JPS6131234A - 複合材接合方法 - Google Patents
複合材接合方法Info
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- B29C66/72141—Fibres of continuous length
-
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/10—Cords, strands or rovings, e.g. oriented cords, strands or rovings
- B29K2105/101—Oriented
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は複合材料、特に長繊維の束を強化材に用いた繊
維強化樹脂（ＦＲＰ）の接合方法に関するものである。
維強化樹脂（ＦＲＰ）の接合方法に関するものである。
〔従来技術〕 “
ＦＲＰの製造方法としてはガラス繊維または炭素繊維か
らなる織物を所定の形状に切断して積層した積層物、ま
たはポビンから連続的に送られてくる長繊維の束に、樹
脂液を含浸して金型内で所定の形状に成形する方法が知
られている。この様にして得られ九ＶＲＰの曲は強度及
び引張シ強度は繊維配向が０８のとき” Ｏｋｇ／ ｗ
Ｊｔ以上に達するので、３０−／−程度の配向短繊維強
化樹脂に比べて３ないし４倍の強度を有し、構造部材に
適している。
らなる織物を所定の形状に切断して積層した積層物、ま
たはポビンから連続的に送られてくる長繊維の束に、樹
脂液を含浸して金型内で所定の形状に成形する方法が知
られている。この様にして得られ九ＶＲＰの曲は強度及
び引張シ強度は繊維配向が０８のとき” Ｏｋｇ／ ｗ
Ｊｔ以上に達するので、３０−／−程度の配向短繊維強
化樹脂に比べて３ないし４倍の強度を有し、構造部材に
適している。
しかるに形状の複雑な製品を製作する場合に長繊維の配
向方向を制御することは極めて困難で、又、製作の際に
空気を巻き込みやすく出来上った部品にボイド・が内在
し強度的に満足なものが得られない。そこで従来このよ
うな複雑形状の部品を製造する場合には、単純な形状の
部材をファスナや接着剤を用いて接合する手段で対応し
ているが、例えば第９図に符号Ａで指し示すように互い
に接合する部材の接合面が平面であるとエポキシ樹脂な
どで接着した場合の接合部の強度は：ツないし３に９／
−と低く、折角高強度のＦＲＰを用いても十分な能力が
発揮できない。また所望の強度を得るには接合面積を広
くとる必要がら）設計の自由を妨げ、材料の無駄も多く
なる。このような理由で従来は接合面を凹凸にするＫは
機械加工に頼るほかはなかった。
向方向を制御することは極めて困難で、又、製作の際に
空気を巻き込みやすく出来上った部品にボイド・が内在
し強度的に満足なものが得られない。そこで従来このよ
うな複雑形状の部品を製造する場合には、単純な形状の
部材をファスナや接着剤を用いて接合する手段で対応し
ているが、例えば第９図に符号Ａで指し示すように互い
に接合する部材の接合面が平面であるとエポキシ樹脂な
どで接着した場合の接合部の強度は：ツないし３に９／
−と低く、折角高強度のＦＲＰを用いても十分な能力が
発揮できない。また所望の強度を得るには接合面積を広
くとる必要がら）設計の自由を妨げ、材料の無駄も多く
なる。このような理由で従来は接合面を凹凸にするＫは
機械加工に頼るほかはなかった。
本発明は上記の問題を解決し、長繊維を使用したＦＲＰ
Ｋ機械加工を用いずに凹面または凸面の接合面を付与し
、これらの凹凸面でＦＲＰ同志を接合し複維な形状の部
材とする方法の提供を目的とするものである。
Ｋ機械加工を用いずに凹面または凸面の接合面を付与し
、これらの凹凸面でＦＲＰ同志を接合し複維な形状の部
材とする方法の提供を目的とするものである。
本発明者等は繊維束を形成する各単繊維が相互の滑シ運
動忙よシ、軸方向に自由に移動し得ること圧着目し、繊
維束の端部′ｔｆＣは側面部を凸型または凹型で押圧す
るととＫより上記の端部または側面部に凹面または凸面
を付与してから樹脂含浸すれば、上記の凹面または凸面
を固定化し得ることを見出した。
動忙よシ、軸方向に自由に移動し得ること圧着目し、繊
維束の端部′ｔｆＣは側面部を凸型または凹型で押圧す
るととＫより上記の端部または側面部に凹面または凸面
を付与してから樹脂含浸すれば、上記の凹面または凸面
を固定化し得ることを見出した。
すなわち本発明の複合材接合方法は、長繊維を強化材と
する複合材同志を凹凸形状の接合面で接合するに際し、
該接合面が、長繊維の束の端部または側面部を、凸型ま
たは凹型に押圧して形成されてなるものであることを特
徴とするものでおる。
する複合材同志を凹凸形状の接合面で接合するに際し、
該接合面が、長繊維の束の端部または側面部を、凸型ま
たは凹型に押圧して形成されてなるものであることを特
徴とするものでおる。
第１図は繊維束（以降、束と呼ぶ）１の拡大（Ｘ１００
）断面図を表わし、束１は太嘔約７Ｐｍの炭素繊維２の
数千率ないし数万本の集合体をマトリックス樹脂５で固
めたもので、ｂｂ束１の太さは約２１Ｅ１１でおる。繊
維と樹脂との比率は面積比で各々５〇−前後であシ、引
張強度として１５０ないし１６０−／Ｎノのものが得ら
れる。
）断面図を表わし、束１は太嘔約７Ｐｍの炭素繊維２の
数千率ないし数万本の集合体をマトリックス樹脂５で固
めたもので、ｂｂ束１の太さは約２１Ｅ１１でおる。繊
維と樹脂との比率は面積比で各々５〇−前後であシ、引
張強度として１５０ないし１６０−／Ｎノのものが得ら
れる。
束１の端部に凸面を付与するには第２図−（ａ）Ｋ示す
凹型４に端部を押しつけ、同じく凹面を付与するＫは第
２図−（ｂ） Ｋ示す凸型５にガイド６を通して端部を
押しつければよい。ガイド６は束１の拡がシを防止する
のに有効である。このようＫしてできた凹面または凸面
の形状を紐で縛るなどして固定したｉ＼エポキシ樹樹脂
金含浸−硬化させる。
凹型４に端部を押しつけ、同じく凹面を付与するＫは第
２図−（ｂ） Ｋ示す凸型５にガイド６を通して端部を
押しつければよい。ガイド６は束１の拡がシを防止する
のに有効である。このようＫしてできた凹面または凸面
の形状を紐で縛るなどして固定したｉ＼エポキシ樹樹脂
金含浸−硬化させる。
束１の側面部に凹凸面を付与するにはあらかじめ繊維束
１に図示されてない樹脂液を含浸し、またはニーティン
グυ、半硬化（プリプレグ）の状ｎＫしてから第５図に
示す型７，８，９を横方向から押圧して成形すれば麗ｙ
、８，９を取シ外しても繊維かもとに戻らず、従って凹
凸面が固定する。
１に図示されてない樹脂液を含浸し、またはニーティン
グυ、半硬化（プリプレグ）の状ｎＫしてから第５図に
示す型７，８，９を横方向から押圧して成形すれば麗ｙ
、８，９を取シ外しても繊維かもとに戻らず、従って凹
凸面が固定する。
上記の方法で端部または側面部に付与され九凹凸面を組
合せることＫよシ複雑な形状の部材とすることができる
。なお部材同志の接合は含浸樹脂の硬化後に接着剤を介
して行なうのが一般的であるが、半硬化または含浸中に
凹凸面を突き合せて硬化と接合とを同時に行なってもよ
い。
合せることＫよシ複雑な形状の部材とすることができる
。なお部材同志の接合は含浸樹脂の硬化後に接着剤を介
して行なうのが一般的であるが、半硬化または含浸中に
凹凸面を突き合せて硬化と接合とを同時に行なってもよ
い。
本発明方法は炭素繊維、ガラス繊維、ケプラー繊維郷の
束に適用でき、含浸樹脂としてはフェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂さらＫはポリプロピ
レン樹脂やウレタン樹脂も用いることができる。
束に適用でき、含浸樹脂としてはフェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂さらＫはポリプロピ
レン樹脂やウレタン樹脂も用いることができる。
以下、図面を参照して実施例を説明する。
第４図は丸棒と丸棒の端部を接合した状態を表わし円形
の繊維束（以後、束と呼ぶ）１０、の端部を凸面圧し、
束１１の端部を凹面にして両端部の接合面積を大きくし
た例を示している。
の繊維束（以後、束と呼ぶ）１０、の端部を凸面圧し、
束１１の端部を凹面にして両端部の接合面積を大きくし
た例を示している。
なお、図には束１０．１１として表はされているが、マ
トリックス樹脂によシ含浸されたもの、あるいはさらに
該樹脂が硬化した状態にあるものと考えてもよく、第５
図以降の例についても同様である。
トリックス樹脂によシ含浸されたもの、あるいはさらに
該樹脂が硬化した状態にあるものと考えてもよく、第５
図以降の例についても同様である。
第５図は断面が楕円形の束１２を曲げてリング状の部材
とした例を示し束１２の端部１２ａを凹臘に押し当て＼
凸面にすると繊維が移動して端部１２ｂが凹面になる。
とした例を示し束１２の端部１２ａを凹臘に押し当て＼
凸面にすると繊維が移動して端部１２ｂが凹面になる。
そこで樹脂液を含浸して半硬化状態のうちに曲げたのち
、接合部に接着剤を塗布して接合する。
、接合部に接着剤を塗布して接合する。
第６図は束１３．１４を直角に接合する例を示し、束１
５の接合部の繊維を切断した後、凸型を押し込んで接合
部を凹面にし、束１４の凸面と接合する。この場合接合
面ＢＫＣ方向の荷重がか＼ると凹面部の繊維方向の圧縮
力としてうけとめるので、従来の繊ｔａ（束１４）方向
に直角な剪断・抵抗のみで支える場合に比べ（第９図参
照）はるかに高い強度が得られる。
５の接合部の繊維を切断した後、凸型を押し込んで接合
部を凹面にし、束１４の凸面と接合する。この場合接合
面ＢＫＣ方向の荷重がか＼ると凹面部の繊維方向の圧縮
力としてうけとめるので、従来の繊ｔａ（束１４）方向
に直角な剪断・抵抗のみで支える場合に比べ（第９図参
照）はるかに高い強度が得られる。
第７図は束１５．１６を互に′直角に接合する例を示し
、束１６の凹面は第６図で示した方法により付与する。
、束１６の凹面は第６図で示した方法により付与する。
第８図の束１７．１８は第３図で示す方法の応用によっ
て成形することができ、これらの束１７．１８の接合に
よって、複雑な形状の部材でも製作可能なことを示して
いる。なお、笑雄側における繊維束は、あらかじめ繊維
に樹脂を含浸またはコーティングし、硬化または半硬化
とした状態の繊維束を用いることもできる。
て成形することができ、これらの束１７．１８の接合に
よって、複雑な形状の部材でも製作可能なことを示して
いる。なお、笑雄側における繊維束は、あらかじめ繊維
に樹脂を含浸またはコーティングし、硬化または半硬化
とした状態の繊維束を用いることもできる。
上記の如く本発明方法は長繊維の束を用いている秦ので
繊維相互の滑シによシ凹凸状の接合面をつくシ出すこと
ができ、その結果接合面が広くなるうえ、接合部に対す
る剪断力を繊維方向の圧縮力に変えることＫよ多接合強
度が飛躍的に高く々シ、振動に対する減衰効果も期待で
きる。
繊維相互の滑シによシ凹凸状の接合面をつくシ出すこと
ができ、その結果接合面が広くなるうえ、接合部に対す
る剪断力を繊維方向の圧縮力に変えることＫよ多接合強
度が飛躍的に高く々シ、振動に対する減衰効果も期待で
きる。
以上の理由によシ構遺体−合物の強度を高めることかで
きるので設計上の自由度が大きくなシ低コストの製造が
可能となる。また大型部品を一体に成形す兎必要が少く
なシ製造装置が小型化する。
きるので設計上の自由度が大きくなシ低コストの製造が
可能となる。また大型部品を一体に成形す兎必要が少く
なシ製造装置が小型化する。
第１図は栖脂含浸した炭素繊維束の拡大断面図を表わし
、 第２図は繊維束の端部に凸面（ａ）または凹面（ｂ）を
付与した状態の断面図を表わし、 ・ 第３図は繊維束の側面部に凹面を付与した状態の断
面図を表わし、 第４図は丸棒と丸棒を接合した状態を表わし、第５図は
繊維束の両端をリング状に接合した状態を表わし、 第６図は繊細束を直角に接合した状態を表わし、 第７図は同じく繊維束を直角に接合した他の例を嵌わし
、 第８図は側爾部に凹面、凸面を付与して相互に接合した
状態を表わし、 第９図は従来の方法による繊維束の接合状態を表わす。 図中、 １・・・繊維束（または束） ２ ・・・炭素繊維３・
・・マトリックス樹脂 ４・・・凹聾５・・・凸型
６・・・ガイド７．８．９・・・型、１・
１１．１２・・・繊維束（または束）１２ａ、１２ｂ
−・・端部 １３．１４，１５．Ｌ６，１７，１８・・・繊維束（ま
たは束）特許出願人 トヨタ自動車株式会社 同 豊田紡織株式会社 （ほか１名） 、ｔ５図 才４図 牙７図 才８ 図 矛３図 ソ オ ６図 度！ オ９図
、 第２図は繊維束の端部に凸面（ａ）または凹面（ｂ）を
付与した状態の断面図を表わし、 ・ 第３図は繊維束の側面部に凹面を付与した状態の断
面図を表わし、 第４図は丸棒と丸棒を接合した状態を表わし、第５図は
繊維束の両端をリング状に接合した状態を表わし、 第６図は繊細束を直角に接合した状態を表わし、 第７図は同じく繊維束を直角に接合した他の例を嵌わし
、 第８図は側爾部に凹面、凸面を付与して相互に接合した
状態を表わし、 第９図は従来の方法による繊維束の接合状態を表わす。 図中、 １・・・繊維束（または束） ２ ・・・炭素繊維３・
・・マトリックス樹脂 ４・・・凹聾５・・・凸型
６・・・ガイド７．８．９・・・型、１・
１１．１２・・・繊維束（または束）１２ａ、１２ｂ
−・・端部 １３．１４，１５．Ｌ６，１７，１８・・・繊維束（ま
たは束）特許出願人 トヨタ自動車株式会社 同 豊田紡織株式会社 （ほか１名） 、ｔ５図 才４図 牙７図 才８ 図 矛３図 ソ オ ６図 度！ オ９図
Claims (1)
- 長繊維を強化材とする複合材同志を接合するに際し、該
接合面が、長繊維の束の端部または側面部を、凸型また
は凹型に押圧して形成されてなる凹凸形状の接合部であ
ることを特徴とする複合材接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15337584A JPS6131234A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 複合材接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15337584A JPS6131234A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 複合材接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6131234A true JPS6131234A (ja) | 1986-02-13 |
Family
ID=15561081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15337584A Pending JPS6131234A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | 複合材接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6131234A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007297913A (ja) * | 2007-08-03 | 2007-11-15 | Sekisui Jushi Co Ltd | 薄型形状掛留用部材が用いられた掛留構造 |
| JP2012232453A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Toyota Motor Corp | 繊維強化樹脂材の接合方法と接合構造 |
| JP2013043370A (ja) * | 2011-08-24 | 2013-03-04 | Honda Motor Co Ltd | 樹脂板材の結合構造および樹脂板材の結合方法 |
| JP2015116672A (ja) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 三菱重工業株式会社 | 繊維強化複合部材の接合方法及び接合体、並びに風車翼の製造方法 |
-
1984
- 1984-07-24 JP JP15337584A patent/JPS6131234A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007297913A (ja) * | 2007-08-03 | 2007-11-15 | Sekisui Jushi Co Ltd | 薄型形状掛留用部材が用いられた掛留構造 |
| JP2012232453A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Toyota Motor Corp | 繊維強化樹脂材の接合方法と接合構造 |
| JP2013043370A (ja) * | 2011-08-24 | 2013-03-04 | Honda Motor Co Ltd | 樹脂板材の結合構造および樹脂板材の結合方法 |
| JP2015116672A (ja) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 三菱重工業株式会社 | 繊維強化複合部材の接合方法及び接合体、並びに風車翼の製造方法 |
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