JPH0347735A - 複合材の接合方法とその装置 - Google Patents
複合材の接合方法とその装置Info
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- JPH0347735A JPH0347735A JP18260789A JP18260789A JPH0347735A JP H0347735 A JPH0347735 A JP H0347735A JP 18260789 A JP18260789 A JP 18260789A JP 18260789 A JP18260789 A JP 18260789A JP H0347735 A JPH0347735 A JP H0347735A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/34—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement"
-
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
- B29C66/112—Single lapped joints
- B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
-
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- B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
- B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
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-
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
- B29C66/721—Fibre-reinforced materials
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、複合材の接着および接合に関するものであ
る。
る。
従来の技術
複合材の接着および接合には、従来より、金属材に使わ
れているビス、ボルト等で接合する機械的接合と接着剤
で接合する接着材接合がほとんどそのまま用いられてい
る。しかし、複合材の機械的接合ではボルトやビンの間
隔、締め付は具合によって面圧破壊、せん断破壊、裂は
破壊等を生じ易く、また、接着材接合では接合部の強度
が接着剤の破壊強度で決まるため、強度的に弱い。複合
材あるいはその成形素材に直接電流を流して融着したり
、成形と同時に接合する方法は行われていない。
れているビス、ボルト等で接合する機械的接合と接着剤
で接合する接着材接合がほとんどそのまま用いられてい
る。しかし、複合材の機械的接合ではボルトやビンの間
隔、締め付は具合によって面圧破壊、せん断破壊、裂は
破壊等を生じ易く、また、接着材接合では接合部の強度
が接着剤の破壊強度で決まるため、強度的に弱い。複合
材あるいはその成形素材に直接電流を流して融着したり
、成形と同時に接合する方法は行われていない。
発明が解決しようとする間圧点
複合材の接合にはボルトやビスによる１減的接合や接着
剤が使われるが、機械的接合では、接合部の複合材が面
圧破壊、裂は破壊、せん断破壊を生じやすく、又、接着
剤接合では接着剤の部分の強度・剛性が低いために、複
合材の持つ高い強度・剛性を充分に発揮させることがで
きない。また、熱可塑性の樹脂をマトリクスとする複合
材は、常温で硬化しているため、一体成形で複雑な形状
に賦形することが困難である。本発明は、これらの問題
を解決し、マトリクスないし分散相に導電性の素材を使
用した複合材について、簡単廉価でかつ効率的な接合法
を提供するものである。また、熱可塑性の樹脂を使用し
た複合材については、本発明を用いて種々の部分構造を
融着、接合することによって複雑な形状を作りあげるこ
とが可能にな る。
剤が使われるが、機械的接合では、接合部の複合材が面
圧破壊、裂は破壊、せん断破壊を生じやすく、又、接着
剤接合では接着剤の部分の強度・剛性が低いために、複
合材の持つ高い強度・剛性を充分に発揮させることがで
きない。また、熱可塑性の樹脂をマトリクスとする複合
材は、常温で硬化しているため、一体成形で複雑な形状
に賦形することが困難である。本発明は、これらの問題
を解決し、マトリクスないし分散相に導電性の素材を使
用した複合材について、簡単廉価でかつ効率的な接合法
を提供するものである。また、熱可塑性の樹脂を使用し
た複合材については、本発明を用いて種々の部分構造を
融着、接合することによって複雑な形状を作りあげるこ
とが可能にな る。
問題点を解決するための手段
本発明は複合材ないしその成形素材に直接電流を流すこ
とにより、ジュール発熱を生じさせて接合する。
とにより、ジュール発熱を生じさせて接合する。
作 用
導電性を有する複合材ないしその成形素材に電流を流す
とジュール効果により熱を発生する。材料中の任意の点
における単位時間、単位体積あたりの発熱量ａ ｑ／ａ
ｔは基本的にはその点の電気ポテンシャルの勾配の２
乗に比例し ａｑ／ａｔ！ ｇ ｗ （ｂφ／ ＆ ｘ ） ” ＋ ｘ 、 （ａ
ｄ ／ ａ ｙ ） ”十に、（ａφ／ ａ ｚ ）
” で与えられる。ここにφは電気ポテンシャル、に糞、Ｘ
ν、に、はそれぞれ、材料のｘ、 ｙ、 ｚ方向の
導電率を表す。
とジュール効果により熱を発生する。材料中の任意の点
における単位時間、単位体積あたりの発熱量ａ ｑ／ａ
ｔは基本的にはその点の電気ポテンシャルの勾配の２
乗に比例し ａｑ／ａｔ！ ｇ ｗ （ｂφ／ ＆ ｘ ） ” ＋ ｘ 、 （ａ
ｄ ／ ａ ｙ ） ”十に、（ａφ／ ａ ｚ ）
” で与えられる。ここにφは電気ポテンシャル、に糞、Ｘ
ν、に、はそれぞれ、材料のｘ、 ｙ、 ｚ方向の
導電率を表す。
一方、材料中の電気ポテンシャルの分布は準調和方程式
％式％）
）
で与えられる。又、素材の温度は
ρＣａψ／ａｔ＝
ａ、”ａｘ （ｋ、ａψ／ａＸ）
＋δ／ ａ ｙ （ｋ ｖ ａψ／ａｙ）＋ ａ ／
ａ ｚ （ｋｚａψ／ ａ ｚ ）＋ａｑ７’ａｔ で与えられる。 ここにｔは時間、ψは温度、ｐは密
度、Ｃは比熱、ｋ、、ｋ、、に、はそれぞれ、Ｘ。
ａ ｚ （ｋｚａψ／ ａ ｚ ）＋ａｑ７’ａｔ で与えられる。 ここにｔは時間、ψは温度、ｐは密
度、Ｃは比熱、ｋ、、ｋ、、に、はそれぞれ、Ｘ。
３’ｌ Ｚ方向の熱伝導率、ｑ＝ｑ（ｘ＋ Ｌ
ｚ）は単位体積あたりの発熱量を表す、従って、流す電
流を調整することにより、ジュール発熱量を制御し、複
合材ないしその成形素材をマトリクス樹脂の硬化ないし
融着に最適な温度スケジュールで接合することができる
。又、被接合物の間に導電性複合材またはその成形素材
を挾み込んで電流を流すことにより、任意の材料の接合
、接着もできる。
ｚ）は単位体積あたりの発熱量を表す、従って、流す電
流を調整することにより、ジュール発熱量を制御し、複
合材ないしその成形素材をマトリクス樹脂の硬化ないし
融着に最適な温度スケジュールで接合することができる
。又、被接合物の間に導電性複合材またはその成形素材
を挾み込んで電流を流すことにより、任意の材料の接合
、接着もできる。
実 施 例
第１図は、導電性複合材またはその成形素材（１）、（
１°）に電源（２）から電極（３）、（３°）及び導線
（４）、（４°）を介して電流を流し、複合材またはそ
の成形素材（１）、（１゛）にキュアースケジュールに
従った濃度変化を生じさせ、成形ないし融着して接合す
る本発明の一つの実施例を示す、第２図は、任意の導電
性材料（５）、（５°）を電源（２）から導電性複合材
またはその成形素材（１）、電極（３）、（３′）及び
導線（４）、（４°）を介して電流を流し、融着、接合
する本発明の一つの実施例を示す、第３図は、任意の材
料（６）、（６°）を電源（２）から電極（３）、（３
°）、導電性複合材またはその成形素材（１）および導
線（４）、（４°）を介して電流を流し、成形ないし融
着して接合する本発明の一つの実施例を示す。
１°）に電源（２）から電極（３）、（３°）及び導線
（４）、（４°）を介して電流を流し、複合材またはそ
の成形素材（１）、（１゛）にキュアースケジュールに
従った濃度変化を生じさせ、成形ないし融着して接合す
る本発明の一つの実施例を示す、第２図は、任意の導電
性材料（５）、（５°）を電源（２）から導電性複合材
またはその成形素材（１）、電極（３）、（３′）及び
導線（４）、（４°）を介して電流を流し、融着、接合
する本発明の一つの実施例を示す、第３図は、任意の材
料（６）、（６°）を電源（２）から電極（３）、（３
°）、導電性複合材またはその成形素材（１）および導
線（４）、（４°）を介して電流を流し、成形ないし融
着して接合する本発明の一つの実施例を示す。
発 明 の 効 果
本発明は、複合材やその成形素材に、直接、電流を流し
、ジュール発熱によって樹脂を硬化ないし融着し、効率
的に接合、接着する接合方法及び接合装置を与えるもの
である。又、この発明を利用して、導電性を持たない任
意の材料の接合、接着もできる。
、ジュール発熱によって樹脂を硬化ないし融着し、効率
的に接合、接着する接合方法及び接合装置を与えるもの
である。又、この発明を利用して、導電性を持たない任
意の材料の接合、接着もできる。
第１図は、本発明を導電性複合材の接合に利用した実施
例を示す斜視図 第２図は、本発明を任意の導電性材料の接合に利用した
実施例を示す斜視図 第３因は、本発明を導電性を持たない任意の材料の接合
に利用した実施例を示す斜視図（１）および（ｌ′）は
導電性複合材またはその成形素材 （２）は電源 （３）および（３°）は電極 （４）お°よび（４°）は導線
例を示す斜視図 第２図は、本発明を任意の導電性材料の接合に利用した
実施例を示す斜視図 第３因は、本発明を導電性を持たない任意の材料の接合
に利用した実施例を示す斜視図（１）および（ｌ′）は
導電性複合材またはその成形素材 （２）は電源 （３）および（３°）は電極 （４）お°よび（４°）は導線
Claims (1)
- 導電性を有する複合材やその成形素材に電流を流し、プ
リプレグ、複合材、あるいは他の材料を接着または接合
することを特徴とする接合方法及びその装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18260789A JPH0347735A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 複合材の接合方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18260789A JPH0347735A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 複合材の接合方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347735A true JPH0347735A (ja) | 1991-02-28 |
Family
ID=16121248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18260789A Pending JPH0347735A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 複合材の接合方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0347735A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100433777B1 (ko) * | 2001-03-01 | 2004-06-04 | 산요덴키가부시키가이샤 | 식기 세척 건조기 |
| WO2013099971A1 (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-04 | 帝人株式会社 | 複合材料の接合方法 |
| EP2695723A1 (en) * | 2011-04-08 | 2014-02-12 | Teijin Limited | Joint manufacturing method |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP18260789A patent/JPH0347735A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100433777B1 (ko) * | 2001-03-01 | 2004-06-04 | 산요덴키가부시키가이샤 | 식기 세척 건조기 |
| EP2695723A1 (en) * | 2011-04-08 | 2014-02-12 | Teijin Limited | Joint manufacturing method |
| EP2695723A4 (en) * | 2011-04-08 | 2014-09-10 | Teijin Ltd | JOINT MANUFACTURING METHOD |
| WO2013099971A1 (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-04 | 帝人株式会社 | 複合材料の接合方法 |
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