移动体用结构部件及其制造方法与流程

本发明涉及一种使用于车辆等移动体的移动体用结构部件及其制造方法。

背景技术：

一般作为车辆用发动机的凸轮轴，公知一种由含有例如镍、铬等的特殊钢的锻造物、特殊铸铁的铸造物等构成的凸轮轴(例如，参照专利文献1、2等)。出于近年的以节能、低燃耗化为目的的降低车重的需求，期望上述这样的车辆用结构部件的轻量化。

现有技術文献

专利文献1：日本特开2010-149135号公报

专利文献2：日本特开2008-274908号公报

技术实现要素：

另外，车辆用的结构部件不仅要达成其轻量化，还需要有能够发挥充分的可靠性的强度。特别是，包含所述凸轮轴的发动机部件、动力传动系(驱动传递装置)等部件期望为机械强度优异的部件。

但是，在这样的车辆用结构部件中，尚未可知具有规定强度并且比所述锻造品、铸造品那样的金属制的结构部件重量轻的结构部件。

因此，本发明的课题在于提供一种具有规定强度并且比仅由金属构成的结构部件重量轻的移动体用结构部件及其制造方法。

解决所述课题的本发明的移动体用结构部件的特征在于，其具有：金属制成的基材；以及树脂层，其形成在所述基材上并包含热塑性树脂，所述树脂层从所述基材侧起依次具有第1树脂层和第2树脂层，至少所述第2树脂层包含碳纤维。

此外，解决所述课题的所述移动体用结构部件的制造方法的特征在于，其具有：第1工序，在该第1工序中，在金属制成的基材上配置包含热塑性树脂的第1树脂层；第2工序，在该第2工序中，在所述基材上隔着所述第1树脂层配置包含碳纤维和热塑性树脂的第2树脂层；以及第3工序，在该第3工序中，至少将所述第1树脂层所包含的热塑性树脂加热到超过玻璃化转变温度的温度，并相对于所述基材接合所述第2树脂层。

根据本发明，能够提供一种具有规定强度并且比仅由金属构成的部件重量轻的移动体用结构部件及其制造方法。

附图说明

图1是本发明的实施方式的作为移动体用结构部件的凸轮轴的立体图。

图2中的(a)是沿着图1中的iia-iia线的剖视图，(b)是(a)的iib部的局部放大。

图3中的(a)至(e)是图1中的凸轮轴(移动体用结构部件)的制造方法的工序说明图。

图4中的(a)至(c)是本发明的其他实施方式的移动体用结构部件的结构说明图。

图5中的(a)和(b)是本发明的其他实施方式的移动体用结构部件的结构说明图。

图6是示出本发明的实施例中的移动体用结构部件的评价结果的图表，(a)是示出弯曲刚性[n·m²]的实验结果的图表，(b)是示出扭曲刚性[n·m²]的实验结果的图表，(c)是示出质量[g]的测量结果的图表。

标号说明

1：凸轮轴(移动体用结构部件)；2：凸轮部；3：轴部；4：中空部；5：轴颈部；6；槽部；7：连通孔；8：基材；8a：基材；8b；基材；9：树脂层；10：移动体用结构部件；11：第1树脂层；11a：第1树脂层；11b：第1树脂层；12：第2树脂层；12a：第1层；12b：第2层；12c：第3层；13：第3树脂层；14：碳纤维；14a：短碳纤维；15：圆筒体；16：模具；16a：注入口；16b：型芯；17：热塑性树脂。

具体实施方式

接下来，对本发明的实施方式的移动体用结构部件进行说明。本发明中的移动体是指行驶的车辆、航行的船舶、航空器等能够移动的结构体。

作为本实施方式中的移动体用结构部件，以安装于直列4气缸的4冲程发动机的发动机主体上的进气用和排气用凸轮轴中的进气用凸轮轴为例进行说明。另外，本发明的移动体用结构部件并不限定于这样的凸轮轴，也可以如下所述，应用于其他各种各样的场合。

本实施方式的凸轮轴(移动体用结构部件)如后述详细说明那样，主要特征点在于构成为具有金属-热塑性树脂-碳纤维复合结构体。下文中，针对凸轮轴进行说明之后，对该凸轮轴的制造方法进行说明。

《凸轮轴》

图1是本发明的实施方式的凸轮轴1的立体图。

如图1所示，凸轮轴1形成为大致棒状体，具有：轴部3，其具有大致圆柱状的外形；以及多个凸轮部2，其沿着凸轮轴1的长度方向设置。

凸轮部2由厚板形成，该厚板在沿凸轮轴1的旋转轴方向观察的平面观察时具有蛋形的轮廓。通过凸轮轴1绕旋转轴旋转，凸轮部2借助于省略图示的摇臂对发动机主体侧的阀进行开闭。该凸轮部2以与阀(省略图示)对应的方式沿着凸轮轴1的旋转轴延伸的方向隔开规定间隔地配置。另外，凸轮轴1也可以应用在ohv(底置凸轮轴)、sohc(单顶置凸轮轴)、dohc(双顶置凸轮轴)等任意一种方式。

在轴部3上局部地形成有轴颈部5。轴颈部5形成为具有与凸轮轴1的旋转轴同轴的周面。该轴颈部5由设置于省略了图示的发动机主体侧的多个轴承支承，使凸轮轴1旋转自如地支承于发动机主体侧。

轴颈部5以与轴承(省略图示)对应的方式沿着凸轮轴1的旋转轴方向隔开规定间隔地设置有多个。

在图1中，标号6是在与所述轴承(省略图示)之间形成机油的油路的环状的槽部，标号7是使后述的凸轮轴1的中空部4(参照图2)和槽部6连通的后述的连通孔。顺带提一下，通过规定路径向凸轮轴1的中空部4提供油盘(省略图示)的机油。

作为这样的凸轮轴1，例如可以是以下中的任意一种：在圆筒状的单体轴部3上安装有多个凸轮部2的凸轮轴；将分割成多个的圆筒状的轴部3和由相对于分割好的每个轴部3一体形成的凸轮部2构成的组合件彼此连接而成的凸轮轴；圆筒状的轴部3和凸轮部2通过锻造品的切削、铸造等而预先一体形成的凸轮轴等。

图2中(a)是沿着图1中的iia-iia线的剖视图，图2中(b)是图2中(a)的iib部的局部放大。

如图2中(a)所示，本实施方式的凸轮轴1具有在剖视观察时为圆形的所述中空部4。该中空部4形成为在凸轮轴1的长度方向上延伸。

这样的凸轮轴1构成为具有由金属形成的基材8和树脂层9。

基材8形成凸轮轴1的外形，若除掉从轴部3的周面向径向外侧突出的凸轮部2，则凸轮轴1具有大致圆筒形状。

本实施方式中的基材8的形成中空部4的内周面(内壁)被实施了粗面化处理。作为粗面化处理，可以列举对基材8的表面进行公知的物理或者化学蚀刻的方法。作为物理蚀刻方法，可以列举激光处理、喷砂处理、利用工具等的切削处理等。此外，作为使用化学蚀刻方法的处理，可以列举例如amalpha(mecco.有限公司注册商标)处理。

作为基材8的金属可以列举包含例如镍、铬的特殊钢、特殊铸铁等公知的凸轮轴材料，并没有特别限制。

本实施方式中的树脂层9形成在大致圆筒形状(管形状)的基材8的内周面(内壁)侧。

这样的树脂层9构成为具有第1树脂层11、第2树脂层12以及第3树脂层13。若是分别从第1树脂层11、第2树脂层12以及第3树脂层13的每一层观察的话，各层11～13形成为与凸轮轴1的旋转轴同轴的圆筒形状。

如图2中(b)所示，树脂层9中，从基材8侧起依次层叠有第1树脂层11、第2树脂层12以及第3树脂层13。另外，图2中(b)所示的碳纤维14的截面形状和尺寸出于制图方便的考虑，并没有反映出实际的碳纤维的截面形状和尺寸。

第1树脂层11构成为包含热塑性树脂。

作为热塑性树脂，例如可以列举：聚丙烯(pp)、聚酰胺(pa)、热塑性聚氨酯(tpu)、聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚醚醚酮(peek)、聚苯硫醚(pps)、聚醚酰亚胺(pei)等，但是并不限定于它们。

虽然本实施方式中第1树脂层11想定为仅由热塑性树脂构成，但是如后述那样，第1树脂层11中也可以包含无方向性的短碳纤维14a(参照图4中的(b))。

第2树脂层12构成为在作为基体的热塑性树脂中包含碳纤维14。

作为第2树脂层12的热塑性树脂，可以列举出与所述第1树脂层11的热塑性树脂相同的树脂。优选第1树脂层11的热塑性树脂和第2树脂层12的热塑性树脂是相同种类。即，在选择例如聚酰胺作为第1树脂层11的热塑性树脂的情况下，对于第2树脂层12的热塑性树脂优选也选择聚酰胺。

作为第2树脂层12中所包含的碳纤维14，优选为在一个方向取向的碳纤维。

如图2中(b)所示，本实施方式中的第2树脂层12从第1树脂层11侧起由碳纤维14的取向方向不同的第1层12a、第2层12b以及第3层12c构成。

如后述详细说明那样，第1层12a中的碳纤维14取向为相对于凸轮轴1的旋转轴成0度(平行)。此外，如后述详细说明那样，第2层12b中的碳纤维14取向为形成相对于凸轮轴1的旋转轴成45度的螺旋。此外，如后述详细说明那样，第3层12c中的碳纤维14取向为形成相对于凸轮轴1的旋转轴成-45度的螺旋。

第2树脂层12中的在一个方向取向的碳纤维14中，除了由前述那样的碳纤维14的取向角度在层叠方向上变化的层叠结构构成的纤维以外，还包含例如ud材料那样的仅在一个方向取向的碳纤维14和以规定角度织入有碳纤维14的织物。

作为这样的在一个方向取向的碳纤维14可以是pan系、沥青类中的任意一种。

树脂层9中的第1树脂层11的厚度t1相对于第2树脂层12的厚度t2之比(t1/t2)优选为0.001～0.1。

通过以这样的比值设定树脂层9，能够对凸轮轴1赋予基于碳纤维14的规定强度，同时，和没有第1树脂层11的结构相比，能够显著提高第2树脂层12相对于基材8的接合强度。

第3树脂层13构成为包含热塑性树脂。作为该第3树脂层13的热塑性树脂，可以列举与所述第1树脂层11的热塑性树脂相同的树脂。

如后述详细说明那样，该第3树脂层13是将第2树脂层12按压到基材8侧的熔融的热塑性树脂17(参照图3的(e))固化而形成的。

另外，也可以如后述那样省略该第3树脂层13。

《凸轮轴的制造方法》

接下来，对图1所示的凸轮轴1(移动体用结构部件)的制造方法进行说明。

图3中(a)至图3中(e)是凸轮轴1的制造方法的工序说明图。

在本实施方式中，以在所述圆筒状的单体的轴部3(参照图1)上后装有多个凸轮部2(参照图1)的凸轮轴1(参照图1)的制造方法为例进行说明。

如图3中(a)至图3中(e)所示，该凸轮轴1的制造方法具有：第1树脂层配置工序(第1工序)，在该工序中，在基材8上配置所述第1树脂层11；第2树脂层配置工序(第2工序)，在该工序中，在基材8上隔着第1树脂层11配置所述第2树脂层12；以及接合工序(第3工序)，在该工序中，至少将第1树脂层11包含的热塑性树脂加热到超过玻璃化转变温度的温度，并相对于基材8接合第2树脂层12。

针对该制造方法更加具体地进行说明，如图3中(a)所示，首先准备作为构成轴部3(参照图1)的金属制成的基材8的大致圆筒体。该基材8的长度与凸轮轴1(参照图1)的长度大致相等。

接下来，如图3中(b)所示，在基材8的内周面(内壁)上配置第1树脂层11。

作为将第1树脂层11配置到基材8的内周面上的方法，例如可以列举如下的方法：将由第1树脂层11的热塑性树脂构成的树脂片、粉末状树脂配置到基材8的内周面上的方法；将由预先制作的第1树脂层11的热塑性树脂构成的圆筒体配置到基材8的内侧的方法；将熔融的第1树脂层11的热塑性树脂涂布到基材8的内周面上的方法等。另外，关于后述那样的基材8为平板状的情况，第1树脂层11也可以使配置在基材8上的颗粒状的热塑性树脂熔融而形成。

在本实施方式的制造方法中，如图3的(c)所示，在基材8(参照图3的(a))之外，准备用于形成第2树脂层12(参照图2的(a))的圆筒体15。该圆筒体15以成为与第2树脂层12相同的层结构的方式而具有前述的第1层12a、第1层12b以及第1层12c。即，第1层12a、第1层12b以及第1层12c在作为基体的热塑性树脂中包含在规定方向取向的碳纤维14。具体而言，第1层12a中的碳纤维14取向为相对于圆筒体15的中心軸构成0度(平行)。此外，第1层12b中的碳纤维14取向为形成相对于圆筒体15的旋转轴成45度的螺旋。此外，第1层12c中的碳纤维14取向为形成相对于圆筒体15的中心軸成-45度的螺旋。

另外，本实施方式的第2树脂层12中的第1层12a、第1层12b以及第1层12c例如能够这样形成：将在作为基体的热塑性树脂中碳纤维14在一个方向取向而成的ud材料以成为所述规定的取向角度的方式层叠在圆柱型的周面上。该ud材料也可以使用市面上销售的材料。

接下来，在该制造方法中，如图3的(d)所示，通过在第1树脂层11的内侧配置圆筒体15，由此，在基材8的内周面(内壁)上隔着第1树脂层11配置第2树脂层12。

此外，作为该制造方法的变形例，也可以采用如下的方法：除了基材8(参照图3的(a))之外还制作如下的组装体(省略图示)：在图3的(c)所示的圆筒体15的外周侧上配置有与第1树脂层11(参照图3的(b))相对应的圆筒体(省略图示)，将该组装体配置到基材8的内侧。

根据该变形例，通过在基材8的内侧配置所述组装体，同时进行所述第1工序和所述第2工序，从而制造工序变得简便。

接下来，在该制造方法中，如所述那样，至少加热第1树脂层11(参照图3的(d))所包含的热塑性树脂到超过玻璃化转变温度的温度。由此，第1树脂层11塑化或熔融，从而与基材8(参照图3的(d))之间的界面紧贴而消失。此外，第1树脂层11塑化或熔融，并且与第2树脂层12(参照图3的(d))之间的界面紧贴而消失。

作为加热方法，并没有特殊限制，例如可以列举使用焦耳热、红外线、加热介质(例如加热流动体)等的方法。另外，对第1树脂层11的加热可以从基材8侧进行，也可以从第2树脂层12侧进行，也可以从基材8侧和第2树脂层12侧两侧进行。

之后，第1树脂层11的热塑性树脂成为低于玻璃化转变温度的温度，从而热塑性树脂固化，由此，第2树脂层12借助于第1树脂层11而接合于基材8(第3工序)。之后，所述连通孔7(参照图1)等规定油路被形成在轴部3(参照图1)的规定位置上，并且安装凸轮部2(参照图1)，由此，结束凸轮轴1(移动体用结构部件)的一连串的制造工序。

在这样的凸轮轴1(移动体用结构部件)的制造方法中的所述接合工序(第3工序)中，虽然至少第1树脂层11的热塑性树脂被加热到超过玻璃化转变温度的温度，但是，对于第2树脂层12的热塑性树脂，也优选加热到超过玻璃化转变温度的温度。此外，在所述接合工序(第3工序)中，优选与第1树脂层11和第2树脂层12的加热工序并行地进行将第2树脂层12按压到基材8侧的按压工序。

这样的接合工序(第3工序)的变形例例如这样进行：在支承基材8的状态下，将规定压力的加热流动体施加到第2树脂层12上。具体而言，如图3的(e)所示，该变形例使用例如规定的模具16来进行。

进一步具体来说，作为该接合工序(第3工序)，可以列举具有如下工序的工序：模具内配置工序(第4工序)，在该工序中，将如前述那样配置有第1树脂层11和所述第2树脂层12的所述基材8配置到规定的模具16内；加热树脂注入工序(第5工序)，在该工序中，向模具16内注入被加热到超过玻璃化转变温度的温度的热塑性树脂17；按压和加热工序(第6工序)，在该工序中，利用注入的所述热塑性树脂17的压力将所述第2树脂层12隔着所述第1树脂层11按压到所述基材8侧，并且利用注入的所述热塑性树脂17将所述第1树脂层11和所述第2树脂层12的热塑性树脂加热到超过玻璃化转变温度的温度。

在这样的接合工序(第3工序)中使用的模具16具有：仿照基材8的外形的型腔；所述加热后的热塑性树脂17的注入口16a；以及配置在与形成在轴部3(参照图2的(a))的内侧的中空部4(参照图2的(a))相对应的位置上的型芯16b。

在该接合工序(第3工序)中，在内部配置有第1树脂层11和第2树脂层12的基材8被设置到模具16内，从例如注塑成形机等以规定压力射出的所述热塑性树脂17被从注入口16a被注入到模具16内。然后，注入到模具16内的热塑性树脂17以规定压力充满第2树脂层12和型芯16b之间。

模具16内的热塑性树脂17以超过玻璃化转变温度的温度加热第1树脂层11和第2树脂层12的热塑性树脂。

模具16内的热塑性树脂17以与注塑成形机对热塑性树脂17的射出压力对应的压力如所述那样将第2树脂层12朝向基材8侧按压。由此，第2树脂层12借助于第1树脂层11更牢固第连接于基材8。

作为该热塑性树脂17，与第1树脂层11和第2树脂层12的热塑性树脂相比，优选玻璃化转变温度高的树脂。

在注入到模具16内的热塑性树脂17变成低于玻璃化转变温度的温度而固化之后，起模而取出型芯16b后的痕迹上形成中空部4(参照图1)。

固化后的热塑性树脂17成为第3树脂层13(参照图1)，并从内侧保持第2树脂层12。

此外，根据不应用这样的接合工序(第3工序)的变形例的所述凸轮轴1(移动体用结构部件)的制造方法，能够得到省略了第3树脂层13的凸轮轴1。

在这样的接合工序(第3工序)的变形例中，虽然想定从注塑成形机射出的热塑性树脂作为规定压力的加热流动体，但是加热流动体并不限定于此。作为该变形例中的其他加热流动体，例如，也可以使用被加压到超过大气压的压力的油(矿物油、有机硅油等)。而且，加热流动体也可以隔着设置在第2树脂层12上的其他层而附加于第2树脂层12上。顺带提一下，该“其他层”可以是作为结果物而残留在凸轮轴1上的层、或者也可以是在后工序中被去除而作为结果物没有残留在凸轮轴1上的层。

接下来，对本实施方式的凸轮轴1(移动体用结构部件)及其制造方法所实现的作用效果进行说明。

根据本实施方式的凸轮轴1(移动体用结构部件)，由于在金属制成的基材8上接合有包含碳纤维的第2树脂层12，因此，与单独由基材8形成的部件相比能够进一步提高强度。换言之，在都具有相同强度的本实施方式的凸轮轴1(移动体用结构部件)和仅由构成基材8的金属所形成的凸轮轴中的金属量的比较中，本实施方式的凸轮轴1使用的金属量少。因此，本实施方式的凸轮轴1具有规定强度，并且比以往的金属制的部件(参照例如专利文献1、2等)重量轻。

此外，在本实施方式的凸轮轴1(移动体用结构部件)中，包含碳纤维14的第2树脂层12隔着包含热塑性树脂的第1树脂层11相对于金属制成的基材8而接合。由此，本实施方式的凸轮轴1(移动体用结构部件)与相对于基材8直接接合第2树脂层12的部件相比，第2树脂层12相对于基材8的接合强度得到了进一步提高。

此外，在本实施方式的凸轮轴1(移动体用结构部件)中，在由金属的管体构成的基材8的内壁上形成有树脂层9。即，树脂层9的外层成为被金属覆盖的结构。由此，凸轮轴1(移动体用结构部件)与在该基材8的外壁上设置有树脂层9的部件相比，针对从外部输入的冲击力的强度得到了提高。

此外，根据本实施方式的凸轮轴1(移动体用结构部件)的制造方法，由于，隔着第1树脂层11在基材8上接合第2树脂层12，因此，能够提高第2树脂层12相对于基材8的接合强度。

此外，在本实施方式的制造方法中，由于至少将第1树脂层11加热到超过玻璃化转变温度的温度，因此，构成第1树脂层11的热塑性树脂与基材8和第2树脂层12紧密贴合。由此，第2树脂层12相对于基材8的接合强度得到了进一步提高。而且，此时，针对第2树脂层12，也以超过玻璃化转变温度的温度进行加热，由此，第2树脂层12相对于基材8的接合强度得到了进一步提高。

此外，在所述实施方式的制造方法中，至少将第1树脂层11以超过玻璃化转变温度的温度进行加热并同时将第2树脂层12按压到基材8侧。由此，第2树脂层12相对于基材8的接合强度更加可靠地提高。

此外，在本实施方式的制造方法的所述变形例(参照图3的(e))中，在模具16内，第2树脂层12被接合到基材8上。根据该变形例，接合第2树脂层12的基材8的保持稳定性变得良好。

此外，在本实施方式的制造方法的图3的(e)所示的变形例中，将熔融的热塑性树脂17导入模具16内，利用该热塑性树脂17将第1树脂层11和第2树脂层12加热到超过玻璃化转变温度的温度。根据该变形例，能够以一定温度均匀地加热第1树脂层11和第2树脂层12。由此，第2树脂层12的相对于基材8的内壁面的接合强度在整个周面上均一化。

此外，在该变形例中，第2树脂层12借助于熔融的热塑性树脂17向模具16内的导入压而被按压向基材8侧。根据该变形例，在基材8的内壁面的面方向上，第2树脂层12被均一地按压向基材8侧。由此，第2树脂层12相对于基材8的内壁面的接合强度在整个周面上均一化。

另外，在该变形例中，也可以利用规定的加热器加热模具16，以便至少将第1树脂层11加热到超过玻璃化转变温度的温度。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于所述实施方式，也可以以各种各样的方式进行实施。另外，在以下的其他实施方式中，针对与所述实施方式相同的结构要件，标记相同的标号并省略其详细说明。

图4的(a)至图4的(c)、图5的(a)和图5的(b)是本发明的其他实施方式的移动体用结构部件10的结构说明图。另外，关于图4的(a)至图4的(c)所示的碳纤维14的形状和尺寸，出于制图方便的考虑，并没有反映出实际的碳纤维的直径、截面形状。

在所述实施方式中，虽然对在由管体构成的基材8的内壁面上形成有树脂层9的凸轮轴1(移动体用结构部件)进行了说明(参照图2)，但是，本发明的移动体用结构部件并不限定于此。本发明的移动体用结构部件例如也可以使用于动力传动系(驱动传递装置)等部件、车载装置的壳体、悬架等底盘部件、车体框架等中。而且，本发明的移动体用结构部件并不限定于所述的凸轮轴1那样的棒状部件，而能够对应于所应用的部件形成为各种各样的形状。此外，根据移动体用结构部件所应用的部件，基材8的金属的种类、形状等也能够进行各种各样的选择。

如图4的(a)所示，该移动体用结构部件10在基材8的规定的平面上具有树脂层9。作为基材8的金属，可以使用移动体用结构部件10所应用的部件中通常使用的金属，而没有特殊限制。优选在该基材8的设置有树脂层9的一侧的面上实施粗面化处理。

在图4的(a)中，标号11是第1树脂层，标号12是第2树脂层。作为第1树脂层11、第2树脂层12所包含的热塑性树脂，例如可以列举，聚丙烯(pp)、聚酰胺(pa)、热塑性聚氨酯(tpu)、聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚醚醚酮(peek)、聚苯硫醚(pps)、聚醚酰亚胺(pei)等，但是并不限定于它们。

该移动体用结构部件10中的第1树脂层11可以形成为与所述实施方式的凸轮轴1(移动体用结构部件)相同。

该移动体用结构部件10中的第2树脂层12被想定为：在作为基体的热塑性树脂17中，从基材8侧起依次层叠有碳纤维14以0°取向的第1层12a、碳纤维14以90°取向的第1层12b以及碳纤维14以0°取向的第1层12c。另外，关于第2树脂层12的碳纤维14，除了由前述那样碳纤维14的取向角度在层叠方向上变化的层叠结构构成以外，也包含例如ud材料那样的仅在一个方向取向的碳纤维14和以规定角度织入有碳纤维14的织物。

另外，在该移动体用结构部件10中，虽然与前述实施方式的凸轮轴1(移动体用结构部件)不同而省略了第3树脂层13(参照图2的(a))，但是也可以在第2树脂层12上形成该第3树脂层13。

根据该移动体用结构部件10，在应用于要求面压强度的部件时，具有规定的面压强度，并且比仅由金属构成的部件重量轻。

如图4的(b)所示，如前述那样，该移动体用结构部件10具有在作为基体的热塑性树脂17中包含无方向性的短碳纤维14a的第1树脂层11。该无方向性是指，所包含的短碳纤维14a的纤维轴向的方向性为无规则的状态。优选短碳纤维14a的长度为0.02mm～几mm。作为短碳纤维14a，可以列举例如短切碳纤维等。

作为短碳纤维14a，可以是pan系、沥青类中的任意一种。

另外，在图4的(b)中，标号8是基材，标号11是构成树脂层9的第1树脂层，标号12是构成树脂层9的第2树脂层，标号14是分别在第1层12a、第2层12b、第3层12c中在规定方向取向的、第2树脂层12所包含的碳纤维。

该移动体用结构部件10中的基材8和第2树脂层12可以构成为与图4的(a)所示的移动体用结构部件10中的基材8和第2树脂层12相同的结构。

此外，在该移动体用结构部件10中，虽然与前述实施方式的凸轮轴1(移动体用结构部件)不同而省略了第3树脂层13(参照图2的(a))，但是，也可以在第2树脂层12上形成该第3树脂层13。

根据该移动体用结构部件10，通过具有包含短碳纤维14a的第1树脂层11，能够提高第2树脂层12相对于基材8的接合强度，并且能够提高基材8和第2树脂层12之间的剪切强度。此外，根据该移动体用结构部件10，能够进一步提高移动体用结构部件10的刚性。

此外，该移动体用结构部件10的第1树脂层11由于其基体由热塑性树脂构成，因此，能够通过挤压成形等而容易地形成。

如图4的(c)所示，该移动体用结构部件10通过将基材8a、第1树脂层11a、第2树脂层12、第1树脂层11b、基材8b依次重叠并接合而构成。关于该移动体用结构部件10中的基材8a、8b、第1树脂层11a、11b以及第2树脂层12，可以分别应用与图4的(a)所示的移动体用结构部件10中的基材8、第1树脂层11以及第2树脂层12相同的结构。另外，在图4的(c)中，标号14是分别在第1层12a、第2层12b、第3层12c中在规定方向上取向的、第2树脂层12所包含的碳纤维，标号17是树脂层9所包含的热塑性树脂。

根据该移动体用结构部件10，与图4的(a)所示的移动体用结构部件10相比，能够进一步提高面压强度。

此外，图4的(a)所示的、在基材8上具有包含在一个方向取向的碳纤维14的第2树脂层12的部件，也可以省略第1树脂层11。即、省略了该第1树脂层11的变形例的移动体用结构部件(省略图示)具有金属制成的基材和形成在基材上并包含热塑性树脂的树脂层，树脂层是包含在一个方向取向的碳纤维的结构。

如图5的(a)所示，该移动体用结构部件10是如下的结构：在由金属管体构成的基材8的外周壁上依次具有作为树脂层9的第1树脂层11、第2树脂层12以及第3树脂层13。

作为基材8的金属，可以使用移动体用结构部件10所应用的部件通常使用的金属，而没有特殊限制。优选在该基材8的设置树脂层9的一侧的面上实施粗面化处理。

关于该移动体用结构部件10中的第1树脂层11、第2树脂层12以及第3树脂层13，可以分别应用与图2的(a)的凸轮轴1(移动体用结构部件)中的第1树脂层11、第2树脂层12以及第3树脂层13相同的结构。

根据该移动体用结构部件10，由于树脂层9形成在基材8的外壁面上，因此，树脂层9的厚度等的设计自由度得到提高，并且制造工序也变得简单。

此外，根据该移动体用结构部件10，由于在中空部4侧不具有树脂层9，因此，能够作为供对热塑性树脂赋予化学影响的液体流通的配管来使用。

如图5的(b)所示，该移动体用结构部件10在剖视观察时为大致l字状的棒状部件，被想定为呈直线状延伸的结构且在长度方向弯曲的结构等。该移动体用结构部件10被想定为例如被组装起来而作为框部件使用的部件，想定为作为对立柱、保险杠、各种支架等进行加强的加强件来使用的部件。作为基材8的形状，可以使用与移动体用结构部件10大致相同的形状(接近形状)。作为基材8的材料，只要是金属即可，没有特殊限制。

该移动体用结构部件10构成为，在基材8的内角侧的面上依次层叠有第1树脂层11和第2树脂层12。标号9是由第1树脂层11和第2树脂层12构成的树脂层。

关于该移动体用结构部件10中的第1树脂层11和第2树脂层12，可以应用与图4的(a)的移动体用结构部件10中的第1树脂层11和第2树脂层12相同的结构。

该移动体用结构部件10在前述的作用效果的基础上，作为组装材料通用性得到提高。另外，作为该移动体用结构部件10的变形例，例如可以列举：截面形状为u字状(コ字状)的部件、截面为h字状的部件、以及具有圆、椭圆、多边形等封闭截面的部件等。此外，第1树脂层11和第2树脂层12不仅设置于基材8的一个面，也可以夹着基材8分别设置于两个面。

此外，在本发明的实施方式(也包括前述的其他实施方式)中，虽然作为第2树脂层12所包含的碳纤维14而想定为在一个方向取向的碳纤维，但是，也可以使用在通过造纸法形成的碳纤维的无规则垫和在编织成网状的碳纤维中包含热塑性树脂的结构来作为第2树脂层12。

此外，本发明的移动体用结构部件并不限定于前述的车辆用的部件，也可以应用于在船舶和航空器等中使用的结构部件。

【实施例】

以下，对验证本发明的移动体用结构部件所实现的作用效果的实施例进行说明。

在本实施例中，制作长度为400mm的圆筒状的轴来作为移动体用结构部件。该轴的内径为10mm。

在制作该轴时，首先准备了长度400mm、外径25mm、内径21mm的钢管(与图2的(a)的基材8相对应)。

在该钢管的内壁面上形成由图2的(a)所示的第1树脂层11、第2树脂层12以及第3树脂层13构成的树脂层9从而得到所述的轴。在钢管的内壁面上形成第1树脂层11、第2树脂层12以及第3树脂层13是通过前述的变形例而进行的，即，向图3的(e)的模具16内射出熔融后的热塑性树脂而进行的。

另外，第1树脂层11的热塑性树脂和第2树脂层12的热塑性树脂使用了聚醚醚酮(peek)。

第2树脂层12的碳纤维14与图3的(c)的圆筒体15一样，使其取向为0度、45度以及-45度。

第3树脂层13的热塑性树脂使用了聚酰胺6(pa6)。

第1树脂层11的厚度为0.05mm，第2树脂层12的厚度为2mm，第3树脂层13的厚度为1mm。

接下来，针对所制作的轴进行弯曲刚性、扭曲刚性以及质量的测量实验。将该实验结果作为“实施例”在图6的(a)至图6的(c)中示出。

图6的(a)是示出弯曲刚性[n·m²]的实验结果的图表，图6的(b)是示出扭曲刚性[n·m²]的实验结果的图表，图6的(c)是示出质量[g]的测量结果的图表。

如图6的(a)至图6的(c)所示，作为实施例的轴的弯曲刚性是6487[n·m²]，扭曲刚性是2200[n·m²]，质量是592[g]。

此外，与该测量实验并行地，针对长度400mm、外径25mm、内径13mm的钢管，与所述轴同样地进行了弯曲刚性[n·m²]、扭曲刚性[n·m²]以及质量[g]的测量实验。将该实验结果作为“比较例”在图6中示出。

如图6的(a)至图6的(c)所示，作为比较例的钢管的弯曲刚性是6331[n·m2]，扭曲刚性是2200[n·m²]，质量是831[g]。

如这些测量实验的结果所示，验证出：本实施例的轴(移动体用结构部件)具有与该轴相同形状的钢管(比较例)同等的强度(弯曲刚性[n·m²]、扭曲刚性[n·m²])。此外，验证出：本实施例的轴(移动体用结构部件)比钢管(比较例)质量减少了29％。

此外，在本实施例中，制作了图4的(a)所示的移动体用结构部件10(以下，称为样品1)和图4的(b)所示的移动体用结构部件10(以下，称为样品2)。此外，作为比较例，制作了在图4的(a)的移动体用结构部件10中省略了第1树脂层11的对照品。即，制作了在基材8上直接接合第2树脂层12的部件。另外，作为第1树脂层11和第2树脂层12的热塑性树脂，使用了聚醚醚酮(peek)。

接下来，分别针对这些样品1、样品2以及对照品，测量了基材8和第2树脂层12之间的剪切强度。

对照品的剪切强度是41.2[mpa]。与之相对地，具有不包含短碳纤维14a的第1树脂层11的样品1的剪切强度是57.4[mpa]。根据该测量结果可以明确确认到：通过具有第1树脂层11，本发明的移动体用结构部件10的基材8和第2树脂层12之间的剪切强度也是优异的。

此外，第1树脂层11中包含短碳纤维14a的样品2的剪切强度是62.0[mpa]。确认到：通过在第1树脂层11中包含短碳纤维14a，本发明的移动体用结构部件10的基材8和第2树脂层12之间的剪切强度得到了进一步提高。