複合パネルのボルト取付構造、及び、斯かるボルト取付構造を有する車両
【課題】大きな衝撃力のかかる場合においても、複合パネルに大きな損傷を与えることなく、複合パネルを他の部材に取り付けることのできる複合パネルのボルト取付構造、及び、斯かるボルト取付構造を有する車両を提供する。
【解決手段】複合パネル１の表面層３ａ、３ｂに対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴１１と、ブッシュ取付穴１１に取り付けられたブッシュ部材２０とを備え、複合パネル１の中間層２に位置した円筒状部２１の外周囲には、フランジ部２３が複合パネル１の表面層３ａ、３ｂに当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂Ｒで補強された補強部３０が形成される。
【解決手段】複合パネル１の表面層３ａ、３ｂに対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴１１と、ブッシュ取付穴１１に取り付けられたブッシュ部材２０とを備え、複合パネル１の中間層２に位置した円筒状部２１の外周囲には、フランジ部２３が複合パネル１の表面層３ａ、３ｂに当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂Ｒで補強された補強部３０が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば列車やモノレールなどの車両用として使用可能な複合パネルをボルトを利用して他の部材、例えば、車体などに取り付けるための複合パネルのボルト取付構造、及び、斯かるボルト取付構造を有する車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、列車などの車両用の複合パネルとしては、鉄、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属材料が一般に使用されている。最近では、軽量化のニーズから、一部、内装用などとして、ガラス繊維或いは炭素繊維を強化繊維として使用した繊維強化複合材、即ち、ガラス繊維強化プラスチック或いは炭素繊維強化プラスチックが使用されている。
【０００３】
本発明者らは、特許文献１にて、また、図８及び図９に示すように、基材２としてのハニカム構造体或いは発泡構造体の少なくとも一側の面に表面層として、炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸させて形成した繊維強化複合材３（３ａ、３ｂ）を配置した構成の車両用複合パネル１を提案した。
【０００４】
このような複合パネル１を、車体２００に取り付ける場合には、図９に示すように、単に、複合パネル１にボルト取り付け用の穴１１を開け、そこにボルト軸１００ｂを挿通し、車体２００にボルト１００を螺入することにより行われていた。
【０００５】
しかしながら、このような取付方法では、ボルト頭１００ａが複合パネル１の表面より突出することとなる。車体表面上に突起形状物を存在させることは、騒音の元となり、好ましいことではない。
【０００６】
また、従来の上記取付方法では、ボルト１００の締め付け力が、直接、複合パネル１の厚み方向の圧縮力となり、複合パネル１が凹んだり、或いは、表面層３ａの繊維強化複合材が割れるなどの、複合パネル１の損傷の原因となっていた。延いては、複合パネル１の強度に悪影響をもたらすこととなる。
【０００７】
よって、本発明者らは、特許文献２にて、また、図１０に示すように、ブッシュ部材２０を用いた複合パネル１のボルト取付構造１０を提案した。
【０００８】
つまり、ボルト取付構造１０を構成する複合パネル１は、図８、図９に示す構成と同様に、ハニカム構造体又は発泡構造体とされる基材、即ち、中間層２と、中間層２の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材３（３ａ、３ｂ）とを有している。複合パネル１には、表面層３ａ、３ｂに対して垂直方向にブッシュ取付穴１１が形成され、このブッシュ取付穴１１に円筒状のブッシュ部材２０が取り付けられ、接着剤で固定される。
【０００９】
ブッシュ部材２０は、その一端に、ボルト１００のボルト頭１００ａを受けると共にボルト軸１００ｂが貫通可能なボルト孔２５が形成されたボルト座面部２２を備えている。
【００１０】
従って、複合パネル１は、このブッシュ部材２０を介して、ボルト１００により、車体２００に取り付けられる。
【００１１】
このボルト取付構造１０による方法では、ブッシュ部材２０の中にボルト１００の頭１００ａを沈め、また必要により、ボルト頭１００ａの上部空間部には充填材２７を充填することができることから騒音の発生を防止でき、また、ブッシュ部材２０と複合パネル１との間を、接着剤による接着で一義的に固定することから、複合パネル１への損傷を少なくすることができる。
【特許文献１】特開２００５−１４４４９号公報
【特許文献２】特開２００６−７６０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献２に記載するボルト取付構造は、車両用部材において、通常使用時は何の支障もないが、鳥や石等の大きな障害物が衝突するような箇所、つまり大きな衝撃力のかかる箇所においては、接着力を固定方法の主な手段としていることから、剥離を起こし易いという問題点を持っている。
【００１３】
従って、本発明の目的は、大きな衝撃力のかかる場合においても、複合パネルに大きな損傷を与えることなく、複合パネルを他の部材に取り付けることのできる複合パネルのボルト取付構造、及び、斯かるボルト取付構造を有する車両を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、車両用複合パネルにおいては、表面に出る突出部をなるべく小さくし、滑らかな表面に近づけ、走行時の騒音を抑制することのできる複合パネルのボルト取付構造、及び、斯かるボルト取付構造を有する車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は本発明に係る複合パネルのボルト取付構造、及び、斯かるボルト取付構造を有する車両にて達成される。要約すれば、第１の本発明によれば、ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
前記ブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着される円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記円筒状部は、前記フランジ部が形成された側から挿入されたボルトのボルト頭が挿入可能な大きさの内径を有した中心孔と、前記中心孔の前記フランジ部が形成された側とは反対側端部に形成され、ボルト頭を受けると共にボルト軸が貫通可能なボルト孔が形成されたボルト座面部と、を備え、
前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造が提供される。
【００１６】
第２の本発明によれば、ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
前記ブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着される円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記円筒状部は、その円筒状内面に、前記フランジ部とは反対の側から挿入されたボルトのボルト軸と螺合するネジ部を有し、
前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造が提供される。一実施態様によると、前記円筒状部の前記フランジが形成された端部は、閉鎖端とされる。
【００１７】
第３の本発明によれば、ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられた第１のブッシュ部材と、前記第１のブッシュ部材に取り付けられた第２のブッシュ部材と、を備え、
前記第１のブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着され、その内面にネジ部が形成された円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの一側の表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記第２のブッシュ部材は、その外面には、前記第１のブッシュ部材の前記フランジ部とは反対側から挿入されて前記第１のブッシュ部材の前記円筒状内面ネジ部に螺合されるネジ部が形成された円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの他側の表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記第２のブッシュ部材の前記円筒状部は、その円筒状内面に、前記第２のブッシュ部材へと挿入されたボルトのボルト軸と螺合するネジ部を有し、
前記第１のブッシュ部材の前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記第１及び第２のブッシュ部材の前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造が提供される。一実施態様によれば、前記第１のブッシュ部材の前記円筒状部の前記フランジが形成された端部は、閉鎖端とされる。
【００１８】
上記各本発明にて、一実施態様によれば、前記ブッシュ取付穴の穴径（Ｄ４）と、前記ブッシュ取付穴に接着される前記ブッシュ部材の円筒状部の外径（Ｄ１）との径差（Ｄ４−Ｄ１）が、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲にあり、前記ブッシュ取付穴の穴径（Ｄ４）が前記ブッシュ部材の円筒状部の外径（Ｄ１）よりも大きい（Ｄ４＞Ｄ１）。
【００１９】
本発明の他の実施態様によれば、前記複合パネルの前記中間層は、ハニカム構造体であり、前記補強部は、前記円筒状部の外周囲のハニカム構造体の孔部に軽量樹脂を詰め込み、硬化することにより形成する。又は、他の実施態様によれば、前記複合パネルの前記中間層の、前記円筒状部の外周囲に位置する部分を取り除き、そこに軽量樹脂を詰め込み、硬化することにより形成する。
【００２０】
本発明の他の実施態様によれば、前記補強部の領域（Ｄ６）は、前記ブッシュ部材のフランジ部の外径（Ｄ５）より、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で大きい。
【００２１】
本発明の他の実施態様によれば、前記軽量樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかである。又は、他の実施態様によれば、前記軽量樹脂は、炭素繊維の短繊維、ガラス繊維の短繊維、カーボンブラック、炭酸カルシュウム、水酸化アルミニウム、ガラスバルーン、エポキシ発泡バルーン、ウレタン発泡バルーン、アクリル発泡バルーンのいずれか１種又は複数種を強化材として混入したエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかである。
【００２２】
本発明の他の実施態様によれば、前記表面層を形成する繊維強化複合材の強化繊維は、長繊維の炭素繊維、アラミド繊維ＰＢＯ繊維、ガラス繊維又はこれらの複合体である。又、他の実施態様によれば、前記表面層を形成する繊維強化複合材のマトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかである。
【００２３】
第４の本発明によれば、第１乃至第３の本発明に記載された複合パネルのボルト取付構造を有することを特徴とする車両が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の複合パネルのボルト取付構造によれば、
（１）複合パネルに大きな損傷を与えることなく、複合パネルを他の部材に取り付けることができる。
（２）複合パネルの強度に悪影響をもたらすことがない。
（３）車両用複合パネルにおいては、表面にフランジ部のみが出ることになるが、このフランジ部を薄く、且つ端面をテーパー加工することにより、平滑表面に近づけることができ、騒音の発生を抑制することができる。
（４）車両用複合パネルにおいて、ブッシュ部材のフランジ部の座面が、軽量樹脂で補強されることから、複合パネルに鳥や石等の衝突による大きな衝撃が与えられても、ボルト取付部への損傷が軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る複合パネルのボルト取付構造を図面に即して更に詳しく説明する。
【００２６】
実施例１
本実施例では、本発明のボルト取付構造は、図７、図８及び図９を参照して説明した車両用の複合パネル１に具現化されるものとして説明する。
【００２７】
つまり、本実施例によると、図１をも参照すると、車両用として有効な複合パネル１は、平らな板状部材とされ、中間層、即ち、芯材２としてのハニカム構造体又は発泡構造体と、この芯材２の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材３（３ａ、３ｂ）とを有する。
【００２８】
上記構成の複合パネル１は、限定されるものではないが次の製造方法により好適に作製される。
【００２９】
一実施例によれば、先ず、複合パネル１は、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸或いは加熱浸透させてプリプレグ形態の表面層繊維強化複合材３を形成し、次いで、このプリプレグ状表面層繊維強化複合材３を、芯材２として準備されたハニカム構造体若しくはウレタンフォームなどの発泡構造体の両表面に一体に成形される。
【００３０】
勿論、表面層繊維強化複合材３は、プリプレグ形態ではなく、完全に硬化した後、芯材２の表面に接着剤を介して一体に接着しても良い。
【００３１】
更に説明すると、表面層繊維強化複合材３は、強化繊維として、炭素繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ガラス繊維又はこれらの複合体を使用することができる。これら強化繊維は、長繊維を一方向に揃えたものが好ましく、場合によってはクロス、或いは、短繊維による不織布、などの種々の形態とすることができる。
【００３２】
また、マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又は、フェノール樹脂を使用することができる。このとき、繊維強化複合材３の繊維体積含有率は３０％〜７０％とされ、通常、５０％〜６０％とされる。
【００３３】
上記構成の表面層繊維強化複合材３を、複合パネル１の表面に、通常、厚さ（Ｔ３）＝１．０ｍｍ〜５．０ｍｍにて設けることができる。
【００３４】
複合パネル１の全体の厚さ（Ｔ１）は、任意に設計することができるが、通常１０〜２０ｍｍとされる。
【００３５】
芯材２としては、例えば、通常使用されるアルミニウム或いはアラミド樹脂などで作製したハニカム構造体、例えば、ディーアイシーヘクセル株式会社製の「ノーメックスハニカムコア（ＨＲＨ−７８）」（商品名）などを使用することができる。場合によっては、ウレタンフォームなどの発泡構造体なども使用可能である。
【００３６】
次に、本発明の特徴部をなす複合パネル１のボルト取付構造１０について説明する。図１に本発明の複合パネル１のボルト取付構造１０の一実施例を示す。
【００３７】
本実施例にて、ボルト取付構造１０は、複合パネル１に形成されたブッシュ取付穴１１と、この取付穴１１に取り付けられたブッシュ部材２０と、ブッシュ部材周囲の補強部３０とにより構成される。
【００３８】
つまり、ボルト取付構造１０にて、ブッシュ取付穴１１は、複合パネル１の一側の表面層３ａから他側の表面層３ｂを貫通し、複合パネル１の表面層３に対して略垂直方向に形成され、このブッシュ取付穴１１にブッシュ部材２０が取り付けられる。
【００３９】
ブッシュ部材２０は、円筒形状の円筒状部２１を備え、この円筒状部２１がブッシュ取付穴１１に挿入されてその外面がブッシュ取付穴１１に接着剤にて接着される。また、円筒状部の軸線方向一端に一体にフランジ部２３が形成される。フランジ部２３は、複合パネル１の表面層３ａに当接する。また、フランジ部２３の外周辺端面は、テーパ加工、即ち、面取り２８が施される。これにより、騒音の発生を抑制することができる。
【００４０】
円筒状部２１は、その内面に、フランジ部２３が形成された側から挿入されたボルト１００のボルト頭１００ａが挿入可能な大きさの内径を有した中心孔２４を有し、中心孔２４のフランジ部２３が形成された側とは反対側端部にボルト座面部２２が形成される。座面部２２は、ボルト頭１００ａを受けると共にボルト軸１００ｂが貫通可能なボルト孔２５が形成される。
【００４１】
つまり、本実施例では、円筒状部２１は、ブッシュ取付穴１１に嵌合する大きさの外径Ｄ１の外周面と、ボルト頭１００ａの挿入を許容する大きさの内径Ｄ２の中心孔２４とを有し、円筒状部２１の内面部に凹部２６が形成される。
【００４２】
円筒状部２１の厚み（ｔ１）、座面部２２の厚み（ｔ２）及びフランジ部２３の厚み（ｔ３）は、２．０〜３．０ｍｍとされる。円筒状部２１の厚み（ｔ１）と座面部２２の厚み（ｔ２）とフランジ部２３の厚み（ｔ３）は、同じとすることもできるし、異なるものとすることもできる。座面部２２の貫通ボルト孔２５は、上述のように、ボルト軸１００ｂより若干大きくされるが、通常、ボルト１００としてはＭ６〜Ｍ１２のものが使用されるので、ボルト軸１００ｂの直径６〜１２ｍｍより僅かに大きくされる。
【００４３】
本実施例では、ブッシュ部材２０は、その円筒状部２１の軸線方向の長さ（Ｈ）が複合パネル１の厚さ（Ｔ１）と略一致するようにされる。
【００４４】
一方、本実施例によれば、円筒状部２１の外周囲に相当する複合パネル１における中間層２の部分は、軽量樹脂Ｒで補強された補強部３０とされる。
【００４５】
補強部３０を構成する軽量樹脂Ｒとしては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかを使用することができる。
【００４６】
更に、軽量樹脂Ｒは、上記樹脂に強化材を混入したものとすることもできる。即ち、軽量樹脂Ｒは、炭素繊維の短繊維、ガラス繊維の短繊維、カーボンブラック、炭酸カルシュウム、水酸化アルミニウム、ガラスバルーン、エポキシ発泡バルーン、ウレタン発泡バルーン、アクリル発泡バルーンのいずれか１種類、又は複数種を強化材を、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかに混入したものとすることができる。
【００４７】
この補強部３０は、フランジ部２３が複合パネル１の表面層３ａに当接する領域、即ち、フランジ部２３の外径Ｄ５より大きな直径Ｄ６の範囲を有する。この径差（Ｄ６−Ｄ５）は通常５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲であり、５ｍｍより小さいとボルトを締め付けた際、フランジ部２３からの力が中間層（芯材）２のハニカム部又は発泡材部に入り強度が弱くなり、径差が２０ｍｍを超えると補強効果に差がなくなり単に重量が重くなるだけで軽量化のメリットが少なくなる。通常、１０ｍｍ程度が好ましい径差である。
【００４８】
補強部３０を形成する方法としては、種々の方法が採用されるが、例えば、次の方法であっても良い。
【００４９】
つまり、先ず、ハニカム構造体の芯材２の両表面に表面層繊維強化複合材３（３ａ、３ｂ）を接着、硬化させ、ブッシュ取付穴１１を開ける。その後、引っかき棒を、ブッシュ取付穴１１から表面層３ａ、３ｂの間に突っ込み、フッシュ取付穴１１周辺の中間層、即ち、ハニカム構造体又は発泡構造体２を掻き出し、除去する。次いで、ハニカム構造体又は発泡構造体２が除去された空間に軽量樹脂Ｒを詰め込んだ後、樹脂を硬化させる。これにより、補強部３０が形成される。
【００５０】
このような製造法における軽量樹脂Ｒとしては、炭素繊維を用いたＳＭＣ材料が好適である。なお、芯材２として発泡構造体を使用した場合にも、上記製造法が好適に採用される。
【００５１】
別法として、複合パネル１の製造時に同時に補強部３０を形成することも可能である。
【００５２】
つまり、中間層２としてハニカム構造体を使用した場合には、このハニカム構造体２に表面層繊維強化複合材３を接着する前に、ブッシュ取付位置の周囲のハニカム構造体の孔部に軽量樹脂Ｒを充填し、樹脂硬化と接着を同時に実施することにより、効率的に軽量樹脂で補強された補強部３０を得ることができる。
【００５３】
例えば、上述のように、複合パネル１を製造するに際して、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸或いは加熱浸透させてプリプレグ形態の表面層繊維強化複合材３を形成し、次いで、このプリプレグ状表面層繊維強化複合材３を、芯材２として準備されたハニカム構造体の一方の表面に一体に接着する。次いで、未だ複合材３が接着されていないハニカム構造体の他方の側から、予め決定されているブッシュ取付穴形成領域において、ハニカム構造体２の孔部に直径Ｄ６の範囲にて軽量樹脂Ｒを充填し、補強部３０を形成する。その後、ハニカム構造体２のこの表面にプリプレグ形態の表面層繊維強化複合材３を接着剤にて接着する。
【００５４】
樹脂が硬化した補強部３０を備えた領域にて、ドリルなどを用いて直径Ｄ４の穴を開け、複合パネル１にブッシュ取付穴１１を形成する。
【００５５】
通常、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外径Ｄ１と、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４との径差は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲にあり、ブッシュ取付穴１１の穴径Ｄ４はブッシュ部材２０の外径Ｄ１より大きく、即ち、Ｄ４＞Ｄ１とされる。ブッシュ取付穴１１の穴径Ｄ４とブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差（Ｄ４−Ｄ１）が０．１ｍｍより小さいと、ブッシュ部材２０とブッシュ取付穴１１との嵌合が好適にできず、接着剤切れを生じさせる恐れがでてくる。また、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４とブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差（Ｄ４−Ｄ１）が１．０ｍｍを超えると、接着時の量が増え、好ましくない。
【００５６】
上記構成にて、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置したときに、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、ブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差により生じる空隙部には、樹脂を入れることができる。また、別法として、複合パネル１のブッシュ取付穴１１の内周面に、及び／又は、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外周領域に、接着剤を塗布し、その後、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に押入設置することにより、複合パネル１のブッシュ取付穴１１に一体的にブッシュ部材２０が取り付けられる。接着剤としては、エポキシ樹脂接着剤を好適に使用し得る。
【００５７】
ブッシュ部材２０は、本実施例では、鋼材にて作製したが、これに限定されるものではなく、他の金属、例えば、ステンレススチール、アルミニウムなどでも良い。
【００５８】
上記構成とされる本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０によれば、ブッシュ部材２０を採用することにより、ブッシュ部材２０と複合パネル１との接着力を利用し、ボルト１００の締め付け力を一義的にはこの接着力で受けることから、複合パネル１に損傷を与えることなく、複合パネル１を車体２００に極めて容易に、かつ、強固に取り付けることができる。
【００５９】
また、車両の走行中に起こる石や鳥等との衝突による、大きな衝撃力を本複合パネル１が受け、接着剤が剥離し、強度を直接フランジ部で受けるような状態になった時、中間層２のハニカム構造体や発泡構造体では、座屈や引き抜けが起こり、ブッシュ部材２０と複合パネル１が外れることも考えられる。そのような状況は、避けなければいけない。
【００６０】
本実施例では、ブッシュ取付穴１１の周囲を軽量樹脂Ｒで補強する補強部３０を設けた構造とすることにより、ブッシュ部材２０の周りの複合パネル１が強化され、大きな衝撃力を複合パネル１が受けた場合でも、ブッシュ部材２０と複合パネル１が外れるような状況を回避し得る。
【００６１】
また、ボルト頭１００ａを完全にブッシュ部材２０の円筒形状２１の凹部２６内に沈めることができる。又、車両などにおいては、ボルト頭１００ａなどが表面から飛び出ることと同様に、表面に穴形状の凹部が形成されることも嫌われるために、このような場合には、ボルト１００が取り付けられた後のブッシュ部材２０の凹部２６内にパテなどの充填材２７（図４参照）を充填してブッシュ部材２０のフランジ部２３と同一表面とし、平滑化することができる。また、フランジ部２３は、その厚さ（ｔ３）がなるべく薄くされ、表面層３ａからの飛び出しを押えた形状が好ましく、更には、周囲の端面も面取り２８が施され、角部が除去されたものが好適である。
【００６２】
つまり、車両用複合パネル１に本実施例のボルト取付構造１０を実現した場合には、表面に突出部或いは凹部が抑制され、準平滑表面を達成し、騒音の発生を抑制することができる。
【００６３】
（実験例１）
次に、本実施例の複合パネルのボルト取付構造１０の作用効果を立証するために行った実験例について説明する。
【００６４】
図２に、本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０の強度を試験するための試験方法を示す。
【００６５】
本実験例１によると、上記実施例に従って構成される図１に示すボルト取付構造１０を備えた複合パネル１を、直径（Ｄ０）が１００ｍｍの穴２１１が形成された固定台２１０の上に設置した。複合パネル１には、ブッシュ取付穴１１として穴径（Ｄ４）が３０ｍｍの穴を形成した。
【００６６】
次いで、引っかき棒を用いて、表面層繊維強化複合材３ａと３ｂ間の中間層２のハニカム構造体を、ブッシュ部材２０のフランジ部２３より少し大きな径（Ｄ６）９０ｍｍの範囲で掻き出した。その後、軽量樹脂Ｒとして、短繊維の炭素繊維を含有したＳＭＣ材を使用し、このＳＭＣ材を上記空間に詰め込み、樹脂を加熱・硬化して、補強部３０を製作した。
【００６７】
次いで、上記ブッシュ取付穴１１より僅かに小さい外形寸法（Ｄ１）を有したブッシュ部材２０を作製し、このブッシュ部材２０の外周部を複合パネル１の取付穴１１に接着剤にて接着して取り付けた。その後、ブッシュ部材２０の座面部２２にボルト頭１００ａが座着するようにして、ボルト１００をブッシュ部材２０に挿入し、ボルト軸１００ｂにナット１０１を螺合することによって、ブッシュ部材２０にボルト１００を固定した。
【００６８】
次いで、ボルト軸１００ｂを矢印方向に荷重Ｐにて引っ張り、ブッシュ部材２０が複合パネル１から剥離、即ち、破壊するときの荷重（即ち、ブッシュ部材取付部の破壊強度）を求めた。
【００６９】
比較例１として、図３に示すように、ブッシュ部材２０を複合パネル１に接着で取り付けた。その際、ブッシュ取付穴１１の周りの中間層２の補強は実施せず、穴あけ後、そのまま接着剤を用いて接着した。その後、実施例１と同様にブッシュ部材２０にボルト１００を挿入し、ナット１０１で固定した。
【００７０】
次いで、ボルト軸１００ｂを矢印方向に荷重Ｐにて引っ張り、ブッシュ部材２０が複合パネル１から剥離、即ち、破壊するときの荷重を求めた。
【００７１】
本実施例の評価試験において、使用した車両用複合パネル１の全体寸法は、図８にて、Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）が３００ｍｍであった。
【００７２】
また、図１を参照して記載すると、その他の具体的寸法は、次の通りであった。
【００７３】
車両用複合パネル１の表面層繊維強化複合材３の厚さ（Ｔ３）は、２．５ｍｍの一定とした。芯材２は、ディーアイシーヘクセル株式会社製の「ノーメックスハニカムコア（ＨＲＨ−７８）」（商品名）を使用した。厚さ（Ｔ２）は、１０ｍｍであった。従って、複合パネル１の全体の厚さ（Ｔ１）は、１５ｍｍであった。
【００７４】
また、ブッシュ部材２０は、本実験例１では、鋼にて作製し、その円筒状部２１の軸線方向の長さ（Ｈ）は、複合パネル１の厚さ（Ｔ１）と同じとした。また、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外径（Ｄ１）は３０ｍｍ、内径（Ｄ２）は２６ｍｍ（即ち、厚さｔ１は２ｍｍ）であり、座面部２２の厚み（ｔ２）は３ｍｍであった。座面部２２の中心の貫通ボルト孔２５は、直径Ｄ３が１３ｍｍであった。
【００７５】
また、ブッシュ部材２０のフランジ部２３の外径（Ｄ５）は、４０ｍｍとし、厚み（ｔ３）は２ｍｍとした。中間層２の補強部３０の外径（Ｄ６）は、概略５０ｍｍで作製した。
【００７６】
尚、使用した繊維強化複合材３、即ち、繊維強化プラスチックは、ＰＡＮ系炭素繊維に、マトリックス樹脂として、エポキシ樹脂を繊維体積含有率で５０％含浸させたものであった。
【００７７】
表１から、本実施例（実験例１）の複合パネル１のボルト取付構造１０が、比較例１と同等以上の破壊強度を有していることが分かる。
【００７８】
つまり、本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０によれば、１次破壊強度ではそれ程差はないが、構造破壊（最終破壊）の強度が向上したことが分かる。
【００７９】
【表１】
【００８０】
（実験例２）
次に、本実施例の複合パネルのボルト取付構造の作用効果を立証するために行った、他の実験例について説明する。
【００８１】
図４に、本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０の衝撃強度を試験するための試験方法を示す。
【００８２】
本実験例２の試験サンプルは、実験例１と同じ方法で製作した。但し、ブッシュ部材２０にボルト１００を固定した後、ブッシュの凹部２６（図１）に短繊維の炭素繊維を含有したＳＭＣ材を充填材２７として詰め込み、表面を平滑にした後、樹脂を加熱・硬化させて最終の試験サンプルを作製した。
【００８３】
次いで、ブッシュ部材２０のほぼ中央付近に向けて、高さ１．２ｍから重さ３０ｋｇの重りをエネルギー３５２ＫＪを目安として落とし、ブッシュ部材２０と複合パネル１との接合部近傍の破壊状況を観察した。
【００８４】
比較例２として、図５に示すように、ブッシュ部材２０を複合パネル１に接着で取り付けた。その際、ブッシュ取付穴１１の周りの中間層２に補強部３０は設けることなく、穴あけ後、そのまま接着剤を用いて接着した。その後、実験例２と同様にブッシュ部材２０にボルト１００を挿入し、ナット１０１で固定した。また、ブッシュ部材２０の上部の凹部２６（図１）を短繊維の炭素繊維を含有したＳＭＣ材を充填材２７として詰め込み、表面を平滑にした後、樹脂を加熱・効果させ試験サンプルを製作した。
【００８５】
次いで、ブッシュ部材２０のほぼ中央付近に向けて、高さ１．２ｍから重さ３０ｋｇの重りをエネルギー３５２ＫＪを目安として落とし、ブッシュ部材２０と複合パネル１との接合部近傍の破壊状況を観察した。
【００８６】
本実験例２の評価試験において、使用した車両用複合パネル１の全体寸法、構成、使用材料は、すべて、実験例１と同一とした。
【００８７】
実験結果は、比較例２では、ブッシュ部材２０が複合パネル１から突き抜けて飛び出したのに対し、本実験例２ではブッシュ部材２０の周りが変形はするが、ブッシュ部材２０が、複合パネル１から飛び出すような状況は見られなかった。
【００８８】
つまり、本実験例２の複合パネル１のボルト取付構造１０によれば、ボルト１００を、複合パネル１に取り付けられたブッシュ部材２０のボルト軸貫通ボルト孔２５を介して挿入し、複合パネル１に損傷を与えることなく、複合パネル１を車体に極めて容易に取り付けることができ、且つ、複合パネル１の強度に悪影響をもたらすこともなく、しかも、外部からの衝撃力等の大きな力が加わっても、複合パネル１がブッシュ部材２０から飛び出し、車体から外れることもない。
【００８９】
実施例２
図６（ａ）、（ｂ）に、本発明に従った複合パネルのボルト取付構造１０の他の実施例を示す。
【００９０】
先ず、図６（ａ）について説明する。
【００９１】
本実施例においても、実施例１と同様に、ボルト取付構造１０は、複合パネル１に形成されたブッシュ取付穴１１と、ブッシュ取付穴１１に取り付けられたブッシュ部材２０と、ブッシュ取付穴１１近傍の中間層２が軽量樹脂Ｒで補強された補強部３０とにより構成される。これらの構成及び機能は、実施例１で説明したボルト取付構造１０と同様とされるので、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、再度の詳しい説明は省略する。
【００９２】
つまり、本実施例のボルト取付構造１０にて、ブッシュ取付穴１１は、複合パネル１の一側の表面層３ａから他側の表面層３ｂを貫通し、複合パネル１の表面層３に対して略垂直方向に形成され、このブッシュ取付穴１１にブッシュ部材２０が取り付けられる。
【００９３】
ブッシュ部材２０は、円筒形状の円筒状部２１を備え、この円筒状部２１がブッシュ取付穴１１に挿入されてその外面がブッシュ取付穴１１に接着剤にて接着される。また、円筒状部２１の軸線方向一端に一体にフランジ部２３が形成される。フランジ部２３は、複合パネル１の表面層３ａに当接する。また、フランジ部２３の外周辺端面は、テーパ加工、即ち、面取り２８が施される。これにより、騒音の発生を抑制することができる。
【００９４】
ただ、本実施例では、実施例１と異なり、ブッシュ部材２０のフランジ部２３とは反対側の端部にボルト頭１００ａを受ける座面部２２（図１）は設けられていない。
【００９５】
本実施例によれば、ブッシュ部材２１は、円筒状部２１の円筒状内面にネジ溝（ネジ部）２９が形成される。このネジ部２９は、フランジ部２３とは反対の側から挿入されたボルト１００のボルト軸１００ｂと螺合可能とされる。
【００９６】
本実施例の場合は、ボルト頭１００ａは、車体２００の、複合パネル１と反対側にあり、実施例１と違い、車体２００の側から複合パネル１を取り付ける場合に対応する構造となっている。
【００９７】
図６（ｂ）に、本実施例の変形例を示す。先に説明した図６（ａ）の実施例では、ブッシュ部材２０の円筒状部２１には、その内面に軸線方向に貫通するネジ部２９が形成されていたが、この変形実施例によればと、円筒状部２１のフランジ部２３側は閉鎖端とされる。
【００９８】
つまり、この変形実施例では、ブッシュ部材２０の円筒状部２１に形成されるネジ穴２９が貫通していない構造となっている。その他の構造は、図６（ａ）の実施例と同じである。
【００９９】
図６（ａ）、（ｂ）に示す本実施例の構成にて、実施例１で説明したと同様に、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置したときに、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、ブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差により生じる空隙部には、樹脂を充填し、両者を接着することできる。また、別法として、複合パネル１のブッシュ取付穴１１の内周面に、及び／又は、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外周領域に接着剤を塗布し、その後、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置することにより、複合パネル１のブッシュ取付穴１１に一体的にブッシュ部材２０が取り付けられる。接着剤としてはエポキシ樹脂系接着剤を好適に使用し得る。
【０１００】
また、必要に応じて、フランジ２３と複合パネル表面層３ａとの間も接着剤で接合することもできる。
【０１０１】
図６（ａ）、（ｂ）に記載する構成のブッシュ部材２０（実験例３、４）を、それぞれ、実施例１で説明した実験例１と同様の材料、即ち、鋼にて作製し、実施例１で説明した実験例１と同様の試験方法にて、本実施例の複合パネルのボルト取付構造（実験例３、４）の作用効果を立証する試験を行った。
【０１０２】
実験結果を上記表１に示す。
【０１０３】
一方、図６（ａ）、（ｂ）に記載する構成のブッシュ部材２０を、それぞれ実施例１で説明した実験例２と同様の材料、即ち、鋼にて作製し、実施例１で説明した実験例２と同様の試験方法にて、本実施例の複合パネルのボルト取付構造（実験例５、６）の作用効果を立証する試験を行った。
【０１０４】
実験結果は、実施例１の場合と同様に、図６（ａ）、（ｂ）両方とも、ブッシュ部材２０周りが変形しただけで、ブッシュ部材２０が複合パネル１から飛び出すような状況は見られなかった。
【０１０５】
本実施例においても、強度面、衝撃対応力の両方で、実施例１と同様な作用効果を達成することが判明した。
【０１０６】
実施例３
図７（ａ）、（ｂ）に、本発明に従った複合パネルのボルト取付構造１０の他の実施例を示す。
【０１０７】
先ず、図７（ａ）について説明する。
【０１０８】
本実施例によると、複合パネルのボルト取付構造１０は、複合パネル１の表面層２に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴１１と、ブッシュ取付穴１１に取り付けられた第１のブッシュ部材２０Ａと、第１のブッシュ部材２０Ａに取り付けられた第２のブッシュ部材２０Ｂと、を備えている。
【０１０９】
本実施例においても、実施例１及び実施例２と同様に、第１のブッシュ部材２０Ａが取り付けられたブッシュ取付穴１１近傍の中間層２は、軽量樹脂Ｒで補強された補強部３０を有している。これらの構成及び機能は、実施例１、実施例２で説明したボルト取付構造１０と同様とされるので、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、再度の詳しい説明は省略する。
【０１１０】
又、特に第１のブッシュ部材２０Ａは、実施例２のブッシュ部材２０と同様の構成とされる。つまり、第１のブッシュ部材２０Ａは、円筒形状の円筒状部２１ａを備え、この円筒状部２１ａがブッシュ取付穴１１に挿入されてその外面がブッシュ取付穴１１に接着剤にて接着される。また、円筒状部２１ａの軸線方向一端に一体にフランジ部２３ａが形成される。フランジ部２３ａは、複合パネル１の表面層３ａに当接する。また、フランジ部２３ａの外周辺端面は、テーパ加工、即ち、面取り２８ａが施される。これにより、騒音の発生を抑制することができる。
【０１１１】
また、本実施例によれば、第１のブッシュ部材２０Ａは、円筒状部２１ａの円筒状内面にネジ溝（ネジ部）２９ａが形成される。このネジ部２９ａは、実施例２では図６に示すように、ボルト１００のボルト軸１００ｂが螺合する構成とされたが、本実施例では、フランジ部２３ａとは反対の側から挿入された第２のブッシュ部材２０Ｂのネジ部２９ｂと螺合可能とされる。この点で実施例２と異なる。
【０１１２】
本実施例にて、第２のブッシュ部材２０Ｂは、その外面には、第１のブッシュ部材２０Ａの円筒状内面ネジ部２９ａに螺合されるネジ山（ネジ部）２９ｂが形成された円筒形状の円筒状部２１ｂを有する。
【０１１３】
第２のブッシュ部材２０Ｂは、第１のブッシュ部材２０Ａのフランジ部２３ａとは反対側から挿入されて、そのネジ部２９ｂが、第１のブッシュ部材２０Ａの円筒状内面ネジ部２９ａに螺合する。
【０１１４】
第２のブッシュ部材２０Ｂは、円筒状部２１ｂの軸線方向一端に一体にフランジ部２３ｂが形成され、このフランジ部２３ｂは、複合パネル１の他側の表面層３ｂに当接する。
【０１１５】
更に、第２のブッシュ部材２０Ｂの円筒状部２１ｂの円筒状内面には、ネジ溝（ネジ部）２９ｃが形成される。このネジ部２９ｃは、図示するように、フランジ部２３ｂ側から、または、フランジ部２３ａ側から挿入されたボルト１００のボルト軸１００ｂと螺合可能とされる。
【０１１６】
本実施例の場合は、好ましくは、ボルト頭１００ａは、車体２００の、複合パネル１と反対側にあり、実施例２と同様に、車体２００の側から複合パネル１を取り付ける場合に対応する構造となっている。場合によっては、車体２００とは反対側から取り付けることも可能である。
【０１１７】
図７（ｂ）に、本実施例の変形例を示す。先に説明した図７（ａ）の実施例では、第１のブッシュ部材２０Ａの円筒状部２１ａには、その内面に軸線方向に貫通するネジ部２９ａが形成されていたが、この変形実施例によればと、円筒状部２１ａのフランジ部２３ａ側は閉鎖端とされる。
【０１１８】
つまり、この変形実施例では、第１のブッシュ部材２０Ａの円筒状部２１ａに形成されるネジ穴２９ａが貫通していない構造となっている。その他の構造は、図７（ａ）の実施例と同じである。
【０１１９】
本実施例のボルト取付構造１０の場合は、上記説明にて理解されるように、複合パネル１の両面（３ａ、３ｂ）を挟みつけるような、フランジ構造をもった組合せのブッシュ部材２０Ａ、２０Ｂとなっている。この構造では、車体に複合パネル１を取り付ける時、ボルト１００の締付力が直接、複合パネル１に入らない形状となっており、組立の際、ボルト１００を締め切り、複合パネル１を潰すといった間違いを、無くすることができる。
【０１２０】
図７（ａ）、（ｂ）に示す本実施例の構成にて、実施例１、実施例２で説明したと同様に、第１のブッシュ部材２０Ａをブッシュ取付穴１１に挿入設置したときに、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、第１のブッシュ部材２０Ａの外径Ｄ１との径差により生じる空隙部には、樹脂を充填し、両者を接着することできる。また、別法として、複合パネル１のブッシュ取付穴１１の内周面に、及び／又は、第１のブッシュ部材２０Ａの円筒状部２１ａの外周領域に接着剤を塗布し、その後、第１のブッシュ部材２０ａをブッシュ取付穴１１に挿入設置することにより、複合パネル１のブッシュ取付穴１１に一体的に第１のブッシュ部材２０Ａが取り付けられる。接着剤としてはエポキシ樹脂系接着剤を好適に使用し得る。
【０１２１】
また、必要に応じて、フランジ２３ａ、２３ｂと複合パネル表面層３ａ、３ｂとの間も接着剤で接合することもできる。
【０１２２】
図７（ａ）、（ｂ）に記載する構成のブッシュ部材２０Ａ、２０Ｂ（実験例７、８）を、それぞれ、実施例１で説明したと同様の材料、即ち、鋼にて作製し、実施例１で説明した実験例１と同様の試験方法にて、本実施例の複合パネルのボルト取付構造（実験例７、８）の作用効果を立証する試験を行った。
【０１２３】
実験結果を上記表１に示す。
【０１２４】
一方、図７（ａ）、（ｂ）に記載する構成のブッシュ部材２０Ａ、２０Ｂを、それぞれ実施例１で説明した実験例２と同様の材料、即ち、鋼にて作製し、実施例１で説明した実験例２と同様の試験方法にて、本実施例の複合パネルのボルト取付構造の作用効果を立証する試験を行った。
【０１２５】
実験結果は、実施例１の場合と同様に、図７（ａ）、（ｂ）両方とも、ブッシュ部材２０Ａ、２０Ｂの周りが変形しただけで、ブッシュ部材２０Ａ、２０Ｂが複合パネル１から飛び出すような状況は見られなかった。
【０１２６】
本実施例においても、強度面、衝撃対応力の両方で、実施例１と同様な作用効果を達成することが判明した。
【０１２７】
以上、実施例１〜３の複合パネルのボルト取付構造を適用した車両においても、実施例１と同様な作用効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の実験方法を説明する図である。
【図３】比較例としての複合パネルのボルト取付構造の実験方法を説明する図である。
【図４】本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の他の実験方法を説明する図である。
【図５】比較例としての複合パネルのボルト取付構造の他の実験方法を説明する図である。
【図６】本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の他の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の他の実施例を示す断面図である。
【図８】複合パネルの断面図である。
【図９】従来の複合パネルのボルト取付構造の例を示す断面図である。
【図１０】従来の複合パネルのボルト取付構造の例を示す他の断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 複合パネル
２ 芯材（中間層）
３（３ａ、３ｂ） 繊維強化複合材（表面層）
１０ ボルト取付構造
１１ ブッシュ取付穴
２０（２０Ａ、２０Ｂ） ブッシュ部材
２１（２１ａ、２１ｂ） 円筒状部
２２ ボルト座面部
２３（２３ａ、２３ｂ） フランジ部
２４ 中心孔
２５ ボルト孔
２５ ボルト軸貫通孔
２６ 凹部
２７ 充填材
２９（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ） ネジ部
３０ 補強部
１００ ボルト
１００ａ ボルト頭
１００ｂ ボルト軸
２００ 車体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば列車やモノレールなどの車両用として使用可能な複合パネルをボルトを利用して他の部材、例えば、車体などに取り付けるための複合パネルのボルト取付構造、及び、斯かるボルト取付構造を有する車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、列車などの車両用の複合パネルとしては、鉄、アルミニウム、ステンレススチールなどの金属材料が一般に使用されている。最近では、軽量化のニーズから、一部、内装用などとして、ガラス繊維或いは炭素繊維を強化繊維として使用した繊維強化複合材、即ち、ガラス繊維強化プラスチック或いは炭素繊維強化プラスチックが使用されている。
【０００３】
本発明者らは、特許文献１にて、また、図８及び図９に示すように、基材２としてのハニカム構造体或いは発泡構造体の少なくとも一側の面に表面層として、炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸させて形成した繊維強化複合材３（３ａ、３ｂ）を配置した構成の車両用複合パネル１を提案した。
【０００４】
このような複合パネル１を、車体２００に取り付ける場合には、図９に示すように、単に、複合パネル１にボルト取り付け用の穴１１を開け、そこにボルト軸１００ｂを挿通し、車体２００にボルト１００を螺入することにより行われていた。
【０００５】
しかしながら、このような取付方法では、ボルト頭１００ａが複合パネル１の表面より突出することとなる。車体表面上に突起形状物を存在させることは、騒音の元となり、好ましいことではない。
【０００６】
また、従来の上記取付方法では、ボルト１００の締め付け力が、直接、複合パネル１の厚み方向の圧縮力となり、複合パネル１が凹んだり、或いは、表面層３ａの繊維強化複合材が割れるなどの、複合パネル１の損傷の原因となっていた。延いては、複合パネル１の強度に悪影響をもたらすこととなる。
【０００７】
よって、本発明者らは、特許文献２にて、また、図１０に示すように、ブッシュ部材２０を用いた複合パネル１のボルト取付構造１０を提案した。
【０００８】
つまり、ボルト取付構造１０を構成する複合パネル１は、図８、図９に示す構成と同様に、ハニカム構造体又は発泡構造体とされる基材、即ち、中間層２と、中間層２の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材３（３ａ、３ｂ）とを有している。複合パネル１には、表面層３ａ、３ｂに対して垂直方向にブッシュ取付穴１１が形成され、このブッシュ取付穴１１に円筒状のブッシュ部材２０が取り付けられ、接着剤で固定される。
【０００９】
ブッシュ部材２０は、その一端に、ボルト１００のボルト頭１００ａを受けると共にボルト軸１００ｂが貫通可能なボルト孔２５が形成されたボルト座面部２２を備えている。
【００１０】
従って、複合パネル１は、このブッシュ部材２０を介して、ボルト１００により、車体２００に取り付けられる。
【００１１】
このボルト取付構造１０による方法では、ブッシュ部材２０の中にボルト１００の頭１００ａを沈め、また必要により、ボルト頭１００ａの上部空間部には充填材２７を充填することができることから騒音の発生を防止でき、また、ブッシュ部材２０と複合パネル１との間を、接着剤による接着で一義的に固定することから、複合パネル１への損傷を少なくすることができる。
【特許文献１】特開２００５−１４４４９号公報
【特許文献２】特開２００６−７６０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記特許文献２に記載するボルト取付構造は、車両用部材において、通常使用時は何の支障もないが、鳥や石等の大きな障害物が衝突するような箇所、つまり大きな衝撃力のかかる箇所においては、接着力を固定方法の主な手段としていることから、剥離を起こし易いという問題点を持っている。
【００１３】
従って、本発明の目的は、大きな衝撃力のかかる場合においても、複合パネルに大きな損傷を与えることなく、複合パネルを他の部材に取り付けることのできる複合パネルのボルト取付構造、及び、斯かるボルト取付構造を有する車両を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、車両用複合パネルにおいては、表面に出る突出部をなるべく小さくし、滑らかな表面に近づけ、走行時の騒音を抑制することのできる複合パネルのボルト取付構造、及び、斯かるボルト取付構造を有する車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は本発明に係る複合パネルのボルト取付構造、及び、斯かるボルト取付構造を有する車両にて達成される。要約すれば、第１の本発明によれば、ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
前記ブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着される円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記円筒状部は、前記フランジ部が形成された側から挿入されたボルトのボルト頭が挿入可能な大きさの内径を有した中心孔と、前記中心孔の前記フランジ部が形成された側とは反対側端部に形成され、ボルト頭を受けると共にボルト軸が貫通可能なボルト孔が形成されたボルト座面部と、を備え、
前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造が提供される。
【００１６】
第２の本発明によれば、ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
前記ブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着される円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記円筒状部は、その円筒状内面に、前記フランジ部とは反対の側から挿入されたボルトのボルト軸と螺合するネジ部を有し、
前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造が提供される。一実施態様によると、前記円筒状部の前記フランジが形成された端部は、閉鎖端とされる。
【００１７】
第３の本発明によれば、ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられた第１のブッシュ部材と、前記第１のブッシュ部材に取り付けられた第２のブッシュ部材と、を備え、
前記第１のブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着され、その内面にネジ部が形成された円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの一側の表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記第２のブッシュ部材は、その外面には、前記第１のブッシュ部材の前記フランジ部とは反対側から挿入されて前記第１のブッシュ部材の前記円筒状内面ネジ部に螺合されるネジ部が形成された円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの他側の表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記第２のブッシュ部材の前記円筒状部は、その円筒状内面に、前記第２のブッシュ部材へと挿入されたボルトのボルト軸と螺合するネジ部を有し、
前記第１のブッシュ部材の前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記第１及び第２のブッシュ部材の前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造が提供される。一実施態様によれば、前記第１のブッシュ部材の前記円筒状部の前記フランジが形成された端部は、閉鎖端とされる。
【００１８】
上記各本発明にて、一実施態様によれば、前記ブッシュ取付穴の穴径（Ｄ４）と、前記ブッシュ取付穴に接着される前記ブッシュ部材の円筒状部の外径（Ｄ１）との径差（Ｄ４−Ｄ１）が、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲にあり、前記ブッシュ取付穴の穴径（Ｄ４）が前記ブッシュ部材の円筒状部の外径（Ｄ１）よりも大きい（Ｄ４＞Ｄ１）。
【００１９】
本発明の他の実施態様によれば、前記複合パネルの前記中間層は、ハニカム構造体であり、前記補強部は、前記円筒状部の外周囲のハニカム構造体の孔部に軽量樹脂を詰め込み、硬化することにより形成する。又は、他の実施態様によれば、前記複合パネルの前記中間層の、前記円筒状部の外周囲に位置する部分を取り除き、そこに軽量樹脂を詰め込み、硬化することにより形成する。
【００２０】
本発明の他の実施態様によれば、前記補強部の領域（Ｄ６）は、前記ブッシュ部材のフランジ部の外径（Ｄ５）より、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で大きい。
【００２１】
本発明の他の実施態様によれば、前記軽量樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかである。又は、他の実施態様によれば、前記軽量樹脂は、炭素繊維の短繊維、ガラス繊維の短繊維、カーボンブラック、炭酸カルシュウム、水酸化アルミニウム、ガラスバルーン、エポキシ発泡バルーン、ウレタン発泡バルーン、アクリル発泡バルーンのいずれか１種又は複数種を強化材として混入したエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかである。
【００２２】
本発明の他の実施態様によれば、前記表面層を形成する繊維強化複合材の強化繊維は、長繊維の炭素繊維、アラミド繊維ＰＢＯ繊維、ガラス繊維又はこれらの複合体である。又、他の実施態様によれば、前記表面層を形成する繊維強化複合材のマトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかである。
【００２３】
第４の本発明によれば、第１乃至第３の本発明に記載された複合パネルのボルト取付構造を有することを特徴とする車両が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の複合パネルのボルト取付構造によれば、
（１）複合パネルに大きな損傷を与えることなく、複合パネルを他の部材に取り付けることができる。
（２）複合パネルの強度に悪影響をもたらすことがない。
（３）車両用複合パネルにおいては、表面にフランジ部のみが出ることになるが、このフランジ部を薄く、且つ端面をテーパー加工することにより、平滑表面に近づけることができ、騒音の発生を抑制することができる。
（４）車両用複合パネルにおいて、ブッシュ部材のフランジ部の座面が、軽量樹脂で補強されることから、複合パネルに鳥や石等の衝突による大きな衝撃が与えられても、ボルト取付部への損傷が軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る複合パネルのボルト取付構造を図面に即して更に詳しく説明する。
【００２６】
実施例１
本実施例では、本発明のボルト取付構造は、図７、図８及び図９を参照して説明した車両用の複合パネル１に具現化されるものとして説明する。
【００２７】
つまり、本実施例によると、図１をも参照すると、車両用として有効な複合パネル１は、平らな板状部材とされ、中間層、即ち、芯材２としてのハニカム構造体又は発泡構造体と、この芯材２の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材３（３ａ、３ｂ）とを有する。
【００２８】
上記構成の複合パネル１は、限定されるものではないが次の製造方法により好適に作製される。
【００２９】
一実施例によれば、先ず、複合パネル１は、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸或いは加熱浸透させてプリプレグ形態の表面層繊維強化複合材３を形成し、次いで、このプリプレグ状表面層繊維強化複合材３を、芯材２として準備されたハニカム構造体若しくはウレタンフォームなどの発泡構造体の両表面に一体に成形される。
【００３０】
勿論、表面層繊維強化複合材３は、プリプレグ形態ではなく、完全に硬化した後、芯材２の表面に接着剤を介して一体に接着しても良い。
【００３１】
更に説明すると、表面層繊維強化複合材３は、強化繊維として、炭素繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ガラス繊維又はこれらの複合体を使用することができる。これら強化繊維は、長繊維を一方向に揃えたものが好ましく、場合によってはクロス、或いは、短繊維による不織布、などの種々の形態とすることができる。
【００３２】
また、マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又は、フェノール樹脂を使用することができる。このとき、繊維強化複合材３の繊維体積含有率は３０％〜７０％とされ、通常、５０％〜６０％とされる。
【００３３】
上記構成の表面層繊維強化複合材３を、複合パネル１の表面に、通常、厚さ（Ｔ３）＝１．０ｍｍ〜５．０ｍｍにて設けることができる。
【００３４】
複合パネル１の全体の厚さ（Ｔ１）は、任意に設計することができるが、通常１０〜２０ｍｍとされる。
【００３５】
芯材２としては、例えば、通常使用されるアルミニウム或いはアラミド樹脂などで作製したハニカム構造体、例えば、ディーアイシーヘクセル株式会社製の「ノーメックスハニカムコア（ＨＲＨ−７８）」（商品名）などを使用することができる。場合によっては、ウレタンフォームなどの発泡構造体なども使用可能である。
【００３６】
次に、本発明の特徴部をなす複合パネル１のボルト取付構造１０について説明する。図１に本発明の複合パネル１のボルト取付構造１０の一実施例を示す。
【００３７】
本実施例にて、ボルト取付構造１０は、複合パネル１に形成されたブッシュ取付穴１１と、この取付穴１１に取り付けられたブッシュ部材２０と、ブッシュ部材周囲の補強部３０とにより構成される。
【００３８】
つまり、ボルト取付構造１０にて、ブッシュ取付穴１１は、複合パネル１の一側の表面層３ａから他側の表面層３ｂを貫通し、複合パネル１の表面層３に対して略垂直方向に形成され、このブッシュ取付穴１１にブッシュ部材２０が取り付けられる。
【００３９】
ブッシュ部材２０は、円筒形状の円筒状部２１を備え、この円筒状部２１がブッシュ取付穴１１に挿入されてその外面がブッシュ取付穴１１に接着剤にて接着される。また、円筒状部の軸線方向一端に一体にフランジ部２３が形成される。フランジ部２３は、複合パネル１の表面層３ａに当接する。また、フランジ部２３の外周辺端面は、テーパ加工、即ち、面取り２８が施される。これにより、騒音の発生を抑制することができる。
【００４０】
円筒状部２１は、その内面に、フランジ部２３が形成された側から挿入されたボルト１００のボルト頭１００ａが挿入可能な大きさの内径を有した中心孔２４を有し、中心孔２４のフランジ部２３が形成された側とは反対側端部にボルト座面部２２が形成される。座面部２２は、ボルト頭１００ａを受けると共にボルト軸１００ｂが貫通可能なボルト孔２５が形成される。
【００４１】
つまり、本実施例では、円筒状部２１は、ブッシュ取付穴１１に嵌合する大きさの外径Ｄ１の外周面と、ボルト頭１００ａの挿入を許容する大きさの内径Ｄ２の中心孔２４とを有し、円筒状部２１の内面部に凹部２６が形成される。
【００４２】
円筒状部２１の厚み（ｔ１）、座面部２２の厚み（ｔ２）及びフランジ部２３の厚み（ｔ３）は、２．０〜３．０ｍｍとされる。円筒状部２１の厚み（ｔ１）と座面部２２の厚み（ｔ２）とフランジ部２３の厚み（ｔ３）は、同じとすることもできるし、異なるものとすることもできる。座面部２２の貫通ボルト孔２５は、上述のように、ボルト軸１００ｂより若干大きくされるが、通常、ボルト１００としてはＭ６〜Ｍ１２のものが使用されるので、ボルト軸１００ｂの直径６〜１２ｍｍより僅かに大きくされる。
【００４３】
本実施例では、ブッシュ部材２０は、その円筒状部２１の軸線方向の長さ（Ｈ）が複合パネル１の厚さ（Ｔ１）と略一致するようにされる。
【００４４】
一方、本実施例によれば、円筒状部２１の外周囲に相当する複合パネル１における中間層２の部分は、軽量樹脂Ｒで補強された補強部３０とされる。
【００４５】
補強部３０を構成する軽量樹脂Ｒとしては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかを使用することができる。
【００４６】
更に、軽量樹脂Ｒは、上記樹脂に強化材を混入したものとすることもできる。即ち、軽量樹脂Ｒは、炭素繊維の短繊維、ガラス繊維の短繊維、カーボンブラック、炭酸カルシュウム、水酸化アルミニウム、ガラスバルーン、エポキシ発泡バルーン、ウレタン発泡バルーン、アクリル発泡バルーンのいずれか１種類、又は複数種を強化材を、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかに混入したものとすることができる。
【００４７】
この補強部３０は、フランジ部２３が複合パネル１の表面層３ａに当接する領域、即ち、フランジ部２３の外径Ｄ５より大きな直径Ｄ６の範囲を有する。この径差（Ｄ６−Ｄ５）は通常５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲であり、５ｍｍより小さいとボルトを締め付けた際、フランジ部２３からの力が中間層（芯材）２のハニカム部又は発泡材部に入り強度が弱くなり、径差が２０ｍｍを超えると補強効果に差がなくなり単に重量が重くなるだけで軽量化のメリットが少なくなる。通常、１０ｍｍ程度が好ましい径差である。
【００４８】
補強部３０を形成する方法としては、種々の方法が採用されるが、例えば、次の方法であっても良い。
【００４９】
つまり、先ず、ハニカム構造体の芯材２の両表面に表面層繊維強化複合材３（３ａ、３ｂ）を接着、硬化させ、ブッシュ取付穴１１を開ける。その後、引っかき棒を、ブッシュ取付穴１１から表面層３ａ、３ｂの間に突っ込み、フッシュ取付穴１１周辺の中間層、即ち、ハニカム構造体又は発泡構造体２を掻き出し、除去する。次いで、ハニカム構造体又は発泡構造体２が除去された空間に軽量樹脂Ｒを詰め込んだ後、樹脂を硬化させる。これにより、補強部３０が形成される。
【００５０】
このような製造法における軽量樹脂Ｒとしては、炭素繊維を用いたＳＭＣ材料が好適である。なお、芯材２として発泡構造体を使用した場合にも、上記製造法が好適に採用される。
【００５１】
別法として、複合パネル１の製造時に同時に補強部３０を形成することも可能である。
【００５２】
つまり、中間層２としてハニカム構造体を使用した場合には、このハニカム構造体２に表面層繊維強化複合材３を接着する前に、ブッシュ取付位置の周囲のハニカム構造体の孔部に軽量樹脂Ｒを充填し、樹脂硬化と接着を同時に実施することにより、効率的に軽量樹脂で補強された補強部３０を得ることができる。
【００５３】
例えば、上述のように、複合パネル１を製造するに際して、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸或いは加熱浸透させてプリプレグ形態の表面層繊維強化複合材３を形成し、次いで、このプリプレグ状表面層繊維強化複合材３を、芯材２として準備されたハニカム構造体の一方の表面に一体に接着する。次いで、未だ複合材３が接着されていないハニカム構造体の他方の側から、予め決定されているブッシュ取付穴形成領域において、ハニカム構造体２の孔部に直径Ｄ６の範囲にて軽量樹脂Ｒを充填し、補強部３０を形成する。その後、ハニカム構造体２のこの表面にプリプレグ形態の表面層繊維強化複合材３を接着剤にて接着する。
【００５４】
樹脂が硬化した補強部３０を備えた領域にて、ドリルなどを用いて直径Ｄ４の穴を開け、複合パネル１にブッシュ取付穴１１を形成する。
【００５５】
通常、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外径Ｄ１と、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４との径差は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲にあり、ブッシュ取付穴１１の穴径Ｄ４はブッシュ部材２０の外径Ｄ１より大きく、即ち、Ｄ４＞Ｄ１とされる。ブッシュ取付穴１１の穴径Ｄ４とブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差（Ｄ４−Ｄ１）が０．１ｍｍより小さいと、ブッシュ部材２０とブッシュ取付穴１１との嵌合が好適にできず、接着剤切れを生じさせる恐れがでてくる。また、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４とブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差（Ｄ４−Ｄ１）が１．０ｍｍを超えると、接着時の量が増え、好ましくない。
【００５６】
上記構成にて、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置したときに、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、ブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差により生じる空隙部には、樹脂を入れることができる。また、別法として、複合パネル１のブッシュ取付穴１１の内周面に、及び／又は、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外周領域に、接着剤を塗布し、その後、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に押入設置することにより、複合パネル１のブッシュ取付穴１１に一体的にブッシュ部材２０が取り付けられる。接着剤としては、エポキシ樹脂接着剤を好適に使用し得る。
【００５７】
ブッシュ部材２０は、本実施例では、鋼材にて作製したが、これに限定されるものではなく、他の金属、例えば、ステンレススチール、アルミニウムなどでも良い。
【００５８】
上記構成とされる本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０によれば、ブッシュ部材２０を採用することにより、ブッシュ部材２０と複合パネル１との接着力を利用し、ボルト１００の締め付け力を一義的にはこの接着力で受けることから、複合パネル１に損傷を与えることなく、複合パネル１を車体２００に極めて容易に、かつ、強固に取り付けることができる。
【００５９】
また、車両の走行中に起こる石や鳥等との衝突による、大きな衝撃力を本複合パネル１が受け、接着剤が剥離し、強度を直接フランジ部で受けるような状態になった時、中間層２のハニカム構造体や発泡構造体では、座屈や引き抜けが起こり、ブッシュ部材２０と複合パネル１が外れることも考えられる。そのような状況は、避けなければいけない。
【００６０】
本実施例では、ブッシュ取付穴１１の周囲を軽量樹脂Ｒで補強する補強部３０を設けた構造とすることにより、ブッシュ部材２０の周りの複合パネル１が強化され、大きな衝撃力を複合パネル１が受けた場合でも、ブッシュ部材２０と複合パネル１が外れるような状況を回避し得る。
【００６１】
また、ボルト頭１００ａを完全にブッシュ部材２０の円筒形状２１の凹部２６内に沈めることができる。又、車両などにおいては、ボルト頭１００ａなどが表面から飛び出ることと同様に、表面に穴形状の凹部が形成されることも嫌われるために、このような場合には、ボルト１００が取り付けられた後のブッシュ部材２０の凹部２６内にパテなどの充填材２７（図４参照）を充填してブッシュ部材２０のフランジ部２３と同一表面とし、平滑化することができる。また、フランジ部２３は、その厚さ（ｔ３）がなるべく薄くされ、表面層３ａからの飛び出しを押えた形状が好ましく、更には、周囲の端面も面取り２８が施され、角部が除去されたものが好適である。
【００６２】
つまり、車両用複合パネル１に本実施例のボルト取付構造１０を実現した場合には、表面に突出部或いは凹部が抑制され、準平滑表面を達成し、騒音の発生を抑制することができる。
【００６３】
（実験例１）
次に、本実施例の複合パネルのボルト取付構造１０の作用効果を立証するために行った実験例について説明する。
【００６４】
図２に、本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０の強度を試験するための試験方法を示す。
【００６５】
本実験例１によると、上記実施例に従って構成される図１に示すボルト取付構造１０を備えた複合パネル１を、直径（Ｄ０）が１００ｍｍの穴２１１が形成された固定台２１０の上に設置した。複合パネル１には、ブッシュ取付穴１１として穴径（Ｄ４）が３０ｍｍの穴を形成した。
【００６６】
次いで、引っかき棒を用いて、表面層繊維強化複合材３ａと３ｂ間の中間層２のハニカム構造体を、ブッシュ部材２０のフランジ部２３より少し大きな径（Ｄ６）９０ｍｍの範囲で掻き出した。その後、軽量樹脂Ｒとして、短繊維の炭素繊維を含有したＳＭＣ材を使用し、このＳＭＣ材を上記空間に詰め込み、樹脂を加熱・硬化して、補強部３０を製作した。
【００６７】
次いで、上記ブッシュ取付穴１１より僅かに小さい外形寸法（Ｄ１）を有したブッシュ部材２０を作製し、このブッシュ部材２０の外周部を複合パネル１の取付穴１１に接着剤にて接着して取り付けた。その後、ブッシュ部材２０の座面部２２にボルト頭１００ａが座着するようにして、ボルト１００をブッシュ部材２０に挿入し、ボルト軸１００ｂにナット１０１を螺合することによって、ブッシュ部材２０にボルト１００を固定した。
【００６８】
次いで、ボルト軸１００ｂを矢印方向に荷重Ｐにて引っ張り、ブッシュ部材２０が複合パネル１から剥離、即ち、破壊するときの荷重（即ち、ブッシュ部材取付部の破壊強度）を求めた。
【００６９】
比較例１として、図３に示すように、ブッシュ部材２０を複合パネル１に接着で取り付けた。その際、ブッシュ取付穴１１の周りの中間層２の補強は実施せず、穴あけ後、そのまま接着剤を用いて接着した。その後、実施例１と同様にブッシュ部材２０にボルト１００を挿入し、ナット１０１で固定した。
【００７０】
次いで、ボルト軸１００ｂを矢印方向に荷重Ｐにて引っ張り、ブッシュ部材２０が複合パネル１から剥離、即ち、破壊するときの荷重を求めた。
【００７１】
本実施例の評価試験において、使用した車両用複合パネル１の全体寸法は、図８にて、Ｗ（Ｗ１、Ｗ２）が３００ｍｍであった。
【００７２】
また、図１を参照して記載すると、その他の具体的寸法は、次の通りであった。
【００７３】
車両用複合パネル１の表面層繊維強化複合材３の厚さ（Ｔ３）は、２．５ｍｍの一定とした。芯材２は、ディーアイシーヘクセル株式会社製の「ノーメックスハニカムコア（ＨＲＨ−７８）」（商品名）を使用した。厚さ（Ｔ２）は、１０ｍｍであった。従って、複合パネル１の全体の厚さ（Ｔ１）は、１５ｍｍであった。
【００７４】
また、ブッシュ部材２０は、本実験例１では、鋼にて作製し、その円筒状部２１の軸線方向の長さ（Ｈ）は、複合パネル１の厚さ（Ｔ１）と同じとした。また、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外径（Ｄ１）は３０ｍｍ、内径（Ｄ２）は２６ｍｍ（即ち、厚さｔ１は２ｍｍ）であり、座面部２２の厚み（ｔ２）は３ｍｍであった。座面部２２の中心の貫通ボルト孔２５は、直径Ｄ３が１３ｍｍであった。
【００７５】
また、ブッシュ部材２０のフランジ部２３の外径（Ｄ５）は、４０ｍｍとし、厚み（ｔ３）は２ｍｍとした。中間層２の補強部３０の外径（Ｄ６）は、概略５０ｍｍで作製した。
【００７６】
尚、使用した繊維強化複合材３、即ち、繊維強化プラスチックは、ＰＡＮ系炭素繊維に、マトリックス樹脂として、エポキシ樹脂を繊維体積含有率で５０％含浸させたものであった。
【００７７】
表１から、本実施例（実験例１）の複合パネル１のボルト取付構造１０が、比較例１と同等以上の破壊強度を有していることが分かる。
【００７８】
つまり、本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０によれば、１次破壊強度ではそれ程差はないが、構造破壊（最終破壊）の強度が向上したことが分かる。
【００７９】
【表１】
【００８０】
（実験例２）
次に、本実施例の複合パネルのボルト取付構造の作用効果を立証するために行った、他の実験例について説明する。
【００８１】
図４に、本実施例の複合パネル１のボルト取付構造１０の衝撃強度を試験するための試験方法を示す。
【００８２】
本実験例２の試験サンプルは、実験例１と同じ方法で製作した。但し、ブッシュ部材２０にボルト１００を固定した後、ブッシュの凹部２６（図１）に短繊維の炭素繊維を含有したＳＭＣ材を充填材２７として詰め込み、表面を平滑にした後、樹脂を加熱・硬化させて最終の試験サンプルを作製した。
【００８３】
次いで、ブッシュ部材２０のほぼ中央付近に向けて、高さ１．２ｍから重さ３０ｋｇの重りをエネルギー３５２ＫＪを目安として落とし、ブッシュ部材２０と複合パネル１との接合部近傍の破壊状況を観察した。
【００８４】
比較例２として、図５に示すように、ブッシュ部材２０を複合パネル１に接着で取り付けた。その際、ブッシュ取付穴１１の周りの中間層２に補強部３０は設けることなく、穴あけ後、そのまま接着剤を用いて接着した。その後、実験例２と同様にブッシュ部材２０にボルト１００を挿入し、ナット１０１で固定した。また、ブッシュ部材２０の上部の凹部２６（図１）を短繊維の炭素繊維を含有したＳＭＣ材を充填材２７として詰め込み、表面を平滑にした後、樹脂を加熱・効果させ試験サンプルを製作した。
【００８５】
次いで、ブッシュ部材２０のほぼ中央付近に向けて、高さ１．２ｍから重さ３０ｋｇの重りをエネルギー３５２ＫＪを目安として落とし、ブッシュ部材２０と複合パネル１との接合部近傍の破壊状況を観察した。
【００８６】
本実験例２の評価試験において、使用した車両用複合パネル１の全体寸法、構成、使用材料は、すべて、実験例１と同一とした。
【００８７】
実験結果は、比較例２では、ブッシュ部材２０が複合パネル１から突き抜けて飛び出したのに対し、本実験例２ではブッシュ部材２０の周りが変形はするが、ブッシュ部材２０が、複合パネル１から飛び出すような状況は見られなかった。
【００８８】
つまり、本実験例２の複合パネル１のボルト取付構造１０によれば、ボルト１００を、複合パネル１に取り付けられたブッシュ部材２０のボルト軸貫通ボルト孔２５を介して挿入し、複合パネル１に損傷を与えることなく、複合パネル１を車体に極めて容易に取り付けることができ、且つ、複合パネル１の強度に悪影響をもたらすこともなく、しかも、外部からの衝撃力等の大きな力が加わっても、複合パネル１がブッシュ部材２０から飛び出し、車体から外れることもない。
【００８９】
実施例２
図６（ａ）、（ｂ）に、本発明に従った複合パネルのボルト取付構造１０の他の実施例を示す。
【００９０】
先ず、図６（ａ）について説明する。
【００９１】
本実施例においても、実施例１と同様に、ボルト取付構造１０は、複合パネル１に形成されたブッシュ取付穴１１と、ブッシュ取付穴１１に取り付けられたブッシュ部材２０と、ブッシュ取付穴１１近傍の中間層２が軽量樹脂Ｒで補強された補強部３０とにより構成される。これらの構成及び機能は、実施例１で説明したボルト取付構造１０と同様とされるので、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、再度の詳しい説明は省略する。
【００９２】
つまり、本実施例のボルト取付構造１０にて、ブッシュ取付穴１１は、複合パネル１の一側の表面層３ａから他側の表面層３ｂを貫通し、複合パネル１の表面層３に対して略垂直方向に形成され、このブッシュ取付穴１１にブッシュ部材２０が取り付けられる。
【００９３】
ブッシュ部材２０は、円筒形状の円筒状部２１を備え、この円筒状部２１がブッシュ取付穴１１に挿入されてその外面がブッシュ取付穴１１に接着剤にて接着される。また、円筒状部２１の軸線方向一端に一体にフランジ部２３が形成される。フランジ部２３は、複合パネル１の表面層３ａに当接する。また、フランジ部２３の外周辺端面は、テーパ加工、即ち、面取り２８が施される。これにより、騒音の発生を抑制することができる。
【００９４】
ただ、本実施例では、実施例１と異なり、ブッシュ部材２０のフランジ部２３とは反対側の端部にボルト頭１００ａを受ける座面部２２（図１）は設けられていない。
【００９５】
本実施例によれば、ブッシュ部材２１は、円筒状部２１の円筒状内面にネジ溝（ネジ部）２９が形成される。このネジ部２９は、フランジ部２３とは反対の側から挿入されたボルト１００のボルト軸１００ｂと螺合可能とされる。
【００９６】
本実施例の場合は、ボルト頭１００ａは、車体２００の、複合パネル１と反対側にあり、実施例１と違い、車体２００の側から複合パネル１を取り付ける場合に対応する構造となっている。
【００９７】
図６（ｂ）に、本実施例の変形例を示す。先に説明した図６（ａ）の実施例では、ブッシュ部材２０の円筒状部２１には、その内面に軸線方向に貫通するネジ部２９が形成されていたが、この変形実施例によればと、円筒状部２１のフランジ部２３側は閉鎖端とされる。
【００９８】
つまり、この変形実施例では、ブッシュ部材２０の円筒状部２１に形成されるネジ穴２９が貫通していない構造となっている。その他の構造は、図６（ａ）の実施例と同じである。
【００９９】
図６（ａ）、（ｂ）に示す本実施例の構成にて、実施例１で説明したと同様に、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置したときに、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、ブッシュ部材２０の外径Ｄ１との径差により生じる空隙部には、樹脂を充填し、両者を接着することできる。また、別法として、複合パネル１のブッシュ取付穴１１の内周面に、及び／又は、ブッシュ部材２０の円筒状部２１の外周領域に接着剤を塗布し、その後、ブッシュ部材２０をブッシュ取付穴１１に挿入設置することにより、複合パネル１のブッシュ取付穴１１に一体的にブッシュ部材２０が取り付けられる。接着剤としてはエポキシ樹脂系接着剤を好適に使用し得る。
【０１００】
また、必要に応じて、フランジ２３と複合パネル表面層３ａとの間も接着剤で接合することもできる。
【０１０１】
図６（ａ）、（ｂ）に記載する構成のブッシュ部材２０（実験例３、４）を、それぞれ、実施例１で説明した実験例１と同様の材料、即ち、鋼にて作製し、実施例１で説明した実験例１と同様の試験方法にて、本実施例の複合パネルのボルト取付構造（実験例３、４）の作用効果を立証する試験を行った。
【０１０２】
実験結果を上記表１に示す。
【０１０３】
一方、図６（ａ）、（ｂ）に記載する構成のブッシュ部材２０を、それぞれ実施例１で説明した実験例２と同様の材料、即ち、鋼にて作製し、実施例１で説明した実験例２と同様の試験方法にて、本実施例の複合パネルのボルト取付構造（実験例５、６）の作用効果を立証する試験を行った。
【０１０４】
実験結果は、実施例１の場合と同様に、図６（ａ）、（ｂ）両方とも、ブッシュ部材２０周りが変形しただけで、ブッシュ部材２０が複合パネル１から飛び出すような状況は見られなかった。
【０１０５】
本実施例においても、強度面、衝撃対応力の両方で、実施例１と同様な作用効果を達成することが判明した。
【０１０６】
実施例３
図７（ａ）、（ｂ）に、本発明に従った複合パネルのボルト取付構造１０の他の実施例を示す。
【０１０７】
先ず、図７（ａ）について説明する。
【０１０８】
本実施例によると、複合パネルのボルト取付構造１０は、複合パネル１の表面層２に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴１１と、ブッシュ取付穴１１に取り付けられた第１のブッシュ部材２０Ａと、第１のブッシュ部材２０Ａに取り付けられた第２のブッシュ部材２０Ｂと、を備えている。
【０１０９】
本実施例においても、実施例１及び実施例２と同様に、第１のブッシュ部材２０Ａが取り付けられたブッシュ取付穴１１近傍の中間層２は、軽量樹脂Ｒで補強された補強部３０を有している。これらの構成及び機能は、実施例１、実施例２で説明したボルト取付構造１０と同様とされるので、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、再度の詳しい説明は省略する。
【０１１０】
又、特に第１のブッシュ部材２０Ａは、実施例２のブッシュ部材２０と同様の構成とされる。つまり、第１のブッシュ部材２０Ａは、円筒形状の円筒状部２１ａを備え、この円筒状部２１ａがブッシュ取付穴１１に挿入されてその外面がブッシュ取付穴１１に接着剤にて接着される。また、円筒状部２１ａの軸線方向一端に一体にフランジ部２３ａが形成される。フランジ部２３ａは、複合パネル１の表面層３ａに当接する。また、フランジ部２３ａの外周辺端面は、テーパ加工、即ち、面取り２８ａが施される。これにより、騒音の発生を抑制することができる。
【０１１１】
また、本実施例によれば、第１のブッシュ部材２０Ａは、円筒状部２１ａの円筒状内面にネジ溝（ネジ部）２９ａが形成される。このネジ部２９ａは、実施例２では図６に示すように、ボルト１００のボルト軸１００ｂが螺合する構成とされたが、本実施例では、フランジ部２３ａとは反対の側から挿入された第２のブッシュ部材２０Ｂのネジ部２９ｂと螺合可能とされる。この点で実施例２と異なる。
【０１１２】
本実施例にて、第２のブッシュ部材２０Ｂは、その外面には、第１のブッシュ部材２０Ａの円筒状内面ネジ部２９ａに螺合されるネジ山（ネジ部）２９ｂが形成された円筒形状の円筒状部２１ｂを有する。
【０１１３】
第２のブッシュ部材２０Ｂは、第１のブッシュ部材２０Ａのフランジ部２３ａとは反対側から挿入されて、そのネジ部２９ｂが、第１のブッシュ部材２０Ａの円筒状内面ネジ部２９ａに螺合する。
【０１１４】
第２のブッシュ部材２０Ｂは、円筒状部２１ｂの軸線方向一端に一体にフランジ部２３ｂが形成され、このフランジ部２３ｂは、複合パネル１の他側の表面層３ｂに当接する。
【０１１５】
更に、第２のブッシュ部材２０Ｂの円筒状部２１ｂの円筒状内面には、ネジ溝（ネジ部）２９ｃが形成される。このネジ部２９ｃは、図示するように、フランジ部２３ｂ側から、または、フランジ部２３ａ側から挿入されたボルト１００のボルト軸１００ｂと螺合可能とされる。
【０１１６】
本実施例の場合は、好ましくは、ボルト頭１００ａは、車体２００の、複合パネル１と反対側にあり、実施例２と同様に、車体２００の側から複合パネル１を取り付ける場合に対応する構造となっている。場合によっては、車体２００とは反対側から取り付けることも可能である。
【０１１７】
図７（ｂ）に、本実施例の変形例を示す。先に説明した図７（ａ）の実施例では、第１のブッシュ部材２０Ａの円筒状部２１ａには、その内面に軸線方向に貫通するネジ部２９ａが形成されていたが、この変形実施例によればと、円筒状部２１ａのフランジ部２３ａ側は閉鎖端とされる。
【０１１８】
つまり、この変形実施例では、第１のブッシュ部材２０Ａの円筒状部２１ａに形成されるネジ穴２９ａが貫通していない構造となっている。その他の構造は、図７（ａ）の実施例と同じである。
【０１１９】
本実施例のボルト取付構造１０の場合は、上記説明にて理解されるように、複合パネル１の両面（３ａ、３ｂ）を挟みつけるような、フランジ構造をもった組合せのブッシュ部材２０Ａ、２０Ｂとなっている。この構造では、車体に複合パネル１を取り付ける時、ボルト１００の締付力が直接、複合パネル１に入らない形状となっており、組立の際、ボルト１００を締め切り、複合パネル１を潰すといった間違いを、無くすることができる。
【０１２０】
図７（ａ）、（ｂ）に示す本実施例の構成にて、実施例１、実施例２で説明したと同様に、第１のブッシュ部材２０Ａをブッシュ取付穴１１に挿入設置したときに、ブッシュ取付穴１１の内径Ｄ４と、第１のブッシュ部材２０Ａの外径Ｄ１との径差により生じる空隙部には、樹脂を充填し、両者を接着することできる。また、別法として、複合パネル１のブッシュ取付穴１１の内周面に、及び／又は、第１のブッシュ部材２０Ａの円筒状部２１ａの外周領域に接着剤を塗布し、その後、第１のブッシュ部材２０ａをブッシュ取付穴１１に挿入設置することにより、複合パネル１のブッシュ取付穴１１に一体的に第１のブッシュ部材２０Ａが取り付けられる。接着剤としてはエポキシ樹脂系接着剤を好適に使用し得る。
【０１２１】
また、必要に応じて、フランジ２３ａ、２３ｂと複合パネル表面層３ａ、３ｂとの間も接着剤で接合することもできる。
【０１２２】
図７（ａ）、（ｂ）に記載する構成のブッシュ部材２０Ａ、２０Ｂ（実験例７、８）を、それぞれ、実施例１で説明したと同様の材料、即ち、鋼にて作製し、実施例１で説明した実験例１と同様の試験方法にて、本実施例の複合パネルのボルト取付構造（実験例７、８）の作用効果を立証する試験を行った。
【０１２３】
実験結果を上記表１に示す。
【０１２４】
一方、図７（ａ）、（ｂ）に記載する構成のブッシュ部材２０Ａ、２０Ｂを、それぞれ実施例１で説明した実験例２と同様の材料、即ち、鋼にて作製し、実施例１で説明した実験例２と同様の試験方法にて、本実施例の複合パネルのボルト取付構造の作用効果を立証する試験を行った。
【０１２５】
実験結果は、実施例１の場合と同様に、図７（ａ）、（ｂ）両方とも、ブッシュ部材２０Ａ、２０Ｂの周りが変形しただけで、ブッシュ部材２０Ａ、２０Ｂが複合パネル１から飛び出すような状況は見られなかった。
【０１２６】
本実施例においても、強度面、衝撃対応力の両方で、実施例１と同様な作用効果を達成することが判明した。
【０１２７】
以上、実施例１〜３の複合パネルのボルト取付構造を適用した車両においても、実施例１と同様な作用効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の実験方法を説明する図である。
【図３】比較例としての複合パネルのボルト取付構造の実験方法を説明する図である。
【図４】本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の他の実験方法を説明する図である。
【図５】比較例としての複合パネルのボルト取付構造の他の実験方法を説明する図である。
【図６】本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の他の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明に係る複合パネルのボルト取付構造の他の実施例を示す断面図である。
【図８】複合パネルの断面図である。
【図９】従来の複合パネルのボルト取付構造の例を示す断面図である。
【図１０】従来の複合パネルのボルト取付構造の例を示す他の断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 複合パネル
２ 芯材（中間層）
３（３ａ、３ｂ） 繊維強化複合材（表面層）
１０ ボルト取付構造
１１ ブッシュ取付穴
２０（２０Ａ、２０Ｂ） ブッシュ部材
２１（２１ａ、２１ｂ） 円筒状部
２２ ボルト座面部
２３（２３ａ、２３ｂ） フランジ部
２４ 中心孔
２５ ボルト孔
２５ ボルト軸貫通孔
２６ 凹部
２７ 充填材
２９（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ） ネジ部
３０ 補強部
１００ ボルト
１００ａ ボルト頭
１００ｂ ボルト軸
２００ 車体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
前記ブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着される円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記円筒状部は、前記フランジ部が形成された側から挿入されたボルトのボルト頭が挿入可能な大きさの内径を有した中心孔と、前記中心孔の前記フランジ部が形成された側とは反対側端部に形成され、ボルト頭を受けると共にボルト軸が貫通可能なボルト孔が形成されたボルト座面部と、を備え、
前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造。
【請求項２】
ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
前記ブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着される円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記円筒状部は、その円筒状内面に、前記フランジ部とは反対の側から挿入されたボルトのボルト軸と螺合するネジ部を有し、
前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造。
【請求項３】
前記円筒状部の前記フランジが形成された端部は、閉鎖端とされることを特徴とする請求項２の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項４】
ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられた第１のブッシュ部材と、前記第１のブッシュ部材に取り付けられた第２のブッシュ部材と、を備え、
前記第１のブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着され、その内面にネジ部が形成された円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの一側の表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記第２のブッシュ部材は、その外面には、前記第１のブッシュ部材の前記フランジ部とは反対側から挿入されて前記第１のブッシュ部材の前記円筒状内面ネジ部に螺合されるネジ部が形成された円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの他側の表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記第２のブッシュ部材の前記円筒状部は、その円筒状内面に、前記第２のブッシュ部材へと挿入されたボルトのボルト軸と螺合するネジ部を有し、
前記第１のブッシュ部材の前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記第１及び第２のブッシュ部材の前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造。
【請求項５】
前記第１のブッシュ部材の前記円筒状部の前記フランジが形成された端部は、閉鎖端とされることを特徴とする請求項４の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項６】
前記ブッシュ取付穴の穴径（Ｄ４）と、前記ブッシュ取付穴に接着される前記ブッシュ部材の円筒状部の外径（Ｄ１）との径差（Ｄ４−Ｄ１）が、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲にあり、前記ブッシュ取付穴の穴径（Ｄ４）が前記ブッシュ部材の円筒状部の外径（Ｄ１）よりも大きい（Ｄ４＞Ｄ１）ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項７】
前記複合パネルの前記中間層は、ハニカム構造体であり、前記補強部は、前記円筒状部の外周囲のハニカム構造体の孔部に軽量樹脂を詰め込み、硬化することにより形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項８】
前記複合パネルの前記中間層の、前記円筒状部の外周囲に位置する部分を取り除き、そこに軽量樹脂を詰め込み、硬化することにより形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項９】
前記補強部の領域（Ｄ６）は、前記ブッシュ部材のフランジ部の外径（Ｄ５）より、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で大きいことを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項１０】
前記軽量樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項１１】
前記軽量樹脂は、炭素繊維の短繊維、ガラス繊維の短繊維、カーボンブラック、炭酸カルシュウム、水酸化アルミニウム、ガラスバルーン、エポキシ発泡バルーン、ウレタン発泡バルーン、アクリル発泡バルーンのいずれか１種又は複数種を強化材として混入したエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項１２】
前記表面層を形成する繊維強化複合材の強化繊維は、長繊維の炭素繊維、アラミド繊維ＰＢＯ繊維、ガラス繊維又はこれらの複合体であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項１３】
前記表面層を形成する繊維強化複合材のマトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造を有することを特徴とする車両。
【請求項１】
ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
前記ブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着される円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記円筒状部は、前記フランジ部が形成された側から挿入されたボルトのボルト頭が挿入可能な大きさの内径を有した中心孔と、前記中心孔の前記フランジ部が形成された側とは反対側端部に形成され、ボルト頭を受けると共にボルト軸が貫通可能なボルト孔が形成されたボルト座面部と、を備え、
前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造。
【請求項２】
ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられたブッシュ部材とを備え、
前記ブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着される円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記円筒状部は、その円筒状内面に、前記フランジ部とは反対の側から挿入されたボルトのボルト軸と螺合するネジ部を有し、
前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造。
【請求項３】
前記円筒状部の前記フランジが形成された端部は、閉鎖端とされることを特徴とする請求項２の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項４】
ハニカム構造体又は発泡構造体とされる中間層と、前記中間層の両面に配置された表面層を形成する繊維強化複合材とを有する複合パネルのボルト取付構造であって、
前記複合パネルの表面層に対して垂直方向に形成されたブッシュ取付穴と、前記ブッシュ取付穴に取り付けられた第１のブッシュ部材と、前記第１のブッシュ部材に取り付けられた第２のブッシュ部材と、を備え、
前記第１のブッシュ部材は、前記ブッシュ取付穴に挿入されてその外面が前記ブッシュ取付穴に接着され、その内面にネジ部が形成された円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの一側の表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記第２のブッシュ部材は、その外面には、前記第１のブッシュ部材の前記フランジ部とは反対側から挿入されて前記第１のブッシュ部材の前記円筒状内面ネジ部に螺合されるネジ部が形成された円筒形状の円筒状部と、前記円筒状部の軸線方向一端に一体に形成され、前記複合パネルの他側の表面層に当接するフランジ部と、を有し、
前記第２のブッシュ部材の前記円筒状部は、その円筒状内面に、前記第２のブッシュ部材へと挿入されたボルトのボルト軸と螺合するネジ部を有し、
前記第１のブッシュ部材の前記複合パネルの前記中間層に位置した前記円筒状部の外周囲には、前記第１及び第２のブッシュ部材の前記フランジ部が前記複合パネルの表面層に当接する領域より大きな範囲で軽量樹脂で補強された補強部が形成されている、
ことを特徴とする複合パネルのボルト取付構造。
【請求項５】
前記第１のブッシュ部材の前記円筒状部の前記フランジが形成された端部は、閉鎖端とされることを特徴とする請求項４の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項６】
前記ブッシュ取付穴の穴径（Ｄ４）と、前記ブッシュ取付穴に接着される前記ブッシュ部材の円筒状部の外径（Ｄ１）との径差（Ｄ４−Ｄ１）が、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲にあり、前記ブッシュ取付穴の穴径（Ｄ４）が前記ブッシュ部材の円筒状部の外径（Ｄ１）よりも大きい（Ｄ４＞Ｄ１）ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項７】
前記複合パネルの前記中間層は、ハニカム構造体であり、前記補強部は、前記円筒状部の外周囲のハニカム構造体の孔部に軽量樹脂を詰め込み、硬化することにより形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項８】
前記複合パネルの前記中間層の、前記円筒状部の外周囲に位置する部分を取り除き、そこに軽量樹脂を詰め込み、硬化することにより形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項９】
前記補強部の領域（Ｄ６）は、前記ブッシュ部材のフランジ部の外径（Ｄ５）より、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲で大きいことを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項１０】
前記軽量樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項１１】
前記軽量樹脂は、炭素繊維の短繊維、ガラス繊維の短繊維、カーボンブラック、炭酸カルシュウム、水酸化アルミニウム、ガラスバルーン、エポキシ発泡バルーン、ウレタン発泡バルーン、アクリル発泡バルーンのいずれか１種又は複数種を強化材として混入したエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はウレタン樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項１２】
前記表面層を形成する繊維強化複合材の強化繊維は、長繊維の炭素繊維、アラミド繊維ＰＢＯ繊維、ガラス繊維又はこれらの複合体であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項１３】
前記表面層を形成する繊維強化複合材のマトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかの項に記載の複合パネルのボルト取付構造を有することを特徴とする車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−５１２２４（Ｐ２００８−５１２２４Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２８１２２（Ｐ２００６−２２８１２２）
【出願日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（５９９１０４３６９）日鉄コンポジット株式会社 (51)
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（５９９１０４３６９）日鉄コンポジット株式会社 (51)
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【Ｆターム（参考）】
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