具体实施方式

(激光照射装置10的结构)

以下，使用附图，对应用了本发明的激光照射装置10的结构进行说明。另外，应用了本发明的激光照射装置10例如可以如本实施方式那样用于使CFRP(碳纤维增强塑料)材料S的表面T粗糙化的处理，但并不限于CFRP材料，也可以用于使金属或其他部件的表面粗糙化的处理。

如图1所示，激光照射装置10大致具备激光光源12和聚光件14。

激光光源12是产生给定的波长/波形的激光光线L的部件，在本实施方式中使用了激光二极管(半导体激光器)。当然，激光光源12并不限定于此，例如也可以使用能够产生更高输出的激光光线L的激光加工机。

聚光件14是用于将来自激光光源12的激光光线L聚光到给定的焦点位置F的部件，在本实施方式中，针对一个激光光源12将两个凸透镜16组合而构成。焦点位置F设定于作为粗糙化处理的对象的部件S(在本实施方式中为CFRP材料)的表面T。聚光件14也并不限定于本实施方式的聚光件，例如也可以使用反射器、或者将透镜与反射器组合来构成聚光件14。

从激光光源12照射出的激光光线L由聚光件14折射而聚焦于作为焦点位置F的部件S的表面T。

这里，对从激光光源12照射的激光光线L的波形进行详细描述。如图2所示，该激光光线L的波形形成为脉冲状。在电流值从基值电流B增加，然后再次减小到基值电流B的一个脉冲周期中，在部件S的表面T形成一个凹部X。另外，各脉冲周期以给定的时间间隔产生，在各脉冲周期中分别照射激光光线L。另外，基值电流B的电流值可以为零，也可以为比零大的给定电流值。

着眼于一次脉冲周期，本实施方式所涉及的激光光线L的波形具有：前半部100，在照射开始时每单位时间的照射强度(电流强度)的增加率为最大，随着接近最大照射强度(最大电流强度)，每单位时间的照射强度(电流强度)的增加率变小；中间部102，照射强度(电流强度)的增加率接近于零；以及后半部104，在该中间部102之后每单位时间的照射强度(电流强度)的减少率为最大，随着照射强度(电流强度)接近基值电流B，每单位时间的照射强度(电流强度)的减少变小。

在本说明书整体中，中间部102中的“照射强度(电流强度)的增加率接近于零”意味着，在将照射开始时的每单位时间的照射强度(电流强度)的最大增加率设为100％时为10％以下的增加率。

另外，激光光线L的波形中的中间部102不是本发明的必须的结构，也可以由前半部100和后半部104构成激光光线L。

根据本实施方式，在将激光光线L照射到部件S的表面T的前半部分中，迅速地增加照射强度(电流强度)后，逐渐减小照射强度(电流强度)的增长率，并且在照射的后半部分中，迅速地减少照射强度(电流强度)。由此，如图3所示，在激光光线L的照射位置处的部件S的表面T所形成的凹部X成为如下的截面形状：该凹部X的中央部具有较深的底部Z，而且朝向该底部Z平缓地倾斜。

通过如上述这样，形成于部件S的表面T的凹部X的截面形状具有朝向凹部X的底部Z平缓地倾斜的倾斜部K，与例如在使用矩形波的激光光线(参照图4)时形成的具有大致矩形形状的截面形状的凹部(参照图5)相比，即使在部件的表面涂布粘度在一定程度上较高的粘接剂Y的情况下，该粘接剂Y也容易流入至凹部X的底部Z。因此，能够提高部件S的表面T的粘接性。

另外，如上所述，在由前半部100和后半部104构成了激光光线L的情况下，由该激光光线L形成的凹部X的截面形状成为底部Z的宽度方向长度较短的形状(或者，底部Z几乎不存在而仅由平缓的倾斜部K构成的凹部X)，但即使在这种情况下，凹部X的截面形状也具有平缓地倾斜的倾斜部K，因而部件S的表面T的粘接性也提高，而从提高部件S的表面T的粘接性的角度出发，存在底部Z(即，激光线L的波形具有中间部102)的情况更为优选。

另外，通过在照射的前半部分使照射强度(电流强度)的增加率逐渐减小，能够避免电流强度急剧上升而产生尖峰电流的情况，因此即使在使用激光二极管作为激光光线L的光源12的情况下，也能够减轻对该激光二极管造成的损伤。

(变形例1)

在上述实施方式中，由一组激光光源12和聚光件14构成了激光照射装置10，但也可以将多个激光光源12和聚光件14组合来构成激光照射装置10。

如图6所示，该变形例1所涉及的激光照射装置10例如通过组合5组激光光源12和聚光件14而构成。

从各激光光源12朝向部件S照射的激光光线L的焦点位置F设定为分别隔开给定的间隔并且各焦点位置F排成一列。

当使这样的激光照射装置10整体在与各焦点位置F排列的方向(以下，称为“宽度方向”)正交的方向(以下，称为“纵向”)移动、并且以给定的时间间隔照射激光光线L时，如图7所示，在部件S的表面T能够以棋盘格状形成凹部X。

(实验例)

在使用该激光照射装置10向由大量的碳纤维分别大致平行地对齐而构成的CFRP材料(部件S)的表面T照射激光光线L的情况下，将通过各激光光线L形成的各凹部X的直径、各激光光线L的焦点位置F彼此之间的宽度方向的间隔尺寸、以及纵向的间隔尺寸作为参数，确认了优选的纵向的间隔尺寸。另外，使CFRP材料(部件S)所含的碳纤维延伸的方向与“纵向”相互一致。

部件S被固定，激光照射装置10一边在纵向上移动一边以给定的时间间隔照射具有脉冲状的波形的激光光线L。因此，各凹部X的表面形状成为纵向较长的椭圆状。以下，将凹部X的表面形状中的纵向的长度称为“长径”，并将宽度方向的长度称为“短径”。

在本实验中，将“长径”设定为0.1mm，并将“短径”设定为0.05mm。另外，通过将宽度方向的间隔尺寸分别固定为0.05mm，并改变纵向的间隔尺寸，由此确认粗糙化处理后的CFRP材料(部件S)的粘接强度。

关于粘接强度，将该CFRP材料(部件S)与对表面进行了喷砂处理(#180、距离10mm且5秒)得到的直径为10mm的不锈钢制圆棒用环氧系粘接剂(Nagase Chemtex DENATTEXNR3324/XNH3324(两液型))进行粘接，在100℃下放置0.5小时后，测定了通过拉伸该圆棒而从CFRP材料(构件S)剥离时的力(N)。将实验结果示于表1和图8。

【表1】

不对CFRP材料(部件S)的表面进行粗糙化处理的情况下的粘接强度为785.2N。如实验结果所示，如果纵向的间隔尺寸过短，则与未进行粗糙化处理的情况相比，粘接强度变小。另外，如果加长纵向的间隔尺寸，则成为与未进行粗糙化处理的情况几乎相同的粘接强度，粗糙化处理变得没有意义。

因此，通过将纵向的间隔尺寸相对于凹部X的长径的比例设定为25％以上且800％以下，与未进行粗糙化处理的情况相比，能够提高粘接强度。

另外，通过将纵向的间隔尺寸相对于凹部X的长径的比例设定为50％以上且650％以下，与未进行粗糙化处理的情况相比，能够使粘接强度提高10％以上，从这一点出发是优选的。

进一步地，通过将纵向的间隔尺寸相对于凹部X的长径的比例设定为75％以上且450％以下，与未进行粗糙化处理的情况相比，能够使粘接强度提高20％以上，从这一点出发是更为优选的。

另外，从其他实验的结果可知，关于宽度方向的间隔尺寸与粘接强度的关系，如果以宽度方向的间隔尺寸大于零为前提，则该宽度方向的间隔尺寸不会给粘接强度带来影响。

另外，本次使用了碳纤维方向为一个方向的CFRP材料S，但即使在使用碳纤维在垂直方向上被编织为平纹状或斜纹状的CFRP材料S的情况下，只要满足本次的条件也能够提高粘接强度。

另外，对于使用碳以外的纤维材料、例如玻璃纤维、陶瓷纤维、芳纶纤维、铝纤维、纤维素纳米纤维等的FRP材料也可以说是同样的。

而且，还可知，即使凹部X的长径的方向与短径的方向相互调换，纵向的间隔尺寸相对于凹部X的“短径”的比例与粘接强度的关系也与上述的关系相同。

应该认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而不是制限性的方式。本发明的范围并不是由上述的说明示出，而是由权利要求书来示出，旨在包含与权利要求书等同的含义及范围内的所有变更。

符号说明

10…激光照射装置、12…激光光源、14…聚光件

100…前半部、102…中间部、104…后半部

L…激光射线、F…焦点位置、S…(进行粗糙化处理)的部件、T…(部件S的)表面、X…凹部、B…基值电流、Y…粘接剂、K…倾斜部。