CN107310168B - Frp紧固构造的制造方法以及frp紧固构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种FRP紧固构造的制造方法以及FRP紧固构造，在与热压器成形法相比为低成本，利用真空浸渍成形法成形的FRP紧固构造的制造方法以及FRP紧固构造中，防止因树脂的蠕变而破坏紧固构造，防止因插件零件的插入造成的FRP制部件本身强度降低。在外侧带法兰的轴环(4)的内侧插入内侧带法兰的轴环(5)，并埋入构成FRP成形体(3)的纤维织物(12)的紧固孔(30)，且将纤维织物(12)的层叠体层叠在外侧带法兰的轴环(4)的外侧，在该纤维织物(12)、外侧带法兰的轴环(4)和内侧带法兰的轴环(5)之间形成液状树脂硬化物，形成FRP成形体(3)。

Description

FRP紧固构造的制造方法以及FRP紧固构造

技术领域

本发明涉及由纤维强化塑料(下面称为FRP)材料构成的构造体的紧固构造的制造方法。

背景技术

近年，发挥轻型且高强度、高刚性的特性，在大范围的领域应用FRP。作为FRP的用途，以往在卫星用框体构造、天线用反射器和天线罩等特别要求轻型性、高刚性的宇宙、通信用途中使用，但是近年也正在用于以航空器、汽车为中心的大型构造物、移动体。以往，通过对于金属制的构造体应用轻型、高强度、高刚性的FRP，能够使构造体轻型化，提高节能性、可搬运性。

就原料以及成形方法而言，在宇宙、通信用途中，大多使用下述方法：使用被称为预浸材料的使树脂预浸渍在纤维之间的中间材料，被称为热压器成形法的利用压力釜加热、加压成形的方法。在这些原料以及成形方法中，存在材料和成形成本高这样的课题，要求在扩大用途的同时降低材料和成形成本。

这里，作为替代热压器成形法的FRP的低成本成形方法，提出了真空浸渍成形法。真空浸渍成形法是通过大气压使液状的树脂浸渍在将纤维做成织物状的纤维布的成形方法。作为具体的次序，将纤维布层叠在成形模具上，按照剥离层、流动介质的顺序在纤维布之上层叠用于使树脂在平面方向扩散的流动介质和具有脱模性的剥离层，在周围配置保持气密的密封剂，设置注入、吸引口，由真空薄膜覆盖并封闭整体。将吸引口连接于真空泵，在对真空薄膜内部进行真空吸引后，将注入口连接于树脂槽，利用大气压使树脂浸渍，使树脂硬化，得到成形体。由于真空浸渍成形法不需要热压器等大规模的设备、牢固的成形模具，所以是能够以低成本成形的方法。

在制造大型构造体的情况下，为了构成复杂的构造，需要将多个部件紧固来组装。在以往的金属制构造体的情况下，大多使用焊接或者螺栓、螺母等机械式紧固。若考虑FRP制构造体的情况，则由于不能像金属那样进行焊接，所以考虑机械式紧固或使用粘接剂的粘接式紧固。另外，在FRP的树脂由热塑性树脂构成的情况下，还考虑基于树脂的熔接产生的紧固。在这些紧固方式中，粘接或者熔接虽然具有没有紧固孔等缺陷，能够将载荷分散地进行大面积紧固的优点，但是与机械式紧固相比，存在工序管理复杂，组装现场的作业性差这样的缺点。

鉴于上述的缺点，作为FRP的紧固方法，现状是大多使用机械式紧固。在机械式紧固法中，将螺栓等紧固用零件插入设于FRP的紧固孔，利用紧固用零件和被紧固体之间的摩擦力来保持紧固构造。摩擦力利用紧固用零件的轴向力来体现，但是，若轴向力降低，则摩擦力也降低，存在紧固构造被破坏的可能性。

由于FRP是由树脂将纤维的层叠体一体化了的材料，所以，纤维没有在厚度方向上定向，在紧固部仅由树脂承受轴向力。若轴向力长期持续地作用于FRP，则存在轴向力因树脂的蠕变而降低，直至破坏紧固构造的可能性。在机械式紧固适用于FRP紧固构造的过程中，需要防止上述的破坏的紧固构造。

作为防止因树脂的蠕变而破坏紧固构造的紧固构造，有从两面将带法兰的轴环插入到开设于FRP制部件的紧固孔这样的方法(例如，参照专利文献1)。若为该方法，则通过用轴环保持轴向力，而使轴向力几乎不作用于FRP制部件，能够防止厚度方向的蠕变。FRP制部件与金属制部件相比，厚度容易产生偏差，但是在该专利文献1中，通过对于轴环刻出螺纹槽，能够吸收FRP制部件的厚度偏差。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-329336号公报

专利文献2：日本特开2014-141048号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1记载的一种紧固方法中，将具有螺纹槽的带法兰的轴环从紧固孔的两面插入，以便将轴环彼此螺纹拧紧。调节螺纹的啮合长度，使法兰之间的距离与FRP制部件相匹配并固定，将螺栓插入轴环内，与对方的部件紧固。通过螺纹部的调节，能够不受FRP制部件的厚度偏差的影响而无间隙、无松晃地固定轴环，通过由轴环保持螺栓的轴向力，能够防止FRP制部件的厚度方向的蠕变。

然而，在专利文献1中，由于在轴环形成螺纹槽，为了确保轴环本身的强度，所以需要将轴环的厚度做成至少变厚与螺纹槽的深度相当的量。若轴环的厚度变厚，则与这部分相应地使得形成于FRP制部件的孔的大小也变大，从孔壁面到FRP制部件的端部的余料部的长度变短。若余料部的长度变短，则在向FRP制部件作用平面方向的载荷，且面压载荷经紧固用零件作用于孔壁面的情况下，存在因余料部的断裂而破坏紧固构造的可能性，FRP制部件本身的强度降低。为了防止余料部的断裂，需要增加FRP制部件的厚度，随之而来部件本身的重量增加。

存在如下这样的方法：为了不需要螺纹槽等调节机构，且不受FRP制部件的厚度偏差的影响而无松晃地固定轴环等插件零件，预先将插件零件在成形FRP制部件时埋入(例如，参照专利文献2)。

在专利文献2中记载的一种纤维强化复合材中，具有法兰部的紧固部件在成形时被埋入而被一体化。由于紧固部件预先被埋入，所以不需要调节机构，通过由紧固部件保持螺栓的轴向力，能够防止FRP制部件的厚度方向的蠕变。

然而，在专利文献2记载的纤维强化复合材中，在螺栓轴向力方向的拉拔载荷经紧固部件作用于纤维强化复合材的情况下，存在以紧固部件的法兰部为起点，产生纤维强化复合材的层间剥离的可能性，FRP制部件本身的强度降低。

这样，在以往技术中存在FRP制部件本身的强度因插件零件的插入而降低这样的课题。

本发明是鉴于上述那样的课题而做出的，其目的在于，在与热压器成形法相比为低成本，利用真空浸渍成形法成形的FRP紧固构造的制造方法以及FRP紧固构造中，防止因树脂的蠕变而破坏紧固构造，防止FRP制部件本身的强度因插件零件的插入而降低。

用于解决课题的手段

为了实现上述的目的，本发明的FRP紧固构造的制造方法具备：将外侧带法兰的轴环嵌入成形模具的定位槽的第1工序；在所述成形模具上，将构成FRP成形体的纤维织物层叠于所述外侧带法兰的轴环的外侧的第2工序；将内侧带法兰的轴环插入到所述外侧带法兰的轴环的内侧并埋入所述纤维织物的紧固孔的第3工序；在所述纤维织物上，将树脂浸渍辅助件层叠于除所述内侧带法兰的轴环以外的部分，并利用真空压进行吸引的第4工序；在所述树脂浸渍辅助件之下，使液状树脂浸渍在所述纤维织物、所述外侧带法兰的轴环和所述内侧带法兰的轴环之间的第5工序；和在所述液状树脂硬化后，通过将在所述第5工序得到的成形体从所述成形模具脱模，且剥掉所述树脂浸渍辅助件来得到所述FRP成形体的第6工序。

另外，为了实现上述的目的，本发明的FRP紧固构造具备：外侧带法兰的轴环；内侧带法兰的轴环，其被插入所述外侧带法兰的轴环的内侧，并被埋入FRP成形体的紧固孔；和纤维织物的层叠体，其被形成于所述外侧带法兰的轴环的外侧，并构成所述FRP成形体，在所述纤维织物的层叠体、所述外侧带法兰的轴环和所述内侧带法兰的轴环之间形成液状树脂硬化物。

发明效果

根据本发明，内侧带法兰的轴环被插入外侧带法兰的轴环的内侧，被埋入构成FRP成形体的纤维织物的紧固孔，并且纤维织物的层叠体被层叠于外侧带法兰的轴环的外侧，在该纤维织物、外侧带法兰的轴环和内侧带法兰的轴环之间形成液状树脂，构成FRP成形体。

这样，通过将外侧带法兰的轴环和内侧带法兰的轴环在组合了的状态下埋入FRP成形体进行成形，能够提供一种防止因树脂的蠕变而破坏紧固构造，防止FRP本身的强度因插件零件的插入而降低的FRP紧固构造的制造方法以及FRP紧固构造。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的FRP紧固构造的剖视图。

图2是将图1所示的FRP构造中的带法兰的轴环拔出的剖视图，图2的(A)表示外侧带法兰的轴环的剖视图，图2的(B)表示内侧带法兰的轴环的剖视图。

图3是表示由螺栓、螺母、垫片将本发明的实施方式1中的FRP制部件紧固在对方部件的状态的剖视图。

图4是表示在本发明的实施方式1中的轴环配置工序中，将外侧带法兰的轴环向成形模具配置的状态的剖视图。

图5是表示在图4所示的状态下，将纤维织物向成形模具层叠的状态的剖视图。

图6是表示在图5所示的状态下，将内侧带法兰的轴环插入到外侧带法兰的轴环的状态的剖视图。

图7是表示在图6所示的状态下，将剥离层以及流动介质层叠在纤维织物上的状态的剖视图。

图8是表示在图7所示的状态下，整体由真空薄膜覆盖并进行了真空吸引的状态的剖视图。

图9是表示在图8所示的状态下，利用真空浸渍成形填充树脂，完成树脂的硬化的状态的剖视图。

图10是表示在图9所示的状态下，将FRP成形体脱模的状态的剖视图。

图11是表示在图10所示的状态下，对FRP成形体的端部进行了修边的FRP制部件的剖视图。

图12是表示本发明的实施方式2中的FRP紧固构造的剖视图。

图13是表示图12所示的本发明的实施方式2中的成形模具的示意剖视图。

图14是表示在图12所示的状态下，整体由真空薄膜覆盖并进行了真空吸引的状态的剖视图。

图15是表示在本发明的实施方式3中的轴环插入工序中，将内侧带法兰的轴环以及填孔销向外侧带法兰的轴环插入的状态的剖视图。

图16是表示在图15所示的状态下，整体由真空薄膜覆盖并进行了真空吸引的状态的剖视图。

图17是表示基于本发明的实施方式1的FRP紧固构造的制造工序的流程图。

图18是表示本发明的实施方式1中的实施例1的FRP制部件的立体图。

图19是表示本发明的比较例1中的FRP制部件的制造工序的流程图。

图20是表示基于图19所示的比较例1的FRP紧固构造的剖视图。

附图标记说明

1：FRP紧固构造；2：FRP制部件；3：FRP成形体；3a：FRP成形体成形模具面；3b：FRP成形体的大气侧面；3c：FRP成形体内表面；4：外侧带法兰的轴环；4-1：外侧带法兰的轴环的法兰部；4-2：外侧带法兰的轴环的轴环部；4a：外侧带法兰的轴环的法兰部下表面；4b：外侧带法兰的轴环的法兰部上表面；4c：外侧带法兰的轴环的轴环部外表面；4d：外侧带法兰的轴环的轴环部端面；4e：外侧带法兰的轴环4的轴环部内表面；5：内侧带法兰的轴环；5-1：内侧带法兰的轴环的法兰部；5-2：内侧带法兰的轴环的轴环部；5a：内侧带法兰的轴环的法兰部上表面；5b：内侧带法兰的轴环的法兰部下表面；5c：内侧带法兰的轴环的轴环部外表面；5d：内侧带法兰的轴环的轴环部端面；5e：内侧带法兰的轴环5的轴环部内表面；6：对方部件；7：螺栓；8：螺母；9：垫片；10：成形模具；11：定位槽；12：纤维织物；13：剥离层；14：流动介质；15：真空薄膜；16：填孔销；30：紧固孔。

具体实施方式

下面，根据合适的实施方式，使用附图说明本发明的紧固构造的制造方法。另外，在附图的说明中，对相同的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。

实施方式1.

首先，一面参照图1～图3一面对本实施方式1中的FRP紧固构造1进行说明。

如图1所示，FRP紧固构造1是FRP制部件2的一部分，由FRP成形体3、外侧带法兰的轴环4以及内侧带法兰的轴环5构成。FRP制部件2是以形成为FRP成形体3的FRP为主材料，经FRP紧固构造1与其它的部件紧固并构成特定的制品构造的部件。外侧带法兰的轴环4以及内侧带法兰的轴环5被埋入FRP成形体3的紧固孔30。FRP成形体3和外侧带法兰的轴环4使FRP成形体3的成形模具面3a和外侧带法兰的轴环4的法兰部4-1(参照图2的(A))的上表面4b，以及FRP成形体3的紧固孔30的孔壁面和外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的外表面4c粘接。

FRP成形体3和内侧带法兰的轴环5使FRP成形体3的大气侧面3b和内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1(参照图2的(B))的下表面5b粘接。外侧带法兰的轴环4和内侧带法兰的轴环5使外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2(参照图2的(A))的端面4d和内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1的下表面5b，以及外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的内表面4e和内侧带法兰的轴环5的轴环部5-2的外表面5c经后述的粘接剂(未图示出)粘接。

FRP成形体3、外侧带法兰的轴环4以及内侧带法兰的轴环5在所述的各面相接的状态下，通过后述的次序被一体地成形，不会在FRP成形体3产生厚度方向的残存应力。

内侧带法兰的轴环5的轴环部5-2的端面5d与外侧带法兰的轴环4的法兰部4-1的下表面4a相比不能处于图1的下方。即，图2的(B)所示的内侧带法兰的轴环5的高度h比该图2的(A)所示的外侧带法兰的轴环4的高度H和内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1的厚度t之和小。换言之，若内侧带法兰的轴环5的轴环部5-2的端面5d与外侧带法兰的轴环法兰部4的下表面4a相比在图1中处于下方，则后述的垫片9和内侧带法兰的轴环5产生干扰，因此，内侧带法兰的轴环5的轴环部5-2的端面5d与外侧带法兰的轴环4的法兰部4-1的下表面4a相比，在图1中必须处于上方。

外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的厚度由作用于FRP紧固构造1的紧固载荷的大小来决定。内侧带法兰的轴环5的轴环部5-2的厚度只要是为防止内侧带法兰的轴环5和外侧带法兰的轴环4的错位所需的最低限的厚度即可。内侧带法兰的轴环5的轴环部5-2的内径由被插入FRP紧固构造1的螺栓7(参照图3)等紧固零件的直径来决定。

外侧带法兰的轴环4以及内侧带法兰的轴环5的材质从利用与螺栓7、螺母8以及垫片9的摩擦力来紧固的观点出发，希望是与螺栓7、螺母8以及垫片9同种的金属，为了提高耐磨损性，被实施表面硬化处理。这些材质只要是铁、不锈钢、铝合金等能够支撑螺栓7的轴向力的材质即可，没有特别限定。但也取决于使用环境，存在如下的情况：在FRP成形体3的强化纤维是碳素纤维的情况下，从电腐蚀的观点出发避开铝合金为好。

FRP成形体3的紧固孔30是圆形，如图1所示，FRP成形体3的紧固孔30的直径是d。该FRP成形体3被设置成从其端面3d离开距离b。d和b的关系优选b的大小至少是d的0.5倍以上，若是1.25倍以上则更合适。若相对于d而言，b的大小过小，则在载荷作用于图1的纸张的垂直方向的情况下，存在FRP成形体3在从FRP成形体3的端面到FRP成形体3的紧固孔30的壁面的余料部断裂的可能性。

另外，虽未在图1中表示，但也可以对于1个FRP制部件2设置多个FRP紧固构造1。此时，优选FRP紧固构造1之间的距离，即，FRP成形体3的紧固孔30的中心之间的距离相对于FRP成形体3的紧固孔30的直径d而言至少是2倍以上，若是3.5倍以上则更合适。

如图3所示，FRP制部件2经螺栓7、螺母8以及垫片9与对方部件6紧固。螺栓7的螺纹部贯通对方部件6和FRP紧固构造1，与螺母8的螺纹部进行螺纹拧紧，产生轴向力。利用该轴向力，在对方部件6和FRP紧固构造1之间产生摩擦力而被一体地紧固。轴向力在图3中由内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1以及外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2承载。由于轴向力几乎不作用于FRP成形体3，所以，没有在FRP成形体3产生蠕变，能够防止轴向力的降低。

虽然对方部件6被紧固成与FRP紧固构造1的内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1相接，但是，对方部件6也可以被紧固成与FRP紧固构造1的外侧带法兰的轴环4的法兰部4-1相接。同样，虽然螺栓7的头部处于对方部件6这一侧，螺母8处于FRP制部件2这一侧，但是，也可以是螺栓7的头部处于FRP制部件2这一侧，螺母8处于对方部件6这一侧。另外，虽然在图3中，在FRP制部件2和对方部件6这两侧使用垫片9，但是，FRP制部件2这一侧的垫片9也可以由外侧带法兰的轴环4或者内侧带法兰的轴环5代用，所以并非一定使用。

接着，参照图4～图11，对FRP紧固构造1的制造方法进行说明。

如图4所示，成形模具10具有定位槽11。成形模具10在成形前被实施脱脂以及脱模处理。在轴环配置工序中，在定位槽11内配置外侧带法兰的轴环4的法兰部4-1。通过由定位槽11进行外侧带法兰的轴环4的定位，可防止在以后的工序中的外侧带法兰的轴环4的错位。

在向成形模具10的定位槽11配置了外侧带法兰的轴环4后，如图5所示，将纤维织物12向成形模具10上层叠。外侧带法兰的轴环4插入预先将纤维织物12切开的孔，即，FRP成形体3的紧固孔30或者纤维织物12的线圈。若插入纤维织物12的线圈，则不会使纤维断裂，能够防止FRP成形体3的强度降低。其中，在外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的外径大的情况下，预先将纤维织物12切开时能够更容易进行层叠。

作为纤维织物12的纤维种类，可列举出碳素纤维、玻璃纤维、其它的有机纤维等，没有特别限定。作为纤维织物12的织造组织，可列举出平纹组织、缎纹组织、斜纹组织、无皱褶织物等，没有特别限定。

在图5中，使纤维织物12的层叠体片数为12片，但是，纤维的层叠片数未被特别限定。其中，纤维织物12在以后的工序中，利用大气加压而被向成形模具10按压，成为规定的成形厚度。希望外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的高度H是与该成形厚度大致相同的值，因此，在纤维织物12的层叠完成的时刻，如图5所示，最表层的纤维织物12与外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的端面4d相比处于上方。

在向成形模具10上层叠了纤维织物12后，如图6所示，将内侧带法兰的轴环5向外侧带法兰的轴环4插入。如前所述，由于在纤维织物12的层叠完成的时刻，最表层的纤维织物12与外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的端面4d相比处于上方，所以，外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的端面4d和内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1的下表面5b离开。

在将内侧带法兰的轴环5插入外侧带法兰的轴环4后，如图7所示，在纤维织物12上层叠剥离层13以及流动介质14。剥离层13是用于在树脂浸渍、硬化后，将流动介质14从FRP成形体3剥掉的附属材料。流动介质14是用于辅助树脂向纤维织物12浸渍的附属材料。剥离层13以及流动介质14预先将与内侧带法兰的轴环5相接的部分切开。据此，防止树脂向内侧带法兰的轴环5的内部填充。

在层叠了剥离层13以及流动介质14后，如图8所示，由真空薄膜15覆盖整体，进行真空吸引。另外，剥离层13、流动介质14以及后述的真空薄膜15构成树脂浸渍辅助件。此时，纤维织物12利用大气压而被按压于成形模具10，内侧带法兰的轴环5向外侧带法兰的轴环4进行推入。此时，外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的端面4d和内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1的下表面5b相接，决定FRP紧固构造1的厚度。

接着，利用真空压将液状树脂向纤维织物12内浸渍。在所述的由真空薄膜15覆盖的工序中，设置树脂的注入口以及吸引口，将注入口与树脂槽连接，将吸引口与真空泵连接。在液状树脂浸渍到纤维织物12整体后，停止树脂注入以及真空吸引，经由常温或者加热而使树脂硬化。在树脂注入工序中，液状树脂浸渍在纤维织物12、外侧带法兰的轴环4和内侧带法兰的轴环5之间，通过硬化而将三者粘接固定，据此，如图9所示，被成形为一体。

液状树脂的种类可以考虑环氧树脂、乙烯基酯树脂、氰酸酯树脂、聚酯树脂等，若在常温为低粘度，则不作特别限定。常温下的粘度优选在500mPa·s以下。

另外，若对外侧带法兰的轴环4以及内侧带法兰的轴环5的各轴环部的表面，即，轴环部外表面4c、轴环部端面4d、轴环部内表面4e以及轴环部外表面5c、轴环部端面5d、轴环部内表面5e预先实施研磨处理，则能够在FRP成形体3以及带法兰的轴环4、5被一体成形时，提高粘接强度。

另外，若在插入内侧带法兰的轴环5前，在外侧带法兰的轴环4的轴环部内表面4e、轴环部端面4d以及内侧带法兰的轴环5的轴环部外表面5c、法兰部下表面5b涂敷液状树脂，则能够防止轴环之间的树脂未浸渍部的产生，更可靠地粘接。

在确认了树脂的硬化后，如图10所示，将FRP成形体3从成形模具10取下，将剥离层13以及流动介质14剥掉。由于刚刚脱模后的FRP成形体3存在端部的毛刺等，所以，如图11所示那样进行后加工成为规定的尺寸，由此能够得到包括FRP紧固构造1的FRP制部件2。

通过上面的工序，能够制造由FRP成形体3、外侧带法兰的轴环4和内侧带法兰的轴环5构成的FRP紧固构造1。在上述的真空吸引工序中，通过将内侧带法兰的轴环5向外侧带法兰的轴环4推入，外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的端面4d和内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1的下表面5b相接，决定FRP紧固构造1的厚度。

即，由于消除由利用真空浸渍成形进行成形而造成的偏差的影响，由外侧带法兰的轴环4以及内侧带法兰的轴环5的尺寸决定FRP紧固构造1的厚度，所以不需要厚度偏差的调整机构。因此，由于能够使轴环部4-2以及5-2的厚度变薄与不需要的厚度偏差调整机构相当的量，所以，可降低FRP成形体3的紧固孔30的直径，能够防止FRP成形体3的强度降低。

另外，因为轴环部4-2以及5-2的薄度能够根据适用部件的条件(尺寸、所作用的载荷、使用年数)而改变，所以，作为基准是直径与外侧带法兰的轴环4的内径相同的螺栓、螺母的螺纹槽深度的程度。

实施方式2.

实施方式2中的紧固构造的制造方法与上述的实施方式1中的紧固构造的制造方法相比，外侧带法兰的轴环4、内侧带法兰的轴环5以及成形模具10的轴环定位槽11的形状不同，法兰部4-1及5-1以及定位槽11的外周部成为锥状。其中，除外侧带法兰的轴环4、内侧带法兰的轴环5以及成形模具10的轴环定位槽11的形状以外其它的部分相同，对相同的部分标注相同的附图标记，省略说明。

在图12所示的本实施方式中的FRP紧固构造1的剖视图中，如图所示，外侧带法兰的轴环4以及内侧带法兰的轴环5的法兰部4-1以及5-1的外周部成为锥状。锥的方向是锥面和FRP成形体3所成的角成为钝角的方向。通过使法兰部的外周部成为锥状，能够降低轴环4、5的重量，并且能够在法兰外周部和FRP相接的部位，降低在外力发挥作用的情况下的应力集中，提高FRP紧固构造1的强度。

图13是表示本实施方式中的成形模具10的剖视图。如图13所示，成形模具10的定位槽11成为与外侧带法兰的轴环4的法兰部4-1的形状嵌合的形状，外周部成为锥状。通过使外侧带法兰的轴环4的法兰部4-1的形状和成形模具10的定位槽11的形状成为嵌合的形状，能够防止成形时的轴环4、5的错位。

在向成形模具10配置了外侧带法兰的轴环4后，以与上述的实施方式1同样的次序，层叠纤维织物12，将内侧带法兰的轴环5插入，层叠剥离层13以及流动介质14，而且由真空薄膜15覆盖整体，进行真空吸引。

图14是表示在本实施方式2中的真空浸渍成形工序中，由真空薄膜15覆盖整体进行了真空吸引的状态的剖视图。如图所示，通过使内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1的外周部成为锥状，能够容易地使真空薄膜15无皱、无鼓起地紧贴到法兰部5-1上表面。在由真空薄膜15覆盖整体进行了真空吸引后，通过以与上述的实施方式1同样的次序进行真空浸渍成形，能够得到FRP紧固构造1。

实施方式3.

本实施方式3中的紧固构造的制造方法与上述的实施方式1和2中的紧固构造的制造方法相比，在向外侧带法兰的轴环4插入内侧带法兰的轴环5的工序的同时将填孔销16插入这点不同。此外，在附属材料层叠工序中，剥离层13以及流动介质14如图16所示还被层叠于带法兰的轴环、填孔销16上部这点不同。其中，除该填孔销16的存在以及附属材料的层叠范围以外的其它部分相同，对相同的部分标注相同的附图标记，省略说明。

本实施方式中的紧固构造的制造方法以与上述的实施方式1和2同样的次序向成形模具10配置轴环，层叠纤维织物12。如图15以及图16所示，通过将填孔销16插入内侧带法兰的轴环5的更内侧，能够防止树脂向内侧带法兰的轴环5内部填充。填孔销16整体预先被实施脱模处理，以便在FRP成形体3的脱模后取出。

图16是表示层叠了剥离层13以及流动介质14后，由真空薄膜15覆盖整体，进行了真空吸引的状态的剖视图。如图所示，剥离层13以及流动介质14被层叠至内侧带法兰的轴环5以及填孔销16上部。

在上述的实施方式1中的该工序中，为了防止树脂向内侧带法兰的轴环5内部填充，需要将轴环插入位置的剥离层13以及流动介质14挖开，但是，通过将填孔销16插入，即使不将轴环4、5的插入位置挖开，也能够防止树脂向内侧带法兰的轴环5的内部填充。

据此，能够进一步简化成形工序，能够提高生产性。另外，由于若使填孔销16的高度成为与外侧带法兰的轴环4的轴环部4-2的高度和内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1的厚度之和相同的值，则内侧带法兰的轴环5的法兰部5-1的上表面和填孔销16的上端面成为同一平面，在剥离层13和填孔销16的上端面消除间隙，所以能够无皱、无鼓起地容易地层叠剥离层13、流动介质14以及真空薄膜15。

在由真空薄膜15覆盖整体进行真空吸引后，通过以与上述的实施方式1和2相同的次序进行真空浸渍成形，能够得到FRP紧固构造1。另外，在图15和图16中，外侧带法兰的轴环4、内侧带法兰的轴环5以及成形模具10的轴环定位槽11的形状是与上述的实施方式2相同的形状，然而，即使是与上述的实施方式1相同的形状，也能够得到同样的效果。

＜实施例＞

实施例1.

下面，作为上述的实施方式1中的FRP制部件2的制造方法的实施例1，参照图17所示的流程图以及图18所示的FRP制部件2的立体图进行说明。

首先，图18所示的FRP制部件2是具有U字型的恒定截面的部件，在两端的U字型底部具有各3处、共6处FRP紧固构造1。尺寸例如是宽度200mm、高度100mm、长度1000mm，厚度在整体范围内为7mm。

另外，FRP紧固构造1的形状与图2所示的外侧带法兰的轴环4以及内侧带法兰的轴环5相同，各自的尺寸例如为H＝h＝10mm，以及T＝t＝3mm。

再有，作为图5等所示的纤维织物12，层叠了35片切成宽度500mm以及长度1100mm的碳素纤维布材(例如，东丽制造、T700碳素纤维平纹布材)。在该纤维织物12切开6处随后成为紧固孔30的φ18mm的孔。

接着，如图4所示，向定位槽11配置6个外侧带法兰的轴环4(图17的第1工序)，所述定位槽11被设置于实施了脱模处理的U字型的成形模具10的规定的位置。

接着，如图5所示，在成形模具10上层叠纤维织物12，以便将外侧带法兰的轴环4插入预先切开的孔(图17的第2工序)。此时，由临时固定带将纤维织物12的端部固定于成形模具10。

而且，如图6所示，在层叠了所有的纤维织物12后，向外侧带法兰的轴环4插入内侧带法兰的轴环5(图17的第3工序)。

接着，如图7所示，将预先切开了6处孔的剥离层13以及流动介质14向纤维织物12上层叠(图17的第4工序)。剥离层13以及流动介质14也与纤维织物12同样，由临时固定带将端部固定于成形模具10。

接着，如图8所示，沿纤维织物12端部的长边方向将注入口以及吸引口相向地设置成线状，由真空薄膜15覆盖整体。进而，在将注入口关闭的状态下，将吸引口与真空泵连接，进行真空吸引(图17的第4工序)。

其结果为，纤维织物12利用大气压被按压于成形模具10，向外侧带法兰的轴环4推入内侧带法兰的轴环5。

接着，如图9所示，将注入口与树脂层连接，将注入口开放，利用真空压使液状树脂(例如，日本优必佳制造，环氧丙烯酸酯树脂NEOPOL(ネオポール)8197(100重量份)、过氧化物328E(1重量份)、异辛酸钴(0.2重量份)的混合树脂)向纤维织物12内浸渍(图17的第5工序)。

液状树脂从注入口朝向吸引口沿宽度方向浸渍。在液状树脂浸渍到纤维织物12整体后，停止树脂注入以及真空吸引，以常温使树脂硬化。

在确认了树脂的硬化后，如图10所示，将FRP成形体3从成形模具10取下，将剥离层13以及流动介质14剥掉(图17的第6工序)。

而且，如图11所示，利用加工将FRP成形体3端部的毛刺等除去，得到包括6处FRP紧固构造1的U字型的FRP制部件2。

＜比较例＞

比较例1.

下面，作为针对上述的实施例1的比较例，参照图19所示的表示FRP制部件的制造工序的流程图以及图20所示的FRP制部件2进行说明。

另外，本比较例1与实施例1相比，FRP紧固构造及其制造方法不同。其中，除FRP紧固构造及其制造方法以外的其它部分相同，对相同的部分标注相同的附图标记，省略说明。另外，附图标记与上述的实施例1同样，使用实施方式1的附图标记。

本比较例1中的FRP制部件2的形状以及尺寸与图18所示的实施例1中的FRP制部件2相同。与实施例1同样，在两端的U字型底部具有各3处共6处FRP紧固构造1。

首先，准备形状、尺寸与实施例1相同的带法兰的轴环4、5各6个。

接着，作为纤维织物12，准备35片切成宽度500mm、长度1100mm的碳素纤维布材(例如，东丽制造、T700碳素纤维平纹布材)。其中，在本比较例1中，没有在纤维织物12上切开孔。

接着，向实施了脱模处理的U字型的成形模具10上层叠纤维织物12(图19的第1工序)。

其中，定位槽11未设置于本比较例1中的成形模具10。在将纤维织物12层叠在成形模具10上后，由临时固定带将纤维织物12的端部固定于成形模具10。

接着，将剥离层13以及流动介质14层叠在纤维织物12上(图19的第2工序)。其中，在本比较例1中的剥离层13以及流动介质14上没有切开孔。剥离层13以及流动介质14也与纤维织物12同样，由临时固定带将端部固定于成形模具10。

接着，沿纤维织物12端部的长边方向，将注入口以及吸引口相向地设置成线状，由真空薄膜15覆盖整体。进而，在将注入口关闭的状态下，将吸引口与真空泵连接，进行真空吸引(图19的第2工序)。

据此，纤维织物12利用大气压而被按压于成形模具10。

接着，将注入口与树脂层连接，将注入口开放，利用真空压使液状树脂(例如，日本优必佳制造，环氧丙烯酸酯树脂NEOPOL(ネオポール)8197(100重量份)、过氧化物328E(1重量份)、异辛酸钴(0.2重量份)的混合树脂)向纤维织物12内浸渍(图19的第3工序)。

液状树脂从注入口朝向吸引口沿宽度方向浸渍。在液状树脂浸渍到纤维织物12整体后，停止树脂注入以及真空吸引，以常温使树脂硬化。

在确认了树脂的硬化后，将FRP成形体3从成形模具10取下，将剥离层13以及流动介质14剥掉(图19的第4工序)。

利用加工将FRP成形体3端部的毛刺等除去，在规定的位置加工6处轴环埋入用的孔(图19的第5工序)。

接着，如图20所示，向外侧带法兰的轴环4、内侧带法兰的轴环5以及加工出的孔的壁面涂敷粘接剂17(Nagase ChemteX公司制造的二液环氧粘接剂AV138/HV998)，相互组合地从孔的一方插入外侧带法兰的轴环4，从孔的另一方插入内侧带法兰的轴环5，进行粘接(图19的第6工序)。而且以常温使粘接剂硬化，得到包括6处FRP紧固构造1的U字型的FRP制部件2。

即，在本比较例1中，如图20所示，在成形了FRP成形体3后，实施成为紧固孔30的孔加工，将带法兰的轴环4、5插入该孔，由粘接剂17粘接，因此，在法兰外周部和FRP成形体3之间产生因粘接剂17而形成的阶梯差。

在上述的实施例1中的FRP紧固构造1中，由于同时进行FRP成形体3的成形和带法兰的轴环的粘接，所以不需要粘接剂，没有产生阶梯差。

在本比较例1的制造方法中，存在如下的情形：在FRP成形体3的成形厚度出现偏差的情况下，在外侧带法兰的轴环4和内侧带法兰的轴环5之间或者在带法兰的轴环4、5和FRP成形体3之间形成过大的粘接层17，不能得到利用带法兰的轴环4、5来保持轴向力的效果。

Claims (12)

1.一种FRP紧固构造的制造方法，其具备：

将外侧带法兰的轴环嵌入成形模具的定位槽的第1工序；

在所述成形模具上，将构成FRP成形体的纤维织物层叠于所述外侧带法兰的轴环的外侧的第2工序；

将内侧带法兰的轴环插入到所述外侧带法兰的轴环的内侧，并埋入所述纤维织物的紧固孔的第3工序；

在所述纤维织物上，将树脂浸渍辅助件层叠在除所述内侧带法兰的轴环以外的部分，并利用真空压进行吸引的第4工序；

在所述树脂浸渍辅助件之下，使液状树脂浸渍在所述纤维织物、所述外侧带法兰的轴环和所述内侧带法兰的轴环之间的第5工序；以及

在所述液状树脂硬化后，通过将在所述第5工序得到的成形体从所述成形模具脱模，并且剥掉所述树脂浸渍辅助件来得到所述FRP成形体的第6工序。

2.如权利要求1所述的FRP紧固构造的制造方法，其中，

在所述第2工序和所述第3工序之间，包括在所述外侧带法兰的轴环的轴环部的内表面以及内侧带法兰的轴环的轴环部的外表面涂敷液状树脂硬化物的工序。

3.如权利要求1或2所述的FRP紧固构造的制造方法，其中，

在所述第1工序前，包括预先对所述外侧带法兰的轴环以及所述内侧带法兰的轴环的各轴环部的表面实施研磨处理的工序。

4.如权利要求1或2所述的FRP紧固构造的制造方法，其中，

所述外侧带法兰的轴环的法兰部的外周部以及所述内侧带法兰的轴环的法兰部的外周部成为锥状。

5.如权利要求1或2所述的FRP紧固构造的制造方法，其中，

所述第3工序包括将填孔销向所述内侧带法兰的轴环的轴环部的内侧插入的工序。

6.如权利要求5所述的FRP紧固构造的制造方法，其中，

所述第4工序包括将所述树脂浸渍辅助件层叠在所述内侧带法兰的轴环的法兰部以及所述填孔销上的工序。

7.如权利要求5所述的FRP紧固构造的制造方法，其中，

所述填孔销的高度与所述外侧带法兰的轴环的轴环部的高度和所述内侧带法兰的轴环的法兰部的厚度之和相等。

8.如权利要求1或2所述的FRP紧固构造的制造方法，其中，

还具备将通过所述第6工序得到的所述FRP成形体后加工成为被设定的尺寸的第7工序。

9.如权利要求1或2所述的FRP紧固构造的制造方法，其中，

所述树脂浸渍辅助件包括剥离层、流动介质和真空薄膜。

10.一种FRP紧固构造，其具备：

外侧带法兰的轴环；

内侧带法兰的轴环，其被插入所述外侧带法兰的轴环的内侧，并被埋入FRP成形体的紧固孔；以及

纤维织物的层叠体，其被形成于所述外侧带法兰的轴环的外侧，并构成所述FRP成形体，

在所述纤维织物的层叠体、所述外侧带法兰的轴环和所述内侧带法兰的轴环之间形成液状树脂硬化物，

所述纤维织物的层叠体、所述外侧带法兰的轴环和所述内侧带法兰的轴环由所述液状树脂硬化物一体地粘接固定，

所述外侧带法兰的轴环和所述内侧带法兰的轴环经粘接剂粘接。

11.如权利要求10所述的FRP紧固构造，其中，

所述外侧带法兰的轴环以及所述内侧带法兰的轴环的各轴环部的表面预先被实施研磨处理。

12.如权利要求10所述的FRP紧固构造，其中，

所述外侧带法兰的轴环的法兰部的外周部以及所述内侧带法兰的轴环的法兰部的外周部成为锥状。

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