JP2002059498A - Ｆｒｐ構造体 - Google Patents
Ｆｒｐ構造体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インサート金具配置部における接合強度を高
め、かつ、インサート金具周縁部における応力集中を緩
和できるＦＲＰ構造体の構造を提供する。 【解決手段】 ＦＲＰスキン層と、コア材と、それらの
間に介装されたインサート金具とが一体的に成形された
ＦＲＰ構造体であって、インサート金具の周縁部の少な
くとも一部におけるＦＲＰスキン層との接触箇所におい
て、ＦＲＰスキン層が厚み方向にオフセットされた形状
に形成されているとともに、インサート金具の周縁部に
Ｒ加工が施されていることを特徴とするＦＲＰ構造体。
め、かつ、インサート金具周縁部における応力集中を緩
和できるＦＲＰ構造体の構造を提供する。 【解決手段】 ＦＲＰスキン層と、コア材と、それらの
間に介装されたインサート金具とが一体的に成形された
ＦＲＰ構造体であって、インサート金具の周縁部の少な
くとも一部におけるＦＲＰスキン層との接触箇所におい
て、ＦＲＰスキン層が厚み方向にオフセットされた形状
に形成されているとともに、インサート金具の周縁部に
Ｒ加工が施されていることを特徴とするＦＲＰ構造体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＦＲＰ製のスキン
層（以下、単にＦＲＰスキン層という。）、コア材、イ
ンサート金具が一体的に成形されたＦＲＰ構造体に関す
る。
層（以下、単にＦＲＰスキン層という。）、コア材、イ
ンサート金具が一体的に成形されたＦＲＰ構造体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）は、軽
量、高剛性、高耐久性であることから、各種産業分野に
広く使われている。とくに近年、自動車部材等の大量生
産部材への適用が進みつつある。たとえば、自動車用の
ルーフ、バンパー、スポイラ、フレーム、ドア等にＦＲ
Ｐ構造体を適用することが検討されている。
量、高剛性、高耐久性であることから、各種産業分野に
広く使われている。とくに近年、自動車部材等の大量生
産部材への適用が進みつつある。たとえば、自動車用の
ルーフ、バンパー、スポイラ、フレーム、ドア等にＦＲ
Ｐ構造体を適用することが検討されている。
【０００３】このような自動車用等におけるＦＲＰ構造
体においては、軽量性を維持しつつ剛性を高めるため
に、軽量な発泡体等をコア材とし、その片面あるいは両
面にＦＲＰスキン層を配置した構成を採ることが多い。
また、局部的に強度を高めたり、他部材の取付部位を形
成するために、必要に応じて内部に部分的にインサート
金具を埋設することが多い。インサート金具は、通常Ｆ
ＲＰスキン層とコア材との間に部分的に介装される。こ
のインサート金具は、成形時に所定の位置に設置し、Ｆ
ＲＰスキン層、コア材とともに一体的にＦＲＰ構造体を
成形することが可能である。
体においては、軽量性を維持しつつ剛性を高めるため
に、軽量な発泡体等をコア材とし、その片面あるいは両
面にＦＲＰスキン層を配置した構成を採ることが多い。
また、局部的に強度を高めたり、他部材の取付部位を形
成するために、必要に応じて内部に部分的にインサート
金具を埋設することが多い。インサート金具は、通常Ｆ
ＲＰスキン層とコア材との間に部分的に介装される。こ
のインサート金具は、成形時に所定の位置に設置し、Ｆ
ＲＰスキン層、コア材とともに一体的にＦＲＰ構造体を
成形することが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、インサート
金具は、ＦＲＰスキン層やコア材とは異種の金属製高強
度部材であるから、一体的に成形されたＦＲＰスキン層
とコア材との接合強度をインサート金具配置部で弱めた
り、インサート金具自身とＦＲＰスキン層やコア材との
接合強度が部分的に弱くなったりすることがあるととも
に、とくにインサート金具の周縁部において望ましくな
い応力集中が発生したりすることが懸念される。
金具は、ＦＲＰスキン層やコア材とは異種の金属製高強
度部材であるから、一体的に成形されたＦＲＰスキン層
とコア材との接合強度をインサート金具配置部で弱めた
り、インサート金具自身とＦＲＰスキン層やコア材との
接合強度が部分的に弱くなったりすることがあるととも
に、とくにインサート金具の周縁部において望ましくな
い応力集中が発生したりすることが懸念される。
【０００５】そこで本発明の課題は、インサート金具配
置部におけるＦＲＰスキン層またはコア材との接合強度
を高め、かつ、インサート金具周縁部における応力集中
を緩和できるＦＲＰ構造体の構造を提供することにあ
る。
置部におけるＦＲＰスキン層またはコア材との接合強度
を高め、かつ、インサート金具周縁部における応力集中
を緩和できるＦＲＰ構造体の構造を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るＦＲＰ構造体は、ＦＲＰスキン層と、
コア材と、それらの間に介装されたインサート金具とが
一体的に成形されたＦＲＰ構造体であって、インサート
金具の周縁部の少なくとも一部におけるＦＲＰスキン層
との接触箇所において、ＦＲＰスキン層が厚み方向にオ
フセットされた形状に形成されていることを特徴とする
ものからなる。
に、本発明に係るＦＲＰ構造体は、ＦＲＰスキン層と、
コア材と、それらの間に介装されたインサート金具とが
一体的に成形されたＦＲＰ構造体であって、インサート
金具の周縁部の少なくとも一部におけるＦＲＰスキン層
との接触箇所において、ＦＲＰスキン層が厚み方向にオ
フセットされた形状に形成されていることを特徴とする
ものからなる。
【０００７】また、本発明に係るＦＲＰ構造体は、ＦＲ
Ｐスキン層と、コア材と、それらの間に介装されたイン
サート金具とが一体的に成形されたＦＲＰ構造体であっ
て、インサート金具の周縁部の少なくとも一部における
ＦＲＰスキン層との接触箇所にＲ加工が施されているこ
とを特徴とするものからなる。
Ｐスキン層と、コア材と、それらの間に介装されたイン
サート金具とが一体的に成形されたＦＲＰ構造体であっ
て、インサート金具の周縁部の少なくとも一部における
ＦＲＰスキン層との接触箇所にＲ加工が施されているこ
とを特徴とするものからなる。
【０００８】さらに、本発明に係るＦＲＰ構造体は、Ｆ
ＲＰスキン層と、コア材と、それらの間に介装されたイ
ンサート金具とが一体的に成形されたＦＲＰ構造体であ
って、インサート金具の周縁部の少なくとも一部におけ
るＦＲＰスキン層との接触箇所において、ＦＲＰスキン
層が厚み方向にオフセットされた形状に形成されている
とともに、インサート金具の周縁部にＲ加工が施されて
いることを特徴とするものからなる。
ＲＰスキン層と、コア材と、それらの間に介装されたイ
ンサート金具とが一体的に成形されたＦＲＰ構造体であ
って、インサート金具の周縁部の少なくとも一部におけ
るＦＲＰスキン層との接触箇所において、ＦＲＰスキン
層が厚み方向にオフセットされた形状に形成されている
とともに、インサート金具の周縁部にＲ加工が施されて
いることを特徴とするものからなる。
【０００９】上記本発明に係るＦＲＰ構造体において
は、ＦＲＰスキン層をインサート金具の周縁部において
オフセットされた形状に形成することにより、ＦＲＰス
キン層自身がインサート金具を固定、保持できる形態と
なるので、インサート金具のＦＲＰスキン層やコア材に
対する固定強度が向上し、ひいては接合強度が向上す
る。ＦＲＰスキン層のオフセット量としては、０．２ｍ
ｍ〜ｔ／２ｍｍ（ｔはＦＲＰスキン層の厚み）の範囲に
あることが好ましい。０．２ｍｍ未満になると、オフセ
ット形状によるインサート金具固定保持のための実用的
な効果が得られにくく、ＦＲＰスキン層自身の厚みにも
よるが、ｔ／２ｍｍを越えると、ＦＲＰスキン層表面の
凹凸の度合が大きくなりすぎ、自動車用部材等において
機能上や表面意匠上の問題を生じるおそれがある。
は、ＦＲＰスキン層をインサート金具の周縁部において
オフセットされた形状に形成することにより、ＦＲＰス
キン層自身がインサート金具を固定、保持できる形態と
なるので、インサート金具のＦＲＰスキン層やコア材に
対する固定強度が向上し、ひいては接合強度が向上す
る。ＦＲＰスキン層のオフセット量としては、０．２ｍ
ｍ〜ｔ／２ｍｍ（ｔはＦＲＰスキン層の厚み）の範囲に
あることが好ましい。０．２ｍｍ未満になると、オフセ
ット形状によるインサート金具固定保持のための実用的
な効果が得られにくく、ＦＲＰスキン層自身の厚みにも
よるが、ｔ／２ｍｍを越えると、ＦＲＰスキン層表面の
凹凸の度合が大きくなりすぎ、自動車用部材等において
機能上や表面意匠上の問題を生じるおそれがある。
【００１０】また、インサート金具の周縁部のＦＲＰス
キン層との接触箇所にＲ加工を施すことにより、とくに
該周縁部に接触するＦＲＰスキン層やコア材の部位にお
ける応力が分散され、応力集中が緩和される。このＲ加
工の曲率半径としては、１〜５０ｍｍの範囲が好まし
い。１ｍｍ未満ではＲ加工による応力集中緩和効果が小
さくなりすぎ、５０ｍｍを越えると、インサート金具自
身が必要な形状を保持できなくなるおそれがある。
キン層との接触箇所にＲ加工を施すことにより、とくに
該周縁部に接触するＦＲＰスキン層やコア材の部位にお
ける応力が分散され、応力集中が緩和される。このＲ加
工の曲率半径としては、１〜５０ｍｍの範囲が好まし
い。１ｍｍ未満ではＲ加工による応力集中緩和効果が小
さくなりすぎ、５０ｍｍを越えると、インサート金具自
身が必要な形状を保持できなくなるおそれがある。
【００１１】ＦＲＰスキン層の補強繊維としては、とく
に限定されず、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維、
さらにはこれらを併用したもの等を用いることができ、
補強繊維の形態としても、一方向や複数方向に配列した
もの、織物の形態にしたもの、マットや不織布状の繊維
を表面近傍に配置したもの等種々のものを使用できる。
中でも炭素繊維を用いたＦＲＰは、強度、剛性、軽量性
に優れているので好ましく、特に連続した炭素繊維を使
用することにより、ＦＲＰ構造体全体としての強度、剛
性を高く保ちつつ、応力集中等局部的に加わる負荷に対
しても優れた強度、耐久性を発揮させることができる。
また、アラミド繊維は伸度が大きく、ほつれるように壊
れるので、金具が脱落するのを防止できる。
に限定されず、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維、
さらにはこれらを併用したもの等を用いることができ、
補強繊維の形態としても、一方向や複数方向に配列した
もの、織物の形態にしたもの、マットや不織布状の繊維
を表面近傍に配置したもの等種々のものを使用できる。
中でも炭素繊維を用いたＦＲＰは、強度、剛性、軽量性
に優れているので好ましく、特に連続した炭素繊維を使
用することにより、ＦＲＰ構造体全体としての強度、剛
性を高く保ちつつ、応力集中等局部的に加わる負荷に対
しても優れた強度、耐久性を発揮させることができる。
また、アラミド繊維は伸度が大きく、ほつれるように壊
れるので、金具が脱落するのを防止できる。
【００１２】ＦＲＰスキン層のマトリクス樹脂として
は、とくに限定されないが、たとえばエポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステ
ル樹脂などの熱硬化性樹脂、あるいはアクリル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテ
レフタレート樹脂、ポリアセタールなどの熱可塑性樹
脂、およびこれらの樹脂をアロイ化した変性樹脂などが
挙げられる。
は、とくに限定されないが、たとえばエポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステ
ル樹脂などの熱硬化性樹脂、あるいはアクリル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテ
レフタレート樹脂、ポリアセタールなどの熱可塑性樹
脂、およびこれらの樹脂をアロイ化した変性樹脂などが
挙げられる。
【００１３】コア材としては、ＦＲＰ構造体全体の軽量
化の面から、発泡体を用いることが好ましく、たとえば
ポリウレタンやポリイミド、アクリルの発泡体が好適で
あり、発泡体以外にもケミカルウッド等を用いることが
できる。ただし、ＦＲＰ構造体の種類や用途によって
は、木材やハニカム構造体等の使用も可能である。
化の面から、発泡体を用いることが好ましく、たとえば
ポリウレタンやポリイミド、アクリルの発泡体が好適で
あり、発泡体以外にもケミカルウッド等を用いることが
できる。ただし、ＦＲＰ構造体の種類や用途によって
は、木材やハニカム構造体等の使用も可能である。
【００１４】また、本発明に係るＦＲＰ構造体において
は、インサート金具の周長（Ｌ）と面積相当円の周長
（ＬA ）との比（Ｌ／ＬA ）が１．０５〜２．０の範囲
にあることが好ましい。すなわち、インサート金具を一
体成形したＦＲＰ構造体の場合、とくにインサート金具
の周縁部には応力集中が発生したり他の部位よりも大き
な負荷が加わったりしやすいので、周長を長くして単位
周長当たりの負荷を低く抑えるのである。換言すれば、
ある負荷がインサート金具全体に加わった場合、単位周
長当たりの負荷は、インサート金具の平面形状が円形の
場合に最も大きくなる。したがって、面積相当円の周長
（ＬA ）を基準に、実際のインサート金具の周長（Ｌ）
をＬA の１．０５〜２．０倍の範囲に規定して、単位周
長当たりの負荷を低減させるのである。４倍を越える
と、インサート金具を不必要に複雑な形状にするおそれ
が生じるが、このようなおそれが生じない場合には、別
段２．０倍を越えてもかまわない。１．０５倍未満で
は、負荷軽減効果が小さくなる。
は、インサート金具の周長（Ｌ）と面積相当円の周長
（ＬA ）との比（Ｌ／ＬA ）が１．０５〜２．０の範囲
にあることが好ましい。すなわち、インサート金具を一
体成形したＦＲＰ構造体の場合、とくにインサート金具
の周縁部には応力集中が発生したり他の部位よりも大き
な負荷が加わったりしやすいので、周長を長くして単位
周長当たりの負荷を低く抑えるのである。換言すれば、
ある負荷がインサート金具全体に加わった場合、単位周
長当たりの負荷は、インサート金具の平面形状が円形の
場合に最も大きくなる。したがって、面積相当円の周長
（ＬA ）を基準に、実際のインサート金具の周長（Ｌ）
をＬA の１．０５〜２．０倍の範囲に規定して、単位周
長当たりの負荷を低減させるのである。４倍を越える
と、インサート金具を不必要に複雑な形状にするおそれ
が生じるが、このようなおそれが生じない場合には、別
段２．０倍を越えてもかまわない。１．０５倍未満で
は、負荷軽減効果が小さくなる。
【００１５】また、現実的には、たとえば自動車用部材
等の現実の部材においては、ＦＲＰスキン層の厚みに対
するインサート金具の周長の割合を決めるのも有効であ
る。たとえば、インサート金具の周長（Ｌ）とＦＲＰス
キン層の厚み（ｔ）との比（Ｌ／ｔ）が５０〜１０００
の範囲にあることが好ましい。
等の現実の部材においては、ＦＲＰスキン層の厚みに対
するインサート金具の周長の割合を決めるのも有効であ
る。たとえば、インサート金具の周長（Ｌ）とＦＲＰス
キン層の厚み（ｔ）との比（Ｌ／ｔ）が５０〜１０００
の範囲にあることが好ましい。
【００１６】さらに、インサート金具の一体成形におけ
る接合強度を高めるために、インサート金具のコア材側
の面にリブを形成し、そのリブがコア材中に埋設される
ようにしたり、インサート金具のコア材側にアンダーカ
ット部を形成しておき、アンダーカット部がコア材中に
強固に保持される構造を採用することもできる。
る接合強度を高めるために、インサート金具のコア材側
の面にリブを形成し、そのリブがコア材中に埋設される
ようにしたり、インサート金具のコア材側にアンダーカ
ット部を形成しておき、アンダーカット部がコア材中に
強固に保持される構造を採用することもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施態様に係るＦＲＰ構造体のインサート金具部の断面
を示している。図１において、１はＦＲＰ構造体全体を
示しており、ＦＲＰ構造体１は、発泡体からなるコア材
２と、その片面に配置されたＦＲＰスキン層３と、ＦＲ
Ｐスキン層３とコア材２との間にＦＲＰスキン層３に直
接接するように所定位置に介装されたインサート金具４
とを有しており、これらが一体的に成形されている。ま
た、コア材２の反対側の面にもＦＲＰスキン層５を配置
し、コア材２を間に介在されたサンドイッチ構造に構成
してもよく、場合によってはＦＲＰスキン層５を省略す
ることもできる。後述の各実施態様においても、同様の
サンドイッチ構造を採用できる。
形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施態様に係るＦＲＰ構造体のインサート金具部の断面
を示している。図１において、１はＦＲＰ構造体全体を
示しており、ＦＲＰ構造体１は、発泡体からなるコア材
２と、その片面に配置されたＦＲＰスキン層３と、ＦＲ
Ｐスキン層３とコア材２との間にＦＲＰスキン層３に直
接接するように所定位置に介装されたインサート金具４
とを有しており、これらが一体的に成形されている。ま
た、コア材２の反対側の面にもＦＲＰスキン層５を配置
し、コア材２を間に介在されたサンドイッチ構造に構成
してもよく、場合によってはＦＲＰスキン層５を省略す
ることもできる。後述の各実施態様においても、同様の
サンドイッチ構造を採用できる。
【００１８】インサート金具４の周縁部６（周縁のコー
ナー部）には、ＦＲＰスキン層３との接触箇所にＲ加工
７が施されている。このＲ加工７は、インサート金具４
の周縁全長にわたって施してもよく、必要に応じて部分
的に施してもよい。Ｒ加工（部）７の曲率半径は、前述
の如く１〜５０ｍｍの範囲から選択することが好まし
い。
ナー部）には、ＦＲＰスキン層３との接触箇所にＲ加工
７が施されている。このＲ加工７は、インサート金具４
の周縁全長にわたって施してもよく、必要に応じて部分
的に施してもよい。Ｒ加工（部）７の曲率半径は、前述
の如く１〜５０ｍｍの範囲から選択することが好まし
い。
【００１９】インサート金具４の周縁部６におけるＦＲ
Ｐスキン層３との接触箇所においては、ＦＲＰスキン層
３が、その厚み方向にオフセットされた形状、つまりイ
ンサート金具４配置部において外側にシフトして張り出
す形状に形成されている。このオフセット部８も、イン
サート金具４の周縁全長にわたって延びていてもよく、
部分的に、たとえば後述の図２に示すような折れ曲がっ
たインサート金具に対して片側の周縁部についてのみオ
フセットさせるようにした形状を採用することも可能で
ある。オフセット部８におけるＦＲＰスキン層３のオフ
セット量は、前述の如く、０．２ｍｍ〜ｔ／２ｍｍ（ｔ
はＦＲＰスキン層３の厚み）の範囲から選択することが
好ましい。また、Ｒ加工７の曲率半径に対応させて、曲
率半径が大きい場合にはオフセット量も大きくとり、曲
率半径が小さい場合にはオフセット量を小さく抑えるこ
ともできる。
Ｐスキン層３との接触箇所においては、ＦＲＰスキン層
３が、その厚み方向にオフセットされた形状、つまりイ
ンサート金具４配置部において外側にシフトして張り出
す形状に形成されている。このオフセット部８も、イン
サート金具４の周縁全長にわたって延びていてもよく、
部分的に、たとえば後述の図２に示すような折れ曲がっ
たインサート金具に対して片側の周縁部についてのみオ
フセットさせるようにした形状を採用することも可能で
ある。オフセット部８におけるＦＲＰスキン層３のオフ
セット量は、前述の如く、０．２ｍｍ〜ｔ／２ｍｍ（ｔ
はＦＲＰスキン層３の厚み）の範囲から選択することが
好ましい。また、Ｒ加工７の曲率半径に対応させて、曲
率半径が大きい場合にはオフセット量も大きくとり、曲
率半径が小さい場合にはオフセット量を小さく抑えるこ
ともできる。
【００２０】ＦＲＰスキン層３の補強繊維には、前述の
如く、連続した炭素繊維を用いることが好ましいが、図
１に示した形態では、連続した炭素繊維が少なくとも左
右のオフセット部８を通過して延びるように配設されて
いることが好ましい。
如く、連続した炭素繊維を用いることが好ましいが、図
１に示した形態では、連続した炭素繊維が少なくとも左
右のオフセット部８を通過して延びるように配設されて
いることが好ましい。
【００２１】上記のようなＦＲＰ構造体１においては、
ＦＲＰスキン層３がインサート金具４の周縁部６との接
触箇所においてオフセットされているので、オフセット
形状によりインサート金具４を所定位置に強固に固定、
保持できるようになり、ひいては、一体成形されたＦＲ
Ｐスキン層３、インサート金具４、コア材２の接合強度
を高めることができる。
ＦＲＰスキン層３がインサート金具４の周縁部６との接
触箇所においてオフセットされているので、オフセット
形状によりインサート金具４を所定位置に強固に固定、
保持できるようになり、ひいては、一体成形されたＦＲ
Ｐスキン層３、インサート金具４、コア材２の接合強度
を高めることができる。
【００２２】また、インサート金具４の周縁部６のＦＲ
Ｐスキン層３との接触箇所にＲ加工７が施されているの
で、この部分における応力が分散され、応力集中が緩和
される。したがってインサート金具４の周縁部６に局部
的に大きな負荷が加わることが防止され、結果的に、や
はり一体成形されたＦＲＰスキン層３、インサート金具
４、コア材２の接合強度が高められる。
Ｐスキン層３との接触箇所にＲ加工７が施されているの
で、この部分における応力が分散され、応力集中が緩和
される。したがってインサート金具４の周縁部６に局部
的に大きな負荷が加わることが防止され、結果的に、や
はり一体成形されたＦＲＰスキン層３、インサート金具
４、コア材２の接合強度が高められる。
【００２３】さらに、本実施態様では、ＦＲＰスキン層
３のオフセットとインサート金具４の周縁部６における
Ｒ加工の両方が実施されているので、これらの相乗効果
によって、大幅に接合強度が高められることになる。
３のオフセットとインサート金具４の周縁部６における
Ｒ加工の両方が実施されているので、これらの相乗効果
によって、大幅に接合強度が高められることになる。
【００２４】図２は、本発明の別の実施態様に係るＦＲ
Ｐ構造体１１を示している。本実施態様では、ＦＲＰ構
造体１１の屈曲部（図示例では直角の折れ曲がり部）に
本発明が適用されており、直角に折れ曲がったコア材１
２、ＦＲＰスキン層１３、インサート金具１４が一体的
に成形されている。そして、両側の、あるいは、インサ
ート金具１４の周縁部１６全長にわたって、Ｒ加工１７
が施されているとともに、ＦＲＰスキン層１３にオフセ
ット部１８が設けられている。その他の構成、作用、効
果は図１に示した実施態様に準じる。
Ｐ構造体１１を示している。本実施態様では、ＦＲＰ構
造体１１の屈曲部（図示例では直角の折れ曲がり部）に
本発明が適用されており、直角に折れ曲がったコア材１
２、ＦＲＰスキン層１３、インサート金具１４が一体的
に成形されている。そして、両側の、あるいは、インサ
ート金具１４の周縁部１６全長にわたって、Ｒ加工１７
が施されているとともに、ＦＲＰスキン層１３にオフセ
ット部１８が設けられている。その他の構成、作用、効
果は図１に示した実施態様に準じる。
【００２５】図３は、本発明のさらに別の実施態様に係
るＦＲＰ構造体２１を示しており、その平面透視形状を
示している。本実施態様では、インサート金具２４が、
その周縁が複雑な曲線形状に形成されており、面積相当
円の周長に対し、１．５倍程度の周長を有する形状に形
成されている。内部断面構造は、図１に示したのと同等
の構造に構成されている。このようにインサート金具２
４の周長を長くとることにより、つまり、前述したよう
に、インサート金具２４の周長（Ｌ）と面積相当円の周
長（ＬA ）との比（Ｌ／ＬA ）を１．０５〜２．０の範
囲内に設定することにより、単位周長当たりの負荷が低
減され、ＦＲＰスキン層のオフセット形状やインサート
金具周縁部のＲ加工による作用、効果を助長することが
できる。
るＦＲＰ構造体２１を示しており、その平面透視形状を
示している。本実施態様では、インサート金具２４が、
その周縁が複雑な曲線形状に形成されており、面積相当
円の周長に対し、１．５倍程度の周長を有する形状に形
成されている。内部断面構造は、図１に示したのと同等
の構造に構成されている。このようにインサート金具２
４の周長を長くとることにより、つまり、前述したよう
に、インサート金具２４の周長（Ｌ）と面積相当円の周
長（ＬA ）との比（Ｌ／ＬA ）を１．０５〜２．０の範
囲内に設定することにより、単位周長当たりの負荷が低
減され、ＦＲＰスキン層のオフセット形状やインサート
金具周縁部のＲ加工による作用、効果を助長することが
できる。
【００２６】図４は、本発明のさらに別の実施態様に係
るＦＲＰ構造体３１を示している。本実施態様では、イ
ンサート金具３４のコア材３２側の面にリブ３５ａ、３
５ｂが設けられている。リブ３５ａ、３５ｂは、一体成
形により、コア材３２中に埋設されて固定保持されるか
ら、とくにインサート金具３４とコア材３２との接合強
度が一層高められる。なお、インサート金具３４のＦＲ
Ｐスキン層３３側の面にリブを形成し、ＦＲＰスキン層
３３に対し一体成形することも可能である。その他の構
成、作用、効果は図１に示した実施態様に準じる。
るＦＲＰ構造体３１を示している。本実施態様では、イ
ンサート金具３４のコア材３２側の面にリブ３５ａ、３
５ｂが設けられている。リブ３５ａ、３５ｂは、一体成
形により、コア材３２中に埋設されて固定保持されるか
ら、とくにインサート金具３４とコア材３２との接合強
度が一層高められる。なお、インサート金具３４のＦＲ
Ｐスキン層３３側の面にリブを形成し、ＦＲＰスキン層
３３に対し一体成形することも可能である。その他の構
成、作用、効果は図１に示した実施態様に準じる。
【００２７】図５は、本発明のさらに別の実施態様に係
るＦＲＰ構造体４１を示している。本実施態様では、イ
ンサート金具４４のコア材４２側に、アンダーカット部
４５が形成され、そのアンダーカット形成部内にコア材
４２の一部が侵入するように、一体成形されている。ア
ンダーカット部４５により、インサート金具４４はより
強固にコア材４２に固定保持されるので、とくにインサ
ート金具４４とコア材４２との接合強度が一層高められ
る。このアンダーカット部４５は、厚みの薄いＦＲＰス
キン層４３側に設けることは難しいので、とくにコア材
４２側に設けて有効なものである。その他の構成、作
用、効果は図１に示した実施態様に準じる。
るＦＲＰ構造体４１を示している。本実施態様では、イ
ンサート金具４４のコア材４２側に、アンダーカット部
４５が形成され、そのアンダーカット形成部内にコア材
４２の一部が侵入するように、一体成形されている。ア
ンダーカット部４５により、インサート金具４４はより
強固にコア材４２に固定保持されるので、とくにインサ
ート金具４４とコア材４２との接合強度が一層高められ
る。このアンダーカット部４５は、厚みの薄いＦＲＰス
キン層４３側に設けることは難しいので、とくにコア材
４２側に設けて有効なものである。その他の構成、作
用、効果は図１に示した実施態様に準じる。
【００２８】
【実施例】実施例１ 中央にＭ６のネジを取り付けた、厚さ１ｍｍ、一辺８０
ｍｍ（四隅コーナー部はＲ＝５ｍｍであり、周長は３１
１ｍｍ）、ＦＲＰスキンと接触する箇所に半径２ｍｍの
丸み加工（Ｒ加工）を施したスチール製の方形板をイン
サート金具とする、厚さ１１．２ｍｍのサンドイッチパ
ネル（スキンは上、下ともに厚さ０．６ｍｍの炭素繊維
織物を補強繊維とするＦＲＰで、金具とスキンのオフセ
ットは０．３ｍｍ、コアは密度０．１ｇ／ｃｍ3 のウレ
タンフォームで厚みは１０ｍｍ）を作成し、ネジ部にて
パネルとは垂直方向に、引き抜き試験を行った。その結
果、破壊は、金具の周縁部ではなく、周縁部から離れた
箇所でコア内で生じ、最大荷重は３０００ｋｇであっ
た。
ｍｍ（四隅コーナー部はＲ＝５ｍｍであり、周長は３１
１ｍｍ）、ＦＲＰスキンと接触する箇所に半径２ｍｍの
丸み加工（Ｒ加工）を施したスチール製の方形板をイン
サート金具とする、厚さ１１．２ｍｍのサンドイッチパ
ネル（スキンは上、下ともに厚さ０．６ｍｍの炭素繊維
織物を補強繊維とするＦＲＰで、金具とスキンのオフセ
ットは０．３ｍｍ、コアは密度０．１ｇ／ｃｍ3 のウレ
タンフォームで厚みは１０ｍｍ）を作成し、ネジ部にて
パネルとは垂直方向に、引き抜き試験を行った。その結
果、破壊は、金具の周縁部ではなく、周縁部から離れた
箇所でコア内で生じ、最大荷重は３０００ｋｇであっ
た。
【００２９】実施例２ 実施例１において、インサート金具のＦＲＰスキンと接
触する箇所に丸み加工を施さなかった他は、実施例１と
全く同じにして、引き抜き試験を行った。その結果、最
大荷重は１５００ｋｇであった。
触する箇所に丸み加工を施さなかった他は、実施例１と
全く同じにして、引き抜き試験を行った。その結果、最
大荷重は１５００ｋｇであった。
【００３０】実施例３ 実施例１において、インサート金具とスキンにオフセッ
トを設けなかった他は、実施例１と全く同じにして、引
き抜き試験を行った。その結果、最大荷重は１３５０ｋ
ｇであった。
トを設けなかった他は、実施例１と全く同じにして、引
き抜き試験を行った。その結果、最大荷重は１３５０ｋ
ｇであった。
【００３１】比較例１ 上記実施例において、金具の丸みをとらず、また、オフ
セットもなくして（金具の面とＦＲＰスキンの面が面一
になるようにして）行った他は、実施例１と同じにし
て、引き抜き試験を行った。その結果、破壊は金具の周
縁部で発生し、最大荷重は６００ｋｇであった。
セットもなくして（金具の面とＦＲＰスキンの面が面一
になるようにして）行った他は、実施例１と同じにし
て、引き抜き試験を行った。その結果、破壊は金具の周
縁部で発生し、最大荷重は６００ｋｇであった。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＲＰ構
造体によれば、ＦＲＰスキン層、コア材、インサート金
具が一体成形されたＦＲＰ構造体において、インサート
金具の周縁部にＦＲＰスキン層のオフセット部または／
およびインサート金具のＲ加工部を設けたので、インサ
ート金具配置部における接合強度を高めることができる
とともに、応力集中を低減することができ、ＦＲＰ構造
体全体として、高い接合強度、耐久性を実現することが
できる。
造体によれば、ＦＲＰスキン層、コア材、インサート金
具が一体成形されたＦＲＰ構造体において、インサート
金具の周縁部にＦＲＰスキン層のオフセット部または／
およびインサート金具のＲ加工部を設けたので、インサ
ート金具配置部における接合強度を高めることができる
とともに、応力集中を低減することができ、ＦＲＰ構造
体全体として、高い接合強度、耐久性を実現することが
できる。
【図１】本発明の一実施態様に係るＦＲＰ構造体の部分
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の別の実施態様に係るＦＲＰ構造体の部
分断面図である。
分断面図である。
【図３】本発明のさらに別の実施態様に係るＦＲＰ構造
体の透視平面図である。
体の透視平面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施態様に係るＦＲＰ構造
体の部分断面図である。
体の部分断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施態様に係るＦＲＰ構造
体の部分断面図である。
体の部分断面図である。
１、１１、２１、３１、４１ ＦＲＰ構造体 ２、１２、３２、４２ コア材 ３、１３、３３、４３ ＦＲＰスキン層 ４、１４、２４、３４ インサート金具 ５ ＦＲＰスキン層 ６、１６ インサート金具の周縁部 ７、１７ Ｒ加工部 ８、１８ オフセット部 ３５ａ、３５ｂ リブ ４５ アンダーカット部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 彰児 愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地 東 レ株式会社愛媛工場内 Ｆターム(参考） 4F100 AB01C AB03 AD11A AK51 AT00B BA03 BA10A BA10B BA25 DA14 DB15 DB19 DG04A DG12 DH02A DJ01B JK06 JL00 YY00 4F205 AD02 AD03 AD16 AD17 AD18 AG03 AG05 AG26 AG28 HA08 HA14 HA19 HA32 HA33 HA34 HA35 HA40 HA44 HB01 HB12 HB13 HC05 HC14 HC17 HF05 HK03 HK04 HK05 HK17 HT03 HT08 HW21
Claims (11)
- 【請求項１】 ＦＲＰスキン層と、コア材と、それらの
間に介装されたインサート金具とが一体的に成形された
ＦＲＰ構造体であって、インサート金具の周縁部の少な
くとも一部におけるＦＲＰスキン層との接触箇所におい
て、ＦＲＰスキン層が厚み方向にオフセットされた形状
に形成されていることを特徴とするＦＲＰ構造体。 - 【請求項２】 ＦＲＰスキン層と、コア材と、それらの
間に介装されたインサート金具とが一体的に成形された
ＦＲＰ構造体であって、インサート金具の周縁部の少な
くとも一部におけるＦＲＰスキン層との接触箇所にＲ加
工が施されていることを特徴とするＦＲＰ構造体。 - 【請求項３】 ＦＲＰスキン層と、コア材と、それらの
間に介装されたインサート金具とが一体的に成形された
ＦＲＰ構造体であって、インサート金具の周縁部の少な
くとも一部におけるＦＲＰスキン層との接触箇所におい
て、ＦＲＰスキン層が厚み方向にオフセットされた形状
に形成されているとともに、インサート金具の周縁部に
Ｒ加工が施されていることを特徴とするＦＲＰ構造体。 - 【請求項４】 ＦＲＰスキン層のオフセット量が０．２
ｍｍ〜ｔ／２ｍｍ（ｔはＦＲＰスキン層の厚み）の範囲
にある、請求項１または３のＦＲＰ構造体。 - 【請求項５】 Ｒ加工の曲率半径が１〜５０ｍｍの範囲
にある、請求項２〜４のいずれかに記載のＦＲＰ構造
体。 - 【請求項６】 ＦＲＰスキン層の補強繊維が連続した炭
素繊維からなる、請求項１〜５のいずれかに記載のＦＲ
Ｐ構造体。 - 【請求項７】 コア材が発泡体からなる、請求項１〜６
のいずれかに記載のＦＲＰ構造体。 - 【請求項８】 インサート金具の周長（Ｌ）と面積相当
円の周長（ＬA ）との比（Ｌ／ＬA ）が１．０５〜２．
０の範囲にある、請求項１〜７のいずれかに記載のＦＲ
Ｐ構造体。 - 【請求項９】 インサート金具の周長（Ｌ）とＦＲＰス
キン層の厚み（ｔ）との比（Ｌ／ｔ）が５０〜１０００
の範囲にある、請求項１〜８のいずれかに記載のＦＲＰ
構造体。 - 【請求項１０】 インサート金具のコア材側の面にリブ
が形成されている、請求項１〜９のいずれかに記載のＦ
ＲＰ構造体。 - 【請求項１１】 インサート金具のコア材側にアンダー
カット部が形成されている、請求項１〜１０のいずれか
に記載のＦＲＰ構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000249578A JP4483050B2 (ja) | 2000-08-21 | 2000-08-21 | Ｆｒｐ構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000249578A JP4483050B2 (ja) | 2000-08-21 | 2000-08-21 | Ｆｒｐ構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002059498A true JP2002059498A (ja) | 2002-02-26 |
| JP4483050B2 JP4483050B2 (ja) | 2010-06-16 |
Family
ID=18739302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000249578A Expired - Fee Related JP4483050B2 (ja) | 2000-08-21 | 2000-08-21 | Ｆｒｐ構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4483050B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007055162A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Honda Motor Co Ltd | 炭素繊維複合材料成形体 |
| JP2013212605A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | 一体成型部品製造方法および一体成型部品 |
| JP2015014365A (ja) * | 2006-10-03 | 2015-01-22 | エアバス オペレーションズ リミテッドＡｉｒｂｕｓ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 接合具 |
| CN115071177A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-20 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 一种含嵌块的蜂窝夹层复合材料制件制造及检验工装 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102480597B1 (ko) * | 2019-06-03 | 2022-12-23 | (주)엘엑스하우시스 | 결합부 일체형 복합소재 성형품 및 그의 제조방법 |
-
2000
- 2000-08-21 JP JP2000249578A patent/JP4483050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007055162A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Honda Motor Co Ltd | 炭素繊維複合材料成形体 |
| JP4615398B2 (ja) * | 2005-08-26 | 2011-01-19 | 本田技研工業株式会社 | 炭素繊維複合材料成形体 |
| JP2015014365A (ja) * | 2006-10-03 | 2015-01-22 | エアバス オペレーションズ リミテッドＡｉｒｂｕｓ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 接合具 |
| JP2013212605A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | 一体成型部品製造方法および一体成型部品 |
| CN115071177A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-20 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 一种含嵌块的蜂窝夹层复合材料制件制造及检验工装 |
| CN115071177B (zh) * | 2022-06-22 | 2024-03-08 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 一种含嵌块的蜂窝夹层复合材料制件制造及检验工装 |
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| JP4483050B2 (ja) | 2010-06-16 |
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