JP7391358B2 - 中空構造体 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑樹脂製の中空板状のコア層に板材を接合した中空構造体に関する。

内部に複数のセルが並設された中空板材は、適度な強度を有し、軽量で取扱い性にも優れていることから、例えば、車両後部の荷室床面を構成するラゲッジボードや、荷室上部に取り付けられるトノカバー等に適用することが知られている。特許文献１には、車両後部の荷室床面を構成するラゲッジパネルに、一対の表層部と、一対の表層部を離間して支持する支持部とを有する中空板材を適用することが記載されている。一対の表層部を離間して支持する支持部は、中空板材の厚み方向に延びて中空板材の内部に複数のセルを区画している。

特許文献１に記載されるラゲッジパネルは、その重量および体積の増加を抑制しつつ、ラゲッジパネルの剛性を保持することを目的として、中空板材の一対の表層部のそれぞれに長方形板状の鋼板が接合されて形成されている。鋼板を接合する位置は、ラゲッジパネルに要求される剛性を保持する点から適宜設定されている。

特開２０１６－７９００号公報

ところで、鋼板が部分的に接合されている場合、鋼板が接合されている部分と接合されていない部分との境界部分でラゲッジパネルとしての剛性に差が生じ、鋼板の側辺に沿って、ラゲッジパネルが厚み方向に変形し易くなる場合がある。また、中空板材によっては、セルの並設態様によってその厚み方向の曲がり易さに差が生じる場合がある。そのため、鋼板の側辺が中空板材の曲がり易い方向に沿っていると、鋼板の側辺に沿うようにラゲッジパネルが厚み方向に変形し易くなる。

本発明は、従来のこうした問題を解決するためになされたものであり、変形し難い中空構造体を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、厚み方向に立設された側壁によって区画された複数のセルが並設された熱可塑樹脂製の中空板状のコア層と、前記コア層の少なくとも一方の主面に接合された板材を備えた中空構造体であって、前記コア層は、自身の厚み方向に曲げ力が作用したときに、他の部位より曲がり易い易曲がり仮想線を有するように前記セルが並設され、前記板材が有する複数の側辺のうち、前記易曲がり仮想線との交差角度が最も小さい側辺を特定側辺としたとき、前記板材は、前記特定側辺が、易曲がり仮想線と交差するように前記コア層に接合されている。

上記の構成によれば、コア層に接合された板材は、板材の側辺のうち、コア層の易曲がり仮想線との交差角度が最も小さい特定側辺が、易曲がり仮想線と交差するように接合されている。そのため、コア層が易曲がり仮想線に沿って曲がるような曲げ力が作用したとしても、板材の特定側辺によってコア層が曲がることが抑制される。変形しにくい中空構造体が得られる。

上記の構成において、前記コア層の少なくとも一方の主面には、合成樹脂製のスキン層が接合されており、前記スキン層が接合された側の前記板材は、前記スキン層の外面に接合されていることが好ましい。

上記の構成によれば、コア層にスキン層が接合されていることにより、コア層が補強される。中空構造体の変形が抑制される。
上記の構成において、前記コア層は、一枚のシート材を真空成形して膨出部が形成された凹凸シート材を折り畳むことにより、２層構造をなす前記側壁が一方向に延びるように前記セルが並設されており、前記易曲がり仮想線は、前記２層構造をなす側壁に沿って延びる仮想線であることが好ましい。

上記の構成によれば、コア層の厚み方向に曲げ力が作用すると、２層構造の側壁が層間剥離し易く、２層構造をなす側壁に沿ってコア層に変形が生じ易くなる。板材は２層構造をなす側壁に沿って延びる仮想線に特定側辺が交差するように接合されているため、２層構造をなす側壁での層間剥離が生じ難く、コア層に変形が生じ難い。

上記の構成において、前記板材は、前記特定側辺が、前記易曲がり仮想線を跨ぐように接合されていることが好ましい。
上記の構成によれば、易曲がり仮想線を跨いでいることにより、板材の特定側辺の部分では、２層構造の側壁に連続的に層間剥離が生じることが抑制される。

本発明によれば、板材が接合されていても変形し難い中空構造体が得られる。

（ａ）は本実施形態の中空構造体の斜視図、（ｂ）は（ａ）における１Ｂ‐１Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）における１Ｃ‐１Ｃ線断面図。 （ａ）はコア層の斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるβ‐β線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるγ‐γ線断面図。 （ａ）は鋼板の接合位置について説明する図、（ｂ）は（ａ）で一点鎖線で囲んだ部分の拡大斜視図。 （ａ）はコア層を構成する凹凸シート材の斜視図、（ｂ）は凹凸シート材の折り畳み途中の状態を示す斜視図、（ｃ）は凹凸シート材を折り畳んだ状態を示す斜視図。 （ａ）～（ｄ）は中空構造体の製造方法について説明する図。

本発明を具体化した中空構造体１０について、図１～図３に基づいて説明する。本実施形態の中空構造体１０は、車両後部の荷室上部に取り付けられるトノカバーに適用される。

図１（ａ）～（ｃ）に示すように、本実施形態の中空構造体１０は、中空板状をなすコア層２０と、その上下の両主面に接合された鋼板３０、４０とで構成されている。ここで中空構造体１０の上下とは、図１（ｂ）及び（ｃ）における上下で規定する。

図１（ａ）に示すように、中空構造体１０は、全体として上面視略台形状の板状である。中空構造体１０に接合された鋼板３０、４０の大きさは、コア層２０の上下の両主面より小さいことから、中空構造体１０の大きさは、コア層２０の大きさにほぼ一致する。

コア層２０の長手方向の最大長は約１００ｃｍであり、短手方向の最大長は約２０ｃｍであり、その厚みは約５ｍｍである。コア層２０を上面視したとき、コア層２０は、最も長い側辺２０ａの両端部に、一対の短い側辺２０ｂ、２０ｃが約７０゜の角度をなすように連設され、側辺２０ｂ、２０ｃの他方の端部に、曲線状の側辺２０ｄが連設された形状をなしている。

図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コア層２０は、所定形状に成形された１枚の熱可塑性樹脂製の凹凸シート材を折り畳んで形成されている。コア層２０には、複数のセルＳが並設されている。そして、コア層２０は、上壁部２１と、下壁部２２と、上壁部２１及び下壁部２２の間に立設されてセルＳを六角柱形状に区画する側壁部２３とで構成されている。

図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コア層２０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及び第２セルＳ２が存在する。図２（ｂ）に示すように、第１セルＳ１においては、側壁部２３の上部に２層構造の上壁部２１が設けられている。この２層構造の上壁部２１の各層は互いに接合されている。また、第１セルＳ１においては、側壁部２３の下部に１層構造の下壁部２２が設けられている。一方、図２（ｃ）に示すように、第２セルＳ２においては、側壁部２３の上部に１層構造の上壁部２１が設けられている。また、第２セルＳ２においては、側壁部２３の下部に２層構造の下壁部２２が設けられている。この２層構造の下壁部２２の各層は互いに接合されている。

図２（ａ）に示すように、第１セルＳ１はＸ方向に沿って列を成すように並設されている。同様に、第２セルＳ２はＸ方向に沿って列を成すように並設されている。第１セルＳ１の列及び第２セルＳ２の列は、Ｘ方向に直交するＹ方向において交互に配列されている。これら第１セルＳ１及び第２セルＳ２により、コア層２０は、全体としてハニカム構造をなしている。なお、図２（ａ）では、２層構造の上壁部２１、下壁部２２の図示を省略している。また、図１（ｂ）では、上壁部２１、下壁部２２、及び側壁部２３の層構造の図示を省略している。

図２（ｂ）及び（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、それぞれ２層構造の側壁部２３によって区画されている。図２（ａ）に仮想線Ｌで示すように、第１セルＳ１の２層構造の側壁部２３はＹ方向に沿うように延びている。また、仮想線Ｍで示すように、第２セルＳ２の２層構造の側壁部２３はＹ方向に沿うように延びている。仮想線Ｌ、Ｍは互いに平行である。第１セルＳ１及び第２セルＳ２では、２層構造の側壁部２３は、その上下両端部で互いに熱溶着されている一方で、コア層２０の厚み方向中央部には互いに熱溶着されていない部分を有している。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、中空構造体１０のコア層２０を構成するセルＳは、コア層２０を上面視したときの側辺２０ａが、コア層２０における仮想線Ｍ、Ｌとの交差角度θが約１０゜となるように傾斜する方向に並設されている。なお、図３（ａ）では、コア層２０のセルＳにおける２層構造の側壁部２３が延びる方向、つまり、仮想線Ｌ、Ｍが延びる方向を点線で示している。

図１（ａ）～（ｃ）に示すように、中空構造体１０の上側の主面には、鋼板３０が接合されている。鋼板３０は、コア層２０と同形状であり、全体として上面視略台形状の薄板状である。鋼板３０の長手方向の最大長はコア層２０の長手方向の最大長より約１ｃｍ程度短く、鋼板３０の短手方向の最大長はコア層２０の短手方向の最大長より約１ｃｍ短い。鋼板３０は、例えばアルミニウム合金、鉄合金、銅合金などの金属製であり、その厚みは０．０５ｍｍ～４ｍｍ程度、好ましくは２ｍｍ以下である。鋼板３０を上面視したとき、鋼板３０は、最も長い側辺３０ａの両端部に、一対の短い側辺３０ｂ、３０ｃが約７０゜の角度をなすように連設され、側辺３０ｂ、３０ｃの他方の端部に、曲線状の側辺３０ｄが連設された形状をなしている。

図１（ａ）に示すように、鋼板３０は、中空構造体１０のすべての端縁において、コア層２０の端縁より内側となる位置に接合されている。そして、鋼板３０の端縁とコア層２０の端縁との距離は中空構造体１０のすべての端縁においてほぼ同一とされている。つまり、鋼板３０の各側辺３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄと、コア層２０を上面視したときの各側辺２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄとの距離はほぼ同一とされている。また、中空構造体１０のすべての端縁において、鋼板３０の上面は、後に説明するコア層２０の封止部１１における上側の平坦面１１ｂの上面とほぼ面一とされている。

図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、中空構造体１０の下側の主面には、鋼板４０が接合されている。この実施形態では、鋼板４０は、鋼板３０と同様の構成であり、鋼板３０と同様の位置に、同様の態様で接合されている。以下では、鋼板３０について説明し、鋼板４０についての説明は省略する。

図３（ａ）に示すように、鋼板３０は、その端縁とコア層２０の端縁との距離が中空構造体１０のすべての端縁においてほぼ同一とされていることから、鋼板３０の側辺３０ａは、コア層２０を上面視したときの側辺２０ａと平行となっている。そのため、図３（ｂ）に示すように、鋼板３０は、側辺３０ａとコア層２０における仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度θが約１０゜となるように傾斜して接合されている。

また、鋼板３０の側辺３０ｂは、コア層２０における仮想線Ｌ、Ｍに対して、約８０゜の角度を有して傾斜しており、鋼板３０の側辺３０ｃは、コア層２０における仮想線Ｌ、Ｍに対して、約６０゜の角度を有して傾斜している。鋼板３０の曲線状の側辺３０ｄは、コア層２０における仮想線Ｌ、Ｍに対して、－４０゜～２０゜の範囲の角度を有して傾斜している。

図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、中空構造体１０の周縁部には、セルＳの内部空間が中空構造体１０の外部に露出しないように封止する封止部１１が設けられている。封止部１１は、中空構造体１０の周縁部を内側に加熱しつつ圧縮することにより形成されている。したがって、封止部１１は、中空構造体１０のコア層２０の上壁部２１、下壁部２２及び側壁部２３を構成する熱可塑性樹脂からなる一体構成物である。また、封止部１１は、中空構造体１０の周方向全体に形成されている。

図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、封止部１１は、断面視すると全体として四角形状の外形状を有する。具体的には、封止部１１は、中空構造体の面方向に沿って延びる上下一対の平坦面１１ｂと、各平坦面１１ｂから厚み方向の中央側に向けて円弧状に傾斜する上下一対の傾斜面１１ｃとを有する。また、封止部１１は、各傾斜面１１ｃの間において中空構造体の厚み方向に延びる先端面１１ａを有する。封止部１１の先端面１１ａが中空構造体１０の端縁を構成し、コア層２０を上面視したときの各側辺２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを構成する。

図１（ｃ）に示すように、封止部１１の平坦面１１ｂと鋼板３０、４０の表面とは面一になっており、鋼板３０、４０の端縁は、封止部１１で覆われている。
封止部１１の内部には、圧縮される前のセルＳの内部空間に起因する空間Ｓ３が形成されている。なお、図１（ｂ）及び（ｃ）では、封止部１１の内部の空間Ｓ３を断面半円状に示しているが、封止部１１を形成する際の温度や圧縮の程度によって空間Ｓ３の形状や大きさは変化し得る。また、図１（ｂ）及び（ｃ）では、封止部１１をコア層２０とは別部材として示しているが、封止部１１はコア層２０と一体的に形成されている。

次に、中空構造体１０を製造する方法について、図４及び図５に基づいて説明する。中空構造体１０を製造するための工程は、コア層２０を形成するコア層形成工程と、コア層２０の上下の両主面に鋼板３０、４０を接合する鋼板接合工程と、コア層２０をトリミングするトリミング工程と、コア層２０の周縁部に封止部１１を形成する封止工程とから構成されている。

まず、コア層２０を製造するコア層形成工程について、図４に基づいて説明する。コア層形成工程は、一枚のシート材を真空成形して膨出部が形成された凹凸シート材１００を折り畳むことにより、２層構造の側壁部２３が一方向に延びるようにセルＳが並設されたコア層２０を形成する工程である。

図４（ａ）に示すように、凹凸シート材１００は、１枚の熱可塑性樹脂製のシートを所定の形状に成形することにより形成される。凹凸シート材１００には、帯状をなす平面領域１１０及び膨出領域１２０が、凹凸シート材１００の長手方向（Ｚ１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（Ｚ２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。

なお、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、凹凸シート材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。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、上述のように構成された凹凸シート材１００を、境界線Ｐ、Ｑに沿って折り畳むことでコア層２０が形成される。具体的には、凹凸シート材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Ｚ１方向に圧縮する。そして、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、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Ｚ２方向に延びる角柱状の区画体１３０が形成される。こうした区画体１３０がＺ１方向に連続して形成されていくことにより中空板状のコア層２０が形成される。

上記のように凹凸シート材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コア層２０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とによってコア層２０の下壁部２２が形成される。なお、図４（ｃ）に示すように、上壁部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、及び下壁部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。

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形状の領域が第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形状の領域が第１セルＳ１となる。本実施形態では、第２膨出部１２２の上面及び側面が第２セルＳ２の側壁部２３を構成するとともに、第２膨出部１２２の側面と、膨出領域１２０における第２膨出部１２２間に位置する平面部分とが第１セルＳ１の側壁部２３を構成する。そして、第２膨出部１２２の上面同士の当接部位、及び膨出領域１２０における上記平面部分同士の当接部位が２層構造をなす側壁部２３となる。なお、こうした折り畳み工程を実施するに際して、凹凸シート材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い。

次に、コア層２０の上下の両主面に鋼板３０、４０を接合する鋼板接合工程について説明する。
図５（ａ）に示すように、金属製の薄板を略台形状にトリミングして、鋼板３０、４０を準備する。なお、図５では、鋼板３０のみを示して、鋼板４０についての図示を略している。鋼板３０、４０の一方の主面には、図示しない接着剤層が設けられている。また、コア層形成工程で形成されたコア層２０を所定形状に切断したものを準備する。コア層２０は、中空構造体１０の長手方向の長さより１０ｃｍ程度長く、中空構造体１０の短手方向の長さより１０ｃｍ程度長い上面視矩形状に切断したものを準備する。

図示しない加熱炉内で、所定時間、所定温度、鋼板３０，４０を加熱した後、図示しないプレス機の台座上に鋼板４０、コア層２０、鋼板３０の順に載置する。コア層２０及び鋼板３０、４０に対して、プレス金型等で上方から圧をかけて加熱状態で押圧することにより、図５（ｂ）に示すように、コア層２０に対して鋼板３０、４０を接合する。なお、鋼板３０、４０の加熱温度は、鋼板３０、４０に設けられた接着剤層の溶融温度よりも高い温度に設定されている。

次に、コア層２０をトリミングするトリミング工程について説明する。
図５（ｃ）に示すように、鋼板３０、４０が接合されたコア層２０を冷却後、コア層２０において、鋼板３０、４０の端縁から所定距離外側に部分を、鋼板３０、４０の端縁に沿うようにしてトリミングする。コア層２０をトリミングする位置は、鋼板３０、４０の端縁の位置に封止部１１を形成するのに十分な距離が確保されるように設計されていることが好ましい。その距離は、例えば１ｍｍ～５０ｍｍであり、好ましくは３ｍｍ～１０ｍｍである。コア層２０をトリミングすることにより、中空構造体１０と少し大きいコア層２０を有し、その上下の両主面に鋼板３０、４０が接合された中間体５０が得られる。

次に、中間体５０におけるコア層２０の周縁部に封止部１１を形成する封止工程について説明する。
図５（ｄ）に示すように、中間体５０には、長辺側封止治具６１、一対の短辺側封止治具６２、６３、及び曲線側封止治具６４を用いた周縁封止処理が施される。長辺側封止治具６１、一対の短辺側封止治具６２、６３、及び曲線側封止治具６４は、例えば電磁ヒータ等によって、コア層２０を構成する熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱できるようになっている。

図５（ｄ）に示すように、長辺側封止治具６１は、全体として長尺な形状をなしている。そして、長辺側封止治具６１の長手方向の寸法は、外側よりも内側の方が短くなっている。その結果、長辺側封止治具６１の両端には傾斜部６１ａが形成されている。これら傾斜部６１ａは、長辺側封止治具６１の長手方向に対して４５度の角度をなしている。また、長辺側封止治具６１の内側における長手方向の寸法は、中間体５０の長手方向の長さよりも若干短くなっている。同様に、一対の短辺側封止治具６２、６３、及び曲線側封止治具６４にも、それぞれ傾斜部６２ａ，６３ａ、６４ａが形成されている。

長辺側封止治具６１、一対の短辺側封止治具６２、６３、及び曲線側封止治具６４の内側には、長手方向に沿って延びる図示しない溝部が形成されている。長辺側封止治具６１、一対の短辺側封止治具６２、６３、及び曲線側封止治具６４を型締めして、各傾斜部６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａが互いに当接した状態では、長手方向に延びる溝部で囲まれた部分が、中空構造体１０の形状となる。

図５（ｄ）に示すように、封止工程で中間体５０の周縁部に封止部１１を形成する際には、中間体５０の周縁部の側方に、加熱した長辺側封止治具６１、一対の短辺側封止治具６２、６３、及び曲線側封止治具６４を配置する。そして、長辺側封止治具６１、一対の短辺側封止治具６２、６３、及び曲線側封止治具６４の各溝部を中間体５０に押し付けるように型締めすると、中間体５０の周縁部は、溝部の形状に沿って加熱変形する。これにより、中間体５０の周縁部が、中間体５０の面方向中央側に向けて圧縮されて封止部１１が形成される。

ここで、長辺側封止治具６１、一対の短辺側封止治具６２、６３、及び曲線側封止治具６４は加熱されている。そのため、中間体５０のうち、長辺側封止治具６１、一対の短辺側封止治具６２、６３、及び曲線側封止治具６４に触れた部分は溶融して流動性を有する。そして、溶融した中間体５０の一部（熱可塑性樹脂）は、溝部の形状に沿って流動し、その後固化する。このようにして、中間体５０の周縁部には、溝部の内面形状と略同一形状であり、先端面１１ａ、平坦面１１ｂ、及び傾斜面１１ｃを有する封止部１１が形成される。

次に、本実施形態の中空構造体１０の作用について説明する。
中空構造体１０は、複数のセルＳが並設されたコア層２０と、コア層２０の上下の両主面に接合された鋼板３０、４０を備えている。コア層２０には、構成の異なる第１セルＳ１及び第２セルＳ２が存在し、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、それぞれ２層構造の側壁部２３によって区画されている。第１セルＳ１の２層構造の側壁部２３は、図２（ａ）に示す仮想線Ｌに沿って延びており、第２セルＳ２の２層構造の側壁部２３は、仮想線Ｍに沿って延びている。また、第１セルＳ１及び第２セルＳ２では、２層構造の側壁部２３は、その上下両端部で互いに熱溶着されている一方で、コア層２０の上下方向中央部には互いに熱溶着されていない部分を有している。そのため、コア層２０に対して厚み方向に曲げ力が作用すると、２層構造の側壁部２３の上端部或いは下端部において熱溶着された部分が、曲げ力に抗しきれずに剥がれ易くなり、２層構造の側壁部２３が層間剥離を起こす。その結果、コア層２０はＹ方向に延びる仮想線Ｌ、Ｍに沿って曲がり易くなる。

図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、例えば、コア層２０に対して上方へ向かって曲げ力が作用すると、仮想線Ｌに沿って延びる第１セルＳ１の２層構造の側壁部２３では、側壁部２３の下端部において熱溶着された部分に曲げ力が作用する。これにより、連続して延びる第１セルＳ１の２層構造の側壁部２３の下端部における溶着部分が剥がれ易くなり、２層構造の側壁部２３が層間剥離を起こす。こうした第１セルＳ１での変形に伴って、第２セルＳ２でも、２層構造の下壁部２２が仮想線Ｌに沿って剥がれ易くなり、第２セルＳ２の下壁部２２は、その中央で分断される。その結果、コア層２０は、仮想線Ｌに沿って曲げられ、仮想線Ｌの両側が上方へ向かって変形する。

また、コア層２０に対して下方へ向かって曲げ力が作用すると、仮想線Ｍに沿って延びる第２セルＳ２の２層構造の側壁部２３では、側壁部２３の上端部において熱溶着された部分に曲げ力が作用する。これにより、連続して延びる第２セルＳ２の２層構造の側壁部２３の上端部における溶着部分が剥がれ易くなり、２層構造の側壁部２３が層間剥離を起こす。こうした第２セルＳ２での変形に伴って、第１セルＳ１でも、２層構造の上壁部２１が仮想線Ｍに沿って剥がれ易くなり、第１セルＳ１の上壁部２１は、その中央で分断される。その結果、コア層２０は、仮想線Ｍに沿って曲げられ、仮想線Ｍの両側が下方へ向かって変形する。

このように、コア層２０に並設された第１セルＳ１及び第２セルＳ２は、コア層２０の厚み方向に曲げ力が作用したときに、他の部位より曲がり易い方向を有しており、ここでの仮想線Ｌ、Ｍが請求項で言う易曲がり仮想線に相当する。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、中空構造体１０のコア層２０を構成するセルＳは、コア層２０を上面視したときの側辺２０ａが、コア層２０における仮想線Ｍ、Ｌとの交差角度θが約１０゜となるように傾斜する方向に並設されている。また、コア層２０に接合された鋼板３０は、側辺３０ａとコア層２０における仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度θが約１０゜となるように傾斜して接合されている。鋼板３０の他の側辺３０ｂ、３０ｃ、３０ｄも、コア層２０における仮想線Ｌ、Ｍに対して、側辺３０ａより大きな角度を有して傾斜している。つまり、鋼板３０が有する複数の側辺３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄのうち、仮想線Ｍ、Ｌとの交差角度が最も小さい側辺３０ｄの交差角度θが約１０゜である。請求項の易曲がり仮想線に相当する仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度が最も小さい側辺３０ａが、請求項で言う特定側辺に相当する。なお、側辺３０ｄは曲線状であり、仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度が０゜となる部分も含んでいる一方、４０゜となる部分も含んでいる。ここでの特定側辺とは、易曲がり仮想線との交差角度が特定側辺全体で最も小さい側辺を言うものとする。

コア層２０に並設されたセルＳに対して、鋼板３０の接合される向きが特定されることにより、コア層２０に対して厚み方向に曲げ力が作用したときのコア層２０の変形が抑制される。つまり、鋼板３０の特定側辺である側辺３０ａが仮想線Ｌ、Ｍと交差角度θが約１０゜となるように延びており、側辺３０ａが仮想線Ｌ、Ｍを跨ぐように鋼板３０がコア層２０に接合されている。そのため、２層構造の側壁部２３が仮想線Ｌ、Ｍに沿って連続的に剥がれることが抑制され、コア層２０が仮想線Ｌ、Ｍに沿って変形することが抑制される。

こうした作用は、仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度が側辺３０ａより大きい、側辺３０ｂ、３０ｃ、３０ｄによっても得られる。つまり、特定側辺である側辺３０ａが易曲がり仮想線と交差するように鋼板３０が接合されていることにより、コア層２０が易曲がり仮想線を有するようにセルＳが並設されていても、側壁部２３の層間剥離に起因するコア層２０の変形が抑制される。

次に、本実施形態の中空構造体１０によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の中空構造体１０は、厚み方向に立設された側壁部２３によって区画された複数のセルＳが並設されたコア層２０と、コア層２０の上下の両主面に接合された鋼板３０、４０を備えている。コア層２０は、その厚み方向に曲げ力が作用したときに、他の部位より曲がり易い易曲がり仮想線としての仮想線Ｌ、Ｍを有するようにセルＳが並設されている。そして、鋼板３０は、仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度が最も小さい側辺３０ａが、仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度θが約１０゜となるようにコア層２０に接合されている。鋼板４０も同様に接合されている。

そのため、コア層２０に接合された鋼板３０、４０によって、コア層２０が易曲がり仮想線としての仮想線Ｌ、Ｍに沿って曲がることが抑制される。変形したり破損したりし難い中空構造体が得られる。

（２）コア層２０は、一枚のシート材を真空成形して膨出部が形成された凹凸シート材１００を折り畳むことにより、２層構造をなす側壁部２３が一方向に延びるようにセルＳが並設されている。そして、鋼板３０は、特定側辺である側辺３０ａが、２層構造をなす側壁部２３が延びる方向と同方向に延びる仮想線Ｌ、Ｍと交差角度θが約１０゜となるようにコア層２０に接合されている。

そのため、コア層２０に接合された鋼板３０、４０によって、２層構造をなす側壁部２３の層間剥離による変形が生じ難くなる。２層構造の側壁部２３に沿ってコア層２０が変形することが抑制される。

（３）鋼板３０の側辺３０ａが仮想線Ｌ、Ｍと交差角度θが約１０゜となるように延びており、側辺３０ａが仮想線Ｌ、Ｍを跨ぐように鋼板３０がコア層２０に接合されている。

そのため、２層構造の側壁部２３に連続的に層間剥離が生じることが抑制される。
（４）鋼板３０、４０は、コア層２０の大きさより小さいが、コア層２０と同形状であり、コア層２０のほぼ全面に亘って接合されている。

そのため、中空構造体１０としての剛性を向上させることができる。
（５）コア層２０の端縁は封止部１１で封止されている。
そのため、コア層２０に並設されたセルＳの内部に埃、ゴミ、水分等が侵入することが抑制される。

（６）鋼板３０、４０は、その端縁の位置が中空構造体１０の端縁より内側となるように接合されており、コア層２０の端縁は封止部１１で封止されている。
そのため、封止部１１の先端面１１ａが他の物体に衝突しても、比較的に強度の高い鋼板３０の端縁や鋼板４０の端縁からの衝突力が物体に伝わりにくい。その結果、中空構造体１０が衝突した物体に傷やへこみ等をつけにくい。

（７）中空構造体１０における封止部１１は、中空構造体１０の厚み方向の中央側に向かって傾斜する傾斜面１１ｃを有しており、中空構造体１０における封止部１１の先端面１１ａにおいて鋭角な角部を有さない。

そのため、中空構造体１０の端縁が他の物体にぶつかっても、その他の物体に傷等をつけにくい。
（８）中空構造体１０の周縁部の封止部１１は、コア層２０の周縁部を圧縮して形成したものであるため、封止部１１が設けられていない箇所に比べて剛性が高い。

そのため、封止部１１を設けない中空構造体と比較して、中空構造体１０としての剛性を向上させることができる。
（９）封止部１１は、中空構造体１０の周縁部を内側に加熱しつつ圧縮することによって形成された樹脂溜りが冷却固化されて形成されている。

そのため、封止部１１を形成する際の封止治具の加熱の程度や中空構造体１０の周縁部の圧縮の程度によっては、鋼板３０の端縁の下方、鋼板４０の端縁の上方、空間Ｓ３の内側にも樹脂溜りが形成されて端面封止がなされている。これにより、中空構造体１０の曲げ強度や破損強度が向上する。

（１０）中空構造体１０のコア層２０の上壁部２１又は下壁部２２には、折り畳み工程での加熱処理によって、熱可塑性樹脂の熱収縮による開口が形成される場合がある。こうした開口は、セルＳを上面視したときに最も長い対角線となる部分に沿って形成される。コア層２０の上壁部２１側で言えば、開口は仮想線Ｍに沿って形成される。ここで、中空構造体１０の端縁に封止部１１が形成されていることにより、封止部１１の近傍では、開口が小さくなるが、完全に溶融一体化して開口が樹脂で埋められてしまうことにはなり難い。この点、鋼板３０は、仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度が最も小さい側辺３０ａが、仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度θが約１０゜となるようにコア層２０に接合されている。

そのため、開口が形成されていたとしても、中空構造体１０が易曲がり仮想線に沿って曲がることが抑制される。易曲がり仮想線での曲げ強度や破損強度が向上する。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態の中空構造体１０は、凹凸シート材１００を折り畳んで形成されたコア層２０に鋼板３０、４０を接合して構成されているが、中空構造体１０の構成はこれに限定されない。コア層２０の少なくとも一方の主面に、合成樹脂製のシート状のスキン層を接合してもよい。スキン層によってコア層２０が補強され、コア層２０のみの場合よりも中空構造体１０としての変形が抑制される。

・コア層２０は、凹凸シート材１００を折り畳んで形成されているが、上記実施形態の凹凸シート材１００とは異なる形状の凹凸シート材を折り畳んで形成してもよい。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コア層を形成してもよい。

・コア層２０は凹凸シート材を折り畳んで形成されたものでなくてもよい。一枚のシート材を真空成形することにより、円柱状や截頭円錐形状の膨出部が形成された凹凸シート材であってもよい。また、複数の帯状のシートを所定間隔毎に屈曲させて配置してセルの側壁を構成した凹凸シート材であってもよい。

・コア層２０は、柱形状のセルＳが区画されたものに限らない。例えば、所定の凹凸形状を有するコア層の上下両面にシート層を接合したものであってもよい。このような構成のコア層としては、例えば特開２０１４－２０５３４１号公報に記載のものが挙げられる。また、断面がハーモニカ状のプラスチックダンボール等であってもよい。

・コア層２０の内部には六角柱状のセルＳが並設されているが、セルＳの形状はこれに限定されない。例えば、四角柱状、八角柱状等の多角柱状もよい。また、各セルは隣接していなくてもよく、セルとセルとの間に隙間（空間）が存在していてもよい。

・コア層２０は、形状の異なるセルが混在しているものであってもよい。
・コア層２０の易曲がり仮想線は、第１セルＳ１の２層構造の側壁部２３が延びる方向である仮想線Ｌ、第２セルＳ２の２層構造の側壁部２３が延びる方向である仮想線Ｍであるが、コア層２０が本実施形態とは異なる形状である場合、易曲がり仮想線は、これに限定されない。例えば、隣り合うセルが共通する側壁部を有さず、独立した形状のセルが複数並設されたようなコア層の場合、易曲がり仮想線は、コア層のセルとセルとの間に形成されていてもよい。

・上記実施形態のコア層２０では、折り畳み工程での加熱処理によりコア層２０の上壁部２１又は下壁部２２に、セルＳを上面視したときに最も長い対角線となる部分に沿って、熱可塑性樹脂の熱収縮による開口が形成される場合がある。易曲がり仮想線は、こうした開口が形成された方向に沿うように形成されていてもよい。

・鋼板３０の特定側辺である側辺３０ａは直線として形成されているが、鋼板３０の主面方向に延びる小さな凹凸が形成されて、全体として直線状に延びているものであってもよい。側辺３０ａが全体として直線状であって、その直線状の線が、鋼板３０の各側辺のうち易曲がり仮想線としての仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度が最も小さければ、側辺３０ａは特定側辺である。

・鋼板３０の側辺３０ａと仮想線Ｌ、Ｍとの交差角度θは約１０゜でなくてもよい。約１０゜より小さくてもよい。仮想線Ｌ、Ｍを跨ぐように鋼板３０が接合されていれば、コア層２０の変形を抑制することができる。

・鋼板３０、４０のいずれか一方を省略することができる。
・鋼板３０、４０の少なくともいずれか一方を複数枚に分割することができる。その場合も分割された各鋼板について、特定側辺となる側辺が仮想線Ｌ、Ｍに対して交差するように接合されていることが好ましい、
・鋼板３０、４０の大きさは特に限定されない。コア層２０の１／３程度、１／２程度の大きさであってもよい。

・鋼板３０の大きさ、形状と、鋼板４０の大きさ、形状が異なっていてもよい。強度が必要な部分に適宜接合するようにすればよい。例えば、左右両端部で支持されるラゲッジボードに中空構造体１０を適用する場合、曲げ強度が要求される部分に部分的に鋼板３０、４０を接合すればよい。また、ヒンジ部によって開閉自在に構成されたラゲッジボードに中空構造体１０を適用する場合、ヒンジ部を介して連結される少なくとも一方側に鋼板を接合するようにしてもよい。この場合、接合された鋼板において、ヒンジ部側となる辺は、コア層を押し潰して中空部がない薄肉平坦面上に接合し、ヒンジ部とは反対側となる辺は、コア層の易曲がり仮想線と交差するように接合すればよい。

・上記実施形態の中空構造体１０は、コア層２０に鋼板３０、４０が接合されているが、鋼板３０、４０以外の他の部材が積層されていてもよい。例えば、鋼板３０、４０の表面に、不織布シート、合成皮革シート、織物シート、編物シート等、中空構造体１０の表面に意匠性を付与するようなシートが積層されていてもよい。

例えば、不織布シートを積層する場合、不織布シートの一方の主面に熱可塑性樹脂製の接着層を塗布し、接着層を介して鋼板３０、４０に接合すればよい。不織布の材質としては、例えば、ポリアミド繊維、アラミド繊維、セルロール繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、レーヨン繊維等の従来公知の各種繊維が挙げられる。

・コア層２０に接合するのは鋼板３０、４０に限定されない、例えば、鋼板３０、４０に代えて、炭素繊維やガラス繊維等の引張弾性率の高い素材を含有してなる繊維強化樹脂製の薄板をコア層２０に接合してもよい。

・コア層２０を構成する熱可塑性樹脂として、各種機能性樹脂を添加したものを使用してもよい。例えば、熱可塑性樹脂に難燃性の樹脂を添加することにより難燃性を高めることができる。

・中空構造体１０の用途は特に限定されるものではなく、トノカバー以外のものにも適用することができる。例えば、車両後部の荷室床面を構成するラゲッジボードに適用してもよい。或いは、物流・輸送の際に用いられる容器やケースを構成する板材、建築物や足場等を構成する板材、棚やテーブルなどの家具を構成する板材として用いることができる。また、上記の各用途で使用する際には、上記実施形態の中空構造体を芯材として使用し、その外表面に表皮材を設けるようにしてもよい。

・中空構造体１０の少なくとも一方の主面に、凹部や凸部が形成されたものであってもよい。また、中空構造体１０は平坦な板状ではなく、全体が湾曲形状であってもよい。
・中空構造体１０の厚みは、約５ｍｍでなくてもよい。約１５ｍｍや約２０ｍｍ等、厚みが大きくてもよい。また、その形状、大きさも適宜変更することができる。

・封止部１１を中空構造体１０の周方向の一部分に形成してもよい。例えば、中空構造体１０の周縁部の４辺のうちのいずれかの辺のみに封止部１１を形成してもよいし、向かい合う一対の辺にのみ封止部１１を形成してもよい。また、中空構造体１０の周縁部の１辺の全域に封止部１１を設ける場合に限らず、１辺のうちの一部にのみ封止部１１を設けてもよい。

・封止部１１を形成する際の封止治具の加熱の程度や中空構造体１０の周縁部の圧縮の程度によっては、封止部１１の内部に空間Ｓ３が生じないこともある。
・中空構造体１０に封止部１１を設けなくてもよい。なお、封止部１１を設けていない場合、コア層２０の端縁が中空構造体１０の端縁を構成する。

・中空構造体１０の封止部１１の構成は、上記実施形態のものに限らない。例えば、中空構造体１０の周縁部を、一対のプレス板で厚み方向両側から挟み込んで潰すことにより封止部を形成してもよい。この場合の封止部は、中空構造体１０のコア層２０の厚みよりも薄く形成されるが、コア層２０におけるセルＳの内部空間が外部に露出しないようになっているならば、封止部であるといえる。

・封止部１１の断面形状は、上記実施形態の形状に限らず、適宜変更できる。
・上記実施形態では、コア層２０に鋼板３０、４０を接合した後に、中間体５０に封止部１１を形成したが、封止部１１を形成した後にコア層２０に鋼板３０、４０を貼り付けてもよい。

・鋼板３０、４０の左右の角部、つまり、側辺２０ａと側辺２０ｂとの間の角部、及び側辺２０ａと側辺２０ｃとの間の角部は、易曲がり仮想線に重ならないように接合してもよい。角部が易曲がり仮想線に重ならないようにすることで、鋼板３０、４０は、セルＳを上面視したときに、角部がセルＳの内側の位置となるように接合されることになる。鋼板３０、４０の角部は、コア層２０の変形の起点となり易いが、角部が易曲がり仮想線に重なっていないことから、コア層２０が曲がり難くなる。

・コア層２０のセルＳの形状が製造誤差等によって不均一となり、セルＳの２層構造の側壁部２３が延びる方向がギザギザ状に形成されている場合、鋼板３０、４０の左右の角部は、ギザギザ状の易曲がり仮想線に重ならないように接合すればよい。

・鋼板３０、４０を接合する位置は、鋼板３０、４０の左右の角部から０～１００ｍｍ、好ましくは０～５０ｍｍ、さらに好ましくは０～３０ｍｍとなる位置が、易曲がり仮想線に重ならないように接合すればよい。こうすることで、コア層２０の変形の起点となり易い角部からの変形が起こり難く、中空構造体１０の変形が抑制される。

上記実施形態及び変更例から把握できる技術思想を以下に記載する。
・中空構造体は、当該中空板材のうち板材の端縁よりも外側の部分に、中空構造体のコア層を構成する熱可塑性樹脂からなる一体構成物であるとともにセルの内部空間が中空板材の外部に露出しないように封止した封止部を有する。

１０…中空構造体、１１…封止部、２０…コア層、２１…上壁部、２２…下壁部、２３…側壁部（側壁）、３０、４０…鋼板（板材）、３０ａ…側辺（特定側辺）、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ…側辺、５０…中間体、１００…凹凸シート材、Ｌ、Ｍ…仮想線（易曲がり仮想線）、Ｓ…セル、Ｓ１…第１セル、Ｓ２…第２セル。

Claims (4)

1. 厚み方向に立設された側壁によって区画された複数のセルが並設された熱可塑樹脂製の中空板状のコア層と、前記コア層の少なくとも一方の主面に接合された板材を備えた中空構造体であって、
   前記コア層は、自身の厚み方向に曲げ力が作用したときに、他の部位より曲がり易い易曲がり仮想線を有するように前記セルが並設され、
   前記板材が有する複数の側辺のうち、前記易曲がり仮想線との交差角度が最も小さい側辺を特定側辺としたとき、
   前記板材は、前記特定側辺が、易曲がり仮想線と交差するように前記コア層に接合されていて、
   前記コア層のセルの形状は不均一であり、セルの側壁部が延びる方向がギザギザ状に形成されていて、前記板材の角部は、ギザギザ状の易曲がり仮想線に重ならないように接合されていることを特徴とする中空構造体。
2. 前記コア層の少なくとも一方の主面には、合成樹脂製のスキン層が接合されており、
   前記スキン層が接合された側の前記板材は、前記スキン層の外面に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の中空構造体。
3. 前記コア層は、一枚のシート材を真空成形して膨出部が形成された凹凸シート材を折り畳むことにより、２層構造をなす前記側壁が一方向に延びるように前記セルが並設されており、
   前記易曲がり仮想線は、前記２層構造をなす側壁に沿って延びる仮想線であることを特徴とする請求項１又は２に記載の中空構造体。
4. 前記板材は、前記特定側辺が、前記易曲がり仮想線を跨ぐように接合されていることを特徴とする請求項３に記載の中空構造体。