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JP7783044B2 - Method for manufacturing fiber-reinforced resin structural members - Google Patents
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JP7783044B2 - Method for manufacturing fiber-reinforced resin structural members - Google Patents

Method for manufacturing fiber-reinforced resin structural members

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JP7783044B2 JP2021211336A JP2021211336A JP7783044B2 JP 7783044 B2 JP7783044 B2 JP 7783044B2 JP 2021211336 A JP2021211336 A JP 2021211336A JP 2021211336 A JP2021211336 A JP 2021211336A JP 7783044 B2 JP7783044 B2 JP 7783044B2
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Description

本開示は、繊維強化樹脂製構造部材の製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member.

近年、車体の軽量化を目的として、車体を構成する構造部材を、炭素繊維等の強化繊維を含有する繊維強化樹脂を用いて製造することが検討されている(例えば特許文献1を参照)。 In recent years, with the aim of reducing the weight of vehicle bodies, there has been research into manufacturing the structural components that make up the vehicle body using fiber-reinforced resins containing reinforcing fibers such as carbon fiber (see, for example, Patent Document 1).

特開2013-193637号公報JP 2013-193637 A

ここで、繊維強化樹脂製の構造部材を他の部材に対してボルト締結する場合、結合精度を高めるために取付面の形状や位置の精度が要求される。これに対して、例えば成形型により成形される面を取付面として成形することにより、成形型の成形面の精度に準じた取付面の精度を担保することができる。しかしながら、このような製造方法を採用する場合、成形体の成形後に、取付面の反対側の面にボルト締結用のナットプレートを接合する必要がある。 When bolting a structural member made of fiber-reinforced resin to another member, precision in the shape and position of the mounting surface is required to increase connection accuracy. In response to this, for example, by molding the surface formed by the molding die as the mounting surface, it is possible to ensure the precision of the mounting surface is equivalent to the precision of the molding die's surface. However, when using this manufacturing method, it is necessary to join a nut plate for bolting to the surface opposite the mounting surface after molding the molded body.

また、取付面の反対側の面を成形型により成形される面として成形する場合、取付面の形状や位置の精度を出すために、成形後に、取付面に対して研磨や切削等のNC(numerical control)加工を施すことで取付面の管理をすることが考えられる。しかしながら、繊維強化樹脂製の成形体に対して研磨や切削を施すことにより、繊維が切断されて、構造部材の強度や剛性が低下するおそれがある。また、この製造方法を採用する場合においても、成形後に、取付面の反対側の面にボルト締結用のナットプレートを接合する必要がある。 Furthermore, when the surface opposite the mounting surface is molded as a surface to be molded using a mold, one option is to control the mounting surface by performing NC (numerical control) processing such as grinding or cutting on the mounting surface after molding to ensure precision in its shape and position. However, grinding or cutting a fiber-reinforced resin molded product can cut the fibers, potentially reducing the strength and rigidity of the structural member. Even when using this manufacturing method, it is still necessary to join a nut plate for bolt tightening to the surface opposite the mounting surface after molding.

そこで、本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的とするところは、他の部材とのボルト締結を予定される箇所の取付面の形状の精度を担保した構造部材を簡易な方法で製造可能な製造方法を提供することにある。 This disclosure has been made in light of the above problems, and its purpose is to provide a simple manufacturing method for structural components that ensures the accuracy of the shape of the mounting surface where the component is to be bolted to another component.

上記課題を解決するために、本開示のある観点によれば、締結部材が挿入される孔部を含む接続部を有する繊維強化樹脂製構造部材の製造方法であって、治具の成形面に、硬化前のマトリクス樹脂及び強化繊維を含む未硬化繊維強化樹脂層を形成する工程と、マトリクス樹脂を硬化させて繊維強化樹脂製構造部材を成形する工程と、繊維強化樹脂製構造部材から治具を外す工程と、を含み、未硬化繊維強化樹脂層を形成する工程において、孔部又は孔部の形成予定箇所を有する金属インサートを、当該金属インサートの一部が治具に接し、かつ、孔部又は孔部の形成予定箇所が未硬化繊維強化樹脂層の治具に接しない外表面に露出するように未硬化繊維強化樹脂層に埋め込ませながら、未硬化繊維強化樹脂層を形成する、繊維強化樹脂製構造部材の製造方法が提供される。 In order to solve the above-mentioned problems, according to one aspect of the present disclosure, there is provided a method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member having a connection part including a hole for inserting a fastening member, the method comprising the steps of: forming an uncured fiber-reinforced resin layer containing an uncured matrix resin and reinforcing fibers on the molding surface of a jig; curing the matrix resin to form a fiber-reinforced resin structural member; and removing the jig from the fiber-reinforced resin structural member. In the step of forming the uncured fiber-reinforced resin layer, a metal insert having a hole or a location where the hole is to be formed is embedded in the uncured fiber-reinforced resin layer so that a portion of the metal insert contacts the jig and the hole or the location where the hole is to be formed is exposed on an outer surface of the uncured fiber-reinforced resin layer that does not contact the jig.

以上説明したように本開示によれば、他の部材とのボルト締結を予定される箇所の取付面の形状の精度を担保した構造部材を簡易な方法で製造することができる。 As explained above, this disclosure makes it possible to easily manufacture structural components that ensure the accuracy of the shape of the mounting surface where the component is intended to be bolted to another component.

本開示の実施の形態に係る製造方法により得られる繊維強化樹脂製構造部材を含む接合構造体の断面図である。1 is a cross-sectional view of a joined structure including a fiber-reinforced resin structural member obtained by a manufacturing method according to an embodiment of the present disclosure. 同実施形態に係る構造部材に用いられる金属インサートを示す説明図である。3 is an explanatory view showing a metal insert used in the structural member according to the embodiment; FIG. 第1の参考例の製造方法を示す説明図である。1A to 1C are explanatory diagrams showing a manufacturing method of a first reference example. 第2の参考例の製造方法を示す説明図である。10A to 10C are explanatory diagrams showing a manufacturing method of a second reference example. 同実施形態による構造部材の製造方法における金属インサートを治具上に配置した様子を示す説明図である。10 is an explanatory view showing a state in which a metal insert is placed on a jig in the manufacturing method of a structural member according to the embodiment. FIG. 同実施形態による構造部材の製造方法における第1の繊維強化樹脂シートを積層した様子を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing a state in which first fiber-reinforced resin sheets are stacked in the manufacturing method of a structural member according to the embodiment. FIG. 同実施形態による構造部材の製造方法における第2の繊維強化樹脂シートを積層した様子を示す説明図である。10 is an explanatory view showing a state in which a second fiber-reinforced resin sheet is laminated in the manufacturing method of the structural member according to the embodiment. FIG. 同実施形態による構造部材の製造方法における未硬化の繊維強化樹脂層が形成された様子を示す説明図である。4 is an explanatory view showing a state in which an uncured fiber reinforced resin layer is formed in the manufacturing method of the structural member according to the embodiment. FIG. 同実施形態による構造部材の製造方法により製造された構造部材を示す説明図である。3 is an explanatory diagram showing a structural member manufactured by the manufacturing method of a structural member according to the embodiment; FIG. 同実施形態による繊維強化樹脂シートの積層方法の変形例を示す説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams showing a modified example of the lamination method of the fiber reinforced resin sheet according to the embodiment. 同実施形態に係る構造部材に用いられる金属インサートの別の例を示す説明図である。10 is an explanatory view showing another example of a metal insert used in the structural member according to the embodiment. FIG. 金属インサートの別の例を用いた製造方法を示す説明図である。10A and 10B are explanatory views showing a manufacturing method using another example of a metal insert. 金属インサートの別の例を用いた製造方法を示す説明図である。10A and 10B are explanatory views showing a manufacturing method using another example of a metal insert. 金属インサートの別の例を用いた製造方法を示す説明図である。10A and 10B are explanatory views showing a manufacturing method using another example of a metal insert. フィラメントワインディング法による製造方法を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a manufacturing method using a filament winding method.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that in this specification and drawings, components having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

<1.繊維強化樹脂製構造部材の説明>
まず、本開示の繊維強化樹脂製構造部材の製造方法により得られる繊維強化樹脂製構造部材を説明する。
<1. Explanation of fiber-reinforced resin structural members>
First, a fiber-reinforced resin structural member obtained by the method for producing a fiber-reinforced resin structural member according to the present disclosure will be described.

図1は、本開示の実施の形態に係る製造方法により得られる繊維強化樹脂製構造部材(以下、単に「構造部材」ともいう)10を含む接合構造体の断面図を示す。図1に示した構造部材10は中空の筒状の部分を有し、その断面形状は、全周に亘って連続する閉断面形状となっている。構造部材10は、締結部材5が挿入される孔部11aを含む接続部9を備え、当該接続部9において他の部材3と接合されている。具体的には、他の部材3に設けられた挿入孔3a及び構造部材10の接続部9に設けられた孔部11aを貫通するように挿入された締結部材(ボルト)5及びナット7により、構造部材10と他の部材3とが接合されている。 Figure 1 shows a cross-sectional view of a joined structure including a fiber-reinforced resin structural member (hereinafter simply referred to as "structural member") 10 obtained by a manufacturing method according to an embodiment of the present disclosure. The structural member 10 shown in Figure 1 has a hollow cylindrical portion, and its cross-sectional shape is a continuous closed cross-sectional shape around the entire circumference. The structural member 10 has a connection portion 9 including a hole 11a into which a fastening member 5 is inserted, and is joined to another member 3 at the connection portion 9. Specifically, the structural member 10 and the other member 3 are joined by a fastening member (bolt) 5 and a nut 7 inserted so as to pass through the insertion hole 3a provided in the other member 3 and the hole 11a provided in the connection portion 9 of the structural member 10.

構造部材10は、繊維強化樹脂積層体13及び金属インサート11を備えて構成されている。強化繊維としては、例えば炭素繊維が挙げられるが、他の繊維であってもよく、さらには、複数の繊維が組み合わせられて用いられてもよい。ただし、炭素繊維は、機械特性に優れていることから、強化繊維は炭素繊維を含むことが好ましい。 The structural member 10 is composed of a fiber-reinforced resin laminate 13 and a metal insert 11. Examples of reinforcing fibers include carbon fiber, but other fibers may also be used, and multiple fibers may also be combined. However, because carbon fiber has excellent mechanical properties, it is preferable that the reinforcing fibers include carbon fiber.

繊維強化樹脂のマトリクス樹脂には、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ABS樹脂(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合合成樹脂)、ポリスチレン樹脂、AS樹脂(アクリロニトリル-スチレン共重合合成樹脂)、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、又はポリイミド樹脂等が例示される。 The matrix resin of the fiber-reinforced resin is a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Examples of thermoplastic resins include polyethylene resin, polypropylene resin, polyvinyl chloride resin, ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer synthetic resin), polystyrene resin, AS resin (acrylonitrile-styrene copolymer synthetic resin), polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, polyester resin, PPS (polyphenylene sulfide) resin, fluororesin, polyetherimide resin, polyetherketone resin, and polyimide resin.

マトリクス樹脂としては、これらの熱可塑性樹脂のうちの1種類、あるいは2種類以上の混合物が使用され得る。あるいは、マトリクス樹脂は、これらの熱可塑性樹脂の共重合体であってもよい。熱可塑性樹脂が混合物である場合には、さらに相溶化剤が併用されてもよい。さらに、熱可塑性樹脂には、難燃剤として臭素系難燃剤、シリコン系難燃剤、赤燐などが加えられてもよい。 The matrix resin can be one of these thermoplastic resins, or a mixture of two or more of them. Alternatively, the matrix resin can be a copolymer of these thermoplastic resins. When the thermoplastic resin is a mixture, a compatibilizer may be used in combination. Furthermore, a flame retardant such as a bromine-based flame retardant, a silicon-based flame retardant, or red phosphorus may be added to the thermoplastic resin.

また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂等が例示される。マトリクス樹脂としては、これらの熱硬化性樹脂のうちの1種類、あるいは2種類以上の混合物が使用され得る。これらの熱硬化性樹脂が用いられる場合、熱硬化性樹脂に、適宜の硬化剤や反応促進剤が加えられてもよい。 Examples of thermosetting resins include epoxy resins, unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, phenolic resins, polyurethane resins, and silicone resins. One or a mixture of two or more of these thermosetting resins can be used as the matrix resin. When using these thermosetting resins, an appropriate curing agent or reaction accelerator may be added to the thermosetting resin.

他の部材3は特に限定されるものではなく、繊維強化樹脂複合材からなる部材であってもよく、鋼板等の金属製の部材であってもよい。また、他の部材3についても、本開示の製造方法により製造される構造部材であってもよい。 The other member 3 is not particularly limited, and may be a member made of a fiber-reinforced resin composite material, or a metal member such as a steel plate. The other member 3 may also be a structural member manufactured using the manufacturing method disclosed herein.

繊維強化樹脂製構造部材10と他の部材3とを接合する場合、取付面の形状や位置の精度が低いと、接合強度が低下したり、得られる接合構造体が設計寸法からずれたりするおそれがある。これに対応するために、本開示の構造部材10の接続部9には、孔部11aを有する金属インサート11が設けられている。金属インサート11は、接続部9の厚さが設計値からずれることを防ぎ、他の部材3の取付面の形状及び位置の精度を担保する機能を有する。 When joining a fiber-reinforced resin structural member 10 to another member 3, if the shape and position of the attachment surface are not precise, the joint strength may be reduced or the resulting joined structure may deviate from the designed dimensions. To address this, the connecting portion 9 of the structural member 10 disclosed herein is provided with a metal insert 11 having a hole 11a. The metal insert 11 prevents the thickness of the connecting portion 9 from deviating from the designed value and functions to ensure the precision of the shape and position of the attachment surface of the other member 3.

図2は、図1に示した構造部材10に用いられている金属インサート11を示す説明図である。図2には、金属インサート11の正面図及び側面図が示されている。金属インサート11は、軸方向の両端側に平面を有する円錐形状を有し、軸心に沿って孔部11aが設けられている。金属インサート11の両端側の平面のうち、直径が大きい平面となっている端面は、構造部材10の内部側に配置される。また、金属インサート11の両端側の平面のうち、直径が小さい平面となっている端面は、構造部材10の外部側に配置される。 Figure 2 is an explanatory diagram showing the metal insert 11 used in the structural member 10 shown in Figure 1. Figure 2 shows a front view and a side view of the metal insert 11. The metal insert 11 has a conical shape with flat surfaces on both axial ends, and a hole 11a is provided along the axis. Of the flat surfaces on both ends of the metal insert 11, the end face with the larger diameter is located on the inside of the structural member 10. Furthermore, of the flat surfaces on both ends of the metal insert 11, the end face with the smaller diameter is located on the outside of the structural member 10.

接続部9において、構造部材10の内部側と外部側とにそれぞれ露出して埋め込まれた金属インサート11を備えることにより、接続部9の厚さを所望の設計値とすることができる。また、金属インサート11であれば、取付面の形状が製造条件等によってばらつくことを抑制することができる。したがって、取付面の形状及び位置の精度の低下を抑制することができる。 By providing metal inserts 11 embedded and exposed on both the inside and outside of the structural member 10 at the connection portion 9, the thickness of the connection portion 9 can be set to the desired design value. Furthermore, the metal inserts 11 can prevent variations in the shape of the mounting surface due to manufacturing conditions, etc., and therefore prevent a decrease in the accuracy of the shape and position of the mounting surface.

また、金属インサート11が、構造部材10の内部側から外部側に向けて直径が小さくなる形状を有することにより、金属インサート11と繊維強化樹脂積層体13との接触面積が大きくなり、金属インサート11と繊維強化樹脂積層体13との接合強度が高められている。また、金属インサート11が当該形状を有することにより、他の部材3に対して構造部材10から離れる方向への負荷が発生した場合であっても、金属インサート11が繊維強化樹脂積層体13から脱離することを防ぐことができる。 Furthermore, because the metal insert 11 has a shape in which the diameter decreases from the inside to the outside of the structural member 10, the contact area between the metal insert 11 and the fiber-reinforced resin laminate 13 is increased, thereby increasing the bonding strength between the metal insert 11 and the fiber-reinforced resin laminate 13. Furthermore, because the metal insert 11 has this shape, it is possible to prevent the metal insert 11 from detaching from the fiber-reinforced resin laminate 13 even if a load is applied to another member 3 in a direction away from the structural member 10.

<2.参考例による製造方法>
続いて、本開示による繊維強化樹脂製構造部材10の製造方法を説明する前に、参考例による繊維強化樹脂製構造部材の製造方法について説明する。
<2. Manufacturing method according to reference example>
Next, before describing a method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member 10 according to the present disclosure, a method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member according to a reference example will be described.

図3は、成形用治具109の周りに繊維強化樹脂積層体101を成形した後にナットプレート107を取り付ける第1の参考例の製造方法を示す説明図である。第1の参考例の製造方法では、成形用治具109の周りに繊維強化樹脂シート(プリプレグ)を積層(レイアップ)し、繊維強化樹脂を硬化させた後、成形用治具109を脱離して繊維強化樹脂積層体101を成形する。 Figure 3 is an explanatory diagram showing a manufacturing method of the first reference example in which a fiber-reinforced resin laminate 101 is molded around a molding jig 109 and then a nut plate 107 is attached. In the manufacturing method of the first reference example, a fiber-reinforced resin sheet (prepreg) is laid up around the molding jig 109, the fiber-reinforced resin is cured, and then the molding jig 109 is removed to mold the fiber-reinforced resin laminate 101.

繊維強化樹脂積層体101を成形した後、繊維強化樹脂積層体101の内周面にナットプレート107が位置合わせされて、例えば接着剤により接合される。その後、あるいは、ナットプレート107の接合前に、締結部材が挿入される孔部102が形成される。このとき、第1の参考例の製造方法では、他の部材が接合される取付面105は、成形用治具109による成形面103とは反対側の面となる。このため、他の部材が接合される取付面105の形状及び位置の精度を確保するために、治具108を用いて研削あるいは研磨等のNC加工が施される。 After the fiber-reinforced resin laminate 101 is molded, the nut plate 107 is aligned with the inner circumferential surface of the fiber-reinforced resin laminate 101 and bonded, for example, with an adhesive. After that, or before bonding the nut plate 107, a hole 102 is formed into which a fastening member is inserted. In this case, in the manufacturing method of the first reference example, the mounting surface 105 to which another component is bonded is the surface opposite the molding surface 103 formed by the molding jig 109. For this reason, to ensure the accuracy of the shape and position of the mounting surface 105 to which the other component is bonded, NC processing such as grinding or polishing is performed using the jig 108.

このように、第1の参考例の製造方法では、繊維強化樹脂積層体101の成形後に、繊維強化樹脂積層体101の内周面にナットプレート107を位置合わせして接合する工程、及び、孔部102を形成する工程が必要になるとともに、取付面105の精度を出すためのNC加工が必要になり、製造方法が複雑になる。また、取付面105に対してNC加工を施した際に繊維が切断されるおそれがあり、繊維強化樹脂積層体101の強度あるいは剛性が低下するおそれがある。 As such, the manufacturing method of the first reference example requires, after molding the fiber-reinforced resin laminate 101, the steps of aligning and joining the nut plate 107 to the inner surface of the fiber-reinforced resin laminate 101 and forming the hole 102. Additionally, NC machining is required to ensure the precision of the mounting surface 105, making the manufacturing method complicated. Furthermore, there is a risk that the fibers may be cut when NC machining is performed on the mounting surface 105, which could result in a decrease in the strength or rigidity of the fiber-reinforced resin laminate 101.

図4は、それぞれ別に成形された二つの繊維強化樹脂積層半体111,117を接合して繊維強化樹脂積層体110を形成した後にナットプレート125を取り付ける第2の参考例の製造方法を示す説明図である。第2の参考例の製造方法では、それぞれ成形型121,123の内部の成形面に繊維強化樹脂シート(プリプレグ)を積層し、繊維強化樹脂を硬化させた後、成形型121,123から脱離した繊維強化樹脂積層半体111,117を接合して繊維強化樹脂積層体110を形成する。 Figure 4 is an explanatory diagram showing a second reference example manufacturing method in which two separately molded fiber-reinforced resin laminate halves 111, 117 are joined to form the fiber-reinforced resin laminate 110, and then a nut plate 125 is attached. In the second reference example manufacturing method, fiber-reinforced resin sheets (prepregs) are laminated on the molding surfaces inside the molding dies 121, 123, respectively, and the fiber-reinforced resin is cured. After that, the fiber-reinforced resin laminate halves 111, 117 detached from the molding dies 121, 123 are joined to form the fiber-reinforced resin laminate 110.

繊維強化樹脂積層体110を形成した後、繊維強化樹脂積層体110の内周面にナットプレート125が位置合わせされて、例えば接着剤により接合される。その後、あるいは、ナットプレート125の接合前に、締結部材が挿入される孔部112が形成される。 After forming the fiber-reinforced resin laminate 110, the nut plate 125 is aligned with the inner circumferential surface of the fiber-reinforced resin laminate 110 and bonded, for example, with an adhesive. After that, or before bonding the nut plate 125, a hole 112 is formed into which a fastening member is inserted.

このように、第2の参考例の製造方法では、繊維強化樹脂積層体110の形成後に、繊維強化樹脂積層体110の内周面にナットプレート125を位置合わせして接合する工程、及び、孔部112を形成する工程が必要になり、製造方法が複雑になる。 As such, the manufacturing method of the second reference example requires, after forming the fiber-reinforced resin laminate 110, a process of aligning and joining the nut plate 125 to the inner surface of the fiber-reinforced resin laminate 110, and a process of forming the hole 112, making the manufacturing method more complicated.

<3.本開示による製造方法>
続いて、本開示の実施の形態による繊維強化樹脂製構造部材10の製造方法を説明する。本実施形態による製造方法では、治具の表面に繊維強化樹脂シート(プリプレグ)を積層する方法が採用される。なお、以下の説明において、図2に示した金属インサート11の両端側の平面のうち、面積が大きい方の面を下面といい、面積が小さい方の面を上面という。
3. Manufacturing method according to the present disclosure
Next, a method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member 10 according to an embodiment of the present disclosure will be described. In this embodiment, a fiber-reinforced resin sheet (prepreg) is laminated on the surface of a jig. In the following description, the larger surface of the flat surfaces at both ends of the metal insert 11 shown in FIG. 2 will be referred to as the lower surface, and the smaller surface will be referred to as the upper surface.

図5~図9は、本実施形態による構造部材10の製造方法を示す説明図である。それぞれの図には、構造部材10の接続部9に相当する部分を含む断面図と、接続部9に相当する部分を外側から見た平面図とが示されている。 Figures 5 to 9 are explanatory diagrams showing a manufacturing method for a structural member 10 according to this embodiment. Each figure shows a cross-sectional view including a portion corresponding to the connection portion 9 of the structural member 10, and a plan view of the portion corresponding to the connection portion 9 as seen from the outside.

図5に示すように、成形する筒状の繊維強化樹脂積層体の立体形状に対応する治具21を準備し、図2に示した金属インサート11の下面が治具21に接するようにして、金属インサート11を固定する。このとき、金属インサート11の配置位置を位置合わせする場合であっても、治具21の外周面に配置する際の位置合わせであるため、比較的容易に行うことができる。金属インサート11は、治具21に対して簡易に固定できる適宜の手段により治具21に固定される。 As shown in Figure 5, a jig 21 corresponding to the three-dimensional shape of the cylindrical fiber-reinforced resin laminate to be molded is prepared, and the metal insert 11 shown in Figure 2 is fixed so that its underside contacts the jig 21. Even when aligning the placement position of the metal insert 11 at this time, this can be done relatively easily because it is alignment when placing it on the outer peripheral surface of the jig 21. The metal insert 11 is fixed to the jig 21 by any appropriate means that allows it to be easily fixed to the jig 21.

次いで、図6に示すように、未硬化状態の第1の繊維強化樹脂シート15aを治具21上に巻き付けて積層する。その際に、金属インサート11の位置においては、少なくとも金属インサート11の孔部11a上に繊維が掛らないように、連続繊維の間から金属インサート11を表面に露出させる。第1の繊維強化樹脂シート15aには、金属インサート11が配置される開口部が形成される。当該開口部は、あらかじめ第1の繊維強化樹脂シート15aに設けられていてもよく、第1の繊維強化樹脂シート15aを積層する際に、連続繊維の隙間を広げることにより形成されてもよい。第1の繊維強化樹脂シート15aは、開口部のエッジ(縁)の少なくとも一部が金属インサート11の外周端の一部又は全部を覆うように積層される。 Next, as shown in FIG. 6, the uncured first fiber-reinforced resin sheet 15a is wrapped around the jig 21 and stacked. At this time, at the position of the metal insert 11, the metal insert 11 is exposed from between the continuous fibers so that the fibers do not hang over at least the hole 11a of the metal insert 11. An opening is formed in the first fiber-reinforced resin sheet 15a to accommodate the metal insert 11. The opening may be pre-formed in the first fiber-reinforced resin sheet 15a, or may be formed by widening the gaps between the continuous fibers when stacking the first fiber-reinforced resin sheets 15a. The first fiber-reinforced resin sheet 15a is stacked so that at least a portion of the edge of the opening covers part or all of the outer periphery of the metal insert 11.

さらに、図7に示すように、第1の繊維強化樹脂シート15a上に、未硬化の第2の繊維強化樹脂シート15bをさらに巻き付けて積層する。その際にも、金属インサート11の位置においては、少なくとも金属インサート11の孔部11a上に繊維が掛らないように、連続繊維の間から金属インサート11を表面に露出させる。第2の繊維強化樹脂シート15bにも同様に、金属インサート11が配置される開口部が形成される。また、第2の繊維強化樹脂シート15bは、開口部のエッジ(縁)の少なくとも一部が金属インサート11の外周端の一部又は全部を覆うように積層される。 Furthermore, as shown in FIG. 7, an uncured second fiber-reinforced resin sheet 15b is further wrapped around and laminated on the first fiber-reinforced resin sheet 15a. At this time, at the position of the metal insert 11, the metal insert 11 is exposed from the surface between the continuous fibers so that the fibers do not hang over at least the hole 11a of the metal insert 11. Similarly, an opening is formed in the second fiber-reinforced resin sheet 15b in which the metal insert 11 is placed. Furthermore, the second fiber-reinforced resin sheet 15b is laminated so that at least a portion of the edge of the opening covers part or all of the outer periphery of the metal insert 11.

治具21に固定された金属インサート11が、治具21側から外方に向かって直径が小さくなる形状を有しているために、それぞれの繊維強化樹脂シートを巻き付ける際に連続繊維の隙間から金属インサート11の上面を露出させた状態で治具21側に押さえ込むことによって、金属インサート11の傾斜面に沿って連続繊維がずれやすくなっている。なお、図6及び図7等に示した繊維強化樹脂シート中の連続繊維の配向方向は一例であって、連続繊維の配向方向は特に限定されない。 The metal inserts 11 fixed to the jig 21 have a shape in which the diameter decreases from the jig 21 toward the outside. Therefore, when wrapping each fiber-reinforced resin sheet, the metal inserts 11 are pressed against the jig 21 with the top surface of the metal inserts 11 exposed through the gaps between the continuous fibers, which makes it easier for the continuous fibers to slip along the inclined surface of the metal inserts 11. Note that the orientation direction of the continuous fibers in the fiber-reinforced resin sheets shown in Figures 6 and 7 is an example, and the orientation direction of the continuous fibers is not particularly limited.

このようにして適宜の数の繊維強化樹脂シートの積層を繰り返し、図8に示すように、金属インサート11の孔部11aを含む上面が繊維強化樹脂層15の外表面に露出するように繊維強化樹脂層15に金属インサート11を埋め込ませながら、未硬化の繊維強化樹脂層15を形成する。このとき、未硬化の繊維強化樹脂層15に含まれる連続繊維は、金属インサート11の上面の周囲において途切れることなく配置される。また、繊維強化樹脂シートに含まれる連続繊維の配向方向をクロスさせるように積層したり、あるいは、複数方向に配向された連続繊維を含む繊維強化樹脂シート(クロス材)を用いたりすることで、金属インサート11の上面の周囲を囲むようにして、金属インサート11を連続繊維で押さえ込むことができる。 In this manner, an appropriate number of fiber-reinforced resin sheets are repeatedly stacked, and the uncured fiber-reinforced resin layer 15 is formed by embedding the metal insert 11 in the fiber-reinforced resin layer 15 so that the top surface of the metal insert 11, including the hole 11a, is exposed on the outer surface of the fiber-reinforced resin layer 15, as shown in Figure 8. At this time, the continuous fibers contained in the uncured fiber-reinforced resin layer 15 are arranged uninterruptedly around the top surface of the metal insert 11. Furthermore, by stacking the fiber-reinforced resin sheets so that the orientation direction of the continuous fibers contained in the sheets is crossed, or by using a fiber-reinforced resin sheet (cross material) containing continuous fibers oriented in multiple directions, the metal insert 11 can be held down by the continuous fibers so that it surrounds the top surface of the metal insert 11.

次いで、治具21上に積層した未硬化の繊維強化樹脂層15を硬化させた後、治具21を脱離することにより、図9に示すように、繊維強化樹脂製構造部材10を得ることができる。 Next, the uncured fiber-reinforced resin layer 15 laminated on the jig 21 is cured, and then the jig 21 is removed to obtain the fiber-reinforced resin structural member 10 as shown in Figure 9.

これにより、金属インサート11と繊維強化樹脂積層体13とが比較的大きい面積で接合され、他の部材との接続部9となる孔部11aの周囲が連続繊維によって強固に補強された構造部材10を製造することができる。また、接続部9における構造部材10の厚さは金属インサート11により規定された厚さとして形成されることから、接続部9の位置の精度を高めることができる。さらに、他の部材との接続部9には金属インサート11の上面が露出した状態となるため、他の部材との取付面の形状の精度も担保することができる。 This allows the metal insert 11 and fiber-reinforced resin laminate 13 to be bonded over a relatively large area, resulting in the production of a structural member 10 in which the area around the hole 11a, which serves as the connection 9 with another member, is strongly reinforced with continuous fibers. Furthermore, because the thickness of the structural member 10 at the connection 9 is determined by the metal insert 11, the positioning accuracy of the connection 9 can be improved. Furthermore, because the top surface of the metal insert 11 is exposed at the connection 9 with the other member, the accuracy of the shape of the attachment surface with the other member can be ensured.

なお、金属インサート11を埋め込みながら繊維強化樹脂シートを積層する際に、金属インサート11の治具21側の面又は治具21側の反対側の面に一層の繊維強化樹脂シートが接するように、複数の繊維強化樹脂シートを積層してもよい。 When stacking fiber-reinforced resin sheets while embedding the metal insert 11, multiple fiber-reinforced resin sheets may be stacked so that one fiber-reinforced resin sheet contacts the surface of the metal insert 11 facing the jig 21 or the surface opposite the jig 21.

図10は、治具21に最初に積層する第1の繊維強化樹脂シート15cが金属インサート11に接するように配置し、以降積層する繊維強化樹脂シートを金属インサート11に接しないようにして繊維強化樹脂層15を形成した例を示す。このように積層することによって、繊維強化樹脂層15を硬化して得られる構造部材10の金属インサート11と繊維強化樹脂積層体13との接合強度を高めることができる。 Figure 10 shows an example in which the first fiber-reinforced resin sheet 15c to be laminated first on the jig 21 is positioned so that it contacts the metal insert 11, and subsequent fiber-reinforced resin sheets are not in contact with the metal insert 11, forming the fiber-reinforced resin layer 15. By laminating in this manner, the bonding strength between the metal insert 11 and the fiber-reinforced resin laminate 13 of the structural member 10 obtained by curing the fiber-reinforced resin layer 15 can be increased.

また、金属インサートの形状は、図2に示した例に限定されない。金属インサートは、構造部材の製造時において一部が治具21に接し、未硬化の繊維強化樹脂層の積層時に、孔部11aが形成された上面が外表面に露出可能であり、かつ、未硬化の繊維強化樹脂層に埋め込ませることができる形状であれば任意の形状とすることができる。 Furthermore, the shape of the metal insert is not limited to the example shown in Figure 2. The metal insert can have any shape as long as a portion of it comes into contact with the jig 21 during the manufacturing of the structural member, the upper surface on which the hole 11a is formed can be exposed to the outer surface when the uncured fiber-reinforced resin layer is laminated, and it can be embedded in the uncured fiber-reinforced resin layer.

図11は、金属インサートの別の構成例を示す説明図である。図11には、金属インサート31の正面図及び側面図が示されている。金属インサート31は、軸方向の両端側に平面を有し、軸方向中央部の直径が大きく、軸方向の両端側に向けて直径が小さくなっている。金属インサート31は、軸心に沿って設けられた孔部31aを有する。金属インサート31が、軸方向の両端側に向けて直径が小さくなる形状を有することにより、金属インサート31と繊維強化樹脂積層体13との接触面積が大きくなって、金属インサート11と繊維強化樹脂積層体13との接合強度が高められる。また、金属インサート31が同形状を有することにより、金属インサート31を挟むように繊維強化樹脂シートを積層することができ、他の部材3から構造部材10に対する負荷が発生した場合であっても、金属インサート31が繊維強化樹脂積層体13から脱離することを防ぐことができる。 Figure 11 is an explanatory diagram showing another example configuration of a metal insert. Figure 11 shows a front view and a side view of a metal insert 31. The metal insert 31 has flat surfaces on both axial ends, a large diameter in the axial center, and a diameter that decreases toward both axial ends. The metal insert 31 has a hole 31a formed along the axis. Because the metal insert 31 has a shape in which the diameter decreases toward both axial ends, the contact area between the metal insert 31 and the fiber-reinforced resin laminate 13 is increased, thereby increasing the bonding strength between the metal insert 11 and the fiber-reinforced resin laminate 13. Furthermore, because the metal insert 31 has the same shape, fiber-reinforced resin sheets can be stacked so as to sandwich the metal insert 31. This prevents the metal insert 31 from detaching from the fiber-reinforced resin laminate 13 even when a load is applied to the structural member 10 from another member 3.

図12~図14は、図11に示した金属インサート31を備えた構造部材の製造方法を示す説明図である。
金属インサート31を用いる場合、まず図12に示すように、それぞれ金属インサート31が配置される開口部16を有する複数の繊維強化樹脂シート15dを治具21の成形面に積層する。当該開口部16は、あらかじめ繊維強化樹脂シート15dに設けられていてもよく、繊維強化樹脂シート15dを積層する際に、連続繊維の隙間を広げることにより形成されてもよい。この場合も、繊維強化樹脂シート15dに含まれる連続繊維を途切れさせることなく開口部16を形成することにより、構造部材の強度あるいは剛性の低下を防ぐことができる。
12 to 14 are explanatory views showing a method for manufacturing a structural member provided with the metal insert 31 shown in FIG.
When using metal inserts 31, first, as shown in Fig. 12, a plurality of fiber-reinforced resin sheets 15d, each having an opening 16 in which a metal insert 31 is to be placed, are stacked on the molding surface of a jig 21. The openings 16 may be provided in the fiber-reinforced resin sheets 15d in advance, or may be formed by widening the gaps between the continuous fibers when stacking the fiber-reinforced resin sheets 15d. In this case, too, by forming the openings 16 without interrupting the continuous fibers contained in the fiber-reinforced resin sheets 15d, it is possible to prevent a decrease in the strength or rigidity of the structural member.

次いで、図13に示すように、金属インサート31の一部が治具21に接し、かつ、金属インサート31の外縁の少なくとも一部が繊維強化樹脂シート15dの開口部16のエッジを覆うように、繊維強化樹脂シート15dの開口部16に金属インサート31を配置する。 Next, as shown in FIG. 13, the metal insert 31 is placed in the opening 16 of the fiber-reinforced resin sheet 15d so that a portion of the metal insert 31 contacts the jig 21 and at least a portion of the outer edge of the metal insert 31 covers the edge of the opening 16 in the fiber-reinforced resin sheet 15d.

次いで、図14に示すように、さらにそれぞれ金属インサート31が配置される開口部を有する複数の繊維強化樹脂シート15dを、開口部のエッジの少なくとも一部が金属インサート31の一部を覆うように積層する。当該開口部についても、あらかじめ繊維強化樹脂シート15dに設けられていてもよく、繊維強化樹脂シート15dを積層する際に、連続繊維の隙間を広げることにより形成されてもよい。 Next, as shown in FIG. 14, multiple fiber-reinforced resin sheets 15d, each having an opening in which a metal insert 31 is placed, are stacked so that at least part of the edge of the opening covers part of the metal insert 31. These openings may also be provided in the fiber-reinforced resin sheets 15d in advance, or may be formed by widening the gaps between the continuous fibers when stacking the fiber-reinforced resin sheets 15d.

これにより、金属インサート31は、中央部において孔部31aを有する上面が外部に露出する一方、中央部の周囲の領域において繊維強化樹脂層15に挟まれた状態となる。これにより、金属インサート31の接合強度が高められ、他の部材との接続部の強度が向上した構造部材とすることができる。また、当該金属インサート31であっても、接続部における構造部材の厚さや形状を所望の設計値で製造することができ、他の部材との接続部の形状や位置の精度を高めることができる。 As a result, the top surface of the metal insert 31, which has the hole 31a in the center, is exposed to the outside, while the area surrounding the center is sandwiched between the fiber-reinforced resin layers 15. This increases the bonding strength of the metal insert 31, resulting in a structural member with improved strength at the connection with other members. Furthermore, even with this metal insert 31, the thickness and shape of the structural member at the connection can be manufactured to the desired design values, improving the precision of the shape and position of the connection with other members.

また、治具21の成形面に、未硬化の繊維強化樹脂層を形成する方法は、上記実施形態で説明したレイアップ法に限られるものではなく、任意の方法が採用されてよい。例えば構造部材が中空筒状の構造部材である場合、連続繊維を治具21の周囲に連続的に巻回するフィラメントワインディング法を採用して未硬化の繊維強化樹脂層を形成してもよい。 Furthermore, the method for forming the uncured fiber-reinforced resin layer on the molding surface of the jig 21 is not limited to the layup method described in the above embodiment, and any method may be used. For example, if the structural member is a hollow cylindrical structural member, the uncured fiber-reinforced resin layer may be formed using a filament winding method, in which continuous fibers are continuously wound around the jig 21.

図15は、フィラメントワインディング法により治具21の周囲に連続繊維を巻回した様子を示す説明図である。フィラメントワインディング法による場合においても、金属インサート11を治具21の所定位置に配置した後、治具21の周囲からマトリクス樹脂を含侵させた連続繊維を導出させながら、治具21又は連続繊維を導出する機構を回転させつつ軸方向移動させることにより、治具21の周囲に未硬化の繊維強化樹脂層17を形成することができる。この場合においても、金属インサート11が治具21側から外方に向けて直径が小さくなる形状を有することにより、巻回される連続繊維が金属インサート11の上面に掛からないようにして連続繊維を巻回しやすくなる。 Figure 15 is an explanatory diagram showing continuous fiber wound around a jig 21 using the filament winding method. Even when using the filament winding method, after placing the metal insert 11 in a predetermined position on the jig 21, continuous fiber impregnated with matrix resin is drawn out from around the jig 21, and the jig 21 or the mechanism for drawing out the continuous fiber is rotated and moved axially to form an uncured fiber-reinforced resin layer 17 around the jig 21. Even in this case, the metal insert 11 has a shape in which the diameter decreases outward from the jig 21 side, making it easier to wind the continuous fiber without it touching the top surface of the metal insert 11.

したがって、連続繊維の間から金属インサート11の上面が露出した状態となるため、接続部の位置の精度を高めることができるとともに、他の部材との取付面の形状の精度を担保することができる。また、フィラメントワインディング法によっても、金属インサート11の上面の周囲を囲むようにして、金属インサート11を連続繊維で押さえ込むことができる。したがって、他の部材に対して構造部材から離れる方向への負荷が発生した場合であっても、金属インサート11が繊維強化樹脂積層体から脱離することを防ぐことができる。 As a result, the top surface of the metal insert 11 is exposed between the continuous fibers, which increases the accuracy of the connection position and ensures the accuracy of the shape of the attachment surface with other components. Furthermore, even with the filament winding method, the metal insert 11 can be held down with continuous fibers, surrounding the periphery of its top surface. Therefore, even if a load is applied to other components in a direction away from the structural member, the metal insert 11 can be prevented from detaching from the fiber-reinforced resin laminate.

以上説明したように、本実施形態に係る繊維強化樹脂製構造部材の製造方法によれば、治具21の成形面上の他の部材との接続部に相当する位置に、孔部11aを有する金属インサート11を配置し、孔部11aが未硬化の繊維強化樹脂層の外表面に露出するように未硬化の繊維強化樹脂層に金属インサート11を埋め込ませながら繊維強化樹脂層を形成する。これにより、繊維強化樹脂積層体を形成した後に、筒状の繊維強化樹脂積層体の内側にナットプレートを取り付けることが不要になる。 As described above, according to the manufacturing method of a fiber-reinforced resin structural member of this embodiment, a metal insert 11 having a hole 11a is placed on the molding surface of the jig 21 at a position corresponding to the connection with another member, and the fiber-reinforced resin layer is formed by embedding the metal insert 11 in the uncured fiber-reinforced resin layer so that the hole 11a is exposed on the outer surface of the uncured fiber-reinforced resin layer. This eliminates the need to attach a nut plate to the inside of the cylindrical fiber-reinforced resin laminate after forming the fiber-reinforced resin laminate.

また、本実施形態に係る製造方法で製造される構造部材において、他の部材との接続部は、金属インサート11によって所望の設計値に管理される。したがって、他の部材の取付面の形状及び位置の精度を担保することができる。 Furthermore, in structural components manufactured using the manufacturing method of this embodiment, the connection portions with other components are controlled to the desired design values by the metal insert 11. This ensures the accuracy of the shape and position of the mounting surface of other components.

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示は係る例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、上記の実施形態及び各変形例を互いに組み合わせた態様も、当然に本開示の技術的範囲に属する。 Preferred embodiments of the present disclosure have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present disclosure is not limited to these examples. It is clear that a person with ordinary skill in the technical field to which the present disclosure pertains can conceive of various modified or altered examples within the scope of the technical ideas set forth in the claims, and it is understood that these naturally fall within the technical scope of the present disclosure. Furthermore, combinations of the above-described embodiments and modifications naturally fall within the technical scope of the present disclosure.

例えば上記実施形態では、あらかじめ孔部11aが設けられた金属インサート11を用いていたが、他の部材を取り付けるための締結部材が挿入される孔部は、構造部材を成形した後に設けられてもよい。この場合、金属インサートにおける孔部の形成予定箇所が外表面に露出するように未硬化の繊維強化樹脂層を形成すればよい。 For example, in the above embodiment, a metal insert 11 was used with a hole 11a already formed therein. However, holes into which fastening members for attaching other components can be inserted may be formed after the structural component is molded. In this case, the uncured fiber-reinforced resin layer can be formed so that the locations in the metal insert where the holes are to be formed are exposed on the outer surface.

5:締結部材、9:接続部、10:繊維強化樹脂製構造部材、11:金属インサート、11a:孔部、13:繊維強化樹脂積層体、15:繊維強化樹脂層、15a:第1の繊維強化樹脂シート、15b:第2の繊維強化樹脂シート、16:開口部、21:治具 5: Fastening member, 9: Connection, 10: Fiber-reinforced resin structural member, 11: Metal insert, 11a: Hole, 13: Fiber-reinforced resin laminate, 15: Fiber-reinforced resin layer, 15a: First fiber-reinforced resin sheet, 15b: Second fiber-reinforced resin sheet, 16: Opening, 21: Jig

Claims (5)

締結部材が挿入される孔部を含む接続部を有する繊維強化樹脂製構造部材の製造方法であって、
治具の成形面に、硬化前のマトリクス樹脂及び強化繊維を含む未硬化繊維強化樹脂層を形成する工程と、
前記マトリクス樹脂を硬化させて前記繊維強化樹脂製構造部材を成形する工程と、
前記繊維強化樹脂製構造部材から前記治具を外す工程と、を含み、
前記未硬化繊維強化樹脂層を形成する工程において、
前記孔部又は前記孔部の形成予定箇所を有する金属インサートであって、前記治具側から前記治具から離れる方向に向かって直径が小さくなる錘形状部分を有する前記金属インサートを、当該金属インサートの一部が前記治具に接し、かつ、前記孔部又は前記孔部の形成予定箇所が前記未硬化繊維強化樹脂層の前記治具に接しない外表面に露出するように前記未硬化繊維強化樹脂層に埋め込ませながら、前記未硬化繊維強化樹脂層を形成する、繊維強化樹脂製構造部材の製造方法。
A method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member having a connection portion including a hole portion into which a fastening member is inserted, comprising:
forming an uncured fiber reinforced resin layer containing an uncured matrix resin and reinforced fibers on a molding surface of a jig;
a step of curing the matrix resin to form the fiber-reinforced resin structural member;
and removing the jig from the fiber-reinforced resin structural member,
In the step of forming the uncured fiber reinforced resin layer,
A method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member , comprising: embedding a metal insert having the hole portion or a location where the hole portion is to be formed, the metal insert having a cone-shaped portion whose diameter decreases in a direction from the jig side to away from the jig, into the uncured fiber-reinforced resin layer so that a portion of the metal insert contacts the jig and the hole portion or the location where the hole portion is to be formed is exposed on an outer surface of the uncured fiber-reinforced resin layer that does not contact the jig.
前記金属インサートは、前記治具に接する部分の直径が最大であり、前記治具から最も離れる部分の直径が最小である円錐形状を有し、
前記未硬化繊維強化樹脂層を形成する工程において、
前記金属インサートを前記治具の成形面に配置した後、
それぞれ前記金属インサートが配置される開口部を有する複数の繊維強化樹脂シートを、前記開口部のエッジの少なくとも一部が前記円錐形状の前記金属インサートの傾斜面を覆うように積層する、請求項1に記載の繊維強化樹脂製構造部材の製造方法。
the metal insert has a conical shape with a maximum diameter at a portion in contact with the jig and a minimum diameter at a portion farthest from the jig;
In the step of forming the uncured fiber reinforced resin layer,
After the metal insert is placed on the molding surface of the jig,
2. A method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member according to claim 1, wherein a plurality of fiber-reinforced resin sheets, each having an opening in which the metal insert is placed, are stacked so that at least a portion of the edge of the opening covers the inclined surface of the conical metal insert.
締結部材が挿入される孔部を含む接続部を有する繊維強化樹脂製構造部材の製造方法であって、A method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member having a connection portion including a hole portion into which a fastening member is inserted, comprising:
治具の成形面に、硬化前のマトリクス樹脂及び強化繊維を含む未硬化繊維強化樹脂層を形成する工程と、forming an uncured fiber reinforced resin layer containing an uncured matrix resin and reinforced fibers on a molding surface of a jig;
前記マトリクス樹脂を硬化させて前記繊維強化樹脂製構造部材を成形する工程と、a step of curing the matrix resin to form the fiber-reinforced resin structural member;
前記繊維強化樹脂製構造部材から前記治具を外す工程と、を含み、and removing the jig from the fiber-reinforced resin structural member,
前記未硬化繊維強化樹脂層を形成する工程において、In the step of forming the uncured fiber reinforced resin layer,
前記孔部又は前記孔部の形成予定箇所を有する金属インサートであって、軸方向中央部の直径が最大であり、軸方向の前記治具側に向けて直径が小さくなる第1錘形状部分と、軸方向の前記治具から離れる方向に向かって直径が小さくなる第2錘形状部分と、を有する前記金属インサートが配置される開口部をそれぞれ有する複数の繊維強化樹脂シートを前記治具の成形面に積層し、A metal insert having the hole portion or a planned location for forming the hole portion, wherein the diameter of the first cone-shaped portion is maximum at the axial center and the diameter decreases toward the jig in the axial direction, and a second cone-shaped portion having a diameter decreasing toward the jig in the axial direction. A plurality of fiber-reinforced resin sheets each having an opening in which the metal insert having the metal insert is placed are stacked on the molding surface of the jig,
前記金属インサートの一部が前記治具に接し、前記孔部又は前記孔部の形成予定箇所が前記未硬化繊維強化樹脂層の前記治具に接しない外表面に露出するように、かつ、前記金属インサートの前記第1錘形状部分の傾斜面が前記繊維強化樹脂シートの前記開口部のエッジを覆うように、前記繊維強化樹脂シートの前記開口部に前記金属インサートを配置し、The metal insert is placed in the opening of the fiber reinforced resin sheet so that a portion of the metal insert contacts the jig, the hole or the planned formation location of the hole is exposed on an outer surface of the uncured fiber reinforced resin layer that does not contact the jig, and the inclined surface of the first cone-shaped portion of the metal insert covers the edge of the opening of the fiber reinforced resin sheet,
さらにそれぞれ前記金属インサートが配置される開口部を有する複数の繊維強化樹脂シートを、前記開口部のエッジの少なくとも一部が前記金属インサートの前記第2錘形状部分の傾斜面を覆うように積層し、前記未硬化繊維強化樹脂層を形成する、繊維強化樹脂製構造部材の製造方法。A method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member further comprising stacking a plurality of fiber-reinforced resin sheets, each having an opening into which the metal insert is placed, so that at least a portion of the edge of the opening covers the inclined surface of the second cone-shaped portion of the metal insert, thereby forming the uncured fiber-reinforced resin layer.
前記金属インサートの前記治具側の面又は前記治具側の反対側の面に一層の繊維強化樹脂シートが接するように、前記複数の繊維強化樹脂シートを積層する、請求項2又は3に記載の繊維強化樹脂製構造部材の製造方法。 The method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member described in claim 2 or 3, wherein the multiple fiber-reinforced resin sheets are stacked so that one fiber-reinforced resin sheet contacts the jig-side surface or the surface opposite the jig side of the metal insert. 前記金属インサートは、前記治具に接する部分の直径が最大であり、前記治具から最も離れる部分の直径が最小である円錐形状を有し、
前記繊維強化樹脂製構造部材は中空筒状の構造部材であり、
前記未硬化繊維強化樹脂層を形成する工程において、
前記金属インサートを前記治具の成形面に配置した後、前記円錐形状の前記金属インサートの傾斜面を覆うようにフィラメントワインディング法により前記未硬化繊維強化樹脂層を形成する、請求項1に記載の繊維強化樹脂製構造部材の製造方法。
the metal insert has a conical shape with a maximum diameter at a portion in contact with the jig and a minimum diameter at a portion farthest from the jig;
The fiber-reinforced resin structural member is a hollow cylindrical structural member,
In the step of forming the uncured fiber reinforced resin layer,
2. The method for manufacturing a fiber-reinforced resin structural member according to claim 1, wherein the metal insert is placed on the molding surface of the jig, and then the uncured fiber-reinforced resin layer is formed by a filament winding method so as to cover the inclined surface of the conical metal insert.
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