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公開番号2025093259
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-23
出願番号2023221920
出願日2023-12-11
発明の名称接合構造体
出願人株式会社ジェイ・オー・エヌ・七二
代理人
主分類B29C 65/56 20060101AFI20250616BHJP(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】ボルトナット締め付け部分のクリープを抑制できる接合構造体を提供する。
【解決手段】FRP成形体4と金属部材5をボルト1及びナット7で接合した接合構造体において、FRP成形体4に設けられたボルト孔に金属管6が挿入され、金属管6はボルト締めにより座屈することなく長さ方向に圧縮変形されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくともＦＲＰ構造体及び他の構造体を有し、それらをボルト及びナットで接合した接合構造体において、
前記ＦＲＰ構造体に設けられたボルト孔に金属管が挿入されており、前記金属管はボルト締めにより座屈することなく長さ方向に圧縮変形されていることを特徴とする接合構造体。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記金属管が前記ＦＲＰ構造体のボルト孔と前記他の構造体のボルト孔に跨って挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の接合構造体。
【請求項３】
前記他の構造体は、その材質がプラスチック、ＦＲＰ又は金属であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接合構造体。
【請求項４】
前記ボルト及びナットは一対の金属ワッシャーを備えていることを特徴とする請求項１に記載の接合構造体。
【請求項５】
ボルト孔を設けたディスク状補強材が前記ＦＲＰ構造体の表面に貼付けられていることを特徴とする請求項１に記載の接合構造体。
【請求項６】
前記金属管はＡＩＳＩ規格のＡＩＳＩ３０４ステンレス鋼又はＡＩＳＩ３１６ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１に記載の接合構造体。
【請求項７】
前記金属管の側面に複数のスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の接合構造体。
【請求項８】
前記スリットの形状が丸型又は角型であり、千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項７に記載の接合構造体。
【請求項９】
前記スリットが細長の形状を有しており、前記金属管の長手方向に対して傾斜する角度を持って配列されていることを特徴とする請求項７に記載の接合構造体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＲＰ成形体とＦＲＰ成形体または金属部材とをボルト及びナットで接合した接合構造体に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）は、金属材料に比べて軽量かつ強度が高い材料即ち比強度の高い材料である。ＦＲＰに使用される補強繊維はガラス繊維や炭素繊維のほか、用途によってはアラミド繊維も使われる。ＦＲＰの製法として細かく切断したガラス繊維を均一にまぶす方法やガラス繊維や炭素繊維に樹脂を浸透させる方法等がある。繊維強化プラスチックのマトリックスには、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂が使われることが多い。
【０００３】
ＦＲＰの製造方法としては、ハンドレイアップ法、スプレーアップ法、ＳＭＣ（ＳｈｅｅｔＭｏｌｄｉｎｇＣｏｍｐｏｕｎｄ）プレス法、インジェクションを利用した樹脂高圧注入技術によるＲＴＭ（ＲｅｓｉｎＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｌｄｉｎｇ）法、オートクレーブ法等があり、高品質製品が製作できる段階にある。
【０００４】
最近では、社会インフラ設備の変遷があり、風力発電など採用する発電方式の変化による設備大型化や電車、自動車、飛行機の輸送設備の燃費向上のための大型薄肉軽量化等のニーズが高まっている。大型化に伴いボルトとナット接合リベット接合等の信頼性向上が望まれている。ＦＲＰ成形体の軽量・薄肉化の要望が高まる中、ボルト締め部やリベット接合部における割れ発生と割れの進展を抑制する技術が望まれており、この対処法は提案されている（特許文献１）。
【０００５】
一方、ボルト締めによるＦＲＰと金属の結合やＦＲＰとＦＲＰの接合の際のボルトとナット締め付け部の緩みの抑制が古くからの課題である。
耐食性環境で使われることが多いＦＲＰ成形体とステンレス鋼からなるボルトナットによる結合において、締め付け部の緩みは、ステンレスボルトとＦＲＰのクリープ現象に起因するといわれてきた。
【０００６】
金属材料のクリープ破壊の考え方について、金属材料を室温で使用する場合には、普通降伏強さを設計の基準として、これに適当な安全率を乗じて用いればたいして心配はいらないとされている（非特許文献１）。また各種ステンレスについては既に高温クリープ挙動が解明されており（非特許文献２）、室温程度では、クリープ現象は少ない。これに対し樹脂やＦＲＰではクリープ現象の影響は無視できない。
【０００７】
ＦＲＰは薄いと強度が不足し亀裂が入りやすくなるためその防止策とＦＲＰ成形体の接合部におけるクリープ抑制技術が現状の課題である。すでにボルト締め穴周辺、あるいはその他の目的であけられた穴周辺に過大な応力が加わるおそれがある部分を補強する簡易補強材としてディスク状補強材ワッペン（特許文献１）が提案されているが、クリープが問題になるような接合部のクリープ対策の必要性が増している。
【０００８】
１９８０年以降に日本で公開された文献を調べると、モータ用防振マウント構造として金属ボルトと異形状金属ナットを用いて、異形状にすることで樹脂プレートを支える構造にして、金属同士の締め付けによりクリープを抑制している構造が知られている（特許文献２）。さらに、車両用ドアハンドル装置構造についても同様に異形状金属ナットを用いて樹脂製のプレートを保持し支える特殊形状構造して、金属同士の締め付けによりクリープを抑制している構造が知られている（特許文献３）。また、工業的な実用面では、金属及び樹脂に関してボルトナット締めの既定のトルクが推奨されている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第７１９００８７号公報
特開２０１０―５４０３６号公報
特開特開２０１５―１９６９８５号公報
【非特許文献】
【００１０】
矢島悦次郎、市川理衛、古沢浩一共著：若い技術者のための機械・金属材料，丸善株式会社，昭和５０年４月１０日，Ｐ６１
植松美博，飯泉省三，星野和夫：日新製鋼技報Ｎｏ．４１、ｐ６５‐８１
日東製作所日東トルクハンドブック（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｔｏｈｎｉｃｈｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｄｏｗｎｌｏａｄ＿ｓｅｒｖｉｃｅｓシャープｔｙｐｅ＿５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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