(57)【要約】【課題】樹脂により複数の部材を接合する場合において、接合強度を確保することが可能な部材の接合方法及び接合装置を提供する。【解決手段】第一パイプ１２と第一パイプ１２に挿入された第二パイプ１４との間に、第二部材１４を囲む隙間３０を設けるように第一パイプ１２及び第二パイプ１４が配置され、隙間３０に溶融した樹脂Ｒが充填されると共に、樹脂Ｒには第一パイプ１２及び第二パイプ１４を弾性変形させる圧力が加えられる。そして、隙間３０に充填された樹脂Ｒが硬化するまで圧力を保持することにより、第一パイプ１２と第二パイプ１４との間に樹脂部１６が形成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一部材と前記第一部材に挿入された第二部材との間に、前記第二部材を囲む隙間を設けるように前記第一部材及び前記第二部材を配置する配置工程と、
前記隙間に溶融した樹脂を充填すると共に、前記樹脂に対して前記第一部材と前記第二部材の少なくとも一方を弾性変形させる圧力を加える充填工程と、
前記隙間に充填された前記樹脂が硬化するまで前記圧力を保持する圧力保持工程と、
を有する部材の接合方法。
【請求項２】
前記配置工程では、前記第一部材及び前記第二部材のうち弾性変形する前記部材に当接する当接体が配置され、
前記圧力保持工程の後に、接合された前記第一部材及び前記第二部材から前記当接体を分離する分離工程をさらに有する請求項１に記載の部材の接合方法。
【請求項３】
前記充填工程では、前記隙間と、前記当接体に設けられたキャビティに溶融した前記樹脂を充填し、
前記分離工程では、前記第一部材及び前記第二部材の接合部に連続して形成され、かつ前記キャビティの形状を有する樹脂部品から前記当接体を分離する請求項２に記載の部材の接合方法。
【請求項４】
前記第一部材は筒状部を有し、
前記配置工程では、前記筒状部の外周側に前記当接体である外側当接体が配置され、
前記充填工程では、前記筒状部が拡径することにより前記外側当接体の内周部に当接する請求項２又は３に記載の部材の接合方法。
【請求項５】
前記第一部材は、前記筒状部の外周部側と内周部側とを連通すると共に、前記隙間に接続される一又は複数の連通路を備え、
前記充填工程では、前記樹脂が前記連通路に到達するように充填される請求項４に記載の部材の接合方法。
【請求項６】
前記第一部材の前記外周部における前記連通路の周囲に複数の溝からなる溝部を形成する工程をさらに備え、
前記配置工程では、前記連通路及び前記溝部を覆うように前記第一部材が前記当接体に当接され、
前記充填工程では、前記樹脂が前記連通路を経て前記溝部に到達するように充填される請求項５に記載の部材の接合方法。
【請求項７】
前記配置工程では、前記外側当接体と前記第二部材との間に前記隙間に隣接し、かつ前記樹脂が注入される部分の幅が前記隙間よりも大きい空間を設けるように前記第二部材と前記外側当接体とが配置され、
前記充填工程では、前記樹脂が前記空間を経てから前記隙間に充填される請求項４〜６の何れか１項に記載の部材の接合方法。
【請求項８】
前記第二部材は筒状の軸部を有し、
前記配置工程では、前記軸部の内周側に前記当接体である内側当接体が配置され、
前記充填工程では、前記軸部が縮径することにより前記内側当接体の外周部に当接する請求項２〜７の何れか１項に記載の部材の接合方法。
【請求項９】
前記配置工程の前に、前記第一部材の表面の一部及び前記第二部材の表面の一部のそれぞれに対して凹凸部を形成する表面処理工程をさらに備え、
前記配置工程では、前記第一部材の前記凹凸部と前記第二部材の前記凹凸部との対向部分に前記隙間が配置される請求項１〜８の何れか１項に記載の部材の接合方法。
【請求項１０】
第一部材及び前記第一部材とは異なる第二部材のうち弾性変形する前記部材が当接する当接体と、
前記第一部材と前記第二部材との間に隙間を設けるように前記第一部材及び前記第二部材を配置すると共に、弾性変形する前記部材が当接するように前記当接体を保持する保持機構と、
前記隙間に溶融した樹脂を充填すると共に、前記樹脂が硬化するまで前記樹脂に対して前記第一部材と前記第二部材の少なくとも一方を弾性変形させる圧力を加える充填機構と、
を有する部材の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材の接合方法及び部材の接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、左右のフロントピラー間に架け渡されたインパネリインフォースメントを備えた車両の車室前部構造が開示されている。当該車室前部構造におけるインパネリインフォースメントは、運転席側の大径部と、車幅方向中央側及び助手席側に設けられる小径部とがレーザ溶接により互いに接合されている。ここで、大径部及び小径部がアルミニウム製の場合、大径部及び小径部が異種金属製である場合には、接合強度やコストの観点から溶接が適さないことがある。
【０００３】
一方、特許文献２には、異種金属管の接合構造が開示されている。当該接合構造では、アルミニウム製パイプにステンレス製パイプが挿入された状態で、両パイプの隙間にエポキシ樹脂接着剤が充填されることで、両パイプが接合されている。このように、特許文献２の接合構造を用いることで、アルミニウム製のパイプ同士、又は異種金属製のパイプ同士を接合することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１０５４８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５５７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のように樹脂接着剤を用いた接合構造の場合、樹脂の硬化に伴う収縮により部材から剥離する方向に働く内部応力が発生するため、接合強度を確保することが難しい。これは金属同士を接合する場合に限らず、樹脂同士を接合する場合、及び金属と樹脂とを接合する場合においても同様に生ずる問題である。
【０００６】
そこで、本発明は、樹脂により複数の部材を接合する場合において、接合強度を確保することが可能な部材の接合方法及び接合装置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】
請求項１に記載の部材の接合方法は、第一部材と前記第一部材に挿入された第二部材との間に、前記第二部材を囲む隙間を設けるように前記第一部材及び前記第二部材を配置する配置工程と、前記隙間に溶融した樹脂を充填すると共に、前記樹脂に対して前記第一部材と前記第二部材の少なくとも一方を弾性変形させる圧力を加える充填工程と、前記隙間に充填された前記樹脂が硬化するまで前記圧力を保持する圧力保持工程と、を有している。
【０００８】
請求項１に記載の部材の接合方法は、第二部材を第一部材に挿入すると共に、第一部材と第二部材との間に形成された第二部材を囲む隙間に溶融した樹脂を充填することで両部材を接合するものである。当該接合方法では、部材同士の隙間に充填する樹脂に圧力を加えて少なくとも一方の部材を変形させることにより弾性力を発生させ、充填された樹脂が硬化するまで当該圧力を保持する。そして、硬化により樹脂は部材から弾性力を受けるようになる。なお、「弾性変形」には、弾性力が発生する限りにおいて塑性変形を伴う場合も含まれる。また、「圧力を保持する」ことには、所定の圧力値を維持する場合の他、部材に発生した弾性力が維持される前提において圧力値が変動する場合も含まれる。当該接合方法によれば、部材から受ける弾性力により樹脂から部材への反力が発生するため接合強度を確保することができる。
【０００９】
請求項２に記載の部材の接合方法は、請求項１に記載の部材の接合方法において、前記配置工程では、前記第一部材及び前記第二部材のうち弾性変形する前記部材に当接する当接体が配置され、前記圧力保持工程の後に、接合された前記第一部材及び前記第二部材から前記当接体を分離する分離工程をさらに有している。
【００１０】
請求項２に記載の部材の接合方法は、隙間に溶融した樹脂を充填した際、弾性変形する部材に対して当接する当接体を設けたものである。この当接体は、隙間に樹脂を充填するための型として設けてもよい。当該接合方法によれば、隙間に溶融した樹脂を充填した際において弾性力を発生させたい位置を制御することができる。
【００１１】
請求項３に記載の部材の接合方法は、請求項２に記載の部材の接合方法において、前記充填工程では、前記隙間と、前記当接体に設けられたキャビティに溶融した前記樹脂を充填し、前記分離工程では、前記第一部材及び前記第二部材の接合部に連続して形成され、かつ前記キャビティの形状を有する樹脂部品から前記当接体を分離する。
【００１２】
請求項３に記載の部材の接合方法によれば、二つの部材の接合と同時に、両部材に接続される樹脂部品を形成することができる。すなわち、新たな工程を設けることなく、パイプ等の部材に対して樹脂部品を設けることができる。
【００１３】
請求項４に記載の部材の接合方法は、請求項２又は３に記載の部材の接合方法において、前記第一部材は筒状部を有し、前記配置工程では、前記筒状部の外周側に前記当接体である外側当接体が配置され、前記充填工程では、前記筒状部が拡径することにより前記外側当接体の内周部に当接する。
【００１４】
請求項４に記載の部材の接合方法は、筒状の第一部材と棒状の第二部材との接合に適用される。当該接合方法によれば、周方向に連続した樹脂製の接合部を設けることができ、接合部から部材に対しては均等に反力を与えることができる。したがって、接合部が周方向に連続しない場合と比べて樹脂の硬化後における接合強度を向上させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の部材の接合方法は、請求項４に記載の部材の接合方法において、前記第一部材は、前記筒状部の外周部側と内周部側とを連通すると共に、前記隙間に接続される一又は複数の連通路を備え、前記充填工程では、前記樹脂が前記連通路に到達するように充填される。
【００１６】
請求項５に記載の部材の接合方法は、外周部側と内周部側とを連通する連通路を備えた第一部材を接合する場合に適用される。この第一部材は連通路が隙間に接続されているため、隙間に充填された樹脂は連通路に流入される。したがって、当該接合方法では、溶融した樹脂が連通路に到達するように充填されることにより、隙間に対する樹脂の充填状況を把握することができる。
【００１７】
請求項６に記載の部材の接合方法は、請求項５に記載の部材の接合方法において、前記第一部材の前記外周部における前記連通路の周囲に複数の溝からなる溝部を形成する工程をさらに備え、前記配置工程では、前記連通路及び前記溝部を覆うように前記第一部材が前記当接体に当接され、前記充填工程では、前記樹脂が前記連通路を経て前記溝部に到達するように充填される。
【００１８】
請求項６に記載の部材の接合方法は、外周部側と内周部側とを連通する連通路と、外周部における連通路の周囲に形成された溝部とを備えた第一部材を接合する場合に適用される。この第一部材は連通路が隙間に接続されており、また、外周部における連通路の周囲に複数の溝からなる溝部が形成されている。そして、第一部材は連通路及び溝部を覆うように当接体に当接されているため、隙間に充填された樹脂は連通路に充填された後、溝部における連通路と接続される溝に入り込む。したがって、当該接合方法では、溶融した樹脂が溝部に到達するように充填されることにより、隙間に対する樹脂の充填状況を把握することができる。
【００１９】
請求項７に記載の部材の接合方法は、請求項４〜６の何れか１項に記載の部材の接合方法において、前記配置工程では、前記外側当接体と前記第二部材との間に前記隙間に隣接し、かつ前記樹脂が注入される部分の幅が前記隙間よりも大きい空間を設けるように前記第二部材と前記外側当接体とが配置され、前記充填工程では、前記樹脂が前記空間を経てから前記隙間に充填される。
【００２０】
請求項７に記載の部材の接合方法における空間は、溶融した樹脂が注入される部分の幅が隙間よりも大きい。当該接合方法では、隙間に隣接する空間から樹脂を注入することにより、空間に樹脂が充填された後に空間から隙間に対して樹脂を均一に注入させることができる。これにより、第一部材及び第二部材に加わる圧力を均一化することができる。
【００２１】
請求項８に記載の部材の接合方法は、請求項２〜７の何れか１項に記載の部材の接合方法において、前記第二部材は筒状の軸部を有し、前記配置工程では、前記軸部の内周側に前記当接体である内側当接体が配置され、前記充填工程では、前記軸部が縮径することにより前記内側当接体の外周部に当接する。
【００２２】
請求項８に記載の部材の接合方法は、筒状の第一部材と筒状の第二部材との接合に適用される。当該接合方法によれば、周方向に連続した樹脂製の接合部を設けることができ、接合部から部材に対しては均等に反力を与えることができる。したがって、接合部が周方向に連続しない場合と比べて樹脂の硬化後における接合強度を向上させることができる。また、第一部材に加えて第二部材も弾性変形が可能であるため、接合強度をさらに向上させることができる。
【００２３】
請求項９に記載の部材の接合方法は、請求項１〜８の何れか１項に記載の部材の接合方法において、前記配置工程の前に、前記第一部材の表面の一部及び前記第二部材の表面の一部のそれぞれに対して凹凸部を形成する表面処理工程をさらに備え、前記配置工程では、前記第一部材の前記凹凸部と前記第二部材の前記凹凸部との対向部分に前記隙間が配置される。
【００２４】
請求項９に記載の部材の接合方法は、接合される部材にそれぞれ凹凸部を形成すると共に、両部材の凹凸部同士を対向させて隙間が形成するものである。当該接合方法によれば、溶融した樹脂は凹凸部に入り込んだ状態で硬化するため、凹凸部を形成しない場合に比べて、両部材の抜けの方向に対する接合強度を向上させることができる。
【００２５】
請求項１０に記載の部材の接合装置は、第一部材及び前記第一部材とは異なる第二部材のうち弾性変形する前記部材が当接する当接体と、前記第一部材と前記第二部材との間に隙間を設けるように前記第一部材及び前記第二部材を配置すると共に、弾性変形する前記部材が当接するように前記当接体を保持する保持機構と、前記隙間に溶融した樹脂を充填すると共に、前記樹脂が硬化するまで前記樹脂に対して前記第一部材と前記第二部材の少なくとも一方を弾性変形させる圧力を加える充填機構と、を有している。
【００２６】
請求項１０に記載の部材の接合装置は、弾性変形する部材に対して当接する当接体を有しており、保持機構により第一部材と第二部材との間に形成された隙間に対して、充填機構から溶融した樹脂を充填することで両部材を接合するものである。当該接合装置では、部材同士の隙間に樹脂を充填する際に圧力を加えて少なくとも一方の部材を変形させることにより弾性力を発生させ、充填された樹脂が硬化するまで当該圧力を保持する。そして、硬化により樹脂は部材から弾性力を受けるようになる。当該接合装置によれば、部材から受ける弾性力により樹脂から部材への反力が発生するため接合強度を確保することができる。また、当該接合装置によれば、隙間に溶融した樹脂を充填した際、弾性変形する部材を当接体に接触させることで、部材において弾性力を発生させたい位置を制御することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、樹脂により複数の部材を接合する場合において、接合強度を確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第一の実施形態に係る（Ａ）複合部材の斜視図、及び（Ｂ）複合部材の断面図（（Ａ）の断面図）である。
【図２】第一の実施形態に係る第一パイプ及び第二パイプの側面断面図である。
【図３】第一の実施形態に係る第一パイプ及び第二パイプを接合装置に配置した場合の側面断面図である。
【図４】第一の実施形態に係る接合装置において樹脂を充填した場合の側面断面図である。
【図５】第一の実施形態に係る接合部材の製造工程を説明するフローチャートである。
【図６】第一の実施形態に係る接合部材の側面断面図である。
【図７】第一の実施形態の変形例１に係る（Ａ）複合部材の斜視図、及び（Ｂ）複合部材の断面図（（Ａ）の断面図）である。
【図８】第一の実施形態の変形例２に係る（Ａ）複合部材の斜視図、及び（Ｂ）複合部材の断面図（（Ａ）の断面図）である。
【図９】第一の実施形態の変形例３に係る（Ａ）接合装置の側面断面図、及び（Ｂ）製造された複合部材の側面断面図である。
【図１０】第一の実施形態の変形例４に係る（Ａ）接合装置の側面断面図、及び（Ｂ）製造された複合部材の側面断面図である。
【図１１】第二の実施形態に係る（Ａ）第一ロッド及び第二ロッドの側面断面図、並びに（Ｂ）複合部材の側面断面図である。
【図１２】第三の実施形態に係る（Ａ）複合部材の斜視図、及び（Ｂ）複合部材の断面図（（Ａ）の断面図）である。
【図１３】第三の実施形態に係る複合部材の側面断面図である。
【図１４】第四の実施形態に係る接合装置であって、（Ａ）樹脂を充填した場合の側面断面図、並びに（Ｂ）連通路及び覆部付近（（Ａ）の領域Ｘ）の拡大図である。
【図１５】第四の実施形態に係る複合部材であって、（Ａ）側面断面図、（Ｂ）筒状部の平面図、及び（Ｃ）溝部付近（（Ｂ）の領域Ｙ）の拡大図である。
【図１６】その他の実施形態に係る複合部材の一例であって、（Ａ）複合部材の側面断面図、及び（Ｂ）（Ａ）のＦ１−Ｆ１線断面図である。
【図１７】その他の実施形態に係る複合部材の一例であって、（Ａ）複合部材の側面断面図、及び（Ｂ）（Ａ）のＦ２−Ｆ２線断面図である。
【図１８】その他の実施形態に係る複合部材の一例であって、（Ａ）複合部材の斜視図、及び（Ｂ）複合部材の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の各実施形態に係る複合部材及びその製造装置、並びに製造方法について図を用いて説明する。
【００３０】
［第一の実施形態］
（複合部材）
図１（Ａ）に第一の実施形態の複合部材１０の外観を示す。本実施形態の複合部材１０は、例えば、車両の車室前方に配置されるインパネリインフォースメントに適用されている。本実施形態の複合部材１０は、第一部材としての筒状の第一パイプ１２と、第二部材としての筒状の第二パイプ１４と、第一パイプ１２及び第二パイプ１４の間に設けられた樹脂部１６と、を含んで構成されている。本実施形態の第一パイプ１２及び第二パイプ１４はアルミニウム合金製である。図１（Ｂ）に示されるように、第二パイプ１４は第一パイプ１２に挿入された状態で接合されている。本実施形態の樹脂部１６は、第一パイプ１２と第二パイプ１４とを接合する接合部に相当する。
【００３１】
図１（Ｂ）及び図２に示されるように、第一パイプ１２は、長尺円筒状の本体部１２Ａと、本体部１２Ａに隣接し本体部１２Ａよりも外径の大きい円筒状の筒状部２０とを有している。筒状部２０の外周部２２は、本体部１２Ａの外周部よりも径方向外側に位置しており、筒状部２０の外周部２２と本体部１２Ａの外周部とはテーパ面１２Ｂにより段差を有することなく接続されている。なお、筒状部２０の外径は、本体部１２Ａの外径と同じであってもよい。また、筒状部２０の内周部２４は、本体部１２Ａの内周部よりも径方向外側に位置している。筒状部２０の内周部２４から本体部１２Ａの内周部にかけては段階的に縮径されており、内周部２４に隣接する縮径部分は第二パイプ１４の挿入部２６として形成されている。挿入部２６の内径は、第二パイプ１４の後述する軸部４０の外径よりも僅かに大きい。また、内周部２４には、周方向に沿って延び、かつ軸方向に複数設けられた溝からなる凹凸部２４Ａが形成されている。
【００３２】
第二パイプ１４は、長尺円筒状の本体部１４Ａと、本体部１４Ａに隣接し本体部１４Ａと同径の円筒状の軸部４０を有している。つまり、本実施形態の第二パイプ１４は外径が一定のパイプである。この第二パイプ１４の外径は筒状部２０の内径よりも小さい。第二パイプ１４を第一パイプ１２に挿入した場合、筒状部２０の内周部２４と軸部４０の外周部４２との間に隙間３０が形成される（図３参照）。また、軸部４０の外周部４２には、周方向に沿って延び、かつ軸方向に複数設けられた溝からなる凹凸部４２Ａが形成されている。隙間３０において凹凸部４２Ａは、凹凸部２４Ａと対向している。
【００３３】
図１（Ｂ）に示されるように、樹脂部１６は、内周部２４と外周部４２との間の隙間３０に配置される受圧部１６Ａと、受圧部１６Ａに隣接し、かつ受圧部１６Ａよりも径方向の厚さが大きい環状の円環部１６Ｂと、を含んで構成されている。樹脂部１６は、隙間３０及び後述する空間３２に対して溶融した樹脂Ｒが充填されることで形成される。樹脂部１６を構成する樹脂Ｒは、ポリアミド（ＰＡ）やポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の熱可塑性樹脂が選択される。
【００３４】
（接合装置）
図３には、複合部材１０の製造に用いる接合装置５０が図示されている。本実施形態の接合装置５０は、外側当接体としての金型５２と、内側当接体としての入子５８と、保持機構６０と、充填機構６２と、を含んで構成されている。
【００３５】
金型５２は、第一パイプ１２及び第二パイプ１４を下側から保持する下型５４と、第一パイプ１２及び第二パイプ１４を上側から保持する上型５６と、を有している。下型５４及び上型５６は、それぞれ第一パイプ１２及び第二パイプ１４を収容する半円筒状のキャビティを有している。以下、下型５４と上型５６とが上下に結合された状態の金型５２について説明する。
【００３６】
金型５２は、筒状部２０の外周部２２における軸方向一端（第一パイプ１２のテーパ面１２Ｂ）が当接する第一当接部５２Ａと、筒状部２０の外周部２２における軸方向他端（第一パイプ１２の端部の外周面）が当接する第二当接部５２Ｂと、を有している。また、金型５２は、第一当接部５２Ａと第二当接部５２Ｂとの間において、径方向外側に凹ませた凹部５２Ｃを有している。
【００３７】
本実施形態では、後述する充填工程において、第一パイプ１２が変形した場合に、筒状部２０の外周部２２が凹部５２Ｃの内周面に当接するように形成されている（図４参照）。ここで、筒状部２０の外周部２２と凹部５２Ｃの内周面との間の距離であるクリアランスＣＬ１は、筒状部２０において弾性力が発生する変形量の範囲内、望ましくは、筒状部２０の弾性変形量の範囲内に設定されている。つまり、本実施形態における第一パイプ１２の変形は、弾性変形であることを原則とするが、弾性力が発生していれば若干の塑性変形を伴っていてもよい。
【００３８】
さらに、金型５２は、第二パイプ１４（本体部１４Ａ）の外周部に当接する第三当接部５２Ｄを有している。ここで、第二当接部５２Ｂと第三当接部５２Ｄとは軸方向に離間しており、第三当接部５２Ｄは第二当接部５２Ｂの径方向内側に位置している。金型５２に第一パイプ１２及び第二パイプ１４が配置された場合、筒状部２０の端面、金型５２における第二当接部５２Ｂから第三当接部５２Ｄへの接続部分、及び本体部１４Ａの外周部で囲まれた領域が空間３２として形成される。
【００３９】
また、上型５６には、空間３２と連通するゲート５６Ａが設けられている。このゲート５６Ａには充填機構６２から吐出した溶融状態の樹脂Ｒが流入される。なお、空間３２に樹脂Ｒを注入するためのゲートの設定場所は上型５６に限らない。例えば、下型５４に設けてもよいし、下型５４と上型５６とのパーティングライン上に設けてもよい。
【００４０】
入子５８は第二パイプ１４（内周部４４）の内径よりも僅かに小さい外径を有する棒状の部材である。本実施形態では、後述する充填工程において、第二パイプ１４が変形した場合に、軸部４０の内周部４４が入子５８の外周面に当接するように形成されている（図４参照）。ここで、軸部４０の内周部４４と入子５８の外周面との間の距離であるクリアランスＣＬ２は、軸部４０において弾性力が発生する変形量の範囲内、望ましくは、軸部４０の弾性変形量の範囲内に設定されている。つまり、本実施形態における第二パイプ１４の変形は、弾性変形であることを原則とするが、弾性力が発生していれば若干の塑性変形を伴っていてもよい。
【００４１】
保持機構６０は、下型５４を保持する固定盤６０Ａと、上型５６を保持する移動盤（図示せず）と、当該移動盤を移動させる第一の駆動装置（図示せず）と、入子５８を駆動させる第二の駆動装置（図示せず）と、を含んで構成されている。本実施形態の保持機構６０は、後述する配置工程において、所定の配置関係となるように第一パイプ１２、第二パイプ１４、金型５２及び入子５８を配置する。
【００４２】
ここで、上記の「所定の配置関係」においては、筒状部２０の内周部２４と軸部４０の外周部４２との間に隙間３０が形成され、筒状部２０と本体部１４Ａと金型５２とで囲まれた部分に空間３２が形成される。なお、空間３２の径方向の高さＨ２は隙間３０の径方向の高さＨ１よりも大きい。望ましくは、空間３２の高さＨ２は隙間３０の高さＨ１の３倍以上にすることが望ましい。さらに、空間３２の容積は隙間３０の容積よりも大きくすることが望ましい。「所定の配置関係」では、空間３２から隙間３０にかけて溶融した樹脂Ｒが充填される。
【００４３】
充填機構６２は、空間３２及び隙間３０に溶融した樹脂Ｒを充填する射出成型機である。本実施形態の充填機構６２は、筒状部２０の内周部２４と軸部４０の外周部４２との隙間３０に溶融した樹脂Ｒを充填した際の圧力で、第一パイプ１２の筒状部２０と第二パイプ１４の軸部４０とを変形させることができる（図４参照）。
【００４４】
（製造方法）
本実施形態に係る接合方法を説明すべく、複合部材１０の製造方法について説明する。図５に示されるように、本実施形態の複合部材１０は、表面処理工程、配置工程、充填工程、圧力保持工程、分離工程、仕上げ工程を経て製造される。
【００４５】
まず、第一パイプ１２及び第二パイプ１４の接合に際し、所定形状の第一パイプ１２を準備する（ステップＳ１０）と共に、所定形状の第二パイプ１４を準備する（ステップＳ１１）。ここで、第一パイプ１２は、アルミニウム合金の押し出し材からなるパイプを所定の長さに切断し、機械加工等を施すことで所定形状に形成されている。また、第二パイプ１４は、アルミニウム合金の押し出し材からなるパイプを所定の長さに切断することで所定形状に形成されている。
【００４６】
表面処理工程では、第一パイプ１２及び第二パイプ１４に対して粗面化処理が施される。具体的に、第一パイプ１２では、筒状部２０の内周部２４の表面にレーザ加工を施すことにより周方向の溝からなる凹凸部２４Ａが形成される（ステップＳ１２）。また、第二パイプ１４では、軸部４０の外周部４２の表面にレーザ加工を施すことにより周方向の溝からなる凹凸部４２Ａが形成される（ステップＳ１３）。
【００４７】
配置工程では、接合装置５０の金型５２に対して第一パイプ１２及び第二パイプ１４が配置される（ステップＳ１４）。具体的に、作業者は第二パイプ１４を第一パイプ１２に挿入すると共に、挿入状態にある第一パイプ１２及び第二パイプ１４を下型５４に載置する。次に、保持機構６０の第一の駆動装置を作動させて、上型５６を下降させて下型５４と結合させる（図３参照）。また、保持機構６０の第二の駆動装置を作動させて、第一パイプ１２側から第二パイプ１４（軸部４０）の内周部４４に入子５８を挿入する。
【００４８】
以上の配置工程により、第一パイプ１２、第二パイプ１４、金型５２及び入子５８は所定の配置関係となる。これにより、筒状部２０の内周部２４と軸部４０の外周部４２との間には隙間３０が形成され、筒状部２０と本体部１４Ａと金型５２とで囲まれた部分に空間３２が形成される（図３参照）。
【００４９】
充填工程では、配置工程により形成された隙間３０及び空間３２に溶融した樹脂Ｒが充填される（ステップＳ１５）。まず、充填機構６２において加熱されて溶融状態となった樹脂Ｒは、加圧された状態（例えば、３０ＭＰａ）で排出される。溶融した樹脂Ｒは、ゲート５６Ａから金型５２に流入された後、空間３２内に流入される。ここで、水や油よりも粘度の高い樹脂Ｒは、空間３２よりも径方向の高さが小さい隙間３０には直ちに流入されず、空間３２の内部に充填される。そして、樹脂Ｒは、空間３２に充填された後、隣接する隙間３０に流入して充填される。なお、隙間３０及び空間３２の内部の気体は、樹脂Ｒの流入に伴い、第一パイプ１２と第二パイプ１４との接触部分（例えば、挿入部２６など）から排出される。
【００５０】
また、充填機構６２は、空間３２及び隙間３０に樹脂Ｒが充填された後においても、樹脂Ｒに対する圧力を保持する。これにより、圧力を受けた第一パイプ１２及び第二パイプ１４は変形し弾性力を発生する。ここで、第一パイプ１２では筒状部２０において径方向外側への力が生じるものの、外周部２２の軸方向両端が金型５２の第一当接部５２Ａ及び第二当接部５２Ｂにおいて支持される。そのため、筒状部２０は軸方向中央部が径方向外側に膨らんだ状態で金型５２の凹部５２Ｃに当接する。また、第二パイプ１４では、軸部４０において径方向内側への力が生じることにより、軸部４０は、本体部１４Ａ側の基部を起点として径方向内側に変形する。その結果、軸部４０は内周部４４が入子５８に当接する（図４参照）。
【００５１】
圧力保持工程では、空間３２及び隙間３０に充填された樹脂Ｒが硬化するまで圧力を保持する（ステップＳ１６）。ここで、樹脂Ｒは第一パイプ１２、第二パイプ１４及び金型５２に対して熱が発散されることで冷却されて硬化する。なお、硬化を促進すべく、金型５２の内部に冷却液を循環させることで強制的に冷却させてもよい。なお、樹脂Ｒは、第一パイプ１２及び第二パイプ１４を金型５２から分離した際に、第一パイプ１２及び第二パイプ１４に対して反力を生じさせる程度に硬化していればよい。樹脂Ｒが硬化すると第一パイプ１２及び第二パイプ１４の間に樹脂部１６が形成される。すなわち、第一パイプ１２と第二パイプ１４とは、樹脂部１６を介して接合される。
【００５２】
なお、圧力保持工程では、樹脂Ｒの硬化に伴い樹脂Ｒから第一パイプ１２及び第二パイプ１４に加えられていた圧力は低下すると共に、径方向外側に変形していた筒状部２０と、径方向内側に変形していた軸部４０は弾性力により元の状態に戻ろうとする。したがって、樹脂Ｒが硬化した場合は、筒状部２０及び軸部４０から樹脂部１６における受圧部１６Ａに圧力（弾性力）が及ぶ。
【００５３】
分離工程では、接合された状態の第一パイプ１２及び第二パイプ１４が金型５２から分離される（ステップＳ１７）。具体的に接合装置５０では、保持機構６０の第二の駆動装置を作動させて第二パイプ１４（軸部４０）の内周部４４から入子５８を抜き出すと共に、保持機構６０の第一の駆動装置を作動させて金型５２を分離する。そして、作業者は接合された状態の第一パイプ１２及び第二パイプ１４を金型５２から取り出す。
【００５４】
仕上げ工程では、ゲート５６Ａにおいて樹脂Ｒが硬化した際に生じた余剰部分の切除、所謂ゲートカットが行われる。また、金型５２のパーティングラインにおいて樹脂Ｒのバリが生じた場合、作業者は機械又は手作業によりバリを取り除く（ステップＳ１８）。以上の工程を経て、複合部材１０が完成する。
【００５５】
（第一の実施形態のまとめ）
本実施形態の複合部材１０に係る接合方法、及び接合装置についてまとめると以下のとおりである。
【００５６】
本実施形態における接合方法は、第一パイプ１２と第二パイプ１４との間の隙間３０に溶融した樹脂Ｒを充填することで両部材を接合させている。ここで、本実施形態の複合部材１０では、隙間３０を構成する筒状部２０及び軸部４０はそれぞれ径方向に変形可能に形成されている。そして、本実施形態における接合方法では、充填工程において隙間３０に充填する樹脂Ｒに圧力を加えて筒状部２０及び軸部４０を変形させて、圧力保持工程において充填された樹脂Ｒが硬化するまで当該圧力を保持することを特徴としている。
【００５７】
樹脂Ｒが硬化するまでの間、筒状部２０及び軸部４０は、外力である樹脂Ｒからの圧力（図４の矢印方向の力）に対抗して弾性力による反力を発生させている。一方、樹脂Ｒが硬化して樹脂部１６が形成されると、樹脂Ｒから筒状部２０及び軸部４０には圧力は及ばなくなり、逆に樹脂部１６の受圧部１６Ａは筒状部２０及び軸部４０から弾性力による外力（図６の矢印方向の力）を受ける。
【００５８】
ところで、樹脂Ｒの硬化に伴う収縮により内部方向に向かう内部応力が発生する場合がある。この内部応力は樹脂部１６が筒状部２０及び軸部４０から剥離する方向に働く。本実施形態によれば、上述のように筒状部２０及び軸部４０から受ける弾性力により、樹脂部１６から筒状部２０及び軸部４０への反力が発生するため接合強度を確保することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、隙間３０に溶融した樹脂Ｒを充填した際、変形する部材に対して当接する当接体を設けたことを特徴としている。詳しくは、接合装置５０は、第一パイプ１２に対する外側当接体として変形する筒状部２０に当接する金型５２を備え、第二パイプ１４に対する内側当接体として変形する軸部４０に当接する入子５８を備えている。なお、本実施形態の金型５２は、隙間３０及び空間３２に樹脂Ｒを充填するための型としての機能も有している。
【００６０】
本実施形態では、当接体として金型５２及び入子５８を備えたことにより次の特徴を有する。すなわち、本実施形態によれば、隙間３０に溶融した樹脂Ｒを充填した際、第一パイプ１２及び第二パイプ１４において弾性力を発生させたい位置を制御することができる。第一パイプ１２の端部及び第二パイプ１４の端部が当接体に当接しない場合、第一パイプ１２の端部及び第二パイプ１４の端部が変形することで隙間３０に充填した樹脂Ｒが漏れる恐れがある。樹脂Ｒが漏れると第一パイプ１２及び第二パイプ１４を変形させるための圧力を保持することができなくなる。またこの場合、第一パイプ１２及び第二パイプ１４は端部に向かうほど変形量が大きくなるため、樹脂部１６が受ける弾性力は、軸方向において不均等となる。これに対して本実施形態によれば、第一パイプ１２及び第二パイプ１４において弾性力を発生させたい位置を制御することにより、充填時における樹脂Ｒの漏れを抑制でき、樹脂部１６が受ける弾性力を均等化することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、隙間３０に溶融した樹脂Ｒを充填した際における第一パイプ１２及び第二パイプ１４の塑性変形を抑制することができ、樹脂Ｒが硬化した後に第一パイプ１２及び第二パイプ１４から受ける弾性力を確保することができる。さらに、第二パイプ１４は、軸部４０の肉厚が薄いと樹脂Ｒの圧力に負けて潰れる恐れがあるが、本実施形態では、第二パイプ１４に入子５８を挿入することにより、樹脂Ｒの圧力に対する軸部４０の潰れを抑制することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、樹脂Ｒが硬化するまでの間、第一パイプ１２は金型５２により保持され、第二パイプ１４は、第一パイプ１２及び金型５２により保持される。詳しくは、第一パイプ１２では、筒状部２０の軸方向一端側が金型５２の第一当接部５２Ａにおいて保持され、軸方向他端側が金型５２の第二当接部５２Ｂにおいて保持されている。また、第二パイプ１４では、軸部４０の軸方向端部が第一パイプ１２の挿入部２６において保持され、本体部１４Ａが金型５２の第三当接部５２Ｄにおいて保持されている。
【００６３】
このように、第一パイプ１２及び第二パイプ１４の位置決めは部材の変形を妨げない部位において行われている。そのため、部材の接合に際して確実に位置決めを行うことができ、精度よく接合を行うことができる。
【００６４】
また、本実施形態における接合方法は、第一パイプ１２及び第二パイプ１４のような筒状の部材同士の接合に好適である。本実施形態では、筒状の第一パイプ１２と筒状の第二パイプ１４とを接合することにより、複合部材１０において、環状の隙間３０を設けることができる。つまり、周方向に連続した接合部である樹脂部１６を設けることができる。本実施形態によれば、樹脂部１６から第一パイプ１２及び第二パイプ１４に対しては均等に反力を与えることができるため、樹脂部１６が周方向に連続しない場合と比べて樹脂Ｒの硬化後における接合強度を向上させることができる。
【００６５】
なお、第二パイプ１４が筒状のパイプの場合、第一パイプ１２に加えて第二パイプ１４も変形により弾性力を発生させることが可能であるため、樹脂Ｒの硬化後における部材同士の接合強度をさらに向上させることができる。
【００６６】
また、本実施形態において形成される空間３２は、樹脂Ｒが注入される部分の幅（図３の高さＨ２）が隙間３０において樹脂Ｒが注入される部分の幅（図３の高さＨ１）よりも大きいことを特徴としている。当該特徴によれば、樹脂Ｒは空間３２に充填されてから隙間３０に注入される。すなわち、本実施形態によれば、空間３２に樹脂Ｒが充填された後に空間３２から隙間３０に対して樹脂Ｒを均一に注入させることができる。
【００６７】
ここで、隙間３０の一部から樹脂Ｒが充填し始めると、樹脂Ｒの圧力による内部応力が偏る場合がある。そして隙間３０における内部応力に偏りが生じると、接合された第一パイプ１２及び第二パイプ１４に変形が生じる場合がある。これに対して、本実施形態では空間３２から隙間３０に向けて均一に樹脂Ｒが注入されるため、樹脂Ｒの圧力による内部応力の偏りが生じ難く、第一パイプ１２及び第二パイプ１４では変形が生じ難い。
【００６８】
また、本実施形態における接合方法は、表面処理工程において筒状部２０の内周部２４と軸部４０の外周部４２とに対してそれぞれ、凹凸部２４Ａ及び凹凸部４２Ａを形成している。また、本実施形態の複合部材１０では、隙間３０において凹凸部２４Ａ及び凹凸部４２Ａが対向している。そして、隙間３０では、溶融した樹脂Ｒが凹凸部２４Ａ及び凹凸部４２Ａに入り込んだ状態で硬化し、樹脂部１６が形成される。これにより、第一パイプ１２は凹凸部２４Ａにおいて樹脂部１６に係止され、第二パイプ１４は凹凸部４２Ａにおいて樹脂部１６に係止される。そのため、本実施形態によれば、凹凸部２４Ａ及び凹凸部４２Ａを形成しない場合に比べて、第一パイプ１２及び第二パイプ１４の軸方向に対する抜けが抑制される。すなわち、接合強度を向上させることができる。
【００６９】
なお、上述のように本実施形態の凹凸部２４Ａ及び凹凸部４２Ａは、レーザ加工により周方向に形成された溝であるが、第二パイプ１４の軸方向への抜けが抑制されるならば、凹凸部２４Ａ及び凹凸部４２Ａの粗面化の方法はレーザ加工に限らない。例えば、凹凸部２４Ａ及び凹凸部４２Ａは、切削や転造等の機械加工や化学エッチングによる粗面化により形成してもよい。また例えば、接着プライマー等、樹脂と金属の両方に接着する物質を付着させる処理を施してもよい。
【００７０】
なお、本実施形態の複合部材１０は、アルミニウム合金製の第一パイプ１２とアルミニウム合金製の第二パイプ１４とを接合している。すなわち、本実施形態によれば、同種金属の部材同士を接合していたがこれに限らず、異種金属の部材同士を接合してもよい。例えば、アルミニウム合金製の第一パイプ１２に対して、鉄製の第二パイプ１４を接合することができる。このように、本実施形態における接合方法及び接合装置によれば、溶接が適さない金属同士の接合が可能となる。
【００７１】
また、本実施形態における接合方法では、充填工程において射出成型法を用いたが、金型５２を用いて樹脂Ｒを充填する方法であれば、他の方法を用いてもよい。例えば、ＢＭＣ成形法、トランスファー成形法等を用いて樹脂Ｒを充填してもよい。
【００７２】
上述のように、本実施形態の樹脂部１６は、受圧部１６Ａにおいて第一パイプ１２及び第二パイプ１４から弾性力を受けることで接合強度が確保される。そのため、樹脂Ｒは接着性を有する必要はない。ここで、従来技術のように樹脂接着剤を用いた接合方法の場合、接合に要する樹脂接着剤が金型や位置決め用の治具に付着するため、部材を接合の都度、金型や治具から付着した樹脂接着剤を除去する必要がある。これに対して、本実施形態によれば、樹脂部１６を構成する樹脂Ｒに接着性の樹脂を使用する必要がないため、金型５２を汚さず、接合の都度、清掃を要しないため、上述の従来技術と比べて生産性に優れている。
【００７３】
また、本実施形態において適用される樹脂Ｒは熱可塑性樹脂であるが、これに限らず、熱硬化性樹脂を適用してもよい。ただし、熱硬化性樹脂は硬化すると分解し難く、リサイクル性が劣るため、複合部材１０のリサイクル性を考慮すると、樹脂Ｒは熱可塑性樹脂とするのが望ましい。
【００７４】
（複合部材の変形例）
本実施形態の複合部材１０の変形例としては、以下のものがある。なお、本実施形態と同一機能の構成には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００７５】
変形例１は、角形のパイプ同士を接合する例である。図７（Ａ）に示されるように、変形例１の第一パイプ１２は、長尺角筒状の本体部１２Ａと、本体部１２Ａに隣接し本体部１２Ａよりも同径の角筒状の筒状部２０とを有している。また、第二パイプ１４は、長尺角筒状の本体部１４Ａと、本体部１４Ａに隣接し本体部１４Ａと同径の角筒状の軸部４０を有している。また、図７（Ｂ）に示されるように、変形例１の樹脂部１６は、角筒状に形成されている。
【００７６】
変形例１の複合部材１０を製造する際は、第一パイプ１２及び第二パイプ１４に対応する角型のキャビティを有する金型５２と、角柱状の入子５８とを有する接合装置５０が使用される。変形例１においても本実施形態と同様の作用と効果を奏する。
【００７７】
変形例２は、円形パイプとブラケットを接合する例である。図８（Ａ）に示されるように、変形例２の複合部材１１０においては、第一パイプ１２に長尺状のブラケット１８が接続されている。このブラケット１８はアルミニウム合金製であって、第一パイプ１２と一体に形成されている。ブラケット１８における第一パイプ１２と反対側の端部にはフランジ１８Ａが設けられている。また、図８（Ｂ）に示されるように、変形例２の複合部材１１０では、本実施形態と同様に樹脂部１６により第一パイプ１２と第二パイプ１４とが接合されている。
【００７８】
変形例２の複合部材１１０を製造する際は、第一パイプ１２及びブラケット１８、並びに第二パイプ１４に対応する形状のキャビティを有する金型５２が使用される。変形例２においても本実施形態と同様の作用と効果を奏する。
【００７９】
（接合装置の変形例）
本実施形態の接合装置５０の変形例としては、以下のものがある。なお、本実施形態と同一機能の構成には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。また、図９（Ａ）及び図１０（Ａ）においては、保持機構６０及び充填機構６２の図示を省略している。
【００８０】
変形例３の接合装置２５０は、入子５８の形状が本実施形態と相違する。図９（Ａ）に示されるように、変形例３の入子５８は、第二パイプ１４に挿入される円柱状の突出部５８Ａと、突出部５８Ａの基部において突出部５８Ａの周囲に形成された円環状の凹部５８Ｂと、凹部５８Ｂの外周に形成された円環状の凸部５８Ｃとを有している。一方、変形例３の複合部材１０における第一パイプ１２は、第二パイプ１４（軸部４０）が挿入される挿入部が設けられていない。そのため、変形例３においては、第二パイプ１４は凹部５８Ｂに挿入されることで位置決めが行われる。
【００８１】
変形例３では、凸部５８Ｃにおいて隙間３０が封止されるため、充填工程において樹脂Ｒに圧力を加えることができる。そして、図９（Ｂ）に示される複合部材１０が形成される。変形例３においても本実施形態と同様の作用と効果を奏する。
【００８２】
変形例４の接合装置３５０は、金型５２の形状が本実施形態と相違する。図１０（Ａ）に示されるように、変形例４の金型５２は、第二パイプ１４（本体部１４Ａ）の外周部に当接する第三当接部５２Ｄと、第三当接部５２Ｄに隣接して形成された円環状の環状溝５２Ｅと、を有している。また、変形例４の入子５８は、第二パイプ１４に挿入される円柱状の突出部５８Ａを有している。変形例４では入子５８における突出部５８Ａの基部５８Ｄにおいて第一パイプ１２の位置決めを行うことができる。そして、変形例４では、第一パイプ１２及び第二パイプ１４が配置された場合、環状溝５２Ｅ、筒状部２０の端面及び本体部１４Ａの外周部で囲まれた領域が空間３２として形成される。図示しないが、変形例４の金型５２の側部には、空間３２に連通するゲートが形成されている。
【００８３】
変形例４の金型５２は、本実施形態のように筒状部２０が変形した際に外周部２２が当接する部位を有していない。しかしながら、充填工程において溶融した樹脂Ｒを充填する際に筒状部２０が弾性力を維持できるように圧力を管理することにより、図１０（Ｂ）に示される複合部材１０を形成することができる。変形例４においても本実施形態とほぼ同様の作用と効果を奏する。
【００８４】
［第二の実施形態］
第二の実施形態は、中実部材同士の接合により形成された複合部材の例である。本実施形態と同一機能の構成には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００８５】
図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、本実施形態の複合部材４１０は、第一部材としての棒状の第一ロッド４１２と、第二部材としての棒状の第二ロッド４１４と、を含んで構成されている。第一ロッド４１２は、長尺で中実の本体部４１２Ａと、本体部４１２Ａに隣接し本体部４１２Ａよりも外径の大きい円筒状の筒状部２０とを有している。一方、第二ロッド４１４は、長尺で中実の本体部４１４Ａと、本体部４１４Ａに隣接し本体部４１４Ａと同径の中実の軸部４４０を有している。本実施形態の軸部４４０は中実であることから、接合装置５０においては第一の実施形態のように軸部４０に挿入される入子５８を必要としない。
【００８６】
本実施形態の複合部材４１０においても、第一ロッド４１２と第二ロッド４１４との間の隙間３０に樹脂Ｒを充填することで、図１１（Ｂ）に示されるように、樹脂部１６が形成される。本実施形態では軸部４４０が径方向に変形しないため、樹脂部１６は、受圧部１６Ａにおいて、第一ロッド４１２の筒状部２０からのみ弾性力を受ける。
【００８７】
以上のように構成される本実施形態においても第一の実施形態と同様の作用と効果を奏する。
【００８８】
［第三の実施形態］
第三の実施形態は、パイプ同士の接合と同時に樹脂部品を一体で形成した例である。本実施形態と同一機能の構成には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００８９】
図１２（Ａ）に示されるように、本実施形態の複合部材５１０は、第一パイプ１２と、第二パイプ１４と、樹脂部１６と、第二パイプ１４の外周部に形成される樹脂部品であるブラケット１７と、を含んで構成されている。図１２（Ｂ）及び図１３に示されるように、ブラケット１７は樹脂部１６の円環部１６Ｂから連続して形成されている。
【００９０】
図１３に本実施形態の接合装置５５０を示す。なお、図１３においては、保持機構６０及び充填機構６２の図示を省略している。
【００９１】
図１３に示されるように、本実施形態の接合装置５５０における金型５２は、ブラケット１７に対応する形状のキャビティ５２Ｆが設けられている。本実施形態では、金型５２に第一パイプ１２及び第二パイプ１４が配置された場合、隙間３０とキャビティ５２Ｆとの間の領域が空間３２として形成される。本実施形態の金型５２では、空間３２に連通するゲート５６Ａから樹脂Ｒが注入される他、キャビティ５２Ｆに連通する他のゲート（図示せず）からも樹脂Ｒが注入される。
【００９２】
本実施形態は第一の実施形態の効果に加えて次の効果を有している。すなわち、本実施形態によれば、二つの部材の接合と同時に、両部材に接続される樹脂部品を形成することができる。すなわち、新たな工程を設けることなく、パイプ等の部材に対して樹脂部品を設けることができる。
【００９３】
なお、本実施形態の第二パイプ１４では、隙間３０及び空間３２に対応する部分に凹凸部４２Ａが形成されているが、これに限らず、キャビティ５２Ｆに対応する部分まで凹凸部４２Ａを形成してもよい。これにより、ブラケット１７の第二パイプ１４に対する接合強度を向上させることができる。
【００９４】
［第四の実施形態］
第四の実施形態は、隙間に対する樹脂の充填状態を確認可能に複合部材及び接合装置を形成した例である。本実施形態と同一機能の構成には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００９５】
図１４（Ａ）に示されるように、本実施形態の複合部材１０は、第一パイプ１２において筒状部２０の外周部２２側と内周部２４側とを連通すると共に、隙間３０に接続される連通路２８を有している。また、筒状部２０の外周部２２における連通路２８の周囲には、複数の溝２９Ａからなる溝部２９が形成されている。また、溝部２９を構成する複数の溝２９Ａはそれぞれ外周部２２の周方向に沿って部分的に形成されており、一部の溝２９Ａは周方向側において連通路２８に接続（連通）されている。一例として、この溝２９Ａは、幅が０．１ｍｍ、深さが０．２ｍｍであって、隣接する溝２９Ａ同士のピッチは０．２ｍｍとされている。
【００９６】
図１４（Ｂ）に示されるように、金型５２では、連通路２８及び溝部２９の対向位置において、凹部５２Ｃから径方向内側に突出する覆部５２Ｇが形成されている。金型５２に第一パイプ１２が配置された場合、覆部５２Ｇは、径方向内側の面が連通路２８及び溝部２９の一部を覆う。
【００９７】
本実施形態の複合部材１０は、第一の実施形態と同様に、表面処理工程、配置工程、充填工程、圧力保持工程、分離工程、仕上げ工程を経て製造される。以下、第一の実施形態の工程に追加される内容についてのみ説明する。
【００９８】
表面処理工程では、第一パイプ１２において凹凸部２４Ａを形成した後（又は形成する前）に、溝部２９を形成する工程が追加される。具体的には、筒状部２０の外周部２２にレーザ加工を施すことで、複数の溝２９Ａからなる溝部２９が形成される。なお、溝部２９は、連通路２８を形成する前に形成しても、連通路２８を形成した後に形成してもどちらでもよい。
【００９９】
配置工程では、接合装置５０の金型５２に対して第一パイプ１２及び第二パイプ１４が配置される。このとき、作業者は、覆部５２Ｇが連通路２８及び溝部２９を覆うように周方向の位置合わせを行う。
【０１００】
そして、充填工程では、溶融した樹脂Ｒが空間３２及び隙間３０を経て連通路２８及び溝部２９に到達するように充填される。なお、連通路２８まで充填された樹脂Ｒは、連通路２８から溢れると、連通路２８に接続されている溝２９Ａに流入する。さらに、樹脂Ｒが溝２９Ａから溢れると、溝部２９の表面において薄く広がる場合がある（図１５（Ｃ）参照）。
以上、各工程を経ることで、図１５（Ａ）に示される複合部材１０が形成される。
【０１０１】
本実施形態によれば、第一の実施形態の効果に加えて、次の効果を有している。すなわち、本実施形態における接合方法によれば、第一パイプ１２は連通路２８が隙間３０に接続されているため、充填工程において樹脂Ｒが隙間３０に充填されると、次に連通路２８に流入される。したがって、樹脂Ｒを連通路２８に到達するように充填した場合、完成後の複合部材１０では連通路２８を観察することにより、隙間３０に対する樹脂Ｒの充填状況を把握することができる。
【０１０２】
また、本実施形態の複合部材１０では、連通路２８に加えて連通路２８の周囲に複数の溝２９Ａからなる溝部２９が形成されている。図１５（Ｂ）に示されるように、溝部２９における一部の溝２９Ａは連通路２８に接続されている。充填工程の際には、第一パイプ１２は、覆部５２Ｇが連通路２８及び溝部２９を覆うように金型５２に当接される。そのため、本実施形態は、隙間３０及び連通路２８に充填された樹脂Ｒは、さらに連通路２８から溝２９Ａに漏れ出すように形成されている。
【０１０３】
以上、本実施形態によれば、樹脂Ｒが溝部２９に到達するように充填した場合、完成後の複合部材１０では第一パイプの表面を観察することにより、隙間３０に対する樹脂Ｒの充填状況を把握することができる。ここで溝部２９より樹脂Ｒの充填状況を確認する場合は、図１５（Ｃ）に示されるように、平面視における樹脂Ｒの拡散状況により目視で確認できるため、作業者が把握しやすい。他方、溝部２９に樹脂Ｒが入り込んでいない場合であっても、上述のように連通路２８を観察すれば樹脂Ｒの充填状態を確認することができる。本実施形態によれば、製造された複合部材１０における第一パイプ１２及び第二パイプ１４の接合に係る品質管理を容易に行うことができる。
【０１０４】
なお、本実施形態では、第一パイプ１２において一つの連通路２８を形成したがこの限りではなく、周方向に複数個の連通路を形成してもよい。また、本実施形態の溝部２９における溝２９Ａは周方向に沿って形成したが、この限りではなく連通路２８を中心として放射状に形成してもよい。
【０１０５】
［その他の実施形態］
本発明は、上述した各実施形態の他に、次の実施形態にも適用可能である。なお、本実施形態と同一機能の構成には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１０６】
例えば、図１６（Ａ）に示されるように、周方向に３つに分割された略円筒状の筒状部６２０を有する第一パイプ６１２と、第二パイプ１４により複合部材６１０を形成してもよい。筒状部６２０が分割されていても第二パイプ１４の軸部４０を囲む接合部として樹脂部６１６を形成することができる。また、樹脂Ｒの充填時に第一パイプ６１２及び第二パイプ１４が変形することで、図１６（Ｂ）に示されるように、樹脂Ｒが硬化した樹脂部６１６に対して弾性力を与えることができる。
【０１０７】
また例えば、図１７（Ａ）に示されるように、周方向に３つに分割された略三角筒状の筒状部７２０を有する第一パイプ７１２と、略三角筒状の軸部７４０を有する第二パイプ７１４により複合部材７１０を形成してもよい。筒状部７２０が円筒状ではなく、かつ分割されていても第二パイプ７１４の軸部７４０を囲む接合部として樹脂部７１６を形成することができる。また、樹脂Ｒの充填時に第一パイプ７１２及び第二パイプ７１４が変形することで、図１７（Ｂ）に示されるように、樹脂Ｒが硬化した樹脂部７１６に対して弾性力を与えることができる。
【０１０８】
一方、上述した第一の実施形態では第一部材としての第一パイプ１２と第二部材としての第二パイプ１４の双方が変形し、第二の実施形態では第一部材としての第一ロッド４１２のみが変形していた。しかし、これに限らず、第一部材に挿入される第二部材のみを変形させる形態に本発明を適用させてもよい。例えば、図１８（Ａ）に示されるように、樹脂Ｒの充填圧力では変形することのない外側部品８１２（第一部材）と、内側パイプ８１４（第二部材）により複合部材８１０を形成してもよい。図１８（Ｂ）に示されるように、樹脂Ｒが硬化した樹脂部８１６に対しては、内側パイプ８１４のみからではあるが弾性力を与えることができるため、接合強度を確保することができる。
【０１０９】
［補足］
上述した各実施形態は、それぞれ組み合わせて適用してもよい。例えば、第二の実施形態の中実の複合部材に対して、第三の実施形態の樹脂部品を形成してもよい。また例えば、第三の実施形態の複合部材に、第四の実施形態の連通路及び溝部の構成を適用してもよい。
【０１１０】
各実施形態に係る接合方法は、金属同士の部材の接合に適しているが、充填工程において部材の弾性力が維持される限りにおいては、他の部材でも適用可能である。例えば、充填工程における樹脂Ｒの圧力を下げることで、樹脂、木材等、金属以外の部材の接合にも適用可能である。
【０１１１】
各実施形態で説明のとおり、本発明はパイプ同士の接合、及びパイプと棒材との接合の他、一方の部材に他方の部材が挿入される形態であれば、パイプや棒材以外の部品同士の接合に適用することができる。特に、本発明は接合強度を確保することができるため、強度や振動を考慮する必要がある車両部材の接合に好適である。例えば、インパネリインフォースメント、シートフレーム等の構造部材、及びインテークパイプ等の配管類に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１０    複合部材
１２    第一パイプ（第一部材）
１４    第二パイプ（第二部材）
１７    ブラケット（樹脂部品）
２０    筒状部
２２    外周部
２４    内周部
２４Ａ  凹凸部
２８    連通路
２９    溝部
２９Ａ  溝
３０    隙間
３２    空間
４０    軸部
４２Ａ  凹凸部
５０    接合装置（部材の接合装置）
５２    金型（当接体、外側当接体）
５２Ｃ  凹部（外側当接体の内周部）
５２Ｆ  キャビティ
５８    入子（当接体、内側当接体）
６０    保持機構
６２    充填機構
１１０  複合部材
２５０  接合装置
３５０  接合装置
４１０  複合部材
４１２  第一ロッド（第一部材）
４１４  第二ロッド（第二部材）
４４０  軸部
５１０  複合部材
５５０  接合装置
６１０  複合部材
６１２  第一パイプ（第一部材）
６２０  筒状部
７１０  複合部材
７１２  第一パイプ（第一部材）
７１４  第二パイプ（第二部材）
７２０  筒状部
７４０    軸部
８１０  複合部材
８１２  外側部品（第一部材）
８１４  内側パイプ（第二部材）
Ｒ      樹脂
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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