CN112622296A

CN112622296A - 复合材料的接头部件及接头结构体

Info

Publication number: CN112622296A
Application number: CN202010092625.0A
Authority: CN
Inventors: 服部英敬; 林宣也
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2021-04-09
Also published as: JP7390144B2; JP2021049674A; US11603874B2; US20210088063A1; EP3797974A1

Abstract

本发明提供复合材料的接头部件及接头结构体，即使施加负荷，也能够适当维持接合状态。复合材料的接头部件(5)与作为被接合部的其它接头部件(6)的接头部(22)接合，包含强化纤维及树脂，其具有主体部和与主体部相连且与其它接头部件的接头部接合的接头部(12)，接头部(12)具有在与其它接头部件(6)的接头部(22)对置的对置方向上朝向其它接头部件(6)的接头部(22)侧扩展的伸出部位(16a)，并以接头部(12)所包含的强化纤维的纤维方向包含与在接头部(12)和其它接头部件的接头部的接合部分施加的负荷方向不同的纤维方向的方式形成具有各向异性的取向图案。

Description

复合材料的接头部件及接头结构体

技术领域

本公开涉及复合材料的接头部件及接头结构体。

背景技术

目前，作为复合材料的接头部件，已知有集合了多个纤维强化杆部件的纤维强化复合部件(例如，参照专利文献1)。纤维强化杆部件形成有相对于端面凹陷的凹部或相对于端面突出的凸部。而且，通过将纤维强化杆部件的凹部和纤维强化杆部件的凸部对接，在凹部和凸部的间隙注入树脂，将纤维强化杆部件彼此接合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-11672号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，将复合材料彼此接合的接合体有时在剥离接合部分的方向上施加拉伸负荷等负荷。在专利文献1中，通过在凹部和凸部的间隙注入树脂，将纤维强化杆部件彼此接合，对于拉伸负荷，需要通过树脂的粘接力来确保接合状态。但是，在专利文献1中，由于需要使用树脂等粘接剂，所以对纤维强化杆部件进行预处理等的粘接剂的处理变得复杂。因此，为了不使用粘接剂而将复合材料彼此接合，需要物理上使复合材料彼此卡合，相对于拉伸负荷确保复合材料彼此的接合状态。在该情况下，如果复合材料中包含的强化纤维的纤维方向成为沿着负荷方向的方向，则复合材料的强化纤维容易裂开，因此，难以适当维持复合材料的接合状态。

因此，本公开的问题在于，提供即使施加负荷也能够适当维持接合状态的复合材料的接头部件及接头结构体。

用于解决问题的技术方案

本公开提供一种复合材料的接头部件，其与被接合部接合，包含强化纤维及树脂，具有，主体部；与所述主体部相连且与所述被接合部接合的接头部；所述接头部具有在与所述被接合部对置的对置方向上朝向所述被接合部侧扩展的伸出部位，并以所述接头部所包含的所述强化纤维的纤维方向包含与在所述接头部和所述被接合部的接合部分施加的载荷方向不同的所述纤维方向的方式，形成具有各向异性的取向图案。

本公开提供一种接头结构体，其具备多个所述复合材料的接头部件，将一方的所述接头部件的所述接头部设为所述被接合部，将另一方的所述接头部件的所述接头部与一方的所述接头部件的所述接头部接合。

发明效果

根据本公开，即使施加负荷，也能够适当维持接合状态。

附图说明

图1是表示实施方式1的构成接头结构体的一方的接头部件的四面图。

图2是表示实施方式1的构成接头结构体的另一方的接头部件的四面图。

图3是表示实施方式1的接头结构体的一方的接头部件和另一方的接头部件的接合的说明图。

图4是表示对实施方式1的接头结构体施加拉伸负荷时的说明图.

图5是示意性表示接头部的强化纤维的取向图案的一例的图。

图6是示意性表示接头部的强化纤维的取向图案的一例的图。

图7是示意性表示接头部的强化纤维的取向图案的一例的图。

图8是示意性表示实施方式2的接头结构体的一部分的图。

图9是示意性表示实施方式3的接头结构体的一部分的图。

图10是示意性表示实施方式4的接头结构体的图。

图11是示意性表示实施方式5的接头结构体的一部分的图。

图12是表示第六实施方式的接头结构体的立体图。

图13是表示实施方式6的接头结构体的一方的接头部件和另一方的接头部件的接合的说明图。

图14是表示实施方式7的接头结构体的立体图。

附图标记说明

1 接头结构体

5 接头部件

6 接头部件

11 主体部

12 接头部

15 接合面

16 凸部

16a 伸出部位

21 主体部

22 接头部

25 接合面

26 凹部

26a 伸出部位

31 接头结构体(实施方式2)

33 能量引导部

35 熔接层

41 接头结构体(实施方式3)

42 辅助凸部

44 辅助凹部

51 接头结构体(实施方式4)

53 贯通孔

54 贯通孔

55 限位销

61 接头结构体(实施方式5)

62 框架部件

71 接头结构体(实施方式6)

75 接头部件

76 接头部件

101 接头结构体(实施方式7)

105 接头部件

106 接头部件

107 接头部件

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本公开的实施方式。此外，本发明不受该实施方式限定。另外，下述实施方式的构成要素中包含本领域技术人员可替换且容易的内容、或者实质上相同的内容。此外，以下记载的构成要素能够适当组合，另外，在存在多个实施方式的情况下，也可以组合各实施方式。

[实施方式1]

实施方式1的接头结构体1是在被接合部接合复合材料的接头部件而成的结构体。在以下的实施方式中，被接合部也是复合材料的接头部件，对将两个复合材料的接头部件彼此接合的情况进行说明。此外，在以下的实施方式中，将两个复合材料的接头部件彼此接合，但被接合部可以由不同于复合材料的不同材料构成，例如也可以是金属的被接合部。另外，实施方式1中，将两个复合材料的接头部件接合，但可以是多个接头部件，也可以接合三个以上的接头部件。

图1是表示构成实施方式1的接头结构体的一方的接头部件的四面图。图2是表示构成实施方式1的接头结构体的另一方的接头部件的四面图。图3是表示实施方式1的接头结构体的一方的接头部件和另一方的接头部件的接合的说明图。图4是对实施方式1的接头结构体施加拉伸负荷时的说明图。图5～图7是示意性表示接头部的强化纤维的取向图案的一例的图。

(接头结构体)

如图1～图4所示，接头结构体1具备一方的接头部件5(以下也简称为接头部件5)和另一方的接头部件6(以下也简称为接头部件6)。在此，复合材料包含树脂和强化纤维，例如，作为树脂，使用热固性树脂、热塑性树脂等，作为强化纤维，使用碳纤维、玻璃纤维、胺纤维等。在实施方式1中，作为复合材料，使用碳纤维强化塑料(CFRP：Carbon FiberReinforced Plastics)。如图4所示，在接头结构体1上，例如向一方的接头部件5与另一方的接头部件6分离的方向施加拉伸负荷。

(接头部件)

图1中图示一方的接头部件5。接头部件5具有主体部11和与主体部11相连且与另一方的接头部件6接合的接头部12。主体部11形成为将一方向设为长度方向的方筒形状。即，主体部11形成其内部为四棱柱形状的中空结构。主体部11在长度方向的一端部设置有接头部12。

接头部12形成为从主体部11向长度方向外侧突出的凸形状。具体而言，接头部12具有两个接合面15和从各接合面15突出的两个凸部16。两个接合面15在与长度方向正交的水平面内，以接头部12的中央线作为界，随着朝向外侧而向长度方向的另一端侧倾斜，形成山形形状。两个凸部16相对于倾斜的两个接合面15，成为向长度方向外侧突出的突起部。凸部16朝后述的各凹部26侧突出。两个凸部16形成为，在长度方向的基端侧，与长度方向正交的宽度方向的长度短(宽度窄)，在长度方向的前端侧，宽度方向的长度长(宽度)。因此，在各凸部16上，在与后述的各凹部26对置的长度方向(负荷方向)上，形成有随着朝向凹部26而扩展的伸出部位16a。另外，两个凸部16的前端侧在与长度方向正交的水平面内，形成为水平方向的一侧(图1的下侧)的长度短(宽度窄)，水平方向的另一侧(图1的上侧)的长度长(宽度)。这样，形成伸出部位16a的凸部16形成为所谓的燕尾形形状。

图2中图示另一方的接头部件6。接头部件6与接头部件5相同，具有主体部21和与主体部21连接且与一方的接头部件5的接头部12接合的接头部22。接头部件6的主体部21与接头部件5的主体部11相同，因此省略说明。

接头部22形成为从主体部21向长度方向的内侧凹陷的凹形状，相对于接头部件5的接头部12形成为互补形状。具体而言，接头部22具有两个接合面25和相对于各接合面25凹陷的两个凹部26。两个接合面25在与长度方向正交的水平面内，以接头部22的中央线为界，随着朝向外侧而向长度方向的一端侧倾斜，形成谷形形状。两个凹部26相对于倾斜的两个接合面25，成为向长度方向内侧凹陷形成的槽部。凹部26朝与凸部16相反侧凹陷。两个凹部26形成为，在长度方向的开口侧，与长度方向正交的宽度方向的长度短(宽度窄)，在长度方向的底部侧，宽度方向的长度长(宽度)。因此，在各凹部26，在与各凸部16对置的长度方向(负荷方向)上，形成有随着朝向凸部16而扩展的伸出部位26a。另外，两个凹部26的底部侧形成为，在与长度方向正交的水平面内，水平方向的一侧(图2的下侧)的长度短(槽宽窄)，水平方向的另一侧(图2的上侧)的长度长(槽宽宽)形成。这样，形成伸出部位26a的凹部26成为所谓的燕尾形形状(蚁槽)。

例如，使用3D成形装置成形接头部件5和接头部件6。在成形各接头部件5、6时，使用含有树脂及纤维的复合材料形成单位层，将该单位层层叠成层叠体。此外，接头部件5及接头部件6例如也可以通过注塑成形形成。在通过注塑成形来成形接头部件5、6的情况下，需要设为能够注塑成形的接头部件5、6的形状，并且需要使用能够形成后述非各向同性的取向图案的强化纤维(例如图7)。

(接头部件的接合)

如图3所示，如上述形成的接头部件5及接头部件6为了将接头部12彼此接合，使接头部22相对于接头部12相对移动的嵌合方向成为与负荷方向不同的方向。具体而言，接头部12、22彼此的嵌合方向是重叠的一方的接合面15、25彼此的面内方向。在此，一方的接合面15、25是在与长度方向正交的水平面内，形成有中央线侧的宽度窄的凸部16和凹部26的接合面15、25。因此，接头部12、22彼此形成允许向嵌合方向的相对移动的形状。

(接头部的取向图案)

接着，参照图5～图7，对接头部12、22的凸部16及凹部26中的强化纤维的取向图案进行说明。图5～图7所示的强化纤维的取向图案是具有强化纤维的纤维方向包含与负荷方向不同的纤维方向的各向异性(非各向同性)的取向图案。

图5所示的取向图案是强化纤维沿着接头部12、22的外形设置，并且强化纤维朝向接头部12、22的内侧卷绕的取向图案。具体而言，在图5中，接头部12的凸部16所包含的强化纤维包含通过沿着具有伸出部位16a的凸部16的外形环绕而形成的强化纤维和设于沿着外形的强化纤维内侧的卷绕的强化纤维。同样，接头部22的凹部26所包含的强化纤维包含通过沿着具有伸出部位26a的凹部26的外形环绕而形成的强化纤维和设于沿着外形的强化纤维内侧的卷绕的强化纤维。因此，图5所示的凸部16及凹部26的强化纤维的取向图案成为具有各向异性的取向图案。而且，即使在接头部12、22分离的方向(长度方向)上施加拉伸负荷的情况下，由于伸出部位16a、26a中的强化纤维的纤维方向与负荷方向交叉，所以也能够成为能够承受拉伸负荷的具有各向异性的取向图案。

图6所示的取向图案是将使纤维方向在一个方向上一致的强化纤维层层叠多层的取向图案。具体而言，作为强化纤维的层，包含与负荷方向正交的方向成为纤维方向的层(图6的左侧)。此外，在仅由图6的左侧所示的层构成接头部12、22的情况下，虽然能够承受伸出部位16a、26a的拉伸负荷，但在凸部16的基端侧可能发生层间剥离。因此，作为强化纤维的层，也可以包含沿负荷方向的方向成为纤维方向的层(图6的右侧)。此时，不管图6的左侧表示的层与图6的右侧表示的层的比例如何，图6所示的凸部16及凹部26的强化纤维的取向图案均成为具有各向异性的取向图案。而且，即使在沿接头部12、22分离的方向(长度方向)施加拉伸负荷的情况下，由于伸出部位16a、26a中的强化纤维的纤维方向在负荷方向上交叉，所以也能够成为能够承受拉伸负荷的具有各向异性的取向图案。

图7所示的取向图案是将包含热塑性树脂的非连续的强化纤维有意取向的取向图案。具体而言，在图7中，接头部12的凸部16中包含的强化纤维在凸部16的宽度方向的两侧的伸出部位16a散乱，在凸部16的宽度方向的中央的伸出部位16a以外的部位成为沿着负荷方向的纤维方向。因此，图7所示的凸部16及凹部26的强化纤维的取向图案成为具有各向异性的取向图案。而且，即使在接头部12、22分离的方向(长度方向)上施加拉伸负荷的情况下，由于伸出部位16a、26a的强化纤维的纤维方向相对于负荷方向散乱，所以也能够成为能够承受拉伸负荷的具有各向异性的取向图案。

如上，根据实施方式1，接头部12、22在接头部12、22彼此对置的对置方向(长度方向)上，具有随着朝向对置的接头部12、22侧而扩展的伸出部位16a、26a，并以使接头部12、22所包含的强化纤维的纤维方向包含与在接头部12、22彼此的接合部分施加的负荷方向不同的方向的方式形成具有各向异性的取向图案。因此，即使在长度方向上施加负荷，也能够抑制接头部12、22的伸出部位16a、26a的破损等损伤的产生，因此，能够适当维持接头部件5、6彼此的接合状态。

另外，根据实施方式1，接头部12具有朝向接头部22侧突出的凸部16，凸部16的伸出部位16a成为随着朝向接头部22侧而向外侧扩展的部位。即使是这种具有凸部16的接头部12，也能够抑制伸出部位16a的破损等损伤的产生，因此，能够适当维持接头部件5、6彼此的接合状态。

另外，根据实施方式1，接头部22具有朝向接头部12的相反侧凹陷的凹部26，凹部26的伸出部位26a成为随着朝向接头部22侧而向外侧扩展的部位。这样，即使是具有凹部26的接头部22，也能够抑制伸出部位26a的破损等损伤的产生，因此，能够适当维持接头部件5、6彼此的接合状态。

另外，根据实施方式1，接头部12、22形成强化纤维沿着接头部12、22的外形设置且强化纤维朝向接头部12、22的内侧卷绕的取向图案，作为具有各向异性的取向图案。因此，能够使接头部12、22的伸出部位16a、26a相对于拉伸负荷的强度高。

另外，根据实施方式1，接头部12、22形成使纤维方向沿着负荷方向的层和纤维方向与负荷方向交叉的层层叠而成的取向图案，作为具有各向异性的取向图案。因此，能够简化接头部12、22的纤维取向，因此，能够容易地形成具有各向异性的取向图案。

另外，根据实施方式1，接头部12、22形成非连续的强化纤维的纤维方向在伸出部位16a、26a散乱的取向图案，作为具有各向异性的取向图案。因此，由于能够简化伸出部位16a、26a的纤维取向，因此能够容易形成具有各向异性的取向图案。

另外，根据实施方式1，主体部11、21是中空结构，因此，能够实现接头部件5、6的轻量化。

另外，根据实施方式1，用于将接头部12、22彼此接合的嵌合方向成为与负荷方向不同的方向，接头部12、22形成允许向嵌合方向的移动的形状。因此，即使在负荷方向上施加负荷，也能够不解除接头部件5、6彼此的嵌合，而适当维持接头部件5、6彼此的接合状态。

[实施方式2]

接着，参照图8说明实施方式2的接头结构体31。此外，在实施方式2中，为了避免重复的记载，对与实施方式1不同的部分进行说明，对于与实施方式1相同的结构的部分，附加相同的附图标记进行说明。图8是示意性表示实施方式2的接头结构体的一部分的图。

实施方式2的接头结构体31相对于具有凹部26的接头部件6在接合面25及凹部26的外表面(表面)设置有能量引导部33。能量引导部33包含树脂，通过使用超声波等的振动与凸部16进行摩擦而溶化。在使接头部件5及接头部件6嵌合的状态下，若使接头部件5及接头部件6相对振动，则能量引导部33通过熔融而形成熔接层35，从而接头部件5的接头部12和接头部件6的接头部22被熔接。

如上，根据实施方式2，能够将接头部件5的接头部12和接头部件6的接头部22熔合。因此，能够使接头部件5、6彼此的接合变得更牢固。

此外，在实施方式2中，在具有凹部26的接头部件6上设置了能量引导部33，但也可以在具有凸部16的接头部件5上设置能量引导部33，没有特别限定。

另外，在实施方式2中，为了使接头部件5、6彼此的接合更牢固，设置了能量引导部33，但并不特别限定于该结构。例如，也可以使用体积增加型粘接剂，在接头部件5的接头部12和接头部件6的接头部22之间注入粘接剂，在接头部件5的接头部12和接头部件6的接头部22之间形成粘接剂层。另外，也可以通过在使接头部件5、6冷却而收缩后，使接头部件5的接头部12和接头部件6的接头部22嵌合的冷套而使接头部件5、6彼此接合。

[实施方式3]

接着，参照图9，对实施方式3的接头结构体41进行说明。此外，在实施方式3中，为了避免重复的记载，对与实施方式1及2不同的部分进行说明，对于与实施方式1及2相同的结构的部分，附加相同的附图标记进行说明。图9是示意性表示实施方式3的接头结构体的一部分的图。

实施方式3的接头结构体41、接头部件5及接头部件6的凸部16及凹部26的形状与实施方式1不同。在凸部16形成有多个从凸部16突出的辅助凸部42。另外，在与凸部16形成互补形状的凹部26形成有多个从凹部26凹陷的辅助凹部44。该凸部16和凹部26具有平坦的形状。

如上所述，根据实施方式3，可以在接头部件5的凸部16设置辅助凸部42，在接头部件6的凹部26设置辅助凹部44。因此，能够使接头部件5、6彼此的接合变得更牢固。

[实施方式4]

接着，参照图10说明实施方式4的接头结构体51。此外，在实施方式4中，为了避免重复的记载，对与实施方式1～3不同的部分进行说明，对于与实施方式1～3相同的结构的部分，附加相同的附图标记进行说明。图10是示意性表示实施方式4的接头结构体的图。

实施方式4的接头结构体51除实施方式1的接头结构体1之外，还具备作为限位部件的限位销55，该限位销55限制接合的接头部件5的接头部12和接头部件6的接头部22的位置。

限位销55形成为圆柱形状，贯通接合的接头部件5及接头部件6而设置。在接头部件5的接头部12形成有插通限位销55的贯通孔53，同样地，在接头部件6的接头部22形成有插通限位销55的贯通孔54。并且，贯通孔53及贯通孔54形成为在接头部件5、6彼此的接合时，在贯通方向上重合。贯通孔53例如形成于接头部12的凸部16，在与负荷方向及嵌合方向正交的方向上贯通形成。同样，贯通孔54例如形成于接头部22的凹部26，在与负荷方向及嵌合方向正交的方向上贯通形成。

如上，根据实施方式4，还具备限位销55，该限位销55限制接合在一起的一方的接头部件5的接头部12和另一方的接头部件6的接头部22的位置。因此，能够使接头部件5、6彼此的接合变得更牢固。

[实施方式5]

接着，参照图11对实施方式5的接头结构体61进行说明。另外，在实施方式5中，为了避免重复的记载，对与实施方式1～4不同的部分进行说明，对于与实施方式1～4相同的结构的部分，附加相同的附图标记进行说明。图11是示意性表示实施方式5的接头结构体的一部分的图。

实施方式5的接头结构体61为接头部件5及接头部件6即主体部11、21及接头部12、22由多个框架部件62构成的骨架结构。框架部件62沿长度方向延伸而形成，是强化纤维的纤维方向成为长度方向的复合材料。另外，多个框架部件62包含长度方向成为负荷方向的框架部件62和长度方向成为与负荷方向正交的方向的框架部件62。多个框架部件62被配置成栅格结构。此外，多个框架部件62也可以配置成桁架结构。

另外，多个框架部件62在接头部12、22成为具有各向异性的取向图案。具体而言，多个框架部件62的长度方向为负荷方向的框架部件62和长度方向成为与负荷方向正交的方向的框架部件62的比例不同。例如，多个框架部件62中，长度方向成为与负荷方向正交的方向的框架部件62比长度方向成为负荷方向的框架部件62多。此外，作为用于比例的物理量，可以是框架部件62的合计的长度，也可以是框架部件62的合计的体积，也可以是框架部件62的合计的重量。

如上，根据实施方式5，主体部11、21及接头部12、22成为由多个框架部件62构成的骨架结构，接头部12、22形成将强化纤维沿着框架部件62的长度方向设置的取向图案，作为具有各向异性的取向图案。因此，即使在长度方向上施加了负荷，也能够抑制接头部12、22的损伤的产生，因此，能够适当维持接头部件5、6彼此的接合状态。另外，由于接合了接头部件5、6的接头结构体61为骨架结构，所以通过将树脂或混凝土等基体一体化，能够形成牢固的结构物。

[实施方式6]

接着，参照图12及图13说明实施方式6的接头结构体71。此外，在实施方式6中，为了避免重复的记载，对与实施方式1～5不同的部分进行说明，对与实施方式1～5相同的结构的部分，附加相同的附图标记进行说明。图12是表示实施方式6的接头结构体的立体图。图13是表示实施方式6的接头结构体的一方的接头部件和另一方的接头部件的接合的说明图。

(接头结构体)

实施方式6的接头结构体71与将沿长度方向切断的截面呈T字形状的接头部件75、76彼此接合。与实施方式1相同，在实施方式6的接头结构体71中，向一方的接头部件75和另一方的接头部件76分离的方向施加拉伸负荷。

(接头部件)

接头部件75具有主体部81和与主体部81相连且与另一方的接头部件76接合的接头部82。主体部81沿长度方向延伸形成，在以与长度方向正交的面切断的截面上，形成为由平板部81a和肋部81b构成的T字形状。肋部81b为平板部81a的宽度方向上的从中央向外侧突出的部位。另外，主体部81其内部为中空结构。主体部81在长度方向的一端部设置有接头部82。

如图13所示，接头部82形成为由燕尾形状的凸部86及凹部87构成的接合部，接头部82中的凸部86及凹部87在与负荷方向(长度方向)正交的面内，在连接平板部81a和肋部81b的斜向上延伸形成。因此，接头部82的凸部86及凹部87形成为一部分不连续。此外，凸部86及凹部87的形状与实施方式1相同，为燕尾形的形状，具有伸出部位。

接头部件76与接头部件75相同，具有主体部91和与主体部91相连且与另一方的接头部件75接合的接头部92。接头部件76的主体部91形成为由平板部91a和肋部91b构成的T字形状，与接头部件75的主体部81相同，因此省略说明。

如图13所示，接头部92形成为由燕尾形状的凸部96及凹部97构成的接合部，接头部92中的凸部96及凹部97在与负荷方向(长度方向)正交的面内沿连结平板部91a和肋部91b的斜向延伸形成。因此，与接头部件75相同，接头部92的凸部96及凹部97以一部分不连续的方式形成。此外，凸部96及凹部97的形状与实施方式1相同，为燕尾形的形状，具有伸出部位。

(接头部件的接合)

如图13所示，如上述形成的接头部件75及接头部件76为了将接头部82、92彼此接合，使接头部92相对于接头部82相对移动的嵌合方向成为与负荷方向不同的方向。具体而言，接头部82、92彼此的嵌合方向为凸部86、96及凹部87、97延伸的倾向。在此，由于凸部86、96及凹部87、97的一部分不连续地形成，所以在接头部件75、76彼此的接合时，图13所示的阴影部分的凸部86横跨成为阴影部分的不连续的凹部97而嵌合。

如上，根据实施方式6，即使接头部件75及接头部件76为由平板部81a、91a和肋部81b、91b构成的T字形状，也能够适当维持接头部件75、76彼此的接合状态。

[实施方式7]

接着，参照图14对实施方式7的接头结构体101进行说明。另外，在实施方式7中，为了避免重复的记载，对与实施方式1～6不同的部分进行说明，对与实施方式1～6相同的结构的部分，附加相同的附图标记进行说明。图14是表示实施方式7的接头结构体的立体图。

(接头结构体)

实施方式7的接头结构体101将三个接头部件彼此接合。如图14所示，接头结构体101具备接头部件105、接头部件106以及接头部件107。

(接头部件)

接头部件105及接头部件106在实施方式6的接头部件75及接头部件76上形成有接头部113及接头部123。即，接头部件105具有主体部111、与主体部111相连且与其它接头部件106接合的接头部112、与其它接头部件107接合的接头部113。在此，主体部111及接头部112与实施方式6的接头部件75的主体部81及接头部82相同，因此省略说明。接头部113形成于与接头部件107对置的面内。另外，接头部113形成为由燕尾形状的凸部及凹部构成的接合部，在与负荷方向(长度方向)及与接头部件106的嵌合方向不同的方向上延伸形成。此外，与实施方式1相同，接头部113的凸部及凹部的形状为燕尾形状，具有伸出部位。

接头部件106具有主体部121、与主体部121连接且与其它接头部件105接合的接头部122、与其它接头部件107接合的接头部123。在此，主体部121及接头部122与实施方式6的接头部件76的主体部91及接头部92相同，因此省略说明。接头部123形成于与接头部件107对置的面内。另外，接头部123形成为由燕尾形状的凸部及凹部构成的接合部，在与负荷方向(长度方向)及与接头部件105的嵌合方向不同的方向上延伸形成。此外，与实施方式1相同，接头部123的凸部及凹部的形状为燕尾形状，具有伸出部位。另外，接头部113的凸部及凹部和接头部123的凸部及凹部形成为在延伸的方向上连续。

接头部件107具有主体部131和与主体部131相连且与其它接头部件105及接头部件106接合的接头部132。主体部131形成为平板形状。接头部132形成于与接合的接头部件105及接头部件106对置的面内。另外，接头部132形成为由燕尾形状的凸部及凹部构成的接合部，在与负荷方向(长度方向)、与接头部件105的嵌合方向及与接头部件106的嵌合方向不同的方向上延伸形成。此外，与实施方式1相同，接头部132的凸部及凹部的形状为燕尾形状，具有伸出部位。

(接头部件的接合)

如上述形成的接头部件105、接头部件106及接头部件107首先在将接头部件105和接头部件106接合后，将接头部件105及接头部件106与接头部件107接合。此时，接头部件105与接头部件106的嵌合方向和接头部件105及接头部件106与接头部件107的嵌合方向为不同的方向，且负荷方向也均为不同的方向。

如上，根据实施方式7，即使在将三个接头部件105、106、107相互接合的情况下，也能够在接头部件105上设置两个接头部112、113，并且在接头部件106上设置两个接头部122、123，将对应于多个接头部的多个嵌合方向设为互不不同的方向。因此，在将三个接头部件105、106、107彼此接合的情况下，即使施加拉伸负荷等的负荷，也能够适当维持接头部件105、106、107彼此的接合状态。

各实施方式所记载的接头部件及接头结构体例如以如下方式被掌握。

第一方面的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107为与被接合部(接头部)12、22、82、92、112、113、122、123、132接合的、包含强化纤维及树脂的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107，具有主体部11、21、81、91、111、121、131；与上述主体部11、21、81、91、111、121、131相连且与上述被接合部12、22、82、92、112、113、122、123、132接合的接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132；上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132具有在与上述被接合部12、22、82、92、112、113、123、132对置的对置方向上朝向上述被接合部12、22、82、92、112、122、123、132侧扩展的伸出部位16a、26a，并以上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132所包含的上述强化纤维的纤维方向包含与在上述接头部12、22、82、92、112、113、123、132和上述被接合部12、22、82、92、112、113、123、132的接合部分施加的负荷方向不同的上述纤维方向的方式形成具有各向异性的取向图案。

根据该结构，能够提高接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132相对于伸出部位16a、26a的拉伸负荷的强度。

在第二方面的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107中，上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132是朝向上述被接合部12、22、82、92、112、113、123、132侧突出的突起部(凸部)86、96，上述突起部86、96的上述伸出部位16a、26a是随着朝向上述被接合部12、22、82、92、112、113、123、132侧而向外侧扩展的部位。

在第三方面的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107中，上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132是朝向与上述被接合部12、22、82、92、112、113、123、132侧相反侧凹陷的槽部(凹部)87、97，上述槽部87、97的上述伸出部位16a、26a是随着朝向上述被接合部12、22、82、92、112、123、122侧而向内侧收窄的部位。

根据该结构，能够进一步提高接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132相对于伸出部位16a、26a的拉伸负荷的强度。

在第四方面的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107中，上述接头部12、22、82、92、112、113、123、132形成上述强化纤维沿着上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132的外形设置、且上述强化纤维朝向所述接头部12、22、82、92、112、113、122、132的内侧卷绕的取向图案，作为具有上述各向异性的取向图案。

在第五方面的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107中，上述强化纤维的纤维方向在一方向上一致，上述接头部12、22、82、92、113、122、123、132形成使上述纤维方向沿着上述负荷方向的层和上述纤维方向与上述负荷方向交叉的层层叠而成的取向图案，作为具有上述各向异性的取向图案。

根据该结构，能够简化接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132的纤维取向，因此，能够容易地形成具有各向异性的取向图案。

在第六方面的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107中，上述强化纤维是非连续的强化纤维，上述接头部12、22、82、92、113、122、123、132形成上述强化纤维的纤维方向在上述伸出部位16a、26a散乱的取向图案，作为具有上述各向异性的取向图案。

根据该结构，由于能够简化伸出部位16a、26a的纤维取向，所以能够容易地形成具有各向异性的取向图案。

在第七方面的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107中，所述主体部11、21、81、91、111、121、131为中空结构。

根据该结构，能够实现接头部件5、6、75、76、105、106、107的轻量化。

在第八方面的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107中，上述主体部11、21、81、91、111、121、131和上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132是由多个框架部件构成的骨架结构，上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132形成将上述强化纤维沿着上述框架部件62的长度方向设置的取向图案，作为具有上述各向异性的取向图案。

根据该结构，即使在长度方向上施加了负荷，也能够抑制接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132的损伤的产生，因此，能够适当维持接头部件5、6、75、76、105、106、107彼此的接合状态。另外，因为将接头部件5、6、75、76、105、106、107接合的接头结构体61形成为骨架结构，所以通过使树脂或混凝土等基体一体化，能够形成牢固的结构物。

在第九方面的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107中，为了将上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132与上述被接合部12、22、82、92、112、113、123、132接合，使上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132相对于上述被接合部12、22、82、92、112、113、122、123、132移动的嵌合方向成为与上述负荷方向不同的方向，上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132成为允许向相对于上述被接合部12、22、82、92、112、113、122、123、132的上述嵌合方向的移动的形状。

根据该结构，即使在负荷方向上施加负荷，也能够不解除接头部件5、6、75、76、105、106、107彼此的嵌合，而适当维持接头部件5、6、75、76、105、106、107彼此的接合状态。

在第十方面的复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、107中，上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132设有多个，与多个上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132对应的多个嵌合方向成为互不相同的方向。

根据该结构，在将多个接头部件105、106、107彼此接合的情况下，即使施加拉伸负荷等负荷，也能够适当维持接头部件105、106、107彼此的接合状态。

第十一方面的接头结构体1、31、41、51、61、71、101具备多个上述复合材料的接头部件5、6、75、76、105、106、106、107，将一方的上述接头部件5、6、75、76、105、106、107的上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132设为上述被接合部，将另一方的上述接头部件5、6、75、76、105、106、107的上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132与一方的上述接头部件5、6、75、76、105、106、107的上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132接合。

根据该结构，即使在长度方向上施加负荷，也能够抑制接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132的伸出部位16a、26a的破损等损伤的产生，因此能够适当维持接头部件5、6、75、76、105、106、107彼此的接合状态。

在第十二方面的接头结构体1、31、41、51、61、71、101中，一方的上述接头部件5、6、75、76、105、106、107的上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132和另一方的上述接头部件5、6、75、76、105、106、107的上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132熔合。

根据该结构，能够将接头部件5、6、75、76、105、106、107的接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132和接头部件5、6、75、76、105、106、107的接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132熔合。因此，能够使接头部件5、6、75、76、105、106、107彼此的接合更牢固。

在第十三方面的接头结构体1、31、41、51、61、71、101中，还具备形成于一方的上述接头部件5、6、75、76、105、106、107的上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132和另一方的上述接头部件5、6、75、76、105、106、107的上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132之间的粘接剂层。

根据该结构，能够使接头部件5、6、75、76、105、106、107彼此的接合更牢固。

在第十四方面的接头结构体1、31、41、51、61、71、101中，还具备对接合在一起的一方的上述接头部件5、6、75、76、105、106、107的上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132和另一方的所述接头部件5、6、75、76、105、106、107的上述接头部12、22、82、92、112、113、122、123、132的位置进行限制的限位部件(限位销55)。

Claims

1.一种复合材料的接头部件，其与被接合部接合，包含强化纤维及树脂，具有：

主体部；

与所述主体部相连且与所述被接合部接合的接头部；

所述接头部具有在与所述被接合部对置的对置方向上朝向所述被接合部侧扩展的伸出部位，并以所述接头部所包含的所述强化纤维的纤维方向包含与在所述接头部和所述被接合部的接合部分施加的载荷方向不同的所述纤维方向的方式，形成具有各向异性的取向图案。

2.如权利要求1所述的复合材料的接头部件，其中，

所述接头部是朝向所述被接合部侧突出的突起部，

所述突起部的所述伸出部位是随着朝向所述被接合部侧而向外侧扩展的部位。

3.如权利要求1所述的复合材料的接头部件，其中，

所述接头部是朝向与所述被接合部侧相反侧凹陷的槽部，

所述槽部的所述伸出部位是随着朝向所述被接合部侧而向内侧收窄的部位。

4.如权利要求1～3中任一项所述的复合材料的接头部件，其中，

所述接头部形成所述强化纤维沿着所述接头部的外形设置、且所述强化纤维朝向所述接头部的内侧卷绕的取向图案，作为具有所述各向异性的取向图案。

5.如权利要求1～3中任一项所述的复合材料的接头部件，其中，

所述强化纤维的纤维方向在一方向上一致，

所述接头部形成使所述纤维方向沿着所述负荷方向的层和所述纤维方向相对于所述负荷方向交叉的层层叠而成的取向图案，作为具有所述各向异性的取向图案。

6.如权利要求1～3中任一项所述的复合材料的接头部件，其中，

所述强化纤维是非连续的强化纤维，

所述接头部形成所述强化纤维的纤维方向在所述伸出部位散乱的取向图案，作为具有所述各向异性的取向图案。

7.如权利要求1～6中任一项所述的复合材料的接头部件，其中，

所述主体部是中空结构。

8.如权利要求1～3中任一项所述的复合材料的接头部件，其中，

所述主体部和所述接头部是由多个框架部件构成的骨架结构，

所述接头部形成所述强化纤维沿着所述框架部件的长度方向设置的取向图案，作为具有所述各向异性的取向图案。

9.如权利要求1～8中任一项所述的复合材料的接头部件，其中，

为了将所述接头部与所述被接合部接合，使所述接头部相对于所述被接合部移动的嵌合方向成为与所述负荷方向不同的方向，

所述接头部形成允许向相对于所述被接合部的所述嵌合方向的移动的形状。

10.如权利要求9所述的复合材料的接头部件，其中，

所述接头部设有多个，

与多个所述接头部对应的多个嵌合方向成为互不相同的方向。

11.一种接头结构体，其具备多个权利要求1～10中任一项所述的复合材料的接头部件，

将一方的所述接头部件的所述接头部设为所述被接合部，将另一方的所述接头部件的所述接头部与一方的所述接头部件的所述接头部接合。

12.如权利要求11所述的接头结构体，其中，

一方的所述接头部件的所述接头部和另一方的所述接头部件的所述接头部熔合。

13.如权利要求11所述的接头结构体，其中，

还具备形成于一方的所述接头部件的所述接头部和另一方的所述接头部件的所述接头部之间的粘接剂层。

14.如权利要求11～13中任一项所述的接头结构体，其中，

还具备对接合在一起的一方的所述接头部件的所述接头部和另一方的所述接头部件的所述接头部的位置进行限制的限位部件。