[发明专利]FRP紧固构造的制造方法以及FRP紧固构造

说明书

本发明提供一种FRP紧固构造的制造方法以及FRP紧固构造，在与热压器成形法相比为低成本，利用真空浸渍成形法成形的FRP紧固构造的制造方法以及FRP紧固构造中，防止因树脂的蠕变而破坏紧固构造，防止因插件零件的插入造成的FRP制部件本身强度降低。在外侧带法兰的轴环(4)的内侧插入内侧带法兰的轴环(5)，并埋入构成FRP成形体(3)的纤维织物(12)的紧固孔(30)，且将纤维织物(12)的层叠体层叠在外侧带法兰的轴环(4)的外侧，在该纤维织物(12)、外侧带法兰的轴环(4)和内侧带法兰的轴环(5)之间形成液状树脂硬化物，形成FRP成形体(3)。

技术领域

本发明涉及由纤维强化塑料(下面称为FRP)材料构成的构造体的紧固构造的制造方法。

背景技术

近年，发挥轻型且高强度、高刚性的特性，在大范围的领域应用FRP。作为FRP的用途，以往在卫星用框体构造、天线用反射器和天线罩等特别要求轻型性、高刚性的宇宙、通信用途中使用，但是近年也正在用于以航空器、汽车为中心的大型构造物、移动体。以往，通过对于金属制的构造体应用轻型、高强度、高刚性的FRP，能够使构造体轻型化，提高节能性、可搬运性。

就原料以及成形方法而言，在宇宙、通信用途中，大多使用下述方法：使用被称为预浸材料的使树脂预浸渍在纤维之间的中间材料，被称为热压器成形法的利用压力釜加热、加压成形的方法。在这些原料以及成形方法中，存在材料和成形成本高这样的课题，要求在扩大用途的同时降低材料和成形成本。

这里，作为替代热压器成形法的FRP的低成本成形方法，提出了真空浸渍成形法。真空浸渍成形法是通过大气压使液状的树脂浸渍在将纤维做成织物状的纤维布的成形方法。作为具体的次序，将纤维布层叠在成形模具上，按照剥离层、流动介质的顺序在纤维布之上层叠用于使树脂在平面方向扩散的流动介质和具有脱模性的剥离层，在周围配置保持气密的密封剂，设置注入、吸引口，由真空薄膜覆盖并封闭整体。将吸引口连接于真空泵，在对真空薄膜内部进行真空吸引后，将注入口连接于树脂槽，利用大气压使树脂浸渍，使树脂硬化，得到成形体。由于真空浸渍成形法不需要热压器等大规模的设备、牢固的成形模具，所以是能够以低成本成形的方法。

在制造大型构造体的情况下，为了构成复杂的构造，需要将多个部件紧固来组装。在以往的金属制构造体的情况下，大多使用焊接或者螺栓、螺母等机械式紧固。若考虑FRP制构造体的情况，则由于不能像金属那样进行焊接，所以考虑机械式紧固或使用粘接剂的粘接式紧固。另外，在FRP的树脂由热塑性树脂构成的情况下，还考虑基于树脂的熔接产生的紧固。在这些紧固方式中，粘接或者熔接虽然具有没有紧固孔等缺陷，能够将载荷分散地进行大面积紧固的优点，但是与机械式紧固相比，存在工序管理复杂，组装现场的作业性差这样的缺点。

鉴于上述的缺点，作为FRP的紧固方法，现状是大多使用机械式紧固。在机械式紧固法中，将螺栓等紧固用零件插入设于FRP的紧固孔，利用紧固用零件和被紧固体之间的摩擦力来保持紧固构造。摩擦力利用紧固用零件的轴向力来体现，但是，若轴向力降低，则摩擦力也降低，存在紧固构造被破坏的可能性。

由于FRP是由树脂将纤维的层叠体一体化了的材料，所以，纤维没有在厚度方向上定向，在紧固部仅由树脂承受轴向力。若轴向力长期持续地作用于FRP，则存在轴向力因树脂的蠕变而降低，直至破坏紧固构造的可能性。在机械式紧固适用于FRP紧固构造的过程中，需要防止上述的破坏的紧固构造。

作为防止因树脂的蠕变而破坏紧固构造的紧固构造，有从两面将带法兰的轴环插入到开设于FRP制部件的紧固孔这样的方法(例如，参照专利文献1)。若为该方法，则通过用轴环保持轴向力，而使轴向力几乎不作用于FRP制部件，能够防止厚度方向的蠕变。FRP制部件与金属制部件相比，厚度容易产生偏差，但是在该专利文献1中，通过对于轴环刻出螺纹槽，能够吸收FRP制部件的厚度偏差。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-329336号公报