(57)【要約】【課題】複雑な成形金型を用いることなく、強度や剛性を同等又はそれ以上に確保しながら重量を軽減することが可能な金属・樹脂複合部材を提供する。【解決手段】金属・樹脂複合部材１、１’において、金属製の第１の部材Ｍと樹脂製の第２の部材Ｐ、Ｐ’とは、第１の部材Ｍと第２の部材Ｐ、Ｐ’とが互いに協働して画成した第１の接合部Ｂを介して接合され、かつ、金属製の第１の部材Ｍと樹脂製の第３の部材Ｐ、Ｐ’とは、第１の部材Ｍと第３の部材Ｐ、Ｐ’とが互いに協働して画成した第２の接合部Ｂを介して接合される。【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の部材と、樹脂製の第２の部材と、樹脂製の第３の部材と、を備え、
前記第１の部材と前記第２の部材とは、前記第１の部材と前記第２の部材とが互いに協働して画成した第１の接合部を介して接合され、かつ、前記第１の部材と前記第３の部材とは、前記第１の部材と前記第３の部材とが互いに協働して画成した第２の接合部を介して接合された金属・樹脂複合部材。
【請求項２】
前記第２の部材を構成する前記樹脂及び前記第３の部材を構成する前記樹脂は、連続繊維が配された部分、不連続繊維が配された部分、並びに前記連続繊維及び前記不連続繊維が配されない部分を含み、
前記第１の接合部及び前記第２の接合部は、前記不連続繊維が配された前記部分と、前記連続繊維及び前記不連続繊維が配されない前記部分と、の内の少なくとも一方により構成される請求項１に記載の金属・樹脂複合部材。
【請求項３】
前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材は、各々貫通孔を有すると共に、前記貫通孔同士が同軸に配置されてブッシュが挿入されるように、前記第１の部材を挟んで前記第２の部材及び前記第３の部材が対向した態様で、前記第１の接合部及び前記第２の接合部を介して接合され、
前記第２の部材及び前記第３の部材は、各々の前記貫通孔に対応してフランジ部を有し、
前記ブッシュは、前記第２の部材の前記フランジ部及び前記第３の部材の前記フランジ部で抜止めされる請求項１又は２に記載の金属・樹脂複合部材。
【請求項４】
前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材は、前記第１の部材及び前記第２の部材で内部空間を画成すると共に、前記第１の部材及び前記第３の部材で内部空間を画成するように、前記第１の部材を挟んで前記第２の部材及び前記第３の部材が対向した態様で、前記第１の接合部及び前記第２の接合部を介して接合される請求項１から３のいずれかに記載の金属・樹脂複合部材。
【請求項５】
前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材は、各々長手方向で対向して配置される一対の貫通孔を有し、
前記第２の部材及び前記第３の部材は、各々の前記一対の貫通孔の周壁部同士を、前記長手方向に直交する幅方向で対向しながら前記長手方向に延在して連絡する一対の連絡壁と、各々の前記一対の貫通孔の周壁部同士を、前記一対の連絡壁の間で前記長手方向に延在して連絡するリブと、を有し、
前記幅方向における前記一対の連絡壁の幅は、前記長手方向における中央部で最も厚くなるように設定され、かつ、前記長手方向及び前記幅方向に直交する高さ方向における前記リブの高さは、前記長手方向における中央部で最も低くなるように設定される請求項１から４のいずれかに記載の金属・樹脂複合部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属・樹脂複合部材に関し、特に、自動車等の車両の強度部品等に適用される金属・樹脂複合部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、航空機等のみならず自動車等の車両においても、強度部品の強度や剛性を同等又はそれ以上に確保したままで軽量化を実現すべく、金属部材と樹脂部材とを組み合わせた複合的な強度部品が提案されるようになってきている。
【０００３】
かかる状況下で、特許文献１は、乗用車等の車両のシャーシ部品である力伝達ストラットに関し、射出成形プロセスによりプラスチックＫで完全に包囲された金属インサートＭを備えた構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０７０１２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成においては、軽量化と強度や剛性の確保との両立を企図するものではあるが、射出成形プロセスを用いてプラスチックＫで金属インサートＭを包囲する構成を有するものであるため、相対的に大がかりで精緻な成形金型を用いることが必要となり、製造コストの増大に繋がる点で改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、以上の検討を経てなされたもので、複雑な成形金型を用いることなく、強度や剛性を同等又はそれ以上に確保しながら重量を軽減することが可能な金属・樹脂複合部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成すべく、本発明の第１の局面は、金属製の第１の部材と、樹脂製の第２の部材と、樹脂製の第３の部材と、を備え、前記第１の部材と前記第２の部材とは、前記第１の部材と前記第２の部材とが互いに協働して画成した第１の接合部を介して接合され、かつ、前記第１の部材と前記第３の部材とは、前記第１の部材と前記第３の部材とが互いに協働して画成した第２の接合部を介して接合された金属・樹脂複合部材である。
【０００８】
また、本発明は、かかる第１の局面に加え、前記第２の部材を構成する前記樹脂及び前記第３の部材を構成する前記樹脂は、連続繊維が配された部分、不連続繊維が配された部分、並びに前記連続繊維及び前記不連続繊維が配されない部分を含み、前記第１の接合部及び前記第２の接合部は、前記不連続繊維が配された前記部分と、前記連続繊維及び前記不連続繊維が配されない前記部分と、の内の少なくとも一方により構成されることを第２の局面とする。
【０００９】
また、本発明は、かかる第１又は第２の局面に加え、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材は、各々貫通孔を有すると共に、前記貫通孔同士が同軸に配置されてブッシュが挿入されるように、前記第１の部材を挟んで前記第２の部材及び前記第３の部材が対向した態様で、前記第１の接合部及び前記第２の接合部を介して接合され、前記第２の部材及び前記第３の部材は、各々の前記貫通孔に対応してフランジ部を有し、前記ブッシュは、前記第２の部材の前記フランジ部及び前記第３の部材の前記フランジ部で抜止めされることを第３の局面とする。
【００１０】
また、本発明は、かかる第１から第３のいずれかの局面に加え、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材は、前記第１の部材及び前記第２の部材で内部空間を画成すると共に、前記第１の部材及び前記第３の部材で内部空間を画成するように、前記第１の部材を挟んで前記第２の部材及び前記第３の部材が対向した態様で、前記第１の接合部及び前記第２の接合部を介して接合されることを第４の局面とする。
【００１１】
また、本発明は、かかる第１から第４のいずれかの局面に加え、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材は、各々長手方向で対向して配置される一対の貫通孔を有し、前記第２の部材及び前記第３の部材は、各々の前記一対の貫通孔の周壁部同士を、前記長手方向に直交する幅方向で対向しながら前記長手方向に延在して連絡する一対の連絡壁と、各々の前記一対の貫通孔の周壁部同士を、前記一対の連絡壁の間で前記長手方向に延在して連絡するリブと、を有し、前記幅方向における前記一対の連絡壁の幅は、前記長手方向における中央部で最も厚くなるように設定され、かつ、前記長手方向及び前記幅方向に直交する高さ方向における前記リブの高さは、前記長手方向における中央部で最も低くなるように設定されることを第５の局面とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の局面における構成によれば、金属・樹脂複合部材において、金属製の第１の部材と樹脂製の第２の部材とは、第１の部材と第２の部材とが互いに協働して画成した第１の接合部を介して接合され、かつ、金属製の第１の部材と樹脂製の第３の部材とは、第１の部材と第３の部材とが互いに協働して画成した第２の接合部を介して接合されるものであるため、複雑な成形金型を用いることなく、強度や剛性を同等又はそれ以上に確保しながら重量を軽減することができる。
【００１３】
また、本発明の第２の局面における構成によれば、第２の部材を構成する樹脂及び第３の部材を構成する樹脂が、連続繊維が配された部分、不連続繊維が配された部分、並びに連続繊維及び不連続繊維が配されない部分を含み、第１の接合部及び第２の接合部が、不連続繊維が配された部分と、連続繊維及び不連続繊維が配されない部分と、の内の少なくとも一方により構成されるものであるため、不連続繊維が配された部分、並びに連続繊維及び不連続繊維が配されない部分の各々の線膨張係数（熱膨張係数）が、連続繊維が配された部分の線膨張係数よりも金属部分の線膨張係数に近いことを利用して、連続繊維が配された部分の線膨張係数及び金属部分の線膨張係数間を不連続繊維が配された部分、並びに連続繊維及び不連続繊維が配されない部分の各々の線膨張係数で対応して補って、連続繊維が配された部分及び金属部分間の線膨張係数の変化をなだらかなものにして、金属・樹脂複合部材の温度変化に対する使用耐久性を高めることができると共に、不連続繊維が配された部分、並びに連続繊維及び不連続繊維が配されない部分が、連続繊維が配された部分よりも金属部分に対する接合強度が高いことを利用して、樹脂部材及び金属部材間の接合強度を増大することができる。
【００１４】
また、本発明の第３の局面における構成によれば、第１の部材、第２の部材及び第３の部材が、各々貫通孔を有すると共に、貫通孔同士が同軸に配置されてブッシュが挿入されるように、第１の部材を挟んで第２の部材及び第３の部材が対向した態様で、第１の接合部及び第２の接合部を介して接合され、第２の部材及び第３の部材が、各々の貫通孔に対応してフランジ部を有し、ブッシュは、第２の部材のフランジ部及び第３の部材のフランジ部で抜止めされるものであるため、第２の部材及び第３の部材の破断時に金属部材でロアアームが分断してしまうことを抑制することができると共に、フランジ部でブッシュを位置決めし、かつ抜止めして保持することができる。
【００１５】
また、本発明の第４の局面における構成によれば、第１の部材、第２の部材及び第３の部材が、第１の部材及び第２の部材で内部空間を画成すると共に、第１の部材及び第３の部材で内部空間を画成するように、第１の部材を挟んで第２の部材及び第３の部材が対向した態様で、第１の接合部及び第２の接合部を介して接合されるものであるため、強度や剛性を増大しながら重量を軽減することができる。
【００１６】
また、本発明の第５の局面における構成によれば、第１の部材、第２の部材及び第３の部材が、各々長手方向で対向して配置される一対の貫通孔を有し、第２の部材及び第３の部材が、各々の一対の貫通孔の周壁部同士を、長手方向に直交する幅方向で対向しながら長手方向に延在して連絡する一対の連絡壁と、各々の一対の貫通孔の周壁部同士を、一対の連絡壁の間で長手方向に延在して連絡するリブと、を有し、幅方向における一対の連絡壁の幅が、長手方向における中央部で最も厚くなるように設定され、かつ、長手方向及び幅方向に直交する高さ方向におけるリブの高さが、長手方向における中央部で最も低くなるように設定されるものであるため、樹脂材料を無駄なく用いることができる効率的な形状とすることができて歩留まりを向上することができると共に、強度や剛性を増大しながら重量を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの斜視図である。
【図２】図２は、図１の分解図である。
【図３】図３は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの構成要素である金属部材の平面図である。
【図４】図４は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの構成要素である樹脂部材の平面図であり、便宜上、図１及び図２において金属部材に対してｚ軸の正方向の側に位置するものについて座標系を整合して示す。
【図５】図５は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの構成要素である樹脂部材の底面図であり、便宜上、図１及び図２において金属部材に対してｚ軸の正方向の側に位置するものについて座標系を整合して示す。
【図６】図６は、図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図７は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図８は、図１のＢ−Ｂ断面図であり、便宜上、ブッシュを組み付けた状態で示す。
【図９】図９（ａ）は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの構成要素である樹脂部材の一方を示すＸ線ＣＴ写真の画像であり、図９（ｂ）は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの構成要素である金属部材を示す断面図であり、いずれも位置的には図７に相当する。
【図１０】図１０は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の別の例として示すロアアームの断面図であり、位置的には図７に相当する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１から図１０を適宜参照して、本発明の実施形態における金属・樹脂複合部材につき詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成す。
【００１９】
図１は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの斜視図であり、図２は、図１の分解図である。図３は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの構成要素である金属部材の平面図である。図４及び図５は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの構成要素である樹脂部材の平面図及び底面図であり、便宜上、図１及び図２において金属部材に対してｚ軸の正方向の側に位置するものについて座標系を整合して示す。図６は、図４のＣ−Ｃ断面図、図７は、図１のＡ−Ａ断面図、及び図８は、図１のＢ−Ｂ断面図であり、図８では、便宜上、ブッシュを組み付けた状態で示す。図９（ａ）は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの構成要素である樹脂部材の一方を示すＸ線ＣＴ写真の画像であり、図９（ｂ）は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアームの構成要素である金属部材を示す断面図であり、いずれも位置的には図７に相当する。また、図１０は、本実施形態における金属・樹脂複合部材の別の例として示すロアアームの断面図であり、位置的には図７に相当する。
【００２０】
主として図１及び図２に示すように、金属・樹脂複合部材の一例として示すロアアーム１は、金属部材Ｍと、一対の樹脂部材Ｐと、を備え、四輪自動車等の車両のサスペンション系のリンク部材として用いられる。図中では、一例として、一対の樹脂部材Ｐが、金属部材Ｍに対してそれを挟むように、ｚ軸の正方向の側及びｚ軸の負方向の側に各々配置された態様で、金属部材Ｍと、一対の樹脂部材Ｐとが、互いに協働して接合部を形成することにより対応して接合されている。なお、一対の樹脂部材Ｐは、設計上で同じ構成を有する成形物であることが好ましく、かかる場合、ｚ軸の負方向側に位置するものは、ｘ軸について１８０度回転した姿勢を呈している。また、ロアアーム１に対する主たる入力荷重は、典型的には、ｘ軸の方向での圧縮・引っ張り荷重である。
【００２１】
主として図３に示すように、金属部材Ｍは、典型的にはアルミニウム材製であって、図中では、一例として、ｘ軸の方向に長手方向を規定するプレス成形品の板状の部材である。
【００２２】
具体的には、金属部材Ｍは、ｘ軸の方向に長手及びｙ軸の方向に横手（短手）を有してｘ−ｙ平面に平行な平板状の本体部１０と、本体部１０のｘ軸の方向の両端部を、本体部１０においてｚ軸の方向で互いに対向する表面部１１及び裏面部１２間で対応して貫通した貫通孔１４及び１５と、を主として有することが好ましい。
【００２３】
本体部１０において、貫通孔１４のｘ軸の正方向側の周縁部は、ｘ軸の方向におけるその幅Ｗ１が貫通孔１４からｘ軸の正方向側に向けて増大された幅広部１６を構成すると共に、貫通孔１５のｘ軸の負方向側の周縁部は、ｘ軸の方向におけるその幅Ｗ１が貫通孔１４からｘ軸の負方向側に向けて増大された幅広部１７を構成することが好ましい。つまり、幅広部１６及び１７の幅Ｗ１は、本体部１０において、幅広部１６及び１７以外の対応する貫通孔１４及び１５の周縁部１８及び１９の幅Ｗ２よりも大きく設定されており、これにより、貫通孔１４及び１５の孔壁部の強度や剛性を向上することが可能である。また、本体部１０のｘ軸の方向の中央部で、その中央部を表面部１１及び裏面部１２間で対応して貫通する長孔状の貫通孔２２及び２３が、ｙ軸の方向で対向して設けられていることが好ましい。なお、幅広部１６及び１７と、これらに対応して連絡する周縁部１８及び１９との間の部分での幅は、滑らかに変化するように設定されていることが好ましい。
【００２４】
ここで、本体部１０において、表面部１１及び裏面部１２には、それらの相手部材に対する接触面積を増大する処理が施されている。かかる処理には、表面部１１及び裏面部１２を粗面化したり多孔質化するような機械的、電気的や化学的な各種処理が含まれる。なお、図９（ｂ）では、表面部１１及び裏面部１２に対してこのような処理が施された部分を符号Ｔで模式的に示すと共に、後述する接合部に対応する部分を符号Ｂで模式的に示している。
【００２５】
主として図４から図６に示すように、樹脂部材Ｐは、典型的には繊維強化型の合成樹脂材製であって、その中でＣＦＲＴＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｔｈｅｒｍｏ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等が好適に用いられ得る。樹脂部材Ｐは、図中では、一例として、ｘ軸の方向に長手方向を規定する一体成形品の凹状の部材であって、プレス成形等により成形される成形品である。なお、必要に応じて、樹脂部材Ｐは、射出成形等により成形される成形品であってもよく、熱可塑性ではなく熱硬化性の合成樹脂材を用いてもよい。
【００２６】
具体的には、樹脂部材Ｐは、ｘ軸の方向に長手及びｙ軸の方向に横手（短手）を有してｘ−ｚ平面に平行な面及びｙ−ｚ平面に平行な面で各々切った縦断面で凹状の断面を呈する本体部３０と、本体部３０においてｚ軸の方向で互いに対向する表壁部３１及び裏壁部３２と、本体部３０において表壁部３１及び裏壁部３２を連絡する外壁部３３と、本体部３０のｘ軸の方向の両端部を、表壁部３１及び裏壁部３２間で対応して貫通した貫通孔３４及び３５と、を主として有することが好ましい。
【００２７】
貫通孔３４及び３５に対しては、それらの表壁部３１の側の孔壁部からそれらの孔軸に向かって対応して張り出すように延在する抜止めフランジ部３６及び３７が設けられることが好ましく、かかる場合、抜止めフランジ部３６及び３７により、表壁部３１の側において貫通孔３４及び３５の径が狭められることになる。貫通孔３４及び３５の裏壁部３２の側では、裏壁部３２から起立してｚ軸の負方向に突出した周壁部３８及び３９が設けられ、貫通孔３４及び３５は、周壁部３８及び３９の内部をもｚ軸の方向に貫通することが好ましい。周壁部３８及び３９は、ｙ軸の方向の両端部で裏壁部３２から起立してｚ軸の負方向に突出すると共にｘ軸の方向に延在する連絡壁部４２及び４３により、互いに対応して連絡されていることが好ましい。ここで、かかる場合、外壁部３３は、周壁部３８及び３９の外壁部と、連絡壁部４２及び４３の外壁部と、から構成され、内壁部４４は、周壁部３８及び３９の内壁部と、連絡壁部４２及び４３の内壁部と、から構成されており、本体部３０は、ｘ−ｚ平面に平行な面及びｙ−ｚ平面に平行な面で各々切った縦断面で凹状の断面を呈することになる。また、連絡壁部４２及び４３のｘ軸の方向の中央部でのｙ軸の方向の幅Ｗ３は、これらに対応して連絡壁部４２及び４３のｘ軸の方向の中央部から離間する側の両端部でのｙ軸の方向の幅Ｗ４よりも大きく設定されることが好ましい。なお、連絡壁部４２及び４３のｘ軸の方向の中央部と、これらに対応して連絡壁部４２及び４３のｘ軸の方向の中央部から離間する側の両端部との間の部分での幅は、滑らかに変化するように設定されていることが好ましい。
【００２８】
連絡壁部４２及び４３の一方において、つまり、一例として連絡壁部４２において、それが裏壁部３２から起立してｚ軸の負方向に突出した側の先端部におけるｘ軸の方向の中央部で、その中央部から更に突出してｘ−ｙ平面に平行な面で切った横断面が長円状の凸部４６が設けられていることが好ましい。かかる場合、凸部４６は、金属部材Ｍの貫通孔２２及び２３に対し対応して挿通自在である。
【００２９】
裏壁部３２においては、裏壁部３２のｘ軸の方向の中央部と、周壁部３８及び３９との間でｘ軸の方向に対応して延在する補強リブ４８及び４９が設けられていることが好ましい。補強リブ４８及び４９のｙ軸の方向での幅Ｗは、周壁部３８及び３９から裏壁部３２のｘ軸の方向の中央部に対応して向かうに連れて滑らかに漸次小さくなり、かつ、補強リブ４８及び４９のｚ軸の方向での裏壁部３２からの高さＨは、周壁部３８及び３９から裏壁部３２のｘ軸の方向の中央部に対応して向かうに連れて滑らかに漸次低くなることが好ましい。かかる形状の補強リブ４８及び４９の構成と、前述したｙ軸の方向の幅に関する形状を有する連絡壁部４２及び４３の構成と、により、本体部３０の強度や剛性のバランスが適切化され得るものである。
【００３０】
周壁部３８及び３９においては、それらが裏壁部３２から起立してｚ軸の負方向に突出した側の先端部で、更に、貫通孔３４及び３５を対応して周回する隔壁部５１及び５２が起立してｚ軸の負方向に突出するように設けられていることが好ましい。
【００３１】
ここで、樹脂部材Ｐを構成する樹脂材は、短繊維（不連続繊維）及びかかる短繊維（不連続繊維）よりも繊維長が相対的に長い連続繊維を単独で又は組み合わせて構成したものであってもよく、また、これらの繊維を均等に又は偏って分布させてもよいし、これらの繊維を含む複数の樹脂シートを用いて同種のものを連続して又は異種のものを交互に積層してもよいが、典型的には、連続繊維が配された部分Ｌ、不連続繊維が配された部分Ｓ、並びに連続繊維及び不連続繊維が配されない部分Ｎを含む共に、後述する接合部Ｂを、樹脂部材Ｐ及び金属部材Ｍ間における線膨脹係数の差を減少させ、かつ接合強度を増大させるように好適に設定する観点からは、図９（ａ）に示すように、接合部Ｂでは、連続繊維が配される部分Ｌを含まれないように設定することが好ましく、換言すれば、接合部Ｂでは、短繊維（不連続繊維）が配される部分Ｓと、連続繊維が配される部分Ｌ及び短繊維（不連続繊維）が配される部分Ｓの双方を含まない樹脂材の部分Ｎと、の双方又は一方を含むように設定することが好ましい。また、かかる構成では、連続繊維が配される部分Ｌは、高い強度が要求される本体部３０に配されることにもなる。
【００３２】
また、主として図７及び図８において示すように、金属部材Ｍと、一対の樹脂部材Ｐの各々と、が協働して画成する接合部Ｂは、金属部材Ｍの本体部１０の表面部１１及び裏面部１２における外輪郭に沿った周縁部、並びに貫通孔１４及び１５を囲む周縁部と、かかる周縁部に対応する一対の樹脂部材Ｐの各々の本体部３０の周壁部３８及び３９並びに連絡壁部４２及び４３が裏壁部３２から各々起立してｚ軸の負方向に突出した側の先端部（典型的には、ｘ−ｙ平面に平行な平面部である）と、が、互いに接合する部分に形成されることが好ましい。この際、表面部１１の処理部分Ｔと協働して形成される接合部Ｂと、裏面部１２の処理部分Ｔと協働して形成される接合部Ｂと、は、ｚ軸の方向に見て本体部１０を介して重複するように、本体部１０の平板形状部に対して面対称な位置関係にある。また、かかる接合時には、金属部材Ｍの外輪郭に相当する端部が露出しないように、一対の樹脂部材Ｐの内部に埋設してもよい。併せて、かかる接合により、ロアアーム１は、典型的には、その内部に空間ＳＰを有する閉断面構造を呈する。また、図１０に示す別の例のロアアーム１’では、一対の樹脂部材Ｐ’の各々の本体部３０が、連絡壁部４２及び４３の間のｙ軸の方向の中央部であって、補強リブ４８及び４９が設けられていないｚ軸の方向の中央部において、金属部材Ｍに向かって延在する凸部５３を有しており、各々の凸部５３の先端部が、金属部材Ｍの本体部１０の表面部１１及び裏面部１２の処理部分Ｔと接合部Ｂを形成して接合されているため、ロアアーム１の内部空間ＳＰ中に、かかる凸部５３が侵入していることになる。なお、凸部５３は、連絡壁部４２及び４３の間のｙ軸の方向の中央部から偏位して設けられていてもよいし、１個のみならず複数個設けられていてもよい。
【００３３】
また、ブッシュ１００は、サスペンションブッシュであり、図中では、一例として、ｚ軸の方向に延在する典型的には金属製の内カラー部材１０２と、内カラー部材１０２に対し同軸にそれを囲って配置された典型的には金属製の外カラー部材１０３と、内カラー部材１０２及び外カラー部材１０３間に介在する防振ゴム材１０４と、を備える。かかるブッシュ１００がロアアーム１に取り付けられる際には、外カラー部材１０３が、金属部材Ｍの本体部１０の貫通孔１４及び１５、並びに一対の樹脂部材Ｐの本体部３０の貫通孔３４及び３５に対応して挿入され、外カラー部材１０３のｚ軸の方向の両端部が、一対の樹脂部材Ｐの各々の本体部３０の抜止めフランジ部３６及び３７に対応して当接されて保持されることにより、ロアアーム１に対して抜止めされる。
【００３４】
以上の構成を有するロアアーム１の製造方法について、以下、説明する。
【００３５】
まず、予め、金属部材Ｍ、２個の樹脂部材Ｐ及び２個のブッシュ１００を各々用意する。
【００３６】
次に、金属部材Ｍ、２個の樹脂部材Ｐ及び２個のブッシュ１００の各々を図８に示す姿勢に設定することにより、２個の樹脂部材Ｐの内の一方の裏壁部３２の側を金属部材Ｍの表面部１１の側に対向させると共に、２個の樹脂部材Ｐの内の他方の裏壁部３２の側を金属部材Ｍの裏面部１２の側に対向させた状態で、２個のブッシュ１００の各々を、金属部材Ｍの本体部１０の貫通孔１４及び１５、並びに２個の樹脂部材Ｐの本体部３０の貫通孔３４及び３５に対応して挿入する。この際、貫通孔１４、１５、３４及び３５は、対応してｚ軸に平行な同軸に配置されており、金属部材Ｍの本体部１０の表面部１１及び裏面部１２における外輪郭に沿った周縁部、並びに貫通孔１４及び１５を囲む周縁部と、かかる周縁部に対応する２個の樹脂部材Ｐの各々の本体部３０の周壁部３８及び３９並びに連絡壁部４２及び４３が裏壁部３２から各々起立してｚ軸の負方向に突出した側のｘ−ｙ平面に平行な平面部である先端部と、は、ｚ軸の方向に見て金属部材Ｍの本体部１０を介して重複するように対向した状態で、ｚ軸に平行な方向に互いに押圧される。併せて、この際、互いに押圧される周縁部及び先端部の当接界面に熱を印加して昇温してもよい。なお、必要に応じて、接着剤やリベット等の付加的な結合構成を併用して用いてもよい。
【００３７】
そして、２個の樹脂部材Ｐの内の一方の本体部３０の周壁部３８及び３９並びに連絡壁部４２及び４３が裏壁部３２から各々起立して突出した側のそれらの先端部と、金属部材Ｍの表面部１１の周縁部と、を接合して接合部Ｂを画成すると共に、２個の樹脂部材Ｐの内の他方の本体部３０の周壁部３８及び３９並びに連絡壁部４２及び４３が裏壁部３２から各々起立して突出した側のそれらの先端部と、金属部材Ｍの裏面部１２の周縁部と、を接合して接合部Ｂを画成し、併せて、２個のブッシュ１００の各々の外カラー部材１０３のｚ軸の方向の両端部を、２個の樹脂部材Ｐの各々の本体部３０の抜止めフランジ部３６及び３７に対応して当接させて位置決めした状態で保持させて、ロアアーム１が構成される。この際、主として図７に示すように、金属部材Ｍの貫通孔２２及び２３には、２個の樹脂部材Ｐの各々の凸部４６が対応して挿通されて、金属部材Ｍと２個の樹脂部材Ｐとが位置決めされ、かつ、主として図８に示すように、２個の樹脂部材Ｐの各々の隔壁部５１及び５２が金属部材Ｍの貫通孔１４及び１５に対応して挿入されて、金属部材Ｍの本体部１０と、２個のブッシュ１００の各々の外カラー部材１０３と、が、樹脂部材Ｐを介して間隔Ｇで離間されて、電気的に絶縁される。
【００３８】
以上の本実施形態においては、金属・樹脂複合部材１、１’において、金属製の第１の部材Ｍと樹脂製の第２の部材Ｐ、Ｐ’とは、第１の部材Ｍと第２の部材Ｐ、Ｐ’とが互いに協働して画成した第１の接合部Ｂを介して接合され、かつ、金属製の第１の部材Ｍと樹脂製の第３の部材Ｐ、Ｐ’とは、第１の部材Ｍと第３の部材Ｐ、Ｐ’とが互いに協働して画成した第２の接合部Ｂを介して接合されるものであるため、複雑な成形金型を用いることなく、強度や剛性を同等又はそれ以上に確保しながら重量を軽減することができる。
【００３９】
また、本実施形態においては、第２の部材Ｐ、Ｐ’を構成する樹脂及び第３の部材Ｐ、Ｐ’を構成する樹脂が、連続繊維が配された部分Ｌ、不連続繊維が配された部分Ｓ、並びに連続繊維及び不連続繊維が配されない部分Ｎを含み、第１の接合部Ｂ及び第２の接合部Ｂが、不連続繊維が配された部分Ｓと、連続繊維及び不連続繊維が配されない部分Ｎと、の内の少なくとも一方により構成されるものであるため、不連続繊維が配された部分Ｓ、並びに連続繊維及び不連続繊維が配されない部分Ｎの各々の線膨脹係数が、連続繊維が配された部分Ｌの線膨脹係数よりも金属部分の線膨脹係数に近いことを利用して、連続繊維が配された部分Ｌの線膨脹係数及び金属部分の線膨脹係数間を不連続繊維が配された部分Ｓ、並びに連続繊維及び不連続繊維が配されない部分Ｌの各々の線膨脹係数で対応して補って、連続繊維が配された部分Ｌ及び金属部分間の線膨脹係数の変化をなだらかなものにして、金属・樹脂複合部材１、１’の温度変化に対する使用耐久性を高めることができると共に、不連続繊維が配された部分Ｓ、並びに連続繊維及び不連続繊維が配されない部分Ｎが、連続繊維が配された部分Ｌよりも金属部分に対する接合強度が高いことを利用して、樹脂部材Ｐ、Ｐ’及び金属部材Ｍ間の接合強度を増大することができる。
【００４０】
また、本実施形態においては、第１の部材Ｍ、第２の部材Ｐ、Ｐ’及び第３の部材Ｐ、Ｐ’が、各々貫通孔１４、１５、３４、３５を有すると共に、貫通孔１４、１５、３４、３５同士が同軸に配置されてブッシュ１００が挿入されるように、第１の部材Ｍを挟んで第２の部材Ｐ、Ｐ’及び第３の部材Ｐ、Ｐ’が対向した態様で、第１の接合部Ｂ及び第２の接合部Ｂを介して接合され、第２の部材Ｐ、Ｐ’及び第３の部材Ｐ、Ｐ’が、各々の貫通孔３４、３５に対応してフランジ部３６、３７を有し、ブッシュ１００は、第２の部材Ｐ、Ｐ’のフランジ部３６、３７及び第３の部材Ｐ、Ｐ’のフランジ部３６、３７で抜止めされるものであるため、第２の部材Ｐ、Ｐ’及び第３の部材Ｐ、Ｐ’の破断時に金属部材Ｍでロアアーム１、１´が分断してしまうことを抑制することができると共に、フランジ部３６、３７’でブッシュ１００を位置決めし、かつ抜止めして保持することができる。
【００４１】
また、本実施形態においては、第１の部材Ｍ、第２の部材Ｐ、Ｐ’及び第３の部材Ｐ、Ｐ’が、第１の部材Ｍ及び第２の部材Ｐ、Ｐ’で内部空間ＳＰを画成すると共に、第１の部材Ｍ及び第３の部材Ｐ、Ｐ’で内部空間ＳＰを画成するように、第１の部材Ｍを挟んで第２の部材Ｐ、Ｐ’及び第３の部材Ｐ、Ｐ’が対向した態様で、第１の接合部Ｂ及び第２の接合部Ｂを介して接合されるものであるため、強度や剛性を増大しながら重量を軽減することができる。
【００４２】
また、本実施形態においては、第１の部材Ｍ、第２の部材Ｐ、Ｐ’及び第３の部材Ｐ、Ｐ’が、各々長手方向で対向して配置される一対の貫通孔３４、３５を有し、第２の部材Ｐ、Ｐ’及び第３の部材Ｐ、Ｐ’が、各々の一対の貫通孔３４、３５の周壁部３８、３９同士を、長手方向に直交する幅方向で対向しながら長手方向に延在して連絡する一対の連絡壁４２、４３と、各々の一対の貫通孔３４、３５の周壁部３８、３９同士を、一対の連絡壁４２、４３の間で長手方向に延在して連絡するリブ４８、４９と、を有し、幅方向における一対の連絡壁４２、４３の幅が、長手方向における中央部で最も厚くなるように設定され、かつ、長手方向及び幅方向に直交する高さ方向におけるリブ４８、４９の高さが、長手方向における中央部で最も低くなるように設定されるものであるため、樹脂材料を無駄なく用いることができる効率的な形状とすることができて歩留まりを向上することができると共に、強度や剛性を増大しながら重量を軽減することができる。
【００４３】
なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数などは前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明においては、複雑な成形金型を用いることなく、強度や剛性を同等又はそれ以上に確保しながら重量を軽減することが可能な金属・樹脂複合部材を提供することができるものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に車両等の強度部品の分野に適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【００４５】
１、１’…ロアアーム
Ｍ…金属部材（第１の部材）
１０…本体部
１１…表面部
１２…裏面部
１４及び１５…貫通孔
１６及び１７…幅広部
１８及び１９…周縁部
２２及び２３…貫通孔
Ｐ、Ｐ’…樹脂部材（第２の部材、第３の部材）
３０…本体部
３１…表壁部
３２…裏壁部
３３…外壁部
３４及び３５…貫通孔
３６及び３７…フランジ部
３８及び３９…周壁部
４２及び４３…連絡壁部
４４…内壁部
４６…凸部
４８及び４９…補強リブ
５１及び５２…隔壁部
５３…凸部
Ｂ…接合部
Ｌ…連続繊維が配された部分
Ｓ…短繊維（不連続繊維）が配された部分
Ｎ…連続繊維及び短繊維（不連続繊維）が配されない部分
１００…ブッシュ
１０２…内カラー部材
１０３…外カラー部材
１０４…防振ゴム材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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