特開 2024-85512 補強部材、構造用部材およびこれらの製造方法

(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】P2024085512

(43)【公開日】2024-06-27

(54)【発明の名称】補強部材、構造用部材およびこれらの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/16 20060101AFI20240620BHJP

   B29C 70/42 20060101ALI20240620BHJP

   B29C 43/34 20060101ALI20240620BHJP

【ＦＩ】

B29C70/16

B29C70/42

B29C43/34

【審査請求】有

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022200051

(22)【出願日】2022-12-15

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り ＣＡＭＸ（ＴＨＥ ＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳ ＡＮＤ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＥＸＰＯ）２０２２、令和４年１０月１７日～２０日（開催日）

(71)【出願人】

【識別番号】000226242

【氏名又は名称】日機装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 浩一郎

(72)【発明者】

【氏名】平田 裕紀

(72)【発明者】

【氏名】大岩 亮三

(72)【発明者】

【氏名】小栗 佳樹

【テーマコード（参考）】

4F204

4F205

【Ｆターム（参考）】

4F204AA32

4F204AA39

4F204AC03

4F204AD16

4F204AG28

4F204FA01

4F204FB01

4F204FF05

4F204FG09

4F204FN11

4F204FN15

4F205AA32

4F205AA39

4F205AC03

4F205AD16

4F205AG28

4F205HA08

4F205HA25

4F205HA37

4F205HA45

4F205HB01

4F205HF05

4F205HK31

(57)【要約】

【課題】軽量で剛性に優れた構造用部材を提供する。
【解決手段】補強部材１４は、強化繊維として連続繊維を用いる繊維強化樹脂から構成され、第１面１６ａおよび第２面１６ｂを有する板状部材１６を備える。板状部材１６は、板状部材１６の外縁１８を規定する外周部２０と、外周部２０の内側において第１面１６ａ側が凸となる凸部２２と、凸部２２の内側において第１面１６ａ側が凹となる複数の凹部２４と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

強化繊維として連続繊維を用いる繊維強化樹脂から構成され、第１面および第２面を有する板状部材を備え、前記板状部材は、
前記板状部材の外縁を規定する外周部と、
前記外周部の内側において前記第１面側が凸となる凸部と、
前記凸部の内側において前記第１面側が凹となる複数の凹部と、を備える補強部材。

【請求項2】

前記複数の凹部は、格子状または放射状に配列される、請求項１に記載の補強部材。

【請求項3】

前記凸部の外縁は、四角形の四隅を円弧状にした形状を有し、
前記複数の凹部のそれぞれの外縁は、四角形の四隅を円弧状にした形状を有する、請求項１に記載の補強部材。

【請求項4】

前記複数の凹部のそれぞれの底部は、四角形または四角形の四隅を丸めた形状を有する、請求項３に記載の補強部材。

【請求項5】

前記板状部材の前記外縁に直交する断面視における前記第１面および前記第２面の曲率半径が２０ｍｍ以上となるように構成される、請求項１に記載の補強部材。

【請求項6】

前記繊維強化樹脂は、第１方向に延びる複数本の連続繊維と、前記第１方向と交差する第２方向に延びる複数本の連続繊維とを編成した連続繊維シートを含む、請求項１に記載の補強部材。

【請求項7】

繊維強化樹脂から構成され、前記第１面または前記第２面から延びるリブをさらに備える、請求項１に記載の補強部材。

【請求項8】

前記リブは、前記複数の凹部の少なくとも一つの内側において前記第１面から延びる第１リブを含む、請求項７に記載の補強部材。

【請求項9】

前記リブは、前記凸部の内側において前記第２面から延びる第２リブをさらに備える、請求項７に記載の補強部材。

【請求項10】

前記第２リブは、前記複数の凹部の少なくとも一つの底部と前記外周部の間を接続する、請求項９に記載の補強部材。

【請求項11】

前記第２リブは、前記複数の凹部のうちの二つの底部の間を接続する、請求項９に記載の補強部材。

【請求項12】

前記繊維強化樹脂の樹脂重量含有率は、５０％以下である、請求項１に記載の補強部材。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか一項に記載の補強部材と、
前記補強部材の前記外周部および前記複数の凹部のそれぞれの底部と接合される本体部材と、を備え、
前記補強部材と前記本体部材の間に空洞が設けられる構造用部材。

【請求項14】

第１面および第２面を有する板状部材の外縁を規定する外周部と、前記外周部の内側において前記第１面側が凸となる凸部と、前記凸部の内側において前記第１面側が凹となる複数の凹部とを備える板状部材を成形するための金型上に、連続繊維に樹脂を含浸させたプリプレグシートを配置する工程と、
前記金型を用いて前記プリプレグシートを加熱および加圧し、繊維強化樹脂から構成される前記板状部材を備える補強部材を成形する工程と、を備える製造方法。

【請求項15】

前記プリプレグシートは、第１方向に延びる複数の第１プリプレグテープと、前記第１方向と交差する第２方向に延びる複数の第２プリプレグテープとを編成して形成され、
前記複数の第１プリプレグテープおよび前記複数の第２プリプレグテープのそれぞれは、単一方向に延びる複数本の連続繊維に前記樹脂を含浸させることにより形成される、請求項１４に記載の製造方法。

【請求項16】

前記プリプレグシートは、第１方向に延びる複数の第１連続繊維と、前記第１方向と交差する第２方向に延びる複数の第２連続繊維とを編成した連続繊維シートに前記樹脂を含浸させることにより形成される、請求項１４に記載の製造方法。

【請求項17】

前記金型は、前記第１面または前記第２面から延びるリブを形成するための溝部を備え、
前記金型の前記溝部にプリプレグを充填させる工程をさらに備え、
前記金型を用いて前記プリプレグシートおよび前記プリプレグを加熱および加圧することにより、前記板状部材の前記第１面または前記第２面に繊維強化樹脂から構成される前記リブが接合された前記補強部材を成形する、請求項１４に記載の製造方法。

【請求項18】

前記補強部材の前記外周部および前記複数の凹部のそれぞれの底部を本体部材の表面に接合して構造用部材を形成する工程をさらに備える、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、補強部材、構造用部材およびこれらの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車や航空機などの軽量化のため、繊維強化樹脂を用いた構造用部材が採用されつつある。例えば、強化繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを加熱加圧成形することにより、航空機用部品が形成される。平板状のプリプレグから複雑な立体構造をプレス成形するために、プリプレグに含まれる連続繊維に部分的な切込部を形成し、切込部が開いた状態である開切込部とする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－５５４４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の先行技術では、連続繊維に切込部を形成することによる強度低下が懸念される。

【0005】

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、軽量で剛性に優れた構造用部材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様の補強部材は、強化繊維として連続繊維を用いる繊維強化樹脂から構成され、第１面および第２面を有する板状部材を備え、板状部材は、板状部材の外縁を規定する外周部と、外周部の内側において第１面側が凸となる凸部と、凸部の内側において第１面側が凹となる複数の凹部と、を備える。

【0007】

本発明の別の態様は、構造用部材である。構造用部材は、ある態様の補強部材と、補強部材の外周部および複数の凹部のそれぞれの底部と接合される本体部材と、を備え、補強部材と本体部材の間に空洞が設けられる。

【0008】

本発明のさらに別の態様は、製造方法である。この方法は、第１面および第２面を有する板状部材の外縁を規定する外周部と、外周部の内側において第１面側が凸となる凸部と、凸部の内側において第１面側が凹となる複数の凹部とを備える板状部材を成形するための金型上に、連続繊維に樹脂を含浸させたプリプレグシートを配置する工程と、金型を用いてプリプレグシートを加熱および加圧し、繊維強化樹脂から構成される板状部材を備える補強部材を成形する工程と、を備える。

【0009】

本発明のある態様によれば、軽量で剛性に優れた構造用部材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態に係る構造用部材の構成を概略的に示す斜視図である。

【図2】実施の形態に係る補強部材の構成を概略的に示す斜視図である。

【図3】実施の形態に係る補強部材の構成を概略的に示す斜視図である。

【図4】実施の形態に係る補強部材の構成を概略的に示す上面図である。

【図5】実施の形態に係る補強部材の構成を概略的に示す側断面図である。

【図6】頂部の格子枠形状形状を模式的に示す上面図である。

【図7】図７（ａ），（ｂ）は、プリプレグシートの形成方法を模式的に示す図である。

【図8】実施の形態に係る補強部材の成形方法を模式的に示す図である。

【図9】図９（ａ），（ｂ）は、プリプレグシートの配向方向を模式的に示す図である。

【図10】実施例に係る補強部材を示す上面図である。

【図11】本体部材と補強部材の間の接合部を模式的に示す図である。

【図12】変形例に係る補強部材の構成を概略的に示す斜視図である。

【図13】変形例に係る補強部材の構成を概略的に示す斜視図である。

【図14】変形例に係る補強部材の成形方法を模式的に示す図である。

【図15】別の実施の形態に係る構造用部材の構成を概略的に示す側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。説明の理解を助けるため、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の寸法比と一致しない。

【0012】

図１は、実施の形態に係る構造用部材１０の構成を概略的に示す斜視図である。構造用部材１０は、航空機のエンジンの外周に取り付けられるブロッカードアである。ブロッカードアは、エンジンのバイパス気流を遮って逆噴射させるための可動部材である。実施の形態では、構造用部材１０としてブロッカードアを例示するが、本実施の形態に係る構造用部材１０の用途は特に限定されない。本実施の形態に係る補強部材１４は、任意の形状および用途の構造用部材に適用することができる。

【0013】

構造用部材１０は、本体部材１２と、補強部材１４とを備える。本体部材１２は、板状部材であり、逆噴射時にバイパス気流がぶつかる表面１２ａと、表面１２ａとは反対側の裏面１２ｂとを有する。本体部材１２は、全体として緩やかに湾曲する形状を有する。本体部材１２は、厚みの薄い板状の部材であるため、表面１２ａに加わる荷重によって変形（例えば撓み）が生じやすい。補強部材１４は、本体部材１２の裏面１２ｂに取り付けられ、本体部材１２の表面１２ａの変形（例えば撓み）を抑制し、本体部材１２の剛性を高める。補強部材１４は、凹凸が形成された板状の部材であり、凹凸形状によって変形（例えば撓み）を抑制する。

【0014】

従来、軽量かつ高剛性の構造用部材として、ハニカムコアを有するサンドイッチパネルが使用されている。ハニカムコアは、その材料自体が高価であり、任意の形状に加工することも容易ではないため、加工にコストがかかる。本実施の形態では、本体部材１２および補強部材１４を繊維強化樹脂（ＦＲＰ；Fiber Reinforced Plastics）で構成し、本体部材１２に補強部材１４を接合することによって、ハニカムコアを用いずに軽量かつ高剛性の構造用部材１０を実現する。

【0015】

図２～図５は、実施の形態に係る補強部材１４の構成を概略的に示す図である。補強部材１４は、凹凸が形成された板状部材１６からなる。板状部材１６は、第１面１６ａと、第１面１６ａとは反対側の第２面１６ｂとを有する。図２は、第１面１６ａを見たときの斜視図であり、図３は、第２面１６ｂを見たときの斜視図である。図４は、第１面１６ａを見たときの上面図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線断面に対応する側断面図である。

【0016】

図面において、補強部材１４の厚み方向をｚ方向とし、補強部材１４の長手方向をｘ方向とし、ｘ方向およびｚ方向に直交する方向をｙ方向としている。これらの方向は、実施の形態の理解を助けるために設定されるものであり、構造用部材１０や補強部材１４の製造時や使用時における方向を何ら制限するものではない。また、図面において、凹凸形状を分かりやすく示すために凹凸形状の変曲部にも実線を付している。

【0017】

板状部材１６の外縁１８の形状は、例えば四角形であり、例えば長方形である。板状部材１６の外縁１８は、長手方向（例えばｘ方向）に延びる長辺１８ａと、長手方向と交差する方向（例えばｙ方向）に延びる短辺１８ｂと、長辺１８ａと短辺１８ｂの間に設けられる角部１８ｃとを有する。板状部材１６の外縁１８の形状は特に限られず、台形、菱形、平行四辺形であってもよいし、三角形、五角形または六角形といった任意の多角形であってもよい。板状部材１６の角部１８ｃは、隅切りされてもよい。角部１８ｃは、直線状に隅切りされてもよいし、円弧状に隅切りされてもよい。

【0018】

板状部材１６は、全体として均一な厚みｔ（図５参照）を有するように構成される。板状部材１６の厚みｔは、特に限られないが、例えば０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、好ましくは１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。

【0019】

板状部材１６は、外周部２０と、凸部２２と、複数の凹部２４とを備える。

【0020】

外周部２０は、板状部材１６の外縁１８を規定する部分である。外周部２０は、板状部材１６の外縁１８に沿ったフレーム形状または閉ループ形状を有する。外周部２０は、凸部２２や複数の凹部２４に比べて厚み方向の形状変化が少ない部分である。外周部２０は、本体部材１２の裏面１２ｂと接合される部分であり、本体部材１２の裏面１２ｂに沿った形状を有する。本体部材１２の裏面１２ｂが緩やかに湾曲する形状であれば、外周部２０は、全体として緩やかに湾曲する形状を有する。本体部材１２の裏面１２ｂが平坦であれば、外周部２０は、全体として平坦な形状を有する。

【0021】

凸部２２は、外周部２０の内側に形成される。凸部２２は、第１面１６ａの平面視（図４参照）において外周部２０が形成される領域よりも内側の領域に形成される。凸部２２は、外周部２０に対して厚み方向に突出する部分である。凸部２２は、第１面１６ａ側に突出し、第１面１６ａが凸、第２面１６ｂが凹となるように形成される。凸部２２は、例えば、板状部材１６の大部分を占めるように形成される。凸部２２の外縁２６によって囲われる面積Ｓ１は、板状部材１６の外縁１８によって囲われる面積Ｓの５０％以上であり、好ましくは７０％以上または８０％以上である。

【0022】

凸部２２の外縁２６は、長辺１８ａに沿って長手方向（例えばｘ方向）に延びる第１区間２６ａと、短辺１８ｂに沿って長手方向と交差する方向（例えばｙ方向）に延びる第２区間２６ｂと、第１区間２６ａと第２区間２６ｂの間を円弧状に延びる第３区間２６ｃとを有する。第３区間２６ｃの曲率半径は、板状部材１６の角部１８ｃの曲率半径よりも大きい。図示する例において、凸部２２の外縁２６は、四角形の四隅を円弧状にした形状を有する。

【0023】

凸部２２の頂部２８は、外周部２０からの厚み方向の高さｈ１（図５参照）が一定となるように構成される。外周部２０が平坦である場合、頂部２８も平坦となるように構成される。外周部２０が緩やかに湾曲する場合、頂部２８も緩やかに湾曲するように構成される。外周部２０から頂部２８までの厚み方向の高さｈ１は、５０ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましい。外周部２０から頂部２８までの厚み方向の高さｈ１は、板状部材１６の厚みｔより大きいことが好ましく、例えば５ｍｍ以上であり、例えば１０ｍｍ以上である。

【0024】

外周部２０と頂部２８の間には、外側傾斜部３０（図５参照）が設けられる。外側傾斜部３０は、外周部２０から頂部２８に向けて高さが単調に増加するように形成される。外側傾斜部３０は、外周部２０から頂部２８に向けて傾きが急激に変化しないように形成され、滑らかな曲面のみによって形成されることが好ましい。外側傾斜部３０は、板状部材１６の外縁１８に直交する断面視において、例えば曲率半径が２０ｍｍ以上または３０ｍｍ以上の滑らか曲線によって構成される。

【0025】

複数の凹部２４は、凸部２２の内側に形成される。複数の凹部２４は、第１面１６ａの平面視（図４参照）において凸部２２の外縁２６よりも内側の領域に形成される。複数の凹部２４は、例えば、第１面１６ａの平面視（図４参照）において頂部２８の外縁よりも内側の領域に形成される。複数の凹部２４は、頂部２８に対して厚み方向に凹むように形成される。複数の凹部２４は、第２面１６ｂ側に突出し、第１面１６ａが凹、第２面１６ｂが凸となるように形成される。複数の凹部２４は、頂部２８において格子状に配列される。複数の凹部２４は、板状部材１６の長手方向（例えばｘ方向）に配列されるとともに、長手方向と交差する方向（例えばｙ方向）に配列される。複数の凹部２４は、頂部２８において放射状に配列されてもよい。

【0026】

複数の凹部２４のそれぞれの外縁３２（図４参照）は、長辺１８ａに沿って長手方向（例えばｘ方向）に延びる第１区間３２ａと、短辺１８ｂに沿って長手方向と交差する方向（例えばｙ方向）に延びる第２区間３２ｂと、第１区間３２ａと第２区間３２ｂの間を円弧状に延びる第３区間３２ｃとを有する。第３区間３２ｃの曲率半径は、板状部材１６の角部１８ｃの曲率半径よりも大きい。図示する例において、凹部２４の外縁３２は、四角形の四隅を円弧状にした形状を有する。複数の凹部２４のそれぞれの外縁３２は、長手方向（例えばｘ方向）のサイズと長手方向と交差する方向（例えばｙ方向）のサイズが同程度である。つまり、第１区間３２ａの長さは、第２区間３２ｂの長さと同程度であり、例えば、第２区間３２ｂの長さの０．８倍～１．２倍程度である。

【0027】

複数の凹部２４のそれぞれの底部３４は、本体部材１２の裏面１２ｂと接合される部分である。底部３４は、頂部２８からの厚み方向の深さｈ２（図５参照）が一定となるように構成される。外周部２０が平坦である場合、外周部２０によって規定される仮想平面Ｂ（図５参照）上に複数の凹部２４のそれぞれの底部３４が位置するように構成される。外周部２０が緩やかに湾曲する場合、外周部２０によって規定される曲面上に複数の凹部２４のそれぞれの底部３４が位置するように構成される。頂部２８から底部３４までの厚み方向の高さｈ２は、５０ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましい。頂部２８から底部３４までの厚み方向の高さｈ２は、例えば５ｍｍ以上であり、例えば１０ｍｍ以上である。

【0028】

複数の凹部２４のそれぞれの底部３４は、四角形または四角形の四隅を丸めた形状を有する。底部３４を四角形または四角形に近似した形状とすることにより、底部３４を円形とする場合に比べて、底部３４が占める面積を増やすことができる。これにより、本体部材１２と頂部２８の接合面積を大きくすることができ、本体部材１２と補強部材１４の接合強度を高めることができる。

【0029】

頂部２８と底部３４の間には、内側傾斜部３６（図５参照）が設けられる。内側傾斜部３６は、底部３４から頂部２８に向けて高さが単調に増加するように形成される。内側傾斜部３６は、底部３４から頂部２８に向けて傾きが急激に変化しないように形成され、滑らかな曲面のみによって形成されることが好ましい。内側傾斜部３６は、板状部材１６の外縁１８に直交する断面視において、例えば曲率半径が２０ｍｍ以上または３０ｍｍ以上の滑らか曲線によって構成される。

【0030】

頂部２８は、複数の凹部２４が格子状に配列されることにより、複数の凹部２４の外縁３２を囲う格子枠形状を有する。図６は、頂部２８の格子枠形状を模式的に示す上面図であり、頂部２８の格子枠形状を太線によって模式的に示している。頂部２８は、長手方向（例えばｘ方向）に延びる複数の第１梁３８ａ，３８ｂと、長手方向と交差する方向（例えばｙ方向）に延びる複数の第２梁４０ａ，４０ｂと、円弧状に延びる複数の角部４２とを備える。複数の第１梁３８ａ，３８ｂは、複数の凹部２４の外側に位置する外側第１梁３８ａと、複数の凹部２４の間に位置にする内側第１梁３８ｂとを含む。複数の第２梁４０ａ，４０ｂは、複数の凹部２４の外側に位置する外側第２梁４０ａと、複数の凹部２４の間に位置する内側第２梁４０ｂとを含む。外側第１梁３８ａと外側第２梁４０ａの間は、円弧状に延びる角部４２によって接続される。内側第１梁３８ｂの両端は、外側第２梁４０ａに接続される。内側第２梁４０ｂの両端は、外側第１梁３８ａに接続される。頂部２８は、第１梁３８ａ，３８ｂ、第２梁４０ａ，４０ｂおよび角部４２によって形成される格子枠形状を有することにより、長手方向（例えばｘ方向）および長手方向に交差する方向（例えばｙ方向）の双方の荷重変化に対応可能となる。

【0031】

補強部材１４は、繊維強化樹脂から構成され、例えば熱可塑性繊維強化樹脂から構成される。補強部材１４は、強化繊維に樹脂を含浸させて形成されるプリプレグシートを金型で加熱および加圧して賦形成形することにより形成される。強化繊維として、炭素繊維、ガラス繊維またはアラミド繊維を用いることができる。強化繊維は、接合部や切込部のない連続繊維であることが好ましく、板状部材１６の凹凸形状に沿って連続して延びる強化繊維を用いることが好ましい。強化繊維に含浸させる熱可塑性樹脂として、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）などのエンジニアリングプラスチックを用いることができる。なお、本体部材１２も補強部材１４と同様の繊維強化樹脂から構成されることができ、補強部材１４と同様の熱可塑性繊維強化樹脂から構成されることができる。本体部材１２または補強部材１４は、熱硬化性繊維強化樹脂から構成されてもよい。この場合、強化繊維に含浸させる熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂などを用いることができる。

【0032】

図７（ａ），（ｂ）は、プリプレグシートの形成方法を模式的に示す図である。図７（ａ）は、プリプレグシートの形成に用いるプリプレグテープ５０を示す。プリプレグテープ５０は、単一方向に配向された複数本の強化繊維５２に熱可塑性樹脂５４を含浸させたものである。複数本の強化繊維５２は、プリプレグテープ５０の長手方向Ａに延びるように配向されている。熱可塑性樹脂５４は、複数本の強化繊維５２の間の隙間を充填しており、複数本の強化繊維５２の相対位置が変化しないように複数本の強化繊維５２から構成される繊維束を固定している。プリプレグテープ５０の幅ｗは、特に限られないが、例えば１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。プリプレグテープ５０の長さＬは、補強部材１４の外形サイズよりも大きく、例えば０．５ｍ以上または１ｍ以上である。プリプレグテープ５０の厚みは、例えば０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、例えば０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下である。

【0033】

図７（ｂ）は、プリプレグテープ５０を用いて形成されるプリプレグシート６０を示す。プリプレグシート６０は、第１方向Ａ１に延びる複数本の第１プリプレグテープ５６と、第１方向Ａ１と交差する第２方向Ａ２に延びる複数本の第２プリプレグテープ５８とを編成することにより形成される。第１プリプレグテープ５６および第２プリプレグテープ５８のそれぞれは、図７（ａ）に示すプリプレグテープ５０と同様に構成される。図７（ｂ）に示すプリプレグシート６０において、第１方向Ａ１と第２方向Ａ２は直交している。つまり、第１方向Ａ１を０度方向とすると、第２方向Ａ２は９０度方向である。

【0034】

複数本の第１プリプレグテープ５６の間には第１隙間ｄ１がある。第１隙間ｄ１は、第１プリプレグテープ５６の幅ｗ１よりも小さい。第１隙間ｄ１は、例えば第１プリプレグテープ５６の幅ｗ１の１％以上５０％以下であり、好ましくは５％以上２５％以下である。同様に、複数本の第２プリプレグテープ５８の間には第２隙間ｄ２がある。第２隙間ｄ２は、第２プリプレグテープ５８の幅ｗ２よりも小さい。第２隙間ｄ２は、例えば第２プリプレグテープ５８の幅ｗ２の１％以上５０％以下であり、好ましくは５％以上２５％以下である。第１プリプレグテープ５６の幅ｗ１は、第２プリプレグテープ５８の幅ｗ２と同じであってもよいし、異なってもよい。第１隙間ｄ１は、第２隙間ｄ２と同じであってもよいし、異なってもよい。

【0035】

プリプレグシート６０は、互いに交差する第１プリプレグテープ５６と第２プリプレグテープ５８の間が固定されていない。そのため、複数本の第１プリプレグテープ５６は、互いに対して第２方向Ａ２に変位可能であり、第１隙間ｄ１が可変となるように構成される。同様に、複数本の第２プリプレグテープ５８は、互いに対して第１方向Ａ１に変位可能であり、第２隙間ｄ２が可変となるように構成される。

【0036】

プリプレグシート６０の樹脂重量含有率（ｗｔ％）は、５０％以下であり、例えば４０％以下、３５％以下、３０％以下、または２５％以下である。プリプレグシート６０の樹脂重量含有率を低くすることにより、補強部材１４の剛性を高めることができる。プリプレグシート６０を形成するプリプレグテープ５０の樹脂重量含有率（ｗｔ％）は、プリプレグシート６０の樹脂重量含有率と同等であってもよく、５０％以下であり、例えば４０％以下、３５％以下、３０％以下、または２５％以下である。

【0037】

図７（ｂ）に示すプリプレグシート６０は、綾織となるように第１プリプレグテープ５６および第２プリプレグテープ５８が編成されている。プリプレグシートの編成方法は綾織に限られず、平織や朱子織などの任意の他の編成方法を用いてプリプレグシートが形成されてもよい。また、プリプレグシートは、三方向以上に延びるプリプレグテープを用いて編成されてもよく、例えば、第１方向（例えば０度方向）に延びる複数の第１プリプレグテープと、第１方向と交差する第２方向（例えば＋６０度方向）に延びる複数の第２プリプレグテープと、第１方向および第２方向と交差する第３方向（例えば－６０度方向）に延びる複数の第３プリプレグテープとによって編成されてもよい。

【0038】

プリプレグシートは、単一方向繊維に樹脂が含浸されたプリプレグテープを用いずに編成されてもよい。プリプレグシートは、例えば連続繊維を用いて編成された連続繊維シートの全体に熱可塑性樹脂を含浸させることによって形成されてもよい。例えば、第１方向（例えば０度方向）に延びる複数本の第１連続繊維と、第１方向と交差する第２方向（例えば９０度方向）に延びる複数本の第２連続繊維とを平織、綾織、朱子織などで編成して連続繊維シートが形成されてもよい。プリプレグシートは、このような連続繊維シートに熱可塑性樹脂を含浸させることにより形成されてもよい。この場合、プリプレグシートの互いに交差する第１連続繊維と第２連続繊維の間が樹脂で固定される。

【0039】

図８は、実施の形態に係る補強部材１４の成形方法を模式的に示す図である。補強部材１４を成形するための金型６２を用意し、金型６２の上型６４と下型６６の間に複数枚のプリプレグシート６０ａ，６０ｂ，６０ｃを積層させて配置する。上型６４は、板状部材１６の第１面１６ａに対応した凹凸形状を有し、下型６６は、板状部材１６の第２面１６ｂに対応した凹凸形状を有する。なお、上型６４と下型６６の上下関係は問わず、上下を逆にして使用してもよい。

【0040】

複数枚のプリプレグシート６０ａ～６０ｃのそれぞれは、図７（ｂ）に示すプリプレグシート６０と同様に構成される。複数枚のプリプレグシート６０ａ～６０ｃは、第１プリプレグシート６０ａと、第２プリプレグシート６０ｂと、中間プリプレグシート６０ｃとを含む。第１プリプレグシート６０ａは、上型６４と接触するシートであり、板状部材１６の第１面１６ａを構成する。第２プリプレグシート６０ｂは、下型６６と接触するシートであり、板状部材１６の第２面１６ｂを構成する。中間プリプレグシート６０ｃは、第１プリプレグシート６０ａと第２プリプレグシート６０ｂの間に配置される。図８の例では、５枚のプリプレグシートを積層しており、１枚の第１プリプレグシート６０ａと、１枚の第２プリプレグシート６０ｂと、３枚の中間プリプレグシート６０ｃとを積層している。なお、プリプレグシートの積層数は特に問わず、４枚以下であってもよいし、６枚以下であってもよい。プリプレグシートの積層数は、プリプレグシートの厚みと成形される補強部材１４の厚みｔとに応じて適宜設定することができる。

【0041】

複数枚のプリプレグシート６０ａ～６０ｃは、プリプレグシート６０ａ～６０ｃを構成するプリプレグテープの配向方向が互いに異なるように配置されてもよい。図９（ａ），（ｂ）は、プリプレグシート６０ａ～６０ｃの配向方向を模式的に示す図である。図９（ａ）は、第１プリプレグシート６０ａおよび第２プリプレグシート６０ｂの配向方向を示す。第１プリプレグシート６０ａおよび第２プリプレグシート６０ｂでは、第１プリプレグテープ５６および第２プリプレグテープ５８の配向方向Ａ１，Ａ２が補強部材１４の長手方向（例えばｘ方向）に対して４５度の向きとなる。図９（ｂ）は、中間プリプレグシート６０ｃの配向方向を示す。中間プリプレグシート６０ｃは、第１プリプレグテープ５６の配向方向Ａ１が補強部材１４の長手方向（例えばｘ方向）と一致する。したがって、中間プリプレグシート６０ｃの配向方向Ａ１，Ａ２は、第１プリプレグシート６０ａおよび第２プリプレグシート６０ｂの配向方向Ａ１，Ａ２に対して４５度回転させた向きとなっている。

【0042】

図８に示される上型６４と下型６６の間で複数枚のプリプレグシート６０ａ～６０ｃを加熱および加圧することにより、板状部材１６を成形できる。図８の複数枚のプリプレグシート６０ａ～６０ｃは、ヒータを備える上型６４および下型６６によって熱可塑性樹脂５４の融点以上の温度に加熱される。複数枚のプリプレグシート６０ａ～６０ｃは、金型６２による加熱および加圧によって一体化し、板状部材１６に賦形成形される。その後、金型６２から板状部材１６を取り出すことにより、板状部材１６ができあがる。金型６２による賦形成形後に、補強部材１４として不要な部分を板状部材１６から切断したり、板状部材１６の第１面１６ａまたは第２面１６ｂを研磨したりしてもよい。

【0043】

図１０は、実施例に係る補強部材１４を示す上面図である。図１０に示す補強部材１４は、強化繊維として炭素繊維を使用し、熱可塑性樹脂としてＰＥＥＫを使用し、図９（ａ），（ｂ）に示されるプリプレグシート６０ａ，６０ｂ，６０ｃを使用した場合を示す。図１０に示されるように、凸部２２および複数の凹部２４を備える複雑な凹凸形状を有する板状部材１６を形成できていることが分かる。特に、板状部材１６の全体にわたって±４５度方向に延びるプリプレグテープの編目のずれがほぼ生じていないため、補強部材１４は、板状部材１６の全体にわたって高い剛性を有することができる。また、複数の凹部２４のそれぞれの底部３４は、四角形に近い形状を有することが分かる。

【0044】

図１１は、本体部材１２と補強部材１４の間の接合部４４を模式的に示す図である。補強部材１４は、本体部材１２の裏面１２ｂに接合される。補強部材１４は、複数の接合部４４によって本体部材１２に接合される。複数の接合部４４は、本体部材１２の裏面１２ｂと補強部材１４の第２面１６ｂとの間に設けられる。複数の接合部４４は、補強部材１４の外周部２０および底部３４に設けられる。本体部材１２と補強部材１４の間には空洞４８が設けられる。

【0045】

本体部材１２および補強部材１４は、本体部材１２および補強部材１４を構成する熱可塑性樹脂を融着させることによって接合できる。この場合、複数の接合部４４は、本体部材１２および補強部材１４を構成する熱可塑性樹脂によって構成され、例えばＰＥＥＫやＰＥＫＫによって構成される。例えば、本体部材１２および補強部材１４の接合箇所をレーザ光の照射によって加熱したり、超音波振動によって加熱したりした後、加熱箇所を接触させて加圧および冷却することにより、接合部４４を形成できる。複数の接合部４４は、接着剤であってもよい。例えば、本体部材１２または補強部材１４に接着剤を塗布したり、接着テープを貼り付けたりした後、接着剤を設けた箇所を接触させて加圧することにより、接合部４４が形成されてもよい。接着剤は、本体部材１２および補強部材１４を構成する熱可塑性樹脂と同じ樹脂材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。

【0046】

本体部材１２および補強部材１４は、ボルトやリベットなどの締結部材を用いて接合されてもよい。例えば、複数の接合部４４に対応する箇所の本体部材１２および補強部材１４に貫通穴を設け、貫通穴にボルトやリベットなどの締結部材を挿通させ、締結部材を用いて本体部材１２と補強部材１４を機械的に接合してもよい。締結部材による接合は、融着部や接着剤で構成される接合部４４の代わりに用いられてもよいし、融着部や接着剤で構成される接合部４４と組み合わせて用いられてもよい。

【0047】

本実施の形態によれば、補強部材１４が単一の板状部材１６のみで構成することができるため、ハニカムコアを用いる場合に比べて補強部材１４の構造を単純化できる。また、金型６２を用いた賦形成形によって補強部材１４を形成できるため、ハニカムコアを用いる場合に比べて補強部材１４の製造工程を単純化できる。補強部材１４は、補強部材１４の長手方向（例えばｘ方向）および長手方向と交差する方向（例えばｙ方向）に延びる梁を備える格子枠形状の頂部２８を備えるため、長手方向および長手方向に交差する方向の双方の荷重に対応可能となる。その結果、補強部材１４は、本体部材１２の変形を好適に抑制することが可能となる。

【0048】

本実施の形態によれば、補強部材１４の全体にわたって連続する強化繊維によって補強部材１４を構成することができるため、強化繊維の途中に切込部が設けられる場合に比べて補強部材１４の剛性を向上できる。本実施の形態によれば、外側傾斜部３０および内側傾斜部３６が緩やかに湾曲するように構成されるため、連続繊維で構成されるプリプレグテープの編目のずれを抑制することができ、補強部材１４の全体の剛性を向上できる。

【0049】

図１２は、変形例に係る補強部材７０の構成を概略的に示す斜視図であり、補強部材７０を第１面１６ａから見たときの図を示す。補強部材７０は、板状部材１６の第１面１６ａに設けられる第１リブ７２をさらに備える点で、上述の実施の形態と相違する。板状部材１６は、上述の実施の形態と同様に構成される。

【0050】

補強部材７０は、板状部材１６と、第１リブ７２とを備える。第１リブ７２は、板状部材１６の第１面１６ａに設けられ、第１面１６ａから厚み方向に延びる。第１リブ７２は、複数の凹部２４の少なくとも一つの内側に設けられる。図１２の例では、長手方向（例えばｘ方向）の中央の凹部２４の内側に第１リブ７２が設けられる。なお、第１リブ７２は、複数の凹部２４のうちの任意の二以上の内側に設けることができ、複数の凹部２４の全ての内側に設けることもできる。第１リブ７２の上面は、例えば、頂部２８と面一となるように構成される。

【0051】

第１リブ７２は、長手方向（例えばｘ方向）に延びる第１横リブ７４と、長手方向と交差する方向（例えばｙ方向）に延びる第１縦リブ７６とを含む。第１横リブ７４の両端は、凹部２４の外縁３２に接続される。第１縦リブ７６の両端は、凹部２４の外縁３２に接続される。第１横リブ７４および第１縦リブ７６は、凹部２４の底部３４の位置で交差して接続される。第１リブ７２は、第１横リブ７４または第１縦リブ７６に対して斜め方向（例えば、±４５度方向）に延びる第１斜めリブ（不図示）をさらに含んでもよい。第１リブ７２は、第１横リブ７４、第１縦リブ７６および第１斜めリブを備える群から選択される任意の一以上を含むことができる。

【0052】

図１３は、変形例に係る補強部材７０の構成を概略的に示す斜視図であり、補強部材７０を第２面１６ｂから見たときの図を示す。補強部材７０は、板状部材１６の第２面１６ｂに設けられる第２リブ８２をさらに備える。第２リブ８２の下面は、外周部２０および複数の凹部２４のそれぞれの底部３４と面一となるように構成される。第２リブ８２の下面は、例えば、図５に示す仮想平面Ｂ上に位置するように構成される。

【0053】

第２リブ８２は、板状部材１６の第２面１６ｂに設けられ、第２面１６ｂから厚み方向に延びる。第２リブ８２は、凸部２２の内側に設けられる。第２リブ８２は、長手方向（例えばｘ方向）に延びる第２横リブ８４ａ，８４ｂと、長手方向と交差する方向（例えばｙ方向）に延びる第２縦リブ８６ａ，８６ｂと、斜め方向（例えば、±４５度方向）に延びる第２斜めリブ８８ａ，８８ｂとを含む。

【0054】

第２横リブ８４ａ，８４ｂは、外周部２０と底部３４の間を接続する第２外側横リブ８４ａと、二つの底部３４の間を接続する第２内側横リブ８４ｂとを含む。第２縦リブ８６ａ，８６ｂは、外周部２０と底部３４の間を接続する第２外側縦リブ８６ａと、二つの底部３４の間を接続する第２内側縦リブ８６ｂとを含む。第２斜めリブ８８ａ，８８ｂは、外周部２０と底部３４の間を接続する第２外側斜めリブ８８ａと、二つの底部３４の間を接続する第２内側斜めリブ８８ｂとを含む。第２リブ８２は、第２外側横リブ８４ａ、第２内側横リブ８４ｂ、第２縦リブ８６ａ、第２内側縦リブ８６ｂ、第２外側斜めリブ８８ａおよび第２内側斜めリブ８８ｂを備える群から選択される任意の一以上を含むことができる。

【0055】

第１リブ７２および第２リブ８２は、繊維強化樹脂から構成される。第１リブ７２および第２リブ８２は、板状部材１６と同様の熱可塑性繊維強化樹脂または熱硬化性繊維強化樹脂から構成されてもよいし、板状部材１６とは異なる材料の熱可塑性繊維強化樹脂または熱硬化性繊維強化樹脂から構成されてもよい。第１リブ７２および第２リブ８２を構成する強化繊維として、炭素繊維、ガラス繊維またはアラミド繊維を用いることができる。第１リブ７２および第２リブ８２を構成する樹脂として、ＰＥＥＫやＰＥＫＫなどの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂といったエンジニアリングプラスチックを用いることができる。第１リブ７２および第２リブ８２は、例えば、板状部材１６を構成する強化繊維とは連続しない強化繊維によって構成されてもよい。

【0056】

図１４は、変形例に係る補強部材７０の成形方法を模式的に示す図である。変形例に補強部材７０を成形するための金型９２は、第１リブ７２および第２リブ８２を成形するための溝部９８，１００を備える点で、上述の実施の形態に係る金型６２と相違する。上型９４は、板状部材１６の第１面１６ａに対応した凹凸形状を有するとともに、第１リブ７２を形成するための第１溝部９８を有する。下型９６は、板状部材１６の第２面１６ｂに対応した凹凸形状を有するとともに、第２リブ８２を形成するための第２溝部１００を有する。

【0057】

第１溝部９８にはプリプレグ９０ａが充填され、第２溝部１００にはプリプレグ９０ｂが充填されている。溝部９８，１００に充填されるプリプレグ９０ａ，９０ｂは、例えばプリプレグテープ５０やプリプレグシート６０を切断したチョップ材である。プリプレグ９０ａ，９０ｂのサイズ（幅および長さ）は特に問わない。プリプレグ９０ａ，９０ｂの幅は、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。プリプレグ９０ａ，９０ｂの長さは、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、例えば１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

【0058】

第１溝部９８にプリプレグ９０ａが充填された上型９４と、第２溝部１００にプリプレグ９０ｂが充填された下型９６の間には、複数枚のプリプレグシート６０ａ，６０ｂ，６０ｃが積層して配置される。複数枚のプリプレグシート６０ａ，６０ｂ，６０ｃは、上述の実施の形態と同様である。

【0059】

図１４に示される上型９４と下型９６の間で複数枚のプリプレグシート６０ａ～６０ｃおよびプリプレグ９０ａ，９０ｂを加熱および加圧することにより、板状部材１６に第１リブ７２および第２リブ８２が形成された補強部材７０を成形できる。複数枚のプリプレグシート６０ａ～６０ｃおよびプリプレグ９０ａ，９０ｂは、ヒータを備える上型９４および下型９６によって熱可塑性樹脂５４の融点以上の温度に加熱される。複数枚のプリプレグシート６０ａ～６０ｃおよびプリプレグ９０ａ，９０ｂは、金型９２による加熱および加圧によって一体化し、補強部材７０に賦形成形される。その後、金型９２からを取り出すことにより、補強部材７０ができあがる。

【0060】

本変形例によれば、板状部材１６の第１面１６ａに第１リブ７２が形成され、板状部材１６の第２面１６ｂに第２リブ８２が形成されるため、補強部材７０の剛性をさらに向上できる。

【0061】

本変形例に係る補強部材７０は、本体部材１２に接合して用いることができる。例えば、補強部材７０の外周部２０および底部３４に加えて、第２リブ８２の下面を本体部材１２の裏面１２ｂに接合することができる。補強部材７０は、上述の実施の形態と同様の方法で、本体部材１２に接合することができる。構造用部材１０は、本体部材１２と、本変形例に係る補強部材７０とを備えることができる。

【0062】

さらなる変形例において、補強部材７０は、第１リブ７２および第２リブ８２の一方のみを備えてもよい。補強部材７０は、第１リブ７２のみを備え、第２リブ８２を備えなくてもよい。補強部材７０は、第２リブ８２のみを備え、第１リブ７２を備えなくてもよい。

【0063】

図１５は、別の実施の形態に係る構造用部材１１０の構成を概略的に示す側断面図である。本実施の形態に係る構造用部材１１０は、いわゆるサンドイッチパネル構造を有する。構造用部材１１０は、第１本体部材１１２と、第２本体部材１１４と、第１補強部材１１６と、第２補強部材１１８とを備える。

【0064】

第１本体部材１１２および第２本体部材１１４は、サンドイッチパネルのスキンに相当する部材である。第１本体部材１１２および第２本体部材１１４のそれぞれは、上述の実施の形態に係る本体部材１２と同様に構成されることができる。第１補強部材１１６および第２補強部材１１８は、サンドイッチパネルのコアに相当する部材である。第１補強部材１１６および第２補強部材１１８のそれぞれは、上述の実施の形態に係る補強部材１４または変形例に係る補強部材７０と同様に構成されることができる。

【0065】

第１補強部材１１６は、第１外周部１２０と、第１頂部１２２と、複数の第１底部１２４とを備える。第１補強部材１１６は、複数の第１接合部１２６を介して第１本体部材１１２に接合される。第１本体部材１１２は、複数の第１接合部１２６を介して第１外周部１２０および複数の第１底部１２４に接合される。第１本体部材１１２と第１補強部材１１６の間には、第１空洞１２８が設けられる。

【0066】

第２補強部材１１８は、第２外周部１３０と、第２頂部１３２と、複数の第２底部１３４とを備える。第２補強部材１１８は、複数の第２接合部１３６を介して第２本体部材１１４に接合される。第２本体部材１１４は、複数の第２接合部１３６を介して第２外周部１３０および複数の第２底部１３４に接合される。第２本体部材１１４と第２補強部材１１８の間には、第２空洞１３８が設けられる。

【0067】

第１補強部材１１６は、第３接合部１４０を介して第２補強部材１１８に接合される。第３接合部１４０は、第１頂部１２２と第２頂部１３２の間に設けられる。第１補強部材１１６と第２補強部材１１８の間には、第３空洞１４２が設けられる。

【0068】

第１接合部１２６、第２接合部１３６および第３接合部１４０のそれぞれは、上述の実施の形態に係る接合部４４と同様に構成されることができる。第１接合部１２６、第２接合部１３６および第３接合部１４０のそれぞれは、レーザ加熱や超音波加熱によって熱可塑性樹脂を融着させることによって形成されてもよいし、任意の接着剤によって形成されてもよい。第１接合部１２６、第２接合部１３６および第３接合部１４０のそれぞれは、ボルトやリベットなどの締結部材によって接合されてもよい。

【0069】

本実施の形態によれば、四つの板状部材を組み合わせることによってサンドイッチパネル構造を実現できる。本実施の形態によれば、ハニカムコアを用いる場合に比べて、構造用部材１１０の構造を単純化することができ、構造用部材１１０の製造工程を単純化できる。

【0070】

以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。

【0071】

以下、本発明のいくつかの態様について説明する。

【0072】

本発明の第１の態様は、強化繊維として連続繊維を用いる繊維強化樹脂から構成され、第１面および第２面を有する板状部材を備え、前記板状部材は、前記板状部材の外縁を規定する外周部と、前記外周部の内側において前記第１面側が凸となる凸部と、前記凸部の内側において前記第１面側が凹となる複数の凹部と、を備える補強部材である。第１の態様によれば、外周部の内側に凸部が設けられ、凸部の内側に複数の凹部が設けられる凹凸構造とすることにより、補強部材の長手方向および長手方向と交差する方向の双方の荷重に対して撓みなどの変形を好適に抑制できる。また、板状部材に凹凸を設けた構造とすることにより、強化繊維として連続繊維を用いる繊維強化樹脂によって板状部材を構成することができ、軽量かつ高剛性の補強部材を実現できる。

【0073】

本発明の第２の態様は、前記複数の凹部は、格子状または放射状に配列される、第１の態様に記載の補強部材である。第２の態様によれば、複数の凹部を格子状または放射状に配列することにより、複数の凹部が配列される方向の荷重に対する変形を好適に抑制できる。

【0074】

本発明の第３の態様は、前記凸部の外縁は、四角形の四隅を円弧状にした形状を有し、前記複数の凹部のそれぞれの外縁は、四角形の四隅を円弧状にした形状を有する、第１または第２の態様に記載の補強部材である。第３の態様によれば、凸部および複数の凹部のそれぞれの外縁を四角形に近似させることにより、四角形の辺に沿った方向の荷重に対する変形を好適に抑制できる。また、凸部および複数の凹部のそれぞれの外縁の四隅を円弧形状にすることにより、凸部および複数の凹部の表面に沿って連続繊維を均一に配置することが容易となり、補強部材の全体としての剛性を向上できる。

【0075】

本発明の第４の態様は、前記複数の凹部のそれぞれの底部は、四角形または四角形の四隅を丸めた形状を有する、第３の態様に記載の補強部材である。第４の態様によれば、複数の凹部のそれぞれの底部を四角形に近似させることにより、四角形の辺に沿った方向の荷重に対する変形を好適に抑制できる。

【0076】

本発明の第５の態様は、前記板状部材の前記外縁に直交する断面視における前記第１面および前記第２面の曲率半径が２０ｍｍ以上となるように構成される、第１から第４のいずれか一つの態様に記載の補強部材である。第５の態様によれば、第１面および第２面の曲率半径を２０ｍｍ以上とすることにより、第１面および第２面に沿って連続繊維を均一に配置することが容易となり、補強部材の全体としての剛性を向上できる。

【0077】

本発明の第６の態様は、前記繊維強化樹脂は、第１方向に延びる複数本の連続繊維と、前記第１方向と交差する第２方向に延びる複数本の連続繊維とを編成した連続繊維シートを含む、第１から第５のいずれか一つの態様に記載の補強部材である。第６の態様によれば、互いに交差する第１方向および第２方向に延びる複数本の連続繊維を編成した連続繊維シートを用いることにより、補強部材の長手方向および長手方向と交差する方向の双方の荷重に対して撓みなどの変形を好適に抑制できる。

【0078】

本発明の第７の態様は、繊維強化樹脂から構成され、前記第１面または前記第２面から延びるリブをさらに備える、第１から第６のいずれか一つの態様に記載の補強部材である。第７の態様によれば、板状部材の第１面または第２面にリブを設けることにより、補強部材の剛性をさらに向上できる。

【0079】

本発明の第８の態様は、前記リブは、前記複数の凹部の少なくとも一つの内側において前記第１面から延びる第１リブを含む、第７の態様に記載の補強部材である。第８の態様によれば、凹部の内側に第１リブを設けることにより、凹部の変形をより好適に抑制することができ、補強部材の剛性をさらに向上できる。

【0080】

本発明の第９の態様は、前記リブは、前記凸部の内側において前記第２面から延びる第２リブをさらに備える、第７または第８の態様に記載の補強部材である。第９の態様によれば、凸部の内側に第２リブを設けることにより、凸部の変形をより好適に抑制することができ、補強部材の剛性をさらに向上できる。

【0081】

本発明の第１０の態様は、前記第２リブは、前記複数の凹部の少なくとも一つの底部と前記外周部の間を接続する、第９の態様に記載の補強部材である。第１０の態様によれば、底部と外周部の間を接続する第２リブを設けることにより、外周部に対する底部の変形をより好適に抑制することができ、補強部材の剛性をさらに向上できる。

【0082】

本発明の第１１の態様は、前記第２リブは、前記複数の凹部のうちの二つの底部の間を接続する、第９または第１０の態様に記載の補強部材である。第１１の態様によれば、二つの底部の間を接続する第２リブを設けることにより、底部の変形をより好適に抑制することができ、補強部材の剛性をさらに向上できる。

【0083】

本発明の第１２の態様は、前記繊維強化樹脂の樹脂重量含有率は、５０％以下である、第１から第１１のいずれか一つの態様に記載の補強部材である。第１２の態様によれば、繊維強化樹脂の樹脂重量含有率は、５０％以下とすることにより、補強部材の剛性をさらに向上できる。

【0084】

本発明の第１３の態様は、第１から第１２のいずれか一つの態様に記載の補強部材と、前記補強部材の前記外周部および前記複数の凹部のそれぞれの底部と接合される本体部材と、を備え、前記補強部材と前記本体部材の間に空洞が設けられる構造用部材である。第１３の態様によれば、本体部材に補強部材を接合することにより、本体部材の変形を補強部材によって抑制することができ、剛性に優れた構造用部材を提供できる。また、補強部材と本体部材の間に空洞が設けられるため、軽量かつ高剛性の構造用部材を提供できる。

【0085】

本発明の第１４の態様は、第１面および第２面を有する板状部材の外縁を規定する外周部と、前記外周部の内側において前記第１面側が凸となる凸部と、前記凸部の内側において前記第１面側が凹となる複数の凹部とを備える板状部材を成形するための金型上に、連続繊維に樹脂を含浸させたプリプレグシートを配置する工程と、前記金型を用いて前記プリプレグシートを加熱および加圧し、繊維強化樹脂から構成される前記板状部材を備える補強部材を成形する工程と、を備える製造方法である。第１４の態様によれば、プリプレグシートを金型を用いて賦形成形することによって補強部材を製造できるため、補強部材の製造工程を簡略化できる。また、連続繊維に樹脂を含浸させたプリプレグシートを用いることにより、小さく切断したプリプレグを用いる場合に比べて、プレプリグの配置作業を簡略化でき、成形された補強部材の剛性を向上させることができる。

【0086】

本発明の第１５の態様は、前記プリプレグシートは、第１方向に延びる複数の第１プリプレグテープと、前記第１方向と交差する第２方向に延びる複数の第２プリプレグテープとを編成して形成され、前記複数の第１プリプレグテープおよび前記複数の第２プリプレグテープのそれぞれは、単一方向に延びる複数本の連続繊維に前記樹脂を含浸させることにより形成される、第１４の態様に記載の製造方法である。第１５の態様によれば、賦形成形時に金型の凹凸形状に合わせてプリプレグテープの間の隙間が可変となるため、金型の凹凸形状に沿ってプリプレグテープをより均一に配置することが容易となる。その結果、プリプレグテープが均一に配置された補強部材を成形することができ、補強部材の剛性を向上させることができる。

【0087】

本発明の第１６の態様は、前記プリプレグシートは、第１方向に延びる複数の第１連続繊維と、前記第１方向と交差する第２方向に延びる複数の第２連続繊維とを編成した連続繊維シートに前記樹脂を含浸させることにより形成される、第１４の態様に記載の製造方法である。第１６の態様によれば、互いに交差する第１方向および第２方向に延びる複数本の連続繊維を編成した連続繊維シートを用いることにより、成形された補強部材の剛性を向上させることができる。

【0088】

本発明の第１７の態様は、前記金型は、前記第１面または前記第２面から延びるリブを形成するための溝部を備え、前記金型の前記溝部にプリプレグを充填させる工程をさらに備え、前記金型を用いて前記プリプレグシートおよび前記プリプレグを加熱および加圧することにより、前記板状部材の前記第１面または前記第２面に繊維強化樹脂から構成される前記リブが接合された前記補強部材を成形する、第１４から第１６のいずれか一つの態様に記載の製造方法である。第１７の態様によれば、補強部材にリブを形成することができるため、成形された補強部材の剛性をさらに向上させることができる。金型の溝部にプリプレグを充填することにより、板状部材とリブが一体化した補強部材を簡便に製造することができる。

【0089】

本発明の第１８の態様は、前記補強部材の前記外周部および前記複数の凹部のそれぞれの底部を本体部材の表面に接合して構造用部材を形成する工程をさらに備える、第１４から第１７のいずれか一つの態様に記載の製造方法である。第１８の態様によれば、本体部材の表面に補強部材を接合することにより、軽量かつ高剛性の構造用部材を簡便に製造することができる。

【符号の説明】

【0090】

１０…構造用部材、１２…本体部材、１４…補強部材、１６…板状部材、１６ａ…第１面、１６ｂ…第２面、１８…外縁、２０…外周部、２２…凸部、２４…凹部、２６…外縁、２８…頂部、３０…外側傾斜部、３２…外縁、３４…底部、３６…内側傾斜部、５０…プリプレグテープ、５２…強化繊維、５４…熱可塑性樹脂、５６…第１プリプレグテープ、５８…第２プリプレグテープ、６０…プリプレグシート、６２…金型。

【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】