WO2010119946A1 - 構造体及び成形品並びにそれらの製造方法 - Google Patents

構造体及び成形品並びにそれらの製造方法 Download PDF

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隆二 谷井
将宏 鵜飼
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    • Y10T428/24149Honeycomb-like

Definitions

  • the present invention relates to a structure having a plurality of cells defined by polygonal or cylindrical side walls, a molded product obtained by bending the structure, and a method for manufacturing the same.
  • Patent Document 1 a plate-like structure in which a plurality of cells partitioned by a polygonal cylindrical or cylindrical side wall are arranged inside is known.
  • the structure of Patent Document 1 includes a core layer composed of a pair of sheets and sheet-like skin layers provided on both upper and lower surfaces of the core layer.
  • a plurality of bulges are regularly arranged on each sheet.
  • Each bulge is formed in a cylindrical shape having a closed head while being formed so as to protrude from the flat portion of the sheet.
  • the pair of sheets are formed by overlapping in a state where the bulged portions are arranged so as to face each other.
  • a honeycomb structure is known.
  • the method of manufacturing a honeycomb structure from one sheet is described in patent document 2, for example.
  • a sheet material is formed so as to provide a plurality of bulging portions having a predetermined shape with respect to a single sheet having plasticity.
  • the sheet material is folded at a plurality of fold lines and joined to the abutting portions to form a honeycomb structure.
  • one bulging portion one hollow prismatic partition having a plurality of cells arranged in parallel along the fold line direction is formed.
  • a plurality of division bodies are juxtaposed along the direction orthogonal to the fold line direction.
  • a plate-shaped honeycomb structure is formed by joining adjacent division bodies mutually.
  • Patent Documents 1 and 2 are not only used as plate materials, but may be used as molded products having a three-dimensional shape after being subjected to bending.
  • the molded product subjected to such bending is used, for example, for each member (for example, a bottom wall portion) constituting a pallet box as shown in FIG. 9 (see Patent Document 3).
  • An object of the present invention is to provide a structure, a molded article, and a method for manufacturing the same that can suppress unexpected deformation of the cell due to an increase in the internal pressure of the cell.
  • Another object of the present invention is to provide a molded article having excellent appearance and strength and a method for producing the same.
  • a core layer in which a plurality of cells partitioned by a polygonal cylindrical or cylindrical side wall are arranged in parallel, and the core layer
  • a structure including a skin layer provided on both upper and lower surfaces, wherein the core layer is formed with a communication portion communicating between adjacent cells.
  • the internal pressure of the cells is increased due to the thermal expansion of the air in the cells. It can be distributed over multiple cells. Thereby, an excessive increase in the internal pressure of the cell can be suppressed, and an unexpected deformation of the cell caused by an excessive increase in the internal pressure can be suppressed.
  • the core layer is provided with an intermediate wall having a multilayer structure formed by overlapping the side walls of adjacent cells along a direction orthogonal to the communication direction of the communication part, and the communication part is provided between the layers of the intermediate wall. It is preferable that it is formed as a non-adhesive part provided.
  • the intermediate wall of the multilayer structure since the layers are in contact with each other in a normal state, the thickness of the intermediate wall is secured. Thereby, the intermediate wall contributes to the formation of a strong cell structure. Further, in a state where the internal pressure of the cell is increased, the intermediate wall of the multilayer structure is expanded so that the respective layers are separated by the internal pressure to form a space as a communication portion between the layers. As described above, since the communication portion is formed in the intermediate wall when the internal pressure of the cell is increased, it contributes to the formation of a strong cell structure as compared with the configuration in which the communication portion is always present in the intermediate wall. High degree.
  • a non-adhesive portion is provided at the center in the thickness direction of the core layer, and an adhesive portion that is bonded to both ends in the thickness direction of the core layer is provided between the intermediate wall layers.
  • the central part of the intermediate wall layer is separated from each other to form a communication part, but both ends in the thickness direction of the core layer are not separated from each other and remain integrated (multilayer structure). The state of is maintained.
  • the communication portion is formed by maintaining the multilayer structure at both ends of the intermediate wall.
  • the core layer includes a plurality of sheet pieces in which plastic band-like sheets are formed in a predetermined shape, and the core layer includes a plurality of cells having a polygonal cylindrical shape or a cylindrical shape arranged in parallel between the sheet pieces. It is preferable that a plurality of sheet pieces are juxtaposed as described above.
  • a core layer having a plurality of cells can be formed by juxtaposing a plurality of sheet pieces.
  • the core layer folds a sheet material formed by molding a single sheet having plasticity into a predetermined shape so that a plurality of cells defined by polygonal cylindrical or cylindrical side walls are arranged in parallel. Is preferably formed.
  • a core layer having a plurality of cells can be formed from a single sheet.
  • the core layer is formed by molding a single sheet, and is a sheet material in which strip-shaped planar regions and bulging regions are alternately provided in the width direction, and the bulging region is along a direction orthogonal to the width direction.
  • a groove-shaped first bulging portion that extends in the same direction and opens downward in the same direction, and is formed so as to intersect the first bulging portion, and extends in the width direction and has a polygonal sectional shape in the same direction.
  • the sheet material having a plurality of semicircular second bulging portions is valley-folded along the boundary line between the planar region and the bulging region, and the upper surface and the side surface of the first bulging portion in the bulging region It is preferably formed by folding and folding along the boundary line.
  • a plurality of cells can be formed by the groove-shaped first bulge and the polygonal or semicircular second bulge.
  • the molded article formed by providing the bending part by a bending process with respect to the structure of a 1st aspect is provided.
  • a molded product having a smooth surface shape can be provided.
  • a plurality of cells partitioned by a polygonal cylindrical or cylindrical side wall are formed inside a sheet material formed by molding a plastic sheet into a predetermined shape.
  • a molded article in which a bent portion formed by bending is formed on a structure having a core layer formed by being folded side by side and skin layers provided on both upper and lower surfaces of the core layer.
  • the skin layers are provided on both the upper and lower surfaces of the core layer, the strength thereof can be increased as compared with a molded product in which a bent body is formed by bending a structure composed of only the core layer. Also, when bending stress is applied to peel off the joint portion existing in the core layer, the presence of the skin layers on both the upper and lower surfaces of the core layer makes it difficult to peel off the joint portion. As a result, it is possible to suppress the formation of tears on the surface of the molded product.
  • one end face of the cell is closed by the upper or lower wall of the two-layer structure, and the other end face is closed by the lower or upper wall of the single-layer structure. It is preferable that an opening is formed in the upper wall or the lower wall that closes.
  • the upper and lower walls of the core layer of the structure have two layers (one end surface of the cell), one layer (the other end surface of the cell), and the upper and lower walls. A portion (opening) in which there is no cell is formed in cell units.
  • a single layer, a double layer, and a triple layer are formed on the upper and lower surfaces of the structure in cell units.
  • one layer portion positively extends while allowing deformation, and three layer portions do not allow deformation and function to maintain the cell structure.
  • the two-layer part plays an intermediate role between the one part and the three-layer part.
  • the cell structure can be obtained even in the state of a bent product. It can be maintained more reliably. Thereby, while being able to obtain the molded product which has a smoother curved shape with few uneven
  • a communication portion that communicates between adjacent cells is formed.
  • bending of a structure is performed by fitting the structure in a heated state. Therefore, if each cell of the structure is completely sealed individually, the air in the cell may thermally expand and the internal pressure of the cell may increase excessively. In such a state, if the molded product is taken out of the mold, the cell will not be pressed by the mold, and the cell will be deformed into an unexpected shape by the internal pressure of the cell (especially, the There was a problem that the lower wall portion was deformed to swell). Such cell deformation appears as a fine protruding portion on the surface of the molded product obtained by bending the structure, which causes a deterioration in the quality of the molded product.
  • the belt-like planar region and the bulging region are provided alternately in the width direction, and extend to the bulging region along a direction orthogonal to the width direction.
  • a groove-shaped first bulging portion whose cross-sectional shape in the same direction opens downward, and is formed so as to intersect the first bulging portion, and extends in the width direction, and the cross-sectional shape in the same direction is a polygonal shape or a semicircle
  • a plurality of cylindrical cells partitioned by the second bulge portion are erected by folding and folding along the boundary line between the upper surface and the side surface of the first bulge portion in the bulge region
  • the opening forming step is preferably a step of forming the opening by thermally contracting the pair of overlapping portions by heating the core layer. According to the method for manufacturing the molded product, the molded product can be easily manufactured.
  • the molded article manufactured by the manufacturing method of the molded article of the 4th aspect is provided.
  • the molded article is preferably produced by the above method.
  • the core layer includes a plurality of cylindrical cells defined by the second bulging portion, and one end surface of the cell is a pair of overlapping portions formed from a planar region and an end surface of the second bulging portion. It is preferable that the other end surface is closed by the upper surface of the first bulging portion, and an opening is formed between the pair of overlapping portions on the one end surface of the cell.
  • the increase in the internal pressure of the cells due to the thermal expansion of the air in the cells is distributed to a plurality of cells. be able to. Thereby, an excessive increase in the internal pressure of the cell can be suppressed, and an unexpected deformation of the cell caused by an excessive increase in the internal pressure can be suppressed.
  • a plurality of cells partitioned by a polygonal cylindrical or cylindrical side wall are formed inside a sheet material formed by molding a single sheet having plasticity into a predetermined shape.
  • a structure including a core layer formed by folding so as to be juxtaposed and skin layers provided on both upper and lower surfaces of the core layer.
  • the belt-like planar region and the bulging region are provided alternately in the width direction, and the bulging region extends in the direction orthogonal to the width direction and is in the same direction.
  • a groove-shaped first bulging portion having a downward cross-sectional shape and a cross-sectional shape extending in the width direction and having a polygonal or semicircular shape in the same direction.
  • a sheet material having a plurality of second bulging portions is formed from a single sheet having plasticity, and the sheet material is valley-folded along the boundary line between the planar region and the bulging region, and the bulging is performed.
  • a structure having a core layer whose strength is improved by the skin layer can be produced.
  • the structure and the molded product of the present invention and the manufacturing method thereof it is possible to suppress the unexpected deformation of the cell due to the increase in the internal pressure of the cell and to increase the appearance and strength of the structure and the molded product. .
  • FIG. 1A is a perspective view showing the structure of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a partially enlarged view showing the communication portion of the structure of the first embodiment
  • FIG. 2A to FIG. 2C are explanatory views showing a method for manufacturing the core layer of the structure according to the first embodiment.
  • 3 (a), 3 (b), and 3 (d) are explanatory views showing a method of manufacturing the core layer of the structure according to the second embodiment
  • FIG. 3 (c) is a diagram of FIG. 3 (b) ⁇ . -Cross-sectional view along the ⁇ line.
  • 4A is a perspective view showing the structure of the third embodiment
  • FIG. 1B is a partially enlarged view showing the communication portion of the structure of the first embodiment
  • FIG. The elements on larger scale which show the communication part of the structure of 2nd Embodiment of invention.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line ⁇ - ⁇ in FIG. 4A
  • FIG. 4C is FIG. ) Is a sectional view taken along line ⁇ - ⁇ .
  • FIG. 6A is a perspective view showing a sheet material constituting the core layer of the structure of the third embodiment
  • FIG. 6B is a perspective view showing a state in which the sheet material is being folded
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the sheet material is folded.
  • the schematic diagram which shows an example of the manufacturing apparatus which manufactures the structure of 3rd Embodiment.
  • the structure 1 of the present embodiment is bonded to a core layer 2 having a honeycomb structure in which hexagonal cylindrical cell walls are arranged side by side, and both upper and lower surfaces of the core layer 2.
  • the sheet-like skin layers 3 and 4 are formed.
  • the core layer 2 is formed by juxtaposing a plurality of bent sheets 2b.
  • the bent sheet 2b is formed by, for example, bending a belt-shaped sheet 2a made of polypropylene thermoplastic resin at predetermined intervals. Specifically, the bent sheet 2b is formed in a substantially wave shape having a trapezoidal undulation provided continuously. A trapezoidal undulation is a shape obtained by bisecting a regular hexagon with the longest diagonal.
  • the bent sheet 2b can be formed from the belt-like sheet 2a by a known forming method such as a vacuum forming method or a compression forming method.
  • the some bending sheet 2b is juxtaposed so that the outer surface of the undulation top part or bottom part of the bending sheet 2b may contact
  • the cells S are partitioned by the side walls.
  • the bent sheet 2b constitutes the side wall of the cell S.
  • the structure 1 is formed by thermally welding and joining a sheet-like skin layer made of a thermoplastic resin such as polypropylene to the upper and lower ends of the core layer 2 formed in this way. At this time, the cells S provided in the core layer 2 are closed by the skin layers 3 and 4 at both ends in the thickness direction of the core layer 2.
  • seat which comprises the skin layers 3 and 4 is a sheet
  • the bent sheet 2b constituting the core layer 2 is joined to the skin layers 3 and 4 at the edge of the bent sheet 2b, but the adjacent bent sheets 2b can be separated only by contacting each other. It is configured.
  • an intermediate wall 5 having a two-layer structure formed by overlapping the side walls of both cells S is located between cells S adjacent in the X direction. Yes. That is, the contact part of the outer surfaces of the top part or the bottom part of the bent sheet 2b provided side by side is provided as the intermediate wall 5 having a two-layer structure. Further, since the intermediate wall 5 is formed perpendicular to the skin layers 3 and 4, the structure 1 is strong against the force in the thickness direction of the structure 1, and the compressive strength is increased. Furthermore, since the intermediate wall 5 has a two-layer structure, the compressive strength of the structure 1 is further increased.
  • the bent sheets 2b are not joined to each other, and the layers of the intermediate wall 5 are configured to be separated from each other. Therefore, as shown in FIG. 1B, when the internal pressure of the cell S is increased, the intermediate wall 5 is entirely expanded by the internal pressure so that the communication portion 6 is formed between the layers. Can be formed.
  • the communication unit 6 communicates cells S adjacent in the Y direction. In the present embodiment, the entire interlayer of the intermediate wall 5 is a non-bonded portion.
  • the structure 1 of the present embodiment becomes a molded product having a three-dimensional shape through a processing step of forming a bent portion by bending.
  • a molded article for example, a side cover A1 of a vehicle seat as shown in FIG. 8 and each member A2 (for example, a bottom wall portion) constituting a pallet box for article transportation as shown in FIG. It is done.
  • a bending part is defined as including the non-planar arbitrary site
  • parts for example, a protrusion part, a recessed part, and a curved part
  • the structure 1 is subjected to a heat treatment to be in a softened state, and a bent portion is formed by performing a bending process such as a press process. Thereby, a molded product is obtained.
  • the heating temperature in the processing step is set to the softening temperature of the sheets constituting the core layer 2 and the skin layers 3 and 4, and the structure 1 is kept in a softened state, whereby the core layer 2 and the skin layers 3 and 4 are welded ( Bending can be performed in a molten state. Thereby, peeling of the joint part of the core layer 2 and the skin layers 3 and 4 at the time of a bending process and formation of a tear are suppressed.
  • the internal pressure of the cell S of the molded product is increased due to preheating of the heat treatment.
  • the internal pressure of the cell S due to the internal pressure of the cell S, the interlayer of the intermediate wall 5 having the two-layer structure is expanded and the communication portion 6 is formed between the layers. Then, the internal pressure of the cell S is distributed to other adjacent cells S across the intermediate wall 5 through the communication portion 6.
  • the bent sheet 2b constituting the core layer 2 is formed from a thermoplastic resin. Therefore, when the resin shrinks during cooling after bending, the layers of the intermediate wall 5 in the expanded state may return to the original contact state (two-layer structure state). Moreover, since the intermediate wall 5 often spreads left and right due to the bending force and the internal pressure of the cell S, the intermediate wall 5 has no direction in the vertical direction and does not lead to a decrease in strength.
  • the structure 1 of the present embodiment includes a core layer 2 having a plurality of cells S arranged in parallel, and skin layers 3 and 4 provided on both upper and lower surfaces of the core layer 2.
  • Each cell S is defined by a hexagonal cylindrical side wall.
  • the core layer 2 is formed with a communication portion 6 that communicates between cells S adjacent in the Y direction.
  • An intermediate wall 5 having a two-layer structure to be formed is provided.
  • the communication part 6 is formed as a non-adhesive part provided between the layers of the intermediate wall 5.
  • the intermediate wall 5 having a two-layer structure contributes to the formation of a strong cell structure by ensuring that the respective layers come into contact with each other and the thickness of the two-layer structure is secured.
  • the communication wall 6 is formed between the layers in the intermediate wall 5 having a two-layer structure by spreading the layers so as to be separated by the internal pressure.
  • the communication portion 6 is formed in the intermediate wall 5 when the internal pressure of the cell S is increased, compared to a configuration in which the communication portion 6 is always present in the intermediate wall 5, Compared to a configuration in which the communication portion 6 is always present in the intermediate wall 5, the contribution to the formation of a strong cell structure is high.
  • the intermediate wall 5 even when the force which compresses to the thickness direction with respect to the structure 1 acts excessively, the intermediate wall 5 will be in the state expanded so that each layer might space apart. be able to. In addition, the intermediate wall 5 that has been spread out tends to be restored to its original state due to the characteristics of the resin as the force is weakened. Since the intermediate wall 5 can allow deformation with respect to the force acting in the thickness direction of the structure, the structure 1 exhibits excellent shock absorption (cushioning property) against the force. That is, the intermediate wall 5 can function as an impact absorbing portion.
  • the structure 1 of the second embodiment is mainly different from the structure of the first embodiment in the configuration of the core layer 2.
  • the core layer 2 of the structure 1 of the present embodiment is formed as follows. First, a plurality of belt-like sheets 2a as shown in FIG. And the laminated body 2c is formed by providing the adhesion part 2d which joins adjacent strip
  • the core layer 2 forming a honeycomb structure in which hexagonal cylindrical portions as shown in FIG.
  • the cell S is defined by the hexagonal cylindrical side wall, and each of the belt-like sheets 2a constitutes the side wall of the cell S.
  • the structure 1 is formed by thermally welding and joining the sheet-like skin layers 3 and 4 to the upper and lower ends of the core layer 2 thus formed.
  • the portion that is integrally joined by the adhesive portion 2d and where the two belt-like sheets 2a are in contact with each other becomes the intermediate wall 5 having a two-layer structure.
  • the adhesive portions 2d are formed only on both end sides in the short direction of the belt-like sheet 2a, that is, only on both end sides in the thickness direction of the core layer 2 (stacking direction of the core layer 2 and the skin layers 3 and 4). Therefore, each layer in the central portion of the intermediate wall 5 is configured to be separated only by contacting each other. Therefore, as shown in FIG. 1C, when the internal pressure of the cell S is increased, the intermediate wall 5 remains integral (two-layer structure) at both ends in the thickness direction of the core layer 2. Thus, only the central part between the layers is expanded by the internal pressure to form the communication part 6 between the layers.
  • the central portion between the layers of the intermediate wall 5 is a non-bonded portion.
  • the structure 1 of this embodiment can also be applied as a molded product obtained through the above-described processing steps, similarly to the structure of the first embodiment.
  • the effects (1) to (3) can be obtained.
  • the following effects can be obtained.
  • a non-adhesive portion is provided at the center in the thickness direction of the core layer 2 and on the end side in the thickness direction of the core layer 2.
  • An adhesive portion 2d is provided.
  • the structure 10 of the third embodiment is mainly different from the structure of the first embodiment in the configuration of the core layer 2.
  • the core layer 2 is formed, for example, by folding a single sheet material obtained by molding a sheet made of a thermoplastic resin such as polypropylene into a predetermined shape.
  • the core layer 2 includes an upper wall 21, a lower wall 22, and an intermediate wall 23.
  • the intermediate wall 23 is erected between the upper wall 21 and the lower wall 22 and forms a hexagonal cylindrical side wall.
  • the upper wall 21, the lower wall 22, and the intermediate wall 23 define the cells S in the core layer 2.
  • the cell S partitioned and formed in the core layer 2 includes a first cell S1 and a second cell S2 having different configurations.
  • the first cell S1 the upper end of the first cell S1 is blocked by the upper wall 21 of the two-layer structure, and the lower end of the first cell S1 is the lower wall 22 of the single-layer structure. It is blocked by The layers of the upper wall 21 of this two-layer structure are joined together.
  • the opening part 24 is formed in the center part of the upper wall 21 in the upper end of 1st cell S1.
  • the opening 24 is formed along one diagonal passing through the center on the end face of the first cell S1 having a hexagonal shape, and the shape thereof is formed in an approximately elliptical shape (see FIG. 4A). .
  • the upper end of the second cell S2 is closed by the upper wall 21 of the single layer structure, and the lower end of the second cell S2 is closed by the lower wall 22 of the two-layer structure.
  • the layers of the lower wall 22 of this two-layer structure are joined together.
  • the opening part 24 similar to the opening part 24 provided in 1st cell S1 is formed in the center part of the lower wall 22 in the lower end of 2nd cell S2.
  • the first cell S1 and the second cell S2 are arranged such that the first cells or the second cells S2 are adjacent to each other in the X direction to form a column.
  • the columns of the first cells S1 and the columns of the second cells S2 are alternately arranged.
  • the intermediate wall 23 of the two-layer structure formed between the adjacent first cells S1 and between the adjacent second cells S2. It is divided by the intermediate wall 23 of the two-layer structure formed. Since the intermediate wall 23 is formed perpendicular to the upper wall 21 and the lower wall 22, the structure 1 is strong against the force in the thickness direction of the structure 1, and the compressive strength is increased. Furthermore, since the intermediate wall 23 has a two-layer structure, the compressive strength of the structure 1 is further increased.
  • the layers of the intermediate wall 23 having the two-layer structure are configured to be separated from each other only by contacting each other.
  • the intermediate wall 23 is entirely expanded by the internal pressure to form a communication portion 23a between the layers (FIG. 4B and FIG. (Refer to the broken line part of 4 (c).)
  • the communication portion 23a communicates the first cells S1 adjacent to each other in the Y direction or the second cells S2.
  • the entire interlayer of the intermediate wall 23 is a non-bonded portion.
  • the structure 10 is formed by thermally welding and joining the sheet-like skin layers 3 and 4 to the upper and lower ends of the core layer 2 formed in this way.
  • the skin layers 3 and 4 are made of, for example, a sheet made of thermoplastic resin such as polypropylene, and are joined to the upper surface of the upper wall 21 and the lower surface of the lower wall 22 of the core layer 2, respectively.
  • the sheet constituting the skin layers 3, 4 is made of the same material as the sheet constituting the sheet material of the core layer 2. It is preferable to use a sheet.
  • the upper surface of the structure 10 is composed of the upper wall 21 and the skin layer 3 of the core layer 2, and the lower surface of the structure 10 is the core layer.
  • the lower wall 22 and the skin layer 4 are included. Therefore, on the upper surface of the structure 10, a single layer portion L ⁇ b> 1 composed of only the skin layer 3 formed corresponding to the opening 24, and a two-layer structure composed of the upper wall 21 of the single layer structure and the skin layer 3.
  • a portion L2 and a three-layer portion L3 composed of the upper wall 21 of the two-layer structure and the skin layer 3 are provided.
  • the single-layer portion L1, the two-layer portion L2, and the three-layer portion L3 are regularly arranged on the upper surface of the structure 1 corresponding to the arrangement positions of the first cell S1 and the second cell S2. Specifically, the one-layer portion L1 and the three-layer portion L3 are provided at positions corresponding to the columns of the first cells S1, and the two-layer portion L2 is provided at a position corresponding to the columns of the second cells S2.
  • the three-layer portion L3 is disposed so as to surround the one-layer portion L1, and is disposed so that the one-layer portions L1 are not continuous with each other.
  • a one-layer portion L1 is provided at a position corresponding to the central portion of the end surface of the first cell S1, and a three-layer portion L3 is disposed at a position corresponding to the peripheral portion of the end surface of the first cell S1.
  • the lower surface of the structure 10 is also formed with a one-layer portion L1, a two-layer portion L2, and a three-layer portion L3, similar to the upper surface. Then, on the lower surface of the structure 10, a two-layer portion L2 is provided in a portion that was the one-layer portion L1 and the three-layer portion L3 on the upper surface, and a one-layer portion L1 and a three-layer portion in the portion that was the two-layer portion L2 on the upper surface Part L3 is arranged.
  • FIG. 5 shows a molded product A in which the bending portion M is formed by bending the structure 10.
  • the surface of the bent portion M is greatly deformed in the order of the one-layer portion L1, the two-layer portion L2, and the three-layer portion L3 as compared with the surface of the flat portion.
  • the one-layer portion L1 and the two-layer portion L2 are positively allowed to be deformed to greatly expand their areas.
  • the three-layer portion L3 is positioned so as to gather at the periphery of the end face of the cell S without increasing the area.
  • the curved surface shape of the bending portion M becomes smooth.
  • the cell skeleton is reinforced by the three-layer portion L3 gathering around the edge of the end surface of the cell, contributing to the maintenance of the cell structure.
  • the bending part M of the molded product A of this embodiment has a smooth curved surface structure and high strength.
  • the upper surface and the lower surface of the structure 10 of the present embodiment have the same structure, and there is no direction on both the upper and lower surfaces. Therefore, the molded product A obtained from the structure 10 has substantially the same surface shape and strength in the bent portion M on the convex surface side (outer surface side) and the concave surface side (inner surface side). Therefore, the molded product A of the present embodiment can be used as a molded product having the convex side of the bent part M as a surface, or can be used as a molded product having the concave side of the bent part M as a surface. This also applies to the molded product obtained from the structure 1 of the first embodiment and the second embodiment.
  • the manufacturing method of the molded product A includes a forming step of forming the sheet material 100 from a sheet having plasticity, a folding step of forming the core layer 2 by folding the sheet material 100, and forming an opening 24 in the core layer 2.
  • the sheet material 100 is formed by thermoforming a single thermoplastic resin sheet into a predetermined shape.
  • the sheet material 100 has strip-shaped planar regions 110 and bulging regions 120 arranged alternately in the width direction (X direction).
  • a groove-shaped first bulging portion 121 having an upper surface and a pair of side surfaces and opening downward is formed over the entire extending direction (Y direction) of the bulging region 120.
  • the angle formed between the upper surface and the side surface of the first bulge portion 121 is preferably 90 degrees.
  • the cross-sectional shape of the first bulge portion 121 is a groove shape that opens downward.
  • the width of the first bulging portion 121 (the length of the upper surface in the short direction) is equal to the width of the planar region 110, and the bulging height of the first bulging portion 121 (the length of the side surface in the short direction). ) Is set to be twice as long.
  • a plurality of trapezoidal second bulging portions 122 obtained by bisecting the regular hexagonal shape with the longest diagonal line are formed so as to be orthogonal to the first bulging portion 121.
  • the bulge height of the second bulge portion 122 is set to be equal to the bulge height of the first bulge portion 121.
  • the interval between the adjacent second bulging portions 122 is equal to the width of the upper surface of the second bulging portion 122.
  • the first bulging portion 121 and the second bulging portion 122 are formed by partially bulging the sheet upward using the plasticity of the sheet.
  • the sheet material 100 can be formed from a single sheet by a known forming method such as a vacuum forming method or a compression forming method.
  • the sheet material 100 is valley-folded at the boundary line P between the planar region 110 and the bulging region 120, and the first bulging portion is used.
  • the mountain is folded at a boundary line Q between the upper surface and the side surface of 121 and compressed in the X direction.
  • the upper surface and the side surface of the first bulge portion 121 are folded and the end surface of the second bulge portion 122 and the planar region 110 are folded, so that one bulge region 120 extends in one Y direction.
  • a hollow prismatic section 130 is formed (see FIG. 6C).
  • the plate-shaped core layer 2 is formed by continuously forming such partition bodies 130 in the X direction.
  • the upper wall 21 of the core layer 2 is formed by the upper surface and the side surface of the first bulging portion 121
  • the lower wall 22 of the core layer 2 is formed by the end surface of the second bulging portion 122 and the planar region 110. It is formed.
  • the intermediate wall 23 is formed by the upper surface and the side surface of the second bulging portion 122.
  • the upper surface and the side surface of the first bulging portion 121 in the upper wall 21 are folded to form a two-layer structure, and the end surface of the second bulging portion 122 in the lower wall 22 and the planar region 110 are folded and overlapped. Each portion forming the layer structure becomes an overlapping portion 131 (see FIG. 6C).
  • the second cell S2 is partitioned by the second bulging portion 122 being folded.
  • the second cell S2 has a hexagonal columnar space inside.
  • the first cell S1 is partitioned between a pair of adjacent partition bodies 130.
  • the first cell S1 has a hexagonal columnar space inside.
  • the upper surface and the side surface of the second bulging portion 122 constitute the side wall of the second cell S2, and between the side surface of the second bulging portion 122 and the second bulging portion 122 in the bulging region 120.
  • the planar portion located constitutes the side wall of the first cell S1.
  • region 120 become the intermediate wall 23 which has a two-layer structure.
  • the upper end of the first cell S1 is closed by the pair of overlapping portions 131
  • the lower end of the second cell S2 is closed by the pair of overlapping portions 131.
  • the opening forming step the upper and lower surfaces of the core layer 2 are heated at a predetermined temperature while the folded state of the core layer 2 is maintained. Then, when the belt layer is pressed in the thickness direction of the core layer 2 (vertical direction in FIG. 4B and FIG. 4C), the two-layered overlapping portion 131 is thermally welded and joined. The At the same time, the overlapping portions 131 are thermally contracted to form a gap as the opening 24 between the pair of overlapping portions 131 that define the upper end of the first cell S1 and the lower end of the second cell S2 (see FIG. 4). ).
  • the heat treatment in the opening forming process is performed at the temperature during the heat-treating process during the folding process. It is preferable to carry out at a higher temperature. Moreover, it is performed on the condition that the two-layered intermediate wall 23 is not thermally bonded and joined while the overlapping portion 131 contracts.
  • the joining step is a step of obtaining the structure 10 shown in FIG. 4 by joining the skin layers 3 and 4 to the upper surface and the lower surface of the core layer 2 obtained through the opening forming step, respectively.
  • the same thermoplastic resin sheet as the thermoplastic resin constituting the core layer 2 is used as the skin layers 3 and 4.
  • the skin layers 3 and 4 are bonded to the core layer 2 by being thermally welded to the core layer 2.
  • seat of the same material is used for the sheet
  • the skin layers 3 and 4 and the core layer 2 are joined by heat welding. be able to. Therefore, the joining process can be performed with a simple configuration as compared with the case where the skin layers 3 and 4 and the core layer 2 are joined using an adhesive.
  • the subsequent processing step is a step of obtaining the molded product A by forming the bent portion M by subjecting the structure 10 to a softened state by performing a heat treatment, for example, by performing a bending process such as a press process.
  • This processing step is the same as in the first embodiment.
  • FIG. 7 shows an outline of an apparatus for continuously manufacturing the structure 10.
  • the left side is the upstream side and the right side is the downstream side.
  • the sheet roll 30 provided on the upstream side is obtained by winding a sheet made of a thermoplastic resin that is a raw material of the core layer 2.
  • a vacuum forming drum 31 is disposed on the downstream side of the sheet roll 30.
  • the vacuum forming drum 31 is rotatably supported and can be heated to a predetermined temperature.
  • a cylindrical molding die is attached to the outer peripheral portion of the vacuum forming drum 31 so that a vacuum can be drawn through a through hole formed in the molding die (not shown). ).
  • a concavo-convex shape similar to the concavo-convex shape composed of the planar region 110 and the bulging region 120 of the sheet material 100 is formed so that the X direction of the sheet material 100 is along the circumferential direction. ing.
  • a pair of upper and lower first conveyors 32 and second conveyors 33 are sequentially arranged on the downstream side of the vacuum forming drum 31.
  • the conveyance speed by the second conveyor 33 is set to be slower than the conveyance speed by the first conveyor 32.
  • the second conveyor 33 is provided with a heating device 33a for heating the temperature between the second conveyors 33 to a predetermined temperature.
  • a pair of upper and lower third conveyors 34 is disposed on the downstream side of the second conveyor 33.
  • the third conveyor 34 is provided with a heating device 34a for heating the temperature between the third conveyors 34 to a predetermined temperature.
  • the conveyance speed by the third conveyor 34 is set to be equal to the conveyance speed by the second conveyor 33.
  • sheet rolls 35 and 36 each having a sheet made of a thermoplastic resin as a raw material for the skin layers 3 and 4 are disposed.
  • the sheet is fed out from the sheet roll 30 and supplied to the vacuum forming drum 31. And the predetermined uneven
  • the formed sheet material 100 is conveyed downstream by the first conveyor 32 and the second conveyor 33 in a state where movement in the vertical direction is restricted.
  • the conveying speed by the second conveyor 33 is set to be slower than the conveying speed by the first conveyor 32, the sheet material 100 is conveyed from the first conveyor 32 to the second conveyor 33.
  • the core layer 2 is formed by being compressed and folded in the downstream direction (folding step).
  • the formed core layer 2 is heated by the heating device 33 a of the second conveyor 33 and is pressed by the second conveyor 33. Thereby, the overlapping portion 131 of the core layer 2 is thermally welded and contracts to form the opening 24 in the core layer 2 (opening forming step). Then, the core layer 2 is conveyed to the third conveyor 34.
  • the core layer 2 is conveyed to the third conveyor 34, the skin layers 3 and 4 fed from the sheet rolls 35 and 36 are inserted between the upper and lower surfaces of the core layer 2 and the third conveyor 34.
  • the upper and lower surfaces of the skin layers 3, 4 and the core layer 2 are heated by the heating device 34 a of the third conveyor 34. By this heating, the skin layers 3 and 4 are thermally welded to the upper and lower surfaces of the core layer 2 to obtain the structure 10 (joining process).
  • the plate-like structure 10 can be continuously manufactured. And the structure 10 carried out from the 3rd conveyor 34 is cut
  • the molded product A of the present embodiment is obtained by providing the bending portion M by bending the structure 1 having the core layer 2 and the skin layers 3 and 4 provided on the upper and lower surfaces of the core layer 2. Is formed.
  • the core layer 2 is made of a sheet material formed from a single sheet having plasticity.
  • the core layer 2 is formed by folding a sheet material so that a plurality of cells S that are partitioned by a wall in a hollow hexagonal column shape are arranged side by side.
  • the skin layers 3 and 4 are provided on the upper and lower surfaces of the core layer 2, the strength thereof is higher than that of a molded product obtained by forming a bent portion M by bending in a structure composed only of the core layer 2.
  • the skin layers 3 when bending stress is applied in the direction of peeling the joint portion existing in the core layer 2 (particularly, the joint portion between the compartments 130) during the bending process, the skin layers 3, The presence of 4 makes it difficult for the joint portion to peel off. And it can suppress that a tear arises on the surface of a molded article resulting from peeling of the said junction part.
  • the upper end of the first cell S1 is closed by the upper wall 21 of the two-layer structure, and the lower end is closed by the lower wall 22 of the single-layer structure.
  • An opening 24 is formed.
  • the upper end of the second cell S2 is closed by the upper wall 21 of the single-layer structure, and the lower end is closed by the lower wall 22 of the two-layer structure, and an opening 24 is formed in the lower wall 22 of the two-layer structure.
  • the upper and lower surfaces of the structure 10 include the skin layers 3 and 4, the one-layer portion L1 corresponding to the opening 24, and the two-layer portion L2 corresponding to the upper and lower walls of the one-layer structure, A three-layer portion L3 corresponding to the upper wall and the lower wall of the two-layer structure is formed for each cell.
  • the one-layer portion L1 positively extends while allowing deformation, and the three-layer portion L3 does not allow deformation, It functions to maintain the structure of the cell S.
  • the two-layer portion L2 plays an intermediate role between the one-layer portion L1 and the three-layer portion L3.
  • a molded product obtained from the structure 10 can be obtained as follows: The cell structure is maintained even in the bent portion M whose shape is deformed. By maintaining the cell structure of each cell S in the bending part M, the curved surface shape of the bending part M can be made smooth and the strength of the bending part M can be increased.
  • the method for manufacturing a molded product according to the present embodiment includes an opening forming step of forming the opening 24 between the pair of overlapping portions 131 on one end face of the cell S closed by the pair of overlapping portions 131. I have.
  • an opening forming step in addition to the two-layer portion L2 and the three-layer portion L3, a single-layer portion L1 corresponding to the opening portion 24 is formed on the upper and lower surfaces of the structure 1 in units of cells. .
  • the bending portion M Since the molded product A obtained by providing the bending portion M to the structure 1 having the one-layer portion L1, the two-layer portion L2, and the three-layer portion L3 is easy to maintain the cell structure in the bending portion M, the bending portion The curved surface shape of M is smooth and has high strength as a whole.
  • the core layer 2 is heated to thermally contract the pair of overlapping portions 131 to form the opening 24.
  • the openings 24 can be formed in the plurality of cells S simultaneously and in a short time.
  • a one-layer portion L1 that is greatly deformed in units of cells and a three-layer portion L3 that hardly deforms are provided, and the three-layer portion L3 is positioned so as to surround substantially the entire periphery of the one-layer portion L1. Is provided. Thereby, it is possible to suppress unintended bulging portions, wrinkles, and the like from being formed in the bending portion M that is stretched and deformed, and to suppress a decrease in strength of the bending portion M. Moreover, the strength reduction of the bending part M can be further suppressed by positioning the two-layer part L2 adjacent to the three-layer part L3.
  • each said embodiment can also be changed and embodied as follows. Further, the following modifications may be combined with each other, and each of the above embodiments may be changed as in the configuration of the combination.
  • the sheets constituting the core layer 2 and the skin layers 3 and 4 may be of any material as long as they have plasticity.
  • a sheet made of a fiber binding material, a paper sheet, or a metal sheet may be used.
  • the core layer 2 and the skin layers 3 and 4 may be comprised from the sheet
  • a sheet having molecular orientation such as a stretched sheet made of a synthetic resin may be used as a sheet constituting the skin layers 3 and 4.
  • the sheet orientation direction in the skin layers 3 and 4 is different from the direction in which the bent sheet 2b extends in the core layer 2 (Y direction).
  • the direction in which the belt-like sheet 2a extends and the direction in which the partition body 130 extends are different from the orientation direction of the sheets in the skin layers 3 and 4, respectively.
  • the core layer 2 and the skin layers 3 and 4 are formed one by one, but each layer can be configured in multiple layers.
  • the core layers 2 may be stacked as they are, or a sheet-like intermediate layer may be arranged between the core layers 2.
  • the hollow hexagonal columnar cells S are defined in the core layer 2, but the shape of the cells S is not particularly limited. It is good also as hollow polygonal column shapes, such as a hollow quadratic prism shape and a hollow octagonal column shape, or a hollow cylindrical shape. In this case, a configuration in which cells having different shapes are mixed may be used. These points are the same for the second and third embodiments.
  • the communication part 6 was provided so that between the cells S adjacent in the Y direction in FIG. May be provided so as to communicate with each other.
  • FIG. These points are the same for the second and third embodiments.
  • Adhesive portions 2d for adhering the layers to each other on the end side in the thickness direction of the core layer 2 may be provided between the layers of the structure 1 of the first embodiment and the intermediate wall 5 of the molded product.
  • Such a configuration can be formed, for example, by heating the core layer 2 so that both ends of the intermediate wall 5 are softened during the heat treatment of the core layer 2 in the bonding step of bonding the skin layers 3 and 4 to the core layer 2. This also applies to the third embodiment.
  • a plurality of communication portions 6 may be formed between the layers of the intermediate wall 5.
  • the intermediate wall 5 can form two communication portions 6 arranged in the thickness direction of the core layer 2. It becomes. This also applies to the second and third embodiments.
  • the intermediate wall 5 is formed to have a two-layer structure, but may be formed to a multilayer structure of three or more layers.
  • the intermediate wall 5 has a four-layer structure. This also applies to the second and third embodiments.
  • the core layer 2 and the skin layers 3 and 4 are bonded by thermal welding, but may be bonded by other means such as an adhesive.
  • an adhesive in order to prevent the adhesive from becoming a liquefied state and peeling the bonded portion when the structure 1 is heat-treated in the processing step of forming a molded product, the core layer 2 and the skin It is preferable to use an adhesive having a higher liquefaction temperature than the softening temperature of the sheets constituting the layers 3 and 4. This also applies to the second and third embodiments.
  • the shape of the opening 24 is not particularly limited, and may be any shape such as a circular shape or a polygonal shape.
  • the communication portion 23a is provided so as to communicate between the first cells S1 adjacent to each other in the Y direction in FIG. 2 and between the second cells S2. Any cell S may be provided so as to communicate with each other. That is, you may provide the communication part 23a which connects between 1st cell S1 (2nd cell S2) adjacent to a X direction, or between 1st cell S1 and 2nd cell S2. Moreover, it is good also as a structure which provides the communication part 23a only in the specific cell S instead of providing the communication part 23a in all the cells S.
  • the communication part 23a at least at a site where the bending stress acts (the bending part M and the cell S located in the peripheral part thereof). Furthermore, it is good also as a structure which does not provide the communication part 23a.
  • the opening 24 is formed between the pair of overlapping portions 131 by heat-shrinking the pair of overlapping portions 131 by heat treatment.
  • the opening forming process is not limited to this.
  • the opening forming step may be a step of drilling the opening 24 in the pair of overlapping portions 131.
  • the opening forming step and the joining step are performed separately, but these may be performed simultaneously. That is, the formation of the opening 24 by thermal contraction of the pair of overlapping portions 131 and the thermal welding of the skin layers 3 and 4 to the core layer 2 may be performed simultaneously by a single heat treatment.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

 構造体1は、多角筒状又は円筒状の複数のセルSが内部に並設されるコア層2と、該コア層2の上下両面に設けられるスキン層3、4とを備えている。コア層2には隣り合うセルS間を連通する連通部6が形成されている。成形品は、構造体1に対して曲げ部を設けることにより形成される。

Description

構造体及び成形品並びにそれらの製造方法
 多角筒状又は円筒状の側壁によって区画形成された複数のセルを内部に有する構造体、及びその構造体に曲げ加工を施されてなる成形品、並びにそれらの製造方法に関する。
 従来、多角筒状又は円筒状の側壁によって区画形成された複数のセルが内部に並設される板状の構造体が知られている。その種の構造体は、例えば、特許文献1に記載されている。特許文献1の構造体は、一対のシートからなるコア層とそのコア層の上下両面に設けられるシート状のスキン層とから構成されている。各シートには、複数の膨出部が規則的に配置されている。各膨出部は、シートの平面部から突出するように形成されるとともに、閉塞された頭部を有する円筒状である。一対のシートは、同膨出部を互いに向かい合うように配置した状態で、重ね合わせることにより形成されている。このとき、一方のシートの膨出部の頂部が他方のシートの平面部に接合されるとともに、両シートの隣接する膨出部が互いに接合される。特許文献1の構造体では、コア層の膨出部とシートの平面部とによって、複数のセルが区画形成される。各セルは完全に密閉された独立空間を有する。
 また、上記構造体として、例えば、ハニカム構造体が知られている。そして、ハニカム構造体を一枚のシートから製造する方法が、例えば、特許文献2に記載されている。
 特許文献2の製造方法では、塑性を有する一枚のシートに対して、所定形状を有する複数の膨出部を設けるようにシート材が成形される。その後、そのシート材を複数の折り線で折り畳むとともに、当接する部位同士と接合することにより、ハニカム構造体が形成される。具体的には、1つの膨出部を折り畳むことによって、折り線方向に沿って並設される複数のセルを有する中空の角柱状の1つの区画体が形成される。それにより、複数の区画体が折り線方向と直交する方向に沿って並設される。そして、隣り合う区画体同士を互いに接合することにより板状のハニカム構造体が形成される。
 特許文献1,2に記載されたような構造体は単に板材として用いられるばかりでなく、曲げ加工を施されて、三次元形状を有する成形品として用いられることもある。こうした曲げ加工を施されてなる成形品は、例えば、図9に示すようなパレットボックスを構成する各部材(例えば、底壁部分)に用いられる(特許文献3参照)。
特開平8-127091号公報 特表2002-531287号公報 特開2004-010129号公報
 ところで、一般に、構造体の曲げ加工は構造体を加熱した状態で型にはめ込むことにより行なわれる。そのため、構造体の各セルが個々に完全に密閉された状態であると、セル内の空気が熱膨張してセルの内圧が過大に高まることがある。このような状態において、成形品を型から取り出すと、型による押さえが無くなってしまうために、セルの内圧によってセルが予期せぬ形状に変形するという問題がある。特に、曲げ加工により薄く伸ばされたスキン層が膨らむように変形する。こうしたセルの変形は、構造体に曲げ加工を施して得られる成形品の表面に細かな突出部分として現れることから、成形品の品質を低下させる原因となる。
 一方、特許文献2のハニカム構造体では、隣り合う区画体同士は、上壁部分又は下壁部分を除く全面を接合面として互いに接合されている。そのため、特許文献2の構造体を曲げ加工して得られる成形品には、上記区画体同士の接合部分(接合面)が、曲げ加工時の曲げ応力に耐え切れずに剥がれて、成形品の表面に裂け目が形成されることがある。こうした裂け目は成形品の外観や強度といった面で成形品の品質を低下させる要因となる。
 本発明の目的は、セルの内圧の高まりに起因したセルの予期せぬ変形を抑制することのできる構造体、成形品及びその製造方法を提供することにある。本発明の別の目的は、優れた外観及び強度を有する成形品及びその製造方法を提供することにある。
 上記の目的を達成するために本発明の第一の態様によれば、多角筒状又は円筒状の側壁によって区画形成された複数のセルが内部に並設されるコア層と、該コア層の上下両面に設けられるスキン層とを備えた構造体であって、前記コア層には隣り合う前記セル間を連通する連通部が形成されている構造体が提供される。
 上記構成によれば、内圧の高まった状態にある一部のセル内の空気が連通部を介して他部のセルに流れるため、セル内の空気が熱膨張することによるセルの内圧の高まりを複数のセルに分散させることができる。これにより、セルの内圧の過大な高まりを抑制することができるとともに、内圧の過大な高まりにより生じるセルの予期せぬ変形を抑制することができる。
 コア層には、連通部の連通方向に対して直交する方向に沿って隣接するセルの側壁同士が重なって形成される多層構造を有する中間壁が設けられ、連通部は、中間壁の層間に設けられる非接着部として形成されていることが好ましい。
 多層構造の中間壁は、通常の状態では各層が互いに当接するため、中間壁の厚みが確保される。それにより、中間壁は強固なセル構造の形成に寄与する。また、セルの内圧が高められた状態では、多層構造の中間壁は、その内圧によって各層が離間するように押し広げられて層間に連通部としての空間を形成する。このように、セルの内圧が高められたときに中間壁に連通部が形成されるため、中間壁に連通部が常時存在するような構成と比較して、強固なセル構造の形成についての寄与度が高い。
 中間壁の層間には、コア層の厚み方向における中央部に非接着部が設けられているとともに、コア層の厚み方向における両端部に互いに接着される接着部が設けられていることが好ましい。
 セルの内圧が高められた場合に、中間壁の層の中央部は互いに離間して連通部を形成するが、コア層の厚み方向における両端部は互いに離間することなく一体(多層構造)のままの状態が維持される。このように、セルの内圧が高められて中間壁に連通部が形成された場合にも、中間壁の両端部に多層構造の部分が維持されることにより、連通部が形成されることに起因した強固なセル構造の形成についての寄与度の低下を最小限に抑えることができる。
 コア層は、塑性を有する帯状のシートが所定の形状に形成されてなる複数のシート片を含み、かつコア層は、該シート片間に多角筒状又は円筒状を有する複数のセルが並設されるように複数のシート片を並置して形成されることが好ましい。
 複数のシート片を並置することにより、複数のセルを有するコア層を形成することができる。
 コア層は、塑性を有する一枚のシートが所定の形状に成形されてなるシート材を、多角筒状又は円筒状の側壁によって区画形成される複数のセルが内部に並設されるように折り畳むことにより形成されることが好ましい。
 一枚のシートから複数のセルを有するコア層を形成することができる。
 コア層は、一枚のシートを成形してなり、帯状の平面領域及び膨出領域がその幅方向に交互に設けられるシート材であって、膨出領域に、幅方向と直交する方向に沿って延びるとともに同方向における断面形状が下向きに開口する溝状の第1膨出部、及び該第1膨出部に交差するように形成され、幅方向に延びるとともに同方向における断面形状が多角形状又は半円形状の複数の第2膨出部を有するシート材を、平面領域と膨出領域との境界線に沿って谷折りするとともに、膨出領域における第1膨出部の上面と側面との境界線に沿って山折りして折り畳むことにより形成したものであることが好ましい。
 溝状の第1膨出部及び多角形状又は半円形状の第2膨出部によって複数のセルを形成することができる。
 本発明の第二の態様によれば、第一の態様の構造体に対して曲げ加工による曲げ部を設けることにより形成された成形品が提供される。
 曲げ加工を行なうに際して、セル内の空気が熱膨張することにより生じるセルの予期せぬ変形を抑制することができ、表面形状の滑らかな成形品を提供することができる。
 本発明の第三の態様によれば、塑性を有する一枚のシートが所定の形状に成形されてなるシート材を、多角筒状又は円筒状の側壁によって区画形成された複数のセルが内部に並設されるように折り畳んで形成されたコア層と、該コア層の上下両面に設けられるスキン層とを有する構造体に曲げ加工による曲げ部が形成されている成形品が提供される。
 コア層の上下両面にスキン層が設けられているため、コア層のみからなる構造体を曲げ加工して曲げ部を形成した成形品と比較して、その強度が高められる。また、曲げ加工時において、コア層に存在する接合部分を剥がれさせるような曲げ応力が加わった場合にも、コア層の上下両面にスキン層が存在することにより、上記接合部分の剥がれ難くなり、ひいては、成形品の表面に裂け目が生じることを抑制することがきる。
 構造体のコア層において、セルの一方の端面は、二層構造の上壁又は下壁により閉塞されるとともに、他方の端面は一層構造の下壁又は上壁により閉塞され、セルの一方の端面を閉塞する上壁又は下壁には開口部が形成されていることが好ましい。
 構造体のコア層の上壁及び下壁には、二層で形成される部分(セルの一方の端面)と、一層で形成される部分(セルの他方の端面)と、上壁及び下壁が存在しない部分(開口部)がセル単位で形成されることになる。そして、スキン層を含めると、構造体の上下各面にはセル単位で一層、二層、三層の部分がそれぞれ形成されることになる。このような構造体を曲げ加工した成形品では、一層の部分は変形を許容して積極的に伸びるとともに、三層の部分は変形を許容せず、セルの構造を維持するように機能する。そして、二層の部分は一の部分と三層の部分との中間的な役割を担う。
 このように、セル単位で変形を積極的に許容する部分と、変形を許容せずセル構造を維持する部分とが設けられることにより、曲げ加工を行なった成形品の状態においても、セル構造をより確実に維持することができる。これにより、より滑らかな凹凸形状の少ない曲面形状を有する成形品を得ることができるとともに、成形品の強度を高めることができる。
 構造体のコア層には、隣り合うセル間を連通する連通部が形成されていることが好ましい。
 一般に、構造体の曲げ加工は構造体を加熱した状態で型にはめ込むことにより行なわれる。そのため、構造体の各セルが個々に完全に密閉された状態であると、セル内の空気が熱膨張してセルの内圧が過大に高まることがある。このような状態において、成形品を型から取り出すと、型による押さえが無くなってしまうために、セルの内圧によってセルが予期せぬ形状に変形する(とくに、曲げ加工により薄く伸ばされた上壁や下壁部分が膨らむように変形する)という問題があった。こうしたセルの変形は、構造体に曲げ加工を施して得られる成形品の表面に細かな突出部分として現れることから、成形品の品質を低下させる原因となる。
 こうした問題に対して、上記構成によれば、内圧の高まった状態にあるセル内の空気が連通部を介して他のセルに流れるため、セル内の空気が熱膨張することによるセルの内圧の高まりを複数のセルに分散させることができる。これにより、セルの内圧の過大な高まりを抑制することができるとともに、内圧の過大な高まりにより生じるセルの予期せぬ変形を抑制することができる。
 本発明の第四の態様によれば、帯状の平面領域及び膨出領域がその幅方向に交互に設けられるシート材であって、膨出領域に、幅方向と直交する方向に沿って延びるとともに同方向における断面形状が下向きに開口する溝状の第1膨出部、及び該第1膨出部に交差するように形成され、幅方向に延びるとともに同方向における断面形状が多角形状又は半円形状の複数の第2膨出部を有するシート材を、塑性を有する一枚のシートから成形する成形工程と、シート材を、平面領域と膨出領域との境界線に沿って谷折りするとともに、膨出領域における第1膨出部の上面と側面との境界線に沿って山折りして折り畳むことにより、第2膨出部により区画形成される筒状の複数のセルが立設されたコア層を形成する折り畳み工程と、平面領域と第2膨出部の端面とから形成される一対の重ね合わせ部により閉塞されるセルの一方の端面において、一対の重ね合わせ部間に開口部を形成する開口形成工程と、コア層の上下両面にスキン層を接合して構造体を形成する接合工程と、構造体を曲げ加工して曲げ部を形成する加工工程とを備える成形品の製造方法が提供される。
 開口形成工程は、コア層を加熱することにより、一対の重ね合わせ部を熱収縮させて開口部を形成する工程であることが好ましい。
 その成形品の製造方法によれば、成形品を容易に製造することができる。
 本発明の第五の態様によれば、第四の態様の成形品の製造方法によって製造された成形品が提供される。成形品は上記方法によって製造されることが好ましい。
 コア層は、第2膨出部により区画形成される筒状の複数のセルを備え、該セルの一方の端面は平面領域と第2膨出部の端面とから形成される一対の重ね合わせ部により閉塞されるとともに、他方の端面は第1膨出部の上面により閉塞され、セルの一方の端面における一対の重ね合わせ部間に、開口部が形成されていることが好ましい。
 内圧の高まった状態にある一部のセル内の空気が連通部を介して他部のセルに流れるため、セル内の空気が熱膨張することによるセルの内圧の高まりを複数のセルに分散させることができる。これにより、セルの内圧の過大な高まりを抑制することができるとともに、内圧の過大な高まりにより生じるセルの予期せぬ変形を抑制することができる。
 本発明の第六の態様によれば、塑性を有する一枚のシートが所定の形状に成形されてなるシート材を、多角筒状又は円筒状の側壁によって区画形成された複数のセルが内部に並設されるように折り畳むことにより形成されたコア層と、該コア層の上下両面に設けられるスキン層とを備える構造体が提供される。
 スキン層によってコア層の強度を向上させることができる。
 本発明の第七の態様によれば、帯状の平面領域及び膨出領域がその幅方向に交互に設けられるシート材であって、膨出領域に、幅方向と直交する方向に延びるとともに同方向における断面形状が下向きに開口する溝状の第1膨出部、及び該第1膨出部に交差するように形成され、幅方向に延びるとともに同方向における断面形状が多角形状又は半円形状の複数の第2膨出部を有するシート材を、塑性を有する一枚のシートから成形する成形工程と、シート材を、平面領域と膨出領域との境界線に沿って谷折りするとともに、膨出領域における第1膨出部の上面と側面との境界線に沿って山折りして折り畳むことにより、第2膨出部により区画形成される筒状の複数のセルが立設されたコア層を形成する折り畳み工程と、平面領域と第2膨出部の端面とから形成される一対の重ね合わせ部により閉塞されるセルの一方の端面において、一対の重ね合わせ部間に開口部を形成する開口形成工程と、コア層の上下両面にスキン層を接合して構造体を形成する接合工程とを備える構造体の製造方法が提供される。
 スキン層によって強度が向上したコア層を有する構造体を製造することができる。
 本発明の構造体及び成形品並びにそれらの製造方法によれば、セルの内圧の高まりに起因したセルの予期せぬ変形を抑制するとともに、構造体及び成形品の外観および強度を高めることができる。
図1(a)は本発明の第1実施形態の構造体を示す斜視図、図1(b)は第1実施形態の構造体の連通部を示す部分拡大図、図1(c)は本発明の第2実施形態の構造体の連通部を示す部分拡大図。 図2(a)~図2(c)は第1実施形態の構造体のコア層の製造方法を示す説明図。 図3(a)、図3(b)、及び図3(d)は第2実施形態の構造体のコア層の製造方法を示す説明図、図3(c)は図3(b)のα―α線に沿った断面図。 図4(a)は第3実施形態の構造体を示す斜視図、図4(b)は図4(a)のβ―β線に沿った断面図、図4(c)は図4(a)のγ―γ線に沿った断面図。 本発明の第3実施形態の構造体から得られる成形品を示す斜視図。 図6(a)は第3実施形態の構造体のコア層を構成するシート材を示す斜視図、図6(b)は同シート材の折り畳み途中の状態を示す斜視図、図6(c)は同シート材を折り畳んだ状態を示す斜視図。 第3実施形態の構造体を製造する製造装置の一例を示す模式図。 成形品としての車両の座席のサイドカバーを示す斜視図。 成形品としてのパレットボックスを示す斜視図。
 [第1実施形態]
 以下、本発明を具体化した第1実施形態の構造体1及び成形品を図1及び図2に基づいて説明する。
 図1(a)に示すように、本実施形態の構造体1は、六角筒状のセル壁が縦横に並設されたハニカム構造を有するコア層2と、同コア層2の上下両面に接合されるシート状のスキン層3、4とから構成されている。
 図2(a)~図2(c)に示すように、コア層2は、複数の屈曲シート2bを並置することにより形成されている。屈曲シート2bは、例えば、ポリプロピレンの熱可塑性樹脂製の帯状シート2aを所定間隔ごとに屈曲させて形成されている。具体的には、屈曲シート2bは、連続して設けられる台形状の起伏を有する略波状に形成されている。台形状の起伏は、正六角形を最も長い対角線で二分して得られる形状である。この屈曲シート2bは、真空成形法、圧縮成形法等の周知の成形方法によって帯状シート2aから成形することができる。そして、屈曲シート2bの起伏の頂部又は底部の外面同士を当接させるようにして複数の屈曲シート2bが並置されている。また、隣り合う一対の屈曲シート2bによって六角筒状の側壁が形成されるとともに、その側壁によってセルSが区画形成される。本実施形態では、屈曲シート2bがセルSの側壁を構成している。
 このように形成されたコア層2の上端及び下端に、例えば、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂製のシート状のスキン層を熱溶着させて接合することにより構造体1が形成される。このとき、コア層2に設けられるセルSは、コア層2の厚み方向における両端部がスキン層3、4によって閉塞されている。
 なお、スキン層3、4を構成するシートには、熱溶着によりコア層2とスキン層3、4とを容易に接合できるという観点から、コア層2を構成する屈曲シート2bと同じ材質のシートを用いることが好ましい。また、コア層2を構成する屈曲シート2bは、その屈曲シート2bの端縁においてはスキン層3、4に対して接合されているが、隣り合う屈曲シート2b同士は互いに当接するのみで離間可能に構成されている。
 図1(a)に示すように、構造体1において、X方向に隣接するセルS間には、両セルSの側壁同士が重なって形成される二層構造を有する中間壁5が位置している。つまり、並んで設けられる屈曲シート2bの頂部又は底部の外面同士の当接部位が二層構造を有する中間壁5として提供される。また、中間壁5がスキン層3、4に対して垂直に形成されているため、構造体1の厚み方向の力に対して強い構造となり、圧縮強度が高められている。さらに、中間壁5が二層構造に構成されているため、構造体1の圧縮強度がより高められている。
 上で述べたとおり、屈曲シート2b同士は互いに接合されてはおらず、中間壁5の層間は互いに離間可能に構成されている。よって、図1(b)に示すように、セルSの内圧が高められたような場合には、中間壁5は、その内圧によって層間が全面的に押し広げられて、層間に連通部6としての空間を形成することができる。この連通部6はY方向において隣接するセルS同士を連通する。なお、本実施形態においては、中間壁5の層間全体が非接着部となっている。
 また、本実施形態の構造体1は、曲げ加工を施して曲げ部を形成する加工工程を経ることで三次元形状を有する成形品となる。こうした成形品としては、例えば、図8に示すような車両の座席のサイドカバーA1、及び図9に示すような物品運搬用のパレットボックスを構成する各部材A2(例えば、底壁部分)が挙げられる。なお、曲げ部とは、構造体1の少なくとも一部の領域に対して形成された非平面状の任意の部位(例えば、突出部、凹部、及び湾曲部)を含むものと定義する。
 上記加工工程では、構造体1に対して、加熱処理を施して軟化状態とし、例えばプレス加工等の曲げ加工を施すことによって曲げ部が形成される。それにより、成形品が得られる。加工工程における加熱温度をコア層2及びスキン層3、4を構成するシートの軟化温度に設定し、構造体1を軟化状態としておくことにより、コア層2とスキン層3、4とが溶着(溶融)状態で曲げ加工が行うことができる。これにより、曲げ加工時におけるコア層2とスキン層3、4との接合部分の剥がれ及び裂け目の形成が抑制される。
 また、加工工程において、加熱処理の予熱により成形品のセルSの内圧が高まった状態となる。このとき、セルSの内圧によって、二層構造の中間壁5の層間が押し広げられて層間に連通部6が形成される。そして、連通部6を介してセルSの内圧が中間壁5を挟んで隣接する他のセルSへと分散される。
 なお、本実施形態では、コア層2を構成する屈曲シート2bが熱可塑性樹脂から形成されている。そのため、曲げ加工後の冷却時に樹脂が収縮することによって、押し広げられた状態にある中間壁5の各層が元の互いに当接した状態(二層構造の状態)に戻ることもある。また、中間壁5は、曲げ加工時の力及びセルSの内圧によって、左右に広がることが多いので、上下方向に方向性を有さず、強度低下にも繋がらない。
 本実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
 (1)本実施形態の構造体1は、並設される複数のセルSを内部に有するコア層2と、コア層2の上下両面に設けられるスキン層3、4とを備えている。各セルSは、六角筒状の側壁によって区画形成される。そして、コア層2には、Y方向に隣接するセルS間を連通する連通部6が形成されている。上記構成によれば、セルS内の空気が熱膨張してセルSの内圧が高まった状態になったとしても、そのセルS内の空気は連通部6を介して他のセルSに流れる。このように、内圧の高まった一部のセルS内の空気が他のセルSに分散されることにより、セルSの内圧の過大な高まりを抑制することができる。また、内圧の過大な高まりにより生じるセルSの予期せぬ変形を抑制することができる。
 (2)本実施形態の構造体1では、コア層2に対して、連通部6の連通方向(Y方向)に対して直交する方向(X方向)に隣接するセルSの側壁同士が重なって形成される二層構造を有する中間壁5が設けられている。そして、連通部6が中間壁5の層間に設けられる非接着部として形成されている。上記構成によれば、二層構造の中間壁5は、通常の状態では各層が当接して二層構造分の厚さが確保されて強固なセル構造の形成に寄与する。また、セルSの内圧が高められた状態では、二層構造の中間壁5には、その内圧によって各層が離間するように押し広げられて層間に連通部6が形成される。このように、セルSの内圧が高められた状態となったときに中間壁5に連通部6が形成されるため、中間壁5に連通部6が常時存在するような構成と比較して、中間壁5に連通部6が常時存在するような構成と比較して、強固なセル構造の形成についての寄与度が高い。
 また、上記構成によれば、構造体1に対して、その厚み方向に圧縮する力が過大に作用した場合にも、中間壁5は、その各層が離間するように押し広げられた状態となることができる。また、押し広げられた状態となった中間壁5は、上記力が弱まるにつれて樹脂の特性により元の状態に復元しようとする。こうした構造体の厚み方向に作用する力に対して中間壁5が変形を許容することができるため、構造体1は上記力に対して優れた衝撃吸収性(クッション性)を発揮する。つまり、中間壁5は衝撃吸収部として機能することができる。
 (3)本実施形態の構造体1に曲げ加工を施して曲げ部を形成した成形品は、その曲げ加工を行なうに際して、セルSの内圧が過大に高まることが抑制されて、セルSの予期せぬ変形が抑制される。よって、成形品の表面に対して、セルSの変形に起因した突出部分が生じることが抑制され、成形品はその表面がより滑らかなものとなる。
 [第2実施形態]
 次に、第2実施形態の構造体1及び成形品を図1及び図3に基づいて第1実施形態と相違する点を中心にして説明する。第2実施形態の構造体1は、主にコア層2の構成が第1実施形態の構造体と異なっている。
 本実施形態の構造体1のコア層2は次のようにして形成されている。まず、図3(a)に示すような複数の帯状シート2aがその厚み方向に重ねて配置される。そして、各帯状シート2a間に、隣接する帯状シート2a同士を接合する接着部2dを、帯状シート2aの長手方向に一定の間隔をおいて設けることにより積層体2cが形成される(図3(b)参照)。このとき、各帯状シート2a間に設けられる接着部2dは、帯状シート2aの短手方向における両端部のみに設けられている(図3(c)参照)。続いて、積層体2cをその積層方向に伸張することで、図3(d)に示すような六角筒状の筒状部分が縦横に並設されたハニカム構造を形成するコア層2が形成される。この六角筒状の側壁によってセルSが区画形成されるとともに、帯状シート2aのそれぞれがセルSの側壁を構成する。
 このように形成されたコア層2の上端及び下端に、シート状のスキン層3、4を熱溶着させて接合することにより構造体1が形成される。図3(d)に示すように、本実施形態では、接着部2dにより一体に接合されて、二枚の帯状シート2aが互いに当接している部位が二層構造を有する中間壁5となる。
 上で述べたとおり、接着部2dは帯状シート2aの短手方向における両端部側、すなわちコア層2の厚み方向(コア層2及びスキン層3、4の積層方向)における両端部側のみに形成されているため、中間壁5の中央部の各層は互いに接するのみで離間可能に構成されている。よって、図1(c)に示すように、セルSの内圧が高められたような場合には、中間壁5は、コア層2の厚み方向における両端部側は一体(二層構造)のままで、層間の中央部のみが内圧によって押し広げられて層間に連通部6を形成する。なお、本実施形態では、中間壁5の層間の中央部が非接着部となっている。
 また、本実施形態の構造体1も第1実施形態の構造体と同様に、上記加工工程を経て得られる成形品として適用することができる。
 第2実施形態においても、上記(1)~(3)の作用効果を得ることができる。また、第2実施形態においては、以下のような作用効果が得られる。
 (4)本実施形態の構造体1における中間壁5の層間には、コア層2の厚み方向における中央部に非接着部が設けられているとともに、コア層2の厚み方向における端部側に接着部2dが設けられている。上記構成によれば、セルSの内圧が高められたとき、中間壁5の層の中央部は互いに離間して連通部6を形成するが、同端部側の部位は互いに離間することなく一体のままの状態が維持される。このように、セルSの内圧が高められて中間壁5に連通部6が形成された場合にも、中間壁5の両端部側に二層構造の部分が維持されることにより、連通部6が形成されることに起因した強固なセル構造の形成についての寄与度の低下を最小限に抑えることができる。
 [第3実施形態]
 次に、第3実施形態の構造体10及び成形品Aを図4~図7に基づいて第1実施形態と相違する点を中心にして説明する。第3実施形態の構造体10は、主にコア層2の構成が第1実施形態の構造体と異なっている。
 図4(b)及び図4(c)に示すように、コア層2は、例えば、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂製のシートを所定形状に成形した一枚のシート材を折り畳んで形成されている。そして、コア層2は、上壁21、下壁22、及び中間壁23とから構成される。中間壁23は、上壁21及び下壁22の間に立設され、六角筒状の側壁を形成する。上壁21、下壁22、中間壁23によって、コア層2の内部にセルSが区画形成されている。
 コア層2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と第2セルS2とが存在する。図4(b)に示すように、第1セルS1は、その第1セルS1の上端が二層構造の上壁21によって閉塞されるとともに、第1セルS1の下端が一層構造の下壁22によって閉塞されている。この二層構造の上壁21の各層は互いに接合されている。そして、第1セルS1の上端における上壁21の中央部分には、開口部24が形成されている。開口部24は、六角形状を有する第1セルS1の端面において、中心を通る一つの対角線に沿って形成されるとともに、その形状が略楕円状に形成されている(図4(a)参照)。
 一方、図4(c)に示すように、第2セルS2は、その上端が一層構造の上壁21によって閉塞されるとともに、同下端が二層構造の下壁22によって閉塞されている。この二層構造の下壁22の各層間は互いに接合されている。そして、第2セルS2の下端における下壁22の中央部分には、第1セルS1に設けられる開口部24と同様の開口部24が形成されている。
 図4(a)に示すように、第1セルS1及び第2セルS2は、X方向において第1セル同士又は第2セルS2同士が隣接して列を形成するように配置されている。そして、X方向に直交するY方向において、第1セルS1の列と第2セルS2の列とが交互に配置されている。
 図4(b)及び図4(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、上壁21及び下壁22に対して垂直に形成される二層構造の中間壁23によって区画されている。中間壁23が上壁21及び下壁22に対して垂直に形成されているため、構造体1の厚み方向の力に対して強い構造となり、圧縮強度が高められている。さらに、中間壁23が二層構造に構成されているため、構造体1の圧縮強度がより高められている。この二層構造の中間壁23の各層間は互いに接するのみで、離間可能に構成されている。そのため、セルSの内圧が高められたような場合には、中間壁23は、その内圧によって層間が全面的に押し広げられて層間に連通部23aを形成する(図4(b)、及び図4(c)の破線部分参照。)。この連通部23aは、Y方向において隣接する第1セルS1同士、又は第2セルS2同士を連通する。なお、本実施形態においては、中間壁23の層間全体が非接着部となる。
 このように形成されたコア層2の上端及び下端に、シート状のスキン層3、4を熱溶着させて接合することにより構造体10が形成される。スキン層3、4は、例えば、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂製のシートからなり、コア層2の上壁21の上面及び下壁22の下面にそれぞれ接合されている。なお、熱溶着によりコア層2とスキン層3、4とを容易に接合できるという観点から、スキン層3、4を構成するシートには、コア層2のシート材を構成するシートと同じ材質のシートを用いることが好ましい。
 また、図4(b)及び図4(c)に示すように、構造体10の上面はコア層2の上壁21とスキン層3とから構成されるとともに、構造体10の下面はコア層の下壁22とスキン層4とから構成される。そのため、構造体10の上面には、開口部24に対応して形成される、スキン層3のみで構成される一層部分L1と、一層構造の上壁21及びスキン層3から構成される二層部分L2と、二層構造の上壁21及びスキン層3から構成される三層部分L3とが設けられている。
 これら一層部分L1、二層部分L2及び三層部分L3は、構造体1の上面に対して、第1セルS1及び第2セルS2の配置位置に対応して規則的に配置されている。具体的には、第1セルS1の列に対応した位置に一層部分L1及び三層部分L3が設けられるとともに、第2セルS2の列に対応した位置に二層部分L2が設けられる。そして、三層部分L3は一層部分L1を囲むように配置され、一層部分L1同士が互いに連続しないように配置されている。セル単位で見ると、第1セルS1の端面の中央部分に対応した位置に一層部分L1が設けられるとともに、第1セルS1の端面の周縁部分に対応した位置に三層部分L3が配置されている。
 また、構造体10の下面についても、上面と同様に一層部分L1、二層部分L2及び三層部分L3が形成されている。そして、構造体10の下面では、上面において一層部分L1及び三層部分L3であった部位に二層部分L2が設けられるとともに、上面において二層部分L2であった部位に一層部分L1及び三層部分L3が配置されている。
 図5は、上記構造体10に対して曲げ加工を施して曲げ部Mを形成した成形品Aを示している。図5に示すように、曲げ部Mの表面は、平面部の表面と比較して、一層部分L1、二層部分L2、三層部分L3の順でその形状が大きく変形している。具体的には、一層部分L1及び二層部分L2は積極的に変形を許容してその面積を大きく広げている。一方、三層部分L3は、その面積を殆ど広げることはなく、セルSの端面周縁に集まるように位置している。このように変形を積極的に許容する一層部分L1及び二層部分L2が設けられることにより、曲げ部Mの曲面形状は滑らかなものとなる。また、三層部分L3がセルの端面周縁に集まることによりセル骨格が補強され、セル構造の維持に寄与する。これにより、本実施形態の成形品Aの曲げ部Mは、滑らかな曲面構造を有するとともに強度の高いものとなっている。
 また、本実施形態の構造体10は、その上面及び下面が同じ構造を有しており、上下両面に方向性がない。そのため、構造体10から得られる成形品Aは、曲げ部Mにおいて、その凸面側(外面側)も凹面側(内面側)も略同様の表面形状及び強度を有している。よって、本実施形態の成形品Aは、曲げ部Mの凸面側を表面とする成形品として利用することもできるし、曲げ部Mの凹面側を表面とする成形品として利用することもできる。この点は、第1実施形態及び第2実施形態の構造体1から得られる成形品に関しても同様である。
 次に本実施形態の成形品Aの製造方法について説明する。
 成形品Aの製造方法は、塑性を有するシートからシート材100を成形する成形工程と、そのシート材100を折り畳むことによりコア層2を形成する折り畳み工程と、コア層2に開口部24を形成する開口形成工程と、コア層2の上下両面にスキン層3、4を接合して構造体10を形成する接合工程と、その構造体10を曲げ加工して曲げ部Mを設ける加工工程とを含む。
 成形工程では、一枚の熱可塑性樹脂製のシートを所定の形状に加熱成形することによりシート材100が形成される。図6(a)に示すように、シート材100には、帯状の平面領域110及び膨出領域120がその幅方向(X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下向きに開口する溝状の第1膨出部121が膨出領域120の延びる方向(Y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の断面形状は下向きに開口する溝状となる。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の複数の第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。
 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、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一枚のシートから成形することができる。
 折り畳み工程では、図6(a)及び図6(b)に示すように、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X方向に圧縮する。そして、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Y方向に延びる中空の角柱状の区画体130が形成される(図6(c)参照)。こうした区画体130がX方向に連続して形成されていくことにより板状のコア層2が形成される。
 このとき、第1膨出部121の上面と側面とによってコア層2の上壁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2の下壁22が形成される。また、第2膨出部122の上面及び側面によって中間壁23が形成される。なお、上壁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二層構造を形成する部分、及び下壁22における第2膨出部122の端面と平面領域110とが折り重なって二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(図6(c)参照)。
 また、第2膨出部122が折り畳まれることにより第2セルS2が区画形成される。第2セルS2は六角柱状の空間を内部に有する。また、隣り合う一対の区画体130間に第1セルS1が区画形成される。第1セルS1は六角柱状の空間を内部に有する。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二層構造を有する中間壁23となる。
 また、第1セルS1では、一対の重ね合わせ部131によってその上端が閉塞され、第2セルS2では、一対の重ね合わせ部131によってその下端が閉塞されている。
 なお、こうした折り畳み工程を実施するに際して、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が、加熱処理を行なうことなく折り畳み工程を実施することも可能である。
 開口形成工程では、コア層2の折り畳み状態を保持したままの状態で、その上面及び下面が所定の温度にて加熱される。そして、ベルトコンベア等によりコア層2の厚み方向(図4(b)及び図4(c)における上下方向)に押圧されることにより、二層構造の重ね合わせ部131が熱溶着して接合される。同時に各重ね合わせ部131が熱収縮して、第1セルS1の上端及び第2セルS2の下端を区画する一対の重ね合わせ部131間に開口部24としての隙間が形成される(図4参照)。
 なお、折り畳み工程の際にシート材100を加熱処理していた場合には、開口部24をより容易に形成するという観点から、開口形成工程における加熱処理は、折り畳み工程時の加熱処理時の温度よりも高い温度で行なうことが好ましい。また、重ね合わせ部131が収縮しつつも、二層構造の中間壁23間が熱溶着して接合されない条件で行なわれる。
 接合工程は、開口形成工程を経て得られたコア層2の上面及び下面にそれぞれスキン層3、4を接合することで、図4に示す構造体10を得る工程である。本実施形態では、スキン層3、4として、コア層2を構成する熱可塑性樹脂と同一の熱可塑性樹脂製のシートを用いている。スキン層3、4はコア層2に熱溶着されることでコア層2に接合されている。
 なお、スキン層3、4を構成するシートとコア層2を構成するシート材100とを同じ材質のシートを用いた場合には、スキン層3、4とコア層2とを熱溶着により接合することができる。そのため、接着剤を使用してスキン層3、4とコア層2とを接合する場合と比較して簡単な構成で接合工程を行なうことができる。
 続く加工工程は、構造体10に対して、加熱処理を施して軟化状態とし、例えばプレス加工等の曲げ加工を施すことによって曲げ部Mを形成して成形品Aを得る工程である。この加工工程については第1実施形態と同様である。
 図7は、構造体10を連続して製造する装置の概略を示している。図7に示す装置において、左側が上流側であり右側が下流側である。上流側に設けられるシートロール30は、コア層2の原材料となる熱可塑性樹脂製のシートが巻回されたものである。シートロール30の下流側には真空成形用ドラム31が配置されている。この真空成形用ドラム31は、回転駆動可能に軸支されるとともに所定の温度に加熱可能に構成されている。さらに、真空成形用ドラム31の外周部には、円筒状の成形金型が取着されており、成形金型に形成されている貫通孔を通じた真空引きが可能に構成されている(図示略)。成形金型の外周面には、その周方向に対してシート材100のX方向が沿うように、シート材100の平面領域110及び膨出領域120からなる凹凸形状と同様の凹凸形状が形成されている。
 真空成形用ドラム31の下流側には、それぞれ上下一対の第1のコンベヤ32及び第2のコンベヤ33が順に配置されている。第2のコンベヤ33による搬送速度は第1のコンベヤ32による搬送速度よりも遅くなるように設定されている。また、第2のコンベヤ33には、第2のコンベヤ33間の温度を所定の温度に加熱するための加熱装置33aが設けられている。
 また、第2のコンベヤ33の下流側には、上下一対の第3のコンベヤ34が配置されている。第3のコンベヤ34には、第3のコンベヤ34間の温度を所定の温度に加熱するための加熱装置34aが設けられている。なお、第3のコンベヤ34による搬送速度は第2のコンベヤ33による搬送速度と等しくなるように設定されている。また、第3のコンベヤ34の搬入口近傍には、スキン層3、4の原材料となる熱可塑性樹脂製のシートが巻回されたシートロール35、36がそれぞれ配置されている。
 次に、図7に示す装置によって構造体10を形成する態様について説明する。まず、シートロール30からシートが繰り出され、真空成形用ドラム31に供される。そして、真空成形用ドラム31にてシートに所定の凹凸形状が形成されてシート材100が成形される(成形工程)。成形されたシート材100は、第1のコンベヤ32及び第2のコンベヤ33によって、その上下方向の移動を規制された状態で下流側へと搬送される。このとき、第2のコンベヤ33による搬送速度は第1のコンベヤ32による搬送速度よりも遅くなるように設定されているため、シート材100は第1のコンベヤ32から第2のコンベヤ33に搬送されるに際して、下流方向へ圧縮されて折り畳まれ、コア層2が形成される(折り畳み工程)。
 また、形成されたコア層2は、第2のコンベヤ33の加熱装置33aによって加熱されるとともに、第2のコンベヤ33によって押圧される。これにより、コア層2の重ね合わせ部131が熱溶着されるとともに、収縮してコア層2に開口部24が形成される(開口形成工程)。そして、コア層2は第3のコンベヤ34へと搬送される。コア層2が第3のコンベヤ34に搬送されるに際して、コア層2の上下両面と第3のコンベヤ34との間には、シートロール35、36から繰り出されたスキン層3、4が挿入される。そして、第3のコンベヤ34の加熱装置34aによって、スキン層3、4及びコア層2の上下両面が加熱される。この加熱により、コア層2の上下両面にスキン層3、4が熱溶着され、構造体10が得られる(接合工程)。
 このように板状の構造体10を連続して製造することができる。そして、第3のコンベヤ34より搬出された構造体10は用途に応じた大きさに切断されるとともに、曲げ部Mを形成する曲げ加工工程を経て成形品Aとなる。
 第3実施形態においても、上記(1)~(3)の作用効果を得ることができる。また、第3実施形態においては、以下のような作用効果が得られる。
 (4)本実施形態の成形品Aは、コア層2と、コア層2の上下両面に設けられるスキン層3、4とを有する構造体1に対して曲げ加工による曲げ部Mを設けることにより形成されている。コア層2は、塑性を有する一枚のシートから形成されてなるシート材からなる。コア層2は、中空の六角柱状を壁によって区画形成される複数のセルSが並設されるようにシート材を折り畳むことにより形成されている。
 コア層2の上下両面にスキン層3、4が設けられているため、コア層2のみからなる構造体に曲げ加工による曲げ部Mを形成して得られる成形品と比較して、その強度が高められている。また、曲げ加工時において、コア層2に存在する接合部分(とくに、区画体130間の接合部分)を剥がす方向の曲げ応力が加わった場合にも、コア層2の上下両面にスキン層3、4が存在することにより、上記接合部分が剥がれ難くなる。そして、上記接合部分の剥がれに起因して成形品の表面に裂け目が生じることを抑制することができる。
 (5)コア層2において、第1セルS1の上端は二層構造の上壁21により閉塞されるとともに下端は一層構造の下壁22により閉塞され、また、二層構造の上壁21には開口部24が形成されている。一方、第2セルS2の上端は一層構造の上壁21により閉塞されるとともに下端は二層構造の下壁22により閉塞され、また、二層構造の下壁22には開口部24が形成されている。
 これにより、構造体10の上下各面には、スキン層3、4を含めて、開口部24に対応する一層部分L1と、一層構造の上壁及び下壁に対応する二層部分L2と、二層構造の上壁及び下壁に対応する三層部分L3とがそれぞれセル単位で形成される。この構造体10に対して曲げ加工による曲げ部Mを形成して得られる成形品Aでは、一層部分L1は変形を許容して積極的に伸びるとともに、三層部分L3は変形を許容せず、セルSの構造を維持するように機能する。そして、二層部分L2は一層部分L1と三層部分L3との中間的な役割を担う。
 このように、構造体10にセル単位で変形を積極的に許容する部分と、変形を許容せずセル構造を維持する部分とが設けられることにより、その構造体10から得られる成形品は、その形状が変形される曲げ部Mにおいてもセル構造が維持されたものとなる。曲げ部Mにおける各セルSのセル構造が維持されることにより、曲げ部Mの曲面形状を滑らかな形状にすることができるとともに、曲げ部Mの強度を高めることができる。
 (6)本実施形態の成形品の製造方法は、一対の重ね合わせ部131により閉塞されるセルSの一方の端面において、一対の重ね合わせ部131間に開口部24を形成する開口形成工程を備えている。開口形成工程を備えることにより、構造体1の上面及び下面には、二層部分L2及び三層部分L3に加えて、開口部24に対応した一層部分L1がセル単位で形成されることになる。一層部分L1、二層部分L2、及び三層部分L3を備えた構造体1に曲げ部Mを設けて得られる成形品Aは、曲げ部Mにおいてもセル構造が維持されやすくなるため、曲げ部Mの曲面形状が滑らかで、かつ全体として強度の高いものとなる。
 (7)本実施形態の成形品の製造方法における開口形成工程では、コア層2を加熱することにより、一対の重ね合わせ部131を熱収縮させて開口部24を形成している。この構成によれば、複数のセルSに対して同時かつ短時間で開口部24を形成することができる。
 また、本実施形態では、セル単位で大きく変形する一層部分L1と殆ど変形しない三層部分L3とが設けられるとともに、一層部分L1の周囲の略全体を囲むように三層部分L3が位置するように設けられている。これにより、伸び変形された曲げ部Mに意図しない膨出部分やシワ等が形成されることが抑制されるとともに、曲げ部Mの強度低下を抑制することができる。また、三層部分L3に隣接して二層部分L2を位置させることにより、曲げ部Mの強度低下をさらに抑制することができる。
 なお、上記各実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。また、次の変更例を互いに組み合わせ、その組み合わせの構成のように上記各実施形態を変更することも可能である。
 ・ 第1実施形態の構造体1及び成形品において、コア層2及びスキン層3、4を構成するシートは、塑性を有するものであれば、どのような材質のものであってもよい。例えば、繊維結合材料製のシート、紙製のシートや金属製のシートであってもよい。また、コア層2及びスキン層3、4は、互いに異なる材質のシートから構成されていてもよい。
 さらに、スキン層3、4を構成するシートとして合成樹脂製の延伸シートのような分子配向を有するシートが用いられる場合がある。このような場合には、スキン層3、4におけるシートの配向方向と、コア層2における屈曲シート2bの延びる方向(Y方向)とを異ならせるように構成することが好ましい。このように構成した場合には、上記両方向を揃えた場合と比較して、X方向に沿った曲げに対する構造体の強度を高めることができる。
 これらの点は第2及び第3実施形態においても同様である。なお、第2実施形態及び第3実施形態においては、それぞれ帯状シート2aが延びる方向及び区画体130が延びる方向とスキン層3、4におけるシートの配向方向とを異ならせるように構成することが好ましい。
 ・ 第1実施形態の構造体1及び成形品において、コア層2及びスキン層3、4はそれぞれ各一層ずつ形成されていたが、各層を多層に構成することも可能である。例えば、一層構造のコア層2の上下両面にそれぞれ二層に重ねられた状態のスキン層3、4を配するように構成してもよい。また、コア層2同士を重ねて多層構造を形成する場合には、コア層2をそのまま重ねるように構成してもよいし、コア層2間にシート状の中間層を配してコア層2を重ねるように構成してもよい。後者の場合には、コア層2同士をより強固に接合することができる。これらの点は第2及び第3実施形態に関しても同様である。
 ・ 第1実施形態の構造体1及び成形品において、コア層2の内部に中空の六角柱状のセルSが区画形成されていたが、セルSの形状は特に限定されるものでなく、例えば、中空の四角柱状、中空の八角柱状等の中空の多角柱状或いは中空の円柱状としてもよい。その際、異なる形状のセルが混在するような構成であってもよい。これらの点は第2及び第3実施形態に関しても同様である。
 ・ 第1実施形態の構造体1及び成形品において、連通部6は、図1におけるY方向に隣接するセルS同士の間を連通するように設けられていたが、隣接するセルS間のいずれを連通するように設けてもよい。例えば、X方向に隣接するセルS同士の間を連通する連通部を設けてもよい。また、全てのセルSに連通部6を設けるのではなく、特定のセルSのみに部分的に連通部6を設ける構成としてもよい。これらの点は第2及び第3実施形態に関しても同様である。
 ・ 第1実施形態の構造体1及び成形品の中間壁5の層間に対して、コア層2の厚み方向における端部側に各層を互いに接着する接着部2dを設けてもよい。こうした構成は、例えば、コア層2にスキン層3、4を接合する接合工程において、コア層2の加熱処理時に中間壁5の両端部が軟化する程度に加熱することによって形成することができる。この点は第3実施形態に関しても同様である。
 ・ 第1実施形態の構造体1及び成形品において、中間壁5の層間に複数の連通部6が形成されるように構成してもよい。例えば、中間壁5の層間において、コア層2の厚み方向における中央部に接着部を設けた場合には、中間壁5はコア層2の厚み方向に並ぶ2つの連通部6を形成可能な構成となる。この点は第2及び第3実施形態に関しても同様である。
 ・ 第1実施形態の構造体1及び成形品では、セルSの内圧が高まったときに二層の中間壁5の層間が離間して連通部6が形成されるように構成していたが、中間壁5の層間に連通部6としての溝や隙間等を設けて、常時、セルS間を連通状態とするように構成してもよい。この点は第2及び第3実施形態に関しても同様である。
 ・ 第1実施形態の構造体1及び成形品では、中間壁5は二層構造を有するように形成されていたが、三層以上の多層構造に形成されていてもよい。例えば、屈曲シート2bをそれぞれ二枚ずつ重ねた状態でコア層2を形成した場合には、中間壁5は4層構造となる。この点は第2及び第3実施形態に関しても同様である。
 ・ 第1実施形態の構造体1は、コア層2とスキン層3、4とが熱溶着により接合されていたが、接着剤等、他の手段により接合したものであってもよい。接着剤により接合した場合、成形品を形成する加工工程において、構造体1を加熱処理した際に、接着剤が液化状態になって接合部分が剥がれることを防止するために、コア層2及びスキン層3、4を構成するシートの軟化温度よりも液化温度の高い接着剤を使用することが好ましい。この点は第2及び第3実施形態に関しても同様である。また、第2及び第3実施形態においては、コア層2における接合部分の接合を接着剤により行なってもよい。
 ・ 図5に示す第3実施形態の成形品Aは、構造体10の平面に対して上方向に膨らむ曲げ部Mのみが形成されていたが、上方向に膨らむ曲げ部Mと下方向に膨らむ曲げ部Mとがそれぞれ設けられる成形品Aであってもよい。この点は第1及び第2実施形態の成形品に関しても同様である。
 ・ 開口部24の形状は特に限定されるものではなく、円形状、多角形状等の如何なる形状であってもよい。
 ・ 本実施形態の成形品では、連通部23aは、図2におけるY方向に隣接する第1セルS1同士の間、及び第2セルS2同士の間を連通するように設けられていたが、隣接するセルS間のいずれを連通するように設けてもよい。つまり、X方向に隣接する第1セルS1(第2セルS2)同士の間や第1セルS1と第2セルS2との間を連通する連通部23aを設けてもよい。また、全てのセルSに連通部23aを設けるのではなく、特定のセルSのみに部分的に連通部23aを設ける構成としてもよい。この場合、少なくとも曲げ応力が作用する部位(曲げ部Mとその周辺部分に位置するセルS)には連通部23aを設けておくことが好ましい。さらに、連通部23aを設けない構成としてもよい。
 ・ 本実施形態の成形品の製造方法における開口形成工程では、加熱処理を行うことによって一対の重ね合わせ部131を熱収縮させることにより、一対の重ね合わせ部131間に開口部24を形成していたが、開口形成工程はこれに限られるものではない。例えば、開口形成工程を、一対の重ね合わせ部131に開口部24を穿設する工程としてもよい。
 ・ 本実施形態の成形品の製造方法における開口形成工程では、開口形成工程と接合工程とを別々に行なっていたが、これらを同時に行なうようにしてもよい。つまり、一対の重ね合わせ部131の熱収縮による開口部24の形成と、コア層2に対するスキン層3、4の熱溶着とを、一度の加熱処理によって同時に行なうようにしてもよい。

Claims (16)

  1.  多角筒状又は円筒状の側壁によって区画形成された複数のセルが内部に並設されるコア層と、該コア層の上下両面に設けられるスキン層とを備えた構造体であって、前記コア層には隣り合う前記セル間を連通する連通部が形成されている構造体。
  2.  前記コア層には、前記連通部の連通方向に対して直交する方向に沿って隣接するセルの側壁同士が重なって形成される多層構造を有する中間壁が設けられ、
     前記連通部は、前記中間壁の層間に設けられる非接着部として形成されている請求項1に記載の構造体。
  3.  前記中間壁の層間には、前記コア層の厚み方向における中央部に前記非接着部が設けられているとともに、前記コア層の厚み方向における両端部に互いに接着される接着部が設けられている請求項2に記載の構造体。
  4.  前記コア層は、塑性を有する帯状のシートが所定の形状に形成されてなる複数のシート片を含み、かつ前記コア層は、該シート片間に多角筒状又は円筒状を有する複数のセルが並設されるように前記複数のシート片を並置して形成された請求項1に記載の構造体。
  5.  前記コア層は、塑性を有する一枚のシートが所定の形状に成形されてなるシート材を、多角筒状又は円筒状の側壁によって区画形成される複数のセルが内部に並設されるように折り畳むことにより形成された請求項1に記載の構造体。
  6.  前記コア層は、一枚のシートを成形してなり、帯状の平面領域及び膨出領域がその幅方向に交互に設けられるシート材であって、前記膨出領域に、前記幅方向と直交する方向に沿って延びるとともに同方向における断面形状が下向きに開口する溝状の第1膨出部、及び該第1膨出部に交差するように形成され、前記幅方向に延びるとともに同方向における断面形状が多角形状又は半円形状の複数の第2膨出部を有するシート材を、前記平面領域と前記膨出領域との境界線に沿って谷折りするとともに、前記膨出領域における前記第1膨出部の上面と側面との境界線に沿って山折りして折り畳むことにより形成したものである請求項1に記載の構造体。
  7.  請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の構造体に対して曲げ加工による曲げ部を設けることにより形成された成形品。
  8.  塑性を有する一枚のシートが所定の形状に成形されてなるシート材を、多角筒状又は円筒状の側壁によって区画形成された複数のセルが内部に並設されるように折り畳んで形成されたコア層と、該コア層の上下両面に設けられるスキン層とを有する構造体に曲げ加工による曲げ部が形成されている成形品。
  9.  前記構造体の前記コア層において、前記セルの一方の端面は、二層構造の上壁又は下壁により閉塞されるとともに、他方の端面は一層構造の下壁又は上壁により閉塞され、前記セルの一方の端面を閉塞する上壁又は下壁には開口部が形成されている請求項8に記載の成形品。
  10.  前記構造体の前記コア層には、隣り合う前記セル間を連通する連通部が形成されている請求項8又は請求項9に記載の成形品。
  11.  帯状の平面領域及び膨出領域がその幅方向に交互に設けられるシート材であって、前記膨出領域に、前記幅方向と直交する方向に沿って延びるとともに同方向における断面形状が下向きに開口する溝状の第1膨出部、及び該第1膨出部に交差するように形成され、前記幅方向に延びるとともに同方向における断面形状が多角形状又は半円形状の複数の第2膨出部を有するシート材を、塑性を有する一枚のシートから成形する成形工程と、
     前記シート材を、前記平面領域と前記膨出領域との境界線に沿って谷折りするとともに、前記膨出領域における前記第1膨出部の上面と側面との境界線に沿って山折りして折り畳むことにより、第2膨出部により区画形成される筒状の複数のセルが立設されたコア層を形成する折り畳み工程と、
     前記平面領域と前記第2膨出部の端面とから形成される一対の重ね合わせ部により閉塞される前記セルの一方の端面において、一対の重ね合わせ部間に開口部を形成する開口形成工程と、
     前記コア層の上下両面にスキン層を接合して構造体を形成する接合工程と、
     前記構造体を曲げ加工して曲げ部を形成する加工工程とを備える成形品の製造方法。
  12.  前記開口形成工程は、前記コア層を加熱することにより、前記一対の重ね合わせ部を熱収縮させて開口部を形成する工程である請求項11に記載の成形品の製造方法。
  13.  請求項11又は12に記載の方法によって製造された成形品。
  14.  前記コア層は、前記第2膨出部により区画形成される筒状の複数のセルを備え、該セルの一方の端面は前記平面領域と前記第2膨出部の端面とから形成される一対の重ね合わせ部により閉塞されるとともに、他方の端面は前記第1膨出部の上面により閉塞され、前記セルの一方の端面における一対の重ね合わせ部間に、前記開口部が形成されている請求項13に記載の成形品。
  15.  塑性を有する一枚のシートが所定の形状に成形されてなるシート材を、多角筒状又は円筒状の側壁によって区画形成された複数のセルが内部に並設されるように折り畳むことにより形成されたコア層と、該コア層の上下両面に設けられるスキン層とを備える構造体。
  16.  帯状の平面領域及び膨出領域がその幅方向に交互に設けられるシート材であって、前記膨出領域に、前記幅方向と直交する方向に延びるとともに同方向における断面形状が下向きに開口する溝状の第1膨出部、及び該第1膨出部に交差するように形成され、前記幅方向に延びるとともに同方向における断面形状が多角形状又は半円形状の複数の第2膨出部を有するシート材を、塑性を有する一枚のシートから成形する成形工程と、
     前記シート材を、前記平面領域と前記膨出領域との境界線に沿って谷折りするとともに、前記膨出領域における前記第1膨出部の上面と側面との境界線に沿って山折りして折り畳むことにより、第2膨出部により区画形成される筒状の複数のセルが立設されたコア層を形成する折り畳み工程と、
     前記平面領域と前記第2膨出部の端面とから形成される一対の重ね合わせ部により閉塞される前記セルの一方の端面において、一対の重ね合わせ部間に開口部を形成する開口形成工程と、
     前記コア層の上下両面にスキン層を接合して構造体を形成する接合工程とを備える構造体の製造方法。
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