JP7296120B2 - FASTENING STRUCTURE, STRUCTURAL MEMBER, FASTENER, MOVING OBJECT, AND FASTENING METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、航空機などの構造物の構造部材を締結するのに好適な締結構造、構造部材、締結具、移動体及び締結方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fastening structure, a structural member, a fastener, a moving body, and a fastening method suitable for fastening structural members of structures such as aircraft.
航空機などの構造物の構造部材には、強化繊維が直線状に配向する層を、配向する方向が異なるように積層した繊維強化複合材料が用いられる(特許文献1参照)。このような構造部材で構造物を構成する場合、接着による接合の信頼性が十分でないため、剥離の発生及び成長を抑制するよう、接着端部をボルトやリベットで締結する工法が多用される。 BACKGROUND ART Fiber-reinforced composite materials in which layers in which reinforcing fibers are oriented linearly are laminated in different orientation directions are used for structural members of structures such as aircraft (see Patent Document 1). When constructing a structure using such structural members, since the reliability of bonding by bonding is not sufficient, a method of fastening bonded ends with bolts or rivets is often used in order to suppress the occurrence and growth of delamination.
しかし、このような構造部材に円孔を開け、円断面のボルトやリベットで締結した場合に、強化繊維が直線状に配向している一層に着目してみると、せん断方向に負荷されたときに強化繊維を横向きに倒す力が円形の中心から荷重と直角方向に遠ざかるにつれて極度に増大していた。この結果、剛性が高く塑性変形できない複合材料では繊維の曲げ折れ、所謂微視的座屈(マイクロバックリング)が生じて荷重を支持する能力が大幅に減少し、荷重支持能力が損なわれてしまうことが課題として残されていた。 However, when a circular hole is made in such a structural member and it is fastened with a bolt or rivet with a circular cross section, if we focus on the single layer where the reinforcing fibers are oriented linearly, when a load is applied in the shear direction, In addition, the force that causes the reinforcing fibers to fall sideways increases extremely as the distance from the center of the circle increases in the direction perpendicular to the load. As a result, in a composite material that has high rigidity and cannot be plastically deformed, bending and breaking of fibers, so-called microscopic buckling (microbuckling) occurs, and the load-bearing capacity is greatly reduced and the load-bearing capacity is impaired. was left as an issue.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、締結具から締結用の孔へのせん断負荷による孔付近の圧潰や繊維の座屈を回避することができる締結構造、構造部材、締結具、移動体及び締結方法を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, the object of the present invention is to provide a fastening structure, structural member, fastener, It is to provide a moving body and a fastening method.
上記目的を達成するため、本発明に係る締結構造は、強化繊維が直線状に配向する層を、配向する方向が異なるように積層した繊維強化複合材料からなり、前記配向する方向の数をnとしたときに2×n角形で、かつ、前記2×n角形の各辺が各前記層のうちいずれかの強化繊維と直交する締結用の孔が設けられた構造部材と、前記締結用の孔に係合する2×n角形の係合部を有する締結具とを具備する。 In order to achieve the above object, a fastening structure according to the present invention comprises a fiber-reinforced composite material in which layers in which reinforcing fibers are oriented linearly are laminated in different orientation directions, and the number of orientation directions is n and a structural member provided with a fastening hole that is 2 × n square and each side of the 2 × n square is orthogonal to one of the reinforcing fibers in each of the layers; and a fastener having a 2 x n square engaging portion that engages the hole.
本発明では、荷重がかかった締結具から締結用の孔にかかる面圧は負荷方向に対して均一化する。これにより、締結具から締結用の孔へのせん断負荷による孔付近の圧潰や繊維の座屈を回避することができる。 In the present invention, the surface pressure applied from the loaded fastener to the fastening hole is made uniform in the loading direction. This makes it possible to avoid crushing near the holes and buckling of the fibers due to a shear load from the fastener to the fastening holes.
前記締結具は、前記締結用の孔の形状に対応して2×n角形の形状でかつ前記締結用の孔に実質的に係合するサイズの前記係合部としての多角形部と、ねじ部とを有するボルトを有し、前記ねじ部の最大直径は、前記締結用の孔の最小直径より小さく構成してもよい。 The fastener has a polygonal portion as the engaging portion that has a 2×n polygonal shape corresponding to the shape of the fastening hole and has a size that substantially engages with the fastening hole, and a screw. and a maximum diameter of the threaded portion may be smaller than the minimum diameter of the fastening hole.
複数の前記構造部材を相互の前記締結用の孔が連通するように重ね、前記締結具は、繊維強化複合材料からなり、連通する複数の前記締結用の孔に係合する2×n角形のリベットを有する構成としてもよい。 A plurality of structural members are stacked so that the fastening holes communicate with each other, and the fastener is made of a fiber-reinforced composite material and has a 2×n square shape that engages with the plurality of communicating fastening holes. It is good also as a structure which has a rivet.
前記締結用の孔は、正2×n角形であり、前記係合は、正2×n角形である構成としてもよい。 The fastening hole may be a regular 2×n square, and the engagement may be a regular 2×n square.
本発明に係る構造部材は、強化繊維が直線状に配向する層を、配向する方向が異なるように積層した繊維強化複合材料からなり、前記配向する方向の数をnとしたときに2×n角形で、かつ、前記2×n角形の各辺が各前記層のうちいずれかの強化繊維と直交する締結用の孔が設けられている。この構造部材に用いられる、本発明に係る締結具は、前記締結用の孔に係合する2×n角形の係合部を有する。 The structural member according to the present invention is made of a fiber-reinforced composite material in which layers in which reinforcing fibers are oriented linearly are laminated in different orientation directions, and when the number of orientation directions is n, 2 × n Fastening holes are provided which are square and each side of the 2×n square is orthogonal to one of the reinforcing fibers in each of the layers. The fastener according to the present invention used in this structural member has a 2×n-square engaging portion that engages with the fastening hole.
本発明に係る、航空機、ロケット、自動車、船舶等の移動体は、維強化複合材料からなる構造部材を用いた締結構造を有する移動体であって、前記締結構造は、強化繊維が直線状に配向する層を、配向する方向が異なるように積層した繊維強化複合材料からなり、前記配向する方向の数をnとしたときに2×n角形で、かつ、前記2×n角形の各辺が各前記層のうちいずれかの強化繊維と直交する締結用の孔が設けられた前記構造部材と、前記締結用の孔に係合する2×n角形の係合部を有する締結具とを有する。 A moving body such as an aircraft, a rocket, an automobile, or a ship according to the present invention is a moving body having a fastening structure using a structural member made of a fiber-reinforced composite material. It is made of a fiber-reinforced composite material in which the layers to be oriented are laminated in different orientation directions, and is a 2 × n polygon when the number of orientation directions is n, and each side of the 2 × n polygon is It has the structural member provided with a fastening hole orthogonal to one of the reinforcing fibers of each of the layers, and a fastener having a 2×n square engaging portion that engages with the fastening hole. .
本発明に係る締結方法は、強化繊維が直線状に配向する層を、配向する方向が異なるように積層した繊維強化複合材料からなり、前記配向する方向の数をnとしたときに2×n角形で、かつ、前記2×n角形の各辺が各前記層のうちいずれかの強化繊維と直交する締結用の孔が設けられた構造部材を準備し、前記締結用の孔に係合する2×n角形の係合部を有する締結具を、前記締結用の孔に係合し、かつ、被締結側に締結させるものである。 The fastening method according to the present invention comprises a fiber-reinforced composite material in which layers in which reinforcing fibers are oriented linearly are laminated in different orientation directions, and when the number of orientation directions is n, 2 × n A structural member having a square shape and having fastening holes in which each side of the 2×n square is orthogonal to one of the reinforcing fibers in each of the layers is prepared, and engaged with the fastening holes. A fastener having a 2×n square engaging portion is engaged with the fastening hole and fastened to the side to be fastened.
本発明によれば、締結具から締結用の孔へのせん断負荷による孔付近の圧潰や繊維の座屈を回避することができる。 According to the present invention, it is possible to avoid crushing near the hole and buckling of the fibers due to shear load from the fastener to the fastening hole.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態に係る締結構造>
図1は本発明の第1の実施形態に係る締結構造を示す平面図、図2は図1の断面A-Aを示す断面図、図3は図2を分解して示した一部断面図である。
これらの図に示すように、締結構造1は、構造部材10と、構造部材20と、締結具30とを有する。
構造部材10は、繊維強化複合材料として炭素繊維強化プラスチック(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)における代表的な疑似等方積層材[45/0/-45/90]2Sからなり、第1の層11、第2の層12、第3の層13及び第4の層14を積層した4層構造を有する(図4参照)。各層11~14は、それぞれ、強化繊維を直線状に配向し、配向する方向がそれぞれ異なる。水平面をZとしたとき、第1の層11の強化繊維の配向は水平面Zより90°をなし、第2の層12の強化繊維の配向は水平面Zより45°をなし、第3の層13の強化繊維の配向は水平面Zより0°をなし、第4の層14の強化繊維の配向は水平面Zより-45°をなしている。図1中各層11~14の表面に示された細線は、強化繊維の配向の方向を示している。
<Fastening structure according to the first embodiment>
1 is a plan view showing the fastening structure according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the cross section AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing FIG. 2 exploded. is.
As shown in these figures, the fastening structure 1 has a
The
構造部材10は、締結具30を構成するボルト31が挿通して係合する締結用の孔15が設けられている。孔15の形状は、円径ではなく、構造部材10の配向する方向の数をnとしたときに正2×n角形である。本実施形態では、構造部材10の配向する方向の数が4であるから、孔15は正8角形である。加えて、孔15の2×n角形の各辺は、各層11~14のうちいずれかの強化繊維と直交する。本実施形態では、8角形の孔15の辺15-1、15-5は第1の層11の強化繊維と直交し、辺15-2、15-6は第2の層12の強化繊維と直交し、辺15-3、15-7は第3の層13の強化繊維と直交し、辺15-4、15-8は第4の層14の強化繊維と直交している。孔15は典型的にはルーロー多角形断面ドリルを用いて8角形に穿孔する。
The
構造部材20は、例えば構造部材10を所定の位置に固定するための部材である。構造部材20は、ボルト31が螺着されるネジ孔21が設けられている。
The
締結具30は、ボルト31と、ナット32とを有する。通常のボルトは、ヘッド部と、円筒部と、ねじ部とから構成されるが、本実施形態に係るボルト31は、ヘッド部31aと、円筒部でなく上記構造部材10の孔15の形状に対応して正8角形の形状でかつ孔15に実質的に係合するサイズの多角形部31bと、ねじ部31cとから構成される。ねじ部31cの最大直径は、構造部材10の孔15の最小直径より小さい。多角形部31bの長さは、構造部材10の厚さとほぼ等しい、乃至それ以上であることが好ましい。ボルト31の首下長さ(多角形部31b+ねじ部31c)は、構造部材10の厚さと構造部材20の厚さとナット32に高さとを加えた長さ以上であることが好ましい。
Fastener 30 has bolt 31 and
締結構造1では、締結具30を使って構造部材10と構造部材20とを以下のとおり締結する。
In the fastening structure 1, the
作業者は、構造部材20のネジ孔21と構造部材10の締結用の孔15とが連通するように、構造部材10を構造部材20に重ねる。
The operator stacks the
作業者は、孔15にボルト31を挿入し、さらにネジ孔21に螺着し、構造部材20より突き出し、ボルト31の突き出した先端側よりボルト31にナット32を螺着する。
The operator inserts the
図5は従来の締結構造の一例を示し、図6はこれに対応する本実施形態に係る締結構造を示している。 FIG. 5 shows an example of a conventional fastening structure, and FIG. 6 shows a corresponding fastening structure according to the present embodiment.
図5に示すように、構造部材10'に円形の孔15'が設けられ、孔15'に断面円形のボルト31'が挿入されている従来の場合、ボルト31'の外周面が構造部材10'の各層の強化繊維18'と大きな角度で局所的に接する箇所が生じてしまう。この場合、例えばボルト31'にかかるせん断負荷の方向が強化繊維18'の方向と直交する方向F1のとき、強化繊維18'を横向きになぎ倒す大きな荷重が生じ(図中A1)、強化繊維18'の曲げや折れが発生する。また、例えばボルト31'にかかるせん断負荷の方向が強化繊維18'の方向と同じ方向F2のとき、強化繊維18'を座屈させる荷重が生じ(図中A2)、強化繊維18'の曲げが発生する。このような強化繊維の曲げや折れによって、構造部材10'の孔15'が塑性変形し、荷重支持能力が損なわれる。 As shown in FIG. 5, in the conventional case where a structural member 10' is provided with a circular hole 15' and a bolt 31' having a circular cross section is inserted into the hole 15', the outer peripheral surface of the bolt 31' is the structural member 10'. ', there will be a portion that is locally in contact with the reinforcing fibers 18' of each layer of ' at a large angle. In this case, for example, when the direction of the shear load applied to the bolt 31' is the direction F1 perpendicular to the direction of the reinforcing fiber 18', a large load ( A1 in the drawing) that knocks over the reinforcing fiber 18' is generated, causing the reinforcing fiber 18' bends and creases occur. Further, for example, when the direction of the shear load applied to the bolt 31' is the same direction F2 as the direction of the reinforcing fiber 18', a load that buckles the reinforcing fiber 18' is generated (A 2 in the figure), and the reinforcing fiber 18' Bending occurs. Such bending or breaking of the reinforcing fibers causes plastic deformation of the holes 15' of the structural member 10', impairing the load bearing capacity.
これに対して、図6に示すように、本実施形態に係る締結構造1の場合、ボルト31の外周面が構造部材10の各層の強化繊維18と大きな角度で局所的に接する箇所はなく、強化繊維18の方向とは所定の辺で均一に接触する。この場合、例えばボルト31にかかるせん断負荷の方向が強化繊維18の方向と直交する方向F1のとき、強化繊維18には局所的な荷重がかからず強化繊維18を横向きになぎ倒す大きな荷重が生じない(図中A1)。従って、強化繊維18の曲げや折れが発生し難くなる。また、例えばボルト31にかかるせん断負荷の方向が強化繊維18の方向と同じ方向F2のとき、強化繊維18がボルト31の所定の辺で均一に接触するので、強化繊維18を座屈させる荷重が生じ難くなる(図中A2)。従って、強化繊維18の曲げが発生し難くなる。よって、構造部材10の孔15が塑性変形し難くなり、荷重支持能力の低下を抑えることが可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 6, in the case of the fastening structure 1 according to the present embodiment, the outer peripheral surface of the
これにより、締結箇所における、せん断負荷に伴う繊維強化複合材料の圧潰や繊維の座屈を回避することができる。 This makes it possible to avoid crushing of the fiber-reinforced composite material and buckling of the fibers due to shear load at the fastening point.
また、繊維強化複合材料の孔側面が潰れないため「がたつき」がなく、長期寿命が改善する。 In addition, since the side surfaces of the holes of the fiber-reinforced composite material are not crushed, there is no rattling, and the long-term life is improved.
さらに、孔面側が潰れ難いため公差が緩やかなボルトを押し込んでよく、公差管理に要するコストを削減できる。 Furthermore, since the hole surface side is less likely to be crushed, bolts with loose tolerances can be pushed in, and the cost required for tolerance control can be reduced.
<第2の実施形態に係る締結構造>
図7は、本発明の第2の実施形態に係る締結構造を示す断面図である。
図7に示すように、締結構造101は、構造部材110と、構造部材120と、締結具130とを有する。
構造部材110及び120は、それぞれ、繊維強化複合材料からなる疑似等方積層材[45/0/-45/90]2Sからなる(図4参照)。
<Fastening structure according to the second embodiment>
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a fastening structure according to a second embodiment of the invention.
As shown in FIG. 7 , the
構造部材110及び120は、それぞれ、締結具130を構成するリベット131が挿通して係合する締結用の孔115、125が設けられている。孔115、125の形状及び大きさは等しく、それぞれ、正8角形であり、かつ、孔115、125の各辺は、それぞれ、各層のうちいずれかの強化繊維と直交する。孔115の開口端には、切り欠き116が設けられている。
締結具130は、リベット131と、楔132とを有する。リベット131は、繊維強化複合材料からなるCFRP一方向材製棒であり、上記構造部材110、120の孔115、125の形状に対応して正8角形の形状でかつ孔115、125に実質的に係合するサイズである。
接着剤133は、リベット131と孔115、125との間及び切り欠き116による空間に充填される。
The adhesive 133 fills the spaces between the
締結構造101では、リベット131を使って構造部材110と構造部材120とを以下のとおり締結する。
In
作業者は、構造部材120の孔125と構造部材110の締結用の孔115とが連通するように、構造部材110と構造部材120とを重ねる。構造部材110の切り欠き116は構造部材120と接する側と反対の側に位置するようにする。
The operator stacks the
作業者は、リベット131の表面に接着剤133を塗布し、孔115にリベット131を挿入し、さらに孔125に挿入し、構造部材120より突き出させる。
An operator applies an adhesive 133 to the surface of the
構造部材110の表面及び構造部材120の表面より突き出るリベット131を切断し、構造部材110の表面及び構造部材120の表面を平らにする。
構造部材110の表面に露出するリベット131の切断面に楔132を打ち込み、切り欠き116による空間に接着剤133を充填し、接着剤133の硬化を待つ。
A
以上により構造部材110と構造部材120とが強固に締結される。
As described above, the
<航空機への適用例>
図8に示すように、航空機の主翼201はスパン方向に延びる複数のスパー202に、コード方向に延びる複数のリブ203を所定の間隔で固定し、それらのスパー202及びリブ203の表裏をスキン204で覆った構造を有する。
<Example of application to aircraft>
As shown in FIG. 8, a
スパー202は、例えば、繊維強化複合材料からなる疑似等方積層材[45/0/-45/90]2Sが用いられる。スパー202は翼端205でスキン204と連結される。
The
図9はスパー202とスキン204との連結に本発明に係る締結構造を適用した例を示す。
図9に示すように、スパー202の先端部はフランジ部202aを有する。フランジ部202aは同様に繊維強化複合材料からなる疑似等方積層材[45/0/-45/90]2Sである。フランジ部202aには、第1の実施形態に係る締結構造1で示したものと同様の正8角形の孔15が複数設けられている。スキン204にもこれらの孔15に対応する位置に正8角形のネジ孔(図示せず。第1の実施形態に係る締結構造1で示したネジ孔21と同様のもの)が設けられている。孔15にボルト(図示せず。第1の実施形態に係る締結構造1で示したボルト31と同様のもの)を挿入し、さらにスキン204のネジ孔に螺着し、スキン204より突き出し、ボルトの突き出した先端側よりボルトにナット(図示せず。第1の実施形態に係る締結構造1で示したナット32と同様のもの)を螺着する。
FIG. 9 shows an example of applying the fastening structure according to the present invention to the connection between the
As shown in FIG. 9, the tip of the
これ以外にも航空機は、強固にして軽量な繊維強化複合材料を使った構造部材が多用される。これらの構造部材の締結に本発明に係る締結構造を適用できる。また、航空機以外のロケットや自動車などの移動体にも本発明に係る締結構造を適用できる。 In addition to this, aircraft use a lot of structural members using strong and lightweight fiber-reinforced composite materials. The fastening structure according to the present invention can be applied to fastening these structural members. Moreover, the fastening structure according to the present invention can also be applied to mobile objects other than aircraft such as rockets and automobiles.
<その他>
本発明は、上記の実施形態には限定されず、その技術思想の範囲内で様々な変形や応用も可能である。そのような変形や応用しての実施も本発明の技術的範囲に属する。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of its technical concept. Such modifications and application implementations also belong to the technical scope of the present invention.
上記の実施形態では、構造部材の繊維強化複合材料が疑似等方積層材[45/0/-45/90]2Sである場合を例にとり説明したが、他の積層材にも本発明を適用できる。 In the above embodiment, the case where the fiber-reinforced composite material of the structural member is the pseudo-isotropic laminate [45/0/-45/90] 2S has been described as an example, but the present invention can also be applied to other laminates. can.
例えば、0°、±60°積層材にも本発明を適用できる。0°、±60°積層材は、第1の層、第2の層及び第3の層の3層構造を有し、各層は、それぞれ、強化繊維を直線状に配向し、配向する方向がそれぞれ異なり、第1の層の強化繊維の配向は水平面より60°をなし、第2の層の強化繊維の配向は水平面より0°をなし、第3の層の強化繊維の配向は水平面より-60°をなしている。この場合に、ボルトの多角形部は正6角形とすればよい。また、0°、90°積層材にも本発明を適用できる。0°、90°積層材は、第1の層及び第2の層の2層構造を有し、各層は、それぞれ、強化繊維を直線状に配向し、配向する方向がそれぞれ異なり、第1の層の強化繊維の配向は水平面より90°をなし、第2の層の強化繊維の配向は水平面より0°をなしている。この場合に、ボルトの多角形部は正4角形とすればよい。勿論、本発明はこれ以外の繊維強化複合材料からなる積層材にも適用できる。 For example, the present invention can also be applied to 0° and ±60° laminated materials. The 0°, ±60° laminated material has a three-layer structure of a first layer, a second layer, and a third layer, and each layer linearly orients reinforcing fibers, and the direction of orientation is Differently, the orientation of the reinforcing fibers in the first layer is 60° from the horizontal plane, the orientation of the reinforcing fibers in the second layer is 0° from the horizontal plane, and the orientation of the reinforcing fibers in the third layer is - 60°. In this case, the polygonal portion of the bolt should be a regular hexagon. The present invention can also be applied to 0° and 90° laminated materials. The 0° and 90° laminates have a two-layer structure of a first layer and a second layer, and each layer has reinforcing fibers linearly oriented and the directions of orientation are different. The orientation of the reinforcing fibers of the layer is 90° from the horizontal plane, and the orientation of the reinforcing fibers of the second layer is 0° from the horizontal plane. In this case, the polygonal portion of the bolt should be a regular quadrangle. Of course, the present invention can also be applied to laminated materials made of other fiber-reinforced composite materials.
また、上記の実施形態では、構造部材の孔の形状を正8角形等の正2×n角形としていたが、8角形等の2×n角形であっても構わない。 Further, in the above embodiment, the shape of the hole of the structural member is a regular 2×n polygon such as a regular octagon, but it may be a 2×n polygon such as an octagon.
上記の実施形態では、締結具としてボルトやリベットを用いた例を説明したが、鋲螺、釘などのファスナー類全般に本発明を適用することができる。 In the above-described embodiments, examples using bolts and rivets as fasteners have been described, but the present invention can be applied to general fasteners such as rivets and nails.
上記の実施形態では、構造部材の繊維強化複合材料として炭素繊維強化プラスチックを用いていたが、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)を用いた場合にも本発明を適用できる。
なお、本発明において用いる繊維強化複合材料は、強化繊維が直線状に配向する層を、配向する方向が異なるように積層した繊維強化複合材料である。ここで、直線状の配向とは、実施形態として図示したような配向方向が一方向のみである場合に限定されない。繊維強化複合材料は、微視的にみると配向方向に多少のばらつきを有する。従って直線状の配向には、配向方向の平均値が一方向である場合も含まれる。繊維強化複合材料の微視的な配向方向は、X線を用いた透視画像や、X線CT、光学顕微鏡等によって確認することができる。
In the above embodiments, carbon fiber reinforced plastic is used as the fiber reinforced composite material of the structural members, but the present invention can also be applied when glass fiber reinforced plastics (GFRP) is used.
The fiber-reinforced composite material used in the present invention is a fiber-reinforced composite material in which layers in which reinforcing fibers are linearly oriented are laminated in different directions. Here, the linear orientation is not limited to the case where the orientation direction is only one direction as illustrated in the embodiment. Microscopically, the fiber-reinforced composite material has some variation in the orientation direction. Therefore, linear orientation includes the case where the average value of the orientation directions is in one direction. The microscopic orientation direction of the fiber-reinforced composite material can be confirmed by a transparent image using X-rays, an X-ray CT, an optical microscope, or the like.
本発明は、航空機以外に、繊維強化複合材料を使用するあらゆる分野で使用可能であり、例えばFRPを使用する輸送機器、製造業、メンテナンス、修理、オーバーホールなどの現場で利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in all fields other than aircraft where fiber-reinforced composite materials are used, such as transportation equipment using FRP, manufacturing, maintenance, repair, and overhaul.
1 :締結構造
10 :構造部材
15 :孔
15-1~15-8 :辺
18 :強化繊維
20 :構造部材
30 :締結具
31 :ボルト
31b :多角形部
31c :ねじ部
101 :締結構造
110 :構造部材
115 :孔
120 :構造部材
125 :孔
130 :締結具
131 :リベット
1: Fastening structure 10: Structural member 15: Holes 15-1 to 15-8: Side 18: Reinforcing fiber 20: Structural member 30: Fastener 31:
Claims (8)
前記締結用の孔に係合する2×n角形の係合部を有する締結具と
を具備する締結構造。 Composed of a fiber-reinforced composite material in which layers in which reinforcing fibers are oriented linearly are laminated in different orientation directions, and are 2 × n squares when the number of orientation directions is n, and the 2 × a structural member provided with a fastening hole in which each side of the n-sided polygon is orthogonal to one of the reinforcing fibers in each of the layers;
A fastening structure comprising: a fastener having a 2×n square engaging portion that engages with the fastening hole.
前記締結具は、前記締結用の孔の形状に対応して2×n角形の形状でかつ前記締結用の孔に実質的に係合するサイズの前記係合部としての多角形部と、ねじ部とを有するボルトを有し、
前記ねじ部の最大直径は、前記締結用の孔の最小直径より小さい
締結構造。 The fastening structure according to claim 1,
The fastener has a polygonal portion as the engaging portion that has a 2×n polygonal shape corresponding to the shape of the fastening hole and has a size that substantially engages with the fastening hole, and a screw. a bolt having a portion and
The fastening structure, wherein the maximum diameter of the threaded portion is smaller than the minimum diameter of the fastening hole.
複数の前記構造部材を相互の前記締結用の孔が連通するように重ね、
前記締結具は、繊維強化複合材料からなり、連通する複数の前記締結用の孔に係合する2×n角形のリベットを有する
締結構造。 The fastening structure according to claim 1,
stacking a plurality of structural members such that the fastening holes communicate with each other;
The fastener is made of a fiber-reinforced composite material and has a 2×n square rivet that engages with the plurality of communicating fastening holes.
前記締結用の孔は、正2×n角形であり、
前記係合部は、正2×n角形である
締結構造。 The fastening structure according to any one of claims 1 to 3,
The fastening hole is a regular 2×n polygon,
The fastening structure, wherein the engaging portion is a regular 2×n polygon.
前記締結用の孔に係合する2×n角形の係合部を有する締結具。 A fastener for use in the structural member of claim 5, comprising:
A fastener having a 2×n square engaging portion that engages with the fastening hole.
前記締結構造は、強化繊維が直線状に配向する層を、配向する方向が異なるように積層した繊維強化複合材料からなり、前記配向する方向の数をnとしたときに2×n角形で、かつ、前記2×n角形の各辺が各前記層のうちいずれかの強化繊維と直交する締結用の孔が設けられた前記構造部材と、前記締結用の孔に係合する2×n角形の係合部を有する締結具とを有する
移動体。 A moving body having a fastening structure using a structural member made of a fiber-reinforced composite material,
The fastening structure is made of a fiber-reinforced composite material in which layers in which reinforcing fibers are oriented linearly are laminated in different orientation directions, and is a 2 × n square when the number of orientation directions is n, and the structural member provided with a fastening hole in which each side of the 2×n polygon is orthogonal to one of the reinforcing fibers in each of the layers, and the 2×n polygon that engages with the fastening hole. and a fastener having an engaging portion.
前記締結用の孔に係合する2×n角形の係合部を有する締結具を、前記締結用の孔に係合し、かつ、被締結側に締結させる
締結方法。 Composed of a fiber-reinforced composite material in which layers in which reinforcing fibers are oriented linearly are laminated in different orientation directions, and are 2 × n squares when the number of orientation directions is n, and the 2 × preparing a structural member provided with a fastening hole in which each side of the n-sided polygon is orthogonal to one of the reinforcing fibers in each of the layers;
A fastening method comprising: engaging a fastener having a 2×n-square engaging portion that engages with the fastening hole and fastening it to the fastening side.
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