JP7171660B2 - 複合材構造及び複合材構造製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、導電性強化樹脂で形成された導電樹脂部に導電体を埋設した複合材構造、及びそのような複合材構造を得るための複合材構造製造方法に関するものである。

近年、車体のマルチマテリアル化に伴い、CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastics）、CFRTP（Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics）等というように、炭素繊維等で強化された強化樹脂がフレーム構造に使われ始めている（例えば、特許文献１参照）。このような強化樹脂をフレーム構造に利用する場合、アースポイントの確保が課題となるが、その解決手段の一つとして、例えば次のような構造が考えられる。即ち、強化樹脂で形成された樹脂部に導電体を埋設した複合材構造が考えられる。特許文献１に記載の技術では、アースポイントの確保を目的としたものではないが、電気信号の伝達等に利用される導電体を、強化樹脂で形成された樹脂部に埋設した複合材構造が例示されている。ここで、特許文献１に例示されている複合材構造では、導電体が埋設された強化樹脂部自体が、炭素繊維等といった導電性繊維を含有する導電性強化樹脂で形成された導電樹脂部となっている。このため、上記の複合材構造では、導電性強化樹脂と導電体とを絶縁するための絶縁樹脂部が両者間に介在するように設けられている。

特開２０１８－０８９９５１号公報

しかしながら、特許文献１に例示されているように導電性強化樹脂と導電体との間に絶縁樹脂部を介在させる場合、導電性強化樹脂と絶縁樹脂部との界面の結びつきが局所的に脆弱化し、結果的に複合材構造の強度を低下させてしまう恐れがある。

従って、本発明は、上記のような問題に着目し、導電性強化樹脂と導電体との間に絶縁樹脂部を介在させつつ強度低下を抑制することができる複合材構造を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような複合材構造を得るための複合材構造製造方法、を提供することも目的とする。

上記課題を解決するための複合材構造は、導電性繊維を絶縁性母材に含有させた導電性強化樹脂で形成された導電樹脂部と、導電性材料で形成されて少なくとも一部が前記導電樹脂部に埋設された導電体と、各々が絶縁性繊維を絶縁性母材に含有させた層状の樹脂部位であって、前記導電体の少なくとも一部を相互間に挟んで前記導電樹脂部と前記導電体との間に介在した状態で前記導電樹脂部に複数層が埋設された絶縁樹脂部と、を備え、前記導電体は、前記導電樹脂部に全体が埋設された第１導電体、及び、前記導電樹脂部の内部で前記第１導電体に接合されるとともに少なくとも一部が埋設された第２導電体、を備えており、前記絶縁樹脂部は、前記第１導電体、及び前記第２導電体における少なくとも前記導電樹脂部への埋設部分、を相互間に挟んで前記導電樹脂部と前記導電体との間に介在した状態で、前記導電樹脂部に埋設されていることを特徴とする。

また、上記課題を解決するための複合材構造製造方法は、絶縁性繊維を、導電性材料で形成された導電体の少なくとも一部を相互間に挟むように配置する絶縁性繊維配置工程と、前記絶縁性繊維で挟まれた前記導電体を用い、導電性繊維を絶縁性母材に含有させた導電性強化樹脂で形成されて前記導電体の少なくとも一部が埋設される導電樹脂部、及び、各々が前記絶縁性繊維を絶縁性母材に含有させた層状の樹脂部位であって、前記導電体の少なくとも一部を相互間に挟んで前記導電樹脂部と前記導電体との間に介在した状態で前記導電樹脂部に複数層が埋設される絶縁樹脂部、を形成する樹脂部形成工程と、を備え、前記導電体は、前記導電樹脂部に全体が埋設された第１導電体、及び、前記導電樹脂部の内部で前記第１導電体に接合されるとともに少なくとも一部が埋設された第２導電体、を備えており、前記樹脂部形成工程が、前記第１導電体、及び前記第２導電体における少なくとも前記導電樹脂部への埋設部分、を相互間に挟んで前記導電樹脂部と前記導電体との間に介在した状態で、前記導電樹脂部に埋設されるように前記絶縁樹脂部を形成する工程であることを特徴とする。

上述の複合材構造及び複合材構造製造方法によれば、導電樹脂部を形成する導電性強化樹脂に含有された導電性繊維と、導電樹脂部に埋設された導電体と、の間に絶縁樹脂部が介在することで導電性強化樹脂と導電体とが電気的に絶縁される。そして、この絶縁樹脂部が、絶縁性繊維を絶縁性母材に含有させた樹脂部位であることから、導電性強化樹脂に含有された導電性繊維と絶縁樹脂部の絶縁性繊維との間で繊維の絡み付きが生じ易く、その絡み付きによって導電性強化樹脂と絶縁樹脂部との機械的な結合強度が向上することとなる。つまり、上述の複合材構造及び複合材構造製造方法によれば、導電性強化樹脂と導電体との間に絶縁体を介在させつつ強度低下を抑制することができる。

第１実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 図１に示されている複合材構造における内部構成を示す模式図である。 第２実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 第１実施形態の導電体の接続部に対する第１の接続例を示す模式的な斜視図である。 第１実施形態の導電体の接続部に対する第２の接続例を示す模式的な斜視図である。 第３実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 第４実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 第４実施形態の導電体の接続部に対する第１の接続例を示す模式的な断面図である。 第４実施形態の導電体の接続部に対する第２の接続例を示す模式的な断面図である。 第５実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 図１０に示されている複合材構造における内部構成を示す、図１０中のＶ５１－Ｖ５１線に沿った模式的な断面図である。 第５実施形態の導電体の接続部に対する第１の接続例を示す模式的な断面図である。 第５実施形態の導電体の接続部に対する第２の接続例を示す模式的な断面図である。 第６実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 図１４に示されている複合材構造における内部構成を示す、図１４中のＶ６１－Ｖ６１線に沿った模式的な断面図である。 第６実施形態の導電体の接続部に対する第１の接続例を示す模式的な斜視図である。 第６実施形態の導電体の接続部に対する第２の接続例を示す模式的な断面図である。 第１実施形態の複合材構造を得るための複合材構造製造方法の流れを示す模式図である。 図１８に示されている複合材製造方法の変形例の流れを示す模式図である。

以下、複合材構造及び複合材構造製造方法の一実施形態について説明する。まず、複合材構造の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。

図１は、第１実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図であり、図２は、図１に示されている複合材構造における内部構成を示す模式図である。図２には、図１に示されている複合材構造１の模式的な分解斜視図と、図１中のＶ１－Ｖ１線に沿った模式的な断面図と、が並べられて示されている。

本実施係形態の複合材構造１は、導電樹脂部１１に導電体１２を埋設し、その導電体１２の一部を、他部品との電気的な接続部１２ｂ－１として露出させた構造となっている。この複合材構造１は、導電樹脂部１１と、導電体１２と、絶縁樹脂部１３と、を備えている。

導電樹脂部１１は、図２に示すように、導電性繊維１１ａを樹脂の絶縁性母材１１ｂに含有させた導電性強化樹脂で形成された部位である。本実施形態では、導電樹脂部１１の形状の模式的な一例として扁平な直方体が例示されているが、形状はこれに限るものではなく、実際の用途に応じて任意の形状を採用し得るものである。

導電性繊維１１ａとしては、例えば炭素繊維等の導電性を有する強化繊維が一例として挙げられる。強化繊維としては、この他に、アルミニウム繊維、銅繊維、ステンレス繊維等も一例として挙げられる。

絶縁性母材１１ｂは、絶縁性の樹脂であり、エポキシ、フェノール、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、シアネートエステル、ポリイミド等といった熱硬化性樹脂が一例として挙げられる。また、ポリアミド、ポリカーボネイト、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン等といった熱可塑性樹脂も絶縁性の樹脂の一例として挙げられる。

また、本実施形態では、図２に示されているように、導電性繊維１１ａを絶縁性母材１１ｂに含有させるに当たり、導電性繊維１１ａで形成された導電繊維シート１１ａ－１の積層物に溶融状態の絶縁性母材１１ｂを含浸させる手法が採られている。ただし、導電性繊維１１ａを絶縁性母材１１ｂに含有させる手法はこれに限るものではなく、例えば導電性繊維１１ａを細切れにした繊維片を溶融状態の絶縁性母材１１ｂに混錬させることとしてもよい。

導電体１２は、導電性材料で形成されて一部が他部品との電気的な接続部１２ｂ－１として露出した状態で導電樹脂部１１に埋設された部位である。本実施形態では、この導電体１２は、導電樹脂部１１に全体が埋設された第１導電体１２ａ、及び、導電樹脂部１１の内部で第１導電体１２ａに接合されるとともに一部が接続部１２ｂ－１となった第２導電体１２ｂ、を備えている。そして、この第２導電体１２ｂが、後述するように電線等の他部品が接続される電極となっている。

この導電体１２における第１導電体１２ａ及び第２導電体１２ｂの形状について、本実施形態では、模式的な一例として長方形平板が例示されている。しかしながら、これらの形状は長方形平板に限るものではなく各々任意の形状を採り得るものである。本実施形態では、導電樹脂部１１に埋設される第１導電体１２ａが導電樹脂部１１の形状に沿って長方形平板となった様子が、図１の斜視図や図２の分解斜視図に示されている。他方、図２の断面図では、第１導電体１２ａが導電樹脂部１１の内部でも、導電樹脂部１１の形状に依らず任意の形状を採り得るということが、波型の第１導電体１２ａによって模式的に示されている。また、一部が他部品との接続部１２ｂ－１となる第２導電体１２ｂについては、電線等の他部品が接続可能な任意の形状を採り得るものである。

第１導電体１２ａの材料としては、炭素繊維や、一般的に導電部品の材料として利用される次のような金属材料が挙げられる。即ち、アルミニウム、銅、金、その他の金属、及びそれらの合金等が、金属材料の一例として挙げられる。また、第１導電体１２ａの形状としては、上述のように任意の形状であってよく、板状、箔状、金属繊維で形成されたシート状、金属線で粗く形成されたメッシュ状、線状、棒状、管状等といった形状が一例として挙げられる。

電極となった第２導電体１２ｂの材料としては、アルミニウム、銅、金、その他の金属、及びそれらの合金等といった金属材料が一例として挙げられる。第２導電体１２ｂの形状としては、本実施形態では、図１及び図２に示されているように長方形平板の形状が採用されている。ただし、第２導電体の形状は上述したようにこれに限るものではなく、電線等の他部品が接続可能な形状であれば、例えばメガネ端子状等といった他の形状であってもよい。

本実施形態では、このような第１導電体１２ａ及び第２導電体１２ｂが、導電樹脂部１１の内部で、互いの端部同士が面接触した状態で接合されて導電体１２が形成されている。接合工法としては、溶融接合、固相接合、ロウ付け、接着、加締めやリベット止めやボルト締め等の機械的接合といった一般的な接合工法が採用可能である。

絶縁樹脂部１３は、図２に示すように、各々が絶縁性繊維１３ａを絶縁性母材１３ｂに含有させた層状の樹脂部位である。本実施形態では、導電体１２の一部を相互間に挟んで導電性繊維１１ａと導電体１２との間に介在した状態で導電樹脂部１１に二層が埋設されている。また、本実施形態では、絶縁樹脂部１３の形状の模式的な一例として二層が合わさって扁平な直方体となる形状が例示されている。しかしながら、絶縁樹脂部１３の形状は、これに限るものではなく、導電樹脂部１１をなす導電性強化樹脂と導電体１２との間に介在可能な層状に形成されるのであれば任意の形状を採り得るものである。

絶縁性繊維１３ａとしては、例えばガラス繊維等の絶縁性を有する繊維が一例として挙げられる。絶縁性繊維１３ａとしては、この他に、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、炭化ホウ素繊維、フェノール樹脂繊維、アラミド繊維等が一例として挙げられる。更に、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ（ポリパラフェニレン・ベンゾビス・オキサゾール）繊維、高強度ポリエチレン繊維等も絶縁性繊維１３ａの一例として挙げられる。

また、絶縁樹脂部１３における絶縁性母材１３ｂとしては、導電樹脂部１１における絶縁性母材１１ｂについて例示した熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を採用し得る。本実施形態では、絶縁樹脂部１３における絶縁性母材１３ｂとして、導電樹脂部１１における絶縁性母材１１ｂと同じ樹脂が用いられる。ただし、これに限るものではなく、絶縁樹脂部１３における絶縁性母材１３ｂとして、導電樹脂部１１における絶縁性母材１１ｂとは異なる樹脂を用いることとしてもよい。

また、本実施形態では、図２に示されているように、絶縁性繊維１３ａを絶縁性母材１３ｂに含有させるに当たり、絶縁性繊維１３ａで形成された絶縁繊維シート１３ａ－１の積層物に溶融状態の絶縁性母材１３ｂを含浸させる手法が採られている。ただし、絶縁性繊維１３ａを絶縁性母材１３ｂに含有させる手法はこれに限るものではなく、例えば絶縁性繊維１３ａを細切れにした繊維片を溶融状態の絶縁性母材１３ｂに混錬させることとしてもよい。

本実施形態では、以上に説明した導電樹脂部１１と、導電体１２と、絶縁樹脂部１３と、が次のように組み合わされて複合材構造１が構成されている。まず、導電体１２ｂは、導電樹脂部１１の外部へと延出して他部品との電気的な接続部１２ｂ－１として先端側の一部が露出される導体延出部１２ｂ－２を有している。導体延出部１２ｂ－２は、直方体状の導電樹脂部１１の一端面から突出して延出しており、その先端側が露出して接続部１２ｂ－１となっている。そして、絶縁樹脂部１３は、導体延出部１２ｂ－２において露出される接続部１２ｂ－１を導電性繊維１１ａに接触させないように当該導電性繊維１１ａと導体延出部１２ｂ－２との間にも介在した状態で設けられている。即ち、二層の絶縁樹脂部１３は、導体延出部１２ｂ－２における接続部１２ｂ－１を除いた根本側の非露出部１２ｂ－３を相互間に挟むように、それぞれが、導体延出部１２ｂ－２と一緒に導電樹脂部１１の一端面から延出した絶縁延出部１３ｃを有している。

尚、絶縁樹脂部１３については、本実施形態とは異なり、導電樹脂部１１の一端面から突出させず、この一端面と面一の露出面を有するように構成されることとしてもよい。この場合、導電体１２の接続部１２ｂ－１は、導電樹脂部１１の一端面と面一となった絶縁樹脂部１３の露出面から突出することとなる。

次に、複合材構造の第２実施形態について図３を参照して説明する。

図３は、第２実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。尚、図３では、図１及び図２に示されている第１実施形態における構成要素と同等な構成要素には図１及び図２と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を割愛する。

本実施形態の複合材構造２では、導電体２２が、上述の第１実施形態の導電体１２のように２部品を接合したものではなく１部品となっている。本実施形態では、導電樹脂部１１の内部に広く埋設された長方形平板の導電体２２が、そのまま導電樹脂部１１の外部へと延出し、一部が２層に形成された絶縁樹脂部１３の間から突出した状態で露出して接続部２２ｂ－１となっている。本実施形態では、導電体２２が、他部品との接続部２２ｂ－１を有する電極として使用可能な程度の厚みと強度を備えたものとなっており、第１実施形態のように別途に電極を設けることなく、導電体２２の一部がそのまま電極として採用されている。

次に、ここまでに説明した第１及び第２実施形態における導電体１２，２２の接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１に対する他部品の接続例について２例を説明する。尚、この接続例は、第１及び第２実施形態の相互間で共通の例であるので、第１実施形態の複合材構造１を代表例として挙げて説明を行う。

図４は、第１実施形態の導電体の接続部に対する第１の接続例を示す模式的な斜視図である。

第１の接続例では、複合材構造１における導電体１２の接続部１２ｂ－１に接続用の貫通孔１２ｂ－４が設けられる。そして、この貫通孔１２ｂ－４を貫通するボルトＢ１と、当該ボルトＢ１に螺合するナットＮ１と、によって他部品が接続部１２ｂ－１に締結接続されることとなる。この例での他部品の一例としては、例えば金属板で形成されたバスバや、端部にボルトＢ１とナットＮ１で締結可能なメガネ端子等の接続部品が取り付けられた電線等が挙げられる。

また、この第１の接続例の変形例として、例えば貫通孔１２ｂ－４に替えてボルトＢ１が螺合可能なネジ穴を設けることや、接続部１２ｂ－１にナットＮ１を溶接固定すること等が一例として挙げられる。更に、貫通孔１２ｂ－４に通したネジ部を突出させた状態で接続部１２ｂ－１にボルトＢ１を溶接固定すること等も一例として挙げられる。

図５は、第１実施形態の導電体の接続部に対する第２の接続例を示す模式的な斜視図である。

第２の接続例では、複合材構造１における導電体１２の接続部１２ｂ－１に、他部品として端子付き電線Ｗ１の一端側の露出芯線Ｗ１１がはんだ付け固定される。端子付き電線Ｗ１の他端側には、電気／電子機器に接続するためのメガネ端子Ｗ１２が圧着されている。

この第２の接続例の変形例として、例えば端子付き電線Ｗ１に替えて、例えばコネクタのコネクタ端子の一端をはんだ付け固定すること等が一例として挙げられる。また、接続部１２ｂ－１への接続方法として、はんだ付け固定に替えて超音波接合や加締め接合等を採用すること等も一例として挙げられる。

以上に説明した第１及び第２実施形態の複合材構造１，２によれば次のような効果を奏することができる。即ち、上述の複合材構造１，２によれば、導電樹脂部１１を形成する導電性強化樹脂に含有された導電性繊維１１ａと、導電樹脂部１１に埋設された導電体１２，２２と、の間に絶縁樹脂部１３が介在する。この絶縁樹脂部１３の介在により、導電性強化樹脂と導電体１２、２２とが電気的に絶縁される。そして、絶縁樹脂部１３が、絶縁性繊維１３ａを絶縁性母材１３ｂに含有させた樹脂部位であることから、導電性強化樹脂に含有された導電性繊維１１ａと絶縁樹脂部１３の絶縁性繊維１３ａとの間で繊維の絡み付きが生じ易い。そして、その絡み付きによって導電性強化樹脂と絶縁樹脂部１３との機械的な結合強度が向上することとなる。つまり、上記の複合材構造１，２によれば、導電性強化樹脂と導電体１２，２２との間に絶縁樹脂部１３を介在させつつ強度低下を抑制することができる。

ここで、第１及び第２実施形態では、導電樹脂部１１は、複数枚の導電繊維シート１１ａ－１が積層された状態で絶縁性母材１１ｂに含有されたものとなっている。また、導電体１２，２２は、絶縁樹脂部１３の外側から導電繊維シート１１ａ―１に挟まれた状態で導電樹脂部１１に一部が埋設されている。この構成によれば、導電体１２，２２や絶縁樹脂部１３を相互間に挟みつつ複数枚の導電繊維シート１１ａ－１を重ね合わして絶縁性母材１１ｂを含浸させるといった作業性の良好な手法で導電樹脂部１１を得ることができるので好適である。

また、第１及び第２実施形態では、絶縁樹脂部１３は、絶縁性繊維１３ａで形成された絶縁繊維シート１３ａ－１が導電性繊維１１ａと導電体１２，２２との間に介在した状態で絶縁性母材１３ｂに含有されたものとなっている。尚、絶縁繊維シート１３ａ－１と、導電性繊維１１ａで形成された導電繊維シート１１ａ－１との大小関係については特に制限は無く、導電体１２，２２と導電繊維シート１１ａ－１との間に電気的絶縁性が保障される配置、寸法関係であればよい。望ましくは、絶縁繊維シート１３ａ－１は、導電体１２，２２の周囲を覆う程度の最小限の大きさであればよい。この構成によれば、導電体１２，２２を相互間に挟みつつ複数枚の絶縁繊維シート１３ａ－１を重ね合わして絶縁性母材１３ｂを含浸させるといった作業性の良好な手法で絶縁樹脂部１３を得ることができるので好適である。

尚、第１及び第２実施形態では、二層の絶縁樹脂部１３が１つの導電体１２，２２を挟んで設けられた形態が例示されている。しかしながら、絶縁樹脂部１３の層数は二層に限るものではなく、３層以上の複数層に設けられることとしてもよい。そして、この場合、絶縁樹脂部１３の各層間に導電体１２，２２が１つずつ設けられることとしてもよく、あるいは、何れか１つ又は２つ以上の層間に導電体１２，２２が１つずつ設けられることとしてもよい。

また、第１及び第２実施形態では、導電体１２，２２は、導電樹脂部１１の外部へと延出して接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１として少なくとも一部が露出される導体延出部１２ｂ－２を有している。絶縁樹脂部１３は、導電性繊維１１ａと導体延出部１２ｂ－２との間にも介在した状態で設けられている。この構成によれば、露出した接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１を介して、複合材構造１，２の内部の導電体１２，２２を外部の他部品に接続することができる。このとき、仮に、露出した接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１が導電性強化樹脂の導電性繊維１１ａに接触しており、その接触箇所に水等が付着するようなことがあると、その部分に、いわゆるガルバニック腐食が生じる恐れがある。しかしながら、上記の構成によれば、露出した接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１と導電性繊維１１ａとの接触が絶縁樹脂部１３によって回避されるので、ガルバニック腐食の発生を抑制することができる。

また、第１及び第２実施形態では、絶縁樹脂部１３が、導体延出部１２ｂ－２の根本側の非露出部１２ｂ－３の少なくとも一部を相互間に挟む絶縁延出部１３ｃを有している。この構成によれば、突出して露出した接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１の根本側が、絶縁樹脂部１３における絶縁延出部１３ｃによって導電樹脂部１１の導電性繊維１１ａから一層離隔される。この離隔により、接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１の根本側と導電性繊維１１ａとの接触回避の確度が高まるので、ガルバニック腐食の発生を一層抑制することができる。

また、第１及び第２実施形態では、導電体１２，２２が、導電樹脂部１１に全体が埋設された第１導電体１２ａ、及び、この第１導電体１２ａに接合される第２導電体１２ｂ、を備えている。絶縁樹脂部１３は、第１導電体１２ａ、及び第２導電体１２ｂにおける埋設部分、を相互間に挟んで埋設されている。この構成によれば、導電体１２，２２が、導電樹脂部１１に全体が埋設されて例えばシャーシグラウンド等として利用可能な第１導電体１２ａと、この第１導電体１２ａに接合される第２導電体１２ｂと、に分割される。このように分割されていることから、導電体１２，２２の各部を利用目的に適した導電性材料で形成することができる。

次に、複合材構造の第３実施形態について図７を参照して説明する。

図６は、第３実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。尚、図６でも、図１及び図２に示されている第１実施形態における構成要素と同等な構成要素には図１及び図２と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を割愛する。

本実施形態の複合材構造３では、導電体３２において第１導電体１２ａに接合されて一部が接続部１２ｂ－１として露出する第２導電体３２ｂに、導電樹脂部１１の内部で絶縁樹脂部１３に密着するように突起部３２ｃが設けられている。突起部３２ｃは、帯板状の第２導電体３２ｂの中途を横切って直方体の形状に設けられており、長手方向に沿う一側面が絶縁樹脂部１３に密着している。

以上に説明した第３実施形態の複合材構造３でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電性強化樹脂と導電体３２との間に絶縁樹脂部１３を介在させつつ強度低下を抑制することができることは言うまでもない。

更に、本実施形態によれば、導電体３２に導電樹脂部１１の内部で絶縁樹脂部１３に密着するように突起部３２ｃが設けられていることで、導電体３２と絶縁樹脂部１３との密着性を強固なものとすることができる。また、接続部１２ｂ－１に加わる、導電体３２を絶縁樹脂部１３から引く抜く方向の外力に対して突起部３２ｃが抜け止めとして機能することから、このような外力に対する複合材構造３の強度を向上させることもできる。

この第３実施形態に対する変形例としては、まず、導電体３２における突起部３２ｃの形状を、直方体から、直方体以外の多角形柱や円柱等の形状とする例が挙げられる。他の変形例として、導電体３２と絶縁樹脂部１３との密着性を強固にし、抜け止めにもなる構成として、上述の外力に対する交差方向に突没する凸や凹を外力の方向に交互に並べた凹凸形状を導電体３２における絶縁樹脂部１３への埋設部分に設ける例も挙げられる。更に、導電体３２における絶縁樹脂部１３への埋設部分に貫通孔を設け、その貫通孔の内側に絶縁樹脂部１３をなす絶縁性母材１３ｂが充填されるように構成する例等も挙げられる。

次に、複合材構造の第４実施形態について図７を参照して説明する。

図７は、第４実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。尚、図７でも、図１及び図２に示されている第１実施形態における構成要素と同等な構成要素には図１及び図２と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を割愛する。

本実施形態の複合材構造４では、導電樹脂部４１が、第１平面４１ａ、当該第１平面４１ａから１段下がった第２平面４１ｂ、及び両者を繋ぐ立面４１ｃ、を有する階段形状の部分を備えている。

ここで、本実施形態では、導電樹脂部４１の第２平面４１ｂを含む第２部分４１ｂ－１において、導電体４２は、第２導電体４２ｂの一部が接続部４２ｂ－１として露出して他の部分が第２部分４１ｂ－１に埋まった状態で導電樹脂部４１に埋設されている。絶縁樹脂部４３は、導電樹脂部４１における第１平面４１ａを含む第１部分４１ａ－１では第１導電体１２ａを含む導電体４２を相互間に挟んで設けられる。他方、第２部分４１ｂ－１では、絶縁樹脂部４３は、第２導電体４２ｂの接続部４２ｂ－１における露出側とは反対側で導電樹脂部４１に埋設される。

また、絶縁樹脂部４３は、導電樹脂部４１の第２平面４１ｂと面一に一部が露出するように形成されている。そして、導電体４２を構成する第２導電体４２ｂは、絶縁樹脂部４３において導電樹脂部４１の第２平面４１ｂから露出した部分の表面と面一に更に露出した部分が接続部４２ｂ－１となっている。つまり、本実施形態では、導電樹脂部４１の第２平面４１ｂ、絶縁樹脂部４３における第２平面４１ｂからの露出面、及び接続部４２ｂ－１の表面、が互いに面一となっている。

次に、ここまでに説明した第４実施形態における導電体４２の接続部４２ｂ－１に対する他部品の接続例について２例を説明する。

図８は、第４実施形態の導電体の接続部に対する第１の接続例を示す模式的な断面図である。

第１の接続例では、複合材構造４において第１導電体１２ａとともに導電体４２を構成する第２導電体４２ｂの接続部４２ｂ－１を含む部分に、接続用の貫通孔４ａが設けられる。この貫通孔４ａは、接続部４２ｂ－１、その下層にあって絶縁性繊維４３ａで形成された絶縁繊維シート４３ａ－１を含む絶縁樹脂部４３、更に下層の導電繊維シート１１ａ－１を含む導電樹脂部４１、を貫通して設けられる。そして、この貫通孔４ａを貫通するボルトＢ４と、当該ボルトＢ４に螺合するナットＮ４と、当該ナットＮ４と導電樹脂部１１の間に介在させる絶縁ワッシャＷＳ４と、によって他部品が接続部４２ｂ－１に締結接続されることとなる。この例での他部品の一例としては、例えば金属板で形成されたバスバや、端部にボルトＢ４、ナットＮ４、絶縁ワッシャＷＳ４で締結可能なメガネ端子等の接続部品が取り付けられた電線等が挙げられる。

また、この第１の接続例の変形例として、例えば貫通孔４ａに替えてボルトＢ４が螺合可能なネジ穴を設けることや、接続部４２ｂ－１に他部品を着脱可能な端子形状を有するコネクタ端子を電極として設けること等が一例として挙げられる。

図９は、第４実施形態の導電体の接続部に対する第２の接続例を示す模式的な断面図である。

第２の接続例では、複合材構造４において第１導電体１２ａとともに導電体４２を構成する第２導電体４２ｂの接続部４２ｂ－１に、他部品として端子付き電線Ｗ４の一端側の露出芯線Ｗ４１がはんだ付け固定される。端子付き電線Ｗ４の他端側には、電気／電子機器に接続するためのメガネ端子Ｗ４２が圧着されている。

この第２の接続例の変形例として、例えば端子付き電線Ｗ４に替えて、例えばコネクタのコネクタ端子の一端をはんだ付け固定すること等が一例として挙げられる。また、接続部４２ｂ－１への接続方法として、はんだ付け固定に替えて超音波接合や加締め接合等を採用すること等も一例として挙げられる。

以上に説明した第４実施形態の複合材構造４でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電性強化樹脂と導電体４２との間に絶縁樹脂部４３を介在させつつ強度低下を抑制することができることは言うまでもない。

更に、本実施形態では、導電樹脂部４１の階段形状における１段下がった第２平面４１ｂを含むアクセスし易い第２部分４１ｂ－１で接続部４２ｂ－１が露出している。そして、当該部分において導電体４２における露出側とは反対側で導電性繊維１１ａとの間に絶縁樹脂部４３が介在して両者間を絶縁している。このような第２部分４１ｂ－１において絶縁樹脂部４３で導電性繊維１１ａとの絶縁を確保しつつ接続部４２ｂ－１が設けられることで、接続部４２ｂ－１に対する例えば電線等の取付け作業等を良好な作業性の下で行うことができる。

また、本実施形態では、絶縁樹脂部４３は、導電樹脂部４１における第２平面４１ｂや立面４１ｃといった表面と面一に一部が露出するように形成されている。そして、導電体４２は、絶縁樹脂部４３において第２平面４１ｂから露出した部分から更に露出した部分が接続部４２ｂ－１となっている。この構成によれば、導電樹脂部４１の表面から絶縁樹脂部４３が突出せずに面一となっているので、その分、複合材構造４の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、導電体４２は、絶縁樹脂部４３において導電樹脂部４１の第２平面４１ｂから露出した部分の表面と面一に更に露出した部分が接続部４２ｂ－１となっている。この構成によれば、接続部４２ｂ－１が絶縁樹脂部４３の表面から突出せずに面一となっているので、その分、複合材構造４の小型化を図ることができる。また、接続部４２ｂ－１と表面が面一となった絶縁樹脂部４３が接続部４２ｂ－１を全体的に支えることとなるので、外力に対する接続部４２ｂ－１の機械的強度を向上させることができる。更には、その機械的強度の向上を見込んで導電体４２における接続部４２ｂ－１の厚みを薄くすることや、電気的特性には優れるが機械的強度がやや劣る導電性材料を導電体４２における接続部４２ｂ－１の形成材料として採用することも可能となる。

次に、複合材構造の第５実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。

図１０は、第５実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図であり、図１１は、図１０に示されている複合材構造における内部構成を示す、図１０中のＶ５１－Ｖ５１線に沿った模式的な断面図である。尚、図１０及び図１１でも、図１及び図２に示されている第１実施形態における構成要素と同等な構成要素には図１及び図２と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を割愛する。

本実施形態の複合材構造５では、扁平な直方体に形成された導電樹脂部５１の広域な表面５１ａに四角筒状の窪み５１ｂが設けられている。導電樹脂部５１は、上述の第１実施形態と同様に、導電性繊維１１ａで形成された導電繊維シート１１ａ－１の積層物に溶融状態の絶縁性母材１１ｂを含浸させた導電性強化樹脂で形成されている。窪み５１ｂは、導電繊維シート１１ａ－１の一部を貫通して形成されている。尚、窪み５１ｂの形状は四角筒状に限るものではなく、筒状であれが四角以外の多角形筒状であっても円筒状であってもよい。

複合材構造５における導電体５２は、第１導電体５２ａと、第２導電体５２ｂと、を備えている。第１導電体５２ａは、導電繊維シート１１ａ－１の積層物の間に挟まれるようにして導電樹脂部５１に全体が埋設される。第２導電体５２ｂは、四角形板状に形成され、第１導電体５２ａの中央寄りに載置されて接合され、一部が導電樹脂部５１における窪み５１ｂの底で接続部５２ｂ－１として露出している。このように、導電体５２は、窪み５１ｂの底をなすように第２導電体５２ｂａの一部が接続部５２ｂ－１として露出した状態で導電樹脂部５１に埋設されている。尚、この導電体５２における第２導電体５２ｂの形状は、四角形板状に限るものではない。第２導電体５２ｂの形状は、第２導電体５２ｂの一部が導電樹脂部５１の窪み５１ｂの底を構成可能であれば、その具体的な形状を問うものではなく、例えば円板状等の他形状であってもよい。また、本実施形態とは異なり、第２導電体５２ｂを設けずに第１導電体５２ａのみで導電体５２が構成されることとしてもよい。

そして、複合材構造５における絶縁樹脂部５３は、窪み５１ｂの深さ方向Ｄ５１について、当該窪み５１ｂの内周面の底側において一部が露出した状態で、導電性強化樹脂と第２導電体５２ｂとの間に介在するように導電樹脂部５１に埋設されている。この絶縁樹脂部５３は、導電樹脂部５１における窪み５１ｂ以外の部分では、導電体５２を相互間に挟んで導電性繊維１１ａと導電体５２との間に介在している。そして、窪み５１ｂの部分では、導電体５２における露出側とは反対側で導電性繊維１１ａとの間に介在した状態で、導電樹脂部５１に埋設されている。絶縁樹脂部５３は、窪み５１ｂの内周面において第２導電体５２ｂの外周部を全周に亘って覆うように導電性強化樹脂と第２導電体５２ｂとの間に介在し、その介在によって第２導電体５２ｂの接続部５２ｂ－１が導電性強化樹脂に接触しないようにしている。尚、絶縁樹脂部５３は、窪み５１ｂの内周面の底側において一部が露出したものに限らず、例えば窪み５１ｂの内周面の全周面で露出、即ち、絶縁樹脂部５３の内周面が窪み５１ｂ自体を構成することとしてもよい。

次に、ここまでに説明した第５実施形態における導電体５２の接続部５２ｂ－１に対する他部品の接続例について２例を説明する。

図１２は、第５実施形態の導電体の接続部に対する第１の接続例を示す模式的な断面図である。

第１の接続例では、複合材構造５において導電体５２を構成する第２導電体５２ｂの接続部５２ｂ－１を含む部分に、接続用の貫通孔５ａが設けられる。この貫通孔５ａは、接続部５２ｂ－１、その下層の第１導電体５２ａ、更に下層の絶縁繊維シート５３ａ－１を含む絶縁樹脂部５３及び導電繊維シート１１ａ－１を含む導電樹脂部５１、を貫通して設けられる。そして、この貫通孔５ａを貫通するボルトＢ５と、当該ボルトＢ５に螺合するナットＮ５と、当該ナットＮ５と導電樹脂部５１の間に介在させる絶縁ワッシャＷＳ５と、によって他部品が接続部５２ｂ－１に締結接続されることとなる。この例での他部品の一例としては、例えば金属板で形成されたバスバや、端部にボルトＢ５、ナットＮ５、絶縁ワッシャＷＳ５で締結可能なメガネ端子等の接続部品が取り付けられた電線等が挙げられる。

また、この第１の接続例の変形例として、例えば貫通孔５ａに替えてボルトＢ５が螺合可能なネジ穴を設けることや、接続部５２ｂ－１に他部品を着脱可能な端子形状を有するコネクタ端子を電極として設けること等が一例として挙げられる。

図１３は、第５実施形態の導電体の接続部に対する第２の接続例を示す模式的な断面図である。

第２の接続例では、複合材構造５において第１導電体５２ａとともに導電体５２を構成する第２導電体５２ｂの接続部５２ｂ－１に、他部品として端子付き電線Ｗ５の一端側の露出芯線Ｗ５１がはんだ付け固定される。端子付き電線Ｗ５の他端側には、電気／電子機器に接続するためのメガネ端子Ｗ５２が圧着されている。

この第２の接続例の変形例として、例えば端子付き電線Ｗ５に替えて、例えばコネクタのコネクタ端子の一端をはんだ付け固定すること等が一例として挙げられる。また、接続部５２ｂ－１への接続方法として、はんだ付け固定に替えて超音波接合や加締め接合等を採用すること等も一例として挙げられる。

以上に説明した第５実施形態の複合材構造５でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電性強化樹脂と導電体５２との間に絶縁樹脂部５３を介在させつつ強度低下を抑制することができることは言うまでもない。

更に、本実施形態では、絶縁樹脂部５３によって窪み５１ｂの底で露出した接続部５２ｂ－１と導電性繊維１１ａとの接触を回避しつつ、導電樹脂部５１における窪み５１ａの内周面が接続部５２ｂ－１の周縁部分を支えることとなる。この周縁支持により、外力に対する接続部５２ｂ－１の機械的強度を向上させることができる。更には、その機械的強度の向上を見込んで導電体５２における接続部５２ｂ－１の厚みを薄くすることや、電気的特性には優れるが機械的強度がやや劣る導電性材料を導電体５２における接続部５２ｂ－１の形成材料として採用することも可能となる。

次に、複合材構造の第６実施形態について図１４及び図１５を参照して説明する。

図１４は、第６実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図であり、図１５は、図１４に示されている複合材構造における内部構成を示す、図１４中のＶ６１－Ｖ６１線に沿った模式的な断面図である。尚、図１４及び図１５でも、図１及び図２に示されている第１実施形態における構成要素と同等な構成要素には図１及び図２と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を割愛する。

本実施形態の複合材構造６では、扁平な直方体に形成された導電樹脂部６１の広域な表面６１ａの略中央から直方体状の絶縁樹脂部６３が相互間に導電体６２における第２導電体６２ｂを挟むように突出して露出している。そして、この絶縁樹脂部６３から第２導電体６２ｂにおける四角形板状の接続部６２ｂ－１が突出して露出している。導電樹脂部６１は、上述の第１実施形態と同様に、導電性繊維１１ａで形成された導電繊維シート１１ａ－１の積層物に溶融状態の絶縁性母材１１ｂを含浸させた導電性強化樹脂で形成されている。

複合材構造６における導電体６２は、第１導電体６２ａと、第２導電体６２ｂと、を備えている。第１導電体６２ａは、導電樹脂部６１に全体が埋設される。第２導電体６２ｂは、長方形板状の金属板を、断面がＬ字状となるように曲げられた形状を有しており、Ｌ字の横棒に当たる部分が、第１導電体６２ａの中央寄りに載置されて接合されている。そして、この第２導電体６２ｂにおけるＬ字の縦棒に当たる部分が二層の絶縁樹脂部６３の間から四角形板状の接続部６２ｂ－１として突出して露出している。尚、この導電体６２における第２導電体６２ｂの形状は、断面がＬ字状となる形状に限るものではない。第２導電体６２ｂの形状は、第１導電体６２ａに載置されて接合され、第２導電体６２ｂの一部が絶縁樹脂部６３から突出可能な形状であれば、その具体的な形状を問うものではなく、例えば断面がＺ字状やＴ字状やＣ字状となる形状等であってもよい。

そして、絶縁樹脂部６３は、第２導電体６２ｂの接続部６２ｂ－１を上記のように突出させつつ導電体６２の他の部分を層間に挟むように二層が形成され、導電性強化樹脂と導電体６２との間に介在するように導電樹脂部６１に埋設されている。

次に、ここまでに説明した第６実施形態における導電体６２の接続部６２ｂ－１に対する他部品の接続例について２例を説明する。

図１６は、第６実施形態の導電体の接続部に対する第１の接続例を示す模式的な斜視図である。

第１の接続例では、複合材構造６において導電体６２を構成する第２導電体６２ｂの接続部６２ｂ－１を貫通して接続用の貫通孔６２ｂ－２が設けられる。そして、この貫通孔６２ｂ－２を貫通するボルトＢ６と、当該ボルトＢ６に螺合するナットＮ６と、によって他部品が接続部６２ｂ－１に締結接続されることとなる。この例での他部品の一例としては、例えば金属板で形成されたバスバや、端部にボルトＢ６及びナットＮ６で締結可能なメガネ端子等の接続部品が取り付けられた電線等が挙げられる。

また、この第１の接続例の変形例として、例えば貫通孔６２ｂ－２に替えてボルトＢ６が螺合可能なネジ穴を設けることや、接続部６２ｂ－１に他部品を着脱可能な端子形状を有するコネクタ端子を電極として設けること等が一例として挙げられる。

図１７は、第６実施形態の導電体の接続部に対する第２の接続例を示す模式的な断面図である。

第２の接続例では、複合材構造６において第１導電体６２ａとともに導電体６２を構成する第２導電体６２ｂの接続部６２ｂ－１に、他部品として端子付き電線Ｗ６の一端側の露出芯線Ｗ６１がはんだ付け固定される。端子付き電線Ｗ６の他端側には、電気／電子機器に接続するためのメガネ端子Ｗ６２が圧着されている。

この第２の接続例の変形例として、例えば端子付き電線Ｗ６に替えて、例えばコネクタのコネクタ端子の一端をはんだ付け固定すること等が一例として挙げられる。また、接続部６２ｂ－１への接続方法として、はんだ付け固定に替えて超音波接合や加締め接合等を採用すること等も一例として挙げられる。

以上に説明した第６実施形態の複合材構造６でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電性強化樹脂と導電体６２との間に絶縁樹脂部６３を介在させつつ強度低下を抑制することができることは言うまでもない。

また、本実施形態では、絶縁樹脂部６３の一部を導電樹脂部６の表面から突出させ、その突出部分から導電体６２の接続部６２ｂ－１を露出させている。この構成によれば、接続部６２ｂ－１と導電性強化樹脂との接触回避の確度が高められているのでガルバニック腐食を一層抑制することができる。

また、本実施形態では、導電体６２は、絶縁樹脂部６３において導電樹脂部６１から露出した部分から突出した部分が接続部６２ｂ－１となっている。この構成によれば、接続部６２ｂ－１が絶縁樹脂部６３から突出しているので、この接続部６２ｂ－１に対する電線等の取付け作業等を良好な作業性の下で行うことができる。

次に、複合材構造製造方法の一実施形態として、第１～第６実施形態の複合材構造１，・・・，６を得るための複合材構造製造方法について説明する。尚、この複合材構造製造方法は、基本的には第１～第６実施形態の相互間でほぼ同等であるため、以下では、第１実施形態の複合材構造１を得るための複合材構造製造方法を代表例として挙げて説明を行う。

図１８は、第１実施形態の複合材構造を得るための複合材構造製造方法の流れを示す模式図である。

この図１８に示されている複合材構造製造方法は、絶縁性繊維配置工程Ｓ１１と、樹脂部形成工程Ｓ１２と、を備えている。

絶縁性繊維配置工程Ｓ１１は、絶縁性繊維１３ａで形成された絶縁繊維シート１３ａ－１を、第１導電体１２ａに第２導電体１２ｂが接合された導電体１２の全部を相互間に挟むように複数枚配置する工程である。

続く樹脂部形成工程Ｓ１２は、全部が絶縁繊維シート１３ａ－１で挟まれた導電体１２を用い、接続部１２ｂ－１を露出させつつ導電樹脂部１１及び絶縁樹脂部１３を形成する工程である。この樹脂部形成工程Ｓ１２は、露出前工程Ｓ１２１と露出工程Ｓ１２２とを備えている。

露出前工程Ｓ１２１は、接続部１２ｂ－１を含んで導電体１２が全体的に非露出状態となった露出前構造１ａを形成する工程である。露出前構造１ａでは、接続部１２ｂ－１を含む一部については絶縁樹脂部１３の形成材料である絶縁性樹脂Ｚ１のみで覆われ、その他の部分については絶縁性樹脂Ｚ１及び、導電樹脂部１１の形成材料である導電性強化樹脂Ｚ２で覆われる。露出前工程Ｓ１２１は、更に、導電繊維シート配置工程Ｓ１２１ａ、母材含浸工程Ｓ１２１ｂ、及び加工／研磨／洗浄工程Ｓ１２１ｃ、を備えている。

導電繊維シート配置工程Ｓ１２１ａは、導電体１２が複数枚の絶縁繊維シート１３ａ－１で挟まれた積層物Ｚ３を、相互間に挟むように複数枚の導電繊維シート１１ａ－１を積層する工程である。このとき、導電繊維シート１１ａ－１は、接続部１２ｂ－１を避けて重ねられるように積層される。続く母材含浸工程Ｓ１２１ｂは、溶融状態の絶縁性母材１１ｂを、上記の積層物Ｚ３を挟む導電繊維シート１１ａ－１、及び積層物Ｚ３における絶縁繊維シート１３ａ－１に含浸させる工程である。この後の固化を経て、導電体１２が全体的に絶縁樹脂Ｚ１で覆われ、この絶縁樹脂Ｚ１の全体が更に導電性強化樹脂Ｚ２で覆われる。その後の加工／研磨／洗浄工程Ｓ１２１ｃは、母材含浸工程Ｓ１２１ｂで形成された導電性強化樹脂Ｚ２の硬化物を、所望の形状の導電樹脂部１１に加工／研磨し、研磨紛の洗浄を行う工程である。この加工／研磨／洗浄工程Ｓ１２１ｃを経て露出前構造１ａが完成する。

露出前工程Ｓ１２１に続く露出工程Ｓ１２２は、露出前構造１ａから、導電体１２の接続部１２ｂ－１を覆っている絶縁性材料Ｚ１を除去して接続部１２ｂ－１を露出させる工程である。この露出工程Ｓ１２２を経て絶縁樹脂部１３が完成し、複合材構造１が得られることとなる。

以上に説明した実施形態の複合材構造製造方法によれば、上述したように導電性強化樹脂と導電体１２との間に絶縁樹脂部１３を介在させつつ強度低下が抑制された複合材構造１を得ることができる。

また、本実施形態の複合材製造方法は、導電繊維シート１１ａ－１、絶縁繊維シート１３ａ－１、及び導電体１２、を重ね合わして絶縁性母材１１ｂを含浸させるといった作業性の良好な一連の工程を経て複合材構造１を得ることができるので好適である。

また、本実施委形態によれば、導電体１２の接続部１２ｂ－１が、露出工程Ｓ１２２で露出されるまで露出前工程Ｓ１２１で形成される露出前構造１ａに埋設されるので保護されることとなる。この保護により、複合材構造１の製造中に適宜に行われる洗浄等の際のガルバニック腐食についても抑制することができる。

尚、本実施形態では、絶縁性繊維配置工程Ｓ１１及び導電繊維シート配置工程Ｓ１２１ａにおいて絶縁繊維シート１３ａ－１及び導電繊維シート１１ａ－１が積層される。そして、その後の母材含浸工程Ｓ１２１ｂで、それらのシートの積層物に絶縁性母材１１ｂが含浸されることとなっている。しかしながら。絶縁繊維シート１３ａ－１や導電繊維シート１１ａ－１に替えて、予め樹脂に繊維を含有させてシート状に形成されたプリプレグを積層し、例えば加熱圧着等によって一体化することで複合材構造を得ることとしてもよい。このような工法によれば、母材含浸工程Ｓ１２１ｂが、積層されたプリプレグの加熱圧着等といった手間や時間が抑えられた工程に置き換えられるので好適である。

次に、図１８に示されている複合材製造方法の変形例について説明する。

図１９は、図１８に示されている複合材製造方法の変形例の流れを示す模式図である。尚、この図１９では、図１８に示されている構成要素と同等な構成要素には図１８と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を割愛する。

この変形例の複合材製造方法は、絶縁性繊維配置工程Ｓ２１と、樹脂部形成工程Ｓ２２における露出工程Ｓ２２２が、図１８に示されている複合材製造方法と異なっている。

まず、この変形例の複合材製造方法では、次のような変形例の複合材構造１’が製造される。即ち、変形例の複合材構造１’は、導電体１２のうち導電樹脂部１１の外部へと延出する導体延出部１２ｂ－２における非露出部１２ｂ－３を被覆するように絶縁性材料で形成された絶縁体１４を更に備えている。そして、この変形例の複合材構造１’では、二層の絶縁樹脂部１３は、各層において導電樹脂部１１から延出した絶縁延出部１３ｃが非露出部１２ｂ－３の一部を、当該非露出部１２ｂ－３を被覆した絶縁体１４の一部を介して挟むように形成されている。接続部１２ｂ－１は、絶縁体１４の一端面から突出して露出する。

この絶縁体１４を形成する絶縁性材料としては、絶縁性を確保できる材料であればよく、例えば、樹脂、ゴム、エラストマー、セラミックス等が一例として挙げられる。形成方法としては、樹脂、ゴム、エラストマーで絶縁体１４を形成する場合には、射出成形、押出し成形、ブロー成形、真空成形、圧空成形、圧縮成形、注型成形、発泡成形、ホットメルトモールディング、ポッティング等が採用可能である。セラミックスで絶縁体１４を形成する場合には、機械加工等が採用可能である。このように形成された絶縁体１４に、導電体１２を圧入する等といった手法により、導電体１２に絶縁体１４が取り付けられることとなる。この他、樹脂、ゴム、エラストマーで絶縁体１４を形成する場合に、導電体１２の表面にこれらの材料をコーティングすることで、絶縁体１４の形成と導電体１２への取付けを同時に行うこととしてもよい。また、ここでは絶縁体１４の形状を図１９での図示の通り直方体状として説明するが、絶縁体１４の形状は、これに限るものではなく、他の形状としてもよい。

そして、図１９に示されている変形例の複合材製造方法の絶縁性繊維配置工程Ｓ２１では、上記の絶縁体１４の形成材料である絶縁材料Ｚ２１で接続部１２ｂ－１を含む一部が覆われた導電体１２が用意される。そして、この導電体１２を挟むように絶縁繊維シート１３ａ－１が配置される。このとき、絶縁繊維シート１３ａ－１は、絶縁材料Ｚ２１の一部に重なるように配置されることとなる。

その後、樹脂部形成工程Ｓ２２の露出前工程Ｓ１２１における導電繊維シート配置工程Ｓ１２１ａ、母材含浸工程Ｓ１２１ｂ、及び加工／研磨／洗浄工程Ｓ１２１ｃ、は、導電体１２の一部が絶縁材料Ｚ２１で覆われた状態で行われる。このときの各工程の作業自体は、図１８に示されている複合材製造方法と同じである。ただし、母材含浸工程Ｓ１２１ｂでは、絶縁材料Ｚ２１において接続部１２ｂ－１を覆っている部分が突出して露出するように、絶縁性樹脂Ｚ１及び導電性強化樹脂Ｚ２が形成される。また、この変形例では、加工／研磨／洗浄工程Ｓ１２１ｃの完了時点で得られる露出前構造１ａ’において導電樹脂部１１及び絶縁樹脂部１３が完成しているが、接続部１２ｂ－１が絶縁材料Ｚ２１で覆われた状態となっている。

そして、最後の露出工程Ｓ２２２において、露出前構造１ａ’から、導電体１２の接続部１２ｂ－１を覆っている絶縁材料Ｚ２１が除去されて接続部１２ｂ－１が露出される。この露出工程Ｓ２２２を経て変形例の複合材構造１’が得られることとなる。

以上に説明した変形例の複合材構造製造方法によっても、上述の実施形態の複合材構造製造方法と同様に、導電性強化樹脂と導電体１２との間に絶縁樹脂部１３を介在させつつ強度低下が抑制された複合材構造１を得ることができることは言うまでもない。

また、本変形例の複合材構造製造方法でも、露出工程Ｓ２２２で露出されるまでは接続部１２ｂ－１が絶縁材料Ｚ２１で保護されるので、製造中の洗浄等の際のガルバニック腐食の発生についても抑制することができる。

また、本変形例の複合材構造製造方法で得られる複合材構造１’によれば、接続部１２ｂ－１の根本側と導電性繊維１１ａとの接触回避の確度が、導体延出部１２ｂ－２における非露出部１２ｂ－３を被覆する絶縁体１４によって更に高められる。上記の複合材構造１’によれば、この接触回避の確度向上によりガルバニック腐食の発生を更に抑制することができる。

尚、以上に説明した実施形態は複合材構造及び複合材構造製造方法の代表的な形態を示したに過ぎず、複合材構造及び複合材構造製造方法は、これに限定されるものではなく種々変形して実施することができる。

例えば、上述の実施形態では、複合材構造について、全体的な外観や内部構造について各種形状等が図示された複合材構造１，１’，・・・，６が例示されている。しかしながら、複合材構造はこれに限るものではなく、使用態様に応じて外観や内部構造は適宜に設定し得るものである。

１，１’，２，３，４，５，６ 複合材構造
１ａ 露出前構造
１１，４１，５１，６１ 導電樹脂部
１１ａ 導電性繊維
１１ａ－１ 導電繊維シート
１１ｂ，１３ｂ 絶縁性母材
１２，２２，３２，４２，５２，６２ 導電体
１２ａ，５２ａ，６２ａ 第１導電体
１２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ，６２ｂ 第２導電体
１２ｂ－１，２２ｂ－１，４２ｂ－１，５２ｂ－１，６２ｂ－１ 接続部
１２ｂ－２ 導体延出部
１２ｂ－３ 非露出部
１２ｂ－４，４ａ，５ａ，６２ｂ－２ 貫通孔
１３，４３，５３，６３ 絶縁樹脂部
１３ａ，４３ａ 絶縁性繊維
１３ａ－１，４３ａ－１，５３ａ－１ 絶縁繊維シート
１３ｃ 絶縁延出部
１４ 絶縁体
３２ｃ 突起部
４１ａ 第１平面
４１ａ－１ 第１部分
４１ｂ 第２平面
４１ｂ－１ 第２部分
４１ｃ 立面
５１ａ，６１ａ 表面
５１ｂ 窪み
Ｂ１，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６ ボルト
Ｎ１，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６ ナット
Ｗ１，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６ 端子付き電線
Ｗ１１，Ｗ４１，Ｗ５１，Ｗ６１ 露出芯線
Ｗ１２，Ｗ４２，Ｗ５２，Ｗ６２ メガネ端子
ＷＳ４，ＷＳ５ 絶縁ワッシャ
Ｄ５１ 深さ方向
Ｚ１ 絶縁樹脂
Ｚ２ 導電性強化樹脂
Ｚ３ 積層物
Ｚ２１ 絶縁材料
Ｓ１１ 絶縁性繊維配置工程
Ｓ１２，Ｓ２２ 樹脂部形成工程
Ｓ１２１ 露出前工程
Ｓ１２１ａ 導電繊維シート配置工程
Ｓ１２１ｂ 母材含浸工程
Ｓ１２１ｃ 加工／研磨／洗浄工程
Ｓ１２２，Ｓ２２２ 露出工程

Claims (11)

1. 導電性繊維を絶縁性母材に含有させた導電性強化樹脂で形成された導電樹脂部と、
   導電性材料で形成されて少なくとも一部が前記導電樹脂部に埋設された導電体と、
   各々が絶縁性繊維を絶縁性母材に含有させた層状の樹脂部位であって、前記導電体の少なくとも一部を相互間に挟んで前記導電樹脂部と前記導電体との間に介在した状態で前記導電樹脂部に複数層が埋設された絶縁樹脂部と、
   を備え、
   前記導電体は、前記導電樹脂部に全体が埋設された第１導電体、及び、前記導電樹脂部の内部で前記第１導電体に接合されるとともに少なくとも一部が埋設された第２導電体、を備えており、
   前記絶縁樹脂部は、前記第１導電体、及び前記第２導電体における少なくとも前記導電樹脂部への埋設部分、を相互間に挟んで前記導電樹脂部と前記導電体との間に介在した状態で、前記導電樹脂部に埋設されていることを特徴とする複合材構造。
2. 前記導電樹脂部は、前記導電性繊維で形成された導電繊維シートに絶縁性母材が含浸されたものであることを特徴とする請求項１に記載の複合材構造。
3. 前記絶縁樹脂部は、前記絶縁性繊維で形成された絶縁繊維シートに絶縁性母材が含浸されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合材構造。
4. 前記導電体は、前記導電樹脂部の外部へと延出して他部品との電気的な接続部として少なくとも一部が露出される導体延出部を有しており、
   前記絶縁樹脂部は、前記導体延出部において露出される前記接続部を前記導電性繊維に接触させないように当該導電樹脂部と前記導電体との間に介在した状態で設けられていることを特徴とする請求項１～３のうち何れか一項に記載の複合材構造。
5. 前記導体延出部は、前記導電樹脂部から離れた先端側の一部が前記接続部として露出されるものであり、
   複数層の前記絶縁樹脂部は、前記導体延出部における前記接続部を除いた根本側の非露出部の少なくとも一部を相互間に挟むように、それぞれが、前記導体延出部と一緒に前記導電樹脂部から延出した絶縁延出部を有していることを特徴とする請求項４に記載の複合材構造。
6. 前記導体延出部の前記非露出部を被覆するように絶縁性材料で形成された絶縁体を更に備え、
   複数層の前記絶縁樹脂部は、各層の前記絶縁延出部が前記非露出部の一部を、当該非露出部を被覆した前記絶縁体の一部を介して挟むように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の複合材構造。
7. 前記導電樹脂部が、第１平面、当該第１平面から１段下がった第２平面、を有する階段形状の部分を備え、
   前記導電体は、前記導電樹脂部の前記第２平面を含む第２部分において、一部が他部品との電気的な接続部として露出して他の部分が前記第２部分に埋まった状態で前記導電樹脂部に埋設され、
   前記絶縁樹脂部は、前記導電樹脂部における前記第１平面を含む第１部分では前記導電体を相互間に挟んで前記導電樹脂部と前記導電体との間に介在し、前記第２部分では前記導電体における露出側とは反対側で前記導電樹脂部との間に介在した状態で、前記導電樹脂部に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の複合材構造。
8. 前記導電樹脂部は、表面に筒状の窪みが設けられており、
   前記導電体が、前記窪みの底をなすように一部が他部品との電気的な接続部として露出した状態で前記導電樹脂部に埋設されており、
   前記絶縁樹脂部は、前記導電樹脂部における前記窪み以外の部分では、前記導電体を相互間に挟んで前記導電樹脂部と前記導電体との間に介在し、前記窪みの部分では、前記導電体における露出側とは反対側で前記導電樹脂部との間に介在した状態で、前記導電樹脂部に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の複合材構造。
9. 絶縁性繊維を、導電性材料で形成された導電体の少なくとも一部を相互間に挟むように配置する絶縁性繊維配置工程と、
   前記絶縁性繊維で挟まれた前記導電体を用い、導電性繊維を絶縁性母材に含有させた導電性強化樹脂で形成されて前記導電体の少なくとも一部が埋設される導電樹脂部、及び、各々が前記絶縁性繊維を絶縁性母材に含有させた層状の樹脂部位であって、前記導電体の少なくとも一部を相互間に挟んで前記導電樹脂部と前記導電体との間に介在した状態で前記導電樹脂部に複数層が埋設される絶縁樹脂部、を形成する樹脂部形成工程と、
   を備え、
   前記導電体は、前記導電樹脂部に全体が埋設された第１導電体、及び、前記導電樹脂部の内部で前記第１導電体に接合されるとともに少なくとも一部が埋設された第２導電体、を備えており、
   前記樹脂部形成工程が、前記第１導電体、及び前記第２導電体における少なくとも前記導電樹脂部への埋設部分、を相互間に挟んで前記導電樹脂部と前記導電体との間に介在した状態で、前記導電樹脂部に埋設されるように前記絶縁樹脂部を形成する工程であることを特徴とする複合材構造製造方法。
10. 前記絶縁性繊維配置工程は、各々が前記絶縁性繊維で形成された複数枚の絶縁繊維シートを、前記導電体の前記第１導電体、及び前記第２導電体における少なくとも前記導電樹脂部への埋設部分、を相互間に挟むように配置する工程であり、
    前記樹脂部形成工程が、
    複数枚の前記絶縁繊維シートで前記導電体の前記第１導電体、及び前記第２導電体における少なくとも前記導電樹脂部への埋設部分、が挟まれた積層物を更に相互間に挟むように、前記導電性繊維で形成された導電繊維シートを複数枚配置する導電繊維シート配置工程と、
    溶融状態の絶縁性母材を、前記導電繊維シート及び前記絶縁繊維シートに含浸させる母材含浸工程と、
    を備えていることを特徴とする請求項９に記載の複合材構造製造方法。
11. 前記導電体は、他部品との電気的な接続部として一部が露出されるものであり、
    前記樹脂部形成工程が、
    前記導電体が全体的に非露出状態となった露出前構造を形成する露出前工程と、
    前記露出前構造から、前記導電体の前記接続部を覆っている部分を除去して前記接続部を露出させる露出工程と、
    を備えた工程であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の複合材構造製造方法。

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