(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた第１複合材料及び第２複合材料を加熱して熱硬化させることにより接合する複合材料の接合方法において、
前記第１複合材料及び前記第２複合材料は、少なくとも所定の領域が、前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる前の状態である軟化状態、前記熱硬化性樹脂を熱硬化させた後の状態である硬化状態、または前記軟化状態と前記硬化状態との間の状態である半硬化状態となり、
前記第２複合材料と接合される前記第１複合材料の第１接合領域が、前記軟化状態に保持されるように準備する第１硬化準備ステップと、
前記第１硬化準備ステップの後に行われ、前記第１接合領域以外の領域である第１非接合領域を加熱して前記硬化状態にする第１硬化ステップと、
前記第１接合領域を加熱可能な状態にする第１半硬化準備ステップと、
前記第１半硬化準備ステップの後に行われ、前記第１接合領域を加熱して前記半硬化状態にする第１半硬化ステップと、
前記軟化状態または前記半硬化状態となる前記第２複合材料の前記第１複合材料と接合される第２接合領域に、前記第１半硬化ステップで前記半硬化状態となった前記第１接合領域を接触させて加圧する接触加圧ステップと、
前記接触加圧ステップで接触及び加圧された前記第１接合領域と前記第２接合領域とを加熱して、前記硬化状態にする加熱接合ステップと、
を有することを特徴とする複合材料の接合方法。
【請求項２】
前記第１硬化準備ステップでは、前記第１接合領域を電磁波シールドで覆い、
前記第１硬化ステップでは、前記電磁波シールドから露出した前記第１非接合領域に電場または磁場を印加することを特徴とする請求項１に記載の複合材料の接合方法。
【請求項３】
前記第１硬化準備ステップでは、前記第１非接合領域に金属ナノコイルの塗布または金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付け、
前記第１硬化ステップでは、前記金属ナノコイルの塗布または前記金属ナノコイルシートの貼り付けがされた前記第１非接合領域に電場または磁場を印加することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合材料の接合方法。
【請求項４】
前記第１硬化ステップでは、前記第１非接合領域に沿う方向に前記電場を印加するか、または、前記第１非接合領域に沿う方向に直交する方向に前記磁場を印加することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の複合材料の接合方法。
【請求項５】
前記第１硬化準備ステップでは、前記第１接合領域と前記第１非接合領域との境界で、前記強化繊維の一部または全部を切断することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【請求項６】
前記第１半硬化準備ステップでは、前記第１非接合領域を電磁波シールドで覆い、
前記第１半硬化ステップでは、前記電磁波シールドから露出した前記第１接合領域に電場または磁場を印加することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【請求項７】
前記第１半硬化準備ステップでは、前記第１接合領域に金属ナノコイルの塗布または金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付け、
前記第１半硬化ステップでは、前記金属ナノコイルの塗布または前記金属ナノコイルシートの貼り付けがされた前記第１接合領域に電場または磁場を印加することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【請求項８】
前記第１半硬化ステップでは、前記第１接合領域に沿う方向に前記電場を印加するか、または、前記第１接合領域に沿う方向に直交する方向に前記磁場を印加することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の複合材料の接合方法。
【請求項９】
前記第１半硬化準備ステップでは、前記第１接合領域と前記第１非接合領域との境界で、前記強化繊維の一部または全部を切断することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【請求項１０】
前記接触加圧ステップでは、前記第１非接合領域と、前記第２接合領域以外の領域である第２非接合領域と、を電磁波シールドで覆い、
前記加熱接合ステップでは、電磁波シールドから露出した前記第１接合領域と前記第２接合領域とに電場または磁場を印加することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【請求項１１】
前記接触加圧ステップでは、接触及び加圧された前記第１接合領域と前記第２接合領域とに金属ナノコイルの塗布または金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付け、
前記加熱接合ステップでは、前記金属ナノコイルの塗布または前記金属ナノコイルシートの貼り付けがされた前記第１接合領域と前記第２接合領域に電場または磁場を印加することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【請求項１２】
前記加熱接合ステップでは、前記第１接合領域と前記第２接合領域とに沿う方向に前記電場を印加するか、または、前記第１接合領域と前記第２接合領域とに沿う方向に直交する方向に前記磁場を印加することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の複合材料の接合方法。
【請求項１３】
前記接触加圧ステップでは、前記第１接合領域と前記第１非接合領域との境界と、前記第２接合領域と前記第２接合領域以外の領域である第２非接合領域との境界とで、前記強化繊維の一部または全部を切断することを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【請求項１４】
前記第２接合領域が、前記軟化状態に保持されるように準備する第２硬化準備ステップと、
前記第２硬化準備ステップの後に行われ、前記第２接合領域以外の領域である第２非接合領域を加熱して前記硬化状態にする第２硬化ステップと、
を、いずれも前記接触加圧ステップの前に有することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【請求項１５】
前記第２硬化準備ステップでは、前記第２接合領域を電磁波シールドで覆い、
前記第２硬化ステップでは、前記電磁波シールドから露出した前記第２非接合領域に電場または磁場を印加することを特徴とする請求項１４に記載の複合材料の接合方法。
【請求項１６】
前記第２硬化準備ステップでは、前記第２非接合領域に金属ナノコイルの塗布または金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付け、
前記第２硬化ステップでは、前記金属ナノコイルの塗布または前記金属ナノコイルシートの貼り付けがされた前記第２非接合領域に電場または磁場を印加することを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の複合材料の接合方法。
【請求項１７】
前記第２硬化ステップでは、前記第２非接合領域に沿う方向に前記電場を印加するか、または、前記第２非接合領域に沿う方向に直交する方向に前記磁場を印加することを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の複合材料の接合方法。
【請求項１８】
前記第２硬化準備ステップでは、前記第２接合領域と前記第２非接合領域との境界で、前記強化繊維の一部または全部を切断することを特徴とする請求項１５から請求項１７のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【請求項１９】
前記第２硬化ステップの後に行われ、前記第２接合領域を加熱可能な状態にする第２半硬化準備ステップと、
前記第２半硬化準備ステップの後に行われ、前記第２接合領域を加熱して前記半硬化状態にする第２半硬化ステップと、
を、いずれも前記接触加圧ステップの前に有することを特徴とする請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【請求項２０】
前記第２半硬化準備ステップでは、前記第２接合領域を電磁波シールドで覆い、
前記第２半硬化ステップでは、前記電磁波シールドから露出した前記第２接合領域に電場または磁場を印加することを特徴とする請求項１９に記載の複合材料の接合方法。
【請求項２１】
前記第２半硬化準備ステップでは、前記第２接合領域に金属ナノコイルの塗布または金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付け、
前記第２半硬化ステップでは、前記金属ナノコイルの塗布または前記金属ナノコイルシートの貼り付けがされた前記第２接合領域に電場または磁場を印加することを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の複合材料の接合方法。
【請求項２２】
前記第２半硬化ステップでは、前記第２接合領域に沿う方向に前記電場を印加するか、または、前記第２接合領域に沿う方向に直交する方向に前記磁場を印加することを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の複合材料の接合方法。
【請求項２３】
前記第２半硬化準備ステップでは、前記第２接合領域と前記第２非接合領域との境界で、前記強化繊維の一部または全部を切断することを特徴とする請求項２０から請求項２２のいずれか１項に記載の複合材料の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた複合材料の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量性及び高い強度を有する材料には、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた複合材料が知られている。複合材料は、航空機、自動車及び船舶等に用いられている。複合材料を接合する方法としては、複合材料からなる２つの分割体の半硬化状態にした部分（半硬化部）を突き合せるとともに、半硬化部の接合部近傍外面に熱硬化性樹脂を盛り付け、分割体の半硬化部及び盛り付けた熱硬化性樹脂を加圧及び加熱して一体に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】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−３２３４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法では、各分割体に半硬化部を形成しているが、半硬化部の形成が好適に行われなかった場合、２つの分割体の接合が不良となり、接合の強度の品質を好適に保持することが困難となる可能性がある。また、特許文献１の方法では、熱硬化性樹脂を盛り付けるため、複合材料を接合して、航空機、自動車及び船舶等に用いるための形状にすることが困難であるという問題があった。
【０００５】
複合材料の接合の強度の品質を一定に保持し、航空機、自動車及び船舶等に用いるための形状にするためには、オートクレーブを用いて各複合材料を製造し、製造した各複合材料をセカンダリーボンド工程またはコボンド工程で組み立てる方法が知られている。この方法では、オートクレーブを用いるので、複合材料としてのプリプレグを用いて、複合材料の製造方法における準備工程である、積層工程と、デバルク工程と、バギング工程と、を経る必要がある。積層工程は、複合材料のプリプレグを積層する工程である。デバルク工程は、複合材料のプリプレグを数枚ごとに空気を抜く工程である。バギング工程は、空気を抜いた複合材料のプリプレグをバギングフィルム内に収容し、バギングフィルムの内部を真空に引く工程である。セカンダリーボンド工程は、各複合材料の間の隙間の調整、各複合材料のファスナ穴開け、ファスナ締結のための孔開け及びファスナ締結を行って各複合材料を組み立てる工程である。コボンド工程は、各複合材料の接着面に接着剤を塗布し、加圧及び加熱して、各複合材料を接着し、接着部分の信頼性向上のために追加ファスナを用いた締結をする工程である。そのため、この方法では、工程数が多く、工程にかかる時間が長いので、非効率であ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、接合する領域を好適に半硬化状態にし、複合材料の接合の強度の品質を好適に保持しつつ、複合材料を効率よく接合する複合材料の接合方法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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、複合材料の接合方法は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた第１複合材料及び第２複合材料を加熱して熱硬化させることにより接合する複合材料の接合方法において、前記第１複合材料及び前記第２複合材料は、少なくとも所定の領域が、前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる前の状態である軟化状態、前記熱硬化性樹脂を熱硬化させた後の状態である硬化状態、または前記軟化状態と前記硬化状態との間の状態である半硬化状態となり、前記第２複合材料と接合される前記第１接合材料の第１接合領域が、前記軟化状態に保持されるように準備する第１硬化準備ステップと、前記第１硬化準備ステップの後に行われ、前記第１接合領域以外の領域である第１非接合領域を加熱して前記硬化状態にする第１硬化ステップと、前記第１硬化ステップの後に行われ、前記第１接合領域を加熱可能な状態にする第１半硬化準備ステップと、前記第１半硬化準備ステップの後に行われ、前記第１接合領域を加熱して前記半硬化状態にする第１半硬化ステップと、前記軟化状態または前記半硬化状態となる前記第２複合材料の前記第１複合材料と接合される第２接合領域に、前記第１半硬化ステップで前記半硬化状態となった前記第１接合領域を接触させて加圧する接触加圧ステップと、前記接触加圧ステップで接触及び加圧された前記第１接合領域と前記第２接合領域とを加熱して、前記硬化状態にする加熱接合ステップと、を有することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、接合する領域を好適に半硬化状態にし、複合材料の接合の強度の品質を好適に保持しつつ、複合材料を効率よく接合することができる。この構成によれば、複合材料の接合方法において、積層工程、デバルク工程及びバギング工程といった準備工程、並びに、セカンダリーボンド工程またはコボンド工程を経なくてもよい。
【０００９】
この構成において、前記第１硬化準備ステップでは、前記第１接合領域を電磁波シールドで覆い、前記第１硬化ステップでは、前記電磁波シールドから露出した前記第１非接合領域に電場または磁場を印加することが好ましい。あるいは、この構成において、前記第１硬化準備ステップでは、前記第１非接合領域に金属ナノコイルの塗布または金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付け、前記第１硬化ステップでは、前記金属ナノコイルの塗布または前記金属ナノコイルシートの貼り付けがされた前記第１非接合領域に電場または磁場を印加することが好ましい。これらの構成によれば、電磁波シールドまたは金属ナノコイルにより、電場または磁場によって加熱される領域と加熱されない領域とを明確に分離してから、電場または磁場によって加熱するので、接合する領域をより好適に半硬化状態にすることができる。
【００１０】
第１硬化準備ステップで電磁波シールドまたは金属ナノコイルを用いる構成において、前記第１硬化ステップでは、前記第１非接合領域に沿う方向に前記電場を印加するか、または、前記第１非接合領域に沿う方向に直交する方向に前記磁場を印加することが好ましい。この構成によれば、第１硬化ステップにおいて、電場または磁場で効率よく加熱することができる。
【００１１】
第１硬化準備ステップで電磁波シールドまたは金属ナノコイルを用いる構成において、前記第１硬化準備ステップでは、前記第１接合領域と前記第１非接合領域との境界で、前記強化繊維の一部または全部を切断することが好ましい。この構成によれば、第１接合領域と第１非接合領域とに渡って強化繊維を流れる電流を低減することができるので、電場または磁場によって加熱される領域と加熱されない領域とをより明確に分離することができる。そのため、接合する領域をより好適に半硬化状態にすることができる。
【００１２】
これらの構成において、前記第１半硬化準備ステップでは、前記第１非接合領域を電磁波シールドで覆い、前記第１半硬化ステップでは、前記電磁波シールドから露出した前記第１接合領域に電場または磁場を印加することが好ましい。あるいは、これらの構成において、前記第１半硬化準備ステップでは、前記第１接合領域に金属ナノコイルの塗布または金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付け、前記第１半硬化ステップでは、前記金属ナノコイルの塗布または前記金属ナノコイルシートの貼り付けがされた前記第１接合領域に電場または磁場を印加することが好ましい。これらの構成によれば、電磁波シールドまたは金属ナノコイルにより、電場または磁場によって加熱される領域と加熱されない領域とを明確に分離してから、電場または磁場によって加熱するので、接合する領域をより好適に半硬化状態にすることができる。
【００１３】
第１半硬化準備ステップで電磁波シールドまたは金属ナノコイルを用いる構成において、前記第１半硬化ステップでは、前記第１接合領域に沿う方向に前記電場を印加するか、または、前記第１接合領域に沿う方向に直交する方向に前記磁場を印加することが好ましい。この構成によれば、第１半硬化ステップにおいて、電場または磁場で効率よく加熱することができる。
【００１４】
第１半硬化準備ステップで電磁波シールドまたは金属ナノコイルを用いる構成において、前記第１半硬化準備ステップでは、前記第１接合領域と前記第１非接合領域との境界で、前記強化繊維の一部または全部を切断することが好ましい。この構成によれば、第１接合領域と第１非接合領域とに渡って強化繊維を流れる電流を低減することができるので、電場または磁場によって加熱される領域と加熱されない領域とをより明確に分離することができる。そのため、接合する領域をより好適に半硬化状態にすることができる。
【００１５】
これらの構成において、前記接触加圧ステップでは、前記第１非接合領域と、前記第２接合領域以外の領域である第２非接合領域と、を電磁波シールドで覆い、前記加熱接合ステップでは、電磁波シールドから露出した前記第１接合領域と前記第２接合領域とに電場または磁場を印加することが好ましい。あるいは、これらの構成において、前記接触加圧ステップでは、接触及び加圧された前記第１接合領域と前記第２接合領域とに金属ナノコイルの塗布または金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付け、前記加熱接合ステップでは、前記金属ナノコイルの塗布または前記金属ナノコイルシートの貼り付けがされた前記第１接合領域と前記第２接合領域に電場または磁場を印加することが好ましい。これらの構成によれば、電磁波シールドまたは金属ナノコイルにより、電場または磁場によって加熱される領域と加熱されない領域とを明確に分離してから、電場または磁場によって加熱するので、接合する領域を好適に加熱することができる。
【００１６】
前記接触加圧ステップで電磁波シールドまたは金属ナノコイルを用いる構成において、前記加熱接合ステップでは、前記第１接合領域と前記第２接合領域とに沿う方向に前記電場を印加するか、または、前記第１接合領域と前記第２接合領域とに沿う方向に直交する方向に前記磁場を印加することが好ましい。この構成によれば、加熱接合ステップにおいて、電場または磁場で効率よく加熱することができる。
【００１７】
前記接触加圧ステップで電磁波シールドまたは金属ナノコイルを用いる構成において、前記接触加圧ステップでは、前記第１接合領域と前記第１非接合領域との境界と、前記第２接合領域と前記第２接合領域以外の領域である前記第２非接合領域との境界とで、前記強化繊維の一部または全部を切断することが好ましい。この構成によれば、第１接合領域と第１非接合領域とに渡って強化繊維を流れる電流を低減することができるので、電場または磁場によって加熱される領域と加熱されない領域とをより明確に分離することができる。そのため、接合する領域を好適に加熱することができる。
【００１８】
これらの構成において、前記第２接合領域が、前記軟化状態に保持されるように準備する第２硬化準備ステップと、前記第２硬化準備ステップの後に行われ、前記第２接合領域以外の領域である前記第２非接合領域を加熱して前記硬化状態にする第２硬化ステップと、を、いずれも前記接触加圧ステップの前に有することが好ましい。この構成によれば、第２非接合領域を安定化させることができる。
【００１９】
第２硬化準備ステップ及び第２硬化ステップを有する構成において、前記第２硬化準備ステップでは、前記第２接合領域を電磁波シールドで覆い、前記第２硬化ステップでは、前記電磁波シールドから露出した前記第２非接合領域に電場または磁場を印加することが好ましい。あるいは、第２硬化準備ステップ及び第２硬化ステップを有する構成において、前記第２硬化準備ステップでは、前記第２非接合領域に金属ナノコイルの塗布または金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付け、前記第２硬化ステップでは、前記金属ナノコイルの塗布または前記金属ナノコイルシートの貼り付けがされた前記第２非接合領域に電場または磁場を印加することが好ましい。これらの構成によれば、電磁波シールドまたは金属ナノコイルにより、電場または磁場によって加熱される領域と加熱されない領域とを明確に分離してから、電場または磁場によって加熱するので、第２非接合領域を好適に安定化させることができる。
【００２０】
第２硬化準備ステップで電磁波シールドまたは金属ナノコイルを用いる構成において、前記第２硬化ステップでは、前記第２非接合領域に沿う方向に前記電場を印加するか、または、前記第２非接合領域に沿う方向に直交する方向に前記磁場を印加することが好ましい。この構成によれば、第２硬化ステップにおいて、電場または磁場で効率よく加熱することができる。
【００２１】
第２硬化準備ステップで電磁波シールドまたは金属ナノコイルを用いる構成において、前記第２硬化準備ステップでは、前記第２接合領域と前記第２非接合領域との境界で、前記強化繊維の一部または全部を切断することが好ましい。この構成によれば、第２接合領域と第２非接合領域とに渡って強化繊維を流れる電流を低減することができるので、電場または磁場によって加熱される領域と加熱されない領域とをより明確に分離することができる。そのため、第２非接合領域をより好適に安定化させることができる。
【００２２】
第２硬化準備ステップ及び第２硬化ステップを有する構成において、前記第２硬化ステップの後に行われ、前記第２接合領域を加熱可能な状態にする第２半硬化準備ステップと、前記第２半硬化準備ステップの後に行われ、前記第２接合領域を加熱して前記半硬化状態にする第２半硬化ステップと、を、いずれも前記接触加圧ステップの前に有することが好ましい。この構成によれば、接合する領域をより好適に半硬化状態にすることができる。
【００２３】
第２半硬化準備ステップ及び第２半硬化ステップを有する構成において、前記第２半硬化準備ステップでは、前記第２接合領域を電磁波シールドで覆い、前記第２半硬化ステップでは、前記電磁波シールドから露出した前記第２接合領域に電場または磁場を印加することが好ましい。あるいは、第２半硬化準備ステップ及び第２半硬化ステップを有する構成において、前記第２半硬化準備ステップでは、前記第２接合領域に金属ナノコイルの塗布または金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付け、前記第２半硬化ステップでは、前記金属ナノコイルの塗布または前記金属ナノコイルシートの貼り付けがされた前記第２接合領域に電場または磁場を印加することが好ましい。これらの構成によれば、電磁波シールドまたは金属ナノコイルにより、電場または磁場によって加熱される領域と加熱されない領域とを明確に分離してから、電場または磁場によって加熱するので、接合する領域をより好適に半硬化状態にすることができる。
【００２４】
第２半硬化準備ステップで電磁波シールドまたは金属ナノコイルを用いる構成において、前記第２半硬化ステップでは、前記第２接合領域に沿う方向に前記電場を印加するか、または、前記第２接合領域に沿う方向に直交する方向に前記磁場を印加することが好ましい。この構成によれば、第２半硬化ステップにおいて、電場または磁場で効率よく加熱することができる。
【００２５】
第２半硬化準備ステップで電磁波シールドまたは金属ナノコイルを用いる構成において、前記第２半硬化準備ステップでは、前記第２接合領域と前記第２非接合領域との境界で、前記強化繊維の一部または全部を切断することが好ましい。この構成によれば、第２接合領域と第２非接合領域とに渡って強化繊維を流れる電流を低減することができるので、電場または磁場によって加熱される領域と加熱されない領域とをより明確に分離することができる。そのため、接合する領域をより好適に半硬化状態にすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、接合する領域を好適に半硬化状態にし、複合材料の接合の強度の品質を好適に保持しつつ、複合材料を効率よく接合する複合材料の接合方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態から第５の実施形態に係る接合方法で製造される接合材料の概略構成図である。
【図２】図２は、複合材料に含まれる熱硬化性樹脂の硬化温度範囲及び半硬化温度範囲を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法に使用する第１電磁波加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法において所定の処理が施された第１複合材料を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法に使用する第２電磁波加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法に使用する第３電磁波加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法において所定の処理が施された第２複合材料を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法に使用する第４電磁波加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法に使用する第５電磁波加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法のフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態に係る接合方法に使用する第５電磁波加熱装置の一例を示す構成概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施形態に係る接合方法に使用する第１電場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図１３】図１３は、本発明の第３の実施形態に係る接合方法に使用する第２電場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３の実施形態に係る接合方法に使用する第３電場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施形態に係る接合方法に使用する第４電場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図１６】図１６は、本発明の第３の実施形態に係る接合方法に使用する第５電場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図１７】図１７は、本発明の第４の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図１８】図１８は、本発明の第４の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図１９】図１９は、本発明の第４の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図２０】図２０は、本発明の第４の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図２１】図２１は、本発明の第４の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図２２】図２２は、本発明の第５の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図２３】図２３は、本発明の第５の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図２４】図２４は、本発明の第５の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図２５】図２５は、本発明の第５の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【図２６】図２６は、本発明の第５の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態から第５の実施形態に係る接合方法で製造される接合材料１０の概略構成図である。接合材料１０は、図１に示すように、第１複合材料１２と、第２複合材料１４と、を含む。第１複合材料１２は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。第２複合材料１４は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。第１複合材料１２の強化繊維及び第２複合材料１４の強化繊維は、いずれも炭素繊維が例示される。第１複合材料１２の強化繊維及び第２複合材料１４の強化繊維は、これに限定されず、その他の金属繊維でもよい。第１複合材料１２の熱硬化性樹脂及び第２複合材料１４の熱硬化性樹脂は、いずれもエポキシ樹脂が例示される。第１複合材料１２の熱硬化性樹脂及び第２複合材料１４の熱硬化性樹脂は、これに限定されず、その他の熱硬化性樹脂でもよい。
【００３０】
第１複合材料１２は、第２複合材料１４と接合される第１接合領域１２ａと、第１接合領域１２ａ以外の領域である第１非接合領域１２ｂと、を有する。第１非接合領域１２ｂは、第２複合材料１４と接合されない領域である。第２複合材料１４は、第１複合材料１２と接合される第２接合領域１４ａと、第２接合領域１４ａ以外の領域である第２非接合領域１４ｂと、を有する。第２非接合領域１４ｂは、第１複合材料１２と接合されない領域である。第１複合材料１２の第１接合領域１２ａと、第２複合材料１４の第２接合領域１４ａとが、鉛直方向である図１のＺ方向に接合されて、接合材料１０となる。
【００３１】
第１複合材料１２及び第２複合材料１４は、接合材料１０になる前において、少なくとも所定の領域が、軟化状態と、硬化状態と、半硬化状態となることができる。軟化状態は、熱硬化性樹脂を熱硬化させる前の状態である。軟化状態は、自己支持性を有さない状態であり、支持体に支持されていない場合に形状を保持できない状態である。軟化状態は、加熱されて、熱硬化性樹脂が熱硬化反応をすることができる状態である。硬化状態は、熱硬化性樹脂を熱硬化させた後の状態である。硬化状態は、自己支持性を有する状態であり、支持体に支持されていない場合でも形状を保持できる状態である。硬化状態は、加熱されても、熱硬化樹脂が熱硬化反応をすることができない状態である。半硬化状態は、軟化状態と硬化状態との間の状態である。半硬化状態は、硬化状態よりも弱い程度の熱硬化を熱硬化性樹脂にさせた状態である。半硬化状態は、自己支持性を有する状態であり、支持体に支持されていない場合でも形状を保持できる状態である。半硬化状態は、加熱されて、熱硬化性樹脂が熱硬化反応をすることができる状態である。接合材料１０では、第１複合材料１２及び第２複合材料１４は、全ての領域において硬化状態である。
【００３２】
接合材料１０では、第１複合材料１２は、第２複合材料１４よりも複雑な形状を有する。詳細には、第１複合材料１２の第１接合領域１２ａは、図１のＸ方向を含む水平面に沿って延びている。第１複合材料１２の第１非接合領域１２ｂは、第１接合領域１２ａの一方の端を基端として図１のＺ方向を含む鉛直面に沿って延びる領域を含む複雑な形状を有している。第２複合材料１４は、第１複合材料１２よりも単純な形状を有する。第２複合材料１４は、図１のＸ方向を含む水平面に沿って延びる板状であり、一方の端から他方の端に向けて、第２非接合領域１４ｂと第２接合領域１４ａとが交互に並んで設けられている。第１複合材料１２の第１接合領域１２ａは、第２複合材料１４の第２接合領域１４ａと、図１のＺ方向に沿う方向に対向する。第１複合材料１２の第１接合領域１２ａは、図１のＸ方向を含む水平面に沿った方向の形状及び面積が、第２複合材料１４の第２接合領域１４ａと、同じ程度である。第１複合材料１２の第１接合領域１２ａは、これに限定されず、図１のＸ方向を含む水平面に沿った方向の面積が、第２複合材料１４の第２接合領域１４ａよりも小さくてもよい。以下において、その他の図に示されるＸ方向は、図１のＸ方向と共通である。また、以下において、その他の図に示されるＺ方向は、図１のＺ方向と共通である。
【００３３】
図２は、複合材料に含まれる熱硬化性樹脂の硬化温度範囲及び半硬化温度範囲を説明する図である。図２には、熱硬化性樹脂の加熱温度と熱硬化性樹脂の硬化度との関係を示すグラフが記載されている。図２に記載されているグラフでは、横軸が温度であり、縦軸が硬化度である。図２に記載されているグラフの横軸の温度の単位は℃である。図２に記載されているグラフの縦軸の硬化度は、熱硬化性樹脂が熱硬化反応をしている割合である。硬化温度範囲Ｔ１は、熱硬化性樹脂の硬化度がほとんど１になる加熱温度の範囲である。すなわち、硬化温度範囲Ｔ１は、熱硬化性樹脂が硬化状態となる熱硬化性樹脂の加熱温度の範囲である。熱硬化性樹脂は、硬化温度範囲Ｔ１に含まれる温度で急速に熱硬化反応が進む。硬化温度範囲Ｔ１は、複合材料に含まれる熱硬化性樹脂に応じて異なるが、第１複合材料１２及び第２複合材料１４に用いられているエポキシ樹脂については、１５０℃以上の温度範囲が例示される。半硬化温度範囲Ｔ２は、熱硬化性樹脂の熱硬化反応が起きるものの、熱硬化性樹脂の硬化度が低い値に保持される加熱温度の範囲である。すなわち、半硬化温度範囲Ｔ２は、熱硬化性樹脂が半硬化状態となる熱硬化性樹脂の加熱温度の範囲である。半硬化温度範囲Ｔ２は、複合材料に含まれる熱硬化性樹脂に応じて異なるが、第１複合材料１２及び第２複合材料１４に用いられているエポキシ樹脂については、１００℃以上１４０℃以下の温度範囲が例示される。
【００３４】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法に使用する第１電磁波加熱装置２０の一例を示す概略構成図である。第１電磁波加熱装置２０は、第１接合領域１２ａ´´が軟化状態に保持されるように準備された第１複合材料１２´´´に対して、第１非接合領域１２ｂ´を加熱して硬化状態にする。ここで、第１複合材料１２´´´は、全部の領域で熱硬化性樹脂が軟化状態である第１複合材料を表したものである。第１接合領域１２ａ´´は、熱硬化性樹脂が軟化状態である第１接合領域を表したものである。第１非接合領域１２ｂ´は、熱硬化性樹脂が軟化状態である第１非接合領域を表したものである。第１非接合領域１２ｂ´は、加熱されて硬化状態になることで、第１非接合領域１２ｂとなる。第１非接合領域１２ｂ´が第１非接合領域１２ｂとなることで、第１複合材料１２´´´は、第１複合材料１２´´となる。
【００３５】
第１電磁波加熱装置２０は、第１電磁波シールド２２で第１接合領域１２ａ´´が覆われた第１複合材料１２´´´に第１電磁波ＥＢ１を照射することで、第１電磁波シールド２２から露出した第１非接合領域１２ｂ´を第１電磁波ＥＢ１で加熱して硬化状態にする。第１電磁波シールド２２は、アルミニウム箔及びアルミニウム板が例示されるが、これに限定されない。この場合、第１電磁波加熱装置２０は、第１電磁波シールド２２により、第１複合材料１２´´´において、第１非接合領域１２ｂ´を第１電磁波ＥＢ１によって加熱される領域に、第１接合領域１２ａ´´を第１電磁波ＥＢ１によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第１電磁波ＥＢ１を照射する。そのため、第１接合領域１２ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理で、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。
【００３６】
第１電磁波加熱装置２０は、図３に示すように、電磁波照射部２４と、温度計２６と、制御部２８と、を有する。電磁波照射部２４は、制御部２８の制御に基づいて、第１電磁波ＥＢ１を照射する。電磁波照射部２４は、第１非接合領域１２ｂ´が延びるＺ方向を含む鉛直面に沿った電場の成分を含む第１電磁波ＥＢ１を照射することが好ましい。電磁波照射部２４は、第１非接合領域１２ｂ´が延びるＺ方向を含む鉛直面に沿った電場の成分を含む第１電磁波ＥＢ１を照射する場合、第１電磁波ＥＢ１で第１非接合領域１２ｂ´を効率よく加熱することができる。電磁波照射部２４は、第１非接合領域１２ｂ´が延びるＺ方向を含む鉛直面に直交するＸ方向に沿った磁場の成分を含む第１電磁波ＥＢ１を照射することが好ましい。電磁波照射部２４は、第１非接合領域１２ｂ´が延びるＺ方向を含む鉛直面に直交するＸ方向に沿った磁場の成分を含む第１電磁波ＥＢ１を照射する場合、第１電磁波ＥＢ１で第１非接合領域１２ｂ´を効率よく加熱することができる。電磁波照射部２４は、マイクロ波を照射するマイクロ波照射装置が例示されるが、これに限定されず、周知の電磁波照射部が好適に用いられる。
【００３７】
温度計２６は、制御部２８の制御に基づいて、第１電磁波ＥＢ１が照射されて加熱されている領域の温度を検出する。すなわち、温度計２６は、第１非接合領域１２ｂ´の温度を計測する。温度計２６は、計測して取得した温度の情報を、制御部２８に送信する。温度計２６は、非接触式の温度計である赤外線で温度を検出するサーモビューアが例示されるが、これに限定されない。温度計２６は、図３では非接触式の温度計が記載されているが、接触式の温度計でもよく、光ファイバー温度計が例示される。
【００３８】
制御部２８は、記憶部と、処理部と、を備える。記憶部は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリー等の記憶装置を有し、処理部により処理されるソフトウェア・プログラム及びこのソフトウェア・プログラムにより参照されるデータ等を記憶する。また、記憶部は、処理部が処理結果等を一時的に記憶する記憶領域としても機能する。処理部は、記憶部からソフトウェア・プログラム等を読み出して処理することで、ソフトウェア・プログラムの内容に応じた機能を発揮する。制御部２８は、電磁波照射部２４及び温度計２６を制御する。
【００３９】
制御部２８は、温度計２６から取得する温度の情報に基づいて、電磁波照射部２４が照射する第１電磁波ＥＢ１を制御する。そのため、制御部２８は、第１非接合領域１２ｂ´を硬化温度範囲Ｔ１内の一定の温度で加熱して、熱硬化処理をすることができる。
【００４０】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法において所定の処理が施された第１複合材料１２´´´を示す図である。第１複合材料１２´´´は、図４に示すように、第１炭素繊維１２ｆを含む。第１複合材料１２´´´の第１炭素繊維１２ｆは、照射された電磁波に含まれる電場及び磁場に応答して、内部に電流が発生し、第１炭素繊維１２ｆ自体の電気抵抗によって発熱する。第１複合材料１２´´´は、第１炭素繊維１２ｆの発熱に伴って加熱される。第１複合材料１２´´´の第１炭素繊維１２ｆは、一部または全部が、第１電磁波加熱装置２０で電磁波加熱処理が行われる前に、第１接合領域１２ａ´´と第１非接合領域１２ｂ´との境界で、切断されていることが好ましい。第１炭素繊維１２ｆが切断されている場合、第１接合領域１２ａ´´と第１非接合領域１２ｂ´とに渡って第１炭素繊維１２ｆを流れる電流が低減する。そのため、第１複合材料１２´´´において、第１非接合領域１２ｂ´を第１電磁波ＥＢ１によって加熱される領域に、第１接合領域１２ａ´´を第１電磁波ＥＢ１によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、第１接合領域１２ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理で、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。
【００４１】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法に使用する第２電磁波加熱装置３０の一例を示す概略構成図である。第２電磁波加熱装置３０は、第１非接合領域１２ｂ´が硬化状態となって第１非接合領域１２ｂとなった後、第１接合領域１２ａ´´が加熱可能な状態に準備された第１複合材料１２´´に対して、第１接合領域１２ａ´´を加熱して半硬化状態にする。ここで、第１複合材料１２´´は、第１接合領域１２ａ´´で熱硬化性樹脂が軟化状態であり、第１非接合領域１２ｂで熱硬化性樹脂が硬化状態である第１複合材料を表したものである。第１非接合領域１２ｂは、熱硬化性樹脂が硬化状態である第１非接合領域を表したものである。第１接合領域１２ａ´´は、加熱されて半硬化状態になることで、第１接合領域１２ａ´となる。第１接合領域１２ａ´´が第１接合領域１２ａ´となることで、第１複合材料１２´´は、第１複合材料１２´となる。
【００４２】
第２電磁波加熱装置３０は、第２電磁波シールド３２で第１非接合領域１２ｂが覆われた第１複合材料１２´´に第２電磁波ＥＢ２を照射することで、第２電磁波シールド３２から露出した第１接合領域１２ａ´´を第２電磁波ＥＢ２で加熱して半硬化状態にする。第２電磁波シールド３２は、アルミニウム箔及びアルミニウム板が例示されるが、これに限定されない。この場合、第２電磁波加熱装置３０は、第２電磁波シールド３２により、第１複合材料１２´´において、第１接合領域１２ａ´´を第２電磁波ＥＢ２によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂを第２電磁波ＥＢ２によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第２電磁波ＥＢ２を照射する。そのため、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。また、第１非接合領域１２ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００４３】
第２電磁波加熱装置３０は、図５に示すように、電磁波照射部３４と、温度計３６と、制御部３８と、を有する。電磁波照射部３４は、制御部３８の制御に基づいて、第２電磁波ＥＢ２を照射する。電磁波照射部３４は、第１接合領域１２ａ´´が延びるＸ方向を含む水平面に沿った電場の成分を含む第２電磁波ＥＢ２を照射することが好ましい。電磁波照射部３４は、第１接合領域１２ａ´´が延びるＸ方向を含む水平面に沿った電場の成分を含む第２電磁波ＥＢ２を照射する場合、第２電磁波ＥＢ２で第１接合領域１２ａ´´を効率よく加熱することができる。電磁波照射部３４は、第１接合領域１２ａ´´が延びるＸ方向を含む水平面に直交するＺ方向に沿った磁場の成分を含む第２電磁波ＥＢ２を照射することが好ましい。電磁波照射部３４は、第１接合領域１２ａ´´が延びるＸ方向を含む水平面に直交するＺ方向に沿った磁場の成分を含む第２電磁波ＥＢ２を照射する場合、第２電磁波ＥＢ２で第１接合領域１２ａ´´を効率よく加熱することができる。電磁波照射部３４は、マイクロ波を照射するマイクロ波照射装置が例示されるが、これに限定されず、周知の電磁波照射部が好適に用いられる。
【００４４】
温度計３６は、制御部３８の制御に基づいて、第２電磁波ＥＢ２が照射されて加熱されている領域の温度を検出する。すなわち、温度計３６は、第１接合領域１２ａ´´の温度を計測する。温度計３６は、計測して取得した温度の情報を、制御部３８に送信する。温度計３６は、非接触式の温度計である赤外線で温度を検出するサーモビューアが例示されるが、これに限定されない。温度計３６は、図５では非接触式の温度計が記載されているが、接触式の温度計でもよく、光ファイバー温度計が例示される。
【００４５】
制御部３８は、記憶部と、処理部と、を備える。記憶部は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリー等の記憶装置を有し、処理部により処理されるソフトウェア・プログラム及びこのソフトウェア・プログラムにより参照されるデータ等を記憶する。また、記憶部は、処理部が処理結果等を一時的に記憶する記憶領域としても機能する。処理部は、記憶部からソフトウェア・プログラム等を読み出して処理することで、ソフトウェア・プログラムの内容に応じた機能を発揮する。制御部３８は、電磁波照射部３４及び温度計３６を制御する。
【００４６】
制御部３８は、温度計３６から取得する温度の情報に基づいて、電磁波照射部３４が照射する第２電磁波ＥＢ２を制御する。そのため、制御部３８は、第１接合領域１２ａ´´を半硬化温度範囲Ｔ２内の一定の温度で加熱して、熱硬化処理をすることができる。
【００４７】
第１複合材料１２´´は、第１複合材料１２´´´と同様に、第１炭素繊維１２ｆを含む。第１電磁波加熱装置２０で電磁波加熱処理が行われる前における第１複合材料１２´´´の第１炭素繊維１２ｆと同様に、第１複合材料１２´´の第１炭素繊維１２ｆは、一部または全部が、第２電磁波加熱装置３０で電磁波加熱処理が行われる前に、第１接合領域１２ａ´´と第１非接合領域１２ｂとの境界で、切断されていることが好ましい。第１炭素繊維１２ｆが切断されている場合、第１接合領域１２ａ´´と第１非接合領域１２ｂとに渡って第１炭素繊維１２ｆを流れる電流が低減する。そのため、第１複合材料１２´´において、第１接合領域１２ａ´´を第２電磁波ＥＢ２によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂを第２電磁波ＥＢ２によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。また、第１非接合領域１２ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００４８】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法に使用する第３電磁波加熱装置４０の一例を示す概略構成図である。第３電磁波加熱装置４０は、第２接合領域１４ａ´´が軟化状態に保持されるように準備された第２複合材料１４´´´に対して、第２非接合領域１４ｂ´を加熱して硬化状態にする。ここで、第２複合材料１４´´´は、全部の領域で熱硬化性樹脂が軟化状態である第２複合材料を表したものである。第２接合領域１４ａ´´は、熱硬化性樹脂が軟化状態である第２接合領域を表したものである。第２非接合領域１４ｂ´は、熱硬化性樹脂が軟化状態である第２非接合領域を表したものである。第２非接合領域１４ｂ´は、加熱されて硬化状態になることで、第２非接合領域１４ｂとなる。第２非接合領域１４ｂ´が第２非接合領域１４ｂとなることで、第２複合材料１４´´´は、第２複合材料１４´´となる。
【００４９】
第３電磁波加熱装置４０は、第３電磁波シールド４２で第２接合領域１４ａ´´が覆われた第２複合材料１４´´´に第３電磁波ＥＢ３を照射することで、第３電磁波シールド４２から露出した第２非接合領域１４ｂ´を第３電磁波ＥＢ３で加熱して硬化状態にする。第３電磁波シールド４２は、アルミニウム箔及びアルミニウム板が例示されるが、これに限定されない。この場合、第３電磁波加熱装置４０は、第３電磁波シールド４２により、第２複合材料１４´´´において、第２非接合領域１４ｂ´を第３電磁波ＥＢ３によって加熱される領域に、第２接合領域１４ａ´´を第３電磁波ＥＢ３によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第３電磁波ＥＢ３を照射する。そのため、第２接合領域１４ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理で、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。第３電磁波シールド４２は、電磁波に対して透明な材料にパターニングされてシート化されたものでもよく、この場合、第３電磁波シールド４２で第２接合領域１４ａ´´を覆う処理が簡易化し、かつ、覆う位置の精度が向上するため、好ましい。
【００５０】
第３電磁波加熱装置４０は、図６に示すように、電磁波照射部４４と、温度計４６と、制御部４８と、を有する。電磁波照射部４４は、制御部４８の制御に基づいて、第３電磁波ＥＢ３を照射する。電磁波照射部４４は、第２非接合領域１４ｂ´が延びるＸ方向を含む水平面に沿った電場の成分を含む第３電磁波ＥＢ３を照射することが好ましい。電磁波照射部４４は、第２非接合領域１４ｂ´が延びるＸ方向を含む水平面に沿った電場の成分を含む第３電磁波ＥＢ３を照射する場合、第３電磁波ＥＢ３で第２非接合領域１４ｂ´を効率よく加熱することができる。電磁波照射部４４は、第２非接合領域１４ｂ´が延びるＸ方向を含む水平面に直交するＺ方向に沿った磁場の成分を含む第３電磁波ＥＢ３を照射することが好ましい。電磁波照射部４４は、第２非接合領域１４ｂ´が延びるＸ方向を含む水平面に直交するＺ方向に沿った磁場の成分を含む第３電磁波ＥＢ３を照射する場合、第３電磁波ＥＢ３で第２非接合領域１４ｂ´を効率よく加熱することができる。電磁波照射部４４は、マイクロ波を照射するマイクロ波照射装置が例示されるが、これに限定されず、周知の電磁波照射部が好適に用いられる。
【００５１】
温度計４６は、制御部４８の制御に基づいて、第３電磁波ＥＢ３が照射されて加熱されている領域の温度を検出する。すなわち、温度計４６は、第２非接合領域１４ｂ´の温度を計測する。温度計４６は、計測して取得した温度の情報を、制御部４８に送信する。温度計４６は、非接触式の温度計である赤外線で温度を検出するサーモビューアが例示されるが、これに限定されない。温度計４６は、図６では非接触式の温度計が記載されているが、接触式の温度計でもよく、光ファイバー温度計が例示される。
【００５２】
制御部４８は、記憶部と、処理部と、を備える。記憶部は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリー等の記憶装置を有し、処理部により処理されるソフトウェア・プログラム及びこのソフトウェア・プログラムにより参照されるデータ等を記憶する。また、記憶部は、処理部が処理結果等を一時的に記憶する記憶領域としても機能する。処理部は、記憶部からソフトウェア・プログラム等を読み出して処理することで、ソフトウェア・プログラムの内容に応じた機能を発揮する。制御部４８は、電磁波照射部４４及び温度計４６を制御する。
【００５３】
制御部４８は、温度計４６から取得する温度の情報に基づいて、電磁波照射部４４が照射する第３電磁波ＥＢ３を制御する。そのため、制御部４８は、第２非接合領域１４ｂ´を硬化温度範囲Ｔ１内の一定の温度で加熱して、熱硬化処理をすることができる。
【００５４】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法において所定の処理が施された第２複合材料１４´´´を示す図である。第２複合材料１４´´´は、図７に示すように、第２炭素繊維１４ｆを含む。第２複合材料１４´´´の第２炭素繊維１４ｆは、照射された電磁波に含まれる電場及び磁場に応答して、内部に電流が発生し、第２炭素繊維１４ｆ自体の電気抵抗によって発熱する。第２複合材料１４´´´は、第２炭素繊維１４ｆの発熱に伴って加熱される。第２複合材料１４´´´の第２炭素繊維１４ｆは、一部または全部が、第３電磁波加熱装置４０で電磁波加熱処理が行われる前に、第２接合領域１４ａ´´と第２非接合領域１４ｂ´との境界で、切断されていることが好ましい。第２炭素繊維１４ｆが切断されている場合、第２接合領域１４ａ´´と第２非接合領域１４ｂ´とに渡って第２炭素繊維１４ｆを流れる電流が低減する。そのため、第２複合材料１４´´´において、第２非接合領域１４ｂ´を第３電磁波ＥＢ３によって加熱される領域に、第２接合領域１４ａ´´を第３電磁波ＥＢ３によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、第２接合領域１４ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理で、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。
【００５５】
図８は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法に使用する第４電磁波加熱装置５０の一例を示す概略構成図である。第４電磁波加熱装置５０は、第２非接合領域１４ｂ´が硬化状態となって第２非接合領域１４ｂとなった後、第２接合領域１４ａ´´が加熱可能な状態に準備された第２複合材料１４´´に対して、第２接合領域１４ａ´´を加熱して半硬化状態にする。ここで、第２複合材料１４´´は、第２接合領域１４ａ´´で熱硬化性樹脂が軟化状態であり、第２非接合領域１４ｂで熱硬化性樹脂が硬化状態である第２複合材料を表したものである。第２非接合領域１４ｂは、熱硬化性樹脂が硬化状態である第２非接合領域を表したものである。第２接合領域１４ａ´´は、加熱されて半硬化状態になることで、第２接合領域１４ａ´となる。第２接合領域１４ａ´´が第２接合領域１４ａ´となることで、第２複合材料１４´´は、第２複合材料１４´となる。
【００５６】
第４電磁波加熱装置５０は、第４電磁波シールド５２で第２非接合領域１４ｂが覆われた第２複合材料１４´´に第４電磁波ＥＢ４を照射することで、第４電磁波シールド５２から露出した第２接合領域１４ａ´´を第４電磁波ＥＢ４で加熱して硬化状態にする。第４電磁波シールド５２は、アルミニウム箔及びアルミニウム板が例示されるが、これに限定されない。この場合、第４電磁波加熱装置５０は、第４電磁波シールド５２により、第２複合材料１４´´において、第２接合領域１４ａ´´を第４電磁波ＥＢ４によって加熱される領域に、第２非接合領域１４ｂを第４電磁波ＥＢ４によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第４電磁波ＥＢ４を照射する。そのため、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。また、第２非接合領域１４ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。第４電磁波シールド５２は、電磁波に対して透明な材料にパターニングされてシート化されたものでもよく、この場合、第４電磁波シールド５２で第２非接合領域１４ｂを覆う処理が簡易化し、かつ、覆う位置の精度が向上するため、好ましい。
【００５７】
第４電磁波加熱装置５０は、図８に示すように、電磁波照射部５４と、温度計５６と、制御部５８と、を有する。電磁波照射部５４は、制御部５８の制御に基づいて、第４電磁波ＥＢ４を照射する。電磁波照射部５４は、第２接合領域１４ａ´´が延びるＸ方向を含む水平面に沿った電場の成分を含む第４電磁波ＥＢ４を照射することが好ましい。電磁波照射部５４は、第２接合領域１４ａ´´が延びるＸ方向を含む水平面に沿った電場の成分を含む第４電磁波ＥＢ４を照射する場合、第４電磁波ＥＢ４で第２接合領域１４ａ´´を効率よく加熱することができる。電磁波照射部５４は、第２接合領域１４ａ´´が延びるＸ方向を含む水平面に直交するＺ方向に沿った磁場の成分を含む第４電磁波ＥＢ４を照射することが好ましい。電磁波照射部５４は、第２接合領域１４ａ´´が延びるＸ方向を含む水平面に直交するＺ方向に沿った磁場の成分を含む第４電磁波ＥＢ４を照射する場合、第４電磁波ＥＢ４で第２接合領域１４ａ´´を効率よく加熱することができる。電磁波照射部５４は、マイクロ波を照射するマイクロ波照射装置が例示されるが、これに限定されず、周知の電磁波照射部が好適に用いられる。
【００５８】
温度計５６は、制御部５８の制御に基づいて、第４電磁波ＥＢ４が照射されて加熱されている領域の温度を検出する。すなわち、温度計５６は、第２接合領域１４ａ´´の温度を計測する。温度計５６は、計測して取得した温度の情報を、制御部５８に送信する。温度計５６は、非接触式の温度計である赤外線で温度を検出するサーモビューアが例示されるが、これに限定されない。温度計５６は、図８では非接触式の温度計が記載されているが、接触式の温度計でもよく、光ファイバー温度計が例示される。
【００５９】
制御部５８は、記憶部と、処理部と、を備える。記憶部は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリー等の記憶装置を有し、処理部により処理されるソフトウェア・プログラム及びこのソフトウェア・プログラムにより参照されるデータ等を記憶する。また、記憶部は、処理部が処理結果等を一時的に記憶する記憶領域としても機能する。処理部は、記憶部からソフトウェア・プログラム等を読み出して処理することで、ソフトウェア・プログラムの内容に応じた機能を発揮する。制御部５８は、電磁波照射部５４及び温度計５６を制御する。
【００６０】
制御部５８は、温度計５６から取得する温度の情報に基づいて、電磁波照射部５４が照射する第４電磁波ＥＢ４を制御する。そのため、制御部５８は、第２接合領域１４ａ´´を半硬化温度範囲Ｔ２内の一定の温度で加熱して、熱硬化処理をすることができる。
【００６１】
第２複合材料１４´´は、第２複合材料１４´´´と同様に、第２炭素繊維１４ｆを含む。第３電磁波加熱装置４０で電磁波加熱処理が行われる前における第２複合材料１４´´´の第２炭素繊維１４ｆと同様に、第２複合材料１４´´の第２炭素繊維１４ｆは、一部または全部が、第４電磁波加熱装置５０で電磁波加熱処理が行われる前に、第２接合領域１４ａ´´と第２非接合領域１４ｂとの境界で、切断されていることが好ましい。第２炭素繊維１４ｆが切断されている場合、第２接合領域１４ａ´´と第２非接合領域１４ｂとに渡って第２炭素繊維１４ｆを流れる電流が低減する。そのため、第２複合材料１４´´において、第２接合領域１４ａ´´を第４電磁波ＥＢ４によって加熱される領域に、第２非接合領域１４ｂを第４電磁波ＥＢ４によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。また、第２非接合領域１４ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００６２】
図９は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法に使用する第５電磁波加熱装置６０の一例を示す概略構成図である。第５電磁波加熱装置６０は、半硬化状態とされた第２複合材料１４´の第２接合領域１４ａ´に、半硬化状態とされた第１複合材料１２´の第１接合領域１２ａ´を接触させて加圧した状態に対して、接触及び加圧された第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を加熱して硬化状態にする。ここで、第１複合材料１２´は、第１接合領域１２ａ´で熱硬化性樹脂が半硬化状態であり、第１非接合領域１２ｂで熱硬化性樹脂が硬化状態である第１複合材料を表したものである。第１接合領域１２ａ´は、熱硬化性樹脂が半硬化状態である第１接合領域を表したものである。第２複合材料１４´は、第２接合領域１４ａ´で熱硬化性樹脂が半硬化状態であり、第２非接合領域１４ｂで熱硬化性樹脂が硬化状態である第２複合材料を表したものである。第２接合領域１４ａ´は、熱硬化性樹脂が半硬化状態である第２接合領域を表したものである。第１接合領域１２ａ´は、加熱されて硬化状態になることで、第１接合領域１２ａとなる。第２接合領域１４ａ´は、加熱されて硬化状態になることで、第２接合領域１４ａとなる。第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´は、接触及び加圧された状態で加熱されて硬化状態になることで、互いに接合する。第１接合領域１２ａ´が第１接合領域１２ａとなることで、第１複合材料１２´は、第１複合材料１２となる。第２接合領域１４ａ´が第２接合領域１４ａとなることで、第２複合材料１４´は、第２複合材料１４となる。第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´が互いに接合することで、接合材料１０を形成する。
【００６３】
第５電磁波加熱装置６０は、第５電磁波シールド６３で第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂが覆われた第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´に第５電磁波ＥＢ５を照射することで、第５電磁波シールド６３から露出した第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を第５電磁波ＥＢ５で加熱して硬化状態にする。第５電磁波シールド６３は、アルミニウム箔及びアルミニウム板が例示されるが、これに限定されない。この場合、第５電磁波加熱装置６０は、第５電磁波シールド６３により、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´において、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を第５電磁波ＥＢ５によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂを第５電磁波ＥＢ５によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第５電磁波ＥＢ５を照射する。そのため、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を好適に硬化状態にすることができる。また、第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。第５電磁波シールド６３は、第２非接合領域１４ｂの第１複合材料１２´が接合されない側の面を覆うものについては、電磁波に対して透明な材料にパターニングされてシート化されたものでもよく、この場合、第５電磁波シールド６３で第２非接合領域１４ｂを覆う処理が簡易化し、かつ、覆う位置の精度が向上するため、好ましい。
【００６４】
第５電磁波加熱装置６０は、図９に示すように、加圧部６２と、電磁波照射部６４と、温度計６６と、制御部６８と、を有する。加圧部６２は、半硬化状態とされた第２複合材料１４´の第２接合領域１４ａ´に、半硬化状態とされた第１複合材料１２´の第１接合領域１２ａ´を接触させて加圧する。加圧部６２は、加圧支持部６２ａと、加圧付加部６２ｂと、加圧シリンダ６２ｃと、を有する。加圧支持部６２ａ及び加圧付加部６２ｂは、いずれも電磁波に対して透明な材料で形成されている。すなわち、加圧支持部６２ａ及び加圧付加部６２ｂは、第５電磁波ＥＢ５に影響を与えない。加圧支持部６２ａは、固定して設置されている。加圧支持部６２ａは、第２複合材料１４´の−Ｚ方向、すなわち鉛直方向下側の面を、−Ｚ方向、すなわち鉛直方向下側から支持する。加圧付加部６２ｂは、加圧シリンダ６２ｃを介して、＋Ｚ方向、すなわち鉛直方向上側から支持されている。加圧付加部６２ｂは、加圧シリンダ６２ｃを介して、Ｚ方向、すなわち鉛直方向に移動可能に支持されている。加圧付加部６２ｂは、第１複合材料１２´の第１接合領域１２ａ´における＋Ｚ方向、すなわち鉛直方向上側の面を、＋Ｚ方向、すなわち鉛直方向上側から加圧する。
【００６５】
加圧シリンダ６２ｃは、−Ｚ方向、すなわち鉛直方向下側に加圧付加部６２ｂが設置されている。加圧シリンダ６２ｃは、制御部６８に電気的に接続されている。加圧シリンダ６２ｃは、制御部６８の制御に基づいて、加圧付加部６２ｂが第１複合材料１２´の第１接合領域１２ａ´にかける圧力を変更する。加圧部６２は、第１複合材料１２´の第１接合領域１２ａ´にかける圧力を約８００ｋＰａとすることが好ましい。
【００６６】
電磁波照射部６４は、制御部６８の制御に基づいて、第５電磁波ＥＢ５を照射する。電磁波照射部６４は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´が延びるＸ方向を含む水平面に沿った電場の成分を含む第５電磁波ＥＢ５を照射することが好ましい。電磁波照射部６４は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´が延びるＸ方向を含む水平面に沿った電場の成分を含む第５電磁波ＥＢ５を照射する場合、第５電磁波ＥＢ５で第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を効率よく加熱することができる。電磁波照射部６４は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´が延びるＸ方向を含む水平面に直交するＺ方向に沿った磁場の成分を含む第５電磁波ＥＢ５を照射することが好ましい。電磁波照射部６４は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´が延びるＸ方向を含む水平面に直交するＺ方向に沿った磁場の成分を含む第５電磁波ＥＢ５を照射する場合、第５電磁波ＥＢ５で第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を効率よく加熱することができる。電磁波照射部６４は、マイクロ波を照射するマイクロ波照射装置が例示されるが、これに限定されず、周知の電磁波照射部が好適に用いられる。
【００６７】
温度計６６は、制御部６８の制御に基づいて、第５電磁波ＥＢ５が照射されて加熱されている領域の温度を検出する。すなわち、温度計６６は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´の温度を計測する。温度計６６は、計測して取得した温度の情報を、制御部６８に送信する。温度計６６は、非接触式の温度計である赤外線で温度を検出するサーモビューアが例示されるが、これに限定されない。温度計６６は、図９では非接触式の温度計が記載されているが、接触式の温度計でもよく、光ファイバー温度計が例示される。
【００６８】
制御部６８は、記憶部と、処理部と、を備える。記憶部は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリー等の記憶装置を有し、処理部により処理されるソフトウェア・プログラム及びこのソフトウェア・プログラムにより参照されるデータ等を記憶する。また、記憶部は、処理部が処理結果等を一時的に記憶する記憶領域としても機能する。処理部は、記憶部からソフトウェア・プログラム等を読み出して処理することで、ソフトウェア・プログラムの内容に応じた機能を発揮する。制御部６８は、加圧部６２、電磁波照射部６４及び温度計６６を制御する。
【００６９】
制御部６８は、加圧部６２を制御する。詳細には、制御部６８は、加圧部６２の加圧シリンダ６２ｃを制御することで、第１複合材料１２´の第１接合領域１２ａ´にかける圧力を制御する。制御部６８は、温度計６６から取得する温度の情報に基づいて、電磁波照射部６４が照射する第５電磁波ＥＢ５を制御する。そのため、制御部６８は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を硬化温度範囲Ｔ１内の一定の温度で加熱して、熱硬化処理をすることができる。
【００７０】
第１複合材料１２´は、第１複合材料１２´´と同様に、第１炭素繊維１２ｆを含む。第２電磁波加熱装置３０で電磁波加熱処理が行われる前における第１複合材料１２´´の第１炭素繊維１２ｆと同様に、第１複合材料１２´の第１炭素繊維１２ｆは、一部または全部が、第５電磁波加熱装置６０で電磁波加熱処理が行われる前に、第１接合領域１２ａ´と第１非接合領域１２ｂとの境界で、切断されていることが好ましい。第１炭素繊維１２ｆが切断されている場合、第１接合領域１２ａ´と第１非接合領域１２ｂとに渡って第１炭素繊維１２ｆを流れる電流が低減する。そのため、第１複合材料１２´において、第１接合領域１２ａ´を第５電磁波ＥＢ５によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂを第５電磁波ＥＢ５によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、第１接合領域１２ａ´を好適に硬化状態にすることができる。また、第１非接合領域１２ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００７１】
第２複合材料１４´は、第２複合材料１４´´と同様に、第２炭素繊維１４ｆを含む。第４電磁波加熱装置５０で電磁波加熱処理が行われる前における第２複合材料１４´´の第２炭素繊維１４ｆと同様に、第２複合材料１４´の第２炭素繊維１４ｆは、一部または全部が、第５電磁波加熱装置６０で電磁波加熱処理が行われる前に、第２接合領域１４ａ´と第２非接合領域１４ｂとの境界で、切断されていることが好ましい。第２炭素繊維１４ｆが切断されている場合、第２接合領域１４ａ´と第２非接合領域１４ｂとに渡って第２炭素繊維１４ｆを流れる電流が低減する。そのため、第２複合材料１４´において、第２接合領域１４ａ´を第５電磁波ＥＢ５によって加熱される領域に、第２非接合領域１４ｂを第５電磁波ＥＢ５によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、第２接合領域１４ａ´を好適に硬化状態にすることができる。また、第２非接合領域１４ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００７２】
以上のような構成を有する第１電磁波加熱装置２０、第２電磁波加熱装置３０、第３電磁波加熱装置４０、第４電磁波加熱装置５０、第５電磁波加熱装置６０を含む接合システムの作用である第１の実施形態に係る接合方法について、以下に説明する。図１０は、本発明の第１の実施形態に係る接合方法のフローチャートである。
【００７３】
第１の実施形態に係る接合方法は、図１０に示すように、第１硬化準備ステップＳ１２と、第１硬化ステップＳ１４と、第１半硬化準備ステップＳ１６と、第１半硬化ステップＳ１８と、第２硬化準備ステップＳ２２と、第２硬化ステップＳ２４と、第２半硬化準備ステップＳ２６と、第２半硬化ステップＳ２８と、接触加圧ステップＳ３２と、加熱接合ステップＳ３４と、を有する。以下においては、第１硬化準備ステップＳ１２、第１硬化ステップＳ１４、第１半硬化準備ステップＳ１６、第１半硬化ステップＳ１８、第２硬化準備ステップＳ２２、第２硬化ステップＳ２４、第２半硬化準備ステップＳ２６、第２半硬化ステップＳ２８、接触加圧ステップＳ３２及び加熱接合ステップＳ３４を、それぞれ単に、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１６、ステップＳ１８、ステップＳ２２、ステップＳ２４、ステップＳ２６、ステップＳ２８、ステップＳ３２及びステップＳ３４と適宜称する。
【００７４】
第１の実施形態に係る接合方法では、ステップＳ１２と、ステップＳ１４と、ステップＳ１６と、ステップＳ１８と、が、第１複合材料に対する処理であり、以下においては、これらを第１群の処理と称する。第１の実施形態に係る接合方法では、ステップＳ２２と、ステップＳ２４と、ステップＳ２６と、ステップＳ２８と、が、第２複合材料に対する処理であり、以下においては、これらを第２群の処理と称する。第１の実施形態に係る接合方法では、ステップＳ３２と、ステップＳ３４と、が、第１複合材料及び第２複合材料に対する処理であり、以下においては、これらを第３群の処理と称する。第１の実施形態に係る接合方法では、第１群の処理と第２群の処理とは独立している。そのため、第１の実施形態に係る接合方法では、図１０では、第１群の処理の後に第２群の処理をするように記載されているが、これに限定されず、第１群の処理の前に第２群の処理をしてもよいし、第１群の処理と第２群の処理とを並行して行ってもよい。また、図１０では、第１群の処理において、ステップＳ１２及びステップＳ１４の後にステップＳ１６及びステップＳ１８を施しているが、ステップＳ１６及びステップＳ１８の後にステップＳ１２及びステップＳ１４を施してもよい。また、図１０では、第２群の処理において、ステップＳ２２及びステップＳ２４の後にステップＳ２６及びステップＳ２８を施しているが、ステップＳ２６及びステップＳ２８の後にステップＳ２２及びステップＳ２４を施してもよい。
【００７５】
第１複合材料１２´´´において、第１接合領域１２ａ´´を第１電磁波シールド２２で覆うことにより、第１接合領域１２ａ´´を第１電磁波ＥＢ１によって加熱不可能な状態にする。すなわち、第１複合材料１２´´´において、第１接合領域１２ａ´´を第１電磁波シールド２２で覆うことにより、第１接合領域１２ａ´´を軟化状態に保持されるように準備する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、第１電磁波シールド２２により、第１複合材料１２´´´において、第１非接合領域１２ｂ´を第１電磁波ＥＢ１によって加熱される領域に、第１接合領域１２ａ´´を第１電磁波ＥＢ１によって加熱されない領域に、明確に分離している。そのため、この後の処理である第１硬化ステップＳ１４で第１接合領域１２ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理である第１半硬化ステップＳ１８で、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。
【００７６】
ステップＳ１２では、第１接合領域１２ａ´´と第１非接合領域１２ｂ´との境界で、第１炭素繊維１２ｆの一部または全部を切断することが好ましい。この場合、第１接合領域１２ａ´´と第１非接合領域１２ｂ´とに渡って第１炭素繊維１２ｆを流れる電流が低減する。そのため、第１複合材料１２´´´において、第１非接合領域１２ｂ´を第１電磁波ＥＢ１によって加熱される領域に、第１接合領域１２ａ´´を第１電磁波ＥＢ１によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、第１接合領域１２ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理である第１半硬化ステップＳ１８で、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。
【００７７】
ステップＳ１２の処理が行われた後、第１電磁波加熱装置２０は、第１接合領域１２ａ´´が軟化状態に保持されるように準備された第１複合材料１２´´´に対して、第１非接合領域１２ｂ´を加熱して硬化状態にする。詳細には、第１電磁波加熱装置２０は、第１電磁波シールド２２で第１接合領域１２ａ´´が覆われた第１複合材料１２´´´に第１電磁波ＥＢ１を照射することで、第１電磁波シールド２２から露出した第１非接合領域１２ｂ´を第１電磁波ＥＢ１で加熱して硬化状態にする（ステップＳ１４）。第１非接合領域１２ｂ´は、加熱されて硬化状態になることで、第１非接合領域１２ｂとなる。第１非接合領域１２ｂ´が第１非接合領域１２ｂとなることで、第１複合材料１２´´´は、第１複合材料１２´´となる。
【００７８】
ステップＳ１４の処理が行われた後、第１複合材料１２´´において、第１非接合領域１２ｂを第２電磁波シールド３２で覆い、第１接合領域１２ａ´´を露出された状態とすることにより、第１接合領域１２ａ´´を第２電磁波ＥＢ２によって加熱可能な状態に準備する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、第２電磁波シールド３２により、第１複合材料１２´´において、第１接合領域１２ａ´´を第２電磁波ＥＢ２によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂを第２電磁波ＥＢ２によって加熱されない領域に、明確に分離している。そのため、この後の処理である第１半硬化ステップＳ１８で、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。また、第１非接合領域１２ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００７９】
ステップＳ１６では、第１接合領域１２ａ´´と第１非接合領域１２ｂとの境界で、第１炭素繊維１２ｆの一部または全部を切断することが好ましい。この場合、第１接合領域１２ａ´´と第１非接合領域１２ｂとに渡って第１炭素繊維１２ｆを流れる電流が低減する。そのため、第１複合材料１２´´において、第１接合領域１２ａ´´を第２電磁波ＥＢ２によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂを第２電磁波ＥＢ２によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、この後の処理である第１半硬化ステップＳ１８で、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。また、第１非接合領域１２ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００８０】
ステップＳ１６の処理が行われた後、第２電磁波加熱装置３０は、第１接合領域１２ａ´´が加熱可能な状態に準備された第１複合材料１２´´に対して、第１接合領域１２ａ´´を加熱して硬化状態にする。詳細には、第２電磁波加熱装置３０は、第２電磁波シールド３２で第１非接合領域１２ｂが覆われた第１複合材料１２´´に第２電磁波ＥＢ２を照射することで、第２電磁波シールド３２から露出した第１接合領域１２ａ´´を第２電磁波ＥＢ２で加熱して半硬化状態にする（ステップＳ１８）。第１接合領域１２ａ´´は、加熱されて半硬化状態になることで、第１接合領域１２ａ´となる。第１接合領域１２ａ´´が第１接合領域１２ａ´となることで、第１複合材料１２´´は、第１複合材料１２´となる。
【００８１】
第２複合材料１４´´´において、第２接合領域１４ａ´´を第３電磁波シールド４２で覆うことにより、第２接合領域１４ａ´´を第３電磁波ＥＢ３によって加熱不可能な状態にする。すなわち、第２複合材料１４´´´において、第２接合領域１４ａ´´を第３電磁波シールド４２で覆うことにより、第２接合領域１４ａ´´を軟化状態に保持されるように準備する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２では、第３電磁波シールド４２により、第２複合材料１４´´´において、第２非接合領域１４ｂ´を第３電磁波ＥＢ３によって加熱される領域に、第２接合領域１４ａ´´を第３電磁波ＥＢ３によって加熱されない領域に、明確に分離している。そのため、この後の処理である第２硬化ステップＳ２４で第２接合領域１４ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理である第２半硬化ステップＳ２８で、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。
【００８２】
ステップＳ２２では、第２接合領域１４ａ´´と第２非接合領域１４ｂ´との境界で、第２炭素繊維１４ｆの一部または全部を切断することが好ましい。この場合、第２接合領域１４ａ´´と第２非接合領域１４ｂ´とに渡って第２炭素繊維１４ｆを流れる電流が低減する。そのため、第２複合材料１４´´´において、第２非接合領域１４ｂ´を第３電磁波ＥＢ３によって加熱される領域に、第２接合領域１４ａ´´を第３電磁波ＥＢ３によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、第２接合領域１４ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理である第２半硬化ステップＳ２８で、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。
【００８３】
ステップＳ２２の処理が行われた後、第３電磁波加熱装置４０は、第２接合領域１４ａ´´が軟化状態に保持されるように準備された第２複合材料１４´´´に対して、第２非接合領域１４ｂ´を加熱して硬化状態にする。詳細には、第３電磁波加熱装置４０は、第３電磁波シールド４２で第２接合領域１４ａ´´が覆われた第２複合材料１４´´´に第３電磁波ＥＢ３を照射することで、第３電磁波シールド４２から露出した第２非接合領域１４ｂ´を第３電磁波ＥＢ３で加熱して硬化状態にする（ステップＳ２４）。第２非接合領域１４ｂ´は、加熱されて硬化状態になることで、第２非接合領域１４ｂとなる。第２非接合領域１４ｂ´が第２非接合領域１４ｂとなることで、第２複合材料１４´´´は、第２複合材料１４´´となる。
【００８４】
ステップＳ２４の処理が行われた後、第２複合材料１４´´において、第２非接合領域１４ｂを第４電磁波シールド５２で覆い、第２接合領域１４ａ´´を露出された状態とすることにより、第２接合領域１４ａ´´を第４電磁波ＥＢ４によって加熱可能な状態に準備する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６では、第４電磁波シールド５２により、第２複合材料１４´´において、第２接合領域１４ａ´´を第４電磁波ＥＢ４によって加熱される領域に、第２非接合領域１４ｂを第４電磁波ＥＢ４によって加熱されない領域に、明確に分離している。そのため、この後の処理である第２半硬化ステップＳ２８で、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。また、第２非接合領域１４ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００８５】
ステップＳ２６では、第２接合領域１４ａ´´と第２非接合領域１４ｂとの境界で、第２炭素繊維１４ｆの一部または全部を切断することが好ましい。この場合、第２接合領域１４ａ´´と第２非接合領域１４ｂとに渡って第２炭素繊維１４ｆを流れる電流が低減する。そのため、第２複合材料１４´´において、第２接合領域１４ａ´´を第４電磁波ＥＢ４によって加熱される領域に、第２非接合領域１４ｂを第４電磁波ＥＢ４によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、この後の処理である第２半硬化ステップＳ２８で、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。また、第２非接合領域１４ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００８６】
ステップＳ２６の処理が行われた後、第４電磁波加熱装置５０は、第２接合領域１４ａ´´が加熱可能な状態に準備された第２複合材料１４´´に対して、第２接合領域１４ａ´´を加熱して硬化状態にする。詳細には、第４電磁波加熱装置５０は、第４電磁波シールド５２で第２非接合領域１４ｂが覆われた第２複合材料１４´´に第４電磁波ＥＢ４を照射することで、第４電磁波シールド５２から露出した第２接合領域１４ａ´´を第４電磁波ＥＢ４で加熱して半硬化状態にする（ステップＳ２８）。第２接合領域１４ａ´´は、加熱されて半硬化状態になることで、第２接合領域１４ａ´となる。第２接合領域１４ａ´´が第２接合領域１４ａ´となることで、第２複合材料１４´´は、第２複合材料１４´となる。
【００８７】
ステップＳ１８の処理及びステップＳ２８の処理が行われた後、半硬化状態とされた第２複合材料１４´の第２接合領域１４ａ´に、半硬化状態とされた第１複合材料１２´の第１接合領域１２ａ´を接触させて加圧する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２では、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´において、第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂを第５電磁波シールド６３で覆うことが好ましい。この場合、第５電磁波シールド６３により、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´において、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を第５電磁波ＥＢ５によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂを第５電磁波ＥＢ５によって加熱されない領域に、明確に分離している。そのため、この後の処理である加熱接合ステップＳ３４で、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を好適に硬化状態にすることができる。また、第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００８８】
ステップＳ３２では、第１接合領域１２ａ´と第１非接合領域１２ｂとの境界で、第１炭素繊維１２ｆの一部または全部を切断することが好ましい。この場合、第１接合領域１２ａ´と第１非接合領域１２ｂとに渡って第１炭素繊維１２ｆを流れる電流が低減する。そのため、第１複合材料１２´において、第１接合領域１２ａ´を第５電磁波ＥＢ５によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂを第５電磁波ＥＢ５によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、第１接合領域１２ａ´を好適に硬化状態にすることができる。また、第１非接合領域１２ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００８９】
ステップＳ３２では、第２接合領域１４ａ´と第２非接合領域１４ｂとの境界で、第２炭素繊維１４ｆの一部または全部を切断することが好ましい。この場合、第２接合領域１４ａ´と第２非接合領域１４ｂとに渡って第２炭素繊維１４ｆを流れる電流が低減する。そのため、第２複合材料１４´において、第２接合領域１４ａ´を第５電磁波ＥＢ５によって加熱される領域に、第２非接合領域１４ｂを第５電磁波ＥＢ５によって加熱されない領域に、明確に分離することができる。これにより、第２接合領域１４ａ´を好適に硬化状態にすることができる。また、第２非接合領域１４ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００９０】
ステップＳ３２の処理が行われた後、第５電磁波加熱装置６０は、半硬化状態とされた第２複合材料１４´の第２接合領域１４ａ´に、半硬化状態とされた第１複合材料１２´の第１接合領域１２ａ´を接触させて加圧した状態に対して、接触及び加圧された第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を加熱して硬化状態にする。詳細には、第５電磁波加熱装置６０は、第５電磁波シールド６３で第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂが覆われた第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´に第５電磁波ＥＢ５を照射することで、第５電磁波シールド６３から露出した第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を第５電磁波ＥＢ５で加熱して硬化状態にする（ステップＳ３４）。
【００９１】
ステップＳ３４で、第１接合領域１２ａ´は、加熱されて硬化状態になることで、第１接合領域１２ａとなる。第２接合領域１４ａ´は、加熱されて硬化状態になることで、第２接合領域１４ａとなる。第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´は、接触及び加圧された状態で加熱されて硬化状態になることで、互いに接合する。第１接合領域１２ａ´が第１接合領域１２ａとなることで、第１複合材料１２´は、第１複合材料１２となる。第２接合領域１４ａ´が第２接合領域１４ａとなることで、第２複合材料１４´は、第２複合材料１４となる。第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´が互いに接合することで、接合材料１０を形成する。
【００９２】
第１の実施形態に係る接合方法は、以上のような一連のステップを有するので、接合する領域を好適に半硬化状態にし、複合材料の接合の強度の品質を好適に保持しつつ、複合材料を効率よく接合することができる。第１の実施形態に係る接合方法は、積層工程、デバルク工程及びバギング工程といった準備工程、を経なくても良い。第１の実施形態に係る接合方法は、化学的な結合により複合材料を接合するので、接合部分に関する品質管理手法が確立しているため、セカンダリーボンド工程またはコボンド工程を経なくてもよい。結果として、第１の実施形態に係る接合方法は、接合材料１０の製造コストを大幅に低減できる。
【００９３】
［第２の実施形態］
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る接合方法に使用する第５電磁波加熱装置６０の一例を示す構成概略図である。第２の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法において、第２群の処理であるステップＳ２２、ステップＳ２４、ステップＳ２６及びステップＳ２８を省略したものである。第２の実施形態の説明では、第１の実施形態と同様の構成に第１の実施形態と同一の符号群を用い、その詳細な説明を省略する。
【００９４】
第２の実施形態に係る接合方法では、第５電磁波加熱装置６０は、第１の実施形態に係る接合方法で用いられる第２複合材料１４´に代えて、第２複合材料１４´´´に対して電磁波加熱処理をする。詳細には、第２の実施形態に係る接合方法では、第５電磁波加熱装置６０は、軟化状態である第２複合材料１４´´´の第２接合領域１４ａ´´に、半硬化状態とされた第１複合材料１２´の第１接合領域１２ａ´を接触させて加圧した状態に対して、接触及び加圧された第１接合領域１２ａ´、第２接合領域１４ａ´´及び第２非接合領域１４ｂ´を加熱して硬化状態にする。第２接合領域１４ａ´´は、加熱されて半硬化状態を飛ばして硬化状態になることで、第２接合領域１４ａとなる。第２非接合領域１４ｂ´は、加熱されて硬化状態になることで、第２非接合領域１４ｂとなる。第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´´は、接触及び加圧された状態で加熱されて硬化状態になることで、互いに接合する。第２接合領域１４ａ´´が第２接合領域１４ａとなり、第２非接合領域１４ｂ´が第２非接合領域１４ｂとなることで、第２複合材料１４´´´は、第２複合材料１４となる。第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´´´は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´´が互いに接合することで、接合材料１０を形成する。
【００９５】
第５電磁波加熱装置６０は、第５電磁波シールド６３で第１非接合領域１２ｂが覆われた第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´´´に第５電磁波ＥＢ５を照射することで、第５電磁波シールド６３から露出した第１接合領域１２ａ´、第２接合領域１４ａ´´及び第２非接合領域１４ｂ´を第５電磁波ＥＢ５で加熱して硬化状態にする。この場合、第５電磁波加熱装置６０は、第５電磁波シールド６３により、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´´´において、第１接合領域１２ａ´、第２接合領域１４ａ´´及び第２非接合領域１４ｂ´を第５電磁波ＥＢ５によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂを第５電磁波ＥＢ５によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第５電磁波ＥＢ５を照射する。そのため、第１接合領域１２ａ´、第２接合領域１４ａ´´及び第２非接合領域１４ｂ´を好適に硬化状態にすることができる。また、第１非接合領域１２ｂに無駄な熱履歴を与えることを低減することができる。
【００９６】
第２の実施形態に係る接合方法は、第２群の処理であるステップＳ２２、ステップＳ２４、ステップＳ２６及びステップＳ２８を省略しているので、第１の実施形態に係る接合法よりも容易に接合することができる。第２の実施形態に係る接合方法は、接合材料１０の製造コストをより大幅に低減できる。
【００９７】
第２の実施形態に係る接合方法は、第５電磁波加熱装置６０の加圧支持部６２ａが軟化状態である第２複合材料１４´´´を支持するため、第１の実施形態に係る接合方法と同様の接合材料１０を製造することができる。第２の実施形態に係る接合方法は、第２複合材料１４´´´の形状が第５電磁波加熱装置６０の加圧支持部６２ａで容易に支持できる場合に好ましい。
【００９８】
［第３の実施形態］
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る接合方法に使用する第１電場加熱装置１２０の一例を示す概略構成図である。図１３は、本発明の第３の実施形態に係る接合方法に使用する第２電場加熱装置１３０の一例を示す概略構成図である。図１４は、本発明の第３の実施形態に係る接合方法に使用する第３電場加熱装置１４０の一例を示す概略構成図である。図１５は、本発明の第３の実施形態に係る接合方法に使用する第４電場加熱装置１５０の一例を示す概略構成図である。図１６は、本発明の第３の実施形態に係る接合方法に使用する第５電場加熱装置１６０の一例を示す概略構成図である。第３の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法において、ステップＳ１２、ステップＳ１６、ステップＳ２２、ステップＳ２６及びステップＳ３２について電磁波シールド処理に金属ナノコイル処理を加え、ステップＳ１４、ステップＳ１８、ステップＳ２４、ステップＳ２８及びステップＳ３４の電磁波加熱処理を、電場加熱処理に変更したものである。第３の実施形態の説明では、第１の実施形態と同様の構成に第１の実施形態と同一の符号群を用い、その詳細な説明を省略する。
【００９９】
金属ナノコイルは、印加された電場及び磁場に応答して、内部に電流が発生し、金属ナノコイル自体の電気抵抗によって発熱する。そのため、所定の位置に金属ナノコイルを塗布するか、または所定の位置に金属ナノコイルが塗布された金属ナノコイルシートを貼り付けることで、電場または磁場で所定の位置を選択的に加熱可能な状態にすることができる。金属ナノコイルは、直径が約１００μｍである。金属ナノコイルを構成する金属線の直径は、約９０ｎｍである。金属ナノコイルは、溶液に分散して吹き付けることで塗布される。
【０１００】
第１電場加熱装置１２０は、図１２に示すように、電場印加部１２４と、温度計１２６と、制御部１２８と、を有する。第１電場加熱装置１２０は、第１電磁波加熱装置２０において電磁波照射部２４で第１電磁波ＥＢ１を照射する代わりに、電場印加部１２４で第１電場Ｅ１を印加する。また、第１電場加熱装置１２０で第１複合材料１２´´´に対して第１電場Ｅ１を印加する前に施す処理は、第１電磁波加熱装置２０で第１複合材料１２´´´に対して第１電磁波ＥＢ１を照射する前に施す処理と異なる。詳細には、第１電場加熱装置１２０は、第１電磁波シールド２２で第１接合領域１２ａ´´が覆われ、第１非接合領域１２ｂ´に第１金属ナノコイルシート１２２の貼り付けがされた第１複合材料１２´´´に第１電場Ｅ１´を印加することで、第１金属ナノコイルシート１２２が貼り付けられた第１非接合領域１２ｂ´を第１電場Ｅ１´で加熱して硬化状態にする。
【０１０１】
電場印加部１２４は、制御部１２８の制御に基づいて、第１電場Ｅ１を印加する。電場印加部１２４は、第１非接合領域１２ｂ´が延びるＺ方向を含む鉛直面に沿って、第１電場Ｅ１を印加することが好ましい。電場印加部１２４は、第１非接合領域１２ｂ´が延びるＺ方向を含む鉛直面に沿って第１電場Ｅ１を印加する場合、第１電場Ｅ１で第１非接合領域１２ｂ´を効率よく加熱することができる。電場印加部１２４は、電源及び一対の電極が例示されるが、これに限定されず、周知の電場印加部が好適に用いられる。
【０１０２】
温度計１２６は、制御部１２８の制御に基づいて動作し、制御部１２８に温度の情報を送信する。温度計１２６は、制御部１２８の制御に基づいて動作し、制御部１２８に温度の情報を送信する点を除き、温度計２６と同じである。制御部１２８は、電場印加部１２４及び温度計１２６を制御する。制御部１２８は、温度計１２６から取得する温度の情報に基づいて、電場印加部１２４が印加する第１電場Ｅ１を制御する。制御部１２８は、電場印加部１２４及び温度計１２６を制御する点、並びに温度計１２６から取得する温度の情報に基づいて、電場印加部１２４が印加する第１電場Ｅ１を制御する点を除き、制御部２８と同じである。
【０１０３】
第１電場加熱装置１２０は、第１電磁波シールド２２及び第１金属ナノコイルシート１２２により、第１複合材料１２´´´において、第１非接合領域１２ｂ´を第１電場Ｅ１によって加熱される領域に、第１接合領域１２ａ´´を第１電場Ｅ１によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第１電場Ｅ１を印加する。そのため、第１接合領域１２ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理で、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。すなわち、第１電磁波シールド２２及び第１金属ナノコイルシート１２２は、第１複合材料１２´´´を、加熱される領域と加熱されない領域とに好適に分離することができる。
【０１０４】
第２電場加熱装置１３０は、図１３に示すように、電場印加部１３４と、温度計１３６と、制御部１３８と、を有する。第２電場加熱装置１３０は、第１電磁波加熱装置３０において電磁波照射部３４で第２電磁波ＥＢ２を照射する代わりに、電場印加部１３４で第２電場Ｅ２を印加する。また、第２電場加熱装置１３０で第１複合材料１２´´に対して第２電場Ｅ２を印加する前に施す処理は、第２電磁波加熱装置３０で第１複合材料１２´´に対して第２電磁波ＥＢ２を照射する前に施す処理と異なる。詳細には、第２電場加熱装置１３０は、第２電磁波シールド３２で第１非接合領域１２ｂが覆われ、第１接合領域１２ａ´´に第２金属ナノコイルシート１３２の貼り付けがされた第１複合材料１２´´に第２電場Ｅ２を印加することで、第２金属ナノコイルシート１３２が貼り付けられた第１接合領域１２ａ´´を第２電場Ｅ２で加熱して半硬化状態にする。
【０１０５】
電場印加部１３４は、制御部１３８の制御に基づいて、第２電場Ｅ２を印加する。電場印加部１３４は、第１接合領域１２ａ´´が延びるＸ方向を含む水平面に沿って、第２電場Ｅ２を印加することが好ましい。電場印加部１３４は、第１接合領域１２ａ´´が延びるＸ方向を含む水平面に沿って第２電場Ｅ２を印加する場合、第２電場Ｅ２で第１接合領域１２ａ´´を効率よく加熱することができる。電場印加部１３４は、電源及び一対の電極が例示されるが、これに限定されず、周知の電場印加部が好適に用いられる。
【０１０６】
温度計１３６は、制御部１３８の制御に基づいて動作し、制御部１３８に温度の情報を送信する。温度計１３６は、制御部１３８の制御に基づいて動作し、制御部１３８に温度の情報を送信する点を除き、温度計３６と同じである。制御部１３８は、電場印加部１３４及び温度計１３６を制御する。制御部１３８は、温度計１３６から取得する温度の情報に基づいて、電場印加部１３４が印加する第２電場Ｅ２を制御する。制御部１３８は、電場印加部１３４及び温度計１３６を制御する点、並びに温度計１３６から取得する温度の情報に基づいて、電場印加部１３４が印加する第２電場Ｅ２を制御する点を除き、制御部３８と同じである。
【０１０７】
第２電場加熱装置１３０は、第２電磁波シールド３２及び第２金属ナノコイルシート１３２により、第１複合材料１２´´において、第１接合領域１２ａ´´を第２電場Ｅ２によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂを第２電場Ｅ２によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第２電場Ｅ２を印加する。そのため、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。すなわち、第２電磁波シールド３２及び第２金属ナノコイルシート１３２は、第１複合材料１２´´を、加熱される領域と加熱されない領域とに好適に分離することができる。
【０１０８】
第３電場加熱装置１４０は、図１４に示すように、電場印加部１４４と、温度計１４６と、制御部１４８と、を有する。第３電場加熱装置１４０は、第３電磁波加熱装置４０において電磁波照射部４４で第３電磁波ＥＢ３を照射する代わりに、電場印加部１４４で第３電場Ｅ３を印加する。また、第３電場加熱装置１４０で第２複合材料１４´´´に対して第３電場Ｅ３を印加する前に施す処理は、第３電磁波加熱装置４０で第２複合材料１４´´´に対して第３電磁波ＥＢ３を照射する前に施す処理と異なる。詳細には、第３電場加熱装置１４０は、第３電磁波シールド４２で第２接合領域１４ａ´´が覆われ、第２非接合領域１４ｂ´に第３金属ナノコイルシート１４２の貼り付けがされた第２複合材料１４´´´に第３電場Ｅ３を印加することで、第３金属ナノコイルシート１４２が貼り付けられた第２非接合領域１４ｂ´を第３電場Ｅ３で加熱して硬化状態にする。
【０１０９】
電場印加部１４４は、制御部１４８の制御に基づいて、第３電場Ｅ３を印加する。電場印加部１４４は、第２非接合領域１４ｂ´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向、すなわちＺ方向に沿って、第３電場Ｅ３を印加することが好ましい。電場印加部１４４は、第２非接合領域１４ｂ´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向に沿って第３電場Ｅ３を印加する場合、第３電場Ｅ３で第２非接合領域１４ｂ´を効率よく加熱することができる。電場印加部１４４は、電源及び一対の電極が例示されるが、これに限定されず、周知の電場印加部が好適に用いられる。
【０１１０】
温度計１４６は、制御部１４８の制御に基づいて動作し、制御部１４８に温度の情報を送信する。温度計１４６は、制御部１４８の制御に基づいて動作し、制御部１４８に温度の情報を送信する点を除き、温度計４６と同じである。制御部１４８は、電場印加部１４４及び温度計１４６を制御する。制御部１４８は、温度計１４６から取得する温度の情報に基づいて、電場印加部１４４が印加する第３電場Ｅ３を制御する。制御部１４８は、電場印加部１４４及び温度計１４６を制御する点、並びに温度計１４６から取得する温度の情報に基づいて、電場印加部１４４が印加する第３電場Ｅ３を制御する点を除き、制御部４８と同じである。
【０１１１】
第３電場加熱装置１４０は、第３電磁波シールド４２及び第３金属ナノコイルシート１４２により、第２複合材料１４´´´において、第２非接合領域１４ｂ´を第３電場Ｅ３によって加熱される領域に、第２接合領域１４ａ´´を第３電場Ｅ３によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第３電場Ｅ３を印加する。そのため、第２接合領域１４ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理で、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。すなわち、第３電磁波シールド４２及び第３金属ナノコイルシート１４２は、第２複合材料１４´´´を、加熱される領域と加熱されない領域とに好適に分離することができる。
【０１１２】
第４電場加熱装置１５０は、図１５に示すように、電場印加部１５４と、温度計１５６と、制御部１５８と、を有する。第４電場加熱装置１５０は、第４電磁波加熱装置５０において電磁波照射部５４で第４電磁波ＥＢ４を照射する代わりに、電場印加部１５４で第４電場Ｅ４を印加する。また、第４電場加熱装置１５０で第２複合材料１４´´に対して第４電場Ｅ４を印加する前に施す処理は、第４電磁波加熱装置５０で第２複合材料１４´´に対して第４電磁波ＥＢ４を照射する前に施す処理と異なる。詳細には、第４電場加熱装置１５０は、第４電磁波シールド５２で第２非接合領域１４ｂが覆われ、第２接合領域１４ａ´´に第４金属ナノコイルシート１５２の貼り付けがされた第２複合材料１４´´に第４電場Ｅ４を印加することで、第４金属ナノコイルシート１５２が貼り付けられた第２接合領域１４ａ´´を第４電場Ｅ４で加熱して半硬化状態にする。
【０１１３】
電場印加部１５４は、制御部１５８の制御に基づいて、第４電場Ｅ４を印加する。電場印加部１５４は、第２接合領域１４ａ´´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向、すなわちＺ方向に沿って、第４電場Ｅ４を印加することが好ましい。電場印加部１５４は、第２接合領域１４ａ´´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向に沿って第４電場Ｅ４を印加する場合、第４電場Ｅ４で第２接合領域１４ａ´´を効率よく加熱することができる。電場印加部１５４は、電源及び一対の電極が例示されるが、これに限定されず、周知の電場印加部が好適に用いられる。
【０１１４】
温度計１５６は、制御部１５８の制御に基づいて動作し、制御部１５８に温度の情報を送信する。温度計１５６は、制御部１５８の制御に基づいて動作し、制御部１５８に温度の情報を送信する点を除き、温度計５６と同じである。制御部１５８は、電場印加部１５４及び温度計１５６を制御する。制御部１５８は、温度計１５６から取得する温度の情報に基づいて、電場印加部１５４が印加する第４電場Ｅ４を制御する。制御部１５８は、電場印加部１５４及び温度計１５６を制御する点、並びに温度計１５６から取得する温度の情報に基づいて、電場印加部１５４が印加する第４電場Ｅ４を制御する点を除き、制御部５８と同じである。
【０１１５】
第４電場加熱装置１５０は、第４電磁波シールド５２及び第４金属ナノコイルシート１５２により、第２複合材料１４´´において、第２接合領域１４ａ´´を第４電場Ｅ４によって加熱される領域に、第２非接合領域１４ｂを第４電場Ｅ４によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第４電場Ｅ４を印加する。そのため、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。すなわち、第４電磁波シールド５２及び第４金属ナノコイルシート１５２は、第２複合材料１４´´を、加熱される領域と加熱されない領域とに好適に分離することができる。
【０１１６】
第５電場加熱装置１６０は、図１６に示すように、加圧部６２と、電場印加部１６４と、温度計１６６と、制御部１６８と、を有する。第５電場加熱装置１６０は、第５電磁波加熱装置６０において電磁波照射部６４で第５電磁波ＥＢ５を照射する代わりに、電場印加部１６４で第５電場Ｅ５を印加する。また、第５電場加熱装置１６０で第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´に対して第５電場Ｅ５を印加する前に施す処理は、第５電磁波加熱装置５０で第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´に対して第５電磁波ＥＢ５を照射する前に施す処理と異なる。詳細には、第５電場加熱装置１６０は、第５電磁波シールド６３で第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂが覆われ、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´に第５金属ナノコイルシート１６３の貼り付けがされた第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´に第５電場Ｅ５を印加することで、第５金属ナノコイルシート１６３が貼り付けられた第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を第５電場Ｅ５で加熱して硬化状態にする。
【０１１７】
第５電場加熱装置１６０の加圧部６２は、制御部１６８の制御に基づいて作動する点を除き、第５電磁波加熱装置６０の加圧部６２と同じである。
【０１１８】
電場印加部１６４は、制御部１６８の制御に基づいて、第５電場Ｅ５を印加する。電場印加部１６４は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向、すなわちＺ方向に沿って、第５電場Ｅ５を印加することが好ましい。電場印加部１６４は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向に沿って第５電場Ｅ５を印加する場合、第５電場Ｅ５で第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を効率よく加熱することができる。電場印加部１６４は、電源及び一対の電極が例示されるが、これに限定されず、周知の電場印加部が好適に用いられる。
【０１１９】
温度計１６６は、制御部１６８の制御に基づいて動作し、制御部１６８に温度の情報を送信する。温度計１６６は、制御部１６８の制御に基づいて動作し、制御部１６８に温度の情報を送信する点を除き、温度計６６と同じである。制御部１６８は、電場印加部１６４及び温度計１６６を制御する。制御部１６８は、温度計１６６から取得する温度の情報に基づいて、電場印加部１６４が印加する第５電場Ｅ５を制御する。制御部１６８は、電場印加部１６４及び温度計１６６を制御する点、並びに温度計１６６から取得する温度の情報に基づいて、電場印加部１６４が印加する第５電場Ｅ５を制御する点を除き、制御部６８と同じである。
【０１２０】
第５電場加熱装置１６０は、第５電磁波シールド６３及び第５金属ナノコイルシート１６３により、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´において、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を第５電場Ｅ５によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂを第５電場Ｅ５によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第５電場Ｅ５を印加する。そのため、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を好適に硬化状態にすることができる。すなわち、第５電磁波シールド６３及び第５金属ナノコイルシート１６３は、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´を、加熱される領域と加熱されない領域とに好適に分離することができる。
【０１２１】
以上のような構成を有する第１電場加熱装置１２０、第２電場加熱装置１３０、第３電場加熱装置１４０、第４電場加熱装置１５０、第５電場加熱装置１６０を含む接合システムの作用である第３の実施形態に係る接合方法について、以下に説明する。
【０１２２】
第３の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ１２では、第１の実施形態に係る接合方法において第１接合領域１２ａ´´を第１電磁波シールド２２で覆うことに加えて、第１非接合領域１２ｂ´に第１金属ナノコイルシート１２２を貼り付ける。第１電磁波シールド２２及び第１金属ナノコイルシート１２２により、第１複合材料１２´´´において、加熱される領域と加熱されない領域とを好適に分離することができる。第３の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ１４では、第１の実施形態に係る接合方法において第１電磁波加熱処理２０の電磁波照射部２４で第１電磁波ＥＢ１を印加する代わりに、第１電場加熱処理１２０の電場印加部１２４で第１電場Ｅ１を印加する。
【０１２３】
第３の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ１６では、第１の実施形態に係る接合方法において第１非接合領域１２ｂを第２電磁波シールド３２で覆うことに加えて、第１接合領域１２ａ´´に第２金属ナノコイルシート１３２を貼り付ける。第２電磁波シールド３２及び第２金属ナノコイルシート１３２により、第１複合材料１２´´において、加熱される領域と加熱されない領域とを好適に分離することができる。第３の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ１８では、第１の実施形態に係る接合方法において第２電磁波加熱処理３０の電磁波照射部３４で第２電磁波ＥＢ２を印加する代わりに、第２電場加熱処理１３０の電場印加部１３４で第２電場Ｅ２を印加する。
【０１２４】
第３の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ２２では、第１の実施形態に係る接合方法において第２接合領域１４ａ´´を第３電磁波シールド４２で覆うことに加えて、第２非接合領域１４ｂ´に第３金属ナノコイルシート１４２を貼り付ける。第３電磁波シールド４２及び第３金属ナノコイルシート１４２により、第２複合材料１４´´´において、加熱される領域と加熱されない領域とを好適に分離することができる。第３の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ２４では、第１の実施形態に係る接合方法において第３電磁波加熱処理４０の電磁波照射部４４で第３電磁波ＥＢ３を印加する代わりに、第３電場加熱処理１４０の電場印加部１４４で第３電場Ｅ３を印加する。
【０１２５】
第３の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ２６では、第１の実施形態に係る接合方法において第２非接合領域１４ｂを第４電磁波シールド５２で覆うことに加えて、第２接合領域１４ａ´´に第４金属ナノコイルシート１５２を貼り付ける。第４電磁波シールド５２及び第４金属ナノコイルシート１５２により、第２複合材料１４´´において、加熱される領域と加熱されない領域とを好適に分離することができる。第３の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ２８では、第１の実施形態に係る接合方法において第４電磁波加熱処理５０の電磁波照射部５４で第４電磁波ＥＢ４を印加する代わりに、第４電場加熱処理１５０の電場印加部１５４で第４電場Ｅ４を印加する。
【０１２６】
第３の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ３２では、第１の実施形態に係る接合方法において第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂを第５電磁波シールド６３で覆うことに加えて、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´に第５金属ナノコイルシート１６３を貼り付ける。第５電磁波シールド６３及び第５金属ナノコイルシート１６３により、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´において、加熱される領域と加熱されない領域とを好適に分離することができる。第３の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ３４は、第１の実施形態に係る接合方法において第５電磁波加熱処理６０の電磁波照射部６４で第５電磁波ＥＢ５を印加する代わりに、第５電場加熱処理１６０の電場印加部１６４で第５電場Ｅ５を印加する。
【０１２７】
第３の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法において、ステップＳ１２、ステップＳ１６、ステップＳ２２、ステップＳ２６及びステップＳ３２について電磁波シールド処理に金属ナノコイル処理を加え、ステップＳ１４、ステップＳ１８、ステップＳ２４、ステップＳ２８及びステップＳ３４の電磁波加熱処理を、電場加熱処理に変更したものである。そのため、第１の実施形態に係る接合方法と同様に、接合する領域を好適に半硬化状態にし、複合材料の接合の強度の品質を好適に保持しつつ、複合材料を効率よく接合することができる。第３の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法と同様に、積層工程、デバルク工程及びバギング工程といった準備工程、を経なくても良い。第３の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法と同様に、化学的な結合により複合材料を接合するので、接合部分に関する品質管理手法が確立しているため、セカンダリーボンド工程またはコボンド工程を経なくてもよい。結果として、第３の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法と同様に、接合材料１０の製造コストを大幅に低減できる。
【０１２８】
第３の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法において、ステップＳ１２、ステップＳ１６、ステップＳ２２、ステップＳ２６及びステップＳ３２について電磁波シールド処理と金属ナノコイル処理とを組合せて用いている。ここで、金属ナノコイルの発熱に必要な電場は炭素繊維の発熱に必要な電場よりも小さいため、金属ナノコイルのみでも、加熱される領域と加熱されない領域とを分離することができる。そのため、第３の実施形態に係る接合方法は、これに限定されず、ステップＳ１２、ステップＳ１６、ステップＳ２２、ステップＳ２６及びステップＳ３２について金属ナノコイル処理のみを用いてもよい。また、第３の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態と同様に、ステップＳ１２、ステップＳ１６、ステップＳ２２、ステップＳ２６及びステップＳ３２について電磁波シールド処理のみを用いて、加熱される領域と加熱されない領域とを分離してもよい。また、第３の実施形態に係る接合方法は、第１複合材料及び第２複合材料の前面に金属ナノコイルシートを貼り付けた上で、ステップＳ１２、ステップＳ１６、ステップＳ２２、ステップＳ２６及びステップＳ３２について、電磁波シールド処理で、加熱される領域と加熱されない領域とを分離してもよい。
【０１２９】
［第４の実施形態］
図１７は、本発明の第４の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０の一例を示す概略構成図である。図１８は、本発明の第４の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０の一例を示す概略構成図である。図１９は、本発明の第４の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０の一例を示す概略構成図である。図２０は、本発明の第４の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０の一例を示す概略構成図である。図２１は、本発明の第４の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０の一例を示す概略構成図である。第４の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法において、ステップＳ１４、ステップＳ１８、ステップＳ２４、ステップＳ２８及びステップＳ３４の電磁波加熱処理を、磁場加熱処理に変更したものである。第４の実施形態の説明では、第１の実施形態と同様の構成に第１の実施形態と同一の符号群を用い、その詳細な説明を省略する。
【０１３０】
第１磁場加熱装置２２０は、図１７に示すように、磁場印加部２２４と、温度計２２６と、制御部２２８と、を有する。第１磁場加熱装置２２０は、第１電磁波加熱装置２０において電磁波照射部２４で第１電磁波ＥＢ１を印加する代わりに、磁場印加部２２４で第１磁場Ｂ１を印加する。すなわち、第１磁場加熱装置２２０は、第１電磁波シールド２２で第１接合領域１２ａ´´が覆われた第１複合材料１２´´´に第１磁場Ｂ１を印加することで、第１電磁波シールド２２から露出した第１非接合領域１２ｂ´を第１磁場Ｂ１で加熱して硬化状態にする。
【０１３１】
磁場印加部２２４は、制御部２２８の制御に基づいて、第１磁場Ｂ１を印加する。磁場印加部２２４は、第１非接合領域１２ｂ´が延びる鉛直面に沿う方向に直交する方向、すなわちＸ方向に沿って、第１磁場Ｂ１を印加することが好ましい。磁場印加部２２４は、第１非接合領域１２ｂ´が延びる鉛直面に沿う方向に直交する方向に沿って第１磁場Ｂ１を印加する場合、第１磁場Ｂ１で第１非接合領域１２ｂ´を効率よく加熱することができる。磁場印加部２２４は、９００ｋＨｚ以上の高周波磁場を印加することが好ましい。磁場印加部２２４は、コイルが例示されるが、これに限定されず、周知の磁場印加部が好適に用いられる。
【０１３２】
温度計２２６は、制御部２２８の制御に基づいて動作し、制御部２２８に温度の情報を送信する。温度計２２６は、制御部２２８の制御に基づいて動作し、制御部２２８に温度の情報を送信する点を除き、温度計２６と同じである。制御部２２８は、磁場印加部２２４及び温度計２２６を制御する。制御部２２８は、温度計２２６から取得する温度の情報に基づいて、磁場印加部２２４が印加する第１磁場Ｂ１を制御する。制御部２２８は、磁場印加部２２４及び温度計２２６を制御する点、並びに温度計２２６から取得する温度の情報に基づいて、磁場印加部２２４が印加する第１磁場Ｂ１を制御する点を除き、制御部２８と同じである。
【０１３３】
第２磁場加熱装置２３０は、図１８に示すように、磁場印加部２３４と、温度計２３６と、制御部２３８と、を有する。第２磁場加熱装置２３０は、第２電磁波加熱装置３０において電磁波照射部３４で第２電磁波ＥＢ２を印加する代わりに、磁場印加部２３４で第２磁場Ｂ２を印加する。すなわち、第２磁場加熱装置２３０は、第２電磁波シールド３２で第１非接合領域１２ｂが覆われた第１複合材料１２´´に第２磁場Ｂ２を印加することで、第２電磁波シールド３２から露出した第１接合領域１２ａ´´を第２磁場Ｂ２で加熱して半硬化状態にする。
【０１３４】
磁場印加部２３４は、制御部２３８の制御に基づいて、第２磁場Ｂ２を印加する。磁場印加部２３４は、第１接合領域１２ａ´´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向、すなわちＺ方向に沿って、第２磁場Ｂ２を印加することが好ましい。磁場印加部２３４は、第１接合領域１２ａ´´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向に沿って第２磁場Ｂ２を印加する場合、第２磁場Ｂ２で第１接合領域１２ａ´´を効率よく加熱することができる。磁場印加部２３４は、９００ｋＨｚ以上の高周波磁場を印加することが好ましい。磁場印加部２３４は、コイルが例示されるが、これに限定されず、周知の磁場印加部が好適に用いられる。
【０１３５】
温度計２３６は、制御部２３８の制御に基づいて動作し、制御部２３８に温度の情報を送信する。温度計２３６は、制御部２３８の制御に基づいて動作し、制御部２３８に温度の情報を送信する点を除き、温度計３６と同じである。制御部２３８は、磁場印加部２３４及び温度計２３６を制御する。制御部２３８は、温度計２３６から取得する温度の情報に基づいて、磁場印加部２３４が印加する第２磁場Ｂ２を制御する。制御部２３８は、磁場印加部２３４及び温度計２３６を制御する点、並びに温度計２３６から取得する温度の情報に基づいて、磁場印加部２３４が印加する第２磁場Ｂ２を制御する点を除き、制御部３８と同じである。
【０１３６】
第３磁場加熱装置２４０は、図１９に示すように、磁場印加部２４４と、温度計２４６と、制御部２４８と、を有する。第３磁場加熱装置２４０は、第３電磁波加熱装置４０において電磁波照射部４４で第３電磁波ＥＢ３を印加する代わりに、磁場印加部２４４で第３磁場Ｂ３を印加する。すなわち、第３磁場加熱装置２４０は、第３電磁波シールド４２で第２接合領域１４ａ´´が覆われた第２複合材料１４´´´に第３磁場Ｂ３を印加することで、第３電磁波シールド４２から露出した第２非接合領域１４ｂ´を第３磁場Ｂ３で加熱して硬化状態にする。
【０１３７】
磁場印加部２４４は、制御部２４８の制御に基づいて、第３磁場Ｂ３を印加する。磁場印加部２４４は、第２非接合領域１４ｂ´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向、すなわちＺ方向に沿って、第３磁場Ｂ３を印加することが好ましい。磁場印加部２４４は、第２非接合領域１４ｂ´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向に沿って第３磁場Ｂ３を印加する場合、第３磁場Ｂ３で第２非接合領域１４ｂ´を効率よく加熱することができる。磁場印加部２４４は、９００ｋＨｚ以上の高周波磁場を印加することが好ましい。磁場印加部２４４は、コイルが例示されるが、これに限定されず、周知の磁場印加部が好適に用いられる。
【０１３８】
温度計２４６は、制御部２４８の制御に基づいて動作し、制御部２４８に温度の情報を送信する。温度計２４６は、制御部２４８の制御に基づいて動作し、制御部２４８に温度の情報を送信する点を除き、温度計４６と同じである。制御部２４８は、磁場印加部２４４及び温度計２４６を制御する。制御部２４８は、温度計２４６から取得する温度の情報に基づいて、磁場印加部２４４が印加する第３磁場Ｂ３を制御する。制御部２４８は、磁場印加部２４４及び温度計２４６を制御する点、並びに温度計２４６から取得する温度の情報に基づいて、磁場印加部２４４が印加する第３磁場Ｂ３を制御する点を除き、制御部４８と同じである。
【０１３９】
第４磁場加熱装置２５０は、図２０に示すように、磁場印加部２５４と、温度計２５６と、制御部２５８と、を有する。第４磁場加熱装置２５０は、第４電磁波加熱装置５０において電磁波照射部５４で第４電磁波ＥＢ４を印加する代わりに、磁場印加部１５４で第４磁場Ｂ４を印加する。すなわち、第４磁場加熱装置２５０は、第４電磁波シールド５２で第２非接合領域１４ｂが覆われた第２複合材料１４´´に第４磁場Ｂ４を印加することで、第４電磁波シールド５２から露出した第２接合領域１４ａ´´を第４磁場Ｂ４で加熱して半硬化状態にする。
【０１４０】
磁場印加部２５４は、制御部２５８の制御に基づいて、第４磁場Ｂ４を印加する。磁場印加部２５４は、第２接合領域１４ａ´´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向、すなわちＺ方向に沿って、第４磁場Ｂ４を印加することが好ましい。磁場印加部２５４は、第２接合領域１４ａ´´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向に沿って第４磁場Ｂ４を印加する場合、第４磁場Ｂ４で第２接合領域１４ａ´´を効率よく加熱することができる。磁場印加部２５４は、９００ｋＨｚ以上の高周波磁場を印加することが好ましい。磁場印加部２５４は、コイルが例示されるが、これに限定されず、周知の磁場印加部が好適に用いられる。
【０１４１】
温度計２５６は、制御部２５８の制御に基づいて動作し、制御部２５８に温度の情報を送信する。温度計２５６は、制御部２５８の制御に基づいて動作し、制御部２５８に温度の情報を送信する点を除き、温度計５６と同じである。制御部２５８は、磁場印加部２５４及び温度計２５６を制御する。制御部２５８は、温度計２５６から取得する温度の情報に基づいて、磁場印加部２５４が印加する第４磁場Ｂ４を制御する。制御部２５８は、磁場印加部２５４及び温度計２５６を制御する点、並びに温度計２５６から取得する温度の情報に基づいて、磁場印加部２５４が印加する第４磁場Ｂ４を制御する点を除き、制御部５８と同じである。
【０１４２】
第５磁場加熱装置２６０は、図２１に示すように、加圧部６２と、磁場印加部２６４と、温度計２６６と、制御部２６８と、を有する。第５磁場加熱装置２６０は、第５電磁波加熱装置６０において電磁波照射部６４で第５電磁波ＥＢ５を印加する代わりに、磁場印加部２６４で第５磁場Ｂ５を印加する。すなわち、第５磁場加熱装置２６０は、第５電磁波シールド６３で第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂが覆われた第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´に第５磁場Ｂ５を印加することで、第５電磁波シールド６３から露出した第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を第５磁場Ｂ５で加熱して硬化状態にする。
【０１４３】
第５磁場加熱装置２６０の加圧部６２は、制御部２６８の制御に基づいて作動する点を除き、第５電磁波加熱装置６０の加圧部６２と同じである。
【０１４４】
磁場印加部２６４は、制御部２６８の制御に基づいて、第５磁場Ｂ５を印加する。磁場印加部２６４は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向、すなわちＺ方向に沿って、第５磁場Ｂ５を印加することが好ましい。磁場印加部２６４は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´が延びる水平面に沿う方向に直交する方向に沿って第５磁場Ｂ５を印加する場合、第５磁場Ｂ５で第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を効率よく加熱することができる。磁場印加部２６４は、９００ｋＨｚ以上の高周波磁場を印加することが好ましい。磁場印加部２６４は、コイルが例示されるが、これに限定されず、周知の磁場印加部が好適に用いられる。
【０１４５】
温度計２６６は、制御部２６８の制御に基づいて動作し、制御部２６８に温度の情報を送信する。温度計２６６は、制御部２６８の制御に基づいて動作し、制御部２６８に温度の情報を送信する点を除き、温度計６６と同じである。制御部２６８は、磁場印加部２６４及び温度計２６６を制御する。制御部２６８は、温度計２６６から取得する温度の情報に基づいて、磁場印加部２６４が印加する第４磁場Ｂ４を制御する。制御部２６８は、磁場印加部２６４及び温度計２６６を制御する点、並びに温度計２６６から取得する温度の情報に基づいて、磁場印加部２６４が印加する第４磁場Ｂ４を制御する点を除き、制御部６８と同じである。
【０１４６】
以上のような構成を有する第１磁場加熱装置２２０、第２磁場加熱装置２３０、第３磁場加熱装置２４０、第４磁場加熱装置２５０、第５磁場加熱装置２６０を含む接合システムの作用である第４の実施形態に係る接合方法について、以下に説明する。
【０１４７】
第４の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ１４では、第１の実施形態に係る接合方法において第１電磁波加熱処理２０の電磁波照射部２４で第１電磁波ＥＢ１を印加する代わりに、第１磁場加熱処理２２０の磁場印加部２２４で第１磁場Ｂ１を印加する。第４の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ１８では、第１の実施形態に係る接合方法において第２電磁波加熱処理３０の電磁波照射部３４で第２電磁波ＥＢ２を印加する代わりに、第２磁場加熱処理２３０の磁場印加部２３４で第２磁場Ｂ２を印加する。
【０１４８】
第４の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ２４では、第１の実施形態に係る接合方法において第３電磁波加熱処理４０の電磁波照射部４４で第３電磁波ＥＢ３を印加する代わりに、第３磁場加熱処理２４０の磁場印加部２４４で第３磁場Ｂ３を印加する。第４の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ２８では、第１の実施形態に係る接合方法において第４電磁波加熱処理５０の電磁波照射部５４で第４電磁波ＥＢ４を印加する代わりに、第４磁場加熱処理２５０の磁場印加部２５４で第４磁場Ｂ４を印加する。
【０１４９】
第４の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ３４は、第１の実施形態に係る接合方法において第５電磁波加熱処理６０の電磁波照射部６４で第５電磁波ＥＢ５を印加する代わりに、第５磁場加熱処理２６０の磁場印加部２６４で第５磁場Ｂ５を印加する。
【０１５０】
第４の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法において、ステップＳ１４、ステップＳ１８、ステップＳ２４、ステップＳ２８及びステップＳ３４の電磁波加熱処理を、磁場加熱処理に変更したものである。そのため、第４の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法と同様に、接合する領域を好適に半硬化状態にし、複合材料の接合の強度の品質を好適に保持しつつ、複合材料を効率よく接合することができる。第４の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法と同様に、積層工程、デバルク工程及びバギング工程といった準備工程、を経なくても良い。第４の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法と同様に、化学的な結合により複合材料を接合するので、接合部分に関する品質管理手法が確立しているため、セカンダリーボンド工程またはコボンド工程を経なくてもよい。結果として、第４の実施形態に係る接合方法は、第１の実施形態に係る接合方法と同様に、接合材料１０の製造コストを大幅に低減できる。
【０１５１】
第４の実施形態に係る接合方法において磁場を印加する好ましい方向は、第３の実施形態に係る接合方法において電場を印加する好ましい方向と直交する。そのため、第１複合材料１２または第２複合材料１４の形状に応じて、電場の印加が好ましい状況下では電場加熱処理を選択し、磁場の印加が好ましい状況下では磁場加熱処理を選択して、電場加熱処理と磁場加熱処理とを好適に組み合わせることができる。例えば、ステップＳ１４では電場加熱処理を選択し、ステップＳ１８、ステップＳ２４、ステップＳ２８及びステップＳ３４では磁場加熱処理を選択することが可能である。
【０１５２】
［第５の実施形態］
図２２は、本発明の第５の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０の一例を示す概略構成図である。図２３は、本発明の第５の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０の一例を示す概略構成図である。図２４は、本発明の第５の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０の一例を示す概略構成図である。図２５は、本発明の第５の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０の一例を示す概略構成図である。図２６は、本発明の第５の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０の一例を示す概略構成図である。第５の実施形態に係る接合方法は、第４の実施形態に係る接合方法において、ステップＳ１２、ステップＳ１６、ステップＳ２２、ステップＳ２６及びステップＳ３２の電磁波シールド処理を、金属ナノコイル処理に変更し、ステップＳ１４、ステップＳ１８、ステップＳ２４、ステップＳ２８及びステップＳ３４の磁場加熱処理における磁場の強度を変更したものである。第５の実施形態の説明では、第２の実施形態と同様の構成に第２の実施形態と同一の符号群を用い、その詳細な説明を省略する。
【０１５３】
第５の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０は、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０と、装置の構成は同じである。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０は、図２２に示すように、第１複合材料１２´´´に対して印加する磁場の強さが異なる点で、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０と異なる。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０は、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０で印加した第１磁場Ｂ１よりも弱い第１磁場Ｂ１´を印加する。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０は、第１磁場Ｂ１´の強度を制御部２２８で制御する。
【０１５４】
また、第５の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０は、第１複合材料１２´´´に対して第１磁場Ｂ１´を印加する前に施されている処理が異なる点でも、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０と異なる。詳細には、第５の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０は、第１非接合領域１２ｂ´に第１金属ナノコイルシート１２２の貼り付けがされた第１複合材料１２´´´に第１磁場Ｂ１´を印加することで、第１金属ナノコイルシート１２２が貼り付けられた第１非接合領域１２ｂ´を第１磁場Ｂ１´で加熱して硬化状態にする。
【０１５５】
第１複合材料１２´´´において露出している第１接合領域１２ａ´´は、第１磁場加熱装置２２０で第１磁場Ｂ１よりも弱い第１磁場Ｂ１´が印加されるので、ほとんど加熱されず、熱硬化処理されず、軟化状態で保持される。第１複合材料１２´´´において第１金属ナノコイルシート１２２が貼り付けられた第１非接合領域１２ｂ´は、第１磁場加熱装置２２０で第１磁場Ｂ１´が印加されるので、金属ナノコイルの発熱に伴って熱硬化処理され、硬化状態となる。
【０１５６】
第５の実施形態に係る接合方法に使用する第１磁場加熱装置２２０は、第１金属ナノコイルシート１２２により、第１複合材料１２´´´において、第１非接合領域１２ｂ´を第１磁場Ｂ１´によって加熱される領域に、第１接合領域１２ａ´´を第１磁場Ｂ１´によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第１磁場Ｂ１´を印加する。そのため、第１接合領域１２ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理で、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。すなわち、第１金属ナノコイルシート１２２は、第１電磁波シールド２２と同様に、第１複合材料１２´´´を、加熱される領域と加熱されない領域とに好適に分離することができる。
【０１５７】
第５の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０は、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０と、装置の構成は同じである。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０は、図２３に示すように、第１複合材料１２´´に対して印加する磁場の強さが異なる点で、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０と異なる。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０は、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０で印加した第２磁場Ｂ２よりも弱い第２磁場Ｂ２´を印加する。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０は、第２磁場Ｂ２´の強度を制御部２３８で制御する。
【０１５８】
また、第５の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０は、第１複合材料１２´´に対して第２磁場Ｂ２´を印加する前に施されている処理が異なる点でも、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０と異なる。詳細には、第５の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０は、第１接合領域１２ａ´´に第２金属ナノコイルシート１３２の貼り付けがされた第１複合材料１２´´に第２磁場Ｂ２´を印加することで、第２金属ナノコイルシート１３２が貼り付けられた第１接合領域１２ａ´´を第２磁場Ｂ２´で加熱して半硬化状態にする。
【０１５９】
第１複合材料１２´´において露出している第１非接合領域１２ｂは、第２磁場加熱装置２３０で第２磁場Ｂ２よりも弱い第２磁場Ｂ２´が印加されるので、ほとんど加熱されない。第１複合材料１２´´において第２金属ナノコイルシート１３２が貼り付けられた第１接合領域１２ａ´´は、第２磁場加熱装置２３０で第２磁場Ｂ２´が印加されるので、金属ナノコイルの発熱に伴って熱硬化処理され、半硬化状態となる。
【０１６０】
第５の実施形態に係る接合方法に使用する第２磁場加熱装置２３０は、第２金属ナノコイルシート１３２により、第１複合材料１２´´において、第１接合領域１２ａ´´を第２磁場Ｂ２´によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂを第２磁場Ｂ２´によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第２磁場Ｂ２´を印加する。そのため、第１接合領域１２ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。すなわち、第２金属ナノコイルシート１３２は、第２電磁波シールド３２と同様に、第１複合材料１２´´を、加熱される領域と加熱されない領域とに好適に分離することができる。
【０１６１】
第５の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０は、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０と、装置の構成は同じである。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０は、図２４に示すように、第２複合材料１４´´´に対して印加する磁場の強さが異なる点で、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０と異なる。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０は、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０で印加した第３磁場Ｂ３よりも弱い第３磁場Ｂ３´を印加する。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０は、第３磁場Ｂ３´の強度を制御部２４８で制御する。
【０１６２】
また、第５の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０は、第２複合材料１４´´´に対して第３磁場Ｂ３´を印加する前に施されている処理が異なる点でも、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０と異なる。詳細には、第５の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０は、第２非接合領域１４ｂ´に第３金属ナノコイルシート１４２の貼り付けがされた第２複合材料１４´´´に第３磁場Ｂ３´を印加することで、第３金属ナノコイルシート１４２が貼り付けられた第２非接合領域１４ｂ´を第３磁場Ｂ３´で加熱して硬化状態にする。
【０１６３】
第２複合材料１４´´´において露出している第２接合領域１４ａ´´は、第３磁場加熱装置２４０で第３磁場Ｂ３よりも弱い第３磁場Ｂ３´が印加されるので、ほとんど加熱されず、熱硬化処理されず、軟化状態で保持される。第２複合材料１４´´´において第３金属ナノコイルシート１４２が貼り付けられた第２非接合領域１４ｂ´は、第３磁場加熱装置２４０で第３磁場Ｂ３´が印加されるので、金属ナノコイルの発熱に伴って熱硬化処理され、硬化状態となる。
【０１６４】
第５の実施形態に係る接合方法に使用する第３磁場加熱装置２４０は、第３金属ナノコイルシート１４２により、第２複合材料１４´´´において、第２非接合領域１４ｂ´を第３磁場Ｂ３´によって加熱される領域に、第２接合領域１４ａ´´を第３磁場Ｂ３´によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第３磁場Ｂ３´を印加する。そのため、第２接合領域１４ａ´´を好適に軟化状態に保持できるので、この後の処理で、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。すなわち、第３金属ナノコイルシート１４２は、第３電磁波シールド４２と同様に、第２複合材料１４´´´を、加熱される領域と加熱されない領域とに好適に分離することができる。
【０１６５】
第５の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０は、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０と、装置の構成は同じである。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０は、図２５に示すように、第２複合材料１４´´に対して印加する磁場の強さが異なる点で、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０と異なる。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０は、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０で印加した第４磁場Ｂ４よりも弱い第４磁場Ｂ４´を印加する。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０は、第４磁場Ｂ４´の強度を制御部２５８で制御する。
【０１６６】
また、第５の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０は、第２複合材料１４´´に対して第４磁場Ｂ４´を印加する前に施されている処理が異なる点でも、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０と異なる。詳細には、第５の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０は、第２接合領域１４ａ´´に第４金属ナノコイルシート１５２の貼り付けがされた第２複合材料１４´´に第４磁場Ｂ４´を印加することで、第４金属ナノコイルシート１５２が貼り付けられた第２接合領域１４ａ´´を第４磁場Ｂ４´で加熱して半硬化状態にする。
【０１６７】
第２複合材料１４´´において露出している第２非接合領域１４ｂは、第４磁場加熱装置２５０で第４磁場Ｂ４よりも弱い第４磁場Ｂ４´が印加されるので、ほとんど加熱されない。第２複合材料１４´´において第４金属ナノコイルシート１５２が貼り付けられた第２接合領域１４ａ´´は、第４磁場加熱装置２５０で第４磁場Ｂ４´が印加されるので、金属ナノコイルの発熱に伴って熱硬化処理され、半硬化状態となる。
【０１６８】
第５の実施形態に係る接合方法に使用する第４磁場加熱装置２５０は、第４金属ナノコイルシート１５２により、第２複合材料１４´´において、第２接合領域１４ａ´´を第４磁場Ｂ４´によって加熱される領域に、第２非接合領域１４ｂを第４磁場Ｂ４´によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第４磁場Ｂ４´を印加する。そのため、第２接合領域１４ａ´´を好適に半硬化状態にすることができる。すなわち、第４金属ナノコイルシート１５２は、第４電磁波シールド５２と同様に、第２複合材料１４´´を、加熱される領域と加熱されない領域とに好適に分離することができる。
【０１６９】
第５の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０は、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０と、装置の構成は同じである。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０は、図２６に示すように、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´に対して印加する磁場の強さが異なる点で、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０と異なる。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０は、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０で印加した第５磁場Ｂ５よりも弱い第５磁場Ｂ５´を印加する。第５の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０は、第５磁場Ｂ５´の強度を制御部２６８で制御する。
【０１７０】
また、第５の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０は、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´に対して第５磁場Ｂ５´を印加する前に施されている処理が異なる点でも、第４の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０と異なる。詳細には、第５の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０は、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´に第５金属ナノコイルシート１６３の貼り付けがされた第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´に第５磁場Ｂ５´を印加することで、第５金属ナノコイルシート１６３が貼り付けられた第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を第５磁場Ｂ５´で加熱して硬化状態にする。
【０１７１】
第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´において露出している第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂは、第５磁場加熱装置２６０で第５磁場Ｂ５よりも弱い第５磁場Ｂ５´が印加されるので、ほとんど加熱されない。第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´において第５金属ナノコイルシート１６３が貼り付けられた第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´は、第５磁場加熱装置２６０で第５磁場Ｂ５´が印加されるので、金属ナノコイルの発熱に伴って熱硬化処理され、硬化状態となる。
【０１７２】
第５の実施形態に係る接合方法に使用する第５磁場加熱装置２６０は、第５金属ナノコイルシート１６３により、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´において、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を第５磁場Ｂ５´によって加熱される領域に、第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂを第５磁場Ｂ５´によって加熱されない領域に、明確に分離してから、第５磁場Ｂ５´を印加する。そのため、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´を好適に硬化状態にすることができる。すなわち、第５金属ナノコイルシート１６３は、第５電磁波シールド６３と同様に、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´を、加熱される領域と加熱されない領域とに好適に分離することができる。
【０１７３】
以上のような構成を有する第１磁場加熱装置２２０、第２磁場加熱装置２３０、第３磁場加熱装置２４０、第４磁場加熱装置２５０、第５磁場加熱装置２６０を含む接合システムの作用である第５の実施形態に係る接合方法について、以下に説明する。
【０１７４】
第５の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ１２では、第４の実施形態に係る接合方法において第１接合領域１２ａ´´を第１電磁波シールド２２で覆う代わりに、第１非接合領域１２ｂ´に第１金属ナノコイルシート１２２を貼り付ける。第１金属ナノコイルシート１２２により、第１複合材料１２´´´において、加熱される領域と加熱されない領域とを好適に分離することができる。第５の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ１４では、第４の実施形態に係る接合方法において第１磁場Ｂ１を印加する代わりに、第１磁場Ｂ１´を印加する。
【０１７５】
第５の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ１６では、第４の実施形態に係る接合方法において第１非接合領域１２ｂを第２電磁波シールド３２で覆う代わりに、第１接合領域１２ａ´´に第２金属ナノコイルシート１３２を貼り付ける。第２金属ナノコイルシート１３２により、第１複合材料１２´´において、加熱される領域と加熱されない領域とを好適に分離することができる。第５の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ１８では、第４の実施形態に係る接合方法において第２磁場Ｂ２を印加する代わりに、第２磁場Ｂ２´を印加する。
【０１７６】
第５の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ２２では、第４の実施形態に係る接合方法において第２接合領域１４ａ´´を第３電磁波シールド４２で覆う代わりに、第２非接合領域１４ｂ´に第３金属ナノコイルシート１４２を貼り付ける。第３金属ナノコイルシート１４２により、第２複合材料１４´´´において、加熱される領域と加熱されない領域とを好適に分離することができる。第５の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ２４では、第４の実施形態に係る接合方法において第３磁場Ｂ３を印加する代わりに、第３磁場Ｂ３´を印加する。
【０１７７】
第５の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ２６では、第４の実施形態に係る接合方法において第２非接合領域１４ｂを第４電磁波シールド５２で覆う代わりに、第２接合領域１４ａ´´に第４金属ナノコイルシート１５２を貼り付ける。第４金属ナノコイルシート１５２により、第２複合材料１４´´において、加熱される領域と加熱されない領域とを好適に分離することができる。第５の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ２８では、第４の実施形態に係る接合方法において第４磁場Ｂ４を印加する代わりに、第４磁場Ｂ４´を印加する。
【０１７８】
第５の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ３２では、第４の実施形態に係る接合方法において第１非接合領域１２ｂ及び第２非接合領域１４ｂを第５電磁波シールド６３で覆う代わりに、第１接合領域１２ａ´及び第２接合領域１４ａ´に第５金属ナノコイルシート１６３を貼り付ける。第５金属ナノコイルシート１６３により、第１複合材料１２´及び第２複合材料１４´において、加熱される領域と加熱されない領域とを好適に分離することができる。第５の実施形態に係る接合方法におけるステップＳ３４では、第４の実施形態に係る接合方法において第５磁場Ｂ５を印加する代わりに、第５磁場Ｂ５´を印加する。
【０１７９】
第５の実施形態に係る接合方法は、第４の実施形態に係る接合方法において、ステップＳ１２、ステップＳ１６、ステップＳ２２、ステップＳ２６及びステップＳ３２の電磁波シールド処理を、金属ナノコイル処理に変更し、ステップＳ１４、ステップＳ１８、ステップＳ２４、ステップＳ２８及びステップＳ３４の磁場加熱処理における磁場の強度を変更したものである。そのため、第４の実施形態に係る接合方法と同様に、接合する領域を好適に半硬化状態にし、複合材料の接合の強度の品質を好適に保持しつつ、複合材料を効率よく接合することができる。第５の実施形態に係る接合方法は、第４の実施形態に係る接合方法と同様に、積層工程、デバルク工程及びバギング工程といった準備工程、を経なくても良い。第５の実施形態に係る接合方法は、第４の実施形態に係る接合方法と同様に、化学的な結合により複合材料を接合するので、接合部分に関する品質管理手法が確立しているため、セカンダリーボンド工程またはコボンド工程を経なくてもよい。結果として、第５の実施形態に係る接合方法は、第４の実施形態に係る接合方法と同様に、接合材料１０の製造コストを大幅に低減できる。
【０１８０】
第５の実施形態に係る接合方法で用いる金属ナノコイルシートと、第４の実施形態に係る接合方法で用いる電磁波シールドと、を組合せて用いることもできる。例えば、第１複合材料及び第２複合材料の全面に金属ナノコイルシートを貼り付けて強度の低い磁場を用いた磁場加熱処理を可能にした上で、貼り付けた金属ナノコイルシートの外周を電磁波シールドで覆うことで磁場加熱処理をする領域を分離しても良い。
【符号の説明】
【０１８１】
１０  接合材料
１２，１２´，１２´´，１２´´´  第１複合材料
１２ａ，１２ａ´，１２ａ´´  第１接合領域
１２ｂ，１２ｂ´  第１非接合領域
１２ｆ  第１炭素繊維
１４，１４´，１４´´，１４´´´  第２複合材料
１４ａ，１４ａ´，１４ａ´´  第２接合領域
１４ｂ，１４ｂ´  第２非接合領域
１４ｆ  第２炭素繊維
２０  第１電磁波加熱装置
２２  第１電磁波シールド
２４，３４，４４，５４，６４  電磁波照射部
２６，３６，４６，５６，６６，１２６，１３６，１４６，１５６，１６６，２２６，２３６，２４６，２５６，２６６  温度計
２８，３８，４８，５８，６８，１２８，１３８，１４８，１５８，１６８，２２８，２３８，２４８，２５８，２６８  制御部
３０  第２電磁波加熱装置
３２  第２電磁波シールド
４０  第３電磁波加熱装置
４２  第３電磁波シールド
５０  第４電磁波加熱装置
５２  第４電磁波シールド
６０  第５電磁波加熱装置
６２  加圧部
６２ａ  加圧支持部
６２ｂ  加圧付加部
６２ｃ  加圧シリンダ
６３  第５電磁波シールド
１２０  第１電場加熱装置
１２２  第１金属ナノコイルシート
１２４，１３４，１４４，１５４，１６４  電場印加部
１３０  第２電場加熱装置
１３２  第２金属ナノコイルシート
１４０  第３電場加熱装置
１４２  第３金属ナノコイルシート
１５０  第４電場加熱装置
１５２  第４金属ナノコイルシート
１６０  第５電場加熱装置
１６３  第５金属ナノコイルシート
２２０  第１磁場加熱装置
２２４，２３４，２４４，２５４，２６４  磁場印加部
２３０  第２磁場加熱装置
２４０  第３磁場加熱装置
２５０  第４磁場加熱装置
２６０  第５磁場加熱装置
Ｂ１，Ｂ１´  第１磁場
Ｂ２，Ｂ２´  第２磁場
Ｂ３，Ｂ３´  第３磁場
Ｂ４，Ｂ４´  第４磁場
Ｂ５，Ｂ５´  第５磁場
Ｅ１  第１電場
Ｅ２  第２電場
Ｅ３  第３電場
Ｅ４  第４電場
Ｅ５  第５電場
ＥＢ１  第１電磁波
ＥＢ２  第２電磁波
ＥＢ３  第３電磁波
ＥＢ４  第４電磁波
ＥＢ５  第５電磁波
Ｔ１  硬化温度範囲
Ｔ２  半硬化温度範囲
【図１】
0006757174.tif 000002
【図２】
0006757174.tif 000003
【図３】
0006757174.tif 000004
【図４】
0006757174.tif 000005
【図５】
0006757174.tif 000006
【図６】
0006757174.tif 000007
【図７】
0006757174.tif 000008
【図８】
0006757174.tif 000009
【図９】
0006757174.tif 000010
【図１０】
0006757174.tif 000011
【図１１】
0006757174.tif 000012
【図１２】
0006757174.tif 000013
【図１３】
0006757174.tif 000014
【図１４】
0006757174.tif 000015
【図１５】
0006757174.tif 000016
【図１６】
0006757174.tif 000017
【図１７】
0006757174.tif 000018
【図１８】
0006757174.tif 000019
【図１９】
0006757174.tif 000020
【図２０】
0006757174.tif 000021
【図２１】
0006757174.tif 000022
【図２２】
0006757174.tif 000023
【図２３】
0006757174.tif 000024
【図２４】
0006757174.tif 000025
【図２５】
0006757174.tif 000026
【図２６】
0006757174.tif 000027