JP2006064010A - 繊維強化樹脂取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】締結具による締結部分の破損を防止し締結状態を十分に維持できる繊維強化樹脂取付構造を提供すること。
【解決手段】締結具４を用い中空構造の繊維強化樹脂部材２の外側に金属製部材３を取り付けるための繊維強化樹脂取付構造１であって、繊維強化樹脂部材２は二つのコ字形部材２１、２２の端部を重ね合わせて接合することによって構成され、締結具４は二つのコ字形部材２１、２２の接合部２３及び金属製部材３を貫通し繊維強化樹脂部材２及び金属製部材３を共締めすることによって金属製部材３を繊維強化樹脂部材２に取り付けている。肉厚の大きい接合部２３で繊維強化樹脂部材２を締結することによって、締結によるベアリング破壊を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、繊維強化樹脂部材に金属製部材を取り付けるための繊維強化樹脂取付構造に関するものである。

従来、繊維強化樹脂部材に他の部材を取り付ける取付構造として、例えば特開平４−１０２９号公報に記載されるように、筒状を呈する繊維強化プラスチック部材の内側に繊維強化プラスチック複合構造体を挿入し、それらを全て貫通するように締結ボルトを差し込み締結ボルトの先端に締結ナットを螺合させて、繊維強化プラスチック部材に繊維強化プラスチック複合構造体を取り付けるものが知られている。この取付構造は、内側の繊維強化プラスチック複合構造体にスリーブを取り付けておき、そのスリーブに締結ボルトを挿入して締結を行って、繊維強化プラスチック部材における締結部分の破損を防止しようとするものである。
特開平４−１０２９号公報

このような繊維強化プラスチックの取付構造にあっては、繊維強化プラスチックの締結ボルトが貫通する部分の肉厚が薄い場合には、その部分の破損を十分に防止することが困難である。例えば、スリーブと締結ボルトの間に挟まれる繊維強化プラスチックが強く押圧されることにより、ベアリング破壊を生ずるおそれがある。この対策として、締結ボルトの設置数を増やして押圧力の低減を図ることも考えられるが、締結具の設置数が増えることにより取付の作業性が悪くなってしまう。また、炭素繊維強化プラスチックに対し他の部材を取り付ける場合、炭素繊維強化プラスチックはクリープに対する耐性が低いため、締結具の締結が緩むおそれがあり、しっかりとした取付状態の維持が困難となる。

そこで本発明は、締結具による締結部分の破損を防止し締結状態を十分に維持できる繊維強化樹脂取付構造を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る繊維強化樹脂取付構造は、締結具を用い中空構造の繊維強化樹脂部材の外側に金属製部材を取り付けてなる繊維強化樹脂取付構造であって、前記繊維強化樹脂部材は、二つの部材の端部を重ね合わせて接合することによって構成され、前記締結具は、前記繊維強化樹脂部材における前記二つの部材の接合部及び前記金属製部材を貫通し、前記繊維強化樹脂部材及び前記金属製部材を共締めすることによって前記金属製部材を前記繊維強化樹脂部材に取り付けていることを特徴とする。

また本発明に係る繊維強化樹脂取付構造は、前記繊維強化樹脂部材を構成する前記部材は、断面コ字形のコ字形部材であることを特徴とする。

これらの発明によれば、繊維強化樹脂部材の接合部に締結具を貫通させて、繊維強化樹脂部材及び金属製部材を共締めして金属製部材を繊維強化樹脂部材に取り付けることにより、肉厚の大きい接合部で繊維強化樹脂部材を締結できるため、締結によるベアリング破壊を防止することができ、締結状態を十分に維持できる。

また本発明に係る繊維強化樹脂取付構造は、前記繊維強化樹脂部材の内側に配置され、前記繊維強化樹脂部材及び前記金属製部材と共に共締めされる部材であって、前記締結具に貫通される前記繊維強化樹脂部材の貫通孔に挿入するためのカラー部を有する裏面金具を備えたことを特徴とする。

また本発明に係る繊維強化樹脂取付構造は、前記カラー部は、その先端が前記締結具の締結により前記金属製部材に当接していることを特徴とする。

これらの発明によれば、カラー部を繊維強化樹脂部材の貫通孔に挿入することにより、裏面金具を所望の位置に容易に配置でき、金属製部材の取付作業が効率よく行える。また、カラー部の先端を金属製部材に当接させて締結を行うことにより、締結具の締付け力を裏面金具と金属製部材で受けることができ、繊維強化樹脂部材に過剰な締付け力が加わることを防止でき、繊維強化樹脂部材のクリープを防止できる。

また本発明に係る繊維強化樹脂取付構造は、前記締結具は、ボルトとナットから構成され、前記ナットは、前記裏面金具の前記カラー部の裏側に固着されていることを特徴とする。

この発明によれば、カラー部を繊維強化樹脂部材の貫通孔に挿入して裏面金具を配置することにより、ナットを所望の位置に配することができる。このため、ボルトをカラー部に挿通することでナットに容易に螺合することができ、取付作業が効率よく行える。

本発明によれば、繊維強化樹脂部材に対し他の部材を取り付ける際に、締結具による締結部分の破損を防止でき、その締結状態を十分に維持することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１、２は本発明の実施形態に係る繊維強化樹脂取付構造の構成概要図である。図１は本実施形態に係る繊維強化樹脂取付構造を側方からみた外観図であり、図２は図１のII−IIにおける繊維強化樹脂取付構造の断面図である。

図１、２に示すように、繊維強化樹脂取付構造１は、繊維強化樹脂部材２に金属製部材３を取り付けるための取付構造である。繊維強化樹脂部材２は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）からなる部材であり、中空構造となっている。この繊維強化樹脂部材２としては、例えば炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）からなるものが用いられる。繊維強化樹脂部材２として炭素繊維強化樹脂製のものを用いることにより軽量で高い剛性のものが得られる。

繊維強化樹脂部材２は、二つのコ字形部材２１、２２の端部を重ね合わせて接合することにより構成されている。コ字形部材２１、２２は、断面をコ字形とした長尺状の部材である。このコ字形部材２１、２２の端部を接合することによって、断面矩形とした中空構造の繊維強化樹脂部材２が形成される。この繊維強化樹脂部材２は、例えば中空成形法により形成される。すなわち、ＣＦＲＰプリプレグからなるコ字形部材２１、２２をそれぞれ金型にセットし、これらのコ字形部材２１、２２の端部が重なるようにしてレイアップし、コ字形部材２１、２２の部分を真空引きすると共に袋体によってコ字形部材２１、２２の内側に内圧を加え、繊維強化樹脂部材２を中空成形する。

繊維強化樹脂部材２は、コ字形部材２１、２２の重ね合わせによる接合部２３を有している。この接合部２３は、繊維強化樹脂部材２の他の部分と比べて肉厚が厚くなっており機械的強度が高くなっている。この接合部の一方には、内外を連通する貫通孔２４が形成されている。繊維強化樹脂部材２の外側には、金属製部材３が配置され、締結具４により繊維強化樹脂部材２に取り付けられている。

締結具４は、繊維強化樹脂部材２の接合部２３及び金属製部材３を貫通し、繊維強化樹脂部材２及び金属製部材３を共締めすることによって金属製部材３を繊維強化樹脂部材２に取り付けている。金属製部材３には、繊維強化樹脂部材２の貫通孔２４に対応する部分に貫通孔３１が形成されている。締結具４は、ボルト４１とナット４２により構成されている。ボルト４１を貫通孔３１及び貫通孔２４に挿通させ、繊維強化樹脂部材２の内側に配置されるナット４２に螺合させることにより、締結具４の締結が行われる。この締結により、繊維強化樹脂部材２及び金属製部材３が共締めされ、金属製部材３が繊維強化樹脂部材２に取り付けられる。

このとき、ボルト４１が繊維強化樹脂部材２の接合部２３を貫通し、肉厚の大きい接合部２３で繊維強化樹脂部材２を締結できるため、締結によるベアリング破壊を防止することができ、締結状態の維持を十分に図ることができる。

ナット４２と接合部２３との間には、裏面金具５が配設されている。裏面金具５は、長尺状の金属製板体であり、繊維強化樹脂部材２の長手方向に向けて配置されている。この裏面金具５には、その板状の部分から筒状に突出するカラー部５１が形成されている。カラー部５１は、貫通孔２４に挿入するためのものであり、貫通孔２４の形成数及び形成位置に合わせて設けられている。本実施形態では、繊維強化樹脂部材２に二つの貫通孔２４が形成されており、それに合わせてカラー部５１も二つ形成されている。

裏面金具５には、ナット４２が固着されている。ナット４２は、この固着によりウエルドナットとなっている。ナット４２の固着は、例えば溶接などによって行われる。カラー部５１を貫通孔２４に挿入して裏面金具５を配置した状態で、貫通孔２４にボルト４１を挿通すれば、そのボルト４１をナット４２に容易に螺合させることができる。

図３及び図４は、繊維強化樹脂取付構造１における締結部分の拡大図である。

図３に示すように、裏面金具５のカラー部５１は、繊維強化樹脂部材２の貫通孔２４に挿入される。このとき、貫通孔２４の長さＬに対し、カラー部５１の突出長さＸは、８０〜１００％の長さとされる。好ましくは、カラー部５１の突出長さＸは、貫通孔２４の長さＬより短い長さとされ、例えば貫通孔２４の長さＬに対し８０〜９５％の長さとされる。

なお、図３では、締結具４により十分に締結を行う前の状態であり、締結具４により十分に締結を行った場合には、図４に示すように、接合部２３が押圧され、カラー部５１の先端が金属製部材３に当接する。このため、ボルト４１とナット４２による締付け力を裏面金具４及び金属製部材３で受けることができ、繊維強化樹脂部材２に過剰な締付け力が加わることを防止でき、繊維強化樹脂部材２のクリープを防止できる。また、仮に繊維強化樹脂部材２がクリープ変形したとしても、ボルト４１とナット４２の締結状態が緩むことを防止でき、しっかりした締結状態を維持することができる。

図５は、繊維強化樹脂取付構造１をシートフレームに適用した場合の説明図である。

図５に示すように、繊維強化樹脂部材２を車両に設置されるシートフレームのフレーム部として用い、金属製部材３をリクライニング用の金具として用いることが好ましい。この場合、繊維強化樹脂部材２が軽量かつ高強度のものであるため、シートフレーム自体を軽量で高強度なものとして構成できる。そして、溶接により金属製部材３を接続できない繊維強化樹脂部材２を本実施形態に係る繊維強化樹脂取付構造１によってしっかりと取り付けることができる。

以上のように、本実施形態に係る繊維強化樹脂取付構造１によれば、繊維強化樹脂部材２の接合部２３に締結具４を貫通させて、繊維強化樹脂部材２及び金属製部材３を共締めして金属製部材３を繊維強化樹脂部材２に取り付けることにより、肉厚の大きい接合部２３で繊維強化樹脂部材２を締結できるため、締結によるベアリング破壊を防止することができ、締結状態を十分に維持できる。

また、カラー部５１を繊維強化樹脂部材２の貫通孔２４に挿入することにより、裏面金具５を所望の位置に容易に配置できるため、金属製部材３の取付作業が効率よく行える。また、カラー部５１の先端を金属製部材３に当接させて締結を行うことにより、締結具４の締付け力を裏面金具５と金属製部材３で受けることができ、繊維強化樹脂部材２に過剰な締付け力が加わることを防止でき、繊維強化樹脂部材２のクリープを防止できる。また、仮に繊維強化樹脂部材２がクリープ変形したとしても、ボルト４１とナット４２の締結状態が緩むことが防止され、しっかりした締結状態を維持することができる。

また、ナット４２を裏面金具５の裏側に固着することにより、カラー部５１を貫通孔２４に挿入すれば、ナット４２を所望の位置に配することができる。このため、ボルト４１をカラー部５２に挿通することでナット４２に容易に螺合することができ、取付作業が効率よく行える。

なお、本実施形態では、繊維強化樹脂取付構造をシートフレームに適用する場合について説明したが、本発明に係る繊維強化樹脂取付構造はそのようなものに限られるものではなく、シートフレーム以外のものに適用したものであってもよい。

本発明の実施形態に係る繊維強化樹脂取付構造の説明図である。 図１のII−IIにおける繊維強化樹脂取付構造の断面図である。 図１の繊維強化樹脂取付構造における締結部の拡大図である。 図１の繊維強化樹脂取付構造における締結部の拡大図である。 図１の繊維強化樹脂取付構造をシートフレームに適用した場合の説明図である。

符号の説明

１…繊維強化樹脂取付構造、２…繊維強化樹脂部材、３…金属製部材、４…締結具、５…裏面金具、２１…コ字形部材、２２…コ字形部材、２３…接合部、２４…貫通孔、３１…貫通孔、４１…ボルト、４２…ナット、５１…カラー部。

Claims (5)

1. 締結具を用い中空構造の繊維強化樹脂部材の外側に金属製部材を取り付けてなる繊維強化樹脂取付構造であって、
   前記繊維強化樹脂部材は、二つの部材の端部を重ね合わせて接合することによって構成され、
   前記締結具は、前記繊維強化樹脂部材における前記二つの部材の接合部及び前記金属製部材を貫通し、前記繊維強化樹脂部材及び前記金属製部材を共締めすることによって前記金属製部材を前記繊維強化樹脂部材に取り付けていること、
   を特徴とする繊維強化樹脂取付構造。
2. 前記繊維強化樹脂部材を構成する前記部材は、断面コ字形のコ字形部材であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化樹脂取付構造。
3. 前記繊維強化樹脂部材の内側に配置され、前記繊維強化樹脂部材及び前記金属製部材と共に共締めされる部材であって、前記締結具に貫通される前記繊維強化樹脂部材の貫通孔に挿入するためのカラー部を有する裏面金具を備えたこと、
   を特徴とする請求項１又は２に記載の繊維強化樹脂取付構造。
4. 前記カラー部は、その先端が前記締結具の締結により前記金属製部材に当接していることを特徴とする請求項３に記載の繊維強化樹脂取付構造。
5. 前記締結具は、ボルトとナットから構成され、
   前記ナットは、前記裏面金具の前記カラー部の裏側に固着されていること、
   を特徴とする請求項３又は４に記載の繊維強化樹脂取付構造。

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