(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-15
(45)【発行日】2022-07-26
(54)【発明の名称】中空構造体
(51)【国際特許分類】
B32B 3/02 20060101AFI20220719BHJP
B32B 3/12 20060101ALI20220719BHJP
B32B 7/09 20190101ALI20220719BHJP
B32B 27/00 20060101ALI20220719BHJP
A41D 13/015 20060101ALI20220719BHJP
A63B 71/08 20060101ALI20220719BHJP
【FI】
B32B3/02
B32B3/12 Z
B32B7/09
B32B27/00 Z
A41D13/015
A63B71/08
(21)【出願番号】P 2018126403
(22)【出願日】2018-07-02
【審査請求日】2021-06-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000010054
【氏名又は名称】岐阜プラスチック工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】小澤 英郎
(72)【発明者】
【氏名】伊東 洋孝
【審査官】河内 浩志
(56)【参考文献】
【文献】実開平05-037270(JP,U)
【文献】特開2017-114063(JP,A)
【文献】実開昭61-94514(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B32B 1/00-43/00
A41D13/00-13/12
A63B71/00-71/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に複数のセルが並設された板材と、前記板材の周縁部に
前記板材の端面を覆うように縫い付けられたシート材とを備え
、
前記板材は、複数のセルが並設されたコア層と、前記コア層の表裏両面の少なくともいずれか一方に接合されたスキン層とを備え、
前記板材の周縁部のスキン層は、前記板材の中心部のスキン層よりも厚さが薄く構成されていることを特徴とする中空構造体。
【請求項2】
内部に複数のセルが並設された板材と、前記板材の周縁部に
前記板材の端面を覆うように縫い付けられたシート材とを備え
、
前記板材の周縁部には、前記板材の中心部よりも前記板材の厚さが薄く構成された薄肉部が設けられ、
前記シート材は、前記薄肉部に縫い付けられていることを特徴とする中空構造体。
【請求項3】
前記薄肉部は、前記板材の表裏両面側から、前記板材の厚さが薄くなるように形成されている請求項
2に記載の中空構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、中空構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、中空板状の樹脂構造体について記載されている。
図9に示すように、樹脂構造体60は、上下方向に延びる柱形状のセルSが横方向に複数並設されたコア層62と、コア層62の上下両面に接合されたスキン層63とを備える中空板材61を有している。コア層62は、第1シート材である1枚の熱可塑性樹脂製のシート材を所定の形状に折畳むことにより形成される。スキン層63は、第2シート材である熱可塑性樹脂製のシート材を、コア層62の上下両面にそれぞれ接合させて形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の樹脂構造体60は、用途に応じて所定の形状に切断して用いられる。そのため、樹脂構造体60の周縁部に切断面で構成された端面が露出する場合がある。本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内部に複数のセルが並設された板材における端面の露出が抑制された中空構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するための中空構造体は、内部に複数のセルが並設された板材と、前記板材の周縁部に前記板材の端面を覆うように縫い付けられたシート材とを備え、前記板材は、複数のセルが並設されたコア層と、前記コア層の表裏両面の少なくともいずれか一方に接合されたスキン層とを備え、前記板材の周縁部のスキン層は、前記板材の中心部のスキン層よりも厚さが薄く構成されていることを要旨とする。
この構成によれば、板材の周縁部に板材の端面を覆うようにシート材が縫い付けられていることにより、板材の端面の露出を抑制することができる。
【0006】
また、板材の周縁部のスキン層の厚さが薄いことによって、板材の周縁部に針を通しやすくなる。そのため、針を用いて板材の周縁部に効率良くシート材を縫い付けることができる。
【0007】
上記課題を解決するための中空構造体は、内部に複数のセルが並設された板材と、前記板材の周縁部に前記板材の端面を覆うように縫い付けられたシート材とを備え、前記板材の周縁部には、前記板材の中心部よりも前記板材の厚さが薄く構成された薄肉部が設けられ、前記シート材は、前記薄肉部に縫い付けられていることを要旨とする。この構成によれば、板材の端面の露出を抑制することができる。また、シート材が薄肉部に縫い付けられていることによって、板材の厚さ方向におけるシート材の突出高さを低くすることができる。そのため、シート材を縫い付けた箇所に人の手や物が接触することを抑制することができる。
【0008】
上記中空構造体について、前記薄肉部は、前記板材の表裏両面側から、前記板材の厚さが薄くなるように形成されていることが好ましい。この構成によれば、板材の表裏両面において、板材の厚さ方向におけるシート材の突出高さを低くすることができる。そのため、板材の表裏両面において、シート材が縫い付けられた箇所に人の手や物が接触することを抑制することができる。
【発明の効果】
【0009】
本発明の中空構造体によれば、内部に複数のセルが並設された板材における端面の露出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図2】(a)は板材の斜視図、(b)は板材の正面図、(c)は(a)のa-a線端面図。
【
図5】(a)は第1板材形成工程を説明する図、(b)、(c)は折畳み工程を説明する図。
【
図6】(a)はコア層の部分斜視図、(b)は(a)のβ-β線断面図、(c)は(a)のγ-γ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
中空構造体の実施形態を説明する。
図1に示すように、中空構造体10は、内部に複数のセルが並設された板材(第2板材11ともいう。)と、この第2板材11の周縁部15に縫い付けられたシート材12とを備える。
【0012】
図2(a)、(b)に示すように、第2板材11は、上方の辺を底辺11aとし、下方の辺を上辺11bとした略台形状に構成されている。台形の角部は、R面取りされて曲線状に構成されている。
図2(a)、(c)に示すように、第2板材11は、台形の底辺11aに沿う方向の中央側が、第2板材11の表側である厚さ方向一方側に湾曲状に突出した凸面11cを有するように構成されている。この凸面11cは、台形の高さ方向である縦方向に沿って略一定の曲率となるように構成されている。第2板材11の周縁部15には、全周に亘って表裏両面に薄肉部13が形成されており、この薄肉部13にシート材12が縫い付けられるように構成されている。ここで、台形の底辺11aに沿う方向をX方向とし、台形の高さ方向をY方向とする。
【0013】
第2板材11について説明する。
図3では、便宜上、第2板材11を平板状で示す。
図3に示すように、第2板材11は、複数のセルSが並設されたコア層20と、コア層20の上下両面に接合されたスキン層30とを備えている。コア層20は、複数のセルSを区画する側壁部23と、側壁部23の上端縁に接合されてセルSの上端を閉塞するように設けられた上壁部21と、側壁部23の下端縁に接合されてセルSの下端を閉塞するように設けられた下壁部22とを備えている。複数のセルSは、側壁部23で区画されることによって、第2板材11の厚さ方向に延びる六角柱状に構成されている。コア層20は、上壁部21と下壁部22とを備えることによって複数のセルSを内包しており、中空状となっている。コア層20の上面に接合されたスキン層30は、コア層20の上壁部21に対して、図示しない接着層を介して接合されている。コア層20の下面に接合されたスキン層30は、コア層20の下壁部22に対して、図示しない接着層を介して接合されている。
【0014】
コア層20、スキン層30、及び、接着層は、熱可塑性樹脂製である。
コア層20及びスキン層30を構成する熱可塑性樹脂は、従来周知のものであってその材質は特に限定されない。例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体樹脂、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。コア層20及びスキン層30を構成する熱可塑性樹脂は、いずれも同じ材質であることが好ましい。本実施形態では、いずれもポリプロピレン樹脂製とされている。
【0015】
コア層20とスキン層30を接合する接着層を構成する熱可塑性樹脂も従来周知のものであってその材質は特に限定されない。例えば、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系のものが挙げられる。接着層は、コア層20及びスキン層30を構成する熱可塑性樹脂より低融点の樹脂であることが好ましい。本実施形態では、官能基をポリオレフィンに導入して接着性を付与した変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン等の変性ポリオレフィン系樹脂(変性樹脂)で構成されている。
【0016】
第2板材11の厚さは、特に限定されないが、5~30mmであることが好ましい。
コア層20を構成する上壁部21、下壁部22、及び、側壁部23の各厚さは、0.2mm~0.3mmであることが好ましい。
【0017】
スキン層30の厚さは、0.2mm~1.0mmであることが好ましい。コア層20及びスキン層30の厚さがこの範囲であると、第2板材11の強度を向上させることができるとともに、後述の曲げ工程における第2板材11の成形性を確保することができる。
【0018】
図1に示すように、スキン層30は、後述の曲げ工程において、スキン層30が引き伸ばされることによって、周縁部15に向かうにつれて厚さが薄く構成されている。すなわち、第2板材11の周縁部15のスキン層30は、第2板材11の中心部16のスキン層30よりも厚さが薄く構成されている。具体的には、第2板材11の中心部16から周縁部15に向かうにつれて、スキン層30は厚さが徐々に薄くなり、周縁部15の外周側の端部が、最も厚さが薄く構成されている。ここで、第2板材11の周縁部15とは、第2板材11の面に沿う方向における外周側の端部から一定の幅を有する領域を意味するものとする。第2板材11の中心部16とは、周縁部15を除いた第2板材11の中央よりの領域を意味するものとする。
【0019】
図2(b)に示すように、第2板材11の周縁部15のうち、より曲げ幅が大きいX方向の周縁部15の方が、Y方向の周縁部15よりもスキン層30の厚さが薄くなりやすい。第2板材11の周縁部15のスキン層30の厚さは、第2板材11の中心部16のスキン層の厚さよりも、0.1~0.7mm薄くなるように構成されていることが好ましい。
【0020】
ただし、第2板材11の中心部16から周縁部15に向かうにつれて、全ての領域でスキン層30が薄くなっていなくてもよい。すなわち、第2板材11の中心部16から周縁部15に向かうにつれて、スキン層30は、厚さが一定の領域が存在してもよいし、厚さが厚くなる領域、すなわち、コア層20が溶融してスキン層30と一体になっている樹脂溜が形成された領域が存在してもよい。
【0021】
接着層の厚さは、0.1~0.5mmであることが好ましく、0.2~0.3mmであることがより好ましい。接着層の厚さがこの範囲であると、コア層20とスキン層30の十分な接着強度を得ることができる。また、後述の曲げ工程において、第2板材11をプレス成形する際に成形性に優れるとともに、コスト面からも好ましい。
【0022】
図4に示すように、第2板材11の周縁部15には、全周に亘って第2板材11の中心部16よりも第2板材11の厚さが薄く構成された薄肉部13が設けられている。薄肉部13は、第2板材11の表裏両面に形成されている。薄肉部13は、厚さが略一定に構成された縁部13aと、この縁部13aの内周端から第2板材11の中心部16に向かって徐々に厚さが厚くなる傾斜部13bとを備える。縁部13aの外周側には、後述する切断工程において、第2板材11が切断されることによって形成された切断面13cが形成されている。
【0023】
薄肉部13の縁部13aの厚さは、第2板材11の中心部16の厚さよりも0.1~0.7mm薄くなるように構成されていることが好ましい。
傾斜部13bの傾斜角度は、第2板材11の表側である凸面11c側の傾斜部13bの方が、第2板材11の裏側である凹面11d側の傾斜部13bよりも小さくなるように構成されている。すなわち、凸面11c側の傾斜部13bの傾斜角度Aは、凹面11d側の傾斜部13bの傾斜角度Bよりも小さくなるように構成されている。第2板材11の中心部16から周縁部15に向かう方向に沿う傾斜部13bの長さは、凸面11c側の傾斜部13bの方が、凹面11d側の傾斜部13bよりも長くなるように構成されている。薄肉部13がこのような形状を有することにより、縁部13aと傾斜部13bとを合わせた薄肉部13の面積は、凸面11c側の薄肉部13の方が、凹面11d側の薄肉部13よりも大きくなるように構成されている。
【0024】
シート材12について説明する。
図1、4に示すように、第2板材11の薄肉部13には、シート材12が縫い付けられている。シート材12は、第2板材11の表裏両面に跨って糸14で縫い付けられており、薄肉部13の縁部13aを覆うように設けられている。シート材12は、薄肉部13の全周に亘って縫い付けられている。
【0025】
シート材12の種類は特に限定されない。例えば、織布、不織布、網布等の布材であってもよいし、皮、ゴム、樹脂等がシート状に形成されたものであってもよい。シート材12の形状も特に限定されず、用途に応じて適宜選択することができる。シート材12の材質も特に限定されない。例えば、布材としては、天然繊維、合繊繊維のいずれの構成であっても採用することができる。天然繊維としては、例えば、木綿、麻、リネン、絹、カシミヤ等が挙げられる。合成繊維としては、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ビニロン等が挙げられる。皮としては、天然皮革、合成皮革のいずれの構成であっても採用することができる。シート材12を縫いつける糸14の種類及び材質も特に限定されず、シート材12と同様の種類及び材質を採用することができる。
【0026】
中空構造体10の製造方法について説明する。
中空構造体10の製造方法は、内部に複数のセルSが並設された第2板材11を作成する第2板材形成工程と、第2板材形成工程で得られた第2板材11にシート材12を縫い付ける縫製工程とを有する。
【0027】
(第2板材形成工程)
第2板材形成工程は、第1板材形成工程と、折畳み工程と、接合工程と、曲げ工程と、切断工程とを有する。
【0028】
[第1板材形成工程]
図5(a)に示すように、第1板材形成工程では、1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樹脂シート材100が形成される。
図5(a)に示すように、第1板材形成工程により形成された樹脂シート材100には、帯状をなす平面領域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断面下向溝状をなす第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の断面形状は下向コ字状となる。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。
【0029】
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をなす複数の第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。
【0030】
なお、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、樹脂シート材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1枚のシートから成形することができる。
【0031】
[折畳み工程]
図5(b)及び
図5(c)に示すように、折畳み工程では、上述のように構成された樹脂シート材100を、境界線P、Qに沿って折り畳むことでコア層20が形成される。具体的には、樹脂シート材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、
図5(b)及び
図5(c)に示すように、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方向に延びる角柱状の区画体130が形成される。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コア層20が形成される。コア層20を形成する樹脂シート材100の厚みは、スキン層30の厚みより薄く形成されている。
【0032】
図5(c)に示すように、樹脂シート材100を圧縮するとき、第1膨出部121の上面と側面とによってコア層20の上壁部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20の下壁部22が形成される。
【0033】
図6(a)に示すように、折り畳み工程によって形成されたコア層20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及び第2セルS2が存在する。
図6(b)に示すように、第1セルS1においては、側壁部23の上部に2層構造の上壁部21が設けられている。この2層構造の上壁部21の各層は互いに接合されている。また、2層構造の上壁部21には、コア層20成形時の熱可塑性樹脂の熱収縮により、図示しない開口部が形成されている。第1セルS1においては、側壁部23の下部に1層構造の下壁部22が設けられている。
【0034】
図6(b)の断面図に示すように、第1セルS1の側壁部23と上壁部21との境界部分は、微視的には、直線状に上方へ延びる側壁部23から湾曲しながら上壁部21に繋がった状態となっている。つまり、側壁部23と上壁部21との間には湾曲部分23eが形成されている。
【0035】
一方、
図6(c)に示すように、第2セルS2においては、側壁部23の上部に1層構造の上壁部21が設けられている。また、第2セルS2においては、側壁部23の下部に2層構造の下壁部22が設けられている。この2層構造の下壁部22の各層は互いに接合されている。2層構造の下壁部22には、コア層20成形時の熱可塑性樹脂の熱収縮により、図示しない開口部が形成されている。
【0036】
図6(c)の断面図に示すように、第1セルS1の側壁部23と上壁部21との境界部分は、微視的には、直線状に上方へ延びる側壁部23から湾曲しながら上壁部21に繋がった状態となっている。つまり、側壁部23と上壁部21との間には湾曲部分23eが形成されている。
【0037】
なお、
図5(c)に示すように、上壁部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2層構造を形成する部分、及び下壁部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2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。
【0038】
また、第2膨出部122が折り畳まれて区画形成される六角柱形状の領域が第2セルS2となるとともに、隣り合う一対の区画体130間に区画形成される六角柱形状の領域が第1セルS1となる。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の側壁部23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の側壁部23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、第1側壁部23bと第2側壁部23cとからなる2層構造をなす側壁部23となる。なお、こうした折り畳み工程を実施するに際して、樹脂シート材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い。
【0039】
図6(b)及び
図6(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、それぞれ2層構造の側壁部23(第1側壁部23b及び第2側壁部23c)によって区画されている。この2層構造の側壁部23は、コア層20の厚み方向中央部に互いに熱溶着されていない部分である非接合部23dを有する。したがって、コア層20の各セルSの内部空間は、第1側壁部23bと第2側壁部23cの間に非接合部23dを介して他のセルSの内部空間に連通している。非接合部23dは、コア層20の厚み方向中央部、つまり、側壁部23の高さ方向の中央部に設けられており、側壁部23の上端部及び下端部では、2層構造の第1側壁部23b及び第2側壁部23cは互いに熱溶着されている。
【0040】
図6(a)に示すように、第1セルS1はX方向に沿って列を成すように並設されている。同様に、第2セルS2はX方向に沿って列を成すように並設されている。第1セルS1の列及び第2セルS2の列は、X方向に直交するY方向において交互に配列されている。そして、これら第1セルS1及び第2セルS2により、コア層20は、全体としてハニカム構造をなしている。
【0041】
[接合工程]
接合工程では、コア層20の上面20aにスキン層30を接合し、コア層の下面20bにスキン層30を接合する。接合工程では、スキン層30として、二次加工(プレス成形)していない平坦なシートを接合する。
【0042】
接合工程は、コア層20とスキン層30の間に接着層を形成した後、コア層20及びスキン層30を所定温度に加熱して行う。加熱温度は、スキン層30における接着層の融点よりも数℃~十数℃高い温度に設定される。具体的には、加熱温度は、接着層を構成する変性ポリオレフィン系接着剤(変性樹脂)の融点よりも数℃程度高く設定されている。この加熱温度は、スキン層30を構成するポリアミド樹脂を軟化せるための成形温度に対して十分に低く設定されている。また、スキン層30に熱溶着する際の加熱時間は数秒~十数秒に設定され、スキン層30の同じ箇所が過度に長時間加熱されないようになっている。したがって、スキン層30が軟化溶融するまでの高温には至らず、加熱温度を厳密に管理しなくとも、接着層のみを軟化溶融させることができる。
【0043】
コア層20に対してスキン層30を位置合わせし、所定圧をかけて仮接合させた後冷却すると、コア層20に対してスキン層30が熱溶着された平板状の板材(第1板材17ともいう。)が得られる。
【0044】
[曲げ工程]
曲げ工程は、平板状の第1板材17を所定の形状となるようにプレス成形して行う。
図7に示すように、プレス成形は、第1板材17の表裏両面に一対の金型50(上側の金型は図示せず)を配置して、一対の金型50で第1板材17を上下両方から挟み込むことによって行う。金型50の温度は、コア層20及びスキン層30を構成する熱可塑性樹脂を軟化させて所定の形状に曲げることができる温度に設定される。プレス成形によって、第1板材17の表側である厚さ方向一方側に湾曲状に突出した凸面11cが形成される。また、第1板材17の周縁部15となる箇所に薄肉部13が形成される。薄肉部13の外周側には、後述の切断工程で切断される切断代(図示せず)が形成される。切断代の厚さは、薄肉部13の厚さよりも薄く構成されている。プレス成形で凸面11cを形成することによって、第1板材17の周縁部15は、第1板材17の中心部16に比べて押し延ばされた状態となる。そのため、第1板材17の周縁部15のスキン層30は、板材の中心部16のスキン層30に比べて2~5割程度厚さが薄くなる。第1板材17の周縁部15のスキン層30は、板材の中心部16のスキン層30に比べて3~4割程度厚さが薄くなるようにプレス成形することが好ましい。
【0045】
第1板材17の薄肉部13は、一対の金型50によって、第1板材17の周縁部15の厚さが薄くなるように形成される。そのため、薄肉部13は、厚さが薄くなっている分だけ、第1板材17の中心部16よりも密度が高くなっている。薄肉部13の密度が、第1板材17の中心部16の密度よりも高いことにより、後述の縫製工程において、第2板材11に針52を安定した状態で通すことが可能になる。そのため、第2板材11にシート材12を効率良く縫い付けることができる。
【0046】
プレス成形では、スキン層30が引き伸ばされて薄く構成される。また、コア層20の一部が潰れて上壁部21、下壁部22、及び、側壁部23が互いに折り重なった箇所や、壁部同士が溶着して塊状となった箇所(樹脂塊ともいう。)が形成される。さらに、第1板材17のいずれか一方の表面が、スキン層のみで構成された箇所(コア層20の上壁部21又は下壁部22の開口部に、スキン層30が1層重なった箇所)も形成される。そのため、後述の切断工程を経た第2板材11には、縫製工程において針52を通すときに、針52の抵抗が小さい箇所が存在する。特に、1層のコア層20に1層のスキン層30が重なった箇所や、第1板材17のいずれか一方の表面が、スキン層30のみで構成された箇所は、針52の抵抗が小さくなる。抵抗が小さい箇所に針52を通すことにより、針52の破損を抑制することができる。
【0047】
[切断工程]
切断工程では、環状の切断刃を備える切断治具を用いる。切断刃の外形は、
図2(a)に示す第2板材11の外形と略等しくなるように構成されている。切断治具を曲げ工程後の第1板材17の切断代に上方から押し当て、切断治具を下方に押し下げることによって第1板材17を切断代に沿って切断する。切断治具が環状の切断刃を備えることにより、
図2(a)、(c)に示すように、第1板材17は切断刃の内周側が打ち抜かれた状態となる。切断刃の内周側の板材が第2板材11となる。第2板材11における薄肉部13の縁部13aには、切断面13cが形成される。切断代が設けられていることにより、第1板材17の切断を容易に行うことができる。切断工程は、切断刃を備える切断治具を用いることに代えて、レーザー、ウォータジェット、超音波カッターを用いて切断してもよい。金型でプレス抜きして切断してもよい。
【0048】
(縫製工程)
縫製工程では、切断工程によって切断された第2板材11の周縁部15にシート材12を縫い付ける。縫製工程に用いるシート材12としては、例えば、帯状のシート材12を用いる。
【0049】
図8に示すように、帯状のシート材12における幅方向の両端を、それぞれ、第2板材11の周縁部15における表裏両面の薄肉部13に配置する。この状態で、針穴に糸14を通した針52を用いてシート材12を第2板材11に縫い付ける。第2板材11の厚さ方向に対して、針52を貫通させながら縫い付けることによって、第2板材11の表裏両面に配置されたシート材12は、同時に縫い付けられる。薄肉部13にシート材12を縫い付けることにより、第2板材11の厚さ方向において、シート材12が第2板材11の表面から突出する高さを低くすることができる。
【0050】
以上の製造工程を経ることによって、内部に複数のセルSが並設された第2板材11と、この第2板材11の周縁部15に縫い付けられたシート材12とを備える中空構造体10が得られる。
【0051】
中空構造体10の用途としては、特に限定されない。中空構造体10は、複数のセルSがハニカム構造をなすように構成されているため、耐衝撃性、遮音性、断熱性などに優れた特性を有する。そのため、これらの特性が要求される用途に適宜用いることができる。耐衝撃性が要求される用途としては、例えば、防具(保護部材、プロテクタともいう。)や運搬用容器などが挙げられる。防具としては、例えば、スポーツ用の防具が挙げられ、エルボガード、フットガード、リストガード、スロートガードなどに用いることができる。
【0052】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)中空構造体10は、内部に複数のセルSが並設された第2板材11と、第2板材11の周縁部15に縫い付けられたシート材12とを備える。したがって、第2板材11の周縁部15にシート材12が縫い付けられていることにより、第2板材11の端面の露出を抑制することができる。また、仮に、第2板材11が破損した場合であっても、周縁部15にシート材12が縫い付けられていることによって、第2板材11の破片が飛散することを抑制することができる。
【0053】
(2)第2板材11は、内部に複数のセルSが並設されたコア層20と、コア層20の表裏両面に接合されたスキン層30とを備え、第2板材11の周縁部15のスキン層30は、第2板材11の中心部16のスキン層30よりも厚さが薄く構成されている。第2板材11の周縁部15のスキン層30の厚さが薄いことによって、第2板材11の周縁部15に針52を通しやすくなる。そのため、針52を用いて第2板材11の周縁部15に効率良くシート材12を縫い付けることができる。また、針52の交換頻度を少なくして、同じ針52を長期間使用することが可能になる。
【0054】
(3)第2板材11の周縁部15には、第2板材11の中心部16よりも第2板材11の厚さが薄く構成された薄肉部13が設けられ、シート材12は、薄肉部13に縫い付けられている。シート材12が第2板材11の薄肉部13に縫い付けられていることによって、第2板材11の厚さ方向におけるシート材12の突出高さを低くすることができる。したがって、シート材12を縫い付けた箇所に人の手や物が接触することを抑制することができるため、人の手や物が接触することに起因したシート材12の剥離を抑制することができる。
【0055】
(4)薄肉部13は、第2板材11の表裏両面側から、第2板材11の厚さが薄くなるように形成されている。したがって、第2板材11の表裏両面において、シート材12を縫い付けた箇所に人の手や物が接触することを抑制することができる。
【0056】
(5)第2板材11は、表側が凸面11cとなるとともに、裏側が凹面11dとなるように構成され、凸面11c側の薄肉部13は、凹面11d側の薄肉部13よりも面積が大きくなるように構成されている。凸面11c側の薄肉部13の面積を相対的に大きくすることによって、凸面11c側の薄肉部13にシート材12を縫い付けることが容易になる。したがって、第2板材11の凸面11c側において、シート材12を縫い付けた箇所に人の手や物が接触することを好適に抑制することができる。
【0057】
(6)複数のセルSは、第2板材11の厚さ方向に延びる六角柱状に構成されている。セルSがこのような形状を有することにより、針52が第2板材11を厚さ方向に貫通する際の抵抗が小さくなる。したがって、第2板材11に効率良くシート材12を縫い付けることができる。
【0058】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・第2板材11の周縁部15の幅、すなわち、第2板材11の周縁部15における、第2板材11の面に沿う方向における外周側の端部からの長さは、適宜選択することが可能である。
【0059】
・内部に複数のセルSが並設された第2板材11は、周縁部15に薄肉部13が設けられていなくてもよい。すなわち、第2板材11の周縁部15が第2板材11の中心部16と略同じ厚さで構成され、この周縁部15にシート材12が縫い付けられていてもよい。第2板材11の周縁部15が、第2板材11の中心部16よりも厚く構成されていてもよい。第2板材11の中心部16と薄肉部13の厚さは、適宜選択することが可能である。
【0060】
・薄肉部13は、第2板材11の周縁部15に全周に亘って形成された態様に限定されない。第2板材11の周縁部15に部分的に形成されていてもよい。薄肉部13は、第2板材11の表裏両面側に形成された態様に限定されない。第2板材11の一方の面のみに形成されていてもよい。
【0061】
・薄肉部13の傾斜部13bにおける傾斜角度は、凸面11c側の傾斜部13bの方が、凹面11d側の傾斜部13bよりも小さい構成に限定されない。凸面11c側の傾斜部13bと凹面11d側の傾斜部13bとが同じ傾斜角度となるように構成されていてもよい。凸面11c側の傾斜部13bの方が、第2板材11の凹面11d側の傾斜部13bよりも傾斜角度が大きく構成されていてもよい。
【0062】
・凸面11c側の薄肉部13が、凹面11d側の薄肉部13よりも面積が大きくなるように構成された態様に限定されない。凸面11c側の薄肉部13と凹面11d側の薄肉部13とが、同じ面積で構成されていてもよい。凹面11d側の薄肉部13の方が凸面11c側の薄肉部13よりも面積が大きく構成されていてもよい。
【0063】
・スキン層30は、1層で構成された態様に限定されない。スキン層30は2層以上の積層体で構成されていてもよい。スキン層30は、コア層20の表裏両面に接合された態様に限定されない。スキン層30はコア層20の表裏両面における一方の面のみに接合されていてもよい。第2板材11は、スキン層30を有していなくてもよい。
【0064】
・コア層20とスキン層30は、接着層を介して接合されていなくてもよい。コア層20とスキン層30は、接着層を用いることなく直接接合されていてもよい。
・コア層20は、1枚の熱可塑性樹脂製のシートを折畳んで形成した態様に限定されない。コア層20は、複数枚のシートを用いて形成したものであってもよい。
【0065】
・コア層20は、上壁部21と、下壁部22と、側壁部23とを備えた態様に限定されない。複数のセルSが並設されていれば、コア層は、上壁部21と下壁部22の少なくともいずれか一方を有していなくてもよい。
【0066】
・内部に複数のセルSが並設された板材は、本実施形態の板材に限定されない。例えば、ハーモニカ形状の複数のセルSを有する段ボールプラスチックからなる板材や、円柱状や円錐状の突起が設けられたシートを上下からシートで挟むことによって複数のセルSが形成された板材であってもよい。ハニカム形状によって複数のセルSを有する板材であってもよい。
【0067】
・第2板材11の形状は、適宜選択することができる。平板状であってもよいし、曲面を有していてもよい。平板状の一部に曲面や凹凸を有していてもよい。曲面や凹凸を有する箇所は、プレス成形においてスキン層30が引き伸ばされやすいため、スキン層30の厚さが薄くなりやすい。プレス成形によってコア層20内の複数のセルSが傾斜して並設された箇所、すなわち、コア層20が斜め方向から押しつぶされた箇所が存在してもよい。複数のセルSが傾斜して並設された箇所も、スキン層は薄くなりやすい。プレス成形によってコア層20の表面が傾斜状に形成された箇所は、スキン層30が薄くなりやすい。
【0068】
・第2板材11の周縁部15において、プレス成形でコア層20の壁部同士が溶着して塊状となった箇所(樹脂塊)は、第2板材11の中心部16よりも、スキン層30の厚さが厚く構成されていてもよい。すなわち、樹脂塊において、壁部同士が溶着して一体化していることにより、第2板材11の周縁部15よりも中心部16側の方が、スキン層30の厚さが薄く構成されていてもよい。周縁部15は、第1板材17のコア層20を形成するシート肉厚とスキン層30を形成するシート肉厚を合せた合計のシートより厚くなっている。こうすることで、第2板材11の周縁部15は樹脂塊ができ難く、スキン層30の肉厚が、第1板材17のスキン層30より薄くなりやすい。
【0069】
・第2板材11の周縁部15において、コア層20が溶融してスキン層30と一体になっている樹脂溜が存在していてもよい。
・シート材12は、第2板材11の周縁部15に全周に亘って縫い付けられた態様に限定されない。第2板材11の周縁部15に部分的に縫い付けられていてもよい。
【0070】
・シート材12は、第2板材11の表裏両面に跨って縫い付けられた態様に限定されない。シート材12は、第2板材11の一方の面のみに縫い付けられていてもよい。第2板材11の表裏両面にそれぞれ別のシート材12が縫い付けられていてもよい。第2板材11の表裏両面にそれぞれ別のシート材12が縫い付けられた態様において、各シート材12は接合されていてもよい。
【0071】
・薄肉部13に縫い付けられるシート材12の形状は帯状に限定されない。中空構造体10の用途に合わせて、シート材12の形状は適宜選択することができる。
・シート材12を、第2板材11の周縁部15に取付ける方法は、糸14で縫い付ける方法以外の方法であってもよい。例えば、接着剤を用いて貼り付けたり、第2板材11に溶着させて取り付けてもよい。
【0072】
・セルSの形状は六角柱状に限定されない。四角柱状、八角柱状等の多角形状や円柱状としてもよい。異なる形状のセルSが混在してもよい。各セルSは隣接していなくてもよく、セルSとセルSの間に隙間(空間)が存在してもよい。
【0073】
・内部に複数のセルSが並設された第2板材11は、凸面11cを有する態様に限定されない。中空構造体10が平板状で用いられる場合、第2板材11は平板状に構成されていてもよい。第2板材11が平板状に構成されている場合、曲げ工程を省略することができる。
【0074】
・曲げ工程において、平板状の第1板材17を所定の形状となるようにプレス成形する方法は、本実施形態の方法に限定されない。例えば、平板状の第1板材17をヒータ等で加熱して軟化させたうえで、加熱していない金型で上下両方から第1板材17を挟み込むことによって成形してもよい。この際、金型に真空孔を設けて、真空成形してもよい。
【0075】
上述した実施形態やその変形例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に記載する。
(イ)第2板材11は、表側が凸面11cとなるとともに、裏側が凹面11dとなるように構成され、凸面11c側の薄肉部13は、凹面11d側の薄肉部13よりも面積が大きくなるように構成されている。
【0076】
(ロ)薄肉部13の密度は、第2板材11の中心部16の密度よりも高くなるように構成されている。
【符号の説明】
【0077】
S…セル、10…中空構造体、11…板材(第2板材)、12…シート材、15…周縁部。