JP2015044339A - 接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】段差を形成するという複雑なプロセスを有することなく弱体部を形成することができる接合構造を得る。
【解決手段】接合構造１０は、母材樹脂１２Ａ中に所定長さの強化繊維１３を含んだ繊維強化樹脂部材としての第１パネル１２と、繊維強化樹脂部材と異なる材料からなる第２パネル１４と、接合される部分の厚さが一定とされた第１パネル１２を貫通すると共に、第１パネル１２と第２パネル１４とを接合するリベット１６と、を備えている。第１パネル１２におけるリベット１６が貫通する貫通孔２２の周りの部位には、貫通孔２２の周りの部位の強化繊維１３の長さが、他の領域の強化繊維の長さよりも短い弱体部２４が設けられている。さらに、リベット１６の頭部１６Ａは、第１パネル１２と接触し、かつ弱体部２４と重なる範囲内に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、接合構造に関する。

下記特許文献１には、繊維強化樹脂からなるルーフパネルとサイドパネルとが接着されてリベットにより接合されると共に、ルーフパネルのリベットの周辺領域に、ルーフパネルの板厚を他の領域よりも薄くすることで、強度の弱い座面を形成した構造が開示されている。

この構造では、ルーフパネルとサイドパネルとの接着層が外力により分断された場合に、ルーフパネルのリベットにより接合された座面付近を破断させることで、接着層の分断がそれ以上進行することによるルーフパネル全体の脱落を防止している。

特開２００７−２２９９４２号公報

上記特許文献１に記載の構造では、ルーフパネルに他の領域よりも板厚が薄い座面を形成するため、段差を形成する加工が必要になる。

本発明は上記事実を考慮し、段差を形成するという複雑なプロセスを有することなく弱体部を形成することができる接合構造を得ることが目的である。

請求項１の発明に係る接合構造は、母材樹脂中に所定長さの繊維を含んだ繊維強化樹脂部材と、前記繊維強化樹脂部材と異なる材料からなる他の部材と、接合される部分の厚さが一定とされた前記繊維強化樹脂部材を貫通すると共に、前記繊維強化樹脂部材と前記他の部材とを接合する接合部材と、前記繊維強化樹脂部材における前記接合部材が貫通する貫通孔の周りの部位に設けられ、前記貫通孔の周りの部位の前記繊維の長さが、他の領域の前記繊維の長さよりも短い弱体部と、前記接合部材に設けられ、前記繊維強化樹脂部材と接触し、かつ前記弱体部と重なる範囲内に配置される接触部と、を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の接合構造において、前記弱体部は、前記繊維強化樹脂部材に前記接合部材を貫通させる貫通孔を形成し、前記繊維を切断することで、前記貫通孔の周囲に形成されている。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の接合構造において、前記接合部材がリベットであり、前記接触部がリベットの頭部である。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の接合構造において、前記繊維強化樹脂部材が、車両側部に設けられた前記他の部材に取り付けられるスタックフレームの構成部品である。

請求項５の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の接合構造において、前記繊維強化樹脂部材が、車体の車両前後方向の少なくとも一方の端部に設けられたクラッシュボックスであり、前記他の部材が前記クラッシュボックスを貫通するバンパーリインフォースである。

請求項１記載の本発明によれば、母材樹脂中に所定長さの繊維を含んだ繊維強化樹脂部材と、繊維強化樹脂部材と異なる材料からなる他の部材とが、接合される部分の厚さが一定とされた繊維強化樹脂部材を貫通する接合部材により接合されている。繊維強化樹脂部材における接合部材が貫通する貫通孔の周りの部位には、該貫通孔の周りの部位の繊維の長さが、他の領域の繊維の長さよりも短い弱体部が設けられている。さらに、接合部材には、繊維強化樹脂部材と接触する接触部が設けられており、接触部が弱体部と重なる範囲内に配置されている。これにより、繊維強化樹脂部材と他の部材との間に所定の荷重が作用した場合に、繊維強化樹脂部材における接合部材周辺の弱体部が破壊されることで、他の部材と繊維強化樹脂部材とを脱離させることが可能となる。このような接合構造では、繊維強化樹脂部材の接合される部分の厚さが一定とされると共に、繊維強化樹脂部材の貫通孔の周りの部位の繊維の長さが、他の領域の繊維の長さよりも短い弱体部を設けることで、段差を形成するという複雑なプロセスを有することなく弱体部を形成することができる。

請求項２記載の本発明によれば、弱体部は、繊維強化樹脂部材に接合部材を貫通させる貫通孔を形成し、繊維を切断することにより、貫通孔の周囲に形成されている。このため、段差を形成することなく、簡易なプロセスにより繊維強化樹脂部材に弱体部を形成することができる。

請求項３記載の本発明によれば、接合部材がリベットであり、リベットの頭部を繊維強化樹脂部材と接触させると共に、頭部を弱体部と重なる範囲内に配置することができる。

請求項４記載の本発明によれば、繊維強化樹脂部材が、車両側部に設けられた他の部材に取り付けられるスタックフレームの構成部品である。これにより、車両の側突時に他の部材と繊維強化樹脂部材との間に所定の荷重が作用した場合に、他の部材から繊維強化樹脂部材を脱離させることができる。

請求項５記載の本発明によれば、繊維強化樹脂部材が、車体の車両前後方向の少なくとも一方の端部に設けられたクラッシュボックスであり、他の部材がクラッシュボックスを貫通するバンパーリインフォースである。これにより、車両前部又は車両後部の衝突時にバンパーリインフォースとクラッシュボックスとの間に所定の荷重が作用した場合に、クラッシュボックスからバンパーリインフォースを脱離させることができる。このため、バンパーリインフォースによりクラッシュボックスを効率的に潰すことが可能となる。

本発明の接合構造によれば、段差を形成するという複雑なプロセスを有することなく弱体部を形成することができる。

図１は、第１実施形態に係る接合構造を示す断面図である。 図２は、図１に示す接合構造を製造するための工程を示す断面図である。 図３は、図１に示す接合構造を製造するための工程を示す断面図である。 図４は、図１に示す接合構造の繊維強化樹脂部材と他の板材との間に所定の荷重が作用した場合に、繊維強化樹脂部材の弱体部が破壊される状態を示す断面図である。 図５は、第２実施形態に係る接合構造を示す斜視図である。 図６は、図５中の６−６線に沿った接合構造を示す断面図である。 図７は、図６に示す接合構造の繊維強化樹脂部材と他の板材との間に所定の荷重が作用した場合に、繊維強化樹脂部材の弱体部が破壊される状態を示す断面図である。 図８は、第３実施形態に係る接合構造を示す斜視図である。 図９は、図８中の９−９線に沿った接合構造を示す断面図である。 図１０は、図９に示す接合構造の繊維強化樹脂部材と他の板材との間に所定の荷重が作用した場合に、繊維強化樹脂部材の弱体部が破壊される状態を示す断面図である。 図１１は、第４実施形態に係る接合構造を示す断面図である。 図１２は、第５実施形態に係る接合構造を示す断面図である。 図１３は、第６実施形態に係る接合構造を示す断面図である。

以下、図１〜図４を用いて、本発明に係る接合構造の第１実施形態について説明する。

図１に示されるように、本実施形態の接合構造１０は、板状の繊維強化樹脂部材で構成された第１パネル１２と、繊維強化樹脂部材と異なる材料で構成された他の部材としての第２パネル１４と、第１パネル１２と第２パネル１４とを接合する接合部材としてのリベット１６と、を備えている。

第１パネル１２は、母材樹脂１２Ａ中に繊維としての強化繊維１３を含んだ繊維強化樹脂（繊維強化樹脂複合材料）により形成されている。強化繊維１３は、第１パネル１２の成形時に所定長さに設定されている。強化繊維１３および母材樹脂１２Ａの種類は限定されない。強化繊維１３は、例えば、炭素繊維（ＣＦ）、ガラス繊維（ＧＦ）、アラミド繊維などを用いることが可能である。母材樹脂１２Ａは、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれを用いてもよい。また、強化繊維１３の形態は限定されない。例えば、強化繊維１３の形態としては、織物、又は編み物からなるシート状の強化繊維などを含む形態、母材樹脂１２Ａ中に強化繊維がランダムに配置される形態などでもよい。

第１パネル１２は、少なくともリベット１６が接合される部分（リベット１６の接合部およびその周辺部を含む領域）の厚さがほぼ一定となるように構成されている。すなわち、本実施形態では、第１パネル１２のリベット１６が接合される部分に段差は形成されていない。なお、第１パネル１２のリベット１６が接合される部分は、厳密に厚さが一定でなくてもよく、多少の厚さのばらつきがあってもよい。

第１パネル１２には、リベット１６の後述する軸部１６Ｂが貫通する貫通孔２２が形成されている。第１パネル１２に貫通孔２２を形成することで、母材樹脂１２Ａ中の所定長さの強化繊維１３が切断される。これにより、第１パネル１２における貫通孔２２の周りの部位に、貫通孔２２の周りの部位の強化繊維１３の長さが、他の領域の強化繊維１３の長さよりも短い弱体部２４が形成されている。

より具体的には、図２に示されるように、第１パネル１２への貫通孔２２の形成は、繊維強化樹脂複合材料による第１パネル１２の成形後に実施する。第１パネル１２は、成形時に母材樹脂１２Ａ中に所定長さの強化繊維１３を含んだ構成されている。すなわち、予め強化繊維１３の長さがほぼ均一となるように設定されている。

図３に示されるように、第１パネル１２の成形後に第１パネル１２に略円形状の貫通孔２２を形成することで、母材樹脂１２Ａ中の強化繊維１３が切断（破断）される。貫通孔２２は、第１パネル１２の所定の位置をプレス機などで打ち抜いて形成してもよいし、ドリルなどでくりぬいて形成してもよい。その際、貫通孔２２の内径Ａ１は、リベット１６の軸部１６Ｂ（図１参照）の外径より僅かに大きく設定されている。これにより、第１パネル１２の貫通孔２２の周囲のみ強化繊維１３の長さ（繊維長）が短くなり、第１パネル１２の強度・剛性が低下して弱体部２４が形成される。弱体部２４は、第１パネル１２における貫通孔２２の周囲の所定範囲に形成されている。より詳細には、弱体部２４は、強化繊維１３の平均長さ（平均繊維長）をＬ１とした場合、第１パネル１２における貫通孔２２の周囲の半径方向外側の長さＬ１の範囲内に設けられる。

図１に示されるように、第２パネル１４は、第１パネル１２を構成する繊維強化樹脂部材と異なる材料で形成されており、材料は特に限定されない。本実施形態では、第２パネル１４は、第１パネル１２と第２パネル１４との間に所定の荷重が作用した場合に、第１パネル１２の弱体部２４よりも破壊しにくい材料で形成されている。例えば、第２パネル１４は、金属、または第１パネル１２の弱体部２４よりも強度が大きい樹脂部材（繊維強化樹脂部材を含む）により形成されている。第２パネル１４には、リベット１６の軸部１６Ｂが貫通する貫通孔２６が形成されている。

リベット１６は、第１パネル１２に接触する接触部としての頭部１６Ａと、頭部１６Ａから延びた軸部１６Ｂと、を備えている。さらに、リベット１６の中心部には孔部１６Ｃが貫通しており、孔部１６Ｃの内部に軸１８が挿通されている。軸１８は、孔部１６Ｃに挿通される軸本体１８Ａと、軸本体１８Ａの先端に設けられ、かつ軸本体１８Ａの外径よりも外径が大きいフランジ部１８Ｂと、を備えている。

リベット１６の軸部１６Ｂは、第１パネル１２の貫通孔２２および第２パネル１４の貫通孔２６に貫通されている。図示を省略するが、リベット１６は、初期状態（第１パネル１２と第２パネル１４とを接合する前）では、軸部１６Ｂの断面が軸方向に沿ってほぼ均一とされている。第１パネル１２と第２パネル１４とを接合する際には、リベット１６の軸部１６Ｂを第１パネル１２の貫通孔２２および第２パネル１４の貫通孔２６に貫通させた状態で、図示しないリベッターで第１パネル１２側から軸１８を軸方向手前に引っ張る。これにより、フランジ部１８Ｂにより軸部１６Ｂの先端部が半径方向外側に潰れて第２パネル１４の貫通孔２６の周りの縁部に接触し、頭部１６Ａと軸部１６Ｂの潰れ部１７により第１パネル１２と第２パネル１４とが挟まれることで、第１パネル１２と第２パネル１４とが接合される。本実施形態では、第１パネル１２と第２パネル１４との接合は、リベット１６を用いた点接合とされている。

本実施形態の接合構造１０では、断面視にてリベット１６の頭部１６Ａの軸部１６Ｂ（又は貫通孔２２の壁面）からの突出長さをＬ２としたとき、頭部１６Ａの突出長さＬ２は、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さＬ１より短く設定されている。言い替えると、リベット１６の頭部１６Ａは、第１パネル１２の弱体部２４と重なる範囲内に配置されている。本実施形態では、リベット１６の頭部１６Ａは、第１パネル１２の弱体部２４の範囲内で面接触している。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

本実施形態の接合構造１０では、繊維強化樹脂部材で構成された第１パネル１２と、繊維強化樹脂部材と異なる材料で構成された第２パネル１４とがリベット１６により接合されている。第１パネル１２は、リベット１６が接合される部分の厚さがほぼ一定とされている。第１パネル１２には、リベット１６の軸部１６Ｂが貫通する貫通孔２２の周りに、強化繊維１３の長さが他の領域の強化繊維１３の長さよりも短い弱体部２４が形成されている。すなわち、第１パネル１２に貫通孔２２を形成することで、強化繊維１３が切断され、第１パネル１２の貫通孔２２の周りの強度・剛性が低下して弱体部２４が形成されている。リベット１６の頭部１６Ａの軸部１６Ｂ（又は貫通孔２２の壁面）からの突出長さＬ２は、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さＬ１より短く設定されており、リベット１６の頭部１６Ａは、第１パネル１２の弱体部２４の範囲内で面接触している。

このような接合構造１０では、図４に示されるように、第１パネル１２と第２パネル１４との間に外力により所定の荷重、例えば所定の剥離力またはせん断力が生じた場合に、第１パネル１２のリベット１６による接合部周辺の弱体部２４が破壊される。これにより、第１パネル１２から第２パネル１４全体が脱離する（脱落する）。

このような接合構造１０では、第１パネル１２は、リベット１６が接合される部分の厚さがほぼ一定とされており、第１パネル１２の貫通孔２２の周りの部位に、強化繊維１３の長さが他の領域の強化繊維１３の長さよりも短い弱体部２４が設けられている。弱体部２４は、第１パネル１２にリベット１６の軸部１６Ｂを貫通させる貫通孔２２を形成し、強化繊維１３を切断することにより、貫通孔２２の周囲に形成されている。このため、従来のようにリベットの接合部に段差を形成するという複雑なプロセスを有することなく、簡易なプロセスにより第１パネル１２に弱体部２４を形成することができる。

また、リベット１６の頭部１６Ａを第１パネル１２と面接触させると共に、頭部１６Ａが弱体部２４の範囲内に配置されている。これにより、第１パネル１２と第２パネル１４との間に外力により所定の荷重が生じた場合に、第１パネル１２におけるリベット１６の頭部１６Ａと接触する弱体部２４付近を破壊させることができる。

本実施形態では、例えば、リベット１６が引きちぎれるときの荷重が約５ｋＮの場合、第１パネル１２と第２パネル１４との間に、例えば１．５ｋＮ以上の荷重（剥離力またはせん断力）が作用した場合に、第１パネル１２の弱体部２４が破壊され、第１パネル１２から第２パネル１４を脱落させることができる。このため、第１パネル１２と第２パネル１４との間に所定値以上の荷重が入力された場合に、意図的に第１パネル１２から第２パネル１４全体を脱落させることができる。

次に、図５〜図７を用いて、本発明に係る接合構造の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図５〜図７には、車両用電池搭載構造４０に本実施形態の接合構造４２が適用された例が示されている。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

図５には、本実施形態の接合構造４２が適用された車両用電池搭載構造４０の斜視図が示されており、図６には、図５中の６−６線に沿った車両用電池搭載構造４０の断面図が示されている。図６に示されるように、車両用電池搭載構造４０は、車両前後方向及び車両幅方向に沿って配置される金属製のフロアパネル４４と、フロアパネル４４の下面に略車両前後方向に沿って接合されるアンダーメンバ（サイドフレーム）４６と、フロアパネル４４の車両下方側に配置されるスタックフレーム（バッテリフレーム）４８と、スタックフレーム４８をアンダーメンバ４６に取り付けるための他の部材としての取付板５０と、を有している。車両用電池搭載構造４０は、車両幅方向両側で左右対称に形成されているため、図６では、車両正面視にて車両幅方向の左側端部のみを図示しており、車両幅方向の右側端部は図示を省略している。

アンダーメンバ４６は、断面略ハット形状に金属で形成されており、車両幅方向に張り出すフランジ部４６Ａが、フロアパネル４４の車両幅方向外側端部における下面に溶接等によって接合されている。また、アンダーメンバ４６には、フランジボルト６０を挿通させるための貫通孔４６Ｂが車両前後方向に沿って複数形成されている。アンダーメンバ４６の上面には、貫通孔４６Ｂと同軸的にウエルドナット６２が設けられている。

取付板５０は、金属製であり、フランジボルト６０を挿通させるための貫通孔５０Ａが車両前後方向に沿って複数形成されている。取付板５０の下面には、車両正面視にて略クランク状に形成された金属製の支持板５２の上面が面接触するように配置されている。支持板５２には、フランジボルト６０を挿通させるための貫通孔５２Ａが車両前後方向に沿って複数形成されている。アンダーメンバ４６の貫通孔４６Ｂと取付板５０の貫通孔５０Ａと支持板５２の貫通孔５２Ａにフランジボルト６０が挿通され、ウエルドナット６２に締結固定されることで、アンダーメンバ４６に取付板５０及び支持板５２が接合されている。

図５及び図６に示されるように、スタックフレーム４８は、板状の繊維強化樹脂部材で構成されたアッパフレーム５４と、アッパフレーム５４の下方側に配置された板状のロアフレーム５６と、アッパフレーム５４とロアフレーム５６との間に配置される補強用のパネル部材５８と、を備えている。パネル部材５８は、車両前後方向に沿って凹凸が配置された波形状に形成されており、パネル部材５８の上面がアッパフレーム５４の下面に接着等により接合されると共に、パネル部材５８の下面がロアフレーム５６の上面に接着等により接合されている（図５参照）。

図６に示されるように、アッパフレーム５４の車両幅方向端部には、リベット１６の軸部１６Ｂが貫通する貫通孔２２が設けられている。取付板５０には、リベット１６の軸部１６Ｂが貫通する貫通孔２６が設けられている。取付板５０の下面にアッパフレーム５４の上面が面接触された状態で、取付板５０とアッパフレーム５４とがリベット１６により接合されている。アッパフレーム５４に貫通孔２２が形成されることで、アッパフレーム５４中の強化繊維（図示省略）が切断され、アッパフレーム５４の貫通孔２２の周りの部位に強化繊維の長さが他の領域の強化繊維の長さよりも短い弱体部２４が形成されている。

リベットの頭部１６Ａは、アッパフレーム５４に面接触されており、頭部１６Ａが弱体部２４と重なる範囲内に配置されている。

ロアフレーム５６の車両幅方向端部の下面は、支持板５２の下端部の上面に接着等により接合されている。図示を省略するが、アッパフレーム５４の上部には、燃料電池スタックが締結等により取り付けられている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

本実施形態の接合構造４２では、繊維強化樹脂部材で構成されたアッパフレーム５４と、繊維強化樹脂部材と異なる金属材料で構成された取付板５０とがリベット１６により接合されている。アッパフレーム５４には、リベット１６の軸部１６Ｂが貫通する貫通孔２２の周りの部位に、強化繊維の長さが他の領域の強化繊維の長さよりも短い弱体部２４が形成されている。リベット１６の頭部１６Ａの軸部１６Ｂ（又は貫通孔２２の壁面）からの突出長さは、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さより短く設定されており、リベット１６の頭部１６Ａは、アッパフレーム５４の弱体部２４の範囲内に接触している。

このような接合構造４２では、アッパフレーム５４のリベット１６が接合される部分の厚さが一定とされると共に、アッパフレーム５４の貫通孔２２の周りの部位の強化繊維の長さが、他の領域の強化繊維の長さよりも短い弱体部２４を設けることで、段差を形成するという複雑なプロセスを有することなく弱体部２４を形成することができる。

このような接合構造４２では、図６に示されるように、車両の側突時にフロアパネル４４に矢印Ｂに示す車両内側方向への入力が入ると、フロアパネル４４への入力が矢印Ｃに示すようにアンダーメンバ４６を介して取付板５０に伝わり、取付板５０および支持板５２の締結部に矢印Ｄに示すモーメント力と矢印Ｅに示す軸力が負荷される。その際、図７に示されるように、取付板５０とアッパフレーム５４との間に所定値以上の荷重が作用した場合、アッパフレーム５４のリベット１６による接合部周辺の弱体部２４が破壊されることで、取付板５０からアッパフレーム５４が脱離する。すなわち、取付板５０からアッパフレーム５４全体が脱落することで、スタックフレーム４８に伝わるモーメント力Ｆを抑え、軸力Ｇのみを伝達させることが可能となる。

次に、図８〜図１０を用いて、本発明に係る接合構造の第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態において、第１及び第２実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図８〜図１０には、車両前部７０に本実施形態の接合構造７２が適用された例が示されている。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

図８及び図９に示されるように、車両前部７０には、車体の車両前後方向に沿って配置されると共に筒状の角柱からなるクラッシュボックス７４と、クラッシュボックス７４の左右の縦壁部７４Ａに形成された開口７５を貫通するように車両幅方向に沿って配置された他の部材としてのパンパーリインフォース７６と、が設けられている。

クラッシュボックス７４は、繊維強化樹脂部材で構成されている。クラッシュボックス７４は、車両前後方向に沿って配置されたフロントサイドメンバ（図示省略）の前端部に設けられている。図示を省略するが、クラッシュボックス７４の壁面には、車両前後方向に潰れやすくするための凹凸部が形成されていてもよい。

パンパーリインフォース７６は、略矩形状の筒状部材からなり、クラッシュボックス７４を構成する繊維強化樹脂と異なる金属材料で形成されている。

図９に示されるように、クラッシュボックス７４の前面部７４Ｂには、リベット１６の軸部１６Ｂが貫通する複数の貫通孔２２が設けられている。パンパーリインフォース７６の前面部７６Ａには、リベット１６の軸部１６Ｂが貫通する複数の貫通孔２６が設けられている。パンパーリインフォース７６の前面部７６Ａの前面にクラッシュボックス７４の前面部７４Ｂの後面が面接触された状態で、パンパーリインフォース７６の前面部７６Ａとクラッシュボックス７４の前面部７４Ｂとがリベット１６により接合されている。本実施形態では、パンパーリインフォース７６の前面部７６Ａとクラッシュボックス７４の前面部７４Ｂとを接合するリベット１６は、車両正面視にて正方形状にそれぞれ４個設けられている（図８参照）。クラッシュボックス７４の前面部７４Ｂに貫通孔２２が形成されることで、クラッシュボックス７４中の強化繊維（図示省略）が切断され、クラッシュボックス７４の貫通孔２２の周りの部位に強化繊維の長さが他の領域の強化繊維の長さよりも短い弱体部２４が形成されている。

また、リベットの頭部１６Ａは、クラッシュボックス７４の前面部７４Ｂに面接触されており、頭部１６Ａが弱体部２４と重なる範囲内に配置されている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

本実施形態の接合構造７２では、繊維強化樹脂部材で構成されたクラッシュボックス７４の前面部７４Ｂと、繊維強化樹脂部材と異なる金属材料で構成されたパンパーリインフォース７６の前面部７６Ａとがリベット１６により接合されている。クラッシュボックス７４の前面部７４Ｂには、リベット１６の軸部１６Ｂが貫通する貫通孔２２の周りの部位に、強化繊維の長さが他の領域の強化繊維の長さよりも短い弱体部２４が形成されている。リベット１６の頭部１６Ａの軸部１６Ｂ（又は貫通孔２２の壁面）からの突出長さは、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さより短く設定されており、リベット１６の頭部１６Ａは、クラッシュボックス７４の弱体部２４の範囲内に接触している。

このような接合構造７２では、クラッシュボックス７４の前面部７４Ｂのリベット１６が接合される部分の厚さが一定とされると共に、前面部７４Ｂの貫通孔２２の周りの部位の強化繊維の長さが、他の領域の強化繊維の長さよりも短い弱体部２４を設けることで、段差を形成するという複雑なプロセスを有することなく弱体部２４を形成することができる。

このような接合構造７２では、図８に示されるように、車両の前面衝突時にパンパーリインフォース７６に矢印Ｈに示す車両後方向への入力が作用する。その際、クラッシュボックス７４の前面部７４Ｂとパンパーリインフォース７６の前面部７６Ａとの間に所定値以上の荷重（剥離力）が作用した場合、図１０に示すように、クラッシュボックス７４の前面部７４Ｂのリベット１６による接合部周辺の弱体部２４が破壊される。これにより、クラッシュボックス７４からリベット１６およびパンパーリインフォース７６が脱離する。このため、パンパーリインフォース７６が衝撃吸収部位であるクラッシュボックス７４の縦壁部７４Ａに接触し、縦壁部７４Ａが圧壊することで、衝撃エネルギーを吸収することができる。すなわち、パンパーリインフォース７６がクラッシュボックス７４の左右の縦壁部７４Ａに衝突し、衝突荷重が縦壁部７４Ａにのみ付加されるため、効率的に所望のエネルギー吸収量を得ることができる。

なお、本実施形態では、車両前部７０に接合構造７２を適用した例が示されているが、これに限定されるものではなく、車両後部に本実施形態の接合構造を適用することができる。これにより、車両後部の衝突時に、クラッシュボックス７４からパンパーリインフォース７６を脱離させることができる。

次に、図１１を用いて、本発明に係る接合構造の第４実施形態について説明する。なお、第４実施形態において、第１〜第３実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１１に示されるように、本実施形態の接合構造９０は、板状の繊維強化樹脂部材で構成された第１パネル１２と、繊維強化樹脂部材と異なる材料で構成された他の部材としての第２パネル１４と、第１パネル１２と第２パネル１４とを接合する接合部材としての締結具９２と、を備えている。

締結具９２は、ボルト９４と、ナット９６と、ボルト９４と第２パネル１４との間、及びナット９６と第１パネル１２との間に介在される２枚のワッシャー９８と、を有している。ボルト９４は、頭部９４Ａと軸部９４Ｂを備えており、軸部９４Ｂの先端部に形成されたねじ部にナット９６が締結固定されている。

第１パネル１２には、ボルト９４の軸部９４Ｂが貫通する貫通孔２２が形成されている。第１パネル１２に貫通孔２２を形成することで、母材樹脂１２Ａ中の強化繊維１３が切断される。これにより、第１パネル１２における貫通孔２２の周りの部位に、貫通孔２２の周りの部位の強化繊維１３の長さが、他の領域の強化繊維１３の長さよりも短い弱体部２４が形成されている。

第２パネル１４には、ボルト９４の軸部９４Ｂが貫通する貫通孔２６が形成されている。第２パネル１４とボルト９４の頭部９４Ａとの間にはワッシャー９８が介在されており、第１パネル１２とナット９６との間には接触部としてのワッシャー９８が介在されている。この状態で、ボルト９４の軸部９４Ｂに形成されたねじ部にナット９６が締結固定されることで、第１パネル１２と第２パネル１４とが接合されている。

本実施形態の接合構造９０では、断面視にてワッシャー９８の軸部９４Ｂ（又は貫通孔２２の壁面）からの突出長さをＬ３としたとき、ワッシャー９８の突出長さ（掛かり代）Ｌ３は、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さＬ１より短く設定されている。言い替えると、ワッシャー９８は、第１パネル１２の弱体部２４と重なる範囲内に面接触するように配置されている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

本実施形態の接合構造９０では、繊維強化樹脂部材で構成された第１パネル１２と、繊維強化樹脂部材と異なる材料で構成された第２パネル１４とがボルト９４とナット９６等により接合されている。その際、ワッシャー９８の突出長さ（掛かり代）Ｌ３は、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さＬ１より短く設定されており、ワッシャー９８は、第１パネル１２の弱体部２４の範囲内に接触している。すなわち、ワッシャー９８の突出長さ（掛かり代）Ｌ３よりも、強化繊維１３の平均繊維長さ（Ｌ１と等しい）が長い関係とされている。

このような接合構造９０では、第１パネル１２と第２パネル１４との間に外力により所定の荷重、例えば所定の剥離力またはせん断力が生じた場合に、第１パネル１２のボルト９４とナット９６による接合部周辺の弱体部２４が破壊されることで、第１パネル１２から第２パネル１４全体が脱離する（脱落する）。すなわち、ワッシャー９８の突出長さ（掛かり代）Ｌ３が、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さＬ１より短く設定されることで、図１に示すリベット１６を使用した場合と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態において、ボルト９４とナット９６の位置を反対にしても同様の効果が得られる。

次に、図１２を用いて、本発明に係る接合構造の第５実施形態について説明する。なお、第５実施形態において、第１〜第４実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１２に示されるように、本実施形態の接合構造１１０は、板状の繊維強化樹脂部材で構成された第１パネル１２と、繊維強化樹脂部材と異なる材料で構成された他の部材としての第２パネル１１２と、第２パネル１１２から延出されると共に第１パネル１２と第２パネル１１２とを接合する接合部材としての接合部１１４と、を備えている。

本実施形態では、接合部材としての接合部１１４が第２パネル１１２と一体で構成されている。すなわち、本発明の接合部材は、他の部材としての第２パネルと別部品で構成されている場合も、一体で構成されている場合も含む趣旨である。

第１パネル１２には、予め第２パネル１１２から延出された接合部１１４を貫通させるための貫通孔２２が形成されている。第１パネル１２に貫通孔２２を形成することで、母材樹脂１２Ａ中の強化繊維１３が切断される。これにより、第１パネル１２における貫通孔２２の周りの部位に、貫通孔２２の周りの部位の強化繊維１３の長さが、他の領域の強化繊維１３の長さよりも短い弱体部２４が形成されている。

第２パネル１１２には、第１パネル１２の貫通孔２２を貫通するように延びた略断面ハット形状の接合部１１４が形成されている。

図示を省略するが、第１パネル１２と第２パネル１１２とを接合する際には、まず板状の第１パネル１２と板状の第２パネル１１２とを接触させるように配置する。この状態で、第１パネル１２の側に貫通孔２２を覆うように金型（図示省略）を配置し、第２パネル１１２側からポンチ（図示省略）により矢印１１６方向に第２パネル１１２を押圧し、第２パネル１１２を変形させる。これにより、第２パネル１１２の主要部位である一般部１１２Ａから延びた接合部１１４が第１パネル１２の貫通孔２２を貫通し、第２パネル１１２と反対側の第１パネル１２の貫通孔２２の周縁部（本実施形態では貫通孔２２の角部）に接触することで、第１パネル１２と第２パネル１１２とが接合される。

その際、断面視にて接合部１１４の掛かり代１１４Ａの貫通孔２２の壁面からの突出長さをＬ４としたとき、掛かり代１１４Ａの突出長さＬ４は、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さＬ１より短く設定されている。すなわち、掛かり代１１４Ａは、弱体部２４と重なる範囲内に配置されている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

本実施形態の接合構造１１０では、繊維強化樹脂部材で構成された第１パネル１２と、繊維強化樹脂部材と異なる材料で構成された第２パネル１１２とが、第２パネル１１２の一般部１１２Ａから延びた接合部１１４により接合されている。その際、接合部１１４の貫通孔２２の壁面からの掛かり代１１４Ａの突出長さＬ４は、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さＬ１より短く設定されている。これにより、接合部１１４の掛かり代１１４Ａは、第１パネル１２の弱体部２４の範囲内で接触している。すなわち、接合部１１４の掛かり代１１４Ａの突出長さＬ４よりも、強化繊維１３の平均繊維長さ（Ｌ１と等しい）が長い関係とされている。

このような接合構造１１０では、第１パネル１２と第２パネル１１２との間に外力により所定の荷重、例えば所定の剥離力またはせん断力が生じた場合に、第１パネル１２の接合部１１４周辺の弱体部２４が破壊されることで、第１パネル１２から第２パネル１１２全体が脱離する（脱落する）。

次に、図１３を用いて、本発明に係る接合構造の第６実施形態について説明する。なお、第６実施形態において、第１〜第５実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１３に示されるように、本実施形態の接合構造１３０は、板状の繊維強化樹脂部材で構成された第１パネル１２と、繊維強化樹脂部材と異なる材料で構成された他の部材としての第２パネル１３２と、第２パネル１３２から延出されると共に第１パネル１２と第２パネル１３２とを接合する接合部材としての屈曲部１３４と、を備えている。すなわち、本実施形態では、接合部材としての屈曲部１３４が第２パネル１３２と一体で構成されている。

第１パネル１２には、予め第２パネル１１２から延出された屈曲部１３４を貫通させるための貫通孔２２が形成されている。第１パネル１２に貫通孔２２を形成することで、母材樹脂１２Ａ中の強化繊維１３が切断される。これにより、第１パネル１２における貫通孔２２の周りの部位に、貫通孔２２の周りの部位の強化繊維１３の長さが、他の領域の強化繊維１３の長さよりも短い弱体部２４が形成されている。

第２パネル１３２には、第１パネル１２の貫通孔２２を貫通するように屈曲された略横Ｕ字形状の屈曲部１３４が設けられている。図示を省略するが、第１パネル１２と第２パネル１３２とを接合する前は、第２パネル１３２は略平面状とされ、第２パネル１３２には、予め平面視にて略Ｕ字状のスリット１３２Ａが形成されている。第１パネル１２と第２パネル１３２とを接合する際には、第２パネル１３２におけるスリット１３２Ａの内側の凸状部を、図１３中の上方側に略Ｌ字状に折り曲げる。そして、略Ｌ字状の折り曲げ部を第１パネル１２の貫通孔２２に貫通させ、さらに略Ｌ字状の折り曲げ部の先端部を貫通孔２２よりも外側に折り曲げることで、略横Ｕ字状の屈曲部１３４を形成することができる。屈曲部１３４の掛かり代１３４Ａが第１パネル１２の貫通孔２２の縁部に接触することで、第１パネル１２と第２パネル１３２とが接合されている。

その際、断面視にて屈曲部１３４の掛かり代１３４Ａの貫通孔２２からの突出長さをＬ５としたとき、掛かり代１３４Ａの突出長さＬ５は、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さＬ１より短く設定されている。すなわち、屈曲部１３４の掛かり代１３４Ａは、第１パネル１２の弱体部２４と重なる範囲内に配置されている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

本実施形態の接合構造１３０では、繊維強化樹脂部材で構成された第１パネル１２と、繊維強化樹脂部材と異なる材料で構成された第２パネル１３２とが、第２パネル１３２から延びた屈曲部１３４により接合されている。その際、屈曲部１３４の掛かり代１３４Ａの突出長さＬ５は、貫通孔２２の壁面からの弱体部２４の半径方向の長さＬ１より短く設定されており、屈曲部１３４の掛かり代１３４Ａは、第１パネル１２の弱体部２４の範囲内に配置されている。すなわち、屈曲部１３４の掛かり代１３４Ａの突出長さＬ５よりも、強化繊維１３の平均繊維長さ（Ｌ１と等しい）が長い関係とされている。

このような接合構造１３０では、第１パネル１２と第２パネル１３２との間に外力により所定の荷重、例えば所定の剥離力またはせん断力が生じた場合に、第１パネル１２の屈曲部１３４周辺の弱体部２４が破壊されることで、第１パネル１２から第２パネル１３２全体が脱離する（脱落する）。

なお、第６実施形態において、貫通孔２２の形状は、略円形状に限定するものではなく、矩形状などの他の形状でもよい。

なお、第１〜第６実施形態において、接合部材は、これらの実施形態に限定されるものではなく、他の構成の接合部材を含む趣旨である。

また、第１〜第６実施形態において、繊維強化樹脂部材に形成する貫通孔の大きさ、繊維の平均長さは、これらの実施形態に限定されるものではなく、変更が可能である。
また、繊維強化樹脂部材は、予め繊維（強化繊維）を所定長さに設定し、貫通孔を形成することで、繊維を切断して貫通孔の周囲の部位に弱体部を形成したが、これに限定されるものではない。例えば、繊維強化樹脂部材の成形時に、貫通孔の周囲の繊維の長さが、他の領域の繊維の長さよりも短くなるように、母材樹脂中に繊維を配置する構成でもよい。

なお、第１〜第６実施形態において、他の部材は、繊維強化樹脂部材と異なる材料により形成されていれば、これらの実施形態に記載の材料に限定されるものではなく、他の材料に変更可能である。すなわち、他の部材が金属の場合の他、樹脂の場合にも本発明を適用することができる。

１０ 接合構造
１２ 第１パネル（繊維強化樹脂部材）
１２Ａ 母材樹脂
１３ 強化繊維（繊維）
１４ 第２パネル（他の部材）
１６ リベット（接合部材）
１６Ｂ 軸部
１６Ａ 頭部（接触部）
２２ 貫通孔
２４ 弱体部
４０ 車両用電池搭載構造
４２ 接合構造
４８ スタックフレーム
５０ 取付板（他の部材）
５４ アッパフレーム（繊維強化樹脂部材）
７０ 車両前部
７２ 接合構造
７４ クラッシュボックス（繊維強化樹脂部材）
７６ パンパーリインフォース（他の部材）
９０ 接合構造
９２ 締結具（接合部材）
９４ ボルト
９４Ｂ 軸部
９８ ワッシャー（接触部）
１１０ 接合構造
１１２ 第２パネル（他の部材）
１１４ 接合部（接合部材）
１１４Ａ 掛かり代（接触部）
１３０ 接合構造
１３２ 第２パネル（他の部材）
１３４ 屈曲部（接合部材）
１３４Ａ 掛かり代（接触部）

Claims (5)

1. 母材樹脂中に所定長さの繊維を含んだ繊維強化樹脂部材と、
   前記繊維強化樹脂部材と異なる材料からなる他の部材と、
   接合される部分の厚さが一定とされた前記繊維強化樹脂部材を貫通すると共に、前記繊維強化樹脂部材と前記他の部材とを接合する接合部材と、
   前記繊維強化樹脂部材における前記接合部材が貫通する貫通孔の周りの部位に設けられ、前記貫通孔の周りの部位の前記繊維の長さが、他の領域の前記繊維の長さよりも短い弱体部と、
   前記接合部材に設けられ、前記繊維強化樹脂部材と接触し、かつ前記弱体部と重なる範囲内に配置される接触部と、
   を有する接合構造。
2. 前記弱体部は、前記繊維強化樹脂部材に前記接合部材を貫通させる貫通孔を形成し、前記繊維を切断することで、前記貫通孔の周囲に形成されている請求項１に記載の接合構造。
3. 前記接合部材がリベットであり、前記接触部がリベットの頭部である請求項１又は請求項２に記載の接合構造。
4. 前記繊維強化樹脂部材が、車両側部に設けられた前記他の部材に取り付けられるスタックフレームの構成部品である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の接合構造。
5. 前記繊維強化樹脂部材が、車体の車両前後方向の少なくとも一方の端部に設けられたクラッシュボックスであり、
   前記他の部材が前記クラッシュボックスを貫通するバンパーリインフォースである請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の接合構造。

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