JP2019196803A - Connection structure and connection method for plate - Google Patents
Connection structure and connection method for plate Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019196803A JP2019196803A JP2018091137A JP2018091137A JP2019196803A JP 2019196803 A JP2019196803 A JP 2019196803A JP 2018091137 A JP2018091137 A JP 2018091137A JP 2018091137 A JP2018091137 A JP 2018091137A JP 2019196803 A JP2019196803 A JP 2019196803A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- adhesive
- reinforced resin
- pair
- fiber reinforced
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 135
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 135
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 109
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 86
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 84
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 21
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 20
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 abstract description 16
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 101710182087 Cornifin-A Proteins 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 101000702146 Mus musculus Cornifin-B Proteins 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Connection Of Plates (AREA)
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
Abstract
Description
本発明は、板材の接合構造及び接合方法に関するものである。 The present invention relates to a joining structure and joining method for plate members.
少なくとも一方が繊維樹脂強化板である一対の板材をセルフピアスリベット(Self-Piercing Rivet:SPR)で接合することが研究されている(下記特許文献1)。ここでの繊維樹脂強化板は、積層された繊維シートに樹脂を含浸させて形成されている。 It has been studied to join a pair of plate materials, at least one of which is a fiber resin reinforced plate, using a self-piercing rivet (SPR) (Patent Document 1 below). Here, the fiber resin reinforced plate is formed by impregnating a laminated fiber sheet with a resin.
SPRが繊維樹脂強化板に打ち込まれる(圧入される)と、穿孔された接合孔の内周面において層間剥離が発生しやすい。また、打ち込み時に発生した層間剥離が、その後に作用する負荷によって亀裂に進展する場合もある。層間剥離や亀裂は、繊維樹脂強化板の強度を低下させる。ひいては、一対の板材の接合強度も低下する。 When SPR is driven (press-fit) into the fiber resin reinforced plate, delamination tends to occur on the inner peripheral surface of the drilled joint hole. In addition, delamination that occurs during driving may develop into a crack due to a load acting thereafter. Delamination and cracks reduce the strength of the fiber resin reinforced plate. As a result, the bonding strength of the pair of plate members also decreases.
本発明の目的は、少なくとも一方が繊維樹脂強化板である一対の板材をSPRで接合する場合に、繊維樹脂強化板の層間剥離や亀裂による強度低下を防止することのできる、板材の接合構造及び接合方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a joining structure of plate materials capable of preventing strength reduction due to delamination or cracking of a fiber resin reinforced plate when at least one of them is a fiber resin reinforced plate joined by SPR, and It is to provide a bonding method.
本発明の第1の特徴に係る板材の接合構造では、一対の板材(少なくとも一方は、積層された繊維シートに樹脂を浸潤させて形成された繊維強化樹脂板)が重ね合わせられ、重ね合わされた一対の板材がセルフピアスリベットで接合されている。この接合構造では、頭部フランジと頭部フランジから立設された胴部とを有するセルフピアスリベットの胴部の外周面と接触する繊維強化樹脂板の接触部に接着剤が浸潤している。 In the joining structure of plate members according to the first feature of the present invention, a pair of plate members (at least one is a fiber-reinforced resin plate formed by infiltrating a resin into a laminated fiber sheet) are overlapped and overlapped. A pair of plate materials are joined by self-piercing rivets. In this joining structure, the adhesive is infiltrated into the contact portion of the fiber reinforced resin plate that comes into contact with the outer peripheral surface of the body portion of the self-piercing rivet having the head flange and the body portion erected from the head flange.
本発明の第2の特徴に係る板材の接合構造では、まず、一対の板材(少なくとも一方は、積層された繊維シートに樹脂を浸潤させて形成された繊維強化樹脂板)が重ね合わせられる。そして、重ね合わされた一対の板材に接着剤を備えたセルフピアスリベットを打ち込んで、一対の板材を接合する。セルフピアスリベットを打ち込むことで、頭部フランジと頭部フランジから立設された胴部とを有するセルフピアスリベットの胴部の外周面と接触する繊維強化樹脂板の接触部に接着剤が浸潤される。 In the joining structure of plate materials according to the second feature of the present invention, first, a pair of plate materials (at least one is a fiber-reinforced resin plate formed by infiltrating a resin into a laminated fiber sheet) is overlapped. And a self-piercing rivet provided with an adhesive is driven into the pair of stacked plate members to join the pair of plate materials. By driving the self-piercing rivet, the adhesive is infiltrated into the contact portion of the fiber reinforced resin plate that comes into contact with the outer peripheral surface of the body portion of the self-piercing rivet having the head flange and the body portion erected from the head flange. The
本発明によれば、セルフピアスリベットの胴部と接触する繊維強化樹脂板の接触部に接着剤が浸潤されるので、接触部が接着剤によって補強される。また、層間剥離が生じたとしても接着剤によって剥離部分が接着される。従って、層間剥離に起因する亀裂も抑止される。この結果、繊維強化樹脂板の層間剥離や亀裂による強度低下を抑止することができる。 According to the present invention, the adhesive is infiltrated into the contact portion of the fiber reinforced resin plate that comes into contact with the body portion of the self-piercing rivet, so that the contact portion is reinforced by the adhesive. Further, even if delamination occurs, the peeled portion is adhered by an adhesive. Therefore, cracks due to delamination are also suppressed. As a result, strength reduction due to delamination or cracking of the fiber reinforced resin plate can be suppressed.
以下、図面を参照しつつ実施形態を説明する。なお、同一又は同等の構成部分には同一の符号を付してそれらの詳しい説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent component, and those detailed description is abbreviate | omitted.
(第1実施形態)
図1に示されるように、本実施形態では、セルフピアスリベット(SPR)1Aで接合される一対の板材は、一対の繊維強化樹脂板2Aである。SPR1Aは、本体10Aと接着剤11とを備えている。本体10Aは、通常のSPRと同様であり、アルミニウム又はアルミニウム合金によって一体的に形成されている。SPR1Aは、頭部フランジ100と胴部101Aとを備えている。頭部フランジ100は円板形状を有し、胴部101Aは内部が空洞の中空円筒形状を有している。胴部101Aは、頭部フランジ100の一面から立設されている。胴部101Aの中心軸は頭部フランジ100の中心を通る。胴部101A内の空洞は先端に向けて徐々に拡径されており、胴部101Aの先端はテーパ形状を有している。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the pair of plate members joined by the self-piercing rivet (SPR) 1 </ b> A is a pair of fiber reinforced resin plates 2 </ b> A. The
本実施形態のSPR1Aは、胴部101Aの外周面に接着剤11が塗布されている。追って詳しく説明するが、この接着剤11は、SPR1Aが繊維強化樹脂板2Aに打ち込まれる(圧入される)と、SPR1Aによって繊維強化樹脂板2Aに穿孔された接合孔20Aの内周面から、繊維強化樹脂板2Aに浸潤する。なお、接着剤11としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂の他、空気中の酸素や水分によって硬化する接着剤や、含有されている溶剤が揮発することで硬化する接着剤など、どのような接着剤でも使用できる。ただし、空気中の酸素や水分によって硬化する接着剤や、含有されている溶剤が揮発することで硬化する接着剤は、SPR1Aを繊維強化樹脂板2Aに打ち込む直前に接着剤11を胴部101Aの外周面に塗布する必要がある。
In the
本実施形態の接着剤11は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂である。このため、接着剤11は、予めSPR1Aの胴部101Aの外周面に塗布されている。熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂製の接着剤11は、SPR1Aの一対の板材(繊維強化樹脂板2A)への打ち込み時に受ける圧力や摩擦による発熱によって軟化又は液化する。
The adhesive 11 of this embodiment is a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For this reason, the
上述したSPR1Aが打ち込まれる二枚の繊維強化樹脂板2Aは、同一のものである。本実施形態の各繊維強化樹脂板2Aは、積層された炭素繊維シートに樹脂を浸潤させて形成されたCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)板である。ただし、SPR1Aによって接合される二枚の繊維強化樹脂板は、異なる仕様(厚さや繊維シートの織り方等)を有していてもよい。なお、接合される二枚の繊維強化樹脂板2Aの繊維シートの配向方向は、目的に応じて決定される(二枚の繊維強化樹脂板2Aの配向方向は同じでも異なっていてもよい)。SPR1Aの仕様は、接合する一対の板材に応じて適切なものが選択される(長さや外径、及び、胴部101A内の空洞の深さ等)。
The two fiber reinforced
上述したSPR1Aによって一対の繊維強化樹脂板2Aを接合するには、一対の繊維強化樹脂板2Aを重ね合わせ、重ね合わされた繊維強化樹脂板2AにSPR1Aを打ち込む(圧入する)。SPR1Aの打ち込み後の接合構造を図2に示す。SPR1Aの打ち込み時には、一対の繊維強化樹脂板2Aの反対側には治具3Aが配置され、打ち込み器具(装置)によって頭部フランジ100が押圧される。治具3Aは、一対の繊維強化樹脂板2Aを反対側で支持するとともに、打ち込まれたSPR1Aの先端を変形させる。SPR1Aの先端は、治具3Aによって外側に拡げられ、繊維強化樹脂板2Aは頭部フランジ100と外側に拡げられた胴部101Aの先端とによって挟み込まれる。治具3Aには、胴部101Aの先端を外側に拡げる凹円穴30Aが形成されている。凹円穴30Aの中央には、胴部101Aの先端の外側への拡張を助ける凸部31Aが形成されている。
In order to join the pair of fiber reinforced
胴部101Aの先端がテーパ形状に形成されているので、SPR1Aを繊維強化樹脂板2Aに打ち込むと胴部101Aが繊維強化樹脂板2Aにめり込む。この結果、繊維強化樹脂板2Aには接合孔20Aが形成され、胴部101Aは接合孔20Aの内部に位置することとなる。接合孔20Aが形成される際には、繊維強化樹脂板2Aの繊維シート及びマトリクス樹脂は胴部101Aの先端によって円柱状に切断される。繊維強化樹脂板2Aの切断された部分は、胴部101Aの内部に残される。
Since the front end of the
SPR1Aの繊維強化樹脂板2Aへの打ち込み(圧入)時には、上述したように、胴部101Aの外周面上に塗布された接着剤11(熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂)が圧力や摩擦による発熱によって軟化又は液化する。接着剤11は、SPR1Aの打ち込み(圧入)と共に接合孔20Aの内部に押し込まれ、接合孔20Aの内周面から繊維強化樹脂板2Aの内部へと浸潤する。特に、接着剤11は、繊維強化樹脂板2Aの繊維部分に浸潤する。接着剤11の一部は、接合孔20Aの打ち込み側に掻き出されて、頭部フランジ100と繊維強化樹脂板2Aの外表面との間に挟み込まれる。
As described above, when the
繊維強化樹脂板2Aに浸潤した軟化又は液化した接着剤11は、SPR1Aの打ち込みが終わると再び硬化して接合孔20Aの内周面を補強する。なお、SPR1Aの打ち込み時に接合孔20Aの内周面に層間剥離が生じたとしても、接着剤11が浸潤して層間に充填される。このため、層間剥離部分は接着剤11によって補強されるため、繊維強化樹脂板2Aの強度が低下することはない。頭部フランジ100と繊維強化樹脂板2Aの外表面との間の接着剤11も、接合孔20Aによる繊維強化樹脂板2Aの強度低下を抑止する。
The softened or liquefied adhesive 11 infiltrated into the fiber reinforced
本実施形態では、SPR1Aの打ち込み後に、接合された一対の繊維強化樹脂板2Aに熱処理が施される。接着剤11が熱可塑性樹脂の場合は、熱可塑性樹脂の融点以上の温度で熱処理する。この熱処理によって、熱可塑性樹脂は液化し、繊維強化樹脂板2Aにより一層浸潤する。熱処理後、熱可塑性樹脂は硬化し、接着剤11(熱可塑性樹脂)による補強がより一層確実に行われるようになる。
In the present embodiment, after the
一方、接着剤11が熱硬化性樹脂の場合は、熱硬化性樹脂の硬化に必要な温度(以下、硬化温度という)以上で熱処理する。この熱処理によって、熱硬化性樹脂は、その性質上、硬化温度への温度上昇の途中で一旦液化し、繊維強化樹脂板2Aにより一層浸潤する。そして、硬化温度に達すると、熱硬化性樹脂の内部で架橋反応(重合反応)が始まり、熱硬化性樹脂が硬化する。硬化した熱硬化性樹脂は、熱処理が終わって温度が低下しても硬化したままである。従って、熱処理後には、接着剤11(熱可塑性樹脂)による補強がより一層確実に行われるようになる。架橋反応によって一旦硬化した接着剤11(熱可塑性樹脂)は、再び熱を加えても軟化しないので、耐熱性に優れる。
On the other hand, when the adhesive 11 is a thermosetting resin, heat treatment is performed at a temperature higher than the temperature necessary for curing the thermosetting resin (hereinafter referred to as a curing temperature). Due to this heat treatment, the thermosetting resin is once liquefied during the temperature rise to the curing temperature and further infiltrated with the fiber reinforced
本実施形態の接合構造(接合方法)によれば、一対の繊維強化樹脂板2Aが上述したSPR1Aによって接合され、かつ、SPR1Aの胴部101Aの外周面と接触する繊維強化樹脂板2Aの接触部(接合孔20Aの内周面)に接着剤11が浸潤される。従って、接着剤11によって繊維強化樹脂板2Aの層間剥離や亀裂による強度低下を抑止することができる。
According to the joining structure (joining method) of the present embodiment, the pair of fiber reinforced
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図3及び図4を参照しつつ説明する。本実施形態では、SPR1Bが上述した第1実施形態のSPR1Aと異なっている。具体的には、SPR1Bの本体10Bの胴部101Bの内部に接着剤11が充填されている。そして、胴部101Bには、その内部から外周面に貫通する貫通孔102が形成されている。SPR1Bの繊維強化樹脂板2Aへの打ち込み時には、接着剤11が貫通孔102を通して胴部101Bの外部に押し出される。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, SPR1B is different from SPR1A of the first embodiment described above. Specifically, the adhesive 11 is filled into the
貫通孔102は、接着剤11を周囲に均等に押し出すように、周方向に等間隔に複数形成される。具体的には、貫通孔102は、二つ〜四つ形成されるのが好ましい。貫通孔102の数が多くなると、胴部101Bの強度が低下してしまう。本実施形態では、四つの貫通孔102が同じ高さに形成されている。なお、対向する二つの貫通孔102が二組あるが、各組の高さを変えてもよい。このようにすることで、接着剤11の押し出し位置を変えて繊維強化樹脂板2Aへの浸潤をより確実に行うことが可能となる場合もある。
A plurality of through
本実施形態における接着剤11も、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂である。熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂製の接着剤11は、SPR1Bの一対の板材(繊維強化樹脂板2A)への打ち込み時に受ける圧力による発熱によって軟化又は液化する。なお、接着剤11としては、空気中の酸素や水分によって硬化する接着剤や、含有されている溶剤が揮発することで硬化する接着剤など、どのような接着剤でも使用できる。特に、本実施形態の場合は、空気と触れる部分は局所的に硬化してしまうかもしれないが、空気中の酸素や水分によって硬化する接着剤であれば、胴部101Bの内部に予め充填させておくことが可能な場合がある。この場合、SPR1Bを繊維強化樹脂板2Aに打ち込む「直前に」接着剤11を胴部101Bの内部に充填しなくてもよく、作業性が向上する。
The adhesive 11 in this embodiment is also a thermoplastic resin or a thermosetting resin. The adhesive 11 made of a thermoplastic resin or a thermosetting resin is softened or liquefied by heat generated by the pressure received when the
その他の構成は上述した第1実施形態と同じである。上述したSPR1Bによって一対の繊維強化樹脂板2Aを接合するには、一対の繊維強化樹脂板2Aを重ね合わせ、重ね合わされた繊維強化樹脂板2AにSPR1Bを打ち込む(圧入する)。SPR1Bの打ち込み後の接合構造を図4に示す。SPR1Bを繊維強化樹脂板2Aに打ち込むと、繊維強化樹脂板2Aには接合孔20Aが形成され、繊維強化樹脂板2Aの円柱状に切断された部分によって胴部101Bの内部に充填された接着剤11は圧力を受ける。圧力を受けた接着剤11(熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂)は圧力による発熱によって軟化又は液化する。
Other configurations are the same as those of the first embodiment described above. In order to join the pair of fiber reinforced
軟化又は液化した接着剤11は、圧力を受けて貫通孔102を通って胴部101Bの外部に押し出される。外部に押し出された接着剤11は、接合孔20Aの内周面から繊維強化樹脂板2Aの内部へと浸潤する。特に、接着剤11は、繊維強化樹脂板2Aの繊維部分に浸潤する。押し出された接着剤11の一部は、頭部フランジ100と繊維強化樹脂板2Aの外表面との間にまで達する(達しなくてもよい)。
The softened or liquefied adhesive 11 receives pressure and is pushed out of the
繊維強化樹脂板2Aに浸潤した軟化又は液化した接着剤11は、SPR1Bの打ち込みが終わると再び硬化して接合孔20Aの内周面を補強する。SPR1Bの打ち込み時に接合孔20Aの内周面に層間剥離が生じたとしても、接着剤11が浸潤して層間に充填される。このため、層間剥離部分は接着剤11によって補強されるため、繊維強化樹脂板2Aの強度が低下することはない。頭部フランジ100と繊維強化樹脂板2Aの外表面との間の接着剤11も、接合孔20Aによる繊維強化樹脂板2Aの強度低下を抑止する。
The softened or liquefied adhesive 11 infiltrated into the fiber reinforced
本実施形態においても、SPR1Bの打ち込み後に、接合された一対の繊維強化樹脂板2Aに熱処理がさらに施される。これにより、上述した第1実施形態と同様に、接着剤11(熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂)による補強がより一層確実に行われるようになる。なお、本実施形態では、接着剤11は、繊維強化樹脂板2Aの円柱状に切断された部分にも浸潤してしまうが、この部分は接合された繊維強化樹脂板2Aの強度とは関係がない。むしろ、繊維強化樹脂板2Aの切断された部分は、接着剤11を押し出す役割がある点で重要である。
Also in the present embodiment, after the
本実施形態の接合構造(接合方法)によっても、一対の繊維強化樹脂板2Aが上述したSPR1Bによって接合され、かつ、SPR1Bの胴部101Bの外周面と接触する繊維強化樹脂板2Aの接触部(接合孔20Aの内周面)に接着剤11が浸潤される。従って、接着剤11によって繊維強化樹脂板2Aの層間剥離や亀裂による強度低下を抑止することができる。
Also by the joining structure (joining method) of the present embodiment, the pair of fiber reinforced
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について図5及び図6を参照しつつ説明する。本実施形態では第1実施形態のSPR1Aが用いられる。ただし、接合される一対の板材が、上述した繊維強化樹脂板2Aと金属板2Bである。本実施形態の金属板2Bは、アルミニウム合金板である。SPR1Aの打ち込み側に繊維強化樹脂板2Aが配置されるように、一対の板材(繊維強化樹脂板2A及び金属板2B)が重ね合される。なお、接合される一対の板材の一方が金属板2Bであるので、治具3Bの凹円穴30Bや凸部31Bの形状が、第1及び第2実施形態の治具3Aの凹円穴30Aや凸部31Aの形状と若干異なっている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the
その他の構成は上述した第1実施形態と同じである。上述したSPR1Aによって一対の板材(繊維強化樹脂板2A及び金属板2B)を接合するには、一対の板材を重ね合わせ、重ね合わされた板材にSPR1Aを打ち込む(圧入する)。SPR1Aの打ち込み後の接合構造を図6に示す。SPR1Aを繊維強化樹脂板2Aに打ち込むと、繊維強化樹脂板2Aには接合孔20Aが形成され、繊維強化樹脂板2Aの円柱状に切断された部分は、胴部101Aの内部に残される。接着剤11は、上述した第1実施形態と同様に、接合孔20Aの内周面から繊維強化樹脂板2Aの内部へと浸潤する。繊維強化樹脂板2Aに浸潤した接着剤11は、接合孔20Aによる繊維強化樹脂板2Aの強度低下を抑止する。
Other configurations are the same as those of the first embodiment described above. In order to join a pair of plate materials (fiber reinforced
ただし、本実施形態では、胴部101Aの先端側に配置される金属板2Bの材質はアルミ合金であり、SPR1Aの材質と同じである。このため、SPR1Aを打ち込むと、SPR1Aは、ほぼ同じ硬さを持つ金属板2Bを貫通することはなく、胴部101Aの先端は拡がりながら金属板2Bを変形させつつ埋没する。このように、材質によっては、SPRの先端は一対の板材を貫通せずに胴部の先端側の板材に埋没するが、接合としては何の問題もない。
However, in the present embodiment, the material of the
本実施形態においても、SPR1Aの打ち込み後に、接合された一対の繊維強化樹脂板2Aに熱処理がさらに施される。これにより、上述した第1実施形態と同様に、接着剤11(熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂)による補強がより一層確実に行われるようになる。なお、本実施形態のような一対の板材(繊維強化樹脂板2A及び金属板2B)に対して、第2実施形態のSPR1Bを適用することも可能である。
Also in the present embodiment, after the
本実施形態の接合構造(接合方法)によっても、一対の板材(繊維強化樹脂板2A及び金属板2B)が上述したSPR1Aによって接合され、かつ、SPR1Aの胴部101Aの外周面と接触する繊維強化樹脂板2Aの接触部(接合孔20Aの内周面)に接着剤11が浸潤される。従って、接着剤11によって繊維強化樹脂板2Aの層間剥離や亀裂による強度低下を抑止することができる。
Also by the joining structure (joining method) of this embodiment, a pair of plate materials (fiber reinforced
本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、接着剤11(熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂)を有するSPR1A又は1Bの一対の板材への打ち込み後に熱処理が行われた。上述したように、この熱処理によって、接着剤11の繊維強化樹脂板2Aへの浸潤が促進される(熱硬化性樹脂の場合は硬化も促進され得る)ので好ましい。しかし、熱可塑性樹脂の場合は、SPR1A又は1Bの一対の板材への打ち込みのみで接着剤11を繊維強化樹脂板2Aに十分浸潤させることができるのであれば、熱処理は必ずしも必要ない。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the heat treatment was performed after the
また、接着剤11が熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂の場合は、SPR1A又は1Bの一対の板材への打ち込み時の圧力や摩擦によって軟化又は液化された。しかし、他の種類の接着剤を用いる場合、当該接着剤が十分な流動性を有していれば、このような圧力や摩擦による軟化や液化を利用する必要はない。 Further, when the adhesive 11 was a thermoplastic resin or a thermosetting resin, it was softened or liquefied by pressure or friction at the time of driving into the pair of SPR1A or 1B plate materials. However, when other types of adhesives are used, there is no need to use softening or liquefaction due to such pressure or friction if the adhesives have sufficient fluidity.
また、上記の第1実施形態や第3実施形態のSPR1A(胴部101Aの外周面上に接着剤11が塗布されている)の頭部フランジ100は閉じられていた。しかし、頭部フランジ100の中心に孔が形成され、頭部フランジ100側で胴部101Aの内部が開放されていてもよい。ただし、上記の第2実施形態のSPR1B(胴部101Bの内部に接着剤11が充填されている)の頭部フランジ100は閉じられていなければならない。SPR1Bの一対の板材への打ち込み時に接着剤11を胴部101Aの内部から外部に貫通孔102を通して押し出すには、頭部フランジ100は閉じられている必要がある。
In addition, the
さらに、上記の第1実施形態や第2実施形態では、一対の板材の両方が繊維強化樹脂板2Aであった。しかし、一対の板材の少なくとも一方が繊維強化樹脂板であればよく、この場合、接着剤によって一方のみの繊維強化樹脂板の層間剥離や亀裂による強度低下を効果的に抑止できる。また、一方のみの繊維強化樹脂板は、打ち込まれたSPRの頭部フランジ側に配置されてもよいし、胴部の先端側に配置されてもよい。
Furthermore, in said 1st Embodiment and 2nd Embodiment, both of a pair of board | plate material was the fiber reinforced
なお、SPRを打ち込む位置に予め接合孔を形成しておいてもよい。この場合も、第1〜第3実施形態のようにSPRを打ち込めば、接着剤を繊維強化樹脂板に浸潤させることができる。特に、一対の板材の一方が鉄板や鋼板である場合、その硬さはSPRのアルミニウム又はアルミニウム合金よりも硬い。このため、SPRによって鉄板や鋼板を貫通することはできない。このような場合は、鉄板や鋼板に予め接合孔を形成しておき、この接合孔にSPRを打ち込む。 Note that a bonding hole may be formed in advance at a position where the SPR is driven. Also in this case, if the SPR is driven as in the first to third embodiments, the adhesive can be infiltrated into the fiber reinforced resin plate. In particular, when one of the pair of plate members is an iron plate or a steel plate, the hardness thereof is harder than that of SPR aluminum or aluminum alloy. For this reason, an iron plate and a steel plate cannot be penetrated by SPR. In such a case, a joining hole is formed in advance in an iron plate or a steel plate, and SPR is driven into this joining hole.
なお、上記の第3実施形態において、繊維強化樹脂板2Aと金属板2Bとの位置が逆の場合も、SPR1Aは金属板2Bを貫通できないので、金属板2Bに予め接合孔を形成しておけばよい。また、繊維強化樹脂板に予め接合孔を形成しておいてもよい。ただし、繊維強化樹脂板に接着剤を浸潤させるので、繊維強化樹脂板に形成される接合孔の内径はSPRの胴部の外径と同じかやや小さい寸法とされる。なお、SPRの材質は、アルミニウムやアルミニウム合金に限定されない。
In the third embodiment, even when the positions of the fiber reinforced
本発明は、少なくとも一方が繊維樹脂強化板である一対の板材のセルフピアスリベットによる接合に適用できる。 The present invention can be applied to joining a pair of plate materials, at least one of which is a fiber resin reinforced plate, by self-piercing rivets.
1A,1B セルフピアスリベット(SPR)
10A,10B (SPRの)本体
100 (本体の)頭部フランジ
101A,101B (本体の)胴部
102 (胴部の)貫通孔
11 接着剤
2A 繊維強化樹脂板(板材)
20A 接合孔
2B 金属板(板材)
3A,3B 治具
1A, 1B Self-piercing rivet (SPR)
10A, 10B (SPR) main body 100 (main body)
3A, 3B jig
Claims (6)
少なくとも一方が積層された繊維シートに樹脂を浸潤させて形成された繊維強化樹脂板である一対の板材と、
頭部フランジ及び前記頭部フランジから立設された胴部を有し、重ね合わされた前記一対の板材に前記胴部が打ち込まれて前記一対の板材を接合しているセルフピアスリベットと、
前記胴部の外周面と接触する前記繊維強化樹脂板の接触部に浸潤した接着剤と、を備えた板材の接合構造。 It is a joining structure of plate materials,
A pair of plate materials that are fiber-reinforced resin plates formed by infiltrating a resin into a fiber sheet in which at least one is laminated;
A self-piercing rivet having a head flange and a body erected from the head flange, wherein the body is driven into the pair of stacked plate members to join the pair of plate members;
A bonding structure for a plate material, comprising: an adhesive that has infiltrated a contact portion of the fiber-reinforced resin plate that comes into contact with an outer peripheral surface of the trunk portion.
少なくとも一方が積層された繊維シートに樹脂を浸潤させて形成された繊維強化樹脂板である一対の板材を重ね合わせ、
頭部フランジ及び前記頭部フランジから立設された胴部を有し、かつ、前記胴部の外周面に塗布されるか前記胴部の内部に充填された接着剤を有するセルフピアスリベットを、重ね合わされた前記一対の板材に打ち込み、
重ね合わされた前記一対の板材に前記胴部を打ち込むことで、前記外周面と接触する前記繊維強化樹脂板の接触部に前記接着剤を浸潤させる、板材の接合方法。 A method for joining plate materials,
A pair of plate materials which are fiber reinforced resin plates formed by infiltrating a resin into a fiber sheet on which at least one is laminated,
A self-piercing rivet having a head flange and a body erected from the head flange, and having an adhesive applied to an outer peripheral surface of the body or filled in the body; Drive into the pair of stacked plates,
A method of joining plate members, wherein the adhesive is infiltrated into a contact portion of the fiber-reinforced resin plate that comes into contact with the outer peripheral surface by driving the body portion into the pair of plate members stacked.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018091137A JP7398186B2 (en) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | Board joining structure and joining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018091137A JP7398186B2 (en) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | Board joining structure and joining method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019196803A true JP2019196803A (en) | 2019-11-14 |
JP7398186B2 JP7398186B2 (en) | 2023-12-14 |
Family
ID=68538307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018091137A Active JP7398186B2 (en) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | Board joining structure and joining method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7398186B2 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030167620A1 (en) * | 2002-03-08 | 2003-09-11 | Pei-Chung Wang | Rivet and method for riveting metal members therewith |
JP2003305530A (en) * | 2002-04-15 | 2003-10-28 | Nissan Motor Co Ltd | Method and apparatus for riveting and bond structure by riveting |
US20040194284A1 (en) * | 2003-04-07 | 2004-10-07 | Pei-Chung Wang | Adhesive encapsulated blind rivet system |
US20100088880A1 (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-15 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Self-piercing rivet and method of joining with bonded riveted joints |
JP2014533203A (en) * | 2012-03-31 | 2014-12-11 | ジョンソン・コントロールズ・ゲー・エム・ベー・ハー | Joining method, connecting element and joining apparatus for work layers |
DE102014007330A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Semi-hollow punching rivet and method for producing a joint connection |
US20160167320A1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-06-16 | Hyundai Motor Company | Self-piercing rivet |
CN106102956A (en) * | 2014-01-16 | 2016-11-09 | 亨罗布有限公司 | Clinching method |
US9919379B1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-03-20 | Hyundai Motor Company | Friction rivet for joining different materials |
-
2018
- 2018-05-10 JP JP2018091137A patent/JP7398186B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030167620A1 (en) * | 2002-03-08 | 2003-09-11 | Pei-Chung Wang | Rivet and method for riveting metal members therewith |
JP2003305530A (en) * | 2002-04-15 | 2003-10-28 | Nissan Motor Co Ltd | Method and apparatus for riveting and bond structure by riveting |
US20040194284A1 (en) * | 2003-04-07 | 2004-10-07 | Pei-Chung Wang | Adhesive encapsulated blind rivet system |
US20100088880A1 (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-15 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Self-piercing rivet and method of joining with bonded riveted joints |
JP2014533203A (en) * | 2012-03-31 | 2014-12-11 | ジョンソン・コントロールズ・ゲー・エム・ベー・ハー | Joining method, connecting element and joining apparatus for work layers |
CN106102956A (en) * | 2014-01-16 | 2016-11-09 | 亨罗布有限公司 | Clinching method |
DE102014007330A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Semi-hollow punching rivet and method for producing a joint connection |
US20160167320A1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-06-16 | Hyundai Motor Company | Self-piercing rivet |
US9919379B1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-03-20 | Hyundai Motor Company | Friction rivet for joining different materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7398186B2 (en) | 2023-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5129476B2 (en) | Method and apparatus for connecting a plastic workpiece to another workpiece | |
EP2329905B1 (en) | Method for joining metal and plastic workpieces | |
JP4972417B2 (en) | Member joining method and structure | |
US9909605B2 (en) | Hybrid joint manufacturing | |
US4211589A (en) | Shaft and universal joint assembly | |
US10576691B2 (en) | Anchoring in a lightweight building element | |
US9925717B2 (en) | Method for connecting a surface-structured workpiece and a plastic workpiece | |
US11084226B2 (en) | Securing a second object to a first object | |
EP2674286A1 (en) | Method and device for placing an insert in a thermoplastic composite material | |
JPS62264896A (en) | Manufacture of fiber-reinforced composite material with joining hole | |
US8246776B2 (en) | Crank for bicycle and method for manufacturing the same | |
GB2507128A (en) | Hybrid joint manufacturing | |
CN108291566B (en) | Semi-hollow self-piercing rivet, method for producing same, connection and method for producing connection | |
US10393165B2 (en) | Method for producing an adhesive screw connection using a flow drill screw, and flow drill screw usable therefor | |
JP2019196803A (en) | Connection structure and connection method for plate | |
JP5094140B2 (en) | Member joint structure | |
CN109083899B (en) | FRP fastening method, FRP fastening structure, and structural member for elevator | |
WO2008072380A1 (en) | Method and structure for joining members | |
JP2009233254A (en) | Top board for x-ray diagnostic apparatus and its manufacturing method | |
CN113165275A (en) | Method for joining thermoplastic composite parts | |
US20030114232A1 (en) | Enhanced strength composite drive shaft | |
JP5117682B2 (en) | Bonding structure and bonding method | |
JP2008188666A (en) | Member joining structure | |
JP2024064762A (en) | Adhesion method and adhesion structure | |
JP2024016465A (en) | Flange joint structure and joint method of cylindrical body |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210210 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220308 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220427 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220927 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20220927 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20221006 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20221011 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20221028 |
|
C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20221101 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20230307 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230830 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7398186 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |