JP2023101237A - Fiber-reinforced resin jointed body - Google Patents

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卓巳 加藤
Takumi Kato
国飛 華
Guofei Hua
祐平 小永井
Yuhei Konagai
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Abstract

To provide a fiber-reinforced resin jointed body that is securely fixed without increasing the height of a projecting portion, when a through-hole provided on a counterpart member to be joined is larger than the projecting portion to be caulked.SOLUTION: A fiber-reinforced resin jointed body includes a member A that has at least one projecting portion and includes a fiber-reinforced resin, and a member B that has at least one through-hole h1. The projecting portion penetrates the through-hole h1, and has a caulking portion at a part projected out from the through-hole H1. Assuming a side area of the maximum inscribed column of the through-hole h1 as S1, and the total of an area of a surface parallel with a thickness direction and an area of a surface parallel with a direction inclined by more than 0° and less than 90 with respect to the thickness direction as ST, the expression S1<ST is established.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む繊維強化樹脂接合体、及びその製造方法に関わるものである。さらに詳しくは、かしめ部を有する繊維強化樹脂接合体に関わるものであり、自動車に代表される構造部品に好適に使用することができる。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fiber-reinforced resin bonded body containing reinforcing fibers and a thermoplastic resin, and a method for producing the same. More specifically, it relates to a fiber-reinforced resin bonded body having a crimped portion, and can be suitably used for structural parts represented by automobiles.

近年、自動車に用いられる材料分野では、軽量化を考慮してマルチマテリアル化が進んでおり、鋼板、アルミ合金のほか、樹脂と炭素繊維などの強化繊維を含む、いわゆる繊維強化樹脂が注目されている。マルチマテリアル化が進む中、異種材料を接合する様々な技術開発が進められているが、接着剤を用いた化学的な接合や、リベット等を用いた機械的な締結が主流となっている。マトリクス樹脂として熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂を接合する場合には、予め設けた突起部の先端を熱で変形させることで、かしめにより接合する手法を利用することができ、ピール方向(接合面に対して垂直な方向)に高い接合強度を得られる。また、かしめの際の加熱方法として熱や超音波といった様々な手法を採用できるなどの理由で、各種の産業分野で広く用いられている。 In recent years, in the field of materials used in automobiles, multi-materials are progressing in consideration of weight reduction, and in addition to steel plates and aluminum alloys, so-called fiber-reinforced resins, which include resins and reinforcing fibers such as carbon fibers, are attracting attention. there is As multi-material progresses, various technologies for joining dissimilar materials are being developed, but chemical joining using adhesives and mechanical fastening using rivets and the like are the mainstream. When joining fiber-reinforced resin using a thermoplastic resin as the matrix resin, it is possible to use a method of joining by crimping by deforming the tip of the protrusion provided in advance with heat, and the peel direction (joining A high bonding strength can be obtained in the direction perpendicular to the surface). In addition, it is widely used in various industrial fields because various methods such as heat and ultrasonic waves can be used as a heating method for crimping.

特許文献1には、ピール方向の接合強度に優れた、かしめ部を有する繊維強化樹脂接合体が記載されている。 Patent Literature 1 describes a fiber-reinforced resin bonded body having a crimped portion, which is excellent in bonding strength in the peel direction.

特許文献2には、金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合において、繊維強化樹脂系部材の樹脂が溶け込み凝固収縮した際に、金属系部材側の接合部に抜け防止の役割をする形状の穴を設けることを特徴とする接合部形状と接合方法が記載されている。 In Patent Document 2, in joining dissimilar materials of a metal-based member and a fiber-reinforced resin-based member, when the resin of the fiber-reinforced resin-based member melts and solidifies and shrinks, the joint on the side of the metal-based member has a role of preventing it from coming off. A joint shape and a joining method are described, which are characterized by providing a hole having a shape to accommodate the joint.

特許文献3には、一方面から他方面に向かって貫通孔が形成された第1部材と、前記貫通孔に挿通される突起を有する第2部材と、を接合する接合方法であって、前記貫通孔の孔径よりも大きな内径を有する筒状部と該筒状部の内部に摺動自在に配置される可動部とを用意する準備工程と、前記貫通孔に前記突起を挿通させて前記第2部材を前記第1部材の一方面に配置すると共に、前記筒状部の内部と前記貫通孔とが連通するように該筒状部を前記第1部材の他方面と当接させて配置する配置工程と、前記筒状部内で前記可動部を前記突起へ向かって移動させ、該可動部を該突起と衝接させて該突起を変形させて前記第2部材を前記第1部材に係止するアンカー部を形成するアンカー部形成工程と、を含む接合方法が記載されている。 Patent Document 3 discloses a joining method for joining a first member having a through hole formed from one surface to the other surface and a second member having a projection inserted through the through hole, a preparation step of preparing a cylindrical portion having an inner diameter larger than the hole diameter of the through hole and a movable portion slidably arranged inside the cylindrical portion; The two members are arranged on one surface of the first member, and the tubular portion is arranged in contact with the other surface of the first member so that the inside of the tubular portion and the through hole communicate with each other. an arranging step of moving the movable portion toward the projection within the cylindrical portion, causing the movable portion to collide with the projection to deform the projection, thereby locking the second member to the first member; and an anchor portion forming step of forming an anchor portion to be joined.

国際公開第2015/146846号WO2015/146846 特開2016-016592号公報JP 2016-016592 A 特開2015-186870号公報JP 2015-186870 A

かしめを行う場合、通常であればかしめ加工する突起部の大きさに対して、接合する相手部材に設ける貫通孔の部材板厚方向の投影面積は大きくても突起部の投影面積に対して1.2倍程度であり(より具体的な大きさに言い換えると、貫通孔の大きさは、突起部の太さに対して1.10倍程度以内の太さであり)、出来る限り隙間を小さくする。
一般的に、大型成形品に複数のかしめ部を設けて固定する場合などにおいて、成形品の個体差による反りや寸法ばらつきの影響を回避するために、ボスやリブといったかしめ部を加工する突起部の大きさに対して、接合する相手部材に設ける貫通孔の寸法を大きく採る必要があり、接合する2つの部材間の隙間が大きくなる。このため、かしめ加工した際に、かしめ加工する材料で隙間を十分に充填させることができず、部材同士を強固に固定することができないという問題があった。
また、上記隙間を充填するため、かしめ加工する材料の体積を大きくすることも考えられ、体積を増やすためにリブやボスなどの突起部の高さを高く設計することも考えられるが、突起部の高さを高くすると、成形時に突起部のショートショットや脱型不良が発生しやすくなり不良率が高くなる問題があった。
When performing crimping, the projected area of the through-hole provided in the mating member to be joined in the member plate thickness direction is usually 1 with respect to the projected area of the projection, even if it is large with respect to the size of the projection to be crimped. .2 times (in other words, the size of the through-hole is within 1.10 times the thickness of the protrusion), and the gap is made as small as possible. do.
In general, when multiple crimped parts are provided and fixed to a large molded product, in order to avoid the effects of warping and dimensional variations due to individual differences in molded products, protrusions such as bosses and ribs are used to process the crimped parts. The size of the through hole provided in the mating member to be joined needs to be large, and the gap between the two members to be joined becomes large. For this reason, there is a problem that when caulking is performed, the gap cannot be sufficiently filled with the material to be caulked, and the members cannot be firmly fixed to each other.
In addition, in order to fill the gap, it is conceivable to increase the volume of the material to be crimped, and to increase the volume, it is conceivable to design the height of the protrusions such as ribs and bosses to be high. If the height of the molded product is increased, there is a problem that short shots of the protrusions and demolding defects tend to occur during molding, resulting in a high defect rate.

本発明の課題は、かしめ加工する突起部よりも、接合する相手部材に設ける貫通孔が大きい場合に、突起部の高さを低く保ったまま、強固に固定された繊維強化樹脂接合体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fiber-reinforced resin joined body that is firmly fixed while keeping the height of the protrusions low when the through-holes provided in the mating member to be joined are larger than the protrusions to be crimped. to do.

より具体的には、貫通孔の部材板厚方向の投影面積が、突起部の投影面積に対して1.2倍以上のとき(更には1.5倍以上のとき)、上記課題は顕著な課題として現れる。
例えば、突起部が円柱形であって、その底面の直径が6mmであった場合、貫通孔の大きさが6.6mm超の場合に上記課題は顕著な課題となり、貫通孔の大きさが10mmとなったときに更に顕著な課題となる。
More specifically, when the projected area of the through-hole in the member plate thickness direction is 1.2 times or more (furthermore, when it is 1.5 times or more) the projected area of the protrusion, the above problem is remarkable. appear as an issue.
For example, if the protrusion is cylindrical and the diameter of the bottom surface is 6 mm, the above problem becomes significant when the size of the through hole exceeds 6.6 mm, and the size of the through hole is 10 mm. When it becomes, it becomes a more remarkable problem.

本発明者らは鋭意検討し、下記手段により、上記課題を解決できることを見出した。 The present inventors have made intensive studies and found that the above problems can be solved by the following means.

[1]
少なくとも1つの突起部を有する繊維強化樹脂を含む部材Aと、少なくとも1つの貫通孔h1を有する部材Bとを含む繊維強化樹脂接合体であって、
前記突起部は、前記貫通孔h1を貫通しており、かつ前記貫通孔h1から突き出した部分にかしめ部を有し、
前記貫通孔h1の最大内接円柱の側面積をSとし、前記部材Bの前記かしめ部に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超90°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をSとした場合、S<Sである、繊維強化樹脂接合体。
[2]
前記部材Bは、前記かしめ部に覆われている領域に、前記貫通孔h1よりも小さい貫通孔h2を少なくとも1つ有する、[1]に記載の繊維強化樹脂接合体。
[3]
前記貫通孔h1の周縁に少なくとも1つの切欠き部c1を有し、前記切欠き部c1が前記かしめ部に覆われている領域に存在する、[1]又は[2]に記載の繊維強化樹脂接合体。
[4]
前記部材Bは、前記かしめ部に覆われている領域の少なくとも一部が粗面化処理されたものである、[1]~[3]のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂接合体。
[5]
前記部材Bは、前記かしめ部に覆われている領域の少なくとも一部に凹部を有する、[1]~[4]のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂接合体。
[6]
厚み方向から見た前記貫通孔h1の形状が、楕円形及び多角形のいずれでもない、[1]~[5]のいずれか1つに記載の繊維強化樹脂接合体。
[1]
A fiber-reinforced resin joined body including a member A containing a fiber-reinforced resin having at least one protrusion and a member B having at least one through-hole h1,
The protrusion penetrates through the through hole h1 and has a crimped portion protruding from the through hole h1,
S1 is the side area of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1, and the area of the surface parallel to the thickness direction in the region covered by the crimped portion of the member B and the thickness direction are more than 0° and 90°. A fiber-reinforced resin joined body in which S 1 < ST , where S T is the total area of surfaces parallel to a direction inclined by less than °.
[2]
The fiber-reinforced resin joined body according to [1], wherein the member B has at least one through hole h2 smaller than the through hole h1 in the region covered with the crimped portion.
[3]
The fiber-reinforced resin according to [1] or [2], which has at least one notch c1 on the periphery of the through hole h1, and the notch c1 is present in a region covered with the crimped portion. zygote.
[4]
The fiber-reinforced resin joined body according to any one of [1] to [3], wherein at least part of the region covered with the crimped portion of the member B is roughened.
[5]
The fiber-reinforced resin joined body according to any one of [1] to [4], wherein the member B has a recess in at least part of the region covered with the crimped portion.
[6]
The fiber-reinforced resin joined body according to any one of [1] to [5], wherein the shape of the through hole h1 when viewed in the thickness direction is neither elliptical nor polygonal.

本発明によれば、貫通孔の部材板厚方向の投影面積が、突起部の投影面積に対して1.2倍以上の場合に、突起部の高さを低く保ったまま、強固に固定され初期剛性の高い繊維強化樹脂接合体を提供することができる。 According to the present invention, when the projected area of the through-hole in the member plate thickness direction is 1.2 times or more the projected area of the projection, the projection can be firmly fixed while keeping the height of the projection low. It is possible to provide a fiber-reinforced resin bonded body with high initial rigidity.

本発明の繊維強化樹脂接合体の一例を模式的に示す断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Sectional drawing which shows typically an example of the fiber reinforced resin joined body of this invention. 本発明の繊維強化樹脂接合体の一例に含まれる部材Bの平面図。FIG. 2 is a plan view of a member B included in an example of the fiber-reinforced resin bonded body of the present invention; かしめ部を形成する前の部材Aに相当する部材Aaと部材Bとを、部材Aaの突起部A1が部材Bの貫通孔h1を貫通するように重ねた際の模式図。FIG. 4 is a schematic diagram of a member Aa corresponding to the member A before forming a crimped portion and a member B stacked on each other so that the protrusion A1 of the member Aa penetrates the through hole h1 of the member B; 本発明の繊維強化樹脂接合体の一例に含まれる部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱の模式図。FIG. 4 is a schematic diagram of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1 of the member B included in one example of the fiber-reinforced resin bonded body of the present invention. 本発明の繊維強化樹脂接合体の一例に含まれる部材Bの平面図。FIG. 2 is a plan view of a member B included in an example of the fiber-reinforced resin bonded body of the present invention; 図5のK3-K4断面図。K3-K4 sectional view of FIG. 本発明の繊維強化樹脂接合体の一例に含まれる部材Bの平面図。FIG. 2 is a plan view of a member B included in an example of the fiber-reinforced resin bonded body of the present invention; 図7の領域Tの拡大図。FIG. 8 is an enlarged view of region T in FIG. 7; 実施例の繊維強化樹脂接合体に用いた部材Bの貫通孔h1とその周辺を模式的に表す平面図。(e)についてはE-E断面図も併記してある。FIG. 2 is a plan view schematically showing the through hole h1 of the member B used in the fiber-reinforced resin bonded body of the example and its surroundings. As for (e), the EE sectional view is also shown. 従来の繊維強化樹脂接合体の一例を模式的に示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a conventional fiber-reinforced resin bonded body. 従来の繊維強化樹脂接合体の一例に含まれる部材Gの平面図。FIG. 2 is a plan view of a member G included in an example of a conventional fiber-reinforced resin bonded body; かしめ部を形成する前の部材Fに相当する部材Faと、部材Gとを、部材Faの突起部F1が部材Gの貫通孔を貫通するように重ねた際の模式図。FIG. 4 is a schematic diagram when a member Fa corresponding to a member F before forming a crimped portion and a member G are stacked so that a projection portion F1 of the member Fa penetrates through a through hole of the member G;

本発明の繊維強化樹脂接合体は、
繊維強化樹脂を含み、少なくとも1つの突起部を有する部材Aと、少なくとも1つの貫通孔h1を有する部材Bとを含む繊維強化樹脂接合体であって、
前記突起部は、前記貫通孔h1を貫通しており、かつ前記貫通孔h1から突き出した部分にかしめ部を有し、
前記貫通孔h1の最大内接円柱の側面積をSとし、前記部材Bの前記かしめ部に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超90°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をSとした場合、S<Sである、繊維強化樹脂接合体である。
The fiber-reinforced resin bonded body of the present invention is
A fiber-reinforced resin joined body comprising a member A containing a fiber-reinforced resin and having at least one protrusion and a member B having at least one through-hole h1,
The protrusion penetrates through the through hole h1 and has a crimped portion protruding from the through hole h1,
S1 is the side area of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1, and the area of the surface parallel to the thickness direction in the region covered by the crimped portion of the member B and the thickness direction are more than 0° and 90°. It is a fiber-reinforced resin bonded body in which S 1 < ST , where S T is the total area of the surfaces parallel to the direction inclined by less than °.

以下、本発明について説明するが、まず初めに、従来の繊維強化樹脂接合体の典型的な例について説明する。 The present invention will be described below. First, a typical example of a conventional fiber-reinforced resin bonded body will be described.

<かしめ加工を用いた従来の繊維強化樹脂接合体>
図10は、従来の繊維強化樹脂接合体の一例を模式的に示す断面図である。
図10の従来の繊維強化樹脂接合体30は、部材Fと部材Gとの接合体である。部材Fは繊維強化樹脂を含む。部材Fは少なくとも1つの突起部F1を有する。部材Gは少なくとも1つの貫通孔を有する。部材Fの突起部F1は、部材Gの貫通孔を貫通しており、かつ貫通孔から突き出した部分にかしめ部F2を有する。
<Conventional fiber-reinforced resin joined body using caulking>
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of a conventional fiber-reinforced resin joined body.
A conventional fiber-reinforced resin joined body 30 of FIG. 10 is a joined body of a member F and a member G. Member F contains fiber reinforced resin. Member F has at least one protrusion F1. Member G has at least one through hole. The projecting portion F1 of the member F penetrates through the through hole of the member G and has a crimped portion F2 at a portion protruding from the through hole.

従来の繊維強化樹脂接合体30に含まれる部材Gの平面図(z方向から見た図)を図11に示す。図11に示すように、部材Gの貫通孔j1は、z方向(厚み方向)から見た場合、真円形である。 FIG. 11 shows a plan view (viewed from the z direction) of a member G included in a conventional fiber-reinforced resin bonded body 30. As shown in FIG. As shown in FIG. 11, the through hole j1 of the member G has a perfect circular shape when viewed from the z direction (thickness direction).

図12に、かしめ部を形成する前の部材Fに相当する部材Faと、部材Gとを、部材Faの突起部F1が部材Gの貫通孔を貫通するように重ねた際の模式図を示す。
図10の従来の繊維強化樹脂接合体30を製造するには、図12に示すように、部材Faと部材Gとを、部材Faの突起部F1が部材Gの貫通孔を貫通するように重ねて、突起部F1の貫通孔から突き出した部分をかしめ加工する。かしめ加工する前の突起部F1の形状は特に限定されないが、典型的には円柱である。
FIG. 12 shows a schematic diagram when a member Fa corresponding to the member F before forming the caulked portion and the member G are overlapped so that the protrusion F1 of the member Fa penetrates the through hole of the member G. .
In order to manufacture the conventional fiber-reinforced resin joined body 30 shown in FIG. 10, the member Fa and the member G are overlapped so that the protrusion F1 of the member Fa penetrates the through hole of the member G, as shown in FIG. Then, the portion of the protrusion F1 protruding from the through hole is crimped. The shape of the protrusion F1 before crimping is not particularly limited, but is typically cylindrical.

貫通孔の部材板厚方向の投影面積Sxと、突起部の投影面積Syとが、Sx>Sy×1.2の場合、従来の繊維強化樹脂接合体30は、部材Fの突起部F1と部材Gの貫通孔のクリアランスが大きくなりすぎて、このクリアランスに繊維強化樹脂材料を充填させることができないため、部材Fと部材Gとのせん断引張方向の初期剛性が弱いという問題があった。
また、前述のように、部材Faの突起部F1をより高くし、かしめ加工する際に突起部F1と貫通孔との隙間を埋めることも考えられるが、突起部の高さを高くすると、部材Faの成形時の突起部のショートショットや脱型不良が発生しやすくなり不良率が高くなるという問題があった。
When the projected area Sx of the through-hole in the thickness direction of the member and the projected area Sy of the projection satisfies Sx>Sy×1.2, the conventional fiber-reinforced resin bonded body 30 has the projection F1 of the member F and the projection F1 of the member F and the projected area Sy of the projection. Since the clearance of the through-hole of G becomes too large and the fiber-reinforced resin material cannot be filled in this clearance, there is a problem that the initial stiffness of the member F and the member G in the direction of shear tension is weak.
Further, as described above, it is conceivable to increase the height of the protrusion F1 of the member Fa and fill the gap between the protrusion F1 and the through-hole during caulking. There has been a problem that short shots of the projections during molding of Fa and demolding defects tend to occur, resulting in a high defect rate.

<本発明の繊維強化樹脂接合体>
これに対して、本発明の繊維強化樹脂接合体は、部材同士が強固に固定されており、優れたせん断引張方向の初期剛性を有する。その理由について以下に詳しく説明するが、部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱の側面積をSとし、部材Bのかしめ部に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超90°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をSとした場合に、S<Sであることによるものである。
なお、図10の従来の繊維強化樹脂接合体30では、部材Gの貫通孔j1の最大内接円柱の側面積をSとし、部材Gのかしめ部に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超90°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をSとした場合に、S=Sである。
せん断引張方向とは、板厚方向に垂直な方向と、その反対方向であり、例えば、図1のx方向と、その反対方向である。
<Fiber-reinforced resin joined body of the present invention>
In contrast, the fiber-reinforced resin joined body of the present invention has members firmly fixed to each other and has excellent initial rigidity in the direction of shear tension. The reason for this will be described in detail below. S1 is the side area of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1 of the member B. This is because S 1 < ST , where S T is the total area of the planes parallel to the direction inclined by more than 0° and less than 90° with respect to the thickness direction.
In the conventional fiber-reinforced resin bonded body 30 of FIG. 10, the side area of the maximum inscribed cylinder of the through-hole j1 of the member G is defined as S2 , and the area covered by the crimped portion of the member G is When the sum of the area of the parallel surfaces and the area of the surfaces parallel to the direction inclined at more than 0° and less than 90° with respect to the thickness direction is SU , then S 2 = SU .
The shear tensile direction is the direction perpendicular to the plate thickness direction and its opposite direction, for example, the x direction in FIG. 1 and its opposite direction.

本発明の繊維強化樹脂接合体は、部材Bのかしめ部に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超60°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をST1とした場合に、S<ST1であることが好ましく、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超45°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をST2とした場合に、S<ST2であることがより好ましく、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超30°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をST3とした場合に、S<ST3であることが更に好ましい。 In the fiber-reinforced resin joined body of the present invention, the area of the surface parallel to the thickness direction in the region covered with the crimped portion of the member B and the surface parallel to the direction inclined to the thickness direction by more than 0° and less than 60° When the total area of is S T1 , it is preferable that S 1 < S T1 , and the area of the surface parallel to the thickness direction and the surface parallel to the direction inclined to the thickness direction by more than 0 ° and less than 45 ° S T2 is the total area of S 1 <S T2 , and it is more preferable that S 1 < S T2, and the area of the surface parallel to the thickness direction It is more preferable that S 1 <S T3 , where S T3 is the total surface area.

以下、本発明の一実施形態について説明するが、本発明はこれらに限定されない。 An embodiment of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

本発明の繊維強化樹脂接合体の代表的な実施形態として、以下の態様が挙げられる。
第一の態様:部材Bが、かしめ部に覆われている領域に、貫通孔h1よりも小さい貫通孔h2を少なくとも1つ有する態様。
第二の態様:部材Bが、かしめ部に覆われている領域の少なくとも一部に凹部を有する態様。
第三の態様:貫通孔h1の周縁に少なくとも1つの切欠き部c1を有し、切欠き部c1が、かしめ部に覆われている領域に存在する態様。
第四の態様:部材Bは、かしめ部に覆われている領域の少なくとも一部が粗面化処理されたものである態様。
Typical embodiments of the fiber-reinforced resin joined body of the present invention include the following aspects.
First mode: A mode in which the member B has at least one through hole h2 smaller than the through hole h1 in the area covered with the crimped portion.
Second mode: A mode in which the member B has a recess in at least part of the area covered with the crimped portion.
Third mode: A mode in which at least one notch c1 is provided in the peripheral edge of the through hole h1, and the notch c1 exists in the area covered with the crimped part.
Fourth mode: A mode in which at least part of the region covered with the crimped portion of the member B is roughened.

(第一の態様)
本発明の繊維強化樹脂接合体の一例である第一の態様について説明する。
第一の態様は、部材Bが、かしめ部に覆われている領域に、貫通孔h1よりも小さい貫通孔h2を少なくとも1つ有する態様である。
貫通孔h2は、貫通孔h1の周りにあることが好ましい。
図1は、本発明の繊維強化樹脂接合体の一例(第一の態様)を模式的に示す断面図(図2のK1-K2断面図)である。
図1の繊維強化樹脂接合体10は、部材Aと部材Bとを含む接合体である。部材Aは繊維強化樹脂を含む。部材Aは少なくとも1つの突起部A1を有する。部材Bは少なくとも1つの貫通孔h1を有する。部材Aの突起部A1は、部材Bの貫通孔h1を貫通しており、かつ貫通孔h1から突き出した部分にかしめ部A2を有する。部材Bの厚みはCである。部材Bのかしめ部A2に覆われている領域に、貫通孔h1とは異なる貫通孔h2を少なくとも1つ有する。貫通孔h2には部材Aの繊維強化樹脂が入り込んでいる。
(First aspect)
A first embodiment, which is an example of the fiber-reinforced resin bonded body of the present invention, will be described.
A first mode is a mode in which the member B has at least one through hole h2 smaller than the through hole h1 in the area covered with the crimped portion.
The through hole h2 is preferably located around the through hole h1.
FIG. 1 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along K1-K2 in FIG. 2) schematically showing an example (first embodiment) of a fiber-reinforced resin bonded body of the present invention.
A fiber-reinforced resin bonded body 10 in FIG. 1 is a bonded body including a member A and a member B. As shown in FIG. Member A contains a fiber-reinforced resin. Member A has at least one protrusion A1. Member B has at least one through hole h1. The projecting portion A1 of the member A penetrates through the through hole h1 of the member B and has a crimped portion A2 at a portion protruding from the through hole h1. The thickness of member B is CB . At least one through-hole h2 different from the through-hole h1 is provided in the region of the member B covered with the caulked portion A2. The fiber reinforced resin of the member A enters the through hole h2.

z方向(厚み方向)から見た場合の部材Bの貫通孔h1の形状は特に限定されず、円形(真円形又は楕円形)でもよいし、多角形でもよい。z方向(厚み方向)から見た場合の部材Bの貫通孔h1の形状は、楕円形及び多角形のいずれでもないことが好ましく、真円形であることが特に好ましい。 The shape of the through hole h1 of the member B when viewed from the z direction (thickness direction) is not particularly limited, and may be circular (perfectly circular or elliptical) or polygonal. The shape of the through hole h1 of the member B when viewed in the z direction (thickness direction) is preferably neither elliptical nor polygonal, and more preferably a perfect circle.

図1の繊維強化樹脂接合体10に含まれる部材Bの平面図(z方向から見た図)を図2に示す。
図2に示すように、第一の態様における部材Bの貫通孔h1は、z方向(厚み方向)から見た場合、真円形である(この円の直径をRh1とする)。
FIG. 2 shows a plan view (viewed from the z-direction) of the member B included in the fiber-reinforced resin bonded body 10 of FIG.
As shown in FIG. 2, the through-hole h1 of the member B in the first embodiment is a perfect circle when viewed from the z direction (thickness direction) (the diameter of this circle is Rh1 ).

図2に示すように、第一の態様における部材Bは、貫通孔h1の周りに、貫通孔h1よりも小さい貫通孔h2を少なくとも1つ有する。なお、第三の態様における切欠き部c1とは異なり、貫通孔h2は貫通孔h1とはつながっていない。 As shown in FIG. 2, the member B in the first aspect has at least one through hole h2 smaller than the through hole h1 around the through hole h1. Note that the through hole h2 is not connected to the through hole h1, unlike the notch c1 in the third aspect.

貫通孔h2の数は特に限定されないが、2個以上であることが好ましく、4個以上であってもよい。貫通孔h2の数の上限は特に限定されないが、例えば100個以下とすることができ、50個以下とすることができ、30個以下とすることができる。 Although the number of through-holes h2 is not particularly limited, it is preferably two or more, and may be four or more. Although the upper limit of the number of through-holes h2 is not particularly limited, it can be, for example, 100 or less, 50 or less, or 30 or less.

z方向(厚み方向)から見た場合の部材Bの貫通孔h2の形状は特に限定されず、円形(真円形又は楕円形)でもよいし、多角形でもよい。貫通孔h2は長細い孔(長孔)とすることもでき、貫通孔h1の形状に沿った長孔とすることもできる(図9の(b)参照)。 The shape of the through hole h2 of the member B when viewed from the z direction (thickness direction) is not particularly limited, and may be circular (perfectly circular or elliptical) or polygonal. The through hole h2 may be a long and thin hole (long hole), or may be a long hole along the shape of the through hole h1 (see (b) of FIG. 9).

z方向(厚み方向)から見た場合の貫通孔h2の外形線上の任意の2点を結んだ線分のうち最長の線分の長さLh2が、貫通孔h1の外形線上の任意の2点を結んだ線分のうち最長の線分の長さLh1よりも小さいことが好ましい。
h1/Lh2は1より大きいことが好ましく、1.5以上とすることができ、2以上とすることができる。また、Lh1/Lh2は100以下とすることができ、50以下とすることができる。
貫通孔h2が複数ある場合、複数のLh2は同一でも異なっていてもよい。
貫通孔h2の形状が真円形である場合、Lh2は貫通孔h2の直径(Rh2)となる。貫通孔h1の形状が真円形である場合、Lh1は貫通孔h1の直径(Rh1)となる。
Of the line segments connecting arbitrary two points on the outline of the through hole h2 when viewed from the z direction (thickness direction), the length L h2 of the longest line segment is any two points on the outline of the through hole h1. It is preferably smaller than the length L h1 of the longest line segment among the line segments connecting the points.
L h1 /L h2 is preferably greater than 1, can be 1.5 or greater, and can be 2 or greater. Also, L h1 /L h2 can be 100 or less, and can be 50 or less.
When there are a plurality of through holes h2, the plurality of L h2 may be the same or different.
When the through hole h2 has a perfect circular shape, L h2 is the diameter (R h2 ) of the through hole h2. When the shape of the through hole h1 is a perfect circle, L h1 is the diameter (R h1 ) of the through hole h1.

図2に示すように、第一の態様における貫通孔h2は、z方向(厚み方向)から見た場合、真円形である(この円の直径をRh2とする)。複数のRh2は同一でも異なっていてもよい。 As shown in FIG. 2, the through hole h2 in the first aspect is a perfect circle (the diameter of this circle is Rh2 ) when viewed from the z direction (thickness direction). Multiple R h2 may be the same or different.

h1/Rh2は1より大きく、1.5以上とすることができ、2以上とすることができる。また、Rh1/Rh2は100以下とすることができ、50以下とすることができる。 R h1 /R h2 is greater than 1, can be 1.5 or greater, and can be 2 or greater. Also, R h1 /R h2 can be 100 or less, and can be 50 or less.

図1の繊維強化樹脂接合体10を製造するには、かしめ加工する前の突起部A1を有する繊維強化樹脂成形体である部材Aaと、部材Bとを、部材Aaの突起部A1が部材Bの貫通孔h1を貫通するように重ねて、突起部A1をかしめ加工することが好ましい。
図3に、部材Aaと部材Bとを、部材Aaの突起部A1が部材Bの貫通孔h1を貫通するように重ねた際の模式図を示す。
In order to manufacture the fiber reinforced resin bonded body 10 of FIG. It is preferable that the protrusion A1 is crimped so as to pass through the through hole h1.
FIG. 3 shows a schematic diagram when the member Aa and the member B are overlaid so that the protrusion A1 of the member Aa penetrates the through hole h1 of the member B. As shown in FIG.

かしめ加工は、突起部A1の貫通孔h1から突き出した部分に熱を加えて圧縮することにより実施することができる。
かしめ加工の際に、突起部A1の繊維強化樹脂の一部が溶融して流動し、少なくとも1つの貫通孔h2の中に入る。このようにして、かしめ部A2につながっている部位が貫通孔h2に入り込んだ構造とすることができ、図1の繊維強化樹脂接合体10が製造される。
繊維強化樹脂接合体10は、貫通孔h2に、かしめ部A2につながっている部位の繊維強化樹脂が入り込んでいるため、せん断引張方向の初期剛性が高い。なお、図1では、貫通孔h2の内部の全体に繊維強化樹脂が充填されているが、板厚方向から見た時の、貫通孔h1と突起部A1の間に観察されるクリアランス面積と比べて、貫通孔h2の面積が小さいため、かしめられた樹脂で容易に充填されやすく、せん断引張方向に高い初期剛性(初期せん断引張剛性)が発現しやすい。
また、本発明では、複数の貫通孔h2の全ての内部の全体に繊維強化樹脂が充填されていなくてもよく、少なくとも一部分に繊維強化樹脂が入っていればよい。
The crimping process can be performed by applying heat to the portion protruding from the through hole h1 of the protrusion A1 to compress it.
During the caulking process, part of the fiber reinforced resin of the protrusion A1 melts and flows into at least one through-hole h2. In this way, a structure in which the portion connected to the crimped portion A2 is inserted into the through hole h2 can be obtained, and the fiber-reinforced resin joined body 10 of FIG. 1 is manufactured.
The fiber-reinforced resin bonded body 10 has a high initial rigidity in the shear tensile direction because the fiber-reinforced resin in the through-hole h2 is filled with the fiber-reinforced resin in the portion connected to the crimped portion A2. In FIG. 1, the entire interior of the through hole h2 is filled with the fiber reinforced resin, but compared to the clearance area observed between the through hole h1 and the protrusion A1 when viewed from the plate thickness direction Moreover, since the area of the through hole h2 is small, it is easily filled with the crimped resin, and high initial stiffness (initial shear tensile stiffness) is likely to be exhibited in the shear tensile direction.
In addition, in the present invention, the fiber reinforced resin does not have to be filled entirely inside all of the plurality of through-holes h2, and it is sufficient that at least a portion thereof is filled with the fiber reinforced resin.

ここで、図1の繊維強化樹脂接合体10において、部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱を考える。
図4に、図1の繊維強化樹脂接合体10に含まれる部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱20の模式図を示す。部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱20の高さはCであり、底面の直径はRh1である。したがって、部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱20の側面積をSとすると、S=πRh1である。πは円周率である。
また、部材Bのかしめ部A2に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超90°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をSとした場合、SはSに貫通孔h2の最大内接円柱の側面積(πRh2×貫通孔h2の個数)を加えたものとなる。したがって、S<Sである。
Here, consider the maximum inscribed cylinder of the through-hole h1 of the member B in the fiber-reinforced resin joined body 10 of FIG.
FIG. 4 shows a schematic diagram of the maximum inscribed cylinder 20 of the through hole h1 of the member B included in the fiber-reinforced resin joined body 10 of FIG. The height of the maximum inscribed cylinder 20 of the through hole h1 of the member B is CB , and the diameter of the bottom surface is Rh1 . Therefore, if the side area of the maximum inscribed cylinder 20 of the through hole h1 of the member B is S1 , then S1 = πRh1CB . π is the circular constant.
In addition, in the region covered with the crimped portion A2 of the member B, the sum of the area of the surface parallel to the thickness direction and the area of the surface parallel to the direction inclined from 0° to less than 90° with respect to the thickness direction is S T , S T is obtained by adding the side area of the maximum inscribed cylinder of the through hole h2 (πR h2 CB × number of through holes h2) to S 1 . Therefore, S 1 < ST .

(第二の態様)
本発明の繊維強化樹脂接合体の一例である第二の態様について説明する。
第二の態様は、部材Bが、かしめ部に覆われている領域の少なくとも一部に凹部を有する態様である。
図5に第二の態様に含まれる部材Bの一例の平面図(厚み方向から見た図)を示す。
(Second aspect)
A second aspect, which is an example of the fiber-reinforced resin bonded body of the present invention, will be described.
A second mode is a mode in which the member B has a recess in at least part of the area covered with the crimped portion.
FIG. 5 shows a plan view (viewed from the thickness direction) of an example of the member B included in the second embodiment.

図5の部材Bは、図2の部材Bの貫通孔h2に代えて、凹部d1を有する。すなわち、図5の部材Bは、貫通孔h1の周りに、貫通孔h1よりも小さい凹部d1を少なくとも1つ有する。 The member B in FIG. 5 has a concave portion d1 instead of the through hole h2 of the member B in FIG. That is, the member B in FIG. 5 has at least one concave portion d1 smaller than the through hole h1 around the through hole h1.

凹部d1の数は特に限定されないが、2個以上であることが好ましく、4個以上であってもよい。凹部d1の数の上限は特に限定されないが、例えば100個以下とすることができ、50個以下とすることができ、30個以下とすることができる。 Although the number of recesses d1 is not particularly limited, it is preferably two or more, and may be four or more. Although the upper limit of the number of recesses d1 is not particularly limited, it can be, for example, 100 or less, 50 or less, or 30 or less.

凹部d1のz方向(厚み方向)から見た場合の形状は特に限定されず、円形(真円形又は楕円形)でもよいし、多角形でもよい。凹部d1は長細いくぼみ(溝)とすることもでき、貫通孔h1の形状に沿った細長いくぼみ(溝)とすることもできる。 The shape of the recess d1 when viewed in the z direction (thickness direction) is not particularly limited, and may be circular (perfectly circular or elliptical) or polygonal. The recess d1 can be an elongated depression (groove), or an elongated depression (groove) along the shape of the through hole h1.

z方向(厚み方向)から見た場合の1つの凹部d1の外形線上の任意の2点を結んだ線分のうち最長の線分の長さLd1が、1つの貫通孔h1の外形線上の任意の2点を結んだ線分のうち最長の線分の長さLh1(貫通孔h1の形状が真円形である場合、直径Rh1)よりも小さいことが好ましい。
h1/Ld2は1より大きいことが好ましく、1.5以上とすることができ、2以上とすることができる。また、Lh1/Ld2は100以下とすることができ、50以下とすることができる。
凹部d1が複数ある場合、複数のLd1は同一でも異なっていてもよい。
The length L d1 of the longest line segment among the line segments connecting any two points on the contour line of one recess d1 when viewed from the z direction (thickness direction) is the length L d1 on the contour line of one through hole h1 It is preferably smaller than the length L h1 (diameter R h1 when the shape of the through hole h1 is a perfect circle) of the longest line segment among the line segments connecting any two points.
L h1 /L d2 is preferably greater than 1, can be 1.5 or greater, and can be 2 or greater. Also, L h1 /L d2 can be 100 or less, and can be 50 or less.
When there are a plurality of concave portions d1, the plurality of L d1 may be the same or different.

h1/Ld1は1より大きいことが好ましく、1.5以上とすることができ、2以上とすることができる。また、Rh1/Ld1は100以下とすることができ、50以下とすることができる。 R h1 /L d1 is preferably greater than 1, can be 1.5 or greater, and can be 2 or greater. Also, R h1 /L d1 can be 100 or less, and can be 50 or less.

図6に、図5のK3-K4断面図(x方向から見た模式図)を示す。図6に示すように、凹部d1の内壁面は厚み方向(z方向)に平行ではなく、厚み方向(z方向)に対してθ1の角度傾斜した方向(f1方向)に平行な面Sd1と、厚み方向(z方向)に対してθ2の角度傾斜した方向(f2方向)に平行な面Sd2とを含む。θ1は0°超90°未満であり、θ2は0°超90°未満である。θ1とθ2は同じでもよいし、異なっていてもよい。 FIG. 6 shows a cross-sectional view (schematic view seen from the x direction) taken along the line K3-K4 in FIG. As shown in FIG. 6, the inner wall surface of the recess d1 is not parallel to the thickness direction (z direction), but a plane Sd1 parallel to the direction (f1 direction) inclined at an angle of θ1 with respect to the thickness direction (z direction), and a plane Sd2 parallel to a direction (f2 direction) inclined at an angle of θ2 with respect to the thickness direction (z direction). θ1 is greater than 0° and less than 90°, and θ2 is greater than 0° and less than 90°. θ1 and θ2 may be the same or different.

図5の部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱の側面積をSとすると、S=πRh1である。Cは部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱の高さ(部材Bの厚み)である。
また、部材Bのかしめ部A2に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超90°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をSとした場合、SはSに凹部d1の内壁面の面積(面Sd1及び面Sd2を含む全ての内壁面の面積の総和)を加えたものとなる。したがって、S<Sである。
Assuming that the side area of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1 of the member B in FIG. 5 is S 1 , S 1 =πR h1 CB . CB is the height of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1 of the member B (the thickness of the member B).
In addition, in the region covered with the crimped portion A2 of the member B, the sum of the area of the surface parallel to the thickness direction and the area of the surface parallel to the direction inclined from 0° to less than 90° with respect to the thickness direction is S T , S T is the sum of the area of the inner wall surface of the recess d1 (the sum of the areas of all the inner wall surfaces including the surfaces Sd1 and Sd2) to S1 . Therefore, S 1 < ST .

第二の態様の繊維強化樹脂接合体を製造する場合も、前述の第一の態様の繊維強化樹脂接合体を製造する場合と同様に、かしめ加工の際に、突起部A1の繊維強化樹脂の一部が溶融して流動し、少なくとも1つの凹部d1の中に入る。このようにして、かしめ部A2につながっている部位が凹部d1に入り込んだ構造とすることができ、第二の態様の繊維強化樹脂接合体が製造される。第二の態様の繊維強化樹脂接合体は、凹部d1に、かしめ部A2につながっている部位の繊維強化樹脂が入り込んでいるため、せん断引張方向の初期剛性が高い。なお、凹部d1の内部の全体に繊維強化樹脂が充填されていなくてもよく、少なくとも一部分に繊維強化樹脂が入っていればよい。 In the case of manufacturing the fiber reinforced resin bonded body of the second aspect, as in the case of manufacturing the fiber reinforced resin bonded body of the first aspect, during the caulking process, the fiber reinforced resin of the protrusion A1 is A portion melts and flows into at least one recess d1. In this way, a structure in which the portion connected to the crimped portion A2 is inserted into the concave portion d1 can be formed, and the fiber-reinforced resin joined body of the second aspect is manufactured. In the fiber-reinforced resin joined body of the second aspect, since the fiber-reinforced resin in the portion connected to the caulked portion A2 enters the recess d1, the initial rigidity in the shear tensile direction is high. The fiber reinforced resin does not have to be filled in the entire interior of the recess d1, and it is sufficient that at least a portion thereof is filled with the fiber reinforced resin.

(第三の態様)
本発明の繊維強化樹脂接合体の一例である第三の態様について説明する。
第三の態様は、貫通孔h1の周縁に少なくとも1つの切欠き部c1を有し、切欠き部c1が、かしめ部に覆われている領域に存在する態様である。
切欠き部c1は貫通孔h1の周縁に存在し、かつ貫通孔h1とつながっている(一体となっている)。
(Third aspect)
A third aspect, which is an example of the fiber-reinforced resin bonded body of the present invention, will be described.
A third mode is a mode in which at least one cutout portion c1 is provided on the periphery of the through hole h1, and the cutout portion c1 exists in a region covered with the crimped portion.
The notch portion c1 exists on the periphery of the through hole h1 and is connected (integrated) with the through hole h1.

切欠き部c1の数は特に限定されないが、2個以上であることが好ましく、4個以上であってもよい。切欠き部c1の数の上限は特に限定されないが、例えば100個以下とすることができ、50個以下とすることができ、30個以下とすることができる。 The number of cutouts c1 is not particularly limited, but is preferably two or more, and may be four or more. The upper limit of the number of notches c1 is not particularly limited, but can be, for example, 100 or less, 50 or less, or 30 or less.

図7に、第三の態様に含まれる部材Bの一例の平面図(厚み方向から見た図)を示す。
図7の部材Bは、貫通孔h1の周縁に少なくとも1つの切欠き部c1を有する。切欠き部c1はかしめ部に覆われている領域に存在する。
FIG. 7 shows a plan view (viewed from the thickness direction) of an example of the member B included in the third aspect.
The member B in FIG. 7 has at least one notch c1 on the periphery of the through hole h1. The notch portion c1 exists in the area covered with the crimped portion.

z方向(厚み方向)から見た場合の切欠き部c1を有する貫通孔h1の形状は特に限定されず、例えば、花形でもよいし、星形でもよい。
z方向(厚み方向)から見た場合の切欠き部c1の形状は特に限定されず、例えば、半円形でもよいし、多角形でもよい。また、切欠き部c1は線状(長細い形状)であってもよい。
図7では、z方向(厚み方向)から見た場合の形状が真円形(この円の直径をRh1とする。)の貫通孔の周縁に三角形の切欠き部c1を8個有し、貫通孔と切欠き部c1とが一体となっている。
The shape of the through hole h1 having the notch c1 when viewed in the z direction (thickness direction) is not particularly limited, and may be, for example, a flower shape or a star shape.
The shape of the notch c1 when viewed in the z direction (thickness direction) is not particularly limited, and may be semicircular or polygonal, for example. Moreover, the notch c1 may be linear (long and narrow).
In FIG. 7, eight triangular cutouts c1 are provided on the periphery of the through hole which has a perfect circular shape (the diameter of this circle is defined as Rh1 ) when viewed from the z direction (thickness direction), and the through hole The hole and the notch c1 are integrated.

z方向(厚み方向)から見た場合の1つの切欠き部c1の外形線上の任意の2点を結んだ線分のうち最長の線分の長さLc1が、1つの貫通孔h1の外形線上の任意の2点を結んだ線分のうち最長の線分の長さLh1よりも小さいことが好ましい。
図8に、図7の領域Tの拡大図を示す。図7の切欠き部c1におけるLc1は図8に示すとおりである。
切欠き部c1が複数ある場合、複数のLc1は同一でも異なっていてもよい。
h1>Lc1は1より大きいことが好ましく、1.5以上とすることができ、2以上とすることができる。また、Lh1>Lc1は100以下とすることができ、50以下とすることができる。
The length L c1 of the longest line segment among the line segments connecting any two points on the outline of one notch c1 when viewed from the z direction (thickness direction) is the outline of one through hole h1. It is preferably smaller than the length L h1 of the longest line segment connecting any two points on the line.
FIG. 8 shows an enlarged view of region T in FIG. L c1 in the notch c1 in FIG. 7 is as shown in FIG.
When there are a plurality of notch portions c1, the plurality of L c1 may be the same or different.
L h1 >L c1 is preferably greater than 1, can be 1.5 or greater, and can be 2 or greater. Also, L h1 >L c1 can be 100 or less, and can be 50 or less.

図7の部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱の側面積をSとすると、S=πRh1である。Cは部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱の高さ(部材Bの厚み)である。
また、部材Bのかしめ部A2に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超90°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をSとした場合、Sは切欠き部c1の内壁面の面積を考慮すると、S<Sとなる。
Assuming that the side area of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1 of the member B in FIG. 7 is S 1 , S 1 =πR h1 CB . CB is the height of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1 of the member B (the thickness of the member B).
In addition, in the region covered with the crimped portion A2 of the member B, the sum of the area of the surface parallel to the thickness direction and the area of the surface parallel to the direction inclined from 0° to less than 90° with respect to the thickness direction is S T , S T satisfies S 1 < S T in consideration of the area of the inner wall surface of the notch c1.

第三の態様の繊維強化樹脂接合体を製造する場合、かしめ加工の際に、突起部A1の繊維強化樹脂の一部が溶融して流動し、少なくとも1つの切欠き部c1の内壁面に接触する。このようにして、かしめ部A2につながっている部位が切欠き部c1の内壁面に接触した構造とすることができ、第三の態様の繊維強化樹脂接合体が製造される。第三の態様の繊維強化樹脂接合体は、切欠き部c1の内壁面に、かしめ部A2につながっている部位の繊維強化樹脂が接触しているため、せん断方向の強度が高い。なお、切欠き部c1の内壁面の全体に繊維強化樹脂が接触していなくてもよく、少なくとも一部分に繊維強化樹脂が接触していればよい。 When manufacturing the fiber reinforced resin bonded body of the third aspect, part of the fiber reinforced resin of the protrusion A1 melts and flows during the caulking process, and contacts the inner wall surface of at least one notch c1. do. In this way, a structure in which the portion connected to the crimped portion A2 is in contact with the inner wall surface of the notch portion c1 can be obtained, and the fiber-reinforced resin joined body of the third aspect is manufactured. The fiber-reinforced resin joined body of the third aspect has high strength in the shear direction because the fiber-reinforced resin at the portion connected to the crimped portion A2 is in contact with the inner wall surface of the notch c1. The fiber reinforced resin does not have to be in contact with the entire inner wall surface of the notch c1, and the fiber reinforced resin may be in contact with at least a portion of the inner wall surface.

また、2つの切欠き部c1の間の部分が厚み方向(z方向)に曲がっている(隆起している)形状であってもよい(図9の(e)参照)。 Also, the portion between the two cutouts c1 may be bent (raised) in the thickness direction (z direction) (see FIG. 9E).

(第四の態様)
本発明の繊維強化樹脂接合体の一例である第四の態様について説明する。
第四の態様は、部材Bのかしめ部に覆われている領域の少なくとも一部が粗面化処理されたものである態様である。
粗面化処理は特に限定されないが、例えば、サンディングにより行うことができる。サンディングペーパーの粗さは特に限定されないが、せん断引張方向への引っ掛かりが大きいほうが有利であるため、#320よりも荒いサンドペーパーを使用することが好ましく、#100よりも荒いサンドペーパーを使用することがより好ましい。サンドペーパーの表面の目の粗さは番手といわれ「#」を付けた数字で表される。#は粒度とも言われ研磨剤の粒子のサイズで、数字が小さいほど粗目になる。サンディング以外にもサンドブラスト、化成品処理やレーザー加工による細孔処理なども挙げられる。
(Fourth mode)
A fourth aspect, which is an example of the fiber-reinforced resin bonded body of the present invention, will be described.
A fourth aspect is an aspect in which at least a portion of the region of the member B covered with the crimped portion is roughened.
Although the roughening treatment is not particularly limited, it can be performed by sanding, for example. The roughness of the sanding paper is not particularly limited, but since it is more advantageous to get caught in the shear pulling direction, it is preferable to use sandpaper that is rougher than #320, and sandpaper that is rougher than #100 is used. is more preferred. The roughness of the surface of the sandpaper is called the count and is indicated by a number with a "#". The # is also called particle size, which is the size of the abrasive particles. The smaller the number, the coarser the abrasive. In addition to sanding, sandblasting, chemical product treatment, and pore treatment by laser processing can also be used.

第四の態様の部材Bは粗面化処理されているため、表面に細かい凹凸や溝が形成されている。 Since the member B of the fourth aspect is roughened, fine irregularities and grooves are formed on the surface.

第四の態様の部材Bの貫通孔h1の形状が直径Rh1の真円形である場合、貫通孔h1の最大内接円柱の側面積をSとすると、S=πRh1である。Cは部材Bの貫通孔h1の最大内接円柱の高さ(部材Bの厚み)である。
また、部材Bのかしめ部A2に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超90°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をSとした場合、SはSに粗面化処理により形成された凹凸や溝の内壁面の面積を加えたものとなる。したがって、S<Sである。
When the shape of the through hole h1 of the member B of the fourth aspect is a perfect circle with a diameter R h1 , and the side area of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1 is S 1 , then S 1 =πR h1 C B. . CB is the height of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1 of the member B (the thickness of the member B).
In addition, in the region covered with the crimped portion A2 of the member B, the sum of the area of the surface parallel to the thickness direction and the area of the surface parallel to the direction inclined from 0° to less than 90° with respect to the thickness direction is S T , S T is the sum of S 1 and the area of the unevenness and inner wall surfaces of the grooves formed by the roughening treatment. Therefore, S 1 < ST .

第四の態様の繊維強化樹脂接合体を製造する場合、かしめ加工の際に、突起部A1の繊維強化樹脂の一部が溶融して流動し、粗面化処理により形成された凹凸や溝の内壁面に接触する。このようにして、かしめ部A2につながっている部位が粗面化処理により形成された凹凸や溝の内壁面に接触した構造とすることができ、第四の態様の繊維強化樹脂接合体が製造される。第四の態様の繊維強化樹脂接合体は、粗面化処理により形成された凹凸や溝の内壁面に、かしめ部A2につながっている部位の繊維強化樹脂が接触しているため、せん断引張方向の初期剛性が高い。なお、粗面化処理により形成された凹凸や溝の内壁面の全体に繊維強化樹脂が接触していなくてもよく、少なくとも一部分に繊維強化樹脂が接触していればよい。 When manufacturing the fiber-reinforced resin bonded body of the fourth aspect, part of the fiber-reinforced resin of the protrusion A1 melts and flows during the caulking process, and the irregularities and grooves formed by the roughening treatment are formed. contact the inner wall surface. In this way, a structure in which the portion connected to the crimped portion A2 is in contact with the unevenness or the inner wall surface of the groove formed by the surface roughening treatment, and the fiber-reinforced resin joined body of the fourth aspect is manufactured. be done. In the fiber-reinforced resin bonded body of the fourth aspect, since the fiber-reinforced resin in the portion connected to the crimped portion A2 is in contact with the inner wall surface of the unevenness or groove formed by the surface roughening treatment, high initial stiffness. The fiber reinforced resin may not be in contact with the entire inner wall surface of the unevenness or groove formed by the surface roughening treatment, and the fiber reinforced resin may be in contact with at least a portion of the inner wall surface.

次に、本発明の繊維強化樹脂接合体に含まれる部材A及び部材Bについて上記した以外の事項(含まれる成分など)を説明する。 Next, matters other than those described above (components included, etc.) regarding the member A and the member B included in the fiber-reinforced resin bonded body of the present invention will be described.

<部材A>
部材Aは、繊維強化樹脂を含む部材であり、繊維強化樹脂成形体であることが好ましい。
部材Aは、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含んでなることが好ましい。具体的には、熱可塑性樹脂をマトリクスとし、そのマトリクス中に強化繊維が含有されていることが好ましい。
部材Aにおけるマトリクスの存在量(含有量)は、下記で述べるマトリクスの種類や強化繊維の種類等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではないが、通常、強化繊維100質量部に対して3質量部~1000質量部の範囲内である。より好ましくは30~200質量部、更に好ましくは30~150質量部である。
部材Aは、例えば、平面部を有し、その断面が四角形などの多角形である平板、角柱、多面体などであって、通常は、当該平面部上に、その平面部に対して垂直方向に、突起部を有するものがよい。当該平面部の厚みは同一でも異なっていてもよいが、機械強度の点で同一であるのがよい。かかる平面部の厚みとしては、1~20mmの範囲内であることが好ましい。
また、部材Aが平板である場合、かかる平板の厚みは1~20mmの範囲内で一定であっても異なる部分があってもよい。
<Member A>
The member A is a member containing a fiber-reinforced resin, and is preferably a fiber-reinforced resin molding.
The member A preferably contains reinforcing fibers and a thermoplastic resin. Specifically, it is preferable to use a thermoplastic resin as a matrix and contain reinforcing fibers in the matrix.
The abundance (content) of the matrix in the member A can be appropriately determined according to the type of matrix and the type of reinforcing fiber described below, and is not particularly limited. It is in the range of 3 parts by mass to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fiber. More preferably 30 to 200 parts by mass, still more preferably 30 to 150 parts by mass.
The member A is, for example, a flat plate, a prism, a polyhedron, or the like having a flat portion and having a polygonal cross section such as a quadrangle. , a projection is preferred. Although the thickness of the plane portion may be the same or different, it is preferable that the thickness is the same in terms of mechanical strength. The thickness of the flat portion is preferably within the range of 1 to 20 mm.
Further, when the member A is a flat plate, the thickness of the flat plate may be constant within a range of 1 to 20 mm or may vary.

(強化繊維)
強化繊維の種類は、特に限定されるものではない。
強化繊維は、無機繊維又は有機繊維のいずれであっても好適に用いることができる。
無機繊維としては、例えば、炭素繊維、活性炭繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、タングステンカーバイド繊維、シリコンカーバイド繊維(炭化ケイ素繊維)、セラミックス繊維、アルミナ繊維、天然繊維、玄武岩などの鉱物繊維、ボロン繊維、窒化ホウ素繊維、炭化ホウ素繊維、及び金属繊維等を挙げることができる。
金属繊維としては、例えば、アルミニウム繊維、銅繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維、スチール繊維を挙げることができる。
ガラス繊維としては、Eガラス、Cガラス、Sガラス、Dガラス、Tガラス、石英ガラス繊維、ホウケイ酸ガラス繊維等からなるものを挙げることができる。
有機繊維としては、例えば、アラミド、PBO(ポリパラフェニレンベンズオキサゾール)、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、アクリル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリアリレート等の樹脂材料からなる繊維を挙げることができる。
(reinforced fiber)
The type of reinforcing fiber is not particularly limited.
Either inorganic fibers or organic fibers can be suitably used as the reinforcing fibers.
Examples of inorganic fibers include carbon fibers, activated carbon fibers, graphite fibers, glass fibers, tungsten carbide fibers, silicon carbide fibers (silicon carbide fibers), ceramic fibers, alumina fibers, natural fibers, mineral fibers such as basalt, boron fibers, Boron nitride fiber, boron carbide fiber, metal fiber and the like can be mentioned.
Metal fibers include, for example, aluminum fibers, copper fibers, brass fibers, stainless steel fibers, and steel fibers.
Examples of glass fibers include those made of E glass, C glass, S glass, D glass, T glass, quartz glass fiber, borosilicate glass fiber, and the like.
Examples of organic fibers include fibers made of resin materials such as aramid, PBO (polyparaphenylenebenzoxazole), polyphenylene sulfide, polyester, acrylic, polyamide, polyolefin, polyvinyl alcohol, and polyarylate.

本発明においては、2種類以上の強化繊維を併用してもよい。この場合、複数種の無機繊維を併用してもよく、複数種の有機繊維を併用してもよく、無機繊維と有機繊維とを併用してもよい。
複数種の無機繊維を併用する態様としては、例えば、炭素繊維と金属繊維とを併用する態様、炭素繊維とガラス繊維を併用する態様等を挙げることができる。一方、複数種の有機繊維を併用する態様としては、例えば、アラミド繊維と他の有機材料からなる繊維とを併用する態様等を挙げることができる。さらに、無機繊維と有機繊維を併用する態様としては、例えば、炭素繊維とアラミド繊維とを併用する態様を挙げることができる。
In the present invention, two or more types of reinforcing fibers may be used together. In this case, a plurality of types of inorganic fibers may be used together, a plurality of types of organic fibers may be used together, and inorganic fibers and organic fibers may be used together.
Examples of a mode in which a plurality of types of inorganic fibers are used in combination include a mode in which carbon fibers and metal fibers are used in combination, and a mode in which carbon fibers and glass fibers are used in combination. On the other hand, examples of a mode in which a plurality of types of organic fibers are used in combination include a mode in which aramid fibers and fibers made of other organic materials are used in combination. Furthermore, as an embodiment in which inorganic fibers and organic fibers are used in combination, for example, an embodiment in which carbon fibers and aramid fibers are used in combination can be mentioned.

強化繊維として炭素繊維を用いることが好ましい。炭素繊維は、軽量でありながら強度に優れた繊維強化樹脂接合体を得ることができるからである。
炭素繊維としては、一般的にポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、石油・石炭ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維、気相成長系炭素繊維などが知られているが、本発明においてはこれらのいずれの炭素繊維であっても好適に用いることができる。
本発明においては引張強度に優れる点でポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維を用いることが好ましい。強化繊維としてPAN系炭素繊維を用いる場合、その引張弾性率は100~600GPaの範囲内であることが好ましく、200~500GPaの範囲内であることがより好ましく、230~450GPaの範囲内であることがさらに好ましい。また、引張強度は2000~10000MPaの範囲内であることが好ましく、3000~8000MPaの範囲内であることがより好ましい。
Carbon fibers are preferably used as reinforcing fibers. This is because carbon fibers can provide a fiber-reinforced resin bonded body that is lightweight and has excellent strength.
Carbon fibers generally include polyacrylonitrile (PAN)-based carbon fibers, petroleum/coal pitch-based carbon fibers, rayon-based carbon fibers, cellulose-based carbon fibers, lignin-based carbon fibers, phenol-based carbon fibers, and vapor growth-based carbon fibers. Fibers and the like are known, and any of these carbon fibers can be suitably used in the present invention.
In the present invention, it is preferable to use polyacrylonitrile (PAN)-based carbon fiber because of its excellent tensile strength. When PAN-based carbon fiber is used as the reinforcing fiber, its tensile modulus is preferably in the range of 100 to 600 GPa, more preferably in the range of 200 to 500 GPa, and more preferably in the range of 230 to 450 GPa. is more preferred. Also, the tensile strength is preferably in the range of 2000 to 10000 MPa, more preferably in the range of 3000 to 8000 MPa.

本発明に用いられる強化繊維は、表面にサイジング剤が付着しているものであってもよい。サイジング剤が付着している強化繊維を用いる場合、当該サイジング剤の種類は、強化繊維及びマトリクスの種類に応じて適宜選択することができるものであり、特に限定されるものではない。
本発明に用いられる強化繊維の形態としては特に制限はなく、例えば織物、編物、一方向材、連続繊維、特定長の不連続繊維、またはこれらの組み合わせであってもよい。
The reinforcing fiber used in the present invention may have a sizing agent attached to its surface. When reinforcing fibers to which a sizing agent is attached are used, the type of the sizing agent can be appropriately selected according to the types of reinforcing fibers and matrix, and is not particularly limited.
The form of the reinforcing fibers used in the present invention is not particularly limited, and may be, for example, woven fabrics, knitted fabrics, unidirectional materials, continuous fibers, discontinuous fibers of a specific length, or combinations thereof.

強化繊維の繊維長は、特に限定されるものではない。本発明においては目的に応じて連続繊維を用いてもよく、不連続繊維を用いてもよい。または連続繊維と不連続繊維との組み合わせて用いてもよい。不連続繊維を用いる場合、平均繊維長は、通常、0.1mm~500mmの範囲内であることが好ましく、1mm~100mmの範囲内であることが特に好ましい。 The fiber length of the reinforcing fibers is not particularly limited. In the present invention, either continuous fibers or discontinuous fibers may be used depending on the purpose. Alternatively, continuous fibers and discontinuous fibers may be used in combination. When discontinuous fibers are used, the average fiber length is preferably in the range of 0.1 mm to 500 mm, particularly preferably in the range of 1 mm to 100 mm.

繊維強化樹脂成形体は、例えば射出成形、圧縮成形(プレス成形)などにより製造されたものであることが好ましい。射出成形の場合、成形材料(好ましくはペレットの形態)に含まれる強化繊維の長さとしては、0.1~10mmの範囲が好ましい。圧縮成形の場合には、成形材料(好ましくはシート材料)に含まれる強化繊維としては、長さ1~100mmの範囲の不連続繊維、織物、編み物、一方向材などの連続繊維を挙げることができる。当該シート材料は、1枚であってもよいし、複数枚積層して用いてもよい。 The fiber-reinforced resin molded article is preferably manufactured by, for example, injection molding, compression molding (press molding), or the like. In the case of injection molding, the length of the reinforcing fibers contained in the molding material (preferably in pellet form) is preferably in the range of 0.1 to 10 mm. In the case of compression molding, the reinforcing fibers contained in the molding material (preferably sheet material) include discontinuous fibers having a length of 1 to 100 mm, continuous fibers such as woven fabrics, knitted fabrics, and unidirectional materials. can. The sheet material may be one sheet, or may be used by laminating a plurality of sheets.

繊維長が互いに異なる強化繊維を併用してもよい。換言すると、強化繊維は、繊維長分布に単一のピークを有するものであってもよく、あるいは複数のピークを有するものであってもよい。
強化繊維の平均繊維長は、例えば、繊維強化樹脂成形体から無作為に抽出した100本の繊維の繊維長を、ノギス等を用いて1mm単位まで測定し、下記式に基づいて求めることができる。繊維強化樹脂成形体からの強化繊維の抽出は、例えば、繊維強化樹脂成形体に対し、500℃×1時間程度の加熱処理を施し、炉内にて樹脂を除去することによって行うことができる。
個数平均繊維長:Ln=ΣLi/j
(Li:強化繊維の単糸の繊維長、j:強化繊維の本数)
重量平均繊維長:Lw=(ΣLi)/(ΣLi)
なお、ロータリーカッターで切断した場合など、繊維長が一定長の場合は数平均繊維長と重量平均繊維長は同じ値になる。
本発明において個数平均繊維長、重量平均繊維長のいずれを採用しても構わないが、繊維強化樹脂材の物性をより正確に反映できるのは、重量平均繊維長であることが多い。
Reinforcing fibers having different fiber lengths may be used in combination. In other words, the reinforcing fibers may have a single peak in the fiber length distribution, or may have multiple peaks.
The average fiber length of the reinforcing fibers can be obtained, for example, by measuring the fiber length of 100 fibers randomly extracted from the fiber-reinforced resin molded body to the nearest 1 mm using a vernier caliper, and calculating the average fiber length based on the following formula. . Reinforcing fibers can be extracted from a fiber-reinforced resin molded article, for example, by heat-treating the fiber-reinforced resin molded article at 500° C. for about 1 hour and removing the resin in a furnace.
Number average fiber length: Ln = ΣLi/j
(Li: fiber length of single yarn of reinforcing fiber, j: number of reinforcing fibers)
Weight average fiber length: Lw = (ΣLi 2 )/(ΣLi)
Note that when the fiber length is constant, such as in the case of cutting with a rotary cutter, the number average fiber length and the weight average fiber length have the same value.
In the present invention, either the number average fiber length or the weight average fiber length may be employed, but the weight average fiber length often reflects the physical properties of the fiber-reinforced resin material more accurately.

本発明に用いられる強化繊維の繊維径は、強化繊維の種類に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。
例えば、強化繊維として炭素繊維が用いられる場合、平均繊維径は、通常、3μm~50μmの範囲内であることが好ましく、4μm~12μmの範囲内であることがより好ましく、5μm~8μmの範囲内であることがさらに好ましい。
一方、強化繊維としてガラス繊維を用いる場合、平均繊維径は、通常、3μm~30μmの範囲内であることが好ましい。
ここで、上記平均繊維径は、強化繊維の単糸の直径を指すものとする。したがって、強化繊維が繊維束状である場合は、繊維束の径ではなく、繊維束を構成する強化繊維(単糸)の直径を指す。
強化繊維の平均繊維径は、例えば、JIS R7607:2000に記載された方法によって測定することができる。
本発明に用いられる強化繊維は、その種類の関わらず単糸からなる単糸状であってもよく、複数の単糸からなる繊維束状であってもよい。
本発明に用いられる強化繊維は、単糸状のもののみであってもよく、繊維束状のもののみであってもよく、両者が混在していてもよい。ここで示す繊維束とは2本以上の単糸が集束剤や静電気力等により近接していることを示す。繊維束状のものを用いる場合、各繊維束を構成する単糸の数は、各繊維束においてほぼ均一であってもよく、あるいは異なっていてもよい。
本発明に用いられる強化繊維が繊維束状である場合、各繊維束を構成する単糸の数は特に限定されるものではないが、通常、10本~100000本の範囲内とされる。
The fiber diameter of the reinforcing fiber used in the present invention may be appropriately determined according to the type of reinforcing fiber, and is not particularly limited.
For example, when carbon fibers are used as reinforcing fibers, the average fiber diameter is usually preferably in the range of 3 μm to 50 μm, more preferably in the range of 4 μm to 12 μm, and in the range of 5 μm to 8 μm. is more preferable.
On the other hand, when glass fibers are used as reinforcing fibers, the average fiber diameter is preferably within the range of 3 μm to 30 μm.
Here, the average fiber diameter refers to the diameter of a single reinforcing fiber. Therefore, when the reinforcing fibers are in the form of a fiber bundle, the diameter refers to the diameter of the reinforcing fibers (single filaments) forming the fiber bundle, not the diameter of the fiber bundle.
The average fiber diameter of reinforcing fibers can be measured, for example, by the method described in JIS R7607:2000.
Regardless of the type, the reinforcing fibers used in the present invention may be in the form of a single filament, or may be in the form of a fiber bundle consisting of a plurality of single filaments.
The reinforcing fibers used in the present invention may be in the form of single filaments only, may be in the form of fiber bundles alone, or may be a mixture of both. The term "fiber bundle" as used herein means that two or more single yarns are brought close to each other by a sizing agent, electrostatic force, or the like. When a fiber bundle is used, the number of single yarns constituting each fiber bundle may be substantially uniform in each fiber bundle, or may be different.
When the reinforcing fibers used in the present invention are in the form of fiber bundles, the number of single yarns constituting each fiber bundle is not particularly limited, but is usually in the range of 10 to 100,000.

強化繊維として炭素繊維束を開繊して用いる場合、開繊後の繊維束の開繊程度は特に限定されるものではないが、繊維束の開繊程度を制御し、特定本数以上の炭素繊維からなる炭素繊維束と、それ未満の炭素繊維(単糸)及び/又は炭素繊維束を含むことが好ましい。この場合、具体的には、下記式(1)で定義される臨界単糸数以上で構成される炭素繊維束(A)と、それ以外の開繊された炭素繊維、すなわち単糸の状態または臨界単糸数未満で構成される繊維束とからなることが好ましい。
臨界単糸数=600/D (1)
(ここでDは炭素繊維の平均繊維径(μm)である)
When the carbon fiber bundle is spread and used as the reinforcing fiber, the degree of spreading of the fiber bundle after the spreading is not particularly limited, but the degree of spreading of the fiber bundle is controlled to obtain a specific number or more of carbon fibers. It is preferable to include carbon fiber bundles consisting of and less carbon fibers (single yarns) and/or carbon fiber bundles. In this case, specifically, the carbon fiber bundle (A) composed of the critical single yarn number or more defined by the following formula (1) and the other opened carbon fibers, that is, the single yarn state or the critical It is preferably composed of a fiber bundle composed of less than the number of single yarns.
Critical single yarn number = 600/D (1)
(where D is the average fiber diameter (μm) of the carbon fiber)

繊維強化樹脂成形体中の炭素繊維全量に対する炭素繊維束(A)の割合が0Vol%超99Vol%未満であることが好ましく、20Vol%以上99Vol未満であることがより好ましく、30Vol%以上95Vol%未満であることがさらに好ましく、50Vol%以上90Vol%未満であることが最も好ましい。 The ratio of the carbon fiber bundles (A) to the total amount of carbon fibers in the fiber-reinforced resin molded product is preferably more than 0 Vol% and less than 99 Vol%, more preferably 20 Vol% or more and less than 99 Vol%, and 30 Vol% or more and less than 95 Vol%. More preferably, it is most preferably 50 Vol % or more and less than 90 Vol %.

炭素繊維の開繊程度は、繊維束の開繊条件を調整することにより目的の範囲内とすることができる。例えば、繊維束に空気を吹き付けて繊維束を開繊する場合は、繊維束に吹き付ける空気の圧力等をコントロールすることにより開繊程度を調整することができる。この場合、空気の圧力を強くすることにより、開繊程度が高く(各繊維束を構成する単糸数が少なく)なり、空気の圧力を弱くすることより開繊程度が低く(各繊維束を構成する単糸数が多く)なる傾向がある。
本発明において強化繊維として炭素繊維を用いる場合、炭素繊維束(A)中の平均繊維数(N)は本発明の目的を損なわない範囲で適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。
The degree of opening of the carbon fibers can be set within a desired range by adjusting the opening conditions of the fiber bundle. For example, when blowing air onto the fiber bundle to open the fiber bundle, the degree of fiber opening can be adjusted by controlling the pressure of the air blown onto the fiber bundle. In this case, increasing the air pressure increases the degree of fiber opening (the number of single yarns constituting each fiber bundle decreases), and decreasing the air pressure decreases the degree of fiber opening (the number of fibers constituting each fiber bundle). There is a tendency for the number of single yarns to be used to increase).
When carbon fibers are used as reinforcing fibers in the present invention, the average number of fibers (N) in the carbon fiber bundle (A) can be appropriately determined within a range that does not impair the object of the present invention, and is particularly limited. not a thing

炭素繊維の場合、上記Nは通常1<N<12000の範囲内とされることが好ましく、下記式(2)を満たすことがより好ましい。
0.6×10/D<N<1.0×10/D (2)
(ここでDは炭素繊維の平均繊維径(μm)である)
In the case of carbon fibers, the above N is preferably within the range of 1<N<12000, and more preferably satisfies the following formula (2).
0.6×10 4 /D 2 <N<1.0×10 5 /D 2 (2)
(where D is the average fiber diameter (μm) of the carbon fiber)

炭素繊維の平均繊維径が5μmの場合、炭素繊維束(A)中の平均繊維数は240~4000本未満の範囲となるが、なかでも300~2500本であることが好ましい。より好ましくは400~1600本である。また、炭素繊維の平均繊維径が7μmの場合、炭素繊維束(A)中の平均繊維数は122~2040本の範囲となるが、中でも150~1500本であることが好ましく、より好ましくは200~800本である。 When the average fiber diameter of the carbon fibers is 5 μm, the average number of fibers in the carbon fiber bundle (A) is in the range of 240 to less than 4000, preferably 300 to 2500. More preferably 400 to 1600. Further, when the average fiber diameter of the carbon fibers is 7 μm, the average number of fibers in the carbon fiber bundle (A) is in the range of 122 to 2040, preferably 150 to 1500, more preferably 200. ~800.

(マトリクス)
一般的に、繊維強化樹脂成形体に用いられる代表的なマトリクスとしては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂が知られており、本発明でもこれらを用いることが好ましい。また、本発明においてはマトリクスとして、熱可塑性樹脂を主成分とする範囲において、熱硬化性樹脂を併用してもよい。
部材Aを製造するための繊維強化樹脂成形体を構成するマトリクスとして熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、本発明の繊維強化樹脂接合体の用途等に応じた優れた機械特性や生産性などを考慮しつつ、所望の軟化点又は融点を有するものを適宜選択して用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、通常、軟化点が180℃~350℃の範囲内のものが用いられるが、これに限定されるものではない。
(matrix)
Thermoplastic resins and thermosetting resins are generally known as typical matrices used in fiber-reinforced resin molded articles, and these are also preferably used in the present invention. Further, in the present invention, a thermosetting resin may be used in combination as the matrix as long as the main component is a thermoplastic resin.
It is preferable to use a thermoplastic resin as a matrix that constitutes the fiber-reinforced resin molding for manufacturing the member A.
The thermoplastic resin is not particularly limited, and a resin having a desired softening point or melting point is appropriately selected while considering excellent mechanical properties and productivity according to the application of the fiber-reinforced resin joined body of the present invention. It can be selected and used.
As the thermoplastic resin, one having a softening point within the range of 180° C. to 350° C. is usually used, but it is not limited to this.

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、熱可塑性ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂(ポリオキシメチレン樹脂)、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、フッ素系樹脂、熱可塑性ポリベンゾイミダゾール樹脂等を挙げることができる。 Examples of thermoplastic resins include polyolefin resins, polystyrene resins, thermoplastic polyamide resins, polyester resins, polyacetal resins (polyoxymethylene resins), polycarbonate resins, (meth)acrylic resins, polyarylate resins, polyphenylene ether resins, and polyimide resins. , polyethernitrile resin, phenoxy resin, polyphenylene sulfide resin, polysulfone resin, polyketone resin, polyetherketone resin, thermoplastic urethane resin, fluorine resin, thermoplastic polybenzimidazole resin, and the like.

ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等を挙げることができる。
ポリスチレン樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-スチレン樹脂(AS樹脂)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂(ABS樹脂)等を挙げることができる。
ポリアミド樹脂としては、例えば、ポリアミド6樹脂(ナイロン6)、ポリアミド11樹脂(ナイロン11)、ポリアミド12樹脂(ナイロン12)、ポリアミド46樹脂(ナイロン46)、ポリアミド66樹脂(ナイロン66)、ポリアミド610樹脂(ナイロン610)等を挙げることができる。
ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリエステル等を挙げることができる。
(メタ)アクリル樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレートを挙げることができる。
変性ポリフェニレンエーテル樹脂としては、例えば、変性ポリフェニレンエーテル等を挙げることができる。
熱可塑性ポリイミド樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等を挙げることができる。
ポリスルホン樹脂としては、例えば、変性ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等を挙げることができる。
ポリエーテルケトン樹脂としては、例えば、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂を挙げることができる。
フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等を挙げることができる。
Polyolefin resins include, for example, polyethylene resins, polypropylene resins, polybutadiene resins, polymethylpentene resins, vinyl chloride resins, vinylidene chloride resins, vinyl acetate resins, polyvinyl alcohol resins, and the like.
Examples of polystyrene resins include polystyrene resins, acrylonitrile-styrene resins (AS resins), acrylonitrile-butadiene-styrene resins (ABS resins), and the like.
Examples of polyamide resins include polyamide 6 resin (nylon 6), polyamide 11 resin (nylon 11), polyamide 12 resin (nylon 12), polyamide 46 resin (nylon 46), polyamide 66 resin (nylon 66), and polyamide 610 resin. (nylon 610) and the like.
Examples of polyester resins include polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polytrimethylene terephthalate resin, and liquid crystal polyester.
(Meth) acrylic resins include, for example, polymethyl methacrylate.
Modified polyphenylene ether resins include, for example, modified polyphenylene ethers.
Examples of thermoplastic polyimide resins include thermoplastic polyimides, polyamideimide resins, polyetherimide resins, and the like.
Examples of polysulfone resins include modified polysulfone resins and polyethersulfone resins.
Examples of polyetherketone resin include polyetherketone resin, polyetheretherketone resin, and polyetherketoneketone resin.
Examples of fluorine-based resins include polytetrafluoroethylene.

熱可塑性樹脂は1種類のみであってもよく、2種類以上であってもよい。2種類以上の熱可塑性樹脂を併用する態様としては、例えば、相互に軟化点又は融点が異なる熱可塑性樹脂を併用する態様や、相互に平均分子量が異なる熱可塑性樹脂を併用する態様等を挙げることができるが、この限りではない。 Only one type of thermoplastic resin may be used, or two or more types may be used. Examples of a mode in which two or more thermoplastic resins are used in combination include, for example, a mode in which thermoplastic resins having different softening points or melting points are used in combination, and a mode in which thermoplastic resins having different average molecular weights are used in combination. is possible, but not limited to this.

繊維強化樹脂成形体中には、本発明の目的を損なわない範囲で、有機繊維または無機繊維の各種繊維状または非繊維状のフィラー、難燃剤、耐UV剤、安定剤、離型剤、顔料、軟化剤、可塑剤、界面活性剤等の添加剤を含んでいてもよい。 In the fiber-reinforced resin molded article, various fibrous or non-fibrous fillers of organic fibers or inorganic fibers, flame retardants, UV-resistant agents, stabilizers, mold release agents, pigments are contained within the range that does not impair the purpose of the present invention. , softeners, plasticizers, and surfactants.

強化繊維とマトリクスである熱可塑性樹脂との密着強度は、ストランド引張せん断試験における強度が5MPa以上であることが望ましい。この強度は、マトリクス樹脂の選択に加え、炭素繊維の表面酸素濃度比(O/C)を変更する方法や、炭素繊維にサイジング剤を付与して、炭素繊維とマトリクスとの密着強度を高める方法などで改善することができる。 It is desirable that the adhesion strength between the reinforcing fibers and the thermoplastic resin as the matrix is 5 MPa or more in a strand tensile shear test. This strength can be obtained by changing the surface oxygen concentration ratio (O/C) of the carbon fiber in addition to selecting the matrix resin, or by adding a sizing agent to the carbon fiber to increase the adhesion strength between the carbon fiber and the matrix. etc. can be improved.

(繊維強化樹脂成形体の製造方法)
繊維強化樹脂成形体を製造する方法は特に制限はなく、例えば、射出成形、押出成形、プレス成形などが挙げられる。射出成形、プレス成形の場合には、強化繊維を含むマトリクスを成形直前に加熱して可塑化し、金型へ導入する。加熱する方法としては、射出成形の場合はエクストルーダーなどが用いられ、プレス成形の場合は熱風乾燥機や赤外線加熱機などが用いられる。
(Manufacturing method of fiber reinforced resin molding)
The method for producing the fiber-reinforced resin molding is not particularly limited, and examples thereof include injection molding, extrusion molding, and press molding. In the case of injection molding and press molding, the matrix containing reinforcing fibers is heated to be plasticized immediately before molding, and introduced into a mold. As a heating method, an extruder or the like is used in the case of injection molding, and a hot air dryer, an infrared heater, or the like is used in the case of press molding.

マトリクスとして用いる熱可塑性樹脂が高い吸水性を示す場合には、成形前にあらかじめ乾燥しておくことが好ましい。成形時に加熱する熱可塑性樹脂の温度は溶融温度+15℃以上かつ分解温度-30℃以下であることが好ましい。加熱温度がその範囲以下であると、樹脂が溶融しないため成形しにくく、またその範囲を超えると樹脂の分解が進むことがある。 If the thermoplastic resin used as the matrix exhibits high water absorbency, it is preferable to dry it before molding. The temperature of the thermoplastic resin heated during molding is preferably +15°C to the melting temperature and -30°C to the decomposition temperature. If the heating temperature is below that range, the resin will not melt, making molding difficult.

射出成形の場合には、従来公知の方法を用いることができるが、例えば、長繊維ペレット、すなわち溶融した熱可塑性樹脂を所定の粘度に調整し連続繊維状の強化繊維に含浸させた後切断する工程で得られたペレットを用いて射出成形機で所定の形状に製造する方法が挙げられる。 In the case of injection molding, conventionally known methods can be used. For example, continuous fiber-like reinforcing fibers are impregnated with long fiber pellets, that is, molten thermoplastic resin, adjusted to a predetermined viscosity, and then cut. A method of producing a predetermined shape with an injection molding machine using the pellets obtained in the process can be mentioned.

上記以外の方法として、例えば金型内に、連続繊維のストランドを並行に引き揃えた一方向配列シート(UDシート)、織物、不連続の強化繊維などの基材を設置し、ついで熱可塑性樹脂を注入し溶融含浸させたり加熱溶融した熱可塑性樹脂を注入し含浸させたのち、冷却する方法が挙げられる。また、熱可塑性樹脂として、そのフィルム等を強化繊維と一緒に金型内に配置して加熱し、プレスする方法も挙げられる。また、前記したような、熱可塑性樹脂を包含する基材を所定の温度に設定した金型内に入れ、プレスする方法も好ましい。加熱温度としては熱可塑性樹脂の溶融温度+15℃以上かつ分解温度-30℃以下の範囲がよい。 As a method other than the above, for example, a base material such as a unidirectionally arranged sheet (UD sheet) in which continuous fiber strands are arranged in parallel, a woven fabric, or discontinuous reinforcing fibers is placed in a mold, and then a thermoplastic resin is placed. and impregnated by melting, or by injecting and impregnating a thermoplastic resin melted by heating, followed by cooling. Also, as a thermoplastic resin, a method of placing the film or the like together with reinforcing fibers in a mold, heating and pressing can be used. It is also preferable to put the base material containing the thermoplastic resin into a mold set at a predetermined temperature and press it, as described above. The heating temperature is preferably in the range of the melting temperature of the thermoplastic resin +15°C or higher and the decomposition temperature -30°C or lower.

プレス成形により製造するには、例えば、強化繊維からなる織物、編物、連続繊維のストランドを並行に引き揃えた一方向配列シート(UD材)、不連続繊維からなる抄造シート、連続または不連続繊維からなるシートやマット(以下、あわせて強化繊維マットということがある)、さらには必要に応じて熱可塑性樹脂からなる粉末状、繊維状、塊状、フィルム状、シート状、または不織布等が、上記織物、編物、UD材、抄造シート、強化繊維マットに含有された基材を、単層または複数層に積層して加熱加圧する。ついで、熱可塑性樹脂を溶融させ強化繊維間に含浸させることで熱可塑性樹脂をマトリクスとする繊維強化樹脂成形体を製造することができる。この場合の熱可塑性樹脂は、強化繊維のマットの製造時に供給したものでもよいが、この強化繊維マットの製造後に、かかる強化繊維マットの少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂からなる層(フィルム、不織布、シート等)を積層し、これらを加熱加圧し、この強化繊維マット中に熱可塑性樹脂を含浸させることによっても製造することができる。すなわち、上記繊維強化樹脂成形体は、同一または異なる2種以上の基材をプレス成形により一度形成させたのち、さらに同一または異なる他の基材や層を積層して再度プレス成形して製造してもよい。
繰り返しになるが、強化繊維マットに熱可塑性樹脂が含まれる態様としては、例えば、強化繊維マット内に粉末状、繊維状、または塊状の熱可塑性樹脂が含まれる態様や強化繊維マットに熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂層が搭載または積層された態様を挙げることができる。ここで、上記熱可塑性樹脂層は粉末状、繊維状、または塊状等の熱可塑性樹脂が堆積されてなるものであってもよく、シート状またはフィルム状の熱可塑性樹脂からなるものであってもよい。
強化繊維マットとは、強化繊維が堆積し、または絡みあうなどしてシート状またはマット状になったものをいう。強化繊維マットとしては、強化繊維の長軸方向が面内方向においてランダムに分散した2次元等方性の強化繊維マットや、強化繊維が綿状に絡み合うなどして、強化繊維の長軸方向がxyzの各方向においてランダムに分散している3次元等方性の強化繊維マットが例示される。
For manufacturing by press molding, for example, woven or knitted fabrics made of reinforcing fibers, unidirectionally arranged sheets (UD materials) in which strands of continuous fibers are arranged in parallel, papermaking sheets made of discontinuous fibers, continuous or discontinuous fibers A sheet or mat (hereinafter sometimes referred to as a reinforcing fiber mat), and if necessary, a powder, fiber, block, film, sheet, or non-woven fabric made of a thermoplastic resin. A base material contained in a woven fabric, a knitted fabric, a UD material, a sheet made of paper, or a reinforcing fiber mat is laminated in a single layer or multiple layers, and then heated and pressurized. Then, the thermoplastic resin is melted and impregnated between the reinforcing fibers, whereby a fiber-reinforced resin molded article having a thermoplastic resin as a matrix can be produced. The thermoplastic resin in this case may be the one supplied during the production of the reinforcing fiber mat, but after the production of the reinforcing fiber mat, a thermoplastic resin layer (film, non-woven fabric, , sheets, etc.), heat-pressing them, and impregnating the reinforcing fiber mat with a thermoplastic resin. That is, the fiber-reinforced resin molded article is manufactured by once forming two or more substrates of the same or different types by press molding, and then laminating other substrates or layers of the same or different types and press molding again. may
To reiterate, the embodiment in which the reinforcing fiber mat contains a thermoplastic resin includes, for example, an embodiment in which the reinforcing fiber mat contains a powdery, fibrous, or lumpy thermoplastic resin, and an embodiment in which the reinforcing fiber mat contains a thermoplastic resin. An embodiment in which a thermoplastic resin layer containing is mounted or laminated can be mentioned. Here, the thermoplastic resin layer may be formed by depositing a powdery, fibrous or lumpy thermoplastic resin, or may be made of a sheet-shaped or film-shaped thermoplastic resin. good.
A reinforcing fiber mat is a sheet or mat formed by accumulating or entangling reinforcing fibers. The reinforcing fiber mat includes a two-dimensional isotropic reinforcing fiber mat in which the long axis direction of the reinforcing fiber is randomly dispersed in the in-plane direction, and a reinforcing fiber mat in which the long axis direction of the reinforcing fiber is entangled in a cotton-like manner. A three-dimensional isotropic reinforcing fiber mat that is randomly distributed in each of the xyz directions is exemplified.

基材は1枚の基材中に、異なる配列状態の強化繊維が含まれていてもよい。
1枚の基材中に異なる配列状態の強化繊維が含まれる態様としては、例えば、(i)基材の面内方向に配列状態が異なる強化繊維が配置されている態様、(ii)基材の厚み方向に配列状態が異なる強化繊維が配置されている態様を挙げることができる。また、基材が複数の層からなる積層構造を有する場合には、(iii)各層に含まれる強化繊維の配列状態が異なる態様を挙げることができる。さらに、上記(i)~(iii)の各態様を複合した態様も挙げることができる。
The base material may contain reinforcing fibers in different arrangement states in one base material.
Embodiments in which reinforcing fibers with different alignment states are included in one base material include, for example, (i) an embodiment in which reinforcing fibers with different alignment states are arranged in the in-plane direction of the base material, and (ii) the base material. An embodiment in which reinforcing fibers with different arrangement states are arranged in the thickness direction can be mentioned. Further, when the base material has a laminated structure composed of a plurality of layers, (iii) there is an aspect in which the reinforcing fibers contained in each layer are arranged in different states. Furthermore, an aspect in which each aspect of the above (i) to (iii) is combined can also be mentioned.

基材の少なくとも1枚を、圧縮成形(プレス成形)することにより、繊維強化樹脂成形体を製造することができる。強化繊維の配向状態は、一方向配列又は2次元ランダムに分散のいずれであってもよい。また、一方向配列と2次元ランダム分散の中間の無規則配列(強化繊維の長軸方向が完全に一方向に配列しておらず、かつ完全にランダムでない分散状態)であってもよい。さらに、強化繊維の繊維長によっては、強化繊維の長軸方向が基材全体の面内方向に対して角度を有するように分散していてもよく、繊維が綿状に絡み合うように配列していてもよく、さらには繊維が平織や綾織などの二方向織物、多軸織物、不織布、マット、ニット、組紐、強化繊維を抄紙した紙等のように分散していてもよい。
なかでも、強化繊維が、長軸方向が一方向に配列した一方向配列の基材や、上記長軸方向が面内方向において2次元ランダムに分散した配向状態にある等方性の基材が好適である。
A fiber-reinforced resin molded article can be produced by compression-molding (press-molding) at least one substrate. The orientation state of the reinforcing fibers may be either unidirectional arrangement or two-dimensional random distribution. Alternatively, it may be a random arrangement intermediate between the unidirectional arrangement and the two-dimensional random distribution (the long axis direction of the reinforcing fibers is not completely arranged in one direction and is not completely random). Furthermore, depending on the fiber length of the reinforcing fibers, the long axis direction of the reinforcing fibers may be dispersed so as to have an angle with respect to the in-plane direction of the entire base material, and the fibers are arranged so as to be entangled in a cotton-like manner. Furthermore, the fibers may be dispersed in bidirectional fabrics such as plain weaves and twill weaves, multiaxial fabrics, nonwoven fabrics, mats, knits, braids, paper made of reinforcing fibers, and the like.
Among them, reinforcing fibers are unidirectionally arranged substrates in which the long axis direction is arranged in one direction, and isotropic substrates in which the long axis directions are two-dimensionally randomly dispersed in the in-plane direction. preferred.

部材Aの製造に用いる繊維強化樹脂成形体の突起部を成形するにあたり、その成形性の点から、少なくとも一方の上記基材の表面、特に突起部を有する面は、強化繊維が2次元ランダムに配列していることが好ましい。 In molding the protrusions of the fiber-reinforced resin molded body used for manufacturing the member A, from the standpoint of moldability, at least one surface of the base material, particularly the surface having the protrusions, has reinforcing fibers in a two-dimensional random manner. An array is preferred.

基材内における強化繊維の配向態様は、例えば、基材の任意の方向、及びこれと直交する方向を基準とする引張試験を行い、引張弾性率を測定した後、測定した引張弾性率の値のうち大きいものを小さいもので割った比(Eδ)を測定することで確認できる。弾性率の比が1に近いほど、強化繊維が2次元等方的に分散していると評価できる。直交する2方向の弾性率の値のうち大きいものを小さいもので割った比が2を超えないときに等方性であるとされ、この比が1.3を超えないときは等方性に優れていると評価される。本発明における基材としては、このような等方性に優れた基材(等方性基材)を用いると、成形性、金型への賦形追従性、機械的特性などに優れ、良好は接合強度を有する本発明の接合体を得ることできるので好適に用いられる。なお、等方性基材を用いた場合における強化繊維の配向態様は、繊維強化樹脂成形体でも維持される。 For the orientation of the reinforcing fibers in the base material, for example, a tensile test is performed with reference to an arbitrary direction of the base material and a direction perpendicular thereto, and after measuring the tensile modulus, the measured tensile modulus value It can be confirmed by measuring the ratio (Eδ) obtained by dividing the larger one by the smaller one. As the elastic modulus ratio approaches 1, it can be evaluated that the reinforcing fibers are two-dimensionally isotropically dispersed. It is said to be isotropic when the ratio of the larger modulus of elasticity in two orthogonal directions divided by the smaller value does not exceed 2, and isotropic when this ratio does not exceed 1.3. rated as excellent. As the base material in the present invention, when such a base material with excellent isotropy (isotropic base material) is used, it is excellent in moldability, mold followability, mechanical properties, etc., and good bonding is achieved. It is preferably used because it can provide the joined body of the present invention having strength. The orientation of the reinforcing fibers in the case of using the isotropic base material is maintained even in the fiber-reinforced resin molding.

基材における強化繊維の目付量は、特に限定されるものではないが、通常、25g/m~10000g/mである。 The basis weight of the reinforcing fibers in the substrate is not particularly limited, but is usually 25 g/m 2 to 10000 g/m 2 .

基材の厚みは特に限定されるものではないが、通常、0.01mm~100mmの範囲内が好ましく、0.01mm~10mmの範囲内が好ましく、0.1~5mmの範囲内がより好ましい。
基材が複数の層が積層された構成を有する場合、上記厚みは各層の厚みを指すのではなく、各層の厚みを合計した基材全体の厚みを指すものとする。
Although the thickness of the substrate is not particularly limited, it is usually preferably in the range of 0.01 mm to 100 mm, preferably in the range of 0.01 mm to 10 mm, and more preferably in the range of 0.1 to 5 mm.
When the base material has a structure in which a plurality of layers are laminated, the above thickness does not refer to the thickness of each layer, but refers to the total thickness of the base material, which is the sum of the thicknesses of the respective layers.

基材は、単一の層からなる単層構造を有するものであってもよく、又は複数層が積層された積層構造を有するものであってもよい。
基材が積層構造を有する態様としては、同一の組成を有する複数の層が積層された態様であってもよく、又は互いに異なる組成を有する複数の層が積層された態様であってもよい。
また、基材が積層構造を有する態様としては、相互に強化繊維の配列状態が異なる層が積層された態様であってもよい。このような態様としては、例えば、強化繊維が一方向配列している層と、強化繊維が2次元ランダム配列している層を積層する態様を挙げることができる。
3層以上が積層される場合には、任意のコア層と、当該コア層の表裏面上に積層されたスキン層とからなるサンドイッチ構造としてもよい。
The substrate may have a single-layer structure consisting of a single layer, or may have a laminated structure in which multiple layers are laminated.
The aspect in which the substrate has a laminated structure may be an aspect in which a plurality of layers having the same composition are laminated, or an aspect in which a plurality of layers having mutually different compositions are laminated.
Moreover, as an aspect in which the base material has a laminated structure, an aspect in which layers having mutually different arrangement states of reinforcing fibers are laminated may be used. Examples of such a mode include a mode in which a layer in which reinforcing fibers are arranged in one direction and a layer in which reinforcing fibers are arranged two-dimensionally at random are laminated.
When three or more layers are laminated, a sandwich structure consisting of an arbitrary core layer and skin layers laminated on the front and back surfaces of the core layer may be employed.

(繊維強化樹脂成形体の突起部)
部材Aを製造する際に用いる繊維強化樹脂成形体は少なくとも一つの突起部を有する。この突起部は部材Bの貫通孔h1に挿入され、この貫通孔h1より上に突き出した部分がかしめられて、かしめ部となる。
(Projections of Fiber Reinforced Resin Moldings)
The fiber-reinforced resin molding used for manufacturing the member A has at least one protrusion. This projecting portion is inserted into the through hole h1 of the member B, and the portion protruding above the through hole h1 is crimped to form a crimped portion.

かしめ部は、繊維強化樹脂成形体の突起部が部材Bの貫通孔h1に挿入されて、この貫通孔h1より上に突き出した部分(繊維強化樹脂成形体の上方に飛び出した部分)が加熱、加圧されて傘型のように変形した形状の部位をいう。かしめ部は通常、傘のような形状なので、「傘部」と呼ぶことがある。 The crimped portion is a portion protruding above the through hole h1 of the fiber reinforced resin molded article inserted into the through hole h1 of the member B (the portion protruding upward from the fiber reinforced resin molded article) is heated, It refers to a part that is deformed like an umbrella shape by being pressurized. Since the crimped portion is usually shaped like an umbrella, it is sometimes called an “umbrella portion”.

突起部の形状に特に限定は無いが、具体的には円柱状、円錐状、角柱状、角錐状、台形状などを挙げることができる。なかでも、円柱状、円錐状、角錐状、台形状は成形時の金型の抜き角に依存する要素が少なくなり、好適に使用できる。一例を挙げると、突起部が円柱状の場合、直径は4~12mmの範囲から選択し、部材Bの貫通孔h1から突き出た部分の高さは6~15mmの範囲から選択するのがよい。なお、突起部は部材Bの貫通孔h1から突き出てかしめられるため、このときの部材Bの貫通孔h1から突き出した部分の高さとしては、一例をあげると、突起部が円柱状の場合、円柱の直径の0.8~1.2倍の範囲が好ましい。 The shape of the protrusions is not particularly limited, but specific examples include columnar, conical, prismatic, pyramidal, and trapezoidal shapes. Among them, cylindrical, conical, pyramidal, and trapezoidal shapes can be preferably used because there are few factors that depend on the draft angle of the mold during molding. For example, if the protrusion is cylindrical, the diameter should be selected from the range of 4 to 12 mm, and the height of the portion protruding from the through hole h1 of the member B should be selected from the range of 6 to 15 mm. Since the protrusion protrudes from the through hole h1 of the member B and is crimped, the height of the portion protruding from the through hole h1 of the member B at this time is, for example, when the protrusion is cylindrical, A range of 0.8 to 1.2 times the diameter of the cylinder is preferred.

<部材B>
部材Bの素材は特に制限はないが、例えば、金属、樹脂、セラミックスなどを挙げることができる。金属としては、例えば、鉄、アルミニウム、銅、チタン及びそれらの合金などを挙げることができる。樹脂としては、合成樹脂や非合成樹脂(天然素材高分子)があり、合成樹脂としては熱可塑性樹脂、熱硬化性(型)樹脂のいずれも用いることができる。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ABS、アクリル樹脂などの汎用プラスチック類、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル(PET、PBT等)、環状ポリオレフィン(COP)などのエンジニアリングプラスチック類、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性ポリイミド、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン(PES)、液晶ポリマー(LCP)、ポリアミドイミド等のスーパーエンジニアリングプラスチック類を挙げることができる。熱硬化性樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、硬化性ポリイミド樹脂などを挙げることができる。
上記樹脂中には、強化繊維として、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維を含んでいてもよい。
部材Bは繊維強化樹脂成形体であってもよく、前述の部材Aの説明で記載した繊維強化樹脂成形体と同様のものが挙げられる。
<Member B>
The material of the member B is not particularly limited, but examples thereof include metals, resins, and ceramics. Examples of metals include iron, aluminum, copper, titanium and alloys thereof. Resins include synthetic resins and non-synthetic resins (natural macromolecules), and synthetic resins may be either thermoplastic resins or thermosetting (mold) resins. Specific examples of thermoplastic resins include general-purpose plastics such as polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, ABS, and acrylic resins, engineering materials such as polyamides, polycarbonates, polyphenylene ethers, polyesters (PET, PBT, etc.), and cyclic polyolefins (COP). Plastics, polyphenylene sulfide (PPS), polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene, thermoplastic polyimide, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone (PES), liquid crystal polymer (LCP) ), and super engineering plastics such as polyamideimide. Specific examples of thermosetting resins include epoxy resins, phenol resins, unsaturated polyester resins, melamine resins, urea resins, and curable polyimide resins.
The resin may contain, as reinforcing fibers, inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers, and organic fibers such as aramid fibers, polyester fibers and polyamide fibers.
The member B may be a fiber-reinforced resin molded body, and the same fiber-reinforced resin molded body as described in the explanation of the member A can be used.

(部材Bの貫通孔h1)
部材Bは、少なくとも1つの貫通孔h1を有する。貫通孔h1の大きさおよび形状は、部材Aとなる繊維強化樹脂成形体の突起部が完全に挿入でき、更にかしめられる程度に貫通孔h1から突き出すことができればよい。貫通孔h1の形状としては、突起部の形状に対応して選択すればよく、突起部よりも大きく設計するのが好ましい。
貫通孔h1を得る方法としては、特に制限はないが、例えば、ドリル、エンドミル、ウォータージェット、レーザなどにより穴あけ加工する方法、金型にあらかじめ貫通孔h1にあたる部分を打ち抜き刃を用いて基材をプレス成形する方法などが挙げられる。
(Through hole h1 of member B)
Member B has at least one through hole h1. The size and shape of the through hole h1 may be such that the protruding portion of the fiber-reinforced resin molded body, which is the member A, can be completely inserted and protruded from the through hole h1 to the extent that it can be crimped. The shape of the through hole h1 may be selected in accordance with the shape of the protrusion, and is preferably designed to be larger than the protrusion.
The method for obtaining the through hole h1 is not particularly limited, but for example, a method of drilling with a drill, an end mill, a water jet, a laser, etc., or a method of punching a portion corresponding to the through hole h1 in advance in a mold and cutting the base material using a blade. A method of press molding and the like can be mentioned.

厚み方向から見た場合の部材Bの貫通孔h1の形状は特に限定されず、円形(真円形又は楕円形)でもよいし、多角形でもよい。厚み方向から見た場合の部材Bの貫通孔h1の形状は、楕円形及び多角形のいずれでもないことが好ましく、真円形であることが特に好ましい。 The shape of the through hole h1 of the member B when viewed in the thickness direction is not particularly limited, and may be circular (perfectly circular or elliptical) or polygonal. The shape of the through hole h1 of the member B when viewed in the thickness direction is preferably neither elliptical nor polygonal, and more preferably a perfect circle.

次に、本発明の繊維強化樹脂接合体及びその製造方法について上記した以外の事項を説明する。 Next, matters other than those described above about the fiber-reinforced resin joined body and the method for producing the same of the present invention will be described.

<繊維強化樹脂接合体>
本発明の繊維強化樹脂接合体は、その形状に特に制限はなく、例えば、面状(板状)や棒状の部材Aと、同形状の部材Bとから構成されていてもよい。また、部材Aが2以上の突起部を有し、それらの突起部全てを部材Bの2以上の貫通孔h1にすべて挿入されてかしめられてもよい。さらには、1以上の突起部を有する部材Aの1つの突起部が、1つ以上の突起部と1つ以上の貫通孔h1とを有する部材Bにおける、1つの貫通孔h1に挿入してかしめられ、部材Bの1以上の突起部が、第三の成形体の貫通孔に挿入されかしめられていてもよい。
<Fiber-reinforced resin joint>
The fiber-reinforced resin bonded body of the present invention is not particularly limited in its shape, and may be composed of, for example, a planar (plate-shaped) or rod-shaped member A and a member B of the same shape. Further, the member A may have two or more protrusions, and all of the protrusions may be inserted into the two or more through holes h1 of the member B and crimped. Furthermore, one protrusion of the member A having one or more protrusions is inserted into one through hole h1 in the member B having one or more protrusions and one or more through holes h1 and crimped. and one or more protrusions of the member B may be inserted into the through holes of the third compact and crimped.

かしめ部は、部材Aとなる繊維強化樹脂成形体の突起部を加熱、圧縮することによりかしめられてなることが好ましい。加熱、圧縮によって、繊維強化樹脂成形体の突起部の、部材Bの貫通孔h1から突き出した部分(突出部)は溶融してかしめられ、傘型状のかしめ部が形成される。
本発明の繊維強化樹脂接合体は、上記の如くかしめられているので、優れた接合強度を有するものであるが、用途によっては、他の接合方法、例えば、接着剤等によってかしめ部をさらに補強してもよい。
かしめ部は、部材Bの表面と接触していることが好ましいが、接合強度が保てるのであれば接触していなくてもよい。また、突起部は、部材Bの貫通孔h1の内面とは接触していても接触していなくてもよい。
The crimped portion is preferably crimped by heating and compressing the protruding portion of the fiber-reinforced resin molded body, which is the member A. As shown in FIG. By heating and compressing, the portion (protruding portion) of the fiber-reinforced resin molded article protruding from the through hole h1 of the member B is melted and crimped to form an umbrella-shaped crimped portion.
Since the fiber-reinforced resin bonded body of the present invention is crimped as described above, it has excellent bonding strength. You may
The crimped portion is preferably in contact with the surface of the member B, but may not be in contact as long as the bonding strength can be maintained. Moreover, the protrusion may or may not be in contact with the inner surface of the through hole h1 of the member B. As shown in FIG.

<繊維強化樹脂接合体の製造方法>
本発明の繊維強化樹脂接合体は、繊維強化樹脂成形体の突起部を、部材Bの貫通孔h1に挿入し、突き出した部分(突出部)をかしめることで製造することができる。かしめる際には、突出部を加熱しつつ加圧することが好ましく、変形が完了した後に冷却、固化することによって製造することができる。
突出部を加熱する方法として特に限定はないが、例えば、熱板等のヒーターを接触させることで加熱する方法、赤外線により加熱する方法、超音波で振動することで加熱する方法などがある。なかでも、赤外線により加熱する方法では、突出部の変形させたい部分を選択的に加熱することができる。また、超音波により加熱する方法は、短時間でかしめることができ好適に用いることができる。この時、繊維強化樹脂成形体と部材Bの位置を固定してかしめ位置を固定する場合、アンビルという治具を用いることが多い。
かしめ後のかしめ部の傘形状としては、かしめに用いる治具の形状によって決めることができる。治具の体積はかしめに用いる突出部の体積と調整して定める。具体的には突出部のかしめ可能部分はかしめに用いる治具の1.1~1.2倍になるのが好ましい。
本発明の繊維強化樹脂接合体は、かしめ部分が1つでもよいが、2つ以上あってもよい。
<Method for producing a fiber-reinforced resin bonded body>
The fiber-reinforced resin bonded body of the present invention can be manufactured by inserting the protrusion of the fiber-reinforced resin molding into the through hole h1 of the member B and crimping the protruding portion (projection). When crimping, it is preferable to apply pressure while heating the protruding portion, and the protruding portion can be manufactured by cooling and solidifying after the deformation is completed.
The method of heating the projecting portion is not particularly limited, but there are, for example, a method of heating by contact with a heater such as a hot plate, a method of heating by infrared rays, and a method of heating by vibrating with ultrasonic waves. Among them, in the method of heating with infrared rays, it is possible to selectively heat the portion of the projecting portion that is desired to be deformed. Moreover, the method of heating with ultrasonic waves can be preferably used because crimping can be performed in a short period of time. At this time, when fixing the positions of the fiber-reinforced resin molding and the member B and fixing the caulking position, a jig called an anvil is often used.
The umbrella shape of the caulked portion after caulking can be determined by the shape of a jig used for caulking. The volume of the jig is determined by adjusting the volume of the protrusion used for caulking. Specifically, it is preferable that the crimpable portion of the protruding portion is 1.1 to 1.2 times the size of the jig used for crimping.
The fiber-reinforced resin joined body of the present invention may have one crimped portion, or may have two or more crimped portions.

以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below using Examples, but the present invention is not limited to these.

[実施例1]
(1.1 繊維強化樹脂成形体の製造)
炭素繊維として、繊維長20mmにカットした帝人社製の炭素繊維(CF)“テナックス”(登録商標)STS40-24K(平均繊維径7μm、単繊維数24,000本)を使用し、樹脂として、ユニチカ社製のナイロン6樹脂(PA6)A1030を用いて、米国特許第8946342号に記載された方法に基づき二次元ランダムに炭素繊維が配向した炭素繊維およびナイロン6樹脂の複合材料を作成した。得られた複合材料を270℃に加熱したプレス装置にて、2.0MPaにて5分間加熱し、幅250mm×長さ250mm×平均厚み2.5mmの板状の繊維強化樹脂成形体を得た。
板状の繊維強化樹脂成形体に含まれる炭素繊維の解析を行ったところ、炭素繊維体積割合(Vf)は35%、炭素繊維の繊維長は一定長であり、重量平均繊維長は20mmであった。
[Example 1]
(1.1 Production of fiber-reinforced resin molding)
Carbon fiber (CF) “Tenax” (registered trademark) STS40-24K (average fiber diameter 7 μm, number of single fibers 24,000) manufactured by Teijin Limited, cut to a fiber length of 20 mm, is used as the carbon fiber, and as the resin, Using nylon 6 resin (PA6) A1030 manufactured by Unitika Ltd., a composite material of carbon fiber and nylon 6 resin in which carbon fibers are randomly oriented two-dimensionally was prepared according to the method described in US Pat. No. 8,946,342. The resulting composite material was heated at 2.0 MPa for 5 minutes in a press heated to 270° C. to obtain a plate-like fiber-reinforced resin molded body having a width of 250 mm, a length of 250 mm, and an average thickness of 2.5 mm. .
Analysis of the carbon fibers contained in the plate-shaped fiber-reinforced resin molded product revealed that the carbon fiber volume ratio (Vf) was 35%, the fiber length of the carbon fibers was constant, and the weight average fiber length was 20 mm. rice field.

(1.2 突起部を有する繊維強化樹脂成形体の製造)
円柱状の突起部(円柱の底面の直径6mm、円柱の高さ12mm)を有する200mm×100mmの平板が作成できる金型を準備し、コールドプレス成形で円柱状の突起部を有する平板を成形した。この平板から25mm×100mmのサイズの突起部付き平板の試験片を切り出した。コールドプレスの成形条件としては、上記で製造した繊維強化樹脂成形体を300℃に加熱し、150℃に加熱した金型にチャージし、20MPaの成形圧力で30秒間保持した。
(1.2 Manufacture of fiber-reinforced resin molding having protrusions)
A mold capable of producing a flat plate of 200 mm × 100 mm having cylindrical projections (diameter of bottom of cylinder 6 mm, height of cylinder 12 mm) was prepared, and a flat plate having cylindrical projections was formed by cold press molding. . From this flat plate, a test piece of a flat plate with protrusions having a size of 25 mm×100 mm was cut out. As molding conditions for the cold press, the fiber-reinforced resin molded article produced above was heated to 300° C., charged into a mold heated to 150° C., and held at a molding pressure of 20 MPa for 30 seconds.

(2 部材Bの製造)
厚み1mmのSPCC(Steel Plate Cold Commercial)を25mm×100mmのサイズで切出した板を準備した。この板の長手方向の端から25mm、短手方向中央の点を中心点として、貫通孔h1として直径10mmの孔をあけた。また、図9の(a)に示すように、貫通孔h1の周りに直径1.5mmの貫通孔h2を8個あけた。貫通孔h1の周縁から貫通孔h2の周縁までの最短距離は1mmとした。
(2 Manufacture of member B)
A plate having a size of 25 mm×100 mm was prepared by cutting SPCC (Steel Plate Cold Commercial) having a thickness of 1 mm. A through hole h1 having a diameter of 10 mm was formed 25 mm from the end of the plate in the longitudinal direction and centered at the center in the transverse direction. Further, as shown in FIG. 9A, eight through holes h2 having a diameter of 1.5 mm were formed around the through hole h1. The shortest distance from the periphery of the through hole h1 to the periphery of the through hole h2 was set to 1 mm.

(3 繊維強化樹脂接合体の製造)
繊維強化樹脂成形体の突起部を部材Bの貫通孔h1に貫通させて重ね合わせた。具体的には、突起部である円柱の軸と貫通孔h1の軸が同一直線状になるように重ね合わせ、治具で固定し、突起部の貫通孔h1から突き出した部分のかしめ加工を行った。かしめ加工は超音波溶着装置(日本エマソン株式会社製Branson2000Xd)を用いて、加振する周波数20kHz、振幅60μm、加圧力1300Nの条件で所定の位置まで加振させた。かしめ部の傘の最大径は16mmとした。
(3 Production of fiber-reinforced resin bonded product)
The protrusions of the fiber-reinforced resin moldings were passed through the through-holes h1 of the member B and overlapped. Specifically, the axis of the cylinder that is the protrusion and the axis of the through hole h1 are superimposed so that they are on the same straight line, fixed with a jig, and the portion of the protrusion that protrudes from the through hole h1 is crimped. rice field. The crimping process was carried out using an ultrasonic welding device (Branson 2000Xd, manufactured by Emerson Japan, Ltd.) under the conditions of a vibration frequency of 20 kHz, an amplitude of 60 μm, and a pressure of 1300 N to a predetermined position. The maximum diameter of the canopy of the caulked portion was 16 mm.

(4 評価方法)
評価は上記で製造した繊維強化樹脂接合体を、万能試験機(インストロン社製)でせん断引張試験を行い、試験時の初期剛性で評価した。具体的には、変位が0.2mmの際の応力を測定し、下記式(1)で初期剛性を算出した。
初期剛性が1000N/mm未満のものを“C”、1000N/mm以上、2000N/mm未満のものを“B”、2000N/mm以上のものを“A”として評価した。
初期剛性[N/mm] = 応力[N] / 変位[mm] ・・・式(1)
(4 Evaluation method)
For the evaluation, the fiber-reinforced resin joined body manufactured as described above was subjected to a shear tensile test using a universal testing machine (manufactured by Instron), and the initial stiffness during the test was evaluated. Specifically, the stress was measured when the displacement was 0.2 mm, and the initial stiffness was calculated by the following formula (1).
An initial rigidity of less than 1000 N/mm was evaluated as "C", 1000 N/mm or more and less than 2000 N/mm as "B", and 2000 N/mm or more as "A".
Initial rigidity [N/mm] = Stress [N]/Displacement [mm] Equation (1)

[実施例2]
直径1.5mmの貫通孔h2の代わりに、図9の(b)に示すように、貫通孔h1に沿って長孔(短手方向の幅1.5mm)を4個あけた以外は、実施例1と同じ方法で繊維強化樹脂接合体を製造し、評価した。
[Example 2]
Instead of the through hole h2 with a diameter of 1.5 mm, as shown in FIG. A fiber-reinforced resin bonded body was produced in the same manner as in Example 1 and evaluated.

[実施例3]
直径1.5mmの貫通孔h2の代わりに、図9の(c)に示すように、貫通孔h1の周りの表面を#80のサンディングペーパーで荒らした以外は、実施例1と同じ方法で繊維強化樹脂接合体を製造し、評価した。
[Example 3]
Instead of the through-hole h2 with a diameter of 1.5 mm, the surface around the through-hole h1 was roughened with #80 sanding paper as shown in FIG. A reinforced resin bonded body was manufactured and evaluated.

[実施例4]
直径1.5mmの貫通孔h2の代わりに、図9の(d)に示すように、貫通孔h1の周縁から外側(貫通孔h1の周縁から中心点に向かう方向とは反対の方向)に向かって切欠き部c1(厚み方向から見た場合の1つの切欠き部c1の外形線上の任意の2点を結んだ線分のうち最長の線分の長さは2.5mmである。)を8個設けた以外は、実施例1と同じ方法で繊維強化樹脂接合体を製造し、評価した。
[Example 4]
Instead of the through hole h2 having a diameter of 1.5 mm, as shown in FIG. The notch c1 (the length of the longest line segment connecting any two points on the outline of one notch c1 when viewed from the thickness direction is 2.5 mm.) A fiber-reinforced resin bonded body was produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that 8 pieces were provided.

[実施例5]
直径1.5mmの貫通孔h2の代わりに、図9の(e)に示すように、貫通孔h1の周縁から外側に向かって切り込み(切り込みの長さは2.5mmとした。)を8個入れ、切り込みを入れた部分について板厚方向に曲げて隆起させた以外は、実施例1と同じ方法で繊維強化樹脂接合体を製造し、評価した。なお、繊維強化樹脂接合体の製造時には、繊維強化樹脂成形体の突起部が突出している方向と、部材Bの切り込みを入れた部分が隆起した方向とをあわせて繊維強化樹脂成形体と部材Bとを重ね合わせた。
[Example 5]
Instead of the through hole h2 with a diameter of 1.5 mm, as shown in FIG. 9E, eight cuts (the length of the cut was 2.5 mm) were made outward from the periphery of the through hole h1. A fiber-reinforced resin bonded body was produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the cut portion was bent in the plate thickness direction and raised. When manufacturing the fiber-reinforced resin bonded body, the fiber-reinforced resin molded body and the member B are aligned so that the direction in which the protrusions of the fiber-reinforced resin molded body protrude and the direction in which the notched portion of the member B protrudes are aligned. and superimposed.

[比較例1]
繊維強化樹脂成形体の突起部の高さを9mmとし、部材Bに直径1.5mmの貫通孔h2を設けなかった以外は、実施例1と同じ方法で繊維強化樹脂接合体を製造し、評価した。
[Comparative Example 1]
A fiber-reinforced resin joined body was produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the height of the projection of the fiber-reinforced resin molded body was 9 mm and the through hole h2 having a diameter of 1.5 mm was not provided in the member B. bottom.

[比較例2]
直径1.5mmの貫通孔h2を設けなかった以外は、実施例1と同じ方法で繊維強化樹脂接合体を製造し、評価した。
[Comparative Example 2]
A fiber-reinforced resin bonded body was produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the through hole h2 with a diameter of 1.5 mm was not provided.

貫通孔h1の最大内接円柱の側面積をSとし、部材Bのかしめ部に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超90°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をSとした場合、実施例1~5ではS<Sであり、比較例1~2ではS=Sである。 S1 is the side area of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1, and the area of the surface parallel to the thickness direction and the inclination of more than 0° and less than 90° with respect to the thickness direction in the region covered by the crimped portion of the member B S 1 <S T in Examples 1 to 5 , and S 1 =S T in Comparative Examples 1 to 2, where S 1 is the total area of the planes parallel to the direction in which they are drawn.

結果を下記表1に示す。 The results are shown in Table 1 below.

Figure 2023101237000002
Figure 2023101237000002

表1に示した結果より、実施例1~5の繊維強化樹脂接合体は、初期剛性が高かった。 From the results shown in Table 1, the fiber-reinforced resin joined bodies of Examples 1 to 5 had high initial rigidity.

本発明の繊維強化樹脂接合体は、優れた接合強度を有しており、例えば、自動車の構造部品等の優れた溶着強度が要求される用途などに用いることが可能である。
特に、繊維強化樹脂を含む部材Aと部材Bとを接合する際に、かしめによる接合と接着剤による接合を併用する場合、部材Aと部材Bとを治具に固定することなく安定した寸法精度で接着剤を硬化させることができコストを大幅に削減することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The fiber-reinforced resin bonded body of the present invention has excellent bonding strength, and can be used for applications requiring excellent welding strength, such as structural parts of automobiles.
In particular, when joining the member A and the member B containing the fiber reinforced resin, when joining by caulking and joining by an adhesive are used together, stable dimensional accuracy is achieved without fixing the member A and the member B to a jig. The adhesive can be cured at high temperature, and the cost can be greatly reduced.

A:部材A
B:部材B
A1:突起部
A2:かしめ部
h1:貫通孔h1
h2:貫通孔h2
:部材Bの厚み
10:繊維強化樹脂接合体
Aa:部材Aa
h1:貫通孔h1の直径
20:貫通孔h1の最大内接円柱
d1:凹部
Sd1:凹部の内壁面
Sd2:凹部の内壁面
f1:凹部の内壁面Sd1に平行な方向
f2:凹部の内壁面Sd2に平行な方向
θ1:厚み方向とf1方向とのなす角
θ2:厚み方向とf2方向とのなす角
c1:切欠き部
c1:1つの切欠き部c1の外形線上の任意の2点を結んだ線分のうち最長の線分の長さ
F:部材F
G:部材G
F1:突起部
F2:かしめ部
30:従来の繊維強化樹脂接合体
j1:貫通孔
Fa:部材Fa
A: Member A
B: Member B
A1: Protruding portion A2: Crimped portion h1: Through hole h1
h2: through hole h2
CB : Thickness of member B 10: Fiber reinforced resin joined body Aa: Member Aa
R h1 : diameter of through hole h1 20: maximum inscribed cylinder of through hole h1 d1: recess Sd1: inner wall surface of recess Sd2: inner wall surface of recess f1: direction parallel to inner wall surface Sd1 of recess f2: inner wall surface of recess Direction parallel to Sd2 θ1: Angle between thickness direction and f1 direction θ2: Angle between thickness direction and f2 direction c1: Notch L c1 : Any two points on the outline of one notch c1 Length of the longest segment among the connected segments F: Member F
G: Member G
F1: Protruding part F2: Crimping part 30: Conventional fiber reinforced resin joined body j1: Through hole Fa: Member Fa

Claims (6)

少なくとも1つの突起部を有する繊維強化樹脂を含む部材Aと、少なくとも1つの貫通孔h1を有する部材Bとを含む繊維強化樹脂接合体であって、
前記突起部は、前記貫通孔h1を貫通しており、かつ前記貫通孔h1から突き出した部分にかしめ部を有し、
前記貫通孔h1の最大内接円柱の側面積をSとし、前記部材Bの前記かしめ部に覆われている領域における、厚み方向に平行な面の面積及び厚み方向に対して0°超90°未満傾斜した方向に平行な面の面積の合計をSとした場合、S<Sである、繊維強化樹脂接合体。
A fiber-reinforced resin joined body including a member A containing a fiber-reinforced resin having at least one protrusion and a member B having at least one through-hole h1,
The protrusion penetrates through the through hole h1 and has a crimped portion protruding from the through hole h1,
S1 is the side area of the maximum inscribed cylinder of the through hole h1, and the area of the surface parallel to the thickness direction in the region covered by the crimped portion of the member B and the thickness direction are more than 0° and 90°. A fiber-reinforced resin joined body in which S 1 < ST , where S T is the total area of surfaces parallel to a direction inclined by less than °.
前記部材Bは、前記かしめ部に覆われている領域に、前記貫通孔h1よりも小さい貫通孔h2を少なくとも1つ有する、請求項1に記載の繊維強化樹脂接合体。 The fiber-reinforced resin joined body according to claim 1, wherein said member B has at least one through-hole h2 smaller than said through-hole h1 in a region covered with said crimped portion. 前記貫通孔h1の周縁に少なくとも1つの切欠き部c1を有し、前記切欠き部c1が前記かしめ部に覆われている領域に存在する、請求項1又は2に記載の繊維強化樹脂接合体。 The fiber-reinforced resin joined body according to claim 1 or 2, wherein at least one cutout portion c1 is provided on the periphery of said through hole h1, and said cutout portion c1 is present in a region covered with said crimped portion. . 前記部材Bは、前記かしめ部に覆われている領域の少なくとも一部が粗面化処理されたものである、請求項1~3のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂接合体。 The fiber-reinforced resin joined body according to any one of claims 1 to 3, wherein at least part of the region covered with the crimped portion of the member B is roughened. 前記部材Bは、前記かしめ部に覆われている領域の少なくとも一部に凹部を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂接合体。 The fiber-reinforced resin joined body according to any one of claims 1 to 4, wherein said member B has a recess in at least part of the region covered with said crimped portion. 厚み方向から見た前記貫通孔h1の形状が、楕円形及び多角形のいずれでもない、請求項1~5のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂接合体。


The fiber-reinforced resin joined body according to any one of claims 1 to 5, wherein the shape of said through-hole h1 when viewed in the thickness direction is neither elliptical nor polygonal.


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