[发明专利]结构体的制造方法和结构体

说明书

提供一种尽管成本低其截面形状的自由度也高的FRP制结构体的制造方法和结构体。结构体的制造方法具有如下工序：卷绕工序，在中空的圆筒芯材CY的周围卷绕多片包含强化纤维和未固化的热固性树脂的复合原材料，形成筒状的层叠体LM；施压工序，在前述层叠体LM的外周卷绕条带TP或薄膜，并进行施压；预加热工序，将前述层叠体LM加热至前述热固性树脂完全固化前的状态为止；以及主加热工序，通过将卷绕有前述条带TP或薄膜的前述层叠体LM和前述圆筒芯材CY配置在成形模具内，并进行加压，从而边使前述圆筒芯材CY变形成非圆截面形状，边将前述层叠体LM加热至前述热固性树脂完全固化为止。由此，能够形成使前述圆筒芯材CY与前述层叠体LM成为一体的结构体。

技术领域

本发明涉及结构体的制造方法和结构体。

背景技术

例如，一直以来在摩托车、汽车等中常用金属制的结构体，但对应于近年来推广的车辆电动化等，期望兼具高强度和轻量化的新型结构体来代替较重的金属制结构体。作为尽管质量较轻但仍然具有高强度的原材料，已知的是FRP(Fiber Reinforced Plastics，纤维增强塑料)，作为一例，在自行车的框架等中采用FRP制的中空圆筒构件。

然而，根据结构体的不同，例如为了避免与周围构件之间的干扰，有时想要在长度方向上局部变更与长度方向正交的截面形状。将这种结构体称为不规则形截面结构体。此外，将多个结构体聚集而用于确保强度的用途时，为了尽量不使邻接的结构体彼此之间产生间隙，有时也想要制成多边形截面。将这种结构体称为多边形截面结构体。若能够使用FRP来形成不规则形截面结构体或多边形截面结构体，则其用途扩大，故而优选。

FRP制的不规则形截面结构体或多边形截面结构体在现有技术中也可通过下述制造工序来获得：例如，在具有与期望的外侧形状对应的内侧形状的成形模具内配置用纤维强化树脂的预浸料包裹的崩坏型芯(core)等，边利用高压釜、加压机等进行加压，边对预浸料进行成形，同时使其加热固化。结构体内部的崩坏型芯等在制造后进行崩坏，能够从结构体的敞开端去除。

然而，在历经这种制造工序来成形出FRP制的不规则形截面结构体或多边形截面结构体的情况下，在成形时的加压加热工序中，预浸料产生板厚变化时，有可能产生由无法追随于形状变化的强化纤维引起的褶皱、空孔、树脂富集等外观不良情况。

进而，在成形模具具有复杂形状的情况下，难以进行使预浸料均匀且稳定地追随成形模具的形状的操作，尤其在边角部等对于成形模具的融合度差的部位，容易发生树脂富集、空孔。这种不良情况不仅会使外观品质降低，还会成为构件强度等制品品质的偏差的原因。

与此相对，专利文献1公开了一种形成具有任意中空截面形状的FRP制结构体的技术。根据专利文献1中公开的技术，通过将外周配置有强化纤维基材的中空型芯设置在成形模具的模腔内，进行合模后，边对型芯内进行加压边向成形模具内注入树脂，从而能够成形出具有与模具相应的外侧形状、即不规则形截面或多边形截面的FRP结构体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006-159457号公报

发明内容

发明要解决的问题

根据专利文献1的技术，通过边对配置在成形模具内的中空型芯进行加压边向成形模具内注入树脂，从而能够使具有任意中空截面的FRP中空结构体不产生褶皱、空孔等不良情况。然而，该技术中需要用于向成形模具内注入树脂的树脂流路等大型设备，存在耗费成本的问题。