粘接構(gòu)造體及粘接狀態(tài)檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及粘接構(gòu)造體及粘接狀態(tài)檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]—直以來，在需要輕量化的例如飛機(jī)構(gòu)造上使用碳纖維復(fù)合材料。
[0003]作為監(jiān)視碳纖維復(fù)合材料的樹脂固化的方法，如專利文獻(xiàn)I所述，具有使用在內(nèi)部設(shè)有柵形傳感器的光纖的方法。
[0004]而且，碳纖維復(fù)合材料之類的部件通常使用鉚釘、螺栓等緊固件將部件彼此結(jié)合。
[0005]在部件彼此的結(jié)合中，從輕量化、工作效率等方面來看，使用粘接劑更加適合，但需要進(jìn)行粘接質(zhì)量的評(píng)價(jià)。粘接質(zhì)量的評(píng)價(jià)在利用粘接劑使部件結(jié)合以后，通過例如超聲波探傷檢查來進(jìn)行。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:特表2000 — 501176號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]但是，在超聲波探傷檢查中，能夠檢測粘接層的空穴的產(chǎn)生或部件的剝離等缺陷，但不能評(píng)價(jià)粘接強(qiáng)度。這是因?yàn)檎辰訌?qiáng)度依賴于粘接時(shí)施加于部件的壓力等，在超聲波探傷檢查中，不能檢查壓力。進(jìn)而，超聲波探傷檢查需要時(shí)間和勞動(dòng)力，并且需要檢查員有資格。
[0011]另外，在以碳纖維復(fù)合材料為部件的情況下，部件彼此的粘接例如在高壓釜成型時(shí)進(jìn)行。在高壓釜成型時(shí)，測量的是高壓釜壓力或袋壓力，但未測定粘接部本身的壓力。
[0012]由此，在通過粘接而將部件彼此結(jié)合的情況下，要采用具有大幅度的安全容許的構(gòu)造，或者對(duì)重視安全性的部位不使用粘接劑的粘接，而是進(jìn)行緊固件實(shí)現(xiàn)的結(jié)合。
[0013]本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于，提供一種粘接構(gòu)造體及粘接狀態(tài)檢測方法，其能夠判斷部件彼此是否已適當(dāng)?shù)卣辰印?br>[0014]用于解決課題的技術(shù)方案
[0015]為了解決上述課題，本發(fā)明的粘接構(gòu)造體及粘接狀態(tài)檢測方法采用以下手段。
[0016]本發(fā)明的第一方面的粘接構(gòu)造體具備:第一部件、第二部件、粘接所述第一部件和所述第二部件的粘接劑、被所述第一部件和所述第二部件夾持的光纖，通過所述光纖的雙折射，檢測所述第一部件和所述第二部件的粘接狀態(tài)。
[0017]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，第一部件和第二部件通過粘接劑而粘接。第一部件和第二部件通過在夾持有粘接劑的狀態(tài)下施加適當(dāng)?shù)膲毫Χ辰?。而且，被第一部件和第二部件夾持的光纖用于通過雙折射來檢測第一部件和第二部件的粘接狀態(tài)。
[0018]在未對(duì)光纖施加壓力的狀態(tài)下，光譜具有一個(gè)峰。另一方面，當(dāng)僅從規(guī)定方向?qū)饫w施加壓力時(shí)，呈圓形的光纖的截面形狀就變形，變成例如橢圓形(扁平的圓形或長圓形)，因此光譜變成具有多個(gè)(例如，兩個(gè))峰的形狀。這就是光纖的雙折射，光纖設(shè)為壓力傳感器。
[0019]S卩，當(dāng)對(duì)第一部件和第二部件適當(dāng)?shù)厥┘訅毫Χ辰訒r(shí)，就會(huì)從第一部件及第二部件的兩個(gè)方向?qū)饫w施加壓力。因此，通過雙折射，光纖的光譜的峰成為多個(gè)。這樣，通過使用光纖作為壓力傳感器，檢測第一部件和第二部件的粘接狀態(tài)。
[0020]如上所述，本結(jié)構(gòu)由于通過光纖的雙折射來檢測第一部件和第二部件的粘接狀態(tài)，因此能夠判斷部件彼此是否已適當(dāng)粘接。
[0021]在上述第一方面中，優(yōu)選在所述第一部件及所述第二部件為碳纖維復(fù)合材料的層疊板，且利用加壓裝置將所述第一部件和所述第二部件粘接的情況下，通過所述光纖的雙折射，來檢測所述第一部件和所述第二部件的粘接狀態(tài)。
[0022]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在將碳纖維復(fù)合材料的層疊板作為部件進(jìn)行粘接的情況下，能夠判斷部件彼此是否已適當(dāng)粘接。
[0023]在上述第一方面中，優(yōu)選在用袋將夾持有所述粘接劑及所述光纖的狀態(tài)的所述第一部件和所述第二部件包覆以后，將該袋內(nèi)制成低于大氣壓，在將所述高壓釜內(nèi)加壓期間，通過所述光纖的雙折射，檢測所述第一部件和所述第二部件的粘接狀態(tài)。
[0024]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在將碳纖維復(fù)合材料的層疊板作為部件進(jìn)行粘接的情況下，能夠更適當(dāng)?shù)嘏袛嗖考舜耸欠褚堰m當(dāng)粘接。
[0025]在上述第一方面中，優(yōu)選在所述光纖和所述第一部件及所述第二部件中的至少一方之間插入有固體物。
[0026]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，即使在部件的粘接前及粘接中，也能夠判斷部件彼此是否已適當(dāng)粘接。
[0027]在上述第一方面中，優(yōu)選所述固體物插入到所述光纖和所述粘接劑之間。
[0028]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，即使在部件的粘接前及粘接中，也能夠更正確地判斷部件彼此是否已適當(dāng)粘接。
[0029]在上述第一方面中，優(yōu)選所述固體物通過使與所述粘接劑同種類的粘接劑固化而形成。
[0030]根據(jù)本結(jié)構(gòu)，由于在粘接構(gòu)造體的粘接過程中，固體物和粘接劑進(jìn)行一體化，因此對(duì)粘接構(gòu)造體而言固體物不會(huì)成為雜質(zhì)。
[0031]本發(fā)明的第二方面的粘接狀態(tài)檢測方法包括:第一工序，在使第一部件和第二部件夾持光纖的同時(shí)，利用粘接劑將第一部件和第二部件粘接；第二工序，通過所述光纖的雙折射，檢測所述第一部件和所述第二部件的粘接狀態(tài)。
[0032]發(fā)明效果
[0033]根據(jù)本發(fā)明，具有能夠判斷部件彼此是否已適當(dāng)粘接這種優(yōu)異的效果。
【附圖說明】
[0034]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的粘接構(gòu)造體的分解立體圖；
[0035]圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的測量診斷裝置的概略俯視圖；
[0036]圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的未對(duì)光纖施加壓力時(shí)的光譜的圖；
[0037]圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的對(duì)光纖施加有壓力時(shí)的光譜的圖；
[0038]圖5是表示用袋包覆本發(fā)明的第一實(shí)施方式的要粘接的層疊板并將該袋內(nèi)制成低于大氣壓且將高壓釜內(nèi)加壓、升溫的過程中的光纖的光譜形狀的變化的曲線圖；
[0039]圖6是表示未用袋包覆本發(fā)明的第一實(shí)施方式的要粘接的層疊板且將高壓釜內(nèi)加壓、升溫的過程中的光纖的光譜形狀的變化的曲線圖；
[0040]圖7是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的粘接構(gòu)造體的分解立體圖；
[0041]圖8是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的粘接構(gòu)造體的分解縱剖面圖；
[0042]圖9是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的粘接構(gòu)造體的粘接過程的示意圖；
[0043]圖10是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的初期加壓過程中的光纖的非軸對(duì)稱變形量的變化的曲線圖；
[0044]圖11是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的加熱冷卻過程中的光纖的非軸對(duì)稱變形量的變化的曲線圖；
[0045]圖12是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的粘接構(gòu)造體的縱剖面圖；
[0046]圖13是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的粘接構(gòu)造體的縱剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的粘接構(gòu)造體及粘接狀態(tài)檢測方法的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0048]〔第一實(shí)施方式〕
[0049]下面，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0050]圖1是表示本第一實(shí)施方式的粘接構(gòu)造體10的分解立體圖。此外，在本第一實(shí)施方式中，作為一個(gè)例子，將要粘接的部件設(shè)為碳纖維復(fù)合材料的層疊板。另外，粘接構(gòu)造體10例如組合多個(gè)而用作飛機(jī)、機(jī)動(dòng)車、及風(fēng)車等的構(gòu)造材料。
[0051]粘接構(gòu)造體10具備:層置板12A、層置板12B、粘接層置板12A和層置板12B的粘接劑14、及被層疊板12A和層疊板12B夾持的光纖16。光纖16用作用于通過雙折射來檢測層疊板12A和層疊板12B的粘接狀態(tài)的傳感器(光纖傳感器)。光纖16是例如包層直徑125 μ m的單模纖維，截面形狀為圓形。
[0052]粘接劑14作為一個(gè)例子，形成為粘接層。粘接劑14的種類沒有特別限定，但例如可使用環(huán)氧樹脂系的粘接劑。
[0053]層疊板12A、12B在利用粘接劑14粘接之前，至少一方已固化。
[0054]另外，圖1所示的層疊板12A、12B的平面形狀為四邊形，但這只是一個(gè)例子，層疊板12A、12B的平面形狀不局限于此。此外，層疊板12A、12B的形狀不必為平面形狀。
[0055]圖1所不的光纖16彎曲多次，光的輸入端16A和輸出端16B從層疊板12A、12B的相同的一邊突出，但這只是一個(gè)例子，光纖16不必被彎曲夾持，輸入端16A和輸出端16B也可以從層疊板12A、12B的不同邊突出。此外，光纖16也可以從同一端部進(jìn)行光的輸入及輸出。
[0056]進(jìn)而，圖1所示的光纖16以埋入粘接劑14的狀態(tài)被層疊板12A和層疊板12B夾持，但不局限于此，光纖16也可以不設(shè)為埋入粘接劑14的狀態(tài)。
[0057]而且，如圖2所示，光纖16的輸入端16A、16B分別經(jīng)由連接器20與測量診斷裝置22連接。測量診斷裝置22檢測從光纖16的輸入端16A入射規(guī)定波長的光，并且檢測然后從輸出端16B穿過光纖16的光，得到光譜。
[0058]層疊板12A、12B通過以夾持粘接劑14的狀態(tài)被施加壓力而粘接。當(dāng)對(duì)層疊板12A、12B施加壓力時(shí)，也對(duì)光纖16施加壓力。
[0059]在未對(duì)光纖16施加壓力的狀態(tài)下，如圖3所示，光譜具有一個(gè)峰。另一方面，當(dāng)僅從規(guī)定的方