特許 6367997 グリッド補強構造体の製造方法、及び、グリッド補強構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6367997

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1日

(54)【発明の名称】グリッド補強構造体の製造方法、及び、グリッド補強構造体

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/28 20060101AFI20180723BHJP

   B21D 47/00 20060101ALI20180723BHJP

   B29K 101/10 20060101ALN20180723BHJP

   B29K 101/12 20060101ALN20180723BHJP

   B29K 105/08 20060101ALN20180723BHJP

【ＦＩ】

   B29C70/28

   B21D47/00 E

   B29K101:10

   B29K101:12

   B29K105:08

【請求項の数】21

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2017-49071(P2017-49071)

(22)【出願日】2017年3月14日

【審査請求日】2017年3月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002358

【氏名又は名称】新明和工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 晋

【審査官】 一宮 里枝

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−０８８９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２７１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０２３０２３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 斉藤一哉 等，任意断面を持つハニカムコアの展開図設計法，日本機械学会論文集（Ａ編），２０１２年 ３月，Vol. 78, No. 787，p. 76-87

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ７０／００−７０／８８

Ｂ２１Ｄ ４７／００−５５／００

Ｂ６４Ｃ ３／１８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外板の一面に一体的に設けられた、三角又は四角の格子状のリブを有するグリッド補強構造体を製造する方法であって、
前記外板を構成するシート材の一面において、三角形又は四角形のセルを規則的に並べると共に、セルとセルとの間に前記リブを構成するためのリブ構成領域を設けた格子状のパターンを設定する工程、
前記シート材における前記リブ構成領域が交差する箇所に、前記リブ構成領域が分断するように貫通孔を設ける工程、
前記シート材の前記リブ構成領域を折り曲げることによって、前記シート材の一面から凸になったリブを形成する工程、及び、
前記貫通孔の位置において、前記リブの端同士を互いに連結する工程、
を備えているグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記貫通孔の位置において隣り合う前記リブの端と端との間に連結具を取り付けることによって、前記リブの端同士を互いに連結するグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項3】

請求項１に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記貫通孔の位置において隣り合う前記リブの端と端との間に接着剤を充填することによって、前記リブの端同士を互いに連結するグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項4】

請求項１に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記貫通孔の開口縁の形状を所定の形状にすることによって、前記リブ構成領域を折り曲げて前記リブを形成したときに、前記リブの端部から前記貫通孔の中央側に突出する延設部を一体に設け、
前記貫通孔の位置において隣り合う前記リブの前記延設部同士を互いに連結することによって、前記リブの端同士を互いに連結するグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記外板の他面における、前記リブの形成箇所に、前記リブを間に挟んで隣り合う前記シート材と前記シート材とを連結する補強材を取り付ける工程をさらに備えたグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項6】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記外板の他面の、前記リブの形成箇所において、前記リブを間に挟んで隣り合う前記シート材と前記シート材とを接着剤により接着する工程をさらに備えたグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項7】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記外板の他面の、前記リブの形成箇所において、前記リブを間に挟んで隣り合う前記シート材と前記シート材とを溶接により接合する工程をさらに備えたグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記外板の他面に、第２の外板を重なるように取り付ける工程をさらに備えたグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記リブは、前記シート材の他面同士が当接するよう、前記シート材を折り曲げることによって構成され、
前記リブの形成箇所において、当接した前記シート材の他面同士を接着剤によって接着する工程をさらに備えたグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項10】

請求項１〜８のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記リブは、前記シート材の他面同士が当接するよう、前記シート材を折り曲げることによって構成され、
前記リブの形成箇所において、当接した前記シート材の他面同士を溶接により接合する工程をさらに備えたグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項11】

請求項１〜８のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記リブは、その頂部がアール形状となるよう、前記シート材を折り曲げることによって構成されているグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項12】

請求項１１に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記リブ構成領域を折り曲げるときに、横断面円形状の部材を、前記シート材と前記シート材との間に挟み込むグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項13】

請求項１〜８のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記リブは、横断面が逆Ｕ字状となるよう、前記シート材を折り曲げることによって構成されているグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項14】

請求項１〜８のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記リブは、横断面が逆Ｖ字状となるよう、前記シート材を折り曲げることによって構成されているグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項15】

請求項１〜１４のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記リブの頂部を削る工程をさらに備えたグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項16】

請求項１〜１５のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記シート材において、前記セルは三角形であり、
前記シート材に設定された前記リブ構成領域は、第１方向に伸びるリブ構成領域、第２方向に伸びるリブ構成領域、及び、第３方向に伸びるリブ構成領域を含み、
所定のセルにおける２つのリブ構成領域を、それぞれ、第１方向に伸びるリブ構成領域、及び、第２方向に伸びるリブ構成領域とし、前記第１方向に伸びるリブ構成領域と前記第２方向に伸びるリブ構成領域とが交差する位置に最も近い前記所定のセル以外のセルにおける、前記第１方向及び前記第２方向とは異なる方向に伸びるリブ構成領域を、第３方向に伸びるリブ構成領域としたときに、
第１方向に伸びるリブ構成領域と第２方向に伸びるリブ構成領域とが交差する位置、第２方向に伸びるリブ構成領域と第３方向に伸びるリブ構成領域とが交差する位置、及び、第３方向に伸びるリブ構成領域と第１方向に伸びるリブ構成領域とが交差する位置は、互いにずれているグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項17】

請求項１〜１６のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記シート材は、塑性加工が可能な板材であるグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項18】

請求項１７に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記シート材は、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料によって構成されているグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項19】

請求項１７に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記シート材は、繊維強化熱硬化性樹脂複合材料によって構成されているグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項20】

請求項１〜１６のいずれか１項に記載のグリッド補強構造体の製造方法において、
前記シート材は、塑性加工が可能な線材を網状に組み合わせた板材であるグリッド補強構造体の製造方法。

【請求項21】

外板の一面に一体的に設けられた、三角又は四角の格子状のリブを有するグリッド補強構造体であって、
前記外板と前記リブとは、折り曲げられた一枚の連続するシート材によって構成され、
前記シート材には、リブ同士が交差する箇所に、前記リブを分断する貫通孔が形成されているグリッド補強構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示する技術は、アイソグリッド（isogrid）構造体又はオルソグリッド（orthogrid）構造体を含む、グリッド補強構造体（grid-stiffened structure）の製造方法、及び、グリッド補強構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、アイソグリッド構造体の製造方法が記載されている。特許文献１に記載された製造方法では、表面に格子状の溝を設けた金型を用い、樹脂によって含浸処理された繊維を、金型の溝内に積層する。これにより、アイソグリッド構造体における格子状のリブを形成する。そして、格子状のリブを硬化処理した後、その格子状のリブに外板を取り付けることによって、外板とリブとが一体化したアイソグリッド構造体が完成する。

【0003】

特許文献２には、特許文献１とは異なるアイソグリッド構造体の製造方法が記載されている。特許文献２に記載された製造方法では、先ず、断面が正方形のチューブを、繊維強化樹脂によって製造すると共に、そのチューブを、軸方向に、所定の幅で輪切りにする。そして、外板の表面に、輪切りにした多数のチューブを、外表面同士が向かい合うように並べて配置する。このことにより、複数のチューブが格子状のリブを構成する。外板と複数のチューブとの間を熱可塑性樹脂によって接着することにより、外板とリブとが一体化したアイソグリッド構造体が完成する。

【0004】

また、例えばアルミニウム合金等の金属製のアイソグリッド構造体を、切削加工によって製造する方法が、従来から知られている。つまり、この製造方法では、リブの高さに相当する板厚の金属板を、リブ部分を残して薄板になるまで削ることによって、外板に一体化した格子状のリブを形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２００４−５０３４５２号公報

【特許文献2】特開２０１５−１２７１２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載されたアイソグリッド構造体の製造方法は、格子状に形成した金型の溝内に、繊維を、一層ずつ積層しなければならない。そのため、アイソグリッド構造体の製造に長時間を要する。

【0007】

同様に、特許文献２に記載されたアイソグリッド構造体の製造方法は、リブの高さとリブの数に対応する大きさのチューブを成形する必要がある上に、成形したチューブを輪切りにしかつ、多数の輪切りにしたチューブを外板の表面に配置しなければならない。この製造方法は工程数が多いため、アイソグリッド構造体の製造に長時間を要する。

【0008】

また、金属板を削ることによってアイソグリッド構造体を製造する方法も、金属板の大部分を削らなければならないため、アイソグリッド構造体の製造に長い時間が必要である。

【0009】

従って、従来のグリッド補強構造体の製造方法は、製造コストが増大してしまうという問題がある。

【0010】

さらに、特許文献１及び特許文献２に記載されたアイソグリッド構造体の製造方法は、格子状のリブと外板とを、それぞれ個別に成形した後に、両者を接合することによって一体化している。いずれの製造方法も繊維強化樹脂複合材料によってアイソグリッド構造体を製造するが、完成したアイソグリッド構造体において、繊維は、外板とリブとの間で連続しない。リブと外板とを接合することによってアイソグリッド構造体を製造する方法は、繊維強化樹脂複合材料の特性を活かしたアイソグリッド構造体を製造することができないという問題もある。

【0011】

ここに開示する技術はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アイソグリッド構造体又はオルソグリッド構造体を含むグリッド補強構造体を低コストで製造することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

具体的に、ここに開示する技術は、外板の一面に一体的に設けられた、三角又は四角の格子状のリブを有するグリッド補強構造体を製造する方法に係る。

【0013】

この製造方法は、前記外板を構成するシート材の一面において、三角形又は四角形のセルを規則的に並べると共に、セルとセルとの間に前記リブを構成するためのリブ構成領域を設けた格子状のパターンを設定する工程、前記シート材における前記リブ構成領域が交差する箇所に、前記リブ構成領域が分断するように貫通孔を設ける工程、前記シート材の前記リブ構成領域を折り曲げることによって、前記シート材の一面から凸になったリブを形成する工程、及び、前記貫通孔の位置において、前記リブの端同士を互いに連結する工程、を備えている。

【0014】

この製造方法によると、グリッド補強構造体は、シート材を折り曲げることによって製造される。従来の製造方法とは異なり、グリッド補強構造体を、短時間で製造することができる。

【0015】

より詳細に、この製造方法は、シート材の一面に格子状のパターンを設定する。パターンは、セルと、リブ構成領域とを含む。セルは、グリッド補強構造体において、リブ以外の箇所を構成する。セルの形状は、三角形又は四角形とすればよい。セルは正三角形としてもよい。但し、セルは任意の形の三角形とすることができる。セルは平行四辺形としてもよい。セルはひし形としてもよい。セルは正方形や長方形としてもよい。

【0016】

リブ構成領域は、規則的に配置されたセルとセルとの間に位置する。リブ構成領域は、シート材の一面において、所定の複数の方向のそれぞれに、真っ直ぐに伸びることによって、三角の格子、又は、四角の格子を形成する。

【0017】

シート材には、リブ構成領域が交差する箇所に貫通孔を設ける。シート材の所定の箇所に貫通孔を形成する加工を行ってもよいし、予め貫通孔が所定の箇所に形成されたシート材を作成してもよい。貫通孔は、所定の方向に伸びるリブ構成領域を分断する。

【0018】

パターンが設定されれば、少なくとも１箇所を山折りにしかつ、山折りの箇所を間に挟んだ両側の２箇所を谷折りにするよう、シート材のリブ構成領域を折り曲げる。これによって、シート材の一面から凸になったリブが形成される。シート材に設定したリブ構成領域の内、同じ方向に伸びる複数のリブ構成領域は、同時に折り曲げることが可能である。複数のリブを一度に形成することが可能であるから、加工時間の短縮が図られる。

【0019】

リブ構成領域が交差する箇所においては、貫通孔によってリブ構成領域が分断されている。このため、一方向に伸びる複数のリブ構成領域をそれぞれ折り曲げることによって、一方向に伸びる複数のリブを形成した後に、他の方向に伸びる複数のリブ構成領域を、先に形成したリブが干渉することなく、それぞれ折り曲げることができる。それによって、他の方向に伸びる複数のリブを形成することができる。

【0020】

シート材に形成されたリブは、貫通孔の箇所において分断していて連続していない。貫通孔の位置において分断されているリブの端同士を互いに連結することによって、リブが連続する。リブが連続することによって、グリッド補強構造体の強度が高まる。

【0021】

この製造方法では、一枚のシート材を、少なくとも二方向について折り曲げることにより、外板に一体化した格子状のリブを形成することができる。グリッド補強構造体の製造時間が短くなり、グリッド補強構造体の製造コストが低減する。

【0022】

前記製造方法において、前記貫通孔の位置において隣り合う前記リブの端と端との間に連結具を取り付けることによって、前記リブの端同士を互いに連結する、としてもよい。

【0023】

シート材を折り曲げてリブを形成した後に、リブの端に連結具を取り付けることによって、分断していたリブを、容易に連結することができる。

【0024】

前記製造方法において、前記貫通孔の位置において隣り合う前記リブの端と端との間に接着剤を充填することによって、前記リブの端同士を互いに連結する、としてもよい。

【0025】

シート材を折り曲げてリブを形成した後に、リブの端とリブの端との間に、接着剤を充填することにより、分断していたリブを、容易に連結させることができる。

【0026】

前記製造方法において、前記貫通孔の開口縁の形状を所定の形状にすることによって、前記リブ構成領域を折り曲げて前記リブを形成したときに、前記リブの端部から前記貫通孔の中央側に突出する延設部を一体に設け、前記貫通孔の位置において隣り合う前記リブの前記延設部同士を互いに連結することによって、前記リブの端同士を互いに連結する、としてもよい。

【0027】

こうすることで、シート材を折り曲げることによってリブと延設部とを形成することができると共に、貫通孔によって分断されているリブ同士を、延設部によって容易に連結することができる。

【0028】

前記製造方法は、前記外板の他面における、前記リブの形成箇所に、前記リブを間に挟んで隣り合う前記シート材と前記シート材とを連結する補強材を取り付ける工程をさらに備えてもよい。

【0029】

リブの形成箇所において外板の他面に補強材を取り付けることにより、シート材を折り曲げて形成したリブの形状が安定化する。リブの強度が高まり、その結果、グリッド補強構造体の強度が高まる。

【0030】

前記製造方法は、前記外板の他面の、前記リブの形成箇所において、前記リブを間に挟んで隣り合う前記シート材と前記シート材とを接着剤により接着する工程をさらに備えてもよい。

【0031】

これにより、シート材を折り曲げて形成したリブの形状が安定化する。リブの強度が高まる結果、グリッド補強構造体の強度が高まる。

【0032】

前記製造方法は、前記外板の他面の、前記リブの形成箇所において、前記リブを間に挟んで隣り合う前記シート材と前記シート材とを溶接により接合する工程をさらに備えてもよい。

【0033】

これにより、シート材を折り曲げて形成したリブの形状が安定化する。リブの強度が高まる結果、グリッド補強構造体の強度が高まる。

【0034】

前記製造方法は、前記外板の他面に、第２の外板を重なるように取り付ける工程をさらに備えてもよい。

【0035】

これにより、グリッド補強構造体の強度を、さらに高めることができる。

【0036】

前記リブは、前記シート材の他面同士が当接するよう、前記シート材を折り曲げることによって構成され、前記製造方法は、前記リブの形成箇所において、当接した前記シート材の他面同士を接着剤によって接着する工程をさらに備えてもよい。

【0037】

これにより、シート材を折り曲げて形成したリブの強度を高めることができるから、グリッド補強構造体の強度を高めることができる。

【0038】

前記接着する工程に代えて、前記製造方法は、前記リブの形成箇所において、当接した前記シート材の他面同士を溶接により接合する工程をさらに備えてもよい。

【0039】

こうすることによっても、シート材を折り曲げて形成したリブの強度を高めることができるから、グリッド補強構造体の強度を高めることができる。

【0040】

前記リブは、その頂部がアール形状となるよう、前記シート材を折り曲げることによって構成されている、としてもよい。

【0041】

こうすることで、グリッド補強構造体のリブの頂部における応力集中を避けることができる。

【0042】

前記リブ構成領域を折り曲げるときに、横断面円形状の部材を、前記シート材と前記シート材との間に挟み込む、としてもよい。

【0043】

こうすることで、リブの頂部に、横断面円形状の部材が埋め込まれるから、リブの頂部を、容易に、アール形状にすることができる。

【0044】

前記リブは、シート材の他面同士が当接する構成に限らず、横断面が逆Ｕ字状となるよう、前記シート材を折り曲げることによって構成されている、としてもよい。

【0045】

前記リブは、横断面が逆Ｖ字状となるよう、前記シート材を折り曲げることによって構成されている、としてもよい。

【0046】

グリッド補強構造体の製造方法は、前記リブの頂部を削る工程をさらに備えてもよい。

【0047】

前記シート材において、前記セルは三角形であり、前記シート材に設定された前記リブ構成領域は、第１方向に伸びるリブ構成領域、第２方向に伸びるリブ構成領域、及び、第３方向に伸びるリブ構成領域を含み、所定のセルにおける２つのリブ構成領域を、それぞれ、第１方向に伸びるリブ構成領域、及び、第２方向に伸びるリブ構成領域とし、前記第１方向に伸びるリブ構成領域と前記第２方向に伸びるリブ構成領域とが交差する位置に最も近い前記所定のセル以外のセルにおける、前記第１方向及び前記第２方向とは異なる方向に伸びるリブ構成領域を、第３方向に伸びるリブ構成領域としたときに、第１方向に伸びるリブ構成領域と第２方向に伸びるリブ構成領域とが交差する位置、第２方向に伸びるリブ構成領域と第３方向に伸びるリブ構成領域とが交差する位置、及び、第３方向に伸びるリブ構成領域と第１方向に伸びるリブ構成領域とが交差する位置は、互いにずれている、としてもよい。

【0048】

こうすることで、シート材を折り曲げて完成したグリッド補強構造体において、第１方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げて形成したリブと、第２方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げて形成したリブとが交差する位置、第２方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げて形成したリブと、第３方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げて形成したリブとが交差する位置、及び、第３方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げて形成したリブと、第１方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げて形成したリブとが交差する位置は、互いにずれる。その結果、グリッド補強構造体において応力集中を抑制することが可能になる。

【0049】

前記シート材は、塑性加工が可能な板材である、としてもよい。

【0050】

前記シート材は、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料によって構成されている、としてもよい。

【0051】

前述したグリッド補強構造体の製造方法は、シート材を折り曲げることによってリブを形成するため、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の繊維は、外板とリブとの間で連続するように配置される。従って、従来の製造方法と比較して、より一層、高強度のグリッド補強構造体を、短時間で製造することが可能になる。

【0052】

前記シート材は、繊維強化熱硬化性樹脂複合材料によって構成されている、としてもよい。

【0053】

前記と同様に、繊維強化熱硬化性樹脂複合材料の繊維は、外板とリブとの間で連続するように配置される。従って、従来の製造方法と比較して、より一層、高強度のグリッド補強構造体を、短時間で製造することが可能になる。

【0054】

前記シート材は、塑性加工が可能な線材を網状に組み合わせた板材である、としてもよい。

【0055】

塑性加工が可能な線材を網状に組み合わせた板材を、折り曲げ加工することにより製造したグリッド補強構造体は、例えばコンクリート構造体の鉄筋として用いることができる。

【0056】

ここに開示する技術は、外板の一面に一体的に設けられた、三角又は四角の格子状のリブを有するグリッド補強構造体に係る。

【0057】

このグリッド補強構造体において、前記外板と前記リブとは、折り曲げられた一枚の連続するシート材によって構成され、前記シート材には、リブ同士が交差する箇所に、前記リブを分断する貫通孔が形成されている。

【0058】

この構成のグリッド補強構造体は、前述した製造方法によって製造することができる。

【発明の効果】

【0059】

以上説明したように、前記のグリッド補強構造体の製造方法によると、低コストでグリッド補強構造体を製造することができる。また、前記の製造方法に従い、特に繊維強化樹脂複合材料によって製造したグリッド補強構造体は、外板とリブとの間で連続する繊維を配置することができるから、より一層、強度が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【0060】

【図1】図１は、グリッド補強構造体を例示する斜視図である。

【図2】図２は、グリッド補強構造体を製造するためのシート材を例示する平面図である。

【図3】図３は、グリッド補強構造体を製造する手順を例示する遷移図である。

【図4】図４は、繊維強化熱硬化性樹脂複合材料によってグリッド補強構造体を製造する手順を例示するフローチャートである。

【図5】図５は、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料によってグリッド補強構造体を製造する手順を例示するフローチャートである。

【図6】図６は、金属材料によってグリッド補強構造体を製造する手順を例示するフローチャートである。

【図7】図７は、グリッド補強構造体に取り付ける連結具を例示する斜視図である。

【図8】図８は、図１とは異なる構成のグリッド補強構造体の一部を示す斜視図である。

【図9】図９は、図８に示すグリッド補強構造体を製造するためのシート材の一部を例示する平面図である。

【図10A】図１０Ａは、シート材において、リブ構成領域に延設部を一体化した構成を例示する平面図である。

【図10B】図１０Ｂは、図１０Ａに示すシート材のリブ構成領域を折り曲げることによって、リブ及び延設部を構成した状態を示す平面図である。

【図10C】図１０Ｃは、図１０Ｂに示すグリッド補強構造体において、隣り合うリブの延設部同士を連結した状態を示す平面図である。

【図11】図１１は、図９に示すシート材に対して、リブ構成領域をずらしたシート材の一部を例示する平面図である。

【図12】図１２は、図１１に示すシート材によって製造したグリッド補強構造体を示す図８対応図である。

【図13】図１３は、図１とは形が異なる三角形のセルを有するグリッド補強構造体を例示する斜視図である。

【図14】図１４は、長方形のセルを有するグリッド補強構造体を例示する斜視図である。

【図15】図１５は、ひし形のセルを有するグリッド補強構造体を例示する斜視図である。

【図16】図１６は、平行四辺形のセルを有するグリッド補強構造体を例示する斜視図である。

【図17】図１７は、リブの高さが異なるグリッド補強構造体を例示する斜視図である。

【図18A】図１８Ａは、外板の他面におけるリブの形成箇所に補強材を取り付けた構成例を示す断面図である。

【図18B】図１８Ｂは、外板の他面におけるリブの形成箇所を溶接した構成例を示す断面図である。

【図18C】図１８Ｃは、外板の他面におけるリブの形成箇所を接着剤によって接着した構成例を示す断面図である。

【図18D】図１８Ｄは、外板の他面に第２の外板を取り付けた構成例を示す断面図である。

【図19A】図１９Ａは、断面が逆Ｕ字状となるようにリブ構成領域を折り曲げたリブを示す断面図である。

【図19B】図１９Ｂは、断面が逆Ｖ字状となるようにリブ構成領域を折り曲げたリブを示す断面図である。

【図19C】図１９Ｃは、リブの断面における先端部に、丸棒を配置した構成例を示す断面図である。

【図20】図２０は、図１９Ｃに示すリブを作成する手順を例示する遷移図である。

【図21】図２１は、線材を網状にすることによって構成されるシート材を例示する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0061】

以下、ここに開示するグリッド補強構造体、及び、グリッド補強構造体の製造方法について、図を参照しながら説明する。尚、以下の説明は、グリッド補強構造体、及び、グリッド補強構造体の製造方法の例示である。

【0062】

（グリッド補強構造体の構成）
図１は、グリッド補強構造体１を示している。グリッド補強構造体１は、外板１１と、外板１１に一体に設けられたリブ１２１、１２２、１２３とを備えている。グリッド補強構造体１は、その構成に起因して、軽量でかつ高強度である。

【0063】

リブ１２１、１２２、１２３は、外板１１の一面（つまり、図１において見ることができる面）から凸となるように設けられている。リブ１２は、外板１１の一面において格子状に配置されている。より詳細に、リブ１２１、１２２、１２３は、第１方向に伸びる複数のリブ１２１と、第２方向に伸びる複数のリブ１２２と、第３方向に伸びる複数のリブ１２３とを含んでいる。リブ１２１とリブ１２２とリブ１２３とは、所定の箇所で互いに交差している。これらのリブ１２１、１２２、１２３が交差する角度は、約６０°である。

【0064】

以下の説明において、リブ１２１、１２２、１２３によって囲まれた部分を、セル１３と呼ぶ。図１に示すグリッド補強構造体１は、セル１３が正三角形である。このグリッド補強構造体１は、アイソグリッド構造体とも呼ばれる。

【0065】

グリッド補強構造体１は、様々な材料によって構成することが可能である。グリッド補強構造体１は、例えば繊維強化樹脂複合材料によって構成してもよい。より具体的に、グリッド補強構造体１は、繊維強化熱硬化性樹脂複合材料によって構成してもよい。また、グリッド補強構造体１は、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料によって構成してもよい。グリッド補強構造体１はさらに、金属材料によって構成してもよい。例えばアルミニウム合金によって、グリッド補強構造体１を構成してもよい。

【0066】

グリッド補強構造体１は、図１に示すように、平らな板状に構成してもよい。また、図１に示すグリッド補強構造体１に曲げ加工を施すことによって曲面板に構成してもよい。さらに、図１に示すグリッド補強構造体１を、筒状に曲げると共に、端縁部同士を接合してもよい。

【0067】

（グリッド補強構造体の製造方法）
ここに開示するグリッド補強構造体１は、一枚のシート材１０を折り曲げることによって製造される。以下、その製造方法の詳細を、図面を参照しながら説明する。

【0068】

（シート材の構成）
図２は、図１に示すグリッド補強構造体１を製造するためのシート材１０を示している。シート材１０は、前述の通り、繊維強化樹脂複合材料や金属材料等、塑性加工が可能な材料によって構成される。シート材１０は、比較的厚みが薄い板状とすればよい。シート材１０の厚みは、グリッド補強構造体１において必要な外板１１の厚みｔ、又は、リブ１２１、１２２、１２３の幅Ｗ１（図１参照）に応じて、適宜設定することが可能である。

【0069】

シート材１０の一面には、前述したセル１３が規則的に並んで設定される。図２の例では、一点鎖線によって形作られる正三角形のセル１３が、ほぼ密になるように並んでいる。図２における一点鎖線は、後述するように、シート材１０を谷折りする線を示している。一点鎖線は、シート材１０において視認することができる線ではなく、理解を容易にするために、図２において仮想的に示している線である。

【0070】

シート材１０の一面において、隣り合うセル１３とセル１３との間には、リブ構成領域１４１、１４２、１４３が設定される。リブ構成領域１４１、１４２、１４３は、平行な一点鎖線によって挟まれた領域である。リブ構成領域１４１、１４２、１４３は、後述するように、グリッド補強構造体１においてリブ１２１、１２２、１２３を構成するための領域である。図２に例示するリブ構成領域１４１、１４２、１４３は、第１方向に真っ直ぐに伸びるリブ構成領域１４１、第２方向に真っ直ぐに伸びるリブ構成領域１４２、及び第３方向に真っ直ぐに伸びるリブ構成領域１４３を含んでいる。これらのリブ構成領域１４１、１４２、１４３は正三角格子を構成している。尚、シート材１０に設けるリブ構成領域１４１、１４２、１４３の数は、グリッド補強構造体１に設けるリブ１２１、１２２、１２３の数に応じて設定される。

【0071】

リブ構成領域１４１、１４２、１４３の幅Ｗ２は、グリッド補強構造体１におけるリブ１２１、１２２、１２３の高さＨ（図１参照）に応じて設定することができる。後述するように、リブ構成領域１４１、１４２、１４３の幅Ｗ２を広くすると、グリッド補強構造体１におけるリブ１２１、１２２、１２３の高さＨが高くなり、リブ構成領域１４１、１４２、１４３の幅Ｗ２を狭くすると、グリッド補強構造体１におけるリブ１２１、１２２、１２３の高さＨが低くなる。リブ構成領域１４１、１４２、１４３における中央の破線は、後述するように、シート材１０を山折りする線を示している。この破線も、一点鎖線と同様に、シート材１０において視認することができる線ではなく、理解を容易にするために、図２において仮想的に示している線である。

【0072】

シート材１０には、リブ構成領域１４１、１４２、１４３同士が交差する箇所に、貫通孔１５が形成されている。図２の例では、貫通孔１５は、リブ構成領域１４１、１４２、１４３幅Ｗ２を一辺とする正六角形をなしている。第１、第２又は第３方向のそれぞれに伸びるリブ構成領域１４１、１４２、１４３は、貫通孔１５によって分断されている。但し、図２の例では、貫通孔１５を中心とした周方向において隣り合うリブ構成領域１４１、１４２、１４３の端は、互いに接している。

【0073】

尚、シート材１０の周縁部の形状は、図２に示す形状に限らない。シート材１０の周縁部の形状は、適宜の形状にすることができる。例えば、シート材１０の周縁部のリブ構成領域１４１、１４２、１４３は無くてもよい。一部のリブ構成領域１４１、１４２、１４３のみを、シート材１０の周縁部に残してもよい。

【0074】

（シート材の折り曲げ加工）
図３は、図２に例示するシート材１０から、グリッド補強構造体１を製造する手順を示している。最初の手順として、シート材１０を準備する。シート材１０は、前述したように、所定の位置に貫通孔１５が形成されている。シート材１０に対して貫通孔１５を形成する加工を施してもよいし、貫通孔１５が予め設けられたシート材１０を用意してもよい。

【0075】

シート材１０において、第１方向に伸びるリブ構成領域１４１を折り曲げることによって、第１方向に伸びるリブ１２１を形成する（工程Ｐ１〜Ｐ３）。シート材１０の折り曲げには、工程Ｐ１に例示するように、雌型１０１と雄型１０２とを含む成形型を用いる。雌型１０１及び雄型１０２はそれぞれ、所定の方向に伸びる棒状である。雌型１０１をシート材１０の一面に配置しかつ、雄型１０２をシート材１０の他面に配置し、雌型１０１と雄型１０２とによって、シート材１０のリブ構成領域１４１を、シート材の厚み方向に挟み込む。このことにより、リブ構成領域１４１の中央（図２の破線の箇所）が山折りになり、それを挟んだ両側（図２の一点鎖線の箇所）が谷折りになる。尚、図３は、図１、２に示すグリッド補強構造体１に対し、シート材１０の表裏を逆に配置している。そうして、工程Ｐ２に示すように、横断面がＶ字状となるようシート材１０が折り曲げられる。このときに、工程Ｐ１に示すように、雌型１０１と雄型１０２とを有する成形型を複数用いることによって、第１方向に伸びる複数のリブ構成領域１４１は、同時に折り曲げることが可能である。

【0076】

そして、工程Ｐ３に例示するように、Ｖ字状に折り曲げたリブ構成領域１４１のそれぞれにおいて、シート材１０の他面同士が互いに当接するまで、リブ構成領域１４１を、さらに折り曲げる。このことにより、シート材１０の一面から凸になったリブ１２１が形成される。リブ１２１は、第１方向に伸びると共に、貫通孔１５の箇所において分断している。リブ１２１を形成することによって、シート材１０は、第１方向に対して直交する方向に、縮小する（図３の矢印参照）。

【0077】

次に、雌型１０１及び雄型１０２からなる成形型の向きを変え、又は、シート材１０の向きを変え、シート材１０に第２方向に伸びるリブ１２２を形成する（工程Ｐ４）。詳細な図示は省略するが、第２方向に伸びるリブ１２２の形成も、前述した手順と同じである。つまり、シート材１０の一面に配置した雌型１０１と、シート材１０の他面に配置した雄型１０２とを用いて、第２方向に伸びるリブ構成領域１４２を、シート材１０の厚み方向に挟み込む。このことにより、リブ構成領域１４２の横断面がＶ字状となるように、シート材１０を折り曲げる。このときに、シート材１０に先に形成をしたリブ１２１が貫通孔１５の箇所において分断しているため、リブ１２１が干渉することなく、第２方向に伸びるリブ構成領域１４２を折り曲げることが可能である。その後、折り曲げたリブ構成領域１４２において、シート材１０の他面同士が互いに当接するように、Ｖ字状のリブ構成領域１４２を、さらに折り曲げる。そうして、シート材１０の一面から凸になったリブ１２２が形成される。第２方向に伸びるリブ１２２も、貫通孔１５の箇所において分断している。

【0078】

第２方向に伸びるリブ１２２を形成した後、再び、雌型１０１及び雄型１０２からなる成形型の向きを変え、又は、シート材１０の向きを変え、シート材１０に第３方向に伸びるリブ１２３を形成する（工程Ｐ５）。第３方向に伸びるリブ１２３も、前述した手順と同じ手順で形成する。つまり、シート材１０の一面に配置した雌型１０１と、シート材１０の他面に配置した雄型１０２とを用いて、第３方向に伸びるリブ構成領域１４３をシート材１０の厚み方向に挟み込むことにより、リブ構成領域１４３の横断面がＶ字状となるように、シート材１０を折り曲げる。このときに、シート材１０に先に形成をした、第１方向に伸びるリブ１２１及び第２方向に伸びるリブ１２２がそれぞれ貫通孔１５の箇所において分断しているため、第３方向に伸びるリブ構成領域１４３を折り曲げることが可能になる。その後、折り曲げたリブ構成領域１４３においてシート材１０の他面同士が互いに当接するように、Ｖ字状のリブ構成領域１４３を、さらに折り曲げる。こうして、シート材１０の一面から凸になったリブ１２３が形成される。第３方向に伸びるリブ１２３も、貫通孔１５の箇所において分断している。

【0079】

このように、一枚のシート材１０を折り曲げることによって、第１方向、第２方向及び第３方向のそれぞれに伸びるリブ１２１、１２２、１２３を、シート材１０に形成することが可能になる。つまり、格子状のリブ１２１、１２２、１２３が、外板１１と一体に設けられる。リブ１２１、１２２、１２３同士が交差する箇所には、リブ１２１、１２２、１２３を分断する貫通孔１５が形成されている（図１を参照）。詳細な図示は省略するが、前述したようにシート材１０において、貫通孔１５を中心とした周方向において隣り合うリブ構成領域１４１、１４２、１４３の端が互いに接しているため、グリッド補強構造体１においても、貫通孔１５を中心とした周方向に隣り合うリブ１２１、１２２、１２３の端は、ほぼ接している。

【0080】

詳細は後述するが、この後、リブ１２１、１２２、１２３同士が交差する箇所において、リブ１２１、１２２，１２３の端同士を互いに連結することにより、グリッド補強構造体１が完成する。

【0081】

尚、工程Ｐ５に示すように、外板１１の他面に、必要に応じて第２の外板８６（つまり、裏板）を、外板１１に重なるように取り付けてもよい。こうすることで、貫通孔１５は塞がれる。

【0082】

（繊維強化熱硬化性樹脂複合材からなるグリッド補強構造体の製造プロセス）
次に、繊維強化熱硬化性樹脂複合材によってグリッド補強構造体を製造する手順について、図４を参照しながら説明をする。先ずステップＳ４１において、繊維強化熱硬化性樹脂複合材からなるシート材１０を所定の形状に切り出す。ステップＳ４１では、シート材１０の所定位置に、貫通孔１５を形成することも行う。従って、シート材１０に、セル１３とリブ構成領域１４１、１４２、１４３とを含む格子状のパターンが設定される（図２参照）。

【0083】

シート材１０は、図示は省略するが、例えば繊維の方向が互いに異なる、複数の繊維層を積層すると共に、マトリックスとしての熱硬化性樹脂を含浸することによってシート状にしたものとすればよい。強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、及び、樹脂繊維等、その種類はどのようなものであってもよい。また、熱硬化性樹脂も、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等、その種類はどうようなものであってもよい。

【0084】

さらに、シート材１０は、どのような製造方法で製造してもよい。例えば複合材テープ（プリプレグ）を積層することによって、シート材１０を製造してもよい。

【0085】

シート材１０を所定の形状に切り出せば、続くステップＳ４２において、図３に示す手順に従って、シート材１０の曲げ加工を行う。これにより、シート材１０に、格子状のリブ１２１、１２２、１２３が形成される。

【0086】

続くステップＳ４３では、リブ１２１、１２２、１２３の交差部分において、貫通孔１５によって分断されているリブ１２１、１２２、１２３の端同士を互いに連結する。リブ１２１、１２２、１２３の連結についての詳細は、後述する。

【0087】

ステップＳ４４では、シート材１０の他面に裏板（第２の外板８６）を配置する。裏板が不要であればステップＳ４４は省略する。裏板が繊維強化樹脂複合材料製であるときには、シート材１０の繊維の方向と、裏板の繊維の方向とを考慮して、シート材１０の他面に裏板を配置する。

【0088】

ステップＳ４５〜Ｓ４８は、熱硬化性樹脂を硬化するプロセスに関する。先ず、ステップＳ４５では、シート材１０を真空バッグに入れて真空引きをする際に、ステップＳ４２において作成したリブ１２１、１２２、１２が潰れてしまわないように、各リブ１２１、１２２、１２３の両側に支持材（図示省略）を配置する。

【0089】

続くステップＳ４６では、支持材を配置したシート材１０をバッグ（図示省略）の中に入れて、バッグ内を真空引きする。

【0090】

ステップＳ４７では、リブ１２１、１２２、１２３を有するシート材１０を入れた真空バッグを、図示省略のオートクレーブに入れて、シート材１０を加熱する。これにより、熱硬化性樹脂が硬化する。また、裏板がシート材１０の他面に貼り付く。

【0091】

ステップＳ４８では、オートクレーブから真空バッグを取り出すと共に、真空バッグ内から、リブ１２１、１２２、１２３を有するシート材１０を取り出して、前記の支持材をシート材１０から取り外す。

【0092】

そうして、ステップＳ４９で不要な部分を切り取ることにより、外板１１と、格子状のリブ１２１、１２２、１２３とが一体化した、繊維強化熱硬化性樹脂複合材料からなるグリッド補強構造体１が完成する。

【0093】

前述したように、ここに開示するグリッド補強構造体の製造方法では、一枚のシート材１０を折り曲げることによって、第１方向、第２方向及び第３方向のそれぞれに伸びるリブ１２１、１２２、１２３を形成するため、繊維強化熱硬化性樹脂複合材料によってグリッド補強構造体１を製造すると、外板１１とリブ１２１、１２２、１２３との間で連続する繊維を配置することができる。従って、この製造方法は、繊維強化樹脂複合材料の特性を活かしたグリッド補強構造体１を製造することができ、この製造方法によって作成したグリッド補強構造体１は、従来の製造方法によって作成したグリッド補強構造体よりも強度が高くなる。

【0094】

（繊維強化熱可塑性樹脂複合材からなるグリッド補強構造体の製造プロセス）
次に、繊維強化熱可塑性樹脂複合材によってグリッド補強構造体を製造する手順について、図５を参照しながら説明をする。ステップＳ５１は、ステップＳ４１と実質的に同じであり、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からなるシート材１０を所定の形状に切り出す。ステップＳ５１では、シート材１０の所定位置に、貫通孔１５を形成することも行う。従って、シート材１０に、セル１３とリブ構成領域１４１、１４２、１４３とを含む格子状のパターンが設定される（図２参照）。

【0095】

繊維強化熱可塑性樹脂複合材からなるシート材１０も、前述した繊維強化熱硬化性樹脂複合材からなるシート材１０と同様に構成すればよい。繊維強化熱可塑性樹脂複合材からなるシート材１０は、図示は省略するが、例えば繊維の方向が互いに異なる、複数の繊維層を積層すると共に、マトリックスとしての熱可塑性樹脂を含浸することによってシート状に構成したものとすればよい。強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、及び、樹脂繊維等、その種類はどのようなものであってもよい。また、熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン樹脂や、ポリアミド樹脂等、その種類はどうようなものであってもよい。さらに、シート材は、どのような製造方法で製造してもよい。例えば複合材テープ（プリプレグ）を積層することによって、シート材１０を製造してもよい。

【0096】

シート材１０を所定の形状に切り出せば、続くステップＳ５２において、シート材１０を加熱しながら、図３に示す手順に従いシート材１０のプレス加工（つまり、曲げ加工）を行う。これにより、シート材１０にリブ１２１、１２２、１２３が一体に形成される。また、加熱したシート材１０が冷えると、シート材１０に形成したリブ１２１、１２２、１２３も硬化する。図３の工程Ｐ３に示すように、リブ構成領域１４１、１４２、１４３において、シート材１０の他面同士を当接した状態となるように、シート材１０を折り曲げれば、他面同士が接合した状態で、リブ１２１、１２２、１２３が硬化する。

【0097】

ステップＳ５３では、前述したステップＳ４３と同様に、リブ１２１、１２２、１２３の交差部分において、リブ１２１、１２２、１２３の端同士を互いに連結する。リブ１２１、１２２、１２３の連結についての詳細は、後述する。

【0098】

ステップＳ５４では、前述したステップＳ４４と同様に、必要に応じて、シート材１０の他面に裏板（つまり、第２の外板８６）を配置し、裏板をシート材１０に貼り付ける。シート材１０と裏板とは、適宜の方法で、接合すればよい。裏板が不要であればステップＳ５４は省略する。

【0099】

最後に、ステップＳ５５で不要な部分を切り取ることにより、外板１１と、格子状のリブ１２１、１２２、１２３とが一体化した、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料からなるグリッド補強構造体１が完成する。

【0100】

繊維強化熱可塑性樹脂複合材料によってグリッド補強構造体１を製造したときも、外板１１とリブ１２１、１２２、１２３との間で連続する繊維を配置することができる。

【0101】

（金属材料からなるグリッド補強構造体の製造プロセス）
次に、金属材料（例えばアルミニウム合金）によってグリッド補強構造体１を製造する手順について、図６を参照しながら説明をする。ステップＳ６１は、ステップＳ４１と実質的に同じであり、金属材料からなるシート材１０を所定の形状に切り出す。ステップＳ６１では、シート材１０の所定位置に、貫通孔１５を形成することも行う。従って、シート材１０に、セル１３とリブ構成領域１４１、１４２、１４３とを含む格子状のパターンが設定される（図２参照）。尚、金属材料からなるシート材１０は、公知の、様々な製造方法により製造することが可能である。

【0102】

シート材１０を所定の形状に切り出せば、続くステップＳ６２において、図３に示す手順に従いシート材１０の曲げ加工を行う。これにより、シート材１０にリブ１２１、１２２、１２３が一体に形成される。

【0103】

ステップＳ６３では、前述したステップＳ４３と同様に、リブ１２１、１２２、１２３の交差部分において、リブ１２１、１２２、１２３の端同士を互いに連結する。リブ１２１、１２２、１２３の連結についての詳細は、後述する。

【0104】

ステップＳ６４では、シート材１０の他面におけるリブ１２１、１２２、１２３の形成箇所において、リブ１２１、１２２、１２３を間に挟んで隣り合うシート材１０同士を接合する。シート材１０の接合方法は特定の方法に限定されない。例えば、摩擦攪拌接合（Friction Stir Welding：ＦＳＷ）によって接合してもよいし、溶接によって接合してもよい。また、接着剤によってシート材１０同士を接合してもよい。金属材料からなるシート材１０を折り曲げたときには、スプリングバックが生じ得るが、シート材１０の他面におけるリブ１２１、１２２、１２３の形成箇所において、隣り合うシート材１０同士を接合することによって、グリッド補強構造体１において、リブ１２１，１２２、１２３の形状が安定化する。尚、シート材の接合については、後述する。

【0105】

尚、図６ではステップを省略しているが、必要に応じて、シート材１０の他面に裏板（つまり、第２の外板８６）を配置し、裏板をシート材１０に貼り付けるようにしてもよい。

【0106】

最後に、ステップＳ６５で不要な部分を切り取ることにより、外板１１と、格子状のリブ１２１、１２２、１２３とが一体化した、金属材料からなるグリッド補強構造体１が完成する。

【0107】

（リブの端同士の連結）
前述したように、シート材１０を折り曲げることによって製造されるグリッド補強構造体１は、第１〜第３の各方向に伸びるリブ１２１、１２２、１２３が、シート材１０に形成した貫通孔１５によって分断していて、連続していない。この構成は、グリッド補強構造体１の強度を低下させる。

【0108】

そこで、リブ１２１、１２２、１２３の端同士は、互いに連結することが好ましい。例えば図７は、貫通孔１５の位置において隣り合うリブ１２１、１２２、１２３の端と端との間に、連結具６１を取り付けることによって、リブ１２１、１２２、１２３の端同士を互いに連結する構成を示している。連結具６１は、前記ステップＳ４３、ステップＳ５３又はステップＳ６３において、リブ１２１、１２２、１２３に取り付ければよい。尚、連結具６１の形状は、図例の形状に限定されず、任意の形状とすることが可能である。

【0109】

また、図示は省略するが、貫通孔１５の位置において隣り合うリブ１２１、１２２、１２３の端と端との間に接着剤を充填することによって、リブ１２１、１２２、１２３の端同士を互いに連結してもよい。

【0110】

分断していたリブ１２１、１２２、１２３を、連結具６１又は接着剤によって連結することにより、グリッド補強構造体１の強度を高めることが可能になる。

【0111】

（貫通孔の拡大構成）
図８はグリッド補強構造体２の変形例を示している。図９は、図８に示すグリッド補強構造体２を製造するためのシート材２０を示している。尚、図８は、グリッド補強構造体２における一つの貫通孔２５の周囲の部分のみを示し、図９は、図８に示すグリッド補強構造体２の部分を製造するためのシート材２０を示している。図８において、符号２１は、グリッド補強構造体２における外板、符号２２１は、第１方向に伸びるリブ、符号２２２は、第２方向に伸びるリブ、符号２２３は、第３方向に伸びるリブ、符号２３は、正三角形のセル、符号２５は、貫通孔をそれぞれ示す。また、図９において、符号２４１は、第１方向に伸びるリブ構成領域、符号２４２は、第２方向に伸びるリブ構成領域、符号２４３は、第３方向に伸びるリブ構成領域をそれぞれ示している。

【0112】

図８及び図９に示すグリッド補強構造体２及びそのシート材２０は、図１及び図２に示すグリッド補強構造体１及びそのシート材１０と比べて、貫通孔２５の大きさを大きくしている（図９の矢印参照）。

【0113】

具体的には、図９に示すように、シート材２０に、二点鎖線で示す最小径の貫通孔（つまり、図２に示すシート材１０の貫通孔１５に相当する）よりも大きい径の六角形の貫通孔２５を形成している。図８及び図９に示すグリッド補強構造体２及びそのシート材２０は、図９において二点鎖線で示す貫通孔の外周縁部に、貫通孔が拡大するように切り欠きを設けた、と言い換えることができる。

【0114】

尚、貫通孔２５の形状は、六角形に限らない。図示は省略するが、貫通孔は、例えば円形にしてもよい。また、図９に示すシート材２０では、最小径の六角形の貫通孔をそのまま拡大することによって、周方向に隣り合うリブ構成領域２４１、２４２、２４３とリブ構成領域２４１、２４２、２４３との間における貫通孔２５の開口縁がＶ字状に折れ曲がっているが、周方向に隣り合うリブ構成領域２４１、２４２、２４３とリブ構成領域２４１、２４２、２４３との間における貫通孔２５の開口縁を、図示は省略するが、直線にすることによって、全体として１２角形の貫通孔を形成してもよい。

【0115】

図９に示すシート材２０のリブ構成領域２４１、２４２、２４３をそれぞれ、前述したように折り曲げることにより、図８に示すように、シート材２０の一面から凸になったリブ２２１、２２２、２２３を、外板２１と一体に設けることができる。

【0116】

貫通孔２５を大きくすることによって、グリッド補強構造体２の貫通孔２５の位置において隣り合うリブ２２１、２２２、２２３の端と端との間隔は、図１に示すグリッド補強構造体１よりも大きくなる。このグリッド補強構造体２は、貫通孔２５の位置における空きスペースが大きいため、リブ２２１、２２２、２２３の端と端とを連結する連結具（図示省略）が取り付けやすくなる。

【0117】

（リブの端同士を連結する構成の変形例）
図１０Ａ〜図１０Ｃは、シート材３０の貫通孔３５を拡大した構成の変形例を示している。つまり、図１０Ａ〜図１０Ｃのシート材３０及びグリッド補強構造体３は、シート材３０の貫通孔３５を拡大する構成に、リブ３２１、３２２、３２３の端と端とを互いに連結する構成を追加している。

【0118】

具体的に、図１０Ａに示すように、シート材３０には、所定の形状の貫通孔３５を形成している。この貫通孔３５は、その外周縁部に切り欠きを設けることによって拡大している（図１０Ａの矢印を参照）。また、第１〜第３方向のそれぞれに伸びるリブ構成領域３４１、３４２、３４３には、貫通孔３５の中央に向かって伸びる延設部３４１１、３４２１、３４３１を一体に設けている。これにより、貫通孔３５の開口縁は、所定の形状となっている。

【0119】

各延設部３４１１、３４２１、３４３１には、その幅方向の中央位置に、切り込み３４１２、３４２２、３４３２を設けている。切り込み３４１２、３４２２、３４３２は、延設部３４１１、３４２１、３４３１の先端から基端に向かって伸びている。切り込み３４１２、３４２２、３４３２は、各リブ構成領域３４１、３４２、３４３において、シート材３０を山折りする線（つまり、図１０Ａの破線）の延長線上に位置している。

【0120】

前記と同様に、図１０Ａに示すシート材３０のリブ構成領域３４１、３４２、３４３を折り曲げることによってリブ３２１、３２２、３２３を形成する。図１０Ｂは、リブ３２１、３２２、３２３を形成した状態を示している。このときに、延設部３４１１、３４２１、３４３１も、切り込み３４１２、３４２２、３４３２の位置において折り曲げられる。延設部３４１１、３４２１、３４３１は、貫通孔３５の開口縁から中央に向かって突出している。

【0121】

延設部３４１１、３４２１、３４３１における切り込み３４１２、３４２２、３４３２の両側部分を、それぞれ互いに離れるように開くことにより、図１０Ｃに示すように、周方向に隣り合うリブ３２１、３２２、３２３の端と端とを、延設部３４１１、３４２１、３４３１を介して、互いに連結する。延設部３４１１、３４２１、３４３１同士は、適宜の方法によって接合すればよい。

【0122】

こうして、グリッド補強構造体３の貫通孔３５の箇所において、リブ３２１、３２２、３２３の端同士を互いに連結する、六角形をした環状の連結部を設けることができる。環状の連結部は、応力集中を防ぐことができるという利点がある。尚、図１０Ｃは、延設部３４１１、３４２１、３４３１を六角形の環状となるように連結しているが、例えば、図示は省略するが、円形の環状となるように、延設部３４１１、３４２１、３４３１を連結してもよい。

【0123】

（リブが交差する箇所における応力集中を防止する構成）
グリッド補強構造体に設けたリブを、貫通孔を形成した箇所において互いに交差させると、応力集中を招く恐れがある。図１１及び図１２は、グリッド補強構造体４において、リブ４２１、４２２、４２３が交差する箇所における応力集中を回避する上で効果的な構成を示している。具体的に図１１に示すシート材４０は、図９に示す貫通孔２５を拡大したシート材２０と比較して、リブ構成領域４４１、４４２、４４３の位置をずらしている。つまり、図１１における二点鎖線は、図９に示すシート材２０のリブ構成領域２４１、２４２、２４３の位置を示している。図１１に矢印で示すように、このシート材４０において、第１方向に伸びるリブ構成領域４４１は、図１１における左に位置をずらしている。また、第２方向に伸びるリブ構成領域４４２は、図１１における右下に位置をずらしている。さらに、第３方向に伸びるリブ構成領域４４３は、図１１における右上に位置をずらしている。リブ構成領域４４１、４４２、４４３は、貫通孔４５を拡大することによって、貫通孔４５の開口縁の範囲を限度として、その位置をずらすことができる。

【0124】

尚、図１１には、シート材４０における、一つの貫通孔４５の周囲のリブ構成領域４４１、４４２、４４３のみを示しているが、シート材４０において第１方向に伸びる複数のリブ構成領域４４１は全て、同じ左方向に位置をずらし、第２方向に伸びる複数のリブ構成領域４４２は全て、同じ右下方向に位置をずらし、第３方向に伸びる複数のリブ構成領域４４３は全て、同じ右上方向に位置をずらすことになる。

【0125】

図１１に示すシート材４０のリブ構成領域４４１、４４２、４４３を折り曲げてリブ４２１、４２２、４２３を形成すると、図１２に示すようなグリッド補強構造体４が製造される。図１２において、符号４１は、グリッド補強構造体４における外板、符号４２１は、第１方向に伸びるリブ、符号４２２は、第２方向に伸びるリブ、符号４２３は、第３方向に伸びるリブ、符号４３は、正三角形のセル、符号４５は、貫通孔をそれぞれ示す。このグリッド補強構造体４では、第１方向に伸びるリブ４２１、第２方向に伸びるリブ４２２、及び第３方向に伸びるリブ４２３は、一点で交差しない。第１方向に伸びるリブ４２１と第２方向に伸びるリブ４２２との交点、第２方向に伸びるリブ４２２と第３方向に伸びるリブ４２３との交点、及び、第３方向に伸びるリブ４２３と第１方向に伸びるリブ４２１との交点はそれぞれ、位置がずれる。これにより、このグリッド補強構造体４は、リブ４２１、４２２、４２３が交差する箇所における応力集中を防止することができる。

【0126】

尚、グリッド補強構造体４においても、リブ４２１、４２２、４２３の端同士は、適宜の方法によって連結される。

【0127】

（グリッド補強構造体の形状に関するバリエーション）
図１３〜１６は、グリッド補強構造体の形状に関するバリエーションを示している。尚、図１３〜１６では、理解を容易にするために、グリッド補強構造体に形成される貫通孔の図示を省略している。

【0128】

図１３は、図１と同様に、セル５１１が三角形であるが、図１３に示すグリッド補強構造体５１は、セル５１１が正三角形ではなく、直角三角形である。つまり、三角形の一つの内角の角度が９０°である。ここに開示するグリッド補強構造体の製造方法は、セルの形状が任意の三角形のグリッド補強構造体を製造することが可能である。

【0129】

図１４に示すグリッド補強構造体５２は、セル５２１が長方形である。つまり、四角形の内角が全て９０°である。ここに開示するグリッド補強構造体の製造方法は、オルソグリッド構造体を製造することが可能である。オルソグリッド構造体を製造する場合、シート材には、第１方向に伸びるリブ構成領域と、それに直交する第２方向に伸びるリブ構成領域とを設けた四角格子状のパターンを設定し、第１方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げると共に、第２方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げれば、オルソグリッド構造体を形作ることができる。尚、図示は省略するが、セルは正方形であってもよい。つまり、セルは、四角形の内角が全て９０°でかつ、全ての辺の長さが同じであってもよい。

【0130】

図１５に示すグリッド補強構造体５３は、セル５３１がひし形である。つまり、セル５３１は四つの辺の長さが全て同じである。このグリッド補強構造体５３を製造するときも、前記と同様に、シート材には、第１方向に伸びるリブ構成領域と、それとは異なる第２方向に伸びるリブ構成領域とを設けた格子状のパターンを設定し、第１方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げると共に、第２方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げれば、グリッド補強構造体を形作ることができる。

【0131】

図１６に示すグリッド補強構造体５４は、セル５４１が平行四辺形である。つまり、セル５４１は、向かい合う一対の辺が平行な四角形である。このグリッド補強構造体５４を製造するときも、前記と同様に、シート材には、第１方向に伸びるリブ構成領域と、それとは異なる第２方向に伸びるリブ構成領域とを設けた格子状のパターンを設定し、第１方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げると共に、第２方向に伸びるリブ構成領域を折り曲げれば、グリッド補強構造体を形作ることができる。

【0132】

（リブの高さの変形例）
グリッド補強構造体におけるリブの高さＨは、適宜の高さに設定することが可能である。前述したように、リブの高さＨは、シート材におけるリブ構成領域の幅Ｗ２によって決定される。

【0133】

ここで、第１方向に伸びるリブ構成領域と、第２方向に伸びるリブ構成領域とは、同じ幅に設定しなくても、その幅が互いに異なっていてもよい。また、第３方向に伸びるリブ構成領域は、第１方向に伸びるリブ構成領域及び第２方向に伸びるリブ構成領域とは、幅が異なっていてもよい。こうすることによって、例えば図１７に例示するグリッド補強構造体７のように、第１方向に伸びるリブ７２１の高さＨ１と、第２方向に伸びるリブ７２２の高さＨ２と、第３方向に伸びるリブ７２３の高さＨ３が互いに異なってもよい。

【0134】

尚、第１方向に伸びるリブ、第２方向に伸びるリブ、及び第３方向に伸びるリブの内のいずれか二つのリブの高さを同じにし、残り一つのリブの高さのみを異なるようにしてもよい。

【0135】

また、図示は省略するが、セルが四角形（前述した長方形、正方形、ひし形及び平行四辺形を含む）のグリッド補強構造体において、第１方向に伸びるリブと、第２方向に伸びるリブとの高さを互いに異ならせてもよい。

【0136】

（リブの補強構造のバリエーション）
図１８Ａ〜１８Ｄは、リブ８２の補強構造のバリエーションを例示している。前述したように、ここに開示するグリッド補強構造体の製造方法は、シート材を折り曲げることによってリブ８２を形成している。外板８１の他面（図１８Ａ〜１８Ｄにおける下面）には、リブ８２の形成箇所において、一対のシート材８０が隣り合って配置される。

【0137】

例えば図１８Ａに示すように、外板８１の他面におけるリブ８２の形成箇所に、補強材８３を取り付けることによって、一対のシート材８０を互いに接合するようにしてもよい。補強材８３は、適宜の材料によって構成することが可能である。また、補強材８３は、様々な方法によってシート材８０の他面に取り付けることが可能である。補強材８３を取り付けることによって、一対のシート材８０が、互いに離れてしまうことが防止され、シート材８０を折り曲げて形成されるリブ８２の形状を安定化させることができる。これはグリッド補強構造体８の強度を高める上で有利になる。

【0138】

また、図１８Ｂに示すように、外板８１の他面におけるリブ８２の形成箇所において、一対のシート材８０を、溶接８４によって互いに接合してもよい。尚、ここでいう溶接８４は、アーク溶接や、電子ビーム溶接、又は、レーザービーム溶接といった、いわゆる金属溶接の他に、ろう付けや、摩擦攪拌接合も、溶接に含まれる。こうすることでも、前記と同様に、一対のシート材８０が、互いに離れてしまうことが防止され、シート材８０を折り曲げて形成されるリブ８２の形状を安定化させることができる。

【0139】

さらに、図１８Ｃに示すように、外板８１の他面におけるリブ８２の形成箇所において、一対のシート材８０を、接着剤８５によって互いに接着してもよい。

【0140】

加えて、図１８Ｄに示すように、外板８１の他面の全体を覆うように、第２の外板８６を、外板８１の他面に接合してもよい（図３の工程Ｐ５も参照）。こうすることでも、前記と同様に、シート材８０を折り曲げて構成した、全てのリブの形状を安定化させることができる。

【0141】

尚、図１８Ａ等に示すように、シート材８０の他面同士が当接するようシート材８０を折り曲げて形成したリブ８２の内部において、当接したシート材８０の他面同士を溶接により接合するようにしてもよい。また、シート材８０を折り曲げて形成したリブ８２の内部において、当接したシート材８０の他面同士を接着剤により接着するようにしてもよい。こうすることによって、リブ８２の強度を高めることができるから、グリッド補強構造体８の強度を高めることができる。

【0142】

（リブの形状のバリエーション）
シート材を折り曲げて形成するリブは、図１８Ａ等に示すような、シート材の他面同士を互いに当接する形状に限らない。例えば図１９Ａに示すように、リブ９２は、横断面逆Ｕ字状となる形状としてもよい。このリブ９２は、シート材９０の他面同士が互いに当接していない。こうすることで、グリッド補強構造体におけるリブ９２の幅Ｗ３を、適宜の幅に調整することが可能になる。

【0143】

尚、シート材９０の他面において、リブ９２を構成するシート材９０とシート材９０との隙間は、図１９Ａに示すように空洞にしてもよい。また、図示は省略するが、シート材９０とシート材９０との隙間を、適宜の充填材によって埋めてもよい。

【0144】

また、図１９Ｂに示すように、リブ９３は、横断面逆Ｖ字状となるよう形状としてもよい。尚、横断面逆Ｖ字状のリブ９３の、幅Ｗ４及び高さＨ４は、適宜の幅及び高さに設定することが可能である。

【0145】

さらに、図１９Ｃに示すように、リブ９４の上端部を、アール形状に構成してもよい。図１９Ｃの構成例は、シート材９０の間に断面円形状の部材９５を挟んで、シート材９０を折り曲げることによって、リブ９４の内部に断面円形状の部材９５を埋め込んでいる。リブ９４の上端部をアール形状にすれば、応力集中を回避することができる。

【0146】

図２０は、図１９Ｃに示すグリッド補強構造体を製造する手順の一部を示している。前述したように、シート材９０を、雌型１０１及び雄型１０２によって挟み込むときに、リブ９４の内部に埋め込む部材９５（つまり、丸棒）を、雄型１０２とシート材９０との間に介在させる（工程Ｐ１１）。尚、シート材９０を雌型１０１と雄型１０２とによって折り曲げた後の工程Ｐ１２において、Ｖ字状に形成した溝の内部に部材９５を配置してもよい。

【0147】

そして、工程Ｐ１３において、部材９５を溝の内部に配置した状態で、シート材９０をさらに折り曲げる。こうすることで、部材９５がシート材９０の間に挟まれるため、図１９Ｃに示すように、リブ９４の上端部に部材９５を埋め込むことが可能になる。

【0148】

尚、図示は省略するが、第１方向に伸びるリブを形成した後、第２方向に伸びるリブ、及び、第３方向に伸びるリブを形成する際に、部材９５はそのままにしておいてもよいが、第２又は第３方向に伸びるリブを形成するための部材９５を配置する際に、先に配置した部材９５と干渉してしまう場合は、先に配置した部材９５において、貫通孔付近に位置する箇所を取り除く（例えば切断して取り除く）ようにしてもよい。

【0149】

尚、リブの内部に部材を埋め込まずに、リブの上端部をアール形状となるように、シート材を折り曲げてもよい。

【0150】

また、図示は省略するが、グリッド補強構造体において、外板の一面から突出するリブの頂部の一部を、適宜の形状となるように、削ってもよい。

【0151】

前述した様々な構成例は、適宜組み合わせることが可能である。

【0152】

（グリッド補強構造体の適用例）
ここに開示するグリッド補強構造体は、様々な製品に利用することが可能である。

【0153】

ここに開示するグリッド補強構造体は、例えば航空機の構造部材や内装に用いることができる。また、例えば各種の運搬車両の後部等に取り付けられる荷役装置の踏み板等に用いることができる。さらに、立体駐車場において、車両を載せるパレット等に用いることもできる。

【0154】

また、ここに開示するグリッド補強構造体は、例えば自動車のシャシーや、ボディ等に用いることもできる。また、ノートＰＣ等の電子機器の筐体等に用いることもできる。また、様々な機械製品の構造体として用いることもできる。加えて、家具等の平板として用いることもできる。

【0155】

さらに、ここに開示するグリッド補強構造体を製造するためのシート材は、平らな板に限らない。例えば塑性加工が可能な線材を網状に組み合わせた板材としてもよい。具体的には、図２１に例示するように、例えば鉄筋コンクリートの鉄筋を構成する鋼製の線材を網状にしたものを、シート材１００としてもよい。そして、この網状のシート材１００を、前述した手順に従って折り曲げることにより、リブを一体に設け、グリッド補強構造体を作成してもよい。このようにして作成したグリッド補強構造体は、プレキャストコンクリートパネルの製造に用いることができる。例えば、前記のグリッド補強構造体を型枠に設置した後、コンクリートを流し込むことによって、プレキャストコンクリートパネルを製造すればよい。

【0156】

（グリッド補強構造体の特徴）
ここで説明をしたグリッド補強構造体は、次の特徴を有している。つまり、グリッド補強構造体は、外板の一面に一体的に設けられた、三角又は四角の格子状のリブを有し、前記外板と前記リブとは、折り曲げられた一枚の連続するシート材によって構成され、前記シート材には、リブ同士が交差する箇所に、前記リブを分断する貫通孔が形成されている（図１、８、１２、１３〜１６参照）。

【0157】

前記グリッド補強構造体は、前記貫通孔の位置において隣り合う前記リブの端と端との間に取り付けられかつ、前記リブの端同士を互いに連結する連結具を備えていてもよい（図７参照）。

【0158】

前記グリッド補強構造体は、前記貫通孔の位置において隣り合う前記リブの端と端との間に接着剤が充填されることによって、前記リブの端同士が互いに連結していてもよい。

【0159】

前記グリッド補強構造体は、前記リブに一体に設けられかつ、前記リブの端部から前記貫通孔の中央側に突出する延設部を備え、前記リブの端同士は、前記延設部を介して互いに連結していてもよい（図１０Ｃ参照）。

【0160】

前記グリッド補強構造体は、前記外板の他面における、前記リブの形成箇所に取り付けられかつ、前記リブを間に挟んで隣り合う前記シート材と前記シート材とを連結する補強材を備えていてもよい（図１８Ａ参照）。

【0161】

前記グリッド補強構造体は、前記外板の他面の、前記リブの形成箇所において、前記リブを間に挟んで隣り合う前記シート材と前記シート材とが、接着剤により接着されていてもよい（図１８Ｃ参照）。

【0162】

前記グリッド補強構造体は、前記外板の他面の、前記リブの形成箇所において、前記リブを間に挟んで隣り合う前記シート材と前記シート材とが、溶接により接合されていてもよい（図１８Ｂ参照）。

【0163】

前記グリッド補強構造体は、前記外板の他面に重なるように取り付けられた第２の外板を備えてもよい（図１８Ｄ参照）。

【0164】

前記グリッド補強構造体は、シート材の他面同士が当接するよう前記シート材が折り曲げられたリブにおいて、当接した前記シート材の他面同士が接着剤によって接着されていてもよい。

【0165】

前記グリッド補強構造体は、シート材の他面同士が当接するよう前記シート材が折り曲げられたリブにおいて、当接した前記シート材の他面同士が溶接によって接着されていてもよい。

【0166】

前記グリッド補強構造体は、前記リブの頂部がアール形状であってもよい。

【0167】

前記グリッド補強構造体は、前記リブの内部に、横断面円形状の部材が埋め込まれていてもよい（図１９Ｃ参照）。

【0168】

前記グリッド補強構造体の前記リブは、横断面が逆Ｕ字状であってもよい（図１９Ａ参照）。

【0169】

前記グリッド補強構造体の前記リブは、横断面が逆Ｖ字状であってもよい（図１９Ｂ参照）。

【0170】

前記グリッド補強構造体の前記リブは、頂部が所定の形状に削られていてもよい。

【0171】

前記グリッド補強構造体は、前記貫通孔の大きさを大きくすることにより、前記貫通孔の位置において隣り合う前記リブの端が互いに離れていてもよい（図８参照）。

【0172】

前記グリッド補強構造体は、前記セルが三角形であり、第１方向に伸びるリブと第２方向に伸びるリブとが交差する位置、第２方向に伸びるリブと第３方向に伸びるリブとが交差する位置、及び、第３方向に伸びるリブと第１方向に伸びるリブとが交差する位置は、互いにずれていてもよい（図１２参照）。

【0173】

前記グリッド補強構造体の前記シート材は、塑性加工が可能な板材である、としてもよい。

【0174】

前記グリッド補強構造体の前記シート材は、繊維強化熱可塑性樹脂複合材料によって構成されている、としてもよい。

【0175】

前記グリッド補強構造体の前記シート材は、繊維強化熱硬化性樹脂複合材料によって構成されている、としてもよい。

【0176】

前記グリッド補強構造体の前記シート材は、塑性加工が可能な線材を網状に組み合わせた板材である、としてもよい（図２１参照）。

【符号の説明】

【0177】

１、２、３、４、７、８ グリッド補強構造体
１０、２０、３０、４０、８０、９０ シート材
１１、４１、８１ 外板
１５、２５、３５、４５ 貫通孔
１２１〜１２３ リブ
１４１〜１４３ リブ構成領域
２２１〜２２３ リブ
２４１〜２４３ リブ構成領域
３２１〜３２３ リブ
３４１〜３４３ リブ構成領域
４２１〜４２３ リブ
４４１〜４４３ リブ構成領域
５１〜５４ グリッド補強構造体
６１ 連結具
３４１１、３４２１、３４３１ 延設部
７２１〜７２３ リブ
８２ リブ
８３ 補強材
８５ 接着剤
８６ 第２の外板
９２ リブ

【要約】

【課題】アイソグリッド構造体又はオルソグリッド構造体を含むグリッド補強構造体を低コストで製造する。
【解決手段】グリッド補強構造体１を製造する方法は、シート材１０の一面において、三角形又は四角形のセルを規則的に並べると共に、セルとセルとの間にリブ構成領域１４１を設けた格子状のパターンを設定する工程、シート材におけるリブ構成領域が交差する箇所に、リブ構成領域が分断するように貫通孔１５を設ける工程、シート材のリブ構成領域を折り曲げることによって、シート材の一面から凸になったリブ１２１、１２２、１２３を形成する工程、及び、貫通孔の位置において、リブの端同士を互いに連結する工程、を備えている。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図18D】

【図19A】

【図19B】

【図19C】

【図20】

【図21】