JP3261664B2 - 繊維強化樹脂複合材中空梁の交差結合方法 - Google Patents
繊維強化樹脂複合材中空梁の交差結合方法Info
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Description
の要求が高まりつつある建築構造材や高速鉄道車両へ繊
維強化複合材を適用するための繊維強化複合材中空梁の
交差結合方法を示したものである。
は、航空、宇宙用素材からスポーツ素材等として重要な
地位を占めている。
体は、比較的荷重を受け持つ割合の低い部位に用いられ
ているが、その強度、弾性率を活かして、本発明の利用
分野である建築構造材や高速鉄道車両での利用が望まれ
ている。
るものがあるが従来の金属と異なって、溶接が不可能で
あり、２つ以上の繊維強化樹脂複合材を接合することが
困難である。
本の炭素繊維強化樹脂複合材角柱同士を略Ｌ字形に結合
する場合において、それぞれの角柱端面を斜めに切り欠
いて接合し、角柱の表面が平面であることを利用して補
強部材を２本の角柱にまたがるように配して接合してい
るが、Ｌ字形に接合するため、側梁の任意の位置に横梁
を接合することができない。また、角柱をそれぞれ斜め
に切り欠くために剛性・強度が低下するため補強を必要
とするが、角柱以外の形状、たとえば円筒形状や楕円形
状等の平面だけで構成されず曲面を有する管体の場合に
は、平面を利用した当該補強部材を用いることができな
かった。
は、繊維強化樹脂複合材製の箱型断面の側梁に円筒形状
の横梁を挿入し、接着剤で接合しているが、強度低下防
止と接着面積確保のため特に当該ハニカムコア内部に樹
脂を充填し接合部位に使用しており、構造が複雑で重量
も増大して軽量化を阻害していた。そこで当社では、特
願平５−１０４９１０のように被接合体である繊維強化
樹脂製管体の外面と略等しい曲率を有する接合面を対応
する前記被接合体に対してそれぞれ備え、前記接合面を
構成する管体の部材を前記被接合体の配置どおりに配し
て一体化し、前記被接合体の内一方の管体が貫通できる
ようにしたが、やはり接着接合であることで部品の取り
替えは困難である。
脂複合材において溶接やボルト接合が困難であるので従
来接着接合にたよっていた接合技術で、疲労強度等に難
点のある接着接合に頼らず金属では一般的であるが繊維
強化樹脂複合材では穴周り強度の弱いため用いられなか
ったボルト接合を実施できるようにし、建築構造材や高
速鉄道車両の高強度部位に繊維強化樹脂複合材を適用で
きるようにした。また、この方法を使用すれば従来金属
で培った強度設計が使用でき、部品の取り替えも自由に
実施できる。
構造の繊維強化樹脂複合材梁を交差結合するに当たり、
あらかじめ繊維強化樹脂複合材プリプレグによって貫通
穴、ボルトまたはファスナー等の穴の部位を補強した繊
維強化樹脂複合材中空梁を他方の繊維強化樹脂複合材梁
で貫通させ、これを内外面軽量の結合部材で両面からサ
ンドイッチし、このサンドイッチしたものをボルト、フ
ァスナー等の機械的固定を用いて結合することにより、
従来の設計技術が使用できかつ部品の取り替えができる
繊維強化樹脂複合材中空梁の交差結合方法を示した。繊
維強化樹脂複合材では、穴周り強度が弱く高強度部位に
はボルト接合は、使用出来なかったが繊維強化樹脂複合
材であらかじめ補強したものに内外面を軽量の結合部材
でサンドイッチしたものをボルトやリベット等を用いて
締め込むため力が面圧で伝達されることにより高強度部
位への適用が可能になる。
る。
繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミックス繊維の
いずれであってもよく、また母材の樹脂はエポキシ樹
脂、フェノール樹脂等のいずれでもよい。本発明の繊維
強化樹脂複合材中空梁は、角型でも丸型でもいずれであ
ってもよく、図１丸中空梁−丸中空梁、図２角中空梁−
角中空梁、図３角中空梁−丸中空梁等の各種組み合わせ
が考えられる。また中空梁には中リブがあってもなくて
もよい。
維を液状樹脂の中を通し金属製の芯金に巻き付け、加熱
しその後芯金を引き抜くいわゆるフィラメントワインデ
ィング法が最も一般的に知られているが、シートワイン
ディング法、引き抜き成形法またはハンドレイアップ成
形法などいずれであっても良い。この成形時に穴あけを
実施する中空梁は穴あけ部に繊維強化樹脂複合材プリプ
レグ約１〜４ｍｍで補強を実施しておく。補強厚みが１
ｍｍ以下であると圧縮強度が弱く締め付け力がでずまた
４ｍｍ以上であるとボルト長さも長く必要となり、重量
も多くなる。
に他方の梁の形状を合わせた穴をあけ内外面を軽量の結
合部材でサンドイッチし仮止めする。これにもう一方の
繊維強化樹脂複合材中空梁を差し込み、共穴をあけボル
ト、ファスナー等により締め込む。
み部は、繊維強化樹脂複合材プリプレグであらかじめ補
強しておくとより高強度にもつ梁となる。
れるが、繊維強化樹脂複合材で製作してもよい。
２を結合した。
脂を使用しフィラメントワインディング法で１４８×２
８８ｍｍの角型芯金に成形・硬化し外径１６０×３００
ｍｍの繊維強化樹脂複合材を製作した。穴あけ部約φ２
００ｍｍにガラス繊維クロスプリプレグを約４ｍｍ積層
し硬化させた後、約２ｍｍに研削して樹脂複合材補強部
４５を形成し、約φ１２０ｍｍの穴あけを実施した。他
方は、同様の原料でフィラメントワインディング法を使
用し外径φ１２０ｍｍ、内径φ１１０ｍｍの丸型中空梁
を製作した。
を差し込みアルミ製外結合部材４４で角型の平行部をサ
ンドイッチし仮止めする。これに丸型中空梁４２をさし
こみアルミ製丸用内結合部材４３′を挿入し、共穴をあ
け、ボルト４６でボルト止めを実施した。角型には、Ｍ
６ボルト１０本、Ｍ８ボルト４本を、丸型には、Ｍ６ボ
ルト１２本を配置した。
前後、左右、押し込みと荷重を負荷した。どの方向にも
約３トンの荷重を負荷したが、全く問題は無かった。試
験後ボルトを外し分解、組立を実施したが異常は全く観
察されなかった。
溶接やボルト接合が困難であるので従来接着接合にたよ
っていたのを金属では一般的であるが繊維強化樹脂複合
材では穴周り強度の弱いため用いられなかったボルト接
合ができるようにした。このため、建築構造材や高速鉄
道車両の高強度部位に繊維強化樹脂複合材を適用できる
ようになり、この方法を使用すれば従来金属で培った強
度設計が使用でき、部品の取り替えも自由に実施でき
る。
合様式の断面図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 中空パイプ構造の繊維強化樹脂複合材梁
を交差結合するに当たり、あらかじめ繊維強化樹脂複合
材プリプレグによって貫通穴、ボルトまたはファスナー
等の穴の部位を補強した繊維強化樹脂複合材中空梁を他
方の繊維強化樹脂複合材梁で貫通させ、これを内外面軽
量の結合部材で両面からサンドイッチし、このサンドイ
ッチしたものをボルト、ファスナー等の機械的固定を用
いて結合することを特徴とする繊維強化樹脂複合材中空
梁の交差結合方法。 - 【請求項２】 前記結合部材を繊維強化複合材の結合部
材を用いて結合することを特徴とする請求項１記載の繊
維強化複合材中空梁の交差結合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18340593A JP3261664B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 繊維強化樹脂複合材中空梁の交差結合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18340593A JP3261664B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 繊維強化樹脂複合材中空梁の交差結合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719212A JPH0719212A (ja) | 1995-01-20 |
| JP3261664B2 true JP3261664B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=16135209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18340593A Expired - Lifetime JP3261664B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 繊維強化樹脂複合材中空梁の交差結合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3261664B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2903732B1 (fr) * | 2006-07-12 | 2008-09-12 | Airbus France Sas | Entree d'air pour turbomoteur d'aeronef. |
| JP7015632B2 (ja) * | 2016-12-06 | 2022-02-03 | 帝人株式会社 | 集成材の製造方法 |
| JP2018089897A (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | 帝人株式会社 | 木質集成材 |
| JP7512555B2 (ja) * | 2019-12-18 | 2024-07-09 | 大成建設株式会社 | 音低減構造及び音低減方法 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP18340593A patent/JP3261664B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0719212A (ja) | 1995-01-20 |
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