JPH04366096A - 繊維強化樹脂製管状構造部材 - Google Patents

繊維強化樹脂製管状構造部材

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JPH04366096A
JPH04366096A JP3140466A JP14046691A JPH04366096A JP H04366096 A JPH04366096 A JP H04366096A JP 3140466 A JP3140466 A JP 3140466A JP 14046691 A JP14046691 A JP 14046691A JP H04366096 A JPH04366096 A JP H04366096A
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reinforced resin
fiber
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tubular structural
structural member
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Hideo Fukuda
英男 福田
Takayuki Tanaka
孝之 田中
Motoki Miyaishi
宮石 源基
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Railway Technical Research Institute
Teijin Ltd
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Railway Technical Research Institute
Toho Rayon Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両船舶、橋梁、建築
物、その他建造物等の構造物をはじめとして、スポーツ
・レジャー用具等の材料などに使用される繊維強化樹脂
製管状構造部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、構造部材の軽量化は益々求められ
てきており、構造部材の材料として、比重が鋼材に比べ
て1/5と格段に小さく、しかも、比強度、比剛性の高
い繊維強化樹脂材料が注目されている。そして、構造部
材は、一般的には、閉断面を形成した管状体のものが用
いられている。前記繊維強化樹脂材料を使用して、前記
閉断面を有する管状構造部材を得るには、従来、一般的
には、成形用金型の外周に繊維強化樹脂の層を形成し、
次いで管の軸芯方向に成形用金型を引き抜くという手順
で行なわれていた。
【0003】またこのようにして得られた繊維強化樹脂
製の管状構造部材の、直交した管状構造部材を得る場合
には、一方の管側側面に穴を穿ち、他方の管をこれに貫
通させて接続する方法が一般的に用いられていた。また
、T字状の管状構造部材を得る場合には、図12に示す
、いわゆるT字状の継手を用い、その中に直管を挿入し
接合接続していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の繊維強化樹
脂製の構造部材は閉断面の管状構造部材であるため、成
形用金型の外周に形成した繊維強化樹脂の層から成形用
金型を管の軸芯方向に引き抜かねばならず、困難な作業
であった。また、その製法上、管内にさらに補強物を設
けるには軸芯方向に設置しなければならないという制約
があった。
【0005】また、前記、従来の直交した管状構造部材
を得るのに、管側壁面に穴を穿ち、他方の管をこれに貫
通すると、接続部で強化繊維が切断されるため、交差す
る夫々のコの字型部材の間に強化繊維が連続して配置で
きず、その管状構造部材の特に、交差部(接続部)の強
度が著しく劣るという問題があった。さらに、前記、従
来のT字状の継手を用いる方法では、管状構造部材の全
体の重量が増加したり、T字部の接続部で強度が低下し
たり、また、このような管状構造部材に適合するT字状
の管継手を製作するのに非常な手間を要した。
【0006】そこで、本発明は、以上のべた問題点がな
く、製造方法が容易で、内部の補強部材の設置に制約の
ない、強化繊維が連続して形成され強度的に弱点がなく
、余計な継手を必要とせず、軽量で、高い剛性、強度を
有し、しかも曲げ負荷に対して強い管状構造部材を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明は、上面、側面、下面を有し、一側が開放
された、開放断面を有する繊維強化樹脂製のコの字型部
材を2個以上用い、開放側が互いに向かい合うように、
かつ一方のコの字型部材の上面および下面を他方のコの
字型部材の上面および下面に互いに重ね合わせることに
よって、閉断面を形成した繊維強化樹脂製管状構造部材
とするものである。
【0008】また、本発明は、一方のコの字型部材の上
面および下面を、他方のコの字型部材の上面および下面
の内側に重ね合わすことによって、閉断面を形成した繊
維強化樹脂製管状構造部材とするものである。さらに、
本発明は、一方のコの字型部材の上面および下面と、他
方のコの字型部材の上面および下面とを、相噛構造とな
るように重ね合わすことによって、閉断面を形成した繊
維強化樹脂製管状構造部材とするものである。
【0009】本発明で用いる繊維強化樹脂製のコの字型
部材は、例えば、成形型に公知のレイアップ処理によっ
て得ることができる。該コの字型部材の外観形状は直線
状、L字状、コの字状、その他適宜の形状とすることが
できる。本発明で用いられる繊維強化樹脂の強化繊維と
しては、比強度、比弾性率の高い炭素繊維が好ましいが
、必要に応じてその他の強化繊維を使用または併用する
ことも可能である。一方、樹脂については、特に制限は
なく、強化繊維の特性をいかしうるものなら何でも使用
できる。
【0010】本発明の繊維強化樹脂製管状構造部材の製
造方法は、例えば、次のようにして製造される。高強度
タイプ炭素繊維(例えば,東邦レーヨン(株)製,ベス
ファイト)を一方向に引揃えたエポキシ樹脂系プリプレ
グ(硬化温度130℃)を図5〜図7中に例示するとお
り、成形用金型1の外面にレイアップにより積層して、
樹脂を硬化させて繊維強化樹脂層2を形成する。その後
、成形用金型1より繊維強化樹脂層2を脱型する。前記
レイアップの形態は、一方向材、織物材、不織布材、ラ
ンダムウエッブ材等のプリプレグを用い、目的の繊維強
化樹脂製管状構造部材の特性に応じ選択される。
【0011】図5〜図7は、本発明のコの字型部材の成
形用金型1に繊維強化樹脂層2を形成させた状態を示す
斜視図である。図8〜図10は、図5〜図7の方法で成
形し、脱型して得た、コの字型部材要素を示したもので
ある。脱型した繊維強化樹脂層2としては、図5に示す
成形用金型1−1からは図8に示す直線状のコの字型部
材2−1が、図6に示す成形用金型1−2からは図9に
示すL字状のコの字型部材2−2が、図7に示す成形用
金型1−3からは図10に示すL字状のコの字型部材2
−3がそれぞれ得られる。ここで、L字状のコの字型部
材2−3の厚さ方向の寸法は、もう一方のL字状のコの
字型部材2−2の空間部に嵌合できるようにされている
【0012】各々のコの字型部材を用いて、開放側が互
いに向かい合うように、かつ一方のコの字型部材の上面
および下面を、他方のコの字型部材の上面および下面と
互いに重ね合わせることによって閉断面を形成し、本発
明の繊維強化樹脂製管状構造部材を製造する。重ね合わ
された各上面または各下面は、接合することによって機
械的強度を増す。この接合には、接着剤による接着接合
を始めとしてボルト、リベット等の機械的接合が可能で
あり、これらを併用することや、さらに、この接合を強
化するために接合後の管状体の外面あるいは内面に繊維
強化樹脂層を設けることも可能である。
【0013】図1の11〜14に示したようにコの字型
部材を重ね合わせ、前記接合によって閉断面の管状構造
部材を得る。各々のコの字型部材の噛み合わせは、図1
の11および12に示すように、一方のコの字型部材要
素の上下面の間隔を、他方のコの字型部材要素の上下面
の間隔より大とし、一方が他方に丁度挿嵌するように組
み合わせて配設したり、または、図1の13および14
に示すように、各々のコの字型部材の上下面の間隔を同
一とし、相噛構造とすることもできる。
【0014】
【作用】以上のように、本発明の、閉断面を形成した繊
維強化樹脂製管状構造部材は、コの字型部材を複数組み
合わせることによって形成されており、そのコの字型部
材を製造するのに、成形用金型を管状構造部材の軸芯方
向に引き抜く必要がなく、また、閉断面を形成した管状
構造部材とするには、複数のコの字型部材をその開放側
が互いに向かい合うように、かつ一方のコの字型部材の
上面および下面を、他方のコの字型部材の上面および下
面と互いに重ね合わせることによって製造することがで
きるので、その製作が容易である。
【0015】また、本発明の閉断面を形成した繊維強化
樹脂製管状構造部材は、その上面および下面がそれぞれ
2重の繊維強化樹脂製部材で構成されているので、強度
が高く、曲げ負荷に対し高い耐性を有する。さらに、T
字状等の分岐状である本発明の繊維強化樹脂製管状構造
部材は、例えば、2つのL型部材と1つの棒状部材とか
ら構成されており、T字状の直角の接合部ではその繊維
強化樹脂は連続されており、しかも各々の部材の接合部
は2重になっているので、強度が高く、曲げ負荷に対し
高い耐性を有する。
【0016】
【実施例1】図1および図2に基づいて、本発明の実施
例を説明する。図1は、本発明の繊維強化樹脂製管状構
造部材の斜視図を概念的に示したものである。図2は、
本発明の繊維強化樹脂製管状構造部材の組立て前の分解
斜視図を概念的に示したものである。
【0017】図1において繊維強化樹脂製管状構造部材
11〜14は、上面、側面、下面を有し、一側が開放さ
れた、開放断面を有する、4種類のコの字型部材を2つ
組み合わせて製造されたものである。そして、繊維強化
樹脂製管状構造部材11、13の側面は平面状であり、
繊維強化樹脂製管状構造部材12、14の側面は曲面状
になっている。そして、各々のコの字型部材は、繊維強
化樹脂製であり、上面と下面が平行で、上面、側面、下
面が連続して一体に成形されたものである。
【0018】まず、繊維強化樹脂製管状構造部材11お
よび12を説明する。図2に示すように、開放側が互い
に向かい合うようにし、一方のコの字型部材3−1の上
面および下面を、他方のコの字型部材3−2の上面およ
び下面と互いに重ね合わせて、その重ね合わせ部を接着
材で接合した。それぞれのコの字型部材の上面および下
面の重ね方は、繊維強化樹脂製管状構造部材11および
12においては、一方のコの字型部材3−1または4−
1が他方のコの字型部材3−2または4−2より上下面
の間隔を大として用いて、一方が他方に丁度嵌合するよ
うに組み合わせた。そして、その重ね合わせ部を接着剤
(例えば、エポキシ系接着剤)で接合することにより、
繊維強化樹脂製管状構造部材11および12を得る。
【0019】次に、別の繊維強化樹脂製管状構造部材1
3および14について説明する。前記繊維強化樹脂製管
状構造部材11および12との差異は、それぞれのコの
字型部材5−1、6−1の上下面の間隔が同じであり、
互いの上面および下面を相噛構造とした点である。
【0020】
【実施例2】図3、図4に基づいて本発明の別の実施例
を説明する。図3は、本発明の応用例のT字状繊維強化
樹脂製管状構造部材の斜視図を概略的に示したものであ
る。図4は、図3の本発明のT字状繊維強化樹脂製管状
構造部材の組み立て前のコの字型部材の斜視図を概略的
に示したものである。
【0021】図3のT字状繊維強化樹脂製管状構造部材
は、図8〜図10に示した、一側が開放された開放断面
を有する直線状のコの字型部材2−1、L字状のコの字
型部材2−2、L字状のコの字型部材2−3を用い、図
4に示すように、先ず、L字状のコの字型部材2−3と
別のL字状のコの字型部材2−2とをそれらの開放側が
互いに向かい合うように接着接合した。
【0022】この場合、図11(1)および(2)の、
L字状のコの字型部材と別のL字状のコの字型部材の接
合断面図に示すように、互いのコの字型部材の接着接合
面にテーパーを付与したり、段部を付与したりすること
によって、互いのコの字型部材の表面の段差を無くすこ
とも可能である。つぎに、前記接合体を直線状コの字型
部材2−1の上下面に嵌合させ、それぞれの重ね合わせ
部をエポキシ樹脂系接着剤で接着接合して、図3に示す
T字状繊維強化樹脂製管状構造部材を得た。
【0023】本実施例のT字状繊維強化樹脂製管状構造
部材は非常に軽量で、特に梁の接続部の強度が高いもの
であった。
【0024】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、本発明の繊維強化樹脂製管状構造部材は、軸方向に
分かれた2個以上のコの字型部材を組み合わせて構成さ
れるので、成形用金型を成形物から脱型するのに、脱型
の方向に制約はない。また、本発明の繊維強化樹脂製管
状構造部材は、繊維強化樹脂で作製されているので、軽
量で高い剛性、強度を有し、かつ、コの字型部材の上面
、下面がそれぞれ2重に接合されて形成されているため
、曲げ負荷に対しても優れた耐性を有する。
【0025】さらに、本発明の、直交状、T字状等の分
岐状の繊維強化樹脂製管状構造部材は、その分岐部分に
おいて、繊維強化樹脂が連続的に形成されているので、
従来の管継手を用いたものに比べて強度が高く、しかも
軽量である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の繊維強化樹脂製管状構造部材の斜視図
を概略的に示す。
【図2】本発明の繊維強化樹脂製管状構造部材の組立て
前の分解斜視図を概略的に示す。
【図3】本発明の応用例のT字状繊維強化樹脂製管状構
造部材の斜視図を概略的に示す。
【図4】図3に示すT字状繊維強化樹脂製管状構造部材
の組み立て前のコの字型部材の斜視図を概略的に示す。
【図5】本発明の直線状のコの字型部材の成形用金型に
繊維強化樹脂層を形成させた状態を示す斜視図である。
【図6】本発明のL字状のコの字型部材の成形用金型に
繊維強化樹脂層を形成させた状態を示す斜視図である。
【図7】本発明のL字状のコの字型部材の成形用金型に
繊維強化樹脂層を形成させた状態を示す斜視図である。
【図8】図5の成形用金型により成形された直線状のコ
の字型部材を示す。
【図9】図6の成形用金型により成形されたL字状のコ
の字型部材を示す。
【図10】図7の成形用金型により成形されたL字状の
コの字型部材を示す。
【図11】L字状のコの字型部材2−3と別のL字状の
コの字型部材2−2の接合断面図を示す。
【図12】従来のT字状繊維強化樹脂製管状構造部材の
斜視図を概略的に示す。
【符号の説明】
1−1,1−2,1−3        成形用金型2
−1,2−2,2−3,3−1,3−2,4−1,4−
2,5−1,6−1  コの字型部材11,12,13
,14        繊維強化樹脂製管状構造部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  上面、側面、下面を有し、一側が開放
    された、開放断面を有する繊維強化樹脂製のコの字型部
    材を2個以上用い、開放側が互いに向かい合うように、
    かつ一方のコの字型部材の上面および下面を他方のコの
    字型部材の上面および下面に互いに重ね合わせることに
    よって、閉断面を形成したことを特徴とする繊維強化樹
    脂製管状構造部材。
  2. 【請求項2】  一方のコの字型部材の上面および下面
    が、他方のコの字型部材の上面および下面の内側に重ね
    合わされたことを特徴とする請求項1記載の繊維強化樹
    脂製管状構造部材。
  3. 【請求項3】  一方のコの字型部材の上面および下面
    と、他方のコの字型部材の上面および下面とが、相噛構
    造となるように重ね合わされていることを特徴とする請
    求項1記載の繊維強化樹脂製管状構造部材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011006901A (ja) * 2009-06-25 2011-01-13 Across Corp 複合材梁の接合構造

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62170644A (ja) * 1986-01-22 1987-07-27 新村 正照 合成強化構造材

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