JP2019151008A - 構造体の製造方法及び構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】工程を煩雑にすることなく、閉断面フレーム構造の構造体の内部に複数の隔壁を形成できる構造体の製造方法、及びこれにより製造された構造体を提供する。【解決手段】構造体の製造方法は、管部材１１を準備し、管部材１１の内側空間に樹脂３３を射出して、管部材１１の内周面１１ａを覆う第１樹脂層１７Ａを形成する。第１樹脂層１７Ａの長手方向の一端部３５に、管部材１１の内側空間１３を長手方向に二分する隔壁部材１５Ａを配置する。内側空間１３の隔壁部材１５Ａを挟んだ第１樹脂層１７Ａと反対側に樹脂を射出して、隔壁部材１５Ａの少なくとも一部と管部材１１の内周面１１ａを覆う第２樹脂層を形成し、隔壁部材１５Ａを管部材１１に固定する。【選択図】図３

Description

本発明は、構造体の製造方法及び構造体に関する。

近年、排気ガス等による地球環境問題に対して、自動車等の輸送機においては、車体の軽量化による燃費の向上が図られている。また、この軽量化をできるだけ阻害せずに、自動車の車体衝突時の安全性を高める工夫が検討されている。特に、自動車の車体構造に対し、従来から使用されている鋼材の一部を、より軽量で、エネルギー吸収性にも優れたアルミニウム合金材及びマグネシウム材等の軽合金材に置き換えること、フレームの一部に、より強度の高いハイテン鋼を適用すること等、種々の対応が進められている。また、更なる軽量化と高剛性の部材を得るために、金属材と樹脂材とを組み合わせた複合構造体も検討されている（例えば特許文献１，２）。

特許文献１には、一対の略ハット型のフレーム部材を重ね合わせ、重ね合わせたフレーム部材の内部に射出成形による樹脂層を形成して閉断面フレーム構造を形成する方法が記載されている。また、樹脂層を形成する際、フレーム内部にリブを一体的に成形することが記載されている。
先行文献２には、複数のフレーム部材（骨格部材）を組み合わせた隙間に樹脂を射出して、フレーム部材間に樹脂が充填された構造体が開示されている。また、構造体の内部に射出成形によって壁部（リブ）を設け、構造体を補強することが記載されている。

特開２０１４−１６９００９号公報 特開２０１６−１４８４４７号公報

長手方向に延びる閉断面フレーム構造の構造体では、中空となるフレーム内部空間を長手方向に分割する隔壁を設けると、フレームに生じる応力が隔壁を通じて分散され、フレームの剛性を格段に向上できる。そのため、フレーム内部に隔壁を設けて、構造体を効率よく補強して剛性を高めることが望まれている。
しかしながら、特許文献１に記載の複合構造体では、樹脂によるリブ（突出部）を設けることができるものの、閉断面フレーム構造の断面全体を閉塞する隔壁を形成することはできない。また、特許文献２に記載の構造体では、構造体の内部に一つの隔壁を設けることはできるが、構造体の長手方向に複数の隔壁を設けることはできない。
このように、閉断面フレーム構造の構造体に複数の隔壁を設けることは、製造上の制約により難しいのが実情であって、特殊な加工を要することなく構造体の剛性を十分に向上させる技術が切望されている。

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、工程を煩雑にすることなく、閉断面フレーム構造の構造体の内部に複数の隔壁を形成できる構造体の製造方法、及びこれにより製造された構造体を提供することにある。

本発明は下記構成からなる。
（１） 長手方向に延びる管部材を準備する工程と、
前記管部材の内側空間に樹脂を射出して、前記管部材の内周面を覆う第１樹脂層を形成する工程と、
前記第１樹脂層の前記長手方向の一端部に、前記管部材の内側空間を前記長手方向に二分する隔壁部材を配置する工程と、
二分された前記内側空間の前記隔壁部材を挟んだ前記第１樹脂層と反対側に樹脂を射出して、前記隔壁部材の少なくとも一部と前記管部材の内周面を覆う第２樹脂層を形成し、前記隔壁部材を前記管部材に固定する工程と、
を有する構造体の製造方法。
（２） 長手方向に延びる管部材と、
前記管部材の内部に配置され、前記管部材の内側空間を前記長手方向に分割する隔壁部材と、
前記管部材内の前記隔壁部材の前記長手方向両隣に形成され、前記隔壁部材を前記管部材に固定する樹脂層と、
を備える構造体。

本発明によれば、工程を煩雑にすることなく、閉断面フレーム構造の構造体の内部に複数の隔壁を形成できる。これにより、高強度な構造体が簡単に得られる。

本発明に係る構造体の第１構成例を示す部分断面図である。 図１に示す構造体のII−II線断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は管部材の管内に第１樹脂層を射出成形して第１隔壁部材を配置するまでの工程を段階的に示す概略的な工程説明図である。 マンドレルの先端部の外観斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は第１樹脂層が形成された管部材の管内に第２樹脂層を射出成形して第２隔壁部材を配置するまでの工程を段階的に示す概略的な工程説明図である。 管部材にマンドレルを挿入して射出成形を実施する場合の第２の製造方法を示す工程説明図である。 （Ａ），（Ｂ）は管部材の軸方向両端からマンドレルをそれぞれ挿入して隔壁部材及び樹脂層を形成する第３の製造方法を示す工程説明図である。 （Ａ），（Ｂ）は第４の製造方法に用いるマンドレルの構成例を示す構成図である。 管部材の孔に充填される樹脂に係合部を設ける第５の製造方法における管部材と樹脂の断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は段付管の管部材に隔壁部材と樹脂層を形成する第６の製造方法を段階的に示す行程説明図である。 湾曲した管状部材に隔壁部材と樹脂層とを設ける第７の製造方法を示す工程説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１構成例＞
図１は本発明に係る構造体の第１構成例を示す部分断面図、図２は図１に示す構造体のII−II線断面図である。

本構成の構造体１００は、長手方向に延びる管部材１１と、管部材１１の内部に配置され、管部材１１の内側空間１３を長手方向に分割する複数の隔壁部材１５（図１においては第１隔壁部材１５Ａ，第２隔壁部材１５Ｂ，第３隔壁部材１５Ｃを示す）と、管部材１１内の隔壁部材１５の長手方向両隣に形成され、隔壁部材１５を管部材１１に固定する樹脂層１７（図１においては第１樹脂層１７Ａ，第２樹脂層１７Ｂ，第３樹脂層１７Ｃ，第４樹脂層１７Ｄを示す）とを備える。

（管部材）
管部材１１は、図示例では軸断面形状が円形のパイプ状であり、管内には樹脂層１７が射出成形されている。管部材１１には、長手方向に沿った複数箇所（図示例では３箇所のみ示す）に、管壁を貫通する孔１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃが形成される。孔１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃは、それぞれ射出成形時に樹脂を管内に射出させる樹脂流入口となる。

管部材１１の材質としては、例えば、アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金（６０００系）、Ａｌ−Ｍｇ系合金（５０００系）、Ａｌ−ＺｎＭｇ系合金（７０００系）、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金（２０００系）、Ａｌ−Ｍｎ系合金（３０００系）等）、マグネシウム合金、鋼材（軟鋼、高張力鋼）、チタン合金等が好適に用いられる。

管部材１１の形状は、上記した丸パイプの他に、角パイプ、楕円パイプの任意の断面形状の管に加えて、長手方向で径が変化する断付管、テーパ管であってもよい。

管部材１１の内周面１１ａには、プライマー処理が施されたプライマー層が構成されていてもよい。プライマー処理は、例えば管部材１１の内周面１１ａに接着剤を塗布して施される。プライマー処理に用いられる接着剤は、変性ポリオレフィン系塗料、変性エポキシ系プライマー等、不揮発分の少ない低粘度の液体が用いられる。その場合、管部材１１の内周面１１ａに形成されたプライマー層により管部材１１と樹脂層１７との接着性が向上され、より強固に接着される。

さらに、管部材１１の内周面１１ａに、ブラスト処理やエッチング処理を施してもよい、この場合、管部材１１の内周面１１ａが粗面化され、樹脂が微小な凹凸と密着するアンカー効果によって、樹脂が管部材１１に強固に接合される。

（隔壁部材）
隔壁部材１５は、管部材１１の内周面１１ａの断面形状と略同じ形状の平板状の部材である。隔壁部材１５の材質は、金属材（例えばアルミニウム合金やハイテン鋼）であってもよく、ＣＦＲＰ，ＧＦＲＰ等の繊維強化樹脂であってもよい。隔壁部材１５は、樹脂層１７と溶着するものが構造体１００の剛性を高めるためにより好ましい。また、最初の隔壁部材１５は第１樹脂層１７Ａ、第２樹脂層１７Ｂと一緒に射出成形によって一体的に設けてもよい。

（樹脂層）
樹脂層１７は、管部材１１の管内に射出成形されて設けられる。樹脂層１７は、円形の断面形状を有し、管部材１１の内周面１１ａを覆って設けられる。また、管部材１１に形成された複数の孔１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの内部にも樹脂層１７と一体に樹脂が充填される。

樹脂層１７に用いる樹脂としては、通常の射出成形に使用される樹脂組成物であれば、特に限定されない。例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン（ポリアミド）、ポリエチレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂が樹脂材料として好適に用いられる。ナイロン、ポリプロピレンは、機械的特性に優れるため特に好ましい。

また、ガラス繊維や金属繊維で強化した繊維強化樹脂を用いることもできる。樹脂には、タルクや金属繊維等の充填材や各種添加材が配合されていてもよい。その場合、樹脂中への充填材の充填率は、射出成形時の樹脂の流動性を確保しつつ樹脂の強度を向上させるため、５〜４０％程度（金属繊維の場合：５〜２０％）が好ましい。

樹脂層１７の径方向厚さは、射出成形時の樹脂の流動性と、構造体１００の強度の観点から、最も厚さの薄い箇所で、２ｍｍ程度以上とすることが好ましい。

上記構成の構造体１００では、長尺な管部材１１の管内に、内側空間１３を管部材１１の長手方向に分割する複数の隔壁部材１５が、樹脂層１７を形成することにより管部材１１に固定される。これにより、構造体１００は、管部材１１と隔壁部材１５とが樹脂層１７によって一体に接続され、管部材１１が隔壁部材１５と樹脂層１７によって補強され、曲げ剛性や捻り剛性が向上した構造になる。

したがって、本構成の構造体１００によれば、より高い剛性を要する部位にも適用できる。また、同じレベルの剛性を全て金属材料で達成した場合と比較して、金属材料の使用量を低減でき、軽量化に寄与できる。これにより、この構造体１００が適用された製品は、剛性が高まると共に強度重量比も高められ、製品の品質、信頼性をより向上できる。

（構造体の製造方法）
次に、上記構成の構造体１００の製造方法について説明する。
図３の（Ａ）〜（Ｄ）は管部材１１の管内に第１樹脂層１７Ａを射出成形して第１隔壁部材１５Ａを配置するまでの工程を段階的に示す概略的な工程説明図である。

まず、複数の孔１９Ａ，１９Ｂ（図示例では２つのみ示す）が形成された管部材１１を準備して、この管部材１１の管内に、先端部に押さえ板２１を有する始端用治具２３と、マンドレル（中子）２５とを挿入する。始端用治具２３とマンドレル２５は、それぞれ不図示の支持機構によって管部材１１と同軸に支持される。

始端用治具２３は、管部材１１の長手方向一端側から挿入される。先端の押さえ板２１は、管部材１１の内周面の断面形状と略同じ形状の平板状の部材である。

支持機構は、始端用治具２３とマンドレル２５を、それぞれ管部材１１の長手方向（軸方向）に沿って移動可能に支持し、且つ、軸方向の移動を規制できるものであればよく、公知のスライダ機構等により構成できる。

図４はマンドレル２５の先端部の外観斜視図である。
マンドレル２５は、先端部に軸長Ｌ、外径がφｄの小径部２７、基端部に小径部２７より大径となる外径φＤ（＞φｄ）の大径部２９とを有し、管部材１１の長手方向他端側から挿入される。このマンドレル２５は、大径部２９の基端側が前述した支持機構によって、管部材１１内の挿入位置を変更自在に支持される。

マンドレル２５の大径部２９は、管部材１１内に同軸に挿入した際、管部材１１の内周面１１ａと大径部２９の外周面２９ａとの間の径方向隙間ｔ（図３の（Ａ）参照）が片側で０．５ｍｍ以下となるようにする。径方向隙間ｔが０．５ｍｍよりも大きいと、後述する管部材１１内に射出される樹脂が隙間を通って樹脂バリとして広がってしまう。一方、径方向の隙間があっても、径方向隙間ｔが０．２ｍｍ未満であれば隙間内での樹脂の流動性がなくなるため隙間への樹脂の流入が止められる。

径方向隙間ｔは、小さいほど射出成形時の樹脂の広がりを堰き止めやすくなるが、マンドレル２５の管部材１１への挿入が難しくなる。そのため、マンドレル２５の挿入性と、樹脂が不要な場所に広がるのを遮断する特性とを考慮すると、径方向隙間ｔは０．２〜０．５ｍｍが好ましい。径方向隙間ｔが上記範囲であることにより、射出成形時に樹脂止めするストッパの配置が不要になり、射出成形工程をより簡略化できる。また、マンドレル２５の管部材１１への挿入性を損なうことがない。

次に、上記構成のマンドレル２５と、始端用治具２３を用いて管部材１１の内部に樹脂を射出成形する。
まず、図３の（Ａ）に示すように、管部材１１の長手方向の一端側から始端用治具２３を挿入し、長手方向の他端側からマンドレル２５を挿入する。そして、始端用治具２３の押さえ板２１の先端面２１ａとマンドレル２５の小径部２７の先端面２７ａとを突き合わせる。このとき、押さえ板２１と小径部２７の先端面２７ａとの間に、管部材１１の孔１９Ａが配置されるようにする。

このとき、押さえ板２１の先端面２１ａと、マンドレル２５の小径部２７の外周面２７ｂと、大径部２９の端面２９ｂとは、管部材１１の内周面１１ａとの間に円筒状のキャビティ３１を画成する。この位置で、始端用治具２３とマンドレル２５は、前述した不図示の支持機構によって軸方向の移動が規制される。

そして、図３の（Ｂ）に示すように、管部材１１の孔１９Ａから溶融樹脂３３をキャビティ３１に射出し、キャビティ３１内に樹脂を射出成形する。以降の説明においては、図３に示す部材や部位と同じ部材や部位については同一の符号を付与することで、その説明を簡略化又は省略する。

ここで、孔１９Ａには、図示を省略するが、樹脂を収容するシリンダと、シリンダ内の樹脂を加熱するヒータと、シリンダ内の樹脂を撹拌してシリンダ吐出口から押し出すスクリューとを備える樹脂供給ユニットの溶融樹脂吐出口が接続され、溶融樹脂３３が供給される。樹脂供給ユニットの構成は上記例に限らず、溶融樹脂３３が供給可能であればよい。

射出成形時における樹脂供給ユニットのシリンダの温度は１５０℃〜４３０℃、射出成形圧力は５５〜１４０ＭＰａ、管部材１１の温度は４５〜２３０℃の各範囲で、樹脂の種類や形状等に応じて適宜設定される。管部材１１は、その外周部にヒータを配置することで加熱することができる。また、マンドレル２５は、内部にヒータを備えた構成にしてもよく、その場合、常温〜管部材１１の加熱温度の範囲で任意に設定することができる。

射出成形後、マンドレル２５を管部材１１内に配置したまま管部材１１を冷却して、溶融樹脂３３を硬化させる。この冷却工程は、送風や冷却媒体を用いた強制冷却であってもよく、自然冷却であってもよい。

溶融樹脂の硬化後、始端用治具２３とマンドレル２５を軸方向に引き抜くことで、図３の（Ｃ）に示すように、管部材１１の内周面１１ａに円筒状の第１樹脂層１７Ａが管部材１１と一体に形成される。

次に、図３の（Ｄ）に示すように、第１樹脂層１７Ａの長手方向の一端部３５に、第１隔壁部材１５Ａを配置する。第１隔壁部材１５Ａは、管部材１１から一旦引き抜かれた後のマンドレル２５の先端に取り付けられ、マンドレル２５を再び管部材１１内に挿入することで配置される。

つまり、マンドレル２５の小径部２７の先端面２７ａに第１隔壁部材１５Ａを仮止めし、この状態でマンドレル２５を管部材１１内に挿入する。そして、挿入先端側の第１隔壁部材１５Ａが、第１樹脂層１７Ａの長手方向の一端部３５に突き当たるまでマンドレル２５を押し進める。

マンドレル２５は、第１隔壁部材１５Ａを第１樹脂層１７Ａに突き当てた状態で、前述した支持機構によって軸方向移動が規制される。

図３の（Ｄ）に示すように、第１隔壁部材１５Ａを第１樹脂層１７Ａに隣接させて配置したマンドレル２５には、その小径部２７の外周にキャビティ３１が画成される。孔１９Ｂは、このキャビティ３１に連通する位置に形成されている。

図５の（Ａ）〜（Ｃ）は第１樹脂層１７Ａが形成された管部材１１の管内に第２樹脂層１７Ｂを射出成形して第２隔壁部材１５Ｂを配置するまでの工程を段階的に示す概略的な工程説明図である。

図５の（Ａ）に示すように、孔１９Ｂには、前述した樹脂供給ユニットの溶融樹脂吐出口が接続され、溶融樹脂３３が供給される。樹脂供給ユニットは、孔１９Ａから孔１９Ｂに溶融樹脂吐出口を切り換えて溶融樹脂をキャビティ３１内に射出してもよく、複数の孔１９Ａ，１９Ｂに対応するバルブを開閉制御することで、各孔１９Ａ，１９Ｂへ個別に射出してもよい。

射出された溶融樹脂３３は、第１隔壁部材１５Ａのマンドレル２５側の端面３７Ａに接触して、キャビティ３１に充填される。

射出成形後、マンドレル２５を管部材１１内に配置したまま管部材１１を冷却して、溶融樹脂３３を硬化させる。その後、マンドレル２５を再び引き抜くことで、図５の（Ｂ）に示すように、管部材１１内に第２樹脂層１７Ｂが形成される。

このとき、第１隔壁部材１５Ａは、一方の端面１５ａが、第１樹脂層１７Ａの長手方向の一端部３５に当接し、他方の端面１５ｂが第２樹脂層１７Ｂに表面層を溶融させた状態で溶着される。また、第１樹脂層１７Ａ，第２樹脂層１７Ｂは、管部材１１の内周面１１ａに溶着されている。そのため、第１隔壁部材１５Ａは、管部材１１内に、第１樹脂層１７Ａ及び第２樹脂層１７Ｂに挟まれて固定される。

以降は、図５の（Ｃ）に示すように、第２隔壁部材１５Ｂを、第２樹脂層１７Ｂの長手方向の一端部３５にマンドレル２５で押し当てて配置し、前述と同様に樹脂を射出成形することを繰り返す。これにより、図１に示す複数の隔壁部材１５が管部材１１内に設けられた構造体１００が得られる。

ここで、樹脂層１７を射出成形する際、管部材１１に形成した孔１９Ａ，１９Ｂから樹脂を射出する以外にも、マンドレル２５の内径部に設けた樹脂供給口からキャビティ３１に向けて射出してもよい。その場合、管部材１１に孔を形成する工程を省略できる。

管部材１１として熱処理型のアルミニウム合金材（２０００系、６０００系、７０００系）を用いる場合には、射出成形前に管部材１１にＴ１処理（ＪＩＳ Ｈ ０００１）を実施してもよい。これにより、管部材１１が溶体化処理をされると共に軟化するため、樹脂射出の樹脂圧を用いてバルジ成形を行うこともできる。

また、管部材１１がＴ１調質を施したアルミニウム合金管である場合、射出成形後に人工時効処理を施してもよい。その場合の人工時効処理は、射出成形後に樹脂が硬化した後で、構造体１００の全体を熱処理炉に投入することで実施できる。射出成形後に構造体１００の全体を人工時効処理することにより、アルミニウム合金が時効硬化して構造体全体の曲げ剛性や捻り剛性が向上する。

人工時効処理は、射出成形時の樹脂の熱、マンドレルの温度等を利用して行ってもよい。その場合、射出成形の後、改めて熱処理する工程が省略でき、タクトタイムを短縮できる。

上記の構造体１００の製造方法によれば、工程を煩雑にすることなく、閉断面フレーム構造の構造体の内部に複数の隔壁を効率よく形成でき、構造体１００の剛性をより高めることができる。

本構成の構造体１００の製造方法は、以下に示す種々の製造方法とすることもできる。
＜第２の製造方法＞
図６は管部材１１にマンドレル２５を挿入して射出成形を実施する場合の第２の製造方法を示す工程説明図である。
前述した射出成形においては、マンドレル２５は、隔壁部材１５を樹脂層１７に押し当てたまま軸方向に固定している。ここでは、マンドレル２５により隔壁部材１５を管部材１１内に配置した後、距離Ｃだけ離間させた位置で軸方向に固定する。

この場合、マンドレル２５の小径部２７の先端面２７ａと、隔壁部材１５の端面１５ｂとの間に空間が射出成形のキャビティに加わることになる。その結果、溶融樹脂３３がキャビティ内に充填されると、新たに形成される樹脂層は、隔壁部材１５の端面１５ｂを覆う有底筒状となる。この構成によれば、隔壁部材１５と樹脂層との接合面積が増加して、隔壁部材１５をより高強度に管部材１１内に固定できる。よって、構造体１００の剛性がより高められる。

＜第３の製造方法＞
図７の（Ａ），（Ｂ）は管部材１１の軸方向両端からマンドレル２５Ａ，２５Ｂをそれぞれ挿入して隔壁部材１５及び樹脂層１７を形成する第３の製造方法を示す工程説明図である。
図７の（Ａ）に示すように、いずれか一方のマンドレル２５Ａに隔壁部材１５を取り付けて、管部材１１の一端から挿入する。また、隔壁部材１５の他端から他方のマンドレル２５Ｂを挿入して、一方のマンドレル２５Ａに取り付けた隔壁部材１５に押し立てる。これにより、隔壁部材１５は、一対のマンドレル２５Ａ，２５Ｂに挟まれて管部材１１内に配置され、管部材１１とマンドレル２５ａ，２５Ｂの小径部２７との間に一対のキャビティ３１が画成される。

この状態でキャビティ３１に樹脂を射出成形して、図７の（Ｂ）に示すように、隔壁部材１５を挟んで一対の樹脂層１７を形成する。樹脂層１７の硬化後、マンドレル２５Ａ，２５Ｂを管部材１１から抜去する。その後、それぞれ先端に隔壁部材１５を取り付けたマンドレル２５Ａ，２５Ｂを、再び管部材１１内に挿入して、上記同様に樹脂を射出成形する。

上記行程を繰り返すことで、最初に管部材１１内に配置した隔壁部材１５を中心に、管部材１１の軸方向両端側に向けて隔壁部材１５と樹脂層１７とが形成される。このように、管部材１１の中間位置から軸方向両側に向けて同時に隔壁部材１５と樹脂層１７を形成することで、構造体を製造するタクトタイムを短縮できる。

＜第４の製造方法＞
図８の（Ａ），（Ｂ）はマンドレルの他の構成例を示す構成図である。
マンドレル２５は、図８の（Ａ）に示すように、小径部２７と大径部２９との間の段部が、軸方向先端に向けて徐々に縮径する傾斜面４１を有していてもよい。段部に傾斜面４１が存在することで、射出成形により形成される管部材内の樹脂層の端部をテーパ状に面取りできる。

また、図８の（Ｂ）に示すように、傾斜面４１の軸方向角部を滑らかな曲面状にしてもよい。その場合、樹脂層の端部に曲面状の面取り部を設けることができる。上記のように、樹脂層の端部に面取り部を設けることで、応力集中の発生を防止できる。

＜第５の製造方法＞
図９は管部材１１の孔１９に充填される樹脂に係合部が設けられた管部材１１と樹脂の断面図である。
管部材１１の孔１９に充填される樹脂を孔１９から飛び出させ、樹脂による係合部４３を形成してもよい。この場合、係合部４３が樹脂層１７と一体になって管部材１１を挟んで形成されて、樹脂層１７と管部材１１との接合強度を向上できる。

＜第６の製造方法＞
図１０の（Ａ）〜（Ｄ）は段付管の管部材１１Ａに隔壁部材１５と樹脂層１７を形成する第６の製造方法を段階的に示す行程説明図である。
管部材１１Ａは、軸方向一端側の小径管部１１ｂと、小径管部１１ｂより大径な大径管部１１ｃと、小径管部１１ｂと大径管部１１ｃとを接続する接続部１１ｄと、を有する

図１０の（Ａ）に示すように、前述同様の工程によって、始端用治具２３と、大径部２９が小径管部１１ｂの内径より僅かに小さいマンドレル２５とを挿入して、キャビティ３１に溶融樹脂３３を充填する。そして、マンドレル２５を管部材１１Ａから抜去する。

次に、図１０の（Ｂ）に示すように、大径部２９の直径が大径管部１１ｃの内径より僅かに小さいマンドレル２５Ｃの先端に、外径が小径管部１１ｂの内径より僅かに小さい隔壁部材１５を取り付けて、それぞれ管部材１１Ａ内に挿入する。このとき、マンドレル２５Ｃの小径部２７の外周部にキャビティ３１Ａが画成される。このキャビティ３１Ａに、図１０の（Ｃ）に示すように溶融樹脂３３を充填して樹脂層１７Ｅを形成する。

そして、マンドレル２５Ｃを管部材１１から抜去して、図１０の（Ｄ）に示すように、外径が大径管部１１ｃの内径より僅かに小さい隔壁部材１５Ｄを先端に取り付けたマンドレル２５Ａを再び管部材１１内に挿入する。これにより画成されるキャビティ３１Ｂに溶融樹脂を充填する。以降、上記した隔壁部材１５Ａと樹脂層の形成を繰り返す。

この製造方法の工程によれば、段付管の管部材１１Ａであっても、連続して隔壁部材１５，１５Ｄと樹脂層１７，１７Ｅを形成できる。

＜第７の製造方法＞
上記の各製造方法は、直管状の管部材に隔壁部材と樹脂層を設ける工程であるが、管部材は直管状に限らず、湾曲した管部材であってもよい。
図１１は湾曲した管部材１１Ｂに隔壁部材１５と樹脂層１７とを設ける第７の製造方法を示す工程説明図である。

この場合のマンドレル２５Ｄは、小径部２７と、大径部２９と、大径部２９に接続される支持体４５とを有する。支持体４５は、湾曲自在で、且つ軸方向移動を規制できるものであればよく、例えば、コイル部材等で構成される。大径部２９は、小径部２７の軸長よりも短くすることで、湾曲の曲率が大きい場合でもマンドレル２５Ｄを管部材１１Ｂ内に円滑に挿入できる。

本構成のマンドレル２５Ｄによれば、湾曲した管部材１１Ｂであっても、隔壁部材１５を樹脂層１７に押し当てて配置でき、直管状の管部材と同様にして構造体を製造できる。管部材１１Ｂは、図１１に示す単一の曲率半径の湾曲以外にも、複数の異なる湾曲を有するものであってもよい。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

前述した各実施形態の態様においては、隔壁部材の配置間隔や径方向厚さは、一定間隔、一定厚さとしているが、これに限らない。例えば、マンドレルの小径部の軸長や外径の異なるマンドレルを複数種類用意しておき、管部材内に配置する隔離部材の間隔や径方向厚さを、変更してもよい。その場合、管部材の特に高い荷重が負荷される部位を、他の部位よりも高強度に補強できる。また、隔離部材の板厚を管部材の部位に応じて異ならせてもよい。その場合も、使用目的に応じて適切に補強された構造体を得ることができる。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 長手方向に延びる管部材を準備する工程と、
前記管部材の内側空間に樹脂を射出して、前記管部材の内周面を覆う第１樹脂層を形成する工程と、
前記第１樹脂層の前記長手方向の一端部に、前記管部材の内側空間を前記長手方向に二分する隔壁部材を配置する工程と、
二分された前記内側空間の前記隔壁部材を挟んだ前記第１樹脂層と反対側に樹脂を射出して、前記隔壁部材の少なくとも一部と前記管部材の内周面を覆う第２樹脂層を形成し、前記隔壁部材を前記管部材に固定する工程と、
を有する構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、隔壁部材を第１樹脂層と第２樹脂層との間に挟み、第２樹脂層と一体に形成することで、工程を煩雑にすることなく隔壁部材を管部材内に固定できる。これにより、閉断面フレーム構造の構造体の内部に複数の隔壁を形成できる。

（２） 前記管部材は、前記長手方向に沿った複数箇所に管壁を貫通する孔が形成され、
前記第１樹脂層と前記第２樹脂層とを、それぞれ異なる位置の前記孔から樹脂を射出させて形成する、（１）に記載の構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、管壁に形成された孔を通じて樹脂を管部材内に供給するため、樹脂の流路を短縮でき、熱効率のよい射出成形が行える。

（３） 前記第１樹脂層を形成する工程と、前記隔壁部材を配置する工程と、前記第２樹脂層を形成する工程とを繰り返して、複数の前記隔壁部材を前記管部材内に配置する（２）に記載の構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、複数の隔壁部材を連続して管部材内に配置するため、長尺な管部材であっても、複数の隔壁部材によって管部材の剛性を高めることができる。

（４） 前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層を形成する工程は、
小径部と前記小径部に連なる大径部を備え、前記管部材内で同軸に配置した際に、前記大径部の外周面と前記管部材の内周面との間の径方向隙間が片側で０．５ｍｍ以下となるマンドレルを、前記管部材内に挿入して固定配置する工程と、
前記管部材の内周面と前記マンドレルの前記小径部の外周面との間の空間に、樹脂を充填して樹脂積層部を形成する工程と、
を含む、（１）〜（３）のいずれか一つに記載の構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、大径部の外周面と管部材の内周面との間に樹脂が浸入しても、樹脂が大径部の軸方向外側にはみ出すことがない。よって、樹脂が充填されるキャビティ内を適正な圧力に保持でき、良好な射出成形が行える。

（５） 前記隔壁部材を、前記マンドレルの先端に前記隔壁部材を取り付けて前記マンドレルとともに前記管部材内に挿入し、前記第１樹脂層の前記長手方向の一端部に配置する、（４）に記載の構造体の製造方法。
この構造体の製造方法によれば、隔壁部材を管部材内に配置する工程を、その工程の後に使用するマンドレルを用いて配置することで、別途に配置する工程を設ける場合と比較して工程を簡素化でき、タクトタイムを短縮できる。

（６） 長手方向に延びる管部材と、
前記管部材の内部に配置され、前記管部材の内側空間を前記長手方向に分割する隔壁部材と、
前記管部材内の前記隔壁部材の前記長手方向両隣に形成され、前記隔壁部材を前記管部材に固定する樹脂層と、
を備える構造体。
この構造体によれば、隔壁部材を樹脂層の間に挟んで樹脂層と一体に形成することにより、工程を煩雑にすることなく隔壁部材を管部材内に固定できる。これにより、閉断面フレーム構造の構造体の内部に複数の隔壁を形成できる。

（７） 前記隔壁部材は、前記管部材の前記長手方向に沿った複数箇所に設けられている（６）に記載の構造体。
この構造体によれば、管部材の全体が補強され、高い剛性を得ることができる。

（８） 前記管部材の隣り合う前記隔壁部材同士の間に、管壁を貫通する孔が設けられ、
前記孔に前記樹脂層と一体の樹脂が充填されている、（６）又は（７）に記載の構造体。
この構造体によれば、孔内に樹脂が充填されることで、管部材と樹脂層との接合強度を向上できる。

（９） 前記管部材は、アルミニウム合金からなる（６）〜（８）のいずれか一つに記載の構造体。
この構造体によれば、高い剛性を維持しつつ軽量化できる。

（１０） 前記隔壁部材は、金属又は繊維強化樹脂からなる（６）〜（９）のいずれか一つに記載の構造体。
この構造体によれば、高強度な隔壁部材を用いることで、構造体全体の曲げ剛性や捻り剛性を向上できる。

１１，１１Ａ 管部材
１１ａ 内周面
１３ 内側空間
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ 隔壁部材
１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ 樹脂層
１９，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ 孔
２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ マンドレル
２７ 小径部
２７ａ 先端面
２７ｂ 外周面
２９ 大径部
２９ａ 外周面
３３ 溶融樹脂（樹脂）
３５ 一端部
１００ 構造体

Claims (10)

1. 長手方向に延びる管部材を準備する工程と、
   前記管部材の内側空間に樹脂を射出して、前記管部材の内周面を覆う第１樹脂層を形成する工程と、
   前記第１樹脂層の前記長手方向の一端部に、前記管部材の内側空間を前記長手方向に二分する隔壁部材を配置する工程と、
   二分された前記内側空間の前記隔壁部材を挟んだ前記第１樹脂層と反対側に樹脂を射出して、前記隔壁部材の少なくとも一部と前記管部材の内周面を覆う第２樹脂層を形成し、前記隔壁部材を前記管部材に固定する工程と、
   を有する構造体の製造方法。
2. 前記管部材は、前記長手方向に沿った複数箇所に管壁を貫通する孔が形成され、
   前記第１樹脂層と前記第２樹脂層とを、それぞれ異なる位置の前記孔から樹脂を射出させて形成する、請求項１に記載の構造体の製造方法。
3. 前記第１樹脂層を形成する工程と、前記隔壁部材を配置する工程と、前記第２樹脂層を形成する工程とを繰り返して、複数の前記隔壁部材を前記管部材内に配置する請求項２に記載の構造体の製造方法。
4. 前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層を形成する工程は、
   小径部と前記小径部に連なる大径部を備え、前記管部材内で同軸に配置した際に、前記大径部の外周面と前記管部材の内周面との間の径方向隙間が片側で０．５ｍｍ以下となるマンドレルを、前記管部材内に挿入して固定配置する工程と、
   前記管部材の内周面と前記マンドレルの前記小径部の外周面との間の空間に、樹脂を充填して樹脂積層部を形成する工程と、
   を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の構造体の製造方法。
5. 前記隔壁部材を、前記マンドレルの先端に前記隔壁部材を取り付けて前記マンドレルとともに前記管部材内に挿入し、前記第１樹脂層の前記長手方向の一端部に配置する、請求項４に記載の構造体の製造方法。
6. 長手方向に延びる管部材と、
   前記管部材の内部に配置され、前記管部材の内側空間を前記長手方向に分割する隔壁部材と、
   前記管部材内の前記隔壁部材の前記長手方向両隣に形成され、前記隔壁部材を前記管部材に固定する樹脂層と、
   を備える構造体。
7. 前記隔壁部材は、前記管部材の前記長手方向に沿った複数箇所に設けられている請求項６に記載の構造体。
8. 前記管部材の隣り合う前記隔壁部材同士の間に、管壁を貫通する孔が設けられ、
   前記孔に前記樹脂層と一体の樹脂が充填されている、請求項６又は７に記載の構造体。
9. 前記管部材は、アルミニウム合金からなる請求項６〜８のいずれか一項に記載の構造体。
10. 前記隔壁部材は、金属又は繊維強化樹脂からなる請求項６〜９のいずれか一項に記載の構造体。

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