JPH06257607A - 繊維強化樹脂製管体の接合方法 - Google Patents
繊維強化樹脂製管体の接合方法Info
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- JPH06257607A JPH06257607A JP4263193A JP4263193A JPH06257607A JP H06257607 A JPH06257607 A JP H06257607A JP 4263193 A JP4263193 A JP 4263193A JP 4263193 A JP4263193 A JP 4263193A JP H06257607 A JPH06257607 A JP H06257607A
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- Japan
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- pipe
- fiber
- joint
- fiber reinforced
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- Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)
- Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２本以上の繊維強化樹脂製管体間に働く引張
り、圧縮、曲げ、捩じり及び剪断荷重の下において、所
望の剛性・強度を有する、繊維樹脂製管体を交差して接
合する方法を提供することを目的とするものである。 【構成】 ２本以上の繊維強化樹脂製管体を交差して接
合する場合において、接合部の形状をした２つ割り接合
金具を用い、金具を貫通する管体については、被接合体
と金具との間に接着剤を塗布し、金具を貫通する管体と
交差する管体を同時に金具に仮止めし、接着剤を硬化さ
せ被接合体と金具を一体化し、その後に、金具の端部と
管体との境界領域を繊維強化樹脂材料で補強した後、前
記の強化樹脂材料を硬化させる。つぎに、金具を貫通す
る管体と交差する管体については、金具及び管体に共穴
明け加工を施し、管体と金具をボルトにて締結すること
を特徴とする繊維強化樹脂製管体の接合方法。
り、圧縮、曲げ、捩じり及び剪断荷重の下において、所
望の剛性・強度を有する、繊維樹脂製管体を交差して接
合する方法を提供することを目的とするものである。 【構成】 ２本以上の繊維強化樹脂製管体を交差して接
合する場合において、接合部の形状をした２つ割り接合
金具を用い、金具を貫通する管体については、被接合体
と金具との間に接着剤を塗布し、金具を貫通する管体と
交差する管体を同時に金具に仮止めし、接着剤を硬化さ
せ被接合体と金具を一体化し、その後に、金具の端部と
管体との境界領域を繊維強化樹脂材料で補強した後、前
記の強化樹脂材料を硬化させる。つぎに、金具を貫通す
る管体と交差する管体については、金具及び管体に共穴
明け加工を施し、管体と金具をボルトにて締結すること
を特徴とする繊維強化樹脂製管体の接合方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、輸送機関の構造物等に
使用する繊維強化樹脂製管体を交差して接合する方法に
関するものである。例えば、鉄道車両用台車枠やリニア
モーターカー用台車枠を構成する、側バリ横バリを繊維
強化樹脂製管体で作製し、これらを接合・組立てて軽量
化を図った台車枠の製作に応用できる。
使用する繊維強化樹脂製管体を交差して接合する方法に
関するものである。例えば、鉄道車両用台車枠やリニア
モーターカー用台車枠を構成する、側バリ横バリを繊維
強化樹脂製管体で作製し、これらを接合・組立てて軽量
化を図った台車枠の製作に応用できる。
【０００２】
【従来の技術】従来知られている繊維強化樹脂製管体を
Ｔ字型にする方法としては、例えば、被接合体である繊
維強化樹脂製管体の外径より若干大きな挿入口を有する
金属製一体金物を用意し、樹脂製管体を接着剤を塗布し
た後に、前記挿入口より挿入し、接合するものであっ
た。しかしながらこの方法では接着部に圧力を付加する
ことは不可能であり、接着層に接着不良部を生じること
が避けられず、そのため継手強度は被接合体の強度に対
して低い状態となっていた。
Ｔ字型にする方法としては、例えば、被接合体である繊
維強化樹脂製管体の外径より若干大きな挿入口を有する
金属製一体金物を用意し、樹脂製管体を接着剤を塗布し
た後に、前記挿入口より挿入し、接合するものであっ
た。しかしながらこの方法では接着部に圧力を付加する
ことは不可能であり、接着層に接着不良部を生じること
が避けられず、そのため継手強度は被接合体の強度に対
して低い状態となっていた。
【０００３】また、２本の炭素繊維強化プラスチック
（ＣＦＲＰ）角柱同士をＬ字型に結合する角柱継手につ
いて、実開昭６３−１４７３９７号公報が提案されてい
る。これによれば、それぞれの角柱端面を斜めに切り欠
いて接合し、角柱の表面が平面であることを利用して補
強部材を２本の角柱にまたがるように配して接合してい
るが、Ｌ字型に結合するため、一方の角柱の任意の位置
に他方の角柱を接合できないことになる。また、角柱を
それぞれ斜めに切り欠くために剛性・強度が低下するた
め補強を必要とするが、角柱以外の形状例えば円筒形状
や楕円形状の平面だけで構成されずに曲面を有する管体
の場合には、平面を利用した当該補強部材を用いること
ができなかった。
（ＣＦＲＰ）角柱同士をＬ字型に結合する角柱継手につ
いて、実開昭６３−１４７３９７号公報が提案されてい
る。これによれば、それぞれの角柱端面を斜めに切り欠
いて接合し、角柱の表面が平面であることを利用して補
強部材を２本の角柱にまたがるように配して接合してい
るが、Ｌ字型に結合するため、一方の角柱の任意の位置
に他方の角柱を接合できないことになる。また、角柱を
それぞれ斜めに切り欠くために剛性・強度が低下するた
め補強を必要とするが、角柱以外の形状例えば円筒形状
や楕円形状の平面だけで構成されずに曲面を有する管体
の場合には、平面を利用した当該補強部材を用いること
ができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、２本以上の
繊維強化樹脂製管体間に働く引張り、圧縮、曲げ、捩じ
り及び剪断荷重の下において、所望の剛性・強度を有
し、任意の管体を交換することが可能な繊維強化樹脂製
管体を交差して接合する方法を提供することを目的とす
るものである。
繊維強化樹脂製管体間に働く引張り、圧縮、曲げ、捩じ
り及び剪断荷重の下において、所望の剛性・強度を有
し、任意の管体を交換することが可能な繊維強化樹脂製
管体を交差して接合する方法を提供することを目的とす
るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、２本以上の繊
維強化樹脂製管体を交差して接合する場合において、被
接合体である繊維強化樹脂製管体の外面と接着面となる
接合金具の内面との隙間が１ｍｍ以内になるように内外
面の曲率を調整し、接合部の形成をした２つの割り接合
金具を用い、接合金具を貫通する繊維強化樹脂製管体に
ついては、被接合体と接合金具との間に接着剤を塗布
し、当該管体と接合金具のそれぞれの接合面を密着さ
せ、接合金具を貫通する管体と交差する管体を同時に接
合金具に仮止めし、接着剤を硬化させ被接合体と接合金
具を一体化し、その後に、接合金具の端部と繊維強化樹
脂製管体との境界領域を繊維強化樹脂材料で補強した
後、前記の繊維強化樹脂材料を硬化させる。つぎに、接
合金具を貫通する繊維強化樹脂製管体と交差する管体に
ついては、接合金具及び管体に共穴明け加工を施し、管
体を接合金具から外し、管体の内側から穴明け加工した
部位にメねじ加工を施した部材を接着させ、接着剤硬化
の後に、交差する管体を加工穴が一致するように接合金
具に挿入し、管体と接合金具をボルトにて締結すること
を特徴とする繊維強化樹脂製管体の接合方法である。
維強化樹脂製管体を交差して接合する場合において、被
接合体である繊維強化樹脂製管体の外面と接着面となる
接合金具の内面との隙間が１ｍｍ以内になるように内外
面の曲率を調整し、接合部の形成をした２つの割り接合
金具を用い、接合金具を貫通する繊維強化樹脂製管体に
ついては、被接合体と接合金具との間に接着剤を塗布
し、当該管体と接合金具のそれぞれの接合面を密着さ
せ、接合金具を貫通する管体と交差する管体を同時に接
合金具に仮止めし、接着剤を硬化させ被接合体と接合金
具を一体化し、その後に、接合金具の端部と繊維強化樹
脂製管体との境界領域を繊維強化樹脂材料で補強した
後、前記の繊維強化樹脂材料を硬化させる。つぎに、接
合金具を貫通する繊維強化樹脂製管体と交差する管体に
ついては、接合金具及び管体に共穴明け加工を施し、管
体を接合金具から外し、管体の内側から穴明け加工した
部位にメねじ加工を施した部材を接着させ、接着剤硬化
の後に、交差する管体を加工穴が一致するように接合金
具に挿入し、管体と接合金具をボルトにて締結すること
を特徴とする繊維強化樹脂製管体の接合方法である。
【０００６】以下本発明を図面を基に説明する。図１に
接合すべき２本の繊維強化樹脂製管体１１，１２を互い
にＴ字型とし、２つ割り接合金具２１−ａ，２１−ｂを
用いて繊維強化樹脂製管体１１を接合金具と接着し、管
体１２を接合金具と仮止めした斜視図を示す。４５度に
管体を配した場合、継手を上面から見ると図２のように
なる。＋字型に管体１３，１４，１５，１６を配置した
場合、継手を上面から見ると図３のようになり、＋字型
の管体は３本の管体または４本の管体どちらで構成され
ていてもよく、また５本以上の管体でも接合することが
できる。この場合、互いに直交しない管体がでてくるが
接合方法には何ら影響を及ぼさない。図４には接合金具
を１本の管体が貫通して接着接合され、これと直交する
２本の管体が２組の接合金具により一体化したものを示
す。図４に示すように貫通する１本の管体に複数本の管
体を接合することも可能である。ただし接合金具は交差
する被接合管体の数だけ必要となる。管体を接合金具と
一体化させるとき両者を接着剤を用いて接着接合とする
か、またボルトを用いて機械接合とするかは被接合体及
び構造物に要求される特性にてらして選択すればよい。
例えば、被接合体が何らかの理由で損傷し、もはや使用
に耐えられない状態になったとき、構造全体を廃棄処分
とするのではなく、ボルトを用いた機械接合をした管体
ならば損傷した管体を新たな管体に交換することが可能
であるため、当該管体を新品と交換することにより構造
体を再生することができる。また、損傷を受けて使用に
耐えられなくなった管体が構造体の主要部であり、当該
管体に交換の必要が生じた時、主要管体を交換するより
は構造体を始めから製作するほうがよい場合は構造体を
廃棄処分とすることになる。この場合、主要部の管体は
機械接合より製作コストが有利な接着接合を選択すれば
よい。
接合すべき２本の繊維強化樹脂製管体１１，１２を互い
にＴ字型とし、２つ割り接合金具２１−ａ，２１−ｂを
用いて繊維強化樹脂製管体１１を接合金具と接着し、管
体１２を接合金具と仮止めした斜視図を示す。４５度に
管体を配した場合、継手を上面から見ると図２のように
なる。＋字型に管体１３，１４，１５，１６を配置した
場合、継手を上面から見ると図３のようになり、＋字型
の管体は３本の管体または４本の管体どちらで構成され
ていてもよく、また５本以上の管体でも接合することが
できる。この場合、互いに直交しない管体がでてくるが
接合方法には何ら影響を及ぼさない。図４には接合金具
を１本の管体が貫通して接着接合され、これと直交する
２本の管体が２組の接合金具により一体化したものを示
す。図４に示すように貫通する１本の管体に複数本の管
体を接合することも可能である。ただし接合金具は交差
する被接合管体の数だけ必要となる。管体を接合金具と
一体化させるとき両者を接着剤を用いて接着接合とする
か、またボルトを用いて機械接合とするかは被接合体及
び構造物に要求される特性にてらして選択すればよい。
例えば、被接合体が何らかの理由で損傷し、もはや使用
に耐えられない状態になったとき、構造全体を廃棄処分
とするのではなく、ボルトを用いた機械接合をした管体
ならば損傷した管体を新たな管体に交換することが可能
であるため、当該管体を新品と交換することにより構造
体を再生することができる。また、損傷を受けて使用に
耐えられなくなった管体が構造体の主要部であり、当該
管体に交換の必要が生じた時、主要管体を交換するより
は構造体を始めから製作するほうがよい場合は構造体を
廃棄処分とすることになる。この場合、主要部の管体は
機械接合より製作コストが有利な接着接合を選択すれば
よい。
【０００７】２つ割り接合金具の材質としては、鋼、チ
タン、アルミ等が使用でき、フランジ部を締め付けて被
接合体である管体との隙間を少なくするために、金属の
材質はアルミのようになるべく軟質なものが望ましい。
また繊維強化樹脂製管体の軽量性を有効に活用するため
にも材質としてはアルミのように比重の小さいものが好
ましい。接合金具の板厚は継手に要求される剛性ならび
に強度によって決定される。接合金具内面の曲率は、繊
維強化樹脂製管体の外径曲率とほぼ等しいことが望まし
いが、接合金具が軟質ならば両者の隙間が１ｍｍ以内で
あれば製作可能である。隙間が１ｍｍを越える場合には
接合面に接着不良部が生じる可能性があり、剛性・強度
の低下が生ずる。また、接合金具は接合部の形状とする
必要があり、例えばＴ字型接合の場合には接合金具の形
状はＴ字型を用い、＋字型接合の場合には接合金具の形
状は＋字型を用いるようにする。
タン、アルミ等が使用でき、フランジ部を締め付けて被
接合体である管体との隙間を少なくするために、金属の
材質はアルミのようになるべく軟質なものが望ましい。
また繊維強化樹脂製管体の軽量性を有効に活用するため
にも材質としてはアルミのように比重の小さいものが好
ましい。接合金具の板厚は継手に要求される剛性ならび
に強度によって決定される。接合金具内面の曲率は、繊
維強化樹脂製管体の外径曲率とほぼ等しいことが望まし
いが、接合金具が軟質ならば両者の隙間が１ｍｍ以内で
あれば製作可能である。隙間が１ｍｍを越える場合には
接合面に接着不良部が生じる可能性があり、剛性・強度
の低下が生ずる。また、接合金具は接合部の形状とする
必要があり、例えばＴ字型接合の場合には接合金具の形
状はＴ字型を用い、＋字型接合の場合には接合金具の形
状は＋字型を用いるようにする。
【０００８】被接合体である繊維強化樹脂製管体は、強
化繊維を液状樹脂の中を通し金属製の芯金に巻き付け、
加熱して樹脂を硬化させた後、金属製芯金を引き抜くい
わゆるフィラメントワインディング法が最も一般的に知
られているが、シートワインディング法または引き抜き
成形法など成形法はいずれを用いてもよい。当該被接合
体である繊維強化樹脂製管体を接合する際、接着剤は液
状でもフィルム状でもどちらでもよい。また接着剤の硬
化条件は室温硬化でも加熱硬化でもどちらでもよく、接
着剤の硬化条件に本発明の接合方法は限定されない。
化繊維を液状樹脂の中を通し金属製の芯金に巻き付け、
加熱して樹脂を硬化させた後、金属製芯金を引き抜くい
わゆるフィラメントワインディング法が最も一般的に知
られているが、シートワインディング法または引き抜き
成形法など成形法はいずれを用いてもよい。当該被接合
体である繊維強化樹脂製管体を接合する際、接着剤は液
状でもフィルム状でもどちらでもよい。また接着剤の硬
化条件は室温硬化でも加熱硬化でもどちらでもよく、接
着剤の硬化条件に本発明の接合方法は限定されない。
【０００９】被接合管体と接合金具を接着の後、２つ割
り接合金具の端部と繊維強化樹脂製管体１１の境界領域
に繊維強化樹脂材料３１，３２を図５に示すように巻き
付け樹脂を硬化させる。当該繊維強化樹脂材料を構成す
る原材料は、強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊
維、またはアラミド繊維等の高強度有機繊維などが挙げ
られ、これらを併用してもよい。樹脂は熱硬化型が適当
で、エポキシ、不飽和ポリエステルなどが使用できる。
繊維強化樹脂材料は、液状樹脂をあらかじめ繊維束に含
浸したもの（以下プリプレグと呼ぶ）を用いてもよく、
また、樹脂を含浸していない繊維束の織物を管体に巻き
付けるときに液状の樹脂をハケ等で繊維に含浸させても
どちらでもよい。巻き付けた後は熱収縮テープを最後に
巻き付け樹脂を加熱硬化させる際同時に当該部に成形圧
を付加させても、また、全体を真空バグで包んでオート
クレーブ成形してもよい。
り接合金具の端部と繊維強化樹脂製管体１１の境界領域
に繊維強化樹脂材料３１，３２を図５に示すように巻き
付け樹脂を硬化させる。当該繊維強化樹脂材料を構成す
る原材料は、強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊
維、またはアラミド繊維等の高強度有機繊維などが挙げ
られ、これらを併用してもよい。樹脂は熱硬化型が適当
で、エポキシ、不飽和ポリエステルなどが使用できる。
繊維強化樹脂材料は、液状樹脂をあらかじめ繊維束に含
浸したもの（以下プリプレグと呼ぶ）を用いてもよく、
また、樹脂を含浸していない繊維束の織物を管体に巻き
付けるときに液状の樹脂をハケ等で繊維に含浸させても
どちらでもよい。巻き付けた後は熱収縮テープを最後に
巻き付け樹脂を加熱硬化させる際同時に当該部に成形圧
を付加させても、また、全体を真空バグで包んでオート
クレーブ成形してもよい。
【００１０】つぎに接合金具に仮止めされている繊維強
化樹脂製管体ならびに接合金具の所定の位置にボルト径
よりも若干大きな貫通穴を共穴加工する。その後、当該
管体を接合金具から外し、図７に示すように管体の内側
から穴明け加工した部位に雌ねじ加工を施した部材４３
を接着させる。雌ねじ加工を施した部材の材料の材質と
しては、鋼、チタン、アルミ等が使用でき、ねじ加工が
容易でコスト的に有利な鋼製が最も好ましい。接着剤硬
化の後に、管体と接合金具の加工穴が一致するように管
体を接合金具に再び挿入し、管体と接合金具をワッシャ
ー４２を介してボルト４１にて締結する。２本の繊維強
化樹脂製管体をＴ字型に接合した斜視図を図６に、さら
にボルトを含む円周方向断面図を図７に示す。
化樹脂製管体ならびに接合金具の所定の位置にボルト径
よりも若干大きな貫通穴を共穴加工する。その後、当該
管体を接合金具から外し、図７に示すように管体の内側
から穴明け加工した部位に雌ねじ加工を施した部材４３
を接着させる。雌ねじ加工を施した部材の材料の材質と
しては、鋼、チタン、アルミ等が使用でき、ねじ加工が
容易でコスト的に有利な鋼製が最も好ましい。接着剤硬
化の後に、管体と接合金具の加工穴が一致するように管
体を接合金具に再び挿入し、管体と接合金具をワッシャ
ー４２を介してボルト４１にて締結する。２本の繊維強
化樹脂製管体をＴ字型に接合した斜視図を図６に、さら
にボルトを含む円周方向断面図を図７に示す。
【００１１】以上のようにして繊維強化樹脂製管体をＴ
字型に接合することができる。
字型に接合することができる。
【００１２】
【作用】上記の説明で明らかなように、本発明では２つ
割り接合金具の端部と繊維強化樹脂製管体の境界領域に
繊維強化樹脂材料を図５に示すように巻き付けているの
で、繊維強化樹脂製管体から接合金具へまた逆に接合金
具から繊維強化樹脂製管体へ荷重が伝達するとき、接着
層のみに負担がかかるのではなく、繊維強化樹脂材料に
も荷重が伝わるので、接着層に生じる応力レベルが軽減
できそのため伝達可能な荷重が大幅に向上できる。２つ
割り接合金具に繊維強化樹脂製管体から引きはがす力が
付加された場合、そのときの強度は接着剤の強度ではな
く接着剤強度よりはるかに高い繊維強化樹脂材料中の繊
維の強度となり、伝達可能な荷重が大幅に向上できる。
割り接合金具の端部と繊維強化樹脂製管体の境界領域に
繊維強化樹脂材料を図５に示すように巻き付けているの
で、繊維強化樹脂製管体から接合金具へまた逆に接合金
具から繊維強化樹脂製管体へ荷重が伝達するとき、接着
層のみに負担がかかるのではなく、繊維強化樹脂材料に
も荷重が伝わるので、接着層に生じる応力レベルが軽減
できそのため伝達可能な荷重が大幅に向上できる。２つ
割り接合金具に繊維強化樹脂製管体から引きはがす力が
付加された場合、そのときの強度は接着剤の強度ではな
く接着剤強度よりはるかに高い繊維強化樹脂材料中の繊
維の強度となり、伝達可能な荷重が大幅に向上できる。
【００１３】さらに、機械接合された繊維強化樹脂製管
体はボルトを用いて接合金具と締結・一体化しているた
め、ボルトをはずすことで容易に接合金具からはずすこ
とができ、別の繊維強化樹脂製管体との交換が可能であ
る。
体はボルトを用いて接合金具と締結・一体化しているた
め、ボルトをはずすことで容易に接合金具からはずすこ
とができ、別の繊維強化樹脂製管体との交換が可能であ
る。
【００１４】
【実施例】外径１８０+1.0 -0ｍｍの繊維強化樹脂製管体
２本及びアルミ製で肉厚３ｍｍのＴ字形状の２つ割り接
合金具を準備した。接合金具の接着面である内面の曲率
半径は９１+0 -1.0ｍｍである。接合金具の接着面はショ
ットブラストにて活性面を出現させるとともに接着に適
した表面粗度とし、その後、メチルエチルケトンにて脱
脂を行なった。繊維強化樹脂製管体の接着面及び接合金
具の接合面に液状接着剤（チバガイギー社アラルダイト
１３６Ｎ）を塗布し、密着させた。その後、乾燥器にい
れ８５℃で３０分加熱し接着剤を硬化させ、貫通する被
接合体と接合金具を一体化した。接着剤硬化の後、乾燥
器から取りだし、接合金具と繊維強化樹脂製管体の境界
部をエアーサンダーにて研磨し、メチルエチルケトンに
て脱脂を行った。次に、幅１００ｍｍ長さ３．２ｍの炭
素繊維平織プリプレグを、接合金具の端部と繊維強化樹
脂製管体との境界領域に５周巻き付け、その後に幅２５
ｍｍの熱収縮テープ（エアーテック社Ａ５７５）をヘリ
カルに巻き付け、再び乾燥器にいれ１２０℃で１２０分
加熱してプリプレグを硬化した。
２本及びアルミ製で肉厚３ｍｍのＴ字形状の２つ割り接
合金具を準備した。接合金具の接着面である内面の曲率
半径は９１+0 -1.0ｍｍである。接合金具の接着面はショ
ットブラストにて活性面を出現させるとともに接着に適
した表面粗度とし、その後、メチルエチルケトンにて脱
脂を行なった。繊維強化樹脂製管体の接着面及び接合金
具の接合面に液状接着剤（チバガイギー社アラルダイト
１３６Ｎ）を塗布し、密着させた。その後、乾燥器にい
れ８５℃で３０分加熱し接着剤を硬化させ、貫通する被
接合体と接合金具を一体化した。接着剤硬化の後、乾燥
器から取りだし、接合金具と繊維強化樹脂製管体の境界
部をエアーサンダーにて研磨し、メチルエチルケトンに
て脱脂を行った。次に、幅１００ｍｍ長さ３．２ｍの炭
素繊維平織プリプレグを、接合金具の端部と繊維強化樹
脂製管体との境界領域に５周巻き付け、その後に幅２５
ｍｍの熱収縮テープ（エアーテック社Ａ５７５）をヘリ
カルに巻き付け、再び乾燥器にいれ１２０℃で１２０分
加熱してプリプレグを硬化した。
【００１５】つぎに接合金具仮止めされている繊維強化
樹脂製管体ならびに接合金具の所定の位置にボルト径
５．０ｍｍよりも若干大きな貫通穴５．１ｍｍを共穴加
工した。穴明け加工は円周方向に１４箇所、管体長手方
向に２列、合計２８箇所行なった。その後、当該管体を
接合金具から抜き、管体の内側から穴明け加工した部位
に雌ねじ加工を施した鋼製で、外径１２ｍｍ、厚み３ｍ
ｍの部材を接着させた。使用した接着剤は液状接着剤
（チバガイギー社アラルダイト１３６Ｎ）であった。接
着剤硬化の後に、管体と接合金具の加工穴が一致するよ
うに管体を接合金具に再び挿入し、管体と接合金具をボ
ルトにて締結した。
樹脂製管体ならびに接合金具の所定の位置にボルト径
５．０ｍｍよりも若干大きな貫通穴５．１ｍｍを共穴加
工した。穴明け加工は円周方向に１４箇所、管体長手方
向に２列、合計２８箇所行なった。その後、当該管体を
接合金具から抜き、管体の内側から穴明け加工した部位
に雌ねじ加工を施した鋼製で、外径１２ｍｍ、厚み３ｍ
ｍの部材を接着させた。使用した接着剤は液状接着剤
（チバガイギー社アラルダイト１３６Ｎ）であった。接
着剤硬化の後に、管体と接合金具の加工穴が一致するよ
うに管体を接合金具に再び挿入し、管体と接合金具をボ
ルトにて締結した。
【００１６】以上のようにして繊維強化樹脂製管体をＴ
字型に接合することができた。
字型に接合することができた。
【００１７】つぎに２本の繊維強化樹脂製管体をＴ字型
に接合した部材図８に示すように試験機にセットし、管
体に荷重を付加し部材の剛性ならびに破壊強度を測定し
た。図８（ａ）は試験機にセットした管体を上から見た
図であり、同図（ｂ）は横から見た図である。支点間距
離は１２８０ｍｍ、荷重点距離は６９０ｍｍで試験を行
なった。また、機械接合した部材との比較のため別途接
着接合した部材も準備し、同じ試験に供した。機械接合
では貫通している管体を接合金具と接着し、これと直交
する管体をボルトを用いて接合金具と一体化しているの
に対し、接着接合では貫通している管体及びこれと直交
する管体全てを接着接合して接合管体と一体化させた。
接着接合した部材の斜視図を図９に示す。図１０には付
加荷重と荷重点直下の変位のグラフである。このグラフ
において部材の剛性は荷重変位曲線の傾きで表すことが
でき、両者で有意差がないことがわかる。また機械接合
した部材の破壊強度は１５００ｋｇ、接着接合した部材
のそれは１６５５ｋｇであった。以上のことから本発明
になる接合方法により接合した部材は接着接合した部材
と等しいレベルの剛性・強度を有し、かつこのレベルは
所望の剛性・強度を満足することが明らかになった。
に接合した部材図８に示すように試験機にセットし、管
体に荷重を付加し部材の剛性ならびに破壊強度を測定し
た。図８（ａ）は試験機にセットした管体を上から見た
図であり、同図（ｂ）は横から見た図である。支点間距
離は１２８０ｍｍ、荷重点距離は６９０ｍｍで試験を行
なった。また、機械接合した部材との比較のため別途接
着接合した部材も準備し、同じ試験に供した。機械接合
では貫通している管体を接合金具と接着し、これと直交
する管体をボルトを用いて接合金具と一体化しているの
に対し、接着接合では貫通している管体及びこれと直交
する管体全てを接着接合して接合管体と一体化させた。
接着接合した部材の斜視図を図９に示す。図１０には付
加荷重と荷重点直下の変位のグラフである。このグラフ
において部材の剛性は荷重変位曲線の傾きで表すことが
でき、両者で有意差がないことがわかる。また機械接合
した部材の破壊強度は１５００ｋｇ、接着接合した部材
のそれは１６５５ｋｇであった。以上のことから本発明
になる接合方法により接合した部材は接着接合した部材
と等しいレベルの剛性・強度を有し、かつこのレベルは
所望の剛性・強度を満足することが明らかになった。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
なる製造方法により、伝達可能な荷重が大幅に向上で
き、さらに繊維強化樹脂製管体の接合金具をボルトによ
り機械接合しているため、当該管体を交換することが可
能な、繊維強化樹脂製管体を直交に接合する方法を供給
することが可能になった。
なる製造方法により、伝達可能な荷重が大幅に向上で
き、さらに繊維強化樹脂製管体の接合金具をボルトによ
り機械接合しているため、当該管体を交換することが可
能な、繊維強化樹脂製管体を直交に接合する方法を供給
することが可能になった。
【図１】繊維強化樹脂製管体をＴ字型に配置し、２つ割
り接合金具２１−ａ，２１−ｂを用いて繊維強化樹脂製
管体１１を接合金具と接着し、管体１２を接合金具と仮
止めした斜視図。
り接合金具２１−ａ，２１−ｂを用いて繊維強化樹脂製
管体１１を接合金具と接着し、管体１２を接合金具と仮
止めした斜視図。
【図２】４５度に繊維強化樹脂製管体を配置し、２つ割
り接合金具を用いて接合した継手の上面から見た図。
り接合金具を用いて接合した継手の上面から見た図。
【図３】＋字型に繊維強化樹脂製管体を配置し、２つ割
り接合金具を用いて接合した継手の上面から見た図。
り接合金具を用いて接合した継手の上面から見た図。
【図４】接合金具を１本の管体が貫通して接着接合さ
れ、これと直交する２本の管体が２組の接合金具により
一体化したものを示す図。
れ、これと直交する２本の管体が２組の接合金具により
一体化したものを示す図。
【図５】接合金具接着の後、２つ割り接合金具と繊維強
化樹脂製管体の境界部に繊維強化樹脂材料を巻き付けた
後の継手全体の斜視図。
化樹脂製管体の境界部に繊維強化樹脂材料を巻き付けた
後の継手全体の斜視図。
【図６】２本の繊維強化樹脂製管体をＴ字型に接合した
斜視図。
斜視図。
【図７】ボルトを含む円周方向断面図。
【図８（ａ）】（ａ）は試験機にセットした２本の繊維
強化樹脂製管体をＴ字型に接合した部材を上から見た図
であり、同図（ｂ）は横から見た図。
強化樹脂製管体をＴ字型に接合した部材を上から見た図
であり、同図（ｂ）は横から見た図。
【図９】全ての接合箇所を接着接合した部材の斜視図。
【図１０】付加荷重と荷重点直下の変位のグラフ。
１１…繊維強化樹脂製管体 １２…繊維強化樹脂製
管体 １３…繊維強化樹脂製管体 １４…繊維強化樹脂製
管体 １５…繊維強化樹脂製管体 １６…繊維強化樹脂製
管体 １７…繊維強化樹脂製管体 １８…繊維強化樹脂製
管体 １９…繊維強化樹脂製管体 ２１…２つ割り接合金
具 ２２…２つ割り接合金具 ２３…２つ割り接合金
具 ２４…２つ割り接合金具 ３１…繊維強化樹脂材
料 ３２…繊維強化樹脂材料 ４１…ボルト ４２…ワッシャー ４３…雌ねじ加工した
部材 ５１…変位計 ５２試験体受け治具
管体 １３…繊維強化樹脂製管体 １４…繊維強化樹脂製
管体 １５…繊維強化樹脂製管体 １６…繊維強化樹脂製
管体 １７…繊維強化樹脂製管体 １８…繊維強化樹脂製
管体 １９…繊維強化樹脂製管体 ２１…２つ割り接合金
具 ２２…２つ割り接合金具 ２３…２つ割り接合金
具 ２４…２つ割り接合金具 ３１…繊維強化樹脂材
料 ３２…繊維強化樹脂材料 ４１…ボルト ４２…ワッシャー ４３…雌ねじ加工した
部材 ５１…変位計 ５２試験体受け治具
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】繊維強化樹脂製管体をＴ字型に配置し、２つ割
り接合金具２１−ａ，２１−ｂを用いて繊維強化樹脂製
管体１１を接合金具と接着し、管体１２を接合金具と仮
止めした斜視図。
り接合金具２１−ａ，２１−ｂを用いて繊維強化樹脂製
管体１１を接合金具と接着し、管体１２を接合金具と仮
止めした斜視図。
【図２】４５度に繊維強化樹脂製管体を配置し、２つ割
り接合金具を用いて接合した継手の上面から見た図。
り接合金具を用いて接合した継手の上面から見た図。
【図３】＋字型に繊維強化樹脂製管体を配置し、２つ割
り接合金具を用いて接合した継手の上面から見た図。
り接合金具を用いて接合した継手の上面から見た図。
【図４】接合金具を１本の管体が貫通して接着接合さ
れ、これと直交する２本の管体が２組の接合金具により
一体化したものを示す図。
れ、これと直交する２本の管体が２組の接合金具により
一体化したものを示す図。
【図５】接合金具接着の後、２つ割り接合金具と繊維強
化樹脂製管体の境界部に繊維強化樹脂材料を巻き付けた
後の継手全体の斜視図。
化樹脂製管体の境界部に繊維強化樹脂材料を巻き付けた
後の継手全体の斜視図。
【図６】２本の繊維強化樹脂製管体をＴ字型に接合した
斜視図。
斜視図。
【図７】ボルトを含む円周方向断面図。
【図８】（ａ）は試験機にセットした２本の繊維強化樹
脂製管体をＴ字型に接合した部材を上から見た図であ
り、同図（ｂ）は横から見た図。
脂製管体をＴ字型に接合した部材を上から見た図であ
り、同図（ｂ）は横から見た図。
【図９】全ての接合箇所を接着接合した部材の斜視図。
【図１０】付加荷重と荷重点直下の変位のグラフ。
【符号の説明】 １１…繊維強化樹脂製管体 １２…繊維強化樹脂製
管体 １３…繊維強化樹脂製管体 １４…繊維強化樹脂製
管体 １５…繊維強化樹脂製管体 １６…繊維強化樹脂製
管体 １７…繊維強化樹脂製管体 １８…繊維強化樹脂製
管体 １９…繊維強化樹脂製管体 ２１…２つ割り接合金
具 ２２…２つ割り接合金具 ２３…２つ割り接合金
具 ２４…２つ割り接合金具 ３１…繊維強化樹脂材
料 ３２…繊維強化樹脂材料 ４１…ボルト ４２…ワッシャー ４３…雌ねじ加工した
部材 ５１…変位計 ５２試験体受け治具
管体 １３…繊維強化樹脂製管体 １４…繊維強化樹脂製
管体 １５…繊維強化樹脂製管体 １６…繊維強化樹脂製
管体 １７…繊維強化樹脂製管体 １８…繊維強化樹脂製
管体 １９…繊維強化樹脂製管体 ２１…２つ割り接合金
具 ２２…２つ割り接合金具 ２３…２つ割り接合金
具 ２４…２つ割り接合金具 ３１…繊維強化樹脂材
料 ３２…繊維強化樹脂材料 ４１…ボルト ４２…ワッシャー ４３…雌ねじ加工した
部材 ５１…変位計 ５２試験体受け治具
フロントページの続き (72)発明者 竹田 敏和 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 内田 裕之 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 金屋 大三 愛知県名古屋市熱田区三本松町１番１号 日本車輌製造株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ２本以上の繊維強化樹脂製管体を交差し
て接合する場合において、被接合体である繊維強化樹脂
製管体の外面と接着面となる接合金具の内面との間隙が
１ｍｍ以内になるように内外面の曲率を調整し、接合部
の形成をした２つ割り接合金具を用い、接合金具を貫通
する繊維強化樹脂製管体については、被接合体と接合金
具との間に接着剤を塗布し、当該管体と接合金具のそれ
ぞれの接合面を密着させ、接合金具を貫通する管体と交
差する管体を同時に接合金具に仮止めし、接着剤を硬化
させ被接合体と接合金具を一体化し、その後に、接合金
具の端部と繊維強化樹脂製管体との境界領域を繊維強化
樹脂材料で補強した後、前記の繊維強化樹脂材料を硬化
させ、つぎに、接合金具を貫通する繊維強化樹脂製管体
と交差する管体については、接合金具及び管体に共穴明
け加工を施し、管体を接合金具から外し、管体の内側か
ら穴明け加工した部位に雌ねじ加工を施した部材を接着
させ、接着剤硬化の後に、交差する管体を加工穴が一致
するように接合金具に再び挿入し、管体と接合金具をボ
ルトにて締結することを特徴とする繊維強化樹脂製管体
の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4263193A JPH06257607A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 繊維強化樹脂製管体の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4263193A JPH06257607A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 繊維強化樹脂製管体の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06257607A true JPH06257607A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12641368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4263193A Withdrawn JPH06257607A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 繊維強化樹脂製管体の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06257607A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19713043A1 (de) * | 1996-03-27 | 1998-01-29 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verbindung zwischen Stäben oder Rohren aus Faserverbundwerkstoffen |
| JP2008304001A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 管状部材の接合構造及びその接合方法 |
| WO2009084348A1 (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Nihonkansen Kogyo Kabushiki Kaisha | 金属被接合部材の接合方法及び接合構造 |
| CN102878163A (zh) * | 2012-09-22 | 2013-01-16 | 重庆互丰模具有限公司 | 汽车检具的连接方法及该检具、该方法的制作辅助装置 |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP4263193A patent/JPH06257607A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19713043A1 (de) * | 1996-03-27 | 1998-01-29 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verbindung zwischen Stäben oder Rohren aus Faserverbundwerkstoffen |
| DE19713043C2 (de) * | 1996-03-27 | 1999-03-11 | Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt | Verbindung zwischen Stäben oder Rohren aus Faserverbundwerkstoffen |
| JP2008304001A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 管状部材の接合構造及びその接合方法 |
| WO2009084348A1 (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Nihonkansen Kogyo Kabushiki Kaisha | 金属被接合部材の接合方法及び接合構造 |
| US8388796B2 (en) | 2007-12-27 | 2013-03-05 | Nihonkansen Kogyo Kabushiki Kaisha | Method and structure for bonding metal member to be bonded |
| CN102878163A (zh) * | 2012-09-22 | 2013-01-16 | 重庆互丰模具有限公司 | 汽车检具的连接方法及该检具、该方法的制作辅助装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |