JPH0740879A - 熱可塑性樹脂複合材料の接合構造 - Google Patents

熱可塑性樹脂複合材料の接合構造

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JPH0740879A
JPH0740879A JP5208318A JP20831893A JPH0740879A JP H0740879 A JPH0740879 A JP H0740879A JP 5208318 A JP5208318 A JP 5208318A JP 20831893 A JP20831893 A JP 20831893A JP H0740879 A JPH0740879 A JP H0740879A
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resin composite
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composite materials
joining
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Hiroyuki Ishihara
弘之 石原
Yoshinobu Kimura
吉延 木村
Kazuyoshi Kaneko
和佳 金子
Hisashi Morita
尚志 森田
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Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱可塑性樹脂複合材料同士の端部の重ね合わ
せ部の段差を少なくし、機器の外表面材としての使用を
可能とする。 【構成】 連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂複合材
料１，２同士の端部１ａ，２ａを重ね合わせて接合する
熱可塑性樹脂複合材料１，２の接合構造において、熱可
塑性樹脂複合材料１，２の重ね合わせ部３に、熱可塑性
樹脂複合材料１，２の端部の重ね合わせのため設ける段
部４を平滑にする手段５を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、連続繊維にて補強さ
れた熱可塑性樹脂複合材料同士の端部を重ね合わせて接
合する熱可塑性樹脂複合材料の接合構造に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】例えば、船舶の船体や車両のカウル等
を、連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂複合材料で成
形するものがある。この連続繊維にて補強された熱可塑
性樹脂の複合材料は、一般に成形時にはマトリックス樹
脂融点付近又はそれ以上（非晶の場合、軟化点）に温度
を上げ、材料を軟化させて賦形を行う。
【０００３】このように、連続繊維にて補強された熱可
塑性樹脂複合材料は成形温度が高い（溶融粘度も高い）
ため、大物の熱可塑性樹脂複合材料の成形を行う際、一
体で成形するのは設備が大掛りになるので分割して賦形
を行い、その後に熱可塑性樹脂複合材料同士を接合する
方法がしばしば用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、一般的な熱可塑
性樹脂複合材料同士の接合は、熱可塑性樹脂複合材料の
端部を重ね合わせて接合する場合があり、この接合のた
めに、重ね合わせ部に段差を設ける必要がある。この段
差は、熱可塑性樹脂複合材料が厚くなるほど大きくな
り、この熱可塑性樹脂複合材料を機器の外表面材として
使用する場合、外観を悪くする。特に、輸送機器におい
ては空力、水力上の抵抗を大きくし、移動性能を低下し
てしまう。
【０００５】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、熱可塑性樹脂複合材料同士の端部の重ね合わせ部
の段差を少なくし、機器の外表面材としての使用を可能
とする熱可塑性樹脂複合材料の接合構造を提供すること
を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、連続繊維にて補強された熱
可塑性樹脂複合材料同士の端部を重ね合わせて接合する
熱可塑性樹脂複合材料の接合構造において、前記熱可塑
性樹脂複合材料同士の重ね合わせ部に、前記熱可塑性樹
脂複合材料同士の端部の重ね合わせのため設ける段部を
平滑にする手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】この請求項１記載の発明では、連続繊維にて補
強された熱可塑性樹脂複合材料同士の端部を重ね合わせ
て接合し、この重ね合わせのため設ける段部を平滑にす
る手段によって軽減している。
【０００８】このため、熱可塑性樹脂複合材料を、例え
ば機器の外表面材として使用する場合でも、熱可塑性樹
脂複合材料同士の端部の重ね合わせ部が平滑になって外
観性が向上する。特に、可塑性樹脂複合材料を、例えば
輸送機器の外表面材として使用する場合、輸送機器の空
力、水力上の抵抗が小さくなり、移動性能が向上する。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の熱可塑性樹脂複合材料の接
合構造の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】図１は熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の
第１実施例を示す断面図である。この第１実施例では、
連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂複合材料１，２同
士の端部１ａ，２ａを重ね合わせて、例えば熱溶着で接
合する。この熱可塑性樹脂複合材料１，２のマトリック
ス樹脂には、例えば耐熱性エンジニアリングプラスチッ
クスがベースとなり、ポリエーテルエーテルケトン（Ｐ
ＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド、ポリアミド
イミド、ポリカーボネート、ポロエーテルイミド、ポリ
プロピレン、ポリエーテルサルフォン、熱可塑性ポリミ
イドなど各種のポリマーが用いられる。
【００１１】この２部材の熱可塑性樹脂複合材料１，２
の重ね合わせ部３には、熱可塑性樹脂複合材料１，２の
端部１ａ，２ａの重ね合わせるため端部２ａに設けた段
部４を平滑にする手段５が設けられている。この段部４
を平滑にする手段５は、熱可塑性樹脂複合材料１の端部
１ａの意匠面６側の反対側をくさび状に削って構成され
る。このように、段部４に、この段部４を平滑にする手
段５を接合することにより、意匠面６は熱可塑性樹脂複
合材料１から熱可塑性樹脂複合材料２にかけて、平滑化
される。
【００１２】また、熱可塑性樹脂複合材料１，２同士の
端部１ａ，２ａを重ね合わせ、この重ね合わせ部３にお
いて、端部２ａの側に設けた段部４を意匠面６側に位置
する端部１ａの裏側をくさび状に削って構成した平滑に
する手段５を接合することによってなくすことができ
る。従って、熱可塑性樹脂複合材料１から熱可塑性樹脂
複合材料２かけての重ね合わせ部３で屈曲形状（段部４
での凹状の形状）となることが防止され、曲げ等の外力
が作用したときの応力集中による強度低下を抑えること
ができる。
【００１３】図２は熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の
第２実施例を示す断面図である。この第２実施例では、
連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂複合材料１１，１
２同士の端部１１ａ，１２ａを重ね合わせて、例えば熱
溶着で接合する。この２部材の熱可塑性樹脂複合材料１
１，１２の重ね合わせ部１３には、熱可塑性樹脂複合材
料１１，１２の端部１１ａ，１２ａの重ね合わせのため
端部１２ａ側に設けた段部１４と、端部１２ａの端面す
なわち端部１２ａから端部１１ａにかけての段部１５を
覆うことで平滑にする手段１６，１７が設けられてい
る。この段部１４，１５を平滑にする手段１６，１７
は、熱可塑性樹脂複合材料１１，１２の重ね合わせ部１
３に生じる両側の段部１４，１５をそれぞれ覆うように
補強部材１８，１９を熱可塑性樹脂複合材料１１，１２
の端部１１ａ，１２ａに密着接合して構成される。
【００１４】このように、熱可塑性樹脂複合材料１１，
１２同士の端部１１ａ，１２ａを重ね合わせによって生
じる段部１４，１５を熱可塑性樹脂複合材料１１の厚さ
Ｄ１に対して薄い厚さＤ２の補強部材１８，１９で、そ
れぞれ覆うように熱可塑性樹脂複合材料１１，１２の端
部１１ａ，１２ａに密着接合し外観性を向上している。
【００１５】また、このことのため、負荷Ｆ１に対して
は補強部材１８が、また負荷Ｆ２に対しては補強部材１
９が有効に働き効果的な補強ができる。また、熱可塑性
樹脂複合材料１１から熱可塑性樹脂複合材料１２にかけ
てへの字状に屈曲することが防止され、応用集中がされ
にくくし、接合強度を強くする。
【００１６】この補強部材１８，１９は連続繊維にて補
強された熱可塑性樹脂複合材料が用いられ、この連続繊
維の向きを矢印方向に揃えると、さらに強度上効果的と
なる。なお、補強部材１８は下記する第３実施例のもの
に較べて幅を狭くし部材の節約ができる。
【００１７】図３は熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の
第３実施例を示す断面図である。この第３実施例では、
連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂複合材料２１，２
２同士の端部２１ａ，２２ａを重ね合わせて、例えば熱
溶着で接合する。この２部材の熱可塑性樹脂複合材料２
１，２２の重ね合わせ部２３に、熱可塑性樹脂複合材料
２１，２２の端部２１ａ，２２ａの重ね合わせのため端
部２２ａ側に設ける段部２４を平滑にする手段２５が設
けられている。この段部２４を平滑にする手段２５は、
熱可塑性樹脂複合材料２１，２２の重ね合わせ部２３に
生じる意匠面２６側の段部２４を覆うように表面層２
７，２８を熱可塑性樹脂複合材料２１，２２に密着接合
して構成される。
【００１８】即ち、表面層２７，２８は連続繊維にて補
強された熱可塑性樹脂複合材料で薄く形成され、この表
面層２７，２８の端部２７ａ，２８ａ同士を重ね合わせ
て接合しておく。この表面層２７，２８の裏側に端部２
１ａ，２２ａ同士を重ね合わせた２部材の熱可塑性樹脂
複合材料２１，２２を全面溶着接合して形成する。
【００１９】なお、表面層２７，２８はその端部２７
ａ，２８ａを事前の接合をせず、表面層２８を熱可塑性
樹脂複合材料２２に接合した後、表面層２７を熱可塑性
樹脂複合材料２１に接合し、このとき熱可塑性樹脂複合
材料２１，２２の端部２１ａ，２２ａを重ね合わせて接
合するようにしても良い。
【００２０】このように、熱可塑性樹脂複合材料２１，
２２に対して表面層２７，２８が薄く積層されているの
で、表面層２７，２８の端部２７ａ，２８ａ同士の重ね
部で生じる段差Ｄ３は、熱可塑性樹脂複合材料２１，２
２同士の端部２１ａ，２２ａを重ね合わせ部２３に生じ
る段差Ｄ４よりも小さくでき意匠性が向上する。
【００２１】なお、表面層２７，２８の裏側に端部２１
ａ，２２ａ同士を重ね合わせた２部材の熱可塑性樹脂複
合材料２１，２２を全面溶着接合し、熱可塑性樹脂複合
材料２１，２２の端部２１ａ，２２ａ同士の重ね合わせ
部２３に生じる段部２４を、表面層２７，２８から構成
される平滑にする手段２５によって覆っているため、負
荷Ｆ３に対しては表面層２７，２８が有効に働き効果的
な補強ができる。また、熱可塑性樹脂複合材料２１，２
２はその重ね合わせによって生じる段部２４部分で、く
の字状に屈曲することが防止される。
【００２２】また、表面層２７，２８は連続繊維にて補
強された熱可塑性樹脂複合材料が用いられ、この連続繊
維の向きを矢印方向に揃えると、さらに効果的な補強と
なる。
【００２３】図４は熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の
第４実施例を示し、この第４実施例は前記した第３実施
例と同様に構成されるが、熱可塑性樹脂複合材料２１，
２２の重ね合わせ部２３に生じる意匠面２６側の段部２
４を覆うように表面層２８を熱可塑性樹脂複合材料２１
から熱可塑性樹脂複合材料２２にかけて密着接合し、こ
の表面層２８の端部２８ａに表面層２７の端部２７ａを
重ね合わせて２部材の熱可塑性樹脂複合材料２１，２２
を全面溶着接合している。
【００２４】図５及び図６は熱可塑性樹脂複合材料の接
合構造の第５実施例を示し、図５は熱可塑性樹脂複合材
料の接合構造を示す断面図、図６は熱可塑性樹脂複合材
料の接合工程を示す図である。この第５実施例では、図
５に示すように、連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂
複合材料３１，３２同士の端部３１ａ，３２ａを重ね合
わせて、例えば熱溶着で接合する。この２部材の熱可塑
性樹脂複合材料３１，３２の重ね合わせ部３３に、熱可
塑性樹脂複合材料３１，３２の端部３１ａ，３２ａの重
ね合わせによって生じる段部３４を平滑にする手段３５
が設けられている。この段部３４を平滑にする手段３５
は、重ね合わせによって生じる段部３４に熱可塑性樹脂
複合材料と類似した補強材含有率を持った補強材料３６
を接合前にセットして接合と同時に段部３４の空間を補
強材料３６で満たすことにより段部３４をなくしてい
る。
【００２５】例えば、図６に示すように、連続繊維にて
補強された熱可塑性樹脂複合材料３１を賦形した後、棒
状に形成された補強材料３６を熱可塑性樹脂複合材料３
１の端部３１ａにセットして予め加熱して、一方溶融軟
化した連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂複合材料３
２の端部３２ａを、賦形した熱可塑性樹脂複合材料３１
の端部３１ａをラップするように置き賦形する。この時
溶融軟化した連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂複合
材料３２の熱で棒状に形成された補強材料３６が溶融
し、段部３４に充填されて形成される。
【００２６】この棒状に形成された補強材料３６は熱可
塑性樹脂複合材料３１，３２と全く同じ材料である必要
はなく、マトリックス樹脂が同じで、補強材の含有率が
類似していれば材料の形態、補強材の長さ等は特に限定
されない。
【００２７】このように、熱可塑性樹脂複合材料３１，
３２同士の端部３１ａ，３２ａの重ね合わせ部３３に生
じる段部３４を、補強材料３６で埋めることで構成され
る平滑にする手段３５によってなくしているため、熱可
塑性樹脂複合材料３１，３２はその重ね合わせによらず
意匠面性を向上することができる。
【００２８】図７は熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の
第６実施例を示す断面図である。この第６実施例では、
第１実施例と同様に、連続繊維にて補強された熱可塑性
樹脂複合材料４１，４２同士の端部４１ａ，４２ａを重
ね合わせ、この２部材の熱可塑性樹脂複合材料４１，４
２の重ね合わせ部４３に、熱可塑性樹脂複合材料４１，
４２の端部４１ａ，４２ａの重ね合わせのため設けられ
る段部４４を平滑にする手段４５が設けられている。こ
の段部４４を平滑にする手段４５は、意匠面４６側に位
置する端部４１ａの裏側をくさび状に削って構成され、
熱溶着で段部４４に接合される。このことにより意匠面
が向上する。なお、この熱可塑性樹脂複合材料４１の裏
側には係止突起４１ｂが形成されている。
【００２９】この熱可塑性樹脂複合材料４１，４２の熱
溶着において、予熱方式の場合、従来被着体の双方を予
熱して、溶融軟化した被着体を加圧して圧接接合してい
たが、予熱を行うのは被着体の一方熱可塑性樹脂複合材
料４２のみにして、他方熱可塑性樹脂複合材料４１は、
予熱せずに接合に供する。そして、熱可塑性樹脂複合材
料４１を溶融しない程度に予熱をして、接合に供すると
接合時のハンドリング時間は長くなる。熱可塑性樹脂複
合材料４１は樹脂が溶融していないので材料に剛性があ
る加工した形状がそのまま溶着に供することが可能とな
る等のメリットがあり、加工後溶融していないので係止
突起４１ｂの細い根本４１ｃまで熱可塑性樹脂複合材料
４２が入って、熱可塑性樹脂複合材料４１の係止突起４
１ｂがアンカーとなり、熱可塑性樹脂複合材料４１，４
２の端部４１ａ，４２ａの接合強度が向上する。
【００３０】図８は熱可塑性樹脂複合材料の接合工程を
示す図である。図７に示す熱可塑性樹脂複合材料の接合
構造では、熱可塑性樹脂複合材料４２側の加圧治具５１
は精度が要求されるが、熱可塑性樹脂複合材料４１に剛
性があるので熱可塑性樹脂複合材料４１側の加圧治具５
２の精度が悪くても接合強度が低下しない。また、熱可
塑性樹脂複合材料４１は剛性があるので部分的に加圧治
具５２で加圧できなくても接合でき、安価な加圧治具５
２を用いることができる。
【００３１】図９及び図１０はこの発明の熱可塑性樹脂
複合材料の接合構造が適用される水ジェット推進装置を
示し、図９は水ジェット推進装置の側面図、図１０は図
９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００３２】図中符号１００は水ジェット推進装置であ
り、この水ジェット推進装置１００の船体１０１に甲板
１０２が設けられている。この船体１０１の内部にエン
ジン１０３が配置され、このエンジン１０３で水噴射ユ
ニット１０４のインペラ１０５を駆動するようになって
いる。また、甲板１０２には乗員が着座するシート１０
６が設けられ、このシート１０６に乗員が座席してハン
ドル１０７を操作して操向する。
【００３３】船体１０１は、一対の底板１０８，１０９
及び一対の側板１１０，１１１とから構成されている。
この一対の底板１０８，１０９は、その端部１０８ａ，
１０９ａをほぼ直角に屈曲させて合わせ部１１２を形成
し、この合わせ部１１２を補強部材１２３で接合してい
る。このようにして、一対の底板１０８，１０９の合わ
せ部１１２が、桟橋に接岸する時の横荷重が艇体に作用
し開こうとすることを補強部材１２３が防止している。
【００３４】このそれぞれの底板１０８，１０９には側
板１１０，１１１が接合されている。この底板１０８，
１０９と側板１１０，１１１とは、前記第１実施例の熱
可塑性樹脂複合材料の接合構造によって接合されてい
る。即ち、底板１０８，１０９及び側板１１０，１１１
は、連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂複合材料で形
成されており、この底板１０８，１０９の端部１０８
ｂ，１０９ｂ及び側板１１０，１１１の端部１１０ａ，
１１１ａ同士を重ね合わせ、この重ね合わせ部１１３，
１１４に、重ね合わせによって生じる段部１１５，１１
６を平滑にする手段１１７，１１８が設けられている。
このことにより、底板１０８，１０９が平滑化され、水
の抵抗が減り、航行性能が向上する。
【００３５】なお、この底板１０８，１０９及び側板１
１０，１１１の接合には、この第１実施例に限定され
ず、前記した第２実施例乃至第６実施例の接合構造を用
いることができる。
【００３６】また、船体１０１の側板１１０，１１１と
甲板１０２とは、その端部１１０ｂ，１１１ｂと端部１
０２ａ，１０２ｂをほぼ直角に屈曲させて合わせ部１１
９，１２０を形成し、この合わせ部１１９，１２０を補
強部材１２１，１２２で接合している。この補強部材１
２１，１２２で、甲板１０２にかかる乗員の荷重等で、
船体１０１の側板１１０，１１１と甲板１０２の合わせ
部１１９，１２０が開こうとすることを防止している。
【００３７】
【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明
は、連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂複合材料同士
の端部を重ね合わせて接合し、この重ね合わせのため設
ける段部を平滑にする手段によって軽減しているから、
熱可塑性樹脂複合材料を、例えば機器の外表面材として
使用する場合でも、熱可塑性樹脂複合材料同士の端部の
重ね合わせ部が平滑になって外観性が向上する。特に、
可塑性樹脂複合材料を、例えば輸送機器の外表面材とし
て使用する場合、輸送機器の空力、水力上の抵抗が小さ
くなり、移動性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の第１実施例
を示す断面図である。
【図２】熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の第２実施例
を示す断面図である。
【図３】熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の第３実施例
を示す断面図である。
【図４】熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の第４実施例
を示す断面図である。
【図５】熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の第５実施例
を示す断面図である。
【図６】熱可塑性樹脂複合材料の接合工程を示す図であ
る。
【図７】熱可塑性樹脂複合材料の接合構造の第６実施例
を示す断面図である
【図８】熱可塑性樹脂複合材料の接合工程を示す図であ
る。
【図９】水ジェット推進装置の側面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１，２ 熱可塑性樹脂複合材料 １ａ，２ａ 端部 ３ 重ね合わせ部 ４ 段部 ５ 平滑にする手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 尚志 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 連続繊維にて補強された熱可塑性樹脂複
    合材料同士の端部を重ね合わせて接合する熱可塑性樹脂
    複合材料の接合構造において、前記熱可塑性樹脂複合材
    料同士の重ね合わせ部に、前記熱可塑性樹脂複合材料同
    士の端部の重ね合わせのため設ける段部を平滑にする手
    段を設けたことを特徴とする熱可塑性樹脂複合材料の接
    合構造。
JP5208318A 1993-07-30 1993-07-30 熱可塑性樹脂複合材料の接合構造 Pending JPH0740879A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011514278A (ja) * 2008-02-20 2011-05-06 エアバス オペラツィオンス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 横突合わせ継手を生成して２つの胴体セクションを接合するための方法および横突合わせ継手接合

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JP2011514278A (ja) * 2008-02-20 2011-05-06 エアバス オペラツィオンス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 横突合わせ継手を生成して２つの胴体セクションを接合するための方法および横突合わせ継手接合

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