[发明专利]纤维强化树脂与金属的接合构造及接合方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维强化树脂与金属的接合。

背景技术

当前，纤维强化树脂复合材料(FRP：Fiber Reinforced Plastics)广泛用于飞机、汽车、船舶或一般工程机器的构造用部件。例如，已知一种纤维强化树脂复合材料，其在将炭素纤维或玻璃纤维等无机物系强化纤维纵横地配置而织入的织物中，浸渍硬化环氧树脂等树脂而形成。

但是，不能利用纤维强化树脂复合材料构成整个部件，而必须在一部分中使用金属材料的情况也很多。

因此，纤维强化树脂复合材料与金属材料高强度地接合成为课题。

当前，如专利文献1～3所述，也提出一种技术，其通过将纤维强化树脂复合材料与金属材料直接粘合，去除连结用具而实现轻量化等。

在通过将两个部件粘合而使其接合时，将两个部件的端面对接，在仅将该对接面作为粘合面的情况下，粘合面较小，不能期望高强度的接合构造。

在专利文献1记载的接合构造中采用阶梯状接合面，即，分别在两个部件要接合的端部形成互补的阶梯状构造，在与对接面垂直的阶梯面上确保大面积的接合面。

在专利文献2记载的接合构造中，在管材中采用多段阶梯状接合面。另外，在专利文献2中记载阶梯状接合面重叠为两层的构造(参照该文献第3图)。其是在开口于纤维强化树脂复合材料的端面上且内侧较窄的阶梯状槽中，插入前端较细的阶梯状的金属材料的端部的构造。

在专利文献3记载的接合构造中，在棒材中，通过使轴端倾斜，将纤维强化树脂复合材料与金属材料部分重叠地配置并卷绕，在通过该轴的剖面上使两种材料交替重叠而形成多层。

专利文献1：日本实开昭63-178126号公报

专利文献2：日本实开昭61-009135号公报

专利文献3：日本特开2001-032819号公报

发明内容

但是，根据专利文献3记载的技术，即使可以将两种材料交替重叠地形成多层，也仅能构成轴状的管材，无法构成具有平面或任意曲面的构造。另外，无法形成阶梯状、特别是多段阶梯状接合面。并且，伴随着卷绕，两种材料重叠的区域逐渐偏离轴向，该区域变长。在用于接合的构造部上很难同时形成其他构造。如果用于接合的构造变大，则该部分的设计自由度受到较大限制，或者使用部位受限，因此不优选。

在专利文献1记载的技术中，是由一层纤维强化树脂复合材料和一层金属材料的重叠而形成的接合构造。在专利文献2记载的技术中，金属材料并不是大于或等于两层。

因此，在上述的现有技术中，很难利用将纤维强化树脂复合材料及金属材料分别交替地重叠两层或多于两层的构造，构成具有平面或任意曲面的形状，对于在要求的总厚度内使各层的层厚更薄、更多层化自然产生局限。

因此，本发明的课题在于提供一种接合构造及接合方法，该接合构造是纤维强化树脂复合材料与金属材料的各端部经由阶梯状接合面接合的纤维强化树脂与金属的接合构造，在该构造中，当然使阶梯状接合面多段化，即使在很薄的总厚度内，也容易地使经由阶梯状接合面交替地重叠的纤维强化树脂层及金属层多层化，利用该多层化，可以使接合强度等特性提高，接合强度充分，并且使阶梯状接合面的形成长度缩短，还可以构成具有平面及任意曲面的形状。

用于解决上述课题的技术方案1所述的发明，是一种纤维强化树脂与金属的接合构造，该构造是纤维强化树脂复合材料与金属材料的端部之间经由阶梯状接合面接合而构成，其特征在于，将金属材料和纤维强化树脂复合材料构成的要素作为一片，以阶梯状构造在厚度方向重叠的方式层叠多片该要素，其中，上述金属材料的构成前述阶梯状接合面的端部朝向该端部的端面方向而阶梯状地变薄，从而形成前述阶梯状构造，上述纤维强化树脂复合材料利用端部平坦地填充前述阶梯状构造而进行层叠，

将前述金属材料和纤维强化树脂复合材料粘合，并且相邻的前述要素之间在重叠面处接合。

技术方案2所述的发明，其特征在于，在技术方案1所述的纤维强化树脂与金属的接合构造中，在前述阶梯状构造的形成区域内，在两个外表面上配置前述金属材料。

技术方案3所述的发明，其特征在于，在技术方案1及技术方案2所述的纤维强化树脂与金属的接合构造中，相邻的前述金属材料之间利用焊接接合。

技术方案4所述的发明，其特征在于，在技术方案1至技术方案3中的任一项所述的纤维强化树脂与金属的接合构造中，前述阶梯状构造为多段。