JP6991085B2 - Bracket mounting structure to FRP material - Google Patents
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Description
本発明は、繊維強化プラスチックからなる部材(以下、FRP材)へのブラケット取付構造、特に、FRP材に締結具により被締結物を締結するためのブラケットの取付構造に関する。 The present invention relates to a bracket mounting structure to a member made of fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as FRP material), in particular, a bracket mounting structure for fastening an object to be fastened to the FRP material with a fastener.
従来からFRP材に被締結物を締結する際、カラー部を備えたブラケットをFRP材に接着固定し、当該カラー部に締結具を挿通して、FRP材と被締結物とを締結する方法がある。カラー部は、FRP材に設けられた穴に嵌め込まれ、カラー部の外周面と穴の内周面との隙間に配置された接着剤により、FRP材に接着固定される。特許文献1は、関連する技術を開示している。
Conventionally, when fastening an object to be fastened to an FRP material, a method of adhesively fixing a bracket provided with a collar portion to the FRP material, inserting a fastener through the collar portion, and fastening the FRP material to the object to be fastened. be. The collar portion is fitted into a hole provided in the FRP material, and is adhesively fixed to the FRP material by an adhesive arranged in a gap between the outer peripheral surface of the collar portion and the inner peripheral surface of the hole.
しかしながら、接着剤はクリープ変形するため、上記隙間の大きさが変化して、ブラケットとFRP材との相対的な位置関係、ひいてはFRP材と被締結物との相対的な位置関係が経年変化することがある。これを抑制する方法としては、接着剤の層を極力薄くするべく、カラー部を穴に圧入することが考えられるが、圧入は、締め代を厳格に管理する必要があり、量産には不向きである。 However, since the adhesive is creep-deformed, the size of the gap changes, and the relative positional relationship between the bracket and the FRP material, and eventually the relative positional relationship between the FRP material and the object to be fastened, changes over time. Sometimes. As a method of suppressing this, it is conceivable to press-fit the collar part into the hole in order to make the adhesive layer as thin as possible, but press-fitting requires strict control of the tightening margin and is not suitable for mass production. be.
本発明の目的は、FRP材にブラケットを接着固定した構造において、接着剤のクリープ変形によるFRP材とブラケットとの間の相対変位を抑制することにある。 An object of the present invention is to suppress a relative displacement between the FRP material and the bracket due to creep deformation of the adhesive in a structure in which the bracket is adhered and fixed to the FRP material.
本発明の一態様にかかるブラケット取付構造では、FRP材に接着された金属製の第1及び第2ブラケット部材と、それらとFRP材とを厚さ方向に貫通して締結するリベットと、を含む。第1ブラケット部材は、締結具を挿通するための貫通孔を有するカラー部と、カラー部から離間した位置において厚さ方向へ突出し、かつ、FRP材に設けられた穴に嵌め込まれた突出部と、を含む。リベットの胴部の外周面は、FRP材においてリベットが貫通している穴の内周面に面接触している。 The bracket mounting structure according to one aspect of the present invention includes first and second metal bracket members bonded to the FRP material, and rivets that penetrate the FRP material in the thickness direction and fasten them. .. The first bracket member includes a collar portion having a through hole for inserting a fastener, and a protrusion portion that protrudes in the thickness direction at a position separated from the collar portion and is fitted into a hole provided in the FRP material. ,including. The outer peripheral surface of the body of the rivet is in surface contact with the inner peripheral surface of the hole through which the rivet penetrates in the FRP material.
本発明によれば、FRP材にブラケットを接着固定した構造において、接着剤のクリープ変形によるFRP材とブラケットとの間の相対変位を抑制することができる。 According to the present invention, in a structure in which a bracket is adhered and fixed to an FRP material, relative displacement between the FRP material and the bracket due to creep deformation of the adhesive can be suppressed.
以下、いくつかの実施形態にかかるブラケット取付構造について、図1A乃至図9を参照して説明する。なお、以下の説明における「上」「下」など方向を表す用語は、各部の位置関係を説明するために便宜上定めたものであり、実際の取り付け姿勢等を限定するものではない。 Hereinafter, the bracket mounting structure according to some embodiments will be described with reference to FIGS. 1A to 9. In the following description, terms indicating directions such as "up" and "down" are defined for convenience to explain the positional relationship of each part, and do not limit the actual mounting posture and the like.
<第1実施形態>
第1実施形態にかかるブラケット取付構造は、図1A及び図1Bに示すように、FRP材1と、ブラケット2と、2つのリベット3とを備える。
<First Embodiment>
As shown in FIGS. 1A and 1B, the bracket mounting structure according to the first embodiment includes an
FRP材1は、厚さを有する板状の部材であり、強化繊維とマトリックス樹脂とから構成されている。強化繊維は、FRP材1の面方向、すなわち厚さ方向Zに直交する方向に沿って配向された連続繊維からなり、例えば、強化繊維束を一方向もしくは角度を変えて積層した積層構造、或いは織物の形態を有し得る。FRP材1の厚さは、特に限定されず、要求される強度、剛性等に応じて適宜設定できる。強化繊維は、特に限定されず、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維、アルミナ繊維、シリコンカーバイド繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維などを用いることができる。炭素繊維は、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN系)、ピッチ系、セルロース系、炭化水素による気相成長系炭素繊維、黒鉛繊維などを用いることができる。これらの繊維を2種類以上組み合わせて用いてもよい。マトリックス樹脂は、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂など公知の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、図示したFRP材1は、平板状に形成されているが、その形状は用途に応じて適宜選択可能であり、例えば、曲板状であってもよい。
The
ブラケット2は、図1Bに示すように、例えばボルトB及びナットNなどの締結具Fにより、被締結物4をFRP材1に締結するための部材である。ブラケット2は、FRP材1の上側に設けられた第1ブラケット部材5と、FRP材1の下側に設けられた第2ブラケット部材6とから構成されている。
As shown in FIG. 1B, the
第1ブラケット部材5は、例えば、ステンレス鋼、アルミなど金属製であり、本体部7と、カラー部8と、2つの突出部9とを備える。本体部7は、厚さ方向視において略矩形状の板状の形状を有し、FRP材1の上側の表面1aに沿って延在している。
The
カラー部8は、筒状の形状を有し、厚さ方向視における本体部7の中央部の裏面7aから下側に突出している。カラー部8の長さ、すなわち厚さ方向Zに沿った寸法は、本体部7の厚さにFRP材1の厚さとその両面に設けられる接着剤Aの厚さとを加えた寸法に略等しい。
The
カラー部8は、中心部に締結具Fを挿通するための貫通孔8aを備えている。貫通孔8aの上端は、第1ブラケット部材5の上側の表面5aに開口しており、下端は、カラー部8の下面8bに開口している。FRP材1のカラー部8に対応する位置には、FRP材1を厚さ方向Zに貫通する穴h1が設けられており、カラー部8は、その穴h1に嵌め込まれている。なお、穴h1の形状及び寸法は、カラー部8の外周面8cと穴h1の内周面h1aとの間の隙間が、接着剤Aにとって適正な寸法となるように決定することができる。また、図示したカラー部8は、円筒状に形成されているが、その形状は用途に応じて適宜選択可能であり、例えば、多角筒状であってもよい。
The
突出部9は、厚さ方向視において、本体部7の長手方向両端部の外縁部近傍に1つずつ設けられ、互いの間にカラー部8を挟むように配置されている。各突出部9は、柱状の形状を有し、カラー部8から離間した位置において、本体部7の裏面7aから下側に突出している。突出部9の突出高さ、すなわち裏面7aからの厚さ方向Zに沿った寸法は、上記カラー部8の長さから本体部7の厚さを差し引いた寸法に略等しい。
The
FRP材1の突出部9に対応する位置には、FRP材1を厚さ方向Zに貫通する穴h2が設けられており、突出部9は、その穴h2に嵌め込まれている。なお、穴h2の形状及び寸法は、突出部9の外周面9aと穴h2の内周面h2aとの間の隙間が、接着剤Aにとって適正な寸法となるように決定することができる。また、図示した突出部9は、円柱状に形成されているが、その形状は用途に応じて適宜選択可能であり、例えば、角柱状、板状、円錐状、角錐状などであってもよい。
A hole h2 that penetrates the
第2ブラケット部材6は、厚さ方向視において略矩形状の形状を有する、例えば、ステンレス鋼、アルミなど金属製の板状の部材であり、FRP材1の下側の表面1bに沿って延在している。
The
第2ブラケット部材6における、カラー部8の貫通孔8aと厚さ方向Zに対向する位置には、締結具Fを挿通するための貫通孔6aが設けられている。貫通孔6aは、第2ブラケット部材6の上側の裏面6bから下側の表面6cに貫通し、カラー部8の貫通孔8aと連通している。
A through
第2ブラケット部材6の裏面6bにおける貫通孔6aの周辺部は、カラー部8の下面8bと厚さ方向Zに対向して、下面8bに直接接触している。また、第2ブラケット部材6の裏面6bのうち突出部9の下側に位置する部分は、突出部9の下面9bと厚さ方向Zに対向して、下面9bに直接接触している。
The peripheral portion of the
両ブラケット部材5,6は、図1Bに示すように、接着剤AによりFRP材1に接着されている。具体的には、カラー部8は、その外周面8cと穴h1の内周面h1aとの間の隙間に設けられた接着剤Aにより、穴h1の内周面h1aに接着されている。突出部9は、その外周面9aと穴h2の内周面h2aとの間の隙間に設けられた接着剤Aにより、穴h2の内周面h2aに接着されている。本体部7は、その裏面7aとFRP材1の上側の表面1aとの間の隙間に設けられた接着剤Aにより、FRP材1に接着されている。第2ブラケット部材6は、その裏面6bとFRP材1の下側の表面1bとの間の隙間に設けられた接着剤Aによって、FRP材1に接着されている。なお、接着剤Aは、特に限定されず、例えば、エポキシ系、ウレタン系など公知の接着剤を用いることができる。
As shown in FIG. 1B, both
2つのリベット3は、厚さ方向視において、互いの間にカラー部8を挟むように配置されている。本実施形態のリベット3は、図1Aに示すように、厚さ方向視において、カラー部8と突出部9とを包囲する無数の包囲線のうち周長が最短の包囲線(図1Aの一点鎖線)に囲まれた領域R内に打ち込まれている。特に、本実施形態の2つのリベット3は、カラー部8及び2つの突出部9と同一の直線Lに沿って配置されており、かつ、各々、カラー部8の中心点と各突出部9の中心点とを結ぶ線分の中点近傍にそれぞれ配置されている。
The two
各リベット3は、ブラケット部材5,6とFRP材1とを厚さ方向Zに貫通して、ブラケット部材5,6をFRP材1に締結している。具体的には、図1Dに示すように、ブラケット部材5,6とそれらに挟まれたFRP材1とを厚さ方向Zに貫通する穴h3に打ち込まれている。
Each
リベット3は、ブラインドリベットであり、図1C及び図1Dに示すように、スリーブ3aと、スリーブ3a内に挿通されたマンドレル3bとを備えている。スリーブ3aは、円筒状の胴部3cと、胴部3cの端部に形成されたフランジ3dとを備えている。マンドレル3bの先端部のスリーブ3aの先端より外側に位置する部分には、スリーブ3aの内径より大きな外径を有する頭部3eが形成されている。
The
リベット3を用いてブラケット部材5,6をFRP材1に締結固定する際は、図1Cに示すように、先ず、FRP材1の一方の側(本実施形態では上側)から穴h3にスリーブ3aの胴部3cを挿入する。このとき、フランジ3dの座面3fを第1ブラケット部材5の表面5aの穴h3の周辺部に当接させた状態で、胴部3cの先端部が第2ブラケット部材6の表面6cより下側に突出するようにする。
When fastening and fixing the
この状態において、フランジ3dの座面3fを第1ブラケット部材5の表面5aの穴h3の周辺部に押し当てつつ、図示しない専用工具を用いてマンドレル3bを上方に引き抜く。すると、マンドレル3bの頭部3eから胴部3cに対して軸方向に圧縮力が付与され、胴部3cは、図1Dに示すように、軸方向に一様に圧縮塑性変形され、かつ、径方向に拡径変形する。また、胴部3cの先端部の、第2ブラケット部材6の表面6cより下側に位置していた部分は、マンドレル3bの頭部3eによって径方向外側に押し広げられて、膨径部3gを形成する。そして、マンドレル3bが引きちぎられると、スリーブ3aは、かしめられ、ブラケット部材5,6は、FRP材1に締結固定される。
In this state, the
このかしめ状態では、リベット3のフランジ3dと膨径部3gとから、ブラケット部材5,6に対して、リベット3の軸力が作用している。従って、フランジ3dの座面3fと、座面3fに接触している第1ブラケット部材5の表面5aとの間には、面方向の摩擦力が作用している。また、膨径部3gの上面3hと、上面3hに接触している第2ブラケット部材6の表面6cとの間にも、面方向の摩擦力が作用している。そして、これら摩擦力により、ブラケット部材5,6に対するリベット3の径方向の相対変位が阻止されている。このことは、リベット3の軸力を適正な値に保ち、上記摩擦力を適正な大きさに維持することで、ブラケット部材5,6に対するリベット3の相対変位を未然に防止することができることを意味する。
In this caulked state, the axial force of the
また、拡径変形した胴部3cの外周面3kは、穴h3の内周面h3aのうち、少なくともFRP材1に形成された穴h3の内周面h3aに直接面接触している。より詳細には、胴部3cの外周面3kは、FRP材1の内周面h3aに径方向に押し付けられて密着している。胴部3cの外周面3kとFRP材1の内周面h3aとには、それらの間に介在する接着剤Aが存在しないか無視できるほど少ない領域が、周方向に連続して存在している。従って、リベット3は、FRP材1の穴h3に径方向に拘束され、FRP材1に対して径方向へ相対変位不能になっている。なお、穴h3の形状及び寸法は、胴部3cの外周面3kのFRP材1の内周面h3aへの面圧が、上記かしめ状態において適正な値となるように選択されている。
Further, the outer
本実施形態では、リベット3と、リベット3によってFRP材1に締結されたブラケット2と、FRP材1のうちブラケット部材5,6の間に挟まれている部分とによって、FRP材1に被締結物4を締結するための締結部が構成されている。締結部に被締結物4を締結する際は、例えば、図1Bに示すように、第1ブラケット部材5の上に被締結物4を重ね合わせ、カラー部8と第2ブラケット部材6の貫通孔8a,6aと被締結物4の孔4aとにボルトBを挿通させて、これにナットNを締め付ける。これにより、被締結物4をFRP材1に締結することができる。
In the present embodiment, the
以下、本実施形態にかかる作用効果について説明する。 Hereinafter, the action and effect of the present embodiment will be described.
(1)本実施形態では、突出部9がカラー部8から離間した位置で下側へ突出し、FRP材1の穴h2に嵌め込まれている。このため、第1ブラケット部材5が曲げ変形する際に、これを拘束する力が突出部9から第1ブラケット部材5に作用するので、第1ブラケット部材5の曲げ変形への抵抗(曲げ剛性)は、突出部9がない場合よりも大きくなる。従って、リベット3の軸力による第1ブラケット部材5の曲げ変形は抑制され、例えば突出部9がない場合に生じ得る本体部7の端部のFRP材1への食い込み(図2参照)など、FRP材1に局所的な集中荷重が作用すること(面圧集中)が防止される。これにより、FRP材1の厚さ方向Zのクリープ変形(肉痩せ)が抑制され、リベット3の軸力の低下が防止されるので、リベット3とブラケット部材5,6との間の面方向の相対変位が防止される。
(1) In the present embodiment, the protruding
一方、FRP材1の面方向、すなわち強化繊維の配向方向におけるクリープ変形は、厚さ方向Zにおけるクリープ変形に比して著しく小さいため、FRP材1の穴h3の径方向のクリープ変形は無視できるほど小さい。また、穴h3の内周面h3aには、リベット3の胴部3cの外周面3kが面接触しており、外周面3kと内周面h3aとの間に介在する接着剤は存在しないか無視できるほど少ないので、接着剤のクリープ変形によるリベット3の相対変位はほとんど生じない。すなわち、リベット3とFRP材1との間の経年的な面方向の相対変位は十分に抑えられている。
On the other hand, since the creep deformation in the surface direction of the
このように本実施形態によれば、FRP材1とブラケット部材5,6とが、双方に対して面方向の相対変位が抑制されたリベット3によって締結されているので、接着剤Aのクリープ変形によるFRP材1とブラケット2との間の相対変位を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
(2)また、本実施形態では、リベット3は、厚さ方向視においてカラー部8と突出部9とを包囲する無数の包囲線のうち周長が最短の包囲線に囲まれた領域R内に打ち込まれている。この領域Rの内側は、その外側の領域に比べて、突出部9の拘束力が伝わりやすく、第1ブラケット部材5の曲げ剛性が高い。このため、リベット3を領域Rの外側に打ち込んだ場合よりも、リベット3の軸力による第1ブラケット部材5の曲げ変形が抑制され、面圧集中によるFRP材1の厚さ方向Zのクリープ変形が抑制される。従って、リベット3の軸力の低下がより確実に防止される。
(2) Further, in the present embodiment, the
(3)さらに、本実施形態では、厚さ方向視においてカラー部8と突出部9とリベット3とが同一の直線Lに沿って配置されている。従って、被締結物4からブラケット2に対して直線Lに沿った方向に外力が入力される場合において、当該外力を突出部9とリベット3とで効率よく分担して支持することができる。このため、カラー部8の周囲に設けられた接着剤Aのクリープ変形を抑制することができる。
(3) Further, in the present embodiment, the
(4)また、本実施形態では、第1ブラケット部材5のカラー部8と突出部9とが、金属製の第2ブラケット部材6に厚さ方向Zに対向して接触している。このため、第1ブラケット部材5は、その曲げ変形に対する拘束力を第2ブラケット部材6から直接受けることができる。そのため、リベット3の軸力による第1ブラケット部材5の曲げ変形がさらに抑制され、面圧集中によるFRP材1の厚さ方向Zのクリープ変形がさらに抑制される。また、リベット3の軸力の一部は、カラー部8と突出部9とを介して直接第2ブラケットに伝達されるため、ブラケット部材5,6からFRP材1に作用する面圧が軽減され、FRP材1の厚さ方向Zのクリープ変形がさらに抑制される。このため、リベット3の軸力の低下がより確実に防止される。
(4) Further, in the present embodiment, the
(5)さらに、本実施形態では、リベット3は、ブラインドリベットであるため、かしめ作業の際、通常のリベットよりも胴部3cを大きく拡径変形させることができる。これによりリベット3の胴部3cの外周面3kをより確実にFRP材1の穴h3の内周面h3aに密着させることができる。
(5) Further, in the present embodiment, since the
(6)また、本実施形態では、2つのリベット3が、厚さ方向視においてカラー部8を間に挟むように配置されている。このため、厚さ方向視で時計回りまたは反時計回りのモーメントがブラケット2に作用する場合でも、互いに離間した位置に設けられた2つのリベット3で、そのモーメントを負担することができる。これにより、当該モーメントによる接着剤Aのクリープ変形を防止し、ブラケット2のFRP材1に対するクリープ変位を抑制できる。なお、クリープ変位をより確実なものにすべく、リベット3の数は3つ以上としてもよい。
(6) Further, in the present embodiment, the two
(7)さらに、本実施形態は、厚さ方向視において、互いの間にカラー部8を挟むように配置された2つの突出部を備えている。このため、上記領域Rの面積がその分増え、リベット3の打ち込み位置の選択の自由度が高まる。
(7) Further, the present embodiment includes two protrusions arranged so as to sandwich the
<第1実施形態の変形例>
第1実施形態では、厚さ方向視において互いの間にカラー部8を挟むように配置された2つの突出部9を備えていたが、そのうち片側(例えば、図1Aのカラー部8の左側)の突出部9は省略してもよい。また、リベット3も、厚さ方向視において互いの間にカラー部8を挟むように2つ配置されていたが、上記省略された突出部9と同じ側(例えば、図1Aのカラー部8の左側)のリベット3は省略してもよい。この場合、残された側の突出部9及びリベット3とカラー部8とを含む構成(図1Aの二点鎖線で囲まれた部分)から、少なくとも上記(1)~(5)の作用効果を得ることができる。また、以下に述べる他の実施形態においても、これと同様の構成を含むものは、同様の作用効果を得ることができる。
<Modified example of the first embodiment>
In the first embodiment, two projecting
次に、第2乃至第6実施形態、及び他の実施形態にかかるブラケット取付構造について、図3乃至図9を参照して説明する。なお、各実施形態の説明では、先行する実施形態及び変形例と異なる構成についてのみ説明することとし、先行する実施形態等において既に説明した要素と同じ機能を有する要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。 Next, the bracket mounting structure according to the second to sixth embodiments and the other embodiments will be described with reference to FIGS. 3 to 9. In the description of each embodiment, only the configurations different from the preceding embodiments and modifications will be described, and the same reference numerals are given to the elements having the same functions as the elements already described in the preceding embodiments and the like. Therefore, the description thereof will be omitted.
なお、後述の各実施形態等においても、カラー部8、突出部9及びリベット3に各々対応して、FRP材1に穴h1,h2,h3が形成され、カラー部8の貫通孔8a及びリベット3に各々対応して、第2ブラケット部材6に貫通孔6a及び穴h3が形成される。これらの穴h1,h2,h3及び貫通孔6aの構成は、第1実施形態における穴h1,h2,h3及び貫通孔6aの構成と同様であるため、図示及び説明を省略する。
In each embodiment described later, holes h1, h2, h3 are formed in the
<第2実施形態>
第2実施形態では、第1ブラケット部材5が、4つの突出部9を備えている。4つの突出部9は、図3に示すように、厚さ方向視において、カラー部8を間に挟むように片側2つずつ配置されている。各突出部9は、厚さ方向視で略矩形状の本体部7の角部に設けられ、相互に離間し、かつカラー部8から離間した位置において、本体部7の裏面7aから下側へ突出している。また、図3に示すように、厚さ方向視においてカラー部8と、該カラー部8に対して同じ側に位置する2つの突出部9とを包囲する無数の包囲線のうち周長が最短の包囲線(図3の一点鎖線)に囲まれた領域Rが、第1実施形態の変形例の領域Rよりも広い。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, the
(8)本実施形態によれば、第1ブラケット部材5が、片側に(カラー部8に対して同じ側に)2つの突出部9を備えているため、本体部7の曲げ変形に対する突出部9の拘束力が増大し、第1ブラケット部材5の曲げ剛性がさらに向上する。
(8) According to the present embodiment, since the
(9)また、本実施形態の領域Rは、第1実施形態の変形例の領域Rよりも広いため、リベット3を打ち込む位置の自由度が高く、上記(2)の作用効果をより確実に得ることができる。
(9) Further, since the region R of the present embodiment is wider than the region R of the modified example of the first embodiment, the degree of freedom of the position where the
<第2実施形態の変形例>
第2実施形態では、厚さ方向視においてカラー部8を間に挟むように片側2つずつ配置された4つの突出部9を備えていたが、そのうち片側(例えば、図3のカラー部8の左側)の2つの突出部9は省略してもよい。また、リベット3も厚さ方向視においてカラー部8を互いの間に挟むように片側1つずつ配置されていたが、上記省略された2つの突出部9と同じ側(例えば、図3のカラー部8の左側)のリベット3は省略してもよい。この場合、残された側の2つの突出部9及びリベット3とカラー部8とを含む構成(図3の二点鎖線で囲まれた部分)から、少なくとも上記(8)及び(9)の作用効果を得ることができる。
<Modified example of the second embodiment>
In the second embodiment, four projecting
なお、突出部9は、厚さ方向視でカラー部8に対して同じ側に3つ以上設けてもよい。この場合、本体部7の曲げ変形に対する突出部9の拘束力がさらに増大し、第1ブラケット部材5の曲げ剛性がさらに向上する。
In addition, three or more
<第3実施形態>
第3実施形態では、図4に示すように、第1ブラケット部材5が、2つのカラー部8と1つの突出部9とを備えている。厚さ方向視において、突出部9の中心点と2つのカラー部8の中心点とは、三角形の各頂点に相当する位置に位置している。第1ブラケット部材5の本体部7及び図示しない第2ブラケット部材6は、厚さ方向視において略三角形状の形状を有している。リベット3は、厚さ方向視において2つのカラー部8と突出部9とを包囲する無数の包囲線のうち周長が最短の包囲線(図4の一点鎖線)に囲まれた領域Rの内側で、上記三角形の略重心位置に打ち込まれている。第3実施形態は、第2実施形態の変形例における2つの突出部9のうちの一つをカラー部8に置き換えたものに相当する。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, as shown in FIG. 4, the
(10)本実施形態によれば、突出部9の代わりにカラー部8を設けることで、突出部9の個数を減らしつつ、カラー部8によって第1ブラケット部材5の曲げ剛性を向上させることができる。
(10) According to the present embodiment, by providing the
<第4実施形態>
第4実施形態では、図5に示すように、第1ブラケット部材5が、3つのカラー部8を備えている。第4実施形態は、第3実施形態における突出部9をカラー部8に置き換えたものに相当する。
<Fourth Embodiment>
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 5, the
(11)第4実施形態によれば、第1ブラケット部材5の突出部9を省略することができる。
(11) According to the fourth embodiment, the protruding
<第5実施形態>
第5実施形態では、図6に示すように、第1ブラケット部材5が、2つのカラー部8を備えており、リベット3は、2つのカラー部8の中心同士を結ぶ線分の中点近傍に打ち込まれている。第5実施形態は、第1実施形態の変形例における突出部9をカラー部8に置き換えたもの、或いは、第3実施形態から突出部9を省略したものに相当する。
<Fifth Embodiment>
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 6, the
(12)第5実施形態によれば、第4実施形態と同様に、第1ブラケット部材5において、突出部9を省略することができる。また、リベット3の軸力を、突出部9よりも断面係数の大きい2つのカラー部で支持できるので、第1実施形態の変形例よりも、第1ブラケット部材5が高い曲げ剛性を得ることができる。
(12) According to the fifth embodiment, the
<第5実施形態の変形例>
第5実施形態では、突出部9を省略し、2つのカラー部8の間に1つのリベット3を打ち込んでいたが、図7に示すように、2つのカラー部8のうち1つを間に挟むように2つのリベット3を打ち込んでもよい。この変形例は、第1実施形態において2つの突出部9のうちの1つをカラー部8に置き換えたものに相当する。この変形例によれば、第1実施形態と同様に、厚さ方向視において時計回りまたは反時計回りのモーメントがブラケット2に作用する場合の、FRP材1に対するブラケット2のクリープ変位を抑制できる(上記(6)の作用効果参照)。
<Modified example of the fifth embodiment>
In the fifth embodiment, the protruding
<第6実施形態>
第6実施形態は、図8に示すように、第1実施形態において、カラー部8に2つの貫通孔8aを形成したものに相当する。本実施形態のカラー部8は、厚さ方向視において、互いに外接する2つの円が当該外接点でつながったような形状を有する。厚さ方向視におけるカラー部8の外形寸法は、1つの貫通孔8aを有するカラー部8のそれより大きい。従って、カラー部8を装着するための穴h1は、その分大きく形成されている。また、図示は省略するが、第2ブラケット部材6には、カラー部8の2つの貫通孔8aにそれぞれ対応する位置に2つの貫通孔6aが設けられている。
<Sixth Embodiment>
As shown in FIG. 8, the sixth embodiment corresponds to the one in which two through
(13)第6実施形態は、1つのカラー部8が2つの貫通孔8aを有するため、貫通孔8a同士の間隔を小さくすることができ、締結具Fの位置が互いに近接している場合に好適である。また、厚さ方向視におけるカラー部8の外形寸法が、1つの貫通孔8aを有するカラー部8より大きくなるため、第1ブラケット部材5の曲げ剛性が向上する。
(13) In the sixth embodiment, since one
<第6実施形態の変形例>
第6実施形態では、1つのカラー部8に2つの貫通孔8aが形成されていたが、貫通孔8aの個数はこれに限らず、3つ以上であってもよい。また、1つのカラー部8に複数の貫通孔8aを備えた構成は、第6実施形態以外の上記実施形態及び変形例のいずれか1以上のカラー部8に適用することができる。これらの変形例では、少なくとも上記(13)の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
<Modified example of the sixth embodiment>
In the sixth embodiment, two through
<他の実施形態>
他の実施形態では、ブラインドリベットに替えて或いは加えて、通常のリベットをリベット3として採用してもよい。通常のリベットは、かしめ作業により胴部3cを拡径変形させて、その外周面3kをFRP材1の穴h3の内周面h3aに適正な面圧で面接触させることができるものであれば、特に限定されない。
<Other embodiments>
In another embodiment, a normal rivet may be adopted as the
また、別の他の実施形態では、図9に示すように、リベット3のフランジ3dの上面を平坦に、座面3fを円錐状に形成することができる。このようにすることで、被締結物4のブラケット2と対向する面が平坦面である場合でも、当該平坦面にリベット3を干渉させることなく被締結物4を締結することができるので、レイアウトの自由度が向上する。
In another embodiment, as shown in FIG. 9, the upper surface of the
さらに別の他の実施形態では、穴h2は、FRP材1を厚さ方向Zに貫通していなくてもよく、突出部9の突出高さは、FRP材1の厚さより小さくてもよい。この場合でも、突出部9の下面9bと第2ブラケット部材6の裏面6bとの間に介在するFRP材1を介して、第2ブラケット部材6から第1ブラケット部材5に、曲げ変形への拘束力が伝達される。このため、リベット3の軸力による第1ブラケット部材5の曲げ変形が抑制され、リベット3の軸力の低下が防止される。
In yet another embodiment, the hole h2 does not have to penetrate the
さらに別の他の実施形態としては、上記の実施形態(それらの変形例含む)のなかから選択される2以上の実施形態を組み合わせたものがある。これら組み合わせにかかる実施形態では、組み合わされた各要素にあたる実施形態の各効果を得ることができる。 Yet another embodiment is a combination of two or more embodiments selected from the above embodiments (including variations thereof). In the embodiment relating to these combinations, each effect of the embodiment corresponding to each of the combined elements can be obtained.
上記実施形態及び変形例は、発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎない。発明の技術的範囲は、上記実施形態及び変形例で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。 The above embodiments and modifications are merely examples described for facilitating the understanding of the invention. The technical scope of the invention is not limited to the specific technical matters disclosed in the above-described embodiments and modifications, but also includes various modifications, modifications, and alternative techniques that can be easily derived from the specific technical matters.
上記実施形態及び変形例にかかるブラケット取付構造は、例えば、フード、ドアパネル、バンパー、トランクリッド、リアゲート、フェンダパネル、サイドボディパネル、ルーフパネルなど自動車等車両を構成するFRP材1の締結部に利用することができる。また、ブラケット取付構造は、航空機、船舶、鉄道車両など輸送機、家庭用電気製品、発電設備、生産機械、住宅機材、家具、レジャー用品などを構成するFRP材の締結部に利用することができる。
The bracket mounting structure according to the above-described embodiment and modification is used for fastening portions of
1 FRP材
2 ブラケット
5 第1ブラケット部材
6 第2ブラケット部材
7 本体部
8 カラー部(第1カラー部、第2カラー部、第3カラー部)
8a 貫通孔
9 突出部(第1突出部、第2突出部)
3 リベット
3c 胴部
3k 外周面
h2 突出部が嵌め込まれた穴
h3 リベットが貫通する穴
h3a 内周面
4 被締結物
F 締結具
R 周長が最短の包囲線に囲まれた領域
Z 厚さ方向
L 直線
1
8a Through
3
Claims (10)
前記第1及び第2ブラケット部材と前記FRP材とを前記厚さ方向に貫通し、前記第1及び第2ブラケット部材を前記FRP材に締結するリベットと、
を備え、
前記第1ブラケット部材は、
前記締結具を挿通するための貫通孔を有する第1カラー部と、
前記第1カラー部から離間した位置において前記厚さ方向他側へ突出し、かつ、前記FRP材に設けられた穴に嵌め込まれた第1突出部と、
を備えており、
前記リベットの胴部の外周面が、前記FRP材において前記リベットが貫通している穴の内周面に面接触しており、
前記リベットは、前記厚さ方向視において前記第1カラー部と前記第1突出部とを包囲する最短の包囲線に囲まれた領域内に打ち込まれている、FRP材へのブラケット取付構造。 A bracket for fastening the object to be fastened to the FRP material with a fastener, and a first metal bracket member provided on one side of the FRP material in the thickness direction and adhered to the FRP material. A metal second bracket member provided on the other side of the FRP material in the thickness direction and adhered to the FRP material, and a metal second bracket member.
A rivet that penetrates the first and second bracket members and the FRP material in the thickness direction and fastens the first and second bracket members to the FRP material.
Equipped with
The first bracket member is
A first collar portion having a through hole for inserting the fastener, and
A first protruding portion that protrudes to the other side in the thickness direction at a position separated from the first collar portion and is fitted into a hole provided in the FRP material.
Equipped with
The outer peripheral surface of the body of the rivet is in surface contact with the inner peripheral surface of the hole through which the rivet penetrates in the FRP material .
The rivet is a bracket mounting structure to the FRP material, which is driven into a region surrounded by the shortest surrounding line surrounding the first collar portion and the first protruding portion in the thickness direction .
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---|---|---|---|---|
US20050224655A1 (en) | 2003-12-04 | 2005-10-13 | Dominique Guittard | Method for making a laminated structure and aircraft provided with such a structure |
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