(57)【要約】【課題】簡易な構成で金属部材と繊維強化樹脂体の接合強度の向上が図られた金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法を提供する。【解決手段】強化繊維布帛１２を係合するための係合部１６として金属部材１２の端部に貫通穴２０を複列千鳥状に形成し、これらの貫通穴２０に、強化繊維布帛１２の端部に設けられた複数の強化繊維束２２を夫々差し込むようにして挿通することで強化繊維布帛１２を金属部材１４の係合部１６に係合し、その係合状態で強化繊維布帛１２と金属部材１４を金型４０内にセットし、金型４０内に注入された樹脂が固化したら金型４０を離型することにより、少なくとも強化繊維布帛１２と金属部材１４の係合部１６が樹脂部材１８で被覆され且つ強化繊維布帛１２に樹脂部材１８が含浸された状態で繊維強化樹脂体１０が構成され、これにより金属−繊維強化樹脂接合部材が完成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂部材の内部に強化繊維布帛が配設された繊維強化樹脂体と金属部材とが接合されて構成される金属−繊維強化樹脂接合部材において、
前記金属部材は、前記強化繊維布帛が係合される係合部を有し、
前記樹脂部材は、前記係合部に前記強化繊維布帛が係合された状態で少なくとも該係合部を被覆し且つ該強化繊維布帛に含浸されて前記繊維強化樹脂体を構成する
ことを特徴とする金属−繊維強化樹脂接合部材。
【請求項２】
前記係合部は、
前記強化繊維布帛の強化繊維束を挿通する貫通穴を備えて構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材。
【請求項３】
前記係合部は、
互いに嵌合することで前記強化繊維布帛を挟み込む凹部及び凸部を備えて構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材。
【請求項４】
前記係合部は、
前記強化繊維布帛を挟着する挟着構造を備えて構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材。
【請求項５】
前記係合部は、
前記強化繊維布帛を表裏方向に折り曲げられて該強化繊維布帛を係止する係止片を備えて構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材。
【請求項６】
樹脂部材の内部に強化繊維布帛が配設された繊維強化樹脂体と金属部材とが接合されて構成される金属−繊維強化樹脂接合部材の製造方法において、
前記強化繊維布帛を前記金属部材に形成された係合部に係合する工程と、
前記係合部に前記強化繊維布帛が係合された状態で該強化繊維布帛及び前記金属部材を金型内にセットする工程と、
前記金型内に樹脂を射出し、硬化した前記樹脂部材によって少なくとも前記係合部を被覆し且つ該樹脂部材が前記強化繊維布帛に含浸されて前記繊維強化樹脂体を構成する工程と、
を備えたことを特徴とする金属−繊維強化樹脂接合部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材と繊維強化樹脂体とを接合した部材である金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法、特に、車両の構成部品としての使用に好適な金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）のような繊維強化樹脂体は、周知のように軽量で且つ高強度であることから、車両でも、金属部品に代えて繊維強化樹脂部品が使用されてきている。そのため、金属製部品（金属体）と繊維強化樹脂接合部材とから成る金属−繊維強化樹脂接合部材が存在することになり、金属部材と繊維強化樹脂体の接合構造が必要となる。
【０００３】
このような金属部材と繊維強化樹脂体の接合構造としては、例えば下記特許文献１や特許文献２に記載されるものがある。このうち、特許文献１に記載されるものは、複数の穴（貫通穴）が形成された板状金属部材の少なくとも穴形成部の周囲に強化繊維含有樹脂体をモールディングすることにより、それらの穴内に樹脂体を充填固化して両者を接合する場合に、穴の性状や樹脂体の構成を規定することで接合強度を向上することができるとしている。また、特許文献２に記載されるものは、ねじ穴が形成された金属製インサート部材の周囲に繊維強化樹脂体をモールディングした後、インサート部材に形成された縫い合わせ穴に炭素繊維を貫通して樹脂ごとインサート部材を縫い合わせることで接合強度を向上することができるとしている。その際、インサート部材の周囲は３次元織物材で構成される繊維強化樹脂体としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４１８１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１１２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両に繊維強化樹脂体が用いられる場合、具体的な繊維強化樹脂部品は、例えばルーフやフード、スポイラーなど、所謂板材で構成される金属部品の代替などの用途がある。金属板部品の代替に繊維強化樹脂部品を用いる場合には、繊維強化樹脂体を構成する樹脂部材の内部に強化繊維で織られた強化繊維布帛を配設する場合もある。しかしながら、前述の特許文献は何れも、単に金属部材の周囲に繊維強化樹脂体をモールディングするだけであり、強化繊維布帛を内装する繊維強化樹脂体と金属部材との接合構造としては、特に接合強度の面で改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で且つ金属部材と繊維強化樹脂体との接合強度の向上が図られた金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材は、
樹脂部材の内部に強化繊維布帛が配設された繊維強化樹脂体と金属部材とが接合されて構成される金属−繊維強化樹脂接合部材において、前記金属部材は、前記強化繊維布帛が係合される係合部を有し、前記樹脂部材は、前記係合部に前記強化繊維布帛が係合された状態で少なくとも該係合部を被覆し且つ該強化繊維布帛に含浸されて前記繊維強化樹脂体を構成することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、金属部材の係合部に強化繊維布帛が係合された状態で、少なくともその係合部が樹脂部材で被覆されると共にその樹脂部材が強化繊維布帛に含浸されて繊維強化樹脂体が構成される。これにより、強化繊維布帛と金属部材との係合部が樹脂部材で被覆されて固着されるだけでなく、強化繊維布帛そのものが金属部材に係合されるため、簡易な構成にして金属部材と繊維強化樹脂体との接合強度が向上される。
【０００９】
請求項２に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材は、請求項１に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材において、前記係合部は、前記強化繊維布帛の強化繊維束を挿通する貫通穴を備えて構成されることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、貫通穴に強化繊維布帛の強化繊維束を挿通するだけで強化繊維布帛を金属部材に係合することができるので、係合部を簡易に構成することができる。
【００１１】
請求項３に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材は、請求項１に記載の金属−繊維強化接合部材において、前記係合部は、互いに嵌合することで前記強化繊維布帛を挟み込む凹部及び凸部を備えて構成されることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、凹部及び凸部を互いに嵌合するだけで強化繊維布帛を挟み込んで金属部材に係合することができるので、係合部を簡易に構成することができる。
【００１３】
請求項４に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材は、請求項１に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材において、前記係合部は、前記強化繊維布帛を挟着する挟着構造を備えて構成されることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、挟着構造によって強化繊維布帛を挟着するだけで金属部材に係合することができるので、係合部を簡易に構成することができる。
【００１５】
請求項５に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材は、請求項１に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材において、前記係合部は、前記強化繊維布帛を表裏方向に折り曲げられて該強化繊維布帛を係止する係止片を備えて構成されることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、係止片で強化繊維布帛を表裏方向に折り曲げるだけで強化繊維布帛を金属部材に係合（係止）することができるので、係合部を簡易に構成することができる。
【００１７】
請求項６に記載の金属−繊維強化樹脂接合部材の製造方法は、
樹脂部材の内部に強化繊維布帛が配設された繊維強化樹脂体と金属部材とが接合されて構成される金属−繊維強化樹脂接合部材の製造方法において、前記強化繊維布帛を前記金属部材に形成された係合部に係合する工程と、前記係合部に前記強化繊維布帛が係合された状態で該強化繊維布帛及び前記金属部材を金型内にセットする工程と、前記金型内に樹脂を射出し、硬化した前記樹脂部材によって少なくとも前記係合部を被覆し且つ該樹脂部材が前記強化繊維布帛に含浸されて前記繊維強化樹脂体を構成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、金属部材の係合部に強化繊維布帛が係合された状態で、少なくともその係合部が樹脂部材で被覆されると共にその樹脂部材が強化繊維布帛に含浸されて繊維強化樹脂体が構成される。これにより、強化繊維布帛と金属部材との係合部が樹脂部材で被覆されて固着されるだけでなく、強化繊維布帛そのものが金属部材に係合されるため、簡易な構成にして金属部材と繊維強化樹脂体との接合強度が向上される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、強化繊維布帛と金属部材との係合部が樹脂部材で被覆されて固着されるだけでなく、強化繊維布帛そのものが金属部材に係合されるため、簡易な構成によって金属部材と繊維強化樹脂体との接合強度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第１の実施の形態を示す金属部材及び強化繊維布帛の説明図である。
【図２】図１で金属部材に強化繊維布帛を係合した状態の断面図である。
【図３】図１の金属部材及び強化繊維布帛の樹脂部材による被覆の説明図である。
【図４】樹脂部材で被覆された第１の実施の形態の金属−繊維強化樹脂接合部材の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の変形例を示す金属部材及び強化繊維布帛の説明図である。
【図６】図５で金属部材に強化繊維布帛を係合した状態の断面図である。
【図７】本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第２の実施の形態を示す金属部材及び強化繊維布帛の説明図である。
【図８】図７で金属部材に強化繊維布帛を係合した状態の断面図である。
【図９】図７の金属部材及び強化繊維布帛の樹脂部材による被覆の説明図である。
【図１０】樹脂部材で被覆された第２の実施の形態の金属−繊維強化樹脂接合部材の斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の変形例を示す金属部材及び強化繊維布帛の説明図である。
【図１２】本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第３の実施の形態を示す金属部材及び強化繊維布帛の説明図である。
【図１３】図１２で金属部材に強化繊維布帛を係合した状態の一部断面側面図である。
【図１４】図１２の金属部材及び強化繊維布帛の樹脂部材による被覆の説明図である。
【図１５】樹脂部材で被覆された第３の実施の形態の金属−繊維強化樹脂接合部材の斜視図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態の変形例を示す金属部材及び強化繊維布帛の説明図である。
【図１７】図１６で金属部材に強化繊維布帛を係合した状態の断面図である。
【図１８】本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第４の実施の形態を示す金属部材及び強化繊維布帛の説明図である。
【図１９】図１８で金属部材に強化繊維布帛を係合した状態の側面図である。
【図２０】図１８の金属部材及び強化繊維布帛の樹脂部材による被覆の説明図である。
【図２１】樹脂部材で被覆された第４の実施の形態の金属−繊維強化樹脂接合部材の斜視図である。
【図２２】本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第５の実施の形態を示す金属部材及び強化繊維布帛の説明図である。
【図２３】図２２で金属部材に強化繊維布帛を係合した状態の断面図である。
【図２４】図２２の金属部材及び強化繊維布帛の樹脂部材による被覆の説明図である。
【図２５】樹脂部材で被覆された第５の実施の形態の金属−繊維強化樹脂接合部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態並びにその図例は、あくまでも金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の一例であり、形状や寸法、或いは強化繊維布帛の積層数といった設計事項は適宜に又は任意に設定可能である。
【００２２】
図１〜図４は、本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第１の実施の形態を示す説明図である。具体的に、図１は、金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第１の実施の形態を示す金属部材１４及び強化繊維布帛１２の斜視図、図２は、図１の金属部材１４に強化繊維布帛１２を係合した状態の断面図、図３は、図１の金属部材１４及び強化繊維布帛１２の樹脂部材１８による被覆の説明図、図４は、樹脂部材１８で被覆された金属−繊維強化樹脂接合部材の斜視図である。なお、各図は模式的に表したものであり、特に図３、図４の樹脂部材１８は誇張して描かれている。
【００２３】
この実施の形態では、例えば縦長な繊維強化樹脂体１０の長手方向一端部に金属体からなる金属部材１４を接合して金属−繊維強化樹脂接合部材を構成する。この縦長な繊維強化樹脂体１０には、既存のＣＦＲＰと同様に、例えば炭素繊維（強化繊維）の織物からなる縦長な強化繊維布帛１２が内装される。この縦長な強化繊維布帛１２に樹脂（樹脂部材１８）を含浸して縦長な繊維強化樹脂体１０が構成される。この強化繊維布帛１２の例では、強化繊維を布帛の長手方向とその直交方向に織って布帛が構成されている。以下、縦長な強化繊維布帛１２（繊維強化樹脂体１０も同じ）の長手方向と直交する繊維方向を幅方向、布帛の表裏面方向を表裏方向とする。
【００２４】
この実施の形態では、図１（ａ）に示すように、縦長な強化繊維布帛１２の長手方向一端部に、布帛を構成する強化繊維の束（強化繊維束）２２を複数（図では７つ）突設している。この実施の形態における複数の強化繊維束２２は、強化繊維布帛１２の幅方向端部から長・短・長…の順に、突出寸度の大きいものと小さいものを交互に配設している。なお、強化繊維束２２の突出寸度は、大きいものは大きいもの同士、小さいものは小さいもの同士で、夫々、同じ寸法になっている。なお、前記強化繊維束２２の突出寸度は、全てが略同じ寸法であっても構わない。
【００２５】
一方、この実施の形態における金属部材１４は、少なくとも強化繊維布帛１２の幅方向以上の幅を有する方形金属板材で構成される。この金属板材からなる金属部材１４は、比較的厚さが小さい。この金属部材１４のうち、繊維強化樹脂体１０が接合される端部には、強化繊維布帛１２を係合するための係合部１６として、強化繊維束２２の形成部位に対応して貫通穴２０が端部から２列形成され且つ千鳥状の配置されている。より具体的には、係合される強化繊維布帛１２の強化繊維束２２のうち、突出寸度が大きい強化繊維束２２に対応する貫通穴２０は、強化繊維布帛１２が係合される金属部材１４の端部より遠い位置に形成され、突出寸度が小さい強化繊維束２２に対応する貫通穴２０は近い位置に形成されている。
【００２６】
そして、この実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、強化繊維布帛１２の各強化繊維束２２を千鳥状に２列並んでいる各貫通穴２０に一方から差し込むようにして挿通する。これは、例えば図２の断面図に明示するように、例えば板状の金属部材１４の一方の面、図では上面から長短に形成された各強化繊維束２２を対応する貫通穴２０に差し込み、各強化繊維束２２の突出先端部を金属部材１４の他方の面、図では下面に引っ掛けるようにして係合する。これにより、例えば貫通穴２０の角隅部と強化繊維束２２との間で摩擦力が作用する。周知のように、強化繊維の束は復元力が大きいので、貫通穴２０を通して強化繊維の束を金属部材１４の上下面に引っ掛けるだけで強化繊維の束と金属部材１４の間に大きな摩擦力が作用し、この摩擦力によって強化繊維束２２、即ち強化繊維布帛１２が金属部材１４に係合される。
【００２７】
このようにして強化繊維布帛１２が金属部材１４の係合部１６に係合されたら、その係合状態のまま、図３（ａ）に示すように、強化繊維布帛１２と金属部材１４を金型４０内にセットする。この金型４０は、樹脂を注入するためのものであり、例えば上型４０ａと下型４０ｂで構成される。金属部材１４と金型４０の間にはシール４１を介装して樹脂が漏洩しないようにしている。この状態で、例えば周知のＲＴＭ（Resin Transfer Molding）などの手法を用いて金型４０内に樹脂を注入する。一般にマトリックスとも呼ばれる、この樹脂には、例えばエポキシ、ナイロン、ポリウレタン樹脂などが用いられる。この注入された樹脂が硬化したら図３（ｂ）のように金型４０を離型する。その結果、図４に示すように、少なくとも強化繊維布帛１２と金属部材１４の係合部１６が樹脂部材１８で被覆され且つ強化繊維布帛１２に樹脂部材１８が含浸された状態で繊維強化樹脂体１０が構成され、これにより金属−繊維強化樹脂接合部材が完成する。
【００２８】
一般に、金属体からなる金属部材と繊維強化樹脂体からなる繊維強化樹脂部材を個別に製造し、それらを接合する場合には、例えば接着剤や機械的締結手段が用いられる。機械的締結手段には、例えばボルト−ナットなどが用いられる。しかしながら、繊維強化樹脂体を用いる主たる目的は軽量化であり、その一方で、重量の大きいボルト−ナットなどの機械的締結手段を用いることは、繊維強化樹脂体を用いる主たる目的と矛盾する。その点、接着剤による接合は、さほどの重量増を伴わないが、一方で接着強度が不十分であることが多い。
【００２９】
これに対し、この実施の形態では、金属体からなる金属部材１４の係合部１６に強化繊維布帛１２を係合し、その状態で少なくとも係合部１６を樹脂部材１８で被覆すると共に樹脂部材１８を強化繊維布帛１２に含浸して繊維強化樹脂体１０を構成する。そのため、強化繊維布帛１２と金属部材１４との係合部１６が樹脂部材１８で被覆されて固着されるだけでなく、強化繊維布帛１２そのものが金属部材１４に係合されるため、簡易な構成で金属部材１４と繊維強化樹脂体１０との接合強度が向上される。
【００３０】
また、強化繊維布帛１２の強化繊維束２２を挿通する貫通穴２０を備えて係合部１６を構成したことにより、貫通穴２０に強化繊維布帛１２の強化繊維束を挿通するだけで強化繊維布帛１２を金属部材１４に係合することができるので、係合部１６を簡易に構成することができる。
【００３１】
図５、図６には、本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第１の実施の形態の変形例を示す。具体的に、図５は、金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第１の実施の形態の変形例を示す金属部材１４及び強化繊維布帛１２の斜視図、図６は、図５の金属部材１４に強化繊維布帛１２を係合した状態の断面図である。この変形例では、図５（ａ）に示すように、縦長な強化繊維布帛１２の長手方向一端部に、突出寸度が同じ強化繊維束２２を複数（図では７つ）突設している。一方、この変形例における金属部材１４では、繊維強化樹脂体１０の接合端部に、強化繊維布帛１２を係合するための係合部１６として、強化繊維束２２の形成部位に対応して貫通穴２０が端部から複列（図では２列）形成され且つ互いに平行に配設されている。
【００３２】
そして、この変形例では、図５（ｂ）に示すように、強化繊維布帛１２の各強化繊維束２２を２列に並んでいる各貫通穴２０に縫い込むようにして挿通する。これは、例えば図６の断面図に示すように、例えば図示左方の貫通穴２０に対して左上から右下に強化繊維束２２を挿通したら、図示右方の貫通穴２０に対しては左下から右上に強化繊維束２２を挿通することで、強化繊維束２２が金属部材１４に縫い込まれる。前述のように、強化繊維の束は復元力が大きいので、強化繊維の束と金属部材１４の間に大きな摩擦力が作用し、この摩擦力によって強化繊維束２２、即ち強化繊維布帛１２が金属部材１４に係合される。また、この実施形態では、隣り合う強化繊維束２２が隣り合う貫通穴２０に対して逆方向から挿通されるように、つまり強化繊維束２２が互い違いに縫い込まれるように各強化繊維束２２を貫通穴２０に挿通している。このように強化繊維束２２を互い違いに金属部材１４に縫い込むことにより、隣り合う強化繊維束２２に生じる復元力がより大きくなり、その結果、金属部材１４との間に大きな摩擦力が作用して強化繊維布帛１２と金属部材１４が堅固に係合する。このように強化繊維布帛１２と金属部材１４が係合されたら、第１の実施の形態と同様に、それを金型内にセットし、樹脂を注入・固化して金属−繊維強化樹脂接合部材を取得する。
【００３３】
図７〜図１０は、本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第２の実施の形態を示す説明図である。具体的に、図７は、金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第２の実施の形態を示す金属部材１４及び強化繊維布帛１２の斜視図、図８は、図７の金属部材１４に強化繊維布帛１２を係合した状態の断面図、図９は、図７の金属部材１４及び強化繊維布帛１２の樹脂部材１８による被覆の説明図、図１０は、樹脂部材１８で被覆された金属−繊維強化樹脂接合部材の斜視図である。なお、各図は模式的に表したものであり、特に図９、図１０の樹脂部材１８は誇張して描かれている。
【００３４】
この実施の形態における金属−繊維強化樹脂接合部材の概略構成は、第１の実施の形態のそれと同様である。また、この実施の形態における繊維強化樹脂体１０の強化繊維布帛１２も、第１の実施の形態と同様に、金属部材１４と係合される端部に、長短の強化繊維束２２が突設されているが、この実施の形態では、強化繊維布帛１２の幅方向端部から、短・長・短…の順に形成されている。一方、この実施の形態における金属部材１４も、第１の実施の形態と同様、方形金属板材で構成されるが、この実施の形態では、やや板厚が大きい。そして、この金属部材１４のうち、繊維強化樹脂体１０の接合端部には、強化繊維布帛１２を係合するための係合部１６として、複数の凹部２３が例えば千鳥状に形成されている。具体的には、係合される強化繊維布帛１２の強化繊維束２２のうち、突出寸度が小さい強化繊維束２２に対応する凹部２３は、強化繊維布帛１２が係合される金属部材１４の端部より近い位置に形成され、突出寸度が大きい強化繊維束２２に対応する凹部２３は遠い位置に形成されている。この凹部２３は穴部であってもよい。
【００３５】
この実施の形態では、前述の凹部２３を有する係合部１６に強化繊維布帛１２を係合するため、金属部材１４とは別体の係合部材２４を用いる。この係合部材２４の材質は、適宜選定することができるが、軽量化のためには、例えば樹脂などが適用可能である。また、係合部材２４の材質に、ゴムなどの弾性材料を用いることも可能である。この実施の形態の係合部材２４は、金属部材１４と同様の板材であり、その板材の一表面（図７（ａ）では下面）に複数の凸部２５が突設されている。この凸部２５は、金属部材１４の凹部２３に対向する位置に形成されており、夫々、凹部２３内に嵌合（遊嵌）する。
【００３６】
そこで、係合部１６を構成する金属部材１４の複数の凹部２３の夫々の上に対応する強化繊維束２２を被せ、各凸部２５が凹部２３に対向するように位置合わせして係合部材２４を強化繊維布帛１２の上面に載せ、各凸部２５が対応する凹部２３に嵌まり込むようにして図７（ｂ）のように金属部材１４に係合部材２４を押し付ける。これにより、図８の断面図に示すように、金属部材１４の凹部２３と係合部材２４の凸部２５の隙間に強化繊維布帛１２が挟み込まれ、金属部材１４の係合部１６に強化繊維布帛１２が係合される。このとき、金属部材１４の凹部２３と係合部材２４の凸部２５が過度に緊密に嵌合しないように、つまり遊嵌するように両者の寸法を設定する。周知のように、強化繊維は、繊維方向への引張に対して大きな強度を発揮するものの、剪断に対しては比較的脆い。凹部２３と凸部２５の隙間に強化繊維布帛１２が挟み込まれるとき、布帛を構成する強化繊維には剪断力が作用するので、その剪断力が大きくなりすぎないように、つまり凹部２３と凸部２５が遊嵌するように両者の寸法を設定する。
【００３７】
このようにして強化繊維布帛１２が金属部材１４の係合部１６に係合されたら、その係合状態のまま、図９（ａ）に示すように、強化繊維布帛１２と金属部材１４を金型４０内にセットする。この金型４０は、第１の実施の形態と同様に、樹脂を注入するためのものであり、例えば上型４０ａと下型４０ｂで構成され、金属部材１４と金型４０の間にはシール４１を介装して樹脂が漏洩しないようにしている。この状態で、例えば第１の実施の形態と同様に金型４０内に樹脂を注入し、注入された樹脂が硬化したら図９（ｂ）のように金型４０を離型する。その結果、図１０に示すように、少なくとも強化繊維布帛１２と金属部材１４の係合部１６が樹脂部材１８で被覆され且つ強化繊維布帛１２に樹脂部材１８が含浸された状態で繊維強化樹脂体１０が構成され、これにより金属−繊維強化樹脂接合部材が完成する。
【００３８】
従って、この実施の形態では、前述の第１の実施の形態の効果に加えて、互いに嵌合することで強化繊維布帛１２を挟み込む凹部２３及び凸部２５を備えて係合部１６を構成したことにより、凹部２３及び凸部２５を互いに嵌合するだけで強化繊維布帛１２を挟み込んで金属部材１４に係合することができるので、係合部１６を簡易に構成することができる。なお、凹部２３を係合部材２４に、凸部２５を金属部材１４に形成してもよい。
【００３９】
図１１には、本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第２の実施の形態の変形例を示す。具体的に、図１１は、金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第２の実施の形態の変形例を示す金属部材１４及び強化繊維布帛１２の斜視図である。この変形例では、強化繊維布帛１２の金属部材１４との係合側端部は、縦長な方形形状のままである。一方、この変形例における金属部材１４や係合部材２４は、第２の実施の形態のものと同様である。この変形例では、係合部１６を構成する金属部材１４の複数の凹部２３の上面に強化繊維布帛１２の方形な端部を載せ、各凸部２５が凹部２３に対向するように位置合わせして係合部材２４を強化繊維布帛１２の上面に載せ、各凸部２５が対応する凹部２３に嵌まり込むようにして図７（ｂ）のように金属部材１４に係合部材２４を押し付ける。これにより、金属部材１４の凹部２３と係合部材２４の凸部２５の隙間に強化繊維布帛１２そのものが挟み込まれ、金属部材１４の係合部１６に強化繊維布帛１２が係合される。このように強化繊維布帛１２と金属部材１４が係合されたら、第２の実施の形態と同様に、それを金型内にセットし、樹脂を注入・固化して金属−繊維強化樹脂接合部材を取得する。なお、前記凹部２３の配置位置は、特に限定されるものではなく、図５に示す実施形態と同様に隣り合うように凹部２３が配置されているものでも良い。
【００４０】
図１２〜図１５は、本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第３の実施の形態を示す説明図である。具体的に、図１２は、金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第３の実施の形態を示す金属部材１４及び強化繊維布帛１２の斜視図、図１３は、図１２の金属部材１４に強化繊維布帛１２を係合した状態の一部断面側面図、図１４は、図１２の金属部材１４及び強化繊維布帛１２の樹脂部材１８による被覆の説明図、図１５は、樹脂部材１８で被覆された金属−繊維強化樹脂接合部材の斜視図である。なお、各図は模式的に表したものであり、特に図１４、図１５の樹脂部材１８は誇張して描かれている。
【００４１】
この実施の形態における金属−繊維強化樹脂接合部材の概略構成は、第１の実施の形態のそれと同様である。また、この実施の形態における繊維強化樹脂体１０の強化繊維布帛１２の金属部材１４との係合側端部は、図１１に示す第２の実施の形態の変形例と同様、縦長な方形形状のままである。一方、この実施の形態における金属部材１４では、強化繊維布帛１２の幅以上の幅を有する金属板材の端部から強化繊維布帛１２側に向けて、複数（図では６個）の係合突子２１が突設され、これにより挟着構造を有する係合部１６が構成されている。具体的には、図１２（ａ）に明示するように、これらの係合突子２１は、比較的薄く、平たい、櫛歯状であり、それらの係合突子２１が、強化繊維布帛１２の平面方向（接合方向）に沿って、例えば、その繊維に縫い込むようにして差し込まれる。
【００４２】
この実施の形態では、櫛歯状の複数の係合突子２１からなる係合部１６に強化繊維布帛１２を係合するため、金属部材１４とは別体の挟着部材２７を用い、この挟着部材２７を折り曲げて挟着受部２６との間で強化繊維布帛１２を挟着する。具体的には、図１２（ａ）に示すような断面コ字状に折り曲げられた帯状の挟着部材２７を用いる。この挟着部材２７の材質は、適宜選定することができるが、この例では、折り曲げ状態を維持することができる材質、つまり塑性変形可能な材質である必要がある。
【００４３】
そこで、係合部１６を構成する金属部材１４の複数の係合突子２１を夫々強化繊維布帛１２の繊維に、例えば縫い込むようにして差し込み、その上方から断面コ字状の挟着部材２７を被せ、図１２（ｂ）に示すように、その挟着部材２７の両脚部２７ａを互いに内側に折り曲げる。これにより、図１３の一部断面側面図に示すように、挟着部材２７によって金属部材１４に突設された係合突子２１と強化繊維布帛１２が挟着され、金属部材１４の係合部１６に強化繊維布帛１２が係合される。また、この実施の形態では、緊密に当接する強化繊維布帛１２の繊維と櫛歯状の係合突子２１との間に生じる摩擦力も金属部材１４と強化繊維布帛１２の係合力に付加される。なお、金属部材１４の係合突子２１の強化繊維布帛１２への差し込みは、必ずしも、縫い込みのような形態でなくともよく、例えば、強化繊維布帛１２の織目同士の間に差し込むような形でもよい。
【００４４】
このようにして強化繊維布帛１２が金属部材１４の係合部１６に係合されたら、その係合状態のまま、図１４（ａ）に示すように、強化繊維布帛１２と金属部材１４を金型４０内にセットする。この金型４０は、第１の実施の形態と同様に、樹脂を注入するためのものであり、例えば上型４０ａと下型４０ｂで構成され、金属部材１４と金型４０の間にはシール４１を介装して樹脂が漏洩しないようにしている。この状態で、例えば第１の実施の形態と同様に金型４０内に樹脂を注入し、注入された樹脂が硬化したら図１４（ｂ）のように金型４０を離型する。その結果、図１５に示すように、少なくとも強化繊維布帛１２と金属部材１４の係合部１６が樹脂部材１８で被覆され且つ強化繊維布帛１２に樹脂部材１８が含浸された状態で繊維強化樹脂体１０が構成され、これにより金属−繊維強化樹脂接合部材が完成する。
【００４５】
従って、この実施の形態では、前述の第１の実施の形態の効果に加えて、強化繊維布帛１２を挟着する挟着構造（挟着受部２６、挟着部材２７）を備えて係合部１６を構成したことにより、挟着構造によって強化繊維布帛１２を挟着するだけで金属部材１４に係合することができるので、係合部１６を簡易に構成することができる。また、櫛歯状の係合突子２１を強化繊維布帛１２の繊維に差し込むことにより、両者の間に生じる摩擦力が金属部材１４と強化繊維布帛１２の係合力に付加され、両者の接合強度を更に向上することができる。
【００４６】
図１６、図１７には、本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第３の実施の形態の変形例を示す。具体的に、図１６は、金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第３の実施の形態の変形例を示す金属部材１４及び強化繊維布帛１２の斜視図、図１７は、図１６の金属部材１４に強化繊維布帛１２を係合した状態の断面図である。
【００４７】
この変形例における金属−繊維強化樹脂接合部材の概略構成は、第１の実施の形態のそれと同様である。また、この変形例における繊維強化樹脂体１０の強化繊維布帛１２は、縦長な方形形状のままである。一方、この実施の形態における金属部材１４も、第１の実施の形態と同様、方形金属板材で構成され、この金属部材１４のうち、繊維強化樹脂体１０の接合端部には、強化繊維布帛１２を係合するための係合部１６として、強化繊維布帛１２を挟着する挟着構造を構成するための板状の挟着受部２６が板材をつぎ足すように突設されている。なお、この板状の挟着受部２６の突出端部には、図の下方に向けて規制縁部２６ａが突設されており、そのため、挟着受部２６は断面形状がＬ字状になっている。また、この板状の挟着受部２６は、強化繊維布帛１２の幅と同等か又はそれより少し小さい幅を有する。
【００４８】
この変形例でも、前述の板状の挟着受部２６からなる係合部１６に強化繊維布帛１２を係合するため、金属部材１４とは別体の挟着部材２７を用い、この挟着部材２７を折り曲げて挟着受部２６との間で強化繊維布帛１２を挟着する。具体的には、第３の実施の形態と同様に、図１６（ａ）に示すような断面コ字状に折り曲げられた帯状の挟着部材２７を用いる。この挟着部材２７の材質も、適宜選定することができるが、この例では、折り曲げ状態を維持することができる材質、つまり塑性変形可能な材質である必要がある。
【００４９】
この変形例で強化繊維布帛１２と金属部材１４を係合する際には、係合部１６を構成する金属部材１４の板状の挟着受部２６の上面に強化繊維布帛１２を載せ、その上方から断面コ字状の挟着部材２７を被せ、図１６（ｂ）に示すように、その挟着部材２７の両脚部２７ａを互いに内側に折り曲げる。これにより、図１７の一部断面側面図に示すように、金属部材１４に延設された挟着受部２６と挟着部材２７によって強化繊維布帛１２が挟着され、金属部材１４の係合部１６に強化繊維布帛１２が係合される。その際、折り曲げられた挟着部材２７の両脚部２７ａは規制縁部２６ａによって強化繊維布帛１２の長手方向への移動が規制され、これにより挟着部材２７と挟着受部２６による強化繊維布帛１２の挟着が外れない。
【００５０】
なお、この変形例では、断面コ字状の挟着部材２７の両脚部２７ａを折り曲げて強化繊維布帛１２を挟着するようにしているが、例えば短い脚部２７ａを有する断面コ字状の挟着部材２７の両脚部２７ａ先端から内向きに短い爪部を突設し、挟着受部２６に載せられた強化繊維布帛１２の上側から挟着受部２６の幅方向両端部に挟着部材２７の脚部２７ａを押し込み、挟着部材２７の弾性変形によって脚部２７ａ先端部の爪部が挟着受部２６の下面に当接するようにしてもよい。この場合、挟着部材２７は、塑性変形可能な材質である必要はなく、例えば軽量化のために弾性を有する樹脂などを用いることもできる。
【００５１】
図１８〜図２１は、本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第４の実施の形態を示す説明図である。具体的に、図１８は、金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第４の実施の形態を示す金属部材１４及び強化繊維布帛１２の斜視図、図１９は、図１８の金属部材１４に強化繊維布帛１２を係合した状態の側面図、図２０は、図１８の金属部材１４及び強化繊維布帛１２の樹脂部材１８による被覆の説明図、図２１は、樹脂部材１８で被覆された金属−繊維強化樹脂接合部材の斜視図である。なお、各図は模式的に表したものであり、特に図２０、図２１の樹脂部材１８は誇張して描かれている。
【００５２】
この実施の形態における金属−繊維強化樹脂接合部材の概略構成は、第１の実施の形態のそれと同様である。また、この実施の形態における繊維強化樹脂体１０の強化繊維布帛１２は、縦長な方形形状のままである。一方、この実施の形態における金属部材１４は、例えば強化繊維布帛１２の幅と同等の幅を有する比較的板厚の小さい縦長の方形金属板材２９で構成され、この金属部材１４のうち、繊維強化樹脂体１０の接合端部には、強化繊維布帛１２を係合するための係合部１６として、強化繊維布帛１２を挟着する挟着構造が構成されている。この実施の形態では、挟着構造として、金属部材１４を構成する金属板材２９を折り曲げて挟着口部２８が形成されている。この挟着口部２８は、図１８（ａ）に示すように、金属部材１４を構成する金属板材２９の端部をＺ字状に折り曲げ、そのうち金属部材１４側の折り曲げ部は予め板材２９同士が密着するように折り曲げ成形し、金属部材１４から遠い側の折り曲げ部は板材２９同士が密着せず、開口するように折り曲げ成形しておく。この開口部分が挟着口部２８を構成する。
【００５３】
この実施の形態では、前述の挟着口部２８内に強化繊維布帛１２の長手方向端部を差し込み、その状態で、図１８（ｂ）に示すように、挟着口部２８の図示上方板材２９ａを下方に折り曲げてこの上方板材２９ａとその下方の板材２９との間に強化繊維布帛１２の端部を挟み込む。これにより、図１９の側面図に示すように、金属部材１４に形成された係合部１６としての挟着口部２８内に強化繊維布帛１２が挟着され、金属部材１４の係合部１６に強化繊維布帛１２が係合される。
【００５４】
このようにして強化繊維布帛１２が金属部材１４の係合部１６に係合されたら、その係合状態のまま、図２０（ａ）に示すように、強化繊維布帛１２と金属部材１４を金型４０内にセットする。この金型４０は、第１の実施の形態と同様に、樹脂を注入するためのものであり、例えば上型４０ａと下型４０ｂで構成され、金属部材１４と金型４０の間にはシール４１を介装して樹脂が漏洩しないようにしている。この状態で、例えば第１の実施の形態と同様に金型４０内に樹脂を注入し、注入された樹脂が硬化したら図２０（ｂ）のように金型４０を離型する。その結果、図２１に示すように、少なくとも強化繊維布帛１２と金属部材１４の係合部１６が樹脂部材１８で被覆され且つ強化繊維布帛１２に樹脂部材１８が含浸された状態で繊維強化樹脂体１０が構成され、これにより金属−繊維強化樹脂接合部材が完成する。
【００５５】
従って、この実施の形態では、前述の第３の実施の形態と同様に、強化繊維布帛１２を挟着する挟着構造（挟着口部２８）を備えて係合部１６を構成したことにより、挟着構造によって強化繊維布帛１２を挟着するだけで金属部材１４に係合することができるので、係合部１６を簡易に構成することができる。
【００５６】
なお、強化繊維布帛１２に噛み込む、例えば歯状、牙状、爪状などのような突子を上方板材２９ａの挟着口部２８側先端部に設けてもよい。そして、そのようにすれば、強化繊維布帛１２と金属部材１４との係合力が増大するため、結果的に金属部材１４と繊維強化樹脂体１０との接合強度がより一層向上される。
【００５７】
図２２〜図２５は、本発明の金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第４の実施の形態を示す説明図である。具体的に、図２２は、金属−繊維強化樹脂接合部材及びその製造方法の第４の実施の形態を示す金属部材１４及び強化繊維布帛１２の斜視図、図２３は、図２２の金属部材１４に強化繊維布帛１２を係合した状態の断面図、図２４は、図２２の金属部材１４及び強化繊維布帛１２の樹脂部材１８による被覆の説明図、図２５は、樹脂部材１８で被覆された金属−繊維強化樹脂接合部材の斜視図である。なお、各図は模式的に表したものであり、特に図２４、図２５の樹脂部材１８は誇張して描かれている。
【００５８】
この実施の形態における金属−繊維強化樹脂接合部材の概略構成は、第１の実施の形態のそれと同様である。また、この実施の形態における繊維強化樹脂体１０の強化繊維布帛１２は、縦長な方形形状のままである。一方、この実施の形態における金属部材１４も、第１の実施の形態と同様、方形金属板材で構成され、この金属部材１４のうち、繊維強化樹脂体１０の接合端部には、強化繊維布帛１２を係合するための係合部１６として、強化繊維布帛１２を表裏方向に貫通し且つ折り曲げられて強化繊維布帛１２を係止する係止片３０が形成されている。この係止片３０は、図２２（ａ）に示すように、金属部材１４の強化繊維布帛接合端面から強化繊維布帛１２の長手方向に突設された複数の針状凸片の突出先端部３０ａを図示上方に屈曲して構成される。
【００５９】
この実施の形態では、強化繊維布帛１２の金属部材接合端面が金属部材１４の強化繊維布帛接合端面に一致するようにして、金属部材１４の係合部１６を構成する係止片３０の上方から強化繊維布帛１２を係止片３０上に降ろすと、図２２（ｂ）に二点鎖線で示すように、図示上方に屈曲された係止片３０の突出先端部３０ａが強化繊維布帛１２の裏面から表面に貫通する。その状態で、各係止片３０の突出先端部３０ａを、例えば図２２（ｂ）の金属部材１４側に折り曲げると、図２３の断面図に示すように、係止片３０の突出部と折り曲げ部（突出先端部３０ａ）に強化繊維布帛１２が挟まれ、これにより金属部材１４の係合部１６に強化繊維布帛１２が係合（係止）される。
【００６０】
このようにして強化繊維布帛１２が金属部材１４の係合部１６に係合されたら、その係合状態のまま、図２４（ａ）に示すように、強化繊維布帛１２と金属部材１４を金型４０内にセットする。この金型４０は、第１の実施の形態と同様に、樹脂を注入するためのものであり、例えば上型４０ａと下型４０ｂで構成され、金属部材１４と金型４０の間にはシール４１を介装して樹脂が漏洩しないようにしている。この状態で、例えば第１の実施の形態と同様に金型４０内に樹脂を注入し、注入された樹脂が硬化したら図２４（ｂ）のように金型４０を離型する。その結果、図２５に示すように、少なくとも強化繊維布帛１２と金属部材１４の係合部１６が樹脂部材１８で被覆され且つ強化繊維布帛１２に樹脂部材１８が含浸された状態で繊維強化樹脂体１０が構成され、これにより金属−繊維強化樹脂接合部材が完成する。
【００６１】
従って、この実施の形態では、前述の第１の実施の形態の効果に加えて、強化繊維布帛１２を表裏方向に貫通し且つ折り曲げられて強化繊維布帛１２を係止する係止片３０を備えて係合部１６を構成したことにより、係止片３０で強化繊維布帛１２を表裏方向に貫通した後、その係止片３０を折り曲げるだけで強化繊維布帛１２を金属部材１４に係合（係止）することができるので、係合部１６を簡易に構成することができる。
【００６２】
本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１０  繊維強化樹脂体
１２  強化繊維布帛
１４  金属部材
１６  係合部
１８  樹脂部材
２０  貫通穴
２１  係合突子
２２  強化繊維束
２３  凹部
２４  係合部材
２５  凸部
２６  挟着受部（挟着構造）
２７  挟着部材（挟着構造）
２８  挟着口部（挟着構造）
３０  係止片
４０  金型
【図１】
2019048431.tif 000003
【図２】
2019048431.tif 000004
【図３】
2019048431.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019048431.tif 000007
【図６】
2019048431.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019048431.tif 000012
【図１１】
2019048431.tif 000013
【図１２】
2019048431.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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