(57)【要約】【課題】金属部材とレーザ光に対して透過性を有さない樹脂部材とを接合可能な接合方法及びそれを用いた二槽式オイルパンの製造方法の提供を目的とする。【解決手段】  本発明に係る接合方法では、レーザ光に対して透過性を有さない樹脂フランジ部２１に形成された貫通孔２２に、樹脂フランジ部２１よりも薄くかつレーザ光に対して透過性を有する中間樹脂部材３０を挿入し、中間樹脂部材３０を金属フランジ部１２にレーザ溶着する。次いで、樹脂製の蓋材３５で貫通孔２２を埋めて、蓋材３５を中間樹脂部材３０と樹脂フランジ部２１とに固着する。【選択図】図３
2015020363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材（１２）とレーザ光に対して透過性を有さない樹脂部材（２１）とを重ね合わせ、
前記樹脂部材（２１）を重ね合わせ方向に貫通した貫通孔（２２）に、前記樹脂部材（２１）よりも薄くかつ前記レーザ光に対して透過性を有する中間樹脂部材（３０）を挿入して、前記中間樹脂部材（３０）と前記金属部材（１２）とをレーザ溶着し、
樹脂製の蓋材（３５）で前記貫通孔（２２）を埋めると共に、その蓋材（３５）を前記中間樹脂部材（３０）と前記樹脂部材（２１）とに固着することを特徴とする接合方法。
【請求項２】
前記レーザ光の照射前に、前記金属部材（１２）の前記中間樹脂部材（３０）との対向面（１２Ｍ）に凹凸（１５）を形成しておくことを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
前記樹脂部材（２１）と前記蓋材（３５）とは、同じ着色樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の接合方法。
【請求項４】
前記蓋材（３５）と前記中間樹脂部材（３０）とは、同系の樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１の請求項に記載の接合方法。
【請求項５】
金属製の外槽パン（１１）と、レーザ光に対して透過性を有さない樹脂で構成された内槽パン（２０）と、を備えた二槽式オイルパン（１０）の製造方法であって、
前記外槽パン（１１）と前記内槽パン（２０）とに設けられたフランジ部（１２，２１）同士を、請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載の接合方法を用いて接合することを特徴とする二槽式オイルパン（１０）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材と樹脂部材の接合方法及びそれを用いた二槽式オイルパンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属部材と樹脂部材の接合方法として、レーザ溶着法が知られている。このレーザ溶着法は、金属部材と樹脂部材とを重ね合わせ、樹脂部材側からレーザ光を照射することで、樹脂部材と金属部材の境界部分を加熱し、その境界部分で樹脂部材を溶融して両部材を一体的に接合するものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９７２８８号公報（段落［０００４］、［０００６］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したレーザ溶着法では、樹脂部材がレーザ光に対して透過性を有さない場合、両部材を接合することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、金属部材とレーザ光に対して透過性を有さない樹脂部材とを接合可能な接合方法及びそれを用いた二槽式オイルパンの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る接合方法は、金属部材（１２）とレーザ光に対して透過性を有さない樹脂部材（２１）とを重ね合わせ、樹脂部材（２１）を重ね合わせ方向に貫通した貫通孔（２２）に、樹脂部材（２１）よりも薄くかつレーザ光に対して透過性を有する中間樹脂部材（３０）を挿入して、中間樹脂部材（３０）と金属部材（１２）とをレーザ溶着し、樹脂製の蓋材（３５）で貫通孔（２２）を埋めると共に、その蓋材（３５）を中間樹脂部材（３０）と樹脂部材（２１）とに固着するところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の接合方法において、レーザ光の照射前に、金属部材（１２）の中間樹脂部材（３０）との対向面（１２Ｍ）に凹凸を形成しておくところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の接合方法において、樹脂部材（２１）と蓋材（３５）とは、同じ着色樹脂で構成されているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のうち何れか１の請求項に記載の接合方法において、蓋材（３５）と中間樹脂部材（３０）とは、同系の樹脂で構成されているところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明に係る二槽式オイルパン（１０）の製造方法は、金属製の外槽パン（１１）と、レーザ光に対して透過性を有さない樹脂で構成された内槽パン（２０）と、を備えた二槽式オイルパン（１０）の製造方法であって、外槽パン（１１）と内槽パン（２０）とに設けられたフランジ部（１２，２１）同士を、請求項１乃至４のうち何れか１の請求項に記載の接合方法を用いて接合するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
［請求項１〜４の発明］
請求項１の発明では、レーザ光に対して透過性を有さない樹脂部材（２１）に形成された貫通孔（２２）に、レーザ光に対して透過性を有する中間樹脂部材（３０）を挿入して、中間樹脂部材（３０）と金属部材（１２）をレーザ溶着する。そして、貫通孔（２２）を埋めた蓋材（３５）を中間樹脂部材（３０）と樹脂部材（２１）とに溶着する。即ち、本発明の接合方法では、レーザ溶着で金属に溶着可能な中間樹脂部材（３０）を金属部材（１２）に接合してから、その中間樹脂部材（３０）に蓋材（３５）を介して樹脂部材（２１）を接合する。本発明によれば、樹脂部材（２１）がレーザ光に対して透過性を有さなくても、中間樹脂部材（３０）と蓋材（３５）とを介して金属部材（１２）に接合することができる。しかも、中間樹脂部材（３０）の接合にレーザ溶着を用いたので、金属部材（１２）及び樹脂部材（２１）の破壊を抑えつつ、中間樹脂部材（３０）の接合強度を高めることができる。
【００１２】
また、蓋材（３５）と中間樹脂部材（３０）と樹脂部材（２１）とは、全て樹脂で構成されているので、蓋材（３５）を、樹脂部材（２１）と中間樹脂部材（３０）とに容易に固着することが可能となる。なお、蓋材（３５）の固着は、溶着であってもよいし、接着であってもよい。溶着の例としては、超音波溶着、振動溶着、高周波溶着等が挙げられる。また、接着の例としては、蓋材（３５）と樹脂部材（２１）及び中間樹脂部材（３０）との境界部分を有機溶剤で溶かした後、その有機溶剤を揮発させることが挙げられる。
【００１３】
ここで、請求項２の発明のように、レーザ光の照射前に、金属部材（１２）の中間樹脂部材（３０）との対向面（１２）に凹凸（１５）を形成しておけば、金属部材（１２）と中間樹脂部材（３０）の接着強度の向上が図られる。なお、上記対向面（１２Ｍ）の凹凸（１５）は、レーザ加工やプレス加工により形成されてもよいし、刃物、やすり、研磨テープ、サンドブラスト等で金属部材（１２）に傷を付けることで形成されてもよい。特に、レーザ加工によれば、請求項１の発明のレーザ溶着で用いるレーザ光照射装置を利用することができる。
【００１４】
また、樹脂部材（２１）と蓋材（３５）とを、同じ樹脂で構成すれば、樹脂部材（２１）と蓋材（３５）の接合強度を高めることができる。また、請求項３の発明のように、同じ着色樹脂で構成されている場合には、接合後の樹脂部材（２１）と蓋材（３５）を、外観上、区別し難くすることができる
【００１５】
また、請求項４の発明のように、蓋材（３５）と中間樹脂部材（３０）とを、同系の樹脂で構成すれば、蓋材（３５）と中間樹脂部材（３０）の接合強度の向上が図られる。
【００１６】
なお、本発明において、「同系の樹脂」とは、ポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系等に代表される樹脂の種類が同じであることを意味する。また、「同系の樹脂」であることには、樹脂に含まれる添加剤の有無や添加剤の種類が同じであることを要求しない。従って、例えば、樹脂部材（２１）がバージン樹脂に顔料を添加した着色樹脂で構成され、中間樹脂部材（３０）が上記バージン樹脂又は上記バージン樹脂と同系の樹脂で構成されている場合には、樹脂部材（２１）と中間樹脂部材（３０）とは「同系の樹脂で構成されている」ことになる。
【００１７】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、外槽パン（１１）と内槽パン（２０）のフランジ部（１２，２１）同士が一体的に接合されるので、外槽パン（１１）と内槽パン（２０）のフランジ部分（１２，２１）同士を螺子止めする場合と比較して、フランジ部分（１２，２１）同士の固定の安定化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るオイルパンの側断面図
【図２】レーザ光を照射する前の金属フランジ部と樹脂フランジ部の側断面図
【図３】レーザ光を照射したときの金属フランジ部と中間樹脂部材の側断面図
【図４】金属フランジ部と中間樹脂部材の境界近傍の拡大図
【図５】（Ａ）蓋材を挿入する前の金属フランジ部と樹脂フランジ部の側断面図、（Ｂ）蓋材が接合された金属フランジ部と樹脂フランジ部の側断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態に係る二槽式オイルパン１０は、外槽パン１１の内側に内槽パン２０を備えてなる。外槽パン１１は、金属で構成され、内槽パン２０は、着色樹脂で構成されている。着色樹脂は、透明樹脂に着色剤が添加されることで得られる。透明樹脂の具体例としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。
【００２０】
外槽パン１１及び内槽パン２０の上部には、外側に張り出したフランジ部１２，２１が設けられ、フランジ部１２，２１は、互いに重ね合わされて、周方向の複数箇所で固定されている。
【００２１】
また、外槽パン１１のフランジ部１２は、内槽パン２０のフランジ部２１よりも外径が大きくなっていて、このフランジ部１２がエンジンブロック９０のフランジ部９０Ｆに固定されることで、二槽式オイルパン１０がエンジンブロック９０に組み付けられる。
【００２２】
ところで、本実施形態では、上述したように、内槽パン２０が着色樹脂で構成されていて、レーザ光に対して透過性を有さない。このため、従来のレーザ溶着のように、両フランジ部１２，２１を重ねた状態でフランジ部２１側からレーザ光を照射しても、レーザ光が両フランジ部１２，２１の境界面まで到達せず、両フランジ部１２，２１を溶着することができない。
【００２３】
そこで、本実施形態では、以下に示す接合方法によって、両フランジ部１２，２１を接合する。なお、外槽パン１１のフランジ部１２が本発明の「金属部材」に相当し、内槽パン２０のフランジ部２１が本発明の「樹脂部材」に相当する。以下、外槽パン１１のフランジ部１２を「金属フランジ部１２」と、内槽パン２０のフランジ部２１を「樹脂フランジ部２１」と称して、両フランジ部１２，２１を適宜区別することにする。
【００２４】
金属フランジ部１２と樹脂フランジ部２１とを接合するには、まず、図２に示すように、樹脂フランジ部２１に貫通孔２２を形成しておく。また、金属フランジ部１２の上面１２Ｍ（即ち、樹脂フランジ部２１との対向面）のうち貫通孔２２が重なる部分に、レーザ加工により凹凸部１５を形成しておく。なお、貫通孔２２は、樹脂フランジ部２１に既に形成されているものであってもよいし、新たに形成されるものであってもよい。
【００２５】
次いで、金属フランジ部１２の上に樹脂フランジ部２１を重ね、貫通孔２２に中間樹脂部材３０を挿入する。中間樹脂部材３０は、樹脂フランジ部２１と同じ着色樹脂で構成され、厚さが樹脂フランジ部１２よりも十分に薄くなっている。
【００２６】
次いで、レーザ溶着により、中間樹脂部材３０を、金属フランジ部１２と樹脂フランジ部２１とに接合する。具体的には、図３に示すように、レーザ光照射装置８０を用いて、樹脂フランジ部２１側から中間樹脂部材３０にレーザ光を照射する。ここで、上述の如く、中間樹脂部材３０は、樹脂フランジ部２１（内槽パン２０）と同じ着色樹脂で構成されているが、厚さが樹脂フランジ部２１よりも十分に薄くなっているので、厚さ方向でレーザ光を透過させる。即ち、中間樹脂部材３０は、レーザ光に対して透過性を有している。
【００２７】
なお、レーザ光照射装置８０は、上述した凹凸部１５の加工にも用いられる。また、レーザ光照射装置８０が、複数種類の波長（例えば、２倍波、３倍波）を照射可能である場合には、レーザ加工で用いるレーザ光の波長と、レーザ溶着で用いるレーザ光の波長とを変更してもよい。
【００２８】
中間樹脂部材３０にレーザ光が照射されると、レーザ光は、中間樹脂部材３０を透過し、金属フランジ部２１に吸収される。その結果、中間樹脂部材３０と金属フランジ部２１との境界部分が加熱され、中間樹脂部材３０が金属フランジ部２１に溶着する。
【００２９】
図４に拡大して示すように、貫通孔２２の奥部では、溶融した中間樹脂部材３０が、凹凸部１５の谷部に流れ込む。これにより、中間樹脂部材３０が金属フランジ部１２に対して横方向にずれることが抑えられ、接合強度の向上が図られる。
【００３０】
また、貫通孔２２の奥部の外側部分では、少量の中間樹脂部材３０が、樹脂フランジ部１２と金属フランジ部２１との間の隙間に流れ込み、金属フランジ部２１と樹脂フランジ部１２とに接合される。
【００３１】
なお、このとき、レーザ光の照射角度を変更して、中間樹脂部材３と樹脂フランジ部１２との境界部分を照射すれば、中間樹脂部材３０の外周部と樹脂フランジ部１２のうち貫通孔２２の縁部を溶融させて、中間樹脂部材３０の外周部と貫通孔２２の縁部とを接合することも可能である。
【００３２】
中間樹脂部材３０が接合されると、図５（Ａ）に示すように、蓋材３５を貫通孔２２に挿入して貫通孔２２を埋める。蓋材３５は、樹脂フランジ部２１（内槽パン２０）と同じ着色樹脂で構成されている。即ち、本実施形態では、樹脂フランジ部２１（内装パン２０）と中間樹脂部材３０と蓋材３５とが、全て同じ着色樹脂で構成されている。
【００３３】
蓋材３５が貫通孔２２に挿入されると、図５（Ｂ）に示すように、超音波溶着装置８１のホーン８２を蓋材３５に押しつけて、蓋材３５を、樹脂フランジ部１２における貫通孔２２の内周面と、中間樹脂部材３０とに溶着する。これにより、金属フランジ部１２と樹脂フランジ部２１とが、中間樹脂部材３０及び蓋材３５を介して接合される。なお、図示はしないが、蓋材３５の外面には、突起が設けられ、この突起にホーン８２からの力が集中するようになっている。
【００３４】
上述の如くして、金属フランジ部１２と樹脂フランジ部２１とを、周方向の複数箇所で接合することで、二槽式オイルパン１０が製造される。
【００３５】
このように、本実施形態に係る金属フランジ部１２と樹脂フランジ部２１の接合方法では、レーザ光に対して透過性を有さない樹脂フランジ部２１に形成された貫通孔２２に、レーザ光に対して透過性を有する中間樹脂部材３０を挿入し、レーザ溶着にて中間樹脂部材３０と金属フランジ部１２とを接合する。そして、貫通孔２２を埋めた蓋材３５を中間樹脂部材３０及び樹脂部材２１に溶着する。即ち、本実施形態の接合方法では、レーザ溶着で金属に溶着可能な中間樹脂部材３０を金属フランジ部１２に接合してから、その中間樹脂部材３０に蓋材３５を介して樹脂フランジ部２１を接合する。本実施形態によれば、樹脂フランジ部２１がレーザ光に対して透過性を有さなくても、金属フランジ部１２と樹脂フランジ部２１とを接合することができる。しかも、中間樹脂部材３０の接合にレーザ溶着を用いたことで、金属フランジ部１２及び樹脂フランジ部２１の破壊を抑えつつ、中間樹脂部材３０と金属フランジ部１２の接合強度を高めることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、蓋材３５と、中間樹脂部材３０と、樹脂部材２１とは、全て同じ樹脂で構成されているので、蓋材３５と樹脂部材２１の接合強度及び蓋材３５と中間樹脂部材３０の接合強度を高めることが可能となる。しかも、樹脂部材２１と蓋材３５とが、同じ着色樹脂で構成されているので、接合後の樹脂部材２１と蓋材３５を区別しにくくすることができる。
【００３７】
また、本実施形態の二槽式オイルパン１０の製造方法によれば、金属フランジ部１２と樹脂フランジ部２１とが一体的に接合されるので、両フランジ部１２，２１を周方向の複数箇所で螺子止めする場合と比較して、両フランジ部１２，２１の固定の安定化が図られる。
【００３８】
［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３９】
（１）上記実施形態では、中間樹脂部材３０が着色樹脂で構成されていたが、例えば、樹脂フランジ部２１（内槽パン２０）と同系の透明樹脂で構成されていてもよい。
【００４０】
（２）上記実施形態では、レーザ加工により金属フランジ部１２に凹凸部１５を形成していたが、ヤスリやサンドブラスト等を用いて凹凸部１５を形成してもよい。
【００４１】
（３）上記実施形態では、樹脂フランジ部２１が、透明樹脂に着色剤が添加された着色樹脂で構成されていたが、照射されたレーザ光が金属フランジ部１２との境界まで到達しないものであれば、着色樹脂が添加されていなくてもよい。具体的には、樹脂フランジ部２１の厚さや構成樹脂自体の濁度等の影響によってレーザ光の透過性が低下する場合が挙げられる。
【００４２】
（４）上記実施形態では、本発明の接合方法を二槽式オイルパンの製造方法に適用した例を示したが、その他の車両用部品、例えば、車両用ドアハンドル、車両用パネル、車両用ホイール等の製造方法に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０    二槽式オイルパン
１１    外槽パン
１２    フランジ部（金属部材）
２０    内槽パン
２１    フランジ部（樹脂部材）
２２    貫通孔
３０    中間樹脂部材
３５    蓋材
【図１】
2015020363.tif 000003
【図２】
2015020363.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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