WO2011105540A1 - 複合材の修理方法およびこれを用いた複合材 - Google Patents

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needle
repairing
staple
coupling member
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利彦 西村
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三菱重工業株式会社
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    • Y10T428/249923—Including interlaminar mechanical fastener

Definitions

  • the present invention relates to a method for repairing a composite material used as a structural material for an aircraft or the like and a composite material using the same, and more particularly, to bonding of a separation gap generated between layers of a cured composite material.
  • JP 7-137154 A Japanese Patent No. 2541620 JP-A-3-297629 Japanese Patent Laid-Open No. 2-74325 Japanese Patent Laid-Open No. 3-286841
  • Patent Document 1 has a problem that the resin cannot be injected when the separation gap generated between the layers of the composite material is small. Furthermore, the inventions of Patent Document 1 and Patent Document 2 have a problem that the time required for repair becomes long because it is difficult to manage each process of cleaning, drying, and bonding.
  • the invention described in Patent Document 3 is limited to thermoplastic composite materials, and has a problem that it cannot be applied to repair of thermosetting composite materials that cannot be softened by reheating after curing. Further, the inventions described in Patent Document 4 and Patent Document 5 can be applied only to the soft stage before the composite material layer is cured, and cannot be applied to repair of a completely cured composite material.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a method for repairing a composite material capable of easily and quickly repairing a peeling gap generated between layers of a cured composite material, and the same It aims at providing the composite material using this.
  • the composite material repair method of the present invention and the composite material using the same employ the following means. That is, according to the method for repairing a composite material according to the first aspect of the present invention, a hole penetrating through a separation gap formed between layers of the cured composite material is provided, and a coupling member is inserted into the hole to perform the separation. Join the gap.
  • a sleeve may be inserted into the hole, and the coupling member may penetrate the sleeve.
  • a sleeve was inserted into the hole provided in the separation gap, and the coupling member was allowed to penetrate after the sleeve was inserted.
  • the end portion of the coupling member that penetrates the hole may be subjected to bending.
  • the end of the coupling member that penetrated the hole was bent by bending. Therefore, it is possible to prevent loosening of the coupling member coupled with the peeling gap. Therefore, it is possible to firmly bond the separation gap generated between the layers of the cured composite material.
  • the end portion of the coupling member penetrating the hole may be caulked by a caulking portion.
  • the end of the coupling member that penetrated the hole was caulked by the caulking portion. Therefore, it is possible to prevent loosening of the coupling member coupled with the separation gap, compared to the case where the caulking portion is not provided. Therefore, it is possible to further strengthen the bond of the separation gap generated between the layers of the cured composite material.
  • the end portion of the coupling member penetrating the hole may be covered with a seal portion.
  • an anti-corrosion material may be provided between the coupling member and the composite material layer.
  • the coupling member may have a quadrangular cross-sectional shape.
  • the coupling member may be a staple needle having a plurality of needle feet.
  • Staple needles having a plurality of needle feet were used. Therefore, it is possible to make the bond of the separation gap generated between the layers of the composite material more firm. In addition, it is not necessary to combine the separation gaps using a large number of staples, and it is possible to shorten the time for combining the separation gaps.
  • the number of the needle feet may be four, and each needle foot may be provided on each side of the rectangular staple needle body.
  • the coupling member may be a staple needle having a needle foot of a composite material fiber impregnated with a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
  • the needle tips were joined together by curing the resin using a staple needle having a needle foot. Therefore, the needle becomes a single ring, and the bond of the separation gap generated between the layers of the composite material can be made stronger. Further, there is no need to worry about the occurrence of electrolytic corrosion as in the case of using a metal staple, and it is possible to prevent the composite material and the coupling member from deteriorating.
  • the coupling member may be a blind rivet.
  • blind rivets were used for the connecting members. As a result, the blind rivet can be penetrated into the hole and caulked. For this reason, the coupling can be performed more easily than when a staple is used. Therefore, it is possible to shorten the repair time of the peeling gap generated between the layers of the cured composite material.
  • the coupling member may be provided with a surface coating for preventing electrolytic corrosion.
  • a bonding member having a surface coating for preventing electrolytic corrosion was used. Therefore, the occurrence of electrolytic corrosion can be prevented without providing a sleeve or the like. Therefore, it is possible to easily repair the peeling gap generated between the layers of the cured composite material, and to shorten the repair time. Further, since the sleeve is not provided, the hole diameter provided in the composite material may be small. Therefore, it is not necessary to break the fibers of the composite material by drilling. Therefore, the hole processing is simple, and at the same time, the influence of the decrease in the strength of the fiber of the composite material can be suppressed.
  • the coupling member may be made of a shape memory alloy.
  • the shape memory alloy was used as the material for the coupling member. Therefore, the coupling member can be formed in a predetermined shape according to the temperature change. Therefore, by setting the temperature to a predetermined value, it is possible to easily repair and bond the peeling gap generated between the layers of the cured composite material in a short time.
  • the composite material may be repaired by the composite material repair method according to any of the above aspects.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG. 1A. It is explanatory drawing of the repair method of the peeling clearance gap which arose between the layers of the composite material. It is explanatory drawing of the repair method of the peeling clearance gap which arose between the layers of the composite material. It is explanatory drawing of the repair method of the peeling clearance gap which arose between the layers of the composite material. It is explanatory drawing of the repair method of the peeling clearance gap which arose between the layers of the composite material.
  • FIG. 3B is a top view of FIG. 3B.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 4A. It is explanatory drawing of the repair method of the composite material which concerns on 3rd Embodiment of this invention, and is a top view which shows that the edge parts of the staple needle were caulked with the sleeve for caulking. It is sectional drawing of the EE part of FIG. 5A.
  • FIG. 5B is a side view of FIG. 5A. It is explanatory drawing of the 1st modification of the repair method of the composite material which concerns on 3rd Embodiment of this invention, and is a top view which shows that the edge part of the staple needle is hooked on the hook metal fitting.
  • FIG. 6B is a sectional view taken along the line FF in FIG.
  • FIG. 6A It is sectional drawing of the GG part of FIG. 6A. It is sectional drawing of the HH part of FIG. 6A. It is explanatory drawing of the 2nd modification of the repair method of the composite material which concerns on 3rd Embodiment of this invention, and shows the upper surface which shows that each edge part of the staple which is not bent is crimped by the sleeve for crimping FIG. It is sectional drawing of the II section of FIG. 7A. It is explanatory drawing of the 3rd modification of the repair method of the composite material which concerns on 3rd Embodiment of this invention, The left figure of FIG. 8A has shown that the both ends of the needle which penetrates a hole were caulked without bending. The right view of FIG.
  • FIG. 8A is a top view showing that both ends of the needle passing through the hole are crimped and then bent. It is sectional drawing of the JJ part of FIG. 8A.
  • FIG. 8B is a bottom view of FIG. 8A. It is explanatory drawing of the repair method of the composite material which concerns on 4th Embodiment of this invention, and is a top view which shows that the cross-sectional shape is couple
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line KK in FIG. 9A.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view of a portion LL in FIG. 10A.
  • FIG. 10B is a bottom view of FIG. 10A.
  • FIG. 10B is a side view of FIG. 10A.
  • the cross-sectional shape of four needle feet is square shape, and each needle foot is provided in each one side of a staple needle
  • FIG. 11B is a sectional view taken along line MM in FIG. 11A.
  • FIG. 11B is a bottom view of FIG. 11A.
  • FIG. 12A shows the blind rivet inserted in the hole.
  • the left figure of FIG. 12A is the upper surface which shows the coupling
  • FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line NN in FIG. 12A. It is a bottom view of Drawing 12A.
  • FIG. 17B is a side view of FIG. 17A.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view taken along a line XX in FIG. 17A. It is a figure which shows that the edge parts of the staple needle shown to FIG. 17C joined.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for repairing a composite material according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A shows a top view of a composite material in which a hole is provided in a separation gap generated between the layers of the composite material
  • FIG. 1B shows a cross-sectional view of the AA portion shown in FIG. 1A
  • FIG. 4 is an explanatory view of a method for repairing a separation gap generated between layers of a composite material.
  • the composite material 1 is formed by laminating a plurality of (for example, two) composite material layers 1a and 1b. Each layer 1a, 1b of the composite material is completely cured.
  • a separation gap 3 is formed between the layer 1a and the layer 1b of the composite material that is completely cured.
  • the method of repairing the peeling gap 3 generated between the composite layers 1a and 1b is such that a hole 4 is passed through the completely hardened composite layers 1a and 1b, and the staples described later are provided in the holes 4. (Coupling member) This is a method of passing through 6 and joining.
  • the backing material 50 is installed from below on the composite layers 1a and 1b where the peeling gap 3 is generated.
  • the backing material 50 prevents burrs that occur when the holes 4 are provided in the layers 1a and 1b of the composite material.
  • the composite material layers 1a and 1b installed on the backing member 50 are provided with holes 4 by a drill 51 having a fine diameter (for example, a diameter of 1.0 mm) from the upper side to the lower side.
  • the hole 4 is provided so as to penetrate through a part of the separation gap 3 generated between the layer 1a and the layer 1b of the composite material.
  • a plurality of (for example, two) holes 4 are provided in the peeling gap 3 portion.
  • the diameters of the holes 4 a and 4 b are the same as the diameter of the drill 51.
  • an adhesive is applied to the inside (hole wall) of each hole 4a and 4b.
  • an adhesive is also applied to the outside of each needle foot 8a, 8b of the staple needle 6 having two needle feet 8. Note that a filler may be used instead of the adhesive.
  • the staple needle 6 has two needle legs 8a and 8b.
  • the outer shape of the staple needle 6 has a U shape as shown in FIG. 1C.
  • the staple needle 6 is made of a material that has excellent strength characteristics and can be cold worked. For example, a ⁇ titanium material, an Inconel material, or an austenitic stainless material is used.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of each needle foot 8a, 8b of the staple needle 6 is a round shape.
  • Each needle foot 8a, 8b has a diameter slightly smaller than that of the hole 4, for example, 0.9 mm.
  • each needle foot of the staple needle 6 is placed in each hole 4a, 4b. 8a and 8b are inserted from below.
  • the staple needle 6 is installed on the upper surface of the needle push-out fitting 52 so that the needle legs 8a and 8b face upward.
  • the needle feet 8a and 8b are inserted into the holes 4a and 4b by pushing up the needle push-out fitting 52 on which the staple needle 6 is installed upward from below.
  • the end portions 9a and 9b of the needle legs 8a and 8b inserted into the holes 4a and 4b are pushed down from the upper side to the lower side as shown in FIG.
  • the metal fitting 52 is bent by being pushed up so as to sandwich the staple needle 6 from below to above.
  • the lower surface of the needle bracket 53 is recessed upward in contact with the ends 9a and 9b of the needle legs 8a and 8b. By this depression, the end portions 9a and 9b of the needle legs 8a and 8b are bent so as to face each other.
  • each end portion 9a and 9b forms a glasses shape. It is bent as follows. By this bending process, the separation gap 3 generated between the hardened composite material layers 1 a and 1 b can be joined by the staple needle 6.
  • FIG. 2 shows a sealing process according to the composite material repair method according to the present embodiment
  • FIG. 2A is a top view thereof
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of a BB portion
  • FIG. It is the bottom view.
  • the staple needle 6 in contact with the surface of the composite material layer 1b and the end portions 9a and 9b of the staple needle 6 in contact with the surface of the composite material layer 1a are sealed so as to cover each other. ) 10 is used for sealing.
  • the sealing material 10 covers between the staple needle 6 and the composite layer 1b by covering between the staple needle 6 or each end 9a, 9b of the staple needle 6 and each composite layer 1a, 1b. This ensures water tightness between the end portions 9a and 9b of the staple needle 6 and the composite layer 1a.
  • the composite material repairing method and the composite material using the same according to the present embodiment the following effects are obtained.
  • the end portions 9a and 9b of the staple needle 6 penetrating the holes 4a and 4b are bent by bending. Therefore, loosening of the staple needle 6 to which the peeling gap 3 is coupled can be prevented. Therefore, the bond of the separation gap 3 generated between the cured composite material layers 1a and 1b can be made firm.
  • the sealing material (sealing part) 10 was used for covering. Therefore, it is possible to prevent water from entering between the staple needle 6 and the composite layers 1a and 1b. Therefore, it is possible to easily and inexpensively prevent electrolytic corrosion that occurs when the peeling gap 3 formed between the hardened composite layers 1a and 1b is repaired.
  • FIG. 3 shows an explanatory view of the composite material repairing method according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A shows a cross-sectional view in which a hole is formed in the separation gap generated between the layers of the composite material
  • FIG. 3B shows a cross-sectional view in which a sleeve is inserted into the hole
  • FIG. A top view is shown
  • FIGS. 3A to 3G are explanatory diagrams of a method for repairing a separation gap generated between layers of a composite material.
  • the hole 4 is provided so as to penetrate the separation gap 3 portion by a drill 51 having a diameter slightly larger than that of the first embodiment by, for example, a thickness of a sleeve 11 to be described later. It has been.
  • a sleeve 11 is inserted into each hole 4a, 4b provided in each layer 1a, 1b of the composite material.
  • the sleeve 11 is a hollow cylinder having an outer diameter of, for example, 1.5 mm and an inner diameter of, for example, 0.9 mm.
  • the length of the sleeve 11 is such that it can penetrate the holes 4a and 4b.
  • an adhesive is applied to the inside (inner wall) of the sleeves 11 a and 11 b provided in the holes 4 a and 4 b and the outside of the needle feet 8 a and 8 b of the staple needle 6.
  • the needle legs 8a and 8b of the staple needle 6 are inserted into the sleeves 11a and 11b to which the adhesive is applied from below.
  • the respective sleeves 11a and 11b are inserted into the respective holes 4a and 4b provided in the peeling gap 3, and the respective needle feet 8a of the staple needle (coupling member) 6 are inserted into the respective sleeves 11a and 11b after the respective sleeves 11a and 11b are inserted. 8b is allowed to penetrate.
  • the needle feet 8a and 8b of the staple needle 6 are passed through the holes 4a and 4b as they are and then bent, it is possible to prevent the inside of the holes 4a and 4b from being damaged. Accordingly, it is possible to prevent the new peeling from being caused by damage caused in the holes 4a and 4b.
  • the sleeves 11a and 11b are inserted into the holes 4a and 4b.
  • the present invention is not limited to this, and the sleeves 11a and 11b are inserted into the holes 4a and 4b.
  • protective plates may be provided between the staple needle 6 and the composite material layer 1b and between the ends 9a and 9b of the staple needle 6 and the composite material layer 1a.
  • FIG. 4 shows an explanatory view of a modified example of the composite material repairing method according to the second embodiment of the present invention.
  • a protective plate is sandwiched between the composite material layer and the staple needle
  • FIG. 4A shows a top view thereof
  • FIG. 4B shows a cross-sectional view of a section DD in FIG. 4A. Is shown.
  • a protective plate (electrical corrosion resistant material) 12a is sandwiched between the surface of the composite material layer 1a and the end portions 9a and 9b of the staple needle 6.
  • a protective plate (electrical corrosion resistant material) 12 b is sandwiched between the surface of the composite material layer 1 b and the staple needle 6.
  • the protection plates 12a and 12b are made of an electric corrosion resistant material.
  • the protection plates 12a and 12b are provided with holes corresponding to the holes 4a and 4b provided in the composite layers 1a and 1b.
  • the protective plates 12a and 12b are provided on the surfaces of the respective layers 1a and 1b of the composite material after the sleeves 11a and 11b are inserted into the holes 4a and 4b. After the protective plates 12a and 12b are provided on the surfaces of the layers 1a and 1b of the composite material, the needle feet 8a and 8b of the staple needle 6 penetrate the protective plates 12a and 12b and further penetrate the holes 4a and 4b. To do.
  • Protective plates (electrical corrosion resistant materials) 12 a and 12 b are provided between the cured composite material layers 1 a and 1 b and the staple needle (coupling member) 6. For this reason, it is possible to prevent electrolytic corrosion generated when the staple needle 6 contacts the composite layers 1a and 1b. Therefore, it is possible to prevent the staple needle 6 from deteriorating due to electrolytic corrosion after repairing a peeling gap (not shown) generated between the cured composite layers 1a and 1b.
  • FIG. 5 shows an explanatory view of the composite material repairing method according to the third embodiment of the present invention. 5 shows that the ends of the staple needles are caulked by a caulking sleeve, FIG. 5A shows a top view thereof, FIG. 5B shows a cross-sectional view of the EE portion shown in FIG. 5A, FIG. 5C shows a side view thereof.
  • the ends 9a and 9b of the staple needle 6 that has been bent are inserted into the caulking sleeve (caulking portion) 13 from opposite sides.
  • the caulking sleeve 13 is a hollow metal cylinder having an inner diameter that can penetrate the ends 9 a and 9 b of the staple needle 6. A force is applied to the caulking sleeve 13 into which the end portions 9a and 9b of the staple needle 6 are inserted from the outside.
  • the caulking sleeve 13 is deformed so that the cross-sectional shape becomes a quadrangle as shown in FIG. 5C. As a result, the caulking sleeve 13 is crushed and the ends 9 a and 9 b of the staple needle 6 inserted into the caulking sleeve 13 are fixed.
  • the end portions 9a and 9b of the staple needle (coupling member) 6 penetrating through the holes 4a and 4b are caulked by a caulking sleeve (caulking portion) 13. Therefore, it is possible to prevent loosening of the staple needle 6 when the peeling gap 3 is joined, compared to the case where the caulking sleeve 13 is not provided. Therefore, the bond of the separation gap 3 generated between the hardened composite material layers 1a and 1b can be made firmer.
  • the end portions 9a and 9b of the staple needle 6 penetrating the holes 4a and 4b have been described as being caulked through the caulking sleeve 13, but the present invention is not limited thereto.
  • a hook fitting for hooking the ends 9a, 9b of the staple needle 6 may be used.
  • FIG. 6 shows an explanatory diagram of a first modification of the composite material repairing method according to the third embodiment of the present invention.
  • 6 shows that the end of the staple needle is hooked on the hook metal fitting
  • FIG. 6A shows the top view thereof
  • FIG. 6B shows the cross-sectional view of the FF portion of FIG. 6A
  • 6C shows a cross-sectional view taken along a line GG in FIG. 6A
  • FIG. 6D shows a cross-sectional view taken along a line HH in FIG. 6A.
  • the hook metal (restraint part) 14 is bonded to the surface of the hardened composite material layer 1a.
  • the ends 9 a and 9 b of the staple needle (joining member) 6 that has been bent are hooked on the claws 14 a and 14 b of the hook metal fitting 14, respectively.
  • the end portions 9a and 9b hooked on the claw portions 14a and 14b are bent to the opposite side with respect to the free ends (described later) of the claw portions 14a and 14b. That is, as shown in FIG. 6A, the end portion 9a penetrating the claw portion 14a is bent upward in the drawing, and the end portion 9b penetrating the claw portion 14b is bent downward in the drawing.
  • the hook metal fitting 14 has two claw portions 14a and 14b and a hook metal fitting body 14c.
  • the hook metal body 14c has a rectangular shape.
  • the hook metal body 14 c is provided in the longitudinal direction of the peeling gap 3.
  • the two claw portions 14a and 14b are provided on the upper surface of the hook metal body 14c.
  • the claw portions 14a and 14b are provided at right angles to the longitudinal direction of the hook metal body 14c.
  • the claw portions 14a and 14b have one end fixed to the hook metal body 14c and the other end being a free end.
  • the free ends of the two claw portions 14a and 14b are provided to face in opposite directions.
  • FIG. 7 shows an explanatory diagram of a second modified example of the composite material repairing method according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows that each end of the staple needle that has not been bent is caulked by a caulking sleeve
  • FIG. 7A shows a top view thereof
  • FIG. 7B shows an II portion of FIG. 7A.
  • the end portions 9a and 9b of the staple needle 6 that pass through the holes 4a and 4b are each provided with a caulking sleeve (caulking portion) 15 without being bent.
  • Each of the caulking sleeves 15a and 15b is a metal tube.
  • Each of the caulking sleeves 15a and 15b is caulked at each end 9a and 9b by applying a force from the outside to be deformed.
  • the coupling member has been described as the staple needle 6 having a U-shaped outer shape.
  • the coupling member is a linear needle that penetrates the holes 4a and 4b, and both ends of the needle are caulked.
  • FIG. 8 shows an explanatory diagram of a third modification of the composite material repairing method according to the third embodiment of the present invention.
  • the left figure of FIG. 8 shows that both ends of the needle penetrating the hole are caulked without bending, and the right figure shows that both ends of the needle penetrating the hole are caulked and then bent.
  • 8A shows a top view thereof
  • FIG. 8B shows a cross-sectional view of the JJ portion shown in FIG. 8A
  • FIG. 8C shows a bottom view thereof.
  • a straight needle (coupling member) 16 passes through each of the holes 4a and 4b.
  • caulking sleeves (caulking portions) 15 are provided at both ends of the needle 16a penetrating the hole 4a.
  • caulking sleeves 15 are provided at both ends of the needle 16b penetrating the hole 4b, and each end of the needle 16b penetrating the caulking sleeve 15 is bent. Has been processed.
  • FIG. 9 shows an explanatory diagram of a composite repair method according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows that the connecting members are connected by staple needles having a needle foot having a square cross-sectional shape
  • FIG. 9A shows a top view thereof
  • FIG. 9B shows a KK shown in FIG. 9A. Sectional drawing of the part is shown.
  • the needle legs 18a and 18b of the staple needle 17 have a rectangular cross section perpendicular to the axial direction.
  • the separation gap 3 is joined by using staple needles (joining members) 17 having needle legs 18a and 18b having a square cross section perpendicular to the axial direction. Therefore, the strength for bonding the separation gap 3 can be increased. Therefore, the bond of the separation gap 3 generated between the hardened composite material layers 1a and 1b can be made firmer.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a composite repair method according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional shape of the needle foot is a quadrangle shape, and the needle foot is connected using a staple needle of a multi-needle foot
  • FIG. 10A shows its top view
  • FIG. 10A shows a cross-sectional view of the LL portion of FIG. 10A
  • FIG. 10C shows a bottom view thereof
  • FIG. 10D shows a side view thereof.
  • Each staple 19 is provided such that its longitudinal direction is the same as the longitudinal direction of the peeling gap 3.
  • the two staple needles 19 are provided so as to be parallel to each other.
  • the staple needle 19 has a staple needle body 19a and a plurality of needle legs 19b (for example, 14 needles).
  • the staple needle main body 19a has a rectangular shape that can cover the longitudinal direction of the peeling gap 3.
  • needle legs 19b are provided in two stages at equal intervals in the longitudinal direction.
  • the number of needle feet 19b provided at each stage of the staple needle body 19a is, for example, seven.
  • Each needle foot 19b has a quadrangular cross section perpendicular to the axial direction.
  • the separation gap 3 was joined using a staple needle (joining member) 19 having 14 (plural) needle legs 19b. Therefore, the bond of the separation gap 3 generated between the hardened composite material layers 1a and 1b can be made firmer.
  • the staple needle main body 19a is strengthened, the redundancy can be improved as compared with the case where the staple needles 19 are scattered. Further, when a dedicated needle push-out fitting (not shown) and a needle receiving fitting (not shown) are produced for the staple needle 19, the staple needle 19 can be attached only once, so that the work time can be reduced. Shortening can be achieved.
  • the staple needle body 19a may be hollowed out. Thereby, the weight reduction of the staple needle 19 can be achieved.
  • FIG. 11 shows an explanatory diagram of a composite repair method according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 shows that the cross-sectional shape of the four needle feet is a quadrangular shape, and that each needle foot is coupled using a staple needle provided on each side of the staple needle body, 11A shows a top view thereof, FIG. 11B shows a cross-sectional view taken along line MM of FIG. 11A, and FIG. 11C shows a bottom view thereof.
  • two staple needles (coupling members) 20 are provided.
  • the staple needles 20 are provided adjacent to each other.
  • the staple needle 20 is sized to cover the peeling gap 3 by providing two staple needles 20 adjacent to each other.
  • the staple needle 20 has a staple needle body 20a and four needle legs 20b. As shown in FIG. 11C, the staple needle main body 20a has a square shape when viewed from the lower surface. A needle foot 20b is provided on each side of the staple needle body 20a. Each needle foot 20b has a rectangular (quadrangle) cross-sectional shape perpendicular to the axial direction. Each needle foot 20b is connected to the separation gap 3 by being bent so as to face each other.
  • the staple needle 20 provided with four needle feet 20b having a rectangular cross section perpendicular to the axial direction on each side of the staple needle body 20a is used as a coupling member. Therefore, the coupling of the separation gap 3 generated between the hardened composite layers 1a and 1b is simultaneously restrained by the two orthogonal needle feet 20b, thereby making it more firm.
  • FIG. 12 shows an explanatory diagram of a composite repair method according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the right figure of FIG. 12 shows the blind rivet inserted into the hole
  • the left figure of FIG. 12 shows the coupling by the blind rivet
  • FIG. 12A is its top view
  • FIG. 12B is the NN of FIG.
  • FIG. 12C shows a bottom view thereof.
  • a protective member (electrically resistant material) 12 is provided on the surface of the composite layer 1b.
  • a riveter (not shown)
  • a blind rivet (coupling member) 21 is passed through the holes 4a and 4b with the protective member 12 interposed therebetween.
  • a flanged sleeve 21a of a blind rivet 21 described later is deformed, and the mandrel portion 21b is cut halfway. As a result, the separation gap 3 generated between the cured composite layers 1 a and 1 b is joined by the blind rivet 21.
  • the blind rivet 21 includes a flanged sleeve portion 21a and a mandrel portion 21b penetrating through the flanged sleeve portion 21a. As shown in the right view of FIG. 12B, the blind rivet 21 passes through the hole 4b so that the collar portion of the sleeve portion 21a with collar is in contact with the protective member 12 by the riveter.
  • the blind rivet 21 penetrating the holes 4a and 4b is operated by pulling the mandrel portion 21b by operating the riveter, so that the sleeved sleeve portion 21a on the surface of the composite material layer 1a is shown in the left figure of FIG. 12B.
  • the tip is deformed.
  • the flanged sleeve portion 21a is deformed and fixed to the surface of the composite material layer 1a, and then the mandrel portion 21b is adjacent to the flange portion of the flanged sleeve 21a (near the surface of the composite material layer 1b). It is cut at. Thereby, the caulking work by the blind rivet 21 is completed.
  • the blind rivet 21 is used as the coupling member. Thereby, the blind rivet 21 can be penetrated into the holes 4a and 4b and caulked. Therefore, the separation gap 3 can be easily coupled as compared with the case where a staple needle (not shown) is used. Therefore, the repair time of the peeling gap 3 generated between the cured composite material layers 1a and 1b can be shortened.
  • FIG. 13 shows an explanatory diagram of a composite repair method according to an eighth embodiment of the present invention.
  • 13 shows a staple needle whose surface is covered with a covering material
  • FIG. 13A shows a longitudinal sectional view thereof
  • FIG. 13B shows a transverse sectional view of a needle foot of the staple needle.
  • the staple needle (joining member) 22 has a core portion 22a made of a material capable of cold working having excellent strength characteristics, and a covering material (surface coating) 22b coated on the surface of the core portion 22a. ing. The surface of the core portion 22a is covered with a coating material 22b for preventing electrolytic corrosion.
  • the staple needle (binding member) 22 provided with a coating material (surface coating) 22b for preventing electrolytic corrosion was used. Therefore, the occurrence of electrolytic corrosion can be prevented without providing a sleeve (not shown). Therefore, it is possible to shorten the repair time of the peeling gap (not shown) generated between the cured composite material layers (not shown), and to prevent the staple needle 22 from being deteriorated due to electrolytic corrosion after the repair. it can.
  • the sleeve is not provided, the diameter of the hole (not shown) provided in the composite material (not shown) can be reduced. Therefore, the hole processing is simple, and at the same time, the influence of the strength reduction due to the fiber breakage of the composite material can be suppressed to a small level.
  • the covering material 22b has been described as covering what can prevent electrolytic corrosion.
  • the present invention is not limited to this, and the covering material 22b is capable of conducting or insulating treatment. There may be.
  • FIG. 14 shows an explanatory diagram of a composite repair method according to the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 shows a staple needle manufactured using a shape memory alloy
  • FIG. 14A shows a state of the staple needle when the temperature is lower than a predetermined temperature
  • FIG. 14B shows a state of the staple needle when the temperature is higher than the predetermined temperature. Show.
  • the staple needle (coupling member) 23 is manufactured from a shape memory alloy.
  • a shape memory alloy for example, a Ti—Ni system is used.
  • both ends 23a and 23b of the staple needle 23 extend linearly upward as shown in FIG. 14A.
  • the staple needle 23 is heat-treated so that both end portions 23a and 23b bend each other as shown in FIG. 14B.
  • FIG. 15 shows a load-elongation diagram of the shape memory alloy.
  • the horizontal axis indicates the elongation
  • the vertical axis indicates the load.
  • FIG. 16 shows a schematic diagram of the atoms of the shape memory alloy
  • FIG. 16 (A) shows a state at a low temperature
  • FIG. 16 (B) shows a state at a high temperature.
  • each atom forming the staple needle 23 is stored in a state as shown in FIG. Return. Therefore, the end portions 23a and 23b of the staple needle 23 are bent.
  • a shape memory alloy is used as the material of the staple needle (coupling member) 23. Therefore, the staple needle 23 can be formed in a predetermined shape according to the temperature change. Accordingly, by inserting the staple needle 23 into the hole (not shown) and bringing the staple needle 23 to a predetermined temperature, it is easy to repair and repair the peeling gap (not shown) generated between the cured composite layers (not shown). Can be done in a short time.
  • FIG. 17 shows an explanatory view of the composite repairing method according to the tenth embodiment of the present invention. 17 shows pressing the ends of the staples of the composite fiber, FIG. 17A shows the top view, FIG. 17B shows the side view, and FIG. 17C shows the X- FIG. 17D shows that the end portions of the staple needle shown in FIG. 17C are joined to each other.
  • the staple needle (binding member) 24 is manufactured from a composite fiber impregnated with a resin, for example, a thermoplastic resin.
  • a resin for example, a thermoplastic resin.
  • the end portions 24a and 24b of the staple needle 24 penetrating the holes 4a and 4b are pressed from above as shown in FIG. 17C. Thereafter, by cooling, the end portions 24a and 24b of the staple needle 24 are accelerated to be cured, and are completely cured and joined as shown in FIG. 17D.
  • the composite material repairing method and the composite material using the same according to the present embodiment the following effects are obtained.
  • the staple needle (binding member) 24 a composite fiber impregnated with a thermoplastic resin was used. Therefore, the composite fiber impregnated with the thermoplastic resin can be cured and bonded at room temperature. Therefore, the bond of the separation gap 3 generated between the hardened composite material layers 1a and 1b can be made firmer. Further, it is possible to prevent the composite material and the coupling member from being deteriorated by electrolytic corrosion as in the case of using a metal staple needle.
  • the staple needle 24 is described as being made of a composite fiber impregnated with a thermoplastic resin, but the present invention is not limited to this, and the fiber impregnated with a thermosetting resin. It may be a reinforced composite material. However, in the case of a thermosetting resin, it is cured by heating to a high temperature.
  • the end portions 24a and 24b of the staple needle 24 are described as being pressed and cooled to be joined, but the present invention is not limited to this, and for example, the end portions 24a and 24b.
  • the end portions 24a and 24b and the composite material layer 1a may be cured and bonded at a time by being applied to the surface of the composite material layer 1a and cooled by pressing.
  • the bonding can be made firmer by the amount fixed to the surface of the layer 1a.
  • the cured end portions 24a and 24b may be attached to the surface of the composite material layer 1a with an adhesive.
  • an adhesion process is added, but the coupling is firmer than in the case where the end portions 24a and 24b are merely bent and joined.

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Abstract

　完全に硬化した複合材において、その複合材の層間に生じた剥離による隙間を容易に修理することが可能、かつ、剥離隙間を短時間に修理することが可能な複合材の修理方法およびこれを用いた複合材を提供することを目的とする。硬化した複合材の層（１ａ、１ｂ）間に生じている剥離隙間（３）に貫通するように孔（４）を設けて、孔（４）に結合部材（６）を挿入して硬化した複合材の層（１ａ、１ｂ）間に生じた剥離隙間（３）を結合させて修理する。

Description

複合材の修理方法およびこれを用いた複合材
　本発明は、航空機等の構造材料として用いられる複合材の修理方法およびこれを用いた複合材に関し、特に、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の結合に関するものである。
　一般に、航空機の構造材料等に用いられている複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法としては、特許文献１に記載の樹脂注入法や、特許文献２に記載のトリム後に補修剤を充填する方法や、特許文献３および特許文献４に記載の釘やステープルを打ち込む方法や、特許文献５に記載の繊維を用いて縫合する方法がある。
特開平７－１３７１５４号公報 特許第２５４１６２０号公報 特開平３－２９７６２９号公報 特開平２－７４３２５号公報 特開平３－２８６８４１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の発明は、複合材の層間に生じた剥離隙間が小さい場合には、樹脂が注入できないという問題があった。さらに、特許文献１および特許文献２の発明は、清浄・乾燥・接着の各工程管理が困難であるため修理に要する期間が長くなるという問題があった。
　また、特許文献３に記載の発明は、熱可塑複合材に限定され、硬化後の再加熱によって軟化させることのできない熱硬化型複合材の修理に適用できない問題があった。
　また、特許文献４および特許文献５に記載の発明は、複合材の層が硬化する前の柔らかい段階にしか適用できず、完全に硬化した複合材の修理に適用できないという問題点があった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間を容易、かつ、短時間に修理することが可能な複合材の修理方法およびこれを用いた複合材を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の複合材の修理方法およびこれを用いた複合材は、以下の手段を採用する。
　すなわち、本発明の第１の態様に係る複合材の修理方法によれば、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間に貫通する孔を設けて、該孔に結合部材を挿入して前記剥離隙間を結合させる。
　複合材の層間に生じた剥離隙間には、貫通する孔を設けて、その孔に結合部材を挿入して剥離隙間を結合することとした。そのため、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間であっても容易に結合することが可能となる。したがって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の結合修理に要する時間を短縮することができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記孔には、スリーブが挿入され、前記結合部材が前記スリーブを貫通することとしてもよい。
　剥離隙間に設けられた孔には、スリーブを挿入し、スリーブ挿入後に結合部材を貫通させることとした。これにより、結合部材を孔に通して曲げる際に、孔の内側が損傷することを防止することができる。したがって、孔に生じた損傷を起因とする新たな剥離の進展を防止することができる。
　また、結合部材と複合材とを直接接触させることにより耐電食性が悪くなる材料の組み合わせの場合における電食の発生を防止することができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記孔を貫通した前記結合部材の端部には、曲げ加工が施されることとしてもよい。
　孔を貫通した結合部材の端部を曲げ加工によって折り曲げることとした。そのため、剥離隙間を結合した結合部材の緩みを防止することができる。したがって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の結合を堅固にすることができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記孔を貫通した前記結合部材の端部は、かしめ部によってかしめられることとしてもよい。
　孔を貫通した結合部材の端部をかしめ部によってかしめることとした。そのため、かしめ部を設けなかった場合に比べて、剥離隙間を結合した結合部材の緩みを防止することができる。したがって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の結合をより堅固にすることができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記孔を貫通した前記結合部材の端部は、シール部によって覆われることとしてもよい。
　孔を貫通して複合材の層の表面に露呈した結合部の端部を、シール部によって覆うこととした。そのため、結合部と複合材の層との間に水が浸入することを防止することができる。したがって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の結合修理をした際に発生する電食を安価にかつ容易に防止することができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記結合部材と前記複合材の層との間には、耐電食材を設けることとしてもよい。
　複合材の層と結合部材との間に耐電食材を設けることとした。そのため、結合部材が複合材の層に接することによって発生する電食を防止することができる。したがって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間を修理した後に電食を起因として結合部材が劣化することを防止することができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記結合部材は、その断面形状が四角形状であることとしてもよい。
　断面形状が四角形状の結合部材を用いて剥離隙間を結合することとした。そのため、剥離隙間を結合する強度を高めることができる。したがって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の結合をより堅固にすることができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記結合部材は、複数の針足を有するステープル針であることとしてもよい。
　複数の針足を有するステープル針を用いることとした。そのため、複合材の層間に生じた剥離隙間の結合をより堅固にすることができる。
　また、多数のステープル針を用いて剥離隙間の結合を行う必要がなく、剥離隙間の結合作業時間の短縮を図ることができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記針足の数は、４本であって、各該針足が四角形状のステープル針本体の各一辺に設けられることとしてもよい。
　四角形状のステープル針本体の各一辺に各針足が設けられているステープル針を用いることとした。そのため、剥離隙間の結合を直交する２方向の針足によって同時に拘束することになり、より堅固にすることができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記結合部材は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含浸させた複合材繊維の針足を有するステープル針であることとしてもよい。
　針足を有するステープル針を用いて樹脂を硬化させることで、針先同士を接合することとした。そのため、針は一本の輪になり、複合材の層間に生じた剥離隙間の結合をより堅固にすることができる。
　また、金属製のステープル針を用いた時のように電食の発生を心配する必要がなく、複合材と結合部材が劣化するのを防止することができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記結合部材は、ブラインドリベットであることとしてもよい。
　ブラインドリベットを結合部材に用いることとした。これにより、孔にブラインドリベットを貫通させると共にかしめることができる。そのため、ステープル針を使用した場合に比べて容易に結合を行うことができる。したがって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の修理時間を短縮化することができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記結合部材は、電食防止用の表面被覆が施されていることとしてもよい。
　電食防止用の表面被覆を施した結合部材を用いることとした。そのため、スリーブなどを設けることなく、電食の発生を防止することができる。したがって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の修理を容易にし、修理時間を短縮化することができる。
　また、スリーブを設けない分、複合材に設けられる孔径が小さくて済む。そのため、孔加工することによって複合材の繊維を破断する必要がなくなる。したがって、孔加工が簡単であると同時に、複合材の繊維の強度低下の影響を小さく抑えることができる。
　さらに、上記態様の複合材の修理方法によれば、前記結合部材は、形状記憶合金からなることとしてもよい。
　結合部材の素材には、形状記憶合金を用いることとした。そのため、温度変化に応じて、結合部材を所定の形状にすることができる。したがって、所定温度にすることによって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の結合修理を容易に短時間で行うことができる。
　さらに、上記態様の複合材によれば、上記態様のいずれかに記載の複合材の修理方法によって修理されることとしてもよい。
　硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の修理が容易に可能な修理方法を用いることとした。そのため、硬化した複合材であっても、修理を短時間かつ容易に行うことができる。
　複合材の層間に生じた剥離隙間には、貫通する孔を設けて、その孔に結合部材を挿入して剥離隙間を結合することとした。そのため、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間であっても容易に結合することが可能となる。したがって、硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間の結合修理に要する時間を短縮することができる。
本発明の第１実施形態に係る複合材の修理方法の説明図であり、複合材の層間に生じた剥離隙間に孔を設けた複合材の上面図である。 図１ＡのＡ－Ａ部の断面図である。 複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法の説明図である。 複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法の説明図である。 複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法の説明図である。 複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る複合材の修理方法に係るシーリング加工の説明を示す上面図である。 図２ＡのＢ－Ｂ部の断面図である。 図２Ａの下面図である。 本発明の第２実施形態に係る複合材の修理方法の説明図であり、複合材の層間に生じた剥離隙間に孔加工を施工している断面図である。 図３Ａに示す孔にスリーブが挿入されている断面図である。 図３Ｂの上面図である。 複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法の説明図である。 複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法の説明図である。 複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法の説明図である。 複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法の説明図である。 本発明の第２実施形態に係る複合材の修理方法の変形例の説明図であり、複合材の層とステープル針との間に保護板が挟まれていることを示す上面図である。 図４ＡのＤ－Ｄ部の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る複合材の修理方法の説明図であり、ステープル針の端部同士をかしめ用スリーブによってかしめたことを示す上面図である。 図５ＡのＥ－Ｅ部の断面図である。 図５Ａの側面図である。 本発明の第３実施形態に係る複合材の修理方法の第１変形例の説明図であり、ステープル針の端部が引掛け金具に引掛けられていることを示す上面図である。 図６ＡのＦ－Ｆ部の断面図である。 図６ＡのＧ－Ｇ部の断面図である。 図６ＡのＨ－Ｈ部の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る複合材の修理方法の第２変形例の説明図であり、曲げ加工がされていないステープル針の各端部がかしめ用スリーブによってかしめられていることを示す上面図である。 図７ＡのＩ－Ｉ部の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る複合材の修理方法の第３変形例の説明図であり、図８Ａの左図は、孔を貫通する針の両端部を曲げ加工なしでかしめたことを示し、図８Ａの右図は、孔を貫通する針の両端部をかしめた後に曲げ加工したことを示す上面図である。 図８ＡのＪ－Ｊ部の断面図である。 図８Ａの下面図である。 本発明の第４実施形態に係る複合材の修理方法の説明図であり、結合部材として断面形状が四角形状の針足を有するステープル針によって結合されていることを示す上面図である。 図９ＡのＫ－Ｋ部の断面図である。 本発明の第５実施形態に係る複合材の修理方法の説明図であり、針足の横断面形状が四角形状であり、かつ、多針足のステープル針を用いて結合していることを示す上面図である。 図１０ＡのＬ－Ｌ部の断面図である 図１０Ａの下面図である。 図１０Ａの側面図である。 本発明の第６実施形態に係る複合材の修理方法の説明図であり、４本の針足の横断面形状が四角形状であり、かつ、各針足がステープル針本体の各一辺に設けられているステープル針を用いて結合されていることを示す上面図である。 図１１ＡのＭ－Ｍの断面図である。 図１１Ａの下面図である。 本発明の第７実施形態に係る複合材の修理方法の説明図であり、図１２Ａの右図は、孔に挿入したブラインドリベットを示し、図１２Ａの左図は、ブラインドリベットによる結合を示す上面図である。 図１２ＡのＮ－Ｎ部の断面図である。 図１２Ａの下面図である。 本発明の第８実施形態に係る複合材の修理方法の説明図であり、表面が被覆材によって被覆されているステープル針を示す縦断面図である。 図１３Ａに示すステープル針の針足の横断面図である。 本発明の第９実施形態に係る複合材の修理方法の説明図であり、形状記憶合金を用いて製造されたステープル針が所定温度以下の場合における状態を示す縦断面図である。 図１４Ａに示すステープル針が所定温度以上の場合における状態を示す縦断面図である。 形状記憶合金の荷重－伸び線図である。 形状記憶合金の原子の模式図である。 本発明の第１０実施形態に係る複合材の修理方法の説明図であり、複合材繊維のステープル針の端部同士を押圧することを示す上面図である。 図１７Ａの側面図である。 図１７ＡのＸ－Ｘ部の断面図である。 図１７Ｃに示すステープル針の端部同士が接合したことを示す図である。
［第１実施形態］
　図１には、本発明の第１実施形態に係る複合材の修理方法の説明図が示されている。
　図１Ａは、複合材の層間に生じた剥離隙間に孔を設けた複合材の上面図を示し、図１Ｂは、図１Ａに示したＡ－Ａ部の断面図を示し、図１Ａから図１Ｆは、複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法の説明図を示している。
　複合材１は、複数（例えば、２つの）の複合材の層１ａ、１ｂを積層させて作成されている。複合材の各層１ａ、１ｂは、完全に硬化している。完全に硬化している複合材の層１ａと層１ｂと間には、剥離隙間３が生じている。複合材の層１ａ、１ｂ間に生じている剥離隙間３の修理方法は、完全に硬化している複合材の層１ａと層１ｂとに孔４を貫通させて、孔４に後述するステープル針（結合部材）６を貫通させて結合させる方法である。
　剥離隙間３が生じている複合材の層１ａ、１ｂには、下方から裏当材５０を設置する。裏当材５０は、複合材の層１ａと層１ｂとに孔４を設けた際に生じるバリを防止するものである。裏当材５０上に設置された複合材の層１ａ、１ｂには、上方から下方に向かって微細な直径（例えば、直径１．０ｍｍ）を有するドリル５１によって孔４が設けられる。
　孔４は、複合材の層１ａと層１ｂとの間に生じている剥離隙間３部分を貫通するように設けられる。孔４は、剥離隙間３部分に複数（例えば、２箇所）設けられている。孔４ａ、４ｂの直径は、ドリル５１の径と同じである。
　剥離隙間３部分に孔４ａ、４ｂを設けた後、図１Ｃに示すように、各孔４ａ、４ｂの内側（孔壁）に接着剤を塗布する。同様に、２本の針足８を有しているステープル針６の各針足８ａ、８ｂの外側にも接着剤を塗布する。なお、接着材ではなく、充填剤であっても良い。
　ステープル針６は、２本の針足８ａ、８ｂを有している。ステープル針６は、その外形形状が図１Ｃに示すようにコの字形状をしている。ステープル針６は、強度特性に優れた冷間加工が可能な素材からなり、例えば、βチタン材、インコネル材やオーステナイト系ステンレス材が用いられる。ステープル針６の各針足８ａ、８ｂの軸方向に垂直な横断面形状は、丸形状となっている。各針足８ａ、８ｂは、その直径が孔４よりも僅かに小さい、例えば０．９ｍｍとなっている。
　各孔４ａ、４ｂの内側およびステープル針６の各針足８ａ、８ｂの外側に接着剤を塗布した後、図１Ｄに示すように、各孔４ａ、４ｂには、ステープル針６の各針足８ａ、８ｂを下方から挿入する。ステープル針６の各孔４ａ、４ｂへの挿入は、針押し出し金具５２の上面に各針足８ａ、８ｂを上方に向かうようにステープル針６を設置する。ステープル針６を設置した針押し出し金具５２を下方から上方に向かって押し上げることによって、各針足８ａ、８ｂを各孔４ａ、４ｂに挿入する。
　各孔４ａ、４ｂに挿入された各針足８ａ、８ｂの各端部９ａ、９ｂは、図１Ｅに示すように、針受け金具５３が上方から下方へと向かって押し下げられ、かつ、針押し出し金具５２が下方から上方へと向かってステープル針６を挟むように押し上げることによって曲げられる。
　針受け金具５３の下面は、各針足８ａ、８ｂの各端部９ａ、９ｂに接する部分が上方に窪んでいる。この窪みによって、各針足８ａ、８ｂの各端部９ａ、９ｂは、互いに向かい合うように折り曲げられる。
　針押し出し金具５２と針受け金具５３とによって、各端部９ａ、９ｂの上方およびステープル６の下方から力を加えることによって、図１Ｆに示すように、各端部９ａ、９ｂはめがね型を成すように折り曲げられる。この曲げ加工よって、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３をステープル針６によって結合することができる。
　ステープル針６によって剥離隙間３を結合した後、複合材の各層１ａ、１ｂの表面に接しているステープル針６には、シーリング加工が行われる。
　図２には、本実施形態に係る複合材の修理方法に係るシーリング加工を示し、図２Ａは、その上面図であり、図２Ｂは、Ｂ－Ｂ部の断面図であり、図２Ｃは、その下面図である。
　複合材の層１ｂの表面に接しているステープル針６と、複合材の層１ａの表面に接しているステープル針６の各端部９ａ、９ｂとは、各々を覆うようにシール材（シール部）１０によってシーリング加工が行われる。
　シーリング材１０は、ステープル針６またはステープル針６の各端部９ａ、９ｂと、複合材の各層１ａ、１ｂとの間を被覆することによって、ステープル針６と複合材の層１ｂとの間およびステープル針６の各端部９ａ、９ｂと複合材の層１ａとの間の水密性を確保するものである。
　以上の通り、本実施形態に係る複合材の修理方法およびこれを用いた複合材によれば、以下の作用効果を奏する。
　複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３に貫通する孔４ａ、４ｂを設けて、それらの孔４ａ、４ｂにステープル針６（結合部材）を挿入して剥離隙間３を結合することとした。そのため、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３であっても容易に結合することが可能となる。したがって、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３の結合修理に要する時間を短縮することができる。
　各孔４ａ、４ｂを貫通したステープル針６の各端部９ａ、９ｂを曲げ加工によって折り曲げることとした。そのため、剥離隙間３を結合したステープル針６の緩みを防止することができる。したがって、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３の結合を堅固にすることができる。
　各孔４ａ、４ｂを貫通して複合材の層１ａの表面に露呈しているステープル針６の各端部９ａ、９ｂと、複合材の層１ｂの表面に露呈しているステープル針６とを、シール材（シール部）１０によって覆うこととした。そのため、ステープル針６と複合材の層１ａ、１ｂとの間に水が浸入することを防止することができる。したがって、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３の結合修理をした際に発生する電食を安価にかつ容易に防止することができる。
　硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３の修理が容易に可能な修理方法を用いることとした。そのため、硬化した複合材１であっても、修理を短時間かつ容易に行うことができる。
[第２実施形態］
　以下、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の複合材の修理方法およびこれを用いた複合材は、孔にスリーブが設けられている点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および同一の修理方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図３には、本発明の第２実施形態に係る複合材の修理方法の説明図が示されている。
　図３Ａは、複合材の層間に生じた剥離隙間に孔加工を施工している断面図を示し、図３Ｂは、孔にスリーブが挿入されている断面図を示し、図３Ｃは、図３Ｂの上面図を示し、図３Ａから図３Ｇは、複合材の層間に生じた剥離隙間の修理方法の説明図を示している。
　孔４は、図３Ａに示すように、直径が第１実施形態よりも、後述するスリーブ１１の肉厚分だけ少し大きい、例えば１．５ｍｍのドリル５１によって剥離隙間３部分を貫通するように設けられている。
　複合材の各層１ａ、１ｂに設けられた各孔４ａ、４ｂには、図３Ｂに示すように、各々スリーブ１１が挿入される。
　スリーブ１１は、外径が例えば１．５ｍｍ、内径が例えば０．９ｍｍの中空の筒である。スリーブ１１の長さは、孔４ａ、４ｂを貫通できるものとされている。
　図３Ｄに示すように、各孔４ａ、４ｂに設けられているスリーブ１１ａ、１１ｂの内側（内壁）およびステープル針６の針足８ａ、８ｂの外側には、接着剤が塗布される。
　図３Ｅに示すように、接着剤が塗布されたスリーブ１１ａ、１１ｂには、下方からステープル針６の各針足８ａ、８ｂが挿入される。
　以上の通り、本実施形態に係る複合材の修理方法およびこれを用いた複合材によれば、以下の作用効果を奏する。
　剥離隙間３に設けられた各孔４ａ、４ｂには、各スリーブ１１ａ、１１ｂを挿入し、各スリーブ１１ａ、１１ｂを挿入後に各スリーブ１１ａ、１１ｂにステープル針（結合部材）６の各針足８ａ、８ｂを貫通させることとした。これにより、ステープル針６の各針足８ａ、８ｂをそのまま孔４ａ、４ｂに貫通させた後に曲げる際に、各孔４ａ、４ｂの内側が損傷するのを防止することができる。したがって、孔４ａ、４ｂに生じた損傷を起因とする新たな剥離の進展を防止することができる。
　また、ステープル針６と複合材１とを直接接触させることにより耐電食性が悪くなる材料の組み合わせの場合における電食の発生を防止することができる。
　なお、本実施形態では、孔４ａ、４ｂにスリーブ１１ａ、１１ｂを挿入するとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、孔４ａ、４ｂにスリーブ１１ａ、１１ｂを挿入することに加えて、ステープル針６と複合材の層１ｂとの間およびステープル針６の端部９ａ、９ｂと複合材の層１ａとの間に保護板を設けても良い。
　図４には、本発明の第２実施形態に係る複合材の修理方法の変形例の説明図が示されている。図４は、複合材の層とステープル針との間に保護板が挟まれていることを示し、図４Ａは、その上面図を示し、図４Ｂは、図４ＡのＤ－Ｄ部の断面図を示している。
　複合材の層１ａの表面とステープル針６の端部９ａ、９ｂとの間には、保護板（耐電食材）１２ａが挟まれている。また、複合材の層１ｂの表面とステープル針６との間には、保護板（耐電食材）１２ｂが挟まれている。保護板１２ａ、１２ｂは、耐電食材からなるものである。保護板１２ａ、１２ｂは、複合材の層１ａ、１ｂに設けられた各孔４ａ、４ｂに対応する孔が設けられている。
　保護板１２ａ、１２ｂは、スリーブ１１ａ、１１ｂを孔４ａ、４ｂに挿入後に複合材の各層１ａ、１ｂの表面に設けられる。複合材の各層１ａ、１ｂの表面に保護板１２ａ、１２ｂが設けられた後、ステープル針６の各針足８ａ、８ｂがこれら保護板１２ａ、１２ｂを貫通して、さらに孔４ａ、４ｂを貫通する。
　この場合には、以下の効果を奏する。
　硬化した複合材の層１ａ、１ｂとステープル針（結合部材）６との間に保護板（耐電食材）１２ａ、１２ｂを設けることとした。そのため、ステープル針６が複合材の層１ａ、１ｂに接することによって発生する電食を防止することができる。したがって、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間（図示せず）を修理した後に電食を起因としてステープル針６が劣化することを防止することができる。
[第３実施形態］
　以下、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の複合材の修理方法およびこれを用いた複合材は、端部を曲げ加工した後に端部をかしめる点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および同一の修理方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図５には、本発明の第３実施形態に係る複合材の修理方法の説明図が示されている。
　図５は、ステープル針の端部同士をかしめ用スリーブによってかしめたことを示し、図５Ａは、その上面図を示し、図５Ｂは、図５Ａに示したＥ－Ｅ部の断面図を示し、図５Ｃは、その側面図を示している。
　曲げ加工されたステープル針６の端部９ａ、９ｂをかしめ用スリーブ（かしめ部）１３内に互いに反対側から挿入する。かしめ用スリーブ１３は、ステープル針６の端部９ａ、９ｂを貫通させることができる内径を有する中空の金属製の筒である。ステープル針６の端部９ａ、９ｂが挿入されたかしめ用スリーブ１３には、その外側から力が加えられる。
　かしめ用スリーブ１３の外側に力を加えることによってかしめ用スリーブ１３は、図５Ｃに示すように、横断面形状が四角形状になるように変形する。これによって、かしめ用スリーブ１３が潰れてかしめ用スリーブ１３内に挿入されたステープル針６の端部９ａ、９ｂ同士が固定される。
　以上の通り、本実施形態に係る複合材の修理方法およびこれを用いた複合材によれば、以下の作用効果を奏する。
　各孔４ａ、４ｂを貫通したステープル針（結合部材）６の端部９ａ、９ｂをかしめ用スリーブ（かしめ部）１３によってかしめることとした。そのため、かしめ用スリーブ１３を設けなかった場合に比べて、剥離隙間３を結合した際のステープル針６の緩みを防止することができる。したがって、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３の結合をより堅固にすることができる。
　なお、本実施形態では、各孔４ａ、４ｂを貫通したステープル針６の端部９ａ、９ｂをかしめ用スリーブ１３に貫通させてかしめるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、かしめ用スリーブ１３の代わり、ステープル針６の端部９ａ、９ｂを引掛ける引掛け金具であっても良い。
　図６には、本発明の第３実施形態に係る複合材の修理方法の第１変形例の説明図が示されている。
　図６は、ステープル針の端部が引掛け金具に引掛けられていることを示し、図６Ａは、その上面図を示し、図６Ｂは、図６ＡのＦ－Ｆ部の断面図を示し、図６Ｃは、図６ＡのＧ－Ｇ部の断面図を示し、図６Ｄは、図６ＡのＨ－Ｈ部の断面図を示している。
　引掛け金具（拘束部）１４は、硬化した複合材の層１ａの表面に接着されている。曲げ加工されたステープル針（結合部材）６の各端部９ａ、９ｂは、引掛け金具１４の爪部１４ａ、１４ｂに各々引掛けられる。
　爪部１４ａ、１４ｂに引掛けられた各端部９ａ、９ｂを、爪部１４ａ、１４ｂの後述する各自由端に対して反対側に曲げる。すなわち、爪部１４ａを貫通した端部９ａは、図６Ａに示すように、図面上方に、爪部１４ｂを貫通した端部９ｂは、図面下方に曲げられる。
　引掛け金具１４は、２つの爪部１４ａ、１４ｂと引掛け金具本体１４ｃとを有している。引掛け金具本体１４ｃは、長方形状をしている。引掛け金具本体１４ｃは、剥離隙間３の長手方向に設けられている。
　２つの爪部１４ａ、１４ｂは、引掛け金具本体１４ｃの上面に設けられている。爪部１４ａ、１４ｂは、引掛け金具本体１４ｃの長手方向に対して直角に設けられている。爪部１４ａ、１４ｂは、図６Ｃおよび図６Ｄに示すように、その一端が引掛け金具本体１４ｃに固定されており、他端が自由端となっている。２つの爪部１４ａ、１４ｂの自由端は、互いに反対方向を向くように設けられている。
　また、本実施形態は、ステープル針の端部を曲げ加工せずにかしめるだけでも良い。
　図７には、本発明の第３実施形態に係る複合材の修理方法の第２変形例の説明図が示されている。
　図７は、曲げ加工がされていないステープル針の各端部がかしめ用スリーブによってかしめられていることを示し、図７Ａは、その上面図を示し、図７Ｂは、図７ＡのＩ－Ｉ部の断面図を示す。
　各孔４ａ、４ｂを貫通したステープル針６の各端部９ａ、９ｂには、曲げ加工されることなくかしめ用スリーブ（かしめ部）１５が設けられている。各かしめ用スリーブ１５ａ、１５ｂは、金属製の筒である。各かしめ用スリーブ１５ａ、１５ｂは、その外側から力を加えて変形させることによって、各端部９ａ、９ｂをかしめる。
　また、本実施形態では、結合部材は、外形形状がコの字形状のステープル針６として説明したが、孔４ａ、４ｂを貫通する直線状の針であって、その針の両端部をかしめても良い。
　図８には、本発明の第３実施形態に係る複合材の修理方法の第３変形例の説明図が示されている。
　図８の左図は、孔を貫通する針の両端部を曲げ加工なしでかしめたことを、右図は、孔を貫通する針の両端部をかしめた後に曲げ加工したことを示しており、図８Ａは、その上面図を示し、図８Ｂは、図８Ａに示したＪ－Ｊ部の断面図を示し、図８Ｃは、その下面図を示している。
　各孔４ａ、４ｂには、各々直線状の針（結合部材）１６が貫通している。図８Ａの左図に示すように、孔４ａを貫通している針１６ａの両端部には、かしめ用スリーブ（かしめ部）１５が設けられている。また、図８Ａの右図に示すように、孔４ｂを貫通している針１６ｂの両端部には、かしめ用スリーブ１５が設けられ、かしめ用スリーブ１５を貫通した針１６ｂの各端部が折り曲げ加工されている。
[第４実施形態］
　以下、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態の複合材の修理方法およびこれを用いた複合材は、ステープル針の針足の横断面形状が四角形状である点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および同一の修理方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図９には、本発明の第４実施形態に係る複合材の修理方法の説明図が示されている。
　図９は、結合部材として断面形状が四角形状の針足を有するステープル針によって結合されていることを示し、図９Ａは、その上面図を示し、図９Ｂは、図９Ａに示したＫ－Ｋ部の断面図を示している。
　ステープル針１７の針足１８ａ、１８ｂは、軸方向に垂直な横断面形状が四角形状とされている。
　以上の通り、本実施形態に係る複合材の修理方法およびこれを用いた複合材によれば、以下の作用効果を奏する。
　軸方向に垂直な横断面形状が四角形状の針足１８ａ、１８ｂのステープル針（結合部材）１７を用いて剥離隙間３を結合することとした。そのため、剥離隙間３を結合する強度を高めることができる。したがって、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３の結合をより堅固にすることができる。
[第５実施形態］
　以下、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態の複合材の修理方法およびこれを用いた複合材は、ステープル針の針足の横断面形状が四角形状であり、かつ、多針足である点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および同一の修理方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図１０には、本発明の第５実施形態に係る複合材の修理方法の説明図が示されている。
　図１０には、針足の横断面形状が四角形状であり、かつ、多針足のステープル針を用いて結合していることが示され、図１０Ａは、その上面図を示し、図１０Ｂは、図１０ＡのＬ－Ｌ部の断面図を示し、図１０Ｃは、その下面図を示し、図１０Ｄは、その側面図を示している。
　ステープル針（結合部材）１９は、例えば２つ設けられている。各ステープル針１９は、その長手方向が剥離隙間３の長手方向と同じ方向になるように設けられている。２つのステープル針１９は、互いに平行になるように設けられている。
　ステープル針１９は、ステープル針本体１９ａと複数の針足１９ｂ（例えば、１４本）とを有している。ステープル針本体１９ａは、剥離隙間３の長手方向を覆うことができる程度の長方形状とされている。ステープル針本体１９ａには、その長手方向に各針足１９ｂが等間隔に２段に分かれて設けられている。ステープル針本体１９ａの各段に設けられている針足１９ｂの本数は、例えば７本ずつである。各針足１９ｂは、軸方向に垂直な横断面形状が四角形状とされている。
　以上の通り、本実施形態に係る複合材の修理方法およびこれを用いた複合材によれば、以下の作用効果を奏する。
　１４本（複数）の針足１９ｂを有するステープル針（結合部材）１９を用いて剥離隙間３を結合することとした。そのため、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３の結合をより堅固にすることができる。
　また、ステープル針本体１９ａが強固になることで、ステープル針１９がばらばらに存在する場合と比較して、冗長性を向上させることができる。
　さらに、ステープル針１９用に専用の針押し出し金具（図示せず）と、針受け金具（図示せず）とを製作した場合には、ステープル針１９の装着が１回で済むため、作業時間の短縮を図ることができる。
　なお、ステープル針本体１９ａは、その内部をくり抜いたものとしても良い。それにより、ステープル針１９の軽量化を図ることができる。
[第６実施形態］
　以下、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態の複合材の修理方法およびこれを用いた複合材は、ステープル針の４本の針足の横断面形状が四角形状であり、かつ、各針足がステープル針本体の各一辺に設けられている点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および同一の修理方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図１１には、本発明の第６実施形態に係る複合材の修理方法の説明図が示されている。
　図１１は、４本の針足の横断面形状が四角形状であり、かつ、各針足がステープル針本体の各一辺に設けられているステープル針を用いて結合されていることが示され、図１１Ａは、その上面図を示し、図１１Ｂは、図１１ＡのＭ－Ｍの断面図を示し、図１１Ｃは、その下面図を示している。
　ステープル針（結合部材）２０は、例えば２つ設けられている。各ステープル針２０は、互いに隣り合うように設けられている。ステープル針２０は、２つのステープル針２０を隣り合わせに設けることによって剥離隙間３を覆うことができる大きさとされている。
　ステープル針２０は、ステープル針本体２０ａと４本の針足２０ｂとを有している。ステープル針本体２０ａは、図１１Ｃに示すように下面から見たとき正方形状をしている。ステープル針本体２０ａの各一辺には、針足２０ｂが各々設けられている。各針足２０ｂは、軸方向に垂直な横断面形状が長方形状（四角形状）とされている。各針足２０ｂは、互いに向かい合うように折り曲げ加工されることによって剥離隙間３を結合している。
　以上の通り、本実施形態に係る複合材の修理方法およびこれを用いた複合材によれば、以下の作用効果を奏する。
　ステープル針本体２０ａの各一辺に軸方向に垂直な横断面形状が長方形状（四角形状）の４本の針足２０ｂを備えているステープル針２０を結合部材として用いることとした。そのため、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３の結合を直交する２方向の針足２０ｂによって同時に拘束することになり、より堅固にすることができる。
[第７実施形態］
　以下、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態の複合材の修理方法およびこれを用いた複合材は、ステープル針の代わりにブラインドリベットを用いる点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および同一の修理方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図１２には、本発明の第７実施形態に係る複合材の修理方法の説明図が示されている。
　図１２の右図は、孔に挿入したブラインドリベットを示し、図１２の左図は、ブラインドリベットによる結合を示し、図１２Ａは、その上面図であり、図１２Ｂは、図１２ＡのＮ－Ｎ部の断面図を示し、図１２Ｃは、その下面図を示す。
　孔４ａ、４ｂを設けた後、複合材の層１ｂの表面には、保護部材（耐電食材）１２を設ける。リベッター（図示せず）を用いてブラインドリベット（結合部材）２１を保護部材１２を挟んで各孔４ａ、４ｂに貫通させる。リベッターを操作することによって、後述するブラインドリベット２１のつば付きスリーブ２１ａが変形してマンドレル部２１ｂが途中で切断される。これによって、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３は、ブラインドリベット２１によって結合されることになる。
　ブラインドリベット２１は、つば付きスリーブ部２１ａと、つば付きスリーブ部２１ａの中を貫通しているマンドレル部２１ｂとを備えている。ブラインドリベット２１は、図１２Ｂの右図に示すように、リベッターによってつば付きスリーブ部２１ａのつば部分が保護部材１２に接するように孔４ｂを貫通する。
　孔４ａ、４ｂを貫通したブラインドリベット２１は、リベッターを作動させてマンドレル部２１ｂを引き込むことによって、図１２Ｂの左図に示すように、複合材の層１ａの表面上のつば付きスリーブ部２１ａの先端部が変形する。つば付きスリーブ部２１ａは、その先端部が変形して複合材の層１ａの表面に固定された後、マンドレル部２１ｂがつば付きスリーブ２１ａのつば部分の近傍（複合材の層１ｂの表面近傍）で切断される。これによって、ブラインドリベット２１によるかしめ作業が終了する。
　以上の通り、本実施形態に係る複合材の修理方法およびこれを用いた複合材によれば、以下の作用効果を奏する。
　ブラインドリベット２１を結合部材に用いることとした。これにより、孔４ａ、４ｂにブラインドリベット２１を貫通させると共にかしめることができる。そのため、ステープル針（図示せず）を使用した場合に比べて容易に剥離隙間３の結合を行うことができる。したがって、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３の修理時間を短縮化することができる。
[第８実施形態］
　以下、本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態の複合材の修理方法およびこれを用いた複合材は、ステープル針の表面に被覆が施されている点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および同一の修理方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図１３には、本発明の第８実施形態に係る複合材の修理方法の説明図が示されている。
　図１３は、表面が被覆材によって被覆されているステープル針を示し、図１３Ａは、その縦断面図を示し、図１３Ｂは、ステープル針の針足の横断面図を示している。
　ステープル針（結合部材）２２は、強度特性に優れた冷間加工が可能な素材からなる芯部２２ａと、その芯部２２ａの表面に被覆されている被覆材（表面被覆）２２ｂとを有している。芯部２２ａの表面には、電食防止用の被覆材２２ｂが被覆されている。
　以上の通り、本実施形態に係る複合材の修理方法およびこれを用いた複合材によれば、以下の作用効果を奏する。
　電食防止用の被覆材（表面被覆）２２ｂを施したステープル針（結合部材）２２を用いることとした。そのため、スリーブ（図示せず）などを設けることなく、電食の発生を防止することができる。したがって、硬化した複合材の層（図示せず）間に生じた剥離隙間（図示せず）の修理時間を短縮化し、修理後に電食を起因としてステープル針２２が劣化することを防止することができる。
　また、スリーブを設けない分、複合材（図示せず）に設けられている孔（図示せず）の径が小さくて済む。そのため、孔加工が簡単であると同時に、複合材の繊維の破断による強度低下の影響を小さく抑えることができる。
　なお、本実施形態では、被覆材２２ｂとして電食を防止できるものを被覆するとして説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、導電処理または絶縁処理が可能な被覆材２２ｂであっても良い。
[第９実施形態］
　以下、本発明の第９実施形態について説明する。本実施形態の複合材の修理方法およびこれを用いた複合材は、ステープル針が形状記憶合金からなる点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および同一の修理方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図１４には、本発明の第９実施形態に係る複合材の修理方法の説明図が示されている。
　図１４は、形状記憶合金を用いて製造されたステープル針を示し、図１４Ａは、所定温度以下の場合のステープル針の状態を示し、図１４Ｂは、所定温度以上の場合のステープル針の状態を示している。
　ステープル針（結合部材）２３は、形状記憶合金により製造されている。形状記憶合金としては、例えばＴｉ－Ｎｉ系が用いられる。ステープル針２３は、所定温度以下の場合には、図１４Ａに示すように上方に向かってステープル針２３の両端部２３ａ、２３ｂが直線状に延在している。一方、所定温度以上になった場合には、ステープル針２３は、図１４Ｂに示すように、その両端部２３ａ、２３ｂが互いに向かい合って曲がるように熱処理が施されている。
　図１５には、形状記憶合金の荷重－伸び線図が示されている。図１５の横軸には、伸びを示し、縦軸には、荷重を示している。
　図１６は、形状記憶合金の原子の模式図を示し、図１６（Ａ）は、低温時の状態を示し、図１６（Ｂ）は、高温時の状態を示している。
　形状記憶合金によって製造されているステープル針２３（図１４参照）は、所定温度以下の低温で、ステープル針２３の端部２３ａ、２３ｂを上方に直線状に延在するように変形させると、図１６（Ａ）に示すように原子間の結合に歪を生じることになる。この状態のステープル針２３に熱を付加して所定温度以上の高温にした場合には、ステープル針２３を形成している各原子は、図１６（Ｂ）に示すように記憶されている状態に戻る。そのため、ステープル針２３の端部２３ａ、２３ｂは、折り曲げられた状態となる。
　以上の通り、本実施形態に係る複合材の修理方法およびこれを用いた複合材によれば、以下の作用効果を奏する。
　ステープル針（結合部材）２３の素材には、形状記憶合金を用いることとした。そのため、温度変化に応じて、ステープル針２３を所定の形状にすることができる。したがって、孔（図示せず）にステープル針２３を挿入して所定温度にすることによって、硬化した複合材の層（図示せず）間に生じた剥離隙間（図示せず）の結合修理を容易に短時間で行うことができる。
[第１０実施形態］
　以下、本発明の第１０実施形態について説明する。本実施形態の複合材の修理方法およびこれを用いた複合材は、ステープル針が樹脂を含浸させた複合材繊維からなる点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および同一の修理方法については、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図１７には、本発明の第１０実施形態に係る複合材の修理方法の説明図が示されている。
　図１７は、複合材繊維のステープル針の端部同士を押圧することを示し、図１７Ａは、その上面図を示し、図１７Ｂは、その側面図を示し、図１７Ｃは、図１７ＡのＸ－Ｘ部の断面図を示し、図１７Ｄは、図１７Ｃに示したステープル針の端部同士が接合したことを示している。
　ステープル針（結合部材）２４は、樹脂、例えば熱可塑性樹脂を含浸させた複合材繊維から製造される。各孔４ａ、４ｂを貫通したステープル針２４の各端部２４ａ、２４ｂは、図１７Ｃに示すように互いに上方から押圧される。その後、冷却されることによって、ステープル針２４の各端部２４ａ、２４ｂは、硬化が促進されて、図１７Ｄに示すように、完全に硬化して接合される。
　以上の通り、本実施形態に係る複合材の修理方法およびこれを用いた複合材によれば、以下の作用効果を奏する。
　ステープル針（結合部材）２４には、熱可塑性樹脂を含浸させた複合材繊維を用いることとした。そのため、熱可塑性樹脂を含浸する複合材繊維を常温で硬化させて接合させることができる。したがって、硬化した複合材の層１ａ、１ｂ間に生じた剥離隙間３の結合をより堅固にすることができる。
　また、金属製のステープル針を用いた時のように電食によって複合材と結合部材に劣化が生じるのを防止することができる。
　なお、本実施形態では、ステープル針２４は、熱可塑性樹脂を含浸させた複合材繊維からなるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、熱硬化性樹脂を含浸させた繊維強化複合材であっても良い。但し、熱硬化性樹脂の場合は、高温に加熱して硬化させる。
　また、本実施形態では、ステープル針２４の各端部２４ａ、２４ｂ同士が押圧冷却されて接合されるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば、端部２４ａ、２４ｂを折り曲げた後、複合材の層１ａの表面に貼り付け押圧冷却して端部２４ａ、２４ｂおよび複合材の層１ａを一度に硬化接合させても良い。この場合には、折り曲げた端部２４ａ、２４ｂ同士を結合させる場合に比べて、層１ａ表面に固定される分、結合を堅固にできる。
　また、複合材繊維製のステープル針２４の各端部２４ａ、２４ｂを折り曲げて硬化させた後、硬化した各端部２４ａ、２４ｂを複合材の層１ａの表面に接着剤で貼り付けても良い。この場合には、接着工程が追加になるが、端部２４ａ、２４ｂを折り曲げ接合したのみの場合に比べて、結合が堅固になる。
１ａ、１ｂ　複合材の層
３　剥離隙間
４　孔
６　ステープル針（結合部材）
 

Claims (14)

  1. 　硬化した複合材の層間に生じた剥離隙間に貫通する孔を設けて、該孔に結合部材を挿入して前記剥離隙間を結合させる複合材の修理方法。
  2. 　前記孔には、スリーブが挿入され、
    　前記結合部材が前記スリーブを貫通する請求項１に記載の複合材の修理方法。
  3. 　前記孔を貫通した前記結合部材の端部には、曲げ加工が施される請求項１または請求項２に記載の複合材の修理方法。
  4. 　前記孔を貫通した前記結合部材の端部は、かしめ部によってかしめられる請求項１から請求項３のいずれかに記載の複合材の修理方法。
  5. 　前記孔を貫通した前記結合部材の端部は、シール部によって覆われる請求項１から請求項４のいずれかに記載の複合材の修理方法。
  6. 　前記結合部材と各前記複合材の層との間には、耐電食材を設ける請求項１から請求項５のいずれかに記載の複合材の修理方法。
  7. 　前記結合部材は、その横断面形状が四角形状である請求項１から請求項６のいずれかに記載の複合材の修理方法。
  8. 　前記結合部材は、複数の針足を有するステープル針である請求項１から請求項７のいずれかに記載の複合材の修理方法。
  9. 　前記針足の数は、４本であって、各該針足が四角形状のステープル針本体の各一辺に設けられる請求項８に記載の複合材の修理方法。
  10. 　前記ステープル針は、複合材繊維からなる請求項８または請求項９に記載の複合材の修理方法。
  11. 　前記結合部材は、ブラインドリベットである請求項１から請求項７のいずれかに記載の複合材の修理方法。
  12. 　前記結合部材は、電食防止用の表面被覆が施されている請求項１から請求項１１のいずれかに記載の複合材の修理方法。
  13. 　前記結合部材は、形状記憶合金からなる請求項１から請求項１２のいずれかに記載の複合材の修理方法。
  14. 　請求項１から１３のいずれかに記載の複合材の修理方法によって修理された複合材。
     
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