JP2003011233A - 複合材製品及びその製造方法 - Google Patents
複合材製品及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ねじ穴を有する繊維強化プラスチック（ＣＦ
ＲＰ）等の複合材からなる複合材製品において、ねじ穴
部の強度が大で大荷重に対する安全度が高く、かつねじ
部及び母材のシール性が良好で高圧容器や低温容器に安
定的に適用できる複合材製品の構造及び製造方法を提供
する。 【解決手段】 ねじ穴を有する繊維強化プラスチック
（ＣＦＲＰ）等の複合材からなる複合材製品において、
金属材料からなり前記ねじ穴が形成されたインサート部
材を前記複合材内に埋め込み炭素繊維等の線材で前記イ
ンサート部材と複合材とを縫い合わせて構成し、また前
記複合材は前記インサート部材の固定部近傍を３次元織
物材にて構成し他の部分を２次元織物材にて構成してな
ることを特徴とする。
ＲＰ）等の複合材からなる複合材製品において、ねじ穴
部の強度が大で大荷重に対する安全度が高く、かつねじ
部及び母材のシール性が良好で高圧容器や低温容器に安
定的に適用できる複合材製品の構造及び製造方法を提供
する。 【解決手段】 ねじ穴を有する繊維強化プラスチック
（ＣＦＲＰ）等の複合材からなる複合材製品において、
金属材料からなり前記ねじ穴が形成されたインサート部
材を前記複合材内に埋め込み炭素繊維等の線材で前記イ
ンサート部材と複合材とを縫い合わせて構成し、また前
記複合材は前記インサート部材の固定部近傍を３次元織
物材にて構成し他の部分を２次元織物材にて構成してな
ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マンホールカバー
がボルトにてねじ止めされた低温流体収容用の低温タン
ク等に適用される、ねじ穴を有する繊維強化プラスチッ
ク（ＣＦＲＰ）等の複合材からなる複合材製品の構造及
びその製造方法に関する。
がボルトにてねじ止めされた低温流体収容用の低温タン
ク等に適用される、ねじ穴を有する繊維強化プラスチッ
ク（ＣＦＲＰ）等の複合材からなる複合材製品の構造及
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機器に用いられる低温流体収容用の
低温タンクは、該低温タンク軽量化のため、高強度アル
ミニウム合金や繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を用
いて軽量化を図っている。図４及び図５は、かかる低温
タンクにおけるマンホールカバー取付ボルト用ねじ穴形
成部近傍の、部分断面形状の２つの例を示す。図４のも
のはアルミニウム合金からなるタンク本体２１のねじ穴
４にヘリサート２０を介装して、マンホールカバー取付
ボルト（図示せず）がねじ込まれるねじ穴４を補強して
いる。
低温タンクは、該低温タンク軽量化のため、高強度アル
ミニウム合金や繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を用
いて軽量化を図っている。図４及び図５は、かかる低温
タンクにおけるマンホールカバー取付ボルト用ねじ穴形
成部近傍の、部分断面形状の２つの例を示す。図４のも
のはアルミニウム合金からなるタンク本体２１のねじ穴
４にヘリサート２０を介装して、マンホールカバー取付
ボルト（図示せず）がねじ込まれるねじ穴４を補強して
いる。
【０００３】図５のものは繊維強化プラスチック（ＣＦ
ＲＰ）からなるタンク本体２１に、つば付きの金属製外
側ブッシュ２３及び金属製内側ブッシュ２４を互いに反
対側から圧入し、該内側ブッシュ２４にマンホールカバ
ー取付ボルト（図示せず）がねじ込まれるねじ穴４を加
工することにより、金属に比べて軟質のＣＦＲＰ材に直
接ねじ穴４を加工しないようにして該ＣＦＲＰ材を保護
している。
ＲＰ）からなるタンク本体２１に、つば付きの金属製外
側ブッシュ２３及び金属製内側ブッシュ２４を互いに反
対側から圧入し、該内側ブッシュ２４にマンホールカバ
ー取付ボルト（図示せず）がねじ込まれるねじ穴４を加
工することにより、金属に比べて軟質のＣＦＲＰ材に直
接ねじ穴４を加工しないようにして該ＣＦＲＰ材を保護
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４の
手段のように、アルミニウム合金や繊維強化プラスチッ
ク（ＣＦＲＰ）等の金属材料よりも軟質の材料からなる
タンク本体２１のねじ穴４にヘリサート２０を介装する
手段にあっては、軟質の母材（タンク本体２１）にコイ
ル状のヘリサート２０を介装しこれにボルトをねじ込む
構造であるため、耐荷重性が小さく、ボルト荷重が大き
いものや繰り返し荷重が作用するボルトに適用する際に
はヘリサート２０と母材との螺合部の破損を招く。
手段のように、アルミニウム合金や繊維強化プラスチッ
ク（ＣＦＲＰ）等の金属材料よりも軟質の材料からなる
タンク本体２１のねじ穴４にヘリサート２０を介装する
手段にあっては、軟質の母材（タンク本体２１）にコイ
ル状のヘリサート２０を介装しこれにボルトをねじ込む
構造であるため、耐荷重性が小さく、ボルト荷重が大き
いものや繰り返し荷重が作用するボルトに適用する際に
はヘリサート２０と母材との螺合部の破損を招く。
【０００５】また、図５の手段のように、ＣＦＲＰ等の
軟質材料からなる母材（タンク本体２１）にあるねじ穴
４を設けた金属製ブッシュ２４及び２３を圧入する手段
にあっては、金属製ブッシュ２４、２３と母材（タンク
本体２１）との間のシール部におけるシール性が十分で
なく、タンク用の場合は該シール部からの流体の漏れが
発生し易く、内部に高圧流体や極低温の流体が収容され
るタンクには適用困難となる。
軟質材料からなる母材（タンク本体２１）にあるねじ穴
４を設けた金属製ブッシュ２４及び２３を圧入する手段
にあっては、金属製ブッシュ２４、２３と母材（タンク
本体２１）との間のシール部におけるシール性が十分で
なく、タンク用の場合は該シール部からの流体の漏れが
発生し易く、内部に高圧流体や極低温の流体が収容され
るタンクには適用困難となる。
【０００６】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ね
じ穴を有する繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の複
合材からなる複合材製品において、ねじ穴部の強度が大
で大荷重や変動荷重に対する安全度が高く、かつねじ部
及び母材のシール性が良好で高圧容器や低温容器に安定
的に適用できる複合材製品の構造及び製造方法を提供す
ることを目的とする。
じ穴を有する繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の複
合材からなる複合材製品において、ねじ穴部の強度が大
で大荷重や変動荷重に対する安全度が高く、かつねじ部
及び母材のシール性が良好で高圧容器や低温容器に安定
的に適用できる複合材製品の構造及び製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項１記載の発明として、ねじ穴を有す
る繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の複合材からな
る複合材製品において、金属材料からなり前記ねじ穴が
形成されたインサート部材を前記複合材内に埋め込み、
炭素繊維等の線材で前記インサート部材と複合材とを縫
い合わせて構成してなることを特徴とする複合材製品の
構造を提案する。
決するため、請求項１記載の発明として、ねじ穴を有す
る繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の複合材からな
る複合材製品において、金属材料からなり前記ねじ穴が
形成されたインサート部材を前記複合材内に埋め込み、
炭素繊維等の線材で前記インサート部材と複合材とを縫
い合わせて構成してなることを特徴とする複合材製品の
構造を提案する。
【０００８】請求項２ないし４は前記インサート部材及
び複合材の具体的構成に係り、請求項２記載の発明は請
求項１において、前記インサート部材は前記ねじ穴が形
成された小径部と該小径部よりも外形形状が大きい大径
部とを一体形成してなり、前記大径部を小径部よりも前
記複合材の奥側内部に配置して埋め込み固定してなるこ
とを特徴とする。
び複合材の具体的構成に係り、請求項２記載の発明は請
求項１において、前記インサート部材は前記ねじ穴が形
成された小径部と該小径部よりも外形形状が大きい大径
部とを一体形成してなり、前記大径部を小径部よりも前
記複合材の奥側内部に配置して埋め込み固定してなるこ
とを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明は請求項１において、
前記複合材は、前記インサート部材の固定部近傍を３次
元織物材にて構成し他の部分を２次元織物材にて構成し
てなることを特徴とする。
前記複合材は、前記インサート部材の固定部近傍を３次
元織物材にて構成し他の部分を２次元織物材にて構成し
てなることを特徴とする。
【００１０】請求項４記載の発明は請求項１において、
前記インサート部材の、前記大径部の軸方向に前記線材
が挿通される多数の縫い合せ孔を穿孔し、該縫い合せ孔
に前記線材を通して前記複合材とを縫い合わせてなるこ
とを特徴とする。
前記インサート部材の、前記大径部の軸方向に前記線材
が挿通される多数の縫い合せ孔を穿孔し、該縫い合せ孔
に前記線材を通して前記複合材とを縫い合わせてなるこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項５ないし６記載の発明は複合材製品
を製造する方法の発明に係り、請求項５記載の発明は、
ねじ穴を有する繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の
複合材からなる複合材製品の製造方法において、前記ね
じ穴が形成された小径部と該小径部よりも外形形状が大
きい大径部とが一体形成された金属材料製インサート部
材の前記小径部に前記ねじ穴を加工するとともに前記大
径部に多数の縫い合せ孔を穿孔し、該インサート部材を
前記複合材内に埋め込み、前記縫い合せ孔に炭素繊維等
の線材を通して前記インサート部材と複合材とを縫い合
わせることを特徴とする。
を製造する方法の発明に係り、請求項５記載の発明は、
ねじ穴を有する繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の
複合材からなる複合材製品の製造方法において、前記ね
じ穴が形成された小径部と該小径部よりも外形形状が大
きい大径部とが一体形成された金属材料製インサート部
材の前記小径部に前記ねじ穴を加工するとともに前記大
径部に多数の縫い合せ孔を穿孔し、該インサート部材を
前記複合材内に埋め込み、前記縫い合せ孔に炭素繊維等
の線材を通して前記インサート部材と複合材とを縫い合
わせることを特徴とする。
【００１２】請求項６記載の発明は請求項５において、
前記インサート部材の大径部を前記複合材と一体成形す
る形で該複合材内に埋め込み、前記大径部の縫い合せ孔
内と前記複合材の該大径部の上下に位置する部分とに前
記線材を通して前記インサート部材と複合材とを縫い合
わせることを特徴とする。
前記インサート部材の大径部を前記複合材と一体成形す
る形で該複合材内に埋め込み、前記大径部の縫い合せ孔
内と前記複合材の該大径部の上下に位置する部分とに前
記線材を通して前記インサート部材と複合材とを縫い合
わせることを特徴とする。
【００１３】かかる発明によれば、ねじ穴は高強度の金
属材料からなるインサート部材に加工されているので、
該ねじ穴にねじ込まれるボルトと同程度の強度を有し、
該ボルトの荷重が大荷重や繰り返し荷重であってもねじ
部が破損することがなく、ねじ部の耐荷重性が増大しボ
ルト荷重が大きいものや繰り返し荷重が作用するボルト
にも高い安全度で以って適用できる。また、請求項２及
び４記載の発明によれば、前記インサート部材をねじ穴
が形成された小径部と大径部とを一体形成して構成する
とともに該大径部の軸方向に多数の縫い合せ孔を穿孔
し、該縫い合せ孔に炭素繊維等からなる線材を通して該
大径部と複合材とを縫い合わせているので、ボルトから
の荷重により前記インサート部材が複合材から剥離する
ようなことがなく、複合材のインサート部材取付部近傍
が該インサート部材と一体化され、複合材の前記インサ
ート部材周りの強度が大幅に向上する。
属材料からなるインサート部材に加工されているので、
該ねじ穴にねじ込まれるボルトと同程度の強度を有し、
該ボルトの荷重が大荷重や繰り返し荷重であってもねじ
部が破損することがなく、ねじ部の耐荷重性が増大しボ
ルト荷重が大きいものや繰り返し荷重が作用するボルト
にも高い安全度で以って適用できる。また、請求項２及
び４記載の発明によれば、前記インサート部材をねじ穴
が形成された小径部と大径部とを一体形成して構成する
とともに該大径部の軸方向に多数の縫い合せ孔を穿孔
し、該縫い合せ孔に炭素繊維等からなる線材を通して該
大径部と複合材とを縫い合わせているので、ボルトから
の荷重により前記インサート部材が複合材から剥離する
ようなことがなく、複合材のインサート部材取付部近傍
が該インサート部材と一体化され、複合材の前記インサ
ート部材周りの強度が大幅に向上する。
【００１４】また前記インサート部材を熱収縮が小さい
金属材料で構成して複合材内に埋め込み、前記のように
該インサート部材の多数の縫い合せ孔に炭素繊維等の線
材を通して該インサート部材と複合材とを強固に縫い合
わせているので、複合材が極低温となっても、かつまた
複合材内の流体圧力が高圧になっても、インサート部材
の挿入部等を通しての流体の漏洩が生じることがなく、
内部に高圧流体や極低温の流体が収容されるタンクに対
しても適用可能な、十分なシール性を有する。
金属材料で構成して複合材内に埋め込み、前記のように
該インサート部材の多数の縫い合せ孔に炭素繊維等の線
材を通して該インサート部材と複合材とを強固に縫い合
わせているので、複合材が極低温となっても、かつまた
複合材内の流体圧力が高圧になっても、インサート部材
の挿入部等を通しての流体の漏洩が生じることがなく、
内部に高圧流体や極低温の流体が収容されるタンクに対
しても適用可能な、十分なシール性を有する。
【００１５】また、請求項３記載の発明によれば、前記
複合材は前記インサート部材の固定部近傍を３次元織物
材にて構成し他の部分を２次元織物材にて構成している
ため、ボルト荷重を受ける高荷重部はこれに縫い合わせ
たインサート部材との共働により３次元方向の荷重に十
分に耐えることができる。さらに、インサート部材を複
合材内に埋め込み炭素繊維等の線材により縫い合わせる
のみであるので、少ない部品点数で以って複合材製品を
構成できる。
複合材は前記インサート部材の固定部近傍を３次元織物
材にて構成し他の部分を２次元織物材にて構成している
ため、ボルト荷重を受ける高荷重部はこれに縫い合わせ
たインサート部材との共働により３次元方向の荷重に十
分に耐えることができる。さらに、インサート部材を複
合材内に埋め込み炭素繊維等の線材により縫い合わせる
のみであるので、少ない部品点数で以って複合材製品を
構成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。
【００１７】図１は本発明の実施例に係る低温流体収容
用の低温タンクに使用される複合材製品のねじ穴形成部
近傍の部分断面図（図２のＡ―Ａ線断面図）、図２は複
合材製品の部分平面図である。図３は本発明が適用され
る低温タンクのマンホール部近傍の部分断面図である。
用の低温タンクに使用される複合材製品のねじ穴形成部
近傍の部分断面図（図２のＡ―Ａ線断面図）、図２は複
合材製品の部分平面図である。図３は本発明が適用され
る低温タンクのマンホール部近傍の部分断面図である。
【００１８】本発明が適用される低温タンクを示す図３
において、１は繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）材か
らなるタンク本体、０１０は該タンク本体１の上部に開
口するマンホールである。１１は該マンホール０１０を
覆うマンホールカバーであり複数のボルト１２を前記タ
ンク本体１に形成されたねじ穴４にねじ込むことにより
前記タンク本体１に着脱可能となっている。１３は流体
シール用のＯリングである。前記ＣＦＲＰ材からなるタ
ンク本体１は、高い強度を必要とする前記ボルト１２用
のねじ穴４形成部つまり後述するインサート部材２埋め
込み部近傍の高強度部１ａを３次元織物材で構成し、他
の本体部１ｂを２次元織物材で構成している。
において、１は繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）材か
らなるタンク本体、０１０は該タンク本体１の上部に開
口するマンホールである。１１は該マンホール０１０を
覆うマンホールカバーであり複数のボルト１２を前記タ
ンク本体１に形成されたねじ穴４にねじ込むことにより
前記タンク本体１に着脱可能となっている。１３は流体
シール用のＯリングである。前記ＣＦＲＰ材からなるタ
ンク本体１は、高い強度を必要とする前記ボルト１２用
のねじ穴４形成部つまり後述するインサート部材２埋め
込み部近傍の高強度部１ａを３次元織物材で構成し、他
の本体部１ｂを２次元織物材で構成している。
【００１９】本発明は、かかる低温タンク等に適用され
る複合材製品のねじ穴形成部近傍の改良に関するもので
ある。本発明の実施例を示す図１〜２（尚、図１〜２は
前記タンク本体１の強度実験用ピースを示している）に
おいて、１はタンク本体、２は該タンク本体１内に埋め
込まれるインサート部材である。前記のように該タンク
本体１は前記インサート部材２が埋め込まれる近傍（高
強度部１ａ）をＣＦＲＰの３次元織物材で構成されてい
る。前記インサート部材２は高強度で熱収縮が小さくか
つ耐腐蝕性の大きいステンレス鋼等の金属材料からな
り、中央部にねじ穴４が形成された円柱状の小径部２ａ
と該小径部２ａよりも外形形状（外径）が大きい円盤状
の大径部２ｂとを一体形成してなり、該大径部２ｂを小
径部２ａよりも前記タンク本体１の奥側つまり前記ねじ
穴４とは反対側の内部に配置して該タンク本体１内に埋
め込まれている。
る複合材製品のねじ穴形成部近傍の改良に関するもので
ある。本発明の実施例を示す図１〜２（尚、図１〜２は
前記タンク本体１の強度実験用ピースを示している）に
おいて、１はタンク本体、２は該タンク本体１内に埋め
込まれるインサート部材である。前記のように該タンク
本体１は前記インサート部材２が埋め込まれる近傍（高
強度部１ａ）をＣＦＲＰの３次元織物材で構成されてい
る。前記インサート部材２は高強度で熱収縮が小さくか
つ耐腐蝕性の大きいステンレス鋼等の金属材料からな
り、中央部にねじ穴４が形成された円柱状の小径部２ａ
と該小径部２ａよりも外形形状（外径）が大きい円盤状
の大径部２ｂとを一体形成してなり、該大径部２ｂを小
径部２ａよりも前記タンク本体１の奥側つまり前記ねじ
穴４とは反対側の内部に配置して該タンク本体１内に埋
め込まれている。
【００２０】また前記インサート部材２の大径部２ｂに
は、軸方向つまり前記ねじ穴４の中心線０４方向に多数
の縫い合せ孔６が穿孔され、該縫い合せ孔６に炭素繊維
３からなる線材を通して該インサート部材２と３次元織
物材からなるタンク本体１の３次元織物材からなる高強
度部１ａに、前記炭素繊維３を該タンク本体１の上下面
から内部及び多数の縫い合せ孔６を往復して通すことに
より縫い合わせ、該インサート部材２をタンク本体１に
強固に固定している。５は強度実験に使用される取付用
ボルト穴である。
は、軸方向つまり前記ねじ穴４の中心線０４方向に多数
の縫い合せ孔６が穿孔され、該縫い合せ孔６に炭素繊維
３からなる線材を通して該インサート部材２と３次元織
物材からなるタンク本体１の３次元織物材からなる高強
度部１ａに、前記炭素繊維３を該タンク本体１の上下面
から内部及び多数の縫い合せ孔６を往復して通すことに
より縫い合わせ、該インサート部材２をタンク本体１に
強固に固定している。５は強度実験に使用される取付用
ボルト穴である。
【００２１】かかる構成を備えた複合材製品を製造する
にあたっては、金属材料からなるインサート部材２の小
径部２ａねじ穴４を加工するとともに前記大径部２ｂに
多数の縫い合せ孔を穿孔する。次いで該インサート部材
２を、前記縫い合せ孔６に炭素繊維３からなる線材を通
して前記インサート部材２とタンク本体１とを縫い合わ
せる。
にあたっては、金属材料からなるインサート部材２の小
径部２ａねじ穴４を加工するとともに前記大径部２ｂに
多数の縫い合せ孔を穿孔する。次いで該インサート部材
２を、前記縫い合せ孔６に炭素繊維３からなる線材を通
して前記インサート部材２とタンク本体１とを縫い合わ
せる。
【００２２】かかる実施例によれば、前記ねじ穴４は高
強度の金属材料からなるインサート部材２に加工されて
いるので、該ねじ穴４にねじ込まれる前記マンホールカ
バー１１取付用のボルト１２と同程度の強度を有し、ボ
ルト１２の荷重が大荷重や繰り返し荷重であってもねじ
部が破損することはない。また、前記インサート部材２
をねじ穴４が形成された小径部２ａと大径部２ｂとを一
体形成して構成するとともに該大径部２ｂの軸方向に多
数の縫い合せ孔を穿孔し、該縫い合せ孔に炭素繊維３か
らなる線材を通して該大径部２ｂと前記タンク本体１と
を縫い合わせているので、ボルト１２からの荷重により
前記インサート部材２がＣＦＲＰ材よりなるタンク本体
１から剥離するようなことがなく、タンク本体１のイン
サート部材２取付部近傍が該インサート部材２と一体化
され、タンク本体１の前記インサート部材２周りの強度
が大幅に向上する。
強度の金属材料からなるインサート部材２に加工されて
いるので、該ねじ穴４にねじ込まれる前記マンホールカ
バー１１取付用のボルト１２と同程度の強度を有し、ボ
ルト１２の荷重が大荷重や繰り返し荷重であってもねじ
部が破損することはない。また、前記インサート部材２
をねじ穴４が形成された小径部２ａと大径部２ｂとを一
体形成して構成するとともに該大径部２ｂの軸方向に多
数の縫い合せ孔を穿孔し、該縫い合せ孔に炭素繊維３か
らなる線材を通して該大径部２ｂと前記タンク本体１と
を縫い合わせているので、ボルト１２からの荷重により
前記インサート部材２がＣＦＲＰ材よりなるタンク本体
１から剥離するようなことがなく、タンク本体１のイン
サート部材２取付部近傍が該インサート部材２と一体化
され、タンク本体１の前記インサート部材２周りの強度
が大幅に向上する。
【００２３】また前記インサート部材２を熱収縮が小さ
い金属材料で構成してタンク本体１内に埋め込み、前記
のように該インサート部材２の多数の縫い合せ孔６に炭
素繊維３を通して該インサート部材２とタンク本体１と
を強固に縫い合わせているので、タンク本体１が極低温
となっても、かつまたタンク本体１内の流体圧力が高圧
になっても、インサート部材２の挿入部等を通しての流
体の漏洩が生じることがなく、内部に高圧流体や極低温
の流体が収容されるタンクに対しても適用可能な、十分
なシール性を有する。
い金属材料で構成してタンク本体１内に埋め込み、前記
のように該インサート部材２の多数の縫い合せ孔６に炭
素繊維３を通して該インサート部材２とタンク本体１と
を強固に縫い合わせているので、タンク本体１が極低温
となっても、かつまたタンク本体１内の流体圧力が高圧
になっても、インサート部材２の挿入部等を通しての流
体の漏洩が生じることがなく、内部に高圧流体や極低温
の流体が収容されるタンクに対しても適用可能な、十分
なシール性を有する。
【００２４】また、前記タンク本体１は前記インサート
部材２の固定部近傍の高強度部１ａを３次元織物材にて
構成し他の部分（本体部１ｂ）を２次元織物材にて構成
しているため、ボルト荷重を受ける高荷重部はこれに縫
い合わせた前記インサート部材２との共働により３次元
方向の荷重に十分に耐えることができる。さらに、イン
サート部材２をタンク本体１内に埋め込み炭素繊維３に
より縫い合わせるのみであるので、少ない部品点数で以
って複合材製品を構成できる。
部材２の固定部近傍の高強度部１ａを３次元織物材にて
構成し他の部分（本体部１ｂ）を２次元織物材にて構成
しているため、ボルト荷重を受ける高荷重部はこれに縫
い合わせた前記インサート部材２との共働により３次元
方向の荷重に十分に耐えることができる。さらに、イン
サート部材２をタンク本体１内に埋め込み炭素繊維３に
より縫い合わせるのみであるので、少ない部品点数で以
って複合材製品を構成できる。
【００２５】
【発明の効果】以上記載の如く本発明によれば、高強度
の金属材料からなるインサート部材にねじ穴が加工され
ているので、該ボルトの荷重が大荷重や繰り返し荷重で
あってもねじ部が破損することがなく、ねじ部の耐荷重
性が増大しボルト荷重が大きいものや繰り返し荷重が作
用するボルトにも高い安全度で以って適用できる。ま
た、請求項２及び４記載の発明によれば、前記インサー
ト部材を構成する大径部の軸方向に穿孔した多数の縫い
合せ孔に炭素繊維等からなる線材を通して該大径部と複
合材とを縫い合わせているので、ボルトからの荷重によ
り従来のＣＦＲＰのように前記インサート部材が複合材
から剥離するようなことがなく、複合材のインサート部
材取付部近傍が該インサート部材と一体化され、複合材
の前記インサート部材周りの強度が大幅に向上する。
の金属材料からなるインサート部材にねじ穴が加工され
ているので、該ボルトの荷重が大荷重や繰り返し荷重で
あってもねじ部が破損することがなく、ねじ部の耐荷重
性が増大しボルト荷重が大きいものや繰り返し荷重が作
用するボルトにも高い安全度で以って適用できる。ま
た、請求項２及び４記載の発明によれば、前記インサー
ト部材を構成する大径部の軸方向に穿孔した多数の縫い
合せ孔に炭素繊維等からなる線材を通して該大径部と複
合材とを縫い合わせているので、ボルトからの荷重によ
り従来のＣＦＲＰのように前記インサート部材が複合材
から剥離するようなことがなく、複合材のインサート部
材取付部近傍が該インサート部材と一体化され、複合材
の前記インサート部材周りの強度が大幅に向上する。
【００２６】また前記インサート部材を熱収縮が小さい
金属材料で構成して複合材内に埋め込み、前記のように
該インサート部材と複合材とを強固に縫い合わせている
ので、複合材が極低温となっても、かつまた複合材内の
流体圧力が高圧になっても、インサート部材の挿入部等
を通しての流体の漏洩が生じることがなく、内部に高圧
流体や極低温の流体が収容されるタンクに対しても適用
可能な、十分なシール性を有する。
金属材料で構成して複合材内に埋め込み、前記のように
該インサート部材と複合材とを強固に縫い合わせている
ので、複合材が極低温となっても、かつまた複合材内の
流体圧力が高圧になっても、インサート部材の挿入部等
を通しての流体の漏洩が生じることがなく、内部に高圧
流体や極低温の流体が収容されるタンクに対しても適用
可能な、十分なシール性を有する。
【００２７】また、請求項３記載の発明によれば、前記
複合材は前記インサート部材の固定部近傍を３次元織物
材にて構成し他の部分を２次元織物材にて構成している
ため、ボルト荷重を受ける高荷重部はこれに縫い合わせ
たインサート部材との共働により３次元方向の荷重に十
分に耐えることができる。さらに、インサート部材を複
合材内に埋め込み炭素繊維等の線材により縫い合わせる
のみであるので、少ない部品点数で以って複合材製品を
構成できる。
複合材は前記インサート部材の固定部近傍を３次元織物
材にて構成し他の部分を２次元織物材にて構成している
ため、ボルト荷重を受ける高荷重部はこれに縫い合わせ
たインサート部材との共働により３次元方向の荷重に十
分に耐えることができる。さらに、インサート部材を複
合材内に埋め込み炭素繊維等の線材により縫い合わせる
のみであるので、少ない部品点数で以って複合材製品を
構成できる。
【００２８】要するに本発明によれば、ねじ穴を有する
繊維強化プラスチック等の複合材からなる複合材製品で
あって、ねじ穴部の強度が大で大荷重に対する安全度が
高く、かつねじ部及び母材のシール性が良好で高圧容器
や低温容器に安定的に適用できる複合材製品を得ること
ができる。
繊維強化プラスチック等の複合材からなる複合材製品で
あって、ねじ穴部の強度が大で大荷重に対する安全度が
高く、かつねじ部及び母材のシール性が良好で高圧容器
や低温容器に安定的に適用できる複合材製品を得ること
ができる。
【図１】 本発明の実施例に係る低温流体収容用の低温
タンクに使用される複合材製品のねじ穴形成部近傍の部
分断面図（図２のＡ―Ａ線断面図）である。
タンクに使用される複合材製品のねじ穴形成部近傍の部
分断面図（図２のＡ―Ａ線断面図）である。
【図２】 複合材製品の部分平面図である。
【図３】 本発明が適用される低温タンクのマンホール
部近傍の部分断面図である。
部近傍の部分断面図である。
【図４】 従来技術の第１例におけるマンホールカバー
取付ボルト用ねじ穴形成部近傍の部分断面図である。
取付ボルト用ねじ穴形成部近傍の部分断面図である。
【図５】 従来技術の第２例を示す図４対応図である。
１ タンク本体
１ａ 高強度部
１ｂ 本体部
２ インサート部材
２ａ 小径部
２ｂ 大径部
３ 炭素繊維
４ ねじ穴
６ 縫い合せ孔
０１０ マンホール
１１ マンホールカバー
１２ ボルト
フロントページの続き
(72)発明者 下條 將宏
名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株
式会社名古屋航空宇宙システム製作所内
Ｆターム(参考） 4F211 AB18 AD03 AD16 AG02 AG03
AH43 TC01 TC20 TN80
Claims (6)
- 【請求項１】 ねじ穴を有する繊維強化プラスチック
（ＣＦＲＰ）等の複合材からなる複合材製品において、
金属材料からなり前記ねじ穴が形成されたインサート部
材を前記複合材内に埋め込み、炭素繊維等の線材で前記
インサート部材と複合材とを縫い合わせて構成してなる
ことを特徴とする複合材製品。 - 【請求項２】 前記インサート部材は前記ねじ穴が形成
された小径部と該小径部よりも外形形状が大きい大径部
とを一体形成してなり、前記大径部を小径部よりも前記
複合材の奥側内部に配置して埋め込み固定してなること
を特徴とする請求項１記載の複合材製品。 - 【請求項３】 前記複合材は、前記インサート部材の固
定部近傍を３次元織物材にて構成し他の部分を２次元織
物材にて構成してなることを特徴とする請求項１記載の
複合材製品。 - 【請求項４】 前記インサート部材の、前記大径部の軸
方向に前記線材が挿通される多数の縫い合せ孔を穿孔
し、該縫い合せ孔に前記線材を通して前記複合材とを縫
い合わせてなることを特徴とする請求項１記載の複合材
製品。 - 【請求項５】 ねじ穴を有する繊維強化プラスチック
（ＣＦＲＰ）等の複合材からなる複合材製品の製造方法
において、前記ねじ穴が形成された小径部と該小径部よ
りも外形形状が大きい大径部とが一体形成された金属材
料製インサート部材の前記小径部に前記ねじ穴を加工す
るとともに前記大径部に多数の縫い合せ孔を穿孔し、該
インサート部材を前記複合材内に埋め込み、前記縫い合
せ孔に炭素繊維等の線材を通して前記インサート部材と
複合材とを縫い合わせることを特徴とする複合材製品の
製造方法。 - 【請求項６】 前記インサート部材の大径部を前記複合
材と一体成形する形で該複合材内に埋め込み、前記大径
部の縫い合せ孔内と前記複合材の該大径部の上下に位置
する部分とに前記線材を通して前記インサート部材と複
合材とを縫い合わせることを特徴とする請求項５記載の
複合材製品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001199729A JP2003011233A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 複合材製品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001199729A JP2003011233A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 複合材製品及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003011233A true JP2003011233A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19036982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001199729A Withdrawn JP2003011233A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 複合材製品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003011233A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106515023A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-03-22 | 天津工业大学 | 一种金属与复合材料缝合连接方法 |
| EP3246146A1 (en) | 2016-05-16 | 2017-11-22 | Noriyuki Kanoh | A method of making a synthetic resin structure |
| JP2019048431A (ja) * | 2017-09-12 | 2019-03-28 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001199729A patent/JP2003011233A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3246146A1 (en) | 2016-05-16 | 2017-11-22 | Noriyuki Kanoh | A method of making a synthetic resin structure |
| CN106515023A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-03-22 | 天津工业大学 | 一种金属与复合材料缝合连接方法 |
| JP2019048431A (ja) * | 2017-09-12 | 2019-03-28 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法 |
| JP7026466B2 (ja) | 2017-09-12 | 2022-02-28 | 株式会社Subaru | 金属－繊維強化樹脂接合部材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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