(57)【要約】【課題】繊維強化樹脂部品と他の部品との接合において、容易に位置決めして接合することができる接合方法を得ることを目的とする。【解決手段】最初に、繊維強化樹脂部品１０の接合面１２上に第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とが当接する第１被結合部品２８の切欠き部３４と第２被結合部品３０の切欠き部３４とで突起部１４の根元部１６を挟み込む。次に突起部１４のフランジ２０を溶かす。このようにすれば、容易に位置決めできると共に接合することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から突出する根元部と当該根元部の先端に形成されかつ当該根元部より大きい形状に形成された先端部とを有する突起部が複数設けられた繊維強化樹脂部品と、
端部における前記突起部と対応した位置に前記突起部の前記根元部の外形形状の一部と同一形状に切り欠かれる切欠き部が複数設けられかつ複数の当該切欠き部同士の間に断面視でＬ字状の段違い部が形成された第１被結合部品と、
端部に前記第１被結合部品と同様の前記切欠き部及び前記段違い部が設けられた第２被結合部品と、
を備えた接合体に適用され、
前記繊維強化樹脂部品の前記表面上に前記第１被結合部品と前記第２被結合部品とが当接すると共に前記第１被結合部品の端部と前記第２被結合部品の端部とを向い合わせて前記第１被結合部品の前記切欠き部と前記第２被結合部品の前記切欠き部とで前記突起部の前記根元部を挟み込む第１工程と、
前記突起部の前記先端部を溶かす第２工程と、
を有することを特徴とする接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、繊維強化樹脂部品と他の部品とが接合された構造用部材の構成が開示されている。具体的には、繊維強化樹脂部品と他の部品とは、繊維強化樹脂部品若しくは他の部品又はその両方に塗布された接着剤により接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６６４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された構成によると、繊維強化樹脂部品と他の部品とを接合する際、それぞれの部品の位置を設定の位置に位置決めして接合させるためには、位置決めピンや治具、クランプ等の設備が必要となる。このため、容易に位置決めして接合するという観点からは改良の余地がある。
【０００５】
本発明は上記問題を考慮し、繊維強化樹脂部品と他の部品との接合において、容易に位置決めして接合することができる接合方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明に係る接合方法は、表面から突出する根元部と当該根元部の先端に形成されかつ当該根元部より大きい形状に形成された先端部とを有する突起部が複数設けられた繊維強化樹脂部品と、端部における前記突起部と対応した位置に前記突起部の前記根元部の外形形状の一部と同一形状に切り欠かれる切欠き部が複数設けられかつ複数の当該切欠き部同士の間に断面視でＬ字状の段違い部が形成された第１被結合部品と、端部に前記第１被結合部品と同様の前記切欠き部及び前記段違い部が設けられた第２被結合部品と、を備えた接合体に適用され、前記繊維強化樹脂部品の前記表面上に前記第１被結合部品と前記第２被結合部品とが当接すると共に前記第１被結合部品の端部と前記第２被結合部品の端部とを向い合わせて前記第１被結合部品の前記切欠き部と前記第２被結合部品の前記切欠き部とで前記突起部の前記根元部を挟み込む第１工程と、前記突起部の前記先端部を溶かす第２工程と、を有することを特徴としている。
【０００７】
請求項１記載の本発明によれば、繊維強化樹脂部品と第１被結合部品及び第２被結合部品とを接合する際は、第１被結合部品の切欠き部内と第２被結合部品の切欠き部内とで繊維強化樹脂部品に設けられた複数の突起部の根元部を挟み込むが、このとき、第１被結合部品の切欠き部及び第２被結合部品の切欠き部の形状は、突起部の根元部の外形形状の一部と同一形状とされていることから、繊維強化樹脂部品に対し、第１被結合部品と第２被結合部品とが設定された位置にセットできる。つまり、第１被結合部品及び第２被結合部品を、位置決めピンや治具等を使用することなく繊維強化樹脂部品に対し予め設定された位置に位置決めすることが可能となる。
【０００８】
また、第１被結合部品と第２被結合部品とが位置決め位置において向い合わされる端部には、切欠き部同士の間に設けられる段違い部によって溝が形成される。したがって、この状態で、繊維強化樹脂部品の突起部の先端に設けられた先端部を溶着等で溶かすと、段違い部により形成された溝内に溶かされた繊維強化樹脂が流入する。この流入された繊維強化樹脂が冷却されて固められることで、第１被結合部品及び第２被結合部品は繊維強化樹脂部品と結合させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の本発明に係る接合方法は、繊維強化樹脂部品において、容易に位置決めできると共に接合することができる接合方法を得ることが可能となるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る接合方法を有する繊維強化樹脂部品と第１被結合部品及び第２被結合部品とを示す立体分解図である。
【図２】（Ａ）は一実施形態に係る接合方法の突起部を示す断面図であり、（Ｂ）は一実施形態に係る接合方法の段違い部を示す断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の状態における段違い部を拡大して示す拡大断面図であり、（Ｄ）は（Ｂ）に対して段違い部に繊維強化樹脂が流入していない状態を示す拡大断面図である。
【図３】対比例に係る接合方法を有する部材における部材同士を接合する状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示される接合方法を拡大して示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、図１、図２を用いて、本発明に係る接合方法について説明する。
【００１２】
図１に示されるように、接合体１１は、繊維強化樹脂部品１０と第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とにより構成されている。この繊維強化樹脂部品１０は一例として平面視で矩形状に形成されている。繊維強化樹脂部品１０は、繊維により強化された樹脂により構成されており、この繊維としては、炭素繊維の他、ガラス繊維等の無機繊維や、ケブラー繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ボロン繊維などの有機繊維からなる強化繊維を使用してもよい。また、繊維強化樹脂部品１０のマトリックス樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリオレフィン樹脂の熱可塑性樹脂が望ましい。
【００１３】
この繊維強化樹脂部品１０の表面である接合面１２の中央部には、突起部１４が２ヶ所設けられている。また、突起部１４は繊維強化樹脂部品１０と一体的に設けられており、繊維強化樹脂部品１０と同様に繊維強化樹脂により構成されている。なお、本実施形態では突起部１４は接合面１２の中央部に設けられているが、これに限らず、適宜必要な場所に設ければ良い。
【００１４】
突起部１４の根元部１６は、円柱状に形成されている。図２に示されるように、この根元部１６における先端１８には、根元部１６の円柱の径よりも大きい径とされた先端部としてのフランジ２０が形成されている。このフランジ２０の接合面１２側の側面２２から接合面１２までの差し込み隙間２４（図１参照）は、後述する被結合部品２６の板厚と略同一とされている。
【００１５】
繊維強化樹脂部品１０の接合面１２には、平面視で矩形状とされた第１被結合部品２８と、第１被結合部品２８と同様に平面視で矩形状とされた第２被結合部品３０と、からなる被結合部品２６が重ねられて当接される。なお、被結合部品２６は金属により構成されているが、これに限らず、繊維強化樹脂やその他材料により構成されていてもよい。
【００１６】
被結合部品２６の第１被結合部品２８には、第２被結合部品３０と接合される側の端部３２に２つの切欠き部３４が設けられている（図１参照）。この切欠き部３４は、第１被結合部品２６が繊維強化樹脂部品１０に対し設定された位置での突起部１４に対応する位置に設けられている。この切欠き部３４は、根元部１６の外形形状の一部と同一形状に切り欠かれており、具体的には平面視で突起部１４の根元部１６の円柱の径と同一径の半円状に形成されている。
【００１７】
また、図２（Ｃ）に示されるように、第１被結合部品２８の端部３２には、一方の切欠き部３４と他方の切欠き部３４との間に段違い部３６が長辺方向に沿って設けられている。この段違い部３６は、第１被結合部品２８の上面３８より一段低くされた溝底面４０と、この溝底面４０の一方の端部から上面３８へと略垂直に形成された溝側面４２とで断面視でＬ字状に形成されている。
【００１８】
第２被結合部品３０は、第１被結合部品２８と同様の構成とされている。すなわち、第１被結合部品２８と接合される側の端部３２に２つの切欠き部３４が設けられており、また一方の切欠き部３４と他方の切欠き部３４との間に段違い部３６が長辺方向に沿って設けられている。したがって、一例として、第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とを端部３２側で突き合わせると、第１被結合部品２８の半円状の切欠き部３４と第２被結合部品３０の半円状の切欠き部３４とが連結され、平面視で突起部１４の根元部１６の径と同一径の円形状の孔が形成される。また、第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とを端部３２側で向い合わせると、第１被結合部品２８のＬ字状の段違い部３６と第２被結合部品３０のＬ字状の段違い部３６とが向い合うことから、端部３２における一方の切欠き部３４と他方の切欠き部３４との間には断面が略コ字状とされた溝４４が形成される。
【００１９】
次に、図２を用いて、上述した繊維強化樹脂部品１０と第１被結合部品２８と第２被結合部品３０との接合方法について説明する。
【００２０】
図２（Ａ）に示されるように、繊維強化樹脂部品１０と第１被結合部品２８及び第２被結合部品３０とを接合する際は、第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とで繊維強化樹脂部品１０に設けられた複数の突起部１４の根元部１６が挟み込まれる。具体的には、第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とには根元部１６の外形形状の一部と同一の切欠き部３４が設けられている。この切欠き部３４内に根元部１６を収めると共に第１被結合部品２８の端部３２側と第２被結合部品３０の端部３２側とを向い合わせることで、突起部１４が挟み込まれる。なお、この工程が位置決め工程とされており、本発明の「第１工程」に相当する。
【００２１】
次に、図２（Ｄ）に示されるように、第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とが位置決め位置において向い合わされる端部３２には、切欠き部３４同士の間に設けられる段違い部３６によって溝４４が形成される。この状態で、繊維強化樹脂部品１０の突起部１４の先端１８に設けられたフランジ２０を溶着等で溶かす。なお、この工程が溶着工程とされており、本発明の「第２工程」に相当する。
【００２２】
（作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。
【００２３】
ここで、図３、４に示される対比例を用いながら、本実施形態の作用並びに効果を説明することにする。なお、本実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。
【００２４】
図３に示されるように対比例では、繊維強化樹脂部品１００と被結合部品１０２とが接合される際は、繊維強化樹脂部品１００の接合面１０４等に接着剤を塗布し、その上から被結合部品１０２を重ねることで接合させている。
【００２５】
繊維強化樹脂部品１００と被結合部品１０２とを接着剤にて接合させる際には、繊維強化樹脂部品１００に対し被結合部品１０２が設定された位置で接合されるように位置決めを行う必要がある。このため、対比例では、図４に示されるように予め繊維強化樹脂部品１００に対し被結合部品１０２が設定された位置に配置された状態で、繊維強化樹脂部品１００及び被結合部品１０２の同一位置で位置決め孔１０６が形成されている。なお、図示は省略するが、同様の構成の位置決め孔１０６がその他の箇所にも設けられている。
【００２６】
そして、繊維強化樹脂部品１００の位置決め孔１０６に位置決めピン１０８を挿通させておき、被結合部品１０２の位置決め孔１０６に位置決めピン１０８を挿通させることで、繊維強化樹脂部品１００に対し被結合部品１０２を設定された位置に位置決めすることが可能となる。したがって、繊維強化樹脂部品１００と被結合部品１０２とを接合させる場合には、繊維強化樹脂部品１００の接合面１０４等に接着剤を塗布し、次に被結合部品１０２の位置決め孔１０６に繊維強化樹脂部品１００の位置決め孔１０６に予め挿通された位置決めピン１０８を挿通させ、繊維強化樹脂部品１００と被結合部品１０２とを当接させる。その後、接着剤が硬化するまで図４に示されるようにクランプ１１０によって繊維強化樹脂部品１００と被結合部品１０２との当接状態を保持させることで、接着剤の硬化後に繊維強化樹脂部品１００と被結合部品１０２とが接合される。
【００２７】
つまり、対比例において、繊維強化樹脂部品１００と被結合部品１０２とを接合する際は、位置決めをするための位置決めピン１０８や治具といった設備が必要となるだけでなく、接着剤が硬化するまで繊維強化樹脂部品１００と被結合部品１０２との接合状態を保持するクランプ１１０等の設備が必要となる。また、前述のとおり基本的には１部品ずつ位置決めを行い、接着剤を硬化させて接合する工程となるため、接合工程に時間がかかる。
【００２８】
これに対し、本実施形態では、上述の通り位置決め工程を経ることによって突起部１４の根元部１６の外周面と第１被結合部品２８の切欠き部３４の内周面及び第２被結合部品３０の切欠き部３４の内周面とが隙間なく当接する構成としたので、繊維強化樹脂部品１０に対し、第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とが繊維強化樹脂部品１０に対して設定された位置にセットできる。つまり、第１被結合部品２８及び第２被結合部品３０を、位置決めピン１０８や治具等を使用することなく繊維強化樹脂部品１０に対し予め設定された位置に位置決めすることが可能となる。
【００２９】
また、図２（Ｄ）に示されるように、第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とが位置決め位置において向い合わされる端部３２には、切欠き部３４同士の間に設けられる段違い部３６によって溝４４が形成される。したがって、第２工程によりフランジ２０を溶着等で溶かすと、段違い部３６により形成された溝４４内に溶かされた繊維強化樹脂が流入し、第１被結合部品２８の段違い部３６と第２被結合部品３０の段違い部３６とに繊維強化樹脂が付着する。さらに、この溝４４内における第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とが向い合わされた端部３２同士の隙間４６にも溶かされた繊維強化樹脂が流入し、図２（Ｃ）に示されるように、繊維強化樹脂が繊維強化樹脂部品１０の接合面１２まで到達する。
【００３０】
この流入された繊維強化樹脂が冷却されて固まると、繊維強化樹脂により第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とが互いに接合される。これにより、接合体１１が完成する。この接合体１１では、繊維強化樹脂部品１０のフランジ２０が溶着等により溶けて溝４４内に流入していることから、フランジ２０がない状態とされている。
【００３１】
また、接合体１１における第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とは溝４４内に流入されて固まった繊維強化樹脂とそれに繋がっている根元部１６がアンカーとなって繊維強化樹脂部品１０と結合される。さらに、向い合わされた端部３２同士の隙間に流入して繊維強化樹脂部品１０の接合面１２に到達した繊維強化樹脂が固まることでこの隙間に流入した繊維強化樹脂もいわばアンカーとなって繊維強化樹脂部品１０と第１被結合部品２８及び第２被結合部品３０とを接合することが可能となる。
【００３２】
つまり、繊維強化樹脂部品１０に対し第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とを根元部１６を介した点による固定のみならず、端部３２同士の隙間に流入した繊維強化樹脂により線状で固定することができる。
【００３３】
これらにより、繊維強化樹脂部品において、容易に位置決めできると共に接合することができる。
【００３４】
さらに、本実施形態では、第１被結合部品２８の端部３２と第２被結合部品３０の端部３２とが同じ形状とされていることから、第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とを同時に繊維強化樹脂部品１０へ接合することができる。これにより、接合工程の短縮化を図ることが可能となる。
【００３５】
また、繊維強化樹脂部品１０の接合面１２とフランジ２０の接合面１２側の側面２２から接合面１２までの差し込み隙間２４は、第１被結合部品２８の板厚と略同一とされていることから、繊維強化樹脂部品１０と第１被結合部品２８とを接合する際は、繊維強化樹脂部品１０の突起部１４を第１被結合部品２８の切欠き部３４内にセットすることで、第１被結合部品２８は繊維強化樹脂部品１０の接合面１２とフランジ２０の側面２２とに挟み込まれる。つまり、繊維強化樹脂部品１０へ接合時に第１被結合部品２８を仮固定することが可能となる。したがって、接合作業が容易になると共に、この仮固定の状態でフランジ２０を溶かすことで本固定をすることが可能となる。これにより、接合工程のさらなる短縮化を図ることが可能となる。さらに、第２被結合部品３０も第１被結合部品２８と同様の構成とされていることから、同様の効果を得ることができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、繊維強化樹脂部品１０の突起部１４が円柱状に形成されているが、これに限らず、角柱状やその他形状に形成されてもよい。また、複数の突起部１４が同一の形状とされているが、それぞれ異なる形状とされてもよい。この場合、切欠き部を突起部に対応してそれぞれ異なる形状にすることで、繊維強化樹脂部品１０と被結合部品２６との誤組みを防止することができる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、突起部１４の先端１８にはフランジ２０が設けられているが、これに限らず、球体やその他の形状等が設けられてもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、繊維強化樹脂部品１０の突起部１４及びこれに対応した被結合部品２６の切欠き部３４が２ヶ所に設けられているが、これに限らず、接合位置や部品の大きさに応じて適宜増やしても良い。
【００３９】
さらに、溝４４内における第１被結合部品２８の端部３２と第２被結合部品３０の端部３２との隙間４６を、要求される接合強度に応じて調整してもよい。具体的には、切欠き部３４の形状を端部３２に対して浅い位置で設定することで、突起部１４の根元部１６は端部３２に対し浅く収められる。したがって、根元部１６を介して向い合う第１被結合部品２８の端部３２と第２被結合部品３０の端部３２との隙間４６は大きくなる。そのため、端部３２の隙間が大きくなることで溶けた繊維強化樹脂の流入する量が増加するため、この流入する繊維強化樹脂と繊維強化樹脂部品１０の接合面１２との接触する面積が増加し、接合強度を上げることができる。
【００４０】
さらにまた、本実施形態では第１被結合部品２８と第２被結合部品３０が金属で構成された同じ部品とされているが、これに限らず、一例として一方が金属で構成されて他方が繊維強化樹脂で構成される等異なる構成としてもよい。また、第１被結合部品２８及び第２被結合部品３０が共に金属以外で構成されてもよい。さらに、第１被結合部品２８と第２被結合部品３０とは端部３２の形状のみが同様の形状とされ、それ以外の部位は異なる形状とされていてもよい。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４２】
１０   繊維強化樹脂部品
１２   接合面
１４   突起部
１６   根元部
１８   先端
２０   フランジ（先端部）
２８   第１被結合部品
３０   第２被結合部品
３２   端部
３４   切欠き部
３６   段違い部
【図１】
2015085664.tif 000003
【図２】
2015085664.tif 000004
【図３】
2015085664.tif 000005
【図４】
2015085664.tif 000006