JP6768958B1 - 非磁性体接合装置と方法 - Google Patents

Abstract

受圧部材１２（受圧ローラ４４）、加圧ローラ１４、磁力発生器１５ａ、及び加熱装置１５ｂを備える。受圧ローラ４４は、接着剤３を介してそれぞれ非磁性体製の被接合材１と接合材２が重ね合された接合範囲４において被接合材１の裏面１ａに密着して位置する。加圧ローラ１４は、接合材２の表面に密着して当接する外周面１４ａを有し、接合材表面２ａに沿って転動可能に構成されている。磁力発生器１５ａは、外周面１４ａと受圧部材１２に挟持された挟持部５に加圧力を発生させる。加熱装置１５ｂは、挟持部５を加熱する。

Description

本発明は、非磁性体同士を接合する非磁性体接合装置と方法に関する。

繊維強化複合材、例えばＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）は、鉄やアルミなどの金属材料よりも低密度でありながら、力学特性に優れ、比強度が高く、軽くて強い特長を有する。
そのため、近年、アルミニウム合金に代わる構造部材として、航空機、小型船舶、自動車等に、用いられている。以下、繊維強化複合材を単に、「ＦＲＰ」と呼ぶ。

例えば、航空機の構造物（胴体、ハッチ、翼、など）は、従来、アルミニウム合金同士をリベットで接合している。しかし、リベットを用いた接合は、作業性が悪く、かつ繊維強化複合材に適用すると、内部の繊維を切断するため引張強度が極端に低下する。
そこで、接着剤を用いて繊維強化複合材同士を接合することが提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の「非磁性部材の接合方法」は、接着剤を介して２つの非磁性部材を位置決めし、磁石製の加圧治具と磁性体製の受圧治具により接合範囲に加圧力を作用させて接着剤を硬化させるものである。

特開２００２−０６０７２１号公報

上述した特許文献１には、以下の問題点があった。
（１）接着剤として熱硬化型のものを用いる場合、接合範囲に加圧力を作用させながら熱硬化に必要な温度（例えば１００〜１３０℃）に加熱する必要がある。
その結果、加圧治具を接着剤が硬化するまで保持する必要があり、接合面積が狭い範囲（加圧治具の大きさに依存する範囲）に限定されるため、幅又は長さが大きい接合範囲への適用は困難だった。
（２）接合範囲の幅又は長さが大きい場合、加圧治具を大型化するか、加圧治具を多数準備する必要がある。
しかし、加圧治具を大型化すると、総重量及び総磁力が過大となり、人力では取付け取り外しができなくなる。また、多数の加圧治具を準備すると製作コストが過大となる。

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、接合範囲の幅又は長さが大きい場合（例えば１ｍ以上）でも非磁性体同士を接合することができ、かつ人力で取付け取り外しができる非磁性体接合装置と方法を提供することにある。

本発明によれば、それぞれ非磁性体製の被接合材と接合材とを接合する非磁性体接合装置であって、
接着剤を介して前記被接合材と前記接合材が重ね合された接合範囲において前記被接合材の裏面に密着して位置する受圧部材と、
前記接合材の表面に密着して当接する外周面を有し、接合材表面に沿って転動可能な加圧ローラと、
前記外周面と前記受圧部材に挟持された挟持部に加圧力を発生させる磁力発生器と、
前記挟持部を加熱する加熱装置と、を備え、
前記受圧部材は、強磁性体、又は前記加圧ローラとの間に磁力による吸着力を発生する磁石である、非磁性体接合装置が提供される。

また本発明によれば、上記の非磁性体接合装置を用いた非磁性体接合方法であって、
前記被接合材と前記接合材を接着剤を介して重ね合わせ、
重ね合わせた接合範囲において前記受圧部材を前記被接合材の裏面に密着して位置決めし、
前記加圧ローラの前記外周面を前記接合範囲に位置する前記接合材表面に当接させ、
前記磁力発生器により、前記挟持部に加圧力を発生させ、
前記加熱装置により、前記挟持部を加熱し、
同時に、前記加圧ローラを前記接合範囲の前記接合材表面に沿って転動させる、非磁性体接合方法が提供される。

本発明によれば、磁力発生器により、加圧ローラの外周面と受圧部材に挟持された挟持部に磁力による加圧力を発生させることができる。
また、加熱装置により、加圧ローラと受圧部材に挟持された挟持部を加熱することができる。

さらに、加圧ローラは、接合材の表面に当接する外周面を有し、接合材表面に沿って転動可能なので、加圧ローラを接合範囲の全体に転動させることで、接合範囲の全体を均等に加圧しかつ加熱することができる。
従って、接合範囲の幅又は長さが大きい場合（例えば１ｍ以上）でも非磁性体同士を接合することができる。

また、本発明によれば、１台の非磁性体接合装置で幅又は長さが大きい接合範囲を接合できるので、加圧ローラを大型化する必要がなく、装置の軽量化が可能であり、人力で取付け取り外しができる。

本発明による非磁性体接合装置の第１実施形態の正面図である。 本発明による非磁性体接合装置の第１実施形態の側面図である。 本発明による非磁性体接合装置の第２実施形態の正面図である。 図２のＡ−Ａ矢視図である。 本発明による非磁性体接合装置の第３実施形態の正面図である。 本発明による非磁性体接合装置を用いた接合方法を示す第１の斜視図である。 本発明による非磁性体接合装置を用いた接合方法を示す正面図である。 本発明による非磁性体接合装置１０を用いた接合方法を示す第２の斜視図である。 本発明による非磁性体接合装置の第４実施形態の正面図である。 本発明による非磁性体接合装置の第５実施形態の正面図である。 本発明による非磁性体接合装置の第６実施形態の正面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１Ａは、本発明による非磁性体接合装置１０の第１実施形態の正面図、図１Ｂは、第１実施形態の側面図である。
以下、「非磁性体」とは、磁界によって磁化されず、したがって磁界の影響を受けない材料を意味する。非磁性体には、繊維強化複合材（ＦＲＰ）やアルミニウム合金、などが含まれる。
本発明の非磁性体接合装置１０は、それぞれ非磁性体製の被接合材１と接合材２とを接合する装置であり、受圧部材１２と加圧ローラ１４を備える。
被接合材１と接合材２は、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化複合材）であることが好ましいが、その他のＦＲＰ（繊維強化複合材）又は、アルミニウム合金、等であってもよい。

図１Ａと図１Ｂにおいて、被接合材１と接合材２はそれぞれ平板であり、その端部同士が接着剤３を介して重ね合されている。
なお、被接合材１と接合材２は平板に限定されず、接着剤３を介して重ね合せできる限りで、円弧面又はその他の形状であってもよい。

受圧部材１２は、被接合材１と接合材２が重ね合された接合範囲４において被接合材１の裏面１ａに密着して固定されている。
受圧部材１２は、強磁性体、又は加圧ローラ１４（後述する）との間に磁力による吸着力を発生する磁石（電磁石又は永久磁石）であるのがよい。

「強磁性体」とは、磁場により強く磁化され、それ自体がその時点で磁石となり、磁場を除いても磁化が残る物質を意味する。受圧部材１２の材料は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル又はそれらの合金、フェライトなどであるのがよい。

図１Ａと図１Ｂにおいて、受圧部材１２は、接合範囲４の全面において被接合材１の裏面１ａに密着して固定された板材であり、裏面１ａに密着する密着面１２ａを有する。
受圧部材１２の被接合材１の裏面１ａへの固定は、被接合材１に穴加工などの加工をせず、かつ被接合材１の裏面１ａに密着できる限りで、任意の手段（例えば、固定治具、仮止め金具、接着テープ、接着剤等）を適用することができる。これらの固定手段は、被接合材１と接合材２の接合後に、元の状態に復帰できることが好ましい。

接着剤３は、加熱硬化型の一液エポキシ樹脂系又は一液アクリル樹脂系であるのが好ましいが、硬化剤混合型の二液エポキシ樹脂系又は二液シリコーンゴム系であってもよい。
なお、接着剤３は、熱可塑型であってもよい。また、接着剤３の形態は、シート状であることが好ましいが、液状であってもよい。例えば、熱可塑フィルムを溶融して接着（溶着）してもよい。

加圧ローラ１４は、接合材２の表面（以下、接合材表面２ａ）に密着して当接する外周面１４ａを有し、接合材表面２ａに沿って転動可能に構成されている。
この例で、加圧ローラ１４は円柱形状であり、その外周面１４ａは円筒形である。しかし、外周面１４ａは接合材表面２ａに密着できる限りで、円筒形に限定されず、その他の形状であってもよい。

この例において、加圧ローラ１４は、その内部に磁力発生器１５ａと加熱装置１５ｂを内蔵する。
なおこの構成は必須ではなく、磁力発生器１５ａ又は加熱装置１５ｂを加圧ローラ１４の外部に設置してもよい。
加熱装置１５ｂを加圧ローラ１４の外部に設置する場合、加熱装置１５ｂは、例えば樹脂を選択加熱する誘電加熱装置であるのがよい。誘電加熱装置は、例えば上部コントローラ１８の内部に設置する。

磁力発生器１５ａは、外周面１４ａと受圧部材１２に挟持された挟持部５に所定の加圧力を発生させる。「所定の加圧力」は、例えば０．０５ＭＰａ〜１．０ＭＰａであるのがよい。磁力発生器１５ａは、電磁石であるのが好ましいが、永久磁石であってもよい。

またこの例では、同軸上に１対の加圧ローラ１４が設けられ、外周面１４ａの磁極が逆（ＮとＳ）になるように設定されている。
この構成により、外周面１４ａの磁極（ＮとＳ）と受圧部材１２との間に強力な磁場を発生させ、磁力による吸着力に相当する加圧力を挟持部５に作用させることができる。
なお、外周面１４ａの磁極はこの例に限定されず、すべてがＮ極又はＳ極であってもよい。

加熱装置１５ｂは、外周面１４ａと受圧部材１２に挟持された挟持部５を所定の温度まで加熱する。「所定の温度」は、加熱硬化型の場合、接着剤３の硬化に必要な温度（例えば１００〜１２０℃）であるのがよい。
なお、非磁性体接合装置１０は、図示しない予熱装置を備え、接合範囲４の全体を加熱硬化型の場合、接着剤３の硬化温度より低い温度まで均等に加熱することが好ましい。

図１Ａと図１Ｂにおいて、非磁性体接合装置１０は、４つの加圧ローラ１４を備える。
またこの図において、非磁性体接合装置１０は、２つずつ対になった２組（４つ）の加圧ローラ１４をそれぞれ転動可能に支持するローラ支持台１６を備える。

２組の加圧ローラ１４の回転軸１４ｂは、互いに平行に位置し、２組の加圧ローラ１４の外周面１４ａが同時に接合材表面２ａに接触し、かつ接合材表面２ａに沿って同一方向に同時に転動できるようになっている。

図１Ａと図１Ｂにおいて、ローラ支持台１６には、上部コントローラ１８が取り付けられている。
上部コントローラ１８には、外部より電力供給ライン１８ａが接続されており、上部コントローラ１８を介して磁力発生器１５ａ（電磁石の場合）と加熱装置１５ｂに電力を供給するようになっている。なお、磁力発生器１５ａが永久磁石の場合は、上部コントローラ１８は加熱装置１５ｂのみに電力を供給する

図１Ａと図１Ｂにおいて、ローラ支持台１６には、さらに取っ手１９が設けられている。
取っ手１９は、接合作業中に、作業者がローラ支持台１６を接合材表面２ａに沿って移動し、この移動により、加圧ローラ１４の外周面１４ａが接合材表面２ａに接触し、かつ接合材表面２ａに沿って転動するようになっている。
この構成により、接合範囲４の幅又は長さが大きい場合（例えば幅又は長さが１ｍ以上の場合）でも、加圧ローラ１４の外周面１４ａを接合範囲４の全体にわたって転動させることができる。

図２は、本発明による非磁性体接合装置１０の第２実施形態の正面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ矢視図である。

図２と図３において、被接合材１は、平板であるが、円弧面又はその他の形状であってもよい。
また、接合材２は断面が逆Ｔ形の長尺部材であるが、断面形状はＬ形、Ｈ形、コの字形、その他であってもよい。長尺部材の長さは、例えば５〜６ｍであるが、それ以外でもよい。

受圧部材１２は、第１実施形態と同様であり、被接合材１の裏面１ａに密着して固定されている。
加圧ローラ１４は、この例では、２つが対になった１組（２つ）のみが設けられているが、単一でも２組（４つ）以上でもよい。
ローラ支持台１６には、第１実施形態と同様であるが、取っ手１９は省略されている。

図２と図３において、非磁性体接合装置１０は、さらに、上部台車２０を備える。
上述した上部コントローラ１８は、上部台車２０に取付けられている。
上部台車２０は、接合範囲４を跨いで被接合材１又は接合材２の表面に沿って移動可能に構成されている。また上部台車２０には、加圧ローラ１４が接合材表面２ａに当接するように取付けられている。

上部台車２０は、被接合材１又は接合材２（この例では被接合材１）の表面に当接し、この表面に沿って転動可能な複数（この例では４つ）の上部車輪２２と、上部車輪２２の少なくとも１つを回転駆動する上部駆動装置２４とを備える。
上部車輪２２の接触面２２ａは、この例では円弧状になっており、被接合材１が平板以外（例えば円弧面又はその他の形状）の場合でも、被接合材表面１ｂに確実に接触するようになっている。
上部駆動装置２４は、例えば減速機付きの電動機であるのがよい。

上述した構成により、上部車輪２２を回転駆動することで、上部台車２０を被接合材表面１ｂに沿って移動し、この移動に連動して外周面１４ａが接合材表面２ａに密着して当接したまま、加圧ローラ１４を接合材表面２ａに沿って転動させることができる。

図２と図３において、磁力発生器１５ａを加圧ローラ１４の外部に設置する場合、例えば上部車輪２２に磁力発生器１５ａを内蔵し、支持部材３８を強磁性体とすることが好ましい。

図２と図３において、上部台車２０は、さらに、加圧ローラ１４の振動（特に上下振動）を吸収する上部振動吸収装置２６を備える。上部振動吸収装置２６は、例えばダンパー、空圧シリンダ、圧縮ばね、又は弾性部材で構成され、この例では、ローラ支持台１６と位置保持台２８との間に挟持されている。
この構成により、上部台車２０の移動時に加圧ローラ１４の外周面１４ａが接触する接合材表面２ａに起伏（又は凹凸）がある場合でも、位置保持台２８の位置に影響することなく、加圧ローラ１４の振動を吸収することができる。

図２と図３において、上部台車２０は、さらに、被接合材１又は接合材２（この例では被接合材１）に対する加圧ローラ１４の位置を修正する上部位置修正装置３０を備える。
上部位置修正装置３０は、この例では、上述した位置保持台２８を幅方向（図２で左右方向）に移動可能に支持する水平ガイド３２と、水平ガイド３２を図２で上下方向に移動可能に支持する鉛直ガイド３４とを有する。この例で、鉛直ガイド３４は、上部台車２０の本体２１に固定されている。
さらに、位置保持台２８は、図示しないアクチュエータにより、図で幅方向及び上下方向に移動できるようになっている。

上述した構成により、上部位置修正装置３０により、上部車輪２２に対する加圧ローラ１４の相対位置（例えば高さ）を適宜修正して、加圧ローラ１４を接合材２の表面に密着させることができる。
また、接合中であっても、上部位置修正装置３０により、位置保持台２８を移動し、上部振動吸収装置２６とローラ支持台１６を介して加圧ローラ１４の位置を随時修正することができる。

上部台車２０は、さらに、接合材２に対する加圧ローラ１４の位置を撮影する上部カメラ３６を備える。上部カメラ３６は、デジタルカメラ又はデジタルビデオカメラであり、撮影した画像を無線又は有線で、装置のオペレータに送信するようになっており、この画像を見ながら加圧ローラ１４の位置を修正することができる。
なお、図２において、３７は上部台車２０の上部を覆う上部カバーである。

図２と図３において、上部コントローラ１８は、上述した磁力発生器１５ａと加熱装置１５ｂに電力を供給すると共に、上部駆動装置２４、上部位置修正装置３０、及び上部カメラ３６にも電力を供給し、かつこれらを制御する。
この制御は、オペレータによる遠隔制御でも、上部コントローラ１８による自律制御でもよい。

図２と図３において、非磁性体接合装置１０は、さらに、１対の支持部材３８を備える。
１対の支持部材３８は、互いに平行な１対の板材であり、かつそれぞれ上部車輪２２に対向して被接合材１又は接合材２（この例では被接合材１）の裏面に密着して固定されている。
さらに、支持部材３８は、受圧部材１２又は外部固定部（この例では、固定支持面６）に固定されていることが好ましい。

この構成により、上部車輪２２を介して被接合材１又は接合材２（この例では被接合材１）に作用する上部台車２０の荷重を、支持部材３８を介して受圧部材１２又は外部固定部で支持することができ、被接合材１又は接合材２の変形を防止することができる。

図４は、本発明による非磁性体接合装置１０の第３実施形態の正面図である。
この図において、被接合材１は円弧面であり、接合材２を円弧面の内面に接合する場合を示している。

図４において、受圧部材１２の密着面１２ａは、接合材２の外面と同じ円弧面に形成されている。また、支持部材３８の上面も、同様に接合材２の外面と同じ円弧面に形成されている。

この図において、非磁性体接合装置１０は、上部車輪２２に対向して被接合材１又は接合材２の表面に密着して固定され、上部車輪２２を支持する車輪支持板４０を備える。
車輪支持板４０は、磁石（電磁石又は永久磁石）であり、支持部材３８は、強磁性体、又は車輪支持板４０との間に磁力による吸着力を発生する磁石（電磁石又は永久磁石）であることが好ましい。
この構成により、車輪支持板４０と支持部材３８との間に強力な磁場を発生させ、磁力による吸着力により、車輪支持板４０と支持部材３８を被接合材１又は接合材２の表面に密着して固定することができる。

図４において、車輪支持板４０の上面は、上部車輪２２を支持する形状（例えば水平）に形成されている。また、車輪支持板４０の上面に、上部車輪２２を案内するガイド４２を設けることが好ましい。
この構成により、ガイド４２に沿って上部車輪２２を案内することができる。
その他の構成は、第２実施形態と同様である。

図５Ａは、本発明による非磁性体接合装置１０を用いた接合方法を示す第１の斜視図であり、図５Ｂは、その正面図である。

図５Ａと図５Ｂにおいて、被接合材１は中空円筒形である。以下、被接合材１の中心軸Ｏの方向をＹ方向、Ｙ方向に直交する水平方向をＸ方向、Ｙ方向に直交する上向き方向をＺ方向とする。
接合材２は、この例では断面が逆Ｔ形の長尺部材であり、Ｙ方向に延び、被接合材１の内側内面に接合される。複数（この例では２４）の接合材２が、この例では中心軸Ｏを中心に周方向に間隔を隔てている。

被接合材１は、複数の支持ローラ７により、中心軸Ｏを中心に回転可能に支持されている。
本発明による非磁性体接合装置１０は、被接合材１の内側最下端に位置し、最下端に位置する接合材２を被接合材１に接合する。

図５Ｃは、本発明による非磁性体接合装置１０を用いた接合方法を示す第２の斜視図である。
この図に示すように、非磁性体接合装置１０を用い、被接合材１の周方向に接合材２を接合する場合もある。
この場合、非磁性体接合装置１０が周方向に移動して、接合材２を被接合材１に接合する。なお、非磁性体接合装置１０は移動せず、被接合材１を周方向に移動させてもよい。
その他の構成は、図５Ａ，図５Ｂと同様である。

図６は、本発明による非磁性体接合装置１０の第４実施形態の正面図である。

図６において、上部車輪２２の接触面２２ａは、被接合材１の表面１ｂに密着する平面又は円弧面に形成されている。
上部台車２０及びこれに付随する部材は、図２と同様である。

図６において、受圧部材１２は、加圧ローラ１４に対向して被接合材１の裏面１ａに密着して位置する受圧ローラ４４である。受圧ローラ４４は、円筒形部材であり、その中心軸を中心に自由に転動するようになっている。その他の構成は、第１〜３実施形態の受圧部材１２と同様である。

この構成により、加圧ローラ１４の外周面１４ａと強磁性体である受圧ローラ４４との間に強力な磁場を発生させ、受圧ローラ４４を加圧ローラ１４の真下に対向して位置決めすると共に、磁力による吸着力に相当する加圧力を挟持部５に作用させることができる。

図６において、非磁性体接合装置１０は、さらに、下部台車４６を備える。
下部台車４６は、接合範囲４を跨いで被接合材１又は接合材２（この例では被接合材１）の裏面に沿って移動可能に構成されている。下部台車４６には、受圧部材１２（この例で受圧ローラ４４）が被接合材１の裏面１ａに当接するように取付けられている。
下部台車４６は、受圧部材１２（受圧ローラ４４）が加圧ローラ１４に対向したまま移動するように、上部台車２０と同期制御される。この制御は、オペレータによる遠隔制御でも、上部コントローラ１８と下部コントローラ６０による自律制御でもよい。

下部台車４６は、複数の下部車輪４８と下部駆動装置５０を備える。
複数の下部車輪４８は、被接合材１の裏面１ａに当接して転動可能に構成されている。下部車輪４８の位置は、上部車輪２２と対向する位置であることが好ましい。また、上部車輪２２と下部車輪４８のいずれか一方が磁石（電磁石又は永久磁石）であり、他方が強磁性体であることが好ましい。しかし上部車輪２２と下部車輪４８の両方が磁力による吸着力を発生する磁石であってもよい。下部車輪４８のその他の構成は、上部車輪２２と同様である。

この構成により、上部車輪２２と下部車輪４８との間に強力な磁場を発生させ、下部車輪４８を上部車輪２２の真下に対向して位置決めすると共に、磁力による吸着力で下部台車４６を被接合材１の裏面１ａに当接させることができる。
また、この場合、加圧ローラ１４の磁力発生器１５ａを省略し、上部車輪２２と下部車輪４８との間の磁力による加圧力を挟持部５に作用させてもよい。

下部駆動装置５０は、下部車輪４８の少なくとも１つを回転駆動する。下部駆動装置５０のその他の構成は、上部駆動装置２４と同様である。

上述した構成により、下部車輪４８を回転駆動することで、下部台車４６を被接合材１の裏面１ａに沿って移動し、この移動に連動して受圧ローラ４４を被接合材１の裏面１ａに沿って転動させることができる。

図６において、非磁性体接合装置１０は、さらに、受圧ローラ４４の振動を吸収する下部振動吸収装置５２を備える。下部振動吸収装置５２の構成と機能は、上部振動吸収装置２６と同様である。

図６において、非磁性体接合装置１０は、さらに、下部位置修正装置５４、下部カメラ５６、下部カバー５８、及び下部コントローラ６０を備える。これらの構成と機能は、上部位置修正装置３０、上部カメラ３６、上部カバー３７、及び上部コントローラ１８と同様である。

上述した第４実施形態の構成により、第１〜３実施形態のように、板状の受圧部材１２を接合範囲４の全面において被接合材１の裏面１ａに固定することなく、１ｍを超える長い接合範囲４で被接合材１と接合材２とを接合することができる。

図７は、本発明による非磁性体接合装置１０の第５実施形態の正面図である。

図７において、下部台車４６は、被接合材１の裏面１ａに当接して転動可能な複数の下部車輪４８Ａと、下方の固定支持面６に当接して転動可能な複数の下部車輪４８Ｂとを有する。
固定支持面６は、例えば床面である。
下部車輪４８Ａは、第４実施形態の下部車輪４８と同様であるが、磁石又は強磁性体である必要はなく、その他の材質、例えばゴム又はプラスチックでもよい。
この例で下部車輪４８Ａは、駆動されずに自由に転動でき、下部駆動装置５０は、下部車輪４８Ｂを回転駆動する。

図７において、非磁性体接合装置１０は、さらに、ローラ昇降装置６２を有する。
ローラ昇降装置６２は、例えば直動の空圧シリンダ又は電動シリンダであり、受圧ローラ４４（受圧部材１２）、及び、下部車輪４８Ａを被接合材１の裏面１ａに当接して押し付ける機能を有する。
その他の構成は、図６の第４実施形態と同様である。

上述した第５実施形態の構成により、第１〜３実施形態のように、板状の受圧部材１２を接合範囲４の全面において被接合材１の裏面１ａに固定することなく、それぞれ非磁性体製の被接合材１と接合材２とを接合することができる。
また、下方の固定支持面６に当接して転動可能な複数の下部車輪４８Ｂを有するので、下部台車４６の全重量を下部車輪４８Ｂで支持することができ、受圧部材１２及び下部車輪４８Ａを被接合材１の裏面１ａに安定して当接することができる。

図８は、本発明による非磁性体接合装置１０の第６実施形態の正面図である。
この図において、６３は支持ローラ、６４ａ，６４ｂは磁石、６５は磁石昇降装置、６６はリニアガイド、６８は直線駆動機構である。直線駆動機構６８は、例えば、駆動モータ及びボールスクリュ、ラック＆ピニオン、等である。

この例で、被接合材１は、複数の支持ローラ７により、中心軸Ｏ（図５Ａ参照）を中心に回転可能に支持されている。また、上部台車２０は、支持ローラ６３により被接合材１の上に支持されている。
さらに、図７，８における上部駆動装置２４は省略され、支持ローラ６３は、その軸心を中心に自由に転動するようになっている。

この例で、磁力発生器１５ａは、上部磁石６４ａと下部磁石６４ｂとからなる。上部磁石６４ａと下部磁石６４ｂは、電磁石又は永久磁石である。
上部磁石６４ａは、上部台車２０に固定され、被接合材１の上面に近接して位置する。
下部磁石６４ｂは、磁石昇降装置６５を介して下部台車４６に固定され、被接合材１の下面に近接して位置する。上部磁石６４ａと下部磁石６４ｂは、その間に被接合材１を挟んで対向して位置し、その間に磁力による吸着力を発生させる。
なお、キズ防止のため、上部磁石６４ａ又は下部磁石６４ｂと被接合材１との間に緩衝材を挟んでもよい。

下部台車４６は、リニアガイド６６により接合材２の長さ方向に水平移動可能に案内され、直線駆動機構６８により接合材２の長さ方向に駆動される。
下部台車４６の上部には受圧部材１２が固定されている。受圧部材１２は、被接合材１の下面に密着して位置し、被接合材１の下面に沿って移動する。
磁石昇降装置６５は、下部台車４６に固定され、下部磁石６４ｂの位置を昇降させ、上部磁石６４ａと下部磁石６４ｂとで発生する加圧力を制御するようになっている。磁石昇降装置６５は、例えば電動の直動シリンダである。
なお、下部磁石６４ｂを、複数の磁石で構成し、その一部を昇降させて吸着力を制御してもよい。この構成により、磁力による吸着力に相当する加圧力を挟持部５に作用させることができる。
その他の構成は、図７の第５実施形態と同様である。

上述した第６実施形態の構成により、第１〜３実施形態のように、板状の受圧部材１２を接合範囲４の全面において被接合材１の裏面１ａに固定することなく、それぞれ非磁性体製の被接合材１と接合材２とを接合することができる。
また、下部台車４６の移動により、上部磁石６４ａと下部磁石６４ｂの磁力により、上部台車２０が追従して移動するので、図７，８における上部駆動装置２４を省略することができる。

本発明による非磁性体接合方法は、上述した非磁性体接合装置１０を用いた方法である。
本発明の非磁性体接合方法は、重合せステップＳ１、位置決めステップＳ２、当接ステップＳ３、及び接合ステップＳ４を有する。

重合せステップＳ１では、被接合材１と接合材２を接着剤３を介して重ね合わせる。
位置決めステップＳ２では、重ね合わせた接合範囲４において強磁性体の受圧部材１２を被接合材１の裏面１ａに密着して位置決めする。
当接ステップＳ３では、加圧ローラ１４の外周面１４ａを接合範囲４に位置する接合材表面２ａに当接させる。

接合ステップＳ４では、被接合材１と接合材２とを接合する。
接合ステップＳ４では、磁力発生器１５ａにより挟持部５に加圧力を発生させ、加熱装置１５ｂにより挟持部５を加熱し、同時に、加圧ローラ１４を接合範囲４の接合材２の表面に沿って転動させる。
接合範囲４の幅又は長さが大きい場合、例えば幅又は長さが１ｍ以上の場合、接合ステップＳ４において、接合範囲４に対し、加圧ローラ１４を長さ方向に転動しながら、幅方向にも移動させることが好ましい。

上述した第１〜５実施形態において、接着直後の非破壊検査装置（例えば、超音波センサ）を備え、接着後の接着部を超音波探傷試験して、接着不良（剥離や空隙）がないことを検査することが好ましい。

上述した本発明の実施形態によれば、磁力発生器１５ａにより、加圧ローラ１４の外周面１４ａと受圧部材１２に挟持された挟持部５に磁力による加圧力を発生させることができる。
また、加熱装置１５ｂにより、加圧ローラ１４と受圧部材１２に挟持された挟持部５を加熱することができる。

さらに、加圧ローラ１４は、接合材表面２ａに当接する外周面１４ａを有し、接合材表面２ａに沿って転動可能なので、加圧ローラ１４を接合範囲４の全体に転動させることで、接合範囲４の全体を均等に加圧しかつ加熱することができる。
従って、接合範囲４の幅又は長さが大きい場合（例えば１ｍ以上）でも繊維強化複合材同士を接合することができる。

また、本発明によれば、１台の非磁性体接合装置１０で幅又は長さが大きい接合範囲４を接合できるので、加圧ローラ１４を大型化する必要がなく、装置の軽量化が可能であり、人力で取付け取り外しができる。

なお本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 被接合材、１ａ 裏面、１ｂ 被接合材表面、２ 接合材、２ａ 接合材表面、３ 接着剤、４ 接合範囲、５ 挟持部、６ 固定支持面、７ 支持ローラ、１０ 非磁性体接合装置、１２ 受圧部材、１２ａ 密着面、１４ 加圧ローラ、１４ａ 外周面、１５ａ 磁力発生器、１５ｂ 加熱装置、１６ ローラ支持台、１８ 上部コントローラ、１９ 取っ手、２０ 上部台車、２２ 上部車輪、２２ａ 接触面、２４ 上部駆動装置、２６ 上部振動吸収装置、２８ 位置保持台、３０ 上部位置修正装置、３２ 水平ガイド、３４ 鉛直ガイド、３６ 上部カメラ、３７ 上部カバー、３８ 支持部材、４０ 車輪支持板、４２ ガイド、４４ 受圧ローラ、４６ 下部台車、４８、４８Ａ、４８Ｂ 下部車輪、５０ 下部駆動装置、５２ 下部振動吸収装置、５４ 下部位置修正装置、５６ 下部カメラ、５８ 下部カバー、６０ 下部コントローラ、６２ ローラ昇降装置、６３ 支持ローラ、６４ａ 上部磁石、６４ａ 上部磁石、６４ｂ 下部磁石、６５ 磁石昇降装置、６６ リニアガイド、６８ 直線駆動機構

Claims (15)

1. それぞれ非磁性体製の被接合材と接合材とを接合する非磁性体接合装置であって、
   接着剤を介して前記被接合材と前記接合材が重ね合された接合範囲において前記被接合材の裏面に密着して位置する受圧部材と、
   前記接合材の表面に密着して当接する外周面を有し、接合材表面に沿って転動可能な加圧ローラと、
   前記外周面と前記受圧部材に挟持された挟持部に加圧力を発生させる磁力発生器と、
   前記挟持部を加熱する加熱装置と、を備え、
   前記受圧部材は、強磁性体、又は前記加圧ローラとの間に磁力による吸着力を発生する磁石である、非磁性体接合装置。
2. 前記加圧ローラは、前記磁力発生器と前記加熱装置とを内蔵する、請求項１に記載の非磁性体接合装置。
3. 前記加圧ローラが前記接合材表面に当接するように取付けられ、前記接合範囲を跨いで前記被接合材又は前記接合材の表面に沿って移動可能な上部台車を備える、請求項１に記載の非磁性体接合装置。
4. 前記上部台車は、前記被接合材又は前記接合材に当接して転動可能な複数の上部車輪と、
   前記上部車輪の少なくとも１つを回転駆動する上部駆動装置と、
   前記加圧ローラの振動を吸収する上部振動吸収装置と、を備える、請求項３に記載の非磁性体接合装置。
5. 前記上部台車は、前記被接合材又は前記接合材に対する前記加圧ローラの位置を修正する上部位置修正装置を備える、請求項３に記載の非磁性体接合装置。
6. 前記上部台車は、前記接合材に対する前記加圧ローラの位置を撮影する上部カメラを備える、請求項３に記載の非磁性体接合装置。
7. 前記上部車輪に対向して前記被接合材又は前記接合材の裏面に密着して位置する１対の支持部材を備える、請求項４に記載の非磁性体接合装置。
8. 前記受圧部材は、前記被接合材の裏面に密着して固定された板材であり、
   前記支持部材は、前記受圧部材又は外部固定部に固定されている、請求項７に記載の非磁性体接合装置。
9. 前記被接合材又は前記接合材の表面に密着して固定され前記上部車輪を支持する車輪支持板を備え、
   前記車輪支持板は、磁石であり、前記支持部材は、強磁性体、又は前記車輪支持板との間に磁力による吸着力を発生する磁石である、請求項７に記載の非磁性体接合装置。
10. 前記受圧部材は、前記加圧ローラに対向して前記被接合材の裏面に密着して位置する受圧ローラである、請求項３に記載の非磁性体接合装置。
11. 前記受圧部材が前記被接合材の裏面に当接するように取付けられ、前記接合範囲を跨いで前記被接合材又は前記接合材の裏面に沿って移動可能な下部台車を備え、
    前記下部台車は、前記受圧部材が前記加圧ローラに対向したまま移動する、請求項１０に記載の非磁性体接合装置。
12. 前記下部台車は、前記被接合材の裏面又は下方の固定支持面に当接して転動可能な複数の下部車輪と、
    前記下部車輪の少なくとも１つを回転駆動する下部駆動装置と、
    前記受圧ローラの振動を吸収する下部振動吸収装置と、を備える、請求項１１に記載の非磁性体接合装置。
13. 前記上部台車に固定され、前記接合材の上面に近接して位置する上部磁石と、
    磁石昇降装置を介して前記下部台車に固定され、前記接合材の下面に近接して位置する下部磁石と、を備え、
    前記上部磁石と前記下部磁石は、その間に前記接合材を挟んで対向して位置し、
    前記磁石昇降装置は、前記下部台車に固定され、前記下部磁石の位置を昇降させ、前記上部磁石と前記下部磁石とで発生する前記加圧力を制御する、請求項１１に記載の非磁性体接合装置。
14. 請求項１に記載の非磁性体接合装置を用いた非磁性体接合方法であって、
    前記被接合材と前記接合材を接着剤を介して重ね合わせ、
    重ね合わせた接合範囲において前記受圧部材を前記被接合材の裏面に密着して位置決めし、
    前記加圧ローラの前記外周面を前記接合範囲に位置する前記接合材表面に当接させ、
    前記磁力発生器により、前記挟持部に加圧力を発生させ、
    前記加熱装置により、前記挟持部を加熱し、
    同時に、前記加圧ローラを前記接合範囲の前記接合材表面に沿って転動させる、非磁性体接合方法。
15. 前記接合範囲に対し、前記加圧ローラを長さ方向に転動しながら、幅方向にも移動させる、請求項１４に記載の非磁性体接合方法。
    

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