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JP5952990B2 - Metal resin composite - Google Patents

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JP5952990B2 JP2012022594A JP2012022594A JP5952990B2 JP 5952990 B2 JP5952990 B2 JP 5952990B2 JP 2012022594 A JP2012022594 A JP 2012022594A JP 2012022594 A JP2012022594 A JP 2012022594A JP 5952990 B2 JP5952990 B2 JP 5952990B2
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Description

本発明は、金属板と繊維強化樹脂とを用いた金属樹脂複合体に関する。   The present invention relates to a metal resin composite using a metal plate and a fiber reinforced resin.

自動車、航空機などの輸送機器、電気電子機器、家具、建築物等において、軽量でありながら強度が高く、耐久性も優れることから、繊維強化樹脂と金属との複合体が、それらのボディ素材、フレーム素材、筐体素材等として用いられている。   In transportation equipment such as automobiles and airplanes, electrical and electronic equipment, furniture, buildings, etc., since it is lightweight, it has high strength and excellent durability, so a composite of fiber reinforced resin and metal is their body material, It is used as a frame material, a housing material, and the like.

特許文献1では、金属板と繊維強化樹脂組成物とを、エポキシ樹脂を主成分とし、炭素繊維やガラス繊維、熱活性型硬化剤、熱活性型硬化触媒、熱分解型有機系発泡剤、無機系充填材、気泡防止剤を所定量含んだ発泡樹脂を介して接合し、これを自動車の車体材料等として用いることが開示されている。これにより、熱硬化性接着剤を用いて金属板と繊維強化樹脂組成物を接合する場合よりも、加熱硬化後のそりの発生を抑制し、より短期間で製造できるとしている。   In Patent Document 1, a metal plate and a fiber reinforced resin composition are mainly composed of an epoxy resin, carbon fiber or glass fiber, a thermally activated curing agent, a thermally activated curing catalyst, a thermally decomposable organic foaming agent, an inorganic material. It is disclosed that a system filler and a foaming resin containing a predetermined amount of an anti-bubble agent are joined together and used as a vehicle body material for an automobile. Thereby, generation | occurrence | production of the curvature after heat-hardening is suppressed rather than the case where a metal plate and a fiber reinforced resin composition are joined using a thermosetting adhesive agent, and it is supposed that it can manufacture in a shorter period of time.

特許文献2では、シクロオレフィンポリマーの架橋体及び炭素繊維を含有する繊維強化樹脂層と、金属板とを一体化した金属樹脂複合体を開示している。この構成によれば、金属層と繊維強化樹脂層との密着性、耐衝撃性等に優れ、自動車や航空機などにおいて好適に使用できるとしている。   Patent Document 2 discloses a metal resin composite in which a fiber reinforced resin layer containing a crosslinked product of cycloolefin polymer and carbon fiber and a metal plate are integrated. According to this structure, it is said that it is excellent in the adhesiveness of a metal layer and a fiber reinforced resin layer, impact resistance, etc., and can be used conveniently in a motor vehicle, an aircraft, etc.

特開2007−196545号公報JP 2007-196545 A 特開2011−37002号公報JP 2011-37002 A

しかし、上記した構造は、いずれにしても、金属板と繊維強化樹脂層とを積層した構造になっているに過ぎない。すなわち、繊維強化樹脂層は、金属板に全面固着されて支持されているだけであり、集中荷重がかかった場合には、静定梁の挙動のように、荷重点においてより大きな引張力、圧縮力が生じる。特許文献1や特許文献2に開示のものは、密着性、耐久性等を高めるための工夫をしており、それ以前のものと比較して金属板と繊維強化樹脂層との層間剥離等の発生は抑制されていると考えられるが、それは両者間の接合力に依存するものであり、荷重点を中心とした大きな引張力が生じやすいという基本構造に変わりはない。   However, in any case, the above-described structure is merely a structure in which a metal plate and a fiber reinforced resin layer are laminated. In other words, the fiber reinforced resin layer is only fixed and supported on the entire surface of the metal plate. When concentrated load is applied, the tensile strength and compression at the load point are larger, like the behavior of a static definite beam. Power is generated. The ones disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are devised to increase adhesion, durability, etc., such as delamination between the metal plate and the fiber reinforced resin layer compared to the previous ones. Although the occurrence is considered to be suppressed, it depends on the bonding force between the two, and there is no change in the basic structure that a large tensile force around the load point is likely to occur.

本発明は上記に鑑みなされたものであり、金属板と繊維強化樹脂層とを積層した構造において、軽量性という特性を維持しながら、従来よりも剛性を高めると共に減衰性を高め、耐衝撃性に優れた金属樹脂複合体を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above, and in a structure in which a metal plate and a fiber reinforced resin layer are laminated, while maintaining the characteristics of lightness, the rigidity is enhanced and the damping property is enhanced, and the impact resistance is improved. It is an object of the present invention to provide a metal resin composite excellent in the above.

上記課題を解決するため、本発明の金属樹脂複合体は、金属板と繊維強化樹脂層とが積層されてなる金属樹脂複合体であって、前記繊維強化樹脂層の両面のそれぞれに前記金属板が積層され、前記金属板の少なくとも一方の端縁が曲げ加工されており、前記繊維強化樹脂層の端縁のうち、前記曲げ加工された金属板の端縁に平面視で重なっている範囲の少なくとも一部が、前記金属板のいずれか少なくとも一方に固着されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the metal resin composite of the present invention is a metal resin composite in which a metal plate and a fiber reinforced resin layer are laminated, and the metal plate is provided on each of both surfaces of the fiber reinforced resin layer. Are stacked, and at least one edge of the metal plate is bent, and the edge of the fiber reinforced resin layer is overlapped with the edge of the bent metal plate in a plan view. At least a part is fixed to at least one of the metal plates.

前記各金属板における対向する端縁の少なくとも一部同士が、一体に曲げ加工されており、前記繊維強化樹脂層の端縁のうち、前記曲げ加工された各金属板の端縁に平面視で重なっている範囲の少なくとも一部が、前記各金属板に固着されていることが好ましい。前記各金属板において、前記繊維強化樹脂層と重なっていない部位が、他の部材との取り付け部になっている構成とすることが好ましい。前記繊維強化樹脂層の端縁のうちの少なくとも一部が、前記金属板の端縁と共に曲げられていることが好ましい。
前記繊維強化樹脂層が、繊維強化樹脂又はその2以上の積層体から構成されることが好ましい。前記繊維強化樹脂層が、繊維強化樹脂と金属箔との積層体から構成されることが好ましい。前記繊維強化樹脂層が、繊維と金属箔とを積層して縫製により一体化した後にマトリックス樹脂を含浸させた積層体から構成されることが好ましい。前記縫製に用いる縫い糸が、アラミド繊維、PTT、PETのいずれか少なくとも一つを含む高強度糸を用いたものであることが好ましい。前記金属板の端縁の曲げ加工が、ヘミング加工、二重巻き締め加工を含む曲げ加工のいずれかにより形成されていることが好ましい。前記繊維強化樹脂層を構成する金属箔が厚さ0.01〜0.1mmのステンレス箔であることが好ましい。前記繊維強化樹脂層を構成する強化繊維が連続繊維であることが好ましい。前記連続繊維が炭素繊維であることが好ましい。前記金属板が、厚さ0.2〜1.5mmの高ヤング率の薄板材であることが好ましい。
At least a part of the opposing edges of each metal plate is integrally bent, and among the edges of the fiber reinforced resin layer, the edges of the bent metal plates are viewed in plan view. It is preferable that at least a part of the overlapping range is fixed to each metal plate. In each of the metal plates, it is preferable that a portion not overlapping with the fiber reinforced resin layer is a mounting portion with another member. It is preferable that at least a part of the edge of the fiber reinforced resin layer is bent together with the edge of the metal plate.
The fiber reinforced resin layer is preferably composed of a fiber reinforced resin or a laminate of two or more thereof. The fiber reinforced resin layer is preferably composed of a laminate of fiber reinforced resin and metal foil. The fiber reinforced resin layer is preferably composed of a laminate in which fibers and metal foil are laminated and integrated by sewing and then impregnated with a matrix resin. The sewing thread used for the sewing is preferably a high-strength thread containing at least one of aramid fiber, PTT, and PET. It is preferable that the bending process of the edge of the metal plate is formed by any one of a bending process including a hemming process and a double winding process. The metal foil constituting the fiber reinforced resin layer is preferably a stainless steel foil having a thickness of 0.01 to 0.1 mm. It is preferable that the reinforcing fiber constituting the fiber reinforced resin layer is a continuous fiber. The continuous fiber is preferably a carbon fiber. The metal plate is preferably a high Young's modulus thin plate material having a thickness of 0.2 to 1.5 mm.

本発明は、金属板と金属板との間に繊維強化樹脂層を挟んで積層し、少なくとも一方の金属板の端縁を曲げ加工し、繊維強化樹脂層の端縁のうち、曲げ加工された金属板の端縁に平面視で重なっている範囲の少なくとも一部を、少なくとも一方の金属板に固着した構造である。そして、好ましくは、繊維強化樹脂層の端縁の少なくとも一部が金属板の端縁と共に曲げ加工されている構造である。従って、繊維強化樹脂層は、曲げ加工された端縁を固定端とした両端固定構造となっており、不静定梁と同様の挙動を示し、かつ張力も発生する構造である。つまり、従来の静定梁の挙動を示す構造と比較して、固定端付近が変形しにくい伸び難い部位となり、同じ厚みの同じ素材を用いたとした場合に、集中荷重における荷重点での変形がより抑制され、剛性が高くなる。それにより、金属板としてより厚みの薄いものを採用することも可能となり、さらなる軽量化にも貢献する。また、繊維強化樹脂層の端縁が露出する態様の場合、繊維が外方に突出することを防止するための端部処理(トリミング)を行う必要があるが、本発明よれば、繊維強化樹脂層の端縁が曲げ加工された金属板によって被覆されるため、そのような端部処理が不要となり、繊維の歩留まりが向上し、加工コストの低減にも寄与する。   In the present invention, a fiber reinforced resin layer is sandwiched between a metal plate and a metal plate, the edge of at least one metal plate is bent, and the edge of the fiber reinforced resin layer is bent. In this structure, at least a part of the range overlapping the edge of the metal plate in plan view is fixed to at least one metal plate. Preferably, at least part of the edge of the fiber reinforced resin layer is bent together with the edge of the metal plate. Therefore, the fiber reinforced resin layer has a both-end fixed structure in which a bent end edge is a fixed end, exhibits a behavior similar to that of an indefinite beam, and generates a tension. In other words, compared to the conventional structure that shows the behavior of static beams, the vicinity of the fixed end is hard to be deformed and it is difficult to stretch.When the same material with the same thickness is used, deformation at the load point in concentrated load is not possible. It is more suppressed and the rigidity is increased. As a result, it is possible to adopt a thinner metal plate, which contributes to further weight reduction. Further, in the case where the end edge of the fiber reinforced resin layer is exposed, it is necessary to perform end processing (trimming) for preventing the fiber from protruding outward. Since the edge of the layer is covered with a bent metal plate, such end treatment is not required, the yield of fibers is improved, and the processing cost is reduced.

繊維強化樹脂層としては、繊維強化樹脂だけのもの、繊維強化樹脂同士の積層体、繊維強化樹脂に金属箔の積層体等を用いることも可能であるが、繊維と金属箔とを積層して縫製により一体化した後にマトリックス樹脂を含浸させた積層体からなるものを用いることがより好ましい。金属板間に挟む繊維強化樹脂層自体も繊維と金属箔との積層構造とすることで、さらに剛性を高くできると共に、両者を縫製した後にマトリックス樹脂を含浸させることにより、樹脂が縫い糸に沿っても含浸するため、繊維と金属箔との密着力がより高くなり、層間剥離が発生しにくくなって耐久性も向上する。   As the fiber reinforced resin layer, it is possible to use only a fiber reinforced resin, a laminated body of fiber reinforced resins, a laminated body of metal foil to the fiber reinforced resin, etc. It is more preferable to use a laminate comprising a matrix resin impregnated after being integrated by sewing. The fiber reinforced resin layer itself sandwiched between the metal plates also has a laminated structure of fibers and metal foils, so that the rigidity can be further increased. Is also impregnated, so that the adhesion between the fiber and the metal foil becomes higher, delamination hardly occurs, and durability is improved.

図1は、本発明の実施形態に係る金属樹脂複合体の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a metal resin composite according to an embodiment of the present invention. 図2は、上記実施形態に係る金属樹脂複合体の他の例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the metal resin composite according to the embodiment. 図3は、上記実施形態に係る金属樹脂複合体のさらに他の例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing still another example of the metal resin composite according to the embodiment. 図4は、上記実施形態に係る金属樹脂複合体のさらに他の例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing still another example of the metal resin composite according to the embodiment. 図5(a)は、繊維強化樹脂層の好ましい例を示した断面図であり、(b)は平面図である。Fig.5 (a) is sectional drawing which showed the preferable example of the fiber reinforced resin layer, (b) is a top view. 図6は、金属板の外周に他の部材との取り付け部を形成した金属樹脂複合体の例を示した断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a metal-resin composite in which an attachment portion with another member is formed on the outer periphery of the metal plate. 図7(a)は試験例の測定方法を説明するための図であり、(b)は試験例の圧縮特性の測定結果を示した図であり、(c)は試験例の引張特性の測定結果を示した図である。FIG. 7A is a diagram for explaining the measurement method of the test example, FIG. 7B is a diagram showing the measurement result of the compression property of the test example, and FIG. 7C is the measurement of the tensile property of the test example. It is the figure which showed the result.

以下、図面に示した実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。図1は、本発明の一の実施形態に係る金属樹脂複合体1の断面図である。この図に示したように、金属樹脂複合体1は、2枚の金属板10,20と、両者間に配置される繊維強化樹脂層30とを有して構成される。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a metal resin composite 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in this figure, the metal resin composite 1 is configured to have two metal plates 10 and 20 and a fiber reinforced resin layer 30 disposed therebetween.

金属板10,20は、鉄系金属、非鉄系金属のいずれでもよく、鋼、ステンレス、アルミニウム等を用いることができる。用途にもよるが、自動車の座席構造のフレームやパネルとして用いる場合、軽量性を考慮して厚さ0.2〜1.5mmの薄板材から構成することが好ましい。また、ヤング率約70〜約210GPaの高ヤング率のものが好ましい。   The metal plates 10 and 20 may be any of ferrous metals and non-ferrous metals, and steel, stainless steel, aluminum and the like can be used. Depending on the application, when used as a frame or panel of a seat structure of an automobile, it is preferable to use a thin plate material having a thickness of 0.2 to 1.5 mm in consideration of lightness. A high Young's modulus having a Young's modulus of about 70 to about 210 GPa is preferable.

繊維強化樹脂層30は、繊維強化樹脂のみ、繊維強化樹脂の積層体、繊維強化樹脂と金属箔との積層体、繊維と金属箔とを積層して縫製により一体化した後にマトリックス樹脂を含浸させた積層体のいずれかを用いることができる。ここで、繊維強化樹脂の積層体、繊維強化樹脂と金属箔との積層体は、接着等の公知の手段により積層することもできる。   The fiber reinforced resin layer 30 is formed by impregnating a matrix resin only after fiber reinforced resin, a fiber reinforced resin laminate, a fiber reinforced resin and metal foil laminate, and a fiber and metal foil laminated and integrated by sewing. Any of the laminated bodies can be used. Here, the laminated body of fiber reinforced resin and the laminated body of fiber reinforced resin and metal foil can also be laminated | stacked by well-known means, such as adhesion | attachment.

繊維強化樹脂層30としては、図5に示したように、繊維31と金属箔32,33とを積層して縫製により一体化した後にマトリックス樹脂34を含浸させた積層体を用いることが好ましい。縫製手段としては、例えばミシン縫を採用することができる。縫い糸35の強度が追加されると共に、マトリックス樹脂34が縫い糸35を伝っても含浸することになるため、縫い目に沿って相対的に強度の高い部位が形成され、繊維31と金属箔32,33との密着力がより高まる。特に、金属箔32,33をミシン針が貫通することにより、金属箔32,33におけるミシン針の貫通穴にバーリング加工を施した場合のような円筒状のフランジが形成されることになるため、この貫通穴からマトリックス樹脂34が侵入しやすくなり、繊維31と金属箔32,33との密着力を高めることができる。また、貫通穴の周縁にアール部分が形成されるため、縫い糸35の糸切れ防止の機能も果たす。さらに、ミシン針として、先端が丸い針を用いることにより、繊維31の切断を防止できる。ここで、繊維31の形態としては、織物、不織布、編物等の形態のものを用いることができる。また、二次元のものに限らず、三次元の織物や編物を用いることも可能である。
なお、縫い糸35としては、アラミド繊維、PTT、PETのいずれか少なくとも一つを含む高強度糸を用いることができ、より高い強度で不燃性が要求される場合にはアラミド繊維を主体とする糸が好ましく、縫製時により伸縮性あるいはより剛性を付与する場合にはPTTやPETを含んだ糸が好ましい。
As the fiber reinforced resin layer 30, as shown in FIG. 5, it is preferable to use a laminate in which fibers 31 and metal foils 32 and 33 are laminated and integrated by sewing and then impregnated with a matrix resin 34. As the sewing means, for example, a sewing machine can be employed. Since the strength of the sewing thread 35 is added and the matrix resin 34 is impregnated even when passing through the sewing thread 35, a relatively high strength portion is formed along the seam, and the fiber 31 and the metal foils 32, 33 are formed. Adhesion strength with is further increased. In particular, since the sewing needle passes through the metal foils 32 and 33, a cylindrical flange as in the case of burring the through holes of the sewing needles in the metal foils 32 and 33 is formed. The matrix resin 34 easily enters from the through holes, and the adhesion between the fibers 31 and the metal foils 32 and 33 can be increased. In addition, since the rounded portion is formed at the periphery of the through hole, the function of preventing thread breakage of the sewing thread 35 is also achieved. Furthermore, by using a needle having a round tip as the sewing needle, cutting of the fiber 31 can be prevented. Here, as the form of the fiber 31, a form such as a woven fabric, a nonwoven fabric, a knitted fabric, or the like can be used. Moreover, not only a two-dimensional thing but a three-dimensional fabric and knitted fabric can also be used.
As the sewing thread 35, a high-strength thread containing at least one of aramid fiber, PTT, and PET can be used. If higher strength and incombustibility are required, a thread mainly composed of aramid fiber. Preferably, a thread containing PTT or PET is preferable in the case where elasticity or more rigidity is given during sewing.

繊維強化樹脂層30を金属箔32,33との積層構造とする場合、使用する金属箔としては、軽量性、薄くても所定の剛性を得られることから、厚さ0.01〜0.1mmのステンレス箔を用いることが好ましい。   When the fiber reinforced resin layer 30 has a laminated structure with the metal foils 32 and 33, the metal foil to be used has a thickness of 0.01 to 0.1 mm because a predetermined rigidity can be obtained even if it is light and thin. It is preferable to use a stainless steel foil.

繊維強化樹脂層30を形成する繊維31としては、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ガラス繊維等の連続繊維を用いることが好ましく、強度を必要とする場合にはこれらの中でも炭素繊維を用いることが好ましい。   As the fibers 31 forming the fiber reinforced resin layer 30, it is preferable to use continuous fibers such as carbon fibers, silicon carbide fibers, alumina fibers, and glass fibers. Among these, carbon fibers are used when strength is required. It is preferable.

繊維強化樹脂層30のマトリックス樹脂34としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ナイロン、ポリアミド樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミドイミド等の熱可塑性樹脂を用いることができる。従って、繊維強化樹脂層30は、炭素繊維に熱硬化性樹脂を用いたCFRP、炭素繊維に熱可塑性樹脂を用いたCFRTPの形態とすることが好ましい。   As the matrix resin 34 of the fiber reinforced resin layer 30, thermosetting resins such as epoxy resin, phenol resin, urethane resin, unsaturated polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, nylon, polyamide resin, polystyrene, ABS resin, methacrylic resin , Thermoplastic resins such as polyethylene terephthalate and polyamideimide can be used. Therefore, the fiber reinforced resin layer 30 is preferably in the form of CFRP using a thermosetting resin for carbon fibers and CFRTP using a thermoplastic resin for carbon fibers.

繊維強化樹脂層30を間にサンドイッチした2枚の金属板10,20のうちの少なくとも一方、図1の例では、金属板10の端縁10aが曲げ加工されている。曲げ加工の手段としては、所定の角度曲げるだけの曲げ加工やカール加工のほか、ヘミング加工等を用いることができる。なかでも、ヘミング加工は、金属板10又は20の端縁が180度折り曲げられて重なるため、繊維強化樹脂層30の端縁の固定に好ましい。また、曲げ加工の方法としては、二重巻き締め加工も、金属板10,20の端縁において重なり部分ができるため、繊維強化樹脂層30の端縁の固定に好ましい(図4参照)。また、かしめ加工も適用することもできる。   At least one of the two metal plates 10 and 20 sandwiching the fiber reinforced resin layer 30 therebetween, in the example of FIG. 1, the edge 10a of the metal plate 10 is bent. As bending means, hemming or the like can be used in addition to bending or curling only by bending at a predetermined angle. Especially, hemming is preferable for fixing the edge of the fiber reinforced resin layer 30 because the edge of the metal plate 10 or 20 is bent 180 degrees and overlapped. In addition, as a bending method, double winding is also preferable for fixing the edge of the fiber reinforced resin layer 30 because an overlapping portion is formed at the edges of the metal plates 10 and 20 (see FIG. 4). Caulking can also be applied.

繊維強化樹脂層30の端縁30aのうち、図1に示したように、平面視で曲げ加工された一方の金属板10の端縁10aに重なっている範囲(図1において示した「A」及び「B」の範囲」の少なくとも一部が、繊維強化樹脂層30の端縁30aの両面に位置する各金属板10,20に固着される。固着手段は任意であり、接着や溶着等の手段を用いることができ、溶着手段としては、レーザー溶接、スポット溶接、CO溶接などを用いることができる。 As shown in FIG. 1, in the edge 30 a of the fiber reinforced resin layer 30, a range that overlaps the edge 10 a of one metal plate 10 that is bent in a plan view (“A” shown in FIG. 1). And “B” range is fixed to each of the metal plates 10 and 20 located on both surfaces of the end edge 30a of the fiber reinforced resin layer 30. The fixing means is arbitrary, such as adhesion and welding. Means can be used, and laser welding, spot welding, CO 2 welding, or the like can be used as the welding means.

繊維強化樹脂層30の端縁30aは、図2に示したように、一方の金属板10の端縁10aと共に曲げられ、端縁30aが、曲げられた一方の金属板10の端縁10aと曲げられていない他方の金属板10の端縁20aとの間に挟まれる構成として、固定することもできる。   As shown in FIG. 2, the edge 30 a of the fiber reinforced resin layer 30 is bent together with the edge 10 a of one metal plate 10, and the edge 30 a is bent with the edge 10 a of one bent metal plate 10. It can also fix as a structure pinched | interposed between the edge 20a of the other metal plate 10 which is not bent.

繊維強化樹脂層30の端縁30aは、図3に示したように、対向する金属板10,20の端縁10a,20aの曲げ加工された端縁10a,20aの範囲に位置させて固定されていることが好ましい。曲げ加工された端縁10a,20a内においても、繊維強化樹脂層30の端縁30aは、接着や溶着により固着したり、あるいはいずれかの金属板10,20の表面からかしめ加工を施して固着したりすることが好ましく、これにより、繊維強化樹脂層30の端縁30aは、より確実に固定される。なお、繊維強化樹脂層30の端縁30aを曲げる場合、例えば、熱可塑性樹脂であれば、金属板10,20の端縁10a,20aの外面から加熱して曲げることができる。上記した二重巻き締め加工する場合も同様に加熱して曲げることができる。また、繊維強化樹脂層30を、端縁30aが予め曲がった状態に加工しておき、その状態で図1及び図2のように金属板10,20を積層し、一方の金属板10aを曲げ加工することもできる。   As shown in FIG. 3, the edge 30 a of the fiber reinforced resin layer 30 is positioned and fixed in the range of the bent edges 10 a and 20 a of the edges 10 a and 20 a of the opposing metal plates 10 and 20. It is preferable. Even within the bent edges 10a and 20a, the edge 30a of the fiber reinforced resin layer 30 is fixed by adhesion or welding, or by caulking from the surface of one of the metal plates 10 and 20. It is preferable that the edge 30a of the fiber reinforced resin layer 30 is fixed more reliably. In addition, when bending the edge 30a of the fiber reinforced resin layer 30, if it is a thermoplastic resin, it can be bent by heating from the outer surface of the edge 10a, 20a of the metal plates 10 and 20, for example. In the case of the above-mentioned double winding process, it can be heated and bent similarly. Further, the fiber reinforced resin layer 30 is processed in a state where the end edge 30a is bent in advance, and in this state, the metal plates 10 and 20 are laminated as shown in FIGS. 1 and 2, and one of the metal plates 10a is bent. It can also be processed.

本実施形態によれば、繊維強化樹脂層30が、金属板10,20の端縁10a,20aを固定端とした両端固定構造になるため、この固定端付近が変形しにくい伸び難い部位となる。そのため、同じ厚みの同じ素材を用いたとした場合に、従来の金属板と繊維強化樹脂層との単なる積層構造と比較し、集中荷重における荷重点での変形もより抑制され、剛性が高くなる。それにより、金属板10,20としてより厚みの薄いものを採用することも可能となり、軽量化に資する。   According to this embodiment, since the fiber reinforced resin layer 30 has a both-end fixed structure in which the end edges 10a and 20a of the metal plates 10 and 20 are fixed ends, the vicinity of the fixed ends is difficult to be deformed and hardly stretched. . Therefore, when the same material having the same thickness is used, the deformation at the load point in the concentrated load is further suppressed and the rigidity is increased as compared with the conventional simple laminated structure of the metal plate and the fiber reinforced resin layer. As a result, it is possible to adopt metal plates 10 and 20 having a smaller thickness, which contributes to weight reduction.

また、図6に示したように、金属板10,20として、繊維強化樹脂層30よりも端縁10a,20aが外方に突出しているものを使用し、繊維強化樹脂層30の外方で金属板10,20の端縁10a,20aを曲げ加工し、繊維強化樹脂層30と重なり合っていない範囲に取り付け部40を設けることが好ましい。この取り付け部40を他の部材に例えばボルト等で取り付ける際、繊維強化樹脂層30に穴をあける必要がないため、取り付け後において繊維強化樹脂層30の強度が低下するといった問題の発生がなくなる。なお、取り付け部40の形成の仕方は図6で示したものに限定されず、種々の手段を採用できることはもちろんである。   Further, as shown in FIG. 6, the metal plates 10 and 20 that have end edges 10 a and 20 a projecting outward from the fiber reinforced resin layer 30 are used. It is preferable to bend the edges 10 a and 20 a of the metal plates 10 and 20 and provide the attachment portion 40 in a range that does not overlap the fiber reinforced resin layer 30. When this attachment portion 40 is attached to another member with, for example, a bolt or the like, there is no need to make a hole in the fiber reinforced resin layer 30, so that the problem that the strength of the fiber reinforced resin layer 30 is lowered after the attachment is eliminated. Note that the method of forming the attachment portion 40 is not limited to that shown in FIG. 6, and various means can be adopted.

(試験例)
図7は、繊維強化樹脂層30を構成する厚さ1.0mmのCFRTP1枚の両側に、金属板10,20として厚さ0.6mmのSPFC440を積層し、端縁をヘミング加工した図2と同様の断面形状の金属樹脂複合体1について、面方向に沿って(図7(a))、圧縮して又は引張って測定した圧縮特性(図7(b))、引張特性(図7(c))を示した図である。試験例に係る金属樹脂複合体1の測定結果を「Total」として示している。また、試験例の金属樹脂複合体1の金属板10,20の表面をさらに急加熱、急冷処理による熱処理を行ったもの(「Total+熱処理」)についても測定した。比較のため、厚さ1.0mmのCFRTP単体、厚さ0.6mmのSPFC440単体(「Steel」で表示)についても同様に測定した。
(Test example)
7 is a view of FIG. 2 in which SPFC 440 having a thickness of 0.6 mm is laminated as metal plates 10 and 20 on both sides of one CFRTP having a thickness of 1.0 mm constituting the fiber reinforced resin layer 30 and hemming processing is performed on the edge. For the metal resin composite 1 having the same cross-sectional shape, along the surface direction (FIG. 7A), compression characteristics (FIG. 7B) measured by compression or tension, tensile characteristics (FIG. 7C) )). The measurement result of the metal resin composite 1 according to the test example is shown as “Total”. In addition, the surface of the metal plates 10 and 20 of the metal resin composite 1 of the test example was further subjected to heat treatment by rapid heating and quenching treatment (“Total + heat treatment”). For comparison, the same measurement was performed for a CFRTP simple substance having a thickness of 1.0 mm and a SPFC 440 simple substance having a thickness of 0.6 mm (indicated by “Steel”).

図7から明らかなように、CFRTP単体では、圧縮特性よりも引張特性の方が高く、バランスが悪いが、試験例の金属樹脂複合体1の場合には、圧縮特性、引張特性が共に高い値でバランスがとれていることがわかる。   As is clear from FIG. 7, CFRTP alone has higher tensile properties than compression properties and a poor balance, but in the case of the metal resin composite 1 of the test example, both compression properties and tensile properties are high. You can see that it is balanced.

本発明の金属樹脂複合体1は、従来と同様に、自動車や航空機等の輸送機器のボディや建築物等に用いることができる。また、自動車等の輸送機器においては、さらなる軽量化のために、搭載される座席構造の軽量化が望まれている。そこで、シートバック部及びシートクッション部を備えた座席構造において、シートバック部を構成するバックフレーム、シートクッション部を構成するクッションフレームのいずれか少なくとも一部の部材として用いることが好ましい。例えば、バックフレームのコーナー部やブラケットなどのように、高い強度が要求される部位や、バックパネル等に用いることができる。また、各種電子機器の筐体や機械のフレーム、あるいは、テーブル等の家具の表面素材等として用いることもできる。   The metal resin composite 1 of the present invention can be used for the body of a transport device such as an automobile or an aircraft, a building, or the like, as in the past. Further, in transportation equipment such as automobiles, it is desired to reduce the weight of a seat structure to be mounted for further weight reduction. Therefore, in a seat structure including a seat back portion and a seat cushion portion, it is preferable to use as a member of at least a part of either a back frame constituting the seat back portion or a cushion frame constituting the seat cushion portion. For example, it can be used for a portion requiring high strength, such as a corner portion of a back frame or a bracket, or a back panel. It can also be used as a housing material of various electronic devices, a frame of a machine, or a surface material of furniture such as a table.

1 金属樹脂複合体
10 金属板
10a 端縁
20 金属板
20a 端縁
30 繊維強化樹脂層
30a 端縁
31 繊維
32,33 金属箔
34 マトリックス樹脂
35 縫い糸
40 取り付け部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal resin composite 10 Metal plate 10a Edge 20 Metal plate 20a Edge 30 Fiber reinforced resin layer 30a Edge 31 Fiber 32,33 Metal foil 34 Matrix resin 35 Sewing thread 40 Attachment part

Claims (7)

金属板と繊維強化樹脂層とが積層されてなる金属樹脂複合体であって、
前記繊維強化樹脂層の両面のそれぞれに前記金属板が積層され、
前記金属板の少なくとも一方の端縁が曲げ加工されていると共に
前記繊維強化樹脂層の端縁のうち、前記曲げ加工された金属板の端縁に平面視で重なっている範囲の少なくとも一部が、前記金属板のいずれか少なくとも一方に固着されており、かつ、
前記繊維強化樹脂層が、繊維強化樹脂と金属箔との積層体から構成されていることを特徴とする金属樹脂複合体。
A metal resin composite comprising a metal plate and a fiber reinforced resin layer laminated,
The metal plate is laminated on each of both surfaces of the fiber reinforced resin layer,
With at least one edge is bent of the metal plate,
Of the edge of the fiber reinforced resin layer, at least a part of the range overlapping the edge of the bent metal plate in plan view is fixed to at least one of the metal plates , and ,
The said fiber reinforced resin layer is comprised from the laminated body of fiber reinforced resin and metal foil, The metal resin composite characterized by the above-mentioned.
金属板と繊維強化樹脂層とが積層されてなる金属樹脂複合体であって、
前記繊維強化樹脂層の両面のそれぞれに前記金属板が積層され、
前記金属板の少なくとも一方の端縁が曲げ加工されていると共に
前記繊維強化樹脂層の端縁のうち、前記曲げ加工された金属板の端縁に平面視で重なっている範囲の少なくとも一部が、前記金属板のいずれか少なくとも一方に固着されており、かつ、
前記繊維強化樹脂層が、織布、不織布若しくは編物と金属箔とが積層されて縫製により一体化されてなる、マトリックス樹脂が含浸された積層体から構成されていることを特徴とする金属樹脂複合体。
A metal resin composite comprising a metal plate and a fiber reinforced resin layer laminated,
The metal plate is laminated on each of both surfaces of the fiber reinforced resin layer,
And at least one edge of the metal plate is bent ,
Of the edge of the fiber reinforced resin layer, at least a part of the range overlapping the edge of the bent metal plate in plan view is fixed to at least one of the metal plates, and ,
The fiber-reinforced resin layer is composed of a laminated body impregnated with a matrix resin, in which a woven fabric, a nonwoven fabric, or a knitted fabric and a metal foil are laminated and integrated by sewing. body.
前記各金属板における対向する端縁の少なくとも一部同士が、一体に曲げ加工されており、前記繊維強化樹脂層の端縁のうち、前記曲げ加工された各金属板の端縁に平面視で重なっている範囲の少なくとも一部が、前記各金属板に固着されている請求項1又は2記載の金属樹脂複合体。 At least a part of the opposing edges of each metal plate is integrally bent, and among the edges of the fiber reinforced resin layer, the edges of the bent metal plates are viewed in plan view. The metal resin composite according to claim 1 or 2 , wherein at least a part of the overlapping range is fixed to each of the metal plates . 前記各金属板において、前記繊維強化樹脂層と重なっていない部位が、他の部材との取り付け部になっている請求項1〜3のいずれか1に記載の金属樹脂複合体。 The metal resin composite according to any one of claims 1 to 3, wherein in each of the metal plates, a portion not overlapping with the fiber reinforced resin layer is an attachment portion with another member . 前記繊維強化樹脂層の端縁のうちの少なくとも一部が、前記金属板の端縁と共に曲げられている請求項1〜4のいずれか1に記載の金属樹脂複合体。 The metal resin composite according to any one of claims 1 to 4 , wherein at least a part of an edge of the fiber reinforced resin layer is bent together with an edge of the metal plate . 前記縫製に用いる縫い糸が、アラミド繊維、PTT、PETのいずれか少なくとも一つを含む高強度糸を用いたものである請求項2記載の金属樹脂複合体。 The metal resin composite according to claim 2, wherein the sewing thread used for the sewing is a high-strength thread containing at least one of aramid fiber, PTT, and PET . 前記繊維強化樹脂層を構成する金属箔が厚さ0.01〜0.1mmのステンレス箔である請求項1〜6のいずれか1に記載の金属樹脂複合体。 The metal resin composite according to any one of claims 1 to 6 , wherein the metal foil constituting the fiber reinforced resin layer is a stainless steel foil having a thickness of 0.01 to 0.1 mm .
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