(57)【要約】【課題】接着物の材料として、電磁波反射率の高い材料を用いた場合であっても、電磁波を用いた接着剤の急速加熱を行うこと。【解決手段】被着物２０と接着物３０を接着剤４０で接合する接合体の接合方法であって、被着物２０に接着剤４０を塗布する接着剤塗布ステップと、接着剤塗布ステップの後に、接着剤４０上に接着物３０を設置する接着物設置ステップと、接着物設置ステップの後に、接着物３０の表面に電磁波を照射して、接着剤４０を電磁波により加熱硬化させる第１硬化ステップと、を有し、接着物３０の接着剤４０と対面する位置には、穴が開口しており、第１硬化ステップは、穴を介して接着剤４０に電磁波を照射する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着物と接着物を接着剤で接合する接合体の接合方法であって、
前記被着物に前記接着剤を塗布する接着剤塗布ステップと、
前記接着剤塗布ステップの後に、前記接着剤上に前記接着物を設置する接着物設置ステップと、
前記接着物設置ステップの後に、前記接着物の表面に電磁波を照射して、前記接着剤を電磁波により加熱硬化させる第１硬化ステップと、を有し、
前記接着物の前記接着剤と対面する位置には、穴が開口しており、
前記第１硬化ステップは、前記穴を介して前記接着剤に前記電磁波を照射する
ことを特徴とする接合体の接合方法。
【請求項２】
前記第１硬化ステップの後に行われ、前記接合体に前記電磁波を照射することなく放置することで、前記接着剤の硬化を促進させる第２硬化ステップを有することを特徴とする請求項１に記載の接合体の接合方法。
【請求項３】
前記電磁波は、赤外線であることを特徴とする請求項１または２に記載の接合体の接合方法。
【請求項４】
前記電磁波は、近赤外線であることを特徴とする請求項３に記載の接合体の接合方法。
【請求項５】
前記穴は、前記接着物の中央部分に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の接合体の接合方法。
【請求項６】
前記穴は、前記接着物に複数設けられ、前記穴は互いに等間隔を持って配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の接合体の接合方法。
【請求項７】
複数設けられた前記穴は、互いに正三角形のパターンを形成することを特徴とする請求項６に記載の接合体の接合方法。
【請求項８】
前記接着剤は、エポキシ系常温硬化型ペースト接着剤であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の接合体の接合方法。
【請求項９】
前記接合体を含む固定部材の接合方法であって、請求項１〜８のいずれか１項に記載の接合体の接合方法を用いた、固定部材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被着物と接着物を接着剤によって接合する接合体の接合方法及び固定部材の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の重量軽減あるいはリードタイム削減の方法の一つとして、複数の部品を固定する方法を変更することがある。具体的には、ボルト等の締結機構を用いて固定するファスニング結合している部分を、接着剤を用いた接着接合に変更することが考えられる。接着剤を用いた接着で固定する場合の課題として接着剤の硬化時間の短縮化がある。解決策として、輻射（赤外線等の電磁波）による接着剤の急速加熱工法がある。
【０００３】
電磁波、例えばレーザ光を照射して加熱する急速加熱工法としては、電磁波を透過する部材に対して、電磁波を照射し、エポキシ系接着剤成分を加熱硬化させる方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８０３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法により、電磁波により接着剤を急速加熱して硬化を促進する工法の目途は得られた。しかしながら、図７に示すように、接着物が電磁波反射率の高い材料（例えば金属）である場合、電磁波を接着物に照射したところで、電磁波が接着物によって反射され、接着剤に赤外線が届かない。そのため、接着剤を効率的に加熱することが困難である。加えて、電磁波の透過率が低かったり、電磁波の吸収率が高かったりする材料も、電磁波を接着剤まで届かせることが困難となり、効率的な加熱は困難になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接着物の材料として、電磁波反射率の高い材料を用いた場合であっても、電磁波を用いた接着剤の急速加熱を行い得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被着物と接着物を接着剤で接合する接合体の接合方法であって、前記被着物に前記接着剤を塗布する接着剤塗布ステップと、前記接着剤塗布ステップの後に、前記接着剤上に前記接着物を設置する接着物設置ステップと、前記接着物設置ステップの後に、前記接着物の表面に電磁波を照射して、前記接着剤を電磁波により加熱硬化させる第１硬化ステップと、を有し、前記接着物の前記接着剤と対面する位置には、穴が開口しており、前記第１硬化ステップは、前記穴を介して前記接着剤に前記電磁波を照射することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、接着物の材料として、電磁波反射率の高い材料（もしくは電磁波の透過率が低かったり、電磁波の吸収率が高かったりする材料）を用いた場合であっても、接着剤を電磁波により適切に加熱硬化し、被着物と接着物を接合する接合方法を提供することができるという効果を奏する。
【０００９】
前記接合方法において、前記第１硬化ステップの後に行われ、前記接合体に前記電磁波を照射することなく放置することで、前記接着剤の硬化を促進させる第２硬化ステップを有することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、第１硬化ステップにおいて、接合体をハンドリング可能な状態まで接着剤を仮硬化させ、接合体をハンドリングして必要な場所に設置した後、第２硬化ステップにおいて、最終的に求められる強度まで接着剤を本硬化させることが可能となる。
【００１１】
前記接合方法において、前記電磁波は、赤外線であることが好ましく、また、前記電磁波は、近赤外線であることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、赤外線、特に近赤外線によって、エポキシ系常温硬化型ペースト接着剤等の接着剤を迅速に加熱硬化することが可能となる。
【００１３】
前記接合方法において、前記穴は、前記接着物の中央部分に設けられることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、接着物の縁周辺に穴を設けないことにより、接着物の縁周辺の強度低下防止を図ることが可能となる。
【００１５】
前記接合方法において、前記穴は、複数設けられ、前記穴は互いに等間隔を持って配置されることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、電磁波により加熱された接着剤が伝熱して形成される伝熱領域の大きさを鑑みて、接着物に形成する穴の個数を設定できるため、穴の個数を少なく抑えることが可能となる。穴の個数を少なく抑えることで、接着物の強度を所定以上に保つことが可能となる。
【００１７】
前記接合方法において、複数設けられた前記穴は、互いに正三角形のパターンを形成することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、接着剤全体を最小限の個数の穴によって、加熱することが可能となる。また、穴の個数を最小限にすることで、接着物の強度低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００１９】
前記接合方法において、前記接着剤は、エポキシ系常温硬化型ペースト接着剤であることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、エポキシ系常温硬化型ペースト接着剤を用いることにより、接着物と被着物からなる接合体が高温にさらされた場合にも、接着を維持することが可能となる。
【００２１】
本発明の固定部材の接合方法は、接合体の接合方法を、接合体を含む固定部材の接合方法に用いることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、接合体を含む固定部材を、被着物に接合することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、接着物の材料として、電磁波反射率の高い材料を用いた場合であっても、接着剤を電磁波により加熱硬化し、被着物と接着物を接合する接合方法を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１−１】図１−１は、本発明の実施形態に係る接合方法によって作製される接合体と固定部を含む固定部材を示す概略図である。
【図１−２】図１−２は、固定部材及び配線固定部材を用いて配線を固定した状態を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る接合方法によって作製される接合体の全体を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る接合方法を示す断面図である。
【図４−１】図４−１は、本発明の実施形態に係る接合方法例を示すフローチャートである。
【図４−２】図４−２は、本発明の実施形態に係る接合方法の別の例を示したフローチャートである。
【図４−３】図４−３は、本発明の実施形態に係る接合方法の別の例を示したフローチャートである。
【図５】図５は、本発明にかかる接合方法を実施する際の、接着物に形成する穴の配置パターンの一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる接合方法を実施する際の、接着物に形成する穴の配置パターンの一例を示す図である。
【図７】図７は、従来例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２６】
図１−１は、本発明の実施形態に係る接合方法によって作製される接合体を含む固定部材全体を示す概略図である。図１−２は、本発明の実施形態に係る接合方法によって接合される固定部材が配線を固定した状態を示す概略図である。支持ユニット１００は、固定部材１と、被着部５と、配線固定部材６とを有する。固定部材１は、固定部２と接合体４とを有する。固定部２は、接合体４に固定されている。固定部２は、棒状の部材であり、配線固定部材６と連結する。配線固定部材６は、配線８を支持する。接合体４は、被着部５に接着固定される。
【００２７】
固定部材１は、図１−２に示されるように、配線８を固定した状態で、配線８に外力が加わった場合、配線固定部材６を介して外力が加わることとなる。その際、固定部材１は、被着部５に固定される接合体４に応力が発生する。また、接合体４に発生する応力は、接合体４において、ムラがあり、通常、接合体４が被着部５に接する面において、中央部に比べて周辺部により大きな応力が発生する。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態に係る接合方法で製造される接合体の全体を示す斜視図である。図３は、図２の断面概略構成図である。図２に示す接合体１０は、支持ユニット１００の接合体４と被着部５とを模式的に示している。接合体１０は、被着物２０（図１−２の被着部５に対応）と、接着物３０（図１−２の接合体４に相当）と、接着剤４０と、を有する。
【００２９】
接着物３０の材料は限定されないが、電磁波反射率の高い材料が用いられ、金属が例示される。接着物３０には、穴５０が形成される。例えば、接着物３０の厚みが２〜３ｍｍ程度である場合、接着剤４０の接着性及び接着物３０の強度とのバランスを考慮し、穴５０の幅は２〜３ｍｍとすることが好ましい。穴５０は、接着物３０の接着剤４０と対面する位置に開口した、電磁波が通過する穴である。つまり、穴５０は、接着剤が塗布される領域に対面する位置に形成される。
【００３０】
被着物２０には、電磁波反射率の高い材料が用いられ、金属が例示される。具体的には、アルミニウム合金が例示される。
【００３１】
接着剤４０は、赤外線吸収性の良い材料が用いられ、エポキシ系常温硬化型ペースト接着剤が例示される。また、エポキシ樹脂に限定されず、その他の熱硬化性樹脂でもよい。また、接着剤４０には、粒子４２が混合されていることが好ましい。粒子４２は、例えば、近赤外線が照射されると遠赤外線を放出する材料が例示される。近赤外線が照射されると遠赤外線を放出する粒子４２が混合された接着剤４０を用いることで、近赤外線が照射された場合に、遠赤外線が粒子４２から放出され、接着剤４０の加熱硬化を促進できる。
【００３２】
図４−１は、本発明の実施形態に係る接合方法の概略を示したフローチャートである。ここで、接着物３０としては、例えば金属などの電磁波反射率が高い材料を用いる。
【００３３】
接合方法は、穴あけステップ（ステップＳ１２）として、接着物３０の表面を加工し、穴５０を空ける。穴５０の加工方法としては、ドリル等による機械加工や金属エッチング等が例示される。穴５０は、接着物３０の接着剤４０と対面する表面から、その反対側の表面まで貫通する。穴開けステップは、この接合方法の工程において必ずしも行われる必要はない。すなわち、この接合方法は、予め穴５０が開口した接着物３０を用いて、以下説明するステップＳ１４以降の工程を行うものであってもよい。
【００３４】
接合方法は、穴あけステップの後に、接着剤塗布ステップ（ステップＳ１４）として、被着物２０表面上の、接着物３０の設置予定面に対して接着剤を塗布する。接合方法は、接着剤の厚みが０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下となるように、被着物２０表面の接着剤塗布領域（接着物３０の設置予定面）に接着剤を塗布することが好ましい。ここでの厚みは、表面に直交する方向の接着剤の長さである。ただし、厚みの数値範囲はこれに限られず任意である。
【００３５】
接合方法は、接着剤塗布ステップの後に、接着物設置ステップ（ステップＳ１６）として、塗布された接着剤４０上に接着物３０を設置する。
【００３６】
接合方法は、接着剤設置ステップの後に、第１硬化ステップ（ステップＳ１８）として、近赤外線を接着物３０の表面に対して照射する。接着物３０に形成された穴５０を介して、近赤外線が接着剤４０に到達し、接着剤４０が加熱硬化される。すなわち、第１硬化ステップは、穴５０を介して接着剤４０に近赤外線（電磁波）を照射することで、接着剤４０を加熱硬化する。ここでの近赤外線は、波長が０．７μｍ以上２．５μｍ以下であるが、一般的に近赤外線とされる波長域であれば、この波長域に限られない。接合方法は、電磁波として赤外線を照射してもよい。赤外線は、波長が０．７μｍ以上１０００μｍ以下であるが、一般的に赤外線とされる波長域であれば、この波長域に限られない。また、接合方法は、赤外線とは波長域が異なる赤外線以外の電磁波を照射してもよい。なお、接合方法は、接着剤４０に混入されている粒子４２が照射されることで遠赤外線を照射する波長の電磁波を照射することが好ましい。
【００３７】
接合方法は、第１硬化ステップの後の第２硬化ステップ（ステップＳ２０）では、５日から７日、常温で保管することにより、接着剤４０の硬化を促進させる。一方、第１硬化ステップにおいて、接合体１０をハンドリング可能な程度まで接着剤４０を加熱硬化させた後、第２硬化ステップにて必要強度まで硬化させることも可能である。なお、第２硬化ステップは必須工程ではなく、第１硬化ステップで接着剤の加熱硬化が十分に促進されている場合、第２硬化ステップは省略することも可能である。
【００３８】
図４−２及び図４−３は、本発明の実施形態に係る接合方法の別の例を示したフローチャートである。図４−２に示されるように、穴あけステップ（ステップＳ３２）は、接着剤塗布ステップ（ステップＳ１４）と接着剤設置ステップ（ステップＳ１６）との間に行うことも可能である。また、図４−３に示されるように、穴あけステップ（ステップＳ３４）は、接着剤設置ステップ（ステップＳ１６）と第１硬化ステップ（ステップＳ１８）との間に行うことも可能である。
【００３９】
本発明によれば、接着物３０の材料として、電磁波反射率の高い材料、もしくは電磁波の透過率が低かったり、電磁波の吸収率が高かったりする材料を用いた場合であっても、接着剤を電磁波により適切に加熱硬化し、被着物２０と接着物３０を接合する接合方法を提供することができる。
【００４０】
図５は、本発明にかかる接合方法を実施する際の、接着物に形成する穴の配置パターンの一例を示す図である。図５に示すように、互いに近接する穴５０同士で略正三角形のパターンを形成するように穴５０を複数設ける。電磁波の照射時には、穴５０の周囲には、電磁波により加熱された接着剤が伝熱して形成される伝熱領域５２が形成される。このような構成とすることで、接着物３０の穴５０を通じて到達した近赤外線によって接着剤が加熱され、接着剤全体を最小限の数の穴によって、加熱することができる。また、穴の数を最小限にすることは、接着物３０の強度を所定以上に保つことにも寄与する。
【００４１】
図６は、本発明にかかる接合方法を実施する際の、接着物に形成する穴の配置パターンの一例を示す図である。ここで、穴５０は、接着物３０の中央部分に設けることが好ましい。具体的には、接着物３０は、中央部分（例えば、中心から５０％以内の範囲）の穴５０の密度が、周辺部分（例えば、中心から５０％より離れた範囲）の穴５０の密度よりも高いことが好ましい。接着物３０の中央部分側に穴５０を設けることで、接着剤４０を効率よく硬化することができる。また、接着剤４０により被着物２０と接着物３０とをより強く固定することができる。つまり、図６に示すように、接着物３０の中心近傍に穴を設け、接着物３０の縁周辺に穴５０を設けないことにより、接着物３０の強度低下を防止することが可能となる。固定部材１に外力が加わった場合、接着物３０の縁周辺には、接着物３０の中心部分と比較して大きな応力が加わるため、接着物３０の縁周辺に穴を設けないことにより、接着物３０の強度低下防止を図る。また、穴５０を設ける箇所は、接着物３０の中央部分に限定されるものではなく、応力がかかる箇所に応じて設定可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１    固定部材
２    固定部
４    接合体
５    被着部
６    配線固定部材
８    配線
１０  接合体
２０  被着物
３０  接着物
４０  接着剤
４２  粒子
５０  穴
５２  伝熱領域
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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