JP4435656B2 - 複合パネルのボルト取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば列車やモノレールなどの車両用として使用可能な複合パネルをボルトを利用して他の部材、例えば、車体などに取り付けるための複合パネルのボルト取付構造に関するものである。

従来、例えば、列車などの車両用の複合パネルとしては、鉄、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属材料が一般に使用されている。最近では、軽量化のニーズから、一部、内装用などとして、ガラス繊維或いは炭素繊維を強化繊維として使用した繊維強化複合材、即ち、ガラス繊維強化プラスチック或いは炭素繊維強化プラスチックが採用されている。

本発明者らは、特許文献１にて、また、図７及び図８に示すように、基材２としてのハニカム構造体或いは発泡構造体の少なくとも一側の面に表面層として、炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸させて形成した繊維強化複合材３（３ａ、３ｂ）を配置した構成の車両用複合パネル１を提案した。
特願２００３−１８３６１２

このような複合パネル１を、車体２００に取り付ける場合には、図８に示すように、単に、複合パネル１にボルト取り付け用の穴１１を開け、そこにボルト軸１００ｂを挿通し、車体２００にボルト１００を螺入することにより行われていた。

しかしながら、このような取付方法では、ボルト頭１００ａが複合パネル１の表面より突出することとなる。車体表面上に突起形状物を存在させることは、騒音の元となり、好ましいことではない。

また、従来の上記取付方法では、ボルト１００の締め付け力が、直接、複合パネル１の厚み方向の圧縮力となり、複合パネル１が凹んだり、或いは、表面層３ａの繊維強化複合材が割れるなどの、複合パネル１の損傷の原因となっていた。延いては、複合パネル１の強度に悪影響をもたらすこととなる。

従って、本発明の目的は、複合パネルに大きな損傷を与えることなく、複合パネルを他の部材に取り付けることのできる複合パネルのボルト取付構造を提供することである。

本発明の他の目的は、複合パネルの強度に悪影響をもたらすことのない複合パネルのボルト取付構造を提供することである。

本発明の目的は、車両用の複合パネルにおいては、表面に突出部或いは凹部が形成されることがなく、平滑表面を達成し、騒音の発生を抑制することのできる複合パネルのボルト取付構造を提供することである。

上記目的は本発明に係る複合パネルのボルト取付構造にて達成される。要約すれば、第１の本発明によれば、ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
前記ブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に接着される円筒状部と、前記円筒状部の一方開口端に一体に形成され、ボルト軸が貫通する貫通孔を備えたボルト頭座着用の座面部とを有し、
前記ブッシュ取付穴は、前記複合パネルの一側の表面層から他側の表面層の手前で終わり、前記他側の表面層は、前記ブッシュ取付穴に挿入された前記ブッシュ部材の座面部を受ける担持面を形成し、前記ブッシュ部材座面部担持面には、前記ブッシュ部材の座面部に形成された前記ボルト軸貫通孔と整合して、貫通孔が設けられることを特徴とする複合パネルのボルト取付構造が提供される。

本発明の一実施態様によると、前記ブッシュ取付穴の穴径と前記ブッシュ部材の外径との径差が、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲にあり、前記ブッシュ取付穴の穴径が前記ブッシュ部材の外径よりも大きい。

第２の本発明によれば、ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
前記ブッシュ部材は、外周面が前記ブッシュ取付穴に接着される円筒状部を備え、前記円筒状部の内周面には、ボルト軸が螺合するネジ穴が形成され、
前記ブッシュ取付穴は、前記複合パネルの一側の表面層から他側の表面層の手前で終わり、前記他側の表面層は、前記ブッシュ取付穴に挿入された前記ブッシュ部材の一方の端面部を受ける担持面を形成し、前記ブッシュ部材端面部担持面には、前記ブッシュ部材の前記ネジ穴と整合して、貫通孔が設けられることを特徴とする複合パネルのボルト取付構造が提供される。

第２の本発明においても、前記ブッシュ取付穴の穴径と前記ブッシュ部材の外径との径差が、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲にあり、前記ブッシュ取付穴の穴径が前記ブッシュ部材の外径よりも大きい。

上記第１、第２の本発明にて、一実施態様によると、前記ブッシュ部材は、前記複合パネルの表面層より突出した前記円筒状部にフランジが形成されている。

上記第１、第２の本発明にて、他の実施態様によると、前記ブッシュ部材は、鋼、ステンレススチール又はアルミニウムにて作製される。

上記第１、第２の本発明にて、他の実施態様によると、前記表面層を形成する繊維強化複合材の強化繊維は、長繊維の炭素繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ガラス繊維又はこれらの複合体である。

上記第１、第２の本発明にて、他の実施態様によると、前記表面層を形成する繊維強化複合材のマトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂又はフェノール樹脂である。
上記第１、第２の本発明にて、他の実施態様によると、前記複合パネルは、車両用の複合パネルである。

本発明の複合パネルのボルト取付構造によれば、
（１）複合パネルに大きな損傷を与えることなく、複合パネルを他の部材に取り付けることができる。
（２）複合パネルの強度に悪影響をもたらすことがない。
（３）車両用複合パネルにおいては、表面に突出部或いは凹部が形成されることがなく、平滑表面を達成し、騒音の発生を抑制することができる。
といった効果を奏し得る。

以下、本発明に係る複合パネルのボルト取付構造を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
本実施例では、本発明のボルト取付構造は、図７及び図８を参照して説明した車両用の複合パネル１に具現化されるものとして説明する。

つまり、本実施例によると、図１をも参照すると、車両用として有効な複合パネル１は、平らな板状部材とされ、中間層、即ち、芯材２としてのハニカム構造体又は発泡構造体と、この芯材２の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材３（３ａ、３ｂ）とを有する。

上記構成の複合パネル１は、限定されるものではないが次の製造方法により好適に作製される。

一実施例によれば、先ず、複合パネル１は、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸或いは加熱浸透させてプリプレグ形態の表面層繊維強化複合材３を成形し、次いで、このプリプレグ状表面層繊維強化複合材３を、芯材２として準備されたハニカム構造体若しくはウレタンフォームなどの発泡構造体の両表面に一体に成形される。

勿論、表面層繊維強化複合材３は、プリプレグ形態ではなく、完全に硬化した後、芯材２の表面に接着剤を介して一体に貼着しても良い。

更に説明すると、表面層繊維強化複合材３は、強化繊維として、炭素繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ガラス繊維又はこれらの複合体を使用することができる。これら強化繊維は、長繊維を一方向に揃えたものが好ましく、場合によってはクロス、或いは、短繊維による不織布、など種々の形態とすることができる。

また、マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又は、フェノール樹脂を使用することができる。このとき、繊維強化複合材３の繊維体積含有率は３０％〜７０％とされ、通常、５０％〜６０％とされる。

上記構成の表面層繊維強化複合材３を、複合パネル１の表面に、通常、厚さ（Ｔ３）＝１．０ｍｍ〜５．０ｍｍにて設けることができる。

複合パネル１の全体の厚さ（Ｔ１）は、任意に設計することができるが、通常１０〜２０ｍｍとされる。

芯材２としては、例えば、通常使用されるアルミニウム或いはアラミド樹脂などで作製したハニカム構造体、例えば、ディーアイシーヘクセル株式会社製の「ノーメックスハニカムコア（ＨＲＨ−７８）」(商品名）などを使用することができる。場合によっては、ウレタンフォームなどの発泡構造体なども使用可能である。

次に、本発明の特徴部をなす複合パネル１のボルト取付構造１０について説明する。図１に本発明の複合パネル１のボルト取付構造１０の一実施例を示す。

本実施例にて、ボルト取付構造１０は、複合パネル１に形成されたブッシュ取付穴１１と、この取付穴１１に取り付けられたブッシュ部材２０とにより構成される。

ブッシュ取付穴１１は、複合パネル１の一側の表面層３ａから他側の表面層３ｂを貫通し、複合パネル１の表面層３に対して略垂直方向に形成される。

ブッシュ部材２０は、円筒状部２１と、この円筒状部２１の一方の開口端に一体に形成された座面部２２とを有する。座面部２２は、ボルト１００のボルト頭１００ａが座着する座面を形成する。座面部２２は、その中央部にボルト軸１００ｂが貫通し得る大きさの貫通孔２３を備えている。

円筒状部２１は、ブッシュ取付穴１１に嵌合する大きさの外径Ｄ１と、ボルト頭１００ａの挿入を許容する大きさの内径Ｄ２とを有し、円筒状部２１の内部に凹部２４が形成される。

本実施例では、ブッシュ部材２０は、その円筒状部２１の軸線方向の長さ（Ｈ）が複合パネル１の厚さ（Ｔ１）と略一致するようにされる。

通常、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外径Ｄ１は、通常、２０〜３０ｍｍであり、内径Ｄ２は、１６〜２４ｍｍとされる。また、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、ブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差は、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲にあり、ブッシュ取付穴１１の穴径Ｄ４がブッシュ部材２０の外径Ｄ１よりも大きくされる。ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４とブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差が０．１ｍｍより小さいと、ブッシュ部材２０とブッシュ取付穴１１との嵌合が好適にできず、接着剤切れを生じさせるおそれがででくる。また、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４とブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差が０．２ｍｍを越えると、接着剤の量が増え、好ましくない。

また、円筒状部２１及び座面部２２の厚み（ｔ）は、２．０〜３．０ｍｍとされる。円筒状部２１と座面部２２とは同じ厚さとすることもでき、又、異なるものとすることもできる。座面部２２に形成されるボルト軸貫通孔２３は、ボルト軸１００ｂより若干大きくされ、通常、ボルト１００としてはＭ４〜Ｍ６のものが使用されるので、貫通孔内径Ｄ３は、ボルト軸１００ｂの直径４〜６ｍｍより僅かに大きくされる。

上記構成にて、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置したときに、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、ブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差により生じる空隙部には、樹脂を入れることができる。また、別法として、複合パネル１のブッシュ取付穴１１の内周面に、及び／又は、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外周領域に、接着剤を塗布し、その後、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に押入設置することにより、複合パネル１のブッシュ取付穴１１に一体的にブッシュ部材２０が取り付けられる。接着剤としてはエポキシ樹脂系接着剤を好適に使用し得る。

ブッシュ部材２０は、本実施例では、鋼材にて作製したが、これに限定されるものではなく、他の金属、例えば、ステンレススチール、アルミニウムなどでも良い。

上記構成とされる本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０によれば、ブッシュ部材２０を採用することにより、ブッシュ部材２０と複合パネル１との接着力を利用し、ボルト１００の締め付け力を一義的にはこの接着力で受けることから、複合パネル１に損傷を与えることなく、複合パネル１を車体２００に極めて容易に、かつ、強固に取り付けることができる。

また、ボルト頭１００ａを完全にブッシュ部材２０の円筒状部２１の凹部２４内に沈めることができる。又、車両などにおいては、ボルト頭１００ａなどが表面から飛び出ることと同様に、表面に穴形状の凹部２４が形成されることも嫌われるために、このような場合には、ボルト１００が取り付けられた後のブッシュ部材２０の凹部２４内にパテ３０などを充填して表面層３ａと同一表面とし、平滑化することができる。つまり、車両用複合パネル１に本実施例のボルト取付構造１０を実現した場合には、表面に突出部或いは凹部が形成されることがなく、平滑表面を達成し、騒音の発生を抑制することができる。

（実験例）
次に、本実施例の複合パネルのボルト取付構造の作用効果を立証するために行った実験例について説明する。

図２に、本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０の強度を試験するための試験方法を示す。

本実験例１によると、上記実施例に従って構成される図１に示すボルト取付構造１０を備えた複合パネル１を、直径（Ｄ０）６０ｍｍの穴２１１が形成された固定台２１０の上に設置した。複合パネル１には、ブッシュ部材取付穴１１として穴径（Ｄ４）３０ｍｍの穴を形成した。

次いで、上記ブッシュ部材取付穴１１より僅かに小さい外径寸法を有したブッシュ部材２０を作製し、このブッシュ部材２０の外周部を複合パネル１の取付穴１１に接着剤にて接着して取り付けた。その後、ブッシュ部材２０の座面部２１にボルト頭１００ａが座着するようにして、ボルト１００をブッシュ部材２０に挿入し、ボルト軸１００ｂにナット１０１を螺合することによって、ブッシュ部材２０にボルト１００を固定した。

次いで、ボルト軸１００ｂを矢印方向に荷重Ｐにより引っ張り、ブッシュ部材２０が複合パネル１から剥離、即ち、破壊するときの荷重（即ち、ブッシュ部材取付部の破壊強度）を求めた。

比較例として、図３に示すように、ブッシュ部材２０を複合パネル１に設けないで、直接、複合パネル１の下方表面側の繊維複合部材３ｂをボルト取付座面として、上記と同様の試験を行い、表面層繊維複合部材３ｂが破壊するときの荷重を求めた。

本実施例の評価試験において、使用した車両用複合パネル１の全体寸法は、図７にて、Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）が２００ｍｍであり、車両用複合パネル１の表面層繊維強化複合材３の厚さ（Ｔ３）は、図１にて、２．５ｍｍの一定とした。また、芯材２は、ディーアイシーヘクセル株式会社製の「ノーメックスハニカムコア（ＨＲＨ−７８）」(商品名)を使用した。厚さ（Ｔ２）は、１０ｍｍであった。従って、複合パネル１の全体厚さ（Ｔ１）は、１５ｍｍであった。

また、ブッシュ部材２０は、本実験例１では、鋼にて作製し、その円筒状部２１の軸線方向の長さ（Ｈ）が複合パネル１の厚さ（Ｔ１）と同じとした。また、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外径Ｄ１は、３０ｍｍ、内径Ｄ２は、２６ｍｍであり、座面部２２の厚み（ｔ）は、３ｍｍであった。座面部２２の中心の貫通孔２３は、その直径Ｄ３が、１３ｍｍであった。

尚、使用した繊維強化複合材３、即ち、繊維強化プラスチックは、ＰＡＮ系炭素繊維に、マトリックス樹脂として、エポキシ樹脂を繊維体積含有率で５０％含浸させたものであった。

表１から、本実施例（実験例１）の複合パネル１のボルト取付構造１０が、比較例と同等以上の破壊強度を有していることが分かる。

つまり、本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０によれば、ボルト１００を複合パネル１に取り付けられたブッシュ部材２０のボルト軸貫通孔２３を介して挿入し、複合パネル１に損傷を与えることなく、複合パネル１を車体に極めて容易に取り付けることができ、しかも、複合パネル１の強度に悪影響をもたらすことがない。

実施例２
図４（ａ）、（ｂ）に、本発明に従った複合パネルのボルト取付構造１０の他の実施例を示す。

先ず、図４（ａ）について説明する。

本実施例においても、ボルト取付構造１０は、複合パネル１に形成されたブッシュ取付穴１１と、この取付穴１１に取り付けられたブッシュ部材２０とにより構成される。

ブッシュ部材２０は、実施例１と同様に、円筒状部２１と、この円筒状部２１の一方開口端に一体に形成された座面部２２とを有する。円筒状部２１は、ブッシュ取付穴１１に嵌合する大きさの外径Ｄ１と、ボルト頭の挿入を許容する大きさの内径Ｄ２とを有する凹部２４を形成する。座面部２２は、その中央部にボルト軸が貫通し得る大きさの貫通孔２３を備えている。

ただ、本実施例では、ブッシュ取付穴１１は、複合パネル１の一側の表面層３ａから他側の表面層３ｂの手前で終わり、他側の表面層３ｂは、ブッシュ取付穴１１に挿入されたブッシュ部材２０の座面部２２を受けるための担持面３ｃを形成する。従って、本実施例では、ブッシュ取付穴１１は、この他側表面層３ｂは、貫通しては形成されていない。本実施例のボルト取付構造１０は、この点でのみ実施例１と異なる。

本実施例によれば、他側の表面層３ｂにて形成される、ブッシュ部材座面部担持面３ｃには、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に装着したとき、ブッシュ部材２０の座面部２２に形成されたボルト軸貫通孔２３と整合して、貫通孔３ｄが設けられる。

図４（ｂ）の実施例によれば、上記図４（ａ）に記載したブッシュ部材２０と同様の構成とされるが、ただ、この実施例では、ブッシュ部材２０は、複合パネル１の表面層３ａより突出しており、その部分にフランジ２５が形成されている点で、図４（ａ）の実施例と異なる。

上記図４（ａ）、（ｂ）に記載する構成にて、実施例１で説明したと同様に、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置したときに、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、ブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差により生じる空隙部には、樹脂を入れることができる。また、複合パネル１のブッシュ取付穴１１の内周面に、及び／又は、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外周領域に接着剤を塗布し、更に、ブッシュ部材２０の座面部２２に、及び／又は、この座面部２２と当接する複合パネル１の表面層部３ｂの内面に接着剤を塗布し、その後、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置すると共に、座面部２２を表面層部３ｂの内面に接合することにより、複合パネル１のブッシュ取付穴１１に一体的にブッシュ部材２０が取り付けられることとなる。接着剤としてはエポキシ樹脂系接着剤を好適に使用し得る。

特に、図４（ｂ）の構成では、必要に応じて、フランジ２５と、複合パネル表面層３ａとの間も接着剤で接合することもできる。

図４（ａ）、（ｂ）に記載する構成のブッシュ部材２０（実験例２、３）を、それぞれ、実施例１で説明した実験例１と同様の材料、即ち、鋼にて作製し、実施例１で説明した実験例１と同様の試験方法にて、本実施例の複合パネルのボルト取付構造（実験例２、３）の作用効果を立証するための実験を行った。

なお、図４（ｂ）の構成に関しての実験例３では、フランジ２５の外径は５０ｍｍとした。

実験結果を上記表１に示す。

本実施例（実験例２、３）においても、実施例１（実験例１）と同様の作用効果を達成することができ、更に、本実施例２では、ブッシュ部材２０の円筒状２１の外周面と、座面部２２とが複合パネル１に接着されることとなり、ブッシュ部材２０の円筒状外周面と複合パネルとの間の接着力が限界値に達し、接着破壊（１次破壊）に至ったとしても、ブッシュ部材２０の座面部２２が複合パネル１の表面層３ｂで担持されているために構造破壊（最終破壊）には至らず、安全性を増すことができる。接着破壊（１次破壊）では、ボルト取付構造部のみの交換などにより補修が可能であるが、構造破壊（最終破壊）では、ボルト取付構造部近傍の複合パネル自体が破壊に至り、パネル自体の交換が必要となる。

尚、表１の結果によれば、図４（ｂ）の構成（実験例３）では、更に、フランジ２５と複合パネル１との間でも担持力が発生し、安全性がより増大していることが分かる。

このように、本実施例２の構造によれば、ボルト取付構造の破壊のメカニズムは、接着破壊（１次破壊）と構造破壊（最終破壊）の２段階からなり、従って、１段目の接着破壊（１次破壊）の存在を点検することにより、車両パネルのボルト取付状態の監視をすることができる。この点検の結果によって、部分的な補修でよいのか、或いは、全体的にパネルの取り替えを行う必要があるのかの判断が可能となる。即ち、１段目の接着破壊（１次破壊）は、ボルト取付構造点検に際してのセンサーの機能をなす。

実施例３
図５に、本発明に従った複合パネルのボルト取付構造１０の他の実施例を示す。

本実施例においても、ボルト取付構造１０は、複合パネル１に形成されたブッシュ取付穴１１と、この取付穴１１に取り付けられたブッシュ部材２０とにより構成される。特に、本実施例のボルト取付構造１０は、先の実施例１、２の場合と異なり、例えば複合パネル１を車体２００の外面に配置し、この複合パネル１を車体２００の側から、即ち、内面側からボルト１００にて車体２００に取り付ける場合に有効である。

ブッシュ部材２０は、実施例１、２と同様に、円筒状部２１を備え、円筒状部２１の、直径Ｄ１とされる外周面がブッシュ取付穴１１に接着される。しかし、円筒状部２１の内周面には、実施例１、２とは異なり、ボルト軸１００ｂが螺合するネジ穴２６が形成される。

また、本実施例では、ブッシュ取付穴１１は、複合パネル１の一側の表面層３ａから他側の表面層３ｂの手前で終わり、他側の表面層３ｂは、ブッシュ取付穴１１に挿入されたブッシュ部材２０の、図５にて下方の端面部２１ａを受けるための担持面３ｃを形成する。従って、本実施例では、ブッシュ取付穴１１は、この他側表面層３ｂを貫通して設けられてはおらず、他側表面層３ｂには、ブッシュ部材端面座面部３ｃ位置において、ブッシュ部材２０のネジ穴２６と整合して、ボルト軸１００ｂの挿入を可能とする大きさの貫通孔３ｄが設けられる。

上述したように、本発明を車両用として使用する場合には、ボルト１００としては、Ｍ４〜Ｍ６のものが使用されるので、ネジ穴２６は、Ｍ４〜Ｍ６のボルト１００が螺合可能なネジ穴とされ、又、貫通孔３ｄの内径Ｄ３は、ボルト軸１００ｂの直径４〜６ｍｍより僅かに大きくされる。

本実施例では、先の実施例と同様に、通常、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外径Ｄ１は、通常、２０〜３０ｍｍとされる。また、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、ブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差は、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲にあり、ブッシュ取付穴１１の穴径Ｄ４がブッシュ部材２０の外径Ｄ１よりも大きくされる。ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４とブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差が０．１ｍｍより小さいと、ブッシュ部材２０とブッシュ取付穴１１との嵌合が好適にできず、接着剤切れを生じさせるおそれがででくる。また、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４とブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差が０．２ｍｍを越えると、接着剤の量が増え、好ましくない。

上記構成にて、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置したときに、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、ブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差により生じる空隙部には、樹脂を入れることができる。また、別法として、複合パネル１のブッシュ取付穴１１の内周面に、及び／又は、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外周領域に、接着剤を塗布し、その後、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に押入設置することにより、複合パネル１のブッシュ取付穴１１に一体的にブッシュ部材２０が取り付けられる。接着剤としてはエポキシ樹脂系接着剤を好適に使用し得る。

ブッシュ部材２０は、本実施例では、鋼材にて作製したが、これに限定されるものではなく、他の金属、例えば、ステンレススチール、場合によっては、アルミニウムなどを使用することも可能である。

本実施例においても、螺合されたボルト軸１００ｂの先端ネジ穴部分には、パテ３０などを充填して表面層３ａと同一表面とし、平滑化することができる。

図６に、本実施例の変形例を示す。

図６に示す実施例によれば、上記図５に記載したブッシュ部材２０と同様の構成とされるが、ただ、この実施例では、ブッシュ部材２０は、複合パネル１の表面層３ａより突出しており、その部分にフランジ２５が形成されている点で、異なる。

上記図５及び図６に記載する構成にて、上述したように、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置したときに、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、ブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差により生じる空隙部には、樹脂を入れることができる。また、複合パネル１のブッシュ取付穴１１の内周面に、及び／又は、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外周領域に接着剤を塗布し、更に、ブッシュ部材２０の端面部２１ａに、及び／又は、この端面部２１ａと当接する複合パネル１の表面層部３ｂの内面に接着剤を塗布し、その後、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置すると共に、端面部２１ａを表面層部３ｂの内面に接合することにより、複合パネル１のブッシュ取付穴１１に一体的にブッシュ部材２０が取り付けられることとなる。接着剤としてはエポキシ樹脂系接着剤を好適に使用し得る。

特に、図６の構成では、必要に応じて、フランジ２５と、複合パネル表面層３ａとの間も接着剤で接合することもできる。

図５及び図６に示す本実施例の複合パネルのボルト取付構造においても、先の実施例１、２と同様の作用効果を達成することができる。

つまり、本実施例においても、実施例１と同様の作用効果を達成することができ、更に、本実施例では、実施例２と同様に、ブッシュ部材２０の円筒状２１の外周面と、端面部２１ａとが複合パネル１に接着されることとなり、ブッシュ部材２０の円筒状外周面と複合パネルとの間の接着力が限界値に達し、接着破壊（１次破壊）に至ったとしても、ブッシュ部材２０の端面部２１ａが複合パネル１の表面層３ｂで担持されているために構造破壊（最終破壊）には至らず、安全性を増すことができる。接着破壊（１次破壊）では、ボルト取付構造部のみの交換などにより補修が可能であるが、構造破壊（最終破壊）では、ボルト取付構造部近傍の複合パネル自体が破壊に至り、パネル自体の交換が必要となる。

更に、図６の構成によれば、フランジ２５と複合パネル１との間でも担持力が発生し、安全性がより増大する。

このように、本実施例の構造によれば、実施例２の場合と同様に、ボルト取付構造の破壊のメカニズムは、接着破壊（１次破壊）と構造破壊（最終破壊）の２段階からなり、従って、１段目の接着破壊（１次破壊）の存在を点検することにより、車両パネルのボルト取付状態の監視をすることができる。この点検の結果によって、部分的な補修でよいのか、或いは、全体的にパネルの取り替えを行う必要があるのかの判断が可能となる。即ち、１段目の接着破壊（１次破壊）は、ボルト取付構造点検に際してのセンサーの機能をなす。

本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の一実施例を示す断面図である。 本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の実験方法を説明する図である。 比較例としての複合パネルのボルト取付構造の実験方法を説明する図である。 本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の他の実施例を示す断面図である。 本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の一実施例を示す断面図である。 本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の他の実施例を示す断面図である。 複合パネルの断面図である。 従来の複合パネルのボルト取付構造の例を示す断面図である。

符号の説明

１ 複合パネル
２ 芯材（中間層）
３（３ａ、３ｂ） 繊維強化複合材（表面層）
３ｃ ブッシュ部材座面部担持面
１０ ボルト取付構造
１１ ブッシュ取付穴
２０ ブッシュ部材
２１ 円筒状部
２１ａ 端面部
２２ 座面部
２３ ボルト軸貫通孔
２５ フランジ
２６ ネジ穴
３０ パテ
１００ ボルト
１００ａ ボルト頭
１００ｂ ボルト軸

Claims (9)

1. ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
   前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
   前記ブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に接着される円筒状部と、前記円筒状部の一方開口端に一体に形成され、ボルト軸が貫通する貫通孔を備えたボルト頭座着用の座面部とを有し、
   前記ブッシュ取付穴は、前記複合パネルの一側の表面層から他側の表面層の手前で終わり、前記他側の表面層は、前記ブッシュ取付穴に挿入された前記ブッシュ部材の座面部を受ける担持面を形成し、前記ブッシュ部材座面部担持面には、前記ブッシュ部材の座面部に形成された前記ボルト軸貫通孔と整合して、貫通孔が設けられることを特徴とする複合パネルのボルト取付構造。
2. 前記ブッシュ取付穴の穴径と前記ブッシュ部材の外径との径差が、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲にあり、前記ブッシュ取付穴の穴径が前記ブッシュ部材の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１の複合パネルのボルト取付構造。
3. ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
   前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
   前記ブッシュ部材は、外周面が前記ブッシュ取付穴に接着される円筒状部を備え、前記円筒状部の内周面には、ボルト軸が螺合するネジ穴が形成され、
   前記ブッシュ取付穴は、前記複合パネルの一側の表面層から他側の表面層の手前で終わり、前記他側の表面層は、前記ブッシュ取付穴に挿入された前記ブッシュ部材の一方の端面部を受ける担持面を形成し、前記ブッシュ部材端面部担持面には、前記ブッシュ部材の前記ネジ穴と整合して、貫通孔が設けられることを特徴とする複合パネルのボルト取付構造。
4. 前記ブッシュ取付穴の穴径と前記ブッシュ部材の外径との径差が、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲にあり、前記ブッシュ取付穴の穴径が前記ブッシュ部材の外径よりも大きいことを特徴とする請求項３の複合パネルのボルト取付構造。
5. 前記ブッシュ部材は、前記複合パネルの表面層より突出した前記円筒状部にフランジが形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
6. 前記ブッシュ部材は、鋼、ステンレススチール又はアルミニウムにて作製されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
7. 前記表面層を形成する繊維強化複合材の強化繊維は、長繊維の炭素繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ガラス繊維又はこれらの複合体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
8. 前記表面層を形成する繊維強化複合材のマトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂又はフェノール樹脂であることを特徴とする請求項７の複合パネルのボルト取付構造。
9. 前記複合パネルは、車両用の複合パネルであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。

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