の曲げ弾性率しか示さない。それに対し、ＦＲＰは、２０ＧＰａ～５０ＧＰａ程度の高い曲げ弾性率を有する。

本実施形態では、芯材１の第１の表面１ａでの貫通孔１ｈの開口縁１ｈｅにおいて第１繊維強化樹脂層２０ａが第２繊維強化樹脂層２０ｂに向かって曲げられている。この第１繊維強化樹脂層２０ａが曲がっている箇所は、Ｌ字チャンネルのように機能し、第１繊維強化樹脂層２０ａが材質的に高強度であるだけでなく構造的にも強度に優れる。

本実施形態の樹脂複合パネル１００は、第１繊維強化樹脂層２０ａが曲がった箇所が前記開口縁１ｈｅに沿って環状に形成されている。そのため樹脂複合パネル１００は、曲げ応力、捻じり応力、引張り応力などの各種の応力が加わった場合でも高い抗力を発揮する。また、本実施形態での前記縦壁部２０２ａも環状となっていて上記応力への抗力を発揮するのに有効に作用する。さらに、本実施形態では、リング状の樹脂溜り２１が形成されていることで更なる補強作用が発揮されている。

第１繊維強化樹脂層２０ａを貫通孔１ｈに突入させることで、第１繊維強化樹脂層２０ａを平坦な状態にしている場合に比べて余分に繊維強化樹脂材を使用することになるが、一方で貫通孔１ｈを設けることで芯材１の軽量化が図られる。しかも、上記のように構造的に優れた強度が発揮されることで本実施形態の樹脂複合パネル１００は、その質量の割には優れた強度を示し、従来のものに比べて高い比強度を発揮する。

本実施形態においては、第１繊維強化樹脂層２０ａを貫通孔１ｈに突入させているが、図３に示したような別の実施態様においても同様の効果を得ることができる。この図３に例示の実施態様では、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層との両方が該貫通孔１ｈの周縁部で相手方に接近するように曲がっている。従って、この実施態様では、前記貫通孔１ｈに対応した凹部１０１が第１の表面１ａと第２の表面１ｂの両面に形成され、該第１の表面１ａと第２の表面１ｂの両面が凹凸面となっている。このような態様においても上記のような機能から樹脂複合パネル１００に高い比強度を発揮させることができる。

上記のような効果を発揮させ易い点において前記貫通孔１ｈの形状は、開口形状が円形又は多角形であることが好ましい。また、上記のような効果をより顕著に発揮させる上で前記複数の貫通孔１ｈは、縦横に一定間隔で並んで配列されていることが好ましい。貫通孔１ｈを配列する方向は長手方向Ｘや短手方向Ｙに平行していてもよい。貫通孔１ｈを配列する方向は長手方向Ｘや短手方向Ｙに傾斜する方向であってもよい。貫通孔１ｈを縦横に一定間隔で並んで配列する場合、複数の貫通孔１ｈは、見掛け上、千鳥配置となるように設けてもよい。

前記貫通孔１ｈは、直径５ｍｍの円よりも大きな開口形状を有していることが好ましい。前記貫通孔１ｈの開口形状は、直径７ｍｍの円よりも大きくてもよく、直径９ｍｍの円よりも大きくてもよい。前記貫通孔１ｈは、直径５０ｍｍの円よりも小さな開口形状を有していることが好ましい。前記貫通孔１ｈの開口形状は、直径４０ｍｍの円よりも小さくてもよく、直径３０ｍｍの円よりも小さくてもよい。

前記樹脂発泡シートの厚さは、０．５ｍｍ以上とすることができる。前記樹脂発泡シートの厚さは、０．６ｍｍ以上であってもよく、０．８ｍｍ以上であってもよい。前記樹脂発泡シートの厚さは、５ｍｍ以下とすることができる。前記樹脂発泡シートの厚さは、４．０ｍｍ以下であってもよく、３．０ｍｍ以下であってもよい。

前記樹脂発泡シートは、例えば、ポリエステル系樹脂発泡体、ポリスチレン系樹脂発泡体、ポリカーボネート系樹脂発泡体、アクリル系樹脂発泡体などとすることができる。前記芯材１は、押出発泡法によって得られる押出発泡シートであってもよい。前記芯材１は、型内発泡成形によって得られるシート状の発泡体、又は、型内発泡成形によって得られるブロック状の発泡体をスライス加工することによって作製された樹脂発泡シートであってもよい。

前記樹脂発泡シートは、強度に優れる点において、ポリエチレンテレフタレート樹脂発泡体などのポリエステル系樹脂発泡体、又は、ポリカーボネート系樹脂発泡体であることが好ましい。前記樹脂発泡シートは、ポリエチレンテレフタレート樹脂発泡体であることが特に好ましい。

前記樹脂発泡シートの見掛け密度は、１００ｋｇ／ｍ^３以上であることが好ましい。前記樹脂発泡シートの見掛け密度は、２００ｋｇ／ｍ^３以上であってもよい。前記樹脂発泡シートの見掛け密度は、７００ｋｇ／ｍ^３以下であることが好ましい。前記樹脂発泡シートの見掛け密度は、５００ｋｇ／ｍ^３以下であってもよい。

芯材１の見掛け密度（Ｄ）は、該芯材１の複数箇所（例えば、４、５箇所）より切り出した試料の見掛け密度の算術平均値として求めることができる。各試料は、例えば、ＪＩＳ Ｋ７２２２－２００５「発泡プラスチック及びゴム－見掛け密度の求め方」に記載の方法に基づいて測定することができる。具体的には、元のセル構造を変えないように切断した１００ｃｍ^３以上の試験片について、その体積（Ｖ（ｍ^３））と質量（Ｍ（ｋｇ））とを測定し、体積（Ｖ）に対する質量（Ｍ）の比率（Ｍ／Ｖ）を求めることによって見掛け密度を算出することができる。１００ｃｍ^３以上の試験片の採取が困難な場合はできるだけ大きな試料を採取して見掛け密度を算出してもよい。

第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとのそれぞれの厚さは、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。これらの厚さは、０．２ｍｍ以上であってもよい。これらの厚さは、例えば、１．０ｍｍ以下とされる。第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとのそれぞれの厚さは、０．８ｍｍ以下であってもよい。第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとのそれぞれの厚さは、共通していても異なっていてもよい。

本実施形態で第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとのそれぞれを構成する繊維強化樹脂材は、短繊維と樹脂とを含むものであっても、連続繊維で構成された基材シートと該基材シートに含浸された樹脂とを備えるものであってもよい。樹脂複合パネル１００に高い強度を発揮させる上において繊維は連続繊維で構成された基材シートとなって繊維強化樹脂材に備えられていることが好ましい。

基材シートは、不織布であってもよく、織布であってもよい。基材シートは、繊維を一方向に引き揃えただけのシート（ＵＤ材）であってもよい。基材シートを織布とする場合、織布の織りは、平織であってもよく、綾織であってもよく、朱子織であってもよい。基材シートを構成する繊維は、例えば、アルミナ繊維、バサルト繊維、ロックウール、金属繊維、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げられる。基材シートを構成する繊維は、例えば、アラミド繊維やポリエーテルエーテルケトン繊維などの樹脂繊維であってもよい。

本実施形態の基材シートは、ガラス繊維製であるか炭素繊維製であるかの何れかであることが好ましい。炭素繊維はガラス繊維に比べて熱伝導率に優れる。そのため樹脂複合パネル１００が発熱機器を備えた装置の筐体などに用いられる場合に前記基材シートは、炭素繊維製であることが好ましい。炭素繊維は、ピッチ系炭素繊維であってもよくＰＡＮ系炭素繊維であってもよい。ＰＡＮ系炭素繊維は、強度に優れるため樹脂複合パネル１００の比強度を高める上で有利である。一方でピッチ系炭素繊維は、熱伝導率に優れるため、樹脂複合パネル１００が発熱機器を備えた装置の筐体などに用いられる場合に特に有利となり得る。

本実施形態の樹脂複合パネル１００は、前記貫通孔１ｈで第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとが接着しているために厚さ方向に優れた熱伝導性を発揮する。樹脂複合パネル１００に優れた熱伝導性を発揮させる上では、前記基材シートは織布であることが好ましく、綾織物や朱子織物よりも目の詰まった状態に仕上げられる平織物であることが特に好ましい。

本実施形態の第１繊維強化樹脂層２０ａや第２繊維強化樹脂層２０ｂでの繊維含有量は、通常、５０質量％以上とされる。繊維含有量は、５５質量％以上であってもよく、６０質量％以上であってもよい。繊維含有量は、例えば、８５質量％以下とされる。繊維含有量は、８０質量％以下であってもよく、７５質量％以下であってもよい。

第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとが接着される前記貫通孔１ｈは、当該貫通孔１ｈが形成されている部分も含めた前記芯材１の総面積に対して、例えば、１５％以上の面積割合で形成され得る。即ち、前記貫通孔１ｈの面積をも含めた前記芯材１の厚さ方向視での面積をＳ１（ｃｍ^２）、前記貫通孔１ｈの面積（複数の貫通孔１ｈの面積の合計値）をＳ２（ｃｍ^２）としたときに、前記芯材の面積（Ｓ１）に占める前記貫通孔の面積（Ｓ２）の割合（［Ｓ２／Ｓ１]×１００％）は、例えば、１５％以上とすることができる。該面積割合（［Ｓ２／Ｓ１]×１００％）は、２０％以上であってもよい。面積割合（［Ｓ２／Ｓ１]×１００％）は、例えば、８５％以下とすることができる。複数の貫通孔１ｈは、３０％以上の面積割合（［Ｓ２／Ｓ１]×１００％）で形成されていることが好ましい。該面積割合は、４０％以上であることがより好ましく、４５％以上であることがさらに好ましい。一方で、樹脂複合パネル１００の軽量性を確保する上で、前記面積割合は８０％以下であることが好ましく、７５％以下であることがより好ましい。面積割合（［Ｓ２／Ｓ１]×１００％）は、７０％以下であってもよく、６５％以下であってもよい。

前記貫通孔１ｈの開口面積と同じ面積の円の直径をＤ（ｍｍ）とした場合、複数の貫通孔１ｈは、隣り合う貫通孔１ｈとの中心間距離が５Ｄ以下となるように配されることが好ましい。前記中心間距離は、４Ｄ以下であってもよく、３Ｄ以下であってもよい。前記中心間距離は、１．１Ｄ以上とすることができる。前記中心間距離は、１．２Ｄ以上であってもよく、１．３Ｄ以上であってもよく、１．４Ｄ以上であってもよい。

本実施形態の樹脂複合パネル１００は、装置用筐体を構成する場合、前記第１の表面１００ａ（凹凸面）と前記第２の表面１００ｂ（平坦面）との内の何れを装置内側、装置外側となるように配置してもよい。前記第２の表面１００ｂ（平坦面）が発熱機器を収容する収容空間に面する装置内側となるように配された場合、発熱機器や発熱機器の熱を伝達する放熱機器などを平坦面である第２の表面１００ｂに接触させ易くなる。また、樹脂複合パネル１００に機器を当接させない場合、前記第１の表面１００ａ（凹凸面）が発熱機器を収容する収容空間に面する装置内側となるように配置すると受熱面積を大きくすることができる。即ち、何れにおいても樹脂複合パネル１００を通じて発熱機器の発する熱を装置外に放出し易くなる。

本実施形態のように樹脂複合パネル１００の表面材が繊維強化樹脂層のみで構成され、且つ、繊維強化樹脂層での繊維が炭素繊維となっている場合は、筐体の内外表面が黒色となるため、輻射による受熱、放熱にも有利となり得る。

前記繊維とともに繊維強化樹脂材を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよい。樹脂複合パネル１００に優れた強度を発揮させる上で有利となる点で前記樹脂は熱硬化性樹脂であることが好ましい。即ち、本実施形態の繊維強化樹脂層２０ａ，２０ｂは、基材シートと該基材シートに含浸された未硬化な熱硬化性樹脂とを含むプリプレグシートで構成されることが好ましい。前記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂が挙げられる。

前記繊維強化樹脂材には、前記樹脂とともに無機フィラーが含まれていてもよい。前記無機フィラーとしては、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミナ、シリカ、ジルコニア、タルク、クレー、マイカなどの無機粒子や金属粒子などが用いられ得る。

熱伝導性に優れた本実施形態の樹脂複合パネル１００は、サイリスタやパワートランジスタなどを利用したスイッチング電源として機能するパワーモジュールなどの半導体モジュールを備えた半導体装置の筐体として好適である。

本実施形態の樹脂複合パネル１００は、軽量性にも優れるため前記発熱機器としてエンジン又はモーターを搭載した飛行体の筐体（ボディー）にも好適に用いられ得る。本実施形態の樹脂複合パネル１００は、飛行体の中でも精密機器が搭載されるドローンの筐体（ボディー）を構成するのに特に適している。

装置用筐体は、例えば、樹脂複合パネル１００と、該樹脂複合パネル１００を取付けるフレーム（枠体）とで構成することができる。例えば、直方体形状の装置用筐体は、直方体の各辺に対応するように組み上げられたフレームと、直方体の各面に対応するように前記フレームに取付けられた樹脂複合パネル１００とで構成される。

直方体形状の装置用筐体は、６面全てが樹脂複合パネル１００で構成されなくてもよく、４つの側面パネルを樹脂複合パネル１００で構成し、天井パネルと床パネルとは樹脂複合パネル１００以外のもの（例えば、金属パネル）で構成してもよい。

樹脂複合パネル１００をフレームなどに取付けることを考えると、樹脂複合パネル１００には、螺子止めや鳩目鋲などで他部材に締結するため孔などが設けられていてもよい。該孔は、樹脂複合パネル１００を厚さ方向に貫通し、樹脂複合パネル１００の第１の表面１００ａと第２の表面１００ｂとの間を直線的に連通する連通孔１００ｈとすることができる。孔は、丸孔や角孔とすることができる。孔は、連通する方向とは直交する方向に長い長孔であってもよい。

樹脂複合パネル１００は、このような孔の周りが補強されていることが好ましい。即ち、樹脂複合パネル１００は、リング状の締結用部材を備えることが好ましい。図４、図５に示すように、締結用部材３は、例えば、短い円筒状とすることができる。本実施形態の締結用部材３は、当該締結用部材３の中央部を通るように貫通する孔３１を有する。以下においては、孔３１の貫通方向を締結用部材３の軸方向ＤＬと称する。また、以下においては、該軸方向Ｘ３に平行で締結用部材３の中央部を通る仮想軸を中心軸Ｘｃと称し、該中心軸Ｘｃを通り且つ該中心軸Ｘｃに直交する方向を径方向ＤＲと称する。

締結用部材３は、孔３１の貫通する軸方向ＤＬが前記芯材１の前記貫通孔１ｈが貫通する方向と共通するように備えられる。本実施形態の締結用部材３の外径は、前記複数の貫通孔１ｈの内の一つの貫通孔の内径よりも小さい。即ち、本実施形態の締結用部材３は、該貫通孔１ｈよりも径小となっている。

本実施形態では、締結用部材３の外径は、該貫通孔１ｈの内径よりも一回り小さい。本実施形態での締結用部材３は、芯材１の貫通孔１ｈの中央部に位置し、貫通孔１ｈの周面１ｃとの間に繊維強化樹脂層どうしを接着可能な間隔を設けて配されている。

該締結用部材３の固定されている箇所では、前記第１繊維強化樹脂層２０ａと前記第２繊維強化樹脂層２０ｂとのそれぞれにも孔が設けられ、前記締結用部材３の前記孔３１を通じて樹脂複合パネル１００の両面の間を連通する連通孔１００ｈが樹脂複合パネル１００に設けられている。前記第１繊維強化樹脂層２０ａの孔と前記第２繊維強化樹脂層２０ｂの孔とは、それらの孔の中心部を前記中心軸Ｘｃが通るように設けられている。

図４、図５に例示の樹脂複合パネル１００では、芯材１の貫通孔１ｈの周面１ｃと締結用部材３の外周面３ｃとが径方向ＤＲにおいて距離を隔てて対向し、これらの間に第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとが厚さ方向Ｚに重なって接着している接着部２０３が形成されている。該接着部２０３は、締結用部材３を径方向外側から囲うように形成されており、円環状となっている。

本実施形態では、接着部２０３の外周縁部から貫通孔１ｈの周面１ｃに沿って立ち上がる縦壁部２０２ａと、接着部２０３の内周縁部から締結用部材３の外周面に沿って立ち上がる第２の縦壁部２０２ａ’とが備えられている。

本実施形態では、締結用部材３の軸方向ＤＬにおける一端側においては、その外周面３ｃが、第２繊維強化樹脂層２０ｂに形成された孔の周面に接着されている。締結用部材３の外周面の内、この第２繊維強化樹脂層２０ｂと接着している部分以外については、第１繊維強化樹脂層２０ａで構成された縦壁部２０２ａに接着されている。即ち、締結用部材３は、第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとの両方に接着されている。第１繊維強化樹脂層２０ａや第２繊維強化樹脂層２０ｂと締結用部材３との接着は、繊維強化樹脂材に含まれている樹脂や該樹脂とは別に接着剤などを用いて実施され得る。

この樹脂複合パネル１００は、例えば、前記連通孔１００ｈをよりも細い軸部と、該軸部よりも径大な頭部とを有し、該頭部から延びるように前記軸部が設けられているボルトを使ってフレームなどに固定することができる。図６に例示するように、ボルトＢＴを使ってこの樹脂複合パネル１００をフレームＦＬに固定する場合、フレームＦＬに対して進行するようにボルトＢＴを締め付けた際に、その力を締結用部材３によって支持させることができる。

締結用部材３は、高い圧縮強度を有することが好ましい。締結用部材３は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリルスチレンブタジエン共重合体（ＡＢＳ）などの樹脂製であってもよい。締結用部材３は、炭化ケイ素、アルミナ、シリカなどのセラミックス製であってもよい。締結用部材３は、鉄、アルミニウム、銅やそれらの合金などの金属製であってもよい。締結用部材３は、樹脂と金属との複合体であってもよい。

樹脂複合パネル１００では、内外２重の縦壁部２０２ａ，２０２ａ’が形成されるように締結用部材３が固定されているためにフレームＦＬなどの別部材に対して優れた強度で固定され得る。

図４～図６に例示の態様では、締結用部材３の軸方向ＤＬでの両端面を樹脂複合パネル１００の第１の表面１００ａと第２の表面１００ｂとの両面に露出させており、連通孔１００ｈを締結用部材３の孔３１のみで形成させるようにしているが、締結用部材３を用いた樹脂複合パネル１００は、例えば、図７に示すようなものであってもよい。

図７に例示の樹脂複合パネル１００は、締結用部材３が連通孔１００ｈを補強している点においては図４～図６に例示の態様と同じである。図７に例示の樹脂複合パネル１００は、厚さ方向Ｚにおいて２つの繊維強化樹脂層の間に挟み込まれた状態で締結用部材３が備えられている。即ち、図７に例示の樹脂複合パネル１００では、締結用部材３が第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとに挟まれている。

第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとのそれぞれに設けられた孔は、図４～図６に例示の態様では締結用部材３の外径に対応する大きさとなっている。一方で、図７に例示の樹脂複合パネル１００でのそれらの孔は、締結用部材３の内径に対応するものとなっている。第１繊維強化樹脂層２０ａの孔は、締結用部材３の孔３１を軸方向ＤＬに延長するように締結用部材３の孔３１と軸方向ＤＬに重なり合っている。第２繊維強化樹脂層２０ｂの孔も、締結用部材３の孔３１を軸方向ＤＬに延長するように締結用部材３の孔３１と軸方向ＤＬに重なり合っている。

図４～図６に例示の態様では連通孔１００ｈが締結用部材３のみで構成されていたが、図７に例示の樹脂複合パネル１００では、上記のように第１繊維強化樹脂層２０ａの孔や第２繊維強化樹脂層２０ｂの孔が連通孔１００ｈの両端部を構成している。尚、これらの例示では、締結用部材３を第１繊維強化樹脂層２０ａと第２繊維強化樹脂層２０ｂとの両方に接着させているが、締結用部材３は、第１繊維強化樹脂層２０ａの表面に固定して第１繊維強化樹脂層２０ａのみに接着させたり、第２繊維強化樹脂層２０ｂの表面に固定して第２繊維強化樹脂層２０ｂのみに接着させたりしてもよい。締結用部材３の使用態様については上記のような態様以外にも各種の態様が考えられる。例えば、締結用部材３のリング形状は円筒状に限らず角筒状などであってもよい。

本実施形態では、複数の貫通孔１ｈの内の一部にのみ締結用部材３を配置しても全部に締結用部材３を配置してもよい。一つの樹脂複合パネル１００が複数の締結用部材３を備える場合、複数の締結用部材３の内の一締結用部材と他締結用部材とは、形状や材質が共通していても異なっていてもよい。

本実施形態の樹脂複合パネル１００の用途等は、上記例示に何等限定されない。また、本実施形態の樹脂複合パネル１００は、上記例示の態様に限定されるものではなく、各種変更が加えられ得る。即ち、本発明は、上記例示に何等限定されるものではない。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（予備積層体作製工程）
・平織の編み込まれた炭素繊維からなる基材シートに未硬化のエポキシ樹脂が４５質量％含浸されている繊維強化樹脂材（厚み：０．２５ｍｍ、目付：２００ｇ/ｍ^２、三菱ケミカル社製「パイロフィルプリプレグ ＴＲ３１１０ ３９２ＩＭＰ」）を所定の寸法（３００ｍｍ×３００ｍｍ）に切り出したものを２枚用意した。
・厚み：１．２ｍｍ、坪量：４５０ｇ／ｍ^２、所定の寸法（３００ｍｍ×３００ｍｍ）のポリエステル樹脂製の樹脂発泡シートを表１に記載の寸法でプロッターカッターにて穴あけ加工を行って芯材とした。
・用意した繊維強化樹脂材と芯材とを表１記載の積層構成とした予備積層体を作製した。予備積層体は、芯材と繊維強化樹脂材との外縁を揃えるようにして作製した。

次に、離型処理がされた厚さ４ｍｍのアルミニウム板（寸法：４００ｍｍ×４００ｍｍ）を用意した。
アルミニウム板の離型処理はアルミニウム板の上面に離型剤（ケムリースジャパン社製「ケムリース２１６６」）を塗布して一日放置することにより実施した。なお、アルミニウム板の上面の外周縁部には、後記する封止材やバックバルブを配置するため、離型処理は施さなかった。

図８に示すように、上面に離型処理を施したアルミニウム板ＡＰをベース板として用い、離型フィルムＳＰ（寸法：４００ｍｍ×４００ｍｍ、東レ社製「トレファンＹＭ１７Ｓ」、厚み：２５μｍ、離型面：艶消し加工）、予備積層体（繊維強化樹脂材ＦＲＰ／芯材ＦＳ／繊維強化樹脂材ＦＲＰ）、離型フィルムＳＰの順に重ね合わせて、第２の予備積層体を作製した。はみ出した離型フィルムＳＰは、過度に樹脂が流出することを抑制するために、マスキングテープで第２の予備積層体の側面に固定した。しかる後、ブリーザークロスＢＣ（ＡＩＲＴＥＣＨ社製「ＡＩＲＷＥＡＶＥ Ｎ４」）を第２の予備積層体の上に配置し、第２の予備積層体を全面的に覆った。ブリーザークロスＢＣの上にバギングフィルムＢＦ（ＡＩＲＴＥＣＨ社製「ＷＬ７４００」）を被せ、バギングフィルムＢＦの外周縁部とこれに対向するベース板（アルミニウム板ＡＰ）との間を封止材ＳＬ（ＡＩＲＴＥＣＨ社製のシーラントテープ「ＧＳ４３ＭＲ」）を用いて接合し、バギングフィルムＢＦによって第２の予備積層体を密封して積層構造体を作製した。なお、バギングフィルムＢＦはナイロンフィルムで形成され、一部にバックバルブＢＢ（ＡＩＲＴＥＣＨ社製「ＶＡＣＶＡＬＶＥ ４０２Ａ」）を配置したものを用いた。

次に、積層構造体をオートクレーブ内に供給し、積層構造体のバックバルブＢＢを真空ラインと接続し、バギングフィルムＢＦで密封された空間部を真空度０．１０ＭＰａに減圧した。なお、空間部の減圧はその後も継続して行った。しかる後、積層構造体をその表面温度が１３０℃となるように加熱し、１８０分間に亘って保持し、エポキシ樹脂を硬化させた。その後、第２の予備積層体を６０℃に冷却して片面にのみ凹部の形成された樹脂複合パネルを得た。

（測定方法）
（試料の作製）
得られた樹脂複合パネルから長手方向寸法１００ｍｍ、短手方向寸法４０ｍｍの長方形の試料を切り出した。

（繊維強化樹脂層の厚み）
デジタルノギス（株式会社ミツトヨ社製 商品名「デジマチックキャリパ」）を使用して、長方形上の４辺の中点付近について測定し、平均値を算出した。

（樹脂発泡シートの厚み）
デジタルノギス（株式会社ミツトヨ社製 商品名「デジマチックキャリパ」）を使用して、長方形上の４辺の中点付近について測定し、平均値を算出した。

（樹脂発泡シートの見掛け密度）
見掛け密度は次式により算出した。
見掛け密度（ｋｇ／ｍ^３）＝樹脂発泡体質量（ｋｇ）／ 樹脂発泡体寸法（ｍ^２）／ 樹脂発泡体厚み（ｍ）

（樹脂複合パネルの厚み）
デジタルノギス（株式会社ミツトヨ社製 商品名「デジマチックキャリパ」）を使用して、長方形上の４辺の中点付近について測定し、平均値を算出した。

（樹脂複合パネルの比曲げ剛性）
比曲げ剛性は、次式より算出した。
比曲げ剛性(Ｎ・ｍ／ｇ)＝Ｅ×Ｌ×Ｔ^３／１２／Ｍ

Ｅ：曲げ弾性率(Ｐａ)
Ｌ：試験片短辺長さ(ｍ)
Ｔ：試験片厚み(ｍ)
Ｍ：試験片質量(ｇ)

（ボルト接合評価）
作製された樹脂複合パネルで繊維強化樹脂層どうしが直接接着されている箇所（芯材の貫通孔部分）にφ２．１ｍｍの穴加工を行った。貫通孔の無い芯材を用いている場合は芯材の存在している箇所にφ２．１ｍｍの穴加工を行った。ステンレス製のＭ２ボルトとＭ２ボルトに対応したナットを準備し、先の孔にＭ２ボルトを通して反対側からナットを装着し、Ｍ２ボルトに０．１５Ｎ・ｍのトルクを負荷して締め付けを行った。その際の樹脂複合パネルの状態から下記のように評価した。
（評価基準）
〇・・・樹脂複合パネルに割れ・座屈等の破損がない。
×・・・樹脂複合パネルに割れ・座屈等の破損がある。
以上の評価結果を下記の表１に示す。

以上のことからも、本発明によれば装置用筐体の構成部材に適した軽量性と強度とに優れた樹脂複合パネルが提供されることがわかる。

１：芯材、１ａ：第１の表面、１ｂ：第２の表面、１ｈ：貫通孔、
２０ａ：第１繊維強化樹脂層、２０ｂ：第２繊維強化樹脂層、２１：樹脂溜り、
３：締結用部材、
１００：樹脂複合パネル、１００ｈ：連通孔、１０１：凹部、
Ｘ：長手方向、
Ｙ：短手方向、
Ｚ：厚さ方向。

Claims (12)

1. 樹脂発泡シートで構成された芯材を備え、
   前記芯材が、第１の表面と、該第１の表面とは反対面となる第２の表面とを備え、
   前記芯材の前記第１の表面に積層された第１表面材と、
   前記芯材の前記第２の表面に積層された第２表面材とが更に備えられ、
   前記第１表面材には第１繊維強化樹脂層が備えられ、
   前記第２表面材には第２繊維強化樹脂層が備えられており、
   前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とのそれぞれが樹脂と繊維とを含むシート状の繊維強化樹脂材で構成され、
   前記芯材には前記第１の表面と前記第２の表面とに開口した複数の貫通孔が設けられ、
   該複数の貫通孔が設けられた部位にも前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とが備えられ、
   前記複数の貫通孔では、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とが接着し、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層との内の少なくとも一方が該貫通孔の周縁部で相手方に接近するように曲がっている樹脂複合パネル。
2. 前記複数の貫通孔の開口形状が円形又は多角形である請求項１記載の樹脂複合パネル。
3. 前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とが前記複数の貫通孔の中央部で接着され、
   前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とが接着されている領域が前記中央部から前記貫通孔の周縁部に向かって広がっており、
   該貫通孔の周縁部で前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とがそれぞれに分かれ、該周縁部には、前記貫通孔の周面と、前記第１繊維強化樹脂層と、前記第２繊維強化樹脂層とに囲まれて周方向に直交する平面での断面が三角形となるリング状の領域が形成されており、
   該領域は、前記繊維強化樹脂材の前記樹脂が溜まった樹脂溜りとなっている請求項１又は２記載の樹脂複合パネル。
4. 前記複数の貫通孔は、縦横に一定間隔で並んで配列されている請求項１又は２に記載の樹脂複合パネル。
5. リング状の締結用部材を更に備え、
   該締結用部材は、孔の貫通する方向が前記芯材の前記貫通孔が貫通する方向と共通するように備えられ、
   該締結用部材は、前記複数の貫通孔の内の一つの貫通孔よりも径小で、該貫通孔内に配置され、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層との内の少なくとも一方に接着されて固定されおり、
   前記締結用部材の固定されている箇所では、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とのそれぞれにも孔が設けられ、
   前記締結用部材の前記孔を通じて両面の間を連通する連通孔が設けられている請求項１又は２記載の樹脂複合パネル。
6. 前記複数の貫通孔を含めた前記芯材の面積に占める前記貫通孔の面積割合は、２０％以上８０％以下である請求項１又は２記載の樹脂複合パネル。
7. 発熱機器を備えた装置で前記発熱機器を収容するために用いられる装置用筐体であって、
   芯材の両面に表面材が積層された樹脂複合パネルで少なくとも一部が構成されており、
   前記樹脂複合パネルは、
   樹脂発泡シートで構成された前記芯材を備え、
   前記芯材が、第１の表面と、該第１の表面とは反対面となる第２の表面とを備え、
   前記芯材の前記第１の表面に積層された第１表面材と、
   前記芯材の前記第２の表面に積層された第２表面材とが前記表面材として備えられ、
   前記第１表面材には第１繊維強化樹脂層が備えられ、
   前記第２表面材には第２繊維強化樹脂層が備えられており、
   前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とのそれぞれが樹脂と繊維とを含むシート状の繊維強化樹脂材で構成され、
   前記芯材には前記第１の表面と前記第２の表面とに開口した複数の貫通孔が設けられ、
   該複数の貫通孔が設けられた部位にも前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とが備えられ、
   前記複数の貫通孔では、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とが接着し、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層との内の少なくとも一方が該貫通孔の周縁部で相手方に接近するように曲がっている装置用筐体。
8. 前記樹脂複合パネルには、リング状の締結用部材が更に備えられ、
   該締結用部材は、孔の貫通する方向が前記芯材の前記貫通孔が貫通する方向と共通するように備えられ、
   該締結用部材は、前記複数の貫通孔の内の一つの貫通孔よりも径小で、該貫通孔内に配置され、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層との内の少なくとも一方に接着されて固定されおり、
   前記締結用部材の固定されている箇所では、前記第１繊維強化樹脂層と前記第２繊維強化樹脂層とのそれぞれにも孔が設けられ、
   前記締結用部材の前記孔を通じて前記樹脂複合パネルの両面の間を連通する連通孔が設けられている請求項７記載の装置用筐体。
9. 前記複数の貫通孔を含めた前記芯材の面積に占める前記貫通孔の面積割合は、２０％以上８０％以下である請求項７記載の装置用筐体。
10. 前記装置が、前記発熱機器としてエンジン又はモーターを搭載した飛行体であり、
    該飛行体のボディーである請求項７乃至９の何れか１項に記載の装置用筐体。
11. 前記飛行体がドローンである請求項１０記載の装置用筐体。
12. 前記装置が、前記発熱機器として半導体モジュールを備えた半導体装置である請求項７乃至９の何れか１項に記載の装置用筐体。