JPH06270300A - インサート部材を有するｆｒｐ成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インサート部材を有するＦＲＰ成形品を提供
する。 【構成】 発泡体からなるコア２と、ＦＲＰからなる表
層４と、表層４の所定位置に設けたインサート部材１４
とが一体に成形されたＦＲＰ成形品において、インサー
ト部材１４は、他部材を取付けるための取付け部（ナッ
ト１６）と、取付け部に他部材を取付ける際に自部材の
移動を防止するためのアンカー部（アンカーピン１７）
とが形成された板材からなり、そしてインサート部材１
４は、アンカー部が表層４を貫通し且つコア２に埋設さ
れた状態で表層４に外側から固着されてなる。 【効果】 インサート部材による取付けを確実に行なう
ことができ、しかも簡便迅速に製造することができる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インサート部材を有す
るＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics ）成形品に関す
るものである。

【０００２】最近、ＦＲＰ製品を軽量化するために、軽
量発泡体をコアとするＦＲＰ製品が要請されており、例
えば自動車の内装品、ルーフ、バンパー、リヤスポイラ
ー等への使用が検討されている。そのような発泡体から
なるコアを有するＦＲＰ製品を製造する方法としては、
発泡成形により軽量発泡コアを作り、この発泡コアの外
面に繊維層（プリフォーム繊維基材）を設けて型内にセ
ットした後、型内にＦＲＰ用樹脂液を注入して繊維層に
樹脂液を含浸し、しかる後樹脂を硬化させることにより
製造する方法が一般的である。

【０００３】発泡体からなるコアを有するＦＲＰ成形品
に他部材を組付ける（ＦＲＰ成形品自体を製品本体等に
組付ける場合も含む）ためには、ＦＲＰ成形品の内部に
ナットなどのインサート部材を配設しておくのが便利で
あり、又、そうしなければならない場合が多い。

【０００４】従来より、前記のように発泡体からなるコ
アと繊維基材（例えば不織布）をセットした型内にＦＲ
Ｐ用樹脂を注入する方法（以下、一体ＦＲＰ成形方法と
いう）で、インサートナットを有する発泡コアＦＲＰ成
形品を製造するには、図６に示す如く、先ず凹状穴１を
設けた発泡体からなるコア２を発泡成形し、その穴１に
インサート部材として金属ブロック３（例えば直方体の
金属板）を填装した後、それを用いて常法通り一体ＦＲ
Ｐ成形を行い、得られた成形品のＦＲＰからなる表層４
を通して内部の金属ブロック３にタップ加工を施し、ネ
ジ孔を開けるようにしていた。

【０００５】前記方法によればタップ加工時、加工され
る金属ブロック３は単にコア２内に保持されているだけ
であるためタップ工具のトルクによって表層４から剥が
れて加工不可能になることがある。脆弱なコア２だけで
は、金属ブロック３が回転しないように保持できないか
らである。一方、無事にネジ孔を開けることができて
も、図７の如くボルト５を締付けて取付け部材６を表層
４に取付ける際に、ボルト５のトルクでインサートナッ
ト７が表層４から剥離し、インサートナット７の回転に
よりボルト５の締付けができない場合もある。

【０００６】前記の如き不具合が発生すると、加工すべ
き金属ブロック又は加工されたインサートナットがＦＲ
Ｐ成形品の内部に存在するので、その補修は不可能であ
り、たとえ不具合が一箇所であっても製品としては不良
品となって廃棄しなければならない。その対策として、
例えばインサートナットの回り止め装置が実開平２−２
９３１１号公報において提案されている。

【０００７】実開平２−２９３１１号公報において提案
されているインサートナットの回り止め装置は、図８に
示すように表面側に複数の爪８を設けた金属基板９の裏
面側にウェルドナット１０を一体に設け、それを発泡体
からなるコア２に設けられている凹状穴１１に填装し、
一体ＦＲＰ成形した時にコア２の表面から突出した前記
爪８がＦＲＰからなる表層４に食い込むようにしたもの
である。

【０００８】前記の回り止め装置によれば、トルクを受
けたウェルドナット１０が表層４から剥離して回転する
ということは非常に少なくなるが、爪８を有する金属基
板９の製作及び金属基板９へのウェルドナット１０の溶
接という作業が増えるため、生産コストはむしろ上昇す
る。又、表層４の厚さを爪８の高さ以上としなければ表
層４から爪８が突出して外観上の不具合を生じる。反対
に、爪８の高さを充分に確保しないと表層４のへの爪８
の確実な食い込みを図ることができず、ウェルドナット
１０の回転防止ができないという問題を有する。

【０００９】他に大きな問題として、インサートナット
の位置に係る精度の問題がある。前記の回り止め装置の
製造においては、先ずナットを装着したウレタン発泡体
からなるコア２が、発泡成形型内にウェルドナット１０
をセットした状態でコア２を成形する方法（いわゆる一
体発泡成形方法）により製造されるが、その際の一般的
な成形収縮、ウレタン自体の伸び等で、ウェルドナット
１０の装着位置の多少の“ずれ”は避けられない。又、
その後のＦＲＰ成形時にも、樹脂注入圧力などによるコ
ア２の変形で、ある程度ウェルドナット１０の装着位置
のずれが起こる。この様な位置ずれが許容誤差範囲を越
えると、ウェルドナット１０が表層２に隠れて見えない
だけにウェルドナット１０への他部材の組付けはもはや
不可能となる。

【００１０】一方、図７におけるインサートナット７や
図８におけるウェルドナット１０等のインサート部材の
表層４からの剥離や位置ずれを防止するために、図９に
示す如く、金属ブロック３のコア側にＦＲＰからなる内
層１２を設けたインサート部材を有するＦＲＰ成形品も
提案されている。内層１２によって金属ブロック３が表
層４の所定位置に充分な強度で固定されるため、図１０
の如くボルト５を締付けて取付け部材６を表層４に取付
ける際にも、図７の場合と異なりボルト５のトルクでイ
ンサートナット７が表層４から剥離せず、それ故、ボル
ト５を充分に締付けることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術における前述の何れのインサート部材を有するＦＲＰ
成形品においても、予め所定位置に穴を設けられたコア
にインサート部材を装着するため、この様なコアが無い
場合にはＦＲＰ成形品を得ることができない。すなわ
ち、コアの成形工程、コアの所定位置に穴を設ける工
程、穴にインサート部材を挿入する工程及びコアの表面
にＦＲＰからなる表層を設ける工程（インサート部材は
この工程でＦＲＰに接着される）を段階的に行う必要が
あり、製造工程が多く且つ煩雑で生産性が低い。

【００１２】又、例えば図６や図９における金属ブロッ
ク３は位置決め精度、すなわちコアにセットする場合の
位置のバラツキを考慮して大きめに設計する必要があ
り、軽量化の点では不都合である。

【００１３】本発明は前記従来技術の問題点を解決する
ためのものであり、その目的とするところは、強固に且
つ正確な位置に固定されたインサート部材を内部に含
み、該インサート部材を利用して部品組付け又は製品本
体への組付けを確実に行なうことができ、しかも簡便迅
速に製造することができるインサート部材を有するＦＲ
Ｐ成形品を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明のインサ
ート部材を有するＦＲＰ成形品は、発泡体からなるコア
と、ＦＲＰからなる表層と、表層の所定位置に設けたイ
ンサート部材とが一体に成形されたＦＲＰ成形品におい
て、インサート部材は、他部材を取付けるための取付け
部と、取付け部に他部材を取付ける際に自部材の移動を
防止するためのアンカー部とが形成された板材からな
り、そしてインサート部材は、アンカー部が表層を貫通
し且つコアに埋設された状態で表層に外側から固着され
てなることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明においてはインサート部材は、アンカー
部がＦＲＰからなる表層を貫通し且つ発泡体からなるコ
アに埋設された状態で前記表層に外側から固着されてい
るため、強固に且つ正確な位置に固定され、押圧力又は
トルクなどの外力を受けても平行移動及び／又は回転移
動しない。それ故、前記インサート部材を利用した部品
組付け又は製品本体への組付けが確実に行なわれる。

【００１６】

【実施例】下記実施例によって、本発明を更に詳細に説
明する。

【００１７】本発明において、インサート部材の材質は
目的に応じて最適に選択し、例えば鉄、快削鋼、アルミ
ニウム、加工用アルミニウム合金、エンジニアリングプ
ラスチック例えばポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂な
どの硬質樹脂であってよい。これらは単独又は組み合わ
せて使用することができる。インサート部材は軽量化及
び加工性などの観点から板材とし、その大きさ、形状、
厚さは適宜選択する。

【００１８】インサート部材に形成する取付け部は、取
付けるべき対象の性質に応じて適する大きさ、形状、数
を選択する。具体的には係止具例えばナットなどであっ
てよい。

【００１９】インサート部材に形成するアンカー部も、
前記取付け部と同様に取付けるべき対象の性質に応じて
適する大きさ、形状、数を選択する。具体的にはピン類
例えばアンカーピンなどであってよく、その配置は、取
付け部に他部材を取付ける際にインサート部材の移動
（回転移動及び平行移動）を効率良く防止することがで
きる様に決定する。

【００２０】発泡体からなるコアは、従来の同種のＦＲ
Ｐ成形品に使用されていたものと同様のものであってよ
い。コアの材質はとくに限定されず、例えばポリウレタ
ン、ポリスチレン、ポリプロピレン等の発泡体を使用す
ることができる。コアは独立気泡性又は連通気泡性の軟
質ないし硬質フォームであってよい。

【００２１】本発明におけるＦＲＰは、マトリックス樹
脂が不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂などの熱硬化性樹脂であるＦＲＰは勿論のこと、
メタクリル酸メチルのような低粘度でかつ低温で硬化で
きる熱可塑性樹脂を用いたＦＲＴＰ（Fiber reinforced
thermoplastic resin) をも含む。

【００２２】ＦＲＰからなる表層の製造に用いる繊維基
材の材質・製法は特に限定されず、例えばガラス繊維、
炭素繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、金属繊維等
の強化用繊維から、必要に応じて結合材として熱可塑性
樹脂の粉末又はポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊
維、飽和ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリスチ
レン繊維等の有機繊維を混合して堆積物を得、それを特
定形状に圧縮成形又は吸引濾過成形するか、ニードルパ
ンチでマット状に成形するなどして製造されたものであ
ってよい。

【００２３】本発明のインサート部材を有するＦＲＰ成
形品を得るための一体ＦＲＰ成形方法としては、従来か
ら行なわれている方法例えばＲＩ法（レジンインジェク
ション法）、ＲＴＭ法（レジントランスファーモールデ
ィング法）、Ｓ−ＲＩＭ法（エスリム法：structural r
eaction injection molding)等を利用してもよいが、近
年提案された方法、例えば特開平４−２７５３２号公報
に開示された方法は生産効率が良いので好ましい。例え
ば本発明のインサート部材を有するＦＲＰ成形品は、イ
ンサート部材、表層用繊維基材を順に積層して成形型内
にセットし、次いで型内に発泡性微粒子や液状成形樹脂
等を混合した混合液を注入し、該混合液を発泡・硬化さ
せて製造することができる。

【００２４】実施例１：図２に、本発明の実施例１のイ
ンサート部材を有するＦＲＰ成形品である自動車用着脱
式ルーフを中心線１３に沿って切断した半分側の斜視図
を示す。図２中、２は発泡体からなるコア、４はＦＲＰ
からなる表層、１４はインサート部材である。本実施例
の自動車用着脱式ルーフにおいては、剛性を向上させる
ことを目的として凸条部１５を設け且つ凸条部１５にイ
ンサート部材１４を設けた。

【００２５】図１に、図２をＡ−Ａ線に沿って切断した
図を示す。インサート部材１４にはナット１６とアンカ
ーピン１７が取付けられている。ナット１６は図１に示
す如く発泡体からなるコア２の側が袋状に閉じられたも
のを使用し、成形中の樹脂液の漏れを防止した。又、ナ
ット１６のコア２の側の表面には、表層４及びコア２と
強固に結合する様に凹凸（例えば格子状の溝）を設ける
ことが望ましい。アンカーピン１７は表層４との所定の
接合強度が得られる様に、必要な数を適する位置に設け
る。又、ナット１６の場合と同一の理由により、アンカ
ーピン１７の表面にも凹凸（例えば螺旋状の凸条）を設
けることが望ましい。

【００２６】図３にインサート部材１４の斜視図を示
す。ナット１６及びアンカーピン１７の先端部は、成形
時にインサート部材１４の後からセットする繊維基材を
貫通し易くするために、尖らせることが好ましい。こう
することにより、繊維基材をセットする際のインサート
部材１４のずれが防止され、又、繊維基材を容易にセッ
トすることができる。

【００２７】インサート部材１４はアンカーピン１７に
より表層４及びコア２に強固に結合され且つナット１６
を備えているため、成形後のインサート部材１４の後加
工は全く必要ない。

【００２８】本発明のインサート部材を有するＦＲＰ成
形品は、例えば以下の如き方法によって製造することが
できる。先ず金型の所定位置にインサート部材を載置す
る。この際の位置決め方法としては、例えばケガキ線に
沿ってインサート部材を載置し次いで金型に埋設した磁
石によって固定する方法、金型の所定部分に沿わせる
（この場合例えば動かない様に固定される）方法、これ
らを組合わせた方法等が挙げられる。次いで表面及び裏
面を形成するための繊維基材例えばガラスマットを各一
層（計二枚）又は複数層設置する。

【００２９】発泡性微粒子（例えば、加熱すると膨張し
て粒子がバルーン状に大きくなる様に低沸点炭化水素を
内包した所定粒径のポリマー例えばポリアクリロニトリ
ルを主成分とした微粒子やポリ塩化ビニリデンを主成分
とした微粒子）と液状成形樹脂（例えばエポキシ樹脂や
不飽和ポリエステル樹脂）との混合物を繊維基材の間に
注入する。注入後、型を閉じ、加熱して発泡性微粒子を
膨張させ、液状成形樹脂を繊維基材に含浸させる。膨張
した発泡性微粒子は繊維基材の内側に閉じ込められた液
状成形樹脂を金型型面に押し付け、その状態で液状成形
樹脂は硬化する。この様にして、芯部の発泡エア部を形
成すると共に表層のＦＲＰ層を形成する。冷却後脱型し
てインサート部材を有する成形品を得る。

【００３０】実施例２：図４に示す如く、板材の一部に
所定形状の切り込みを設けてこの部分を引き起こすこと
により形成したアンカーピン１８を有するインサート部
材１９を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施
例２の自動車用着脱式ルーフを得た。

【００３１】実施例３：図５に示す如く、板材の両端部
を所定形状に切断してこの部分を引き起こすことにより
形成したアンカーピン２０を有するインサート部材２１
を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３の
自動車用着脱式ルーフを得た。

【００３２】

【発明の効果】本発明のインサート部材を有するＦＲＰ
成形品においては、インサート部材は、他部材を取付け
るための取付け部と、取付け部に他部材を取付ける際に
自部材の移動を防止するためのアンカー部とが形成され
た板材からなり、そしてインサート部材は、アンカー部
が表層を貫通し且つコアに埋設された状態で表層に外側
から固着されているため、インサート部材は表層及びコ
アに強固に結合し且つＦＲＰ成形品の成形時に移動する
こともないため正確な位置に固定される。したがって、
取付け部に他部材を取付ける際に押圧力又はトルクなど
の外力を受けてもインサート部材は平行移動及び／又は
回転移動することがなく、本発明のＦＲＰ成形品と他部
材とを簡便迅速且つ正確に接合することができる。

【００３３】又、本発明のＦＲＰ成形品においてはイン
サート部材が板材であるため比較的軽量に形成すること
ができる。更に、インサート部材の種々の変形が可能で
あり、それ故、目的に応じた最適のインサート部材を備
えた各種のＦＲＰ成形品を容易に得ることができるの
で、適用範囲が広い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインサート部材を有するＦＲＰ成形品
の一実施例の断面図（図２のＡ−Ａ線に沿った断面図）
である。

【図２】本発明のインサート部材を有するＦＲＰ成形品
の一実施例の中心線に沿って切断した半分側の斜視図で
ある。

【図３】本発明のインサート部材を有するＦＲＰ成形品
に使用するインサート部材の一例の斜視図である。

【図４】本発明のインサート部材を有するＦＲＰ成形品
に使用するインサート部材の別の例の斜視図である。

【図５】本発明のインサート部材を有するＦＲＰ成形品
に使用するインサート部材の更に別の例の斜視図であ
る。

【図６】従来のインサート部材を有するＦＲＰ成形品の
一例の製造工程における、金属ブロックを発泡体からな
るコア内に填装した状態の説明図である。

【図７】製造した図６のＦＲＰ成形品のインサート部材
にボルトを取付けた状態の説明図である。

【図８】従来のインサート部材を有するＦＲＰ成形品の
別の例の説明図である。

【図９】従来のインサート部材を有するＦＲＰ成形品の
更に別の例の製造工程における、金属ブロックを発泡体
からなるコア内に填装した状態の説明図である。

【図１０】製造した図９のＦＲＰ成形品のインサート部
材にボルトを取付けた状態の説明図である。

【符号の説明】

１，１１ 穴 ２ コア ３ 金属ブロック ４ 表層 ５ ボルト ６ 取付け部材 ７ インサートナット ８ 爪 ９ 金属基板 １０ ウェルドナット １２ 内層 １３ 中心線 １４，１９，２１ インサート部材 １５ 凸条部 １６ ナット １７，１８，２０ アンカーピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡体からなるコアと、ＦＲＰからなる
   表層と、表層の所定位置に設けたインサート部材とが一
   体に成形されたＦＲＰ成形品において、 インサート部材は、他部材を取付けるための取付け部
   と、取付け部に他部材を取付ける際に自部材の移動を防
   止するためのアンカー部とが形成された板材からなり、
   そしてインサート部材は、アンカー部が表層を貫通し且
   つコアに埋設された状態で表層に外側から固着されてな
   ることを特徴とするインサート部材を有するＦＲＰ成形
   品。