(57)【要約】【課題】接着剤を所望の場所に所望の状態で容易にかつ精度良くしかも良好な再現性をもって塗布でき、望ましい状態で塗布された接着剤により、簡単な機構をもって部材同士を実質的に自動的に精度良く確実に接合できるようにした接合方法を提供する。【解決手段】部材同士を接着剤により接合する接合方法であって、部材同士の接合部に対応する領域を含む布帛上に、接合部に対応する領域に対し局部的に接着剤を塗布し、接着剤が塗布された布帛を反転させて一方の部材に被せ、接着剤を布帛中に拡げるとともに、他方の部材を組み合わせて布帛中に拡げられた接着剤により部材同士を接合することを特徴とする接合方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材同士を接着剤により接合する接合方法であって、部材同士の接合部に対応する領域を含む布帛上に、前記接合部に対応する領域に対し局部的に接着剤を塗布し、接着剤が塗布された布帛を反転させて一方の部材に被せ、接着剤を布帛中に拡げるとともに、他方の部材を組み合わせて布帛中に拡げられた接着剤により部材同士を接合することを特徴とする接合方法。
【請求項２】
前記布帛上に、予め設定した線状または点状に延びる所定形状にて接着剤を塗布する、請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
ヒンジ機構を備えた反転治具の一方側に前記布帛をセットし、該布帛を接着剤塗布後に反転治具の他方側にセットされた前記一方の部材に向けて反転させる、請求項１または２に記載の接合方法。
【請求項４】
接着剤が塗布された布帛を前記一方の部材に被せるに際し、布帛の裏面側から弾性部材を介して布帛を前記一方の部材に向け該一方の部材の外形に沿わせて押圧し、該押圧により接着剤を布帛中に拡げる、請求項１〜３のいずれかに記載の接合方法。
【請求項５】
前記他方の部材の前記一方の部材への組み合わせ動作を利用して、両部材間に介在された布帛中に接着剤を拡げる、請求項１〜４のいずれかに記載の接合方法。
【請求項６】
前記布帛上への接着剤の塗布を、接着剤吐出ノズルの位置制御および吐出量制御が可能なロボットを用いて行う、請求項１〜５のいずれかに記載の接合方法。
【請求項７】
前記布帛として不織布を用いる、請求項１〜６のいずれかに記載の接合方法。
【請求項８】
互いに接合される部材の少なくとも一方の部材がＦＲＰで構成されている、請求項１〜７のいずれかに記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材同士を接着剤により接合する接合方法に関し、とくに、接合面が比較的複雑な曲面や複雑な形状に形成されている場合にも容易にかつ確実に目標とする良好な接合状態が得られる接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部材同士を接着剤により接合する接合方法は各種分野で用いられており、例えば少なくとも一方の部材がＦＲＰ（繊維強化プラスチック）で構成されている場合には、接着剤による接合が多用されている。とくに、部材同士の接合面が比較的複雑な曲面や複雑な形状の三次元形状に形成されている場合には、機械的な接合が難しいことが多く、専ら接着剤により接合されることが多い。
【０００３】
三次元形状の接合面への接着剤の塗布は、通常、人手によって行われているが、人手による塗布であるため、多かれ少なかれ、塗布状態のばらつきや接着剤使用量（塗布量）のばらつきが発生し、接着強度等の品質上のばらつきや製品重量のばらつきを生じるおそれがある。接着剤の塗布にロボットを使用することも考えられるが、実際には複雑な曲面部やアンダーカット部等への所望の塗布が難しいことが多く、仮に塗布できるとしても、その接着ロボットが非常に高価な設備になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明の課題は、比較的複雑な形状の接合面を有する部材同士を接着剤により接合するに際し、人手によることなく、接着剤を所望の場所に所望の状態で容易にかつ精度良くしかも良好な再現性をもって塗布でき、望ましい状態で塗布された接着剤により、簡単な機構をもって部材同士を実質的に自動的に精度良く確実に接合できるようにした接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る接合方法は、部材同士を接着剤により接合する接合方法であって、部材同士の接合部に対応する領域を含む布帛上に、前記接合部に対応する領域に対し局部的に接着剤を塗布し、接着剤が塗布された布帛を反転させて一方の部材に被せ、接着剤を布帛中に拡げるとともに、他方の部材を組み合わせて布帛中に拡げられた接着剤により部材同士を接合することを特徴とする方法からなる。
【０００６】
このような本発明に係る接合方法においては、まず、例えば平面状に広げられた布帛上に接着剤が接合部に対応する領域全域にわたってではなく局部的に塗布され、接着剤が塗布された布帛が反転されて一方の部材に被せられる。接着剤が塗布された布帛は反転動作により一方の部材に被せられるので、単に反転前に布帛と一方の部材を所定の位置に（所定の位置関係に）セットしておくだけで、精度良く布帛と一方の部材が位置合わせされる。この反転後の状態から、局部的に塗布されていた接着剤が例えば適当な押圧により布帛中に拡げられる。そして相手方の他方の部材が接合部を介して組み合わせられ、間に介在する布帛中に良好に拡げられた接着剤により部材同士が接合される。接着剤の塗布は、最初は、例えば平面状に広げられた布帛上に局部的に塗布するだけでよいので、自動化が容易に可能になり、この自動的かつ局部的な初期塗布においては、所定の場所への精度の良い接着剤塗布が、塗布状態や接着剤使用量のばらつきなく、良好な再現性をもって確実に達成できるようになる。また、このように塗布された布帛を反転させて一方の部材に被せるので、比較的複雑な三次元形状の接合部を有する部材であっても、その部材形状に布帛を容易に沿わせることができる。そして、所定の位置に被せられた布帛中に接着剤を拡げるので、部材同士の接合部に対応する領域に配置された布帛中にのみ接着剤を拡げることが可能になるので、部材同士を望ましい状態でかつ必要最小限の接着剤量をもって接合することが可能になる。
【０００７】
ここで本発明における「接着剤が布帛中に拡げられる」とは、布帛中への浸透を含む概念であり、局部的に塗布されていた接着剤が布帛の面に沿う方向に拡げられるだけでなく、布帛の厚み方向に、例えば接着剤塗布面とは反対側の面まで染み込んでいく状態を示す概念である。したがって、布帛の片面に局部的に接着剤を塗布するだけでも、それを布帛中に拡げることにより、塗布面側、非塗布面側の区別なく、実質的に所定の接着剤を介在させるべき接合領域の全域にわたって布帛中、布帛両面にわたって接着剤が延在されることになり、このように布帛中に拡げられた接着剤により部材同士が確実に極めて良好に接合されることになる。つまり、接着剤は、所定の接着剤を介在させるべき領域に布帛を介して所望の状態にて簡単にかつ精度良く拡げられ、かつ、接合部に介在させる布帛として適切な種類の布帛を使用することによって、良好な再現性をもって接着剤が所望状態で介在され、その接着剤層を介して部材同士が良好に接合されることになる。また、布帛を介して接着剤が拡げられる領域が必要な所定の接合領域に限られるとともに、介在する布帛の厚みによって接着剤層の厚みもばらつきが抑えられた状態で規制されることになるので、接着剤使用量のばらつきも抑えられる。
【０００８】
接着剤の布帛上への局部的な塗布形態は特に限定されないが、例えば、上記布帛上に、予め設定した線状または点状に延びる所定形状にて接着剤を塗布する方法を採用できる。接着剤を線状または点状に延びるように適切な布帛領域に塗布しておけば、それを拡げることにより、要求される接合部領域の実質的に全域にわたって接着剤を延在させることが可能になり、上記のような望ましい部材同士の接合が容易に実現されるようになる。
【０００９】
接着剤が塗布された布帛の反転手段も特に限定されないが、例えば、ヒンジ機構を備えた簡単な構造の反転治具を使用することができる。すなわち、ヒンジ機構を備えた反転治具の一方側に上記布帛をセットし、該布帛を接着剤塗布後に反転治具の他方側にセットされた上記一方の部材に向けて反転させる方法を採用できる。このようなヒンジ機構を備えた反転治具を使用すれば、簡素な機構でありながら所定の反転を容易に行わせることが可能になる。また、ヒンジ機構の一方側にセットされた布帛に接着剤が塗布され、反転により、該布帛がヒンジ機構の他方側にセットされた一方の部材に被せられることになるので、極めて簡単な機構でありながら、反転されてくる布帛が一方の部材に高精度な所定の位置関係をもって被せられることになり、かつ、この動作が繰り返し行われる場合にあっても、優れた再現性をもって行われることになる。換言すれば、目標とするこれら一連の動作が、ばらつきなく確実に高精度で行われることになる。このようなヒンジ機構を備えた反転治具の反転動作は、容易に自動化できる。
【００１０】
また、接着剤が塗布された布帛を上記一方の部材に被せるに際しては、布帛の裏面側から弾性部材を介して布帛を上記一方の部材に向け該一方の部材の外形に沿わせて押圧し、該押圧により接着剤を布帛中に拡げるようにすることもできる。例えば上記ヒンジ機構を備えた反転治具を用いる場合には、布帛がセットされるヒンジ機構の一方側部分に弾性部材を貼着しておき、その上にセットされた布帛に局部的に接着剤を塗布し、接着剤が塗布された布帛を弾性部材ごと反転させて一方の部材に被せ、弾性部材を介して接着剤が塗布されている布帛を一方の部材に向け該一方の部材の外形に沿うように押圧することができる。このような弾性部材を介した押圧により、接着剤が塗布されている布帛をより良好に一方の部材の外形に沿わせることが可能になるとともに、弾性部材による押圧力により、より望ましい状態で接着剤を布帛中に拡げることができるようになる。
【００１１】
また、上記他方の部材の上記一方の部材への組み合わせ動作を利用して、両部材間に介在された布帛中に接着剤を拡げるようにすることもできる。すなわち、部材同士を接合するに際しては、それらの接合部を間にして部材同士が組み合わされることになるが、本発明ではこの接合部に接着剤が局部的に塗布されていた布帛が介在されることになるので、この部材同士の組み合わせ動作を利用して局部的に塗布されていた接着剤を布帛中に拡げることが可能になる。もちろん、その際に前述の弾性部材を介した押圧動作を行わせるようにしてもよい。
【００１２】
本発明においては、上記のような反転治具の反転動作や、接着剤を布帛中に拡げる動作は、容易に自動化可能である。さらに、最初の布帛上への接着剤の塗布についても、例えば接着剤吐出ノズルの位置制御および吐出量制御が可能なロボットを用いて行うようにすれば、接着剤の局部的な塗布も容易に自動化できる。とくに、布帛は平面状にセット可能であるから、ロボットを用いることにより、容易にかつ高精度に、しかもばらつきなく、接着剤を局部的に予め定めた所定形状に塗布することができる。
【００１３】
このような本発明に係る接合方法において、上記布帛としては、例えば不織布を用いることが好ましい。使用する不織布の種類や厚み、目付等は、上記の布帛中に接着剤を拡げることが容易なもの、とくに接着剤が非塗布面側まで容易にかつ確実に浸透できる性能を有するものが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る接合方法の適用対象としては、部材同士が接着剤を介して接合されるものである限りとくに限定されないが、本発明は、互いに接合される部材の少なくとも一方の部材がＦＲＰで構成されている場合に好適なものである。ＦＲＰ製部材には、一般的に機械的接合手段を用いることは少ないので、上記のように最適な状態で接着剤を介在させることにより、目標とする接合強度等を満たす目標品質にて、部材同士が良好に接合される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る接合方法によれば、接着剤を局部的に塗布した布帛を反転させて一方の部材に被せ、その状態で接着剤を必要な領域にわたって布帛中に拡げて部材同士を接合するようにしたので、比較的複雑な形状の接合面を有する部材同士を接合する場合にあっても、人手によることなく、接着剤を所望の場所に所望の状態で容易にかつ精度良くしかも良好な再現性をもって塗布できるようになり、その望ましい状態で塗布された接着剤を介して、ヒンジ機構等を備えた簡単な反転治具機構をもって、部材同士を実質的に自動的に精度良く確実に接合できるようになる。自動化を可能とすることにより、人手による場合のようなばらつきもなくなり、接合強度等に優れた望ましい品質の接合品を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施態様に係る接合方法を示しており、図５に示すような、接合面が凸曲面を有する比較的複雑な三次元形状に形成された十字状の一方の部材１（以下、第１の部材と言うこともある。）と、その凸曲面に対応する凹曲面を有する比較的複雑な三次元形状の接合面を備えた他方の部材２（以下、第２の部材と言うこともある。）との接合に本発明を適用した場合を示している。本実施態様では、少なくとも第１の部材１がＦＲＰ製部材からなる。ただし、接合される部材の形状や材質等については本実施態様に示したものには限定されない。
【００１７】
図１および図２において、３は、ヒンジ機構４を備えた反転治具を示しており、反転治具３の一方側部分５は、他方側部分６に向けて反転するように折り畳み可能に構成されている。本実施態様では、この反転治具３の一方側部分５上に、膜状の弾性部材７が貼設または張設されており、その弾性部材７上に、例えば不織布からなる布帛８が平面状にセットされる。この布帛８上に、第１の部材１と第２の部材２との接合部に対応する領域に対し、局部的に接着剤９が塗布される。本実施態様では接着剤９は予め定められた所定形状に、線状に延びるように塗布されるが、点状に延びるように塗布されてもよく、線状と点状の混在した塗布形態でもよい。反転治具３の他方側部分６には第１の部材１がセットされる。布帛８のセット位置と第１の部材１のセット位置は、それぞれ、予め定められた所定の位置とされ、布帛８が反転された際に、反転された布帛８の位置と第１の部材１の位置が自動的に合致するようになっている。したがって、反転された布帛８上に局部的に塗布されていた接着剤９もまた、単に反転動作のみによって確実に精度良く、第１の部材１に対し、その後の接合動作にとって最適な位置関係に配置されることになる。
【００１８】
布帛８上に局部的な所定形状に接着剤９が塗布された後、接着剤９が塗布された布帛８は反転治具３の一方側部分５とともに他方側部分６に向けて反転され、他方側部分６にセットされていた第１の部材１に被せられる。このとき、布帛８を保持している弾性部材７が第１の部材１の外形形状に沿うように弾性変形し、それに伴って、布帛８も第１の部材１の外形形状に沿うように配置され、同時に弾性部材７によって第１の部材１の外面に向けて押圧される。この押圧により、布帛８上に局部的に塗布されていた接着剤９が、接合領域に対応する布帛８中に拡げられ、本実施態様では、後述の部材同士の組み合わせ動作による押圧によっても、さらに接着剤９が拡げられる。反転治具３の反転により接着剤９が拡げられた状態の布帛８が被せられた第１の部材１は、反転治具３の他方側部分６に対して一方側部分５を開くことにより、容易に取り出される。なお、布帛８自体が優れたドレープ性（形状に沿うことのできる特性）を有する場合には、上記のような弾性部材７を設けないことも可能であるが、弾性部材７を設けておくことにより、布帛８を第１の部材１の外形形状に沿わせる動作、および、布帛８上に局部的に塗布されていた接着剤９を布帛８中に拡げる動作が大幅に容易化され、かつそれらの動作もよりスムーズに行われるようになる。
【００１９】
上記において、布帛８への局部的な接着剤９の線状塗布は、例えば図３に示すように、接着剤吐出ノズル１１の位置制御および吐出量制御が可能なロボット１２を用いて行うことができ、これによって初期の接着剤９の所定形状への塗布を自動化できる。なお、図３においては、反転治具３についてはその一方側部分５のみを示してあり、他の部分は図示を省略してある。また、図３に示した例では、この反転治具３の一方側部分５をロボット１２の基台１３部分に設置した状態を示したが、このような基台１３を設けることなく、反転治具３に対して直接ロボット１２により接着剤吐出ノズル１１を走査させるようにしてもよい。
【００２０】
前述の如く接着剤９が塗布されていた布帛８が弾性部材７によって第１の部材１の外面に向けて押圧され、接着剤９が布帛８中に拡げられた後、図４に示すように、反転治具３の一方側部分５が開かれ、接着剤９が拡げられた状態の布帛８が仮接着され被せられた状態で、第１の部材１が反転治具３の他方側部分６から取り出され、第２の部材２との接合に供される。第２の部材２との接合は、布帛８が被せられた状態の第１の部材１を反転治具３上に残したままでも可能であるが、この接合を連続的に行い、大量生産に適合させるためには、反転治具３上での動作と、部材同士の組み合わせ、接合動作を別にした方が効率が良い。
【００２１】
取り出された第１の部材１に対し、図５に示すように、第２の部材２が組み合わされ、接合される。この接合に際しては、上記の如く布帛８およびその布帛８中に拡げられた接着剤９が両部材間、本実施態様ではとくに十字形状の第１の部材１の凸状曲面１ａと、それに対応する形状の第２の部材２の凹状曲面２ａとの間に介在することになり、この所定の接合領域に介在する接着剤９を介して両部材が効率よく接合されることになる。この第１の部材１と第２の部材２の組み合わせ動作により、介在されていた接着剤９はさらに布帛８中に拡げられることになり、より望ましい形態で接着剤９が介在されることになる。布帛８の種類を適切に選定し、接着剤９の初期塗布形態、塗布量を適切に設定しておくことにより、両部材の接合領域の実質的に全域にわたって万遍なく且つ過不足なく最適な量にて接着剤９を分布させることも可能になる。とくに、図３に示したようにロボット１２を用いて接着剤９の所定形状への塗布を行えば、初期塗布形態、塗布量を極めて高精度に制御できるので、最終的に最適な接合形態が得られやすくなる。
【００２２】
上記のような接合方法により、第１の部材１と第２の部材２は、望ましい状態で接合され、目標とする接合強度等の良好な接合製品品質が得られる。この接合方法は、実質的に全工程にわたって自動化が可能であり、人手によるばらつきの発生を排除することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明に係る接合方法は、接着剤による接合が要求されるあらゆる部材同士の接合に適用可能であり、とくに接合面が比較的複雑な三次元形状を有する部材同士の接合に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施態様に係る接合方法を示す反転治具およびその上に配置された布帛、第１の部材の斜視図である。
【図２】図１の装置の概略側面図である。
【図３】ロボットを使用した接着剤塗布の一例を示す斜視図である。
【図４】図１の装置からの布帛被覆部材の取り出しの様子をを示す斜視図である。
【図５】部材同士の接合の様子をを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  一方の部材（第１の部材）
２  他方の部材（第２の部材）
３  反転治具
４  ヒンジ機構
５  反転治具の一方側部分
６  反転治具の他方側部分
７  弾性部材
８  布帛
９  接着剤
１１  接着剤吐出ノズル
１２  ロボット
１３  基台
【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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