特開 2024-175412 パネルの製造方法およびパネル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175412

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】パネルの製造方法およびパネル

(51)【国際特許分類】

   B32B 3/18 20060101AFI20241211BHJP

   B32B 37/14 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

B32B3/18

B32B37/14 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093185

(22)【出願日】2023-06-06

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、防衛装備庁、請負事業、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西部 浩司

(72)【発明者】

【氏名】堀苑 英毅

(72)【発明者】

【氏名】岡 功介

(72)【発明者】

【氏名】石田 隆司

(72)【発明者】

【氏名】田悟 友晴

(72)【発明者】

【氏名】加茂 宗太

【テーマコード（参考）】

4F100

【Ｆターム（参考）】

4F100AG00

4F100AG00B

4F100AK01

4F100AK01B

4F100AR00A

4F100AR00C

4F100AT00B

4F100BA03

4F100BA06

4F100CA23

4F100CA23B

4F100CB00B

4F100DC01

4F100DC01B

4F100DC11B

4F100DC21B

4F100DG01

4F100DG01B

4F100DJ01

4F100DJ01B

4F100EH31

4F100EH31B

4F100EJ08A

4F100EJ08C

4F100EJ42A

4F100EJ42B

4F100EJ42C

4F100EJ82

4F100JB13A

4F100JB13C

4F100JK01

4F100JK01B

4F100JK07B

4F100YY00B

(57)【要約】

【課題】締結孔の周囲を補強する樹脂の強度を良好に確保可能なパネルの提供。
【解決手段】複数の空洞を有するコア１０の両面に外板２０が固定されたパネル１００の製造方法は、コア１０に対して、パネル１００に形成する締結孔３０の形成位置を含む範囲に、貫通孔１２を形成する貫通孔形成ステップと、貫通孔１２に少なくとも短繊維を含む強化繊維としてのガラスフィラー１４を含む樹脂１３を充填する充填ステップと、コア１０の両面に外板２０を配置し、コア１０と外板２０とに加熱処理を施し、コア１０と外板２０とを接合してパネル化するパネル化ステップと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の空洞を有するコアの両面に外板が固定されたパネルの製造方法であって、
前記コアに対して、前記パネルに形成する締結孔の形成位置を含む範囲に、貫通孔を形成する貫通孔形成ステップと、
前記貫通孔に少なくとも短繊維を含む強化繊維を含む樹脂を充填する充填ステップと、
前記コアの両面に前記外板を配置し、前記コアと前記外板とに加熱処理を施し、前記コアと前記外板とを接合してパネル化するパネル化ステップと、
を備えることを特徴とするパネルの製造方法。

【請求項2】

前記強化繊維の重量は、前記強化繊維を含む前記樹脂の全体の重量に対して、１％以上５％未満であることを特徴とする請求項１に記載のパネルの製造方法。

【請求項3】

前記充填ステップは、前記樹脂を複数回に分けて充填することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパネルの製造方法。

【請求項4】

前記コアは、コア基材がハニカムコアおよび発泡コアのいずれか一方であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパネルの製造方法。

【請求項5】

前記外板は、繊維強化複合材であり、
前記パネル化ステップは、加熱処理によりプリプレグの状態の前記外板を硬化させる処理を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパネルの製造方法。

【請求項6】

前記貫通孔形成ステップは、１つの前記締結孔の前記形成位置を囲む範囲に前記貫通孔を形成するステップであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパネルの製造方法。

【請求項7】

前記充填ステップの前に、前記貫通孔の内部に弾性体を配置する弾性体配置ステップをさらに備え、
前記充填ステップは、前記弾性体配置ステップの後、前記弾性体の周囲に前記強化繊維を含む前記樹脂を充填させるステップであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパネルの製造方法。

【請求項8】

前記貫通孔の内面に発泡剤を含む接着剤を配置する接着剤配置ステップと、
前記接着剤の内側にダミーコアを配置するダミーコア配置ステップと、
前記接着剤を硬化させる硬化ステップと、
前記貫通孔の内部から前記ダミーコアを取り除くダミーコア除去ステップと、
をさらに備え、
前記充填ステップは、前記ダミーコア除去ステップの後、前記接着剤の内側に前記強化繊維を含む前記樹脂を充填させるステップであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパネルの製造方法。

【請求項9】

前記パネル化ステップの後、前記樹脂が充填された前記貫通孔の位置において、前記コアと前記外板とを貫通する前記締結孔を形成する締結孔形成ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパネルの製造方法。

【請求項10】

前記強化繊維は、ガラスフィラーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパネルの製造方法。

【請求項11】

複数の空洞を有するコアと、
前記コアの両面に固定された外板と、
を備え、
前記コアは、締結孔の形成位置を含む範囲に貫通孔が形成されており、
前記貫通孔には、少なくとも短繊維を含む強化繊維を含む樹脂が充填されている、
ことを特徴とするパネル。

【請求項12】

前記樹脂が充填された前記貫通孔の位置において、前記コアと前記外板とを貫通する前記締結孔をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のパネル。

【請求項13】

前記強化繊維は、ガラスフィラーであることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のパネル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パネルの製造方法およびパネルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被締結部材を他の構造体に締結具によって締結するための技術が知られている。例えば、特許文献１には、繊維強化樹脂製構造体に設けられたボルト等の締結用具挿通孔の内部に、高弾性率の連続繊維を巻回して配置する締結部構造が開示されている。また、特許文献２には、樹脂をマトリックスとして強化繊維を含有し、板状に形成された被締結部材に締結用の貫通孔を形成し、貫通孔の周囲に樹脂よりも圧縮弾性率の高い補強部材を配置する被締結部材の締結構造が開示されている。また、特許文献３には、締結部材が挿入可能な樹脂成型体である被締結部材の締結用の貫通孔の内部に、樹脂をマトリックスとして強化繊維を含有する繊維強化複合材である補強部材を配置する被締結部材の締結構造が開示されている。

【0003】

また、被締結部材として、コアとなる部材の両面に外板を固定した、いわゆるサンドイッチパネルが知られている。例えば、特許文献４には、ハニカム構造で形成されたコアの両面に、繊維強化複合材で形成された第１表皮および第２表皮を接着させるパネルの製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭６３－１７２６２８号公報

【特許文献2】特開２０１１－１７４００号公報

【特許文献3】特開２０１１－０２０６９号公報

【特許文献4】特許第５７２１５５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献４に記載されたパネルは、他の構造物に締結具を用いて締結される。パネルを他の構造物に締結するには、上記特許文献１から特許文献３に記載された構造のように、パネルに締結孔を形成する必要がある。しかしながら、パネルのコアが例えばハニカムコア、発泡コア等である場合、内部に空洞が多く、局所的な荷重に弱いため、コアを貫通する締結孔を形成することができない。そこで、パネルに締結孔を形成すべき位置において、予めコアに樹脂を充填すること（いわゆるポッティング）によって、締結孔の周囲を樹脂によって補強することが考えられる。

【0006】

ここで、ポッティングにより樹脂が充填されたコアを含むパネルの形成過程において、パネルに加熱処理を施すことがある。例えば、外板が繊維強化複合材である場合には、プリプレグの状態の繊維強化複合材を硬化成形するために、コアを含むパネル全体に加熱処理を施すことがある。また、例えば、コアと外板とを接着するための接着剤を硬化させるために、パネルに加熱処理を施すこともある。図１５は、樹脂が充填されたパネルに加熱処理を施し、その後に冷却される場合の樹脂に働く力の様子の一例を示す説明図である。図１５中の左図は、パネル２００に加熱処理を施している状態を示し、図１５中の右図は、その後の冷却過程を示す。なお、図１５の例では、外板２３０が繊維強化複合材である例を示す。また、図１５では、左図中に白抜き矢印で示すように、下側の外板２３０側で樹脂２２０が圧縮し、上側の外板２３０側で樹脂２２０が膨張している例を示している。

【0007】

左図に示すように、樹脂２２０が膨張すると、コア２１０に形成した樹脂充填用の貫通孔２１０ａが図中に破線で示す状態から拡張される。なお、プリプレグの状態の外板２３０も樹脂２２０によって拡張された後、熱硬化することになる。外板２３０が例えば金属部材等である場合には、外板２３０の変形量はより小さくなると考えられるが、貫通孔２１０ａが樹脂２２０の膨張によって拡張する点は同様である。その後、冷却過程において、樹脂２２０が収縮しようとするものの、加熱処理後にはコア２１０が外板２３０に接着されており、貫通孔２１０ａの形状はほとんど変化しない。その結果、右図に白抜き矢印で示すように、樹脂２２０とコア２１０との間に引張応力が生じることになる。この引張応力に起因して、樹脂２２０に割れが生じる可能性があり、樹脂２２０によって締結孔の周囲を良好に補強できない可能性がある。

【0008】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、締結孔の周囲を補強する樹脂の強度を良好に確保可能なパネルの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の空洞を有するコアの両面に外板が固定されたパネルの製造方法であって、前記コアに対して、前記パネルに形成する締結孔の形成位置を含む範囲に、貫通孔を形成する貫通孔形成ステップと、前記貫通孔に少なくとも短繊維を含む強化繊維を含む樹脂を充填する充填ステップと、前記コアの両面に前記外板を配置し、前記コアと前記外板とに加熱処理を施し、前記コアと前記外板とを接合してパネル化するパネル化ステップと、を備えることを特徴とする。

【0010】

この構成により、コアの貫通孔に少なくとも短繊維を含む強化繊維を含む樹脂が充填されるため、強化繊維が樹脂の割れの進展を極めて良好に抑制する。すなわち、樹脂の靱性が向上する。その結果、加熱処理に伴って樹脂が膨張し、その後の冷却過程において、コアおよび外板と接着した状態で樹脂が収縮し、樹脂に引張応力が生じたとしても、樹脂に割れが発生することを抑制することができる。したがって、本発明によれば、締結孔の周囲を補強する樹脂の強度を良好に確保可能なパネルを得ることができる。

【0011】

また、前記強化繊維の重量は、前記強化繊維を含む前記樹脂の全体の重量に対して、１％以上５％未満であることが好ましい。

【0012】

この構成により、強化繊維により樹脂の割れの発生を抑制しつつ、強化繊維が含まれることよる樹脂の粘度の上昇、すなわち流動性の低下を抑制して、コアの製造容易性を確保することができる。

【0013】

また、前記充填ステップは、前記樹脂を複数回に分けて充填することが好ましい。

【0014】

この構成により、樹脂を比較的に少量ずつ充填させるため、多量を充填させる場合に比べて、樹脂の内部から気体が分離されやすくなり、樹脂にボイドが発生することを抑制することができる。また、樹脂の内部に強化繊維をできる限り均等に存在させることができる。

【0015】

また、前記コアは、コア基材がハニカムコアおよび発泡コアのいずれか一方であることが好ましい。

【0016】

この構成により、内部に空洞が多く、局所的な荷重に弱いハニカムコアまたは発泡コアを有するパネルについて、締結孔の周囲を補強する樹脂の強度を良好に確保することができる。

【0017】

また、前記外板は、繊維強化複合材であり、前記パネル化ステップは、加熱処理によりプリプレグの状態の前記外板を硬化させる処理を含むことが好ましい。

【0018】

この構成により、加熱処理によりプリプレグの状態の外板を硬化させる必要があるパネルについて、締結孔の周囲を補強する樹脂の強度を良好に確保することができる。

【0019】

また、前記貫通孔形成ステップは、１つの前記締結孔の前記形成位置を囲む範囲に前記貫通孔を形成するステップであることが好ましい。

【0020】

この構成により、貫通孔の大きさをできる限り小さくし、１つの貫通孔に充填される樹脂を減らすことができる。その結果、樹脂に割れが発生することを良好に抑制することができる。

【0021】

また、前記充填ステップの前に、前記貫通孔の内部に弾性体を配置する弾性体配置ステップをさらに備え、前記充填ステップは、前記弾性体配置ステップの後、前記弾性体の周囲に前記強化繊維を含む前記樹脂を充填させるステップであることが好ましい。

【0022】

この構成により、貫通孔を拡大させる方向の樹脂の膨張を、弾性体によって吸収することができる。その結果、冷却過程において、樹脂に生じる引張応力を低減させることができるため、樹脂の割れの発生を抑制することができる。

【0023】

また、前記貫通孔の内面に発泡剤を含む接着剤を配置する接着剤配置ステップと、前記接着剤の内側にダミーコアを配置するダミーコア配置ステップと、前記接着剤を硬化させる硬化ステップと、前記貫通孔の内部から前記ダミーコアを取り除くダミーコア除去ステップと、をさらに備え、前記充填ステップは、前記ダミーコア除去ステップの後、前記接着剤の内側に前記樹脂を充填させるステップであることが好ましい。

【0024】

この構成により、貫通孔を拡大させる方向の樹脂の膨張を、発泡剤を含む接着剤によって吸収することができる。その結果、冷却過程において、樹脂に生じる引張応力を低減させることができるため、樹脂の割れの発生を抑制することができる。

【0025】

また、前記パネル化ステップの後、前記樹脂が充填された前記貫通孔の位置において、前記コアと前記外板とを貫通する前記締結孔を形成する締結孔形成ステップをさらに備えることが好ましい。

【0026】

この構成により、締結孔が形成されるパネルについて、締結孔の周囲を補強する樹脂の強度を良好に確保することができる。

【0027】

また、前記強化繊維は、ガラスフィラーであることが好ましい。

【0028】

この構成により、樹脂の靱性をより良好に向上させることができる。

【0029】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の空洞を有するコアと、前記コアの両面に固定された外板と、を備え、前記コアは、締結孔の形成位置を含む範囲に貫通孔が形成されており、前記貫通孔には、少なくとも短繊維を含む強化繊維を含む樹脂が充填されている、ことを特徴とする。

【0030】

この構成により、コアの貫通孔に少なくとも短繊維を含む強化繊維を含む樹脂が充填されるため、強化繊維が樹脂の割れの進展を極めて良好に抑制する。すなわち、樹脂の靱性が向上する。その結果、加熱処理に伴って樹脂が膨張し、その後の冷却過程において、コアおよび外板と接着した状態で樹脂が収縮し、樹脂に引張応力が生じたとしても、樹脂に割れが発生することを抑制することができる。したがって、本発明によれば、締結孔の周囲を補強する樹脂の強度を良好に確保可能なパネルを得ることができる。

【0031】

また、前記樹脂が充填された前記貫通孔の位置において、前記コアと前記外板とを貫通する前記締結孔をさらに備えることが好ましい。

【0032】

また、前記強化繊維は、ガラスフィラーであることが好ましい。

【0033】

この構成により、樹脂の靱性をより良好に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】図１は、第１実施形態にかかるパネルを他の構造物に締結した状態を示す説明図である。

【図2】図２は、コアを模式的に示す斜視図である。

【図3】図３は、第１実施形態にかかるパネルの製造方法の一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、図３の各ステップを模式的に示す説明図である。

【図5】図５は、第１実施形態にかかるコア形成ステップの手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、コア基材を示す斜視図である。

【図7】図７は、貫通孔形成ステップを示す説明図である。

【図8】図８は、ガラスフィラーを含む樹脂を準備する様子を示す説明図である。

【図9】図９は、充填ステップを示す説明図である。

【図10】図１０は、第２実施形態にかかるパネルの製造方法において、コア形成ステップの手順の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、弾性体配置ステップおよび充填ステップの様子を示す説明図である。

【図12】図１２は、第３実施形態にかかるパネルの製造方法において、コア形成ステップの手順の一例を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、接着剤配置ステップ、ダミーコア配置ステップ、接着シート硬化ステップ、ダミーコア除去ステップおよび充填ステップの様子を示す説明図である。

【図14】図１４は、変形例にかかるコアを模式的に示す斜視図である。

【図15】図１５は、樹脂が充填されたパネルに加熱処理を施し、その後に冷却される場合の樹脂に働く力の様子の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下に、本発明にかかるパネルの製造方法およびパネルの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0036】

[第１実施形態]
図１は、第１実施形態にかかるパネルを他の構造物に締結した状態を示す説明図である。図１に示すパネル１００は、例えば航空機の扉部分に適用される。なお、パネル１００は、航空機の扉以外の部分に適用されてもよいし、例えば車両といった他の装置に適用されてもよい。パネル１００は、図１に示すように、コア１０と、外板２０とを備える。パネル１００は、コア１０の両面に外板２０が固定された、いわゆるサンドイッチパネルである。パネル１００には、締結具としてのボルト２を挿入するための締結孔３０が複数形成されている。

【0037】

図２は、コアを模式的に示す斜視図である。第１実施形態において、コア１０は、ハニカムコアであるコア基材１１（図６参照）により形成されている。より詳細には、コア基材１１は、六角形または長方形状に形成されたセルが、互いに隣り合って複数配列された構造となっている。なお、コア基材１１は、複数の空洞を有するものであればよく、例えば発泡コアやロールコア等であってもよい。また、コア基材１１の材料は、貫通孔１２を形成可能であり、樹脂１３を充填するポッティングが可能であれば、いかなるものであってもよい。

【0038】

コア基材１１には、一方の端面１０ａから他方の端面１０ｂまでを貫通する貫通孔１２が形成されている。貫通孔１２は、図２に示すように、１つの締結孔３０の形成位置３０Ａを囲む範囲（形成位置３０Ａの１つずつを囲む範囲）に形成される。ここでの形成位置３０Ａとは、パネル１００に締結孔３０を形成すべき位置、形成する予定の位置を意味する。そして、貫通孔１２の内部には、図１および図２に示すように、樹脂１３が充填されている。第１実施形態において、樹脂１３は、二液混合の常温硬化型樹脂、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いることができる。樹脂１３は、強化繊維として、ガラスフィラー１４（図８参照）を含んでいる。ここで、強化繊維の一つずつの繊維長が大きい場合、樹脂１３の流動性が低下し、貫通孔１２の隅々まで充填しきれない可能性がある。そのため、強化繊維は、少なくとも所定の繊維長以下の短繊維を含むものとされる。強化繊維は、すべてが所定の繊維長以下の短繊維であることが、より好ましい。所定の繊維長は、例えば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。強化繊維がガラスフィラー１４の場合、所定の繊維長は、３ｍｍが最適値である。また、強化繊維（ガラスフィラー１４）の重量は、強化繊維（ガラスフィラー１４）を含む樹脂１３の全体の重量に対して、１％以上５％未満とされる。

【0039】

外板２０は、コア１０の両面、すなわち端面１０ａおよび端面１０ｂの双方に１つずつ固定される。第１実施形態において、各外板２０は、強化繊維基材にマトリックス樹脂を含浸させた繊維強化複合材である。各外板２０は、図示しない接着シートを介して端面１０ａ、１０ｂに接着されて固定される（接合される）。なお、各外板２０自体に接着性がある場合には、接着シートは省略されてもよい。以下の説明においては、適宜、一方の端面１０ａに固定される外板２０を「第１外板２１」と称し、他方の端面１０ｂに固定される外板２０を「第２外板２２」と称する。

【0040】

パネル１００は、図１に示すように、締結具としてのボルト２およびナット３により他の構造物１に締結される。他の構造物１には、ボルト２を挿入可能な締結孔１ａが形成されている。なお、図１においては、説明のため、締結孔１ａ、３０ａを実際よりも大きく記載しているが、締結孔１ａ、３０ａは、ボルト２に対応した大きさに形成されればよい。パネル１００は、第１外板２１が他の構造物１に当接した状態で、締結孔１ａを介して締結孔３０にボルト２が挿入される。そして、第２外板２２側で、ボルト２にナット３がねじ込まれることにより、パネル１００が構造物１に締結により固定される。

【0041】

次に、第１実施形態にかかるパネルの製造方法について説明する。図３は、第１実施形態にかかるパネルの製造方法の一例を示すフローチャートであり、図４は、図３の各ステップを模式的に示す説明図である。第１実施形態にかかるパネルの製造方法は、図３に示すように、コア形成ステップＳ１０と、第１外板積層ステップＳ２０と、第１加熱硬化ステップＳ３０と、コア積層ステップＳ４０と、第２外板積層ステップＳ５０と、第２加熱硬化ステップＳ６０と、締結孔形成ステップＳ７０とを備える。

【0042】

コア形成ステップＳ１０は、コア１０を形成するステップである。コア形成ステップＳ１０は、コア積層ステップＳ４０よりも前であれば、いかなるタイミングで行われてもよい。以下、コア形成ステップＳ１０について、図５から図９を参照しながら詳細に説明する。図５は、第１実施形態にかかるコア形成ステップの手順の一例を示すフローチャートであり、図６は、コア基材を示す斜視図であり、図７は、貫通孔形成ステップを示す説明図であり、図８は、ガラスフィラーを含む樹脂を準備する様子を示す説明図であり、図９は、充填ステップを示す説明図である。

【0043】

図５に示すように、コア形成ステップＳ１０は、コア基材準備ステップＳ１１０と、貫通孔形成ステップＳ１２０と、充填ステップＳ１３０とを備える。

【0044】

コア基材準備ステップＳ１１０は、コア基材１１を準備するステップである。コア基材１１は、図６に示すように、ハニカム構造を有するハニカムコアである。

【0045】

貫通孔形成ステップＳ１２０は、コア１０（コア基材１１）に対して、パネル１００に締結孔３０を形成する形成位置３０Ａを含む範囲に貫通孔１２を形成するステップである。第１実施形態において、貫通孔１２は、図２および図７に示すように、パネル１００に締結孔３０が形成される形成位置３０Ａの１つずつを囲む範囲に形成される。貫通孔１２は、例えば図示しない切削装置を用いて形成することができる。

【0046】

充填ステップＳ１３０は、貫通孔１２にガラスフィラー１４を含む樹脂１３を充填する、いわゆるポッティングを行うステップである。ガラスフィラー１４を含む樹脂１３は、図８に示すように、もとになる樹脂１３Ａ、ガラスフィラー１４、および図示しない硬化剤を混合し、撹拌により混練させることで得ることができる。このとき、ガラスフィラー１４の重量は、ガラスフィラー１４を含む樹脂１３の全体の重量に対して、１％以上５％未満とされる。

【0047】

図９に示すように、充填ステップＳ１３０では、得られたガラスフィラー１４を含む樹脂１３を貫通孔１２の内部に複数回に分けて充填する。本実施形態では、１回ごとの樹脂１３の充填量は、同一とされる。ただし、１回ごとに樹脂１３の充填量を変化させてもよい。樹脂１３は、１回の充填ごとに、樹脂１３からボイドが抜ける程度の時間の経過を待ち、その後、新たな樹脂１３を充填する。樹脂１３が二液混合の常温硬化型樹脂の場合、貫通孔１２に樹脂１３をすべて充填した後、常温で所定時間の経過を待つことによって完全硬化させる。また、樹脂１３が熱可塑性樹脂である場合には、貫通孔１２に樹脂１３をすべて充填した後、冷却により完全硬化させる。なお、樹脂１３が熱硬化性樹脂である場合には、貫通孔１２に樹脂１３をすべて充填した後、加熱により完全硬化させる。これにより、各貫通孔１２にガラスフィラー１４を含む樹脂１３が充填され、図１に示すコア１０が形成される。なお、樹脂１３を貫通孔１２の内部に１回で充填してもよい。

【0048】

図３および図４の説明に戻る。第１外板積層ステップＳ２０は、第１外板２１となる繊維強化複合材２１Ａを型４上に積層するステップである。第１実施形態において、第１外板積層ステップＳ２０は、プリプレグの状態の繊維強化複合材２１Ａを型４上に積層する。

【0049】

第１加熱硬化ステップＳ３０は、プリプレグの状態である繊維強化複合材２１Ａに加熱処理を施して硬化させるステップである。より詳細には、図４に示すように、型４上の繊維強化複合材２１Ａを例えばプラスチックフィルム等の封止部材５で封止する。次に、封止部材５内の繊維強化複合材２１Ａに加熱処理および加圧処理を施すことで、プリプレグの状態である繊維強化複合材２１Ａの樹脂を硬化させる。これにより、第１外板２１が形成される。

【0050】

コア積層ステップＳ４０は、第１外板２１上に図示しない接着シートを介してコア１０を積層するステップである。すなわち、第１外板２１上に、図示しない接着シートを介してコア１０の端面１０ａを当接させる。それにより、コア１０と第１外板２１とが接着される（接合される）。なお、上述したように、第１外板２１が接着性を有する場合、接着シートは省略されてもよい。

【0051】

第２外板積層ステップＳ５０は、積層された第１外板２１およびコア１０上に、図示しない接着シートを介して第２外板２２となる繊維強化複合材２２Ａを積層するステップである。第１実施形態において、第２外板積層ステップＳ５０は、プリプレグの状態の繊維強化複合材２２Ａを図示しない接着シートを介してコア１０の端面１０ｂ上に積層する。それにより、コア１０と第２外板２２となる繊維強化複合材２２Ａとが接着される（接合される）。なお、上述したように、第２外板２２が接着性を有する場合、接着シートは省略されてもよい。

【0052】

第２加熱硬化ステップＳ６０は、プリプレグの状態である繊維強化複合材２２Ａに加熱処理を施して硬化させるステップである。より詳細には、図４に示すように、積層された第１外板２１、コア１０および繊維強化複合材２２Ａを例えばプラスチックフィルム等の封止部材５で封止する。そして、封止部材５内の第１外板２１、コア１０および繊維強化複合材２２Ａに加熱処理および加圧処理を施すことで、プリプレグの状態である繊維強化複合材２２Ａの樹脂を硬化させ、第２外板２２を形成する。これにより、コア１０、第１外板２１および第２外板２２がパネル化（一体化）されてパネル１００が形成される。したがって、第１外板積層ステップＳ２０から第２加熱硬化ステップＳ６０は、コア１０の両面に外板２０を配置し、コア１０と外板２０とに加熱処理を施し、コア１０と外板２０とを接合してパネル化するパネル化ステップを構成する。

【0053】

締結孔形成ステップＳ７０は、パネル化されたコア１０および外板２０に複数の締結孔３０を形成するステップである。より詳細には、図４に示すように、樹脂１３が充填された各貫通孔１２の位置において、例えば図示しない切削装置に設けられた切削工具６によりコア１０および外板２０を貫通させることで、締結孔３０を形成する。これにより、図１に示すように、締結孔３０が形成されたパネル１００が形成される。

【0054】

ここで、上述した第２加熱硬化ステップＳ６０では、プリプレグの状態である繊維強化複合材２２Ａを硬化させるために、第１外板２１、コア１０および繊維強化複合材２２Ａのすべてに加熱処理を施す。このような加熱処理により、樹脂１３に寸法変化が生じる。つまり、樹脂１３が常温硬化型樹脂または熱硬化性樹脂であり、加熱により軟化して膨張する場合、樹脂１３が貫通孔１２を拡張させる方向に膨張する。その後、冷却過程において、樹脂１３が収縮しようとするものの、加熱処理後にはコア１０は第１外板２１および第２外板２２に接着されており、貫通孔１２の形状はほとんど変化しない。その結果、樹脂１３とコア１０との間に引張応力が生じることになる。この引張応力に起因して、樹脂１３に割れが生じる可能性があり、樹脂１３によって締結孔３０の周囲を良好に補強できない可能性がある。第１実施形態では、上述したように、コア１０の貫通孔１２にガラスフィラー１４を含む樹脂１３が充填されるため、ガラスフィラー１４が樹脂１３の割れの進展を極めて良好に抑制する。つまり、樹脂１３の靱性が向上する。その結果、コア１０および外板２０と接着した状態で樹脂１３が収縮し、樹脂１３に引張応力が生じたとしても、樹脂１３に割れが発生することを抑制することができる。

【0055】

以上説明したように、第１実施形態にかかるパネル１００、パネルの製造方法は、樹脂１３に割れが発生することを抑制することができる。したがって、締結孔３０の周囲を補強する樹脂１３の強度を良好に確保することができる。

【0056】

本実施形態では、樹脂１３が強化繊維としてガラスフィラー１４を含むものとした。これにより、樹脂１３の靱性をより良好に向上させることができる。ただし、樹脂１３に含まれる強化繊維は、樹脂１３の靱性を良好に向上させることができるものであれば、ガラスフィラー１４に限られない。強化繊維は、例えば、炭素繊維等の他の無機繊維であってもよい。また、強化繊維は、アラミド繊維等の有機繊維であってもよい。

【0057】

また、強化繊維（ガラスフィラー１４）の重量は、強化繊維（ガラスフィラー１４）を含む樹脂１３の全体の重量に対して、１％以上５％未満である。

【0058】

この構成により、ガラスフィラー１４により樹脂１３の割れの発生を抑制しつつ、ガラスフィラー１４が含まれることよる樹脂１３の粘度の上昇、すなわち流動性の低下を抑制して、コア１０の製造容易性を確保することができる。

【0059】

また、充填ステップＳ１３０は、樹脂１３を複数回に分けて充填する。

【0060】

この構成により、樹脂１３を比較的に少量ずつ充填させるため、多量を充填させる場合に比べて、樹脂１３の内部から気体が分離されやすくなり、樹脂１３にボイドが発生することを抑制することができる。また、樹脂１３の内部にガラスフィラー１４をできる限り均等に存在させることができる。

【0061】

また、コア１０は、コア基材１１がハニカムコアである。

【0062】

この構成により、内部に空洞が多く、局所的な荷重に弱いハニカムコアを有するパネル１００について、締結孔３０の周囲を補強する樹脂１３の強度を良好に確保することができる。

【0063】

また、外板２０は、繊維強化複合材であり、パネル化ステップ（図３のステップＳ２０からステップＳ６０）は、加熱処理によりプリプレグの状態の外板２０（第２外板２２）を硬化させる処理（図３の第２加熱硬化ステップ）を含む。

【0064】

この構成により、加熱処理によりプリプレグの状態の外板２０（第２外板２２）を硬化させる必要があるパネル１００について、締結孔３０の周囲を補強する樹脂１３の強度を良好に確保することができる。

【0065】

また、貫通孔形成ステップＳ１２０は、１つの締結孔３０の形成位置３０Ａを囲む範囲に貫通孔１２を形成するステップである。

【0066】

この構成により、貫通孔１２の大きさをできる限り小さくし、１つの貫通孔１２に充填される樹脂１３を減らすことができる。その結果、樹脂１３に割れが発生することを良好に抑制することができる。

【0067】

[第２実施形態]
次に、第２実施形態にかかるパネルの製造方法について説明する。図１０は、第２実施形態にかかるパネルの製造方法において、コア形成ステップの手順の一例を示すフローチャートである。

【0068】

第２実施形態において、コア形成ステップＳ１０は、第１実施形態にかかるコア形成ステップＳ１０のコア基材準備ステップＳ１１０、貫通孔形成ステップＳ１２０および充填ステップＳ１３０に加えて、弾性体配置ステップＳ１２２を備えている。第２実施形態にかかるパネルの製造方法は、弾性体配置ステップＳ１２２が加わること以外、第１実施形態にかかるパネルの製造方法と同様である。そのため、弾性体配置ステップＳ１２２および充填ステップＳ１３０以外のステップについては、説明を省略する。

【0069】

図１１は、弾性体配置ステップおよび充填ステップの様子を示す説明図である。弾性体配置ステップＳ１２２では、図１１に示すように、貫通孔形成ステップＳ１２０で形成された貫通孔１２の内部に弾性体４０を配置する。弾性体４０は、樹脂１３が加熱により膨張する際に、膨張を吸収可能な弾性率を有し、例えばスポンジ状の部材を用いることができる。第２実施形態において、充填ステップＳ１３０では、図１１に示すように、貫通孔１２の内部に配置された弾性体４０の周囲に、ガラスフィラー１４を含む樹脂１３を充填する。なお、第２実施形態においても、充填ステップＳ１３０は、樹脂１３を複数回に分けて充填する。

【0070】

この構成により、貫通孔１２を拡大させる方向の樹脂１３の膨張を、弾性体４０によって吸収することができる。その結果、冷却過程において、樹脂１３に生じる引張応力を低減させることできるため、樹脂１３の割れの発生を抑制することができる。なお、弾性体４０は、上述した締結孔形成ステップＳ７０において、切削工具６により締結孔３０を形成する際に、貫通孔１２の内部から除去することができる。

【0071】

[第３実施形態]
次に、第３実施形態にかかるパネル１００の製造方法について説明する。図１２は、第３実施形態にかかるパネルの製造方法において、コア形成ステップの手順の一例を示すフローチャートである。

【0072】

第３実施形態において、コア形成ステップＳ１０は、第１実施形態にかかるコア形成ステップＳ１０のコア基材準備ステップＳ１１０、貫通孔形成ステップＳ１２０および充填ステップＳ１３０に加えて、接着剤配置ステップＳ１２４、ダミーコア配置ステップＳ１２５、接着剤硬化ステップＳ１２６およびダミーコア除去ステップＳ１２７を備えている。第３実施形態にかかるパネルの製造方法は、接着剤配置ステップＳ１２４からダミーコア除去ステップＳ１２７が加わること以外、第１実施形態にかかるパネルの製造方法と同様である。そのため、接着剤配置ステップＳ１２４からダミーコア除去ステップ１２７および充填ステップＳ１３０以外のステップについては、説明を省略する。

【0073】

図１３は、接着剤配置ステップ、ダミーコア配置ステップ、接着シート硬化ステップ、ダミーコア除去ステップおよび充填ステップの様子を示す説明図である。

【0074】

接着剤配置ステップＳ１２４は、図１３に示すように、貫通孔１２の内面に、発泡剤を含む接着剤４２を配置するステップである。接着剤４２は、本実施形態において、シート状に形成され、貫通孔１２の全周に亘って内面に貼着られる。なお、接着剤４２は、シート状に形成されるものに限られず、内面に塗布等により配置されるものであってもよい。

【0075】

ダミーコア配置ステップＳ１２５は、貫通孔１２の内面に配置された接着剤４２の内側にダミーコア４４を配置するステップである。本実施形態では、ダミーコア４４は、例えば熱硬化性樹脂を用いることができる。なお、予め硬化させた樹脂で形成されたダミーコア４４を接着剤４２の内側に配置してもよい。また、金属材料で形成されたダミーコア４４を接着剤４２の内側に配置してもよい。

【0076】

接着剤硬化ステップＳ１２６は、接着剤４２を硬化させるステップである。接着剤硬化ステップＳ１２６は、例えば加熱処理により接着剤４２を硬化させる。このとき、接着剤４２の内側にダミーコア４４を配置しておくことで、発泡剤を含む接着剤４２の発泡（膨張）の程度を調整することができる。すなわち、後工程の充填ステップＳ１３０において、樹脂１３を充填する空間をダミーコア４４によって確保することができる。

【0077】

ダミーコア除去ステップＳ１２７は、貫通孔１２の内部からダミーコア４４を取り除くステップである。ダミーコア除去ステップＳ１２７は、例えば図示しない切削装置に設けられた切削工具６を用いて、接着剤４２の内側からダミーコア４４をくり抜くことが考えられる。なお、ダミーコア４４は、樹脂により形成される場合、例えば薬液を用いて除去されてもよい。

【0078】

第３実施形態において、充填ステップＳ１３０は、ダミーコア除去ステップＳ１２７でダミーコア４４が除去された接着剤４２の内側に、ガラスフィラー１４を含む樹脂１３を充填させるステップである。第３実施形態においても、充填ステップＳ１３０は、樹脂１３を複数回に分けて充填させる。

【0079】

この構成により、貫通孔１２を拡大させる方向の樹脂１３の膨張を、発泡剤を含む接着剤４２によって吸収することができる。その結果、冷却過程において、樹脂１３に生じる引張応力を低減させることができるため、樹脂１３の割れの発生を抑制することができる。

【0080】

第１実施形態から第３実施形態では、ガラスフィラー１４の重量は、ガラスフィラー１４を含む樹脂１３の全体の重量に対して、１％以上５％未満とした。ただし、樹脂１３の割れの発生を抑制することができれば、ガラスフィラー１４の重量は、ガラスフィラー１４を含む樹脂１３の全体の重量に対して、１％未満であってもよい。また、樹脂１３の粘度の上昇、すなわち流動性の低下を抑制して、コア１０の製造容易性を確保することができれば、ガラスフィラー１４の重量は、ガラスフィラー１４を含む樹脂１３の全体の重量に対して、５％以上であってもよい。

【0081】

第１実施形態から第３実施形態では、貫通孔形成ステップＳ１２０は、締結孔３０が形成される形成位置３０Ａの１つずつを囲む範囲に貫通孔１２を形成するものとしたが、貫通孔１２の形成範囲は、これに限られない。図１４は、変形例にかかるコアを模式的に示す斜視図である。図示するように、貫通孔１２は、締結孔３０が形成される複数の形成位置３０Ａを囲む範囲に形成されてもよい。それにより、貫通孔１２を形成する数を低減でき、また、貫通孔１２に樹脂１３を充填する工程数を削減することができる。

【0082】

第１実施形態から第３実施形態では、プリプレグの状態の繊維強化複合材２１Ａを硬化させて第１外板２１を形成し（第１加熱硬化ステップＳ３０）、第１外板２１上にコア１０を積層する（コア積層ステップＳ４０）ものとした。ただし、第１加熱硬化ステップＳ３０は、省略されてもよい。すなわち、第２加熱硬化ステップＳ６０において、繊維強化複合材２１Ａ、２２Ａを同時に硬化させることにより、第１外板２１および第２外板２２を形成してもよい。

【0083】

第１実施形態から第３実施形態では、外板２０は、繊維強化複合材であるものとした。ただし、外板２０は、繊維強化複合材以外の材料（例えば金属材料）で形成され、加熱処理により硬化する接着剤によりコア１０に固定されるものであってもよい。この場合、上述したパネル化ステップ（図３のステップＳ２０からステップＳ６０）を構成する第１加熱硬化ステップＳ３０は、省略される。また、第２加熱硬化ステップＳ６０は、コア１０と外板２０とを接着させる接着剤を硬化させて、コア１０と外板２０とを接合するための処理となる。このように、パネル化ステップにおいて、コア１０と外板２０とを接着させる接着剤を硬化させるために加熱処理を行う場合であっても、第１実施形態から第３実施形態で示したパネルの製造方法によれば、樹脂１３に割れが発生することを良好に抑制することができる。

【符号の説明】

【0084】

１ 構造物
１ａ 締結孔
２ ボルト
３ ナット
４ 型
５ 封止部材
６ 切削工具
１０ コア
１０ａ 端面
１０ｂ 端面
１１ コア基材
１２ 貫通孔
１３、１３Ａ 樹脂
１４ ガラスフィラー
２０ 外板
２１ 第１外板
２１Ａ、２２Ａ 繊維強化複合材
２２ 第２外板
３０ 締結孔
３０Ａ 形成位置
４０ 弾性体
４２ 接着剤
４４ ダミーコア
１００ パネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】