JP6367487B1 - ディスペンサ装置を用いて、複合材部品の炭素繊維露出端部をシールする絶縁被覆方法 - Google Patents

Abstract

ディスペンサ装置を用いて、複合材部品の炭素繊維露出端部を絶縁被覆する絶縁被覆方法である。ディスペンサ装置は、第１材料、または、第１材料と第２材料とを混合して得られる混合材料を吐出するノズルを含む。絶縁被覆方法は、第１材料または混合材料を、ノズルから、炭素繊維露出端部に向けて吐出する吐出工程と、炭素繊維露出端部を、第１材料または混合材料によって絶縁被覆する被覆工程とを具備する。

Description

本発明は、ディスペンサ装置を用いて、複合材部品の炭素繊維露出端部をシールする絶縁被覆方法に関する。

炭素繊維強化複合材は、航空機分野を含む様々な分野で使用されている。炭素繊維強化複合材は、導電性のある炭素繊維を含む。このため、炭素繊維強化複合材によって形成された複合材部品が、アルミ合金などの金属部品と接触した場合、当該金属部品がガルバニック腐食を起こすおそれがある。当該ガルバニック腐食を抑制するため、複合材部品の表面がガラス等の絶縁層で覆われる場合がある。しかし、絶縁層で覆われた複合材部品の端部が機械加工されると、当該端部における炭素繊維は、再び露出することとなる。

現在、複合材部品の端部において露出した炭素繊維を絶縁材料で覆うため、複合材部品の端部に２液混合材料（２液混合接着剤、または、２液混合樹脂）を塗布することが行われている。しかし、複合材部品の端部という場所の特殊性から、当該塗布は、手作業により行われているのが実情である。

しかし、手作業で塗布を行う場合には、準備された混合材料が、時間の経過とともに徐々に硬化し、混合材料の粘性が変化するという問題がある。また、手作業で塗布を行う場合には、作業時間が長くかかるとの問題もある。

他方、複合材部品の端部において露出した炭素繊維を絶縁材料で覆うこととは関連しないが、特許文献１には、２液型接着剤を混合して塗布する混合塗布装置が開示されている。特許文献１に記載の混合塗布装置では、２液型接着剤の塗布対象が、板状部材の主面であって、端面ではない。具体的には、特許文献１に記載の混合塗布装置では、２液型接着剤の塗布対象が、インナートリムの主面である。このように、板状部材の主面に、２液型接着剤を塗布する際には、混合塗布装置を用いることが可能である。

特開２００６−６８７００号公報

複合材部品の端部において露出した炭素繊維を絶縁材料で覆う場合には、複合材部品の端部から、複合材部品の主面に向けて液だれが生じやすい。このため、複合材部品の端部において露出した炭素繊維を絶縁材料で覆う場合には、塗布の自動化は困難であるというのが本願出願時の技術常識であった。本発明は、当該技術常識を覆し、複合材部品の炭素繊維露出端部を、ディスペンサ装置を用いて絶縁被覆する。

すなわち、本発明の目的は、ディスペンサ装置を用いて、複合材部品の炭素繊維露出端部を絶縁被覆する絶縁被覆方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、いくつかの実施形態における絶縁被覆方法では、ディスペンサ装置を用いて、複合材部品の炭素繊維露出端部を絶縁被覆する。前記ディスペンサ装置は、第１材料を貯蔵可能な第１タンクと、第２材料を貯蔵可能な第２タンクと、前記第１材料、または、前記第１材料と前記第２材料とを混合して得られる混合材料を吐出するノズルと、前記第１タンクと前記ノズルとの間に配置される第１流路と、前記第２タンクと前記ノズルとの間に配置される第２流路と、前記第１流路に配置され、前記第１材料の流量を調整する第１流量調整器と、前記第２流路に配置され、前記第２材料の流量を調整する第２流量調整器と、前記第１流量調整器と前記第２流量調整器とを制御する制御装置とを具備する。前記絶縁被覆方法は、前記第１材料または前記混合材料を、前記ノズルから、前記炭素繊維露出端部に向けて吐出する吐出工程と、前記炭素繊維露出端部を、前記ノズルから吐出される前記第１材料または前記混合材料によって絶縁被覆する被覆工程とを具備する。

上述の絶縁被覆方法において、前記ノズルは、前記第１材料と前記第２材料とを混合して前記混合材料を形成し、形成された前記混合材料を吐出する混合ノズルであってもよい。前記絶縁被覆方法は、前記第１材料と前記第２材料とを、前記混合ノズル内で混合して、前記混合材料を形成する混合工程を更に具備してもよい。前記吐出工程は、前記混合材料を、前記混合ノズルから、前記炭素繊維露出端部に向けて吐出する工程であってもよい。また、前記被覆工程は、前記炭素繊維露出端部を、前記混合ノズルから吐出される前記混合材料によって絶縁被覆する工程であってもよい。

上述の絶縁被覆方法において、前記複合材部品は、第１側面、第２側面、および、端面を有する複合材部品本体と、前記第１側面および前記第２側面を覆う絶縁層とを含んでいてもよい。前記炭素繊維露出端部は、前記端面と、前記端面と前記第１側面との間に配置された第１角部と、前記端面と前記第２側面との間に配置された第２角部とを含んでいてもよい。前記第１角部は、面取り加工、または、丸め加工された角部であってもよい。前記第２角部は、面取り加工、または、丸め加工された角部であってもよい。前記被覆工程は、前記端面と、前記第１角部と、前記第２角部とを、前記第１材料または前記混合材料によって被覆する工程であってもよい。

上述の絶縁被覆方法において、前記被覆工程は、前記絶縁層の側面に前記第１材料または前記混合材料が達しないように、前記端面と、前記第１角部と、前記第２角部とを、前記第１材料または前記混合材料によって被覆する工程であってもよい。

上述の絶縁被覆方法において、前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の幅を幅ａと定義し、前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の高さを高さｂと定義し、前記複合材部品本体の厚さを厚さｔと定義する時、前記幅ａは、前記厚さｔの１倍以上であり、前記高さｂは、０．１ｍｍ以上、かつ、前記幅ａの半分以下であってもよい。

上述の絶縁被覆方法において、前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の幅を幅ａと定義し、前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の高さを高さｂと定義し、前記複合材部品本体の厚さを厚さｔと定義し、前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の前記端面からの液だれ高さを、液だれ高さｃと定義する時、前記幅ａは、前記厚さｔの１倍以上であり、前記高さｂは、０．１ｍｍ以上、かつ、前記幅ａの半分以下であり、前記液だれ高さｃは、前記第１材料または前記混合材料が前記絶縁層の上端を覆うように設定されてもよい。

上述の絶縁被覆方法において、前記ノズルの開口部の形状は、細長形状であってもよい。前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の中央部分の上面は、平坦形状を有していてもよい。

上述の絶縁被覆方法において、前記ディスペンサ装置は、前記ノズルの遠位部に配置されるノズル延長部、および、前記第１材料または前記混合材料の温度を調整する温度調整装置のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。

本発明によれば、ディスペンサ装置を用いて、複合材部品の炭素繊維露出端部を絶縁被覆する絶縁被覆方法を提供することができる。

図１は、複合材部品を示す概略断面図である。 図２は、複合材部品を示す概略断面図である。 図３は、ディスペンサ装置を用いて絶縁被覆を行う様子を模式的に示す概略断面図である。 図４は、実施形態における絶縁被覆方法を示すフローチャートである。 図５は、第３ステップＳＴ３（あるいは、第４ステップＳＴ４）を実行後の、複合材部品の状態を示す概略断面図である。 図６は、ディスペンサ装置の第１例を示す機能ブロック図である。 図７は、混合材料を炭素繊維露出端部に適用した後の混合材料の状態を示す概略断面図である。 図８は、混合材料を炭素繊維露出端部に適用した後の混合材料の状態を示す概略断面図である。 図９は、ディスペンサ装置の第２例を示す機能ブロック図である。 図１０Ａは、混合ノズルおよび複合材部品の概略断面図である。 図１０Ｂは、混合ノズルのＡ−Ａ矢視図、すなわち、底面図である。 図１１Ａは、混合ノズルおよび複合材部品の概略断面図である。 図１１Ｂは、混合ノズルのＢ−Ｂ矢視図、すなわち、底面図である。 図１２は、混合ノズルの構成を模式的に示す概略断面図である。 図１３は、混合ノズルおよび温度調整装置の構成を模式的に示す概略断面図である。 図１４は、第３変形例におけるディスペンサ装置を示す機能ブロック図である。

以下、図面を参照して、実施形態におけるディスペンサ装置および絶縁被覆方法について説明する。なお、以下の実施形態の説明において、同一の機能を有する部位、部材については同一の符号を付し、同一の符号が付された部位、部材についての繰り返しとなる説明は省略する。

（複合材部品）
図１を参照して、混合材料による被覆対象物である複合材部品１について説明する。図１は、複合材部品１を示す概略断面図である。なお、図１において、Ｚ方向が、鉛直方向（上向きの方向）に対応する。Ｘ方向が、Ｚ方向に垂直な方向、かつ、複合材部品１の側面、すなわち、主面に沿う方向に対応する。また、Ｙ方向が、複合材部品１の端面１６の幅方向に対応する。

複合材部品１は、複合材部品本体１０と、複合材部品本体１０の側面を覆う絶縁層２０（換言すれば、絶縁層）とを含む。複合材部品本体１０は、第１側面１２と、第２側面１４と、端面１６とを備える。第１側面１２は、第１絶縁層２０ａで覆われており、第２側面１４は、第２絶縁層２０ｂで覆われている。また、端面１６は、絶縁層２０よって覆われておらず、露出している。すなわち、複合材部品１の端面１６は、機械加工（切断加工、切削加工、研磨加工等）され、露出している。よって、端面１６は、後述の混合材料によって絶縁被覆されるべき部分である。

複合材部品本体１０は、炭素繊維Ｆと、樹脂Ｍとを含む。樹脂Ｍが熱硬化性樹脂である場合には、複合材部品本体１０は、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）であり、樹脂Ｍが、熱可塑性樹脂である場合には、複合材部品本体１０は、ＣＦＲＴＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｔｈｅｒｍｏ Ｐｌａｓｔｉｃ）である。なお、炭素繊維Ｆの一部は、端面１６に露出している。

絶縁層２０は、例えば、ガラス層（ガラス繊維を含むガラス繊維層であってもよい）である。絶縁層２０によって、複合材部品本体１０の第１側面１２または第２側面１４に露出した炭素繊維Ｆが覆われる。その結果、第１側面１２または第２側面１４に露出した炭素繊維Ｆが、金属部品（図示されず）に接触することはない。こうして、当該金属部品のガルバニック腐食が抑制される。図１に記載の例では、絶縁層２０は、第１側面１２を覆う第１絶縁層２０ａと、第２側面１４を覆う第２絶縁層２０ｂとを含む。

複合材部品本体１０は、第１角部１８ａと、第２角部１８ｂとを含む。第１角部１８ａは、端面１６と第１側面１２との間に位置する角部であり、第２角部１８ｂは、端面１６と第２側面１４との間に位置する角部である。図１に記載の例では、第１角部１８ａは、丸め加工された角部であり、第２角部１８ｂは、丸め加工された角部である。第１角部１８ａの丸め部分の半径Ｒ１は、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。また、第２角部１８ｂの丸め部分の半径Ｒ２は、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

代替的に、第１角部１８ａは、図２に示されるように、面取り加工された角部であってもよい。この場合、第１角部１８ａにおける端面側の面取り長さＣａ１は、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、第１角部１８ａにおける第１側面側の面取り長さＣａ２は、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。同様に、第２角部１８ｂは、図２に示されるように、面取り加工された角部であってもよい。この場合、第２角部１８ｂにおける端面側の面取り長さＣｂ１は、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、第２角部１８ｂにおける第２側面側の面取り長さＣｂ２は、例えば、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

図１における第１角部１８ａ（丸め部分）、または、図２における第１角部１８ａ（面取り部分）は、絶縁層２０によって覆われていない。また、図１における第２角部１８ｂ（丸め部分）、または、図２における第２角部１８ｂ（面取り部分）は、絶縁層２０によって覆われていない。よって、図１および図２において、第１角部１８ａおよび第２角部１８ｂ、後述の混合材料によって絶縁被覆されるべき部分である。

面取り加工、または、丸め加工された角部を有する端部（炭素繊維露出端部３）に、混合材料を塗布する場合、当該混合材料は、角部から、第１側面１２または第２側面１４に向かって、液だれし易い。また、面取り加工、または、丸め加工された角部を有する端部の全体が混合材料によって覆われていない場合には、全体が混合材料によって覆われるように混合材料を塗布し直す作業を要する。このため、当該混合材料の塗布は、従来、手作業によって行わざるを得ないと考えられていた。実施形態では、従来の技術常識を覆し、端部（炭素繊維露出端部３）への混合材料の塗布を、ディスペンサ装置を用いて行う。また、いくつかの実施形態では、混合材料の表面張力を適切且つ一定にするための機構が、任意付加的に、ディスペンサ装置のノズルに設けられている。ディスペンサ装置の詳細な構成については、後述される。

（絶縁被覆方法）
図３および図４を参照して、実施形態における絶縁被覆方法について説明する。図３は、ディスペンサ装置５０を用いて絶縁被覆を行う様子を模式的に示す概略断面図である。図４は、実施形態における絶縁被覆方法を示すフローチャートである。

絶縁被覆方法は、ディスペンサ装置５０を用いて、複合材部品１の炭素繊維露出端部３を絶縁被覆する方法である。ディスペンサ装置５０は、第１材料と第２材料とを混合して混合材料Ｍａを形成し、当該混合材料Ｍａを吐出する混合ノズル５２を備える。なお、ディスペンサ装置５０の混合ノズル５２以外の構成については、後述される。第１材料は、液状の樹脂材料であり、かつ、電気絶縁材料である。第２材料は、液状の樹脂材料（例えば、硬化剤）であり、かつ、電気絶縁材料である。第２材料は、第１材料とは異なる材料である。第１材料と第２材料とは、混合ノズル５２内で混合される。そして、混合材料Ｍａは、時間とともに硬化する。なお、混合ノズル５２の内部に、回転羽根等の混合材料撹拌機構５２０（図６を参照）が設けられている場合には、混合ノズル５２において、第１材料と第２材料との混合が促進される。回転羽根は、モータによって駆動されてもよい。

第１ステップＳＴ１において、第１材料と第２材料とが、混合ノズル内で混合される。すなわち、第１ステップＳＴ１は、混合材料Ｍａを形成する工程である。

第２ステップＳＴ２において、混合材料Ｍａが、混合ノズル５２から、炭素繊維露出端部３に向けて吐出される。第２ステップＳＴ２は、混合ノズル５２を、複合材部品１に対して、例えば、Ｘ方向（すなわち、端面１６の長手方向）に相対移動させることによって行われてもよい。

第３ステップＳＴ３において、炭素繊維露出端部３が、混合材料Ｍａによって絶縁被覆される。

第４ステップＳＴ４において、混合材料Ｍａが、時間とともに硬化し、混合材料Ｍａが炭素繊維露出端部３に固着する。

図５は、第３ステップＳＴ３（あるいは、第４ステップＳＴ４）を実行後の、複合材部品１の状態を示す概略断面図である。図５を参照して、複合材部品１の炭素繊維露出端部３、すなわち、端面１６および角部（１８ａ、１８ｂ）は、混合材料Ｍａによって絶縁被覆されている。他方、複合材部品１の側面（１２、１４）は、絶縁層２０によって絶縁被覆されている。その結果、複合材部品１と、金属部品とが接触している場合であっても、金属部品のガルバニック腐食が抑制される。

なお、図５に記載の例では、第１角部１８ａおよび第２角部１８ｂの両方が、丸め加工された角部である。代替的に、第１角部１８ａおよび第２角部１８ｂのうちの少なくとも一方が、面取り加工された角部であってもよい。

図５に記載の例では、第１絶縁層２０ａの側面２００ａに混合材料Ｍａが達しないように、かつ、第２絶縁層２０ｂの側面２００ｂに混合材料Ｍａが達しないように、炭素繊維露出端部３が、混合材料Ｍａによって覆われている。このため、混合材料Ｍａが、複合材部品１の周囲に配置された他の部品と干渉するリスクが小さい。また、混合材料Ｍａが炭素繊維露出端部３に塗布された後の複合材部品１の見栄えが良い。

なお、第１ステップＳＴ１の実行前に、複合材部品本体１０の端部を露出させて、炭素繊維露出端部を形成する工程が実行されてもよい。この場合、まず、複合材部品本体１０の端部と、第１側面１２と、第２側面１４とが、絶縁層２０で覆われている。その後の機械加工（切断加工、切削加工、研磨加工、または、これらの組み合わせ）により、複合材部品本体１０の端部が、炭素繊維露出端部３として露出する。

（ディスペンサ装置の第１例）
図６を参照して、ディスペンサ装置５０についてより詳細に説明する。図６は、ディスペンサ装置５０の第１例を示す機能ブロック図である。

ディスペンサ装置５０は、第１材料を貯蔵する第１タンク５４ａと、第２材料を貯蔵する第２タンク５４ｂと、第１材料と第２材料とを混合して吐出する混合ノズル５２とを含む。ディスペンサ装置５０は、更に、第１流路５５ａと、第２流路５５ｂと、第１流量調整器５６ａと、第２流量調整器５６ｂと、少なくとも１つの制御装置５７とを備える。

第１流路５５ａは、第１タンク５４ａと混合ノズル５２との間に配置される。また、第２流路５５ｂは、第２タンク５４ｂと混合ノズル５２との間に配置される。第１流路５５ａおよび第２流路５５ｂの各々は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン（ポリアミド樹脂）等の合成樹脂ホースによって構成される。

第１流量調整器５６ａは、第１流路５５ａに配置され、第１材料の流量を調整する。第１流量調整器５６ａは、流量調整弁であってもよいし、流量調整ポンプであってもよい。第２流量調整器５６ｂは、第２流路５５ｂに配置され、第２材料の流量を調整する。第２流量調整器５６ｂは、流量調整弁であってもよいし、流量調整ポンプであってもよい。

制御装置５７は、第１流量調整器５６ａおよび第２流量調整器５６ｂを制御する。すなわち、制御装置５７は、第１流量調整器５６ａおよび第２流量調整器５６ｂの各々に向けて制御信号を送信する。例えば、第１流量調整器５６ａが流量調整弁である場合には、制御装置５７からの制御信号に基づいて、流量調整弁の開度が変化する。また、第２流量調整器５６ｂが流量調整弁である場合には、制御装置５７からの制御信号に基づいて、流量調整弁の開度が変化する。図６に記載の例では、制御装置５７は、第１流量調整器５６ａの動作を制御する第１制御装置５７ａと、第２流量調整器５６ｂの動作を制御する第２制御装置５７ｂとを備える。代替的に、１つの制御装置５７が、第１流量調整器５６ａおよび第２流量調整器５６ｂの動作を制御してもよい。

図６に記載の例では、ディスペンサ装置５０は、混合ノズル５２を含む装置をＸ方向に沿って移動させる駆動機構６０と、駆動機構６０を制御する制御装置５７ｃとを備える。駆動機構６０は、モータ６１と動力伝達機構６２とを備え、制御装置５７ｃからの制御信号に基づいて、混合ノズル５２を含む装置を、Ｘ方向に沿って移動させる。なお、図６に記載の例では、制御装置５７ｃと、上述の流量調整器を制御する制御装置（５７ａ、５７ｂ）とが別体であるが、第１制御装置５７ａ、第２制御装置５７ｂ、制御装置５７ｃは、１つの制御装置によって構成されてもよい。

図６に記載の例では、混合ノズル５２、制御装置５７、駆動機構６０、流量調整器（５６ａ、５６ｂ）が、ロボット機構５１に含まれている。そして、ロボット機構５１が、混合ノズル５２、制御装置５７、駆動機構６０、流量調整器（５６ａ、５６ｂ）を一体的に、３次元移動するように構成されている。このため、混合材料を塗布すべき炭素繊維露出端部３の形状が、屈曲部を有する形状、あるいは、曲線形状である場合でも、ディスペンサ装置５０は、好適に、絶縁被覆を実行可能である。代替的に、ロボット機構５１は、混合ノズル５２、および、駆動機構６０を含み、制御装置５７、および、流量調整器（５６ａ、５６ｂ）は、ロボット機構５１外に設けられていてもよい。

なお、図６では、混合ノズル５２が移動し、複合材部品１が固定されている例が説明された。代替的に、混合ノズル５２が固定され、複合材部品１が移動するように構成されてもよい。すなわち、複合材部品１が、ロボット機構などの移動機構に取り付けられてもよい。

また、図６に記載の例では、絶縁被覆の対象物である複合材部品１は、断面Ｌ字形状を備える細長部材である。代替的に、複合材部品１は、断面Ｃ字形状を備える細長部材であってもよいし、断面直線形状を備える平板部材であってもよい。細長部材の長手方向長さは、例えば、５０ｍｍ以上６０００ｍｍ以下である。

制御装置５７は、混合材料Ｍａが、炭素繊維露出端部３から、第１側面１２および第２側面１４に向けて液だれしないように、流量調整器（５６ａ、５６ｂ）および駆動機構６０を制御する。例えば、制御装置５７ｃは、混合ノズル５２の炭素繊維露出端部３に対する移動速度が、５ｍｍ／秒以上８０ｍｍ／秒以下となるように、駆動機構６０を制御する。より具体的な移動速度は、混合材料の材質または粘度等に応じて、予め設定される。

制御装置（５７ａ、５７ｂ）は、混合材料Ｍａが、炭素繊維露出端部３から、第１側面１２および第２側面１４に向けて液だれしないように、第１流量調整器５６ａ、および、第２流量調整器５６ｂを制御する。第１流量調整器５６ａによって制御される第１材料の流量と、第２流量調整器５６ｂによって制御される第２材料の流量との比率を制御することにより、第１材料と第２材料との間の混合比が決定される。また、第１流量調整器５６ａによって制御される第１材料の流量と、第２流量調整器５６ｂによって制御される第２材料の流量との合計流量を制御することにより、混合材料Ｍａの吐出流量が決定される。

例えば、制御装置（５７ａ、５７ｂ）は、混合材料Ｍａを炭素繊維露出端部３に適用した後の混合材料Ｍａの状態が、図７に示される状態となるように、第１流量調整器５６ａ、および、第２流量調整器５６ｂを制御する。

図７において、混合材料Ｍａの適用後の混合材料Ｍａの幅（Ｙ方向の幅）を幅ａと定義し、混合材料Ｍａの適用後の混合材料Ｍａの高さ（端面１６からの高さ）を高さｂと定義し、複合材部品本体１０の厚さ（Ｙ方向の厚さ）を厚さｔと定義する。この時、端面１６および角部（上述の第１角部、第２角部）を混合材料Ｍａによって確実に覆うため、幅ａは、厚さｔの１倍以上１．５倍以下であることが好ましい。また、混合材料の液だれが生じないようにするために、高さｂは、０．１ｍｍ以上、かつ、幅ａの半分以下であることが好ましい。高さｂが、０．１ｍｍ未満であると、複合材部品の周囲の金属部品と炭素繊維Ｆとの間の絶縁が不十分となる可能性がある（例えば、絶縁破壊が生じる可能性がある）。また、高さｂが、幅ａの半分よりも大きくなると、混合材料の液だれリスクが飛躍的に大きくなる。

なお、上述の条件（ｔ≦ａ≦１．５ｔ、０．１ｍｍ≦ｂ≦ａ／２）は、混合材料適用直後の混合材料の状態を規定する条件であるが、上述の条件は、混合材料の硬化後においても満たされる条件である。上述の条件が満たされるように、混合ノズル５２の移動速度、および／または、混合ノズル５２からの混合材料の吐出流量が制御される。その結果、炭素繊維露出端部３が混合材料Ｍａによって確実に覆われ、かつ、混合材料Ｍａの液だれが防止される。なお、厚さｔは、例えば、１ｍｍ以上６ｍｍ以下である。

代替的に、混合材料Ｍａを炭素繊維露出端部３に適用した後の混合材料Ｍａの状態が、図８に示される状態となること、すなわち、液だれ状態となることが許容される場合がある。すなわち、炭素繊維露出端部３が確実に絶縁被覆されることが重視され、見栄えその他の事項は、許容度が大きい場合がある。

図８において、混合材料Ｍａの適用後の混合材料Ｍａの幅（Ｙ方向の幅）を幅ａと定義し、混合材料Ｍａの適用後の混合材料Ｍａの高さ（端面１６からの高さ）を高さｂと定義し、複合材部品本体１０の厚さ（Ｙ方向の厚さ）を厚さｔと定義し、端面１６からの液だれ高さ（端面１６と混合材料の最下方位置との間の距離であって、Ｚ方向に沿う距離）を、液だれ高さｃと定義する。この時、端面１６および角部（上述の第１角部、第２角部）を混合材料Ｍａによって確実に覆うため、幅ａは、厚さｔの１倍以上１．５倍以下であることが好ましい。また、液だれが発生した後の高さｂは、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。高さｂが、０．１ｍｍ以上であることにより、複合材部品の周囲の金属部品と炭素繊維Ｆとの間の絶縁が十分に確保される。加えて、液だれが発生した後の高さｂは、幅ａの半分以下であることが好ましい。

炭素繊維露出端部３が混合材料Ｍａによって確実に覆われるようにするために、液だれが発生した後の液だれ高さｃは、混合材料Ｍａが絶縁層２０の上端を覆うように設定されることが好ましい。換言すれば、液だれ高さｃは、混合材料Ｍａが絶縁層２０の上端に達する高さ以上であることが好ましい。

上述の条件（ｔ≦ａ≦１．５ｔ、０．１ｍｍ≦ｂ≦ａ／２、ｃは、混合材料Ｍａが絶縁層２０の上端を覆うよう高さ）は、混合材料を適用して液だれが発生した直後の混合材料の状態を規定する条件であるが、上述の条件は、混合材料の硬化後においても満たされる条件である。上述の条件が満たされるように、混合ノズル５２の移動速度、および／または、混合ノズル５２からの混合材料の吐出流量が制御される。その結果、炭素繊維露出端部３が混合材料Ｍａによって確実に覆われる。

（ディスペンサ装置の第２例）
図９を参照して、ディスペンサ装置５０の第２例について説明する。図９は、ディスペンサ装置５０の第２例を示す機能ブロック図である。以下において、図９に記載の例と、図６に記載の例との相違点を中心に説明し、図９に記載の例が図６に記載の例と同様である部分についての説明は省略する。

図９に記載の例では、複合材部品１の形状が、図６に記載された複合材部品の形状と異なる。図９に記載の例における複合材部品１は、曲面状の端面１６を備える。図９に記載の例では、曲面状の端面１６に沿って複合材料を塗布するため、ディスペンサ装置５０が、駆動機構６０を備えるのに加え、複合材部品１を支持する支持部材８０が、駆動機構９０を備える。より具体的には、図９に記載の例では、混合ノズル５２が、３次元移動可能であるとともに、複合材部品１を支持する支持部材８０の複合材部品支持部８１が、３次元移動可能である。このため、曲面状の端面１６が、どのような形状であっても、例えば、曲面状の端面１６が、上方を向く面と下方を向く面とを含む場合であっても、ディスペンサ装置５０は、端面１６を覆うように（上方を向く面と下方を向く面との両方を覆うように）、混合材料を塗布することが可能である。なお、駆動機構９０は、モータと、動力伝達機構とを含む。

図９に記載の例では、第１流量調整器５６ａと、第２流量調整器５６ｂと、駆動機構６０とが、１つの制御装置５７によって制御される。流量調整器（５６ａ、５６ｂ）と、駆動機構６０とを一つの制御装置５７によって制御することにより、制御装置の数が減少する。その結果、ディスペンサ装置５０が軽量化される。また、流量調整器（５６ａ、５６ｂ）と、駆動機構６０との間の同期制御がより確実となる。なお、図９に記載の例では、制御装置５７が、ロボット機構５１内に配置されているが、制御装置５７は、ロボット機構５１外に設置されていてもよい。同様に、流量調整器（５６ａ、５６ｂ）も、ロボット機構５１内ではなく、ロボット機構５１外に設けられていてもよい。

図９に記載の例では、第１タンク５４ａ内の第１材料が、第１流量調整器５６ａに向かって供給される。また、第２タンク５４ｂ内の第２材料が、第２流量調整器５６ｂに向かって供給される。第１流路５５ａに設けられた供給ポンプ（図示せず）によって、第１タンク５４ａ内の第１材料が第１流量調整器５６ａに向かって供給され、第２流路５５ｂに設けられた供給ポンプ（図示せず）によって、第２タンク５４ｂ内の第２材料が第２流量調整器５６ｂに向かって供給されてもよい。

なお、図９に記載のディスペンサ装置５０を用いて、混合材料Ｍａを炭素繊維露出端部３に適用した後における混合材料Ｍａの状態は、図７に示される状態であってもよいし、図８に示される状態であってもよい。

（混合ノズルの開口部の形状）
図１０Ａ、および、図１０Ｂを参照して、混合ノズルの開口部の形状の第１例について説明する。図１０Ａは、混合ノズル５２および複合材部品１の概略断面図であり、図１０Ｂは、混合ノズル５２のＡ−Ａ矢視図、すなわち、底面図である。

図１０Ａ、および、図１０Ｂに記載の例では、混合ノズル５２の開口部５２Ａの形状は、円形状である。開口部５２Ａの形状が円形状である場合、混合材料Ｍａは、中央部分が盛り上がるように、炭素繊維露出端部３に塗布される。換言すれば、混合材料Ｍａの上面Ｍｕの断面形状は、円弧形状となる。

図１１Ａ、および、図１１Ｂを参照して、混合ノズルの開口部の形状の第２例について説明する。図１１Ａは、混合ノズル５２および複合材部品１の概略断面図であり、図１１Ｂは、混合ノズル５２のＢ−Ｂ矢視図、すなわち、底面図である。

図１１Ａ、および、図１１Ｂに記載の例では、混合ノズル５２の開口部５２Ｂの形状は、Ｙ方向に長い細長形状である。開口部５２Ｂの形状は、長方形形状であってもよいし、長円形状であってもよい。開口部５２Ｂの形状が細長形状である場合、混合材料Ｍａは、中央部分の上面が平坦となるように、炭素繊維露出端部３に塗布される。換言すれば、混合材料Ｍａの上面Ｍｕの断面形状は、直線形状となる。よって、混合材料Ｍａをより薄く塗布したい場合、あるいは、液だれをより確実に防止したい場合には、開口部５２Ｂの形状が細長形状である混合ノズル５２を採用するとよい。

実施形態における絶縁被覆方法を用いた場合、従来の手作業による絶縁被覆方法と比較して、絶縁被覆（エッジシーリング）をより均一に実施することが可能となる。特に、混合材料を塗布する場合には、材料を混合してから時間経過とともに混合材料の粘性が変化する。これに対し、実施形態では、材料を混合してから直ちに混合材料の塗布が行われるため、塗布時における混合材料の粘性が一定に保たれる。その結果、絶縁被覆（エッジシーリング）をより均一に実施することが可能となる。また、絶縁被覆（エッジシーリング）作業に要する時間が短縮される。

複合材部品の端部の厚さは、例えば、１ｍｍ以上６ｍｍ以下であって、かなり薄い。このように薄い部品の端部に混合材料を塗布する場合、従来、手作業によって塗布せざるを得ないと考えられていた。これに対し、実施形態では、このように薄い部品の端部に混合材料を塗布する際の作業を自動化している点で画期的である。特に、端部に、面取り加工、または、丸め加工された角部が設けられている場合、液だれおよび／または被覆不完全のリスクが高い。実施形態では、面取り加工、または、丸め加工された角部を有する複合材部品の端部に混合材料を塗布する際の作業を自動化している点で画期的である。

（第１変形例）
図１２を参照して、ディスペンサ装置および絶縁塗布方法の第１変形例について説明する。図１２は、混合ノズル５２’の構成を模式的に示す概略断面図である。第１変形例では、混合材料の表面張力を適切且つ一定にするための機構が、ディスペンサ装置の混合ノズル５２’に設けられている。その他の点では、第１変形例におけるディスペンサ装置および絶縁塗布方法は、上述の第１例におけるディスペンサ装置および絶縁塗布方法、または、第２例におけるディスペンサ装置および絶縁塗布方法と同様である。このため、第１変形例においては、混合ノズル５２’について詳細に説明し、混合ノズル５２’以外の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。

第１変形例では、混合ノズル５２’は、ノズル延長部５２１を備える。ノズル延長部５２１は、混合材料撹拌機構５２０（例えば、回転羽根）の遠位端よりも遠位側の部分である。第１変形例において、ノズル延長部５２１の長さＬは、０ｍｍより大きい。ノズル延長部５２１の長さＬは、例えば、５ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、あるいは、２００ｍｍ以上である。また、ノズル延長部５２１の長さＬは、１０００ｍｍ以下であってもよい。ノズル延長部５２１の長さＬが長い場合には、ノズル延長部５２１を混合ノズル本体部とは別に設け、ノズル延長部５２１と混合ノズル本体部とを接合することにより、混合ノズル５２’を形成してもよい。この場合、ノズル延長部５２１は、剛体である管であってもよいし、可撓性を有するチューブであってもよい。

混合ノズル５２’が、ノズル延長部５２１を備える場合には、ノズル延長部５２１内で混合材料の表面張力（あるいは粘度等）が適切に調整される。例えば、混合材料撹拌機構５２０を通過後の混合材料の粘度が低い場合を想定する。この場合、混合材料を、炭素繊維露出端部に塗布すると、混合材料の液だれが生じるリスクがある。これに対し、混合ノズル５２’が、ノズル延長部５２１を備える場合には、ノズル延長部５２１内で、混合材料の硬化が開始される。そして、ノズル延長部５２１内で混合材料の表面張力（あるいは粘度等）が適切に調整される。その結果、混合材料の液だれリスクが低減される。

なお、ノズル延長部５２１の構成は、図６に記載の例、または、図９に記載の例のいずれにおいても採用可能な構成である。また、ノズル延長部５２１の構成を、図１１Ｂに記載の開口部５２Ｂの構成と組み合わることも可能である。この場合、ノズル延長部５２１の遠位端の開口部の形状を細長形状とすればよい。

（第２変形例）
図１３を参照して、ディスペンサ装置および絶縁塗布方法の第２変形例について説明する。図１３は、混合ノズル５２’の構成および温度調整装置５２５の構成を模式的に示す概略断面図である。第２変形例では、混合材料の温度を調整する温度調整装置５２５が設けられている。その他の点では、第２変形例におけるディスペンサ装置および絶縁塗布方法は、上述の第１変形例におけるディスペンサ装置および絶縁塗布方法と同様である。このため、第２変形例においては、温度調整装置５２５について詳細に説明し、温度調整装置５２５以外の構成についての繰り返しとなる説明は省略する。

温度調整装置５２５は、例えば、ヒータ等を含む加熱装置である。図１３に記載の例では、温度調整装置５２５は、ノズル延長部５２１に面するように、ノズル延長部５２１の周囲に配置されている。温度調整装置５２５は、ノズル延長部５２１を囲むように環状に配置されてもよい。代替的に、温度調整装置５２５が、ノズル延長部５２１の壁部内に組み込まれていてもよい。

温度調整装置５２５が発する熱量は、制御装置５７等からの制御信号に基づいて制御される。その結果、ノズル延長部５２１内における混合材料の温度が、一定温度（適切な温度）に維持される。混合材料の温度が、一定温度に維持されることにより、混合材料の表面張力が適切に調整される。例えば、ノズル延長部５２１の先端から吐出される混合材料の粘度が低い場合を想定する。この場合、混合材料を、炭素繊維露出端部３に塗布すると、混合材料の液だれが生じるリスクがある。これに対し、ディスペンサ装置が温度調整装置５２５を備える場合には、ノズル延長部５２１内における混合材料の温度を、適切にコントロールできる。そして、ノズル延長部５２１内における混合材料の表面張力（あるいは粘度等）が適切に調整される。その結果、混合材料の液だれリスクが低減される。他方、ノズル延長部５２１の先端から吐出される混合材料の粘度が高い場合には、温度調整装置５２５を用いて、混合材料の粘度を低下させればよい。混合材料の粘度を低下させる場合には、混合材料が、炭素繊維露出端部３の全体を覆わないリスク、すなわち、絶縁不良発生のリスクが低減される。

上述の例では、温度調整装置５２５が加熱装置を含む例について説明された。代替的に、あるいは、付加的に、温度調整装置５２５が冷却装置を含んでいてもよい。また、上述の例では、温度調整装置５２５は、混合材料撹拌機構５２０を通過後の混合材料の温度を調整するためのものである。代替的に、温度調整装置５２５は、混合材料撹拌機構５２０を通過中の混合材料の温度を調整するためのものであってもよい。この場合、温度調整装置５２５は、混合ノズル本体部に面するように、あるいは、混合ノズル本体部の壁部内に配置されればよい。この場合、ノズル延長部５２１の構成は省略されてもよい。しかし、温度調整装置５２５を、混合ノズル本体部に面するように配置するよりも、ノズル延長部５２１に面するように配置した方が、より適切に、混合材料の表面張力の調整を行うことが可能である。

なお、温度調整装置５２５の構成は、図６に記載の例、図９に記載の例、または、図１１に記載の例のいずれにおいても採用可能な構成である。

（第３変形例）
図１４を参照して、第３変形例におけるディスペンサ装置５０および絶縁塗布方法について説明する。図１４は、第３変形例におけるディスペンサ装置を示す機能ブロック図である。第３変形例におけるディスペンサ装置５０および絶縁塗布方法は、混合材料ではなく、第１材料を炭素繊維露出端部３に塗布する点で、上述の第１例におけるディスペンサ装置および絶縁塗布方法、または、第２例におけるディスペンサ装置および絶縁塗布方法と異なる。第１材料は、電気絶縁性の樹脂（例えば、電気絶縁性の接着剤）である。

混合材料ではなく、１液性樹脂（例えば、１液性の接着剤）を用いて、炭素繊維露出端部３を絶縁被覆する場合も想定し得る。第３変形例におけるディスペンサ装置５０は、混合材料の塗布に加え、１液性樹脂の塗布にも対応可能である。すなわち、第３変形例におけるディスペンサ装置５０は、第２材料のノズル５２’’への供給を止めた状態で、使用可能である。

第３変形例におけるディスペンサ装置５０を用いて、第１材料を、ノズル５２’’から炭素繊維露出端部３に向けて吐出する場合には、第１タンク５４ａ内の第１材料を、第１タンク５４ａから、第１流路５５ａを介して、ノズル５２’’に供給する。第１流路５５ａには、第１流量調整器５６ａが配置されており、当該第１流量調整器５６ａによって、ノズル５２’’に供給される第１材料の流量が調整される。他方、第２流路５５ｂは、閉鎖されており（例えば、第２流量調整器５６ｂがバルブである場合には、当該バルブが閉状態にされており）、ノズル５２’’に第２材料が供給されることはない。

ノズル５２’’から供給された第１材料は、炭素繊維露出端部３上で、硬化し、炭素繊維露出端部３を絶縁被覆する。

なお、ノズル５２’’は、混合材料撹拌機構５２０等を備えた混合ノズルであってもよいし、混合材料撹拌機構５２０等を備えない汎用のノズルであってもよい。すなわち、第３変形例における絶縁塗布方法では、ノズル５２’’内で、混合材料を形成する必要がない。このため、ノズル５２’’として、汎用のノズルを採用することが可能である。より具体的には、第３変形例におけるディスペンサ装置５０を用いて混合材料を塗布する場合には、混合ノズルをディスペンサ装置５０に取り付け、第３変形例におけるディスペンサ装置５０を用いて第１材料のみを塗布する場合には、混合材料撹拌機構を備えないノズルをディスペンサ装置５０に取り付ければよい。

なお、第３変形例におけるディスペンサ装置５０および絶縁塗布方法を、第１変形例におけるディスペンサ装置５０および絶縁塗布方法と組み合わせること、あるいは、第３変形例におけるディスペンサ装置５０および絶縁塗布方法を、第２変形例におけるディスペンサ装置５０および絶縁塗布方法と組み合わせることも可能である。例えば、ノズル５２’’に、ノズル延長部５２１を設けてもよい。代替的に、あるいは、付加的に、ノズル延長部５２１またはノズル本体部に面するように、温度調整装置５２５を配置してもよい。

第３変形例におけるディスペンサ装置５０は、第１材料のみの塗布にも対応可能である、このため、ディスペンサ装置の汎用性が向上する。

以上、ディスペンサ装置を用いて、複合材部品の炭素繊維露出端部を絶縁被覆する絶縁被覆方法の実施形態を説明したが、本発明における絶縁被覆方法は、上記の具体例に限定されるものではなく、種々の改変を施すことができる。例えば、複合材部品の端部の厚さが比較的厚い場合（例えば、厚さが５ｍｍ以上である場合）には、混合ノズル５２を、炭素繊維露出端部３の長手方向に沿って、往復動させてもよい。すなわち、混合ノズル５２による混合材料の塗布は、１列に沿って行われる必要はなく、２列以上の複数列に沿って行われてもよい。また、混合ノズルの開口部は、１つではなく、複数あってもよい。例えば、複数の開口部がＹ方向に沿って配置された混合ノズルを用いる場合、図１１Ａおよび図１１Ｂに開示された細長形状の開口部を有する混合ノズルを用いる場合と、同様の効果（混合材料を薄く塗布できるとの効果）が期待できる。

その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施例に種々の改変を施すことも可能である。

１ 複合材部品、３ 炭素繊維露出端部、１０ 複合材部品本体、１２ 第１側面、１４ 第２側面、１６ 端面、１８ａ 第１角部、１８ｂ 第２角部、２０ 絶縁層、２０ａ 第１絶縁層、２０ｂ 第２絶縁層、５０ ディスペンサ装置、５１ ロボット機構、５２ 混合ノズル、５２’ 混合ノズル、５２’’ ノズル、５２Ａ 開口部、５２Ｂ 開口部、５４ａ 第１タンク、５４ｂ 第２タンク、５５ａ 第１流路、５５ｂ 第２流路、５６ａ 第１流量調整器、５６ｂ 第２流量調整器、５７ 制御装置、５７ａ 第１制御装置、５７ｂ 第２制御装置、５７ｃ 制御装置、６０ 駆動機構、６１ モータ、６２ 動力伝達機構、８０ 支持部材、８１ 複合材部品支持部、９０ 駆動機構、２００ａ 側面、２００ｂ 側面、５２０ 混合材料撹拌機構、５２１ ノズル延長部、５２５ 温度調整装置、Ｍａ 混合材料

Claims (8)

1. ディスペンサ装置を用いて、複合材部品の炭素繊維露出端部を絶縁被覆することにより、前記複合材部品と接触する金属部品のガルバニック腐食を抑制するための絶縁被覆方法であって、
   前記ディスペンサ装置は、
   第１材料を貯蔵可能な第１タンクと、
   第２材料を貯蔵可能な第２タンクと、
   前記第１材料、または、前記第１材料と前記第２材料とを混合して得られる混合材料を吐出するノズルと、
   前記第１タンクと前記ノズルとの間に配置される第１流路と、
   前記第２タンクと前記ノズルとの間に配置される第２流路と、
   前記第１流路に配置され、前記第１材料の流量を調整する第１流量調整器と、
   前記第２流路に配置され、前記第２材料の流量を調整する第２流量調整器と、
   前記第１流量調整器と前記第２流量調整器とを制御する制御装置と
   を具備し、
   前記絶縁被覆方法は、
   前記第１材料または前記混合材料を、前記ノズルから、前記炭素繊維露出端部に向けて吐出する吐出工程と、
   前記炭素繊維露出端部を、前記ノズルから吐出される前記第１材料または前記混合材料によって絶縁被覆する被覆工程と
   を具備し、
   前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の高さを高さｂと定義する時、高さｂは、０．１ｍｍ以上である
   絶縁被覆方法。
2. 請求項１に記載の絶縁被覆方法であって、
   前記ノズルは、前記第１材料と前記第２材料とを混合して前記混合材料を形成し、形成された前記混合材料を吐出する混合ノズルであり、
   前記絶縁被覆方法は、
   前記第１材料と前記第２材料とを、前記混合ノズル内で混合して、前記混合材料を形成する混合工程を更に具備し、
   前記吐出工程は、前記混合材料を、前記混合ノズルから、前記炭素繊維露出端部に向けて吐出する工程であり、
   前記被覆工程は、前記炭素繊維露出端部を、前記混合ノズルから吐出される前記混合材料によって絶縁被覆する工程である
   絶縁被覆方法。
3. 請求項１または２に記載の絶縁被覆方法であって、
   前記複合材部品は、
   第１側面、第２側面、および、端面を有する複合材部品本体と、
   前記第１側面および前記第２側面を覆う絶縁層と
   を含み、
   前記炭素繊維露出端部は、
   前記端面と、
   前記端面と前記第１側面との間に配置された第１角部と、
   前記端面と前記第２側面との間に配置された第２角部と
   を含み、
   前記第１角部は、面取り加工、または、丸め加工された角部であり、
   前記第２角部は、面取り加工、または、丸め加工された角部であり、
   前記被覆工程は、前記端面と、前記第１角部と、前記第２角部とを、前記第１材料または前記混合材料によって被覆する工程である
   絶縁被覆方法。
4. 請求項３に記載の絶縁被覆方法であって、
   前記被覆工程は、前記絶縁層の側面に前記第１材料または前記混合材料が達しないように、前記端面と、前記第１角部と、前記第２角部とを、前記第１材料または前記混合材料によって被覆する工程である
   絶縁被覆方法。
5. 請求項４に記載の絶縁方法であって、
   前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の幅を幅ａと定義し、前記複合材部品本体の厚さを厚さｔと定義する時、
   前記幅ａは、前記厚さｔの１倍以上であり、前記高さｂは、前記幅ａの半分以下である
   絶縁被覆方法。
6. 請求項３に記載の絶縁被覆方法であって、
   前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の幅を幅ａと定義し、前記複合材部品本体の厚さを厚さｔと定義し、前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の前記端面からの液だれ高さを、液だれ高さｃと定義する時、
   前記幅ａは、前記厚さｔの１倍以上であり、前記高さｂは、前記幅ａの半分以下であり、前記液だれ高さｃは、前記第１材料または前記混合材料が前記絶縁層の上端を覆うように設定される
   絶縁被覆方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の絶縁被覆方法であって、
   前記ノズルの開口部の形状は、細長形状であり、
   前記被覆工程を実行後の前記第１材料または前記混合材料の中央部分の上面は、平坦形状を有する
   絶縁被覆方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の絶縁被覆方法であって、
   前記ディスペンサ装置は、前記ノズルの遠位部に配置されるノズル延長部、および、前記第１材料または前記混合材料の温度を調整する温度調整装置のうちの少なくとも一方を含む
   絶縁被覆方法。
   

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