纤维强化热塑性树脂部件的接合方法以及接合装置与流程

本公开涉及一种纤维强化热塑性树脂部件的接合方法以及接合装置。

背景技术：

在日本特开2004-160675号公报中，公开了一种如下的熔敷方法，即，在将由热塑性树脂制作的部件熔敷在由热塑性树脂制作的产品主体上时，在使具有大于熔敷区域的面积的热塑性树脂薄膜介于熔敷部之间的状态下进行熔敷。

在通过加热部而对层叠有多个纤维强化热塑性树脂部件的一部分的接合对象部进行加热并进行接合的情况下，为了确保被接合的接合部的剪切强度，需要充分地加热该接合对象部而使其熔融。

但是，在纤维强化热塑性树脂部件中，在为了充分地加热接合对象部而提高加热温度的情况下，通过由强化纤维进行的热传递，从而使远离接合面的表面的温度也变高。在此，在接合对象部的加热后实施自然冷却的方法中，接合对象部的一部分的表面的温度会超过熔融温度而出现表面鼓起等，从而有可能产生外观不良。

也就是说，在通过加热部而对多个纤维强化热塑性树脂部件进行加热并进行接合的情况下，与将加热后的冷却仅设为自然冷却的方法相比，在确保接合对象部的接合部的剪切强度的同时抑制接合对象部的外观不良这一方面，存在改善的余地。

技术实现要素：

本公开考虑到上述事实，而提供一种如下的纤维强化热塑性树脂部件的接合方法以及接合装置，该接合方法以及接合装置在通过加热部而对多个纤维强化热塑性树脂部件进行加热并进行接合的情况下，与将加热后的冷却仅设为自然冷却的方法相比，能够在确保接合对象部的接合部的剪切强度的同时抑制接合对象部的外观不良。

本公开的第一方式为，一种纤维强化热塑性树脂部件的接合方法，包括：通过加热部而对接合对象部进行加热，在所述接合对象部中层叠有以包含强化纤维的热塑性树脂为主要组成的多个纤维强化热塑性树脂部件，通过加压部而对所述接合对象部进行加压，在由所述加热部实施的所述接合对象部的加热的同时、或在由所述加热部实施的所述接合对象部的加热之后，通过冷却部而对所述接合对象部的至少表面进行冷却。

在第一方式中，由于多个纤维强化热塑性树脂部件的接合对象部通过由加热部实施的加热而被熔融并被接合，因此能够确保该接合对象部的接合部的剪切强度。另一方面，纤维强化热塑性树脂部件的伴随着温度上升而产生的膨胀通过由加压部实施的加压而被抑制。而且，由于接合对象部的至少表面通过冷却部而被冷却，因此抑制了表面的温度与接合部的温度相比变高的情况。通过这些作用，从而能够抑制接合对象部的表面隆起等的外观不良。也就是说，在第一方式中，在通过加热部而对多个纤维强化热塑性树脂部件进行加热并进行接合的情况下，与将加热后的冷却仅设为自然冷却的方法相比，能够在确保接合对象部的接合部的剪切强度的同时抑制接合对象部的外观不良。另外，接合对象部的含义是指，与有无接合无关的、层叠有多个纤维强化热塑性树脂部件的部位的整体。此外，接合部的含义是指，接合对象部的一部分，且指包含接合面以及接合面的周围部在内的被接合的部位。

在第一方式中，也可以采用如下的方式，即，所述冷却部通过对所述加压部进行冷却而对所述接合对象部进行冷却。

在上述结构中，加压部被冷却部冷却。而且，在对接合对象部进行加压时，通过被冷却的加压部与接合对象部接触，从而使接合对象部的至少表面被冷却。以此方式，由于利用加压部与接合对象部的接触而使接合对象部的表面被冷却，因此与冷却部在与接合对象部的表面为非接触的状态下实施冷却的方法相比，能够提高接合对象部的表面的冷却效率。

在第一方式中，也可以采用如下的方式，即，所述加压部具有加压部件，所述加压部件具备中空部，所述冷却部对所述中空部进行冷却。

在上述结构中，通过加压部件的中空部被冷却部冷却，从而使加压部件被冷却。换而言之，冷却部从内侧对加压部件进行冷却。由此，与冷却部从外侧对加压部件进行冷却的方法相比，能够减小加压部件的冷却所需的空间。

在第一方式中，也可以采用如下的方式，即，所述冷却部通过朝向被所述加热部加热的部位进行送风，从而对所述表面进行冷却。

在上述结构中，通过冷却部朝向被加热部加热的部位送风，从而使接合对象部的表面被冷却。由此，由于与在加热后对接合对象部的表面进行冷却的方法相比，能够从较早的时间点起对接合对象部的表面进行冷却，因此能够降低接合对象部的表面的到达温度。

在第一方式中，也可以采用如下的方式，即，所述接合对象部在与所述多个纤维强化热塑性树脂部件的层叠方向交叉的交叉方向上延伸，所述加热部、所述加压部以及所述冷却部被配置在所述层叠方向上的相对于所述接合对象部的一侧处，并且在通过移动部而一体地向所述交叉方向移动的同时，实施所述接合对象部的加热、加压以及冷却。

在上述结构中，被配置在接合对象部的层叠方向的一侧处的加热部、加压部以及冷却部在通过移动部而一体地向交叉方向移动的同时，实施接合对象部的加热、加压以及冷却。由此，由于无需使多个纤维强化热塑性树脂部件移动，因此与使多个纤维强化热塑性树脂部件移动的方法相比，能够减少为了对接合对象部进行接合而需要的空间。

本公开的第二方式为，一种纤维强化热塑性树脂部件的接合装置，具有：加热部，其对接合对象部进行加热，在所述接合对象部中层叠有以包含强化纤维的热塑性树脂为主要组成的多个纤维强化热塑性树脂部件；加压部，其在由所述加热部实施的所述接合对象部的加热的同时、或在由所述加热部实施的所述接合对象部的加热之后，对所述接合对象部进行加压；冷却部，其对所述接合对象部的至少表面进行冷却。

在第二方式中，由于多个纤维强化热塑性树脂部件的接合对象部通过由加热部实施的加热而被熔融并被接合，因此能够确保该接合对象部的接合部的剪切强度。另一方面，纤维强化热塑性树脂部件的伴随着温度上升的膨胀通过由加压部实施的加压而被抑制。而且，由于接合对象部的至少表面通过冷却部而被冷却，因此抑制了表面的温度与接合部的温度相比变高的情况。通过这些作用，从而能够抑制接合对象部的表面隆起等的外观不良。也就是说，在技术方案6所记载的公开内容中，在通过加热部而对多个纤维强化热塑性树脂部件进行加热从而进行接合的情况下，与将加热后的冷却仅设为自然冷却的结构相比，能够在确保接合对象部的接合部的剪切强度的同时抑制接合对象部的外观不良。另外，接合对象部的含义是指，与有无接合无关的、层叠有多个纤维强化热塑性树脂部件的部位的整体。此外，接合部的含义是指，接合对象部的一部，且指包括接合面以及接合面的周围部在内的被接合的部位。

在第二方式中，也可以采用如下的方式，即，所述加压部具有对所述接合对象部进行加压的加压部件，所述冷却部通过对所述加压部件进行冷却而对所述接合对象部的至少表面进行冷却。

在上述结构中，加压部件通过冷却部而被冷却。而且，在对接合对象部进行加压时，通过被冷却的加压部件与接合对象部接触，从而使接合对象部的至少表面被冷却。以此方式，由于利用加压部件和接合对象部的接触而使接合对象部的表面被冷却，因此与冷却部在与接合对象部的表面为非接触的状态下实施冷却的结构相比，能够提高接合对象部的表面的冷却效率。

在第二方式中，也可以采用如下的方式，即，所述加压部件为，具备中空部且在旋转的同时对所述接合对象部进行加压的加压旋转体，所述冷却部具有导通部，所述导通部使对所述加压部件进行冷却的制冷剂在所述中空部内导通。

在上述结构中，通过导通部而在加压旋转体的中空部内导通有制冷剂，从而使加压部件被冷却。换而言之，冷却部通过制冷剂而从内侧对加压部件进行冷却。由此，与冷却部从外侧对加压部件进行冷却的结构相比，能够减小加压部件的冷却所需的空间。

在第二方式中，也可以采用如下的方式，即，所述冷却部具有送风部，所述送风部通过朝向被所述加热部加热的部位进行送风，从而对所述表面进行冷却。

在上述结构中，通过从送风部朝向被加热部加热的部位送风，从而使接合对象部的表面被冷却。由此，由于与在加热后对接合对象部的表面进行冷却的方法相比，可从较早的时间点对接合对象部的表面进行冷却，因此能够降低接合对象部的表面的到达温度。

在第二方式中，也可以采用如下的方式，即，所述接合对象部在与所述多个纤维强化热塑性树脂部件的层叠方向交叉的交叉方向上延伸，所述加热部、所述加压部以及所述冷却部被配置在所述层叠方向上的相对于所述接合对象部的一侧处，设置有移动部，所述移动部使被配置于所述一侧处的所述加热部、所述加压部以及所述冷却部一体地在所述交叉方向上移动。

在上述结构中，被配置在接合对象部的层叠方向的一侧处的加热部、加压部以及冷却部在通过移动部而一体地向交叉方向移动的同时，实施接合对象部的加热、加压以及冷却。由此，由于无需使多个纤维强化热塑性树脂部件移动，因此与使多个纤维强化热塑性树脂部件移动的结构相比，能够减少为了对接合对象部进行接合而需要的空间。

本公开的技术在通过由加热部来对多个纤维强化热塑性树脂部件进行加热从而进行接合的情况下，与将加热后的冷却仅设为自然冷却的方法相比，能够在确保接合对象部的接合部的剪切强度的同时抑制接合对象部的外观不良。

附图说明

图1为对第一实施方式所涉及的接合装置进行俯视观察时的结构图。

图2a为将第一实施方式所涉及的接合装置的加热部、加压部以及冷却部放大的说明图。

图2b为示意性地表示第一实施方式所涉及的树脂部件中的碳纤维的说明图。

图3a为表示通过第一实施方式所涉及的加热部而对接合对象部进行加热的状态的说明图。

图3b为表示通过第一实施方式所涉及的加压部以及冷却部而对接合对象部进行加压以及冷却的状态的说明图。

图3c为表示第一实施方式所涉及的接合对象部被自然冷却的状态的说明图。

图3d为表示第一实施方式所涉及的接合对象部的接合面上的时间和温度的关系的曲线图。

图4a为表示在第一实施方式所涉及的接合装置中可获得的试验片a的剪切应力的曲线图。

图4b为表示在第一实施方式所涉及的接合装置中可获得的试验片b的剪切应力的曲线图。

图5a为表示在第一实施方式所涉及的接合装置中可获得的试验片a的外观评价结果和比较例的试验片的外观评价结果的表。

图5b为表示在第一实施方式所涉及的接合装置中可获得的试验片b的外观评价结果和比较例的试验片的外观评价结果的表。

图6为将第二实施方式所涉及的接合装置的加热部、加压部以及冷却部放大的说明图。

图7为第三实施方式所涉及的接合装置的加热部、冷却部以及加压部的结构图。

图8a为表示第一改变例所涉及的接合装置的结构的说明图。

图8b为表示第二改变例所涉及的接合装置的结构的说明图。

具体实施方式

第一实施方式

对第一实施方式所涉及的纤维强化热塑性树脂部件的接合方法以及纤维强化热塑性树脂部件的接合装置的一个示例进行说明。

整体结构

在图1中，示出了对树脂部件12和树脂部件14进行接合的接合装置20。树脂部件12以及树脂部件14为多个纤维强化热塑性树脂部件的一个示例。接合装置20为纤维强化热塑性树脂部件的接合装置的一个示例。另外，作为一个示例，树脂部件12和树脂部件14被设为形状、大小以及组成相同的部件。因此，对树脂部件12进行说明，而省略树脂部件14的说明。

作为一个示例，树脂部件12被设为在俯视观察时被形成为矩形形状的板材。在以后的说明中，将树脂部件12的短边方向称为x方向，将长边方向称为y方向，将厚度方向称为z方向。x方向、y方向以及z方向相互正交。z方向为层叠方向的一个示例。y方向为交叉方向的一个示例。

如图2b所示，树脂部件12被构成为，包括成为主要组成(母材)的热塑性树脂13、和作为强化纤维的一个示例的碳纤维cf。此外，树脂部件12通过由未图示的成型机而被成型，从而被形成为板状。也就是说，在本实施方式中，作为树脂部件12而使用了碳纤维强化塑料(cfrp：carbonfiberreinforcedplastic)。作为一个示例，热塑性树脂13使用了聚酰胺树脂。另外，虽然多个碳纤维cf复杂地缠绕在一起，但在图2b中示意性地示出了多个碳纤维cf缠绕成格子状的状态。

如图1所示，树脂部件12的x方向的一端部和树脂部件14的x方向的另一端部在z方向上层叠(重叠)在一起。将该层叠的部位称为接合对象部16。作为一个示例，接合对象部16的形状在从z方向进行观察的情况下被设为，将x方向设为短边方向并将y方向设为长边方向的矩形形状。换而言之，接合对象部16在y方向上延伸。另外，将接合对象部16的x方向上的长度设为l1，将y方向上的长度设为l2。

在图2a所示的接合对象部16中，作为一个示例，树脂部件12被层叠在树脂部件14上。将作为树脂部件12的z方向上的下侧的面且与树脂部件14接触的面称为接合面12a。此外，将作为树脂部件12的z方向上的上侧的面且位于z方向上的与接合面12a相反一侧的面称为表面12b。另一方面，将作为树脂部件14的z方向上的上侧的面且与树脂部件12接触的面称为接合面14a。此外，将作为树脂部件14的z方向上的下侧的面且位于z方向上的与接合面14a相反一侧的面称为表面14b。

在此，接合对象部16的含义是指，与有无接合无关的、层叠有树脂部件12和树脂部件14的部位的整体(在从z方向观察时实施了接合的部位的整体)。此外，接合对象部16不仅包含接合面12a以及接合面14a，而且还包含表面12b以及表面14b。而且，在接合对象部16中，将包含接合面12a以及接合面14a、和接合面12a以及接合面14a的周围部在内的部位且通过接合处理而被接合的部位称为接合部18。换而言之，接合部18构成接合处理后的接合对象部16的一部分。

主要部分结构

接下来，对接合装置20进行说明。

作为一个示例，图1所示的接合装置20具有：载置台22、加热部30、加压部40、冷却部50、移动部60、控制部70。载置台22具有在x方向以及y方向上扩展的上表面22a。上表面22a被设为，能够载置树脂部件12以及树脂部件14的平面。

加热部30为加热部的一个示例。加压部40为加压部的一个示例。冷却部50为冷却部的一个示例。移动部60为移动部的一个示例。作为一个示例，加热部30的一部分、加压部40的一部分以及冷却部50的一部分被配置在z方向上的相对于接合对象部16的一侧(上侧)处。

加热部

作为一个示例，加热部30具有：线圈部件32；收纳部件34，其将线圈部件32收纳于内部；电源38，其使高频电流流向线圈部件32，从而在线圈部件32周围产生磁场。也就是说，加热部30被设为，通过电磁感应而对接合对象部16进行加热的结构。

线圈部件32由被形成为涡旋状的线圈部32a、和从线圈部32a的一端部和另一端部起以直线状延伸的线状部32b构成。线圈部32a在从z方向观察的情况下，被形成为圆环状。此外，从z方向观察线圈部32a的情况下的最外径的长度(直径)被设为，与前文所述的长度l1同等程度。而且，线圈部32a在对树脂部件12以及树脂部件14进行接合的情况下，在相对于接合对象部16的z方向的上侧处，与接合对象部16对置配置。

在线状部32b的与线圈部32a侧相反一侧的端部上，连接有配线36a的一端以及配线36b的一端。在配线36a的另一端以及配线36b的另一端上，连接有电源38。电源38被构成为，在对树脂部件12以及树脂部件14进行接合的情况下，使高频电流流向线圈部件32。

收纳部件34在从z方向观察的情况下被形成为，以x方向为长边方向且以y方向为短边方向的矩形形状。此外，收纳部件34被形成为中空的长方体状。如图2a所示，在收纳部件34的内部收纳有线圈部件32。此外，收纳部件34以相对于树脂部件12而在z方向上隔开间隔的方式被配置。收纳部件34的z方向上的高度位置以如下方式被设定，即，使高频电流流过线圈部件32时所产生的磁场h作用于接合对象部16的至少接合面12a以及接合面14a上。

加压部

图1所示的加压部40具有作为加压部件以及加压旋转体的一个示例的加压滚筒42、和对加压滚筒42进行支承的支承部件44。作为一个示例，加压滚筒42由不锈钢构成。此外，加压滚筒42具有以x方向为轴向的圆筒状的轴部42a、和在轴部42a的x方向的一端部处向轴部42a的径向扩径的圆筒状的扩径部42b。支承部件44以可旋转的方式对轴部42a的x方向上的另一端部进行支承。作为一个示例，扩径部42b的x方向上的长度被设为与接合对象部16的x方向上的长度l1大致相同。

如图2a所示，在扩径部42b的旋转中心部处，形成有向x方向延伸的中空部46。换而言之，加压滚筒42具备中空部46。中空部46在从x方向观察的情况下被形成为圆形。中空部46的内径小于轴部42a(参照图1)的外径。此外，中空部46被形成为，从扩径部42b的x方向上的一端部至轴部42a的x方向上的另一端部为止。在中空部46的x方向的一端部以及另一端部上，连接有后述的管部件52以及管部件54(参照图1)。在中空部46内，导通有后述的水w。

在于接合对象部16处对树脂部件12和树脂部件14进行接合的情况下，扩径部42b的外周面42c以与接合对象部16的树脂部件12的表面12b接触的方式被配置。由此，在接合对象部16上作用有与扩径部42b的质量相应的加压力。而且，加压滚筒42被设为如下的结构，即，通过利用后述的移动部60(参照图1)而被移动，从而在由加热部30实施的接合对象部16的加热之后，在以x方向为轴向进行旋转的同时，对接合对象部16进行加压。

冷却部

图1所示的冷却部50具有树脂制的管部件52以及管部件54、和泵主体56，其中，所述树脂制的管部件52以及管部件54具有可挠性，所述泵主体56为使作为制冷剂的一个示例的水w在管部件52以及管部件54内导通的导通部的一个示例。在泵主体56内，设置有对水w进行贮留的未图示的罐、和从该罐汲取水并进行压送的未图示的泵部。在该泵部上，连接有管部件52的一端部以及管部件54的另一端部。管部件52的另一端部与中空部46的一端部连接。管部件54的一端部与中空部46的另一端部连接。由此，当泵部进行动作时，水w在中空部46内被连续地导通。

加压滚筒42在z方向上与接合对象部16接触。而且，在加压滚筒42的中空部46内，通过泵主体56进行动作而被导通有水w。在此，在接合对象部16被加热的情况下，由于接合对象部16的热被传递至加压滚筒42上，从而使接合对象部16的温度被降低(被冷却)。此外，被实施了热传递的加压滚筒42通过流动在中空部46内的水w而被冷却。以此方式，冷却部50通过由水w来对加压滚筒42进行冷却，从而对接合对象部16的至少表面12b进行冷却。

移动部

作为一个示例，移动部60具有臂转动部62、可动臂64和安装部件66。

臂转动部62具有以与载置台22邻接的方式被配置的主体62a、和在主体62a上以z方向为轴向进行转动的转动部件62b。可动臂64具有从转动部件62b起朝向x方向的一侧(载置台22侧)延伸的延伸部64a、和以相对于延伸部64a而可进退(进出以及退避)的方式被设置的进退部64b。安装部件66被形成为以y方向为长边方向的长方体状。

在从z方向观察安装部件66的情况下，安装部件66的长边方向的中央部以能够转动的方式被连结在进退部64b的进入侧的端部上。另外，安装部件66被构成为，不论可动臂64的转动状态以及进退状态如何，均以长边方向沿着y方向被配置的方式根据进退部64b的进退动作而进行角度调节。在安装部件66上固定有收纳部件34的另一端部。而且，收纳部件34从安装部件66向x方向的一侧延伸。此外，在安装部件66上固定有支承部件44的另一端部。而且，支承部件44从安装部件66向x方向的一侧延伸。

在此，由于不论可动臂64的转动状态以及进退状态如何，安装部件66均沿着y方向而移动，因此线圈部32a以及扩径部42b以在x方向上不会从接合对象部16上偏离的方式进行移动。以此方式，移动部60被设为如下的结构，即，使被配置在z方向上的相对于接合对象部16的一侧处的加热部30、加压部40以及冷却部50一体地向y方向进行移动的结构。

控制部

作为一个示例，控制部70具备未图示的ecu(electroniccontrolunit：电子控制单元)。ecu由包含cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)、rom(readonlymemory：只读存储器)、以及ram(randomaccessmemory：随机存储器)等的微型电子计算机构成。在控制部70中，作为一个示例而设定有用于实施加热部30中的加热动作的控制、由冷却部50实施的冷却动作的控制、移动部60的移动动作的控制之类的各控制的程序。另外，控制部70并不限于以与加热部30、加压部40、冷却部50以及移动部60独立存在的方式而设置的控制部，也可以由设置于加热部30、加压部40、冷却部50以及移动部60中的至少一个上的控制部构成。

此外，控制部70被构成为实施如下控制，即，在通过对移动部60进行控制而使加热部30、加压部40以及冷却部50在y方向上移动的同时，通过加热部30而对接合对象部16进行加热的控制、和通过冷却部50而使接合对象部16冷却的控制。

作用以及效果

接下来，对第一实施方式的接合装置20的作用以及效果进行说明。

如图1所示，通过在载置台22上载置有树脂部件12以及树脂部件14，从而形成接合对象部16。然后，在接合对象部16上配置线圈部件32的线圈部32a、和加压滚筒42的扩径部42b。线圈部32a以在z方向上与接合对象部16的表面12b分离的方式被配置。扩径部42b的外周面42c与表面12b接触。在加压滚筒42的中空部46内导通有水w。

通过使高频电流从电源38(参照图1)流向图2a所示的线圈部32a，从而产生磁场h。然后，通过磁场h作用于接合对象部16上，从而在树脂部件12内以及树脂部件14内的作为电阻体的碳纤维cf(参照图2b)上产生感应电流。通过利用该感应电流而使碳纤维cf发热，从而对树脂部件12的母材以及树脂部件14的母材进行加热。也就是说，接合对象部16通过加热部30而被加热(第一工序的一个示例)。树脂部件12的母材以及树脂部件14的母材通过加热而被熔融，从而使接合面12a以及接合面14a被接合(熔敷)。另外，将接合对象部16中的、加热结束了的部位称为加热完成部k(参照图3a)。

如图3a以及图3b所示，在形成了加热完成部k之后(刚形成后)，通过移动部60(参照图1)进行动作，从而使线圈部件32以及加压滚筒42向y方向进行移动。由此，加压滚筒42的外周面42c与加热完成部k的表面12b接触。此时，加热完成部k通过被载置台22(参照图1)和加压滚筒42夹持，从而在z方向上被加压。换而言之，加热完成部k在加热部30的加热之后，通过加压部40而被加压(第二工序的一个示例)。通过该加压，从而抑制了加热完成部k的z方向上的膨胀。

加压滚筒42通过移动部60(参照图1)的动作，从而在进行旋转的同时向y方向进行移动。此时，在温度正在上升的加热完成部k的表面12b中，通过利用与加压滚筒42之间的接触而使热传递到加压滚筒42上，从而使温度降低。然后，通过加压滚筒42被水w冷却，从而使表面12b被连续地冷却。换而言之，接合对象部16的至少表面12b通过冷却部50而被冷却(第三工序的一个示例)。如图3c所示，加压滚筒42通过后的加热完成部k原封不动地被自然冷却。

在图3d中，通过曲线图g而表示了接合对象部16的接合面12a(参照图3a)的温度与时间点(时间)的关系。另外，将加热前的接合面12a的温度设为ta，将树脂部件12(参照图3a)的固化温度设为tc，将树脂部件12的熔融温度设为td。成为ta＜tc＜td。此外，将由加热部30实施的加热开始的时间点设为t0，将由冷却部50实施的对加热完成部k的冷却(参照图3b)开始的时间点设为t1，将由冷却部50实施的冷却结束的时间点设为t2。而且，将时间点t1下的接合面12a的温度设为te，将时间点t2下的接合面12a的温度设为tb。

如图3a以及图3d所示，通过在从时间点t0至时间点t1之间对接合对象部16进行加热，从而使接合面12a的温度从ta上升至te(＞td)，并且形成加热完成部k。虽然移动部60(参照图1)的移动到时间点t1稍前为止是停止的，但移动是在时间点t1的稍前开始的。

接下来，如图3b以及图3d所示，通过在从时间点t1至时间点t2之间由冷却部50来对加热完成部k进行冷却，从而使接合面12a的温度从te下降至tb(ta＜tb＜tc)。与之相伴地，表面12b的温度也成为低于td的温度。

接下来，如图3c以及图3d所示，在时间点t2以后，通过使接合对象部16被自然冷却，从而以与从时间点t1至时间点t2为止的区间的温度变化率相比较小的温度变化率，而使接合面12a的温度下降得低于tb。

通过伴随着移动部60(参照图1)的移动而反复实施已经叙述的加热工序、加压工序以及冷却工序，从而实施接合对象部16的沿着y方向的接合。换而言之，在图1所示的接合装置20中，在加热部30、加压部40以及冷却部50通过移动部60而一体地在y方向上移动的同时，实施接合对象部16的加热、加压以及冷却。

如上文所说明的那样，在图1以及图2a所示的接合装置20以及使用了接合装置20的接合方法中，接合对象部16通过由加热部30实施的加热而被充分地熔融，从而被接合(被固化)。因此，能够确保接合对象部16的接合部18的剪切强度。

另一方面，在接合装置20中，树脂部件12以及树脂部件14的伴随着温度上升而产生的z方向的膨胀，通过由加压部40实施的加压而被抑制。而且，由于接合对象部16的至少表面12b被冷却部50冷却，因此抑制了表面12b的温度与接合部18(接合面12a、14a)的温度相比变高的情况。通过这些作用，从而能够抑制接合对象部16的表面12b隆起等的外观不良。也就是说，在通过由加热部30来对树脂部件12和树脂部件14进行加热从而进行接合的情况下，与将加热后的冷却仅设为自然冷却的结构相比，能够在确保接合对象部16的接合部18的剪切强度的同时，抑制接合对象部16的外观不良。

此外，在接合装置20以及使用了接合装置20的接合方法中，加压滚筒42通过冷却部50(水w)而被冷却。而且，在对接合对象部16进行加压时，通过使被冷却的加压滚筒42与接合对象部16进行接触，从而使接合对象部16的至少表面12b被冷却。以此方式，由于利用加压滚筒42与接合对象部16之间的接触而使接合对象部16的表面12b被冷却，因此与冷却部50在与表面12b非接触的状态下实施冷却的结构相比，能够提高接合对象部16的表面12b的冷却效率。

而且，在接合装置20以及使用了接合装置20的接合方法中，通过利用泵主体56而将水w导通至加压滚筒42的中空部46内，从而使加压滚筒42被冷却。换而言之，冷却部50通过水w而从内侧对加压滚筒42进行冷却。由此，与冷却部50从外侧对加压滚筒42进行冷却的结构相比，能够减小加压滚筒42的冷却所需的空间。

而且，在接合装置20以及使用了接合装置20的接合方法中，被配置于接合对象部16的z方向的上侧处的加热部30、加压部40以及冷却部50在通过移动部60而一体地向y方向移动的同时，实施接合对象部16的加热、加压以及冷却。由此，由于用不着使树脂部件12以及树脂部件14在y方向上移动，因此与使树脂部件12以及树脂部件14在y方向上移动的结构相比，能够减少为了对接合对象部16进行接合而需要的空间(作业空间)。

在图4a中，利用柱状图而示出了通过接合装置20(参照图1)而被接合的试验片a(no.a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9)的接合部18的剪切应力测定结果。在图4b中，利用柱状图而示出了通过接合装置20(参照图1)而被接合的试验片b(no.b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8)的接合部18的剪切应力测定结果。作为一个示例，使用岛津制作所制造的autographag-x100kn来实施剪切应力的测定。

在图5a中，试验片a的接合部18的表面的外观评价结果与比较例(对试验片a进行自然冷却的示例)的结果一起被示出。外观评价是通过目视来进行的。将几乎或者完全看不见表面的隆起或气泡等的情况设为a等级，将稍微可以看见表面的隆起或气泡等但是没有问题的情况设为b等级，将多处可清晰地看见表面的隆起或气泡等的情况设为c等级，通过三级评价来实施外观评价。也就是说，a等级以及b等级为合格，c等级为不合格。在图5b中，试验片b的接合部18的表面的外观评价结果与比较例(对试验片b进行自然冷却的示例)的结果一起被示出。外观评价方法与试验片a相同。

试验片a和试验片b的母材相同，碳纤维cf(参照图2b)的缠绕状态不同。此外，在试验片a、试验片b中，no.的不同均意味着y方向上被切出的位置不同。在图4a、图4b中的任意一幅图中，剪切应力的单位均为mpa。另外，在图4a、图4b中，剪切应力f1的含义是指，在树脂部件12以及树脂部件14(参照图1)中在实际使用上被设为最低限度满足需要的剪切应力的值。剪切应力f2的含义是指，在树脂部件12以及树脂部件14中在实际使用上优选的剪切应力的值。剪切应力f3的含义是指，在树脂部件12以及树脂部件14中在实际使用上被设为足够满足需要的剪切应力的值。

在此，如图4a所示，关于试验片a，在从no.a1至a9为止的全部试验片中，剪切应力均大于f2。此外，如图5a所示，关于试验片a的外观评价，no.a1～a4、a7、a8成为a等级，no.a5、a6、a9成为b等级。另一方面，关于比较例的外观评价，虽然no.a2～a4、a7、a8成为b等级，但是no.a1、a5、a6、a9成为c等级。

此外，如图4b所示，关于试验片b，在no.b1至b8的全部试验片中，剪切应力成为f1以上。此外，如图5b所示，关于试验片b的外观评价，no.b3～b8成为a等级，no.b1、b2成为b等级。另一方面，关于比较例的外观评价，虽然no.b4～b8成为了b等级，但是no.b1～b3成为c等级。

如此，在接合装置20以及使用了接合装置20的接合方法中，与将加热后的冷却仅设为自然冷却的结构相比，可确认能够在确保接合对象部16的接合部18的剪切强度的同时，对接合对象部16的外观不良进行抑制。

第二实施方式

接下来，对第二实施方式所涉及的纤维强化热塑性树脂部件的接合方法以及纤维强化热塑性树脂部件的接合装置的一个示例进行说明。另外，关于与前述的第一实施方式基本相同的部件以及部位，将标记与所述第一实施方式相同的符号并省略其说明。

在图6中，示出了第二实施方式的接合装置80。接合装置80为纤维强化热塑性树脂部件的接合装置的一个示例。此外，作为一个示例，接合装置80具有加热部30、加压部90、支承滚筒82和冷却部50。加压部90为加压部的一个示例。另外，在接合装置80中，未设置载置台22以及移动部60(参照图1)，加热部30被固定在未图示的装置主体部上。

支承滚筒82被形成为以x方向为轴向的圆柱状，并且以可旋转的方式相对于树脂部件12以及树脂部件14而被设置在z方向上的与加热部30侧相反一侧处。而且，支承滚筒82从z方向的下侧对树脂部件12以及树脂部件14进行支承。

加压部90具有四个加压滚筒42、和以可旋转的方式对四个加压滚筒42进行支承的支承部件44(参照图1)。在四个加压滚筒42中，相对于树脂部件12以及树脂部件14而在z方向上的加热部30侧处以可旋转的方式设置有两个，并且在与加热部30侧相反一侧处以可旋转的方式设置有两个。加热部30侧的两个加压滚筒42、和与加热部30侧相反一侧的两个加压滚筒42在z方向上排列，并在y方向上以能够进行输送的方式夹持着树脂部件12以及树脂部件14的接合对象部16。

冷却部50被构成为，通过将水w导通到四个中空部46的每一个中，从而对四个加压滚筒42进行冷却。以此方式，在接合装置80中，被加热部30加热的树脂部件12以及树脂部件14通过四个加压滚筒42的旋转而在y方向上被输送，并且通过四个加压滚筒42而被加压并被冷却。

作用以及效果

接下来，对第二实施方式的接合装置80的作用以及效果进行说明。

在接合装置80以及使用了接合装置80的接合方法中，由于接合对象部16通过由加热部30实施的加热而被充分地熔融从而被接合并被固化，因此能够确保接合对象部16的接合部18的剪切强度。

此外，在接合装置80中，树脂部件12以及树脂部件14的伴随着温度上升而产生的z方向的膨胀，通过由加压部90实施的加压而被抑制。而且，由于接合对象部16的至少表面12b经由加压滚筒42而被冷却部50冷却，因此抑制了表面12b的温度与接合部18(接合面12a、14a)的温度相比变高的情况。通过这些作用，从而能够抑制接合对象部16的表面12b隆起等的外观不良。也就是说，在通过由加热部30来对树脂部件12和树脂部件14进行加热从而进行接合的情况下，与将加热后的冷却仅设为自然冷却的结构相比，能够在确保接合对象部16的接合部18的剪切强度的同时，抑制接合对象部16的外观不良。

此外，在接合装置80中，四个加压滚筒42以两个为一组，而在树脂部件12以及树脂部件14的输送方向(y方向)上配置有两组。换而言之，由于加热部30的加热后的接合对象部16在两个阶段中被冷却，因此进一步抑制了伴随着接合对象部16的加热而产生的外观不良。

第三实施方式

接下来，对第三实施方式所涉及的纤维强化热塑性树脂部件的接合方法以及纤维强化热塑性树脂部件的接合装置的一个示例进行说明。另外，关于与前述的第一、第二实施方式基本相同的部件以及部位标记与所述第一、第二实施方式相同的符号并省略其说明。

在图7中，示出了第三实施方式的接合装置100。接合装置100为纤维强化热塑性树脂部件的接合装置的一个示例。此外，作为一个示例，接合装置100被设为如下结构，即，在第一实施方式的接合装置20(参照图1)中，代替冷却部50(参照图1)而设置有冷却部110。另外，在图7中，省略了收纳部件34以及电源38(参照图1)的图示。冷却部110为冷却部的一个示例。此外，冷却部110具有冷却部50和作为送风部的一个示例的送风部112。

送风部112具有压缩机114和从压缩机114送入空气的喷嘴116。喷嘴116被形成为圆筒状，且以z方向为轴向而被配置在线圈部件32的线圈部32a的圆的内侧处。由此，在接合对象部16中，被构成为，从喷嘴116朝向通过向线圈部件32的通电而被加热的环状区域sa的内侧的区域sb进行送风。

也就是说，在接合装置100中，被构成为，通过从送风部112朝向被加热部30加热的部位送风，从而使接合对象部16的表面12b被冷却。而且，在接合装置100中，成为如下的结构，即，在与接合面12a以及接合面14a的加热一起通过送风而使表面12b冷却之后，被冷却部50冷却了的加压滚筒42与表面12b接触。

作用以及效果

接下来，对第三实施方式的接合装置100的作用以及效果进行说明。

在接合装置100以及使用了接合装置100的接合方法中，由于接合对象部16通过由加热部30实施的加热而被充分地熔融从而被接合并被固化，因此能够确保接合对象部16的接合部18的剪切强度。

此外，在接合装置100中，在接合对象部16的加热时，通过从送风部112朝向由加热部30加热的部位送风，从而使接合对象部16的表面12b冷却。由此，由于与在加热后对表面12b实施冷却的结构相比，可从较早的时间点使表面12b冷却，因此能够使表面12b的最高到达温度降低。而且，树脂部件12以及树脂部件14的伴随着温度上升而产生的z方向的膨胀，通过由被冷却部50冷却的加压滚筒42的加压而被抑制。通过这些作用，从而能够抑制接合对象部16的表面12b隆起等的外观不良。也就是说，在通过由加热部30来对树脂部件12和树脂部件14进行加热并进行接合的情况下，与将加热后的冷却仅设为自然冷却的结构相比，能够在确保接合对象部16的接合部18的剪切强度的同时，抑制接合对象部16的外观不良。

另外，本公开并未被限定于上述的实施方式。

第一改变例

在图8a中，示出了第一改变例的接合装置120。接合装置120被设为如下结构，即，在接合装置20(参照图1)中，代替加压部40以及冷却部50，而设置有作为加压部的一个示例的加压部130和作为冷却部的一个示例的冷却部140。

加压部130具有作为加压部件以及加压旋转体的一个示例的加压滚筒132、和对加压滚筒132进行支承的支承部件44(参照图1)。加压滚筒132被构成为，去除了加压滚筒42(参照图1)的中空部46(参照图2a)的实心(圆柱状)的滚筒。

冷却部140具有圆筒状的冷却滚筒142、管部件52以及管部件54(参照图1)和泵主体56(参照图1)。冷却滚筒142使用未图示的轴承并以x方向为轴向且以可旋转的方式被支承。此外，在冷却滚筒142的内侧，有水w从泵主体56被导通。而且，冷却滚筒142的外周面142a与加压滚筒132的外周面132a接触。冷却滚筒142伴随着加压滚筒132的旋转而进行从动旋转。

在此，在接合对象部16通过加热部30而被加热之后，通过移动部60(参照图1)而使加热部30、加压部130以及冷却部140进行移动，并使接合对象部16的热传递至加压滚筒132，从而使接合对象部16的表面12b被冷却。此外，被实施了热传递的加压滚筒132的外周面132a通过与冷却滚筒142的外周面142a的接触而被冷却。以此方式，也可以通过由被配置在加压滚筒132的径向的外侧处的冷却滚筒142而对加压滚筒132的外周面132a进行冷却，从而对接合对象部16的至少表面12b进行冷却。

第二改变例

在图8b中，示出了第二改变例的接合装置150。接合装置150被设为如下结构，即，在接合装置20(参照图1)中，代替加压部40以及冷却部50，而设置有作为加压部的一个示例的加压部160和作为冷却部的一个示例的冷却部170。

加压部160具有加压部件162、和将加压部件162朝向接合对象部16进行按压的按压部164。作为一个示例，加压部件162为不锈钢制且被形成为长方体状，并且从x方向观察时的截面形状被设为，以y方向为长边方向且以z方向为短边方向的矩形形状。此外，在加压部件162中，形成有在x方向上贯穿且在y方向上隔开间隔而排列的三个中空部163。在树脂部件12以及树脂部件14被配置于载置台22上之后，按压部164将加压部件162朝向接合对象部16进行按压。

冷却部170被设为，在冷却部50(参照图1)中设置有三组管部件52以及管部件54(参照图1)的结构，并且被设为除了管部件52以及管部件54以外其余均相同的结构。管部件52以及管部件54分别与三个中空部163连接。由此，加压部件162通过从泵主体56(参照图1)导通的水w而被冷却。

在此，在接合对象部16被加热部30加热之后，通过移动部60(参照图1)而使加热部30、加压部160以及冷却部170移动，通过将接合对象部16的热传递至加压部件162，从而使接合对象部16的表面12b被冷却。此外，被实施了热传递的加压部件162通过冷却部170的水w而被冷却。以此方式，也可以使用长方体状的加压部件162来对接合对象部16的至少表面12b进行冷却。

其他的改变例

强化纤维并不限于碳纤维cf，也可以使用铁等的金属纤维或具有导电性的纤维。

热塑性树脂并未被限定于聚酰胺树脂。也可以使用聚丙烯树脂、聚苯硫醚(pps)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)树脂、聚碳酸酯树脂(pc)、丙烯酸(pmma)树脂、abs树脂、热塑性环氧树脂等。

被接合的树脂部件12以及树脂部件14并不限定于板材。例如，也可以是如车辆的车面面板的凸缘部分那样仅接合部18被形成为板状的部件。此外，树脂部件12和树脂部件14也可以是大小、形状、材质不同的部件。而且，被接合的纤维强化热塑性树脂部件的数量并不限定于两个，也可以是三个以上。而且，也可以在被接合的多个纤维强化热塑性树脂部件的层叠方向之间设置有中间材料。

加压滚筒42、132、加压部件162并不限定于不锈钢制，也可以通过铝制或铜制等的其他的金属构成。此外，加压滚筒42的中空部46并不限定于在旋转中心部上形成一个，也可以在径向上隔开间隔呈同心圆状地形成多个。而且，也可以使用氟树脂等的具有起模性的材料而在加压滚筒42、132、加压部件162的表面上形成起模层。

制冷剂并不限定于水w。例如，也可以使用液化氮。

加热部30、加压部40、冷却部50以及移动部60也可以不配置在树脂部件12侧，而配置在树脂部件14侧。例如，也可以对树脂部件12进行抽吸并保持，并且从树脂部件14侧(z方向的下侧)实施加热、加压以及冷却。在树脂部件12的厚度和树脂部件14的厚度不同的情况下、且在将加热部30、加压部40、冷却部50以及移动部60配置于一侧的情况下，只要将加热部30、加压部40、冷却部50以及移动部60配置于z方向的厚度较薄的一侧即可。

也可以采用如下方式，即，在接合装置20中，通过不同的移动部60而使加热部30和加压部40以及冷却部50移动。此外，也可以采用如下方式，即，在接合装置20中，将加压滚筒42设为实心，并在加热部30与加压滚筒42之间设置送风部112。

以上，对本公开的各个实施方式以及改变例所涉及的纤维强化热塑性树脂部件的接合方法以及纤维强化热塑性树脂部件的接合装置的一个示例进行了说明。显然，既可以适当组合使用这些实施方式以及改变例，也可以在不脱离本公开的主旨的范围内，通过各种方式来实施。