JPS648203B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- Y02T50/43—
-
- Y02T50/433—
Landscapes
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
従来の技術
複合材料、例えば炭素繊維強化樹脂、の顕著な
強度対重量特性は、航空機産業におけるこの種材
料の機体構造部材への利用をもたらしている。し
かし、炭素繊維強化樹脂の使用は、この種材料を
相互に、または別の材料を使用する機体の構造部
材に機械的に締結することの困難さにより制約さ
れている。在来の機械的な締結具は、幾つかの理
由で、不充分なものである。複合材料の一つの特
性は、開口部の周縁に近接する材料が、比較的高
い単位圧力を加えられた時に破壊または破砕され
る、ということである。在来の金属リベツトは、
リベツト孔の周縁に高い単位圧力を誘発する頭部
アプセツト作業に付随する金属の流れをしばしば
示す。リベツト頭部の下またはそれに隣接する複
合構造体の割れは目に見えないかあるいはすぐに
起きないこともある。しかし、通常の飛行条件の
中で遭遇する振動環境、または激しい天候条件の
中で経験されるような厳しい荷重の下に機体があ
ることにより、複合構造体の破損がもたらされる
可能性がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION BACKGROUND OF THE INVENTION The outstanding strength-to-weight properties of composite materials, such as carbon fiber reinforced resins, have led to the use of such materials in airframe structural components in the aircraft industry. However, the use of carbon fiber reinforced resins is limited by the difficulty of mechanically fastening such materials to each other or to structural members of the airframe that use other materials. Conventional mechanical fasteners are inadequate for several reasons. One property of composite materials is that the material proximate the periphery of the opening will fracture or fracture when a relatively high unit pressure is applied. Traditional metal rivets are
It often shows metal flow associated with head upsetting operations which induces high unit pressures around the rivet holes. Cracking of the composite structure beneath or adjacent to the rivet head may not be visible or occur immediately. However, vibration environments encountered during normal flight conditions, or the presence of the airframe under severe loads such as those experienced during severe weather conditions, can result in failure of the composite structure.
金属ねじは、ねじ孔の単位応力が比較的高いの
で、複合材料を締結するためには一般的には望ま
しくない。 Metal screws are generally undesirable for fastening composite materials due to the relatively high unit stress of the threaded hole.
ナツトをそなえた在来の金属ボルトは重量上の
不利点をそなえている。 Conventional metal bolts with nuts have a weight disadvantage.
前述の問題を解決するため、航空機工業界では
現在、複合諸要素を接合するために接着剤を使用
している。しかし、接着によつて結合された接合
個所は一般に、構造体の構成要素の破損に先立つ
て破損するが、これは航空機工業における基本的
な設計の規準に反するものである。 To solve the aforementioned problems, the aircraft industry currently uses adhesives to join composite elements. However, adhesively bonded joints generally fail prior to failure of the structural components, which is contrary to basic design standards in the aircraft industry.
前述の問題を解決する試みがプラスチツク・リ
ベツトを用いてなされたが、これまでに周知され
且つ使用されたようなリベツトは、航空機への利
用に適した充分なせん断強さを示していない。 Although attempts have been made to solve the aforementioned problems using plastic rivets, rivets as known and used heretofore do not exhibit sufficient shear strength to be suitable for aircraft applications.
例えば、ブラインド・リベツト（Blind
Rivet）と題し、本発明の譲受人に譲渡された米
国特許出願第342176号は、「Ｂ」段階の熱硬化性
樹脂を加熱によつて先ず軟化させた後、充分に重
合させプラスチツク・リベツトを形成することを
教示している。このリベツトは、頭付き心棒に支
持された「Ｂ」段階の熱硬化性樹脂の中空な頭付
き本体を具備する。リベツト本体の加熱後、心金
は加工物と相対的に引かれ、それによつて加工物
の見えない側に頭部を形成する。「Ｂ」段階の熱
硬化性樹脂はその後、熱硬化状態に充分に重合す
る。この種のリベツトは、1050Kgｆ／cm2
（15000psi）の限度内のせん断強さを示す。 For example, blind rivets
U.S. Pat. It teaches how to form. The rivet includes a hollow headed body of "B" stage thermoset resin supported on a headed mandrel. After heating the rivet body, the mandrel is drawn relative to the workpiece, thereby forming a head on the invisible side of the workpiece. The "B" stage thermoset resin is then fully polymerized to a thermoset state. This type of rivet is 1050Kgf/cm 2
Indicates shear strength within the limits of (15000psi).
しかし、3500Kgｆ／cm2（50000psi）のせん断強
さを示す複合構成要素を比較的低い強さのプラス
チツク・リベツトで締結することは、航空機の構
造用に適した組立て体を作らないことは明らかで
ある。従つてリベツトが、現今の複合材料と同様
の物理的特性を有している必要性がある。 However, it is clear that fastening composite components exhibiting a shear strength of 3500 Kgf/cm 2 (50000 psi) with relatively low strength plastic rivets does not create an assembly suitable for aircraft construction. be. Therefore, there is a need for rivets to have physical properties similar to current composite materials.
問題点を解決するための手段
本発明のリベツトには、不完全に重合された、
すなわち「Ｂ」段階の熱硬化性樹脂マトリツクス
内に封入された炭素繊維が用いられる。この炭素
繊維は、編組されまたは平行にされた束即ち「ト
ウ」の形をとることができる。熱硬化性樹脂マト
リツクスと炭素繊維とは、引張り強さが高く且つ
モジユラスの低い材料のシース内に包まれ、シー
スがまた「Ｂ」段階の熱硬化性樹脂マトリツクス
内に封入される。このシースは、リベツト頭部の
形成の際、炭素繊維のたわみと突出とを制御す
る。開示された本発明の実施例の全てにおいて、
熱を加えることによつて軟化される「Ｂ」段階の
熱硬化性樹脂マトリツクスと周囲のシースとの圧
縮により、リベツトのせん断部分と一体であり且
つ、完全に重合された場合、比較的高いせん断強
さを示すリベツト結合を形成する半径方向に延在
するリベツト頭部が形成される。Means for Solving the Problems The rivet of the present invention includes incompletely polymerized,
That is, carbon fibers encapsulated within a "B" stage thermosetting resin matrix are used. The carbon fibers can be in the form of braided or parallel bundles or "tows." The thermoset matrix and carbon fibers are encased within a sheath of high tensile strength, low modulus material, and the sheath is also encapsulated within the "B" stage thermoset matrix. This sheath controls the deflection and protrusion of the carbon fibers during the formation of the rivet head. In all of the disclosed embodiments of the invention,
Compression of the "B" stage thermoset matrix and the surrounding sheath, which is softened by the application of heat, creates a relatively high shear when integral with the shear portion of the rivet and fully polymerized. A radially extending rivet head is formed which forms a strong rivet joint.
実施例
第１図に詳細に示すように、本発明の実施例に
よるリベツト１０は、予備成形された頭部１２
と、せん断部分１４と、裏側の頭部形成部分１６
と、心棒１８とを具備する。心棒１８は、その一
端に頭部２０を、またその他端に引張りステム２
２を有する。心棒１８は、リベツト１０の頭部１
２とせん断部分１４と頭部形成部分１６とを貫い
て延在するこれと相補的な孔２４内に軸支され
る。リベツト１０のせん断部分１４は、一対の加
工物３０，３２の累積厚さと同一長さとする。Embodiment As shown in detail in FIG. 1, a rivet 10 according to an embodiment of the invention includes a preformed head 12
, a sheared portion 14 and a head forming portion 16 on the back side.
and a mandrel 18. The mandrel 18 has a head 20 at one end and a tension stem 2 at the other end.
It has 2. The mandrel 18 is the head 1 of the rivet 10.
2, the shear portion 14, and the head-forming portion 16 in a complementary hole 24 extending therethrough. The sheared portion 14 of the rivet 10 has the same length as the cumulative thickness of the pair of workpieces 30,32.
心棒１８は、心棒１８を引く時にリベツト１０
の頭部１２と係合してリベツト１０を加工物３０
に対して押し付ける頭部３８を有する在来の設計
の工具３６によつて、第２図に見られるように、
左方に引くようにされる。図でわかるように、心
棒１８を左方に引張ることにより、図示のきのこ
形状への頭部形成部分１６の変形がもたらされ
る。 When the mandrel 18 is pulled, the rivet 10
The rivet 10 is engaged with the head 12 of the workpiece 30.
As seen in FIG. 2, a tool 36 of conventional design having a head 38 that presses against the
It is forced to pull to the left. As can be seen, pulling the mandrel 18 to the left results in a deformation of the head-forming portion 16 into the mushroom shape shown.
本発明の一つの特徴により、リベツト１０の頭
部１２とせん断部分１４と頭部形成部分１６と
は、部分的に重合された、即ち「Ｂ」段階の熱硬
化性樹脂マトリツクス内に含浸または封入された
炭素繊維４０の編組された束、即ち「トウ」を包
含する。 In accordance with one feature of the present invention, the head 12, shear portion 14 and head forming portion 16 of the rivet 10 are impregnated or encapsulated within a partially polymerized or "B" stage thermoset resin matrix. The present invention includes a braided bundle or "tow" of carbon fibers 40 .
本発明の実施例においては、リベツト１０が
4.7625mm（0.1875in）の直径を有し且つ各が約
12000本の繊維を含む12本トウの炭素繊維を包含
している。この炭素繊維は黒鉛を基材とし、層間
せん断特性を向上させるために表面処理される。
この繊維は、1.3％の極限伸びと、1.7715ｇ／cm3
（0.0640lb／in3）の密度とを示す。炭素繊維のフ
イラメント直径は７ないし9μ、従つてトウの面
積は0.484×10-2cm2（0.075×10-2in2）となる。前
述の繊維とマトリツクスとを使用するエポキシ樹
脂複合材料の代表的な特性は、繊維量が62％に等
しい場合、18.9×103Kgｆ／cm2（270×103 lbs／
in2）の曲げ強さと、1.33×106 Kgｆ／cm2（19×
106 lbs／in2）の曲げ弾性率と、19.25×103 Kg
ｆ／cm2（275×103 lbs／in2）の引張り強さと、
1.435×106 Kgｆ／cm2（20.5×106 lbs／in2）の引
張り弾性率とである。適当な繊維は、ハーキユリ
ーズ・インコーポレイテツド（Hercules
Incorporated）によりAS4と表示され、且つ「マ
グナマイト（MAGNAMITE）」（商標）として
市販されている黒鉛繊維である。 In an embodiment of the invention, the rivet 10 is
4.7625mm (0.1875in) in diameter and each approximately
Contains 12 tows of carbon fiber containing 12,000 fibers. This carbon fiber is based on graphite and is surface-treated to improve interlaminar shear properties.
This fiber has an ultimate elongation of 1.3% and 1.7715g/cm 3
(0.0640lb/in 3 ) density. The carbon fiber filament diameter is 7 to 9 microns, so the area of the tow is 0.484 x 10 -2 cm 2 (0.075 x 10 -2 in 2 ). Typical properties of epoxy resin composites using the aforementioned fibers and matrices are 18.9×10 3 Kgf/cm 2 (270×10 3 lbs/cm 2 ) when the fiber content is equal to 62%.
in 2 ) and a bending strength of 1.33×10 6 Kgf/cm 2 (19×
flexural modulus of 10 6 lbs/in 2 ) and 19.25×10 3 Kg
f/cm 2 (275×10 3 lbs/in 2 ) tensile strength;
It has a tensile modulus of 1.435×10 6 Kgf/cm 2 (20.5×10 6 lbs/in 2 ). Suitable fibers are manufactured by Hercules, Inc.
Graphite fibers designated as AS4 and marketed as "MAGNAMITE" (trademark) by A. Incorporated).
本発明の実施例に用いられるマトリツクスは、
芳香族アミン硬化剤を配合され且つ部分的に重合
された熱硬化性樹脂を包含する。代表的な材料お
よび比率は、「シエル・ケミカル・カンパニー
（Shell Chemical Company）」から入手できるシ
エル（Shell）828エポキシ樹脂が157.5部と、「ビ
ー・エイ・エス・エフ・ワイアンドツト・コーポ
レーシヨン（BASF Wyandotte Corporation）」
から入手できるメチレン・ジアニリン
（methylene dianiline）硬化剤が42.5部とであ
る。 The matrix used in the embodiments of the present invention is
Includes partially polymerized thermosetting resins formulated with aromatic amine curing agents. Representative materials and proportions include 157.5 parts of Shell 828 epoxy resin available from Shell Chemical Company and 157.5 parts of Shell 828 epoxy resin available from Shell Chemical Company; Wyandotte Corporation)
and 42.5 parts of methylene dianiline curing agent, available from Amazon.
本発明の別の特徴によつて、樹脂含浸炭素繊維
トウ４０が、引張り強さが大きく、弾性率の低い
材料で作られた外側シース４２内に包まれる。第
１図に示す実施例の場合シース４２は、芳香族ポ
リアミド繊維の編組されたトウ４４を具備する。
使用されている芳香族ポリアミド繊維は、1.385
ｇ／cm3（0.050lb／in3）の密度と、14.06×103
Kgｆ／cm2（200×103 lbs／in2）の引張り強さと、
2.812×103 Kgｆ／cm2（40×103 lbs／in2）の圧
縮強さと、0.2812×103 Kgｆ／cm2（４×103
lbs／in2）の横引張り強さと、0.492×103 Kg
ｆ／cm2（７×103 lbs／in2）の層間せん断強さと、
0.34のポアソン比と、0.7733×106 Kgｆ／cm2（11
×106 lbs／in2）の弾性率と、0.02109×106 Kg
ｆ／cm2（0.3×106 lbs／in2）のせん断弾性率とを
示す。 In accordance with another feature of the invention, resin-impregnated carbon fiber tow 40 is encased within an outer sheath 42 made of a high tensile strength, low modulus material. In the embodiment shown in FIG. 1, the sheath 42 includes a braided tow 44 of aromatic polyamide fibers.
The aromatic polyamide fiber used is 1.385
g/cm 3 (0.050lb/in 3 ) density and 14.06×10 3
Kgf/cm 2 (200×10 3 lbs/in 2 ) tensile strength,
Compressive strength of 2.812×10 3 Kgf/cm 2 (40×10 3 lbs/in 2 ) and 0.2812×10 3 Kgf/cm 2 (4×10 3
lbs/in 2 ) and 0.492×10 3 Kg
an interlaminar shear strength of f/cm 2 (7×10 3 lbs/in 2 );
Poisson's ratio of 0.34 and 0.7733×10 6 Kgf/cm 2 (11
×10 6 lbs/in 2 ) and a modulus of 0.02109 × 10 6 Kg
f/cm 2 (0.3×10 6 lbs/in 2 ).
適当な芳香族ポリアミド繊維が、デユポン・カ
ンパニー（Dupont Company）により「ケブラ
ー（KEVLAR）」（商標名）として市販されてい
る。 A suitable aromatic polyamide fiber is commercially available from the Dupont Company under the trademark "KEVLAR."
炭素繊維トウ４０のような編組された芳香族ポ
リアミド・トウ４４は、上に論述した「Ｂ」段階
の熱硬化性エポキシ樹脂マトリツクスに含浸また
は封入されている。シース４２は、炭素繊維トウ
４０を包み、頭部１２の形成または裏側の頭部形
成部分１６の変形に付随するいかなる繊維の形状
をも制御するとともに、その広がりを防止する。 A braided aromatic polyamide tow 44, such as carbon fiber tow 40, is impregnated or encapsulated in the "B" stage thermosetting epoxy resin matrix discussed above. The sheath 42 encases the carbon fiber tow 40 to control the shape and prevent spreading of any fibers associated with the formation of the head 12 or deformation of the backside head forming portion 16.
第３図について説明する。本発明の第二実施例
は、頭部５２とせん断部分５４と頭部形成部分５
６とを有するリベツト５０である。頭部５２とせ
ん断部分５４と頭部形成部分５６とは、それらの
中に、心棒６０を容れるための中心孔５８を有す
る。心棒６０は、心棒１８と同様に、「Ｂ」段階
熱硬化性樹脂頭部形成部分５６の圧縮を行うた
め、その上に頭部６２を有する。リベツト５０の
寸法はリベツト１０のそれと類似しているが、相
違点は、複数の炭素繊維トウ６４が、編組の配列
とは対照に、互いに平行に心棒６０の周りに配列
されていることである。炭素繊維の平行な配列に
より、リベツト５０の円筒形状の中に詰め込まれ
得る繊維の数は最大となる。炭素繊維トウ６４は
炭素繊維トウ４０と類似の「Ｂ」段階の熱硬化性
樹脂マトリツクス内に封入され、シース４２と類
似の編んだ芳香族ポリアミド・シース６６によつ
て包まれる。 FIG. 3 will be explained. A second embodiment of the invention includes a head 52, a shearing portion 54, and a head forming portion 5.
This is a rivet 50 having 6. Head 52, shear section 54, and head forming section 56 have a central hole 58 therein for receiving a mandrel 60 therein. Mandrel 60, like mandrel 18, has a head 62 thereon for providing compression of "B" stage thermoset resin head forming portion 56. The dimensions of rivet 50 are similar to those of rivet 10, with the difference that a plurality of carbon fiber tows 64 are arranged parallel to each other around mandrel 60, as opposed to a braided arrangement. . The parallel arrangement of carbon fibers maximizes the number of fibers that can be packed into the cylindrical shape of rivet 50. Carbon fiber tow 64 is encapsulated within a "B" stage thermoset resin matrix similar to carbon fiber tow 40 and wrapped by a knitted aromatic polyamide sheath 66 similar to sheath 42.
第５図に示すように、リベツト５０の頭部形成
部分５６内の炭素繊維６４は、頭部形成部分５６
に対する加熱と、心棒６０の引張りによるリベツ
ト５０の「硬化」と、それに続く樹脂マトリツク
スの完全な重合とに伴つた概ね「層状」の配列を
保持する傾向を有することが望ましい。 As shown in FIG. 5, the carbon fibers 64 within the head forming portion 56 of the rivet 50
It is desirable to have a tendency to retain a generally "lamellar" arrangement with heating and "hardening" of the rivets 50 by tension on the mandrel 60, followed by complete polymerization of the resin matrix.
第６図に見られるように、本発明の更に別の実
施例は、せん断部分７６の対向端に頭部形成部分
７２，７４を有するリベツト７０である。リベツ
ト７０のせん断部分７６は、並置された加工物７
８，８０の累積厚さと同一長さである。 As seen in FIG. 6, yet another embodiment of the present invention is a rivet 70 having head-forming portions 72, 74 at opposite ends of a shear portion 76. The sheared portion 76 of the rivet 70 is attached to the juxtaposed workpiece 7
It has the same cumulative thickness and length as 8.8 and 80.
リベツト７０は、上に論述したように芳香族ア
ミン硬化剤を配合され且つ部分的に重合されたエ
ポキシ熱硬化性樹脂に含浸された炭素繊維の複数
の平行なトウ８２を包含する。炭素繊維トウ８２
は、炭素繊維トウ８２と同様に「Ｂ」段階の熱硬
化性エポキシ樹脂マトリツクスに含浸された芳香
族ポリアミド繊維の編組されたトウ８６を具備す
る外側シース８４によつて包まれる。シース８４
は、炭素繊維トウ８２を包み、頭部形成部分７
２，７４の形状制御を助けると共に、その変形に
付随するその広がりを防止する。 Rivet 70 includes a plurality of parallel tows 82 of carbon fiber impregnated with a partially polymerized epoxy thermoset resin and compounded with an aromatic amine curing agent as discussed above. carbon fiber tow 82
is encased by an outer sheath 84 comprising a carbon fiber tow 82 as well as a braided tow 86 of aromatic polyamide fibers impregnated with a "B" stage thermosetting epoxy resin matrix. sheath 84
wraps the carbon fiber tow 82 and wraps the head forming portion 7
2,74, and prevents its spreading that accompanies its deformation.
第７図に見られるように、一対の頭部成形工具
８８，９０が加熱された頭部形成部分７２，７４
に圧し付けられ、それによつて図示の形状への同
上部分の変位と二次成形とが行われる。リベツト
７０への工具８８，９０の押圧は、なるべくな
ら、加工物７８，８０を「引き寄せ」且つそれを
保持する「Ｂ」段階の頭部形成部分７２，７４の
完全な重合を行うに必要な時間、持続されること
が望ましい。リベツト７０の頭部形成部分７２，
７４内の炭素繊維トウ８２は、前に論述されたよ
うにして、それに対する加熱とリベツト７０の
「硬化」との際に概ね「層状」の配列を保持する
傾向を有する。 As seen in FIG. 7, a pair of head forming tools 88, 90 are heated at the head forming portions 72, 74.
This causes displacement and secondary forming of the above portion into the shape shown. The compression of the tools 88, 90 against the rivet 70 is preferably as necessary to effect complete polymerization of the "B" stage heads 72, 74 to "pull" and retain the workpieces 78, 80. It is desirable that it be sustained for a period of time. Head forming portion 72 of rivet 70,
The carbon fiber tows 82 within 74 tend to retain a generally "layered" arrangement upon heating thereof and "hardening" of the rivet 70, as previously discussed.
第８図に見られるように、本発明の更に別の実
施例はせん断部分１０６の対向端に頭部形成部分
１０２，１０４を有するリベツト１００である。
心棒１０８は、頭部形成部分１０２，１０４とせ
ん断部分１０６との中心孔１１２を貫いて延在す
る頭部１１０を有する。リベツト１００のせん断
部分１０６は、並置された加工物１１４，１１６
の蓄積厚さと同一長さである。 As seen in FIG. 8, yet another embodiment of the present invention is a rivet 100 having head-forming portions 102, 104 at opposite ends of a shear portion 106.
Mandrel 108 has a head 110 that extends through a central bore 112 in head forming portions 102, 104 and shear portion 106. The sheared portion 106 of the rivet 100 is connected to the juxtaposed workpieces 114, 116.
The length is the same as the accumulated thickness.
リベツト１００は、上に論述したように芳香族
アミン硬化剤を配合され且つ部分的に重合された
エポキシ熱硬化性樹脂に含浸された炭素繊維の複
数の平行なトウ１１８を包含する。炭素繊維トウ
１１８は、炭素繊維トウ１１８と同様に「Ｂ」段
階の熱硬化性エポキシ樹脂マトリツクスに含浸さ
れた芳香族ポリアミド繊維の編組されたトウ１２
２を具備する外側シース１２０によつて包まれ
る。シース１２０は、炭素繊維トウ１１８を包
み、頭部形成部分１０２，１０４の形状制御を助
けると共に、その変形に付随するその広がりを防
止する。 Rivet 100 includes a plurality of parallel tows 118 of carbon fiber impregnated with a partially polymerized epoxy thermoset resin and formulated with an aromatic amine hardener as discussed above. Carbon fiber tow 118 is a braided tow 12 of aromatic polyamide fibers impregnated with a "B" stage thermosetting epoxy resin matrix, similar to carbon fiber tow 118.
2. Encased by an outer sheath 120 comprising 2. The sheath 120 encases the carbon fiber tow 118 and helps control the shape of the head forming portions 102, 104 and prevents its spreading associated with its deformation.
第９図に見られるように、頭部成形工具１２２
が加熱された頭部形成部分に圧し付けられ且つ心
棒１０８が終点に達し、それによつて図示の形状
への頭部形成部分１０２，１０４の変位と二次成
形とが行われる。ヘツド１０２および心棒１０８
への工具１２２の押圧は、なるべくなら、加工物
１１４，１１６を「引き寄せ」且つそれを保持す
る「Ｂ」段階の頭部形成部分１０２，１０４の完
全な重合を行うに必要な時間、持続されることが
望ましい。 As seen in FIG. 9, the head forming tool 122
is pressed against the heated headform and the mandrel 108 reaches its end point, thereby effecting displacement and forming of the headforms 102, 104 to the shape shown. Head 102 and mandrel 108
The pressure of the tool 122 on the tool 122 is preferably sustained for a period of time necessary to effect complete polymerization of the head-forming portions 102, 104 in the "B" stage to "pull" and retain the workpieces 114, 116. It is desirable that
上に論述したリベツト１０，５０，７０，１０
０の頭部形成部分の軟化と完全な重合とを開始す
るための加熱が相対的な事柄であることは注意す
べきである。例えば、部分的に重合されたリベツ
トを凍結させることによつて、未硬化のリベツト
１０，５０，７０または１００の貯蔵寿命を延長
し、あるいは頭部形成部分の軟化を行うに必要な
温度差を周囲温度と相対的に得ることができる。
更にまた、加熱の量と時間とは、使用される特定
の「Ｂ」段階の熱硬化性エポキシ樹脂の関数であ
る。ある実施例においては、リベツトが−17.78
℃（０〓）の保管または「貯蔵」温度に保持され
た。その後リベツトは、リベツトに対する加熱に
よつて82.23℃（180〓）の温度まで昇温され、こ
の温度で頭部形成部分の軟化が立証された。次い
で温度は、リベツト頭部の形成を容易にし且つ重
合を完了させるため、約204.44℃（400〓）に上
げられた。 Rivets 10, 50, 70, 10 discussed above
It should be noted that heating to initiate softening of the 0 head-forming portion and complete polymerization is a relative matter. For example, by freezing a partially polymerized rivet, the shelf life of an uncured rivet 10, 50, 70, or 100 can be extended, or the temperature difference necessary to effect a softening of the head formation can be achieved. can be obtained relative to ambient temperature.
Furthermore, the amount and time of heating is a function of the particular "B" stage thermosetting epoxy resin used. In one embodiment, the rivet is -17.78
It was kept at a storage or "storage" temperature of 0°C. The rivet was then heated to a temperature of 82.23°C (180°) by heating the rivet, at which temperature softening of the head formation was demonstrated. The temperature was then increased to about 400°C to facilitate rivet head formation and complete polymerization.
上述の説明により、本発明のリベツトが周知の
複合材料と同様の強度特性を示すことがあきらか
となるはずである。このリベツトは、加工物内の
相補的な孔内に比較的容易にセツトされる。「Ｂ」
段階の頭部形成熱硬化性樹脂マトリツクスの軟化
とそれに続く完全な重合とは、リベツトの設計保
管温度に比べて高温の熱を加えることにより達成
される。リベツトの頭部形成部分のきのこ状の偏
平化は、引張り強さが大きく、低モジユラスのシ
ースによつて制御され、それにより頭部形状が一
定にされ、リベツトから炭素繊維が枝状に突出す
るのを防止される。 From the above description, it should be clear that the rivets of the present invention exhibit similar strength properties to known composite materials. The rivet is relatively easily set into a complementary hole in the workpiece. "B"
Softening and subsequent complete polymerization of the step-heading thermoset resin matrix is accomplished by applying heat at elevated temperatures compared to the rivet's design storage temperature. The mushroom-shaped flattening of the rivet head formation is controlled by a high tensile strength, low modulus sheath that maintains a constant head shape and allows carbon fibers to protrude in branch-like shapes from the rivet. will be prevented.
第１図は接合されるべき加工物に関連させた本
発明の複合リベツトの一実施例の一部を断面とし
た正面図、第２図はリベツトに裏側の頭部を形成
するためリベツト心棒を引つ張つた後の第１図の
リベツトの図、第３図は平行な炭素繊維を用いた
本発明の別の実施例の第１図と同様の図、第４図
は第３図の線４―４についての断面図、第５図は
リベツトに裏側の頭部を形成するためその心棒を
引つ張つた後の第３図のリベツトの図、第６図は
平行な炭素繊維を用いた本発明の別の実施例の第
１図と同様の図、第７図は対向両端に頭部を形成
した後の第６図のリベツトの図、第８図は本発明
の更に別の実施例の図、第９図は心棒を引つ張つ
た後の第８図のリベツトの図である。
１０……リベツト、１６……頭部形成部分、１
８……心棒、２０……頭部、３０……加工物、３
２……加工物、４０……炭素繊維トウ、４２……
シース、４４……編組芳香族ポリアミド繊維ト
ウ、５０……リベツト、６４……炭素繊維トウ、
７０……リベツト、７２……頭部形成部分、７４
……頭部形成部分、８２……炭素繊維トウ、８４
……シース、１００……リベツト、１０８……心
棒。
FIG. 1 is a front view, partially in section, of an embodiment of a composite rivet of the present invention in relation to the workpieces to be joined; FIG. A view of the rivet in FIG. 1 after tensioning, FIG. 3 a similar view to FIG. 1 of another embodiment of the invention using parallel carbon fibers, and FIG. 4 the lines of FIG. 3. 4-4; Figure 5 is a view of the rivet in Figure 3 after the mandrel has been stretched to form the back head of the rivet; Figure 6 is a cross-sectional view of the rivet using parallel carbon fibers. A view similar to FIG. 1 of another embodiment of the invention, FIG. 7 a view of the rivet of FIG. 6 after forming heads at opposite ends, and FIG. 8 a still further embodiment of the invention. Figure 9 is a view of the rivet of Figure 8 after the mandrel has been tensioned. 10...Rivet, 16...Head forming part, 1
8... Mandrel, 20... Head, 30... Workpiece, 3
2... Processed product, 40... Carbon fiber tow, 42...
sheath, 44... braided aromatic polyamide fiber tow, 50... rivet, 64... carbon fiber tow,
70...Rivet, 72...Head forming part, 74
... Head forming part, 82 ... Carbon fiber tow, 84
... Sheath, 100 ... Rivets, 108 ... Mandrel.
Claims (1)
て、 該リベツトが 連続的に、長手方向に延在し、Ｂ段階の熱硬化
性樹脂のマトリツクス内に封入された複数の炭素
繊維と、 長手方向に延在し、前記炭素繊維を包囲し、Ｂ
段階の熱硬化性樹脂のマトリツクス内に封入され
た複数の芳香族ポリアミド繊維から成るシースと
を有しており、 該リベツトの少なくとも一部が加熱時にリベツ
ト頭部を形成するべく変形可能で熱硬化状態に重
合可能であり、 前記シースがリベツト頭部の形成後も前記炭素
繊維を包囲して、該炭素繊維の枝状の突出を防止
している強化熱硬化性プラスチツクリベツト。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のプラスチツク
リベツトにおいて、該リベツトが、その中心に延
在した心棒にして、前記炭素繊維とポリアミド繊
維とに対して軸線方向に移動可能であつて該炭素
繊維とポリアミド繊維とを変位させて前記リベツ
トに頭部を形成する頭部形成部分を有した心棒を
有しているプラスチツクリベツト。[Scope of Claims] 1. A reinforced thermosetting plastic rivet comprising: a plurality of carbon fibers extending continuously in the longitudinal direction and encapsulated within a matrix of B-staged thermosetting resin; B extending in the longitudinal direction and surrounding the carbon fibers;
a sheath consisting of a plurality of aromatic polyamide fibers encapsulated within a matrix of thermosetting resin, at least a portion of the rivet being deformable and thermosetting to form a rivet head when heated; 1. A reinforced thermoset plastic rivet which is polymerizable to a state in which the sheath surrounds the carbon fibers after formation of the rivet head to prevent branch-like protrusion of the carbon fibers. 2. The plastic rivet according to claim 1, wherein the rivet is movable in the axial direction with respect to the carbon fibers and the polyamide fibers by a mandrel extending at the center thereof, and A plastic rivet having a mandrel having a head forming portion for displacing fibers and polyamide fibers to form a head on the rivet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201411A JPS6179010A (en) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | Reinforced plastic-rivet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201411A JPS6179010A (en) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | Reinforced plastic-rivet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6179010A JPS6179010A (en) | 1986-04-22 |
| JPS648203B2 true JPS648203B2 (en) | 1989-02-13 |
Family
ID=16440635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59201411A Granted JPS6179010A (en) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | Reinforced plastic-rivet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6179010A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6462806A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-09 | Hitachi Ltd | Data reproduction system for magnetic disk device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4858011B2 (en) * | 2006-08-28 | 2012-01-18 | パナソニック電工株式会社 | Equipment mounting structure |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917179Y2 (en) * | 1978-12-25 | 1984-05-19 | 正義 白藤 | electric kagashi |
| US4573427A (en) * | 1982-06-14 | 1986-03-04 | Peter Konzak | Bird scaring device |
| JPH018134Y2 (en) * | 1985-04-25 | 1989-03-03 | ||
| JP2515249B2 (en) * | 1993-12-20 | 1996-07-10 | 康高 小林 | Bird-beast repulsion device |
| JP2628016B2 (en) * | 1994-03-24 | 1997-07-09 | 美濃包材株式会社 | Wildlife control machine |
| JP3709526B2 (en) * | 2003-02-04 | 2005-10-26 | 学校法人日本工業大学 | Super Solar Scarecrow |
| JP2008000072A (en) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Fujifilm Corp | Bird injury-preventing device |
-
1984
- 1984-09-26 JP JP59201411A patent/JPS6179010A/en active Granted
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| JPS6462806A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-09 | Hitachi Ltd | Data reproduction system for magnetic disk device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6179010A (en) | 1986-04-22 |
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