JP2008030470A - Ｃ形断面部材同士の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｃ形断面部材同士を互いに嵌合して接着剤により接合するに際し、嵌合の際の接着剤の過剰なかきとりを防止できるとともに、介在する接着剤の厚みを容易に均一な所望の厚みに確保できる接合方法を提供する。
【解決手段】横断面形状がＣ形の第１の部材と第２の部材を嵌合して接着剤により接合するに際し、接合部に接着剤を塗布するとともに、一方の部材のＣ形開口空間を経由してＣ形両腕部の外面間にわたって延びるように、予め定めた所定厚みを有する間隙形成部材をかけわたし、あるいは間隙形成部材の接合部側に予め接着剤を塗っておき、該間隙形成部材を介在させた状態にて両部材を嵌合して両部材のＣ形両腕部同士を接着することを特徴とするＣ形断面部材同士の接合方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、横断面形状がＣ形の部材同士を嵌合した形態にて接着剤により互いに接合する方法に関し、とくに部材の材質が繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）である場合に好適なＣ形断面部材同士の接合方法に関する。

Ｃ形断面部材同士を嵌合・接合する形態は、とくに中空構造を有する部材の製造に多用されている。この接合は、一般的に、少なくとも一方のＣ形断面部材の両腕部の外面または内面に接着剤を塗布し、それに他方のＣ形断面部材の両腕部を嵌合し、接着剤を介して両Ｃ形断面部材の両腕部同士を接着する方法によっている。この方法では、所定の接合状態を得るためには、接着剤が所定厚みで均一に介在されることが望まれる。

ところが、接着剤の塗布は、通常、刷毛やヘラなどで行うため、塗布された接着剤の厚みにむらが生じることが多い。また、Ｃ形断面部材同士を互いに嵌合する際、塗布されていた接着剤が部分的にかきとられることがあり、かきとられた部分では所定の接着剤の量や厚みを確保するのが困難となって、接合不良が生じるおそれがある。さらに図７、図８に示すように、Ｃ形断面部材１０１、１０２同士の嵌合姿勢に乱れやぶれが生じると、介在する接着剤１０３の厚みが不均一になったり、Ｃ形断面部材１０１、１０２同士が局部的に接触して接着剤１０３の厚みが実質的にゼロの箇所１０４が生じたりするおそれがあり、良好な接合のための必要な、あるいは均一な接着剤１０３の厚みを確保することが難しくなることがある。

このような不具合を回避するために、従来、例えば、接着剤の塗布面に凸形状の小突起を形成し、該小突起によって接着面間に接着剤の厚みを確保するに必要な間隙を持たせるようにした手法が採られることもある。

しかし、この手法では、接着の前処理としてサンドブラストやサンドペーパーなどによるサンディングを施すと、上記小突起の高さが不安定になったり、場合によっては小突起が消滅したりし、結局所望の接着剤の厚みを確保できないことが多い。とくに、Ｃ形断面部材の材質がＦＲＰの場合、上記小突起中に強化繊維を存在させることは難しいので小突起は樹脂のみで形成されることになるため、上記のような接着の前処理によって消滅してしまうことが多い。

そこで本発明の課題は、上記のような実情に鑑み、Ｃ形断面部材同士を互いに嵌合して接着剤により接合するに際し、嵌合の際の接着剤の過剰なかきとりを防止できるとともに、介在する接着剤の厚みを容易に均一な所望の厚みに確保でき、それによって目標とする接合状態を確実に達成できる、Ｃ形断面部材同士の接合方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るＣ形断面部材同士の接合方法は、横断面形状がＣ形の第１の部材と第２の部材を、第１の部材のＣ形両腕部の外面上に第２の部材のＣ形両腕部の内面が嵌合するように、接着剤を介して接合するに際し、第１の部材のＣ形両腕部の外面および第２の部材のＣ形両腕部の内面の少なくとも一方の面に接着剤を塗布するとともに、第１の部材のＣ形開口空間を経由して第１の部材のＣ形両腕部の外面間にわたって延びるように、予め定めた所定厚みを有する間隙形成部材をかけわたし、該間隙形成部材を介在させた状態にて第１の部材のＣ形両腕部の外面上に第２の部材のＣ形両腕部の内面を嵌合してＣ形両腕部同士を接着することを特徴とする方法からなる。

この方法においては、接着剤を塗布してから間隙形成部材をかけわたすのが、作業のやりやすさの面からは好ましいが、この作業順序は逆でもよい。また、間隙形成部材は適当にかけわたせばよく、たとえ第１の部材のＣ形開口空間部においてたるみのある状態でかけわたされたとしても、第２の部材を嵌合する際にそのＣ形両腕部の内面によって適宜引っ張られ、自然に間隙形成部材の最適なかけわたし状態が得られる。

この本発明に係るＣ形断面部材同士の接合方法においては、上記間隙形成部材の介在により、互いに嵌合された第１、第２の部材のＣ形両腕部間には確実に所定の間隙が確保され、嵌合面、つまり接着すべき面に塗布されていた接着剤が過剰にかきとられる事態の発生や、接着剤層の厚みがゼロになる箇所の発生が防止され、所定厚みでかつ均一な厚みの接着剤の層が確保される。この状態でＣ形断面部材同士が接合されるので、目標とする接合形態が、間隙形成部材を介在させるだけの簡単な操作付加で容易に、かつ確実に得られることになる。さらに、かけわたされた部材の効果により左右の接着層の厚みが均一になるため第１、第２の部材同士の中心位置が自然にそろえられる。

また、この本発明に係るＣ形断面部材同士の接合方法において、Ｃ形断面部材の材質は特に限定されないが、この方法は、とくに第１の部材と第２の部材の少なくとも一方が繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で構成されている場合に有効である。ＦＲＰで構成されている場合には、前述の如く、たとえ接着剤層の厚みを確保するための小突起を形成しても、それが接着の前処理で消滅することが多いが、本発明に係る方法では、部材同士の接着面間が確実に所定の接着剤層の厚みを確保するに必要な間隙に保たれるため、従来方法におけるような不都合は発生しない。

上記間隙形成部材としては、後述の具体的な実施の形態に示すように、ワイヤーや不織布を使用できる。ワイヤーを使用する場合には、ワイヤーの外径よりも接着剤の塗布厚みの方が大きいことが好ましい。このように設定することで、かけわたされたワイヤーの位置で接着剤の層が途切れることが回避され、ワイヤーが存在していても接着剤層は必要な領域の全体にわたって連続的に広がることができる。不織布を使用する場合には、接着剤が不織布内に浸透できるので、不織布の厚みと接着剤の塗布厚みとの間にとくに特定の関係を持たせる必要はない。

また、本発明に係るＣ形断面部材同士の接合方法は、横断面形状がＣ形の第１の部材と第２の部材を、第１の部材のＣ形両腕部の外面上に第２の部材のＣ形両腕部の内面が嵌合するように、接着剤を介して接合するに際し、第１の部材のＣ形開口空間を経由して第１の部材のＣ形両腕の外面間にわたって延びるように、予め定めた所定厚みを有する布帛状の間隙形成部材をかけわたし、該間隙形成部材は、第１の部材のＣ形両腕部の外側および第２の部材のＣ形両腕部の内面の少なくとも一方の面と相対向する位置に予め接着剤が塗られており、該間隙形成部材を介在させた状態にて第１の部材のＣ形両腕部の外面上に第２のＣ形両腕部の内面を嵌合してＣ形両腕部同士を接着することを特徴とする方法とすることもできる。

この方法においても、上記第１の部材と第２の部材の少なくとも一方が繊維強化プラスチックで構成されている形態とすることができる。

また、上記間隙形成部材が不織布からなる形態とすることができる。

本発明に係るＣ形断面部材同士の接合方法によれば、Ｃ形断面部材同士の嵌合の際の接着剤の過剰なかきとりを防止できるとともに、介在する接着剤の厚みを容易に均一な所望の厚みに確保でき、それによって目標とする優れた接合状態を容易にかつ確実に達成することができる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施態様に係るＣ形断面部材同士の接合方法を示している。本実施態様においては、図１に示すように、横断面形状がＣ形の第１の部材１と第２の部材２が、第１の部材１のＣ形両腕部１ａの外面上に第２の部材２のＣ形両腕部２ａの内面が嵌合するように（つまり、Ｃ形の開口側同士を互いに対向させて嵌合するように）、接着剤を介して接合される。この接合に際し、第１の部材１のＣ形両腕部１ａの外面および第２の部材２のＣ形両腕部２ａの内面の少なくとも一方の面に接着剤が塗布される（接着剤層は図２、図４に示す）。図１に示す例では、第１の部材１のＣ形両腕部１ａの外面が接着剤塗布面３ａとされるとともに、第２の部材２のＣ形両腕部２ａの内面も接着剤塗布面３ｂとされている。両部材１、２の嵌合前に、第１の部材１のＣ形開口空間４を経由して第１の部材１のＣ形両腕部１ａの外面間にわたって延びるように、予め定めた所定厚みを有する間隙形成部材としてのワイヤー５がかけわたされる。ワイヤー５としては特に限定されず、例えば、線径０．３ｍｍ程度のピアノ線を使用でき、その他にも、樹脂製等のワイヤーを使用してもよい。る。このワイヤー５をかけわたした状態で、つまり、第１の部材１のＣ形両腕部１ａの外面と第２の部材２のＣ形両腕部２ａの内面との間にワイヤー５を介在させた状態にて、第１の部材１のＣ形両腕部１ａの外面上に第２の部材２のＣ形両腕部２ａの内面が嵌合され、接着剤を介してＣ形両腕部１ａ、２ａ同士が接着される。その後、接着剤の硬化によりＣ形断面部材同士の接合（第１の部材１と第２の部材２の接合）が完了する。

上記ワイヤー５は、図２にも示すように、２本以上複数本かけわたすことが好ましい。このワイヤー５のかけわたしに際しては、ワイヤー５はＣ形開口空間５部位で多少たるんでいても差し支えない。また、ワイヤー５の長さは、Ｃ形両腕部１ａの外面から多少はみ出る程度の長めに設定しておけば、かけわたしの作業が行いやすい。このワイヤー５をかけわたした状態で、図３に示すように第２の部材２が第１の部材１に嵌合されると、嵌合中に、たるんでいたワイヤー５は、嵌合されつつある第２の部材２のＣ形両腕部２ａの内面によって引っ張り込まれるので、ワイヤー５は自然に適切な状態に張設されるとともに、Ｃ形両腕部１ａ、２ａ間においてはほぼ真っ直ぐに延びた状態になる。長めに設定されていたワイヤー５のＣ形両腕部１ａの外面からはみ出た部分は、この段階で切断すればよい。接着剤中に残されたワイヤー５は、そのまま接合部材中に残しておけばよい。

また、接着剤層６（図２、図４に図示）は、ワイヤー５のかけわたし前またはかけわたし後の、Ｃ形断面部材同士の嵌合前に付与されるが、間隙形成部材としてワイヤー５が使用される場合には、この接着剤層６の厚みはワイヤー５の外径よりも大きく設定することが好ましい。図３に示す嵌合状態における第１の部材１側だけを示すと図４のようになるが、接着剤層６の厚みがワイヤー５の外径と同等かそれ以下であると、ワイヤー５の存在位置で接着剤層６が途切れるおそれがあるが、上記のような大小関係を持たせておくことで、接着剤層６は、その厚みに変化が生じたとしても途切れることはなくなる。接着剤層６の連続性が確保される結果、十分な接合強度を有する、より望ましい接合形態が得られる。

このような第１実施態様に係る方法においては、間隙形成部材としてのワイヤー５の介在により、互いに接着されるべき、第１の部材１のＣ形両腕部１ａの外面と第２の部材２のＣ形両腕部２ａの内面との間に、望ましい接着剤層６の厚みを確保するに必要な間隙が確実に形成されることになり、接着剤がかきとられたり接着剤が実質的に存在しない箇所が発生したりする等の不具合の発生が確実に防止され、所望の接合形態が確実に得られることになる。このような優れた接合形態が、単にワイヤー５をかけわたすだけの簡単な作業を付加するだけで、極めて容易に達成される。しかも、ワイヤ−５は前述のごとく多少たるんだ状態でかけわたされても、部材同士の嵌合により自然に適切に張設されるので、付加されるワイヤ−５のかけわたし作業も、熟練を要しない極めて単純な作業となる。さらに、かけわたされた部材の効果により左右の接着層の厚みが均一になるため第１、第２の部材同士の中心位置が自然にそろえられる。

図５および図６は、本発明の第２実施態様に係るＣ形断面部材同士の接合方法を示している。本実施態様においては、図５に示すように、幅が少し大きめの不織布１１が、間隙形成部材として使用され、両部材１、２の嵌合前に、第１の部材１のＣ形開口空間４を経由して第１の部材１のＣ形両腕部１ａの外面間にわたって延びるように、かけわたされる。図５に示した例では、この不織布１１のかけわたし前に、接着剤層６が形成されている。第１の部材１に第２の部材２が嵌合される際、図６に示すように、嵌合中に不織布１１が適切に張設され、少し長めの不織布１１が、第１の部材１のＣ形両腕部１ａと第２の部材２のＣ形両腕部２ａの嵌合部から外部にはみ出すが、はみ出た部分はこの段階で切断し、残りは接合部材中に残しておけばよい。

この第２実施態様においても、単に不織布１１をかけわたすだけの簡単な作業を付加するだけで、極めて容易にＣ形断面部材同士の望ましい接合形態が得られる。嵌合前に、あるいは嵌合中に接着剤は不織布１１中に浸透するので、ワイヤー５を使用した場合のような接着剤層６との厚みの大小関係の設定の配慮は不要である。不織布は、ワイヤーには劣るものの最低厚みが確保されるので左右の接着層の厚みが均一に近くなり第１、第２の部材同士の中心位置が自然にそろえられる効果を有する。

このような第１、第２実施態様に係るＣ形断面部材同士の接合方法は、とくに樹脂を用いた成形品同士の接合に、中でも、少なくとも一方の部材がＦＲＰ製の部材である場合に、とくに有効である。前述した従来方法のように、小突起などで接着剤層の厚みを確保すると、接着前処理で小突起などが消滅してしまうことが多いが、本発明方法ではこのような不具合の発生はなく、確実に望ましい接合状態が達成される。

なお、本発明において、第１、第２の部材の少なくとも一方をＦＲＰで構成する場合、そのＦＲＰとしては特に限定されず、強化繊維として、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等、あるいはこれらを組み合わせたハイブリッドタイプの強化繊維を、マトリックス樹脂として、例えば、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等の熱硬化性樹脂等を使用でき、場合によっては熱可塑性樹脂も使用可能である。

また、本発明においては、間隙形成部材を予め定めた所定厚みを有する布帛状の間隙形成部材とし、該間隙形成部材は、第１の部材のＣ形両腕部の外側および第２の部材のＣ形両腕部の内面の少なくとも一方の面と相対向する位置に予め接着剤が塗られており、その間隙形成部材を介在させた状態にて第１の部材のＣ形両腕部の外面上に第２のＣ形両腕部の内面を嵌合してＣ形両腕部同士を接着するようにすることもできる。第１の部材と第２の部材の少なくとも一方は繊維強化プラスチックで構成されている形態とすることができ、間隙形成部材には不織布からなる形態を採用できる。

本発明に係るＣ形断面部材同士の接合方法は、あらゆる分野のＣ形断面部材同士の接合に適用でき、とくに、少なくとも一方の部材がＦＲＰからなる形成されている場合に好適なものである。

本発明の第１実施態様に係るＣ形断面部材同士の接合方法を示す概略断面図である。 図１の方法における第１の部材へのワイヤーのかけわたしを示す概略部分斜視図である。 図１の方法における第２の部材の嵌合後の状態を示す概略断面図である。 図３の状態における第１の部材側の概略部分斜視図である。 本発明の第２実施態様に係るＣ形断面部材同士の接合方法の一ステップを示す、第１の部材側の概略部分斜視図である。 図５の方法における第２の部材の嵌合後の状態を示す概略断面図である。 従来方法の接合方法における不具合が生じた状態の一例を示す概略断面図である。 図７の方法における拡大部分断面図である。

符号の説明

１ 第１の部材
１ａ 第１の部材のＣ形両腕部
２ 第２の部材
２ａ 第２の部材のＣ形両腕部
３ａ、３ｂ 接着剤塗布面
４ 第１の部材のＣ形開口空間
５ 間隙形成部材としてのワイヤー
６ 接着剤層
１１ 間隙形成部材としての不織布

Claims (8)

1. 横断面形状がＣ形の第１の部材と第２の部材を、第１の部材のＣ形両腕部の外面上に第２の部材のＣ形両腕部の内面が嵌合するように、接着剤を介して接合するに際し、第１の部材のＣ形両腕部の外面および第２の部材のＣ形両腕部の内面の少なくとも一方の面に接着剤を塗布するとともに、第１の部材のＣ形開口空間を経由して第１の部材のＣ形両腕部の外面間にわたって延びるように、予め定めた所定厚みを有する間隙形成部材をかけわたし、該間隙形成部材を介在させた状態にて第１の部材のＣ形両腕部の外面上に第２の部材のＣ形両腕部の内面を嵌合してＣ形両腕部同士を接着することを特徴とする、Ｃ形断面部材同士の接合方法。
2. 前記第１の部材と第２の部材の少なくとも一方が繊維強化プラスチックで構成されている、請求項１に記載のＣ形断面部材同士の接合方法。
3. 前記間隙形成部材がワイヤーからなる、請求項１または２に記載のＣ形断面部材同士の接合方法。
4. 前記ワイヤーの外径よりも前記接着剤の塗布厚みの方が大きい、請求項３に記載のＣ形断面部材同士の接合方法。
5. 前記間隙形成部材が不織布からなる、請求項１または２に記載のＣ形断面部材同士の接合方法。
6. 横断面形状がＣ形の第１の部材と第２の部材を、第１の部材のＣ形両腕部の外面上に第２の部材のＣ形両腕部の内面が嵌合するように、接着剤を介して接合するに際し、第１の部材のＣ形開口空間を経由して第１の部材のＣ形両腕の外面間にわたって延びるように、予め定めた所定厚みを有する布帛状の間隙形成部材をかけわたし、該間隙形成部材は、第１の部材のＣ形両腕部の外側および第２の部材のＣ形両腕部の内面の少なくとも一方の面と相対向する位置に予め接着剤が塗られており、該間隙形成部材を介在させた状態にて第１の部材のＣ形両腕部の外面上に第２のＣ形両腕部の内面を嵌合してＣ形両腕部同士を接着することを特徴とする、Ｃ形断面部材同士の接合方法。
7. 前記第１の部材と第２の部材の少なくとも一方が繊維強化プラスチックで構成されている、請求項６に記載のＣ形断面部材同士の接合方法。
8. 前記間隙形成部材が不織布からなる、請求項６または７に記載のＣ形断面部材同士の接合方法。

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