(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の複雑な構成を採用することなく、接合面同士に簡易な加工を施すことによって接着剤によって強固な接合を行うことができる複数のワークの接合物を提供する。【解決手段】少なくとも一部に平面を有するワークであって、この平面にはワーク同士が密着する密着面５と、この密着面よりも内部側に接合剤を収容し、密着面よりも低く位置する接合面４と、密着面と接合面の間に設けられた凹部３とから複数のワークの接合物を構成した。接合剤は硬化型の接着剤とする一方、接合されるワークは、それぞれ別の材質とするか、又は、同一の材質とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部に平面を有するワークであって、この平面にはワーク同士が密着する密着面と、この密着面よりも内部側に接合剤を収容し、前記密着面よりも低く位置する接合面と、前記密着面と接合面の間に設けられた凹部とからなることを特徴とする複数のワークの接合物。
【請求項２】
接合剤は硬化型の接着剤である請求項１記載の複数のワークの接合物。
【請求項３】
接合されるワークは、それぞれ別の材質である請求項１記載の複数のワークの接合物。
【請求項４】
接合されるワークは、同一の材質である請求項１記載の複数のワークの接合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同種あるいは異種材料からなるワークの面同士を接合一体化して複合体とした構成に係り、特に金属同士を強固に一体化した接合物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、異種材料からなる複数の物体の面同士を接合して一体とするための基本的な技術としては、面同士を接着したり、溶接で接合することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１０９３１号公報
【特許文献２】国際公開２０１６／１７１１２８号
【特許文献３】国際公開２０１７／０６５２５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
公知技術として示した特許文献１は、金属合金を積層する技術であるが、接合面を超微細に凹凸形状とし、これに対して接着剤を塗布して減圧・常圧戻しを繰り返して接合するもので作業が複雑であり、コスト性に欠け、普遍的用途として採用することは困難である。特許文献２に示した発明では、金属と樹脂を接合するものであるが、接合部表面にはイオン化傾向が鉄よりも小さく、鉄部材と接する面とは反対側の表面が粗化された金属めっき層を付与するなど、複雑な工程によって接合を達成している。また、特許文献３では、金属樹脂接合部材という異種材料の接合に係るものであるが、樹脂体の接合面には酸化鉄層を形成する必要があり、やはり作業性が困難である。
【０００５】
ところで、上記各特許文献に示された発明では、異種材料を接合するための技術として接着剤を利用するものがあるが、接合面には超微細な凹凸形状を施したり、金属めっき層を付与するなど、高度な技術を必要とするものであって、素材同士を簡単に接合することを目的とするものではない。
【０００６】
本発明は、上述したような従来の複雑な構成を採用することなく、接合面同士に簡易な加工を施すことによって接着剤によって強固な接合を行うことができる複数のワークの接合物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、少なくとも一部に平面を有するワークであって、この平面にはワーク同士が密着する密着面と、この密着面よりも内部側に接合剤を収容し、前記密着面よりも低く位置する接合面と、前記密着面と接合面の間に設けられた凹部という手段を用い、ワーク同士を接合剤によって接合することとした。ワーク同士を突き合せた場合、密着面同士が接触し、接合面には微細な空隙が出現する。この空隙は接合剤が配設される部分であり、この接合剤によってワーク同士が強固に接合される。凹部は接合剤が密着面にまで到達することを回避し、余剰な接合剤を物理的に吸収する機能を有し、これによって密着面はワークが直接接触することになる。一般的に接合剤として利用される素材は樹脂であり、絶縁物であるから、密着面にまで接合剤が回り込んだ場合にはワーク同士が完全に電気的に絶縁される。この絶縁を回避するために凹部に余剰の接合剤を収容するものである。
【０００８】
また、接合剤には硬化型の接着剤を用いた。接合剤としては接着剤、粘着剤を採用することが可能であるが、接着剤の場合には強力な接合強度を確保することができる。さらなる接着剤の組成としては、バインダとその硬化剤の２液分離型のエポキシ樹脂を採用すれば、接合のための作業性が向上する。
【０００９】
接合されるワークは、それぞれ別の材質とすることや、同一材質とすることは自由に決定することが可能であるが、一方のワークに導電体、他方のワークに絶縁体を採用すれば導電体の部分のみが通電することができ、例えばスイッチング素材を提供することが可能である。一方、同一材質の場合であっても、それぞれの表面をパーツとして切削加工した後に接合することができ、一体物を加工するよりも細かい加工が可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上述した構成を採用した接合物であるから、従来では達成できなかった接合強度を持つことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の複数のワークの接合物を示す端面図。
【図２】同、単一のワークの接合面を示した側面図。
【図３】せん断強度を確認するための試験結果。
【図４】（ａ）は図３の試験に用いた試験片の側面図、（ｂ）は同、平面図。
【図５】本発明の接合体をスイッチとして利用した一例を示す斜視図。
【図６】同、ストレーナとして利用した一例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に従って説明する。図１は本発明の実施形態の一例を示したものであり、４個のワークのそれぞれ対抗する面同士を接合した状態を示している。ここで、１は材質がアルミニウム製の断面正方形の棒、２は棒１と同じ大きさの真鍮製の棒であり、接合面が理解できるように端面を示している。この実施形態では、アルミニウム製の棒１ａ・１ｂが斜め方向に位置し、真鍮製の棒２ａ２ｂが同じように斜め方向に位置し、互いに別の材質が対向するように設けられる。３は長さ方向に延長した凹部であり、本実施形態では１つの接合される面に対して距離を空けて１本ずつ、合計２本が設けられている。この凹部の位置は互いに対向することが好ましいが、接合対象同士で完全に一致する必要はない。４は接合剤が塗布される接合面、５は接合剤を塗布しない密着面である。そして、接合面４は密着面５よりも若干削られて低い面に構成されている。接合面４と密着面５の高低差は、十分かつ効果的な接合剤の量が接合面に残留するためのものであり、ワークによって異なるが、０．１〜０．２ミリメートルの範囲で設定することができる。図２に接合面４と密着面５の関係を棒１の側面図として示した。
【００１３】
接合物を構成するには、この実施形態の場合にはまず４面の接合面４のそれぞれに接合剤（図示せず）を塗布し、接合剤が硬化する前に互いの接合面同士を併せて一定時間放置する。この場合、強固な接合強度を得るためには、接合物の周囲から接合面方向に圧接した状態を維持することが好ましい。圧接のための手段は、バイスによって行ったり、周囲から絞り込んだり、公知の手段を用いる。
【００１４】
凹部３は、接合面４に塗布した接合剤が密着面５に延長しないためと、圧接によって生じた余分な接合剤を吸収するために存在するものであり、本発明では重要な構造である。接合剤は、接合面同士を強固に接合するための構成であるが、この接合剤層が厚すぎれば引っ張り応力やせん断応力が加わった時に接合剤層が破断するおそれがある。したがって、接合剤が当初に設計した以上の厚い層として存在することは好ましくない。一方、接合剤の量が少なすぎる場合には接合面に十分に接合剤が塗布されず、接合後に外部から視認できない不接合部分が生じるおそれがある。本実施形態では、接合の際に余剰な接合剤を凹部３の内部に取り込んで、理想的な接合剤の厚さを実現している。なお、密着面５は接合剤が塗布されていない部分であるから、対向するワーク同士が通電する素材であれば電気的に一体であり、一方、あるいは一つのワークが絶縁体である場合には通電は行われない。したがって、これを利用した各種の接合物を得ることができる。
【００１５】
接合剤は、エポキシ樹脂の２液硬化型の接着剤であっても、ゴム糊のような粘着剤であっても、その接合剤が基本的に有する接合強度を発揮することが可能である。ただし、強固な接合を目的とし、接合物を工業的に利用する場合には、接着剤が適切である。また、接着剤は硬化によって体積が減少しない性質のものが好ましい。
【００１６】
図３は、本発明の接合物のせん断強度を確認するために行った試験結果を示す。試験体は図４（ａ）・（ｂ）に示すように、２枚の試験片６・６の一部同士を接着して接着層７とし、試験片の両端部分８・８をチャックしてせん断力を加えた結果を示している。ここに示した数値は複数の試験体の製造誤差を含めてミリメートルで示した。接着層７には本発明の構成である凹部、接合部、および密着部が設けられているが、図示については省略している。なお、この試験では両端をチャックして互いに水平方向に引っ張り力を加えたものであり、実質的には引っ張り応力が数値として示されている。
【００１７】
図３の試験結果は複数の材質を接合した場合を示しており、一方側の試験片には真鍮片、鉄片、ステンレス片、アルミニウム片、チタン片、およびセラミック片を用い、これに対して同材質の他方片と各異種材質片を接合し、引っ張り応力を加えたものであり、破断点における数値を示した。この結果から、材質によって破断点が異なるが、ほとんどが通常の接合よりも強い引っ張り応力に耐えることができた。なお、セラミック片同士の接合については、引っ張り力が完全な水平方向ではなかったので、曲げ応力に弱いセラミック片そのものが破断した。
【００１８】
図５は、本発明の接合体を円柱状に加工して回転体９とした状態を示し、図１に示した接合物の周囲を円柱加工したものである。そして、回転体９は両側を軸受１０で軸支し、例えばモータなどで回転自在としている。回転体９は図１のように４分割されたものであるが、回転方向交互に材質を導電体と絶縁体で接合し、表面に導電性の金属ブラシを接触させれば、回転に応じてスイッチングを繰り返すことができる。つまり、物理的なスイッチを構成することができる。なお、具体的な材質は、スイッチとして構成するのであれば一方が銅、他方がアクリルであってもよい。
【００１９】
図６は本発明の構成を利用してストレーナとしたものを中央部で切断して端面図としたものであり、１１は網状のストレーナ、１２・１２はストレーナ１１を支持する筐体である。この場合、中央にストレーナ収納のための透孔１３が形成されているために、接合面４の全面積は図１の接合体と比べると小さいが、ストレーナ１１を保持した状態で筐体１２・１２を強固に接合することについては問題はない。
【００２０】
本実施形態は一例として示したものであり、本発明の構成を採用することができる対象は上記実施形態に限定されることはない。例えば、一方のワークはステンレス板とし、他方のワークに本発明の構成を採用した場合であっても、接合剤が接合面に収容され、凹部が余剰の接合剤を収容し、かつ、ワーク同士の密着面が存在することができる構成であれば本発明の範囲に含まれる。また、ワークに適用する材質についても実施形態で示したものに限定するものではなく、本発明の目的を達成することができる材質であれば広く採用することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１  アルミニウム製の棒首
２  真鍮製の棒
３  凹部
４  接合面
５  密着面
６  試験片
９  回転体
１１  ストレーナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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