JPH0649022U - 複合材の接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 型治具と接続継手の上からプリプレグを複数
枚管形状に重ね合わせこれを加熱、加圧、硬化させて一
体成形する際に、樹脂が軟化した状態で流れ出し、上記
環状溝に流れ込んでしまうことがない複合材の接合構造
を提供することにある。 【構成】 プリプレグ複合材を積層して管状に巻いてこ
れを加熱、加圧、硬化して複合材製管体１を成形し、こ
の管体１に挿入される挿入部１２ａを備えた接続継手１
２を設け、この接続継手１２の開口端側外周面に環状溝
１２ｂを設け、この環状溝１２ｂに嵌合した状態で、他
の管体と締結されるナット３を設け、接続継手１２の挿
入部１２ａと環状溝１２ｂとの間の外周面に環状突起２
０を設けて構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、プリプレグ複合材からなる管体と接続継手とを接続した複合材 の接合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、軽量化並びに高強度化などの目的で、エポキシ樹脂やポリエステル等 のプラスチックをマトリックスとしカーボン繊維やアラミド繊維或いはガラス繊 維等の強化材を加えた繊維強化プリプレグ複合材の開発がめざましく、これら複 合材を用いた各種製品のニーズが非常に高まって来ている。

【０００３】 図９に示すように、プリプレグを複数枚管状に巻いて重ね合わせ、これを加熱 、加圧、硬化して一体に成形された繊維強化プリプレグ複合材からなる管体１に は、他の金属配管等と接続するために、管形状の金属製の接続継手２が設けられ ている。この接続継手２は、繊維強化プリプレグ複合材の管体１の開口端部に挿 入される挿入部２ａと、他の管体と締結される締結部材としてのナット３が嵌合 する環状溝２ｂとからなる。

【０００４】 上記ナット３はその内周面に環状凸部３ａを有し、この環状凸部３ａが接続継 手２の環状溝２ｂに回転できるように嵌合されている。上記ナット３は、図示し ない他の配管のニップル等にねじ込まれるようになっている。

【０００５】 上記繊維強化プリプレグ複合材からなる管体１と接続継手２との接合方法は、 まず、型治具としての薄肉管形状のアルミチューブ４の開口端部に接続継手２の 内周に設けられた係合段部２ｃを接合する。そして、このアルミチューブ４と接 続継手２の上から複数枚のプリプレグを管状に巻いて重ね合わせこれを加熱、加 圧、硬化させて一体成形し管体１を形成する。

【０００６】 その後、上記アルミチューブ４をＮａＯＨ等の薬品により溶解して除去するこ とにより、繊維強化プリプレグ複合材からなる管体１と接続継手２とが接合され る。さらに、上記接続継手２の開口端の環状溝２ｂにナット３の環状凸部３ａが 嵌合され、接続継手２の先端開口部２ｄがかしめられ、ナット３が接続継手２に 回転可能に取り付けられる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前述した複合材の接合構造においては、アルミチューブ４と接続継 手２の上からプリプレグを複数枚管状に巻いて重ね合わせこれを加熱、加圧、硬 化させて一体成形し繊維強化プリプレグ複合材からなる管体１を得るが、管体１ の硬化中に、プリプレグの樹脂が軟化した状態で流れ出し、このプリプレグの樹 脂が上記環状溝２ｂに流れ込んでしまうなどの不具合があった。

【０００８】 この考案は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、 型治具と接続継手の上からプリプレグを複数枚管形状に重ね合わせこれを加熱、 加圧、硬化させて一体成形する際に、プリプレグの樹脂が軟化した状態で流れ出 し、上記環状溝に流れ込んでしまうことがない複合材の接合構造を提供すること にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案の複合材の接合構造は、上記目的を達成するために、基布に樹脂溶 液を含浸して半硬化してなるプリプレグを積層して管状に巻いてこれを加熱、加 圧、硬化して複合材製管体を一体成形する。この複合材製管体の開口端に挿入部 を備えた接続継手を接続し、この接続継手の開口端側外周面に環状溝を設け、こ の環状溝に嵌合した状態で他の管体と締結される締結部材を設ける。そして、上 記接続継手の上記挿入部と上記環状溝との間の外周面に環状突起を設けて構成し たことにある。

【００１０】

【作用】 上記構成の複合材の接合構造によれば、プリプレグを複数枚管形状に巻いて重 ね合わせこれを加熱、加圧、硬化させて繊維強化プリプレグ複合材からなる管体 を成形するが、硬化中に樹脂が軟化して流れ出すことがなく、樹脂が環状突起に よりせき止められるので、樹脂が環状溝に流れ込むことがなくなり、締結部材が 環状溝に固着することがなくなる。

【００１１】

【実施例】

以下、この考案の各実施例を図面に基づいて説明するが、従来説明したものと 同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００１２】 図１は第１の実施例の複合材の接合構造を示すもので、型治具としてのアルミ チューブ４には後述する接続継手１２が接合されている。このアルミチューブ４ と接続継手１２の上からカーボン繊維などからなる基布に熱硬化性樹脂溶液を含 浸して半硬化してなるプリプレグが複数枚管状に巻いて重ね合わせ、繊維強化プ リプレグ複合材の管体１が一体成形されている。

【００１３】 上記接続継手１２は、管形状の金属製で、繊維強化プリプレグ複合材の管体１ の開口端部に挿入される挿入部１２ａと、他の管体と締結される締結部材として のナット３が嵌合する環状溝１２ｂとからなる。また、この接続継手１２の挿入 部１２ａと環状溝１２ｂとの間の外周面に環状突起２０が設けられている。また 、従来例に比べ、挿入部１２ａの軸方向の長さＬは長く形成されている。

【００１４】 上記ナット３はその内周面に環状凸部３ａを有し、この環状凸部３ａが接続継 手１２の環状溝１２ｂに回転できるように嵌合されている。上記ナット３は、図 示しない他の管体等のニップル等にねじ込まれるようになっている。

【００１５】 したがって、アルミチューブ４と接続継手１２との外周面に亘って熱硬化性樹 脂をマトリックスとしたプリプレグを複数枚管状に巻いて重ね合わせ、積層状態 のプリプレグを成形する。この積層状態のプリプレグをオートクレーブ等で加熱 、加圧、硬化させる。このプリプレグの硬化中に、プリプレグの熱硬化性樹脂が 熱により軟化して流れ出しても、従来例に比べ、挿入部１２ａの長さＬは長くな っているので、環状溝１２ｂに熱硬化性樹脂が流れ込みにくいと共に、熱硬化性 樹脂が環状突起２０によりせき止められて、環状溝１２ｂに流れ込むことがなく なり、ナット３が熱硬化性樹脂により環状溝１２ｂに固着することがなくなる。

【００１６】 図２は第２の実施例を示し、第１の実施例と同一構成部分には同一符号を付し て説明を省略する。接続継手１２の挿入部１２ａの外周面には環状凸部１２ｅが 突出した状態で形成されている。また、熱硬化性樹脂の繊維強化プリプレグ複合 材からなる管体１と接続継手１２には円筒形状のソケット３０が被嵌されている 。このソケット３０は、繊維強化プリプレグ複合材からなる管体１と接続継手１ ２に亘って被嵌された後に、かしめられ固定される。このソケット３０のかしめ は、繊維強化プリプレグ複合材の硬化前でも一部硬化開始後でもよい。

【００１７】 この第２の実施例においても前述した第１の実施例とほぼ同様の作用・効果が 得られると共に、ソケット３０が繊維強化プリプレグ複合材からなる管体１と接 続継手１２の接合箇所を覆っているので、接合箇所の強度アップがなされている と共に、接続継手１２の環状凸部１２ｅの上からソケット３０がかしめられてい るので、ソケット３０が管体１の軸方向に動くことはない。 なお、この考案の締結部材は、ナット３に限定されることなく、接続継手１２ にエルボ等の管継手を取り付けてもよい。

【００１８】 また、第１および第２の実施例においては、ガス配管、油圧配管として用いる 管体について説明したが、この考案は第３の実施例に示すように管体を連結して 構造物を構築する場合においても適用できる。

【００１９】 図３〜図７はこの考案の第３の実施例を示し、第１の実施例と同一構成部分に は同一符号を付して説明を省略する。図３は複数本の管体１を互いに連結してト ラス構造を構成したものであり、各管体１の連結部には後述するジョイント４０ が設けられている。そして、このジョイント４０には図４に示すように管体１に 設けられた接続継手１２のナット３が接続される。

【００２０】 ジョイント４０は、そのジョイント本体４１が多面体からなり、互いに相対す る平行な平面を備えている。このジョイント本体４１のＸＹおよびＺ軸方向に対 して垂直な平面４０ａにはそれぞれＸＹおよびＺ軸方向に突出する接続管体４２ が設けられ、これら接続管体４２の外周面には上記接続継手１２に設けられたナ ット３が螺合されるねじ部４２ａが設けられている。

【００２１】 したがって、図３に示すトラスを構築する場合には、複数本の管体１の両端部 のナット３をジョイント本体４１のねじ部４２ａに締結することにより、複数本 の管体１の両端部がジョイント４０を介して接続され、トラスが構築される。な お、図４においては、ジョイント本体４１に対してＸＹおよびＺ軸方向に突出す る接続管体４２を設けたが、多面体のジョイント本体４１の斜めな面にも接続管 体４２を設けることにより、トラス構造の筋交い用の管体１を接続することがで きる。

【００２２】 図５はジョイント本体４１の接続管体４２に代ってジョイント本体５１の各平 面５０ａにねじ穴５０ｂを穿設したジョイント５０を示す。また、管体１の接続 継手１２にはナット３に代って外周面にねじ部５２ａを備えた筒形状の締結継手 ５２が嵌合されている。

【００２３】 そして、締結継手５２のねじ部５２ａをジョイント本体５１のねじ穴５０ｂに 螺合することにより、図６に示すように、複数本の管体１をジョイント５０を介 して接続され、図３に示すようなトラスを構築できる。

【００２４】 図７はジョイント本体４１，５１に代ってジョイント本体６１の各平面に係合 穴６０ｂを穿設したジョイント６０を示す。この係合穴６０ｂの奥行き方向の中 間位置には幅方向に突出する直角三角形状の係合凹部６０ｃが形成され、この係 合凹部６０ｃの手前側に掛止部６０ｄが形成されている。

【００２５】 一方、管体１の接続継手１２にはナット３に代って係合管体７０が一体に設け られている。この係合管体７０は合成樹脂等のある程度弾性を有する材料で成形 されており、外周面には上記係合凹部６０ｃに係合する係合突起７０ａが設けら れている。

【００２６】 したがって、ジョイント本体６１に対して管体１を接続する場合には係合管体 ７０をジョイント本体６１の係合穴６０ｂの開口端から圧入すると、係合管体７ ０は縮径方向に弾性変形し、係合突起７０ａが係合穴６０ｂに挿入される。

【００２７】 係合管体７０をさらに深く挿入すると、係合突起７０ａが係合凹部６０ｃに対 向すると係合管体７０が拡径方向に復元して係合突起７０ａが係合凹部６０ｃに 係合し、掛止部６０ｄにより抜け止めされる。

【００２８】 このように、ガス配管、油圧配管として用いる管体のみならず、トラス等を構 築する場合のジョイントにも応用でき、また管体のジョイント構造は前記実施例 に限定されることなく、適宜変形可能である。

【００２９】 図８は第４の実施例の複合材の接合構造を示すもので、型治具としての上記ア ルミチューブ４には上記接続継手１２が接合されている。このアルミチューブ４ と接続継手１２の上からカーボン繊維などからなる基布に熱可塑性樹脂溶液を含 浸して半硬化してなるプリプレグが複数枚管状に巻いて重ね合わせ、加熱、加圧 、冷却して硬化された繊維強化プリプレグ複合材の管体８０が一体成形されてい る。

【００３０】 したがって、アルミチューブ４と接続継手１２との外周面に亘って熱可塑性樹 脂をマトリックスとしたプリプレグを複数枚管状に巻いて重ね合わせ、積層状態 のプリプレグを成形する。この積層状態のプリプレグをオートクレーブ等で熱処 理し、加熱、加圧、冷却して硬化させる際に、プリプレグの熱可塑性樹脂が軟化 した状態で接続継手１２に向って流れ出しても、従来例に比べ、挿入部１２ａの 長さＬは長くなっているので、環状溝１２ｂに熱可塑性樹脂が流れ込みにくいと 共に、熱可塑性樹脂が環状突起２０によりせき止められて、環状溝１２ｂに流れ 込むことがなくなり、ナット３が熱可塑性樹脂により環状溝１２ｂに固着するこ とがなくなる。

【００３１】

【考案の効果】

この考案は、前述の如く構成したから、型治具と接続継手の上から樹脂を含 浸してなるプリグレフを複数枚管形状に重ね合わせこれを加熱、加圧、硬化させ て一体成形する際に、プリプレグの樹脂が軟化した状態で接続継手に向って流れ 出し、接続継手の環状溝に流れ込んでしまうことがなく、接続継手の環状溝に回 転可能に嵌合する締結部材が環状溝に固着することがないという効果が得られる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第１の実施例に係わる複合材の接合
構造を示す縦断側面図。

【図２】この考案の第２の実施例に係わる複合材の接合
構造を示す縦断側面図。

【図３】この考案の第３の実施例に係わるトラス構造を
示す斜視図。

【図４】同実施例に係わる複合材の接合構造を示し、
（ａ）はジョイントの側面図、（ｂ）は接続継手とナッ
トとの接合部分の縦断側面図。

【図５】同実施例の複合材の接合構造を示し、（ａ）は
ジョイントの断面図、（ｂ）は接続継手と締結継手との
接合部分の縦断側面図。

【図６】同実施例のジョイントと管体の連結部分の斜視
図。

【図７】同実施例の複合材の接合構造を示し、（ａ）は
ジョイントの断面図、（ｂ）は接続継手と締結材との接
合部分の縦断側面図。

【図８】この考案の第４の実施例に係わる複合材の接合
構造を示す縦断側面図。

【図９】従来の複合材の接合構造を示す縦断側面図。

【符号の説明】

１，８０…管体、３…ナット、１２…接続継手、１２ａ
…挿入部、１２ｂ…環状溝、２０…環状突起。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基布に樹脂溶液を含浸して半硬化してな
   るプリプレグを積層して管状に巻いてこれを加熱、加
   圧、硬化して一体に成形された複合材製管体と、この複
   合材製管体の開口端に挿入される挿入部を備えた接続継
   手と、この接続継手の開口端側外周面に設けられた環状
   溝と、この環状溝に嵌合した状態で設けられ他の管体と
   締結される締結部材とからなる複合材の接合構造におい
   て、 上記接続継手の上記挿入部と上記環状溝との間の外周面
   に環状突起を設けたことを特徴とする複合材の接合構
   造。