JP7218596B2 - 繊維強化樹脂構造体の縁部構造 - Google Patents

Description

本発明は、繊維強化樹脂を用いて構成される繊維強化樹脂構造体の縁部構造に関する。

機械的構造物、特に、自動二輪車、自動車等の車両においては、繊維強化樹脂を用いて構成される繊維強化樹脂構造体が用いられることがある。繊維強化樹脂は、軽量かつ高強度な特性を有するので、これを用いた繊維強化樹脂構造体は、軽量化及び強度向上を必要とする部分に採用されている。

繊維強化樹脂構造体の一例としては、自動二輪車等の鞍乗型車両において、繊維強化樹脂から成る繊維強化樹脂フレームをボルトによって他のフレームに締結するものが挙げられる。具体的には、かかる繊維強化樹脂構造体の一例においては、繊維強化樹脂フレームが、互いに積層され、かつウレタン系接着剤によって接着される第１及び第２部材から成る積層体を有し、第１部材が、他のフレームと第２部材との間に配置されると共に板厚方向に貫通する第１貫通孔を有し、第２部材が、板厚方向に貫通すると共に第１貫通孔より小径である第２貫通孔を有し、第１貫通孔にカラー部材が挿入され、カラー部材の外周面が第１貫通孔の内周面にウレタン系接着剤によって接着され、ボルトの頭部との間にフランジ部材が配置され、ボルトのネジ部が、第２貫通孔とカラー部材の中空部とを通って他のフレームに締結されている。（例えば、特許文献１を参照。）

特開２０１５－０５１６６３号公報

しかしながら、上述した繊維強化樹脂構造体の一例のように、積層体と、かかる積層体を貫通する第１及び第２貫通孔のような締結孔とを有する繊維強化樹脂構造体においては、締結孔の周縁部に応力が集中すると、依然として、積層体に層間剥離等の破損が生ずるおそれがある。また、積層体は、締結孔の周縁部以外の縁部を有することがある。例えば、かかる締結孔の周縁部以外の縁部に外部から局所的に荷重が加えられると、積層体に層間剥離等の破損が生ずるおそれがある。また、上述した繊維強化樹脂構造体の一例のように、積層体の縁部を補強するためにフランジ部材、接着剤等の補強材を用いる場合、部品点数が増加し、製造工数が増加する。

上記実情を鑑みると、繊維強化樹脂構造体の縁部構造においては、繊維強化樹脂構造体の縁部を効率的に補強可能とし、繊維強化樹脂構造体の縁部を効率的に保護可能とすることが望まれる。付随的には、繊維強化樹脂構造体の縁部構造においては、部品点数の増加を抑えることを可能とし、製造工数の増加を抑えることを可能とすることが望まれる。

上述のような課題を解決するために、一態様に係る繊維強化樹脂構造体の縁部構造は、繊維強化樹脂を用いて構成される第１及び第２繊維強化樹脂部分を備え、前記第１繊維強化樹脂部分が層状に形成される層部を有する、繊維強化樹脂構造体の縁部構造であって、前記第２繊維強化樹脂部分が、前記第１繊維強化樹脂部分の層部の縁区域に沿って延びる縁側カバー部を有し、前記縁側カバー部内の繊維は前記層部の縁区域に沿って配置されている。

一態様に係る繊維強化樹脂構造体の縁部構造によれば、繊維強化樹脂構造体の縁部を効率的に補強することができ、繊維強化樹脂構造体の縁部を効率的に保護することができる。付随的には、繊維強化樹脂構造体の縁部構造においては、部品点数の増加を抑えることができ、製造工数の増加を抑えることができる。

図１は、第１実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の外周縁部及びその周辺を概略的に示す縦断面図である。 図２は、第１及び第２実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の少なくとも一方を適用する自動二輪車のシートレールを概略的に示す斜視図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、それぞれ、第１実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の製造方法を説明するために、繊維強化樹脂構造体の外周縁部及びその周辺のプレス前状態及びプレス後状態を概略的に示す縦断面図である。 図４は、第２実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の締結孔及びその周辺を概略的に示す縦断面図である。 図５は、第２実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の第２繊維強化樹脂部分の締結孔及びその周辺を、厚さ方向の他方側から見て概略的に示す斜視図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、それぞれ、第２実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の製造方法を説明するために、繊維強化樹脂構造体の締結孔及びその周辺のプレス前状態及びプレス後状態を概略的に示す縦断面図である。

第１及び第２実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の縁部構造について説明する。なお、本実施形態においては、繊維強化樹脂構造体（以下、必要に応じて、単に「構造体」という）の縁部構造を自動二輪車のシートレールに適用する場合を一例として説明する。しかしながら、本発明はこれに限定されず、構造体の縁部構造は自動二輪車のシートレール以外の部材に適用することもできる。例えば、構造体の縁部構造は、シートレール以外の自動二輪車の部材、自動車の部材等に適用することができる。

さらに、本実施形態に係る構造体の縁部構造に用いられる繊維強化樹脂においては、連続繊維強化樹脂及び不連続繊維強化樹脂の少なくとも一方が用いられる。また、繊維強化樹脂は、所定の樹脂材料と、複数の繊維とを含む。

繊維強化樹脂の樹脂材料としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリプロピレン等を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。

繊維強化樹脂の繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維等とすることができる。繊維強化樹脂が不連続繊維強化樹脂である場合、補強効果の観点によれば、１本の繊維の長さは１０ｍｍ以上であるとよい。

［第１実施形態］
第１実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の縁部構造を、それを適用した自動二輪車のシートレールとともに説明する。本実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の縁部構造は、構造体の外周縁部に適用される。

［繊維強化樹脂構造体の縁部構造の概略について］
図１を参照して、本実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の縁部構造の概略について説明する。構造体は、繊維強化樹脂を用いて構成される第１繊維強化樹脂部分（以下、必要に応じて、単に「第１部分」という）１０を有する。第１部分１０は、それに用いられる繊維強化樹脂の複数の繊維１０ａを含む。構造体は、第１部分１０の繊維強化樹脂とは別に準備された繊維強化樹脂を用いて構成される第２繊維強化樹脂部分（以下、必要に応じて、単に「第２部分」という）２０を有する。第２部分２０もまた、それに用いられる繊維強化樹脂の複数の繊維２０ａを含む。

第１部分１０の繊維強化樹脂は連続繊維強化樹脂となっており、かつ第２部分２０の繊維強化樹脂は不連続繊維強化樹脂となっている。そのため、第１部分１０の複数の繊維１０ａは連続繊維となっており、第２部分２０の複数の繊維２０ａは不連続繊維となっている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第１及び第２部分の繊維強化樹脂を連続繊維強化樹脂とすることができ、第１及び第２部分の繊維強化樹脂を不連続繊維強化樹脂とすることができ、かつ第１部分の繊維強化樹脂を不連続繊維強化樹脂とするとともに第２部分の繊維強化樹脂を連続繊維強化樹脂とすることができる。

また、第１及び第２部分１０，２０の接合性能、特に、接着性能を高める観点によれば、第１及び第２部分１０，２０に用いられる繊維強化樹脂の樹脂材料は同じであるとよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、これらの樹脂材料は異ならせることもできる。

例えば、第１部分１０の繊維強化樹脂の繊維が炭素繊維である場合、電食を防止する観点によれば、第２部分２０の繊維強化樹脂の繊維をガラス繊維とするとよい。しかしながら、本発明において、第１及び第２部品の繊維強化樹脂の繊維は、これに限定されない。

かかる構造体において、第１部分１０は、層状に形成される層部１１を有する。第２部分２０は、第１部分１０の層部１１の縁区域１１ａに沿って延びる縁側カバー部２１を有する。縁側カバー部２１内においては、繊維２０ａが第１部分１０の層部１１の縁区域１１ａに沿って配置されている。

第２部分２０における縁側カバー部２１内の繊維２０ａが第１部分１０の層部１１の縁区域１１ａに沿って配置される状態については、次のような繊維２０ａの配向角度によって定義されるとよい。第２部分２０における縁側カバー部２１内の各繊維２０ａの配向角度を、第１部分１０における縁区域１１ａの厚さ方向の両端を結ぶ最短直線に対するその繊維２０ａの長手方向の角度と定義した場合において、かかる配向角度の平均値を、約０度～約３０度の範囲内、特に、約０度～約１０度の範囲内とするとよい。

なお、図１においては、第１部分１０における縁区域１１ａの厚さ方向の両端を結ぶ最短直線は、厚さ方向と略平行になっている。しかしながら、かかる最短直線は厚さ方向に対して傾斜してもよい。また、縁側カバー部２１内の各繊維２０ａが湾曲している場合には、その繊維２０ａの両端を結ぶ直線に沿った方向を、その繊維２０ａの長手方向として定義する。このような繊維の長手方向の定義は、縁側カバー部以外に配置される繊維にも適用することができる。また、このような繊維の長手方向の定義は、連続繊維及び不連続繊維のいずれにおいても適用することができる。

ここで、縁側カバー部２１内の複数の繊維２０ａにおける配向角度の平均値を算出する方法の一例を説明する。縁側カバー部２１の領域からランダムに１００本の繊維２０ａを選択し、かつこれら１００本の繊維の配向角度を測定する。そして、このように測定された１００本の繊維における配向角度の平均値を算出する。なお、繊維の配向角度の測定方法については、例えば、Ｘ線ＣＴを用いて縁側カバー部２１内の繊維２０ａの画像を撮影し、かつ撮影した画像から各繊維２０ａの配向角度を測定することができる。また、Ｘ線に対する繊維２０ａの透過性が高いために、Ｘ線ＣＴを用いた画像の撮影が困難である場合には、電子顕微鏡を用いて画像を撮影するとよい。しかしながら、繊維の配向角度の測定方法はこれに限定されない。また、複数の繊維における配向角度の平均値の算出方法、及び繊維の配向角度の測定方法は、第２部分の縁側カバー部以外にも適用することができる。

さらに、構造体の縁部構造は次のように構成されるとよい。すなわち、第２部分２０が、第１部分１０における層部１１の厚さ方向の一方面１１ｂに沿って配置される一方層部２２を有する。かかる一方層部２２は縁側カバー部２１と一体に形成されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第２部分が一方層部を有さないようにすることもできる。

また、第２部分２０が、第１部分１０における層部１１の厚さ方向の他方面１１ｃに沿って配置される他方層部２３を有する。かかる他方層部２３は縁側カバー部２１と一体に形成されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第２部分が他方層部を有さないようにすることもできる。

［繊維強化樹脂構造体の縁部構造の詳細について］
図１を参照して、本実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の縁部構造の詳細について説明する。すなわち、構造体の縁部構造は、さらに詳細には次のように構成されるとよい。第１及び第２部分１０，２０の繊維強化樹脂の樹脂材料は、互いに同じ種類であってもよく、又は互いに異なる種類であってもよい。第１及び第２部分１０，２０の繊維強化樹脂の繊維は、互いに同じ種類であってもよく、又は互いに異なる種類であってもよい。

図１において、第１部分１０は、断面視で、１つの強化方向に沿って配向された連続繊維を有する４つの層から成る積層構造となっている。しかしながら、本発明において、第１部分の繊維強化樹脂の繊維が連続繊維である場合に、連続繊維の強化方向はこれに限定されず、また、積層構造が、２つ、３つ又は５つ以上の層から成っていてもよい。

第１部分１０の層部１１の一方面１１ｂ及び他方面１１ｃは互いに対して略平行になっているとよい。この場合、層部１１の厚さ方向は、一方面１１ｂ及び他方面１１ｃに対して略垂直な方向であるとよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、これらの一方面及び他方面は互いに対して非平行とすることもできる。この場合、層部の厚さ方向は、一方面及び他方面間の略中央に位置する仮想中央面に対して略垂直な方向であるとよい。

第１部分１０の層部１１の縁区域１１ａは、層部１１の厚さ方向に沿って直線状に延びるとよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、縁区域は、層部の厚さ方向に対して傾斜してもよく、縁区域はまた湾曲していてもよい。

第１部分１０の層部１１内においては、複数の繊維１０ａが層部１１の面内方向に沿って配置される。さらに、複数の繊維１０ａが、その長手方向を層部１１の面内方向のうち１つの方向に沿って配置されるとよい。特に、かかる層部１１の面内方向のうち１つの方向は、層部１１の面内方向にて層部１１の縁区域１１ａに対して交差する方向であるとよい。

第１部分１０の層部１１内において、各繊維１０ａの長手方向は、上記層部１１の面内方向のうち１つの方向に対して約０度～約４５度の角度で、好ましくは、約０度～約３０度の角度で、より好ましくは、約０度～約１０度の角度で配向されるとよい。第１部分１０の繊維強化樹脂が連続繊維強化樹脂である場合においては、複数の繊維１０ａが互いに略平行であるとよく、さらに、複数の繊維１０ａの長手方向が、上記層部１１の面内方向のうち１つの方向に実質的に対応するとよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば、複数の繊維が、互いに略平行であり、かつ長手方向を層部の面内方向のうち１つの方向に実質的に対応させるように配向された繊維と、互いに略平行であり、かつ長手方向を層部の面内方向にて該繊維と交差する方向、特に、略直交する方向に実質的に対応させるように配向された別の繊維とから成っていてもよい。

第１部分１０における層部１１内の各繊維１０ａの配向角度を、層部１１の面内方向のうち１つの方向に対するその繊維１０ａの長手方向の角度と定義した場合において、かかる配向角度の平均値を約０度～約３０度の範囲内、特に、約０度～約１０度の範囲内とするとよい。

さらに、特に明確に図示はしないが、第２部分２０の縁側カバー部２１、一方層部２２及び他方層部２３もまた２層以上の積層構造とすることができる。第２部分２０の縁側カバー部２１は、第１部分１０の層部１１の厚さ方向における一方側及び他方側にそれぞれ位置する一方端区域２１ａ及び他方端区域２１ｂを有する。

第２部分２０の縁側カバー部２１内において、各繊維２０ａの長手方向は、第１部分１０における縁区域１１ａの厚さ方向の両端を結ぶ最短直線に対して約０度～約４５度の角度で、好ましくは、約０度～約３０度の角度で、より好ましくは、約０度～約１０度の角度で配向されるとよい。第２部分２０の繊維強化樹脂が連続繊維強化樹脂である場合においては、複数の繊維１０ａが互いに略平行であるとよく、さらに、複数の繊維２０ａの長手方向が、第１部分１０の層部１１の厚さ方向に実質的に対応するとよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば、複数の繊維が、互いに略平行であり、かつ長手方向を縁側カバー部の面内方向のうち１つの方向に実質的に対応させるように配向された繊維と、互いに略平行であり、かつ長手方向を縁側カバー部の面内方向にて該繊維と交差する方向、特に、略直交する方向に実質的に対応させるように配向された別の繊維とから成っていてもよい。

第２部分２０の一方層部２２は、その面内方向において縁側カバー部２１の一方端区域２１ａに対応するように位置する外側縁区域２２ａを有する。一方層部２２の外側縁区域２２ａは、縁側カバー部２１の一方端区域２１ａと連続的に接続されている。

第２部分２０の一方層部２２内においては、複数の繊維２０ａが一方層部２２の面内方向に沿って配置される。さらに、複数の繊維２０ａが、一方層部２２の面内方向のうち１つの方向に沿って配置されるとよい。特に、かかる一方層部２２の面内方向のうち１つの方向は、一方層部２２の面内方向にて一方層部２２の外側縁区域２２ａに対して交差する方向であるとよい。

第２部分２０の一方層部２２内において、各繊維２０ａの長手方向は、上記一方層部２２の面内方向のうち１つの方向に対して約０度～約４５度の角度で、好ましくは、約０度～約３０度の角度で、より好ましくは、約０度～約１０度の角度で配向されるとよい。各繊維２０ａは、第１部分１０の層部１１内における各繊維１０ａと略平行な方向に沿って配置されるとよい。第２部分２０の繊維強化樹脂が連続繊維強化樹脂である場合において、複数の繊維２０ａが、互いに略平行であるとよく、さらに、複数の繊維２０ａの長手方向が、上記一方層部２２の面内方向のうち１つの方向に実質的に対応するとよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば、複数の繊維が、互いに略平行であり、かつ長手方向を一方層部の面内方向のうち１つの方向に実質的に対応させるように配向された繊維と、互いに略平行であり、かつ長手方向を一方層部の面内方向にて該繊維と交差する方向、特に、略直交する方向に実質的に対応させるように配向された別の繊維とから成っていてもよい。

第２部分２０における一方層部２２内の各繊維２０ａの配向角度を、一方層部２２の面内方向のうち１つの方向に対するその繊維２０ａの長手方向の角度と定義した場合において、かかる配向角度の平均値を約０度～約３０度の範囲内、特に、約０度～約１０度の範囲内とするとよい。

第２部分２０の他方層部２３は、その面内方向において縁側カバー部２１の他方端区域２１ｂに対応するように位置する外側縁区域２３ａを有する。他方層部２３の外側縁区域２３ａは、縁側カバー部２１の他方端区域２１ｂと連続的に接続されている。第２部分２０の他方層部２３は、その面内方向においてその外側縁区域２３ａと対向するように位置する内側縁区域２３ｂを有する。例えば、特に、構造体が後述するようなプレス成形品である場合において、第１部分１０における層部１１の縁区域１１ａから第２部分２０における他方層部２３の内側縁区域２３ｂまでの距離は、第１部分１０における層部１１の厚さの約２倍以下であるとよい。

第２部分２０の他方層部２３内においては、複数の繊維２０ａが他方層部２３の面内方向に沿って配置される。さらに、複数の繊維２０ａが、他方層部２３の面内方向のうち１つの方向に沿って配置されるとよい。特に、かかる他方層部２３の面内方向のうち１つの方向は、他方層部２３の面内方向にて他方層部２３の外側縁区域２３ａに対して交差する方向であるとよい。

第２部分２０の他方層部２３内において、各繊維２０ａの長手方向は、上記他方層部２３の面内方向のうち１つの方向に対して約０度～約４５度の角度で、好ましくは、約０度～約３０度の角度で、より好ましくは、約０度～約１０度の角度で配向されるとよい。各繊維２０ａは、第１部分１０の層部１１内における複数の繊維１０ａと略平行な方向に沿って配置されるとよい。第２部分２０の繊維強化樹脂が連続繊維強化樹脂である場合においては、複数の繊維２０ａが、互いに略平行であるとよく、さらに、複数の繊維２０ａの長手方向が、上記他方層部２３の面内方向のうち１つの方向に実質的に対応するとよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば、複数の繊維が、互いに略平行であり、かつ長手方向を他方層部の面内方向のうち１つの方向に実質的に対応させるように配向された繊維と、互いに略平行であり、かつ長手方向を他方層部の面内方向にて該繊維と交差する方向、特に、略直交する方向に実質的に対応させるように配向された別の繊維とから成っていてもよい。

第２部分２０における他方層部２３内の各繊維２０ａの配向角度を、他方層部２３の面内方向のうち１つの方向に対するその繊維２０ａの長手方向の角度と定義した場合において、かかる配向角度の平均値を約０度～約３０度の範囲内、特に、約０度～約１０度の範囲内とするとよい。

［自動二輪車のシートレールについて］
図２を参照して、本実施形態に係る構造体の縁部構造を適用する自動二輪車のシートレール１００について説明する。シートレール１００は、自動二輪車の平面視にて略Ｕ字形状に形成されている。かかるシートレール１００は、自動二輪車の幅方向（車両幅方向）に互いに間隔を空けて配置される一対のシートレール側方部分１０１と、自動二輪車の前後方向（車両前後方向）において一対のシートレール側方部分１０１の後端部１０１ａを連結するシートレール後端部分１０２とを有する。

特に図示はしないが、シートレール１００は、自動二輪車の後輪に対して、自動二輪車の上下方向（車両上下方向）の上方側に位置する。各シートレール側方部分１０１の車両前後方向の前端部１０１ｂは、シートレール１００に対して車両前方に位置する自動二輪車の車体部材（図示せず）に締結される。各シートレール側方部分１０１の前端部１０１ｂには、かかる締結のための締結部１０１ｃが設けられる。

本実施形態に係る構造体の縁部構造は、このようなシートレール１００に適用することができる。さらに、構造体の縁部構造は、シートレール側方部分１０１及びシートレール後端部分１０２の外周縁部１０１ｄ，１０２ａに適用することができる。

［繊維強化樹脂構造体の製造方法について］
図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、本実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の製造方法について説明する。構造体はプレス成形品となっており、構造体はプレス成形によって作製される。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、かかるプレス成形においては、構造体の厚さ方向にて、第１部分１０側に位置する上型Ｄ１と第２部分２０側に位置する下型Ｄ２とを用いる。なお、かかるプレス成形においては、上型Ｄ１の位置する側を上側と定義し、下型Ｄ２の位置する側を下側と定義する。上型Ｄ１及び下型Ｄ２は、一緒になって、構造体の外形に対応する製品部Ｃ１を形作るように構成されている。なお、上型及び下型の上下位置が逆転してもよい。

第２部分２０の繊維２０ａが不連続繊維である場合において、上型Ｄ１及び下型Ｄ２を用いたプレス成形は次のとおりである。図３（ａ）に示すように、第１部分１０の作製に用いられる第１材料Ｍ１と、第２部分２０の作製に用いられる第２材料Ｍ２とを準備する。第１及び第２材料Ｍ１，Ｍ２のそれぞれは、略平板形状に形成されるとよい。第１及び第２材料Ｍ１，Ｍ２を、上型Ｄ１及び下型Ｄ２によって形成される製品部Ｃ１内にて、互いに重ねた状態で配置する。特に、略平板形状の第１及び第２材料Ｍ１，Ｍ２を、製品部Ｃ１内にて積層状態で配置するとよい。このとき、第１及び第２材料Ｍ１，Ｍ２を、製品部Ｃ１内にて、第２部分２０の縁側カバー部２１及び他方層部２３を形成するための空間Ｓ１を残すように配置する。上型Ｄ１及び下型Ｄ２間で、第１及び第２材料Ｍ１，Ｍ２を上下方向に挟みこむようにプレスする。図３（ｂ）に示すように、かかるプレスによって、第２材料Ｍ２が上記空間Ｓ１にて流動する。その結果、上述の構造体が作製される。

また、特に明確に図示はしないが、第２部分の繊維が連続繊維である場合において、上述した上型及び下型を用いたプレス成形は次のとおりである。第１部分の作製に用いられる第１材料と、第２部分の作製に用いられる第２材料とを準備する。上型及び下型によって形成される製品部内にて、第１材料を配置し、かつ第２材料を、それぞれ第１部分の層部の縁区域、一方面及び他方面に相当する第１材料の縁区域対応部分、一方面対応部分及び他方面対応部分に沿って配置する。上型及び下型間で、第１及び第２材料を上下方向に挟みこむようにプレスする。その結果、構造体が作製される。

なお、第２材料が熱可塑性樹脂を用いて構成される場合、第２材料を予め赤外線ヒータ等によって加熱し、かつこのように加熱された第２材料を、第１材料と共に、上型及び下型によって形成される製品部内に配置し、これら第１及び第２材料を上型及び下型によってプレスし、その後、作製された構造体を冷却するとよい。第２材料が熱硬化性樹脂を用いて構成される場合、繊維に熱硬化性樹脂を含浸させ、かつかかる熱硬化性樹脂を半硬化の状態とした第２材料を、第１材料と共に、上型及び下型によって形成される製品部内に配置し、これら第１及び第２材料を上型及び下型によってプレスし、このとき、熱硬化性樹脂を熱硬化させるとよい。また、第１材料は、上述したプレス成形とは別に成形された成形品であってもよい。しかしながら、第１材料は、第２材料と一緒に、プレス成形を施されてもよい。

さらに、構造体は、射出成型によって作製することもできる。この場合、例えば、第２材料を、第１材料の一方面対応部分から同縁区域対応部分を通って同他方面対応部分に流動させれば、かかる流動によって、第２部分における縁側カバー部内の繊維を第１部分における層部の縁区域に沿って配置することができる。

以上、本実施形態に係る構造体の縁部構造によれば、第１部分１０の層部１１の縁区域１１ａが、第２部分２０の縁側カバー部２１によって覆われ、かつかかる縁側カバー部２１内の繊維２０ａが層部１１の縁区域１１ａに沿って配置される。さらに、第２部分２０における縁側カバー部２１内の各繊維２０ａの配向角度を、第１部分１０における縁区域１１ａの厚さ方向の両端を結ぶ最短直線に対するその繊維２０ａの長手方向の角度と定義した場合にて、かかる配向角度の平均値が約０度～約３０度の範囲内、約０度～約１０度の範囲内とされ得る。そのため、かかる構造体の縁部構造においては、第１部分１０における縁区域１１ａの厚さ方向の強度を効率的に高めることができ、かつ縁区域１１ａを効率的に保護することができる。すなわち、構造体の縁部を効率的に補強することができ、構造体の縁部を効率的に保護することができる。特に、構造体の縁部に応力が集中した場合であっても、第１部分１０に層間剥離等の破損が生じることを効率的に抑制することができる。また、付随的には、追加の部材等を用いずに、構造体の縁部を効率的に補強することができ、構造体の縁部を効率的に保護することができるので、部品点数の増加を抑えることができ、製造工数の増加を抑えることができる。

本実施形態に係る構造体の縁部構造によれば、第２部分２０の縁側カバー部２１に加えて、第２部分２０の一方層部２２が、第１部分１０に接触した状態で第１部分１０と組み合わされるので、第１及び第２部分１０，２０間の接触面積が増加して、第１及び第２部分１０，２０の密着性を高めることができる。特に、プレス成形によって、第１部分１０の層部１１と、第２部分２０の縁側カバー部２１及び一方層部２２とを接合できるので、第１及び第２部分１０，２０の接合強度、特に、接着強度を高めることができる。従って、構造体の縁部を効率的に補強することができる。また、第１部分１０の層部１１と第２部分２０の一方層部２２とによって積層体を形成しながら、かかる積層体の縁部を第２部分２０の縁側カバー部２１によって効率的に保護することができる。

本実施形態に係る構造体によれば、第２部分２０の縁側カバー部２１及び一方層部２２に加えて、第２部分２０の他方層部２３が、第１部分１０に接触した状態で第１部分１０と組み合わされるので、第１及び第２部分１０，２０間の接触面積が増加して、第１及び第２部分１０，２０の密着性を高めることができる。特に、プレス成形によって、第１部分１０の層部１１と、第２部分２０の縁側カバー部２１並びに一方及び他方層部２２，２３とを接合できるので、第１及び第２部分１０，２０の接合強度、特に、接着強度を高めることができる。従って、構造体の縁部を効率的に補強することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の縁部構造を、それを適用した自動二輪車のシートレールとともに説明する。本実施形態に係る構造体の縁部構造は、構造体の締結孔の周縁部に適用される。

［繊維強化樹脂構造体の縁部構造の概略について］
図４及び図５を参照して、本実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の縁部構造の概略について説明する。なお、図４の縦断面図は、構造体の締結孔の中心軸線に沿って切断した状態を示している。本実施形態に係る構造体の縁部構造は、以下において異なる構成として説明する点を除いて、第１実施形態に係る構造体の縁部構造と同様である。

図４に示すように、本実施形態に係る構造体は、それぞれ第１実施形態の第１及び第２部分１０，２０に相当する第１及び第２部分３０，４０を有する。第１及び第２部分３０，４０は、それぞれ第１実施形態の繊維１０ａ，２０ａに相当する繊維３０ａ，４０ａを有する。

第１部分３０は、第１実施形態の層部１１に相当する層部３１を有する。層部３１は、それぞれ第１実施形態の縁区域１１ａ、一方面１１ｂ及び他方面１１ｃに相当する縁区域３１ａ、一方面３１ｂ及び他方面３１ｃを有する。

第２部分４０は、それぞれ第１実施形態の縁側カバー部２１、一方層部２２及び他方層部２３に相当する縁側カバー部４１、一方層部４２及び他方層部４３を有する。縁側カバー部４１は、それぞれ第１実施形態の一方及び他方端区域２１ａ，２１ｂに相当する一方及び他方端区域４１ａ，４１ｂを有する。一方層部４２は、第１実施形態の外側縁区域２２ａに相当する外側縁区域４２ａを有する。他方層部４３は、それぞれ第１実施形態の外側縁区域２３ａ及び内側縁区域２３ｂに相当する外側縁区域４３ａ及び内側縁区域４３ｂを有する。

このような構造体において、第１部分３０の層部３１は、締結部材（図示せず）を挿入すべく層部３１をその厚さ方向に貫通するように形成される締結孔３２を有する。層部３１の縁区域３１ａは、かかる締結孔３２の周縁区域となっている。

第２部分４０における縁側カバー部４１内の繊維４０ａはまた第１部分３０の層部３１の縁区域３１ａに沿って配置される。このような縁側カバー部４１内の繊維４０ａの配置状態については、次のような繊維４０ａの配向角度によって定義されるとよい。第２部分４０における縁側カバー部４１内の各繊維４０ａの配向角度を、第１部分３０における縁区域３１ａの厚さ方向の両端を結ぶ最短直線に対するその繊維４０ａの長手方向の角度と定義した場合において、特に、かかる配向角度を、締結孔３２の中心軸線に対するその繊維４０ａの長手方向の角度と定義した場合において、配向角度の平均値を、約０度～約３０度の範囲内、特に、約０度～約１０度の範囲内とするとよい。

なお、このような縁側カバー部４１内の複数の繊維４０ａにおける配向角度の平均値の算出方法、及び繊維４０ａの配向角度の測定方法は、第１実施形態と同様である。なお、本実施形態に係る繊維の配向角度の測定方法においては、特に、締結孔３２の中心軸線に沿った１つの平面上に位置する繊維４０ａの配向角度が測定されるとよい。

さらに、締結孔３２の周囲にて、第１部分３０の層部３１をその厚さ方向の一方面３１ｂ及び他方面３１ｃ間で貫通するように複数の貫通孔３３が形成されるとよい。複数の貫通孔３３は、締結孔３２の周方向に互いに間隔を空けて配置されるとよい。図４及び図５に示すように、第２部分４０は、それぞれ、第１部分３０の複数の貫通孔３３内に配置される複数の支柱部４４を有するとよい。各支柱部４４は、第２部分４０の一方及び他方層部４２，４３と一体形成されているとよい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第１部分が１つの貫通孔を有し、かつ第２部分がかかる１つの貫通孔内に配置される１つの支柱部を有していてもよい。

［繊維強化樹脂構造体の縁部構造の詳細について］
図４を参照して、本実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の縁部構造の詳細について説明する。すなわち、構造体の縁部構造は、さらに詳細には次のように構成されるとよい。構造体において、第２部分４０の縁側カバー部４１は、第１部分３０の締結孔３２の周縁区域である端区域３１ａに沿って配置される。そのため、第２部分４０もまた締結孔４５を有し、縁側カバー部４１が、かかる締結孔４５の周縁部を構成することとなる。より具体的には、縁側カバー部４１が、一方及び他方層部４２，４３の外側縁区域４２ａ，４３ａとともに、締結孔４５の周縁部を構成することとなる。

第２部分４０の支柱部４４内においては、複数の繊維４０ａが支柱部４４の延在方向に沿って配置される。複数の繊維２０ａの長手方向は、支柱部４４の延在方向に対して約０度～約４５度の角度で、好ましくは、約０度～約３０度の角度で、より好ましくは、約０度～約１０度の角度で配向されるとよい。さらに、第２部分４０の繊維強化樹脂が連続繊維強化樹脂である場合において、複数の繊維４０ａが、互いに略平行であるとよく、さらに、複数の繊維２０ａの長手方向が、支柱部４４の延在方向に実質的に対応するとよい。

第２部分４０における支柱部４４内の各繊維４０ａの配向角度を、支柱部４４の延在方向に対するその繊維４０ａの長手方向の角度と定義した場合において、かかる配向角度の平均値を約０度～約３０度の範囲内、特に、約０度～約１０度の範囲内とするとよい。

構造体は、かかる第２部分４０の締結孔４５に挿入されるカラー５０を有する。カラー５０は略円筒形状に形成されている。かかるカラー５０は、その軸線方向に貫通する挿入孔５０ａを有する。かかる挿入孔５０ａには、締結部材（図示せず）が挿入される。

［自動二輪車のシートレールについて］
再び図２を参照して、本実施形態に係る構造体の縁部構造を適用する自動二輪車のシートレール１００について説明する。なお、かかるシートレール１００は第１実施形態のものと同じであり、本実施形態に係る構造体もまた、かかるシートレール１００に適用することができる。さらに、本実施形態に係る構造体の縁部構造は、シートレール側方部分１０１の前端部１０１ｂにおける締結部１０１ｃに形成される締結孔の周縁部（図示せず）に適用されるとよい。

［繊維強化樹脂構造体の製造方法について］
図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して、本実施形態に係る繊維強化樹脂構造体の製造方法について説明する。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）の縦断面図は、構造体の締結孔の中心軸線に沿って切断した状態を示している。構造体は、第１実施形態と同様にプレス成形品となっており、構造体はプレス成形によって作製される。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、かかるプレス成形においては、構造体の厚さ方向にて、第１部分３０側に位置する上型Ｄ３と第２部分４０側に位置する下型Ｄ４とを用いる。なお、かかるプレス成形においては、上型Ｄ３の位置する側を上側と定義し、下型Ｄ４の位置する側を下側と定義する。上型Ｄ３及び下型Ｄ４は、一緒になって、構造体の外形に実質的に対応する製品部Ｃ２を形作るように構成されている。なお、上型及び下型の上下位置が逆転してもよい。

第２部分４０の繊維４０ａが不連続繊維である場合において、上型Ｄ３及び下型Ｄ４を用いたプレス成形は次のとおりである。図６（ａ）に示すように、第１部分３０の作製に用いられる第１材料Ｍ３と、第２部分４０の作製に用いられる第２材料Ｍ４とを準備する。第１及び第２材料Ｍ３，Ｍ４のそれぞれは、略平板形状に形成されるとよい。第１材料Ｍ３には、第１部分３０の締結孔３２及び貫通孔３３が形成されている。第１及び第２材料Ｍ３，Ｍ４を、上型Ｄ３及び下型Ｄ４によって形成される製品部Ｃ２内にて、互いに重ねた状態で配置する。特に、略平板形状の第１及び第２材料Ｍ３，Ｍ４を、製品部Ｃ２内にて積層状態で配置するとよい。このとき、第３及び第４材料Ｍ３，Ｍ４を、製品部Ｃ２内にて、第２部分４０の縁側カバー部４１及び他方層部４３を形成するための空間Ｓ２を残すように配置する。上型Ｄ３及び下型Ｄ４間で、第１及び第２材料Ｍ３，Ｍ４を上下方向に挟みこむようにプレスする。図６（ｂ）に示すように、かかるプレスによって、第２材料Ｍ４が上記空間Ｓ２及び第１材料Ｍ３の貫通孔３３内にて流動する。その結果、上述の構造体が作製される。

また、特に明確に図示はしないが、第２部分の繊維が連続繊維である場合において、上述した上型及び下型を用いたプレス成形は次のとおりである。第１部分の作製に用いられる第１材料と、第２部分の作製に用いられる第２材料とを準備する。上型及び下型によって形成される製品部内にて、第１材料を配置し、かつ第２材料を、それぞれ第１部分の層部の縁区域、一方面及び他方面に相当する第１材料の縁区域対応部分、一方面対応部分及び他方面対応部分に沿って、かつ第１部分の貫通孔３３に相当する第１材料の貫通孔対応部分を通過するように配置する。上型及び下型間で、第１及び第２材料を上下方向に挟みこむようにプレスする。その結果、構造体が作製される。

なお、本実施形態において第２材料が熱可塑性樹脂を用いて作製される場合、及び第２材料が熱硬化性樹脂を用いて作製される場合は、第１実施形態と同様である。また、本実施形態に係る構造体もまた射出成型によって作製することができる。

以上、本実施形態に係る構造体の縁部構造によれば、第１実施形態に係る構造体の縁部構造と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態に係る構造体の縁部構造によれば、特に、応力が集中し易い締結孔の周縁部を効率的に補強することができ、かつかかる締結孔の周縁部を効率的に保護することができる。

本実施形態に係る構造体の縁部構造によれば、応力が集中し易い締結孔の周囲において、第２部分４０の支柱部４４によって、第１及び第２部分３０，４０の密着性を高めることができる。特に、プレス成形による第１及び第２部分３０，４０の接合と、第２部分４０の支柱部４４とによって第１及び第２部分３０，４０の接合強度、特に、接着強度を高めることができる。従って、構造体の縁部を効率的に補強することができる。

ここまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、その技術的思想に基づいて変形及び変更可能である。

１０，３０…第１繊維強化樹脂部分（第１部分）、１０ａ，３０ａ…繊維、１１，３１…層部、１１ａ,３１ａ…縁区域、１１ｂ，３１ｂ…一方面、１１ｃ，３１ｃ…他方面
２０，４０…第２繊維強化樹脂部分（第２部分）、２０ａ，４０ａ…繊維、２１，４１…縁側カバー部、２２，４２…一方層部、２３，４３…他方層部
３２…締結孔、３３…貫通孔
４４…支柱部

Claims (3)

1. 繊維強化樹脂を用いて構成される第１及び第２繊維強化樹脂部分を備え、
   前記第１繊維強化樹脂部分が層状に形成される層部を有する、繊維強化樹脂構造体の縁部構造であって、
   前記第２繊維強化樹脂部分が、前記第１繊維強化樹脂部分の層部の縁区域に沿って延びる縁側カバー部を有し、
   前記縁側カバー部内の複数の繊維は前記層部の縁区域に沿って配置されており、
   前記第２繊維強化樹脂部分が、前記第１繊維強化樹脂部分における層部の厚さ方向の一方面に沿って配置される一方層部を有しており、
   前記一方層部が前記縁側カバー部と一体形成されており、
   前記第２繊維強化樹脂部分が、前記第１繊維強化樹脂部分における層部の厚さ方向の他方面に沿って配置される他方層部を有しており、
   前記他方層部が前記縁側カバー部と一体形成されており、
   前記第１繊維強化樹脂部分の層部の縁区域が、締結部材を挿入すべく前記層部をその厚さ方向に貫通するように形成される締結孔の周縁区域となっており、
   前記締結孔の周囲にて前記第１繊維強化樹脂部分の層部をその厚さ方向の一方面及び他方面間で貫通するように形成される貫通孔が形成され、
   前記第２繊維強化樹脂部分が、前記第１繊維強化樹脂部分の貫通孔内に配置される支柱部を有し、
   前記支柱部が前記一方及び他方層部と一体形成されている、繊維強化樹脂構造体の縁部構造。
2. 前記第２繊維強化樹脂部分における前記縁側カバー部内の各繊維の配向角度が、前記第１繊維強化樹脂部分における前記縁区域の厚さ方向の両端を結ぶ最短直線に対するその繊維の長手軸線の角度であると定義された場合に、前記縁側カバー部内の複数の繊維における前記配向角度の平均値が０度～３０度の範囲内にある、請求項１に記載の繊維強化樹脂構造体の縁部構造。
3. 前記繊維強化樹脂構造体がプレス成形体となっている、請求項１又は２に記載の繊維強化樹脂構造体の縁部構造。

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