特許ウォッチ

公開番号2024156624
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-06
出願番号2024068938,2023555507
出願日2024-04-22,2023-04-24
発明の名称接合構造体の製造方法
出願人第一電通株式会社
代理人弁理士法人ぱてな
主分類B29C 65/72 20060101AFI20241029BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】強度の向上を実現可能な接合構造体を提供する。
【解決手段】接合構造体の製造方法は、セット工程において、キャビティ内に第1、2プリプレグ11f、11sを設ける。第1、2プリプレグ11f、11sは、第1炭素繊維の延びる第1方向と第2炭素繊維の延びる第2方向とが交差し、第1方向及び第2方向と直交する第3方向に特定範囲SAで重なる。型締め工程では、セット工程後、第1型と第2型とを型締めする。穴開け工程では、特定範囲SAに対してニードルを先端部から第3方向に進入させ、ニードル27で接続穴51aを形成する。射出工程では、キャビティ内に射出材料を射出して構造体51を成形する。接合工程では、構造体51と、相手材61とをリベット71によって接合して接合構造体81とする。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
第１熱可塑性樹脂からなる第１母材内に１方向のみに延びる複数本の第１炭素繊維を有し、前記第１炭素繊維の延びる第１方向に長いロッド状の第１プリプレグと、第２熱可塑性樹脂からなる第２母材内に１方向のみに延びる複数本の第２炭素繊維を有し、前記第２炭素繊維の延びる第２方向に長いロッド状の第２プリプレグと、第１型と、前記第１型とともにキャビティを形成する第２型と、尖った先端部を有するニードルと、第３熱可塑性樹脂を含み、前記キャビティ内に射出される射出材料とを準備する準備工程と、
前記キャビティ内に前記第１プリプレグを設けるとともに、前記第１方向と前記第２方向とが交差する特定範囲において、前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向で重なるように、前記キャビティ内に前記第１プリプレグを設けるセット工程と、
前記セット工程後、前記第１型と前記第２型とを型締めする型締め工程と、
前記型締め工程中又は前記型締め工程後、前記特定範囲に対して前記ニードルを前記先端部から前記第３方向に進入させ、前記ニードルで接続穴を形成する穴開け工程と、
前記穴開け工程中又は前記穴開け工程後、前記キャビティ内に前記射出材料を射出して構造体を成形する射出工程と、
前記構造体と、相手材とをリベットによって接合して接合構造体とする接合工程とを備え、
前記第３熱可塑性樹脂は、前記第１熱可塑性樹脂及び前記第２熱可塑性樹脂よりも融点が高く、
前記射出工程では、前記接続穴に前記ニードルを残しつつ前記射出材料を射出することを特徴とする接合構造体の製造方法。
続きを表示（約 150 文字）【請求項２】
前記相手材は前記接続穴と整合する挿入穴を有し、
前記リベットは、第５熱可塑性樹脂からなる第５母材内に１方向に延びる複数本の第５炭素繊維を有する請求項１記載の接合構造体の製造方法。
【請求項３】
前記ニードルを前記リベットとする請求項２記載の接合構造体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は接合構造体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の接合構造体が開示されている。この接合構造体は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる母材内に炭素繊維を有する２枚のＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）製の構造体がリベットによって接合されている。
【０００３】
ＣＦＲＰ製の構造体は、金属製の構造体と比較し、軽量でありながら高強度である他、疲労特性や腐食性に優れている。特に、ＣＦＲＰ製の複数の構造体がリベットによって接合された接合構造体は、接着剤を用いる必要がないことから、接合時間の短縮、低コストの他、高い耐久性等の長所を発揮する。このため、接合構造体は、自動車等の分野において、部品等への適用が広く期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開２０１２／１１７７３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の接合構造体は、２枚の構造体をリベットによって打ち抜くことによって得られることから、各構造体中の炭素繊維がリベットによって切断され易く、構造体の接合面に沿った方向の引張強度が損なわれる。
【０００６】
特に、第１構造体中の炭素繊維が第１方向に延び、第２構造体中の炭素繊維が第１方向と直交等、交差する第２方向に延び、これら第１構造体と第２構造体とを上記のように接合した接合構造体では、第１構造体中の炭素繊維がリベットが貫設する接合穴によって第１方向で切断され易いとともに、第２構造体中の炭素繊維も同じ接合穴によって第２方向で切断され易い。このため、接合構造体は、引張強度が第１方向及び第２方向で低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、強度の向上を実現可能な接合構造体を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の接合構造体の製造方法は、第１熱可塑性樹脂からなる第１母材内に１方向のみに延びる複数本の第１炭素繊維を有し、前記第１炭素繊維の延びる第１方向に長いロッド状の第１プリプレグと、第２熱可塑性樹脂からなる第２母材内に１方向のみに延びる複数本の第２炭素繊維を有し、前記第２炭素繊維の延びる第２方向に長いロッド状の第２プリプレグと、第１型と、前記第１型とともにキャビティを形成する第２型と、尖った先端部を有するニードルと、第３熱可塑性樹脂を含み、前記キャビティ内に射出される射出材料とを準備する準備工程と、
前記キャビティ内に前記第１プリプレグを設けるとともに、前記第１方向と前記第２方向とが交差する特定範囲において、前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向で重なるように、前記キャビティ内に前記第１プリプレグを設けるセット工程と、
前記セット工程後、前記第１型と前記第２型とを型締めする型締め工程と、
前記型締め工程中又は前記型締め工程後、前記特定範囲に対して前記ニードルを前記先端部から前記第３方向に進入させ、前記ニードルで接続穴を形成する穴開け工程と、
前記穴開け工程中又は前記穴開け工程後、前記キャビティ内に前記射出材料を射出して構造体を成形する射出工程と、
前記構造体と、相手材とをリベットによって接合して接合構造体とする接合工程とを備え、
前記第３熱可塑性樹脂は、前記第１熱可塑性樹脂及び前記第２熱可塑性樹脂よりも融点が高く、
前記射出工程では、前記接続穴に前記ニードルを残しつつ前記射出材料を射出することを特徴とする。
【０００９】
穴開け工程を常温で行うことが好ましい。
【００１０】
穴開け工程では、特定範囲の第１熱可塑性樹脂及び第２熱可塑性樹脂が軟化するように加熱することが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許