(57)【要約】【課題】金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合においては、接着剤等によることが一般的である。この方法では接着剤の力の大小が接合力の大小を左右することになるため、最適な接着剤の力によるところが多く、部材の強度までは望めない。そのため、比較的容易に接合でき、低コストの手法を確立することが望まれている。【解決手段】これらを解決するために、金属系部材側に穴形状を設け、繊維強化樹脂系部材が溶け込んで接合した結果、樹脂面と金属面が剥離しても、その穴形状によって接合力が維持できる手法を提供するものである。【選択図】図１
2016016592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合において、繊維強化樹脂系部材の樹脂が溶け込み凝固収縮した際に、金属系部材側の接合部に抜け防止の役割をする形状の穴を設けることを特徴とする接合部形状と接合方法。
【請求項２】
金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合において、請求項１に記載の穴形状が、樹脂の侵入する入口より出口の方が大きい、例えばホゾ穴やあり溝などと同様の形状であり、抜け防止の役割をさせることを特徴とする請求項１に記載の接合部形状と接合方法。
【請求項３】
金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合において、請求項１に記載の穴形状が、繊維強化樹脂系部材の樹脂が侵入し、抜け防止の役割をさせるために、金属系部材側の接合部に爪状の引っかけを設け、繊維とからませて抜け防止の役割をさせることを特徴とする請求項１、２に記載の接合部形状と接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合において、より強固な接合強度を確保するための接合部の形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料を接合する際には、両部材又はどちらか一方をヒーター等で加熱して圧接する熱板溶着や、部材に超音波を与えて摩擦発熱により加熱する超音波溶着があるが、接合後の強度は、接合界面部の状態への依存度が高いため、部材の接合界面部の状態に左右され、これに対する対策が重要である。
【０００３】
また、接合界面部の状態を安定させるためには接合条件の最適問題に取り組まなければならないが、接合装置の条件設定だけでなく、部材の材質、加工方法など様々な条件が最適化対象のパラメータとなり、最適解を導き出すまでには多くの工数を必要とするため、比較的簡単な条件でより強く、安定した接合強度を確保する技術の開発が必要である。
【０００４】
このような接合に関する技術開発は、例えば自動車開発における金属の樹脂化という流れにある昨今では不可欠である。
【０００５】
つまり、軽量化できる部位を樹脂系部材にするため、周辺の金属系部材と接合する技術に対しては大きなニーズがあると考える。
【０００６】
そこで、比較的簡単な条件でより強く、安定した接合強度を確保する技術の確立は重要な技術課題である。
【０００７】
以上のように、金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合において、接合界面の状態に影響されず、比較的簡単な条件でより強く、安定した接合強度を確保する技術が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２９７９２７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１６２０９８号公報
【特許文献３】特開２０１１−０７３１９１号公報
【０００９】
前記特許文献１では、自動車用構造体を金属と繊維強化樹脂複合材料から構成する場合に、金属層と繊維強化樹脂層に中間樹脂層である接着複合材料を提供するものであり、中間樹脂層として熱可塑性樹脂の粒子およびイミダゾールシラン化合物を含有していることを特徴としている。また、特許文献２では、自動車車体に金属部材を極力少なくするために繊維強化樹脂複合材料を多用し、部品接合部分に金属部材を使用することを特徴としているが、本発明とは相違している。特許文献３では、１液性エポキシ接着剤を使用している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合において、比較的簡単な条件でより強く、安定した接合強度を確保する技術を開発することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合において、繊維強化樹脂系部材の樹脂が溶け込み凝固収縮した際に、金属系部材側の接合部に抜け防止の役割をする形状の穴を設けることを特徴とする接合部形状と接合方法である。
【００１２】
金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合において、請求項１に記載の穴形状が、樹脂の侵入する入口より出口の方が大きい、例えばホゾ穴やあり溝などと同様の形状であり、抜け防止の役割をさせることを特徴とする請求項１に記載の接合部形状と接合方法である。
【００１３】
金属系部材と繊維強化樹脂系部材との異種材料の接合において、請求項１に記載の穴形状が、繊維強化樹脂系部材の樹脂が侵入し、抜け防止の役割をさせるために、金属系部材側の接合部に爪状の引っかけを設け、繊維とからませて抜け防止の役割をさせることを特徴とする請求項１、２に記載の接合部形状と接合方法である。
【発明の効果】
【００１４】
ヒーター加熱もしくは超音波振動加熱によって溶融させた繊維強化樹脂系部材の接合界面と、多数の抜け防止の役割をする穴を開けた金属系部材の接合界面を合わせ、圧力をかけて接合させる。冷却による樹脂の凝固により抜け止め効果を発揮する。この効果により接合界面自体の強度が低下しても、抜け止め効果による締結力が作用し、安定した接合を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る金属系部材と繊維強化樹脂系部材の接合図である。
【図２】本発明に係る接合部の断面図である。
【図３】本発明に係る実施例１のホゾ穴形状部材の接合部の断面図である。
【図４】本発明に係る実施例２の穴形状の接合図である。
【図５】本発明に係る実施例２の穴形状の接合部の断面図である。
【実施例１】
【００１６】
以下本発明のうち、金属系部材と繊維強化樹脂系部材の接合についての実施例１の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る金属系部材１と繊維強化樹脂系部材２の接合図である。図１を参照して、図１では単なる長方形の金属系部材１と繊維強化樹脂系部材２の接合図であるが、部材形状は種々であり、長方形とは限らない。両部材は接合部３において接合されているが、基本的には何らかの加熱により繊維強化樹脂系部材２の樹脂部が溶融し、金属系部材１に明けられたホゾ穴４（例えばパンチングメタル等の穴）に溶融樹脂が溶け込み、冷却凝固することによって両部材を接合する仕組みである。
【００１８】
図２は本発明に係る接合部の断面図である。樹脂系部材２の樹脂が金属系部材１のホゾ穴４に溶け込み、樹脂溶け込み部５を形成している。これにより樹脂の凝固後には抜け止め作用が働くことになる。
【００１９】
通常の接合であれば接着剤等の接合力に依存することになるが、本発明の場合には、樹脂自体の破壊強度に依存することになり、接合面に関する詳細な条件を見出す手間が省けるという利点がある。
【００２０】
図３は本発明に係るホゾ穴形状の実施例１の断面図である。ホゾ穴形状については多くの種類が考えられ、部材形状、部材材質、加工条件によって変更することができる。図３の（ａ）（ｂ）には形状の違うふたつの実施例である。
【実施例２】
【００２１】
図４は本発明に係る実施例２の穴形状の接合図である。実施例２の穴形状に樹脂が侵入し、抜け防止の役割をさせるために、金属系部材１の接合部３に爪状の引っかけ６を設けている。これは繊維強化樹脂系部材２の中の繊維にからませる目的がある。
【００２２】
図５は本発明に係る実施例２の穴形状の接合部３の断面図である。実施例２の穴形状の接合図である。図５の（ａ）（ｂ）は形態の違うふたつの実施例である。特に（ｂ）では金属系部材１に樹脂系部材２を両面から、合わせて接合をしている。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の範囲は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２４】
また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々構成を取り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００２５】
１  金属系部材
２  繊維強化樹脂系部材
３  接合部
４  ホゾ穴
５  樹脂溶け込み部
６  爪形状の引っかけ
【図１】
2016016592.tif 000003
【図２】
2016016592.tif 000004
【図３】
2016016592.tif 000005
【図４】
2016016592.tif 000006
【図５】
2016016592.tif 000007