(57)【要約】      （修正有）【課題】補強部材が、引張力が作用すると予想される領域に配置されるように、接合部材と被接合部材を接合する方法の提供。【解決手段】第１の部材２８と第２の部材２６を厚さ方向に重ねるとともに、第１の部材２８と第２の部材２６の間に補強部材３０を配置する工程１と、工程１の後に、第１の部材２８を第２の部材２６に接合させて複合材料６０を得る工程２を含み、第１の部材２８の厚さは第２の部材２６の厚さよりも小さく、複合材料の中立軸６４が第２の部材２６の中に含まれるように、第１の部材と第２の部材と補強部材の特性が決められている、第１の部材２８と第２の部材２６を接合する方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の厚さを有する第１の部材と第２の厚さを有する第２の部材を接合する方法であって、
前記第１の部材と前記第２の部材をそれらの厚さ方向に重ねるとともに、前記第１の部材と前記第２の部材の間に補強部材を配置する工程１と、
前記工程１の後に、前記第１の部材を前記第２の部材に接合させて複合材料を得る工程２を含み、
前記第１の厚さは前記第２の厚さよりも小さく、
前記複合材料の中立軸が前記第２の部材の中に含まれるように、前記第１の部材と前記第２の部材と前記補強部材の特性が決められている、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記複合材料の厚さが０．０１ｍｍ〜１ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記補強部材が、カーボンファイバ、グラスファイバ、又はケブラーを含む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の部材と前記第２の部材の特性が厚さとヤング率であり、
前記補強部材の特性が断面積とヤング率である、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記第１の部材を前記第２の部材に接合する力が、電磁誘導、爆発、レーザアブレーション、又は接着剤によって得られる、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
第１の厚さを有する第１の部材と、
第２の厚さを有し、前記第１の部材に重ねられた第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材の間に配置された補強部材とを備えており、
前記第１の部材と前記第２の部材が接合された複合材料であって、
前記第１の厚さは前記第２の厚さよりも小さく、
前記複合材料の中立軸が前記第２の部材の中に含まれるように、前記第１の部材と前記第２の部材と前記補強部材の特性が決められている、ことを特徴とする複合材料。
【請求項７】
前記複合材料の厚さが０．０１ｍｍ〜１ｍｍである、ことを特徴とする請求項６に記載の複合材料。
【請求項８】
前記補強部材が、カーボンファイバ、グラスファイバ、又はケブラーを含む、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の複合材料。
【請求項９】
前記第１の部材と前記第２の部材の特性が厚さとヤング率であり、
前記補強部材の特性が断面積とヤング率である、ことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合方法及びその方法で接合された複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンファイバとメタルファイバを含む補強部材を挟んだ状態で２つの金属部材を圧着して複合材料を得る加工法が特許文献１に提案されている。この加工法から得られた複合材料は高い機械的強度を有している。そのため、例えば車両の構造部品は、この複合材料からプレス成形されることで高い機械的強度を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６１２４７４９号
【０００４】
一方、複合材料を他の部材に接合することで、該部材を補強したいという要請がある。特に、複合材料の補強部材がカーボンファイバ又はグラスファイバである場合、部材の引張強度は大きく向上し得る。したがって、高い引張強度を有する補強部材は、大きな引張応力が作用すると見込まれる特定の領域に配置されることが効果的である。
【０００５】
また、平坦な面を有さない、例えば曲面だけを有する部材に複合材料を接合することで、該部材を補強したいという要請がある。重量最適化のために、複合材料はできる限り軽量であることが好ましい。そのため、複合材料が、容易に変形可能で、また軽量であるように、複合材料が有する厚さは出来るだけ小さいことが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、補強部材が、引張力が作用すると予想される領域に配置されるように、接合部材と被接合部材を接合する方法、及びその方法で形成された複合材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、請求項１に係る、第１の厚さを有する第１の部材と第２の厚さを有する第２の部材を接合する方法は、
前記第１の部材と前記第２の部材をそれらの厚さ方向に重ねるとともに、前記第１の部材と前記第２の部材の間に補強部材を配置する工程１と、
前記工程１の後に、前記第１の部材を前記第２の部材に接合させて複合材料を得る工程２を含み、
前記第１の厚さが前記第２の厚さよりも小さく、
前記複合材料の中立軸が前記第２の部材の中に含まれるように、前記第１の部材と前記第２の部材と前記補強部材の特性が決められている、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る実施形態の方法は、
前記複合材料の厚さが０．０１ｍｍ〜１ｍｍである、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る実施形態の方法は、
前記補強部材が、カーボンファイバ、グラスファイバ、又はケブラーを含む、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る実施形態の方法は、
前記第１の部材と前記第２の部材の特性が厚さとヤング率であり、
前記補強部材の特性が断面積とヤング率である、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る実施形態の方法は、
前記第１の部材を前記第２の部材に接合する力が、電磁誘導、爆発、レーザアブレーション、又は接着剤によって得られる、ことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に係る、複合材料は、
第１の厚さを有する第１の部材と、
第２の厚さを有し、前記第１の部材に重ねられた第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材の間に配置された補強部材とを備えており、
前記第１の部材と前記第２の部材が接合された複合材料であって、
前記第１の厚さが前記第２の厚さよりも小さく、
前記複合材料の中立軸が前記第２の部材の中に含まれるように、前記第１の部材と前記第２の部材と前記補強部材の特性が決められている、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る実施形態の複合材料は、
前記複合材料の厚さが０．０１ｍｍ〜１ｍｍである、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る実施形態の複合材料は、
前記補強部材が、カーボンファイバ、グラスファイバ、又はケブラーを含む、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項９に係る実施形態の複合材料は、
前記第１の部材と前記第２の部材の特性が厚さとヤング率であり、
前記補強部材の特性が断面積とヤング率である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本願の請求項１に記載の発明によれば、補強部材を挟んだ状態で第１の部材と第２の部材を接合する方法を提供できる。この方法で形成された複合材料は、中立軸よりも第２の部材側において、高い引張強度を有する。
【００１７】
本願の請求項２に記載の発明によれば、他の部材の形状に合うように、容易に変形して、接合される複合材料を得る方法を提供できる。
【００１８】
本願の請求項３に記載の発明によれば、高い引張強度と大きな弾性率を有する補強部材を備える複合材料を得る方法を提供できる。
【００１９】
本願の請求項４に記載の発明によれば、複合材料の中立軸が第２の部材の中に含まれるように、第１の部材と第２の部材の厚さとヤング率、及び補強部材の断面積とヤング率が決められる方法を提供できる。
【００２０】
本願の請求項５に記載の発明によれば、電磁誘導、爆発、レーザアブレーション、又は接着剤によって得られる力により、補強部材を挟んだ状態で第１の部材と第２の部材を接合する方法を提供できる。
【００２１】
本願の請求項６に記載の発明によれば、補強部材を挟んだ状態で第１の部材と第２の部材を接合することで得られる複合材料を提供できる。この複合材料は、中立軸よりも第２の部材側において、高い引張強度を有する。
【００２２】
本願の請求項７に記載の発明によれば、他の部材の形状に合うように、容易に変形して、接合される複合材料を提供できる。
【００２３】
本願の請求項８に記載の発明によれば、高い引張強度と大きな弾性率を有する補強部材を備える複合材料を提供できる。
【００２４】
本願の請求項９に記載の発明によれば、複合材料の中立軸が第２の部材の中に含まれるように、第１の部材と第２の部材の厚さとヤング率、及び補強部材の断面積とヤング率が決められて、補強部材を挟んだ状態で第１の部材と第２の部材を接合することで得られる複合材料を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電磁成形法を用いて複合材料を得る電磁成形装置の実施形態を示す概略図である。
【図２】接合部材に電磁力が与えられていない状態において、接合部材、被接合部材及び補強部材の位置関係を模式的に示す図である。
【図３】接合部材に電磁力が与えられた状態において、接合部材、被接合部材及び補強部材の位置関係を模式的に示す図である。
【図４】複合材料を図３のＩＶ方向から見た模式図である。
【図５】被接合部材の両面にそれぞれ接合部材を配置し、これら被接合部材と接合部材の間に補強部材を接合した複合材料の構成を模式的に示す図である。
【図６】衝突接合された複合材料と被成形部材の構成を模式的に示す図である。
【図７】爆発圧接による複合材料を得る方法を説明する図で、爆発力が接合部材に与えられていない状態の接合部材、被接合部材及び補強部材を模式的に示す。
【図８】爆発圧接による複合材料を得る方法を説明する図で、爆発力が接合部材に与えられた状態の接合部材、被接合部材及び補強部材を模式的に示す。
【図９】レーザアブレーションによる複合材料を得る方法を説明する図で、レーザが接合部材に照射されていない状態の接合部材、被接合部材及び補強部材を模式的に示す。
【図１０】レーザアブレーションによる複合材料を得る方法を説明する図で、レーザが接合部材に照射されている状態の接合部材、被接合部材及び補強部材を模式的に示す。
【図１１】熱硬化性接着剤を用いて複合材料を得る方法を説明する図で、熱硬化性接着剤に熱が与えられている状態の接合部材、被接合部材及び補強部材を模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る接合方法の実施形態を、その接合方法から得られる複合材料と、その複合材料を被成形部材に接合することで得られる成形部材と共に説明する。
【００２７】
［１．部材同士の衝突による接合］
［１．１：電磁成形］
図１は、本発明の実施形態に係る電磁成形装置１００の概略構成を示す。電磁成形装置１００は、導電性接合部材（第１の部材）を被接合部材に接合する成形装置である。
【００２８】
図１に示すように、電磁成形装置１００は、概略、下部構造１０と、該下部構造１０の上に配置された上部構造１２を有する。
【００２９】
下部構造１０は、図１の手前側から奥側に向かって伸びる直方体形状の導体１４を備える。導体１４は、パルス発生回路１６に電気的に接続されている。パルス発生回路１６は、一般的な充放電回路からなり、直流電源１８、コンデンサ２０、及びスイッチ２２を含み、スイッチ２２を開閉することによって、コンデンサ２０に蓄えた電荷を導体１４に瞬間的に流すことができるように構成されている。
【００３０】
上部構造１２は、図１の手前側から奥側に向かって伸びる直方体形状の剛性の高い固定部２４を備える。上部構造１２は、固定部２４の下方に配置される板状の被接合部材（第２の部材）２６（後述する）が落下しないように、被接合部材２６の端部を支持する治具（例えばスペーサ）を有する（図示せず）。
【００３１】
［１．１．１：成形方法］
図１，２を参照して、上述の構成を有する電磁成形装置１００を用いた成形方法の一例を説明する。実際の成形にあたって、図の手前側から奥側に向かって伸びる板状の導電性接合部材（第１の部材）２８は、導体１４の上方に該導体１４との間に隙間をあけて設置される。実施形態において、補強部材３０は、綱又は紐のような複数のストランドからなり、図の手前側から奥側に向かって配置され、接合部材２８の上面の略中央部に載せられる。被接合部材２６は、図の手前側から奥側に向かって伸びる板状の部材で、固定部２４の下に配置される。実施形態では、被接合部材２６の厚さ（第２の厚さ）は接合部材２８の厚さ（第１の厚さ）よりも大きい。被接合部材２６の幅は接合部材２８の幅と同一又はほぼ同一である。例えば、被接合部材２６は、その全面が補強部材３０を挟んで接合部材２８のほぼ全面に対向して配置される。説明のために、被接合部材２６と補強部材３０は、それらの間に十分な隙間をあけて示されている。実際の成形では、被接合部材２６と補強部材３０との距離は両者の接合に最も適した値に設定される。
【００３２】
上述の状態で、導体１４に接続されるパルス発生回路１６は、約１０ｋＡ〜約２００ｋＡ、パルス幅約１００μｓｅｃ以下のシングルパルスからなる、一点鎖線で示されるパルス電流４０を導体１４に印加する。
【００３３】
これにより、図１に示すように、一点鎖線で示される瞬間的な磁場４２が導体１４の周りに発生する。同時に、電磁誘導により、パルス電流４０と逆方向（図１における奥側から手前側に向かう方向）に、二点鎖線で示される誘導電流４４が、接合部材２８の内部に流れる。その結果、二点鎖線で示される上方に向かう電磁力４６が、磁場４２と誘導電流４４に直交する方向に発生する。その結果、接合部材２８が、上方の被接合部材２６に向けて飛翔するように瞬間的に付勢されて、該被接合部材２６に大きな力で衝突し、接合部材２８と被接合部材２６が補強部材３０を挟んだ状態で接合される（図３参照）。接合部材２８が被接合部材２６に衝突するときの衝撃は、固定部２４に吸収される。
【００３４】
［１．１．２：複合材料］
上述した実施形態において、例えば、接合部材２８は、約０．１ｍｍの厚さ（第１の厚さ）を有するアルミニウムのプレートで構成される。補強部材３０は、多数のカーボンファイバ（単繊維）を束ねた長繊維束の多数のフィラメントからなる約０．０６ｍｍの径を有するトウを複数並列配置して構成される。被接合部材２６は、約０．２５ｍｍの厚さ（第２の厚さ）を有する鉄のプレートで構成される。
【００３５】
上述した実施形態において、パルス発生回路１６がパルス電流４０を導体１４に印加することで、約０．１ｍｍの厚さを有する接合部材２８と約０．２５ｍｍの厚さを有する被接合部材２６が補強部材３０を挟んだ状態で接合され、約０．３５ｍｍの厚さを有する複合材料６０が得られる。この場合、アルミニウムのプレートからなる接合部材２８と鉄のプレートからなる被接合部材２６の接合界面には、特徴的な波状模様６２が表れる（図３参照）。
【００３６】
図３に示す複合材料６０を下に凸又は上に凸に曲げたとき、複合材料６０の中で引張応力が生じる領域（引張領域）と圧縮応力が生じる領域（圧縮領域）の境界となる中立軸６４の位置は、アルミニウムからなる接合部材２８と鉄からなる被接合部材２６とカーボンファイバからなる補強部材３０のそれぞれの特性、例えば厚さとヤング率から求まる。実施形態では、補強部材３０はカーボンファイバの束で構成されている。そのため、補強部材３０の厚さは、直接求められないため、近似的に求める必要がある。例えば、カーボンファイバの総断面積を複合材料６０の幅（図３における左右方向の幅）で除した値が、補強部材３０の厚さと仮定される。
【００３７】
実施形態ではまた、例えば複合材料６０を下に凸に曲げたとき、補強部材３０が、中立軸６４の下側、すなわち、引張側に位置するように、接合部材２８と被接合部材２６の厚さとヤング率、及び補強部材３０の断面積とヤング率が決められている。これにより、例えば、図３に示す複合材料６０を下に凸に変形させるような曲げモーメントが複合材料６０に作用したとき、補強部材３０は引張力に抵抗してその曲げ変形を抑える。また、図３に示す複合材料６０の上面が、被補強部材において引張力が作用する面に接合されると、補強部材３０が引張力に抵抗して被補強部材の曲げ変形を抑える。被補強部材に複合材料６０を接合し易くするために、複合材料６０の厚さは、例えば約０．０１ｍｍ〜約１ｍｍ、好ましくは約０．１ｍｍ〜約１ｍｍにすることが好ましい。この条件を考慮して、接合部材２８と被接合部材２６の厚さ、及び補強部材３０の断面積が決められることが好ましい。
【００３８】
上述した実施形態において、図１、２及び３における奥側から手前側に向かう方向の補強部材３０の長さは接合部材２８及び被接合部材２６の長さよりも短いことが好ましい。この場合、接合部材２８と被接合部材２６との間に補強部材３０の全体を収めた複合材料６０が得られる（図４参照）。この構成によれば、補強部材３０が外部に露出しないため、補強部材３０の端部が他の金属と接触して電気化学的腐食（電食）を生じることがない。
【００３９】
上述した実施形態において、補強部材３０を挟んだ状態で接合部材２８を被接合部材２６に衝突させることで、複合材料６０が形成されているが、例えば図５に示すように、複合材料７０は、３つの層、例えば２つの導電性の板状接合部材７２Ａ，７２Ｂと、これら接合部材７２Ａ，７２Ｂの間に配置された板状被接合部材７４で構成されてもよい。この場合、例えば、接合部材７２Ａは該接合部材７２Ａと被接合部材７４との間に補強部材７６Ａを挟んだ状態で被接合部材７４に上方から衝突接合され、接合部材７２Ｂは該接合部材７２Ｂと被接合部材７４との間に補強部材７６Ｂを挟んだ状態で被接合部材７４に下方から衝突接合される。
【００４０】
この実施形態では、補強部材７６Ａと７６Ｂの少なくとも一方、好ましくは両方が、例えば複合材料７０を下に凸に曲げたときの中立軸７８より下側の引張領域に含まれるように、接合部材７２Ａ，７２Ｂと被接合部材７４の厚さとヤング率、及び補強部材７６Ａ，７６Ｂの断面積とヤング率が決められる。
【００４１】
接合部材２８，７２Ａ，７２Ｂを構成する材料、及び被接合部材２６，７４を構成する材料は、上述した特定の金属に限るものでなく、樹脂であってもよい。また、補強部材３０，７６Ａ，７６Ｂは、カーボンファイバ以外の繊維材料、例えばグラスファイバ、ケブラーであってもよい。さらに、複合材料６０，７０が被成形部材（例えば、図６の被成形部材９０）に接合される場合、被成形部材及びこれに接触する部材との間の電食を防止又は抑えるために、被成形部材に接触する導電性部材または被接合部材の材質は被成形部材と同一であることが好ましい。
【００４２】
［１．１．３：被成形部材への接合］
上述の方法で形成された複合材料６０，７０は、他の部材に接合されることで該部材の機械的強度（耐力（破壊強度）と剛性（変形強度、ヤング率）の両方を含む。）の内、引張強度を向上させる。
【００４３】
例えば、図６は、複合材料６０を被成形部材９０に接合する状況を示す。引張応力が、被成形部材９０の上面９２に作用するものと仮定する。この場合、図示するように、複合材料６０が被成形部材９０の上面９２に接合されることで、被成形部材９０は補強される。上面９２に作用する引張応力は複合材料６０にも作用するため、複合材料６０の内部に含まれる補強部材３０が引張応力に抵抗する。結果として、被成形部材９０の引張強度が向上するため、被成形部材９０の曲げ変形を抑えることができる。
【００４４】
図６において、複合材料６０を被成形部材９０に接合する方法は上述の電磁成形であるが、爆発圧接（後述する）又はレーザアブレーションを発生させることによる接合（後述する）若しくは溶接であってもよい。
【００４５】
［１．２：爆発圧接］
図７は、他の実施形態に係る爆発圧接装置２００の概略構成を示す。爆発圧接装置２００は、火薬の爆発力を利用して飛翔部材（第１の部材）を被接合部材に接合する成形装置である。
【００４６】
図７に示すように、爆発圧接装置２００は、概略、下部構造２１０と、該下部構造２１０の上に配置された上部構造２１２を有する。
【００４７】
下部構造２１０は、図７の手前側から奥側に向かって伸びる直方体形状の剛性の高い固定部２１４を備える。この固定部２１４は、該固定部２１４の上面に配置される板状被接合部材２１６（後述する）の端部を固定する治具（例えばバイス）を有する（図示せず）。
【００４８】
上部構造２１２は、図７の手前側から奥側に向かって配置されている爆薬２１８を備える。この爆薬２１８は、該爆薬２１８の上面の左側に配置されている電気雷管２２０を有する。この電気雷管２２０は、起爆制御部２２２に接続され、起爆制御部２２２から伝わる電気信号を受信することで爆薬２１８を爆発させる構造を有する。上部構造２１２は、爆薬２１８の下面に配置される板状飛翔部材（第１の部材）２２４（後述する）の端部を支持する治具（例えばスペーサ）を有する（図示せず）。飛翔部材２２４は、爆薬２１８が爆発した後、被接合部材２１６に向かって飛翔するように支持されている。
【００４９】
図７における飛翔部材２２４、補強部材２２６、及び被接合部材２１６は、図１，２，３に示す実施形態における、接合部材２８、補強部材３０、及び被接合部材２６と同様の構成を有し、爆薬２１８から固定部２１４に向かって配置されている。この状態から、起爆制御部２２２が電気信号を送信すると、電気雷管２２０は発火する。その結果、爆薬２１８は爆発して、発生した爆発力２２８が飛翔部材２２４を被接合部材２１６に向かって付勢する（図８参照）。飛翔部材２２４は被接合部材２１６に大きな力で衝突して、飛翔部材２２４と被接合部材２１６が補強部材２２６を挟んだ状態で接合され、複合材料２６０が得られる。飛翔部材２２４が被接合部材２１６に衝突するときの衝撃は、固定部２１４に吸収される。
【００５０】
図８に示すように、複合材料２６０は中立軸２６２を有する。中立軸２６２の位置は、図３を参照して説明した方法で求めることができる。本実施形態でも、図３に示す実施形態と同様に、補強部材２２６が中立軸２６２を境界とする引張側に位置するように、飛翔部材２２４と被接合部材２１６の厚さとヤング率、及び補強部材２２６の断面積とヤング率が決められている。これにより、補強部材２２６が引張力に抵抗することで、引張強度の高い複合材料２６０が得られる。
【００５１】
［１．３：レーザアブレーションを発生させることによる接合］
図９は、他の実施形態に係るレーザ照射装置３００の概略構成を示す。レーザ照射装置３００は、レーザアブレーションを利用して飛翔部材（第１の部材）を被接合部材に接合する成形装置である。
【００５２】
図９に示すように、レーザ照射装置３００は、概略、下部構造３１０と、該下部構造３１０の上に配置された上部構造３１２を有する。
【００５３】
下部構造３１０は、図９の手前側から奥側に向かって伸びる直方体形状の剛性の高い固定部３１４を備える。この固定部３１４は、該固定部３１４の上面に配置される板状被接合部材３１６（後述する）の端部を固定する治具（例えばバイス）を有する（図示せず）。
【００５４】
上部構造３１２はレーザ照射機３１８を有する。レーザ照射機３１８は、レーザ発振器３２０と、ミラー３２２と、レンズ３２４を有する。レーザ発振器３２０から出力されるレーザは、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ、その他のレーザのいずれであってもよい。レーザ照射機３１８は、レーザ発振器３２０から発振されるレーザをミラー３２２を介してレンズ３２４から照射するように構成されている。上部構造３１２は、レーザ照射機３１８の下方に配置される板状飛翔部材（第１の部材）３２６（後述する）の端部を支持する治具（例えばスペーサ）を有する（図示せず）。飛翔部材３２６は、レーザがレーザ照射機３１８から飛翔部材３２６の上面に照射されてレーザアブレーションが飛翔部材３２６の上面に発生すると、その衝撃によって飛翔部材３２６が被接合部材３１６に向かって飛翔するように支持されている。
【００５５】
図９における飛翔部材３２６、補強部材３２８、及び被接合部材３１６は、図１，２，３に示す実施形態における、接合部材２８、補強部材３０、及び被接合部材２６と同様の構成を有して、レーザ照射機３１８から固定部３１４に向かって配置されている。この状態から、レーザ照射機３１８が飛翔部材３２６にレーザを照射すると、一点鎖線で示すように、飛翔部材３２６の上面構成物質が爆発的に放出される現象（レーザアブレーション）が、レーザを照射された位置３３０周辺で発生する（図１０参照）。その結果、飛翔部材３２６は被接合部材３１６に向かって飛翔するように付勢される。飛翔部材３２６は被接合部材３１６に大きな力で衝突することで、飛翔部材３２６と被接合部材３１６が補強部材３２８を挟んだ状態で接合して、複合材料３６０が得られる。飛翔部材３２６が被接合部材３１６に衝突するときの衝撃は、固定部３１４に吸収される。
【００５６】
図１０に示すように、複合材料３６０は中立軸３６２を有する。中立軸３６２の位置は、図３を参照して説明した方法で求めることができる。本実施形態でも、図３に示す実施形態と同様に、補強部材３２８が中立軸３６２を境界とする引張側に位置するように、飛翔部材３２６と被接合部材３１６の厚さとヤング率、及び補強部材３２８の断面積とヤング率が決められている。これにより、補強部材３２８が引張力に抵抗することで、引張強度の高い複合材料３６０が得られる。
【００５７】
［２．接着剤による接合］
図１１は、本発明の実施形態に係る接着剤加熱装置４００の概略構成を示す。接着剤加熱装置４００は、熱硬化性接着剤を用いて接合部材を被接合部材に接合する成形装置である。
【００５８】
図１１に示すように、接着剤加熱装置４００は、概略、下部構造４１０と、該下部構造４１０の上に配置された上部構造４１２を有する。
【００５９】
下部構造４１０は、図１１の手前側から奥側に向かって伸びる直方体形状の剛性の高い固定部４１４を備える。この固定部４１４は、該固定部４１４の上面に配置される板状被接合部材４１６（後述する）の端部を固定する治具（例えばバイス）を有する（図示せず）。
【００６０】
上部構造４１２は、図１１の手前側から奥側に向かって伸びる直方体形状の伝熱部４１８を備える。伝熱部４１８は電源４２０に電気的に接続され、熱硬化性接着剤４２２（後述する）が硬化できる高温を発するように構成されている。上部構造４１２は、伝熱部４１８の下方に配置される板状接合部材４２４（後述する）を上方から付勢するように構成されている。
【００６１】
図１１における接合部材４２４、補強部材４２６、及び被接合部材４１６は、図１，２，３に示す実施形態における、接合部材２８、補強部材３０、及び被接合部材２６と同様の構成を有して、伝熱部４１８から固定部４１４に向かって配置されている。また、熱硬化性接着剤４２２が、補強部材４２６と共に、接合部材４２４と被接合部材４１６との間に配置されている。この状態から、伝熱部４１８が接合部材４２４に熱を与えると、その熱は熱硬化性接着剤４２２に伝わる。その結果、熱硬化性接着剤４２２が硬化することで、接合部材４２４と被接合部材４１６は補強部材４２６と熱硬化性接着剤４２２を挟んだ状態で接合して、複合材料４６０が得られる。
【００６２】
図１１に示すように、複合材料４６０は中立軸４６２を有する。中立軸４６２の位置は、図３を参照して説明した方法で求めることができる。本実施形態でも、図３に示す実施形態と同様に、補強部材４２６が中立軸４６２を境界とする引張側に位置するように、接合部材４２４と被接合部材４１６の厚さとヤング率、及び補強部材４２６の断面積とヤング率が決められている。これにより、補強部材４２６が引張力に抵抗することで、引張強度の高い複合材料４６０が得られる。
【００６３】
上述の方法で形成される複合材料４６０を被成形部材に接合する方法は、複合材料４６０を形成する方法と同様に、接着剤による接合が好ましい。
【符号の説明】
【００６４】
２６，７４，２１６，３１６，４１６：第２の部材（被接合部材）
２８，７２Ａ，７２Ｂ，２２４，３２６，４２４：第１の部材（接合部材、飛翔部材）
３０，７６Ａ，７６Ｂ，２２６，３２８，４２６：補強部材
６０，７０，２６０，３６０，４６０：複合材料
６４，７８，２６２，３６２，４６２：中立軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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