JPH0652116B2 - 三次元接合構造体及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、繊維強化プラスチックや鉄筋コンクリート等
の複合材料を三次元的に接合してなる三次元接合構造体
及びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、繊維強化プラスチックや鉄筋コンクリート等のよ
うにマトリックスを線状の強化材で補強してなる複合材
料を相互に接合する場合、複合材料が繊維強化プラスチ
ックである場合には、マトリックスである合成樹脂だけ
で相互に接合するようにし、複合材料が鉄筋コンクリー
トである場合には、強化材である鉄筋を組合わせるか又
は溶接した後、枠をはめてマトリックスのコンクリート
で固めるようにしていたが、前者の場合には、マトリッ
クスだけの接合であるため接合部における強度が不足す
るという欠点があり、一方、後者の場合には、接合作業
が非常に面倒で生産性が悪いという欠点があった。

特に、複合材料を三次元的に接合して三次元接合構造体
とする場合には、その接合部に三次元方向の複雑で大き
な応力が作用するため、接合強度を大きくする必要があ
り、また、３部材以上の複合材料を接合しなければなら
ないために、接合作業をできるだけ簡略化することが望
ましい。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、３部材以上の複合材料によって接合強
度の大きい三次元接合構造体を簡単に得ることができる
ように構成することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明の三次元接合構造体
は、端部においてマトリックスから強化材を露出させた
少なくとも３部材の複合材料と、強化材用結合穴を互い
に非交差の状態で三次元方向に穿設した継手部材とを、
露出した強化材を結合穴に挿入した状態で相互に接着す
ることにより、上記複合材料を三次元的に接合してなる
ことを特徴とするものである。

また、三次元接合構造体の製造方法は、継手部材に強化
材用結合穴を互いに非交差の状態で三次元方向に穿設
し、接合すべき複合材料の端部において強化材をマトリ
ックスから露出させると共に、露出した強化材を継手部
材の結合穴に挿入し、これらの複合材料と継手部材とを
相互に接着することにより、上記複合材料を三次元的に
接合することを特徴とするものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳述する。

第１図は三次元接合構造体の一実施例を示すもので、こ
の構造体は、マトリックス４を線状の強化材５で補強し
てなる６部材の複合材料1a,1b,2a,2b,3a,3bを、立方体
状の継手部材６で接合一体化することにより、３軸三次
元接合構造体として構成されており、上記各複合材料1a
〜3bと継手部材６とは次のようにして接合されている。

即ち、第２図からも明らかなように、上記継手部材６の
３軸方向に面する各接合面6aには、強化材用結合穴７を
軸線が互いに交差することがないように穿設し、一方、
各複合材料1a〜3bの端部においては、マトリックス４を
除去することにより強化材５を所定の長さ露出させる。

次に、露出した強化材５に接着材を塗布した後、該強化
材５を継手部材６の結合穴７に挿入して接着することに
より、各複合材料1a〜3bを継手部材６を介して３軸方向
に接合する。この場合、マトリックス４と継手部材６も
同様に接着剤で接着する。

従って、上記マトリックス４と継手部材６とは、接着剤
で互いに接着可能な素材によって構成することが好まし
く、より好ましくは同系の素材で構成することである。
即ち、例えば複合材料が繊維強化プラスチックである場
合には、継手部材をプラスチックによって構成し、複合
材料が鉄筋コンクリートである場合には、継手部材をコ
ンクリートにより構成することが好ましい。

一方、上記接着剤としては、強化材５やマトリックス４
及び継手部材６等の材質に応じてそれらの接着に適した
ものを使用するが、継手部材６やマトリックス４と同じ
材質のものを使用するのが好ましい。

また、上述したように継手部材６の両側に同一軸上に位
置する２部材の複合材料1a,1b又は2a,2b或は3a,3bを接
合する場合には、該継手部材６の相対する接合面6a,6b
に各複合材料に専用の結合穴７を互いに位置競合しない
ように穿設し、強化材５を継手部材６の厚さとほぼ同じ
長さ露出させてそれぞれの結合穴７に挿入し接着しても
良いが、両接合面6a,6aに共通の結合穴７を穿設し、強
化材５を継手部材６の厚さのほぼ半分の長さ露出させて
該結合穴７の両側から半分づつ挿入し、それらを接着す
ることもできる。

かくして複合材料1a〜3bを強化材５と共に三次元的に簡
単に接合することができ、しかも、強化材５の接合によ
り、三次元方向に複雑で大きな応力が作用する接合部の
強度を著しく高めることができる。従って、それを例え
ば三次元織物に適用することにより、強度の大きい三次
元織物を簡単に得ることができる。

なお、上述した記三次元接合構造体は、６部材の複合材
料1a〜3bを３軸方向に接合することにより構成している
が、少なくともいずれかの軸上において、相対向する２
部材の複合材料の一方を省略した形に接合できることは
いうまでもない。また、直方体状の継手部材を使用すれ
ば、断面形状の異なる複合材料を接合することができ
る。

第３図及び第４図は、三次元接合構造体の別実施例を示
すもので、この構造体は、強化材15を露出させた８部材
の複合材料10a,10b〜13a,13bを継手部材16を介して４軸
方向に接合することにより、４軸三次元接合構造体とし
て構成した場合であり、この場合に使用される継手部材
16としては、第５図(A),(B)に示すように、４軸方向に
接合面16aと結合穴17とを備えた多面体状のものが使用
される。なお、第５図(A)は継手部材16を接合面16aの方
向にみた場合、同図(B)は接合面16a間に形成された自由
面16bの方向にみた場合である。

また、第６図に示す実施例の構造体は、強化材27を露出
させた大きさの異なる複合材料20a,20b〜26a,26bを継手
部材28を介して７軸方向に接合した７軸三次元接合構造
体であり、この場合の継手部材28は、第７図からも明ら
かなように、７軸方向に大きさの異なる接合面28a,28b
と結合穴29とを備えた多面体状のものが使用される。な
お、第７図は、継手部材28を面積の大きい接合面28aの
方向にみた場合である。

本発明において使用される上記複合材料は、３次元的に
強化材５で補強されたものである必要はなく、少なくと
も１方向に強化材が配設されたものであればよい。

［発明の効果］ このように本発明によれば、３部材以上の複合材料によ
って接合強度の大きい三次元接合構造体を簡単に得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る三次元接合構造体の第１実施例を
示す斜視図、第２図はその接合方法を示す分解斜視図、
第３図は三次元接合構造体の第２実施例を示す斜視図、
第４図はその接合方法を示す分解斜視図、第５図(A)は
継手部材を接合面方向にみた図、同図(B)は自由面方向
にみた図、第６図は三次元接合構造体の第３実施例を示
す分解状態の図、第７図は継手部材を面積の大きい接合
面方向にみた図である。 1a,1b〜3a,3b，10a,10b〜13a,13b，20a,20b〜26a,26b…
…複合材料、 ４……マトリックス、 5,15,27……強化材、 6,16,28……継手部材、 7,17,29……接合穴。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端部においてマトリックスから強化材を露
   出させた少なくとも３部材の複合材料と、強化材用結合
   穴を互いに非交差の状態で三次元方向に穿設した継手部
   材とを、露出した強化材を結合穴に挿入した状態で相互
   に接着することにより、上記複合材料を三次元的に接合
   してなることを特徴とする三次元接合構造体。
2. 【請求項２】継手部材に強化材用結合穴を互いに非交差
   の状態で三次元方向に穿設し、接合すべき複合材料の端
   部において強化材をマトリックスから露出させると共
   に、露出した強化材を継手部材の結合穴に挿入し、これ
   らの複合材料と継手部材とを相互に接着することによ
   り、上記複合材料を三次元的に接合することを特徴とす
   る三次元接合構造体の製造方法。