JP7374566B2 - 複合材構造及び複合材構造製造方法 - Google Patents

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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車体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車体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、この導電体から樹脂外部へとアースポインとして電気的な接続部を露出させる等といっ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、強化樹脂で形成された樹脂部に埋設された導電体に上記のような接続部を設ける複合材構造が例示されている。
特開２０１６－１８３８８５号公報
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。その結果、接続部として露出した導電体と導電樹脂部が接する、例えば接続部の根本部分等の個所において、異種金属の接触と同等の接触状態が生じることとなる。そして、このような箇所に水等の液体が付着した際には、異種金属の接触に由来するガルバニック腐食が発生する恐れがある。
従って、本発明は、上記のような問題に着目し、導電樹脂部に埋設した導電体の一部を接続部として露出させつつガルバニック腐食の発生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一部が他部品との電気的な接続部として前記導電性強化樹脂から露出した状態で前記導電樹脂部に埋設された導電体と、絶縁性材料で形成され、前記導電体の前記接続部を前記導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と前記導電体との間に介在した状態で少なくとも一部が前記導電樹脂部に埋設された絶縁体と、を備え、前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分の形状を規定する寸法のうちの最長寸法が、前記導電樹脂部の形状を規定する寸法のうちの最長寸法以下であり、前記絶縁体は、前記導電樹脂部の表面と面一に一部が露出するように形成されており、前記導電体は、前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分から更に露出した部分が前記接続部となっ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、導電性材料で形成された導電体の少なくとも一部を絶縁性材料で覆う第１工程と、前記絶縁性材料で覆われた前記導電体及び導電性繊維を母材に含有させた導電性強化樹脂を用い、一部が他部品との電気的な接続部として前記導電性強化樹脂から露出した状態で前記導電体が埋設される導電樹脂部、及び、前記導電体の前記接続部を前記導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と前記導電体との間に介在した状態で少なくとも一部が前記導電樹脂部に埋設される絶縁体、を形成する第２工程と、を備え、前記導電体は、第１導電体、及び当該第１導電体に接合される第２導電体、を備え、前記第２工程は、前記絶縁体を、当該絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分の形状を規定する寸法のうちの最長寸法が、前記導電樹脂部の形状を規定する寸法のうちの最長寸法以下となり、前記第１導電体の全体が前記導電樹脂部に埋設され、前記第２導電体が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一部が前記接続部となるように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、導電体の一部が露出された接続部と導電樹脂部を形成する導電性強化樹脂との接触が、当該導電性強化樹脂と導電体との間に介在した状態で少なくとも一部が導電樹脂部に埋設された絶縁体によって回避される。この接触回避により、例えば接続部の根本部分等の個所における異種金属の接触と同等の接触状態が回避されることとなり、その結果ガルバニック腐食の発生が抑制されることとなる。このように、上述の複合材構造及び複合材構造製造方法によれば、導電樹脂部に埋設した導電体の一部を接続部として露出させつつガルバニック腐食の発生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３実施形態の複合材構造を示す模式的な断面図である。 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５実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 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。 第７実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 第８実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 第８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８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９実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 第１０実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 図１５に示されている複合材構造における内部構成を示す、図１５中のＶ１０１－Ｖ１０１線に沿った模式的な断面図である。 第１０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１０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１１実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 図１９に示されている複合材構造における内部構成を示す、図１９中のＶ１１１－Ｖ１１１線に沿った模式的な断面図である。 第１１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１１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１２実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 図２３に示されている複合材構造における内部構成を示す、図２３中のＶ１２１－Ｖ１２１線に沿った模式的な断面図である。 第１３実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図である。 図２５に示されている複合材構造における内部構成を示す、図２５中のＶ１３１－Ｖ１３１線に沿った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。
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、絶縁体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。
母材１１ｂとしては、絶縁性の樹脂と、導電性の樹脂と、の何れでも採用可能である。絶縁性の樹脂としては、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。導電性の樹脂は、上述のような絶縁性の樹脂に次のような添加剤を混入することで導電性を付与したものである。導電性付与のための添加剤としては、ポリチオフェン、オリゴチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等といった導電性高分子が一例として挙げられる。また、カーボン系、金属系、金属酸化物系、金属被覆系、金属酸化物被覆系等の導電性フィラーも添加剤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に全体が埋設される第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、金属繊維で編まれたシート状、金属線で粗く編まれたメッシュ状、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。
絶縁体１３は、絶縁性材料で形成され、導電体１２の接続部１２ｂ－１を、導電樹脂部１１をなす導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と導電体１２との間に介在した状態で一部が導電樹脂部１１に埋設された部位である。本実施形態では、絶縁体１３の形状の模式的な一例として直方体が例示されている。この形状は、長方形平板の第２導電体１２ｂに合わせた形状の例である。しかしながら、絶縁体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形状であれば任意の形状を採り得るものである。
この絶縁体１３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１３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１３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１３に、導電体１２の第２導電体１２ｂを圧入する等といった手法により、導電体１２に絶縁体１３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１３を形成する場合に、導電体１２の第２導電体１２ｂ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１３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。
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、絶縁体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、絶縁体１３は、直方体に形成された導電樹脂部１１の表面である一端面から一部が突出している。そして、導電体１２は、絶縁体１３において導電樹脂部１１から突出した部分から更に突出して露出した第２導電体１２ｂの一部分が接続部１２ｂ－１となっている。
尚、絶縁体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体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、一部が絶縁体１３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利用されている。
次に、複合材構造の第３実施形態について図４を参照して説明する。
図４は、第３実施形態の複合材構造を示す模式的な断面図である。尚、図４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、絶縁体３３が、導電体１２における第２導電体１２ｂの一部だけでなく、第２導電体１２ｂとの接合部を含む第１導電体１２ａの全てを覆うように形成されている。つまり、本実施形態では、導電体１２における導電樹脂部１１への埋設部分の全てが、導電樹脂部１１をなす導電性強化樹脂に接触しないように絶縁体３３によって絶縁されている。これにより、導電体１２における導電樹脂部１１への埋設部分について、単なるシャーシグラウンドではなく、電気的な回路パターンとして利用することも可能となる。この場合には、回路パターンとしての導電体１２に接続される各種電気／電子部品も導電樹脂部１１に埋設されることとしてもよい。
次に、ここまでに説明した第１～第３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～第３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５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－２が設けられる。そして、この貫通孔１２ｂ－２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－２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－２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６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～第３実施形態の複合材構造１，２，３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１，２，３によれば、導電体１２，２２の一部が露出された接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１と導電樹脂部１１を形成する導電性強化樹脂との接触が絶縁体１３によって回避される。絶縁体１３は、導電性強化樹脂と導電体１２，２２との間に介在した状態で少なくとも一部が導電樹脂部１１に埋設された部位である。そして、この絶縁体１３の介在により接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１と導電性強化樹脂との接触が回避される。
ここで、第１～第３実施形態と異なり、仮に絶縁体１３が無かったとすると、接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１の根本部分が導電性強化樹脂に接触した状態で露出することとなる。接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１と導電性強化樹脂との接触は、異種金属の接触と同等の接触状態となることから、上記の根元部分に水等が付着するとガルバニック腐食が生じる恐れがある。
これに対し、第１～第３実施形態では、絶縁体１３によって接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１の根本部分における異種金属の接触と同等の接触状態が回避されることとなり、その結果ガルバニック腐食の発生が抑制されることとなる。このように、第１～第３実施形態の複合材構造１，２，３によれば、導電樹脂部１１に埋設した導電体１２，２２の一部を接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生を抑制することができる。
ここで、第１～第３実施形態では、絶縁体１３の一部を導電樹脂部１１の表面から突出させ、その突出部分から導電体１２，２２の接続部１２ｂ－１，２２ｂ－２を露出させている。この構成によれば、接続部１２ｂ－１，２２ｂ－２と導電性強化樹脂との接触回避の確度が高められ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、第１～第３実施形態では、導電体１２，２２は、絶縁体１３において導電樹脂部１１から露出した部分から突出した部分が接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１となっている。この構成によれば、接続部１２ｂ－１，２２ｂ－１が絶縁体１３から突出しているので、この接続部１２ｂ－１，２２ｂ－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。
また、第１～第３実施形態のうち第１及び第３実施形態では、導電体１２が、導電樹脂部１１に全体が埋設された第１導電体１２ａ、及び、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。この構成によれば、導電体１２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、一部が接続部１２ｂ－１となった第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。
また、第１～第３実施形態では、第２導電体１２ｂが電極となっている。この構成によれば、例えば図５及び図６に例示されている接続例等を採用して他部品である電線等を容易に接続することができるので好適である。
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、導電体４２において第１導電体１２ａに接合されて一部が露出する第２導電体４２ｂに、導電樹脂部１１の内部で絶縁体１３に密着するように突起部４２ｃが設けられている。突起部４２ｃは、帯板状の第２導電体４２ｂ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体１３に密着している。
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、導電樹脂部１１に埋設した導電体４２の一部を接続部１２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生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４２に導電樹脂部１１の内部で絶縁体１３に密着するように突起部４２ｃが設けられていることで、導電体４２と絶縁体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４２を絶縁体１３から引く抜く方向の外力に対して突起部４２ｃ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４の強度を向上させることもできる。
この第４実施形態に対する変形例としては、まず、導電体４２における突起部４２ｃ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４２と絶縁体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４２における絶縁体１３への埋設部分に設ける例も挙げられる。更に、導電体４２における絶縁体１３への埋設部分に貫通孔を設け、その貫通孔の内側にも絶縁体１３をなす絶縁性材料を充填する例等も挙げられる。
次に、複合材構造の第５実施形態について図８を参照して説明する。
図８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る。尚、図８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、絶縁体５３における接続部１２ｂ－１とは反対側の端部表面に、周方向について全周に亘る突起部５３ａが１つ設けられている。
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、導電樹脂部１１に埋設した導電体１２の一部を接続部１２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生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、絶縁体５３の表面に突起部５３ａが設けられていることで、導電樹脂部１１と絶縁体１３との密着性を高めて複合材構造５を高強度化することができる。
この第５実施形態に対する変形例としては、絶縁体５３における突起部５３ａの形成位置を例えば絶縁体５３の中央等といった端部以外の位置とする例や、突起部５３ａの形成数を複数とする例等が挙げられる。また、突起部５３ａを、絶縁体５３の周方向について全周に亘って設けるのではなく周方向の一部に設ける例や、周方向に断続的に設ける例等も挙げられる。
次に、複合材構造の第６実施形態について図９を参照して説明する。
図９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る。尚、図９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、導電樹脂部１１に埋設された第１導電体１２ａには、被覆電線６４における芯線の一端が導電樹脂部１１の内部で接合されている。ここでの接合方法としては、はんだ付け、超音波接合、及び加締め接合等が一例として挙げられる。この被覆電線６４は、被覆の一部を導電樹脂部１１の内部に残した状態で他端側が導電樹脂部１１から突出し、当該他端側で芯線の一部が露出している。この露出芯線には、他部品として、電気／電子機器との接続のためのメガネ端子６４ａが圧着接続されている。
このような被覆電線６４を備える複合材構造６では、第１導電体１２ａとともに導電体６２を構成する第２導電体６２ｂが、被覆電線６４の芯線となっている。また、被覆電線６４の他端側における露出芯線が他部品たるメガネ端子６４ａとの接続部６２ｂ－１となっている。そして、被覆電線６４の被覆が、導電体６２の接続部６２ｂ－１を導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と導電体６２との間に介在した状態で一部が導電樹脂部１１に埋設された絶縁体６３となっている。
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、導電樹脂部１１に埋設した導電体６２の一部を接続部６２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生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、絶縁体６３が、芯線が第２導電体６２ｂとなった被覆電線６４の被覆であるので、被覆電線６４を用意するだけで別途に絶縁体を形成する必要がなく、部品点数を減らすことができ好適である。また、導電樹脂部１１と絶縁体６３の境界寸法が、被覆電線６４の太さ寸法程度に抑えられるので、絶縁体６３を導電樹脂部１１に埋設したことによる複合材構造６の強度低下を抑えることもでき、この点においても好適である。
この第６実施形態に対する変形例としては、第１導電体１２ａに接合される被覆電線６４を必要とされる電流容量に応じて複数本の被覆電線に分割し、各被覆電線を細線化する例等が挙げられる。これら複数本の被覆電線は、横並びに一列に並ぶ一次元配列で配置されて各端部が第１導電体１２ａに接合される。この変形例では、１本の被覆電線が細線化されることから、その分、導電樹脂部１１を薄型化することできる。また、これら複数本の被覆電線に替えて、フラットケーブルを用いることで導電樹脂部１１を一層薄型化する例等も挙げられる。
次に、複合材構造の第７実施形態について図１０を参照して説明する。
図１０は、第７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１０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７では、導電樹脂部１１に埋設された第１導電体１２ａには、コネクタ７４が有する３本のコネクタ端子における他端子接続側とは反対側に当たる共通端部７２ｂ－２が導電樹脂部１１の内部で接合されている。コネクタ７４は、コネクタハウジングの一部を導電樹脂部１１の内部に残した状態で他コネクタとの接続側が導電樹脂部１１から突出し、当該接続側でコネクタ端子における他端子接続側がコネクタハウジングから露出している。
このようなコネクタ７４を備える複合材構造７では、第１導電体１２ａとともに導電体７２を構成する第２導電体７２ｂが、共通端部７２ｂ－２で電気的に連結された３本のコネクタ端子となっている。また、これら３本のコネクタ端子の他端子接続側が、他部品たる他端子との接続部７２ｂ－１となっている。そして、コネクタ７４のコネクタハウジングが、導電体７２の接続部７２ｂ－１を導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と導電体７２との間に介在した状態で一部が導電樹脂部１１に埋設された絶縁体７３となっている。
以上に説明した第７実施形態の複合材構造７でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電樹脂部１１に埋設した導電体７２の一部を接続部７２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生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、絶縁体７３が、コネクタ端子が第２導電体７２ｂとなったコネクタ７４におけるコネクタハウジングであるので、コネクタ７４を用意するだけで別途に絶縁体を形成する必要がなく、部品点数を減らすことができ好適である。また、他部品としての他端子との接続構造を元々有するコネクタ端子が第２導電体７２ｂとして採用されるので、他部品の接続や取外しが容易であり、この点においても好適である。
この第７実施形態に対する変形例としては、第１導電体１２ａに接合されるコネクタ端子の端子数を１本や、３本以外の複数本とする例が挙げられる。また、複数本のコネクタ端子を共通端部７２ｂ－２でまとめることなく、個別に第１導電体１２ａに接合する例等も挙げられる。更には、第１導電体１２ａが複数の導電体に分割されており、それら複数の導電体それぞれにコネクタ端子が独立に接続されることとしてもよい。
次に、複合材構造の第８実施形態について図１１を参照して説明する。
図１１は、第８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８では、導電樹脂部８１が、第１平面８１ａ、当該第１平面８１ａから１段下がった第２平面８１ｂ、及び両者を繋ぐ立面８１ｃ、を有する階段形状の部分を備えている。絶縁体８３は、導電樹脂部８１において第２平面８１ｂから立面８１ｃにかけて一部が露出するように、導電樹脂部８１と同様の階段形状に形成されて導電樹脂部８１に埋設されている。そして、第１導電体１２ａとともに導電体８２を構成する第２導電体８２ｂにおいて、絶縁体８３において導電樹脂部８１の第２平面８１ｂから露出した部分から更に露出した部分が接続部８２ｂ－１となっている。
ここで、本実施形態では、絶縁体８３は、導電樹脂部８１の第２平面８１ｂ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８２を構成する第２導電体８２ｂにおいて、絶縁体８３において導電樹脂部８１の第２平面８１ｂ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８２ｂ－１となっている。つまり、本実施形態では、導電樹脂部８１の第２平面８１ｂ、絶縁体８３における第２平面８１ｂからの露出面、及び接続部８２ｂ－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８実施形態における導電体８２の接続部８２ｂ－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８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８において第１導電体１２ａとともに導電体８２を構成する第２導電体８２ｂの接続部８２ｂ－１を含む部分に、接続用の貫通孔８ａが設けられる。この貫通孔８ａは、接続部８２ｂ－１、その下層の絶縁体８３、更に下層の導電繊維シート１１ａ－１を含む導電樹脂部８１、を貫通して設けられる。そして、この貫通孔８ａを貫通するボルトＢ８と、当該ボルトＢ８に螺合するナットＮ８と、当該ナットＮ８と導電樹脂部８１の間に介在させる絶縁ワッシャＷＳ８と、によって他部品が接続部８２ｂ－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Ｂ８、ナットＮ８、絶縁ワッシャＷＳ８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８ａに替えてボルトＢ８が螺合可能なネジ穴を設けることや、接続部８２ｂ－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８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８において第１導電体１２ａとともに導電体８２を構成する第２導電体８２ｂの接続部８２ｂ－１に、他部品として端子付き電線Ｗ８の一端側の露出芯線Ｗ８１がはんだ付け固定される。端子付き電線Ｗ８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Ｗ８２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Ｗ８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８２ｂ－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８実施形態の複合材構造７でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電樹脂部８１に埋設した導電体８２の一部を接続部８２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生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８１の階段形状における１段下がった第２平面８１ｂといったアクセスし易い部分で絶縁体８３が露出し、導電体８２の接続部８２ｂ－１は、その露出部分から更に露出するように設けられている。そして、このような位置に接続部８２ｂ－１が設けられることで、接続部８２ｂ－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、絶縁体８３は、導電樹脂部８１における第２平面８１ｂや立面８１ｃ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８２は、絶縁体８３において第２平面８１ｂから露出した部分から更に露出した部分が接続部８２ｂ－１となっている。この構成によれば、導電樹脂部８１の表面から絶縁体８３が突出せずに面一となっているので、その分、複合材構造８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８２は、絶縁体８３において導電樹脂部８１の第２平面８１ｂ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８２ｂ－１となっている。この構成によれば、接続部８２ｂ－１が絶縁体８３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８の小型化を図ることができる。また、接続部８２ｂ－１と表面が面一となった絶縁体８３が接続部８２ｂ－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８２ｂ－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８２における接続部８２ｂ－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８２における接続部８２ｂ－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９実施形態について図１４を参照して説明する。
図１４は、第９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１４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９では、まず、導電樹脂部９１が、第８実施形態と同様に第１平面９１ａ、第２平面９１ｂ、及び立面９１ｃ、を有する階段形状の部分を備えている。そして、第２平面９１ｂから立面９１ｃに掛けて一部が露出するようにコネクタ９４が導電樹脂部９１に埋設されている。コネクタ９４が有する４本のコネクタ端子における他端子接続側とは反対側に当たる共通端部９２ｂ－２が導電樹脂部９１の内部で第１導電体１２ａに接合されている。コネクタ９４は、コネクタハウジングの一部を導電樹脂部９１の内部に残した状態で他コネクタとの接続側が導電樹脂部９１から露出し、当該接続側でコネクタ端子における他端子接続側がコネクタハウジングから露出している。
このようなコネクタ９４を備える複合材構造９では、第１導電体１２ａとともに導電体９２を構成する第２導電体９２ｂが、共通端部９２ｂ－２で電気的に連結された４本のコネクタ端子となっている。また、これら４本のコネクタ端子の他端子接続側が、他部品たる他端子との接続部９２ｂ－１となっている。そして、コネクタ９４のコネクタハウジングが、導電体９２の接続部９２ｂ－１を導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と導電体９２との間に介在した状態で一部が導電樹脂部９１に埋設された絶縁体９３となっている。
以上に説明した第９実施形態の複合材構造９でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電樹脂部９１に埋設した導電体９２の一部を接続部９２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生を抑制することができることは言うまでもない。
また、上述の第７実施形態と同様に、本実施形態でも、絶縁体９３が、コネクタ９４におけるコネクタハウジングとなっているので、部品点数を減らすことができ好適である。また、コネクタ端子が第２導電体９２ｂとして採用されているので、他部品の接続や取外しが容易であり、この点において好適であることも、第７実施形態と同様である。尚、第９実施形態に対する変形例として、上述の第７実施形態と同様に、第１導電体１２ａに接合されるコネクタ端子の端子数を１本や、４本以外の複数本とする例が挙げられる。また、複数本のコネクタ端子を共通端部９２ｂ－２でまとめることなく、個別に第１導電体１２ａに接合する例等も挙げられる。更には、第１導電体１２ａが複数の導電体に分割されており、それら複数の導電体それぞれにコネクタ端子が独立に接続されることとしてもよい。
次に、複合材構造の第１０実施形態について図１５及び図１６を参照して説明する。
図１５は、第１０実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図であり、図１６は、図１５に示されている複合材構造における内部構成を示す、図１５中のＶ１０１－Ｖ１０１線に沿った模式的な断面図である。尚、図１５及び図１６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１００では、扁平な直方体に形成された導電樹脂部１０１の広域な表面１０１ａに四角筒状の窪み１０１ｂが設けられている。導電樹脂部１０１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１０１ｂ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１０１ｂの形状は四角筒状に限るものではなく、筒状であれば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１００における導電体１０２は、第１導電体１０２ａと、第２導電体１０２ｂと、を備えている。第１導電体１０２ａ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１０１に全体が埋設される。第２導電体１０２ｂは、四角形板状に形成され、第１導電体１０２ａの中央寄りに載置されて接合され、一部が導電樹脂部１０１における窪み１０１ｂの底で接続部１０２ｂ－１として露出している。このように、導電体１０２は、窪み１０１ｂの底をなすように第２導電体１０２ｂの一部が接続部１０２ｂ－１として露出した状態で導電樹脂部１０１に埋設されている。尚、この導電体１０２における第２導電体１０２ｂの形状は、四角形板状に限るものではない。第２導電体１０２ｂの形状は、第２導電体１０２ｂの一部が絶縁樹脂部１０１の窪み１０１ｂ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、導電体１０２の変形例として、第２導電体１０２ｂを除外し、第１導電体１０２ａの一部を第２導電体１０２ｂの代替として窪み１０１ｂの底で露出させるようにしてもよい。
そして、複合材構造１００における絶縁体１０３は、窪み１０１ｂの深さ方向Ｄ１０１について、当該窪み１０１ｂ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１０２ｂとの間に介在するように導電樹脂部１０１に埋設されている。絶縁体１０３は、第２導電体１０２ｂ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１０２ｂとの間に介在し、その介在によって第２導電体１０２ｂの接続部１０２ｂ－１が導電性強化樹脂に接触しないようにしている。尚、絶縁体１０３は、窪み１０１ｂ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１０１ｂの内周面の全周面で露出、即ち、絶縁体１０３の内周面が窪み１０１ｂ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１０実施形態における導電体１０２の接続部１０２ｂ－１に対する他部品の接続例について２例を説明する。
図１７は、第１０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１００において導電体１０２を構成する第２導電体１０２ｂの接続部１０２ｂ－１を含む部分に、接続用の貫通孔１００ａが設けられる。この貫通孔１００ａは、接続部１０２ｂ－１、その下層の第１導電体１０２ａ、更に下層の導電繊維シート１１ａ－１を含む導電樹脂部１０１、を貫通して設けられる。そして、この貫通孔１００ａを貫通するボルトＢ１０と、当該ボルトＢ１０に螺合するナットＮ１０と、当該ナットＮ１０と導電樹脂部１０１の間に介在させる絶縁ワッシャＷＳ１０と、によって他部品が接続部１０２ｂ－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Ｂ１０、ナットＮ１０、絶縁ワッシャＷＳ１０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１００ａに替えてボルトＢ１０が螺合可能なネジ穴を設けることや、接続部１０２ｂ－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１８は、第１０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１００において第１導電体１０２ａとともに導電体１０２を構成する第２導電体１０２ｂの接続部１０２ｂ－１に、他部品として端子付き電線Ｗ１０の一端側の露出芯線Ｗ１０１がはんだ付け固定される。端子付き電線Ｗ１０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Ｗ１０２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Ｗ１０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１０２ｂ－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１０実施形態の複合材構造１００でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電樹脂部１０１に埋設した導電体１０２の一部を接続部１０２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生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１０１における窪み１０１ｂの内周面において一部が露出する絶縁体１０３が、窪み１０１ｂの底で露出した接続部１０２ｂ－１の周縁部分を支えることとなる。この絶縁体１０３による周縁支持により、外力に対する接続部１０２ｂ－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１０２における接続部１０２ｂ－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１０２における接続部１０２ｂ－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１１実施形態について図１９及び図２０を参照して説明する。
図１９は、第１１実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図であり、図２０は、図１９に示されている複合材構造における内部構成を示す、図１９中のＶ１１１－Ｖ１１１線に沿った模式的な断面図である。尚、図１９及び図２０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１１０では、扁平な直方体に形成された導電樹脂部１１１の広域な表面１１１ａの略中央から直方体状の絶縁体１１３が突出して露出している。そして、この絶縁体１１３の一端面から導電体１１２における四角形板状の接続部１１２ｂ－１が突出して露出している。導電樹脂部１１１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１１０における導電体１１２は、第１導電体１１２ａと、第２導電体１１２ｂと、を備えている。第１導電体１１２ａ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１１１に全体が埋設される。第２導電体１１２ｂ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１１２ａ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１１２ｂにおけるＬ字の縦棒に当たる部分が絶縁体１１３を貫通し、その一部が四角形板状の接続部１１２ｂ－１として絶縁体１１３の一端面から突出して露出している。尚、この導電体１１２における第２導電体１１２ｂ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１１２ｂの形状は、第１導電体１１２ａに載置されて接合され、第２導電体１１２ｂの一部が絶縁体１１３を貫通して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、絶縁体１１３は、第２導電体１１２ｂに上記のように貫通された状態で、一部が導電樹脂部１１１から突出して露出した状態で、導電性強化樹脂と第２導電体１１２ｂとの間に介在するように導電樹脂部１１１に埋設されている。
次に、ここまでに説明した第１１実施形態における導電体１１２の接続部１１２ｂ－１に対する他部品の接続例について２例を説明する。
図２１は、第１１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１１０において導電体１１２を構成する第２導電体１１２ｂの接続部１１２ｂ－１を貫通して接続用の貫通孔１１２ｂ－２が設けられる。そして、この貫通孔１１２ｂ－２を貫通するボルトＢ１１と、当該ボルトＢ１１に螺合するナットＮ１１と、によって他部品が接続部１１２ｂ－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Ｂ１１及びナットＮ１１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１１２ｂ－２に替えてボルトＢ１１が螺合可能なネジ穴を設けることや、接続部１１２ｂ－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２２は、第１１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１１０において第１導電体１１２ａとともに導電体１１２を構成する第２導電体１１２ｂの接続部１１２ｂ－１に、他部品として端子付き電線Ｗ１１の一端側の露出芯線Ｗ１１１がはんだ付け固定される。端子付き電線Ｗ１１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Ｗ１１２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Ｗ１１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１１２ｂ－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１１実施形態の複合材構造１１０でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電樹脂部１１１に埋設した導電体１１２の一部を接続部１１２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生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、絶縁体１１３の一部を導電樹脂部１１１の表面から突出させ、その突出部分から導電体１１２の接続部１１２ｂ－１を露出させている。この構成によれば、接続部１１２ｂ－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１１２は、絶縁体１１３において導電樹脂部１１１から露出した部分から突出した部分が接続部１１２ｂ－１となっている。この構成によれば、接続部１１２ｂ－１が絶縁体１１３から突出しているので、この接続部１１２ｂ－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、複合材構造の第１２実施形態について図２３及び図２４を参照して説明する。
図２３は、第１２実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図であり、図２４は、図２３に示されている複合材構造における内部構成を示す、図２３中のＶ１２１－Ｖ１２１線に沿った模式的な断面図である。尚、図２３及び図２４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１２０では、扁平な直方体に形成された導電樹脂部１２１の広域な表面１２１ａの略中央から被覆電線１２４が突出して露出している。導電樹脂部１２１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母材１１ｂを含浸させた導電性強化樹脂で形成されている。そして、この導電樹脂部１２１に埋設された第１導電体１２２ａに、被覆電線１２４における芯線の一端が導電樹脂部１２１の内部で接合されている。ここでの接合方法としては、はんだ付け、超音波接合、及び加締め接合等が一例として挙げられる。この被覆電線１２４は、被覆の一部を導電樹脂部１２１の内部に残した状態で他端側が導電樹脂部１２１から突出し、当該他端側で芯線の一部が露出している。この露出芯線には、他部品として、電気／電子機器との接続のためのメガネ端子１２４ａが圧着接続されている。
このような被覆電線１２４を備える複合材構造１２０では、第１導電体１２２ａとともに導電体１２２を構成する第２導電体１２２ｂが、被覆電線１２４の芯線となっている。また、被覆電線１２４の他端側における露出芯線が他部品たるメガネ端子１２４ａとの接続部１２２ｂ－１となっている。そして、被覆電線１２４の被覆が、導電体１２２の接続部１２２ｂ－１を導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と導電体１２２との間に介在した状態で一部が導電樹脂部１２１に埋設された絶縁体１２３となっている。
以上に説明した第１２実施形態の複合材構造１２０でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電樹脂部１２１に埋設した導電体１２２の一部を接続部１２２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生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、絶縁体１２３が、芯線が第２導電体１２２ｂとなった被覆電線１２４の被覆であるので、被覆電線１２４を用意するだけで別途に絶縁体を形成する必要がなく、部品点数を減らすことができ好適である。また、導電樹脂部１２１と絶縁体１２３の境界寸法が、被覆電線１２４の太さ寸法程度に抑えられるので、絶縁体１２３を導電樹脂部１２１に埋設したことによる複合材構造１２０の強度低下を抑えることもでき、この点においても好適である。
この第１２実施形態に対する変形例としては、第１導電体１２２ａに接合される被覆電線１２４を必要とされる電流容量に応じて複数本の被覆電線に分割し、各被覆電線を細線化する例等が挙げられる。これら複数本の被覆電線は、横並びに一列に並ぶ一次元配列で配置されて各端部が第１導電体１２２ａに接合される。この変形例では、１本の被覆電線が細線化されることから、その分、導電樹脂部１２１を薄型化することできる。また、これら複数本の被覆電線に替えて、フラットケーブルを用いることで導電樹脂部１２１を一層薄型化する例等も挙げられる。
次に、複合材構造の第１３実施形態について図２５及び図２６を参照して説明する。
図２５は、第１３実施形態の複合材構造を示す模式的な斜視図であり、図２６は、図２５に示されている複合材構造における内部構成を示す、図２５中のＶ１３１－Ｖ１３１線に沿った模式的な断面図である。尚、図２５及び図２６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１３０では、扁平な直方体に形成された導電樹脂部１３１の広域な表面１３１ａの略中央からコネクタ１３４が突出して露出している。導電樹脂部１３１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母材１１ｂを含浸させた導電性強化樹脂で形成されている。そして、導電樹脂部１３１に埋設された第１導電体１３２ａに、コネクタ１３４が有する４本のコネクタ端子における他端子接続側とは反対側に当たる共通端部１３２ｂ－２が導電樹脂部１３１の内部で接合されている。コネクタ１３４は、コネクタハウジングの一部を導電樹脂部１３１の内部に残した状態で他コネクタとの接続側が導電樹脂部１３１から突出し、当該接続側でコネクタ端子における他端子接続側がコネクタハウジングから露出している。
このようなコネクタ１３４を備える複合材構造１３０では、第１導電体１３２ａとともに導電体１３２を構成する第２導電体１３２ｂが、共通端部１３２ｂ－２で電気的に連結された４本のコネクタ端子となっている。また、これら４本のコネクタ端子の他端子接続側が、他部品たる他端子との接続部１３２ｂ－１となっている。そして、コネクタ１３４のコネクタハウジングが、導電体１３２の接続部１３２ｂ－１を導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と導電体１３２との間に介在した状態で一部が導電樹脂部１３１に埋設された絶縁体１３３となっている。
以上に説明した第１３実施形態の複合材構造１３０でも、上述の第１実施形態等と同様に、導電樹脂部１３１に埋設した導電体１３２の一部を接続部１３２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生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、絶縁体１３３が、コネクタ端子が第２導電体１３２ｂとなったコネクタ１３４におけるコネクタハウジングであるので、コネクタ１３４を用意するだけで別途に絶縁体を形成する必要がなく、部品点数を減らすことができ好適である。また、他部品としての他端子との接続構造を元々有するコネクタ端子が第２導電体１３２ｂとして採用されるので、他部品の接続や取外しが容易であり、この点においても好適である。
この第１３実施形態に対する変形例としては、第１導電体１３２ａに接合されるコネクタ端子の端子数を１本や、４本以外の複数本とする例が挙げられる。また、複数本のコネクタ端子を共通端部１３２ｂ－２でまとめることなく、個別に第１導電体１３２ａに接合する例等も挙げられる。更には、第１導電体１３２ａが複数の導電体に分割されており、それら複数の導電体それぞれにコネクタ端子が独立に接続されることとしてもよい。
次に、複合材構造製造方法の一実施形態として、第１～第１３実施形態の複合材構造１，・・・，１３０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１３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２７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２７に示されている複合材構造製造方法は、第１工程Ｓ１１と、第２工程Ｓ１２と、を備えている。
第１工程Ｓ１１は、第１導電体１２ａに第２導電体１２ｂが接合された導電体１２の一部を、絶縁体１３の形成材料としての絶縁性材料Ｚ１で覆う工程である。本実施形態では、第１工程Ｓ１１が、第２導電体１２ｂにおける接続部１２ｂ－１を含む被覆部分１２ｂ－３を絶縁性材料Ｚ１で覆う工程となっている。
続く第２工程Ｓ１２は、一部が絶縁性材料Ｚ１で覆われた導電体１２、及び、導電繊維シート１１ａ－１を母材１１ｂに含有させた導電性強化樹脂Ｚ２を用い、接続部１２ｂ－１を露出させつつ導電樹脂部１１及び絶縁体１３を形成する工程である。この第２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。この露出前構造１ａでは、導電体１２における接続部１２ｂ－１を含む一部については絶縁性材料Ｚ１及び導電性強化樹脂Ｚ２の両方で覆われ、その他の部分については導電性強化樹脂Ｚ２で覆われる。この露出前工程Ｓ１２１は、更に、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。
シート配置工程Ｓ１２１ａは、一部が絶縁性材料Ｚ１で覆われた導電体１２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、絶縁性材料Ｚ１において接続部１２ｂ－１を覆う部分以外の部分にも重ねられるように導電繊維シート１１ａ－１が積層される。続く母材含浸工程Ｓ１２１ｂは、複数枚の導電繊維シート１１ａ－１に溶融状態の母材１１ｂを含浸、硬化させることで導電体１２と絶縁体１３の一部を導電性強化樹脂Ｚ２で覆う工程である。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を経て絶縁体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、導電樹脂部１１に埋設した導電体１２の一部を接続部１２ｂ－１として露出させつつガルバニック腐食の発生が抑制された複合材構造１を得ることができる。
また、本実施形態では、導電体１２の接続部１２ｂ－１が、露出工程Ｓ１２２で露出されるまで第１工程Ｓ１１で被覆される絶縁性材料Ｚ１によって保護されることとなる。この保護により、例えば加工／研磨／洗浄工程Ｓ１２１ｃの際といった製造中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、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，・・・，１３０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。
１，２，３，４，５，６，７，８，９，１００，１１０，１２０，１３０ 複合材構造
１ａ 露出前構造
１１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１ 導電樹脂部
１１ａ 導電性繊維
１１ａ－１ 導電繊維シート
１１ｂ 母材
１２，２２，４２，６２，７２，８２，９２，１０２，１１２，１２２，１３２ 導電体
１２ａ，１０２ａ，１１２ａ，１２２ａ，１３２ａ 第１導電体
１２ｂ，４２ｂ，６２ｂ，７２ｂ，８２ｂ，９２ｂ，１０２ｂ，１１２ｂ，１２２ｂ，１３２ｂ 第２導電体
１２ｂ－１，６２ｂ－１，７２ｂ－１，９２ｂ－１，１０２ｂ－１，１１２ｂ－１，１２２ｂ－１，１３２ｂ－１ 接続部
１２ｂ－２，８ａ，１００ａ 貫通孔
１２ｂ－３ 被覆部分
１３，３３，５３，６３，７３，８３，９３，１０３，１１３，１２３，１３３ 絶縁体
４２ｃ，５３ａ 突起部
６４，１２４ 被覆電線
６４ａ，１２４ａ メガネ端子
７２ｂ－２，９２ｂ－２，１３２ｂ－２ 共通端部
７４，９４，１３４ コネクタ
８１ａ，９１ａ 第１平面
８１ｂ，９１ｂ 第２平面
８１ｃ，９１ｃ 立面
１０１ａ，１１１ａ，１２１ａ，１３１ａ 表面
１０１ｂ 窪み
Ｂ１，Ｂ８，Ｂ１０，Ｂ１１ ボルト
Ｎ１，Ｎ８，Ｎ１０，Ｎ１１ ナット
Ｗ１，Ｗ８，Ｗ１０，Ｗ１１ 端子付き電線
Ｗ１１，Ｗ８１，Ｗ１０１，Ｗ１１１ 露出芯線
Ｗ１２，Ｗ８２，Ｗ１０２，Ｗ１１２ メガネ端子
ＷＳ８，ＷＳ１０ 絶縁ワッシャ
Ｄ１０１ 深さ方向
Ｚ１ 絶縁性材料
Ｚ２ 導電性強化樹脂
Ｓ１１ 第１工程
Ｓ１２ 第２工程
Ｓ１２１ 露出前工程
Ｓ１２２ 露出工程
Ｓ１２２ａ シート配置工程
Ｓ１２２ｂ 母材含浸工程
Ｓ１２２ｃ 加工／研磨／洗浄工程

Claims (12)

  1. 導電性繊維を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一部が他部品との電気的な接続部として前記導電性強化樹脂から露出した状態で前記導電樹脂部に埋設された導電体と、
    絶縁性材料で形成され、前記導電体の前記接続部を前記導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と前記導電体との間に介在した状態で少なくとも一部が前記導電樹脂部に埋設された絶縁体と、
    を備え、
    前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分の形状を規定する寸法のうちの最長寸法が、前記導電樹脂部の形状を規定する寸法のうちの最長寸法以下であり、
    前記絶縁体は、前記導電樹脂部の表面と面一に一部が露出するように形成されており、
    前記導電体は、前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分から更に露出した部分が前記接続部となっていることを特徴とする複合材構造。
  2. 導電性繊維を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一部が他部品との電気的な接続部として前記導電性強化樹脂から露出した状態で前記導電樹脂部に埋設された導電体と、
    絶縁性材料で形成され、前記導電体の前記接続部を前記導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と前記導電体との間に介在した状態で少なくとも一部が前記導電樹脂部に埋設された絶縁体と、
    を備え、
    前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分の形状を規定する寸法のうちの最長寸法が、前記導電樹脂部の形状を規定する寸法のうちの最長寸法以下であり、
    前記導電体は、前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分の表面と面一に更に露出した部分が前記接続部となっていることを特徴とする複合材構造。
  3. 導電性繊維を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一部が他部品との電気的な接続部として前記導電性強化樹脂から露出した状態で前記導電樹脂部に埋設された導電体と、
    絶縁性材料で形成され、前記導電体の前記接続部を前記導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と前記導電体との間に介在した状態で少なくとも一部が前記導電樹脂部に埋設された絶縁体と、
    を備え、
    前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分の形状を規定する寸法のうちの最長寸法が、前記導電樹脂部の形状を規定する寸法のうちの最長寸法以下であり、
    前記導電樹脂部が、第１平面、及び当該第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ており、
    前記絶縁体は、前記導電樹脂部において前記第２平面から一部が露出するように形成されており、
    前記導電体は、前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分から更に露出した部分が前記接続部となっていることを特徴とする複合材構造。
  4. 導電性繊維を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一部が他部品との電気的な接続部として前記導電性強化樹脂から露出した状態で前記導電樹脂部に埋設された導電体と、
    絶縁性材料で形成され、前記導電体の前記接続部を前記導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と前記導電体との間に介在した状態で少なくとも一部が前記導電樹脂部に埋設された絶縁体と、
    を備え、
    前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分の形状を規定する寸法のうちの最長寸法が、前記導電樹脂部の形状を規定する寸法のうちの最長寸法以下であり、
    前記導電樹脂部が、表面に筒状の窪みが設けられたものであり、
    前記導電体が、前記窪みの底をなすように一部が前記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、
    前記絶縁体が、前記窪みの深さ方向について、当該窪みの内周面の少なくとも底側において一部が露出した状態で前記導電性強化樹脂と前記導電体との間に介在するように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。
  5. 導電性繊維を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一部が他部品との電気的な接続部として前記導電性強化樹脂から露出した状態で前記導電樹脂部に埋設された導電体と、
    絶縁性材料で形成され、前記導電体の前記接続部を前記導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と前記導電体との間に介在した状態で少なくとも一部が前記導電樹脂部に埋設された絶縁体と、
    を備え、
    前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分の形状を規定する寸法のうちの最長寸法が、前記導電樹脂部の形状を規定する寸法のうちの最長寸法以下であり、
    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一部が前記接続部となった第２導電体、を備えていることを特徴とする複合材構造。
  6. 前記第２導電体が電極であることを特徴とする請求項５に記載の複合材構造。
  7. 前記第１導電体には、被覆電線の一端が前記導電樹脂部の内部で接合され、
    前記被覆電線は、被覆の一部を前記導電樹脂部の内部に残した状態で他端側が前記導電樹脂部から突出し、当該他端側で芯線の一部が露出しており、
    前記第２導電体が、前記被覆電線の前記芯線であって、前記他端側における露出芯線が前記接続部となっており、
    前記絶縁体が、前記被覆電線の被覆であることを特徴とする請求項５に記載の複合材構造。
  8. 前記第１導電体には、コネクタが有するコネクタ端子における他端子接続側とは反対側が前記導電樹脂部の内部で接合され、
    前記コネクタは、コネクタハウジングの一部を前記導電樹脂部の内部に残した状態で他コネクタとの接続側が前記導電樹脂部から突出し、当該接続側で前記コネクタ端子における前記他端子接続側がコネクタハウジングから露出しており、
    前記第２導電体が、前記コネクタ端子であって、前記他端子接続側が前記接続部となっており、
    前記絶縁体が、前記コネクタハウジングであることを特徴とする請求項５に記載の複合材構造。
  9. 前記絶縁体は、前記導電樹脂部の表面から一部が突出しており、
    前記導電体は、前記絶縁体において前記導電樹脂部から突出した部分から露出した部分が前記接続部となっていることを特徴とする請求項５に記載の複合材構造。
  10. 前記導電体は、前記絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分から突出した部分が前記接続部となっていることを特徴とする請求項５に記載の複合材構造。
  11. 導電性材料で形成された導電体の少なくとも一部を絶縁性材料で覆う第１工程と、
    前記絶縁性材料で覆われた前記導電体及び導電性繊維を母材に含有させた導電性強化樹脂を用い、一部が他部品との電気的な接続部として前記導電性強化樹脂から露出した状態で前記導電体が埋設される導電樹脂部、及び、前記導電体の前記接続部を前記導電性強化樹脂に接触させないように当該導電性強化樹脂と前記導電体との間に介在した状態で少なくとも一部が前記導電樹脂部に埋設される絶縁体、を形成する第２工程と、
    を備え、
    前記導電体が、第１導電体、及び当該第１導電体に接合される第２導電体、を備えたものであり、
    前記第２工程は、前記絶縁体を、当該絶縁体において前記導電樹脂部から露出した部分の形状を規定する寸法のうちの最長寸法が、前記導電樹脂部の形状を規定する寸法のうちの最長寸法以下となり、前記第１導電体の全体が前記導電樹脂部に埋設され、前記第２導電体が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一部が前記接続部となるように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。
  12. 前記第１工程が、前記導電体における前記接続部を含む被覆部分を前記絶縁性材料で覆う工程であり、
    前記第２工程が、
    前記接続部を含んで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ことで前記導電樹脂部及び前記絶縁体を形成する露出工程と、
    を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の複合材構造製造方法。
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