JP5118279B2

JP5118279B2 - シリコンゴム製の球状体を用いた接着方法

Info

Publication number: JP5118279B2
Application number: JP2001302175A
Authority: JP
Inventors: 誠次丸山; 栄勝山口
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003105309A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンゴム製の球状体を用いた接着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、航空機、自動車、船舶などの各種輸送機器産業や一般産業において、接着剤を用いて、被着体同士を接着する方法が種々提案され、実用化されている。この接着の際には、（１）被着体の接着面の表面処理を行う表面処理工程、（２）いずれか一方の被着体の接着面または双方の被着体の接着面に、接着剤を塗布（貼付）する接着剤塗布（貼付）工程、（３）被着体同士を貼り合わせる貼合工程、（４）貼り合わせた被着体を圧して固定（圧締）する圧締工程、（５）加熱または養生によって接着剤を硬化させる接着剤硬化工程、という工程を経るのが一般的である。
【０００３】
ここで、（４）の圧締工程は、最適な接着剤層を形成し、かつ、接着剤内に混入した気泡を除去するために必要不可欠な工程であり、貼り合わせた被着体を均一に加圧することが要求される。この（４）の圧締工程は、通常、接着剤の硬化が完了するまで（５）の接着剤硬化工程と並行して行われており、例えば航空機部品の製造の際には、オートクレーブと称される加圧・加熱可能な圧力釜を使用して、圧締と接着剤硬化と同時に行っている。また、一般には、Ｃ型クランプ（図６参照）やプレス機（図７参照）などを使用して圧締を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
航空機部品の製造工程で使用されているオートクレーブは、曲面状の接着面にも均一な圧力を加えることができる点で有効ではあるものの、設備が大型で特殊構造を有するため、設備構築コストや運転コストが嵩んでいた。このため、小型部品同士の接着や、汎用部品同士の接着に使用するには、コストが嵩みすぎて不向きであった。
【０００５】
また、図６に示すようなＣ型クランプ１００を使用する場合には、加圧部１１０が被着体３００の一部のみを加圧するため、被着体３００全体に均一な圧力を加えることができなかった。また、加圧した際に、被着体３００の被加圧部分の接着剤が押圧されて周囲に流動することがあり、この後、接着剤の硬化反応による体積収縮が生じると、この被加圧部分の接着剤が肉痩せし、結果的に充分な接着がなされないことがあった。
【０００６】
また、圧締と同時に接着剤を加熱硬化させる場合には、Ｃ型クランプ１００のクランプ腕１２０が熱膨張して加圧部１１０が加圧方向と反対方向に移動し、結果的に充分な加圧がなされない場合があった。また、加圧部１１０は、ネジなどで上下に移動させることによって被着体３００を加圧しているが、この際に加える圧力の大きさ（以下、「加圧値」という）が不明であり、被着体や接着剤の種類に応じて適切な大きさの圧力を加えることができなかった。
【０００７】
また、図７に示すようなプレス機２００は、平面状の接着面を有する被着体３００同士を接着する際には有効であるが、曲面状の接着面を有する被着体同士を接着する際には、上下の圧力板２１０、２２０をその曲面状の接着面に合わせて製作する必要があり、その製作費が嵩んでしまっていた。
【０００８】
本発明の課題は、きわめてコスト性に優れ、被着体を均一に加圧することができるシリコンゴム製の球状体を用いた接着方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明はシリコンゴム製の球状体を用いた接着方法であって、例えば図１および図３に示すように、熱硬化型の接着剤を介して複数の被着体を積層する積層工程と、前記複数の被着体をシリコンゴム製の球状体を介してクランプ又はプレス機の加圧部に配置する配置工程と、前記クランプ又はプレス機の可動部の移動によって前記球状体を圧縮変形させて前記複数の被着体を加圧する第１加圧工程と、例えば図２および図４に示すように、前記第１加圧工程の後に、前記球状体を加熱膨張させて前記複数の被着体を加圧する第２加圧工程と、前記接着剤を介して積層された前記複数の被着体を加熱することで前記接着剤を熱硬化させる硬化工程とを備え、前記第２加圧工程と前記硬化工程とを同時に行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、シリコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、オートクレーブ等で使用されている流体による加圧方法を使用せずに被着体に均一な圧力を加えることができる。従って、設備構築コストや運転コストが嵩むことがなく、きわめてコスト性に優れる。
【００１１】
また、請求項１記載の発明によれば、シリコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、被着体全体に均一な圧力を加えることができる。従って、被着体の一部のみが加圧されて局所的に接着剤の肉痩せが生じるということがない。この結果、充分な接着効果がもたらされる。
【００１２】
さらに、請求項１記載の発明によれば、シリコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、シリコンゴム製の球状体の直径、硬度、押し潰し量などを適宜変更して加圧値を求めておけば、このシリコンゴム製の球状体の変形量によって被着体に加える圧力の大きさを容易に設定することができる。
【００１３】
さらにまた、請求項１記載の発明によれば、シリコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、被着体の接着面が曲面形状を呈する場合であっても、このシリコンゴム製の球状体が被着体を支持するとともにその曲面形状に合わせて変形するため、均一な圧力を加えることができる。従って、被着体の曲面形状の接着面に合わせて治具を製作する必要がなく、コストが嵩むことがない。
【００１４】
さらに、請求項１記載の発明によれば、シリコンゴム製の球状体は、通常の加圧治具を構成する材料より熱膨張率が大きいことに加え、熱硬化型接着剤の硬化温度より高い温度下においても耐熱性を有しており熱膨張率が低下することがないので、被着体を確実に加圧することができる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のシリコンゴム製の球状体を用いた接着方法において、前記第２加圧工程の加圧値は、室温下における前記球状体の圧縮変形量で設定されることを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の奏する作用効果に加え、使用する加熱治具の材質と寸法が同じであれば、加熱時工程の加圧値をモデル試験で調べることができ、その値は室温下における球状体の圧縮変形量で設定することができる。この結果、容易に加圧値を設定することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のシリコンゴム製の球状体を用いた接着方法において、例えば図５に示すように、前記圧縮変形量は、断面積一定の容器に任意の高さまで充填された前記球状体を加圧して計測されることを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の奏する作用効果に加え、（加圧値を設定する）圧縮変形量を、シリコンゴム製の球状体を断面積一定の容器に任意の高さまで充填し加圧して計測するため、きわめて容易に加圧値を設定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
[第１の実施の形態（参考）]
下記本発明の実施の形態（第２、第４の実施の形態）を理解するための参考として、本実施の形態では、図１を用いて、シリコンゴム製の球状体１０およびＣ型クランプ２０を使用して、被着体である２枚の平板３０同士を接着する方法について説明する。
【００２０】
まず、２枚の平板３０の各接着面の表面処理を行う。この表面処理は、各接着面に付着して接着を阻害する錆などの無機質や、手垢などの有機質を除去する目的で行うものである。表面処理の方法としては、各接着面を研磨した後、溶剤で脱脂する機械的方法や、溶剤脱脂を経て薬液を塗布する化学的方法などを挙げることができる。
【００２１】
次いで、２枚の平板３０の各接着面に接着剤４０を塗布し、これら接着面同士を貼り合せる（積層工程）。本実施の形態では、エポキシ系のニ液型接着剤、ポリウレタン系のニ液型接着剤、変性アクリル樹脂系のニ液型接着剤などの常温硬化型の接着剤４０を使用している。
【００２２】
次いで、２枚の平板３０を貼り合せたもの（以下、「積層体Ｐ１」という）を、図１に示すように、Ｃ型クランプ２０の加圧部に配置する（配置工程）。Ｃ型クランプ２０の加圧部は、クランプ腕２１と、このクランプ腕２１の下側に配置された固定部２２と、上側に配置された可動部２３とから構成されており、可動部２３はネジ式ハンドル２４によって上下動可能とされ、これら固定部２２と可動部２３との間に積層体Ｐ１を配置した状態で可動部２３をネジ式ハンドル２４によって下側（固定部２２側）に移動させることによって、積層体Ｐ１を加圧するものである。
【００２３】
積層体Ｐ１をＣ型クランプ２０の加圧部に配置する際には、図１に示すように、積層体Ｐ１とＣ型クランプ２０の可動部２３との間に、複数のシリコンゴム製の球状体（以下、「シリコンボール」という）１０と、圧力板５０とを配置する。このシリコンボール１０は、Ｃ型クランプ２０の可動部２３によって加えられた圧力を積層体Ｐ１側へと伝達する略球状の圧力伝達媒体である。本実施の形態では、このシリコンボール１０の直径は４ｍｍ、硬度はＨｓ（デュロメータ硬度）５０としている。
【００２４】
圧力板５０としては、容易に変形しないように厚く補強された平板が使用されている。この圧力板５０は、図１に示すようにシリコンボール１０の上側に配置され、Ｃ型クランプ２０の可動部２３の圧力を均一にシリコンボール１０に伝達するように機能する。なお、図示されていないが、積層体Ｐ１の上方に配置したシリコンボール１０が外部に飛び出さないように、積層体Ｐ１の周囲には側壁が設けられている。
【００２５】
次いで、Ｃ型クランプ２０の可動部２３をネジ式ハンドル２４によって固定部２２側に移動させ、圧力板５０およびシリコンボール１０を介して、積層体Ｐ１を加圧する（加圧工程）。この際に、シリコンボール１０が積層体Ｐ１に与える圧力の大きさ（加圧値）は、後述するように、シリコンボール１０を加圧して押し縮めた割合（押し潰し率）によって設定することができる。
【００２６】
ここで、シリコンボール１０の「押し潰し率」と「加圧値」との関係を示す実験結果を、図５および表−１によって説明する。
【００２７】
【表−１】

【００２８】
＜Ａ：一層平積み実験＞
本実験では、まず、図５（ａ）に示すように、万能試験機の容器５００の底壁にシリコンボール１０を一層敷き詰め、この容器５００にピストン６００を挿入してシリコンボール１０の上部に配置し、このピストン６００によって下向きの圧力を加えてシリコンボール１０の高さを押し縮めた状態における、充填率、第１加圧値および第２加圧値を測定した（一層平積み実験）。
【００２９】
なお、本実験では、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、シリコンボール１０の初期高さＨ₀に対する押し潰し量ｈの割合（ｈ／Ｈ₀）×１００を「押し潰し率（％）」と称することとする。また、本実験において「充填率」とは、容器５００とピストン６００の下面とによって囲まれた空間の容積に対する、シリコンボール１０の容積の割合を意味することとする。
【００３０】
また、本実験において「第１加圧値」とは、非加熱時（室温時）においてシリコンボール１０がピストン６００の下面に与える圧力の大きさを意味することとし、「第２加圧値」とは、シリコンボール１０を１８０℃で加熱して膨張させた場合に、シリコンボール１０がピストン６００の下面に与える圧力の大きさを意味することとする。この第２加圧値は、後述する第２および第４の実施の形態で使用される。
【００３１】
まず、ピストン６００によって下向きの圧力を加えない状態（押し潰し率０％の状態）では、シリコンボール１０は元の形状が保持されており、この状態におけるシリコンボール１０の充填率は、表−１に示すように５３．６％であった。なお、この状態における第１加圧値は０kPaである（表−１参照）。
【００３２】
次いで、押し潰し率０％の状態から、ピストン６００によってシリコンボール１０に下向きの圧力を加えて、押し潰し率１０％の状態とした。この場合の充填率は、表−１に示すように５９．６％とされ、この状態における第１加圧値は、２２kPaであった（表−１参照）。以下、同様の手順で、押し潰し率１５％および２０％の場合の充填率と、第１加圧値を求めた（表−１参照）。この後、シリコンボール１０を１８０℃で加熱して、押し潰し率０％、１０％、１５％および２０％の状態における第２加圧値を求めた（表−１参照）。
【００３３】
＜Ｂ：フリー積み実験＞
続いて、図５（ｂ）に示すように、万能試験機の容器５００にシリコンボール１０を投入し、振動を与えて調整しながら、この容器５００の底壁から所定の高さ（初期高さＨ₀＝２４（ｍｍ））に達するまでシリコンボール１０をフリーに敷き詰め、この容器５００にピストン６００を挿入してシリコンボール１０の上部に配置し、このピストン６００によって下向きの圧力を加えて種々押し潰し率を変化させた場合において、充填率、第１加圧値および第２加圧値を測定し、実験結果を表−１に示した（フリー積み実験）。用語の定義および測定の手順は、「Ａ：一層平積み実験」と同様であるので説明を省略する。
【００３４】
以上の実験結果の「押し潰し率」と「第１加圧値」との関係を利用して、加圧値を設定することができる。例えば、「Ｂ：フリー積み実験」の実験結果を利用すると、加圧値を３４kPaに設定したい場合には、押し潰し率を１０．４％とすればよく（表−１参照）、加圧値を９８kPa程度に設定したい場合には、押し潰し率を２０％程度とすればよい（表−１参照）。また、実験結果の数値を利用して、補完法などによって「押し潰し率」と「第１加圧値」との相関関係を近似関数で定めると、この近似関数を利用して、所要の加圧値を得るための押し潰し率を近似的に求めることができる。
【００３５】
なお、接着剤がエポキシ系またはゴム系の場合には、圧締条件として、接触圧（６．９kPa〜１３．７kPa）以上で加圧すればよいとされるが、通常、被着体を貼り合せる際に接着剤層に気泡が混入するため、この気泡を除去する目的で前記接触圧の５倍（３４kPa）以上で加圧するのが好ましい。
【００３６】
次いで、前記した加圧工程を行いながら、２枚の平板３０に挟まれた接着剤４０を常温硬化させる（硬化工程）。この硬化に必要な時間は、接着剤４０の種類による。以上の手順によって、２枚の平板３０同士の接着を完了した。
【００３７】
本実施の形態に係る接着方法によれば、シリコンボール１０を介して２枚の平板３０を貼り合わせた積層体Ｐ１を加圧するため、オートクレーブに代表されるような気体による加圧方法を用いることなく積層体Ｐ１に均一な圧力を加えることができる。従って、設備構築コストや運転コストが嵩むことがない。また、シリコンボール１０は回収して再使用可能であるため、この点でもきわめてコスト性に優れる。
【００３８】
また、本実施の形態に係る接着方法によれば、シリコンボール１０を介して積層体Ｐ１を加圧するため、積層体Ｐ１全面に均一な圧力を加えることができる。従って、従来のようにＣ型クランプ２０の可動部２３によって加圧部分の接着剤が局所的に肉痩せすることがなく、充分な接着効果がもたらされる。また、シリコンボール１０を介して積層体Ｐ１を加圧するため、Ｃ型クランプ２０のクランプ腕２１の熱膨張が生じた場合にも、積層体Ｐ１に充分な圧力を加えることができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態に係る接着方法によれば、所定の実験結果による「押し潰し率」と「第１加圧値」との関係を利用して、積層体Ｐ１に加える加圧値を容易に設定することができる。
【００４０】
[第２の実施の形態]
次に、第２の実施の形態について、図２を用いて説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と同様にシリコンボール１０およびＣ型クランプ２０を使用して、被着体である２枚の平板３０同士を接着する方法であり、加熱によって接着剤を硬化させるものである。
【００４１】
本実施の形態においては、鉄合金製のＣ型クランプ２０の可動部２３をネジ式ハンドル２４によって固定部２２側に移動させ、圧力板５０およびシリコンボール１０を介して、積層体Ｐ１を加圧した後、これらＣ型クランプ２０、圧力板５０、シリコンボール１０および積層体Ｐ１を、加熱槽６０によって１８０℃で加熱する（図２参照）。
【００４２】
シリコンボール１０は、その材質から、−５５℃〜２５０℃の温度に耐え得る優れた耐熱性を有し（表−１参照）、かつ、加熱によって膨張するという特性を有するので、加熱槽６０によって加熱されて膨張したシリコンボール１０によって、積層体Ｐ１はさらに加圧される（第２加圧工程）。なお、本実施の形態で使用したシリコンボール１０の熱膨張率は、表−１に示したとおり、３．７５×１０^-4（mm/mm/℃）とした。
【００４３】
ここで、前記したように、「Ａ：一層平積み実験」および「Ｂ：フリー積み実験」では「押し潰し率」毎の「第２加圧値」をも測定している（表−１参照）ので、この「押し潰し率」と「第２加圧値」との関係を利用して、加圧値を設定することができる。
【００４４】
例えば、「Ｂ：フリー積み実験」の実験結果を利用すると、加圧値を１２４kPaに設定したい場合には、室温時の押し潰し率を１３．１％とすればよく（表−１参照）、加圧値を２１２kPaに設定したい場合には、室温時の押し潰し率を２０％程度とすればよい（表−１参照）。また、実験結果の数値を利用して、補完法などによって「押し潰し率」と「第２加圧値」との相関関係を近似関数で定めると、この近似関数を利用して、所要の加圧値を得るための押し潰し率を近似的に求めることができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、熱硬化型の接着剤４０’を使用しており、積層体Ｐを加熱槽６０によって加熱することによって、この熱硬化型の接着剤４０’を硬化させることができる。すなわち、前記した第２加圧工程と硬化工程は、同時に行われることとなる。熱硬化型の接着剤４０’としては、（一液型）エポキシ系、ユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系などの接着剤を挙げることができる。
【００４６】
本実施の形態に係る接着方法によれば、シリコンボール１０を加熱して膨張させることによって、積層体Ｐ１を確実に加圧することができる。また、接着剤４０’が熱硬化型であるので、この接着剤４０’の硬化と、シリコンボール１０の加熱膨張による加圧とを同時に行うことができ、きわめて効率的である。また、所定の実験結果による「押し潰し率」と「第２加圧値」との関係を利用して、積層体Ｐ１に加える加圧値を容易に設定することができる。
【００４７】
[第３の実施の形態（参考）]
下記本発明の実施の形態（第４の実施の形態）を理解するための参考として、本実施の形態では、図3を用いて、シリコンボール１０およびプレス機７０を使用して、ハニカムコア８０の上下面に外板９１、９２を接着してハニカムサンドイッチパネルを構成する方法について説明する。ハニカムコア８０の上面側には、図３に示すように凹部８１が設けられており、このハニカムコア８０の上面に接着される上側外板９１は、この凹部８１を有する上面形状と同一形状に成形されている。また、ハニカムコア８０の下面には、平板状の下側外板９２が接着される。
【００４８】
まず、ハニカムコア８０、上側外板９１および下側外板９２の各接着面の表面処理を行う。表面処理は、第１の実施の形態で説明したものと同様の手法で行うことができる。次いで、各接着面に接着剤４０を塗布し、ハニカムコア８０の上面に上側外板９１を、ハニカムコア８０の下面に下側外板９２を、それぞれ貼り合わせる（積層工程）。本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に常温硬化型の接着剤４０を使用している。
【００４９】
次いで、ハニカムコア８０の上下面に上側外板９１、下側外板９２を貼り合せたもの（以下、「積層体Ｐ２」という）を、図３に示すように、プレス機７０の加圧部に配置する（配置工程）。プレス機７０の加圧部は、上下に移動可能な上側圧力板７１と、固定された下側圧力板７２とから構成されており、これら上側圧力板７１と下側圧力板７２との間に積層体Ｐ２を配置した状態で上側圧力板７１を下側圧力板７２側に移動させることによって、積層体Ｐ２を加圧するものである。
【００５０】
ハニカムコア８０の上面側には凹部８１が設けられているため、積層体Ｐ２の上面とプレス機７０の上側圧力板７１との間には閉空間が形成されることとなる。この閉空間内に、第１の実施の形態で使用したシリコンボール１０を充填する（図３参照）。
【００５１】
次いで、プレス機７０の上側圧力板７１を下側圧力板７２側に移動させ、シリコンボール１０を介して、積層体Ｐ２を加圧する（加圧工程）。この際に、シリコンボール１０が積層体Ｐ２に与える圧力の大きさ（第１加圧値）は、第１の実施の形態で述べたとおり、シリコンボール１０を加圧して押し縮めた割合（押し潰し率）によって設定することができる。
【００５２】
次いで、前記した加圧工程を行いながら、ハニカムコア８０と上側外板９１との間、および、ハニカムコア８０と下側外板９２との間に介在させた接着剤４０を常温硬化させる（硬化工程）。以上の手順によって、ハニカムコア８０と上側外板９１と下側９２とを接着させてハニカムサンドイッチパネルを構成した。
【００５３】
本実施の形態に係る接着方法によれば、シリコンボール１０を介して凹部を有する上面形状を備える積層体Ｐ２を加圧しており、この凹部を有する上面形状に合わせてシリコンゴム製の球状体１０が流動および変形するため、積層体Ｐ２に均一な圧力を加えることができる。従って、プレス機７０の上側圧力板７１を、積層体Ｐ２の上面形状に合わせて製作する必要がなく、コストが嵩むことがない。
【００５４】
[第４の実施の形態]
次に、第４の実施の形態について、図４を用いて説明する。本実施の形態は、第３の実施の形態と同様に、シリコンボール１０およびプレス機７０を使用して、ハニカムコア８０の上下面に外板９１、９２を接着してハニカムサンドイッチパネルを構成する方法であり、加熱によって接着剤を硬化させるものである。
【００５５】
本実施の形態においては、プレス機７０の上側圧力板７１を下側圧力板７２側に移動させ、シリコンボール１０を介して、積層体Ｐ２を加圧した後、これらプレス機７０、シリコンボール１０および積層体Ｐ２を、加熱槽６０によって１８０℃で加熱する（図４参照）。この加熱によって、シリコンボール１０を膨張させて積層体Ｐ２を加圧する（第２加圧工程）。この際に、シリコンボール１０が積層体Ｐ２に与える圧力の大きさ（第２加圧値）は、第２の実施の形態と同様に、シリコンボール１０を加圧して押し縮めた割合（押し潰し率）によって設定することができる。
【００５６】
また、本実施の形態においては、第２の実施の形態と同様に、熱硬化型の接着剤４０’を使用しており、積層体Ｐを加熱槽６０によって加熱することによって、この熱硬化型の接着剤４０’を硬化させることができる。すなわち、前記した第２加圧工程と硬化工程は、同時に行われることとなる。
【００５７】
本実施の形態に係る接着方法によれば、シリコンボール１０を加熱して膨張させることによって、積層体Ｐ２を確実に加圧することができる。また、接着剤４０’が熱硬化型であるので、この接着剤４０’の硬化と、シリコンボール１０の加熱膨張による加圧とを同時に行うことができ、きわめて効率的である。また、所定の実験結果による「押し潰し率」と「第２加圧値」との関係を利用して、積層体Ｐ２に加える第２加圧値を容易に設定することができる。
【００５８】
なお、第３および第４の実施の形態においては、ハニカムコア８０の凹部８１の形状を、図３および図４に示すように断面形状が台形状のものとしたが、これに限られるものではなく、積層体Ｐ２とプレス機７０の上側圧力板７１との間に閉空間が形成されるものであれば、いかなる形状でも、シリコンボール１０を適用して、均一な圧力を加えることができる。
【００５９】
以上の実施の形態において、シリコンボール１０の充填率、押し潰し率、直径、硬度、熱膨張率、加熱温度を変更すると、このシリコンボール１０による加圧力の大きさ（加圧値）が変化するが、図５および表−１に示したフリー積み実験で得た実験結果によって適切な加圧値を設定することができる。実際の製造過程では、室温下における押し潰し率を設定することによって加圧値を設定することができ、作業が容易となる。
【００６０】
ここで、シリコンボール１０の積込高さは充填率に関係し、充填率は加圧値に関係するが、この充填率は、積込高さをある程度増加させるとほぼ一定の値に収束する。従って、シリコンボール１０の積込高さが一定の値以上になると、加圧値の変化は無視できる程度まで小さくなる。このため、シリコンボール１０の積込高さを前記フリー積み実験における値（２４ｍｍ）と同一の値に設定する必要はなく、この値以上にシリコンボール１０を積み込んだ場合においても、前記フリー積み実験における値とほぼ等しい加圧値を得ることができる。
【００６１】
また、一層平積み実験における加圧値は、フリー積み実験における加圧値と比較すると小さいが、これらの差が最大となる押し潰し率１０％の場合においても、一層平積み実験における加圧値は、フリー積み実験における加圧値の６０％程度の大きさを有し、これらの差はさほど大きくなく、複数層積み重ねればこれらの差はさらに小さくなる。このため、シリコンボール１０の積込高さが前記フリー積み実験における値（２４ｍｍ）以下であっても、前記した最小接触圧の範囲を考慮すれば、接着に著しい不都合をもたらすものではない。
【００６２】
すなわち、実物の加圧値と押し潰し率とを決定するのにその実物に模して試験を行う必要はなく、図５の（ａ）または（ｂ）に示すように、断面積一定の容器にシリコンゴム製の球状体を充填して負荷を一様に分布させて圧縮するモデル試験を行えば充分である。
【００６３】
また、本実施の形態で使用したシリコンボール１０は、複合材成形の際の中子としても利用することができる。具体的には、シリコンボール１０を袋体に充填し、治具によって所定形状に整えた状態で袋体内を排気して形状を固定し、離型剤を介してプリプレグを外側に配置し、これらを真空バッグフィルムで被覆し、この被覆した部分を排気しつつ加熱してプリプレグを硬化させる。プリプレグに小孔を設けておき、破った袋体とシリコンボール１０とをこの小孔から取り出せばよい。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、シリコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、従来使用していたオートクレーブを使用せずに被着体に均一な圧力を加えることができる。従って、設備構築コストや運転コストが嵩むことがなく、きわめてコスト性に優れる。
【００６５】
また、請求項１記載の発明によれば、シリコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、被着体全体に均一な圧力を加えることができる。従って、被着体の一部のみが加圧されて局所的に接着剤の肉痩せが生じることがない。この結果、充分な接着効果がもたらされる。
【００６６】
さらに、請求項１記載の発明によれば、シリコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、シリコンゴム製の球状体の直径、硬度、押し潰し率などを適宜変更することによって、被着体に加える圧力の大きさ（加圧値）を自在に設定することができる。従って、被着体や接着剤の種類に応じて適切な加圧値を設定することができる。
【００６７】
さらにまた、請求項１記載の発明によれば、シリコンゴム製の球状体を介して被着体を加圧するため、被着体の接着面が曲面形状を呈する場合であっても、その曲面形状に合わせてシリコンゴム製の球状体が流動および変形するため、均一な圧力を加えることができる。従って、被着体の曲面状の接着面に合わせて治具を製作する必要がなく、コストが嵩むことがない。
【００６８】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果を奏するのは勿論のこと、シリコンゴム製の球状体を加熱して膨張させることによって被着体を加圧する工程を備えるため、被着体を確実に加圧することができる。また、シリコンゴム製の球状体の押し潰し率によって、被着体に加える圧力の大きさ（加圧値）をより精確に設定することができる。従って、被着体や接着剤の種類に応じて最適な加圧値を設定して、きわめて高精度に接着を行うことができる。
【００６９】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果を奏するのは勿論のこと、（加圧値を設定する）圧縮変形量を、シリコンゴム製の球状体を断面積一定の容器に任意の高さまで充填し加圧して計測するため、きわめて容易に加圧値を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る接着方法を説明するためのものであり、Ｃ型クランプとシリコンボールとを用いて積層体を加圧している状態を示す側面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る接着方法を説明するためのものであり、積層体を加熱槽によって加熱してさらに加圧している状態を示す側面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る接着方法を説明するためのものであり、プレス機とシリコンボールとを用いて積層体を加圧している状態を示す側面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る接着方法を説明するためのものであり、積層体を加熱槽によって加熱してさらに加圧している状態を示す側面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る接着方法で利用するシリコンボールの押し潰し率と加圧値との関係を調べる実験を説明するためのものであり、（ａ）は一層平積み実験の概念図であり、（ｂ）はフリー積み実験の概念図である。
【図６】Ｃ型クランプを使用した従来の接着方法を説明するための斜視図である。
【図７】プレス機を使用した従来の接着方法を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１０シリコンボール
２０Ｃ型クランプ
２１クランプ腕
２２固定部
２３可動部
２４ネジ式ハンドル
３０平板
４０常温硬化型の接着剤
４０’ 熱硬化型の接着剤
５０圧力板
６０加熱槽
７０プレス機
７１上側圧力板
７２下側圧力板
８０ハニカムコア
８１凹部
９１上側外板
９２下側外板
１００Ｃ型クランプ
１１０可動部
１２０クランプ腕
２００プレス機
２１０上側圧力板
２２０下側圧力板
３００被着体
５００万能試験機の容器
６００万能試験機のピストン
Ｐ１積層体
Ｐ２積層体
Ｈ₀ 初期高さ
ｈ押し潰し量

Claims

熱硬化型の接着剤を介して複数の被着体を積層する積層工程と、
前記複数の被着体をシリコンゴム製の球状体を介してクランプ又はプレス機の加圧部に配置する配置工程と、前記クランプ又はプレス機の可動部の移動によって前記球状体を圧縮変形させて前記複数の被着体を加圧する第１加圧工程と、
前記第１加圧工程の後に、前記球状体を加熱膨張させて前記複数の被着体を加圧する第２加圧工程と、
前記接着剤を介して積層された前記複数の被着体を加熱することで前記接着剤を熱硬化させる硬化工程と
を備え、
前記第２加圧工程と前記硬化工程とを同時に行うことを特徴とするシリコンゴム製の球状体を用いた接着方法。
前記第２加圧工程の加圧値は、
室温下における前記球状体の圧縮変形量で設定されることを特徴とする請求項１記載のシリコンゴム製の球状体を用いた接着方法。
前記圧縮変形量は、
断面積一定の容器に任意の高さまで充填された前記球状体を加圧して計測されることを特徴とする請求項２記載のシリコンゴム製の球状体を用いた接着方法。