(57)【要約】【課題】金属材料と樹脂材料とを接合させた接合部材における接合強度を確保する。【解決手段】一実施形態に係る接合部材は、金属製の第１基部、及び、前記第１基部に一体的に設けられた金属製の第１係合部を含む金属部材と、樹脂製の第２基部、及び、前記第２基部に一体的に設けられるとともに前記第１係合部と係合する樹脂製の第２係合部を含む樹脂部材と、を備え、前記第１係合部は、フレームにより形成され、互いに連通する複数の空洞を該フレームの内部に形成する三次元構造を含み、前記第２係合部は、前記三次元構造の前記複数の空洞内に充填された樹脂を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の第１基部、及び、前記第１基部に一体的に設けられた金属製の第１係合部を含む金属部材と、
樹脂製の第２基部、及び、前記第２基部に一体的に設けられるとともに前記第１係合部と係合する樹脂製の第２係合部を含む樹脂部材と、
を備え、
前記第１係合部は、フレームにより形成され、互いに連通する複数の空洞を該フレームの内部に形成する三次元構造を含み、
前記第２係合部は、前記三次元構造の前記複数の空洞内に充填された樹脂を含む
接合部材。
【請求項２】
前記第１係合部は、前記第１係合部の外形が凹んだ形状に形成された凹部、又は、前記外形が突出した形状に形成された凸部の少なくとも一方を有しており、
前記第２係合部は、少なくとも前記凹部の形成領域又は前記凸部の形成領域において前記第１係合部と嵌合し、
前記第２基部は、少なくとも前記凹部又は前記凸部において前記第２係合部と接続されている
請求項１に記載の接合部材。
【請求項３】
前記第１係合部は、前記凸部を有しており、
前記凸部は、少なくともその先端部が前記第２基部で覆われている
請求項２に記載の接合部材。
【請求項４】
前記第１基部は、一部が前記凸部の前記先端部に向かって前記凸部に入り込んでいる
請求項３に記載の接合部材。
【請求項５】
前記第１係合部は、前記凹部を有しており、
前記凹部は、前記第２基部の一部が挿入されている
請求項２乃至４の何れか一項に記載の接合部材。
【請求項６】
前記第１係合部の基端部は、前記第１基部の凹部に入り込んでいる
請求項１乃至５の何れか一項に記載の接合部材。
【請求項７】
前記第１係合部における前記空洞と前記フレームとを含む単位体積当たりの前記フレームの比率は、前記第２基部に近い領域よりも前記第１基部に近い領域の方が大きい
請求項１乃至６の何れか一項に記載の接合部材。
【請求項８】
前記第１係合部は、少なくとも第１層と、前記第１層に積層された第２層とを有し、
前記フレームは、前記第１層において第１方向に延在する少なくとも一つの第１延在部と、前記第２層において前記第１方向と交差する第２方向に延在する少なくとも一つの第２延在部とを含む
請求項１乃至７の何れか一項に記載の接合部材。
【請求項９】
前記第１層は、前記第２層よりも前記第１基部に近い位置に存在し、
前記第１層における単位体積当たりの前記フレームの比率は、前記第２層における単位体積当たりの前記フレームの比率よりも大きい
請求項８に記載の接合部材。
【請求項１０】
前記第１延在部の延在方向と直交する断面における前記第１延在部の断面積は、前記第２延在部の延在方向と直交する断面における前記第２延在部の断面積よりも大きい
請求項９に記載の接合部材。
【請求項１１】
前記第１延在部の数は、前記第２延在部の数よりも多い
請求項９又は１０に記載の接合部材。
【請求項１２】
前記第２層は、前記第１層に対して前記第１基部から前記第２基部へ向かう方向と交差する方向に積層されている
請求項８に記載の接合部材。
【請求項１３】
前記第１係合部は、少なくとも、第１延在方向に延在する複数の第１軸状部材と、前記第１延在方向と交差する第２延在方向に延在する複数の第２軸状部材とを含み、
前記複数の第１軸状部材の少なくとも一つと、前記複数の第２軸状部材の少なくとも一つとは、接続部で互いに接続されている
請求項１乃至７の何れか一項に記載の接合部材。
【請求項１４】
前記第２係合部を構成する樹脂は、前記第２基部を構成する樹脂と同じ種類の樹脂である
請求項１乃至１３の何れか一項に記載の接合部材。
【請求項１５】
前記第２係合部を構成する樹脂は、前記第２基部を構成する樹脂と異なる種類の樹脂である
請求項１乃至１３の何れか一項に記載の接合部材。
【請求項１６】
前記第１係合部又は前記第２係合部と前記第２基部とが接する界面における金属の面積の比率は、前記第１係合部における前記空洞と前記フレームとを含む単位体積当たりの前記フレームの比率の平均値よりも小さい
請求項１５に記載の接合部材。
【請求項１７】
前記界面を跨いで前記第２基部から前記第１係合部に突出する、又は前記第１係合部から前記第２基部に向かって突出する嵌合凸部と、
前記第２基部又は前記第１係合部に形成され、前記嵌合凸部と嵌合する嵌合凹部と、
をさらに備える
請求項１６に記載の接合部材。
【請求項１８】
前記第２基部又は前記第２係合部の少なくとも一方は、母材となる樹脂中に繊維を含んでいる
請求項１乃至１７の何れか一項に記載の接合部材。
【請求項１９】
金属製の第１基部に一体的に設けられた金属製のフレームにより形成され、互いに連通する複数の空洞を内部に形成する三次元構造を含む第１係合部に対して、前記複数の空洞内に樹脂を充填して第２係合部を形成する工程と、
前記第２係合部と一体的に設けられる樹脂製の第２基部を得る工程と、
を備える
接合部材の製造方法。
【請求項２０】
前記複数の空洞内に前記樹脂を充填して前記第２係合部を形成するとともに、該樹脂によって前記第２基部を形成する
請求項１９に記載の接合部材の製造方法。
【請求項２１】
前記第２基部と前記第１係合部とを前記複数の空洞内に充填した前記樹脂によって接着する
請求項１９に記載の接合部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、接合部材及び接合部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば金属材料と樹脂材料とを接合させた接合部材は、金属が有する特徴と樹脂が有する特徴とを併せ持つ材料として、様々な用途に使用可能である。このような金属材料と樹脂材料との接合部材では、金属と樹脂という異種材料同士を十分な接合強度で接合させる必要がある。
しかし、金属と樹脂との接合界面における接着強度は、例えば接合界面に存在する水分の影響によって金属の酸化等が生ずることで低下するおそれがある。
【０００３】
そこで、金属と樹脂との接合界面における接着強度に依存せずに金属材料と樹脂材料との接合強度を確保するため、樹脂材料と金属材料とがそれぞれ井桁構造を有して互いの隙間に組み込まれるようにすることで樹脂材料と金属材料とを接合することが考えられる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０８２２０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の接合部材では、樹脂による井桁構造物に対して無電解めっき及び電解めっきを施すことで、樹脂による井桁構造物の隙間に金属材料による井桁構造物を形成している。
しかし、特許文献１に記載の接合部材では、金属材料による井桁構造物に対して金属材料によって形成された部位をさらに電解めっきで形成しようとしても、例えば数１０ｍｍを超えるような大きな部位を形成することは難しい。また、金属材料による井桁構造物に対して別途形成した金属製の部材を接合する場合、上記金属材料による井桁構造物の隙間には樹脂材料による井桁構造物が組み込まれているため、熱による樹脂の劣化等が生じることから溶接によって接合することが困難である。そのため、例えばねじによる結合など、溶接によらない接合方法で井桁構造物と金属製の部材とを接合しなければならず、接合部の構造が複雑化したり、十分な接合強度が得られ難くなったりする等の不都合が生じるおそれがある。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、金属材料と樹脂材料とを接合させた接合部材における接合強度を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る接合部材は、
金属製の第１基部、及び、前記第１基部に一体的に設けられた金属製の第１係合部を含む金属部材と、
樹脂製の第２基部、及び、前記第２基部に一体的に設けられるとともに前記第１係合部と係合する樹脂製の第２係合部を含む樹脂部材と、
を備え、
前記第１係合部は、フレームにより形成され、互いに連通する複数の空洞を該フレームの内部に形成する三次元構造を含み、
前記第２係合部は、前記三次元構造の前記複数の空洞内に充填された樹脂を含む。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、上記金属部材が金属製の第１基部、及び、第１基部に一体的に設けられた金属製の第１係合部を含む。したがって、この金属部材の第１係合部に対して樹脂製の第２係合部及び樹脂製の第２基部を含む樹脂部材を形成することで、金属製の第１基部と樹脂製の第２基部とを第１係合部及び第２係合部によって接合した接合部材を得られる。
また、上記（１）の構成によれば、第１係合部の複数の空洞と、該空洞に充填された第２係合部の樹脂とが互いの相対位置の変更を規制することで、第１係合部と第２係合部との接合強度を確保できる。これにより、上記金属部材と上記樹脂部材との接合強度を確保できる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記第１係合部は、前記第１係合部の外形が凹んだ形状に形成された凹部、又は、前記外形が突出した形状に形成された凸部の少なくとも一方を有しており、
前記第２係合部は、少なくとも前記凹部の形成領域又は前記凸部の形成領域において前記第１係合部と嵌合し、
前記第２基部は、少なくとも前記凹部又は前記凸部において前記第２係合部と接続されている。
【００１０】
上記（２）の構成によれば、第１係合部と第２係合部との係合領域を増やし易くなるので、金属部材と樹脂部材との接合強度を確保し易くなる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記第１係合部は、前記凸部を有しており、
前記凸部は、少なくともその先端部が前記第２基部で覆われている。
【００１２】
上記（３）の構成によれば、金属部材と樹脂部材との相対位置の位置決めが容易になる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、前記第１基部は、一部が前記凸部の前記先端部に向かって前記凸部に入り込んでいる。
【００１４】
上記（４）の構成によれば、第１基部のうち凸部に入り込んでいる部分によって、第１係合部の凸部における強度を容易に補強できる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（４）の何れかの構成において、
前記第１係合部は、前記凹部を有しており、
前記凹部は、前記第２基部の一部が挿入されている。
【００１６】
上記（５）の構成によれば、例えば第２基部が比較的薄い部材であっても、上記凹部に挿入される部位を第２基部に形成し易い。したがって、例えば第２基部が比較的薄い部材であっても、金属部材と樹脂部材との相対位置の位置決めが容易になる。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、前記第１係合部の基端部は、前記第１基部の凹部に入り込んでいる。
【００１８】
上記（６）の構成によれば、例えば第２基部の形状等の制約によって第１基部から第２基部に向かって突出するような第１係合部を設けにくい場合であっても、第１基部の凹部に第１係合部を形成することで、第１係合部と第２係合部との係合領域を増やし易くなるので、金属部材と樹脂部材との接合強度を確保し易くなる。
【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、前記第１係合部における前記空洞と前記フレームとを含む単位体積当たりの前記フレームの比率は、前記第２基部に近い領域よりも前記第１基部に近い領域の方が大きい。
【００２０】
例えば第１基部と第２基部とが互いに離間する方向に引張されると、第１係合部のフレームのうち第１基部に近い領域におけるフレームには、当該領域におけるフレームに作用する荷重に加えて、当該領域よりも第２基部に近い領域におけるフレームに作用する荷重を負担することとなる。そのため、第１係合部の強度の点から、第１係合部における空洞とフレームとを含む単位体積当たりのフレームの比率は、第２基部に近い領域よりも第１基部に近い領域の方が大きいことが望ましい。
その点、上記（７）の構成によれば、当該比率が第２基部に近い領域よりも第１基部に近い領域の方が大きいので、第１係合部の強度を確保できる。
【００２１】
逆に、上記（７）の構成によれば、第１係合部における空洞とフレームとを含む単位体積当たりの空洞の比率は、第１基部に近い領域よりも第２基部に近い領域の方が大きい。したがって、上記（７）の構成によれば、第１係合部と第２係合部とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂の比率は、第１基部に近い領域よりも第２基部に近い領域の方が大きくなる。
上述した第１係合部の場合と同様に、第２係合部の強度の点から、第１係合部と第２係合部とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂の比率は、第１基部に近い領域よりも第２基部に近い領域の方が大きいことが望ましい。
その点、上記（７）の構成によれば、第１係合部と第２係合部とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂の比率が第１基部に近い領域よりも第２基部に近い領域の方が大きいので、第２係合部の強度を確保できる。
【００２２】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、
前記第１係合部は、少なくとも第１層と、前記第１層に積層された第２層とを有し、
前記フレームは、前記第１層において第１方向に延在する少なくとも一つの第１延在部と、前記第２層において前記第１方向と交差する第２方向に延在する少なくとも一つの第２延在部とを含む。
【００２３】
上記（８）の構成によれば、互いに異なる方向に延在する第１係合部における第１延在部及び第２延在部と、第１係合部における第１延在部及び第２延在部が存在しない空洞に充填された第２係合部の樹脂とによって互いに機械的に結合できる。これにより、金属部材と樹脂部材との接合強度を確保できる。
【００２４】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記第１層は、前記第２層よりも前記第１基部に近い位置に存在し、
前記第１層における単位体積当たりの前記フレームの比率は、前記第２層における単位体積当たりの前記フレームの比率よりも大きい。
【００２５】
上述したように、例えば第１基部と第２基部とが互いに離間する方向に引張されると、第１層における第１延在部には、第１延在部に作用する荷重に加えて、第１延在部よりも第２基部に近い第２層における第２延在部に作用する荷重を負担することとなる。そのため、第１係合部の強度の点から、第１層における単位体積当たりのフレームの比率は、第２層における単位体積当たりのフレームの比率よりも大きいことが望ましい。
その点、上記（９）の構成によれば、第１層における単位体積当たりのフレームの比率が第２層における単位体積当たりのフレームの比率よりも大きいので、第１係合部の強度を確保できる。
【００２６】
逆に、上記（９）の構成によれば、第２層における単位体積当たりの空洞の比率が第１層における単位体積当たりの空洞の比率よりも大きい。したがって、上記（９）の構成によれば、第１係合部と第２係合部とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂の比率は、第１基部に近い第１層よりも第２基部に近い第２層の方が大きくなる。
上述した第１係合部の場合と同様に、第２係合部の強度の点から、第１係合部と第２係合部とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂の比率は、第１基部に近い第１層よりも第２基部に近い第２層の方が大きいことが望ましい。
その点、上記（９）の構成によれば、第１係合部と第２係合部とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂の比率が第１基部に近い第１層よりも第２基部に近い第２層の方が大きいので、第２係合部の強度を確保できる。
【００２７】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、前記第１延在部の延在方向と直交する断面における前記第１延在部の断面積は、前記第２延在部の延在方向と直交する断面における前記第２延在部の断面積よりも大きい。
【００２８】
上記（１０）の構成によれば、第１層における単位体積当たりのフレームの比率が第２層における単位体積当たりのフレームの比率よりも大きくなるので、第１係合部の強度を確保できる。また、上記（１０）の構成によれば、第１係合部と第２係合部とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂の比率が第１基部に近い第１層よりも第２基部に近い第２層の方が大きくなるので、第２係合部の強度を確保できる。
【００２９】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（９）又は（１０）の構成において、前記第１延在部の数は、前記第２延在部の数よりも多い。
【００３０】
上記（１１）の構成によれば、第１層における単位体積当たりのフレームの比率が第２層における単位体積当たりのフレームの比率よりも大きくなるので、第１係合部の強度を確保できる。また、上記（１１）の構成によれば、第１係合部と第２係合部とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂の比率が第１基部に近い第１層よりも第２基部に近い第２層の方が大きくなるので、第２係合部の強度を確保できる。
【００３１】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、前記第２層は、前記第１層に対して前記第１基部から前記第２基部へ向かう方向と交差する方向に積層されていてもよい。
【００３２】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、
前記第１係合部は、少なくとも、第１延在方向に延在する複数の第１軸状部材と、前記第１延在方向と交差する第２延在方向に延在する複数の第２軸状部材とを含んでいてもよい。
前記複数の第１軸状部材の少なくとも一つと、前記複数の第２軸状部材の少なくとも一つとは、接続部で互いに接続されていてもよい。
【００３３】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１３）の何れかの構成において、前記第２係合部を構成する樹脂は、前記第２基部を構成する樹脂と同じ種類の樹脂である。
【００３４】
上記（１４）の構成によれば、例えば、射出成型の金型に金属部材をセットし、射出成型装置によって樹脂を射出することで第２係合部と第２基部とを得られる。これにより、金属部材と樹脂部材とを接合させた接合部材を容易に得られる。
【００３５】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１３）の何れかの構成において、前記第２係合部を構成する樹脂は、前記第２基部を構成する樹脂と異なる種類の樹脂である。
【００３６】
上記（１５）の構成によれば、例えば、予め形成しておいた第２基部を第２係合部の樹脂と接合することで金属部材と樹脂部材とを接合させた接合部材を得られる。なお、この場合には、第２係合部の樹脂に接着剤を用いることで、金属部材と樹脂部材とを接合させた接合部材を容易に得られる。
【００３７】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１５）の構成において、前記第１係合部又は前記第２係合部と前記第２基部とが接する界面における金属の面積の比率は、前記第１係合部における前記空洞と前記フレームとを含む単位体積当たりの前記フレームの比率の平均値よりも小さい。
【００３８】
上記（１６）の構成によれば、第１係合部又は第２係合部と第２基部とが接する界面における樹脂の面積の比率は、第１係合部における空洞とフレームとを含む単位体積当たりの空洞の比率の平均値よりも大きくなる。そのため、例えば予め形成しておいた第２基部を第２係合部の樹脂を接着剤として用いて接合する場合、空洞に充填された接着剤と第２基部とが接する面積を増やすことができる。これにより、第２基部と第２係合部との接合強度を向上できる。
【００３９】
（１７）幾つかの実施形態では、上記（１６）の構成において、
前記界面を跨いで前記第２基部から前記第１係合部に突出する、又は前記第１係合部から前記第２基部に向かって突出する嵌合凸部と、
前記第２基部又は前記第１係合部に形成され、前記嵌合凸部と嵌合する嵌合凹部と、
をさらに備える。
【００４０】
例えば予め形成しておいた第２基部を第２係合部の樹脂を接着剤として用いて接合する場合、上記（１７）の構成によれば、嵌合凸部と嵌合凹部とを嵌合させることで、第２基部と第１係合部、すなわち金属部材とを容易に位置決めできる。
【００４１】
（１８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１７）の何れかの構成において、前記第２基部又は前記第２係合部の少なくとも一方は、母材となる樹脂中に繊維を含んでいる。
【００４２】
上記（１８）の構成によれば、上記繊維によって樹脂部材の強度を向上できる。
【００４３】
（１９）本発明の少なくとも一実施形態に係る接合部材の製造方法は、
金属製の第１基部に一体的に設けられた金属製のフレームにより形成され、互いに連通する複数の空洞を内部に形成する三次元構造を含む第１係合部に対して、前記複数の空洞内に樹脂を充填して第２係合部を形成する工程と、
前記第２係合部と一体的に設けられる樹脂製の第２基部を得る工程と、
を備える。
【００４４】
上記（１９）の方法によれば、第１基部と一体的に設けられた第１係合部における複数の空洞内に樹脂を充填して第２係合部を形成するとともに、第２係合部と一体的に設けられる樹脂製の第２基部を得ることで、金属製の第１基部と樹脂製の第２基部とが接合された接合部材が得られる。
【００４５】
（２０）幾つかの実施形態では、上記（１９）の方法において、前記複数の空洞内に前記樹脂を充填して前記第２係合部を形成するとともに、該樹脂によって前記第２基部を形成する。
【００４６】
上記（２０）の方法によれば、例えば、一体的に形成されている金属製の第１基部及び第１係合部を射出成型の金型にセットし、射出成型装置によって樹脂を射出することで第２係合部と第２基部とを得られる。これにより、金属製の第１基部と樹脂製の第２基部とが接合された接合部材を容易に得られる。
【００４７】
（２１）幾つかの実施形態では、上記（１９）の方法において、前記第２基部と前記第１係合部とを前記複数の空洞内に充填した前記樹脂によって接着する。
【００４８】
上記（２１）の方法によれば、例えば、予め形成しておいた第２基部を第１係合部の空洞内の樹脂と接合することで一体的に形成されている金属製の第１基部及び第１係合部と第２基部とを接合させた接合部材を得られる。なお、この場合には、第２係合部の樹脂に接着剤を用いることで、該接合部材を容易に得られる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、金属材料と樹脂材料とを接合させた接合部材における接合強度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】幾つかの実施形態に係る接合部材の模式的な斜視図である。
【図２】一実施形態に係る接合部材の模式的な分解図である。
【図３】他の実施形態に係る接合部材の模式的な分解図である。
【図４】さらに他の実施形態に係る接合部材の模式的な斜視図である。
【図５】他の実施形態に係る第１係合部の第１延在部及び第２延在部について、その延在方向と直交する断面における断面積について説明するための模式的な図である。
【図６】さらに他の実施形態に係る第１係合部を模式的に示した斜視図である。
【図７】第２基部と第１係合部との接触面積を抑制するための一例を説明するための、第１係合部の模式的な図である。
【図８】第２基部と第１係合部との接触面積を抑制するための他の一例を説明するための、第１係合部の模式的な図である。
【図９】第２基部と第１係合部との接触部分において、第２基部と第１係合部とで嵌合しあう部分を設けた場合の一例を説明するための図である。
【図１０】第１係合部の形状についての種々の例を説明するための模式的な断面図である。
【図１１】第１係合部の形状についての種々の例を説明するための模式的な断面図である。
【図１２】第１係合部の形状についての種々の例を説明するための模式的な断面図である。
【図１３】第１係合部の形状についての種々の例を説明するための模式的な断面図である。
【図１４】第１係合部の形状についての種々の例を説明するための模式的な断面図である。
【図１５】第１係合部の形状についての種々の例を説明するための模式的な断面図である。
【図１６】第１係合部の形状についての種々の例を説明するための模式的な断面図である。
【図１７】第１係合部の形状についての種々の例を説明するための模式的な断面図である。
【図１８】幾つかの実施形態に係る接合部材の製造方法のフローチャートである。
【図１９】第１係合部の一変形例を示す斜視図である。
【図２０】単純な井桁状の構造ではない三次元構造を有する第１係合部の一例を示す斜視図である。
【図２１】図２０に示す一実施形態における三次元構造の単位格子の斜視図である。
【図２２】単位格子の形状の幾つかの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００５２】
図１は、幾つかの実施形態に係る接合部材の模式的な斜視図である。図２は、一実施形態に係る接合部材の模式的な分解図である。図３は、他の実施形態に係る接合部材の模式的な分解図である。図４は、さらに他の実施形態に係る接合部材の模式的な斜視図である。
図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１は、金属部材１０と樹脂部材２０とを接合した接合部材である。すなわち、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１は、金属と樹脂との複合体である。
図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る金属部材１０は、金属製の第１基部１１、及び、第１基部１１に一体的に設けられた金属製の第１係合部１６を含む。
図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る樹脂部材２０は、樹脂製の第２基部２１、及び、第２基部２１に一体的に設けられるとともに第１係合部１６と係合する樹脂製の第２係合部２６を含む。
なお、図２、３では、幾つかの実施形態に係る接合部材１において第１係合部１６と係合する第２係合部２６を、説明のために第１係合部１６とは別に描いている。
【００５３】
以下、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１の第１係合部１６について説明する。幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１係合部１６における後述する空洞１８１に第２係合部２６の樹脂が充填されている。そこで、以下の説明では、接合部材１として、金属部材１０と樹脂部材２０とが接合された状態における説明ではなく、単に第１係合部１６の構造について説明する場合、空洞１８１に第２係合部２６の樹脂が充填されていない状態を前提とする。
【００５４】
図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１係合部１６は、金属製のフレーム１７０により形成され、互いに連通する複数の空洞１８１を該フレーム１７０の内部に形成する三次元構造を含んでいる。図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１係合部１６は、少なくとも第１層１６ａと、第１層１６ａに積層された第２層１６ｂとを有している。図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、フレーム１７０は、第１層１６ａにおいて第１方向Ｄｒ１に延在する少なくとも一つの第１延在部１７１と、第２層１６ｂにおいて第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄｒ２に延在する少なくとも一つの第２延在部１７２とを含む。
図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは、例えば直交している。
【００５５】
図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、説明の便宜上、第１係合部１６は、例えば１０層構造を有してるものとし、第１層１６ａから例えば第１０層１６ｊまで含んでいる。
図１〜３に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１層１６ａから例えば第１０層１６ｊまでのうち、奇数層は第１層１６ａと同様の構成を有し、偶数層は第２層１６ｂと同様の構成を有する。すなわち、図１〜３に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１係合部１６は、第１層１６ａと第２層１６ｂとが交互に繰り返し積層されているということもできる。
なお、説明の便宜上、第１層１６ａから第１０層１６ｊまでの各層の積層方向を単に積層方向、又は、高さ方向とも呼ぶことがあり、積層方向のうち、図１〜４における図示上方を上側とし、図１〜４における図示下方を下側とする。
【００５６】
図１〜３に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１層１６ａは、例えば５本の第１延在部１７１を含んでおり、第１延在部１７１のそれぞれが隣り合う第１延在部１７１とは第１方向Ｄｒ１と直交する方向（すなわち第２方向Ｄｒ２）に離間した状態で並べられている。
図１〜３に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第２層１６ｂは、例えば４本の第２延在部１７２を含んでおり、第２延在部１７２のそれぞれが隣り合う第２延在部１７２とは第２方向Ｄｒ２と直交する方向（すなわち第１方向Ｄｒ１）に離間した状態で並べられている。
図１〜３に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１層１６ａにおいて第１延在部１７１が存在しない領域、及び、第２層１６ｂにおいて第２延在部１７２が存在しない領域は、第１延在部１７１及び第２延在部１７２によって形成された空洞１８１である。
【００５７】
図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、第１層１６ａから第１０層１６ｊまでの各層において、第１基部１１から遠ざかるにつれて、第１延在部１７１又は第２延在部１７２の本数が少なくなっている。すなわち、図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、第１基部１１から遠ざかるにつれて、第１係合部１６における単位体積当たりのフレーム１７０の比率が低下する。
【００５８】
図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１は、互いに交差する第１延在部１７１及び第２延在部１７２によって形成された井桁構造を有する。なお、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、空洞１８１は、井桁形状を有する。
【００５９】
図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、積層方向で互いに接触する第１延在部１７１と第２層１６ｂとは、実際には一体的に形成されており、互いに接合されている。
図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１基部１１に対して、例えば積層造形法によって、第１係合部１６を形成することができる。なお、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る第１係合部１６の形成方法は、例えば、パウダーベッド方式であってもよく、メタルデポジッション方式であってもよく、バインダージェット方式であってもよく、上述した方式以外の他の方式であってもよい。
また、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る第１基部１１は、第１係合部１６と同様に積層造形法によって形成してもよく、鋳造や鍛造、切削、粉末焼結等によって形成してもよい。
【００６０】
図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第２係合部２６は、三次元構造の複数の空洞１８１内に充填された樹脂２７０を含む。すなわち、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第２係合部２６は、空洞１８１と同じ井桁形状を有する。
【００６１】
図２に示す一実施形態では、第２係合部２６は、例えば第２基部２１と同時に形成されて、第２基部２１と一体化されている。図２に示す一実施形態では、第２係合部２６を構成する樹脂２７０は、第２基部２１を構成する樹脂２２０と同じ種類の樹脂である。
そのため、図２に示す一実施形態では、例えば、射出成型の金型に金属部材１０をセットし、射出成型装置によって樹脂を射出することで第２係合部２６と第２基部２１とを得られる。これにより、金属部材１０と樹脂部材２０とを接合させた接合部材１を容易に得られる。
【００６２】
また、図３に示す一実施形態では、第２係合部２６は、例えば予め形成された第２基部２１に対して、第２係合部２６を形成することで、第２基部２１と一体化されている。すなわち、図３に示す一実施形態では、例えば第２係合部２６を構成する樹脂２７０を接着剤として、予め形成された第２基部２１を第２係合部２６と接着することにより、金属部材１０と樹脂部材２０とを接合させた接合部材１を得られる。
【００６３】
図３に示す一実施形態では、第２係合部２６を構成する樹脂２７０は、第２基部２１を構成する樹脂２２０と同じ種類の樹脂であってもよく、異なる種類の樹脂であってもよい。
【００６４】
上述したように、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、金属部材１０が金属製の第１基部１１、及び、第１基部１１に一体的に設けられた金属製の第１係合部１６を含む。したがって、この金属部材１０の第１係合部１６に対して樹脂製の第２係合部２６及び樹脂製の第２基部２１を含む樹脂部材２０を形成することで、金属製の第１基部１１と樹脂製の第２基部２１とを第１係合部１６及び第２係合部２６によって接合した接合部材１を得られる。
また、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１係合部１６の複数の空洞１８１と、該空洞１８１に充填された第２係合部２６の樹脂２７０とが互いの相対位置の変更を規制することで、第１係合部１６と第２係合部２６との接合強度を確保できる。これにより、金属部材１０と樹脂部材２０との接合強度を確保できる。
【００６５】
すなわち、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、第１基部１１と第２基部２１との相対位置を変更しようとしたときにフレーム１７０の少なくとも一部と空洞１８１内の樹脂の少なくとも一部とが押圧しあうように構成されている。したがって、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、金属製の第１基部１１と樹脂製の第２基部２１とが第１係合部１６及び第２係合部２６によって機械的に結合されているので、金属部材１０と樹脂部材２０との接合強度を確保できる。
【００６６】
また、図１〜４に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、互いに異なる方向に延在する第１係合部１６における第１延在部１７１及び第２延在部１７２と、第１係合部１６における第１延在部１７１及び第２延在部１７２が存在しない空洞１８１に充填された第２係合部２６の樹脂２７０とによって互いに機械的に結合できる。これにより、金属部材１０と樹脂部材２０との接合強度を確保できる。
【００６７】
上述したように、図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、第１層１６ａから第１０層１６ｊまでの各層において、第１基部１１から遠ざかるにつれて、第１延在部１７１又は第２延在部１７２の本数が少なくなっている。逆に言えば、図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、第１層１６ａから第１０層１６ｊまでの各層において、第１基部１１に近づくにつれて、第１延在部１７１又は第２延在部１７２の本数が多くなっている。すなわち、図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、第１係合部１６における空洞１８１とフレーム１７０とを含む単位体積当たりのフレーム１７０の比率は、第２基部２１に近い領域よりも第１基部１１に近い領域の方が大きい。図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、例えば、第１層１６ａにおける単位体積当たりのフレーム１７０の比率は、第２層１６ｂにおける単位体積当たりのフレーム１７０の比率よりも大きい。具体的には、図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、例えば、第１層１６ａの第１延在部１７１の数は、第２層１６ｂの第２延在部１７２の数よりも多い。
【００６８】
例えば第１基部１１と第２基部２１とが互いに離間する方向に引張されると、第１係合部１６のフレーム１７０のうち第１基部１１に近い領域におけるフレーム１７０には、当該領域におけるフレーム１７０に作用する荷重に加えて、当該領域よりも第２基部２１に近い領域におけるフレーム１７０に作用する荷重を負担することとなる。そのため、第１係合部１６の強度の点から、第１係合部１６における空洞１８１とフレーム１７０とを含む単位体積当たりのフレーム１７０の比率は、第２基部２１に近い領域よりも第１基部１１に近い領域の方が大きいことが望ましい。
【００６９】
その点、図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、第１係合部１６における空洞１８１とフレーム１７０とを含む単位体積当たりのフレーム１７０の比率が第２基部２１に近い領域よりも第１基部１１に近い領域の方が大きいので、第１係合部１６の強度を確保できる。
【００７０】
逆に、図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、第１係合部１６における空洞１８１とフレーム１７０とを含む単位体積当たりの空洞１８１の比率は、第１基部１１に近い領域よりも第２基部２１に近い領域の方が大きい。したがって、図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、第１係合部１６と第２係合部２６とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂２７０の比率は、第１基部１１に近い領域よりも第２基部２２に近い領域の方が大きくなる。
上述した第１係合部１６の場合と同様に、第２係合部２６の強度の点から、第１係合部１６と第２係合部２６とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂２７０の比率は、第１基部１１に近い領域よりも第２基部２２に近い領域の方が大きいことが望ましい。
その点、図４に示した一実施形態に係る接合部材１では、第１係合部１６と第２係合部２６とが係合する領域における単位体積当たりの樹脂２７０の比率が第１基部１１に近い領域よりも第２基部２２に近い領域の方が大きいので、第２係合部２６の強度を確保できる。
【００７１】
なお、例えば図５に示すように、第１基部１１に近づくにつれて、すなわち、図５における図示下方に向かうにつれて、第１延在部１７１又は第２延在部１７２について、その延在方向と直交する断面における断面積を大きくするようにしてもよい。図５は、他の実施形態に係る第１係合部１６の第１延在部１７１及び第２延在部１７２について、その延在方向と直交する断面における断面積について説明するための模式的な図である。図５では、図４に示した一実施形態に係る第１係合部１６と同様の構成を有する他の実施形態に係る第１係合部１６を、第１延在部１７１の延在方向に沿って見た、図４における矢視Ａに相当する図、及び、第２延在部１７２の延在方向に沿って見た、図４における矢視Ｂに相当する図を図示している。なお、図５では、他の実施形態に係る第１係合部１６の第１延在部１７１及び第２延在部１７２の上記断面積について説明するための図であり、図４に示した一実施形態に係る第１係合部１６における第１延在部１７１及び第２延在部１７２の形状や配置数等とは一致していない。
【００７２】
例えば図５に示した他の実施形態では、第１延在部１７１及び第２延在部１７２の上下方向の寸法はすべて等しい場合について説明するが、以下の説明に係る趣旨の範囲で、上下方向の寸法が異なっていてもよい。
例えば図５に示した他の実施形態では、第１延在部１７１の第２方向Ｄｒ２に沿った幅Ｗａ１、Ｗａ２は、第１基部１１に近づくにつれて、大きくなっている。また、図５に示した他の実施形態では、第２延在部１７２の第１方向Ｄｒ１に沿った幅Ｗｂ１、Ｗｂ２は、第１基部１１に近づくにつれて、大きくなっている。
また、図５に示した他の実施形態では、第１層１６ａの第１延在部１７１の第２方向Ｄｒ２に沿った幅Ｗａ１は、第２層１６ｂの第２延在部１７２の第１方向Ｄｒ１に沿った幅Ｗｂ１よりも大きい。すなわち、図５に示した他の実施形態では、第１層１６ａの第１延在部１７１の延在方向と直交する断面における第１延在部１７１の断面積は、第２層１６ｂの第２延在部１７２の延在方向と直交する断面における第２延在部１７２の断面積よりも大きい。
【００７３】
例えば図５に示すように、第１基部１１に近づくにつれて、第１延在部１７１又は第２延在部１７２について、その延在方向と直交する断面における断面積を大きくするようにしても、第１係合部１６における空洞１８１とフレーム１７０とを含む単位体積当たりのフレーム１７０の比率が第２基部２１に近い領域よりも第１基部１１に近い領域の方が大きくなるので、第１係合部１６の強度を確保できる。
なお、上述した図４に示した一実施形態の第１係合部１６のように、第１基部１１に近づくにつれて第１延在部１７１又は第２延在部１７２の本数を増やすことに代えて、図５に示すように、第１基部１１に近づくにつれて、第１延在部１７１又は第２延在部１７２について、その延在方向と直交する断面における断面積を大きくするようにしてもよい。また、上述した図４に示した一実施形態の第１係合部１６のように、第１基部１１に近づくにつれて第１延在部１７１又は第２延在部１７２の本数を増やすとともに、図５に示すように、第１基部１１に近づくにつれて、第１延在部１７１又は第２延在部１７２について、その延在方向と直交する断面における断面積を大きくするようにしてもよい。
【００７４】
（樹脂２７０の注入に関して）
図６は、さらに他の実施形態に係る第１係合部１６を模式的に示した斜視図である。
上述したように、射出成型によって第１係合部１６の空洞１８１に樹脂２７０を充填することが考えられる。この場合に、例えば第１係合部１６の上方からではなく、図６の破線の矢印Ｓで示すように側方、例えば、第２方向から樹脂２７０を供給することが考えられる。
このような場合に、樹脂２７０の注入位置から遠い領域である、図６における図示左方の領域の空洞１８１に樹脂２７０を確実に供給するためには、樹脂２７０の注入位置に近い領域において、樹脂２７０が流動し易い構造となっていることが望ましい。すなわち、例えば、図６に示すように、樹脂２７０の注入位置に近い領域における空洞１８１の大きさが樹脂２７０の注入位置から遠い領域における空洞１８１の大きさよりも大きいことが望ましい。
【００７５】
そこで、例えば、図６に示したさらに他の実施形態のように、樹脂２７０の注入位置に近い領域において、第１延在部１７１又は第２延在部１７２の少なくとも一方について、その少なくとも一部を切り欠くことによって、空洞１８１の大きさを大きくするようにしてもよい。例えば、図６に示したさらに他の実施形態では、複数の第１延在部１７１のうち、樹脂２７０の注入位置に近い領域の第１延在部１７１Ｂは、他の領域の第１延在部１７１Ａの途中を切り欠いたような形状とされている。また、例えば、図６に示したさらに他の実施形態では、複数の第２延在部１７２のうち、樹脂２７０の注入位置に近い領域の第２延在部１７２Ｂは、他の領域の第２延在部１７２Ａよりも長さが短い。
このように、樹脂２７０の注入位置に近い領域における空洞１８１の大きさを樹脂２７０の注入位置から遠い領域における空洞１８１の大きさよりも大きくすることで、樹脂２７０の注入位置から遠い領域にも樹脂２７０を容易に供給できる。
【００７６】
（樹脂２７０と第２基部２１との接着について）
上述したように、図３に示す一実施形態では、例えば第２係合部２６を構成する樹脂２７０を接着剤として、予め形成された第２基部２１を第２係合部２６と接着することにより、金属部材１０と樹脂部材２０とを接合させた接合部材１を得られる。この場合、第２基部２１と第２係合部２６との接着強度の観点から、第２基部２１と第２係合部２６（樹脂２７０）との接触面積が大きい方がよい。
【００７７】
例えば、第２基部２１を第２係合部２６と接着する過程で第２基部２１を第１係合部１６と接触させる必要がある場合、第２基部２１と第１係合部１６との接触面積が増えると、第２基部２１と樹脂２７０との接触面積が減ってしまう。そのため、第２基部２１と第１係合部１６との接触面積を抑制することが望ましい。
そこで、例えば図７に示すように、第２基部２１を第２係合部２６と接着する過程で第２基部２１と接触することとなる、第２基部２１に最も近いフレーム１７０である第１延在部１７１Ｃの本数を、該第１延在部１７１Ｃよりも第１基部１１側に位置する第１延在部１７１の本数よりも少なくしてもよい。なお、図７は、第２基部２１と第１係合部１６との接触面積を抑制するための一例を説明するための、第１係合部１６の模式的な図である。図７では、第１係合部１６の模式的な斜視図、第１係合部１６の模式的な正面図、及び、第２基部２１と第２係合部２６とを接着した後の接合部材１の模式的な正面図を上から順に並べて図示している。
【００７８】
また、例えば図８に示すように、第２基部２１を第２係合部２６と接着する過程で第２基部２１と接触することとなる、第２基部２１に最も近いフレーム１７０Ａの第１方向Ｄｒ１又は第２方向Ｄｒの少なくとも一方の大きさを小さくすることで、該フレーム１７０Ａが第２基部２１と接触する接触面の面積を小さくしてもよい。なお、図８は、第２基部２１と第１係合部１６との接触面積を抑制するための他の一例を説明するための、第１係合部１６の模式的な図である。図８では、第１係合部１６の模式的な斜視図、第１係合部１６の模式的な正面図、及び、第２基部２１と第２係合部２６とを接着した後の接合部材１の模式的な正面図を上から順に並べて図示している。
【００７９】
上述した図７、図８のように、第１係合部１６又は第２係合部２６と第２基部２１とが接する界面２５１における金属（フレーム１７０）の面積の比率は、第１係合部１６における空洞１８１とフレーム１７０とを含む単位体積当たりのフレームの比率の平均値よりも小さい。
したがって、第１係合部１６又は第２係合部２６と第２基部２１とが接する界面２５１における樹脂２７０の面積の比率は、第１係合部１６における空洞１８１とフレーム１７０とを含む単位体積当たりの空洞１８１の比率の平均値よりも大きくなる。そのため、例えば予め形成しておいた第２基部２１を第２係合部２６の樹脂２７０を接着剤として用いて接合する場合、空洞１８１に充填された接着剤（樹脂２７０）と第２基部２１とが接する面積を増やすことができる。これにより、第２基部２１と第２係合部２６との接合強度を向上できる。
【００８０】
なお、第２基部２１と第１係合部１６との接触部分において、第２基部２１と第１係合部１６と嵌合しあう部分を設けると、第２基部２１を第２係合部２６と接着する過程で第２基部２１と第１係合部１６との相対位置の位置決めが容易となる。図９は、第２基部２１と第１係合部１６との接触部分において、第２基部２１と第１係合部１６とで嵌合しあう部分を設けた場合の一例を説明するための図である。図９では、金属部材１０、第２基部２１、及び、第２基部２１と第１係合部１６とを接触させたときの金属部材１０と第２基部２１とを模式的に示した斜視図である。
【００８１】
図９に示す例では、図８に示したフレーム１７０Ａの頂部から積層方向の上方に突出する嵌合凸部１７５が各フレーム１７０Ａに形成されている。また、図９に示す例では、第２基部２１と第１係合部１６とを接触させたときに嵌合凸部１７５が挿入される嵌合凹部２１３が第２基部２１の底面、すなわち、第１係合部１６と対応する面に形成されている。すなわち、図９に示す例では、接合部材１は、上記界面２５１を跨いで第１係合部１６から第２基部２１に向かって突出する嵌合凸部１７５と、第２基部２１に形成され、嵌合凸部１７５と嵌合する嵌合凹部２１３とを備える。
【００８２】
例えば予め形成しておいた第２基部２１を第２係合部２６の樹脂２７０を接着剤として用いて接合する場合、図９に示す例によれば、嵌合凸部１７５と嵌合凹部２１３とを嵌合させることで、第２基部２１と第１係合部１６、すなわち金属部材１０とを容易に位置決めできる。
なお、界面２５１を跨いだ嵌合関係が図９に示す例とは逆となるように、第２基部２１の底面に第１係合部１６に向かって突出する嵌合凸部を形成し、フレーム１７０Ａの頂部から積層方向の下方に凹んだ嵌合凹部をフレーム１７０Ａに形成してもよい。すなわち、接合部材１は、上記界面２５１を跨いで第２基部２１から第１係合部１６に突出する嵌合凸部と、第１係合部１６に形成され、該嵌合凸部と嵌合する嵌合凹部とを備えていてもよい。
【００８３】
（第１係合部１６の形状について）
以下、さらに図１０〜図１７を参照して、第１係合部１６の形状についての種々の例を説明する。図１０〜図１７は、それぞれ、第１係合部１６の形状についての種々の例を説明するための模式的な断面図である。なお、図１０〜図１７では、第１基部１１が例えば円筒形状を有する部材であり、第１基部１１の円筒の外周部に第２基部２１が配置される場合の例を挙げている。また、図１０〜１４では、第２基部２１を接合する前の金属部材１０の断面図を図示左側に図示し、第２基部２１を接合した後の接合部材１の断面図を図示右側に図示している。図１５〜１７では、第２基部２１を接合した後の接合部材１の断面図を図示している。
なお、図１０〜図１７に示した第１係合部１６は、上述した図１〜９に示した何れかの実施形態に係る第１係合部１６であってもよい。
【００８４】
以下の説明では、特に断りがない限り、径方向とは、第１基部１１の円筒の径方向と同じ方向を表すものとする。また、以下の説明では、特に断りがない限り、軸線方向とは、第１基部１１の円筒の軸線方向と同じ方向を表すものとする。以下の説明では、特に断りがない限り、周方向とは、第１基部１１の円筒の周方向と同じ方向を表すものとする。
【００８５】
図１０に示す実施形態では、第１係合部１６は、第１基部１１の円筒の外周面１１１に形成されている。図１０に示す実施形態では、第１係合部１６における径方向外側の面は、平面であるが、曲面であってもよい。
図１０に示す実施形態では、第２基部２１は、第１係合部１６の径方向外側の面に配置されている。
【００８６】
図１１、１６、１７に示す実施形態では、第１係合部１６は、第１基部１１の円筒の外周面１１１に形成されている。なお、図１１、１６、１７に示す実施形態に係る第１係合部１６は、図１０に示す実施形態に係る第１係合部１６と比べて径方向の寸法が大きく、例えば、軸線方向から見たときに、径方向外側に向かうにつれて周方向の寸法が小さくなるように形成されている。例えば、図１１、１６、１７に示す実施形態では、第１係合部１６は、錐台形状を有しているものとする。すなわち、図１１、１６、１７に示す実施形態では、第１基部１１の円筒の外周面１１１から径方向外側に突出する凸部１６３が形成されている。
図１１、１６、１７に示す実施形態では、第２基部２１は、錐台形状を有する第１係合部１６を外側から覆っている。
図１１、１６、１７に示す実施形態では、第２基部２１は、上記凸部１６３が挿入される凹部２１７を有する。
【００８７】
なお、図１７に示す実施形態では、第１基部１１には、外周面１１１から径方向外側に突出する凸部１１５が形成されている。図１７に示す実施形態では、凸部１１５の外側に第１係合部１６（凸部１６３）が形成されている。
【００８８】
図１２、１３、１５に示す実施形態では、第１係合部１６は、第１基部１１の円筒の外周面１１１よりも第１基部１１における径方向内側に形成されている。すなわち、図１２、１３、１５に示す実施形態では、第１基部１１に径方向内側に凹んだ凹部１１３が形成されており、該凹部１１３内に第１係合部１６が形成されている。すなわち、図１２、１３、１５に示す実施形態では、第１係合部１６の基端部１６７は、第１基部の凹部１１３に入り込んでいる。
図１２、１３、１５に示す実施形態では、第１係合部１６における径方向外側の面は、第１基部１１の円筒の外周面１１１と同じ円筒面とされているが、平面であってもよい。
図１２、１３、１５に示す実施形態では、第２基部２１は、第１係合部１６の径方向外側の面に配置されている。
【００８９】
図１３に示す実施形態では、第１係合部１６は、図１２に示す実施形態における第１係合部１６に対して、その外周面から径方向内側に凹んだ凹部１６１が少なくとも１つ形成されている。
図１３に示す実施形態では、第２基部２１は、上記凹部１６１に挿入される凸部２１５を少なくとも１つ有する。
【００９０】
図１４に示す実施形態では、第１基部１１に径方向内側に凹んだ凹部１１３が形成されており、該凹部１１３内に第１係合部１６が形成されている。すなわち、図１４に示す実施形態では、第１係合部１６の基端部１６７は、第１基部の凹部１１３に入り込んでいる。
図１４に示す実施形態では、第１係合部１６は、図１２に示す実施形態における第１係合部１６に対して、その外周面から径方向外側に突出する凸部１６３が少なくとも１つ形成されている。
図１４に示す実施形態では、第２基部２１は、第１係合部１６の径方向外側の面に配置されている。
図１４に示す実施形態では、第２基部２１は、上記凸部１６３が挿入される凹部２１７を少なくとも１つ有する。
【００９１】
図１０、１１、１３、１４、１６、１７に示した実施形態では、第１係合部１６は、第１係合部１６の外形が凹んだ形状に形成された凹部１６１、又は、外形が突出した形状に形成された凸部１６３の少なくとも一方を有している。
そして、図１０、１１、１３、１４、１６、１７に示した実施形態では、第２係合部２６は、少なくとも凹部１６１の形成領域又は凸部１６３の形成領域において第１係合部１６と嵌合している。
図１０、１１、１３、１４、１６、１７に示した実施形態では、第２基部２１は、少なくとも凹部１６１又は凸部１６３において第２係合部２６と接続されている。
これにより、第１係合部１６と第２係合部２６との係合領域を増やし易くなるので、金属部材１０と樹脂部材２０との接合強度を確保し易くなる。
【００９２】
図１１、１４、１６、１７に示した実施形態では、第１係合部１６は、凸部１６３を有している。
そして、図１１、１４、１６、１７に示した実施形態では、凸部１６３は、少なくともその先端部１６３ａが第２基部２１で覆われている。すなわち、図１１、１４、１６、１７に示した実施形態では、第２基部２１の凹部２１７に凸部１６３が挿入されている。
これにより、金属部材１０と樹脂部材２０との相対位置の位置決めが容易になる。
【００９３】
図１７に示した実施形態では、第１基部１１は、その一部である凸部１１５が第１係合部１６の凸部１６３の先端部１６３ａに向かって凸部１６３に入り込んでいる。
これにより、第１基部１１のうち第１係合部１６の凸部１６３に入り込んでいる凸部１１５によって、第１係合部１６の凸部１６３における強度を容易に補強できる。
【００９４】
図１３に示した実施形態では、第１係合部１６は、上記凹部１６１を有している。そして、図１３に示した実施形態では、凹部１６１は、第２基部２１の一部である凸部２１５が挿入されている。
これにより、図１３に示すように、例えば第２基部２１が比較的薄い部材であっても、上記凹部１６１に挿入される部位である凸部２１５を第２基部２１に形成し易い。したがって、例えば第２基部２１が比較的薄い部材であっても、金属部材１０と樹脂部材２０との相対位置の位置決めが容易になる。
【００９５】
図１２〜１５に示す実施形態では、第１係合部１６の基端部１６７は、第１基部１１の凹部１１３に入り込んでいる。
これにより、例えば第２基部２１の形状等の制約によって第１基部１１から第２基部２１に向かって突出するような第１係合部１６を設けにくい場合であっても、第１基部１１の凹部１１３に第１係合部１６を形成することで、第１係合部１６と第２係合部２６との係合領域を増やし易くなるので、金属部材１０と樹脂部材２０との接合強度を確保し易くなる。
また、図１２〜１５に示す実施形態では、第１基部１１に切削加工や塑性加工等の機械加工を施すことで凹部１１３を予め形成できる。そして、図１２〜１５に示す実施形態では、予め形成された凹部１１３に対して、例えば積層造形法によって、互いに連通する複数の空洞１８１を内部に形成する三次元構造を含む基端部１６７を形成してもよい。
【００９６】
なお、上述した幾つかの実施形態に係る第２基部２１又は第２係合部２６の少なくとも一方は、母材となる樹脂中に繊維を含んでいてもよく、該繊維によって樹脂部材２０の強度を向上できる。
ここで、樹脂部材２０の母材に含まれる繊維は、カーボンやガラス、セラミックス等の繊維であってもよい。また、該繊維は、射出成型によって第２基部２１又は第２係合部２６の少なくとも一方を形成する場合には、射出成型を行う際に不都合が生じない程度の比較的短い長さの繊維を用いるとよい。
また、例えば、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ：炭素繊維強化プラスチック）などの薄板を型抜きした複数枚のプリプレグシートを積層して構成されたプリプレグ積層体を用いて第２基部２１を製造するような場合には、繊維の長さは、特に限定されない。
【００９７】
（接合部材１の製造方法について）
以下、上述した幾つかの実施形態に係る接合部材１の製造方法について説明する。図１８は、上述した幾つかの実施形態に係る接合部材１の製造方法のフローチャートである。上述した幾つかの実施形態に係る接合部材１の製造方法は、第２係合部形成工程Ｓ１００と、第２基部取得工程Ｓ２００とを備える。
【００９８】
第２係合部形成工程Ｓ１００は、金属製の第１基部１１に一体的に設けられた金属製のフレーム１７により形成され、互いに連通する複数の空洞１８１を内部に形成する三次元構造を含む第１係合部１６に対して、複数の空洞１８１内に樹脂２７０を充填して第２係合部２６を形成する工程である。
第２係合部形成工程Ｓ１００では、例えば、不図示の射出成型の金型に金属部材１０をセットし、不図示の射出成型装置によって樹脂２７０を射出することで空洞１８１内に樹脂２７０を充填することができる。
【００９９】
第２基部取得工程Ｓ２００は、第２係合部２６と一体的に設けられる樹脂製の第２基部２１を得る工程である。
これにより、第１基部１１と一体的に設けられた第１係合部１６における複数の空洞１８１内に樹脂２７０を充填して第２係合部２６を形成するとともに、第２係合部２６と一体的に設けられる樹脂製の第２基部２１を得ることで、金属製の第１基部１１と樹脂製の第２基部２１とが接合された接合部材が得られる。
【０１００】
なお、複数の空洞１８１内に樹脂２７０を充填して第２係合部２６を形成するとともに、該樹脂２７０と同じ種類の樹脂によって第２基部２１を形成してもよい。
これにより、例えば、一体的に形成されている金属製の第１基部１１及び第１係合部１６を不図示の射出成型の金型にセットし、不図示の射出成型装置によって樹脂を射出することで第２係合部２６と第２基部２１とを得られる。これにより、金属製の第１基部１１と樹脂製の第２基部２１とが接合された接合部材１を容易に得られる。
【０１０１】
また、第２基部２１と第１係合部１６とを複数の空洞１８１内に充填した樹脂２７０によって接着してもよい。
これにより、例えば、予め形成しておいた第２基部２１を第１係合部１６の空洞１８１内の樹脂２７０と接合することで一体的に形成されている金属製の第１基部１１及び第１係合部１６と第２基部２１とを接合させた接合部材１を得られる。なお、この場合には、第２係合部２６の樹脂２７０に接着剤を用いることで、該接合部材１を容易に得られる。
【０１０２】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、図１〜９に示した幾つかの実施形態では、説明の便宜上、第１基部１１の上面が平面であり、該上面に沿って平行に第１延在部１７１及び第２延在部１７２が延在している。また、例えば、図１〜９に示した幾つかの実施形態では、第１基部１１から樹脂部材２０の第２基部２１に向かって第１係合部１６の各層が積層されている。また、例えば、図１〜９に示した幾つかの実施形態では、第１延在部１７１及び第２延在部１７２は、互いに直交する方向に延在している。しかし、本発明は、これらの態様に限定されない。
【０１０３】
図１９は、第１係合部１６の一変形例を示す斜視図である。
例えば図１９に示すように、第１延在部１７１及び第２延在部１７２は、互いに直交していなくてもよい。すなわち、第１延在部１７１の延在方向と第２延在部１７２の延在方向との角度差は、９０度以外の角度であってもよい。
また、例えば図１９に示すように、第１係合部１６の各層の積層方向は、第１基部１１から図１９において不図示である樹脂部材２０の第２基部２１に向かう方向（図１９における上側に向かう方向）とは異なる方向であってもよい。図１９に示す一変形例では、第１係合部１６の第１層１６ａや第２層１６ｂ等の各層の積層方向は、第１基部１１の上面の延在方向に沿った方向であるが、第１基部１１の上面と斜めに交差する方向であってもよい。
すなわち、例えば図１９に示した第１係合部１６のように、第２層１６ｂは、第１層１６ａに対して第１基部１１から第２基部２１へ向かう方向と交差する方向に積層されていてもよい。
【０１０４】
また、例えば図１９に示すように、第１基部１１の上面と交差する方向に第１延在部１７１及び第２延在部１７２が延在していてもよい。
例えば、図２、３に示した幾つかの実施形態に係る接合部材１では、積層造形時には、第１延在部１７１及び第２延在部１７２は、空洞１８１の鉛直方向直上で、鉛直方向と直交する第１方向Ｄｒ１及び第２方向Ｄｒ２、すなわち水平方向に延在する。このように、積層造形時に空洞１８１の鉛直方向の直上で水平方向に延在するようなオーバーハング部分を有する井桁状の第１係合部１６をパウダーベッド方式やメタルデポジッション方式の積層造形法で形成することは、一般的には困難である。
しかし、例えば図１９に示すように、第１基部１１の上面と交差する方向に第１延在部１７１及び第２延在部１７２が延在する第１係合部１６であれば、積層造形時には、第１延在部１７１及び第２延在部１７２が水平方向と交差する方向に延在することとなるので、パウダーベッド方式やメタルデポジッション方式の積層造形法であっても、形成が容易となる。
なお、バインダージェット方式の積層造形法によれば、図２、３に示した第１係合部１６のようなオーバーハング部分を有する井桁状の第１係合部１６であっても比較的容易に形成できる。
【０１０５】
また、第１係合部１６の三次元構造は、第１方向Ｄｒ１に延在する少なくとも一つの第１延在部１７１と、第２方向Ｄｒ２に延在する少なくとも一つの第２延在部１７２とによって構成される井桁状の構造に限られない。すなわち、第１係合部１６は、互いに連通する複数の空洞１８１をフレーム１７０の内部に形成する三次元構造を含んでいればよい。
図２０は、単純な井桁状の構造ではない三次元構造を有する第１係合部１６の一例を示す斜視図である。なお、図２０では、第１係合部１６の一部について図示している。図２０に示す一実施形態では、フレーム１７０は、それぞれ異なる方向に延在する軸部１７３と、異なる軸部１７３の端部同士が接続された接続部１７４とを含んでいる。図２０に示す一実施形態では、軸部１７３は、例えばそれぞれが異なる方向に延在する４つの軸部１７３ａ〜１７３ｄを含んでいる。
【０１０６】
例えば図２０に示した第１係合部１６のように、第１係合部１６は、少なくとも、第１延在方向に延在する複数の第１の軸部１７３である第１軸状部材と、該第１延在方向と交差する第２延在方向に延在する複数の第２の軸部１７３である第２軸状部材とを含んでいてもよい。そして、複数の第１の軸部１７３の少なくとも一つと、複数の第２の軸部１７３の少なくとも一つとは、接続部１７４で互いに接続されていてもよい。
【０１０７】
図２１は、図２０に示す一実施形態における三次元構造の単位格子の斜視図である。図２０に示す一実施形態では、三次元構造の単位格子４０は、図２１に示すように、２つの四角錐４１Ａ、４１Ｂの底面同士を重ね合わせた形状を有しており、それぞれの四角錐４１Ａ、４１Ｂにおいて、頂点４３と底面の角４５とを結ぶ線分に相当する位置に軸部１７３が配置されている。
図２０、２１に示すような単位格子４０を有する第１係合部１６であれば、積層造形時には、軸部１７３が水平方向と交差する方向に延在することとなるので、パウダーベッド方式やメタルデポジッション方式の積層造形法であっても、形成が容易となる。
【０１０８】
単位格子４０の形状は、図２１に示した単位格子４０の形状に限定されず、様々な形状を採り得る。図２２は、単位格子４０の形状の幾つかの例を示す図である。第１係合部１６の三次元構造は、図２１や図２２に示した単位格子４０の何れか一つ、または複数が繰り返して現れる形状を有していてもよい。
なお、一部の軸部１７３において、その一端が他の軸部１７３と接続されていなくてもよい。また、軸部１７３は、必ずしも直線的に延在していなくてもよく、曲部を有していてもよい。軸部１７３は、延在方向に沿って径が一定であってもよく、延在方向の位置によって径が変化していてもよい。
また、複数の軸部１７３が互いに接続される位置は、軸部１７３の端部に限らず、軸部１７３の両端の間の位置であってもよい。
【０１０９】
なお、上述した第１係合部１６の三次元構造に関する変形例は、これらの変形例以外の構造を排除するものではない。第１係合部１６の三次元構造は、連続気孔を有する立体的な網目構造となる様々な形態の三次元構造の何れかを含んでいてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１  接合部材
１０  金属部材
１１  第１基部
１６  第１係合部
１６ａ  第１層
１６ｂ  第２層
２０  樹脂部材
２１  第２基部
２６  第２係合部
１１３  凹部
１１５  凸部
１６１  凹部
１６３  凸部
１６３ａ  先端部
１６７  基端部
１７０  フレーム
１７１  第１延在部
１７２  第２延在部
１７５  嵌合凸部
１８１  空洞
２１３  嵌合凹部
２１５  凸部
２１７  凹部
２２０、２７０  樹脂
２５１  界面
【図１】
2020131646.tif 000003
【図２】
2020131646.tif 000004
【図３】
2020131646.tif 000005
【図４】
2020131646.tif 000006
【図５】
2020131646.tif 000007
【図６】
2020131646.tif 000008
【図７】
2020131646.tif 000009
【図８】
2020131646.tif 000010
【図９】
2020131646.tif 000011
【図１０】
2020131646.tif 000012
【図１１】
2020131646.tif 000013
【図１２】
2020131646.tif 000014
【図１３】
2020131646.tif 000015
【図１４】
2020131646.tif 000016
【図１５】
2020131646.tif 000017
【図１６】
2020131646.tif 000018
【図１７】
2020131646.tif 000019
【図１８】
2020131646.tif 000020
【図１９】
2020131646.tif 000021
【図２０】
2020131646.tif 000022
【図２１】
2020131646.tif 000023
【図２２】
2020131646.tif 000024