JPH01263030A - 複合材のファスナ継手 - Google Patents
複合材のファスナ継手Info
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- JPH01263030A JPH01263030A JP9170488A JP9170488A JPH01263030A JP H01263030 A JPH01263030 A JP H01263030A JP 9170488 A JP9170488 A JP 9170488A JP 9170488 A JP9170488 A JP 9170488A JP H01263030 A JPH01263030 A JP H01263030A
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- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 10
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 claims description 9
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 claims description 9
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 abstract description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
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- Laminated Bodies (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、繊維強化プラスチクスを積層した複合材製部
品の、ファスナ継手構造に関する。
品の、ファスナ継手構造に関する。
従来の複合材製部品のファスナ継手構造は、第９図に示
されるように、プリプレグを積層して硬化させた板等の
母材（１）に機械的に孔をあけ、継手金具（２）等をフ
ァスナ（３）で締結する構造であった。この継手部は、
ファスナ（３）が分担する面圧荷重及び全体的に負荷さ
れる引張又は圧縮荷重を同時に受け、孔部の応力集中に
より、継手部以外の一般部に比較し大幅に強度が低下す
る。
されるように、プリプレグを積層して硬化させた板等の
母材（１）に機械的に孔をあけ、継手金具（２）等をフ
ァスナ（３）で締結する構造であった。この継手部は、
ファスナ（３）が分担する面圧荷重及び全体的に負荷さ
れる引張又は圧縮荷重を同時に受け、孔部の応力集中に
より、継手部以外の一般部に比較し大幅に強度が低下す
る。
そこで従来は、継手部強度要求を満足させるため、全体
に強度余裕をもたせるか、あるいは部分的に補強するか
により、重量を費やしていた。
に強度余裕をもたせるか、あるいは部分的に補強するか
により、重量を費やしていた。
複合材製の構造にそのまま機械的に孔をあけファスナで
締結する、従来のファスナ継手荷造においては、次のよ
うな解決すべき課題があった。
締結する、従来のファスナ継手荷造においては、次のよ
うな解決すべき課題があった。
（７） ファスナが分担する面圧荷重及び全体的に負荷
される引張又は圧縮荷重を同時に受ける。
される引張又は圧縮荷重を同時に受ける。
（イ） ファスナ孔部に応力集中がある。
（つ）上記（７）、（イ）によりファスナ継手部は、継
手部以外の一般部に比し、強度低下が大きい。
手部以外の一般部に比し、強度低下が大きい。
この発明は、従来のものが持つ上記のような欠点を極力
小さくし、ファスナ継手強度を画期的に向上させる構造
様式を提案することを目的とする。
小さくし、ファスナ継手強度を画期的に向上させる構造
様式を提案することを目的とする。
前記目的を達成するために、この発明は次のような手段
を用いる。
を用いる。
（１） 繊維強化プラスチクスを積層した複合材のフ
ァスナ継手において、ファスナ継手部またはファスナ孔
端部の材料が他の部分の材料よりも伸びが太き（剛性が
低いことを特徴とする複合材のファスナ継手。
ァスナ継手において、ファスナ継手部またはファスナ孔
端部の材料が他の部分の材料よりも伸びが太き（剛性が
低いことを特徴とする複合材のファスナ継手。
（２）繊維強化プラスチクスを積層した複合材のファス
ナ継手において、ファスナ継手部またはファスナ孔端部
の繊維の方向が他の部分の繊維の方向と異なることを特
徴とする複合材のファスナ継手。
ナ継手において、ファスナ継手部またはファスナ孔端部
の繊維の方向が他の部分の繊維の方向と異なることを特
徴とする複合材のファスナ継手。
（３）繊維強化プラスチクスを積層した複合材のファス
ナ継手において、ファスナ継手部またはファスナ孔端部
の積層数が他の部分の積層数よりも多いことを特徴とす
る複合材のファスナ継手。
ナ継手において、ファスナ継手部またはファスナ孔端部
の積層数が他の部分の積層数よりも多いことを特徴とす
る複合材のファスナ継手。
ア、ファスナ継手部の剛性を局部的に下げることにより
、全体の引張又は圧縮荷重は、剛性の高いファスナ孔の
ない部位に殆んど流れてしまい、ファスナ孔部はファス
ナの分担する面圧荷重が加わる。このように面圧荷重と
全体の引張又は圧縮荷重がファスナ孔部では分離される
ことになり、これらの荷重の相互影響と応力集中による
強度低下がなくなり、大幅なファスナ継手強度の向上を
達成できる。
、全体の引張又は圧縮荷重は、剛性の高いファスナ孔の
ない部位に殆んど流れてしまい、ファスナ孔部はファス
ナの分担する面圧荷重が加わる。このように面圧荷重と
全体の引張又は圧縮荷重がファスナ孔部では分離される
ことになり、これらの荷重の相互影響と応力集中による
強度低下がなくなり、大幅なファスナ継手強度の向上を
達成できる。
イ・ ファスナ孔端部の剛性を局部的に下げ破壊時の伸
びを増すことにより、孔端の応力集中が緩和されファス
ナ継手強度の向上を達成できる。
びを増すことにより、孔端の応力集中が緩和されファス
ナ継手強度の向上を達成できる。
本発明の一実施例を第１図および第２図により説明する
。第１図は平面図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ断面図
である。
。第１図は平面図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ断面図
である。
（４５１０／−４５１０ｔＡ（ＶＯ／−４！ｙ’Ｏ／１
５１０ ”ＡＱｌｏ ） Ｓとなっている。ただし、添
字Ｓは鏡面対称に積層することを示し、添字２は２枚積
層することを示す（以後も同様）。
５１０ ”ＡＱｌｏ ） Ｓとなっている。ただし、添
字Ｓは鏡面対称に積層することを示し、添字２は２枚積
層することを示す（以後も同様）。
本実施例では０°層（ｂ、ｄ、ｅｌｇ、１％に、１、ｎ
）のファスナ継手部（図中Ａで示される部分）の材料と
して、他の部分（外側の部分）の材料よりも伸びが大き
く剛性が低い材料が用いられる。
）のファスナ継手部（図中Ａで示される部分）の材料と
して、他の部分（外側の部分）の材料よりも伸びが大き
く剛性が低い材料が用いられる。
たとえば、外側の部分には炭素繊維複合材（ＣＦＲＰ）
を、ファスナ継手部（Ａ）にはガラス繊維複合材（ＧＦ
ＲＰ） 、アラミド繊維複合材（ＡＰＲＰ ）等を用い
る。Ａ部分の幅はファスナ孔径の５〜６倍が望ましい。
を、ファスナ継手部（Ａ）にはガラス繊維複合材（ＧＦ
ＲＰ） 、アラミド繊維複合材（ＡＰＲＰ ）等を用い
る。Ａ部分の幅はファスナ孔径の５〜６倍が望ましい。
本実施例においては、ファスナ継手部の剛性が低くなっ
ているので、−様荷重とファスナにより伝達される面圧
荷重の分担する領域を分離することができる。すなわち
、面圧荷重は剛性の高い領域に剪断で移っていき、ファ
スナ孔部これらの図においても、（１）は繊維強化プラ
スチクスをａ、 ｂ、 ｃ ・・・と積層した複合材よ
り成る母材、（４）はファスナ孔である。
ているので、−様荷重とファスナにより伝達される面圧
荷重の分担する領域を分離することができる。すなわち
、面圧荷重は剛性の高い領域に剪断で移っていき、ファ
スナ孔部これらの図においても、（１）は繊維強化プラ
スチクスをａ、 ｂ、 ｃ ・・・と積層した複合材よ
り成る母材、（４）はファスナ孔である。
本実施例ではファスナ孔端部（図中Ｂで示される部分）
の材料として、他の部分の材料よりも伸びが大きく剛性
が低い材料が用いられる。
の材料として、他の部分の材料よりも伸びが大きく剛性
が低い材料が用いられる。
本実施例においては、ファスナ孔端部の剛性が低いので
、孔端の応力集中が緩和され、破壊時のクラックの方向
が変わるため、強度が向上する。
、孔端の応力集中が緩和され、破壊時のクラックの方向
が変わるため、強度が向上する。
次に本発明の第３の実施例を第５図および第６図により
説明する。第５図は平面図、第６図は第５図のＶＩ−Ｖ
Ｉ断面図である。これらの図においても、（１）は繊維
強化プラスチクスをａ、 ｂ。
説明する。第５図は平面図、第６図は第５図のＶＩ−Ｖ
Ｉ断面図である。これらの図においても、（１）は繊維
強化プラスチクスをａ、 ｂ。
Ｃ・・・と積層した複合材より成る母材、（４）はファ
スナ孔である。
スナ孔である。
本実施例では一部の積層のファスナ継手部（図中Ａで示
される部分）の繊維の方向が他の部分（外側の部分）の
繊維の方向と異なっている。
される部分）の繊維の方向が他の部分（外側の部分）の
繊維の方向と異なっている。
たとえば、外側の部分の繊維の方向
Ｃ１４５１０／−４ＶＯ２ＡＯ１０／−４５１０ＡＶＯ
２ＡＯ１０３Ｂに対して、ファスナ継手部仄）の繊維の
方向をＩ７！５／−４５＊／１５ｘＡＯ／−４５ｇ／１
５２／−４５ｚＡＯ／４５） ｓとする。すなわちこの
例では、外側の部分の０゜層（ｂ％ｄ、 ｅ、 ｇ％ｉ
、 ｋ％Ｉ、ｎ）をファスナ継手部では＋４５°または
一４５°とする。
２ＡＯ１０３Ｂに対して、ファスナ継手部仄）の繊維の
方向をＩ７！５／−４５＊／１５ｘＡＯ／−４５ｇ／１
５２／−４５ｚＡＯ／４５） ｓとする。すなわちこの
例では、外側の部分の０゜層（ｂ％ｄ、 ｅ、 ｇ％ｉ
、 ｋ％Ｉ、ｎ）をファスナ継手部では＋４５°または
一４５°とする。
本実施例においても、前記第１の実施例と同様、ファス
ナ継手部の剛性が低くなるので、応力集中の高い孔部の
強度が向上する。
ナ継手部の剛性が低くなるので、応力集中の高い孔部の
強度が向上する。
次に本発明の第４の実施例を第７図および第８図により
説明する。第７図は平面図、第８図は第７図の■−■断
面図である。これらの図においても、（１）は繊維強化
プラスチクスをａ、 ｂ、 ｃ・・・と積層した複合材
より成る母材、（４）はファスナ孔である。
説明する。第７図は平面図、第８図は第７図の■−■断
面図である。これらの図においても、（１）は繊維強化
プラスチクスをａ、 ｂ、 ｃ・・・と積層した複合材
より成る母材、（４）はファスナ孔である。
本実施例では一部の積層のファスナ孔端部（図中Ｂで示
される部分）の繊維の方向が他の部分の繊維の方向と異
なっている。たとえば、前記第３の実流例と同様に、フ
ァスナ孔端部以外の部分の０°層をファスナ孔端部では
＋４５°または＝４５°とする。
される部分）の繊維の方向が他の部分の繊維の方向と異
なっている。たとえば、前記第３の実流例と同様に、フ
ァスナ孔端部以外の部分の０°層をファスナ孔端部では
＋４５°または＝４５°とする。
本実施例においても、前記第２の実施例と同様、ファス
ナ孔端部の剛性が低くなるので、孔端の応力集中が緩和
され、強度が向上する。
ナ孔端部の剛性が低くなるので、孔端の応力集中が緩和
され、強度が向上する。
更に他の実施例として、ファスナ継手部またはファスナ
孔端部の積層数を他の部分の積層数よりも多くしたもの
について説明する。上記他の部分の層構成 （６’Ｏ／−４５１０２／９Ｑ１０／−４５１０／４Ｖ
０ ！ＡＱ１０） ８に対し、ファスナ継手部またはフ
ァスナ孔端部の層構成を、たとえば Ｃ４ｖ−４５２／４５２Ａｖ−４５２７４５２／−４５
２／”ＩＱ／４ＦＵ Ｓ。
孔端部の積層数を他の部分の積層数よりも多くしたもの
について説明する。上記他の部分の層構成 （６’Ｏ／−４５１０２／９Ｑ１０／−４５１０／４Ｖ
０ ！ＡＱ１０） ８に対し、ファスナ継手部またはフ
ァスナ孔端部の層構成を、たとえば Ｃ４ｖ−４５２／４５２Ａｖ−４５２７４５２／−４５
２／”ＩＱ／４ＦＵ Ｓ。
または
〔４吟１０る／−４す）１０／と１０泡乃υ象、１０１
０／−４５７０１０１０／１５１０１０１０−１０１０
ＡＯ１０１０１０Ａ ！１その他の層には炭素繊維複合
材を、それぞれ用いる。
０／−４５７０１０１０／１５１０１０１０−１０１０
ＡＯ１０１０１０Ａ ！１その他の層には炭素繊維複合
材を、それぞれ用いる。
このような実施例においても、ファスナ継手部またはフ
ァスナ孔端部の剛性が低いので、この部分の強度が向上
する。
ァスナ孔端部の剛性が低いので、この部分の強度が向上
する。
この発明によれば、ファスナ継手部またはファスナ孔端
部に局部的に、他の部位と異なる積層構成または剛性の
高くない伸びの強い材料を用い、継手部強度を画期的に
向上させることが、 できる。したがって、複合材部品
構造の重量を大幅に軽減できる。
部に局部的に、他の部位と異なる積層構成または剛性の
高くない伸びの強い材料を用い、継手部強度を画期的に
向上させることが、 できる。したがって、複合材部品
構造の重量を大幅に軽減できる。
第１図は本発明の第１の実施例の平面図、第２図は第１
図のＩＩ−ＩＩＩ断面図、第３図は本発明の第２の実施
例の平面図、第４図は第３図の■−■断面図、第５図は
本発明の第３の実施例の平面図、第６図は第５図のＶＩ
−ＶＩ断面図、第７図は本発明の第４の実施例の平面図
、第８図は・・・ファスナ孔。 第２図 第４図 晃５圓 。 第６工 第８図 第９圓
図のＩＩ−ＩＩＩ断面図、第３図は本発明の第２の実施
例の平面図、第４図は第３図の■−■断面図、第５図は
本発明の第３の実施例の平面図、第６図は第５図のＶＩ
−ＶＩ断面図、第７図は本発明の第４の実施例の平面図
、第８図は・・・ファスナ孔。 第２図 第４図 晃５圓 。 第６工 第８図 第９圓
Claims (3)
- （１）繊維強化プラスチクスを積層した複合材のファス
ナ継手において、ファスナ継手部またはファスナ孔端部
の材料が他の部分の材料よりも伸びが大きく剛性が低い
ことを特徴とする複合材のファスナ継手。 - （２）繊維強化プラスチクスを積層した複合材のファス
ナ継手において、ファスナ継手部またはファスナ孔端部
の繊維の方向が他の部分の繊維の方向と異なることを特
徴とする複合材のファスナ継手。 - （３）繊維強化プラスチクスを積層した複合材のファス
ナ継手において、ファスナ継手部またはファスナ孔端部
の積層数が他の部分の積層数よりも多いことを特徴とす
る複合材のファスナ継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9170488A JPH01263030A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 複合材のファスナ継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9170488A JPH01263030A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 複合材のファスナ継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01263030A true JPH01263030A (ja) | 1989-10-19 |
| JPH0455859B2 JPH0455859B2 (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=14033902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9170488A Granted JPH01263030A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 複合材のファスナ継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01263030A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1316420A1 (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-04 | Saint-Gobain Technical Fabrics | Energy absorbant laminate for mechanical composite joints |
| WO2011043346A1 (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機主翼および航空機胴体 |
| WO2012105691A1 (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機主翼および航空機胴体 |
| WO2013129122A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機翼および航空機胴体、並びに複合材構造体の製造方法 |
| WO2015146690A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機翼および航空機胴体、並びに複合材構造体の製造方法 |
-
1988
- 1988-04-15 JP JP9170488A patent/JPH01263030A/ja active Granted
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1316420A1 (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-04 | Saint-Gobain Technical Fabrics | Energy absorbant laminate for mechanical composite joints |
| JP5308533B2 (ja) * | 2009-10-08 | 2013-10-09 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機主翼および航空機胴体 |
| WO2011043346A1 (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機主翼および航空機胴体 |
| CN102481971A (zh) * | 2009-10-08 | 2012-05-30 | 三菱重工业株式会社 | 复合材料构造体、具备该构造体的航空器主翼及航空器机身 |
| US9108718B2 (en) | 2009-10-08 | 2015-08-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Composite-material structure and aircraft main wing and aircraft fuselage provided with the same |
| RU2553608C2 (ru) * | 2011-02-04 | 2015-06-20 | Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. | Конструкция из композитного материала и оснащенные ей крыло и фюзеляж летательного аппарата |
| WO2012105691A1 (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-09 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機主翼および航空機胴体 |
| EP2671792A4 (en) * | 2011-02-04 | 2018-01-03 | MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, Ltd. | Composite material structure, and aircraft wing and fuselage provided therewith |
| JP5654055B2 (ja) * | 2011-02-04 | 2015-01-14 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機主翼および航空機胴体 |
| CN103201167A (zh) * | 2011-02-04 | 2013-07-10 | 三菱重工业株式会社 | 复合材料构造体、具备此构造体的飞机主翼及飞机机身 |
| US9475568B2 (en) | 2012-02-29 | 2016-10-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Composite structure, aircraft wing and aircraft fuselage including composite structure, and method of manufacturing composite structure |
| EP2821340A4 (en) * | 2012-02-29 | 2015-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | COMPOSITE STRUCTURAL BODY, PLANE WING AND AIRPLANE HULL, AND METHOD FOR PRODUCING THE COMPOSITE STRUCTURAL STRUCTURE BODY |
| JP2013180627A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合材構造体、これを備えた航空機翼および航空機胴体、並びに複合材構造体の製造方法 |
| WO2013129122A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機翼および航空機胴体、並びに複合材構造体の製造方法 |
| WO2015146690A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機翼および航空機胴体、並びに複合材構造体の製造方法 |
| JP2015189082A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 三菱重工業株式会社 | 複合材構造体、これを備えた航空機翼および航空機胴体、並びに複合材構造体の製造方法 |
| CN106029346A (zh) * | 2014-03-28 | 2016-10-12 | 三菱重工业株式会社 | 复合材料构造体、具有该复合材料构造体的航空机机翼及航空机机身、以及复合材料构造体的制造方法 |
| RU2645500C1 (ru) * | 2014-03-28 | 2018-02-21 | Мицубиси Хеви Индастрис, Лтд. | Конструкция из композиционного материала и содержащие ее крыло летательного аппарата и фюзеляж летательного аппарата, способ изготовления конструкции из композиционного материала |
| US10137664B2 (en) | 2014-03-28 | 2018-11-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Composite material structure, aircraft wing and aircraft fuselage provided with same, and method for manufacturing composite material structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0455859B2 (ja) | 1992-09-04 |
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