JP5514471B2 - 成形品及びその製造方法 - Google Patents

Description

構造体を曲げ加工してなる成形品及びその製造方法に関する。

従来、内部に多角柱状又は円柱状をなす複数のセルが並設される板状の構造体として、例えば、ハニカム構造体が知られている。そして、ハニカム構造体を１枚のシートから製造する方法としては、例えば、特許文献１に記載される製造方法が知られている。

特許文献１の製造方法では、塑性を有するシートに対して、所定形状の膨出部を複数設けてシート材を成形した後、そのシート材を複数の折り線で折り畳むとともに、当接する部位同士と接合させることにより、ハニカム構造体を形成している。具体的には、１つの膨出部を折り畳むことによって、折り線方向に並設される複数のセルを有する角柱状の１つの区画体が形成されるとともに、同区画体が折り線方向と直交する方向に複数並設される。そして、隣り合う区画体同士を互いに接合することにより板状のハニカム構造体が形成される。

ところで、上記ハニカム構造体は、単に板材として用いられるばかりでなく、曲げ加工を施されて、三次元形状を有する成形品として用いられることがある。こうした曲げ加工を施されてなる成形品としては、例えば、図６に示すようなパレットボックスを構成する各部材（例えば、底壁部分）が挙げられる（特許文献２参照）。

特表２００２−５３１２８７号公報 特開２００４−０１０１２９号公報

ところが、特許文献１のハニカム構造体では、隣り合う区画体同士は、上壁部分又は下壁部分を除く全面を接合面として互いに接合された状態となっている。そのため、特許文献１の構造体を曲げ加工して得られる成形品には、上記区画体同士の接合部分（接合面）が、曲げ加工時の曲げ応力に耐え切れずに剥がれて、成形品の表面に裂け目が形成されることがある。こうした裂け目は成形品の外観や強度といった面で成形品の品質を低下させる要因となる。

この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、その外観や強度に優れた成形品及びその製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１に記載の成形品は、塑性を有する１枚のシートが所定の形状に成形されてなるシート材を、内部に多角柱状又は円柱状をなす複数のセルが並設されるように折り畳み成形したコア層と、該コア層の上下両面に配されるスキン層とを有する構造体に曲げ加工による曲げ部が形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、コア層の上下両面にスキン層が設けられているため、コア層のみからなる構造体を曲げ加工して曲げ部を形成した成形品と比較して、その強度が高められる。また、曲げ加工時において、コア層に存在する接合部分を剥がれさせるような曲げ応力が加わった場合にも、コア層の上下両面にスキン層が存在することにより、上記接合部分の剥がれ難くなり、引いては、成形品の表面に裂け目が生じることを抑制することがきる。

また、前記構造体の前記コア層において、前記セルの一方の端面は、２層構造の上壁又は下壁により閉塞されるとともに、他方の端面は一層構造の下壁又は上壁により閉塞され、前記セルの一方の端面を閉塞する上壁又は下壁には開口部が形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、構造体のコア層の上壁及び下壁には、２層で形成される部分（セルの一方の端面）と、１層で形成される部分（セルの他方の端面）と、上壁及び下壁が存在しない部分（開口部）がセル単位で形成されることになる。そして、スキン層を含めると、構造体の上下各面にはセル単位で１層、２層、３層の部分がそれぞれ形成されることになる。このような構造体を曲げ加工した成形品では、１層の部分は変形を許容して積極的に伸びるとともに、３層の部分は変形を許容せず、セルの構造を維持するように機能する。そして、２層の部分は１層の部分と３層の部分との中間的な役割を担う。

このように、セル単位で変形を積極的に許容する部分と、変形を許容せずセル構造を維持する部分とが設けられることにより、曲げ加工を行なった成形品の状態においても、セル構造をより確実に維持することができる。これにより、より滑らかな凹凸形状の少ない曲面形状を有する成形品を得ることができるとともに、成形品の強度を高めることができる。

請求項２に記載の成形品は、請求項１に記載の発明において、前記構造体の前記コア層には、隣り合う前記セル間を連通する連通部が形成されていることを特徴とする。

一般に、構造体の曲げ加工は構造体を加熱した状態で型にはめ込むことにより行なわれる。そのため、構造体の各セルが個々に完全に密閉された状態であると、セル内の空気が熱膨張してセル内の内圧が過大に高まることがある。このような状態において、成形品を型から取り出すと、型による押さえが無くなってしまうために、セル内の内圧によってセルが予期せぬ形状に変形する（とくに、曲げ加工により薄く伸ばされた上壁や下壁部分が膨らむように変形する）という問題があった。こうしたセルの変形は、構造体に曲げ加工を施して得られる成形品の表面に細かな突出部分として現れることから、成形品の品質を低下させる原因となる。

こうした問題に対して、上記構成によれば、内圧の高まった状態にあるセル内の空気が連通部を介して他のセルに流れるため、セル内の空気が熱膨張することによるセル内の内圧の高まりを複数のセルに分散させることができる。これにより、セル内の内圧の過大な高まりを抑制することができるとともに、内圧の過大な高まりにより生じるセルの予期せぬ変形を抑制することができる。

請求項３に記載の成形品の製造方法は、帯状をなす平面領域及び膨出領域がその幅方向に交互に配置されるシート材であって、前記膨出領域に、前記幅方向と直交する方向に延びるとともに同方向における断面形状が下向きの開口をなす第１膨出部、及び該第１膨出部に交差するように形成され、前記幅方向に延びるとともに同方向における断面形状が多角形状又は半円状をなす複数の第２膨出部を有するシート材を、塑性を有する１枚のシートから成形する成形工程と、前記シート材を、前記平面領域と前記膨出領域との境界線を谷折りするとともに、前記膨出領域における前記第１膨出部の上面と側面との境界線を山折りして折り畳むことにより、第２膨出部により区画形成される筒状をなす複数のセルが立設されたコア層を形成する折り畳み工程と、前記平面領域と前記第２膨出部の端面とから形成される一対の重ね合わせ部により閉塞される前記セルの一方の端面において、一対の重ね合わせ部間に開口部を形成する開口形成工程と、前記コア層の上下両面にスキン層を接合して構造体を形成する接合工程と、前記構造体を曲げ加工して曲げ部を形成する加工工程とを備えることを特徴とする。

請求項４に記載の成形品の製造方法は、請求項３に記載の発明において、前記開口形成工程は、前記コア層を加熱することにより、前記一対の重ね合わせ部を熱収縮させて開口部を形成する工程であることを特徴とする。

請求項３及び請求項４に記載の成形品の製造方法によれば、請求項１に記載の成形品を容易に製造することができる。

本発明の成形品によれば、その外観や強度を高めることができる。また、本発明の製造方法によれば、外観や強度に優れた成形品を提供することができる。

本実施形態の成形品の斜視図。 （ａ）は構造体の斜視図、（ｂ）は（ａ）のα―α線断面図、（ｃ）は（ａ）のβ―β線断面図。 （ａ）はシート材の斜視図、（ｂ）はシート材の折り畳み途中の状態を示す斜視図、（ｃ）はシート材を折り畳んだ状態を示す斜視図。 製造装置の一例を示す模式図。 成形品としての車両の座席シートのサイドカバーを示す斜視図。 成形品としてのパレットボックスを示す斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図面に基づいて説明する。
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態の成形品を形成するための構造体１は、六角柱状のセルＳが縦横に並設されたハニカム構造を形成するコア層２と、同コア層２の上下両面に接合されるスキン層３、４とから構成されている。

図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、コア層２は、例えば、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂製のシートを所定形状に成形した１枚のシート材を折り畳んで形成されている。そして、コア層２は、上壁２１と下壁２２と、上壁２１及び下壁２２の間に立設され、六角筒状の筒部を並設する中間壁２３とから構成されるとともに、上壁２１、下壁２２、中間壁２３によって、コア層２の内部に六角柱状のセルＳが区画形成されている。

コア層２の内部に区画形成されるセルＳには、構成の異なる第１セルＳ１と第２セルＳ２とが存在する。図２（ｂ）に示すように、第１セルＳ１は、その上端が２層構造の上壁２１によって閉塞されるとともに、同下端が１層構造の下壁２２によって閉塞されている。この２層構造の上壁２１の各層は互いに接合されている。そして、第１セルＳ１の上端における上壁２１の中央部分には、開口部２４が形成されている。開口部２４は、六角形状をなす第１セルＳ１の端面において、中心を通る一つの対角線に沿って形成されるとともに、その形状が略楕円状に形成されている（図２（ａ）参照）。

一方、図２（ｃ）に示すように、第２セルＳ２は、その上端が１層構造の上壁２１によって閉塞されるとともに、同下端が２層構造の下壁２２によって閉塞されている。この２層構造の下壁２２の層間は互いに接合されている。そして、第２セルＳ２の下端における下壁２２の中央部分には、第１セルＳ１に設けられる開口部２４と同様の開口部２４が形成されている。

図２（ａ）に示すように、第１セルＳ１及び第２セルＳ２は、Ｘ方向において第１セル同士又は第２セルＳ２同士が隣接して列を形成するように配置されている。そして、Ｘ方向に直交するＹ方向において、第１セルＳ１の列と第２セルＳ２の列とが交互に配置されている。

図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、隣接する第１セルＳ１同士の間、及び隣接する第２セルＳ２同士の間は、上壁２１及び下壁２２に対して垂直に形成される２層構造の中間壁２３によって区画されている。中間壁２３が上壁２１及び下壁２２に対して垂直に形成されているため、構造体１の厚み方向の力に対して強い構造となり、圧縮強度が高められている。さらに、中間壁２３が２層構造に構成されているため、構造体１の圧縮強度がより高められている。

また、この２層構造の中間壁２３の層間は互いに接するのみで、離間可能に形成されている。そのため、曲げ加工を施した際の予熱によりセルＳ内の内圧が高められたような場合には、中間壁２３は、その内圧によって層間が押し広げられて層間に連通部２３ａを形成する（図２（ｂ）、（ｃ）の破線部分参照。）。この連通部２３ａは、Ｙ方向において隣接する第１セルＳ１同士、又は第２セルＳ２同士を連通する。

スキン層３、４は、例えば、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂製のシートからなり、コア層２の上壁２１の上面及び下壁２２の下面にそれぞれ接合されている。なお、熱溶着によりコア層２とスキン層３、４とを容易に接合できるという観点から、スキン層３、４を構成するシートには、コア層２のシート材を構成するシートと同じ材質のシートを用いることが好ましい。

また、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、構造体１の上面はコア層２の上壁２１とスキン層３とから構成されるとともに、構造体１の下面はコア層の下壁２２とスキン層４とから構成される。そのため、構造体１の上面には、開口部２４に対応して形成される、スキン層３のみで構成される１層部分Ｌ１と、１層構造の上壁２１及びスキン層３から構成される２層部分Ｌ２と、２層構造の上壁２１及びスキン層３から構成される３層部分Ｌ３とが設けられている。

これら１層部分Ｌ１、２層部分Ｌ２及び３層部分Ｌ３は、構造体１の上面に対して、第１セルＳ１及び第２セルＳ２の配置位置に対応して規則的に配置されている。具体的には、第１セルＳ１の列に対応した位置に１層部分Ｌ１及び３層部分Ｌ３が配置されるとともに、第２セルＳ２の列に対応した位置に２層部分Ｌ２が配置される。そして、３層部分Ｌ３は１層部分Ｌ１を囲むように配置され、１層部分Ｌ１同士が互いに連続しないように配置されている。セル単位で見ると、第１セルＳ１の端面の中央部分に対応した位置に１層部分Ｌ１が配置されるとともに、第１セルＳ１の端面の周縁部分に対応した位置に３層部分Ｌ３が配置されている。

また、構造体１の下面についても、上面と同様に１層部分Ｌ１、２層部分Ｌ２及び３層部分Ｌ３が形成されている。そして、構造体１の下面では、上面において１層部分Ｌ１及び３層部分Ｌ３であった部位に２層部分Ｌ２が配置されるとともに、上面において２層部分Ｌ２であった部位に１層部分Ｌ１及び３層部分Ｌ３が配置されている。

図１は、本実施形態の成形品Ａを示している。成形品Ａは上記構造体１に対して曲げ加工を施したものであり、成形品Ａには曲げ加工により形成された曲げ部Ｍが設けられている。図１に示すように、曲げ部Ｍの表面は、平面部の表面と比較して、１層部分Ｌ１、２層部分Ｌ２、３層部分Ｌ３の順でその形状が大きく変形している。具体的には、１層部分Ｌ１及び２層部分Ｌ２は積極的に変形を許容してその面積を大きく広げている。一方、３層部分Ｌ３は、その面積を殆ど広げることはなく、セルＳの端面周縁に集まるように位置している。このように変形を積極的に許容する１層部分Ｌ１及び２層部分Ｌ２が設けられることにより、曲げ部Ｍの曲面形状は滑らかなものとなる。また、３層部分Ｌ３がセルの端面周縁に集まることによりセル骨格が補強され、セル構造の維持に寄与する。これにより、本実施形態の成形品Ａの曲げ部Ｍは、滑らかな曲面構造を有するとともに強度の高いものとなっている。

また、本実施形態の構造体１は、その上面及び下面が同じ構造を有しており、上下両面に方向性がない。そのため、構造体１から得られる成形品Ａは、曲げ部Ｍにおいて、その凸面側（外面側）も凹面側（内面側）も略同様の表面形状及び強度を有している。よって、本実施形態の成形品Ａは、曲げ部Ｍの凸面側を表面とする成形品として利用することもできるし、曲げ部Ｍの凹面側を表面とする成形品として利用することもできる。なお、本実施形態の成形品Ａは、例えば、図５に示すような車両の座席のサイドカバーや、図６に示すような物品運搬用のパレットボックスを構成する各部材（例えば、底壁部分）として適用することができる。

次に成形品Ａの製造方法について説明する。
成形品Ａの製造方法は、塑性を有するシートからシート材１００を成形する成形工程と、そのシート材１００を折り畳むことによりコア層２を形成する折り畳み工程と、コア層２に開口部２４を形成する開口形成工程と、コア層２の上下両面にスキン層３、４を接合して構造体１を形成する接合工程と、その構造体１を曲げ加工して曲げ部Ｍを設ける加工工程とを含む。

成形工程では、１枚の熱可塑性樹脂製のシートを所定の形状に加熱成形することによりシート材１００が形成される。図３（ａ）に示すように、シート材１００には、帯状をなす平面領域１１０及び膨出領域１２０がその幅方向（Ｘ方向）に交互に配置されている。膨出領域１２０には、上面と一対の側面とからなる断面下向溝状をなす第１膨出部１２１が膨出領域１２０の延びる方向（Ｙ方向）の全体にわたって形成されている。なお、第１膨出部１２１の上面と側面とのなす角は９０度であることが好ましく、その結果として、第１膨出部１２１の断面形状は下向コ字状となる。また、第１膨出部１２１の幅（上面の短手方向の長さ）は平面領域１１０の幅と等しく、かつ第１膨出部１２１の膨出高さ（側面の短手方向の長さ）の２倍の長さとなるように設定されている。

また、膨出領域１２０には、その断面形状が正六角形を最も長い対角線で二分して得られる台形状をなす複数の第２膨出部１２２が、第１膨出部１２１に直交するように形成されている。第２膨出部１２２の膨出高さは第１膨出部１２１の膨出高さと等しくなるように設定されている。また、隣り合う第２膨出部１２２間の間隔は、第２膨出部１２２の上面の幅と等しくなっている。

こうした第１膨出部１２１及び第２膨出部１２２は、シートの塑性を利用してシートを部分的に上方に膨出させることにより形成されている。また、シート材１００は、真空成形法や圧縮成形法等の周知の成形方法によって１枚のシートから成形することができる。

折り畳み工程では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、シート材１００を、平面領域１１０と膨出領域１２０との境界線Ｐにて谷折りするとともに、第１膨出部１２１の上面と側面との境界線Ｑにて山折りしてＸ方向に圧縮する。そして、第１膨出部１２１の上面と側面とが折り重なるとともに、第２膨出部１２２の端面と平面領域１１０とが折り重なることによって、一つの膨出領域１２０に対して一つのＹ方向に延びる角柱状の区画体１３０が形成される（図３（ｃ）参照）。こうした区画体１３０がＸ方向に連続して形成されていくことにより板状のコア層２が形成される。

このとき、第１膨出部１２１の上面と側面とによってコア層２の上壁２１が形成されるとともに、第２膨出部１２２の端面と平面領域１１０とによってコア層２の下壁２２が形成される。また、第２膨出部１２２の上面及び側面によって中間壁２３が形成される。なお、上壁２１における第１膨出部１２１の上面と側面とが折り重なって２層構造を形成する部分、及び下壁２２における第２膨出部１２２の端面と平面領域１１０とが折り重なって２層構造を形成する部分がそれぞれ重ね合わせ部１３１となる（図３（ｃ）参照）。

また、第２膨出部１２２が折り畳まれて区画形成される六角柱状の領域が第２セルＳ２となるとともに、隣り合う一対の区画体１３０間に区画形成される六角柱状の領域が第１セルＳ１となる。第１セルＳ１では、一対の重ね合わせ部１３１によってその上端が閉塞され、第２セルＳ２では、一対の重ね合わせ部１３１によってその下端が閉塞されている。

なお、こうした折り畳み工程を実施するに際して、シート材１００を加熱処理して軟化させた状態としておくことが好ましが、加熱処理を行なうことなく折り畳み工程を実施することも可能である。

開口形成工程では、コア層２の折り畳み状態を保持したままの状態で、その上面及び下面が所定の温度にて加熱される。そして、ベルトコンベア等によりコア層２の厚み方向（図２（ｂ）、（ｃ）における上下方向）に押圧されることにより、２層構造の重ね合わせ部１３１が熱溶着して接合される。同時に各重ね合わせ部１３１が熱収縮して、第１セルＳ１の上端及び第２セルＳ２の下端を区画する一対の重ね合わせ部１３１間に開口部２４としての隙間が形成される（図２参照）。なお、折り畳み工程の際にシート材１００を加熱処理していた場合には、開口部２４をより容易に形成するという観点から、開口形成工程における加熱処理は、折り畳み工程時の加熱処理時の温度よりも高い温度で行なうことが好ましい。また、重ね合わせ部１３１が収縮しつつも、２層構造の中間壁２３間が熱溶着して接合されない条件で行なわれる。

接合工程は、開口形成工程を経て得られたコア層２の上面及び下面にそれぞれスキン層３、４を接合することで、図２に示す構造体１を得る工程である。本実施形態では、スキン層３、４として、コア層２を構成する熱可塑性樹脂と同一の熱可塑性樹脂製のシートを用いている。スキン層３、４はコア層２に熱溶着されることでコア層２に接合されている。なお、スキン層３、４を構成するシートとコア層２を構成するシート材１００とを同じ材質のシートを用いた場合には、スキン層３、４とコア層２とを熱溶着により接合することができる。そのため、接着剤を使用してスキン層３、４とコア層２とを接合する場合と比較して簡単な構成で接合工程を行なうことができる。

続く加工工程は、構造体１に対して、加熱処理を施して軟化状態とし、例えばプレス加工等の曲げ加工を施すことによって曲げ部Ｍを形成して成形品Ａを得る工程である。図１に示す成形品Ａでは、半球面状の曲げ部Ｍを設けている。なお、加工工程における加熱温度をコア層２及びスキン層３、４を構成するシートの軟化温度に設定し、構造体１を軟化状態としておくことにより、コア層２とスキン層３、４とが溶着（溶融）状態で曲げ加工が行なわれる。これにより、曲げ加工時におけるコア層２とスキン層３、４との接合部分の剥がれや裂け目の形成が抑制される。

また、加工工程において、加熱処理の予熱により成形品ＡのセルＳの内圧が高まった状態となる。このとき、セルＳ内の内圧によって、２層構造の中間壁２３の層間が押し広げられて層間に連通部２３ａが形成される（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。そして、連通部２３ａを介してセルＳ内の内圧が中間壁２３を挟んで隣接する他のセルＳへと分散される。なお、本実施形態では、コア層２を形成するシート材１００が熱可塑性樹脂から形成されている。そのため、曲げ加工後の冷却時に樹脂が収縮することによって、押し広げられた状態にある中間壁２３の各層が元の２層構造の状態に戻ることもある。また、中間壁２３は、曲げ加工時の力やセルＳ内の内圧によって、左右に広がることが多いので、方向性がなく、強度低下にも繋がらない。

図４は、構造体１を連続して製造する装置の概略を示している。図４に示す装置において、左側が上流側であり右側が下流側である。上流側に配置されるシートロール３０は、コア層２の原材料となる熱可塑性樹脂製のシートが巻回されたものである。シートロール３０の下流側には真空成形用ドラム３１が配置されている。この真空成形用ドラム３１は、回転駆動可能に軸支されるとともに所定の温度に加熱可能に構成されている。さらに、真空成形用ドラム３１の外周部には、円筒状をなす成形金型が取着されており、成形金型に形成されている貫通孔を通じた真空引きが可能に構成されている（図示略）。成形金型の外周面には、その周方向に対してシート材１００のＸ方向が沿うように、シート材１００の平面領域１１０及び膨出領域１２０からなる凹凸形状と同様の凹凸形状が形成されている。

真空成形用ドラム３１の下流側には、それぞれ上下一対の第１のコンベヤ３２及び第２のコンベヤ３３が順に配置されている。第２のコンベヤ３３による搬送速度は第１のコンベヤ３２による搬送速度よりも遅くなるように設定されている。また、第２のコンベヤ３３には、第２のコンベヤ３３間の温度を所定の温度に加熱するための加熱装置３３ａが設けられている。

また、第２のコンベヤ３３の下流側には、上下一対の第３のコンベヤ３４が配置されている。第３のコンベヤ３４には、第３のコンベヤ３４間の温度を所定の温度に加熱するための加熱装置３４ａが設けられている。なお、第３のコンベヤ３４による搬送速度は第２のコンベヤ３３による搬送速度と等しくなるように設定されている。また、第３のコンベヤ３４の搬入口近傍には、スキン層３、４の原材料となる熱可塑性樹脂製のシートが巻回されたシートロール３５、３６がそれぞれ配置されている。

次に、図４に示す装置によって構造体１を形成する態様について説明する。まず、シートロール３０からシートが繰り出され、真空成形用ドラム３１に供される。そして、真空成形用ドラム３１にてシートに所定の凹凸形状が形成されてシート材１００が成形される（成形工程）。成形されたシート材１００は、第１のコンベヤ３２及び第２のコンベヤ３３によって、その上下方向の移動を規制された状態で下流側へと搬送される。このとき、第２のコンベヤ３３による搬送速度は第１のコンベヤ３２による搬送速度よりも遅くなるように設定されているため、シート材１００は第１のコンベヤ３２から第２のコンベヤ３３に搬送されるに際して、下流方向へ圧縮されて折り畳まれ、コア層２が形成される（折り畳み工程）。

また、形成されたコア層２は、第２のコンベヤ３３の加熱装置３３ａによって加熱されるとともに、第２のコンベヤ３３によって押圧される。これにより、コア層２の重ね合わせ部１３１が熱溶着されるとともに、収縮してコア層２に開口部２４が形成される（開口形成工程）。そして、コア層２は第３のコンベヤ３４へと搬送される。コア層２が第３のコンベヤ３４に搬送されるに際して、コア層２の上下両面と第３のコンベヤ３４との間には、シートロール３５、３６から繰り出されたスキン層３、４が挿入される。そして、第３のコンベヤ３４の加熱装置３４ａによって、スキン層３、４及びコア層２の上下両面が加熱される。この加熱により、コア層２の上下両面にスキン層３、４が熱溶着され、構造体１が得られる（接合工程）。

このように板状の構造体１を連続して製造することができる。そして、第３のコンベヤ３４より搬出された構造体１は用途に応じた大きさに切断されるとともに、曲げ部Ｍを形成する加工工程を経て成形品Ａとなる。

次に本実施形態における作用効果について、以下に記載する。
（１）本実施形態の成形品Ａは、塑性を有する１枚のシートから形成されてなるシート材を、六角柱状をなす複数のセルＳが並設されるように折り畳み成形したコア層２と、コア層２の上下両面に配されるスキン層３、４とを有する構造体１に曲げ加工による曲げ部Ｍが形成されている。

コア層２の上下両面にスキン層３、４が設けられているため、コア層２のみからなる構造体に曲げ加工による曲げ部Ｍを形成して得られる成形品と比較して、その強度が高められている。また、曲げ加工時において、コア層２に存在する接合部分（とくに、区画体１３０間の接合部分）を剥がす方向の曲げ応力が加わった場合にも、コア層２の上下両面にスキン層３、４が存在することにより、上記接合部分が剥がれ難くなる。そして、上記接合部分の剥がれに起因して成形品の表面に裂け目が生じることを抑制することができる。

（２）コア層２において、第１セルＳ１の上端は２層構造の上壁２１により閉塞されるとともに下端は１層構造の下壁２２により閉塞され、また、２層構造の上壁２１には開口部２４が形成されている。一方、第２セルＳ２の上端は１層構造の上壁２１により閉塞されるとともに下端は２層構造の下壁２２により閉塞され、また、２層構造の下壁２２には開口部２４が形成されている。

これにより、構造体１の上下各面には、スキン層３、４を含めて、開口部２４に対応する１層部分Ｌ１と、１層構造の上壁及び下壁に対応する２層部分Ｌ２と、２層構造の上壁及び下壁に対応する３層部分Ｌ３とがそれぞれセル単位で形成される。この構造体１に対して曲げ加工による曲げ部Ｍを形成して得られる成形品Ａでは、１層部分Ｌ１は変形を許容して積極的に伸びるとともに、３層部分Ｌ３は変形を許容せず、セルＳの構造を維持するように機能する。そして、２層部分Ｌ２は１層部分Ｌ１と３層部分Ｌ３との中間的な役割を担う。

このように、セル単位で変形を積極的に許容する部分と、変形を許容せずセル構造を維持する部分とが設けられることにより、その形状が変形される曲げ部Ｍにおいてもセル構造をより確実に維持することができる。曲げ部Ｍにおける各セルＳのセル構造が維持されることにより、曲げ部Ｍの曲面形状を滑らかな形状にすることができるとともに、曲げ部Ｍの強度を高めることができる。

また、本実施形態では、セル単位で大きく変形する１層部分Ｌ１と殆ど変形しない３層部分Ｌ３とが設けられるとともに、１層部分Ｌ１の周囲の略全体を囲むように３層部分Ｌ３が位置するように設けられている。これにより、伸び変形された曲げ部Ｍに意図しない膨出部分やシワ等が形成されることが抑制されるとともに、曲げ部Ｍの強度低下を抑制することができる。また、３層部分Ｌ３に隣接して２層部分Ｌ２を位置させることにより、曲げ部Ｍの強度低下をさらに抑制することができる。

（３）構造体１のコア層２には、Ｙ方向に隣接する第１セルＳ１間及び第２セルＳ２間を連通する連通部２３ａが形成されている。一般に、構造体１の曲げ加工は構造体１を加熱した状態で型にはめ込むことにより行なわれる。そのため、構造体の各セルが個々に完全に密閉された状態であると、セル内の空気が熱膨張してセル内の内圧が過大に高まることがある。このような状態において、成形品を型から取り出すと、成形品に対する型による押さえが無くなってしまうために、セル内の内圧によってセルＳが予期せぬ形状に変形する（とくに、曲げ加工により薄く伸ばされた上壁２１や下壁２２部分が膨らむように変形する）ことがある。しかしながら、上記構成によれば、内圧の高まった状態にあるセルＳ内の空気が連通部２３ａを介して他のセルＳに流れるため、セルＳ内の空気が熱膨張することによるセルＳ内の内圧の高まりを複数のセルＳに分散させることができる。これにより、セルＳ内の内圧の過大な高まりを抑制することができるとともに、内圧の過大な高まりにより生じるセルＳの予期せぬ変形を抑制することができる。

（４）本実施形態の成形品の中間壁２３は２層構造に形成されている。そして、その層間は互いに接するのみで離間可能に形成されている。これにより、成形品に対して、その厚み方向に圧縮する力が過大に作用した場合に、中間壁２３は、その各層が離間するように押し広げられた状態となることができる。また、押し広げられた状態となった中間壁２３は、上記力が弱まるにつれて樹脂の特性により元の状態に復元しようとする。こうした成形品の厚み方向に作用する力に対して中間壁２３が変形を許容することができるため、成形品は上記力に対して優れた衝撃吸収性（クッション性）を発揮する。つまり、中間壁２３は衝撃吸収部として機能することができる。

（５）本実施形態の成形品の製造方法は、一対の重ね合わせ部１３１により閉塞されるセルＳの一方の端面において、一対の重ね合わせ部１３１間に開口部２４を形成する開口形成工程を備えている。開口形成工程を備えることにより、構造体１の上面及び下面には、２層部分Ｌ２及び３層部分Ｌ３に加えて、開口部２４に対応した１層部分Ｌ１がセル単位で形成されることになる。１層部分Ｌ１、２層部分Ｌ２、及び３層部分Ｌ３を備えた構造体１に曲げ部Ｍを設けて得られる成形品Ａは、曲げ部Ｍにおいてもセル構造が維持されやすくなるため、曲げ部Ｍの曲面形状が滑らかで、かつ全体として強度の高いものとなる。

（６）本実施形態の成形品の製造方法における開口形成工程では、コア層２を加熱することにより、一対の重ね合わせ部１３１を熱収縮させて開口部２４を形成している。この構成によれば、複数のセルＳに対して同時かつ短時間で開口部２４を形成することができる。

なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ コア層２及びスキン層３、４を構成するシートは、塑性を有するものであれば、どのような材質ものであってもよい。例えば、繊維結合材料製のシート、紙製のシートや金属製のシートであってもよい。また、コア層２及びスキン層３、４は、互いに異なる材質のシートから構成されていてもよい。

さらに、スキン層３、４を構成するシートとして合成樹脂製の延伸シートのような分子配向を有するシートが用いられる場合がある。このような場合には、スキン層３、４におけるシートの配向方向と、コア層２における区画体１３０が延びる方向（Ｙ方向）とを異ならせるように構成することが好ましい。このように構成した場合には、上記両方向を揃えた場合と比較して、Ｘ方向に沿った曲げに対する構造体１（成形品Ａ）の強度を高めることができる。

・ 本実施形態の成形品では、コア層２の内部に六角柱状のセルＳが区画形成されていたが、セルＳの形状は特に限定されるものでなく、例えば、四角柱状、八角柱状等の多角柱状や円柱状としてもよい。その際、第１セルＳ１と第２セルＳ２の形状が異なっていてもよいし、第１セルＳ１及び第２セルＳ２の一方のみが設けられるように構成してもよい。

・ 本実施形態の成形品では、開口部２４を全てのセルＳに設けていたが、特定のセルＳのみに開口部２４を設ける構成としてもよい。例えば、第１セルＳ１及び第２セルＳ２の一方のみに開口部２４を設ける構成としてもよい。また、開口部２４を設けない構成としてもよい。

・ 開口部２４の形状は特に限定されるものではなく、円形状、多角形状等の如何なる形状であってもよい。
・ 本実施形態の成形品では、連通部２３ａは、図２におけるＹ方向に隣接する第１セルＳ１同士の間、及び第２セルＳ２同士の間を連通するように設けられていたが、隣接するセルＳ間のいずれを連通するように設けてもよい。つまり、Ｘ方向に隣接する第１セルＳ１（第２セルＳ２）同士の間や第１セルＳ１と第２セルＳ２との間を連通する連通部２３ａを設けてもよい。また、全てのセルＳに連通部２３ａを設けるのではなく、特定のセルＳのみに部分的に連通部２３ａを設ける構成としてもよい。この場合、少なくとも曲げ応力が作用する部位（曲げ部Ｍとその周辺部分に位置するセルＳ）には連通部２３ａを設けておくことが好ましい。さらに、連通部２３ａを設けない構成としてもよい。

・ 図１に示す成形品Ａは、構造体１の平面に対して上方向に膨らむ曲げ部Ｍのみが形成されていたが、上方向に膨らむ曲げ部Ｍと下方向に膨らむ曲げ部Ｍとがそれぞれ設けられる成形品Ａであってもよい。

・ 本実施形態では、２層構造の中間壁２３の層間は全面的に互いに接するのみで離間可能に形成していたが、２層構造の中間壁２３の層間に連通部２３ａを形成可能な構成であれば、同層間に部分的に接合部分を設けてもよい。例えば、中間壁２３において、コア層２及びスキン層３、４の積層方向における両端部側を接合し、同中央側に各層が離間可能な非接着部を設けるように構成してもよい。上記構成は、例えば、接合工程におけるコア層２の加熱処理時に中間壁２３の両端部が軟化する程度に加熱することによって形成することができる。

・ 本実施形態の成形品では、セルＳ内の内圧が高まったときに２層の中間壁２３の各層が離間して連通部２３ａが形成されるように構成していたが、中間壁２３の層間に連通部２３ａとしての溝や隙間等を設けて、常時、セルＳ間を連通状態とするように構成してもよい。

・ 本実施形態の成形品の製造方法における開口形成工程では、加熱処理を行うことによって一対の重ね合わせ部１３１を熱収縮させることにより、一対の重ね合わせ部１３１間に開口部２４を形成していたが、開口形成工程はこれに限られるものではない。例えば、開口形成工程を、一対の重ね合わせ部１３１に開口部２４を穿設する工程としてもよい。

・ 本実施形態の成形品の製造方法における開口形成工程では、開口形成工程と接合工程とを別々に行なっていたが、これらを同時に行なうようにしてもよい。つまり、一対の重ね合わせ部１３１の熱収縮による開口部２４の形成と、コア層２に対するスキン層３、４の熱溶着とを、一度の加熱処理によって同時に行なうようにしてもよい。

・ 本実施形態の成形品の製造方法における接合工程では、スキン層３、４はコア層２に熱溶着されることでコア層２に接合されていたが、接着剤によってスキン層３、４をコア層２に接合するように構成してもよい。この場合、続く加工工程において構造体１が加熱処理された際に、接着剤が液化状態になって接合部が剥がれることを防止するために、コア層２及びスキン層３、４を構成するシートの軟化温度よりも液化温度の高い接着剤を使用することが好ましい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
○ １枚のシートを成形してなり、帯状をなす平面領域及び膨出領域がその幅方向に交互に配置されるシート材であって、前記膨出領域に、前記幅方向と直交する方向に延びるとともに同方向における断面形状が下向の溝状をなす第１膨出部、及び該第１膨出部に交差するように形成され、前記幅方向に延びるとともに同方向における断面形状が多角形状又は半円状をなす複数の第２膨出部を有するシート材を、前記平面領域と前記膨出領域との境界線を谷折りするとともに、前記膨出領域における前記第１膨出部の上面と側面との境界線を山折りして折り畳むことにより形成したコア層の上下両面にスキン層を配した構造体に曲げ加工による曲げ部が形成されていることを特徴とする成形品。

○ 前記コア層は、前記第２膨出部により区画形成される筒状をなす複数のセルを備え、該セルの一方の端面は前記平面領域と前記第２膨出部の端面とから形成される一対の重ね合わせ部により閉塞されるとともに、他方の端面は前記第１膨出部の上面により閉塞され、前記セルの一方の端面における一対の重ね合わせ部間には、開口部が形成されていることを特徴とする成形品。

○ 塑性を有する１枚のシートが所定の形状に成形されてなるシート材を、内部に多角筒状又は円筒状をなす複数のセルが並設されるように折り畳み成形したコア層と、該コア層の上下両面に配されるスキン層とを有することを特徴とする構造体。

○ 帯状をなす平面領域及び膨出領域がその幅方向に交互に配置されるシート材であって、前記膨出領域に、前記幅方向と直交する方向に延びるとともに同方向における断面形状が下向の溝状をなす第１膨出部、及び該第１膨出部に交差するように形成され、前記幅方向に延びるとともに同方向における断面形状が多角形状又は半円状をなす複数の第２膨出部を有するシート材を、塑性を有する１枚のシートから成形する成形工程と、前記シート材を、前記平面領域と前記膨出領域との境界線を谷折りするとともに、前記膨出領域における前記第１膨出部の上面と側面との境界線を山折りして折り畳むことにより、第２膨出部により区画形成される筒状をなす複数のセルが立設されたコア層を形成する折り畳み工程と、前記平面領域と前記第２膨出部の端面とから形成される一対の重ね合わせ部により閉塞される前記セルの一方の端面において、一対の重ね合わせ部間に開口部を形成する開口形成工程と、前記コア層の上下両面にスキン層を接合して構造体を形成する接合工程とを備えることを特徴とする構造体の製造方法。

Ａ…成形品、Ｍ…曲げ部、Ｐ，Ｑ…境界線、Ｓ…セル、Ｓ１…第１セル、Ｓ２…第２セル、Ｌ１…１層部分、Ｌ２…２層部分、Ｌ３…３層部分、１…構造体、２…コア層、３，４…スキン層、２１…上壁、２２…下壁、２４…開口部、１００…シート材、１１０…平面領域、１２０…膨出領域、１２１…第１膨出部、１２２…第２膨出部、１３１…重ね合せ部。

Claims (4)

1. 塑性を有する１枚のシートが所定の形状に成形されてなるシート材を、内部に多角柱状又は円柱状をなす複数のセルが並設されるように折り畳み成形したコア層と、該コア層の上下両面に配されるスキン層とを有する構造体に曲げ加工による曲げ部が形成されており、
   前記構造体の前記コア層において、前記セルの一方の端面は、２層構造の上壁又は下壁により閉塞されるとともに、他方の端面は一層構造の下壁又は上壁により閉塞され、前記セルの一方の端面を閉塞する上壁又は下壁には開口部が形成されていることを特徴とする成形品。
2. 前記構造体の前記コア層には、隣り合う前記セル間を連通する連通部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成形品。
3. 帯状をなす平面領域及び膨出領域がその幅方向に交互に配置されるシート材であって、前記膨出領域に、前記幅方向と直交する方向に延びるとともに同方向における断面形状が下向きの開口をなす第１膨出部、及び該第１膨出部に交差するように形成され、前記幅方向に延びるとともに同方向における断面形状が多角形状又は半円状をなす複数の第２膨出部を有するシート材を、塑性を有する１枚のシートから成形する成形工程と、
   前記シート材を、前記平面領域と前記膨出領域との境界線を谷折りするとともに、前記膨出領域における前記第１膨出部の上面と側面との境界線を山折りして折り畳むことにより、第２膨出部により区画形成される筒状をなす複数のセルが立設されたコア層を形成する折り畳み工程と、
   前記平面領域と前記第２膨出部の端面とから形成される一対の重ね合わせ部により閉塞される前記セルの一方の端面において、一対の重ね合わせ部間に開口部を形成する開口形成工程と、
   前記コア層の上下両面にスキン層を接合して構造体を形成する接合工程と、
   前記構造体を曲げ加工して曲げ部を形成する加工工程とを備えることを特徴とする成形品の製造方法。
4. 前記開口形成工程は、前記コア層を加熱することにより、前記一対の重ね合わせ部を熱収縮させて開口部を形成する工程であることを特徴とする請求項３に記載の成形品の製造方法。