JP6990919B2 - 中空構造体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
上記の課題を解決するため、本発明は、内部に複数のセルが並設されてなる中空板状のコア層の少なくともいずれかの面にスキン層が接合されてなる樹脂製の中空構造体の製造方法であって、平面領域と断面多角形状に上方に膨出する膨出領域とが交互に配置されるシート材を、塑性を有する1枚のシートから成形する成形工程と、前記シート材を折り畳むことにより、隣り合う膨出領域の上面同士を当接させて、筒状をなす複数の前記セルを区画する側壁部と、前記側壁部の両端縁に設けられた一対の壁部を備える除去前コア層を形成する折り畳み工程と、前記除去前コア層の少なくともいずれかの前記壁部を取り除いて、前記コア層の前記側壁部に形成された除去後端縁を露出させる除去工程と、前記除去後端縁に前記スキン層を接合する接合工程とを備える。
(第1実施形態)
第1実施形態の中空構造体10について、図1及び図2を参照して説明する。
コア層20、スキン層30及びスキン層40を構成する熱可塑性樹脂は、従来周知のものであってその材質は特に限定されない。例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体樹脂、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。コア層20、スキン層30及びスキン層40を構成する熱可塑性樹脂は、いずれも同じ材質であることが好ましい。本実施形態では、いずれもポリプロピレン樹脂製とされている。
図4(c)に示すように、シート材100を圧縮するとき、第1膨出部121の上面と側面とによって除去前コア層50の上壁部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とによって除去前コア層50の下壁部22が形成される。
中空構造体10は、コア層20の上面20aにスキン層30が接合されている。コア層20は、除去前コア層50における上壁部21及び側壁部23の上端部が取り除かれた形状であり、複数の側壁部23の上端縁に除去後端縁23aが形成されている。除去工程を経て形成された複数の除去後端縁23aの高さ方向の位置は、すべてほぼ同一の位置とされている。そのため、スキン層30と除去後端縁23aとは線状に接合している。
(1)本実施形態の中空構造体10は、コア層20の側壁部23に除去後端縁23aが形成され、除去後端縁23aとスキン層30が線状に接合されている。そのため、中空構造体10の上面側から衝撃が加わった場合に、スキン層30がコア層20の上壁部21と面状に接合されている場合に比べて、コア層20の側壁部23やスキン層30が変形しやすくなる。その結果、衝撃が分散しやすくなり、中空構造体10の表面に割れ等が生じることが抑制される。耐衝撃性に優れた中空構造体10が得られる。
(第2実施形態)
第2実施形態の中空構造体11について、図7~図9を参照して説明する。ここでは、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
中空構造体11の製造方法は、基本的には第1実施形態の中空構造体10と同様である。特に、中空構造体11の製造方法のうち、成形工程、折り畳み工程、及び第1接合工程は、第1実施形態の中空構造体10と同様であるため、以下では、第1接合工程で得られた第1中間体70から、凹部12に対応する部分を取り除く除去工程以降について説明する。
図9(a)に示すように、中空構造体11は、凹部12が形成されることにより厚みの薄い薄肉部を有している。そして、コア層90において中空構造体11の凹部12に対応する部分では、除去工程によって切断された側壁部23が形成されている。そのため、凹部12における側壁部23は、凹部12以外の他の部分における側壁部23よりその高さは低いものの、凹部12以外の他の部分と同様、中空構造体11の厚み方向に沿うように延びている。つまり、本実施形態の中空構造体11では、除去前コア層50の一部を取り除く態様で凹部12を形成しているため、コア層90は、側壁部23の形状がそのまま維持された状態とされている。
(9)本実施形態の中空構造体11には、部分的に凹部12が形成されている。凹部12は、除去工程において、第1中間体70の一部を除去したものにスキン層30を接合することによって形成されている。そのため、凹部12では、コア層90の側壁部23が中空構造体11の厚み方向に沿うように延びている。凹部12以外の他の部分と側壁部23の形状が変化しないため、凹部12が変形したり、強度が低下したりすることが抑制される。
・ 除去前コア層50は、本実施形態のような折り畳み工程によって製造されるものに限らない。1枚のシート材を折り畳んで複数のセルが形成されるものであれば、その折り畳み態様は特に限定されない。例えば、特許第4368399号に記載されるように、断面台形状の凸部が複数列設された三次元構造体を順次折り畳んでいくことにより、ハニカム構造体としての除去前コア層50を形成してもよい。
・ 中空構造体10、11に、スキン層30、40及び除去前スキン層60とは材質の異なる他のシートを貼ってもよい。例えば、金属シート、繊維強化樹脂シート等を、スキン層30、40や除去前スキン層60の表面に貼ったり、コア層20、90との間に貼ったりしてもよい。
・ 第2実施形態の中空構造体11は、上面側に1箇所の凹部12が形成されていたが、これに限定されない。上面側に複数の凹部12が形成されていてもよく、下面側に凹部12が1乃至複数形成されていてもよく、両面に1乃至複数の凹部12が形成されていてもよい。複数の凹部12を形成する場合、それぞれの凹部12の深さ、形状、大きさ等は、同じであっても異なっていてもよい。
Claims (7)
- 内部に複数のセルが並設されたコア層と、前記コア層の両面に接合された一対のスキン層を備えてなる樹脂製の中空構造体であって、
前記コア層は、厚み方向に立設されて前記セルを区画する側壁部と、前記側壁部の上端縁に設けられた上壁部と、前記側壁部の下端縁に設けられた下壁部を備えるように、塑性を有する1枚のシートが所定の形状に成形されたシート材から成形されてなり、
前記コア層は、前記上壁部及び前記下壁部の少なくともいずれかが取り除かれて、前記側壁部には、前記上壁部及び前記下壁部の少なくともいずれかが設けられていない除去後端縁が形成されており、
前記コア層における前記上壁部及び前記下壁部の少なくともいずれかが取り除かれた側に接合された前記スキン層は、前記側壁部の除去後端縁と接合されており、
前記側壁部は、第1側壁部と第2側壁部を備えた2層構造をなし、
前記側壁部には、前記第1側壁部と前記第2側壁部が接合されない非接合部が設けられている中空構造体。 - 前記コア層には、前記上壁部及び前記下壁部の少なくともいずれかの一部が取り除かれて相対的に厚みが薄い薄肉部が形成されており、
前記除去後端縁は、前記薄肉部に形成されている請求項1に記載の中空構造体。 - 前記スキン層は、熱溶着或いは接着によって前記コア層に接合されている請求項1又は2に記載の中空構造体。
- 内部に複数のセルが並設されてなる中空板状のコア層の少なくともいずれかの面にスキン層が接合されてなる樹脂製の中空構造体の製造方法であって、
平面領域と断面多角形状に上方に膨出する膨出領域とが交互に配置されるシート材を、塑性を有する1枚のシートから成形する成形工程と、
前記シート材を折り畳むことにより、隣り合う膨出領域の上面同士を当接させて、筒状をなす複数の前記セルを区画する側壁部と、前記側壁部の両端縁に設けられた一対の壁部を備える除去前コア層を形成する折り畳み工程と、
前記除去前コア層の少なくともいずれかの前記壁部を取り除いて、前記コア層の前記側壁部に形成された除去後端縁を露出させる除去工程と、
前記除去後端縁に前記スキン層を接合する接合工程とを備える中空構造体の製造方法。 - 前記除去工程では、前記除去前コア層の少なくともいずれかの前記壁部の一部を取り除いて、前記コア層の一部に、相対的に厚みが薄い薄肉部を形成するとともに、前記薄肉部で前記側壁部に形成された除去後端縁を露出させる請求項4に記載の中空構造体の製造方法。
- 内部に複数のセルが並設されてなる中空板状のコア層の少なくともいずれかの面にスキン層が接合されてなる樹脂製の中空構造体の製造方法であって、
平面領域と断面多角形状に上方に膨出する膨出領域とが交互に配置されるシート材を、塑性を有する1枚のシートから成形する成形工程と、
前記シート材を折り畳むことにより、隣り合う膨出領域の上面同士を当接させて、筒状をなす複数の前記セルを区画する側壁部と、前記側壁部の両端縁に設けられた一対の壁部を備える除去前コア層を形成する折り畳み工程と、
前記除去前コア層の壁部の少なくともいずれかの面に除去前スキン層を接合して中間体を形成する第1接合工程と、
前記中間体の前記除去前スキン層及び同除去前スキン層が接合された前記壁部を取り除いて、前記コア層の前記側壁部に形成された除去後端縁を露出させる除去工程と、
前記除去後端縁に前記スキン層を接合する第2接合工程とを備える中空構造体の製造方法。 - 前記除去工程では、前記中間体の前記除去前スキン層の一部及び同除去前スキン層の一部が接合された前記壁部の部分を取り除いて、前記コア層の一部に、相対的に厚みが薄い薄肉部を形成するとともに、前記薄肉部で前記側壁部に形成された除去後端縁を露出させる請求項6に記載の中空構造体の製造方法。
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