JP5856368B2 - Ｃｆｒｐ体と金属体との絶縁連結方法 - Google Patents

Description

本発明は、炭素繊維強化樹脂にて成形、製作されたＣＦＲＰ体と、金属にて成形、製作された金属体との連結構造に関する。

炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）は比強度、比剛性が高いことから、製品の軽量化、小型化に貢献できることが期待され、多くの産業分野での利用が検討されている。
例えば自動車、二輪車分野では車体の軽量化による燃費向上、産業機械や電気製品の分野では製品の軽量化、小型化、高強度化を図るのに有効とされている。
また、ＣＦＲＰは導電性に優れていることが特徴となっている。
しかし、このようなＣＦＲＰで製作された部品、製品（以下、ＣＦＲＰ体と称する。）と金属製の部品、製品（以下、金属体と称する。）とをそのまま連結すると、ガルバニック・コロージョンと称される電食反応が発生するために金属体の連結部から腐食が進行し、それにより連結強度が低下し、最悪の場合には部品脱落といった問題も発生する。

上記のような現象の対策として、特許文献１は電食反応の防止策としてＣＦＲＰパイプとアルミニウムパイプとの結合部に電気的絶縁層を介在する技術を開示し、特許文献２は電池反応の防止策として連結部材間に所定電圧を印加する技術を開示する。
しかし、これらの公報に開示する技術は連結構造に大きな制限があり、しかも電食反応の防止策として他の対策手段を講じる必要があった。

特開平１１−１２３７６５号公報 特開２００９−２５５４２９号公報

本発明は、電食反応の防止に有効で、連結強度に優れ、設計自由の高いＣＦＲＰ体と金属体との連結構造の提供を目的とする。

本発明に係るＣＦＲＴＰ体と金属体との絶縁連結構造体は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂体（ＣＦＲＴＰ体）に、絶縁性の熱可塑性樹脂からなる略Ｌ字又は略コ字形状の取付体を接合してあり、当該取付体に金属体を連結してあることを特徴とする。
ここで、接合手段としては熱溶融による熱溶着、取付体をＣＦＲＴＰ体にインサート成形するインサート接合の他に接着剤を用いた化学接合やビス、リベット等の物理的接合が例として挙げられる。
また、連結手段はボルト、リベット、クリップ等の物理的連結が好ましいが、接着剤による連結でもよい。

ＣＦＲＰ体にはフェノール樹脂のような熱硬化性樹脂を基材に用いたものとポリプロピレン、ナイロン、ＡＢＳ樹脂のような熱可塑性樹脂を基材に用いたものがある。
本発明は取付体に熱可塑性樹脂を用いた点に特徴があることから、ＣＦＲＰとして炭素繊維強化熱可塑性樹脂（ＣＦＲＴＰ）を用いたＣＦＲＴＰ体にすると、このＣＦＲＴＰ体と取付体とを熱溶着により接合したり、ＣＦＲＴＰ体に対して取付体をインサート成形するインサート接合でより強固に接合できる。
なお、接着剤を用いて接合してもよい。

取付体の熱可塑性樹脂は絶縁性を有することが必要であることから、絶縁性を確保しつつ、強度向上を図った強化材との複合体からなる取付体でもよい。
この場合に取付体がＣＦＲＰと同等の機械的強度を有するように強化材で強化されているのが好ましい。
例えば、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）を用いてこの取付体を製作すると連結部の強度が向上する。
また、ＧＦＲＰの基材にポリプロピレンを用いたＧＦＰＰであってもよく、ガラス繊維は短繊維、長繊維の両方が含まれる。
その他にタルク、マイカ、セメント等の無機の補強材との複合材を取付体に用いることもできる。

本発明はＣＦＲＰ体と金属体との連結部に熱可塑性樹脂からなる取付体を採用したので、ＣＦＲＰ体と金属体との間の電食反応を有効に防止できる。
また、ＣＦＲＰ体としてＣＦＲＴＰ体を用いると、ＣＦＲＴＰ体の基材と取付体の基材とがともに熱可塑性樹脂となるので、熱溶着やインサート接合により強固に接合しやすくなる。

本発明に係る連結構造例を示す。 取付体の変形例を示す。

以下、図面に基づいて本発明に係るＣＦＲＰ体と金属体との連結構造例を説明するが、ＣＦＲＰ体及び金属体に特に限定がなく、各種製品分野に適用できる。
図１は連結構造部を部分的に示す。
本実施例は、ＣＦＲＰ体１に熱可塑性樹脂からなる断面略コ字形状の取付体３を接合部５にて接合した例である。
取付体３は絶縁性であり、図１に示すようにコ字形状の開口側端部をＣＦＲＰ体１に接合し、この取付体３の開口側端部とは反対側の背部に金属体２をボルト等の連結部材４にて連結してある。
ＣＦＲＰ体の基材は熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でもよい。
接合方法として熱板や熱風を用いた熱溶融による熱溶着や取付体３を金型に配置したインサート成形によるインサート接合が例として挙げられる。

図２に示した実施例は略Ｌ字形状の取付体３ａを用い、Ｌ字形状の一方の端部をＣＦＲＴＰ体に熱溶着した接合部５ａを有し、Ｌ字形状の他方の端部側の側面に連結部材としてリベット４ａを用いて連結した例である。
取付体３ａはガラス繊維と複合化を図った複合材（ＧＦＲＰ）でもよい。
図１及び図２に例として示したように、取付体の形状に制限はなく、ＣＦＲＰ体１と金属体２の形状や連結部位に応じて適宜選択できるので設計自由度が高い。

１ ＣＦＲＰ体
２ 金属体
３，３ａ 取付体
４，４ａ 連結部材
５，５ａ 接合部

Claims (3)

1. 炭素繊維強化熱可塑性樹脂体（ＣＦＲＴＰ体）からなる部品又は製品に、絶縁性の熱可塑性樹脂からなる取付体を用いて、金属体からなる部品又は製品を取り付ける連結方法であって、
   前記取付体は断面略Ｌ字形状であり、当該Ｌ字形状の一方の端部を前記ＣＦＲＴＰ体に熱溶着又はインサート成形により接合し、当該Ｌ字形状の他方の端部側の側面に連結部材を用いて前記金属体を連結したことを特徴とするＣＦＲＴＰ体と金属体との絶縁連結方法。
2. 炭素繊維強化熱可塑性樹脂体（ＣＦＲＴＰ体）からなる部品又は製品に、絶縁性の熱可塑性樹脂からなる取付体を用いて、金属体からなる部品又は製品を取り付ける連結方法であって、
   前記取付体は断面略コ字形状であり、当該コ字形状の開口側端部を前記ＣＦＲＴＰ体に熱溶着又はインサート成形により接合し、当該コ字形状の前記開口側端部とは反対側の背部に連結部材を用いて前記金属体を連結したことを特徴とするＣＦＲＴＰ体と金属体との絶縁連結方法。
3. 前記取付体は強化材との絶縁性複合体であることを特徴とする請求項１又は２記載のＣＦＲＴＰ体と金属体との絶縁連結方法。

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