JPWO2019220160A1 - 繊維強化プラスチック製のパネル材 - Google Patents

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Abstract

表面(E)近傍に予め定められた配向方向に配向された強化繊維(F)を含むFRP製のパネル材(PM)である。パネル材(PM)の表面(E)には、互いに合同な正三角錐(10)の形状を有する凸部(1)及び凹部(2)のいずれか一方または両方が複数設けられている。各正三角錐(10)の底面(11)は、表面(E)に沿った基準面(R)上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面(11)を構成する正三角形(12)の各頂点(13)がそれぞれ6つの底面(11)に頂点(13)として共有されるように配置されている。強化繊維(F)の各配向方向は、パネル材(PM)の厚さ方向視において正三角錐(10)の稜線(14)のいずれかと平行である。

Description

本発明は、繊維強化プラスチック製(以下、FRP製)のパネル材、特に、例えばエンボス加工により、表面に、凸部及び凹部のいずれか一方または両方を複数設けたFRP製のパネル材に関する。
特許3438101号は、表面にスリップ防止のためのエンボス加工が施された、床材としての繊維強化プラスチック製パネルを開示している。
ところで、所定方向に配向された強化繊維を含むFRP製パネル材の表面に、例えば凸部を設けた場合、同一方向に配向された強化繊維のうち、凸部の頂部を通る繊維と頂部以外の部分を通る繊維との間に、繊維方向に沿ったずれが生じ得る。言い換えれば、強化繊維が凸部のどの部分を通るかにより、その強化繊維が配向方向にどこまで達することができるかに差が生じ得る。凹部を通る強化繊維についても同様である。そのため、上記パネル材の表面に凸部または凹部を設ける際は、パネル材の端部の位置が不揃いになったり、表面に皺が生じたりしやすい。
本発明の目的は、FRP製のパネル材の表面に凸部または凹部を設ける際に、パネル材の端部の位置が不揃いになったり、表面に皺が生じたりすることを抑制することにある。
本発明の一態様は、表面近傍に予め定められた配向方向に配向された強化繊維を含むFRP製のパネル材である。パネル材の表面には、互いに合同な正三角錐の形状を有する凸部及び凹部のいずれか一方または両方が複数設けられている。各正三角錐の底面は、表面に沿った仮想基準面上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面を構成する正三角形の各頂点がそれぞれ6つの底面に頂点として共有されるように配置されている。強化繊維の各配向方向は、パネル材の厚さ方向視において正三角錐の稜線のいずれかと平行である。
上記パネル材によれば、表面に凸部または凹部を設ける際に、パネル材の端部の位置が不揃いになったり、表面に皺が生じたりすることを抑制することができる。
図1は、第1実施形態にかかるパネル材の平面図である。 図2は、図1のV−V線に沿った断面図である。 図3は、第1実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。 図4は、第1実施形態の第1変形例の図2に相当する断面図である。 図5は、第1実施形態の第2変形例の図2に相当する断面図である。 図6は、第2実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。 図7は、図6のV−V線に沿った断面図である。 図8は、第2実施形態の第1変形例の図7に相当する断面図である。 図9は、第2実施形態の第2変形例の図7に相当する断面図である。 図10は、第3実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。 図11は、図10の凹凸パターンの要部拡大図である。 図12は、図10のV−V線に沿った断面図である。 図13は、第3実施形態の第1変形例の図12に相当する断面図である。 図14は、第3実施形態の第2変形例の図12に相当する断面図である。 図15は、第4実施形態にかかるパネル材の平面図である。 図16は、図15のV−V線に沿った断面図である。 図17は、第4実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。 図18は、第4実施形態の第1変形例の図16に相当する断面図である。 図19は、第4実施形態の第2変形例の図16に相当する断面図である。 図20は、第5実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。 図21は、図20のV−V線に沿った断面図である。 図22は、第5実施形態の第1変形例の図21に相当する断面図である。 図23は、第5実施形態の第2変形例の図21に相当する断面図である。 図24は、第6実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。 図25は、図24のV−V線に沿った断面図である。 図26は、第6実施形態の第1変形例の図25に相当する断面図である。 図27は、第6実施形態の第2変形例の図25に相当する断面図である。 図28は、第7実施形態にかかるパネル材の平面図である。 図29は、図28のV−V線に沿った断面図である。 図30は、第7実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。 図31は、第7実施形態の第1変形例の図29に相当する断面図である。 図32は、第7実施形態の第2変形例の図29に相当する断面図である。 図33は、第8実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。 図34は、図33のV−V線に沿った断面図である。 図35は、第8実施形態の第1変形例の図34に相当する断面図である。 図36は、第8実施形態の第2変形例の図34に相当する断面図である。 図37は、第9実施形態にかかるパネル材の平面図である。 図38は、図37のV−V線に沿った断面図である。 図39は、第9実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。 図40は、第9実施形態の第1変形例の図38に相当する断面図である。 図41は、第9実施形態の第2変形例の図38に相当する断面図である。 図42は、第10実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。 図43は、図42の凹凸パターンの要部拡大図である。 図44は、図42のV10−V10線に沿った断面図である。 図45は、第10実施形態の第1変形例の図44に相当する断面図である。 図46は、第10実施形態の第2変形例の図44に相当する断面図である。 図47は、第11実施形態にかかるパネル材の平面図である。 図48は、図47のV11−V11線に沿った断面図である。 図49は、図47の凹凸パターンの要部拡大図である。 図50は、第11実施形態の第1変形例の図48に相当する断面図である。 図51は、第11実施形態の第2変形例の図48に相当する断面図である。 図52は、第12実施形態にかかる凹凸パターンの要部図である。
以下、いくつかの実施形態にかかるFRP製のパネル材PMについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における「上」「下」「右」「左」など方向を表す用語は、各部の位置関係を説明するために便宜上定めたものであり、パネル材PMの実際の取り付け姿勢等を限定するものではない。
<第1実施形態>
図1乃至図3に示すように、第1実施形態にかかるパネル材PMは、FRP製のパネル材である。パネル材PMは、強化繊維Fとマトリックス樹脂とから構成された板状の部材である。なお、図示したパネル材PMは、平板状に形成されているが、その形状は用途に応じて適宜選択可能であり、例えば、曲板状であってもよい。
強化繊維Fは、パネル材PMの面方向、すなわち厚さ方向Z(以下、Z方向)に直交する方向に延在する連続繊維からなり、例えば、一方向に引き揃えた強化繊維を角度を変えて積層した積層構造、或いは織物の形態を有し得る。
本実施形態では、強化繊維Fは、Z方向視において、予め定められた3つの配向方向、具体的には、0度−180度方向、60度−240度方向、及び120度−300度方向に配向されている。なお、以下の説明において、0度−180度方向を「X1方向」と、60度−240度方向を「X2方向」と、120度−300度方向を「X3方向」と、それぞれ称する。また、Z方向視において、X1方向と直交する90度−270度方向を「Y1方向」と、X2方向と直交する150度−330度方向を「Y2方向」と、X3方向と直交する30度−210度方向を「Y3方向」と、それぞれ称し、これら各配向方向と直交する方向を「配向直交方向」と総称する。
強化繊維Fの種類は、特に限定されず、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維などを用いることができる。炭素繊維は、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN系)、ピッチ系、セルロース系、炭化水素による気相成長系炭素繊維、黒鉛繊維などを用いることができる。これらの繊維を2種類以上組み合わせて用いてもよい。なお、強化繊維Fは、その一部として短繊維を含んでもよい。
マトリックス樹脂は、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂など公知の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。
パネル材PMの表面Eには、図1及び図2に示すように、仮想基準面Rに対して上側(すなわちZ方向外側)に凸となる凸部1が複数設けられている。複数の凸部1は、表面Eに幾何学的な周期性をもつ凹凸パターンGを形成している。凹凸パターンGは、例えば、成形面に凹凸パターンGの凹凸形状の反転形状を有する金型を用いて、RTM法、プレス成形法など公知の方法を用いて成形することができる。表面Eに凹凸パターンGを付与する加工は、エンボス加工またはデボス加工と呼ばれることもある。
強化繊維Fの少なくとも一部は、表面Eの近傍を表面Eに沿って延びている。そのため、強化繊維Fのうち最も表面E側に位置する繊維の層は、凹凸パターンGの凹凸形状に倣った起伏のある形状を有している。
仮想基準面Rは、凹凸パターンGが形成されていないときのパネル材PMの表面Eに平行な面であり、本実施形態では、表面Eに沿って面方向に延びる平面である。パネル材PMが曲板状である場合は、その表面Eに沿って湾曲して延びる曲面状を呈する。以下の説明において、仮想基準面Rを単に「基準面R」と称する。
凸部1は、図1乃至図3に示すように、それぞれ基準面R上に底面をもつ互いに合同な正三角錐10の形状を有する。正三角錐10の底面11は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面11を構成する正三角形12の各頂点13がそれぞれ6つの底面11に頂点13として共有されるように配置されている。
そして、図1及び図3に示すように、強化繊維Fの3つの配向方向(X1方向、X2方向、X3方向)は、Z方向視において、各々、正三角錐10の稜線14に平行である。なお、正三角錐10の稜線14とは、正三角錐10の側面S同士の交線である。
凹凸パターンGは、1周期分のパターン(以下、パターン要素PE(nは1以上の自然数))を同じ向きで面方向に隙間なく並べたものに相当する。本実施形態の凹凸パターンGは、図3に示すように、パターン要素PEをX1方向及びY1方向に、パターン要素PEをX2方向及びY2方向に、或いは、パターン要素PEをX3方向及びY3方向に、同じ向きで隙間なく並べたものに相当する。
なお、パターン要素PEの向き及び形状は、任意に選択可能である。本明細書では、説明の便宜上、強化繊維Fの各配向方向ごとに一つずつパターン要素PEを選択し、それらの形状及び大きさを次のように設定した。
[A1]パターン要素PEの形状
パターン要素PEの形状は、すべての実施形態に共通の形状に統一し、強化繊維Fの配向方向に平行な辺(以下、辺x)と、配向直交方向に平行な辺(以下、辺y)とからなる矩形状とした。本実施形態のパターン要素PE〜PEも、矩形状である。以下の説明では、各パターン要素PEにおける辺xに平行な方向を「x方向」と、各パターン要素PEにおける辺yに平行な方向(配向直交方向)を「y方向」と称することもある。
[A2]パターン要素PEの大きさ
また、パターン要素PEの大きさは、実施形態ごとに統一した。本実施形態のパターン要素PE〜PEでは、辺xの長さは正三角形12の一辺の長さに相当し、辺yの長さは正三角形12の高さ2つ分に相当する。
さらに本明細書では、1つのパターン要素PEに含まれる正多角錐の稜線のうち、辺xに平行な各稜線に対して、それらをそれぞれ含む、Z方向に平行な平面Pを設定する。パターン要素PEにおいて各平面Pによって区分けされた各領域を「セグメントSg」と呼ぶ。また、各セグメントSgにおいて、そのセグメントSgを画成する2つの平面Pから等距離にある面を中心面Cとし、中心面Cと基準面Rとの交線を中心軸Aとする。そして、各セグメントSg内に位置する複数の平面要素(正多角錐の側面など)のうち、互いに中心面Cに対して面対称な形状を有する一対の平面要素、または互いに中心軸Aに対して軸対称な形状を有する一対の平面要素を「対称対」と定義する。
すると、本実施形態の、例えばパターン要素PEでは、図3に示すように、正三角錐10の辺xに平行な稜線14を含む、Z方向に平行な平面Pは、3つ設定される。パターン要素PEは、平面Pにより2つのセグメントSgに区分けされる。
[A3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
また、各セグメントSgの平面要素は、図3に示すように、対称対のみから構成されている。言い換えれば、各平面要素は、同じセグメントSgに属するいずれかの平面要素と、漏れや重複なく対称対を構成している。例えば、パターン要素PEの左側のセグメントSgでは、側面Sと側面Sとが、それらが属するセグメントSgの中心面Cに対して面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面Sと側面Sとが、側面Sと側面Sとが、及び、側面Sと側面Sとが、それぞれ対称対を構成している。また、パターン要素PEの右側のセグメントSgでは、側面Sと側面S13とが、それらが属するセグメントSgの中心面Cに対して面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S10と側面S14とが、側面S11と側面S15とが、及び、側面S12と側面S16とが、それぞれ対称対を構成している。対称対を構成しない側面は、いずれのセグメントSgにも存在しない。
このように互いに対称対をなす一対の平面要素の各々は、それぞれ、それらが属するセグメントSgのy方向の幅全体にわたって延在している。言い換えれば、対称対をなす一対の平面要素の各々は、それぞれ、当該セグメントSgを間に挟む2つの平面Pに接している。そのため、各セグメントSgにおいて、x方向に配向された強化繊維Fは、いずれも必ず(そのy方向位置に関わらず)、対称対をなす一対の平面要素の両方を通ることとなる。或いは、ある対称対を構成する一対の平面要素のうち一方を通る強化繊維Fは、必ずその対称対の他方の平面要素を通る。
例えば、パターン要素PEの左側のセグメントSgであれば、互いに対称対をなす側面Sと側面Sとが、それぞれ、当該セグメントSgのY1方向の幅全体にわたって延在している。同様に、側面SとS、側面SとS、側面SとSが、それぞれ、同じセグメントSgのY1方向の幅全体にわたって延在している。そのため、例えば、破線で示した強化繊維Fは、側面S及び側面Sから構成された対称対について、その対称対をなす一対の側面S及び側面Sの両方を通り、また、側面S及び側面Sから構成された対称対について、その対称対をなす一対の側面S及び側面Sの両方を通る。
また、1つの対称対をなす一対の平面要素は、互いに中心面Cに対して面対称の形状または中心軸Aに対して軸対称の形状を有しているから、対称対1つあたりについてそこを通る強化繊維Fの全実長は、強化繊維Fのy方向位置によらず、一定である。つまり、強化繊維Fごとの、一対の平面要素の一方に横たわる部分の実長と、他方に横たわる部分の実長との合計は、強化繊維Fのy方向位置によらない。
例えば、パターン要素PEの左側のセグメントSgであれば、中心面Cの左側に破線で示された強化繊維Fの、側面Sに横たわる部分の実長と側面Sに横たわる部分の実長との合計は、中心面Cの右側に破線で示された強化繊維Fの、側面Sに横たわる部分の実長と側面Sに横たわる部分の実長との合計と等しい。同様に、中心面Cの左側に破線で示された強化繊維Fの、側面Sに横たわる部分の実長と側面Sに横たわる部分の実長との合計は、中心面Cの右側に破線で示された強化繊維Fの、側面Sに横たわる部分の実長と側面Sに横たわる部分の実長との合計と等しい。なお、破線で示された強化繊維Fと中心面Cとの位置関係は、図示したものに限定されない。また、実長とは、表面E近傍を表面Eに沿って延びる強化繊維Fの実際の長さであり、実質的に当該強化繊維Fを含むZ方向に平行な平面と表面Eとの交線の長さに等しい。
[A4]各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性
さらに、1つのセグメントSgに属する平面要素は、対称対のみから構成されている(セグメントSgは、対称対を構成しない平面要素を含まない)から、1つのセグメントSg内において、Z方向視でx方向に横たわる強化繊維Fの全実長は、その強化繊維Fのy方向位置によらず、一定である。また、互いに隣り合うセグメントSgの表面Eは、それらの間の境界線においてy方向に連続であるから、互いに隣り合うセグメントSg同士の間でも、x方向に横たわる強化繊維Fの全実長は互いに等しい。すなわち、1つのパターン要素PEにおいて、x方向に配向され、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fの実長は、そのパターン要素PE全域において、強化繊維Fのy方向位置によらず、一定である。以下の説明では、パターン要素PEまたはセグメントSg内において、x方向に配向されてZ方向視でx方向に横たわる強化繊維Fを、「強化繊維Fx」とも称する。
[A5]各パターン要素PE内での強化繊維Fの見かけ長さの均一性
一方、パターン要素PEはいずれも矩形状であるため、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、Z方向視における見かけ上の長さ(以下、「見かけ長さ」)は、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。見かけ長さとは、実質的に、強化繊維Fを含むZ方向に平行な平面と表面Eとの交線の面方向長さに等しい。
[A6]各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性
従って、各パターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比も、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
すなわち、パターン要素PEにおいて、X1方向に配向された強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、Y1方向位置によらず、一定である。このため、凹凸パターンG全体においても、X1方向に配向された強化繊維Fの実長に対する、見かけ長さの比(以下、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の、強化繊維FのX1方向の見かけ収縮率とも称する)は、Y1方向位置によらず一定である。これは、X1方向に配向された強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、強化繊維FのX1方向の見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
また、パターン要素PEにおいて、X2方向に配向された強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、Y2方向位置によらず、一定である。このため、凹凸パターンG全体においても、X2方向に配向された強化繊維Fの実長に対する、見かけ長さの比(以下、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の、強化繊維FのX2方向の見かけ収縮率とも称する)は、Y2方向位置によらず一定である。これは、X2方向に配向された強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、強化繊維FのX2方向の見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
さらに、パターン要素PEにおいて、X3方向に配向された強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、Y3方向位置によらず、一定である。このため、凹凸パターンG全体においても、X3方向に配向された強化繊維Fの実長に対する、見かけ長さの比(以下、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の、強化繊維FのX3方向の見かけ収縮率とも称する)は、Y3方向位置によらず一定である。これは、X3方向に配向された強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、強化繊維FのX3方向の見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
[A7]各パターン要素PE間での強化繊維Fの実長の共通性
次に、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で、すなわち、各パターン要素PE同士の間で、強化繊維Fxの実長について比較する。パターン要素PEにおける強化繊維Fxの実長は、例えば、パターン要素PEの平面Pと表面Eとの交線のうち辺xに対応する部分の長さから求まるように、正三角錐10の稜線14の2本分と正三角錐10の側面Sの高さ2つ分との合計である。また、パターン要素PEにおける強化繊維Fxの実長、及び、パターン要素PEにおける強化繊維Fxの実長も、同様である。すなわち、強化繊維Fxの実長は、各パターン要素PE同士の間で互いに等しい。
[A8]各パターン要素PE間での強化繊維Fの見かけ長さの共通性
一方、パターン要素PE、PE及びPEの形状及び大きさは、上記の通り、互いに等しいから、強化繊維Fxの見かけ長さも、各パターン要素PE同士の間で互いに等しい。
[A9]強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性
従って、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しい。このため、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの面方向の見かけ収縮率は、等方的である。
本実施形態では、予め定められた3つの配向方向に配向された強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに、表面Eに沿った基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられている。凸部1は、それぞれ基準面R上に底面11をもつ互いに合同な正三角錐10の形状を有する。正三角錐10の底面11は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面11を構成する正三角形12の各頂点13がそれぞれ6つの底面11に頂点13として共有されるように配置されている。Z方向視において、強化繊維Fの3つの配向方向は、各々、正三角錐10の稜線14に平行である。
この構成によれば、上記の通り、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比を、当該強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず一定にすることができる。これにより、強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに凸部1を設ける際に、パネル材PMの端部の位置が不揃いになったり、表面Eに皺が生じたりすることを抑制することができる。
また、上記構成によれば、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比が、3つの配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しくなる。従って、表面Eに複数の凸部1からなる凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの見かけ収縮率が等方的になるため、表面Eの皺の発生をより確実に抑制することができる。
<変形例>
第1実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図4に示すように、基準面Rに対して下側(すなわちZ方向内側)に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図5に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
第1変形例にかかる複数の凹部2、並びに、第2変形例にかかる複数の凸部1及び凹部2は、それぞれ基準面R上に底面11をもつ互いに合同な正三角錐10の形状を有する。正三角錐10の底面11は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面11を構成する正三角形12の各頂点13がそれぞれ6つの底面11に頂点13として共有されるように配置される。また、Z方向視において、強化繊維Fの3つの配向方向は、各々、正三角錐10の稜線14に平行である。凹部2の正三角錐10と、凸部1の正三角錐10とは、互いに基準面Rに対して面対称な形状を有している。
なお、第2変形例では、凸部1と凹部2の位置関係(並び順)は、特に限定されない。凸部1と凹部2の並び順がいかなるものであっても、各セグメントSgの平面要素は対称対のみから構成され、各セグメントSg内の平面要素の対称性(上記[A3]参照)は維持される。
例えば、図3に示したパターン要素PEにおいて、側面S、S、S及びS10を備えた正三角錐10が凹部2であるとした場合でも、パターン要素PEの左側のセグメントSgでは、側面Sと側面Sとが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面Sと側面Sとが、中心軸Aに対して軸対称な1つの対称対を構成する。また、パターン要素PEの右側のセグメントSgでは、側面Sと側面S13とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面S10と側面S14とが、中心軸Aに対して軸対称な1つの対称対を構成する。このように、第1実施形態のどの凸部1が凹部2に入れ替わったとしても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。
このため、凸部1と凹部2の並び順によらず、各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性(上記[A4]参照)が維持される。また、他の構成(上記[A1]〜[A2]、[A5]〜[A9]参照)は、第1実施形態と同様である。従って、第2変形例においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第1変形例については、第1実施形態の説明を、その説明中の凸部1を凹部2に置き換えて、本変形例の説明に援用できる。従って、第1変形例においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
<第2実施形態>
第2実施形態にかかるパネル材PMについて、図6及び図7を参照して説明する。なお、第2実施形態では、第1実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。また、第2実施形態以降においても、平面P、中心面C及び中心軸Aは、第1実施形態及びその変形例と同様に各パターン要素PE及び各セグメントSgごとに設定されるが、それらの図示については、図面の煩雑を避けるため省略する。
本実施形態において、凹凸パターンGを構成する複数の凸部1は、図6及び図7に示すように、それぞれ基準面R上に底面11をもつ正三角錐10の形状を有する。正三角錐10の底面11は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点13がそれぞれ6つの正三角形12に頂点13として共有されるように配置された互いに合同な複数の正三角形12である。ただし、正三角錐10の高さは、均一ではない。
また、本実施形態では、正三角形12の各中線を含む各直線rij(iは1以上3以下の自然数、jは整数)に対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。ここで、Lは、直線rijを含むZ方向に平行な平面と表面Eとの交線のうち、凹凸パターンGのX1、X2またはX3方向の1周期分に対応する部分W1の長さであり、実質的に部分w1の表面E近傍を部分w1に沿って延びる強化繊維Fの実長に等しい。Lは、当該部分w1のZ方向視における見かけ上の長さであり、パターン要素PEの辺xの長さに等しく、また、実質的に部分w1の表面E近傍を部分w1に沿って延びる強化繊維Fの見かけ長さに等しい。なお、直線rijのiの値は、それぞれ各配向方向に対応しており、iの値が同一の直線rijは、互いに平行である。また、図6に示された直線r11〜r13,r21〜r23,r31〜r33は、直線rijの一部である。jが0以下の場合、及びjが4以上の場合の直線rijは、図示を省略している。
比L/Lが各直線rij同士の間で互いに等しい例を、図6及び図7に示す。これらの図面において同一のアルファベットを付した正三角錐10同士は、互いに同じ高さ(すなわち、正三角錐10の頂点から基準面R上の底面11までのZ方向距離)を有している。なお、符号aを付した正三角錐10の高さと、符号bを付した正三角錐10の高さとの関係は、特に限定されず、任意に設定できる。
[B1]パターン要素PEの形状
本実施形態におけるパターン要素PE〜PEの形状は、第1実施形態のパターン要素PE〜PEと同様に、強化繊維Fの配向方向に平行な辺xと、配向直交方向に平行な辺yとからなる矩形状である。
[B2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE〜PEの大きさは、3つの配向方向(X1、X2及びX3方向)に共通である。図6に示すように、辺xの長さは正三角形12の一辺の長さに相当し、辺yの長さは正三角形12の高さ2つ分に相当する。
[B3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
図6に示すように、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。例えば、パターン要素PEの左側のセグメントSgでは、側面S17と側面S21とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S18と側面S22とが、側面S19と側面S23とが、及び、側面S20と側面S24とが、それぞれ対称対を構成している。また、パターン要素PEの右側のセグメントSgでは、側面S25と側面S29とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S26と側面S30とが、側面S27と側面S31とが、及び、側面S28と側面S32とが、それぞれ対称対を構成している。
[B4]各セグメントSg内での見かけ収縮率の均一性
従って、1つのセグメントSg内における強化繊維Fxの全実長は、その強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。また、パターン要素PEは矩形状であり、各セグメントSgも矩形状であるから、1つのセグメントSgにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの見かけ長さも、その強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。従って、各セグメントSgにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比も、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[B5]各パターン要素PE内での見かけ収縮率の均一性
また、各直線rij同士の間で比L/Lが互いに等しいから、各セグメントSg同士の間の各境界線上において、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比は、互いに等しい。このため、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比は、そのパターン要素PE全域において、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[B6]各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性
従って、凹凸パターンG全体においても、強化繊維FのX1方向の見かけ収縮率、X2方向の見かけ収縮率、及びX3方向の見かけ収縮率は、それぞれY1方向、Y2方向、及びY3方向の位置によらず一定である。これは、強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、各配向方向ごとに強化繊維Fの見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
[B7]強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性
また、比L/Lは直線r1j,r2j,r3j(jは整数)間において互いに等しいから、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しい。このため、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの面方向の見かけ収縮率は、等方的である。
本実施形態では、予め定められた3つの配向方向に配向された強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに、該表面Eに沿った基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられている。凸部1は、それぞれ基準面R上に底面11をもつ正三角錐10の形状を有する。正三角錐10の底面11は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点13がそれぞれ6つの正三角形12に頂点13として共有されるように配置された互いに合同な複数の正三角形12である。Z方向視において、強化繊維Fの3つの配向方向は、各々、正三角錐10の稜線14に平行である。また、正三角形12の各中線を含む各直線rijに対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。
この構成によれば、上記の通り、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比を、当該強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず一定にすることができる。これにより、強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに凸部1を設ける際に、パネル材PMの端部の位置が不揃いになったり、表面Eに皺が生じたりすることを抑制することができる。
また、上記構成によれば、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比が、3つの配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しくなる。従って、表面Eに複数の凸部1からなる凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの見かけ収縮率が等方的になるため、表面Eの皺の発生をより確実に抑制することができる。
<変形例>
第2実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図8に示すように、基準面Rに対して下側に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図9に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
第1変形例にかかる複数の凹部2、並びに、第2変形例にかかる複数の凸部1及び凹部2は、それぞれ基準面R上に底面11をもつ正三角錐10の形状を有する。正三角錐10の底面11は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点13がそれぞれ6つの正三角形12に頂点13として共有されるように配置された互いに合同な複数の正三角形12である。Z方向視において、強化繊維Fの3つの配向方向は、各々、正三角錐10の稜線14に平行である。また、正三角形12の各中線を含む各直線rijに対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。凹部2の正三角錐10と、凸部1の正三角錐10とは、互いに基準面Rに対して面対称な形状を有している。
なお、第2変形例では、凸部1と凹部2の位置関係(並び順)は、特に限定されない。凸部1と凹部2の並び順がいかなるものであっても、各セグメントSgの平面要素は対称対のみから構成され、各セグメントSg内の平面要素の対称性(上記[B3]参照)は維持される。
例えば、図6に示したパターン要素PEにおいて、側面S17、S18、S25及びS26を備えた正三角錐10が凹部2であるとした場合でも、パターン要素PEの左側のセグメントSgでは、側面S17と側面S21とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面S18と側面S22とが、中心軸Aに対して軸対称な1つの対称対を構成する。また、パターン要素PEの右側のセグメントSgでは、側面S25と側面S29とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面S26と側面S30とが、中心軸Aに対して軸対称な1つの対称対を構成する。このように、第2実施形態のどの凸部1が凹部2に入れ替わったとしても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。
このため、凸部1と凹部2の並び順によらず、各セグメントSg内での見かけ収縮率の均一性(上記[B4]参照)が得られる。なお、他の構成(上記[B1]〜[B2]、[B5]〜[B7]参照)は、第2実施形態と同様である。従って、第2変形例においても、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第1変形例については、第2実施形態の説明を、その説明中の凸部1を凹部2に置き換えて、本変形例の説明に援用できる。従って、第1変形例においても、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
<第3実施形態>
第3実施形態にかかるパネル材PMについて、図10乃至図12を参照して説明する。なお、第3実施形態では、第2実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、第2実施形態と同様に、正三角形12の各中線を含む各直線rij(iは1以上3以下の自然数、jは整数)に対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。ここで、Lは、直線rijを含むZ方向に平行な平面と表面Eとの交線のうち、凹凸パターンGのX1、X2またはX3方向の1周期分に対応する部分w2の長さであり、実質的に部分w2の表面E近傍を部分w2に沿って延びる強化繊維Fの実長に等しい。Lは、当該部分w2のZ方向視における見かけ上の長さであり、パターン要素PEの辺xの長さに等しく、また、実質的に部分w2の表面E近傍を部分w2に沿って延びる強化繊維Fの見かけ長さに等しい。ただし、第2実施形態と異なり、本実施形態の正三角錐10は、互いに高さが異なる3種類の正三角錐10から構成される。
比L/Lが各直線rij同士の間で互いに等しい例を、図10乃至図12に示す。これらの図面において同一のアルファベットを付した正三角錐10同士は、互いに同じ高さ(すなわち、正三角錐10の頂点から基準面R上の底面11までのZ方向距離)を有している。なお、符号aを付した正三角錐10の高さと、符号bを付した正三角錐10の高さと、符号cを付した正三角錐10の高さとの関係は、特に限定されず、任意に設定できる。
[B1]パターン要素PEの形状
本実施形態におけるパターン要素PE〜PEの形状は、第2実施形態のパターン要素PE〜PEと同様に、強化繊維Fの配向方向に平行な辺xと、配向直交方向に平行な辺yとからなる矩形状である。
[B2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE〜PEの大きさは、3つの配向方向(X1、X2及びX3方向)に共通である。図10及び図11に示すように、辺xの長さは正三角形12の一辺の長さ3つ分に相当し、辺yの長さは正三角形12の高さ6つ分に相当する。
[B3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
図11に示すように、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。例えば、パターン要素PEの最左側のセグメントSgでは、側面Sと側面Sk+12(kは33以上44以下の自然数)とが面対称の形状を備え、それぞれ対称対を構成している。
なお、各セグメントSg内での見かけ収縮率の均一性、各パターン要素PE内での見かけ収縮率の均一性、各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性、及び、強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性にかかる構成については、第2実施形態の[B4]〜[B7]にて説明した構成と同様であるため、それらの説明を省略する。また、第3実施形態の作用効果は、第2実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
<変形例>
第3実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図13に示すように、基準面Rに対して下側に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図14に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
なお、第3実施形態の複数の凸部1と、第1変形例の複数の凹部2との関係は、第2実施形態におけるそれらの関係と同様であるため、その説明を省略する。また、第3実施形態の複数の凸部1と、第2変形例の複数の凸部1及び凹部2との関係は、第2実施形態におけるそれらの関係と同様であるため、その説明を省略する。
<他の変形例>
第1乃至第3実施形態及びそれらの変形例では、強化繊維Fが、基準面Rに平行な3つの配向方向、具体的には、X1方向、X2方向、及びX3方向に配向されていたが、強化繊維Fの配向方向は、このうちの1つまたは2つであってもよい。
また、第3実施形態及びその変形例にかかる符号a、b及びcの正三角錐10のいずれか2つは、高さが同じであってもよい。
さらに、第2実施形態及びその変形例にかかる符号a及びbの正三角錐10のいずれか一方、或いは、第3実施形態及びその変形例にかかる符号a、b及びcの正三角錐10のいずれか1つまたは2つは、高さがゼロであってもよい。表面Eのうち、高さゼロの正三角錐10に対応する領域には、基準面Rのレベルに正三角形状の平面が存在することになる。
また、第2及び第3実施形態及びそれらの変形例にかかる正三角錐10は、互いに高さが異なる2〜3種類の正三角錐10から構成されていたが、正三角錐10の種類の数はこれに限定されない。比L/Lが各直線rij同士の間で互いに等しければ、正三角錐10は、互いに高さが異なる4種類以上の正三角錐10から構成されてもよい。
<第4実施形態>
第4実施形態にかかるパネル材PMについて、図15乃至図17を参照して説明する。なお、第4実施形態では、第1実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
本実施形態における強化繊維Fは、図15及び図17に示すように、Z方向視において、予め定められた2つの配向方向、具体的には、0度−180度方向、及び90度−270度方向に配向されている。なお、以下の説明において、0度−180度方向を「X4方向」と、90度−270度方向を「X5方向」と、それぞれ称する。また、Z方向視において、X4方向と直交する90度−270度方向を「Y4方向」と、X5方向と直交する0度−180度方向を「Y5方向」と、それぞれ称し、これら各配向方向と直交する方向を「y方向」と総称する。
凹凸パターンGを構成する複数の凸部1は、図15乃至図17に示すように、それぞれ基準面R上に底面をもつ互いに合同な正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面21を構成する正方形22の各頂点23がそれぞれ4つの底面21に頂点23として共有されるように配置されている。
そして、図15及び図17に示すように、強化繊維Fの2つの配向方向(X4方向、X5方向)は、Z方向視において、各々、正四角錐20の稜線24に平行である。なお、正四角錐20の稜線24とは、正四角錐20の側面S同士の交線である。
凹凸パターンGは、図17に示すように、パターン要素PE10をX4方向及びY4方向に、或いは、パターン要素PE11をX5方向及びY5方向に、同じ向きで隙間なく並べたものに相当する。
[C1]パターン要素PEの形状
本実施形態におけるパターン要素PE10及びPE11の形状は、第1実施形態のパターン要素PE〜PEと同様に、強化繊維Fの配向方向に平行な辺xと、配向直交方向に平行な辺yとからなる矩形状である。
[C2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE10及びPE11の大きさは、2つの配向方向(X4及びX5方向)に共通である。図17に示すように、辺x及び辺yの長さは、それぞれ正方形22の対角線の長さに相当する。
[C3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
図17に示すように、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成されている。例えば、パターン要素PE10の左側のセグメントSgでは、側面S57と側面S59とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S58と側面S60とが、1つの対称対を構成している。
[C4]各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性
従って、1つのセグメントSg内における強化繊維Fxの全実長は、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。また、互いに隣り合うセグメントSgの表面Eは、それらの間の境界線においてy方向に連続であるから、互いに隣り合うセグメントSg同士の間でも、強化繊維Fxの全実長は互いに等しい。すなわち、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの実長は、そのパターン要素PE全域において、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[C5]各パターン要素PE内での強化繊維Fの見かけ長さの均一性
一方、パターン要素PEはいずれも矩形状であるため、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの見かけ長さは、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[C6]各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性
従って、各パターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比も、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。このため、凹凸パターンG全体においても、X4方向に配向された強化繊維Fの実長に対する、見かけ長さの比(以下、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の、強化繊維FのX4方向の見かけ収縮率とも称する)は、Y4方向位置によらず一定である。これは、X4方向に配向された強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、強化繊維FのX4方向の見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
また、凹凸パターンG全体において、X5方向に配向された強化繊維Fの実長に対する、見かけ長さの比(以下、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の、強化繊維FのX5方向の見かけ収縮率とも称する)は、Y5方向位置によらず一定である。これは、X5方向に配向された強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、強化繊維FのX5方向の見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
[C7]各パターン要素PE間での強化繊維Fの実長の共通性
次に、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で、すなわち、各パターン要素PE同士の間で、強化繊維Fxの実長について比較する。パターン要素PE10における強化繊維Fxの実長は、例えば、パターン要素PE10の平面Pと表面Eとの交線のうち辺xに対応する部分の長さから求まるように、正四角錐20の稜線24の2本分である。パターン要素PE11における強化繊維Fxの実長も、同様である。すなわち、強化繊維Fxの実長は、各パターン要素PE同士の間で互いに等しい。
[C8]各パターン要素PE間での強化繊維Fの見かけ長さの共通性
一方、パターン要素PE10及びPE11の形状及び大きさは、上記の通り、互いに等しいから、強化繊維Fxの見かけ長さも、2つのパターン要素PE同士の間で互いに等しい。
[C9]強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性
従って、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、2つの配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しい。このため、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの面方向の見かけ収縮率は、等方的である。
本実施形態では、予め定められた2つの配向方向に配向された強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに、該表面Eに沿った基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられている。凸部1は、それぞれ基準面R上に底面21をもつ互いに合同な正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面21を構成する正方形22の各頂点23がそれぞれ4つの底面21に頂点23として共有されるように配置されている。Z方向視において、強化繊維Fの2つの配向方向は、各々、正四角錐20の稜線24に平行である。
この構成によれば、上記の通り、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比を、当該強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず一定にすることができる。これにより、強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに凸部1を設ける際に、パネル材PMの端部の位置が不揃いになったり、表面Eに皺が生じたりすることを抑制することができる。
また、上記構成によれば、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比が、2つの配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しくなる。従って、表面Eに複数の凸部1からなる凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの見かけ収縮率が等方的になるため、表面Eの皺の発生をより確実に抑制することができる。
さらに、上記構成によれば、凸部1一個あたりの稜線の数が4本であり、3本である上述の実施形態及びその変形例よりも凸部1一個あたりの稜線の数が多い。従って、Z方向視における凸部1の投影面積が同等である場合は、本実施形態の構成を採用することで、稜線の密度(表面Eの単位面積当たりの稜線の本数)を増やすことができ、パネル材PMの面剛性を向上させたり、共振周波数を高周波側へシフトさせたりすることができる。
<変形例>
第4実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図18に示すように、基準面Rに対して下側に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図19に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
第1変形例にかかる複数の凹部2、並びに、第2変形例にかかる複数の凸部1及び凹部2は、それぞれ基準面R上に底面21をもつ互いに合同な正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面21を構成する正方形22の各頂点23がそれぞれ4つの底面21に頂点23として共有されるように配置されている。また、Z方向視において、強化繊維Fの2つの配向方向は、各々、正四角錐20の稜線24に平行である。凹部2の正四角錐20と、凸部1の正四角錐20とは、互いに基準面Rに対して面対称な形状を有している。
なお、第2変形例では、凸部1と凹部2の位置関係(並び順)は、特に限定されない。凸部1と凹部2の並び順がいかなるものであっても、各セグメントSgの平面要素は対称対のみから構成され、各セグメントSg内の平面要素の対称性(上記[C3]参照)は維持される。
例えば、図17に示したパターン要素PE10において、側面S57を備えた正四角錐20が凹部2であるとした場合でも、パターン要素PE10の左側のセグメントSgでは、側面S57と側面S59とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。このように、第4実施形態のどの凸部1が凹部2に入れ替わったとしても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。
このため、凸部1と凹部2の並び順によらず、各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性(上記[C4]参照)が維持される。また、他の構成(上記[C1]〜[C2]、[C5]〜[C9]参照)は、第4実施形態と同様である。従って、第2変形例においても、第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第1変形例については、第4実施形態の説明を、その説明中の凸部1を凹部2に置き換えて、本変形例の説明に援用できる。従って、第1変形例においても、第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
<第5実施形態>
第5実施形態にかかるパネル材PMについて、図20及び図21を参照して説明する。なお、第5実施形態では、第4実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
本実施形態において、凹凸パターンGを構成する複数の凸部1は、図20及び図21に示すように、それぞれ基準面R上に底面21をもつ正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点23がそれぞれ4つの正方形22に頂点23として共有されるように配置された互いに合同な複数の正方形22である。ただし、正四角錐20の高さは、均一ではない。
また、本実施形態では、正方形22の各対角線を含む各直線rij(iは1または2、jは整数)に対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。ここで、Lは、直線rijを含むZ方向に平行な平面と表面Eとの交線のうち、凹凸パターンGのX4またはX5方向の1周期分に対応する部分w3の長さであり、実質的に部分w3の表面E近傍を部分w3に沿って延びる強化繊維Fの実長に等しい。Lは、当該部分w3のZ方向視における見かけ上の長さであり、パターン要素PEの辺xの長さに等しく、また、実質的に部分w3の表面E近傍を部分w3に沿って延びる強化繊維Fの見かけ長さに等しい。なお、直線rijのiの値は、それぞれ各配向方向に対応しており、iの値が同一の直線rijは、互いに平行である。また、図20に示された直線r11〜r13,r21〜r23は、直線rijの一部である。jが0以下の場合、及びjが4以上の場合の直線rijは、図示を省略している。
比L/Lが各直線rij同士の間で互いに等しい例を、図20及び図21に示す。これらの図面において同一のアルファベットを付した正四角錐20同士は、互いに同じ高さ(すなわち、正四角錐20の頂点から基準面R上の底面21までのZ方向距離)を有している。なお、符号aを付した正四角錐20の高さと、符号bを付した正四角錐20の高さとの関係は、特に限定されず、任意に設定できる。
[D1]パターン要素PEの形状
本実施形態におけるパターン要素PE12及びPE13の形状は、第4実施形態のパターン要素PE10及びPE11と同様に、強化繊維Fの配向方向に平行な辺xと、配向直交方向に平行な辺yとからなる矩形状である。
[D2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE12及びPE13の大きさは、2つの配向方向(X4及びX5方向)に共通である。図20に示すように、辺x及び辺yの長さは、それぞれ正方形22の対角線2つ分の長さに相当する。
[D3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
図20に示すように、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。例えば、パターン要素PE12の最左側のセグメントSgでは、側面S61と側面S63とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S62と側面S68とが、側面S64と側面S66とが、及び、側面S65と側面S67とが、それぞれ対称対を構成している。
[D4]各セグメントSg内での見かけ収縮率の均一性
従って、1つのセグメントSg内における強化繊維Fxの全実長は、その強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。また、パターン要素PEは矩形状であり、各セグメントSgも矩形状であるから、1つのセグメントSgにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの見かけ長さも、その強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。従って、各セグメントSgにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比も、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[D5]各パターン要素PE内での見かけ収縮率の均一性
また、各直線rij同士の間で比L/Lが互いに等しいから、各セグメントSg同士の間の各境界線上において、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比は、互いに等しい。このため、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比は、そのパターン要素PE全域において、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[D6]各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性
従って、凹凸パターンG全体においても、強化繊維FのX4方向の見かけ収縮率、及びX5方向の見かけ収縮率は、それぞれY4方向及びY5方向の位置によらず一定である。これは、強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、各配向方向ごとに強化繊維Fの見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
[D7]強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性
また、比L/Lは直線r1j,r2j(jは整数)間において互いに等しいから、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しい。このため、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの面方向の見かけ収縮率は、等方的である。
本実施形態では、予め定められた2つの配向方向に配向された強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに、該表面Eに沿った基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられている。凸部1は、それぞれ基準面R上に底面21をもつ正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点23がそれぞれ4つの正方形22に頂点23として共有されるように配置された互いに合同な複数の正方形22である。Z方向視において、強化繊維Fの2つの配向方向は、各々、正四角錐20の稜線24に平行である。また、正方形22の各対角線を含む各直線rijに対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。
この構成によれば、上記の通り、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比を、当該強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず一定にすることができる。これにより、強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに凸部1を設ける際に、パネル材PMの端部の位置が不揃いになったり、表面Eに皺が生じたりすることを抑制することができる。
また、上記構成によれば、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比が、2つの配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しくなる。従って、表面Eに複数の凸部1からなる凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの見かけ収縮率が等方的になるため、表面Eの皺の発生をより確実に抑制することができる。
<変形例>
第5実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図22に示すように、基準面Rに対して下側に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図23に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
第1変形例にかかる複数の凹部2、並びに、第2変形例にかかる複数の凸部1及び凹部2は、それぞれ基準面R上に底面21をもつ正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点23がそれぞれ4つの正方形22に頂点23として共有されるように配置された互いに合同な複数の正方形22である。Z方向視において、強化繊維Fの2つの配向方向は、各々、正四角錐20の稜線24に平行である。また、正方形22の各対角線を含む各直線rijに対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。凹部2の正四角錐20と、凸部1の正四角錐20とは、互いに基準面Rに対して面対称な形状を有している。
なお、第2変形例では、凸部1と凹部2の位置関係(並び順)は、特に限定されない。凸部1と凹部2の並び順がいかなるものであっても、各セグメントSgの平面要素は対称対のみから構成され、各セグメントSg内の平面要素の対称性(上記[D3]参照)は維持される。
例えば、図20に示したパターン要素PE12において、側面S64及びS65を備えた正四角錐20が凹部2であるとした場合でも、パターン要素PE12の最左側のセグメントSgでは、側面S64と側面S68とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面S65と側面S67とが、中心軸Aに対して軸対称な1つの対称対を構成する。このように、第5実施形態のどの凸部1が凹部2に入れ替わったとしても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。
このため、凸部1と凹部2の並び順によらず、各セグメントSg内での見かけ収縮率の均一性(上記[D4]参照)が得られる。なお、他の構成(上記[D1]〜[D2]、[D5]〜[D7]参照)は、第5実施形態と同様である。従って、第2変形例においても、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第1変形例については、第5実施形態の説明を、その説明中の凸部1を凹部2に置き換えて、本変形例の説明に援用できる。従って、第1変形例においても、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
<第6実施形態>
第6実施形態にかかるパネル材PMについて、図24及び図25を参照して説明する。なお、第6実施形態では、第5実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、第5実施形態と同様に、正方形22の各対角線を含む各直線rij(iは1または2、jは整数)に対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。ここで、Lは、直線rijを含むZ方向に平行な平面と表面Eとの交線のうち、凹凸パターンGのX4またはX5方向の1周期分に対応する部分w4の長さであり、実質的に部分w4の表面E近傍を部分w4に沿って延びる強化繊維Fの実長に等しい。Lは、当該部分w4のZ方向視における見かけ上の長さであり、パターン要素PEの辺xの長さに等しく、また、実質的に部分w4の表面E近傍を部分w4に沿って延びる強化繊維Fの見かけ長さに等しい。ただし、第5実施形態と異なり、本実施形態の正四角錐20は、高さが互いに異なる3種類の正四角錐20から構成される。
比L/Lが各直線rij同士の間で互いに等しい例を、図24及び図25に示す。これらの図面において同一のアルファベットを付した正四角錐20同士は、互いに同じ高さ(すなわち、正四角錐20の頂点から基準面R上の底面21までのZ方向距離)を有している。なお、符号aを付した正四角錐20の高さと、符号bを付した正四角錐20の高さと、符号cを付した正四角錐20の高さとの関係は、特に限定されず、任意に設定できる。
[D1]パターン要素PEの形状
本実施形態におけるパターン要素PE14及びPE15の形状は、第5実施形態のパターン要素PE12及びPE13と同様に、強化繊維Fの配向方向に平行な辺xと、配向直交方向に平行な辺yとからなる矩形状である。
[D2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE14及びPE15の大きさは、2つの配向方向(X4及びX5方向)に共通である。図24に示すように、辺x及び辺yの長さは、それぞれ正方形22の対角線3つ分の長さに相当する。
[D3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
図24に示すように、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成されている。例えば、パターン要素PE14の最左側のセグメントSgでは、側面S69と側面S71とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S70と側面S80とが、側面S72と側面S74とが、側面S73と側面S75とが、側面S76と側面S78とが、及び、側面S77と側面S79とが、それぞれ対称対を構成している。
なお、各セグメントSg内での見かけ収縮率の均一性、各パターン要素PE内での見かけ収縮率の均一性、各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性、及び、強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性にかかる構成については、第5実施形態の[D4]〜[D7]にて説明した構成と同様であるため、それらの説明を省略する。また、第6実施形態の作用効果は、第5実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
<変形例>
第6実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図26に示すように、基準面Rに対して下側に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図27に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
なお、第6実施形態の複数の凸部1と、第1変形例の複数の凹部2との関係は、第5実施形態におけるそれらの関係と同様であるため、その説明を省略する。また、第6実施形態の複数の凸部1と、第2変形例の複数の凸部1及び凹部2との関係は、第5実施形態におけるそれらの関係と同様であるため、その説明を省略する。
<第7実施形態>
第7実施形態にかかるパネル材PMについて、図28乃至図30を参照して説明する。なお、第7実施形態では、第4実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
本実施形態において、凹凸パターンGを構成する複数の凸部1は、図28及び図30に示すように、それぞれ基準面R上に底面21をもつ互いに合同な正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面21を構成する正方形22の各頂点23がそれぞれ2つの底面21に頂点23として共有されるとともに1つの底面21の辺の中点25に位置するように配置されている。
凹凸パターンGは、図30に示すように、パターン要素PE16をX4方向及びY4方向に、或いは、パターン要素PE17をX5方向及びY5方向に、同じ向きで隙間なく並べたものに相当する。
[E1]パターン要素PEの形状
本実施形態におけるパターン要素PE16及びPE17の形状は、第4実施形態のパターン要素PE10及びPE11と同様に、強化繊維Fの配向方向に平行な辺xと、配向直交方向に平行な辺yとからなる矩形状である。
[E2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE16及びPE17の大きさは、2つの配向方向(X4及びX5方向)に共通である。図30に示すように、辺x及び辺yの長さは、それぞれ正方形22の対角線の2本分の長さに相当する。
[E3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
図30に示すように、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成されている。例えば、パターン要素PE16の最左側のセグメントSgでは、側面S81と側面S83とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S82と側面S88とが、側面S84と側面S86とが、及び、側面S85と側面S87とが、それぞれ対称対を構成している。
[E7]各パターン要素PE間での強化繊維Fの実長の共通性
次に、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で、すなわち、各パターン要素PE同士の間で、強化繊維Fxの実長について比較する。パターン要素PE16における強化繊維Fxの実長は、例えば、パターン要素PE16の平面Pと表面Eとの交線のうち辺xに対応する部分の長さから求まるように、正四角錐20の稜線24の4本分である。パターン要素PE17における強化繊維Fxの実長も、同様である。すなわち、強化繊維Fxの実長は、各パターン要素PE同士の間で互いに等しい。
[E8]各パターン要素PE間での強化繊維Fの見かけ長さの共通性
一方、パターン要素PE16及びPE17の形状及び大きさは、上記の通り、互いに等しいから、強化繊維Fの見かけ長さも、2つのパターン要素PE同士の間で互いに等しい。
なお、各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性、各パターン要素PE内での強化繊維Fの見かけ長さの均一性、各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性、及び、強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性にかかる構成については、第4実施形態の[C4]〜[C6]及び[C9]にて説明した構成と同様であるため、それらの説明を省略する。
本実施形態では、予め定められた2つの配向方向に配向された強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに、該表面Eに沿った基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられている。凸部1は、それぞれ基準面R上に底面21をもつ互いに合同な正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面21を構成する正方形22の各頂点23がそれぞれ2つの底面21に頂点23として共有されるとともに1つの底面21の辺の中点25に位置するように配置されている。Z方向視において、強化繊維Fの2つの配向方向は、各々、正四角錐20の稜線24に平行である。
この構成によれば、上記の通り、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比を、当該強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず一定にすることができる。これにより、強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに凸部1を設ける際に、パネル材PMの端部の位置が不揃いになったり、表面Eに皺が生じたりすることを抑制することができる。
また、上記構成によれば、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比が、2つの配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しくなる。従って、表面Eに複数の凸部1からなる凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの見かけ収縮率が等方的になるため、表面Eの皺の発生をより確実に抑制することができる。
<変形例>
第7実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図31に示すように、基準面Rに対して下側に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図32に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
第1変形例にかかる複数の凹部2、並びに、第2変形例にかかる複数の凸部1及び凹部2は、それぞれ基準面R上に底面21をもつ互いに合同な正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面21を構成する正方形22の各頂点23がそれぞれ2つの底面21に頂点23として共有されるとともに1つの底面21の辺の中点25に位置するように配置されている。Z方向視において、強化繊維Fの2つの配向方向は、各々、正四角錐20の稜線24に平行である。凹部2の正四角錐20と、凸部1の正四角錐20とは、互いに基準面Rに対して面対称な形状を有している。
なお、第2変形例では、凸部1と凹部2の位置関係(並び順)は、特に限定されない。凸部1と凹部2の並び順がいかなるものであっても、各セグメントSgの平面要素は対称対のみから構成され、各セグメントSg内の平面要素の対称性(上記[E3]参照)は維持される。
例えば、図30に示したパターン要素PE16において、側面S84及びS85を備えた正四角錐20が凹部2であるとした場合でも、パターン要素PE16の最左側のセグメントSgでは、側面S84と側面S86とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面S85と側面S87とが、中心軸Aに対して軸対称な1つの対称対を構成する。このように、第7実施形態のどの凸部1が凹部2に入れ替わったとしても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。
このため、凸部1と凹部2の並び順によらず、各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性(第4実施形態の[C4]参照)が維持される。また、他の構成(上記[E1]〜[E2]、[E7]〜[E8]、[C5]〜[C6]及び[C9]参照)は、第7実施形態と同様である。従って、第2変形例においても、第7実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第1変形例については、第7実施形態の説明を、その説明中の凸部1を凹部2に置き換えて、本変形例の説明に援用できる。従って、第1変形例においても、第7実施形態と同様の効果を得ることができる。
<第8実施形態>
第8実施形態にかかるパネル材PMについて、図33及び図34を参照して説明する。なお、第8実施形態では、第7実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
本実施形態において、凹凸パターンGを構成する複数の凸部1は、図33及び図34に示すように、それぞれ基準面R上に底面21をもつ正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点23がそれぞれ2つの正方形22に頂点23として共有されるとともに1つの正方形22の辺の中点25に位置するように配置された互いに合同な複数の正方形22である。ただし、正四角錐20の高さは、均一ではない。
また、本実施形態では、正方形22の各対角線を含む各直線rij(iは1または2、jは整数)に対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。ここで、Lは、直線rijを含むZ方向に平行な平面と表面Eとの交線のうち、凹凸パターンGのX4またはX5方向の1周期分に対応する部分w5の長さであり、実質的に部分w5の表面E近傍を部分w5に沿って延びる強化繊維Fの実長に等しい。Lは、当該部分w5のZ方向視における見かけ上の長さであり、パターン要素PEの辺xの長さに等しく、また、実質的に部分w5の表面E近傍を部分w5に沿って延びる強化繊維Fの見かけ長さに等しい。なお、直線rijのiの値は、それぞれ各配向方向に対応しており、iの値が同一の直線rijは、互いに平行である。また、図33に示された直線r11〜r13,r21〜r23は、直線rijの一部である。jが0以下の場合、及びjが4以上の場合の直線rijは、図示を省略している。
比L/Lが各直線rij同士の間で互いに等しい例を、図33及び図34に示す。これらの図面において同一のアルファベットを付した正四角錐20同士は、互いに同じ高さ(すなわち、正四角錐20の頂点から基準面R上の底面21までのZ方向距離)を有している。なお、符号aを付した正四角錐20の高さと、符号bを付した正四角錐20の高さとの関係は、特に限定されず、任意に設定できる。
[F1]パターン要素PEの形状
本実施形態におけるパターン要素PE18及びPE19の形状は、第7実施形態のパターン要素PE16及びPE17と同様に、強化繊維Fの配向方向に平行な辺xと、配向直交方向に平行な辺yとからなる矩形状である。
[F2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE18及びPE19の大きさは、2つの配向方向(X4及びX5方向)に共通である。図33に示すように、辺x及び辺yの長さは、それぞれ正方形22の対角線4つ分の長さに相当する。
[F3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
図33に示すように、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。例えば、パターン要素PE18の最左側のセグメントSgでは、側面S89と側面S91とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S90と側面S104とが、側面S92と側面S102とが、側面S93と側面S103とが、側面S94と側面S100とが、側面S95と側面S101とが、側面S96と側面S98とが、及び、側面S97と側面S99とが、それぞれ対称対を構成している。
[F4]各セグメントSg内での見かけ収縮率の均一性
従って、1つのセグメントSg内における強化繊維FXの全実長は、その強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。また、パターン要素PEは矩形状であり、各セグメントSgも矩形状であるから、1つのセグメントSgにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの見かけ長さも、その強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。従って、各セグメントSgにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比も、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[F5]各パターン要素PE内での見かけ収縮率の均一性
また、各直線rij同士の間で比L/Lが互いに等しいから、各セグメントSg同士の間の各境界線上において、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比は、互いに等しい。このため、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比は、そのパターン要素PE全域において、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[F6]各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性
従って、凹凸パターンG全体においても、強化繊維FのX4方向の見かけ収縮率、及びX5方向の見かけ収縮率は、それぞれY4方向及びY5方向の位置によらず一定である。これは、強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、各配向方向ごとに強化繊維Fの見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
[F7]強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性
また、比L/Lは直線r1j,r2j(jは整数)間において互いに等しいから、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しい。このため、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの面方向の見かけ収縮率は、等方的である。
本実施形態では、予め定められた2つの配向方向に配向された強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに、該表面Eに沿った基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられている。凸部1は、それぞれ基準面R上に底面21をもつ正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点23がそれぞれ2つの正方形22に頂点23として共有されるとともに1つの正方形22の辺の中点25に位置するように配置された互いに合同な複数の正方形22である。Z方向視において、強化繊維Fの2つの配向方向は、各々、正四角錐20の稜線24に平行である。また、正方形22の各対角線を含む各直線rijに対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。
この構成によれば、上記の通り、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比を、当該強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず一定にすることができる。これにより、強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに凸部1を設ける際に、パネル材PMの端部の位置が不揃いになったり、表面Eに皺が生じたりすることを抑制することができる。
また、上記構成によれば、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比が、2つの配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しくなる。従って、表面Eに複数の凸部1からなる凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの見かけ収縮率が等方的になるため、表面Eの皺の発生をより確実に抑制することができる。
<変形例>
第8実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図35に示すように、基準面Rに対して下側に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図36に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
第1変形例にかかる複数の凹部2、並びに、第2変形例にかかる複数の凸部1及び凹部2は、それぞれ基準面R上に底面21をもつ正四角錐20の形状を有する。正四角錐20の底面21は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点23がそれぞれ2つの正方形22に頂点23として共有されるとともに1つの正方形22の辺の中点25に位置するように配置された互いに合同な複数の正方形22である。Z方向視において、強化繊維Fの2つの配向方向は、各々、正四角錐20の稜線24に平行である。また、正方形22の各対角線を含む各直線rijに対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。凹部2の正四角錐20と、凸部1の正四角錐20とは、互いに基準面Rに対して面対称な形状を有している。
なお、第2変形例では、凸部1と凹部2の位置関係(並び順)は、特に限定されない。凸部1と凹部2の並び順がいかなるものであっても、各セグメントSgの平面要素は対称対のみから構成され、各セグメントSg内の平面要素の対称性(上記[F3]参照)は維持される。
例えば、図33に示したパターン要素PE18において、側面S92及びS93を備えた正四角錐20が凹部2であるとした場合でも、パターン要素PE18の最左側のセグメントSgでは、側面S92と側面S102とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面S93と側面S103とが、中心軸Aに対して軸対称な1つの対称対を構成する。このように、第8実施形態のどの凸部1が凹部2に入れ替わったとしても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。
このため、凸部1と凹部2の並び順によらず、各セグメントSg内での見かけ収縮率の均一性(上記[F4]参照)が得られる。なお、他の構成(上記[F1]〜[F2]、[F5]〜[F7]参照)は、第8実施形態と同様である。従って、第2変形例においても、第8実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第1変形例については、第8実施形態の説明を、その説明中の凸部1を凹部2に置き換えて、本変形例の説明に援用できる。従って、第1変形例においても、第8実施形態と同様の効果を得ることができる。
<他の変形例>
第4乃至第8実施形態及びそれらの変形例では、強化繊維Fが、基準面Rに平行な2つの配向方向、具体的には、X4方向及びX5方向に配向されていたが、強化繊維Fの配向方向は、このうちの一方のみであってもよい。
また、第6実施形態及びその変形例にかかる、符号a、b及び符号cの正四角錐20のいずれか2つは、高さが同じであってもよい。
さらに、第5及び第8実施形態及びそれらの変形例にかかる、符号a及びbの正四角錐20のいずれか一方、或いは、第6実施形態及びその変形例にかかる、符号a、b及びcの正四角錐20のいずれか1つまたは2つは、高さがゼロであってもよい。表面Eのうち、高さゼロの正四角錐20に対応する領域には、基準面Rのレベルに正方形22状の平面が存在することになる。
また、第5、第6及び第8実施形態及びそれらの変形例にかかる正四角錐20は、互いに高さが異なる2〜3種類の正四角錐20から構成されていたが、正四角錐20の種類の数はこれに限定されない。比L/Lまたは比L/Lが各直線rij同士の間で互いに等しければ、正四角錐20は、互いに高さが異なる4種類以上の正四角錐20から構成されてもよい。
<第9実施形態>
第9実施形態にかかるパネル材PMについて、図37乃至図39を参照して説明する。なお、第9実施形態では、第1実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
本実施形態における凹凸パターンGを構成する複数の凸部1は、図37乃至図39に示すように、それぞれ基準面R上に底面をもつ互いに合同な正六角錐30の形状を有する。正六角錐30の底面31は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面31を構成する正六角形32の各頂点33がそれぞれ3つの底面31に頂点33として共有されるように配置されている。
そして、図37及び図39に示すように、強化繊維Fの3つの配向方向(X1方向、X2方向、X3方向)は、Z方向視において、各々、正六角錐30の稜線34に平行である。なお、正六角錐30の稜線34とは、正六角錐30の側面S同士の交線である。
凹凸パターンGは、図39に示すように、パターン要素PE20をX1方向及びY1方向に、パターン要素PE21をX2方向及びY2方向に、或いは、パターン要素PE22をX3方向及びY3方向に、同じ向きで隙間なく並べたものに相当する。
[G1]パターン要素PEの形状
本実施形態におけるパターン要素PE20〜PE22の形状は、第1実施形態のパターン要素PE〜PEと同様に、強化繊維Fの配向方向に平行な辺xと、配向直交方向に平行な辺yとからなる矩形状である。
[G2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE20〜PE22の大きさは、3つの配向方向(X1、X2及びX3方向)に共通である。図39に示すように、辺xの長さは、正六角形32の一辺の長さ3つ分に相当し、辺yの長さは、正六角形32の幅1つ分(正六角形32の一辺の長さの√3倍)に相当する。
[G3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
図39に示すように、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成されている。例えば、パターン要素PE21の左上側のセグメントSgでは、側面S106と側面S109とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S107と側面S110とが、及び、側面S108と側面S105及びS111とが、それぞれ対称対を構成している。(側面S105及びS111は、あわせて1つの側面に相当するものとみなす。)
[G4]各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性
従って、1つのセグメントSg内における強化繊維Fxの全実長は、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。また、互いに隣り合うセグメントSgの表面Eは、それらの間の境界線においてy方向に連続であるから、互いに隣り合うセグメントSg同士の間でも、強化繊維Fxの全実長は互いに等しい。すなわち、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの実長は、そのパターン要素PE全域において、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[G5]各パターン要素PE内での強化繊維Fの見かけ長さの均一性
一方、パターン要素PEはいずれも矩形状であるため、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの見かけ長さは、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[G6]各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性
従って、各パターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比も、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。このため、凹凸パターンG全体においても、強化繊維FのX1方向の見かけ収縮率、X2方向の見かけ収縮率、及びX3方向の見かけ収縮率は、それぞれY1方向、Y2方向、及びY3方向の位置によらず一定である。これは、強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、各配向方向ごとに強化繊維Fの見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
[G7]各パターン要素PE間での強化繊維Fの実長の共通性
次に、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で、すなわち、各パターン要素PE同士の間で、強化繊維Fxの実長について比較する。パターン要素PE21における強化繊維Fxの実長は、例えば、パターン要素PE21の平面Pと表面Eとの交線のうち辺xに対応する部分の長さから求まるように、正六角錐30の稜線34の2本分と底面31を構成する正六角形32の一辺の長さとの合計である。また、パターン要素PE20における強化繊維Fxの実長、及び、パターン要素PE22における強化繊維Fxの実長も、同様である。すなわち、強化繊維Fxの実長は、各パターン要素PE同士の間で互いに等しい。
[G8]各パターン要素PE間での強化繊維Fの見かけ長さの共通性
一方、パターン要素PE20、PE21及びPE22の形状及び大きさは、上記の通り、互いに等しいから、強化繊維Fxの見かけ長さも、各パターン要素PE同士の間で互いに等しい。
[G9]強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性
従って、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しい。このため、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの面方向の見かけ収縮率は、等方的である。
本実施形態では、予め定められた3つの配向方向に配向された強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに、該表面Eに沿った基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられている。凸部1は、それぞれ基準面R上に底面31をもつ互いに合同な正六角錐30の形状を有する。正六角錐30の底面31は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面31を構成する正六角形32の各頂点33がそれぞれ3つの底面31に頂点33として共有されるように配置されている。Z方向視において、強化繊維Fの3つの配向方向は、各々、正六角錐30の稜線34に平行である。
この構成によれば、上記の通り、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比を、当該強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず一定にすることができる。これにより、強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに凸部1を設ける際に、パネル材PMの端部の位置が不揃いになったり、表面Eに皺が生じたりすることを抑制することができる。
また、上記構成によれば、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比が、3つの配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しくなる。従って、表面Eに複数の凸部1からなる凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの見かけ収縮率が等方的になるため、表面Eの皺の発生をより確実に抑制することができる。
さらに、上記構成によれば、凸部1一個あたりの稜線の数が6本であり、3本または4本である上述の実施形態及びその変形例よりも凸部1一個あたりの稜線の数が多い。従って、Z方向視における凸部1の投影面積が同等である場合は、本実施形態の構成を採用することで、稜線の密度(表面Eの単位面積当たりの稜線の本数)をさらに増やすことができ、パネル材PMの面剛性を向上させたり、共振周波数を高周波側へシフトさせたりすることができる。
<変形例>
第9実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図40に示すように、基準面Rに対して下側に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図41に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
第1変形例にかかる複数の凹部2、並びに、第2変形例にかかる複数の凸部1及び凹部2は、それぞれ基準面R上に底面31をもつ互いに合同な正六角錐30の形状を有する。正六角錐30の底面31は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面31を構成する正六角形32の各頂点33がそれぞれ3つの底面31に頂点33として共有されるように配置されている。Z方向視において、強化繊維Fの3つの配向方向は、各々、正六角錐30の稜線34に平行である。凹部2の正六角錐30と、凸部1の正六角錐30とは、互いに基準面Rに対して面対称な形状を有している。
なお、第2変形例では、凸部1と凹部2の位置関係(並び順)は、特に限定されない。凸部1と凹部2の並び順がいかなるものであっても、各セグメントSgの平面要素は対称対のみから構成され、各セグメントSg内の平面要素の対称性(上記[G3]参照)は維持される。
例えば、図39に示したパターン要素PE21において、側面S107、S108及びS109を備えた正六角錐30が凹部2であるとした場合でも、パターン要素PE21の左上側のセグメントSgでは、側面S107と側面S110とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面S106と側面S109とが、及び、側面S108と側面S105及びS111とが、それぞれ中心軸Aに対して軸対称な対称対を構成する。(側面S105及びS111は、あわせて1つの側面に相当するものとみなす。)このように、第9実施形態のどの凸部1が凹部2に入れ替わったとしても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。
このため、凸部1と凹部2の並び順によらず、各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性(上記[G4]参照)が維持される。また、他の構成(上記[G1]〜[G2]、[G5]〜[G9]参照)は、第9実施形態と同様である。従って、第2変形例においても、第9実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第1変形例については、第9実施形態の説明を、その説明中の凸部1を凹部2に置き換えて、本変形例の説明に援用できる。従って、第1変形例においても、第9実施形態と同様の効果を得ることができる。
<第10実施形態>
第10実施形態にかかるパネル材PMについて、図42乃至図44を参照して説明する。なお、第10実施形態では、第9実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
本実施形態において、凹凸パターンGを構成する複数の凸部1は、図42乃至図44に示すように、それぞれ基準面R上に底面31をもつ正六角錐30の形状を有する。正六角錐30の底面31は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点33がそれぞれ3つの正六角形32に頂点33として共有されるように配置された互いに合同な複数の正六角形32である。ただし、正六角錐30の高さは、均一ではない。
また、本実施形態では、正六角形32の中心を通る各対角線を含む各直線rij(iは1以上3以下の自然数、jは整数)に対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。ここで、Lは、直線rijを含むZ方向に平行な平面と表面Eとの交線のうち、凹凸パターンGのX1、X2またはX3方向の1周期分に対応する部分w6の長さであり、実質的に部分w6の表面E近傍を部分w6に沿って延びる強化繊維Fの実長に等しい。Lは、当該部分w6のZ方向視における見かけ上の長さであり、パターン要素PEの辺xの長さに等しく、また、実質的に部分w6の表面E近傍を部分w6に沿って延びる強化繊維Fの見かけ長さに等しい。なお、直線rijのiの値は、それぞれ各配向方向に対応しており、iの値が同一の直線rijは、互いに平行である。また、図42に示された直線r11〜r13,r21〜r23,r31〜r33は、直線rijの一部である。jが0以下の場合、及びjが4以上の場合の直線rijは、図示を省略している。
比L/Lが各直線rij同士の間で互いに等しい例を、図42乃至図44に示す。これらの図面において同一のアルファベットを付した正六角錐30同士は、互いに同じ高さ(すなわち、正六角錐30の頂点から基準面R上の底面31までのZ方向距離)を有している。なお、符号aを付した正六角錐30の高さと、符号bを付した正六角錐30の高さと、符号cを付した正六角錐30の高さとの関係は、特に限定されず、任意に設定できる。
[H1]パターン要素PEの形状
本実施形態におけるパターン要素PE23〜PE25の形状は、第9実施形態のパターン要素PE20〜PE22と同様に、強化繊維Fの配向方向に平行な辺xと、配向直交方向に平行な辺yとからなる矩形状である。
[H2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE23〜PE25の大きさは、3つの配向方向(X1、X2及びX3方向)に共通である。図42及び図43に示すように、辺xの長さは、正六角形32の一辺の長さ9つ分に相当し、辺yの長さは、正六角形32の幅3つ分(正六角形32の一辺の長さの3√3倍)に相当する。
[H3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
図42及び図43に示すように、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成されている。例えば、パターン要素PE23の最左側のセグメントSgでは、側面S113と側面S116とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S114と側面S129とが、側面S115と側面S112及びS130とが、側面S117と側面S120とが、側面S118と側面S121とが、側面S119と側面S122とが、側面S123と側面S126とが、側面S124と側面S127とが、及び、側面S125と側面S128とが、それぞれ対称対を構成している。(側面S112及びS130は、あわせて1つの側面に相当するものとみなす。)
[H4]各セグメントSg内での見かけ収縮率の均一性
従って、1つのセグメントSg内における強化繊維Fxの全実長は、その強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。また、パターン要素PEは矩形状であり、各セグメントSgも矩形状であるから、1つのセグメントSgにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの見かけ長さも、その強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。従って、各セグメントSgにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比も、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[H5]各パターン要素PE内での見かけ収縮率の均一性
また、各直線rij同士の間で比L/Lが互いに等しいから、各セグメントSg同士の間の各境界線上において、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比は、互いに等しい。このため、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比は、そのパターン要素PE全域において、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[H6]各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性
従って、凹凸パターンG全体においても、強化繊維FのX1方向の見かけ収縮率、X2方向の見かけ収縮率、及びX3方向の見かけ収縮率は、それぞれY1方向、Y2方向、及びY3方向の位置によらず一定である。これは、強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、各配向方向ごとに強化繊維Fの見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
[H7]強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性
また、比L/Lは直線r1j,r2j,r3j(jは整数)間において互いに等しいから、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しい。このため、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの面方向の見かけ収縮率は、等方的である。
本実施形態では、予め定められた3つの配向方向に配向された強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに、該表面Eに沿った基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられている。凸部1は、それぞれ基準面R上に底面31をもつ正六角錐30の形状を有する。正六角錐30の底面31は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点33がそれぞれ3つの正六角形32に頂点33として共有されるように配置された互いに合同な複数の正六角形32である。Z方向視において、強化繊維Fの3つの配向方向は、各々、正六角錐30の稜線34に平行である。また、正六角形32の中心を通る各対角線を含む直線rijに対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。
この構成によれば、上記の通り、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比を、当該強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず一定にすることができる。これにより、強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに凸部1を設ける際に、パネル材PMの端部の位置が不揃いになったり、表面Eに皺が生じたりすることを抑制することができる。
また、上記構成によれば、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比が、3つの配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しくなる。従って、表面Eに複数の凸部1からなる凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの見かけ収縮率が等方的になるため、表面Eの皺の発生をより確実に抑制することができる。
<変形例>
第10実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図45に示すように、基準面Rに対して下側に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図46に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
第1変形例にかかる複数の凹部2、並びに、第2変形例にかかる複数の凸部1及び凹部2は、それぞれ基準面R上に底面31をもつ正六角錐30の形状を有する。正六角錐30の底面31は、基準面R上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点33がそれぞれ3つの正六角形32に頂点33として共有されるように配置された互いに合同な複数の正六角形32である。Z方向視において、強化繊維Fの3つの配向方向は、各々、正六角錐30の稜線34に平行である。また、正六角形32の中心を通る各対角線を含む各直線rijに対応して定義される比L/Lが、各直線rij同士の間で互いに等しい。凹部2の正六角錐30と、凸部1の正六角錐30とは、互いに基準面Rに対して面対称な形状を有している。
なお、第2変形例では、凸部1と凹部2の位置関係(並び順)は、特に限定されない。凸部1と凹部2の並び順がいかなるものであっても、各セグメントSgの平面要素は対称対のみから構成され、各セグメントSg内の平面要素の対称性(上記[H3]参照)は維持される。
例えば、図46に示したパターン要素PE23において、側面S117、S118及びS119を備えた正六角錐30が凹部2であるとした場合でも、パターン要素PE23の最左側のセグメントSgでは、側面S117と側面S120とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面S118と側面S121とが、及び、側面S119と側面S122とが、それぞれ中心軸Aに対して軸対称な対称対を構成する。このように、第10実施形態のどの凸部1が凹部2に入れ替わったとしても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。
このため、凸部1と凹部2の並び順によらず、各セグメントSg内での見かけ収縮率の均一性(上記[H4]参照)が得られる。なお、他の構成(上記[H1]〜[H2]、[H5]〜[H7]参照)は、第10実施形態と同様である。従って、第2変形例においても、第10実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第1変形例については、第10実施形態の説明を、その説明中の凸部1を凹部2に置き換えて、本変形例の説明に援用できる。従って、第1変形例においても、第10実施形態と同様の効果を得ることができる。
<他の変形例>
第9及び第10実施形態及びそれらの変形例では、強化繊維Fが、基準面Rに平行な3つの配向方向、具体的には、X1方向、X2方向、及びX3方向に配向されていたが、強化繊維Fの配向方向は、このうちの1つまたは2つであってもよい。
また、第10実施形態及びその変形例にかかる符号a、b及びcの正六角錐30のいずれか2つは、高さが同じであってもよい。
さらに、第10実施形態及びその変形例にかかる符号a、b及びcの正六角錐30のいずれか1つまたは2つは、高さがゼロであってもよい。表面Eのうち、高さゼロの正六角錐30に対応する領域には、基準面Rのレベルに正六角形状の平面が存在することになる。
また、第10実施形態及びそれらの変形例にかかる正六角錐30は、互いに高さが異なる3種類の正六角錐30から構成されていたが、正六角錐30の種類の数はこれに限定されない。比L/Lが各直線rij同士の間で互いに等しければ、正六角錐30は、互いに高さが異なる2種類または4種類以上の正六角錐30から構成されてもよい。
<第11実施形態>
第11実施形態にかかるパネル材PMについて、図47乃至図49を参照して説明する。なお、第11実施形態では、第9実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
本実施形態における凹凸パターンGを構成する複数の凸部1は、図47乃至図49に示すように、それぞれ基準面R上に底面31をもつ互いに合同な正六角錐30の形状を有する。正六角錐30の底面31は、基準面R上に、隣り合う底面31の互いに近接する辺同士が所定の間隔δをあけて平行になるように配置されている。
また、基準面R上において底面31同士の間に形成される隙間領域40は、図49に示すように、複数の合同な正三角形41を、隙間なく、かつ、重なりなく敷き詰め可能な形状を有している。正三角形41の一辺の長さは、正六角錐30の底面31を構成する正六角形32の一辺の長さに等しい。また、正三角形41の高さは、上記所定の間隔δと等しい。正三角形41の高さは、正三角形41の一辺の長さの√3/2倍に等しい。
そして、図47及び図49に示すように、強化繊維Fの3つの配向方向(X1方向、X2方向、X3方向)は、Z方向視において、各々、正六角錐30の稜線34に平行である。
凹凸パターンGは、図49に示すように、パターン要素PE26をX1方向及びY1方向に、パターン要素PE27をX2方向及びY2方向に、或いは、パターン要素PE28をX3方向及びY3方向に、同じ向きで隙間なく並べたものに相当する。
[I1]パターン要素PEの形状
本実施形態におけるパターン要素PE26〜PE28の形状は、第9実施形態のパターン要素PE20〜PE22と同様に、強化繊維Fの配向方向に平行な辺xと、配向直交方向に平行な辺yとからなる矩形状である。
[I2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE26〜PE28の大きさは、3つの配向方向(X1、X2及びX3方向)に共通である。図49に示すように、辺xの長さは、正六角形32の一辺の長さ7つ分に相当し、辺yの長さは、正六角形32の幅7つ分(正六角形32の一辺の長さの7√3倍)に相当する。
[I3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
図49に示すように、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成されている。例えば、パターン要素PE26の最右側のセグメントSgでは、側面S132と側面S135とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。同様に、側面S133と側面S136とが、及び、側面S134と側面S131及びS137とが、それぞれ対称対を構成している。(側面S131及びS137は、あわせて1つの側面に相当するものとみなす。)
[I4]各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性
従って、1つのセグメントSg内における強化繊維Fxの全実長は、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。また、互いに隣り合うセグメントSgの表面Eは、それらの間の境界線においてy方向に連続であるから、互いに隣り合うセグメントSg同士の間でも、強化繊維Fxの全実長は互いに等しい。すなわち、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの実長は、そのパターン要素PE全域において、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[I5]各パターン要素PE内での強化繊維Fの見かけ長さの均一性
一方、パターン要素PEはいずれも矩形状であるため、1つのパターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの見かけ長さは、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。
[I6]各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性
従って、各パターン要素PEにおいて、辺y同士の間にわたって延びる強化繊維Fxの、実長に対する見かけ長さの比も、強化繊維Fxのy方向位置によらず、一定である。このため、凹凸パターンG全体においても、強化繊維FのX1方向の見かけ収縮率、X2方向の見かけ収縮率、及びX3方向の見かけ収縮率は、それぞれY1方向、Y2方向、及びY3方向の位置によらず一定である。これは、強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず、各配向方向ごとに強化繊維Fの見かけ収縮率が一定に保たれることを意味する。
[I7]各パターン要素PE間での強化繊維Fの実長の共通性
次に、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で、すなわち、各パターン要素PE同士の間で、強化繊維Fxの実長について比較する。パターン要素PE26における強化繊維Fxの実長は、例えば、パターン要素PE26の平面Pと表面Eとの交線のうち辺xに対応する部分の長さから求まるように、正六角錐30の稜線34の2本分と底面31を構成する正六角形32の一辺の長さ5つ分との合計である。また、パターン要素PE27における強化繊維Fxの実長、及び、パターン要素PE28における強化繊維Fxの実長も、同様である。すなわち、強化繊維Fxの実長は、各パターン要素PE同士の間で互いに等しい。
[I8]各パターン要素PE間での強化繊維Fの見かけ長さの共通性
一方、パターン要素PE26、PE27及びPE28の形状及び大きさは、上記の通り、互いに等しいから、強化繊維Fxの見かけ長さも、各パターン要素PE同士の間で互いに等しい。
[I9]強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性
従って、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比は、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しい。このため、表面Eに凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの面方向の見かけ収縮率は、等方的である。
本実施形態では、予め定められた3つの配向方向に配向された強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに、該表面Eに沿った基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられている。凸部1は、それぞれ基準面R上に底面31をもつ互いに合同な正六角錐30の形状を有する。正六角錐30の底面31は、基準面R上に、隣り合う底面31の互いに近接する辺同士が所定の間隔δをあけて平行になるように配置されている。基準面R上において底面31同士の間に形成される隙間領域40は、複数の合同な正三角形41を、隙間なく、かつ、重なりなく敷き詰め可能な形状を有している。正三角形41の一辺の長さは、正六角錐30の底面31を構成する正六角形32の一辺の長さに等しい。また、正三角形41の高さは、上記所定の間隔δと等しい。Z方向視において、強化繊維Fの3つの配向方向は、各々、正六角錐30の稜線34に平行である。
この構成によれば、上記の通り、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比を、当該強化繊維Fが凸部1のどの部分を通るかに関わらず一定にすることができる。これにより、強化繊維Fを含むパネル材PMの表面Eに凸部1を設ける際に、パネル材PMの端部の位置が不揃いになったり、表面Eに皺が生じたりすることを抑制することができる。
また、上記構成によれば、強化繊維Fの実長に対する見かけ長さの比が、3つの配向方向に配向された強化繊維F同士の間で互いに等しくなる。従って、表面Eに複数の凸部1からなる凹凸パターンGを形成する際の強化繊維Fの見かけ収縮率が等方的になるため、表面Eの皺の発生をより確実に抑制することができる。
<変形例>
第11実施形態では、表面Eに、基準面Rに対して上側に凸となる凸部1が複数設けられていたが、図50に示すように、基準面Rに対して下側に凹となる凹部2を複数設けてもよい。この変形例を、第1変形例と称する。また、図51に示すように、凸部1と凹部2との両方を設けてもよい。この変形例を、第2変形例と称する。
第1変形例にかかる複数の凹部2、並びに、第2変形例にかかる複数の凸部1及び凹部2は、それぞれ基準面R上に底面31をもつ互いに合同な正六角錐30の形状を有する。正六角錐30の底面31は、基準面R上に、隣り合う底面31の互いに近接する辺同士が所定の間隔δをあけて平行になるように配置されている。基準面R上において底面31同士の間に形成される隙間領域40は、複数の合同な正三角形41を、隙間なく、かつ、重なりなく敷き詰め可能な形状を有している。正三角形41の一辺の長さは、正六角錐30の底面31を構成する正六角形32の一辺の長さに等しい。また、正三角形41の高さは、上記所定の間隔δと等しい。Z方向視において、強化繊維Fの3つの配向方向は、各々、正六角錐30の稜線34に平行である。凹部2の正六角錐30と、凸部1の正六角錐30とは、互いに基準面Rに対して面対称な形状を有している。
なお、第2変形例では、凸部1と凹部2の位置関係(並び順)は、特に限定されない。凸部1と凹部2の並び順がいかなるものであっても、各セグメントSgの平面要素は対称対のみから構成され、各セグメントSg内の平面要素の対称性(上記[I3]参照)は維持される。
例えば、図49に示したパターン要素PE26において、側面S133、S134及びS135を備えた正六角錐30が凹部2であるとした場合でも、パターン要素PE26の最右側のセグメントSgでは、側面S133と側面S136とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面S135と側面S132とが、及び、側面S134と側面S131及びS137とが、それぞれ中心軸Aに対して軸対称な対称対を構成する。(側面S131及びS137は、あわせて1つの側面に相当するものとみなす。)このように、第11実施形態のどの凸部1が凹部2に入れ替わったとしても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。
このため、凸部1と凹部2の並び順によらず、各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性(上記[I4]参照)が維持される。また、他の構成(上記[I1]〜[I2]、[I5]〜[I9]参照)は、第11実施形態と同様である。従って、第2変形例においても、第11実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第1変形例については、第11実施形態の説明を、その説明中の凸部1を凹部2に置き換えて、本変形例の説明に援用できる。従って、第1変形例においても、第11実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第11実施形態及びその変形例では、強化繊維Fが、基準面Rに平行な3つの配向方向、具体的には、X1方向、X2方向、及びX3方向に配向されていたが、強化繊維Fの配向方向は、このうちの1つまたは2つであってもよい。
<第12実施形態>
第12実施形態にかかるパネル材PMは、第11実施形態(その変形例を含む)にかかるパネル材PMと、隙間領域40の幅が異なる。具体的には、第11実施形態においては、隙間領域40に敷き詰め可能な正三角形41の一辺の長さが、正六角錐30の底面31を構成する正六角形32の一辺の長さと等しかったところ、本実施形態では、正三角形41の一辺の長さが、正六角形32の一辺の長さの1/n(nは2以上の整数)に設定されている。以下、第12実施形態では、第11実施形態と異なる構成について説明することとし、既に説明した構成と同様の機能を有する構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
[J2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PEの大きさは、3つの配向方向(X1、X2及びX3方向)に共通である。本実施形態のパターン要素PEの辺xの長さは、正六角形32の一辺の長さのJ個分に相当し、辺yの長さは、正六角形32の幅J個分(正六角形32の一辺の長さのJ×√3倍)に相当する。ここで、J及びJは、それぞれ次の式(1)及び(2)で表せる。
=3(n+1)+1/n ・・・(1)
=3(n+1)+1/n ・・・(2)
例えば、n=2とした場合、各パターン要素PE29〜PE31の大きさは、図52に示すように、辺xの長さが正六角形32の一辺の長さ9.5つ分に、辺yの長さが正六角形32の幅9.5つ分(正六角形32の一辺の長さの9.5√3倍)に、それぞれ相当する。
[J3]各セグメントSg内での平面要素の対称性
また、本実施形態においても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。例えば、n=2とした場合、図52に示すように、パターン要素PE29の最右側のセグメントSgでは、側面S138及びS150と側面S147とが面対称の形状を備え、1つの対称対を構成している。(側面S138及びS150は、あわせて1つの側面に相当するものとみなす。)同様に、側面S139と側面S148とが、側面S140と側面S143とが、側面S141と側面S144とが、側面S142と側面S145とが、及び、側面S146と側面S149とが、それぞれ対称対を構成している。
[J7]各パターン要素PE間での強化繊維Fの実長の共通性
さらに、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で、すなわち、各パターン要素PE同士の間で、強化繊維Fxの実長は、互いに等しい。具体的には、強化繊維Fxの実長は、いずれのパターン要素PEにおいても、正六角形32の稜線34のJ本分とその底面31を構成する正六角形32の一辺の長さのJつ分との合計である。ここで、J及びJは、それぞれ次の式(3)及び(4)で表せる。
=2n ・・・(3)
=(n+3)+1/n ・・・(4)
例えば、n=2とした場合、図52に示すように、パターン要素PE29における強化繊維Fxの実長は、例えば、パターン要素PE29の平面Pと表面Eとの交線のうち辺xに対応する部分の長さから求まるように、正六角錐30の稜線34の4本分と底面31を構成する正六角形32の一辺の長さ5.5つ分との合計である。また、パターン要素PE30における強化繊維Fxの実長、及び、パターン要素PE31における強化繊維Fxの実長も、同様である。
なお、パターン要素PEの形状、各パターン要素PE内での強化繊維Fの実長の均一性、各パターン要素PE内での強化繊維Fの見かけ長さの均一性、各配向方向ごとの見かけ収縮率の均一性、各パターン要素PE間での強化繊維Fの見かけ長さの共通性、及び、強化繊維Fの見かけ収縮率の等方性にかかる構成については、第11実施形態の[I1]、[I4]〜[I6]、[I8]及び[I9]にて説明した構成と同様であるため、それらの説明を省略する。また、第12実施形態の作用効果は、第11実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
<他の実施形態>
他の実施形態としては、上記実施形態及びそれらの変形例(以下、実施形態等)にかかる凹凸パターンGを、パネル材PMの両面に設けたものがある。特に、パネル材PMの両面の互いに対向する位置に凸部1と凹部2とが配されるように、一側の表面Eに凹凸パターンGを形成するとともに、他側の表面Eにその反転形状を有する凹凸パターンGを形成することができる。この場合、凹凸パターンGを形成した領域の厚さ(互いに対向する位置に設けられた凸部1と凹部2とに挟まれた領域の厚さ)が一定になるため、成形時のマトリックス樹脂の流動を抑えて、表面Eの皺の発生をより確実に抑制することができる。
さらに他の実施形態としては、上記実施形態等のなかから選択される2以上の実施形態等を組み合わせたものがある。具体的には、例えば、第1乃至第3、並びに、第9乃至第12実施形態等のなかから選択される2以上の実施形態等にかかる凹凸パターンGを、パネル材PMの1つの表面Eに並べて形成したものがある。また、第4乃至第8実施形態等のなかから選択される2以上の実施形態等にかかる凹凸パターンGを、パネル材PMの1つの表面Eに並べて形成したものがある。これら組み合わせにかかる実施形態では、組み合わされた各要素にあたる実施形態等の各効果を得ることができる。
なお、上記実施形態等における凸部1の高さまたは凹部2の深さ、すなわち、正三角錐10、正四角錐20、及び正六角錐30の高さは、特に限定されず、パネル材PMの用途・仕様に応じて適宜に選択可能である。当該寸法は、少なくともパネル材PMの最も表面側に位置する強化繊維Fと表面Eとの間に形成される樹脂膜の厚さよりも大きい。一方、当該寸法をパネル材PM自体の厚さよりも大きく設定することも可能である。
以上、いくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎない。発明の技術的範囲は、上記実施形態及びその変形例で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。
パネル材PMは、例えば、フード、フロアパネル、ドアパネル、バンパー、トランクリッド、リアゲート、フェンダパネル、サイドボディパネル、ルーフパネルなど自動車等車両の構成部材として利用することができる。また、パネル材PMは、航空機、船舶、鉄道車両など輸送機、家庭用電気製品、発電設備、生産機械、住宅機材、家具、レジャー用品などの構成部材として利用することができる。
PM パネル材
F 強化繊維
E 表面
R 仮想基準面
G 凹凸パターン
1 凸部
2 凹部
10 正三角錐
11 底面
12 正三角形
13 頂点
14 稜線
20 正四角錐
21 底面
22 正方形
23 頂点
24 稜線
25 中点
30 正六角錐
31 底面
32 正六角形
33 頂点
34 稜線
δ 間隔
40 隙間領域
41 正三角形
X1〜X5方向(配向方向)
Z方向(厚さ方向)
ij 直線
w1〜w6 直線を含む厚さ方向に平行な平面と表面との交線のうち、凹凸パターンの配向方向の1周期分に対応する部分
[A2]パターン要素PEの大きさ
また、パターン要素PEの大きさは、実施形態ごとに統一した。本実施形態のパターン要素PE〜PEでは、辺の長さは正三角形12の一辺の長さに相当し、辺の長さは正三角形12の高さ2つ分に相当する。
[B2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE〜PEの大きさは、3つの配向方向(X1、X2及びX3方向)に共通である。図6に示すように、辺の長さは正三角形12の一辺の長さに相当し、辺の長さは正三角形12の高さ2つ分に相当する。
[B2]パターン要素PEの大きさ
パターン要素PE〜PEの大きさは、3つの配向方向(X1、X2及びX3方向)に共通である。図10及び図11に示すように、辺の長さは正三角形12の一辺の長さ3つ分に相当し、辺の長さは正三角形12の高さ6つ分に相当する。
例えば、図43に示したパターン要素PE23において、側面S117、S118及びS119を備えた正六角錐30が凹部2であるとした場合でも、パターン要素PE23の最左側のセグメントSgでは、側面S117と側面S120とが、それらが属するセグメントSgの中心軸Aに対して軸対称の形状を備え、1つの対称対を構成する。同様に、側面S118と側面S121とが、及び、側面S119と側面S122とが、それぞれ中心軸Aに対して軸対称な対称対を構成する。このように、第10実施形態のどの凸部1が凹部2に入れ替わったとしても、各セグメントSgの平面要素は、対称対のみから構成される。
[J7]各パターン要素PE間での強化繊維Fの実長の共通性
さらに、互いに異なる配向方向に配向された強化繊維F同士の間で、すなわち、各パターン要素PE同士の間で、強化繊維Fxの実長は、互いに等しい。具体的には、強化繊維Fxの実長は、いずれのパターン要素PEにおいても、正六角錐30の稜線34のJ本分とその底面31を構成する正六角形32の一辺の長さのJつ分との合計である。ここで、J及びJは、それぞれ次の式(3)及び(4)で表せる。
=2n ・・・(3)
=(n+3)+1/n ・・・(4)

Claims (9)

  1. 少なくとも表面近傍に強化繊維を含むFRP製のパネル材であって、
    前記表面には、該表面に沿った仮想基準面に対して前記パネル材の厚さ方向外側に凸となる凸部と、前記仮想基準面に対して前記厚さ方向内側に凹となる凹部とのうちいずれか一方または両方が複数設けられており、
    前記凸部及び凹部は、それぞれ前記仮想基準面上に底面をもつ互いに合同な正三角錐の形状を有しており、
    前記底面は、前記仮想基準面上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面を構成する正三角形の各頂点がそれぞれ6つの底面に頂点として共有されるように配置されており、
    前記強化繊維は、前記仮想基準面に平行な1つ以上3つ以下の予め定められた配向方向に配向されており、
    各配向方向は、前記厚さ方向視において前記正三角錐の稜線のいずれかと平行である、パネル材。
  2. 少なくとも表面近傍に強化繊維を含むFRP製のパネル材であって、
    前記表面には、該表面に沿った仮想基準面に対して前記パネル材の厚さ方向外側に凸となる凸部と、前記仮想基準面に対して前記厚さ方向内側に凹となる凹部とのうちいずれか一方または両方が複数設けられて、周期性のある凹凸パターンが形成されており、
    前記凸部及び凹部は、それぞれ前記仮想基準面上に底面をもつ正三角錐の形状を有しており、
    前記底面は、前記仮想基準面上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点がそれぞれ6つの正三角形に頂点として共有されるように配置された互いに合同な複数の正三角形のうちの一つからなり、
    前記強化繊維は、前記仮想基準面に平行な1つ以上3つ以下の予め定められた配向方向に配向されており、
    各配向方向は、前記厚さ方向視において前記正三角錐の稜線のいずれかと平行であり、
    前記正三角形の各中線を含む各直線に対応して定義される比L/Lが、前記各直線間で互いに等しい、パネル材。
    ただし、L:前記直線を含む前記厚さ方向に平行な平面と前記表面との交線のうち、前記凹凸パターンの前記配向方向の1周期分に対応する部分の長さ、L:前記部分の前記厚さ方向視における見かけ上の長さ
  3. 少なくとも表面近傍に強化繊維を含むFRP製のパネル材であって、
    前記表面には、該表面に沿った仮想基準面に対して前記パネル材の厚さ方向外側に凸となる凸部と、前記仮想基準面に対して前記厚さ方向内側に凹となる凹部とのうちいずれか一方または両方が複数設けられており、
    前記凸部及び凹部は、それぞれ前記仮想基準面上に底面をもつ互いに合同な正四角錐の形状を有しており、
    前記底面は、前記仮想基準面上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面を構成する正方形の各頂点がそれぞれ4つの底面に頂点として共有されるように配置されており、
    前記強化繊維は、前記仮想基準面に平行な1つまたは2つの予め定められた配向方向に配向されており、
    各配向方向は、前記厚さ方向視において前記正四角錐の稜線のいずれかと平行である、パネル材。
  4. 少なくとも表面近傍に強化繊維を含むFRP製のパネル材であって、
    前記表面には、該表面に沿った仮想基準面に対して前記パネル材の厚さ方向外側に凸となる凸部と、前記仮想基準面に対して前記厚さ方向内側に凹となる凹部とのうちいずれか一方または両方が複数設けられて、周期性のある凹凸パターンが形成されており、
    前記凸部及び凹部は、それぞれ前記仮想基準面上に底面をもつ正四角錐の形状を有しており、
    前記底面は、前記仮想基準面上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点がそれぞれ4つの正方形に頂点として共有されるように配置された互いに合同な複数の正方形のうちの一つからなり、
    前記強化繊維は、前記仮想基準面に平行な1つまたは2つの予め定められた配向方向に配向されており、
    各配向方向は、前記厚さ方向視において前記正四角錐の稜線のいずれかと平行であり、
    前記正方形の各対角線を含む各直線に対応して定義される比L/Lが、前記各直線間で互いに等しい、パネル材。
    ただし、L:前記直線を含む前記厚さ方向に平行な平面と前記表面との交線のうち、前記凹凸パターンの前記配向方向の1周期分に対応する部分の長さ、L:前記部分の前記厚さ方向視における見かけ上の長さ
  5. 少なくとも表面近傍に強化繊維を含むFRP製のパネル材であって、
    前記表面には、該表面に沿った仮想基準面に対して前記パネル材の厚さ方向外側に凸となる凸部と、前記仮想基準面に対して前記厚さ方向内側に凹となる凹部とのうちいずれか一方または両方が複数設けられており、
    前記凸部及び凹部は、それぞれ前記仮想基準面上に底面をもつ互いに合同な正四角錐の形状を有しており、
    前記底面は、前記仮想基準面上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面を構成する正方形の各頂点がそれぞれ2つの底面に頂点として共有されるとともに1つの底面の辺の中点に位置するように配置されており、
    前記強化繊維は、前記仮想基準面に平行な1つまたは2つの予め定められた配向方向に配向されており、
    各配向方向は、前記厚さ方向視において前記正四角錐の稜線のいずれかと平行である、パネル材。
  6. 少なくとも表面近傍に強化繊維を含むFRP製のパネル材であって、
    前記表面には、該表面に沿った仮想基準面に対して前記パネル材の厚さ方向外側に凸となる凸部と、前記仮想基準面に対して前記厚さ方向内側に凹となる凹部とのうちいずれか一方または両方が複数設けられて、周期性のある凹凸パターンが形成されており、
    前記凸部及び凹部は、それぞれ前記仮想基準面上に底面をもつ正四角錐の形状を有しており、
    前記底面は、前記仮想基準面上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点がそれぞれ2つの正方形に頂点として共有されるとともに1つの正方形の辺の中点に位置するように配置された互いに合同な複数の正方形のうちの一つからなり、
    前記強化繊維は、前記仮想基準面に平行な1つまたは2つの予め定められた配向方向に配向されており、
    各配向方向は、前記厚さ方向視において前記正四角錐の稜線のいずれかと平行であり、
    前記正方形の各対角線を含む各直線に対応して定義される比L/Lが、前記各直線間で互いに等しい、パネル材。
    ただし、L:前記直線を含む前記厚さ方向に平行な平面と前記表面との交線のうち、前記凹凸パターンの前記配向方向の1周期分に対応する部分の長さ、L:前記部分の前記厚さ方向視における見かけ上の長さ
  7. 少なくとも表面近傍に強化繊維を含むFRP製のパネル材であって、
    前記表面には、該表面に沿った仮想基準面に対して前記パネル材の厚さ方向外側に凸となる凸部と、前記仮想基準面に対して前記厚さ方向内側に凹となる凹部とのうちいずれか一方または両方が複数設けられており、
    前記凸部及び凹部は、それぞれ前記仮想基準面上に底面をもつ互いに合同な正六角錐の形状を有しており、
    前記底面は、前記仮想基準面上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各底面を構成する正六角形の各頂点がそれぞれ3つの底面に頂点として共有されるように配置されており、
    前記強化繊維は、前記仮想基準面に平行な1つ以上3つ以下の予め定められた配向方向に配向されており、
    各配向方向は、前記厚さ方向視において前記正六角錐の稜線のいずれかと平行である、パネル材。
  8. 少なくとも表面近傍に強化繊維を含むFRP製のパネル材であって、
    前記表面には、該表面に沿った仮想基準面に対して前記パネル材の厚さ方向外側に凸となる凸部と、前記仮想基準面に対して前記厚さ方向内側に凹となる凹部とのうちいずれか一方または両方が複数設けられて、周期性のある凹凸パターンが形成されており、
    前記凸部及び凹部は、それぞれ前記仮想基準面上に底面をもつ正六角錐の形状を有しており、
    前記底面は、前記仮想基準面上に、隙間なく、かつ、重なりなく、かつ、各頂点がそれぞれ3つの正六角形に頂点として共有されるように配置された互いに合同な複数の正六角形のうちの一つからなり、
    前記強化繊維は、前記仮想基準面に平行な1つ以上3つ以下の予め定められた配向方向に配向されており、
    各配向方向は、前記厚さ方向視において前記正六角錐の稜線のいずれかと平行であり、
    前記正六角形の中心を通る各対角線を含む各直線に対応して定義される比L/Lが、前記各直線間で互いに等しい、パネル材。
    ただし、L:前記直線を含む前記厚さ方向に平行な平面と前記表面との交線のうち、前記凹凸パターンの前記配向方向の1周期分に対応する部分の長さ、L:前記部分の前記厚さ方向視における見かけ上の長さ
  9. 少なくとも表面近傍に強化繊維を含むFRP製のパネル材であって、
    前記表面には、該表面に沿った仮想基準面に対して前記パネル材の厚さ方向外側に凸となる凸部と、前記仮想基準面に対して前記厚さ方向内側に凹となる凹部とのうちいずれか一方または両方が複数設けられており、
    前記凸部及び凹部は、それぞれ前記仮想基準面上に底面をもつ互いに合同な正六角錐の形状を有しており、
    前記底面は、前記仮想基準面上に、隣り合う底面の互いに近接する辺同士が所定の間隔をあけて平行になるように配置されており、
    前記仮想基準面上において前記底面同士の間に形成される隙間領域は、一辺の長さが前記底面を構成する正六角形の辺の長さの1/n(nは1以上の自然数)で、高さが前記間隔と等しい複数の合同な正三角形を、隙間なく、かつ、重なりなく敷き詰め可能な形状を有しており、
    前記強化繊維は、前記仮想基準面に平行な1つ以上3つ以下の予め定められた配向方向に配向されており、
    各配向方向は、前記厚さ方向視において前記正六角錐の稜線のいずれかと平行である、パネル材。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116494544B (zh) * 2023-06-25 2023-08-22 四川炬原玄武岩纤维科技有限公司 一种塑料板材边缘与玄武岩材料的热熔连接装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005076766A (ja) * 2003-09-01 2005-03-24 Bunichi Shoji 立体トラス構造面版組立体
JP2011042982A (ja) * 2009-08-21 2011-03-03 Hayashi Bussan Hatsumei Kenkyusho:Kk 堤防の嵩上げ用土木資材
JP2013204719A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd パネル構造体、及びその製造方法
JP5348246B2 (ja) * 2010-08-27 2013-11-20 トヨタ自動車株式会社 繊維強化樹脂材の製造方法
JP2017061275A (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 スズキ株式会社 車両用フロアパネル

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3438101B2 (ja) 1992-04-17 2003-08-18 株式会社エービーシー商会 耐食性床の施工方法
JP3171425B2 (ja) * 1995-03-14 2001-05-28 ロンシール工業株式会社 内装材及びその製造方法
US7758794B2 (en) * 2001-10-29 2010-07-20 Princeton University Method of making an article comprising nanoscale patterns with reduced edge roughness
FR2761380B1 (fr) * 1997-03-28 1999-07-02 Europ Propulsion Procede et machine pour la realisation de nappes fibreuses multiaxiales
US6540367B1 (en) * 1999-04-07 2003-04-01 3M Innovative Properties Company Structured surface articles containing geometric structures with compound faces and methods for making same
WO2002095135A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-28 Toray Industries, Inc. Sound-proof wall made of frp, and method of producing the same
JP2003322712A (ja) * 2002-04-30 2003-11-14 Omron Corp 反射板および反射板の製造方法、並びに反射型液晶表示装置
JP5396855B2 (ja) * 2008-12-26 2014-01-22 Esファイバービジョンズ株式会社 繊維束
JP4964327B2 (ja) * 2010-04-28 2012-06-27 株式会社神戸製鋼所 熱交換用プレートの元板材、及び熱交換用プレートの元板材の製造方法
CN201816262U (zh) * 2010-08-16 2011-05-04 杭州中环化工设备有限公司 一种复合板材

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005076766A (ja) * 2003-09-01 2005-03-24 Bunichi Shoji 立体トラス構造面版組立体
JP2011042982A (ja) * 2009-08-21 2011-03-03 Hayashi Bussan Hatsumei Kenkyusho:Kk 堤防の嵩上げ用土木資材
JP5348246B2 (ja) * 2010-08-27 2013-11-20 トヨタ自動車株式会社 繊維強化樹脂材の製造方法
JP2013204719A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd パネル構造体、及びその製造方法
JP2017061275A (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 スズキ株式会社 車両用フロアパネル

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