(57)【要約】【課題】結合手段における炭素繊維強化樹脂材と被結合部材とを貫通する貫通部の結合方向の線膨張量と、炭素繊維強化樹脂材と被結合部材との結合部における結合方向の線膨張量と、の差を容易に低減する。【解決手段】炭素繊維強化樹脂材１０は、第１積層部３０、３２と、第１積層部３０、３２の積層面３０Ａ、３２Ａと直交する方向の積層構造とされた第２積層部３４と、を重ねた３層構造となっている。ブラケット１２とボルト１４との材質が同じ（線膨張率が等しい、α３＝α４）場合には、第１積層部３０、３２の線膨張率がα１で、第１積層部３０、３２の板厚（Ｔ１＋Ｔ２）と第２積層３４の板厚Ｔ３との割合をＴ３＝（α１／α３−１）（Ｔ１＋Ｔ２）とすることによって、温度変化による、ボルト１４の貫通部１４Ｂの長さの変化量と、結合部における炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との長さの変化量とが同等になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維強化樹脂材と被結合部材とを結合手段によって結合した炭素繊維強化樹脂材の結合構造であって、
前記炭素繊維強化樹脂材は、第１積層部と、前記第１積層部の炭素繊維面方向と直交する炭素繊維面方向とされた第２積層部と、を重ねることで、温度変化による重ね合わせ方向の線膨張量を小さくしたことを特徴とする炭素繊維強化樹脂材の結合構造。
【請求項２】
前記結合手段は前記炭素繊維強化樹脂材と前記被結合部材とを貫通し双方を結合しており、温度変化による前記結合部材の貫通部の線膨張量に、前記結合部における前記炭素繊維強化樹脂材の線膨張量と前記被結合部材の線膨張量との和が近づくように前記第１積層部の板厚と前記第２積層部の板厚を調節したことを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維強化樹脂材の結合構造。
【請求項３】
前記結合手段は前記炭素繊維強化樹脂材と前記被結合部材とを貫通し双方を結合しており、温度変化による前記結合部材の貫通部の線膨張量と、前記結合部における前記炭素繊維強化樹脂材の線膨張量と前記被結合部材の線膨張量との和とが同等となるように前記第１積層部の板厚と前記第２積層部の板厚を調節したことを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維強化樹脂材の結合構造。
【請求項４】
前記炭素繊維強化樹脂材は、２つの前記第１積層部の間に前記第２積層部を挟んだ奇数層構造であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の炭素繊維強化樹脂材の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭素繊維強化樹脂材の結合構造に係り、特に、炭素繊維強化樹脂材に被結合部材をボルト等によって結合する炭素繊維強化樹脂材の結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボルトまたはネジを使用した部材の結合構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、薄板をボルトまたはネジで基板に締結している。また、ボルトまたはネジの線膨張係数と薄板の線膨張係数が見かけ上同じになるように、ボルトまたはネジの頭部と薄板との間に別の薄板を介在させている。
【特許文献１】特開平３−２８８００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の結合構造では、ボルトまたはネジの線膨張係数と薄板の線膨張係数が見かけ上同じになるよう、所定の熱膨張率や強度を有する別の薄板を選定する必要がある。この結果、薄板が金属で、基材が炭素繊維強化樹脂材の場合には、両者の線膨張係数の違いが大きく別の薄板を選定することが極めて難しい。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、結合手段における炭素繊維強化樹脂材と被結合部材とを貫通する貫通部の結合方向の線膨張量と、炭素繊維強化樹脂材と被結合部材との結合部における結合方向の線膨張量と、の差を容易に低減できる炭素繊維強化樹脂材の結合構造を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の本発明の炭素繊維強化樹脂材の結合構造は、炭素繊維強化樹脂材と被結合部材とを結合手段によって結合した炭素繊維強化樹脂材の結合構造であって、前記炭素繊維強化樹脂材は、第１積層部と、前記第１積層部の炭素繊維面方向と直交する炭素繊維面方向とされた第２積層部と、を重ねることで、温度変化による重ね合わせ方向の線膨張量を小さくしたことを特徴とする。
【０００６】
炭素繊維強化樹脂材は、第１積層部と、第１積層部の炭素繊維面方向と直交する炭素繊維面方向とされた第２積層部とを重ねて構成されている。この結果、被結合部材との重ね合わせ方向において、第１積層部の線膨張率と第２積層部の線膨張率との差が大きくなる。従って、第１積層部の板厚と第２積層の板厚との割合によって、炭素繊維強化樹脂材の温度変化による重ね合わせ方向の線膨張量が小さくなる。
【０００７】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の炭素繊維強化樹脂材の結合構造において、前記結合手段は前記炭素繊維強化樹脂材と前記被結合部材とを貫通し双方を結合しており、温度変化による前記結合部材の貫通部の線膨張量に、前記結合部における前記炭素繊維強化樹脂材の線膨張量と前記被結合部材の線膨張量との和が近づくように前記第１積層部の板厚と前記第２積層部の板厚を調節したことを特徴とする。
【０００８】
第１積層部の板厚と第２積層の板厚との割合によって、炭素繊維強化樹脂材の温度変化による重ね合わせ方向の線膨張量を調節することで、温度変化による炭素繊維強化樹脂材と被結合部材とを貫通し双方を結合する結合手段の貫通部の結合方向の線膨張量に、結合部における炭素繊維強化樹脂材の線膨張量と被結合部材の線膨張量との和が近づく。
【０００９】
請求項３記載の本発明は、請求項１記載の炭素繊維強化樹脂材の結合構造において、前記結合手段は前記炭素繊維強化樹脂材と前記被結合部材とを貫通し双方を結合しており、温度変化による前記結合部材の貫通部の線膨張量と、前記結合部における前記炭素繊維強化樹脂材の線膨張量と前記被結合部材の線膨張量との和とが同等となるように前記第１積層部の板厚と前記第２積層部の板厚を調節したことを特徴とする。
【００１０】
第１積層部の板厚と第２積層の板厚との割合によって、炭素繊維強化樹脂材の温度変化による重ね合わせ方向の線膨張量を調節することで、温度変化による結合部材の貫通部の線膨張量と、結合部における炭素繊維強化樹脂材の線膨張量と被結合部材の線膨張量との和とが同等となる。
【００１１】
請求項４記載の本発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の炭素繊維強化樹脂材の結合構造において、前記炭素繊維強化樹脂材は、２つの前記第１積層部の間に前記第２積層部を挟んだ奇数層構造であることを特徴とする。
【００１２】
炭素繊維強化樹脂材が２つの第１積層部の間に第２積層部を挟んだ奇数層構造であるため、炭素繊維強化樹脂材の表面と裏面との双方が、結合手段によって被結合部材を結合する際に局部変形し難い炭素繊維面となる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の本発明の炭素繊維強化樹脂材の結合構造は、結合手段における炭素繊維強化樹脂材と被結合部材とを貫通する貫通部の結合方向の線膨張量と、炭素繊維強化樹脂材と被結合部材との結合部における結合方向の線膨張量と、の差を容易に低減できる。
【００１４】
請求項２記載の本発明の炭素繊維強化樹脂材の結合構造は、結合手段における炭素繊維強化樹脂材と被結合部材とを貫通する貫通部の結合方向の線膨張量と、炭素繊維強化樹脂材と被結合部材との結合部における結合方向の線膨張量と、の差を容易に低減できる。
【００１５】
請求項３記載の本発明の炭素繊維強化樹脂材の結合構造は、結合手段における炭素繊維強化樹脂材と被結合部材とを貫通する貫通部の結合方向の線膨張量と、炭素繊維強化樹脂材と被結合部材との結合部における結合方向の線膨張量と、の差を容易に低減できる。
【００１６】
請求項４記載の本発明の炭素繊維強化樹脂材の結合構造は、被結合部材を結合手段によって炭素繊維強化樹脂材の炭素繊維面に確実に結合できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の第１実施形態に係る炭素繊維強化樹脂材の結合構造について、図１〜図３に基づいて説明する。
【００１８】
図１には本実施形態における炭素繊維強化樹脂材の結合構造の図２の１−１断面線に沿った拡大断面図が示されている。また、図２には本実施形態における炭素繊維強化樹脂材の結合構造の斜視図が示されており、図３には本実施形態における炭素繊維強化樹脂材の結合構造の分解斜視図が示されている。
【００１９】
図２に示される如く、本実施形態における炭素繊維強化樹脂材１０は自動車のダッシュパネル等を構成する板状とされており、炭素繊維強化樹脂材１０の上面１０Ａには、被結合部材としてのブラケット１２が、結合手段としてのボルト１４によって結合されている。なお、ブラケット１２は金属（スチール、アルミ等）で構成されおり、ボルト１４は金属（スチール等）で構成された軸状部材である。
【００２０】
図３に示される如く、ブラケット１２の結合部１２Ａは矩形板状となっている。また、ブラケット１２の結合部１２Ａの中央部には取付孔１６が穿設されており、取付孔１６は円孔となっている。一方、炭素繊維強化樹脂材１０には取付孔２０が穿設されており、取付孔２０も円孔となっている。
【００２１】
図１に示される如く、ボルト１４の螺子部１４Ａは、ブラケット１２の結合部１２Ａの取付孔１６と、炭素繊維強化樹脂材１０の取付孔２０を貫通しており、ボルト１４の螺子部１４Ａには炭素繊維強化樹脂材１０の裏面１０Ｂ側からナット２２が螺合されている。
【００２２】
ブラケット１２の結合部１２Ａは炭素繊維強化樹脂材１０の上面１０Ａに接合されている。また、ボルト１４の頭部１４Ｃはブラケット１２の結合部１２Ａの上面１２Ｂに当たっており、ナット２２は炭素繊維強化樹脂材１０の裏面１０Ｂに当たっている。即ち、ブラケット１２の結合部１２Ａは炭素繊維強化樹脂材１０にボルト１４とナット２２とによって結合されている。
【００２３】
炭素繊維強化樹脂材１０の板厚はＣ１となっており、ブラケット１２の結合部１２Ａの板厚はＢ１となっている。また、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂ、即ち、ボルト１４の頭部１４Ｃとナット２２との間となる部位の長さはＮ１となっている。
【００２４】
炭素繊維強化樹脂材１０は、上側の第１積層部３０と下側の第１積層部３２との間に第２積層部３４を挟んだ３層構造となっている。また、上側の第１積層部３０と下側の第１積層部３２は、紙面上下方向（図１の矢印Ｗ方向）に積層された積層構造となっており、上側の第１積層部３０の炭素繊維面３０Ａ方向と、下側の第１積層部３２の炭素繊維面３２Ａは、それぞれ矢印Ｗと直交する方向となっている。一方、第２積層部３４は、紙面左右方向（図１の矢印Ｖ方向）に積層された積層構造となっており、第２積層部３４の炭素繊維面３４Ａは矢印Ｖと直交する方向となっている。従って、第２積層部３４は、第１積層部３０、３２の炭素繊維面３０Ａ、３２Ａの方向と直交する方向の炭素繊維面３４Ａを有する積層構造となっている。
【００２５】
上側の第１積層部３０の板厚はＴ１となっており、下側の第２積層部３２の板厚はＴ２となっている。また、第２積層部３４の板厚はＴ３となっており、炭素繊維強化樹脂材１０の板厚Ｃ１は、Ｃ１＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３となっている。また、ボルト１４とナット２２とによる結合部の全板厚ＴはＴ＝Ｃ１＋Ｂ１となっている。
【００２６】
従って、炭素繊維強化樹脂材１０における上下の第１積層部３０、３２の板厚（Ｔ１＋Ｔ２）と、第２積層部３４の板厚Ｔ３との割合を調節することで、温度変化Δｔに対する炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との結合部の長さ（Ｃ１＋Ｂ１）の変化量Δ（Ｃ１＋Ｂ１）と、温度変化Δｔに対するボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの長さ（Ｎ１）の変化量Δ（Ｎ１）との差を低減することができるようになっている。
【００２７】
この点について、次に説明する。
【００２８】
炭素繊維強化樹脂材１０の第１積層部３０、３２は紙面上下方向（図１の矢印Ｗ方向）の熱膨張率が、スチール、アルミ等の金属の熱膨張率に比べて大きくなっており、炭素繊維面３０Ａ、３２Ａの面内方向（図１の矢印Ｖ方向）の熱膨張率が、スチール、アルミ等の金属に比べて非常に小さく略０となっている。また、炭素繊維強化樹脂材１０の第２積層部３４は紙面左右方向（図１の矢印Ｖ方向）の熱膨張率が、スチール、アルミ等の金属の熱膨張率に比べて大きくなっており、炭素繊維面３４Ａの面内方向（図１の矢印Ｗ方向）の熱膨張率が、スチール、アルミ等の金属に比べて非常に小さく略０となっている。
【００２９】
従って、温度変化Δｔに対する炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との結合部の長さ（Ｃ１＋Ｂ１）の変化量Δ（Ｃ１＋Ｂ１）は、炭素繊維強化樹脂材１０の第１積層部３０、３２の重ね合わせ方向（図１の矢印Ｗ方向）の線膨張率をα１、第２積層部３４の重ね合わせ方向（図１の矢印Ｗ方向）の線膨張率をα２、ブラケット１２の線膨張率をα３とすると、
Δ（Ｃ１＋Ｂ１）＝Δ（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｂ１）-＝（Ｔ１＋Ｔ２）・Δｔ・α１＋Ｔ３・Δｔ・α２＋Ｂ１・Δｔ・α３となる。
【００３０】
ここで、第２積層部３４の線膨張率α２は、炭素繊維強化樹脂材の炭素繊維面に沿った方向（図１の矢印Ｗ方向）になっており略０となるため、α２＝０とする。
【００３１】
この結果、Δ（Ｃ１＋Ｂ１）＝（Ｔ１＋Ｔ２）・Δｔ・α１＋Ｂ１・Δｔ・α３となる。
【００３２】
一方、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの長さ（Ｎ１）の変化量Δ（Ｎ１）は、ボルト１４の線膨張率をα４とすると、
Δ（Ｎ１）＝Ｎ１・Δｔ・α４となる。
【００３３】
ここで、ブラケット１２とボルト１４との材質が同じ（線膨張率が等しい、α３＝α４）場合には、
Δ（Ｎ１）＝Ｎ１・Δｔ・α３となる。
【００３４】
この結果、Δ（Ｃ１＋Ｂ１）＝Δ（Ｎ１）となるためには、
（Ｔ１＋Ｔ２）・Δｔ・α１＋Ｂ１・Δｔ・α３＝Ｎ１・Δｔ・α３
となり、
Ｎ１＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｂ１であるから
（Ｔ１＋Ｔ２）・Δｔ・α１＋Ｂ１・Δｔ・α３＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｂ１）・Δｔ・α３となり、
（Ｔ１＋Ｔ２）・α１＋Ｂ１・α３＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｂ１）・α３
（Ｔ１＋Ｔ２）・（α１／α３）＝（Ｔ１＋Ｔ２）＋Ｔ３
Ｔ３-＝（α１／α３）（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ１＋Ｔ２）-
Ｔ３＝（α１／α３−１）（Ｔ１＋Ｔ２）
となる。
【００３５】
従って、この条件を満たすように、第１積層部３０、３２の板厚Ｔ１、Ｔ２と第２積層部３４の板厚Ｔ３を調節することで、ボルト１４の結合部における炭素繊維強化樹脂材１０の線膨張量とブラケット１２の結合部１２Ａの線膨張量との和を小さくし、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの線膨張量に近づけ、同等にできようになっている。
【００３６】
より具体的に説明すると、例えば、第１積層部３０、３２の線膨張率α１が、ブラケット１２とボルト１４の線膨張率α３（α３＝α４）の４倍であれば、
Ｔ３＝３（Ｔ１＋Ｔ２）
となり、この条件を満たすように、第１積層部３０、３２の板厚Ｔ１、Ｔ２と第２積層部３４の板厚Ｔ３を調節することで、ボルト１４の結合部における炭素繊維強化樹脂材１０の線膨張量とブラケット１２の結合部１２Ａの線膨張量との和を、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの線膨張量と同等にできようになっている。
【００３７】
一方、ブラケット１２とボルト１４との材質が異なり（例えば、ブラケット１２がアルミ、ボルト１４がスチール）、線膨張率α３と線膨張率α４とが異なる場合には、
Δ（Ｃ１＋Ｂ１）＝Δ（Ｎ１）から、
（Ｔ１＋Ｔ２）・Δｔ・α１＋Ｂ１・Δｔ・α３＝Ｎ１・Δｔ・α４
となり、Ｎ１＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｂ１であるから
（Ｔ１＋Ｔ２）・Δｔ・α１＋Ｂ１・Δｔ・α３＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｂ１）・Δｔ・α４となり、
（Ｔ１＋Ｔ２）・α１＋Ｂ１・α３＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｂ１）・α４
（Ｔ１＋Ｔ２）・（α１／α４）＋Ｂ１・（α３／α４）＝（Ｔ１＋Ｔ２）＋Ｔ３＋Ｂ１
Ｔ３-＝（α１／α４−１）・（Ｔ１＋Ｔ２）＋（α３／α４−１）・Ｂ１-
となる。
【００３８】
従って、この条件を満たすように、第１積層部３０、３２の板厚Ｔ１、Ｔ２と第２積層部３４の板厚Ｔ３とブラケット１２の結合部１２Ａの板厚Ｂ１とを調節することで、ボルト１４の結合部における炭素繊維強化樹脂材１０の線膨張量とブラケット１２の結合部１２Ａの線膨張量との和を、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの線膨張量と同等にできようになっている。
【００３９】
より具体的に説明すると、例えば、第１積層部３０、３２の線膨張率α１がボルト１４のブラケット１２の線膨張率α３の４倍であり、ブラケット１２の線膨張率α３がボルト１４の線膨張率α４の２倍でれば、
Ｔ３＝３（Ｔ１＋Ｔ２）＋Ｂ１
となり、この条件を満たすように、第１積層部３０、３２の板厚Ｔ１、Ｔ２と第２積層部３４の板厚Ｔ３とブラケット１２の結合部１２Ａの板厚Ｂ１とを調節することで、ボルト１４の結合部における炭素繊維強化樹脂材１０の線膨張量とブラケット１２の結合部１２Ａの線膨張量との和を、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの線膨張量と同等にできようになっている。
【００４０】
この結果、温度変化による、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの長さ（Ｎ１）の変化量Δ（Ｎ１）と、結合部における炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との長さ（Ｃ１＋Ｂ１）の変化量Δ（Ｃ１＋Ｂ１）とが同等になるようになっている。
【００４１】
このため、ボルト１４による炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との結合部に、低温と高温との環境変化によって発生するボルト１４の緩みや締結力超過を防止できるようになっている。
【００４２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４３】
本実施形態では、炭素繊維強化樹脂材１０は、積層構造とされた第１積層部３０、３２と、第１積層部３０、３２の炭素繊維面３０Ａ、３２Ａと直交する方向の積層構造とされた第２積層部３４と、を交互に重ねた３層構造となっている。このため、第１積層部３０、３の線膨張率α１と第２積層部３４の線膨張率をα２との差が大きくなっている。
【００４４】
従って、Ｔ３-＝（α１／α４−１）・（Ｔ１＋Ｔ２）＋（α３／α４−１）・Ｂ１
の条件を満たすように、第１積層部３０、３２の板厚Ｔ１、Ｔ２と第２積層部３４の板厚Ｔ３とブラケット１２の板厚Ｂ１を調節することで、温度変化による、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの長さ（Ｎ１）の変化量Δ（Ｎ１）と、結合部における炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との長さ（Ｃ１＋Ｂ１）の変化量Δ（Ｃ１＋Ｂ１）とを容易に同等にできる。
【００４５】
例えば、ブラケット１２とボルト１４との材質が同じ（線膨張率が等しいα３＝α４）場合には、第１積層部３０、３２の板厚（Ｔ１＋Ｔ２）と第２積層３４の板厚Ｔ３との割合をＴ３＝（α１／α３−１）（Ｔ１＋Ｔ２）とすることによって、温度変化による、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの長さ（Ｎ１）の変化量Δ（Ｎ１）と、結合部における炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との長さ（Ｃ１＋Ｂ１）の変化量Δ（Ｃ１＋Ｂ１）とが同等になる。
【００４６】
更に、第１積層部３０、３２の線膨張率をα１がブラケット１２の線膨張率α３の４倍であれば、Ｔ３＝３（Ｔ１＋Ｔ２）の条件を満たすように、第１積層部３０、３２の板厚Ｔ１、Ｔ２と第２積層部３４の板厚Ｔ３を調節することで、温度変化による、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの長さ（Ｎ１）の変化量Δ（Ｎ１）と、結合部における炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との長さ（Ｃ１＋Ｂ１）の変化量Δ（Ｃ１＋Ｂ１）とが同等になる。
【００４７】
一方、ブラケット１２とボルト１４との材質が異なり（例えば、ブラケット１２がアルミ、ボルト１４がスチール）、第１積層部３０、３２の線膨張率α１がブラケット１２の線膨張率α３の４倍であり、且つ、ブラケット１２の線膨張率α３がボルト１４の線膨張率α４の２倍でれば、Ｔ３＝３（Ｔ１＋Ｔ２）＋Ｂ１の条件を満たすように、第１積層部３０、３２の板厚Ｔ１、Ｔ２と第２積層部３４の板厚Ｔ３とブラケット１２の結合部１２Ａの板厚Ｂ１を調節することで、温度変化による、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの長さ（Ｎ１）の変化量Δ（Ｎ１）と、結合部における炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との長さ（Ｃ１＋Ｂ１）の変化量Δ（Ｃ１＋Ｂ１）とが同等になる。
【００４８】
このため、本実施形態では、ボルト１４による炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との結合部に、低温と高温との環境変化によって発生するボルト１４の緩みや締結力超過を防止できる。
【００４９】
また、本実施形態では、炭素繊維強化樹脂材１０が第１積層部３０、３２の間に第２積層部３４を挟んだ３層構造である。この結果、炭素繊維強化樹脂材１０の表面１０Ａと裏面１０Ｂとの双方が、ボルト１４とナット２２によって炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２とを結合する際に局部変形し難い炭素繊維面３０Ａ、炭素繊維面３２Ａとなる。このため、ブラケット１２を炭素繊維強化樹脂材１０にボルト１４とナット２２とによって確実に結合できる。
【００５０】
本発明の第２実施形態に係る炭素繊維強化樹脂材の結合構造について、図４に基づいて説明する。
【００５１】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
図４には本実施形態における炭素繊維強化樹脂材の結合構造の図１に対応する断面図が示されている。図４に示される如く、本実施形態では、炭素繊維強化樹脂材１０が、上側の第１積層部３０と中間の第１積層部３６（板厚Ｔ４）との間に上側の第２積層部３４を挟み、中間の第１積層部３６と下側の第１積層部３２との間に下側の第２積層部３８（板厚Ｔ５）を挟んだ５層構造となっている。
【００５３】
従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。例えば、ブラケット１２とボルト１４との材質が同じで（α３＝α４）、且つ、第１積層部３０、３２の線膨張率をα１がブラケット１２の線膨張率α３の４倍であれば、Ｔ３＋Ｔ５＝３（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）の条件を満たすように、第１積層部３０、３２、３６の板厚Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４と第２積層部３４、３８の板厚Ｔ３、Ｔ５を調節することで、温度変化による、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの長さ（Ｎ１）の変化量Δ（Ｎ１）と、結合部における炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との長さ（Ｃ１＋Ｂ１）の変化量Δ（Ｃ１＋Ｂ１）とを容易に同等にできる。
【００５４】
この結果、ボルト１４による炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との結合部に、低温と高温との環境変化によって発生するボルト１４の緩みや締結力超過を防止できる。
【００５５】
また、本実施形態では、炭素繊維強化樹脂材１０が上側の第１積層部３０と中間の第１積層部３６との間に上側の第２積層部３４を挟み、中間の第１積層部３６と下側の第１積層部３２との間に下側の第２積層部３８を挟んだ５層構造である。この結果、炭素繊維強化樹脂材１０の表面１０Ａと裏面１０Ｂとの双方が、ボルト１４とナット２２によって炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２とを結合する際に局部変形し難い炭素繊維面３０Ａ、炭素繊維面３２Ａとなる。このため、ブラケット１２を炭素繊維強化樹脂材１０にボルト１４とナット２２とによって確実に結合できる。
【００５６】
本発明の第３実施形態に係る炭素繊維強化樹脂材の結合構造について、図５に基づいて説明する。
【００５７】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
図５には本実施形態における炭素繊維強化樹脂材の結合構造の図１に対応する断面図が示されている。図５に示される如く、本実施形態では、炭素繊維強化樹脂材１０が、上側の第１積層部３０と下側の第２積層部３４との２層構造となっている。
【００５９】
従って、本実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。例えば、ブラケット１２とボルト１４との材質が同じで（α３＝α４）、且つ、第１積層部３０、３２の線膨張率をα１がブラケット１２の線膨張率α３の４倍であれば、Ｔ３＝３Ｔ１の条件を満たすように、第１積層部３０の板厚Ｔ１と第２積層部３４の板厚Ｔ３を調節することで、温度変化による、ボルト１４の螺子部１４Ａにおける貫通部１４Ｂの長さ（Ｎ１）の変化量Δ（Ｎ１）と、結合部における炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との長さ（Ｃ１＋Ｂ１）の変化量Δ（Ｃ１＋Ｂ１）とを容易に同等にできる。
【００６０】
この結果、ボルト１４による炭素繊維強化樹脂材１０とブラケット１２との結合部に、低温と高温との環境変化によって発生するボルト１４の緩みや締結力超過を容易に防止できる。
【００６１】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記各実施形態では、炭素繊維強化樹脂材１０が３層構造、５層構造、２層構造について説明したが、炭素繊維強化樹脂材１０は７層構造等の他の奇数層構造であっても良いし、４層構造等の他の偶数層構造であっても良い。
【００６２】
また、上記各実施形態では被結合部材をブラケット１２としたが、被結合部材はブラケット１２に限定されず、機能部品等の他の被結合部材でも良い。
【００６３】
また、上記各実施形態では結合手段をボルト１４としたが、結合手段はボルト１４以外の締結部材や、リベット等の他の結合手段でも良い。
【００６４】
また、上記各実施形態ではブラケット１２をスチールまたはアルミとしたが、ブラケット１２は他の金属でも良く、金属以外の材質としても良い。
【００６５】
また、上記各実施形態ではボルト１４をスチールとしたが、ボルト１４は他の金属でも良く、金属以外の材質としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る炭素繊維強化樹脂材の結合構造の図２の１−１断面線に沿った拡大断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る炭素繊維強化樹脂材の結合構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る炭素繊維強化樹脂材の結合構造を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る炭素繊維強化樹脂材の結合構造を示す図１に対応する断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る炭素繊維強化樹脂材の結合構造を示す図１に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    炭素繊維強化樹脂材
１２    ブラケット（被結合部材）
１２Ａ    ブラケットの結合部
１４    ボルト（結合手段）
１４Ａ    ボルトの螺子部
１４Ｂ    ボルトの貫通部
１４Ｃ    ボルトの頭部
１６    取付孔
２０    取付孔
２２    ナット
３０    第１積層部
３０Ａ    第１積層部の炭素繊維面
３２    第１積層部
３２Ａ    第１積層部の炭素繊維面
３４    第２積層部
３４Ａ    第２積層部の炭素繊維面
３６    第１積層部
３８    第２積層部
【図１】
2007292106.tif 000003
【図２】
2007292106.tif 000004
【図３】
2007292106.tif 000005
【図４】
2007292106.tif 000006
【図５】
2007292106.tif 000007