(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂成形体と、表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部を有する熱硬化性樹脂成形体の前記熱可塑性樹脂部と、が溶着により接合してなり、
前記熱可塑性樹脂部が、前記熱硬化性樹脂成形体に埋設されたアンカー部と、前記アンカー部から前記熱硬化性樹脂成形体の表面に向けて前記表面から突出するように設けられた突出部とを有し、前記熱硬化性樹脂成形体の前記熱可塑性樹脂成形体との接合面と直交する方向から見たときの前記突出部の面積は、前記熱硬化性樹脂成形体の前記熱可塑性樹脂成形体との接合面と直交する方向から見たときの前記アンカー部の面積よりも小さい樹脂接合体。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂成形体が、繊維を含む請求項１に記載の樹脂接合体。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂部が、繊維を含む請求項１又は請求項２に記載の樹脂接合体。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂成形体が、前記熱可塑性樹脂部を二つ以上有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の樹脂接合体。
【請求項５】
熱可塑性樹脂成形体を準備する工程と、
表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部を有する熱硬化性樹脂成形体を準備する工程と、
前記熱可塑性樹脂成形体と前記熱可塑性樹脂部とを溶着して、前記熱可塑性樹脂成形体と前記熱硬化性樹脂成形体とを接合する工程と、
を有し、
前記熱可塑性樹脂部が、前記熱硬化性樹脂成形体に埋設されたアンカー部と、前記アンカー部から前記熱硬化性樹脂成形体の表面に向けて前記表面から突出するように設けられた突出部とを有し、前記熱硬化性樹脂成形体の前記熱可塑性樹脂成形体との接合面と直交する方向から見たときの前記突出部の面積は、前記熱硬化性樹脂成形体の前記熱可塑性樹脂成形体との接合面と直交する方向から見たときの前記アンカー部の面積よりも小さい樹脂接合体の製造方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂成形体が、繊維を含む請求項５に記載の樹脂接合体の製造方法。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂部が、繊維を含む請求項５又は請求項６に記載の樹脂接合体の製造方法。
【請求項８】
前記熱硬化性樹脂成形体が、前記熱可塑性樹脂部を二つ以上有する請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の樹脂接合体の製造方法。
【請求項９】
前記熱硬化性樹脂成形体の表面の前記熱可塑性樹脂部の露出した部分の周囲に、溝部が設けられている請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の樹脂接合体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の樹脂接合体を有する車両用構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂接合体、樹脂接合体の製造方法及び車両用構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の車両用車体には、樹脂製部品の採用の拡大が予想されている。そのため、樹脂製部品同士の接合方法の確立が急務となっている。
【０００３】
繊維強化熱可塑性樹脂同士を接合するため、繊維強化熱可塑性樹脂の間に配置した熱可塑性樹脂シートを介して繊維強化熱可塑性樹脂同士を接合する接合方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、熱硬化性樹脂硬化物を用いた樹脂製部品と熱可塑性樹脂を用いた樹脂製部品との接合には、接着剤を用いた接合又はリベット等の締結部材を用いた固定が一般的である。
【０００５】
なお、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを含む繊維強化複合材料板については知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
さらに、繊維強化樹脂Ａの表面の一部に、樹脂Ｂからなる樹脂体を予め接合して樹脂体一体化予備成形体を形成し、該樹脂体一体化予備成形体を型内に配置して、前記樹脂Ｂと同一樹脂によるインサート成形を行う複合成形体の製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−０７６５６５号公報
【特許文献２】特開２００８−２３０２３８号公報
【特許文献３】特開２０１３−０２８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の技術は、可塑性を示す熱可塑性樹脂同士の接合に用いられるものであり、熱可塑性樹脂と既に硬化反応が完了して可塑化しにくい熱硬化性樹脂硬化物との接合には適用できない。また、熱硬化性樹脂硬化物を用いた樹脂製部品と熱可塑性樹脂を用いた樹脂製部品との接合に接着剤又はリベット等の締結部材を用いると、質量又はコストの増加の一因となり、望ましくない。特に、接着剤を用いて熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂硬化物とを接合した場合、接着剤の強度で接合部の強度が決定されるため、樹脂製部品自身の材料強度を生かすことができない場合がある。さらには、特許文献２に記載の技術は熱可塑性樹脂と未だ未硬化の熱硬化性樹脂とを用いた繊維強化複合材料板の製造に適用されるものであり、既に硬化反応が完了している熱硬化性樹脂硬化物と熱可塑性樹脂との接合には適用できない。また、特許文献３に記載の技術は樹脂製部品の接合を目的とするものではない。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とが接着剤又はリベット等の締結部材を用いることなく接合された樹脂接合体及びその製造方法並びにこの樹脂接合体を有する車両用構造体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】
【００１０】
請求項１に記載の樹脂接合体は、熱可塑性樹脂成形体と、表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部を有する熱硬化性樹脂成形体の前記熱可塑性樹脂部と、が溶着により接合してなり、前記熱可塑性樹脂部が、前記熱硬化性樹脂成形体に埋設されたアンカー部と、前記アンカー部から前記熱硬化性樹脂成形体の表面に向けて前記表面から突出するように設けられた突出部とを有し、前記熱硬化性樹脂成形体の前記熱可塑性樹脂成形体との接合面と直交する方向から見たときの前記突出部の面積は、前記熱硬化性樹脂成形体の前記熱可塑性樹脂成形体との接合面と直交する方向から見たときの前記アンカー部の面積よりも小さいものである。
【００１１】
上記構成によれば、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とが、熱硬化性樹脂成形体の表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部を介して溶着により接合している。そのため、接着剤又はリベット等の締結部材を用いることなく熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とが接合された樹脂接合体が得られる。
【００１４】
請求項２に記載の樹脂接合体は、請求項１に記載の構成において、熱可塑性樹脂成形体が、繊維を含むものである。
【００１５】
上記構成によれば、熱可塑性樹脂成形体が繊維を含むため、熱可塑性樹脂成形体と熱可塑性樹脂部とが溶着により接合した状態で、熱可塑性樹脂成形体に含まれる繊維が熱可塑性樹脂部に進入する。そのため、熱可塑性樹脂部を介した熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体との接合強度が向上する。
【００１６】
請求項３に記載の樹脂接合体は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、熱可塑性樹脂部が、繊維を含むものである。
【００１７】
上記構成によれば、熱硬化性樹脂成形体の表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部が繊維を含むため、熱可塑性樹脂成形体と熱可塑性樹脂部とが溶着により接合した状態で、熱可塑性樹脂部に含まれる繊維が熱可塑性樹脂成形体に進入する。そのため、熱可塑性樹脂部を介した熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体との接合強度が向上する。
【００１８】
請求項４に記載の樹脂接合体は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の構成において、熱硬化性樹脂成形体が、熱可塑性樹脂部を二つ以上有するものである。
【００１９】
上記構成によれば、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体との接合箇所が二箇所以上とされるため、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体との接合強度が向上する。
【００２０】
請求項５に記載の樹脂接合体の製造方法は、熱可塑性樹脂成形体を準備する工程と、表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部を有する熱硬化性樹脂成形体を準備する工程と、熱可塑性樹脂成形体と熱可塑性樹脂部とを溶着して、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とを接合する工程と、を有し、前記熱可塑性樹脂部が、前記熱硬化性樹脂成形体に埋設されたアンカー部と、前記アンカー部から前記熱硬化性樹脂成形体の表面に向けて前記表面から突出するように設けられた突出部とを有し、前記熱硬化性樹脂成形体の前記熱可塑性樹脂成形体との接合面と直交する方向から見たときの前記突出部の面積は、前記熱硬化性樹脂成形体の前記熱可塑性樹脂成形体との接合面と直交する方向から見たときの前記アンカー部の面積よりも小さい。
【００２１】
上記構成によれば、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とが、熱硬化性樹脂成形体の表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部を介して溶着により接合される。そのため、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とを接着剤又はリベット等の締結部材を用いることなく接合することができる。
さらに、上記構成によれば、突出部が、熱硬化性樹脂成形体に埋設されたアンカー部から熱硬化性樹脂成形体の表面に向けて前記表面から突出するように設けられている。そのため、熱可塑性樹脂成形体と熱可塑性樹脂部とを溶着して熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とを接合するときに、突出部の先端が熱可塑性樹脂成形体と接触する。突出部の先端が熱可塑性樹脂成形体と接触した状態で熱可塑性樹脂成形体と熱可塑性樹脂部とを溶着すると、突出部の先端が発熱しやすいため発熱効率が向上し、作業性及び溶着性が向上する。さらに、熱可塑性樹脂部が、熱硬化性樹脂成形体に埋設されたアンカー部を有するため、熱可塑性樹脂部の熱硬化性樹脂成形体からの剥離強度が向上し、熱可塑性樹脂成形体と熱可塑性樹脂部とを溶着して熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とを接合した場合に、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体との接合強度が向上する。
【００２２】
請求項６に記載の樹脂接合体の製造方法は、請求項５に記載の構成において、熱可塑性樹脂成形体が、繊維を含むものである。
【００２３】
上記構成によれば、熱可塑性樹脂成形体が繊維を含むため、熱可塑性樹脂成形体と熱可塑性樹脂部とを溶着により接合するときに、熱可塑性樹脂成形体に含まれる繊維が熱可塑性樹脂部に進入する。そのため、熱可塑性樹脂部を介した熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体との接合強度が向上する。
【００２４】
請求項７に記載の樹脂接合体の製造方法は、請求項５又は請求項６に記載の構成において、熱可塑性樹脂部が、繊維を含むものである。
【００２５】
上記構成によれば、熱硬化性樹脂成形体の表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部が繊維を含むため、熱可塑性樹脂成形体と熱可塑性樹脂部とを溶着により接合するときに、熱可塑性樹脂部に含まれる繊維が熱可塑性樹脂成形体に進入する。そのため、熱可塑性樹脂部を介した熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体との接合強度が向上する。
【００２６】
請求項８に記載の樹脂接合体の製造方法は、請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の構成において、熱硬化性樹脂成形体が、熱可塑性樹脂部を二つ以上有するものである。
【００２７】
上記構成によれば、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体との接合箇所が二箇所以上とされるため、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体との接合強度が向上する。
【００３２】
請求項９に記載の樹脂接合体の製造方法は、請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載の構成において、熱硬化性樹脂成形体の表面の熱可塑性樹脂部の露出した部分の周囲に、溝部が設けられているものである。
【００３３】
上記構成によれば、熱硬化性樹脂成形体の表面の熱可塑性樹脂部の露出した部分の周囲に溝部が設けられることで、熱可塑性樹脂成形体と熱可塑性樹脂部とを溶着して熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とを接合するときに生ずるバリの少なくとも一部が溝部に充填される。そのため、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とが接合した箇所に生ずるバリの発生量が軽減され、より強固な溶着が可能となる。
【００３４】
請求項１０に記載の車両用構造体は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の樹脂接合体を有するものである。
【００３５】
上記構成によれば、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とが、熱硬化性樹脂成形体の表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部を介して溶着により接合されるため、接着剤又はリベット等の締結部材を用いることなく熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とが接合された樹脂接合体を有する車両用構造体が得られる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体とが接着剤又はリベット等の締結部材を用いることなく接合された樹脂接合体及びその製造方法並びにこの樹脂接合体を有する車両用構造体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る樹脂接合体の一例を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係る樹脂接合体の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】第１実施形態に係る樹脂接合体の製造方法の変形例を説明するための断面図である。
【図４】第２実施形態に係る樹脂接合体の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】第２実施形態に係る樹脂接合体の製造方法の変形例を説明するための断面図である。
【図６】第３実施形態に係る樹脂接合体の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】第４実施形態に係る樹脂接合体の製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の樹脂接合体、樹脂接合体の製造方法及び車両用構造体の実施形態について詳細に説明する。
【００３９】
＜樹脂接合体及びその製造方法＞
樹脂接合体の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る樹脂接合体の一例を示す断面図である。図１において、熱可塑性樹脂成形体２０は、表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部３０を有する熱硬化性樹脂成形体４０の熱可塑性樹脂部３０と、溶着により接合して樹脂接合体１０を構成している。
【００４０】
熱可塑性樹脂成形体２０を構成する熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種熱可塑性樹脂を使用可能である。本実施形態において用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂及びポリプロピレン（ＰＰ）樹脂が挙げられる。これらの中でも、ＰＡ樹脂及びＰＰ樹脂が好ましい。
【００４１】
熱可塑性樹脂部３０を構成する熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種熱可塑性樹脂を使用可能である。本実施形態において用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂及びポリプロピレン（ＰＰ）樹脂が挙げられる。これらの中でも、ＰＡ樹脂及びＰＰ樹脂が好ましい。
【００４２】
熱可塑性樹脂成形体２０を構成する熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂部３０を構成する熱可塑性樹脂とは、同一の種類でもよいし異なった種類であってもよい。本実施形態においては、熱可塑性樹脂成形体２０を構成する熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂部３０を構成する熱可塑性樹脂とは、同一の種類であることが好ましい。
【００４３】
熱硬化性樹脂成形体４０は、熱硬化性樹脂を熱硬化させた後の硬化物である。当該硬化物の形成に用いられる熱硬化性樹脂は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種熱硬化性樹脂を使用可能である。本実施形態において用いられる熱硬化性樹脂としては、例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂が好ましい。
【００４４】
熱可塑性樹脂成形体２０の成形方法は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種成形方法を使用可能である。本実施形態において用いられる成形方法としては、例えば、射出成形、押出成形、吹込成形及び粉末成形が挙げられる。
【００４５】
熱硬化性樹脂成形体４０の成形方法としては特に限定されるものではなく、例えば、射出成形、押出成形、吹込成形、粉末成形、カレンダ成形、積層成形等により熱可塑性樹脂部３０を成形し、成形された熱可塑性樹脂部３０を用いてインサート成形等により熱可塑性樹脂部３０が一体となった熱硬化性樹脂成形体４０を成形することができる。
【００４６】
熱可塑性樹脂成形体２０は、繊維を含んでいてもよい。熱可塑性樹脂成形体２０に用いられる繊維の種類は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種繊維を使用可能である。熱可塑性樹脂成形体２０に用いられる繊維の種類としては、例えば、アラミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維等の樹脂繊維、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維などが挙げられる。これらの中でも、高い機械的強度を実現可能な炭素繊維が望ましい。
【００４７】
熱可塑性樹脂部３０は、繊維を含んでいてもよい。熱可塑性樹脂部３０に用いられる繊維の種類は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種繊維を使用可能である。熱可塑性樹脂部３０に用いられる繊維の種類としては、例えば、アラミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維等の樹脂繊維、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維などが挙げられる。これらの中でも、高い機械的強度を実現可能な炭素繊維が望ましい。
【００４８】
熱硬化性樹脂成形体４０は、繊維を含んでいてもよい。熱硬化性樹脂成形体４０に用いられる繊維の種類は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種繊維を使用可能である。熱硬化性樹脂成形体４０に用いられる繊維の種類としては、例えば、アラミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維等の樹脂繊維、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維などが挙げられる。これらの中でも、高い機械的強度を実現可能な炭素繊維が望ましい。
【００４９】
本実施形態において用いられる繊維の状態は特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の状態の繊維を使用可能である。本実施形態において用いられる繊維の状態としては、例えば、織布及び不織布が挙げられる。
【００５０】
熱可塑性樹脂部３０の構成は特に限定されるものではない。図１に示すようなシート状とされていてもよいし、熱硬化性樹脂成形体に埋設されたアンカー部と、熱硬化性樹脂成形体の表面の一部に露出し熱可塑性樹脂成形体２０と溶着される接合部と、アンカー部と接合部とを連結する連結部とを有し、接合部が熱可塑性樹脂成形体２０と溶着している構成としてもよい。熱可塑性樹脂部３０の構成をアンカー部と接合部と連結部とを有する構成とすることにより、熱可塑性樹脂部３０が熱硬化性樹脂成形体４０から脱離しにくい。そのため、熱可塑性樹脂部３０の熱硬化性樹脂成形体４０からの剥離強度が向上し、熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との接合強度が向上する。
【００５１】
本実施形態に係る樹脂接合体においては、熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数は特に限定されない。図１では熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数は一つとされているが、二つ以上であってもよく、必要とされる熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との接合強度に合わせて熱可塑性樹脂部３０の数を選択することができる。
【００５２】
熱可塑性樹脂と繊維とを複合化させて熱可塑性樹脂成形体２０又は熱可塑性樹脂部３０を得る方法については、特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種方法を使用可能である。例えば、繊維に熱可塑性樹脂の溶液または融液を含浸させ、必要に応じて乾燥してシート状に成型する方法、及び、繊維と熱可塑性樹脂フィルムとを交互に積層した後に加熱加圧成形する方法が挙げられる。
熱硬化性樹脂と繊維とを複合化させて熱硬化性樹脂成形体４０を得る方法についても、特に限定されるものではなく、目的に応じて公知の各種方法を使用可能である。熱硬化性樹脂成形体４０の製造には、熱硬化性樹脂と繊維とを複合化させたプリプレグを用いてもよい。
【００５３】
次に、樹脂接合体の製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下において、樹脂接合体の実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明を省略することがある。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
【００５４】
図２は、第１実施形態に係る樹脂接合体の製造方法を説明するための断面図である。第１実施形態に係る樹脂接合体の製造方法においては、熱可塑性樹脂成形体２０と、表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部３０を有する熱硬化性樹脂成形体４０とが準備される。熱可塑性樹脂成形体２０及び熱硬化性樹脂成形体４０を準備する方法は特に限定されるものではなく、後述の、熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０とを接合する工程を実施する者が自身で作製してもよいし、熱可塑性樹脂成形体２０及び熱硬化性樹脂成形体４０を購入等により入手してもよい。熱可塑性樹脂成形体２０及び熱硬化性樹脂成形体４０を作製するために用いられる材料、方法等は上述の通りである。
【００５５】
図２において、熱硬化性樹脂成形体４０の表面の一部に露出して設けられた熱可塑性樹脂部３０の形状は、シート状とされている。
【００５６】
第１実施形態に係る樹脂接合体の製造方法においては、熱可塑性樹脂成形体２０と熱可塑性樹脂部３０とを溶着して、熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０とを接合することで樹脂接合体１０が製造される。
【００５７】
熱可塑性樹脂成形体２０と熱可塑性樹脂部３０とを溶着させて熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０とを接合する方法としては特に限定されるものではなく、公知の各種溶着方法を使用可能である。本実施形態において用いることのできる溶着方法としては、例えば、超音波溶着、振動溶着、誘導溶着、高周波溶着、レーザー溶着、熱溶着及びスピン溶着が挙げられる。これらの中でも、超音波溶着及び振動溶着が好ましい。
【００５８】
溶着方法として振動溶着を用いることにより、樹脂接合体の強度がより向上する。一方、溶着方法として超音波溶着を用いることにより、接合される熱可塑性樹脂成形体及び熱硬化性樹脂成形体の設計及び構造の自由度が高くなる。
【００５９】
振動溶着は、溶着させる熱可塑性樹脂成形体及び熱硬化性樹脂成形体に対してプレス機等を用いて荷重をかけた状態で、熱可塑性樹脂成形体及び熱硬化性樹脂成形体の一方を熱可塑性樹脂成形体及び熱硬化性樹脂成形体の接触面に対して水平方向に振動させ、それによって発生する摩擦熱を利用して溶着する方法である。
【００６０】
一方、超音波溶着は、超音波発振器によって電気エネルギーを振動エネルギーに変換し、この振動エネルギーを接触させた状態の熱可塑性樹脂成形体及び熱硬化性樹脂成形体の接触面に付与することで当該接触面に発生した摩擦熱を利用して溶着する方法である。
【００６１】
第１実施形態に係る樹脂接合体の製造方法においては、熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数は特に限定されない。図２では熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数は一つとされているが、二つ以上であってもよく、必要とされる熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との接合強度に合わせて熱可塑性樹脂部３０の数を選択することができる。
【００６２】
また、熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数を二つ以上とすることで、熱可塑性樹脂成形体２０と熱可塑性樹脂部３０とを溶着する際に生ずるバリ（熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０とを溶着により接合する際に生ずる余剰の熱可塑性樹脂）が熱硬化性樹脂成形体４０と熱可塑性樹脂成形体２０との間に介在し、熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との接合強度がより向上する。
【００６３】
図３は、第１実施形態に係る樹脂接合体の製造方法の変形例を説明するための断面図である。図３に示すように、熱可塑性樹脂部３０は、熱硬化性樹脂成形体４０の表面から突出するように設けられていてもよい。
【００６４】
図４は、第２実施形態に係る樹脂接合体の製造方法を説明するための断面図である。第２実施形態に係る樹脂接合体の製造方法においては、熱可塑性樹脂部３０が、熱硬化性樹脂成形体４０に埋設されたアンカー部３２と、熱硬化性樹脂成形体４０の表面の一部に露出し熱可塑性樹脂成形体２０と溶着される接合部３４と、アンカー部３２と接合部３４とを連結する連結部３６とを有する構成とされている。
【００６５】
第２実施形態に係る樹脂接合体の製造方法においては、接合部３４が連結部３６を介して熱硬化性樹脂成形体４０に埋設されたアンカー部３２と連結されているため、熱可塑性樹脂部３０が熱硬化性樹脂成形体４０から脱離しにくい。そのため、熱可塑性樹脂部３０の熱硬化性樹脂成形体４０からの剥離強度が向上し、熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との接合強度が向上する。
【００６６】
第２実施形態に係る樹脂接合体の製造方法における溶着方法としては、超音波溶着及び振動溶着が好ましく、振動溶着がより好ましい。
【００６７】
第２実施形態に係る樹脂接合体の製造方法においては、熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数は特に限定されない。図４では熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数は一つとされているが、二つ以上であってもよく、必要とされる熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との接合強度に合わせて熱可塑性樹脂部３０の数を選択することができる。
【００６８】
また、熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数を二つ以上とすることで、熱可塑性樹脂成形体２０と熱可塑性樹脂部３０とを溶着する際に生ずるバリが熱硬化性樹脂成形体４０と熱可塑性樹脂成形体２０との間に介在し、熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との接合強度がより向上する。
【００６９】
図５は、第２実施形態に係る樹脂接合体の製造方法の変形例を説明するための断面図である。図５に示すように、熱可塑性樹脂部３０における接合部３４は、熱硬化性樹脂成形体４０の表面から突出するように設けられていてもよい。
【００７０】
図６は、第３実施形態に係る樹脂接合体の製造方法を説明するための断面図である。第３実施形態に係る樹脂接合体の製造方法においては、熱可塑性樹脂部３０が、熱硬化性樹脂成形体４０に埋設されたアンカー部３２と、アンカー部３２から熱硬化性樹脂成形体４０の表面に向けて表面から突出するように設けられた突出部３８とを有する構成とされている。
【００７１】
そのため、熱可塑性樹脂成形体２０と熱可塑性樹脂部３０とを溶着して熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０とを接合するときには、突出部３８の先端が熱可塑性樹脂成形体２０と接触する。突出部３８の先端が熱可塑性樹脂成形体２０と接触した状態で、例えば振動溶着を実施すると、突出部３８の先端が摩擦により発熱しやすいため発熱効率が向上し、突出部３８と熱可塑性樹脂成形体２０とが容易に接合される。そのため、作業性及び溶着性が向上する。
【００７２】
熱硬化性樹脂成形体４０の熱可塑性樹脂成形体２０との接合面と直交する方向から見たときの突出部３８の面積は、熱硬化性樹脂成形体４０の熱可塑性樹脂成形体２０との接合面と直交する方向から見たときのアンカー部３２の面積よりも小さいことが好ましい。突出部３８の面積を小さくすることで、突出部３８の先端が熱可塑性樹脂成形体２０と接触した状態で、例えば振動溶着を実施する際に、突出部３８と熱可塑性樹脂成形体２０との接触圧力をより高くすることができ、発熱効率がより向上する。
【００７３】
さらに、熱可塑性樹脂部３０が、熱硬化性樹脂成形体４０に埋設されたアンカー部３２を有するため、熱可塑性樹脂部３０が熱硬化性樹脂成形体４０から脱離しにくい。そのため、熱可塑性樹脂部３０の熱硬化性樹脂成形体４０からの剥離強度が向上し、熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との接合強度が向上する。
【００７４】
第３実施形態に係る樹脂接合体の製造方法においては、熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数は特に限定されない。図６では熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数は一つとされているが、二つ以上であってもよく、必要とされる熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との接合強度に合わせて熱可塑性樹脂部３０の数を選択することができる。
【００７５】
熱硬化性樹脂成形体４０に設けられる熱可塑性樹脂部３０の数を二つ以上とすることで、熱可塑性樹脂成形体２０と熱可塑性樹脂部３０とを溶着する際に生ずるバリが熱硬化性樹脂成形体４０と熱可塑性樹脂成形体２０との間に介在し、熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との接合強度がより向上する。
【００７６】
第３実施形態に係る樹脂接合体の製造方法における溶着方法としては、振動溶着が好ましい。
【００７７】
図７は、第４実施形態に係る樹脂接合体の製造方法を説明するための断面図である。第４実施形態に係る樹脂接合体の製造方法においては、熱硬化性樹脂成形体４０の表面の熱可塑性樹脂部３０の露出した部分の周囲に、溝部４２が設けられた構成とされている。
【００７８】
溝部４２の大きさは特に限定されるものではない。熱可塑性樹脂成形体２０と熱可塑性樹脂部３０とを溶着する際の、熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０との溶かし込み量から熱可塑性樹脂のバリの発生量を見積もり、バリの発生量に合わせて溝部４２の体積を設定することで、発生したバリの大部分が溝部４２に充填される。そのため、熱可塑性樹脂成形体２０と熱硬化性樹脂成形体４０とが接合した箇所に生ずるバリの発生量がより軽減されるため望ましい。
【００７９】
第４実施形態に係る樹脂接合体の製造方法では、熱可塑性樹脂部３０がアンカー部３２と突出部３８とを有する構成とされているが、熱可塑性樹脂部３０の構成は特に限定されるものではない。
【００８０】
＜車両用構造体＞
本実施形態に係る車両用構造体は、上述した本実施形態に係る樹脂接合体を有するものである。本実施形態に係る車両用構造体の種類は特に限定されるものではなく、例えば、サイドドア、フード、ルーフ、バックドア、ラゲージドア、バンパ及びクラッシュボックスが挙げられる。
【００８１】
一般に、熱可塑性樹脂成形体に比較して熱硬化性樹脂成形体の方が表面平滑性に優れるため、例えば、本実施形態に係る樹脂接合体を用いて車両用構造体としてドアを形成する場合、樹脂接合体のうちの熱硬化性樹脂成形体でドアの表側が構成されることが好ましい。
【００８２】
本実施形態に係る車両用構造体によれば、要求される特性に応じて部分毎に好適な樹脂材料を組み合わせて樹脂製の車両用構造体を構成することが可能となる。そのため、本実施形態に係る車両用構造体によれは、複数種の樹脂（マルチマテリアル）を併用する次世代の車両を実現可能となる。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例に基づき、本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８４】
（試験片の準備）
熱硬化性樹脂として、東レ株式会社製ＣＦＲＰ（連続繊維プリプレグ材）３Ｋ綾材を用いた。熱可塑性樹脂として、東レ株式会社製ＣＦＲＴＰ（ランダム材）を用いた。
・熱可塑性樹脂成形体の準備
熱可塑性樹脂を用いて長さ１００ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ３ｍｍの熱可塑性樹脂成形体を形成した。
・熱硬化性樹脂成形体の準備
熱可塑性樹脂を用いて長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ３ｍｍの熱可塑性樹脂部を２つ形成した。この熱可塑性樹脂部の表面にコロナ放電処理を施した。
熱硬化性樹脂とこの熱可塑性樹脂部とを用い、熱硬化性樹脂成形体の硬化前の前駆体を形成し、オーブンで１３５℃で２時間加熱し、次いでオートクレーブで１３５℃、０．４ＭＰａの条件で２時間加熱加圧し、熱硬化性樹脂成形体を得た。熱硬化性樹脂成形体の大きさは長さ１００ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ３ｍｍとした。熱硬化性樹脂成形体の端部には、２つの熱可塑性樹脂部がその長さ方向を熱硬化性樹脂成形体の長さ方向と平行に、５ｍｍの間隔で配置した。熱可塑性樹脂部の熱硬化性樹脂成形体からの突出量は、１ｍｍとした。
【００８５】
（振動溶着）
得られた熱可塑性樹脂成形体及び熱硬化性樹脂成形体を、２５±２℃に管理された部屋で１０日以上保管後、溶着試験に供した。
振動溶着機として、ブランソン  ＭＩＣＲＯ  ＰＰＬ（日本エマソン株式会社）を用いた。
熱可塑性樹脂成形体と熱硬化性樹脂成形体の熱可塑性樹脂部とを接触させ、振動溶着を実施し、樹脂接合体を作製した。溶着条件としては、振動振幅を１．８ｍｍとし、加圧を０．７５ＭＰａとし、溶け込み寸法を１．０ｍｍとした。
【００８６】
（せん断強度測定）
株式会社島津製作所製  オートグラフ  ＡＧ−Ｘ１００ＫＮを用い、せん断試験を実施したところ、せん断強度は２１．９ＭＰａであり、優れた接合強度を示すことがわかった。
【符号の説明】
【００８７】
１０  樹脂接合体
２０  熱可塑性樹脂成形体
３０  熱可塑性樹脂部
３２  アンカー部
３４  接合部
３６  連結部
３８  突出部
４０  熱硬化性樹脂成形体
４２  溝部
【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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