粘接方法和粘接器具以及結(jié)構(gòu)體的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供可以按照簡易的工序迅速且可靠地將光纖粘接在結(jié)構(gòu)體上的粘接方法和粘接器具以及結(jié)構(gòu)體的制造方法。光纖(1)的線材被熱塑性樹脂的覆蓋部覆蓋。覆蓋部的至少一部分被加熱器(14)加熱而熔融。在熱塑性樹脂熔融的狀態(tài)下，光纖(1)的熱塑性樹脂熔融的部分和結(jié)構(gòu)體(17)的表面接觸，成形輥(15)使光纖(1)壓接在結(jié)構(gòu)體(17)的表面。之后，熱塑性樹脂被冷卻、固化，光纖(1)粘接在結(jié)構(gòu)體(17)上。
【專利說明】粘接方法和粘接器具以及結(jié)構(gòu)體的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在飛機或風車翼等結(jié)構(gòu)體表面粘接光纖的方法和光纖的粘接使用的粘接器具以及結(jié)構(gòu)體的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在使用了光纖的結(jié)構(gòu)體的健全性評價中，光纖粘接安裝在結(jié)構(gòu)體的表面。結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生的變形傳遞至光纖，通過測量光纖所產(chǎn)生的變形，探測結(jié)構(gòu)體的損傷。例如在將部件彼此粘接的結(jié)構(gòu)體中，通過測量光纖所產(chǎn)生的變形，探測結(jié)構(gòu)體的粘接部分的剝離。作為結(jié)構(gòu)體，例如可舉出飛機、汽車、風車翼等。
[0003]如專利文獻I及專利文獻2所記載，用于傳感器的光纖在具有芯及包層的線材的外周形成有樹脂制的覆蓋。為了使結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生的變形可靠地向光纖傳遞，通常，光纖利用環(huán)氧類粘接劑等化學反應型的粘接劑與結(jié)構(gòu)體進行粘接。
[0004]使用化學反應型粘接劑的光纖與結(jié)構(gòu)體的粘接按照以下的工序進行。
[0005]首先，將主劑和固化劑混合而成的粘接劑涂布在結(jié)構(gòu)體表面的規(guī)定位置。接著，在粘接劑上的規(guī)定位置將光纖放置在規(guī)定位置。在光纖上再涂布粘接劑。此時，如圖3的剖視圖所示，光纖被粘接劑覆蓋。之后，放置使粘接劑固化。
[0006]現(xiàn)有專利文獻
[0007]專利文獻1:(日本)特開平7 - 151945號公報
[0008]專利文獻2:(日本)特開2004 - 151702號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]在使用上述的光纖的健全性評價中，為了使結(jié)構(gòu)體的變形可靠地傳遞至光纖而有必要進行粘接，以使其不會從結(jié)構(gòu)體脫離。因此，對如圖3所示的截面進行觀察時，必須涂布粘接劑，使其將光纖完全覆蓋。另外，在上述的通常的粘接工序中，由于使用化學反應型的粘接劑，直到使其完全固化需要大約I天的時間。在直到固化的期間必須進行保持，以不使光纖偏移。
[0011]這樣，要確保高的粘接位置精度，操作工序費時，直到操作結(jié)束需要長時間，所以存在操作效率差的問題。
[0012]本發(fā)明是鑒于上述課題而開發(fā)的，目的在于，提供可按照簡易的工序迅速且可靠地將光纖粘接在結(jié)構(gòu)體上的粘接方法和實現(xiàn)該粘接方法的粘接器具。另外，本發(fā)明的目的在于，提供按照簡易的工序粘接了光纖的結(jié)構(gòu)體的制造方法。
[0013]用于解決課題的技術(shù)方案
[0014]為了解決上述課題，本發(fā)明第I方面提供一種粘接方法，其將利用熱塑性樹脂覆蓋線材的光纖粘接在結(jié)構(gòu)體的表面，所述粘接方法包括:使所述熱塑性樹脂的至少一部分熔融的工序；在所述熱塑性樹脂熔融的狀態(tài)下，使所述光纖的所述熱塑性樹脂熔融了的部分和所述表面接觸的工序；使所述光纖壓接在所述表面的工序；將所述熱塑性樹脂進行冷卻而固化的工序。
[0015]本發(fā)明第2方面提供一種粘接器具，其具備:光纖供給部，其向結(jié)構(gòu)體的表面供給利用熱塑性樹脂覆蓋線材的光纖；加熱器，其使所述熱塑性樹脂的至少一部分熔融；壓接部，其使所述熱塑性樹脂熔融了的部分和所述表面接觸，同時，使所述光纖壓接在所述表面。
[0016]本發(fā)明第3方面提供一種結(jié)構(gòu)體的制造方法，其是粘接利用熱塑性樹脂覆蓋線材的光纖的結(jié)構(gòu)體的制造方法，所述制造方法包括:使所述熱塑性樹脂的至少一部分熔融的工序；在所述熱塑性樹脂熔融的狀態(tài)下，使所述光纖的所述熱塑性樹脂熔融了的部分和所述結(jié)構(gòu)體的表面接觸的工序；使所述光纖壓接在所述表面的工序；將所述熱塑性樹脂冷卻而固化的工序。
[0017]在本發(fā)明中，利用覆蓋有線材的熱塑性樹脂作為粘接劑。如果使用本發(fā)明的粘接方法及粘接夾具，則將光纖壓接在結(jié)構(gòu)體表面之后到固化需要的時間能夠為I分鐘以內(nèi)。因此，與使用現(xiàn)有化學反應型粘接劑的方法相比，操作需要的時間大幅度縮短。另外，直到熱塑性樹脂完全凝固前，能夠防止光纖的位置錯位。
[0018]另外，如果使用本發(fā)明的方法及粘接器具，則能夠在線材被熱塑性樹脂覆蓋的狀態(tài)下向結(jié)構(gòu)體上進行粘接。因此，熱塑性樹脂能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)體的變形傳遞給光纖，能夠?qū)嵤└呔鹊慕∪栽u價。
[0019]發(fā)明的効果
[0020]本發(fā)明的粘接方法與現(xiàn)有粘接工序比較，能夠大幅度縮短直到樹脂固化的時間，所以，操作性改善。另外，能夠不使光纖偏離規(guī)定位置或從結(jié)構(gòu)體脫離地將其粘接，所以，能夠提高使用光纖傳感器的健全性評價的精度。
[0021]本發(fā)明的粘接器具由于光纖供給部、加熱器及壓接部被一體化，因此操縱容易。另外，如果本發(fā)明的粘接器具，則能夠以良好的位置精度將光纖粘接在規(guī)定位置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是通過本發(fā)明的方法粘接在結(jié)構(gòu)體表面的光纖的概略圖；
[0023]圖2是說明本發(fā)明的粘接夾具及粘接方法的概略圖；
[0024]圖3是通過現(xiàn)有方法粘接了光纖的結(jié)構(gòu)體的剖視圖。

【具體實施方式】
[0025]<第I實施方式>
[0026]下面，說明第I實施方式的粘接方法、粘接夾具及結(jié)構(gòu)體的制造方法。
[0027]圖1是本實施方式的粘接方法所應用的光纖的概略圖。光纖I由具有芯及包層的線材2和覆蓋線材2的外周的覆蓋部3構(gòu)成。另外，在本實施方式中，也可以采用在線材2和覆蓋部3之間設(shè)有其它覆蓋部(聚酰亞胺等)的結(jié)構(gòu)的光纖。
[0028]在本實施方式中，芯及包層的材質(zhì)沒有特別限定。線材2的直徑設(shè)定為0.05?
0.15mm0
[0029]本實施方式的粘接方法可應用的覆蓋部3由熱塑性樹脂形成。作為熱塑性樹脂的實例，可舉出聚酯類、苯乙烯類、聚乙烯類等。覆蓋部3的厚度設(shè)定為0.1?0.5mm。
[0030]圖1的光纖I的粘接對象設(shè)定為飛機、汽車、風車翼等結(jié)構(gòu)體。該結(jié)構(gòu)體是稱為碳纖維強化樹脂基材、玻璃纖維強化樹脂基材的纖維強化樹脂基材、采用鋁等金屬板的部件。另外，也可以是上述材質(zhì)的部件彼此用粘接劑粘貼而構(gòu)成的部件。作為粘接劑，例如可以應用環(huán)氧類粘接劑等。
[0031]圖2是說明本實施方式的粘接夾具的概略圖。
[0032]粘接夾具10是光纖供給部11、加熱器14和成形輥(壓接部)15被收納在殼體16內(nèi)而構(gòu)成。
[0033]光纖供給部11具備光纖卷輥12和兩個光纖供給輥13。在光纖卷輥12上卷繞有光纖I。另外，光纖供給輥13也可以設(shè)定為一個。
[0034]加熱器14在光纖供給部11的光纖開卷放出方向設(shè)置。成形輥15在加熱器14的光纖開卷放出方向設(shè)置。優(yōu)選加熱器14設(shè)置在成形輥15附近，以使結(jié)構(gòu)體17表面和光纖I在被加熱后的熱塑性樹脂冷卻、固化前能夠接觸。
[0035]優(yōu)選加熱器14為朝向光纖給送暖風的設(shè)備(例如干燥機)。在加熱器14上連接有調(diào)節(jié)從加熱器14供給的暖風的溫度的加熱器溫度調(diào)節(jié)單元(無圖示)。
[0036]在粘接器具10中，相對于光纖I在成形輥15的相反側(cè)設(shè)置有加熱器14。S卩，加熱器14能夠?qū)饫wI的與成形輥15接觸的面和相反側(cè)的面進行加熱。
[0037]從光纖卷輥12開卷放出的光纖I穿過光纖供給輥13之間后，插入成形輥15和結(jié)構(gòu)體17之間。成形棍15將光纖I按壓在結(jié)構(gòu)體17表面。
[0038]粘接夾具10通過成形輥15進行旋轉(zhuǎn)而可在結(jié)構(gòu)體17表面移動。
[0039]下面，說明使用粘接夾具10向結(jié)構(gòu)體表面粘接光纖的工序。
[0040]在結(jié)構(gòu)體17表面的設(shè)置光纖位置的起點設(shè)有粘接夾具10。光纖的設(shè)置位置為結(jié)構(gòu)體17上的兩個部件的粘接面附近。
[0041]此時，從光纖卷輥12放出的光纖I的端部被插入成形輥15和結(jié)構(gòu)體17之間。
[0042]接著，粘接夾具10在光纖設(shè)置預定位置，沿著結(jié)構(gòu)體17的表面移動。在圖2中，粘接夾具10沿紙面右方向移動。
[0043]伴隨粘接夾具10的移動，光纖卷輥12、光纖供給輥13、及成形輥15進行旋轉(zhuǎn)。由此，光纖I從光纖卷棍12被放出，通過光纖供給棍13輸送至加熱器14及成形棍15。
[0044]加熱器14對覆蓋光纖I的表面的熱塑性樹脂進行加熱使其熔融。加熱溫度根據(jù)熱塑性樹脂的種類適當設(shè)定，只要是使熱塑性樹脂能夠熔融的溫度即可。在本實施方式中，沒必要使圓周方向所有熱塑性樹脂熔融，只要使至少與結(jié)構(gòu)體17的表面接觸的部分的熱塑性樹脂熔融即可。
[0045]光纖I在表面的熱塑性樹脂熔融的狀態(tài)下向成形輥15輸送。如果光纖I被夾在成形輥15和結(jié)構(gòu)體17之間，則熔融的熱塑性樹脂和結(jié)構(gòu)體17表面接觸，同時，成形輥15使光纖I向結(jié)構(gòu)體17的表面壓接。
[0046]光纖I表面的熱塑性樹脂通過加熱器14后，通過與成形輥15及結(jié)構(gòu)體17的接觸及空氣散熱而被冷卻。如果光纖I附著在結(jié)構(gòu)體17表面上后熱塑性樹脂的溫度變?yōu)槿邳c以下，則熱塑性樹脂再次固化。由此，在線材被熱塑性樹脂制的覆蓋部覆蓋的狀態(tài)下，光纖I被粘接在結(jié)構(gòu)體17上。從光纖的壓接到再次固化需要的時間在I分鐘以內(nèi)。
[0047]通過粘接夾具10的移動，上述的熱塑性樹脂的熔融、光纖的壓接、及熱塑性樹脂的再次固化被連續(xù)地進行。
[0048]在結(jié)構(gòu)體17的表面粘接了光纖I后，從光纖I上起進一步施工涂層材料將光纖I覆蓋。涂層材料例如有PR1750(商品名、PPG Aerospace社制)等。涂層材料具有抗?jié)裥?、高溫耐性、低溫耐性。因此，在對使用光纖的結(jié)構(gòu)體的健全性評價中確保了良好的檢查精度。
[0049]<第2實施方式>
[0050]在第2實施方式的粘接夾具中，在成形輥中內(nèi)置加熱器而被一體化，成形輥采用對熱塑性樹脂進行加熱將其熔融的結(jié)構(gòu)。該情況下，圖2的加熱器省略。其以外的結(jié)構(gòu)和第I實施方式是相同的。第2實施方式的粘接夾具與第I實施方式比較，結(jié)構(gòu)更加簡化。
[0051]在第2實施方式的粘接方法及結(jié)構(gòu)體的制造方法中，通過使上述的粘接夾具移動而連續(xù)地進行熱塑性樹脂的熔融、光纖的壓接、及熱塑性樹脂的再固化。
[0052]在本實施方式中，光纖與成形輥接觸時，熱塑性樹脂被成形輥加熱、熔融。位于與結(jié)構(gòu)體的粘接面上的熱塑性樹脂被熔融，且，為了在再固化時熱塑性樹脂將線材覆蓋，調(diào)節(jié)成形輥的溫度及粘接夾具的移動速度(即，光纖的供給速度)。
[0053]通過第2實施方式的方法將光纖粘接在結(jié)構(gòu)體上后，與第I實施方式同樣地從光纖上施工涂層材料。
[0054]標記說明
[0055]I 光纖
[0056]2 線材
[0057]3覆蓋部
[0058]10粘接夾具
[0059]11光纖供給部
[0060]12光纖卷輥
[0061]13光纖供給輥
[0062]14加熱器
[0063]15成形輥(壓接部)
[0064]16 殼體
【權(quán)利要求】
1.一種粘接方法，其將利用熱塑性樹脂覆蓋線材的光纖粘接在結(jié)構(gòu)體的表面，所述粘接方法包括: 使所述熱塑性樹脂的至少一部分熔融的工序； 在所述熱塑性樹脂熔融的狀態(tài)下，使所述光纖的所述熱塑性樹脂熔融了的部分和所述表面接觸的工序； 使所述光纖壓接在所述表面的工序； 將所述熱塑性樹脂進行冷卻而固化的工序。
2.一種粘接器具，其中，具備: 光纖供給部，其向結(jié)構(gòu)體的表面供給利用熱塑性樹脂覆蓋線材的光纖； 加熱器，其使所述熱塑性樹脂的至少一部分熔融； 壓接部，其使所述熱塑性樹脂熔融了的部分和所述表面接觸，同時，使所述光纖壓接在所述表面。
3.一種結(jié)構(gòu)體的制造方法，其是粘接利用熱塑性樹脂覆蓋線材的光纖的結(jié)構(gòu)體的制造方法，所述制造方法包括: 使所述熱塑性樹脂的至少一部分熔融的工序； 在所述熱塑性樹脂熔融的狀態(tài)下，使所述光纖的所述熱塑性樹脂熔融了的部分和所述結(jié)構(gòu)體的表面接觸的工序； 使所述光纖壓接在所述表面的工序； 將所述熱塑性樹脂冷卻而固化的工序。
【文檔編號】G02B6/00GK104246557SQ201380019531
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月25日
【發(fā)明者】齋藤望, 鎗孝志 申請人:三菱重工業(yè)株式會社