JP2018051775A - 異材接合体及びその製造方法 - Google Patents

異材接合体及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2018051775A
JP2018051775A JP2016186768A JP2016186768A JP2018051775A JP 2018051775 A JP2018051775 A JP 2018051775A JP 2016186768 A JP2016186768 A JP 2016186768A JP 2016186768 A JP2016186768 A JP 2016186768A JP 2018051775 A JP2018051775 A JP 2018051775A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
recess
fibers
metal material
dissimilar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016186768A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6828343B2 (ja
Inventor
英二 奥村
Eiji Okumura
英二 奥村
章 中込
Akira Nakagome
章 中込
徳雄 川中
Tokuo Kawanaka
徳雄 川中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=61833851&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2018051775(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP2016186768A priority Critical patent/JP6828343B2/ja
Publication of JP2018051775A publication Critical patent/JP2018051775A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6828343B2 publication Critical patent/JP6828343B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】従来よりも樹脂材を金属材と強固に接合することができる異材接合体及びその製造方法を提供する。【解決手段】樹脂材１０１を金属材１０２と接合して得られる異材接合体１００であって、樹脂材１０１は、樹脂１０３と繊維１０４とを含有しており、金属材１０２は、表面に凹部１０５を有しており、少なくとも一部の繊維１０４は、凹部１０５の内側領域と外側領域とを横断するように配置されている異材接合体１００である。少なくとも一部の繊維１０４は、一部を凹部１０５の内側領域に入り込ませるように配置されていることが望ましい。少なくとも一部の繊維１０４は、長手方向を凹部１０５の深度方向と一致させるように配向されていることが望ましい。凹部１０５は、浅部１０６が深部１０７よりも狭窄されていることが望ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、異材接合体及びその製造方法に関する。
樹脂材を金属材と接合して得られる異材接合体を使用することにより、本来は金属材のみによって形成されていた部品の一部を樹脂材に置き換えることができるため、部品の軽量化を実現したり部品の加工性を改善したりすることができる。従来は、射出成形技術を使用して樹脂材を金属材と接合することによって異材接合体を製造している（例えば、特許文献１乃至４を参照）。
国際公開第２０１３／１４６９００号 特開２０１６−１２９９４２号公報 特開２０１６−０５５５３９号公報 特開２０１６−０４３４１３号公報
しかしながら、従来の異材接合体は必ずしも樹脂材と金属材とを強固に接合することができているとは言えず、更なる信頼性と耐久性とを要求される用途に従来の異材接合体を使用することは非常に困難であると言わざるを得ない。
従って、本発明の目的は、従来よりも樹脂材を金属材と強固に接合することができる異材接合体及びその製造方法を提供することにある。
樹脂材を金属材と接合して得られる異材接合体であって、前記樹脂材は、樹脂と繊維とを含有しており、前記金属材は、表面に凹部を有しており、少なくとも一部の前記繊維は、前記凹部の内側領域と外側領域とを横断するように配置されている異材接合体を提供する。
少なくとも一部の前記繊維は、一部を前記凹部の内側領域に入り込ませるように配置されていることが望ましい。
少なくとも一部の前記繊維は、長手方向を前記凹部の深度方向と一致させるように配向されていることが望ましい。
前記凹部は、浅部が深部よりも狭窄されていることが望ましい。
また、樹脂材を金属材と接合して得られる異材接合体を製造するための異材接合体の製造方法であって、前記金属材の表面に凹部を形成する凹部形成工程と、繊維を溶媒と分散混合して得られる分散混合液を前記金属材の表面に供給し、前記分散混合液を脱水することによって前記金属材の表面に前記繊維のみを残し、前記繊維を圧縮することによって少なくとも一部の前記繊維を前記凹部の内側領域と外側領域とを横断するように配置して抄造素形体を形成する抄造素形体形成工程と、前記抄造素形体に樹脂を含浸し、前記樹脂を硬化することによって前記金属材の表面に前記樹脂材を形成すると共に前記樹脂材を前記金属材と接合して前記異材接合体を得る異材接合体製造工程と、を含んでいる異材接合体の製造方法を提供する。
前記凹部形成工程においては、前記金属材の表面にレーザを照射することによって前記金属材の表面に凹部を形成することが望ましい。
本発明によれば、従来よりも樹脂材を金属材と強固に接合することができる異材接合体及びその製造方法を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る異材接合体の構造図である。 本発明の実施の形態に係る異材接合体の製造方法の流れ図である。
以下、本発明の実施の形態を添付図面に順って説明する。
先ず、異材接合体を説明する。
図１に示す通り、本発明の実施の形態に係る異材接合体１００は、樹脂材１０１を金属材１０２と接合して得られる。樹脂材１０１は、樹脂１０３と繊維１０４とを含有している。即ち、樹脂材１０１は、樹脂１０３の各種特性を繊維１０４によって強化した繊維強化樹脂によって形成されている。樹脂１０３と繊維１０４の組み合わせは、樹脂材１０１としての要求特性に従って自由に選択することができる。樹脂１０３としては、例えば、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を使用することができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、若しくはアクリル樹脂等の汎用プラスチック、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、若しくは環状ポリオレフィン樹脂等のエンジニアリングプラスチック、又はポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、非晶ポリアリレート樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、若しくはポリエーテルイミド樹脂等のスーパーエンジニアリングプラスチックが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミノアミド樹脂又はポリエステル樹脂が挙げられる。繊維１０４としては、例えば、無機繊維又は合成繊維を使用することができる。無機繊維としては、例えば、金属繊維、炭素繊維、又は珪酸塩繊維が挙げられる。合成繊維としては、例えば、ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエステル繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエーテルエステル繊維、アラミド繊維又はポリウレタン繊維が挙げられる。また繊維１０４として、例えば天然繊維（セルロース繊維を含む）を使用することもできる。金属材１０２は、例えば、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、チタン、又は他の合金によって形成されている。樹脂材１０１と金属材１０２の組み合わせも、異材接合体１００としての要求特性に従って自由に選択することができる。
金属材１０２は、表面に凹部１０５を有している。凹部１０５は、例えば、金属材１０２の表面にレーザを照射することによって形成されている。但し、凹部１０５の形成方法は任意であり、例えば機械加工、もしくは化学薬品等の腐食作用を利用したエッチングによっても形成可能である。その一方で、レーザによる形成方法は、高精度の凹部１０５を比較的容易に形成できるため好ましい。
また、凹部１０５は、繊維１０４の繊維径以上の大きさの開口を有しており、繊維１０４の一部を凹部１０５の内側領域に入り込ませることができるようになっている。更に、凹部１０５は、浅部１０６が深部１０７よりも狭窄されている。浅部１０６が深部１０７よりも狭窄されていることによって、凹部１０５の内側領域に入り込ませた繊維１０４の一部が凹部１０５に引っ掛かり易くなり、樹脂材１０１を金属材１０２と強固に接合することができるようになる。また、凹部１０５は、溝形状に形成されていても良いし、孔形状に形成されていても構わない。凹部１０５を溝形状に形成する場合は、応力に対抗するために応力が印加される方向と垂直に溝を形成することが望ましい。なお、凹部１０５は、繊維１０４の端部が少なくとも凹部１０５の深さの１／２の深さまで入り込めるような大きさに形成されることが望ましい。繊維１０４の端部が少なくとも凹部１０５の深さの１／２の深さまで入り込むことによって、繊維１０４の一部を凹部１０５に確実に引っ掛けることができるため、樹脂材１０１を金属材１０２とより強固に接合することができるようになる。
少なくとも一部の繊維１０４は、凹部１０５の内側領域と外側領域とを横断するように配置されている。特に、樹脂材１０１に含まれる複数の繊維１０４のうち、少なくとも一部の繊維１０４は、一部が凹部１０５の内側領域に入り込み、残部が凹部１０５の外側領域に位置するように配置されている。例えば、少なくとも一部の繊維１０４の一端部、両端部、および両端部間の中央部の少なくとも一部の三つの部位のうち、一つまたは二つの部位を凹部１０５の内側領域に入り込ませ、残りの部位を凹部１０５の外側領域に位置させるように、少なくとも一部の繊維１０４を配置することができる。図１は一端部のみを凹部１０５の内側領域に入り込ませた例を示す。しかしながら図示しないが、それら三つの部位のうちの一つまたは二つの部位を、単独でもしくは複合的に組み合わせて、凹部１０５の内側領域に入り込ませることが可能である。少なくとも一部の繊維１０４が長手方向を凹部１０５の深度方向と一致させるように配向されているのも望ましい。少なくとも一部の繊維１０４が凹部１０５の内側領域と外側領域とを横断するように配置されていることによって、樹脂材１０１と金属材１０２との接合界面と平行に応力が印加された時に少なくとも一部の繊維１０４が樹脂材１０１と金属材１０２との剥離を阻害する効果（アンカー効果）を発揮するため、樹脂材１０１を金属材１０２と強固に接合することができるようになる。
次に、異材接合体の製造方法を説明する。
図２に示す通り、本発明の実施の形態に係る異材接合体の製造方法Ｍ１００は、凹部形成工程Ｓ１０１と、抄造素形体形成工程Ｓ１０２と、異材接合体製造工程Ｓ１０３と、を含んでいる。凹部形成工程Ｓ１０１においては、好ましくは金属材１０２の表面にレーザを照射することによって、金属材１０２の表面に凹部１０５を形成する。抄造素形体形成工程Ｓ１０２においては、第一に、繊維１０４を溶媒と分散混合して得られる分散混合液を金属材１０２の表面に供給する。第二に、分散混合液を脱水することによって金属材１０２の表面に繊維のみを残す。第三に、繊維１０４を圧縮することによって少なくとも一部の繊維１０４を凹部１０５の内側領域と外側領域とを横断するように配置して抄造素形体を形成する。異材接合体製造工程Ｓ１０３においては、第一に、抄造素形体に樹脂１０３を含浸する。第二に、樹脂１０３を硬化することによって金属材１０２の表面に樹脂材１０１を形成すると共に樹脂材１０１を金属材１０２と接合して異材接合体１００を得る。即ち、異材接合体の製造方法Ｍ１００においては、従来のように予め樹脂１０３と繊維１０４とを混合した繊維強化樹脂を金属材１０２の表面に供給して硬化するのではなく、繊維１０４と樹脂１０３とを別々に金属材１０２の表面に供給して樹脂材１０１を形成する。従って、少なくとも一部の繊維１０４を確実に凹部１０５の内側領域と外側領域とを横断するように配置することができるため、樹脂材１０１を金属材１０２と強固に接合することができるようになる。
なお代替的に、熱可塑性の繊維強化樹脂を用いた異材接合体の製造方法も可能である。この場合、抄造素形体形成工程Ｓ１０２および異材接合体製造工程Ｓ１０３を行う代わりに、熱可塑性の繊維強化樹脂をホットプレスにより加熱溶融させて金属材１０２の表面に押し付けると共に凹部１０５内に圧入充填し、このときに、繊維強化樹脂に含まれる少なくとも一部の繊維１０４を凹部１０５の内側領域と外側領域とを横断するように配置する。その後、繊維強化樹脂に含まれる樹脂１０３を硬化することによって金属材１０２の表面に樹脂材１０１を形成すると共に樹脂材１０１を金属材１０２と接合して異材接合体１００を得る。
以上の通り、従来よりも樹脂材を金属材と強固に接合することができる異材接合体及びその製造方法を提供することができる。
１００ 異材接合体
１０１ 樹脂材
１０２ 金属材
１０３ 樹脂
１０４ 繊維
１０５ 凹部
１０６ 浅部
１０７ 深部
Ｍ１００ 異材接合体の製造方法
Ｓ１０１ 凹部形成工程
Ｓ１０２ 抄造素形体形成工程
Ｓ１０３ 材接合体製造工程

Claims (6)

  1. 樹脂材を金属材と接合して得られる異材接合体であって、
    前記樹脂材は、樹脂と繊維とを含有しており、
    前記金属材は、表面に凹部を有しており、
    少なくとも一部の前記繊維は、前記凹部の内側領域と外側領域とを横断するように配置されている
    ことを特徴とする異材接合体。
  2. 少なくとも一部の前記繊維は、一部を前記凹部の内側領域に入り込ませるように配置されている
    請求項１に記載の異材接合体。
  3. 少なくとも一部の前記繊維は、長手方向を前記凹部の深度方向と一致させるように配向されている
    請求項１又は２に記載の異材接合体。
  4. 前記凹部は、浅部が深部よりも狭窄されている
    請求項１乃至３の何れか一項に記載の異材接合体。
  5. 樹脂材を金属材と接合して得られる異材接合体を製造するための異材接合体の製造方法であって、
    前記金属材の表面に凹部を形成する凹部形成工程と、
    繊維を溶媒と分散混合して得られる分散混合液を前記金属材の表面に供給し、前記分散混合液を脱水することによって前記金属材の表面に前記繊維のみを残し、前記繊維を圧縮することによって少なくとも一部の前記繊維を前記凹部の内側領域と外側領域とを横断するように配置して抄造素形体を形成する抄造素形体形成工程と、
    前記抄造素形体に樹脂を含浸し、前記樹脂を硬化することによって前記金属材の表面に前記樹脂材を形成すると共に前記樹脂材を前記金属材と接合して前記異材接合体を得る異材接合体製造工程と、
    を含んでいる
    ことを特徴とする異材接合体の製造方法。
  6. 前記凹部形成工程においては、前記金属材の表面にレーザを照射することによって前記金属材の表面に凹部を形成する
    請求項５に記載の異材接合体の製造方法。
JP2016186768A 2016-09-26 2016-09-26 異材接合体 Active JP6828343B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016186768A JP6828343B2 (ja) 2016-09-26 2016-09-26 異材接合体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016186768A JP6828343B2 (ja) 2016-09-26 2016-09-26 異材接合体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018051775A true JP2018051775A (ja) 2018-04-05
JP6828343B2 JP6828343B2 (ja) 2021-02-10

Family

ID=61833851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016186768A Active JP6828343B2 (ja) 2016-09-26 2016-09-26 異材接合体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6828343B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190138021A (ko) * 2018-06-04 2019-12-12 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 이종 접합 부재 및 그의 제조방법
JP2021120196A (ja) * 2020-01-30 2021-08-19 オムロン株式会社 接合構造体

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4944078A (ja) * 1972-09-02 1974-04-25
JP2014223781A (ja) * 2013-04-24 2014-12-04 三井化学株式会社 金属／樹脂複合構造体
JP2015213960A (ja) * 2013-07-18 2015-12-03 ダイセルポリマー株式会社 複合成形体の製造方法
JP2016003257A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 東レ株式会社 繊維強化樹脂シート、一体化成形品およびそれらの製造方法
JP2016013673A (ja) * 2014-07-03 2016-01-28 株式会社ジェイテクト ラックハウジングの製造方法およびラックハウジング
JP2016087836A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 株式会社神戸製鋼所 金属・樹脂複合材料

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4944078A (ja) * 1972-09-02 1974-04-25
JP2014223781A (ja) * 2013-04-24 2014-12-04 三井化学株式会社 金属／樹脂複合構造体
JP2015213960A (ja) * 2013-07-18 2015-12-03 ダイセルポリマー株式会社 複合成形体の製造方法
JP2016003257A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 東レ株式会社 繊維強化樹脂シート、一体化成形品およびそれらの製造方法
JP2016013673A (ja) * 2014-07-03 2016-01-28 株式会社ジェイテクト ラックハウジングの製造方法およびラックハウジング
JP2016087836A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 株式会社神戸製鋼所 金属・樹脂複合材料

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190138021A (ko) * 2018-06-04 2019-12-12 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 이종 접합 부재 및 그의 제조방법
KR102118938B1 (ko) 2018-06-04 2020-06-04 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 이종 접합 부재 및 그의 제조방법
JP2021120196A (ja) * 2020-01-30 2021-08-19 オムロン株式会社 接合構造体
JP7447512B2 (ja) 2020-01-30 2024-03-12 オムロン株式会社 接合構造体

Also Published As

Publication number Publication date
JP6828343B2 (ja) 2021-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107107476B (zh) 将物体结合在一起
JP5883545B1 (ja) 繊維強化樹脂接合体、中間体及び締結棒
JP5604590B2 (ja) 接合体
JP2018051775A (ja) 異材接合体及びその製造方法
KR20140001987A (ko) 탄소섬유 강화 복합재료의 접합체
KR102666157B1 (ko) 커넥터 요소를 고정하는 방법, 그 방법을 수행하는 기계, 및 커넥터 요소 고정 키트
CN104976500B (zh) 用于连接空心型材的方法
JP2008138739A (ja) インサート用部品、樹脂成形体並びに樹脂成形体の製造方法
JP6341156B2 (ja) 樹脂接合体、樹脂接合体の製造方法及び車両用構造体
JP2018530464A (ja) ポリケトンで製造された燃料タンク及びそれを製造する製造方法
JP2012020282A (ja) スパイラル型分離膜エレメント、有孔中空管およびその製造方法
JP2014076565A (ja) 繊維強化熱可塑樹脂の接合体およびその接合方法
JP6871904B2 (ja) 物体の接合方法およびそれに使用される輪郭体
CN108025467A (zh) 热固性复合材料制成的诸如管的空心型材构件和对应方法
US10406757B2 (en) Method of anchoring a first object in a second object
JP2010069658A (ja) 複合構造体およびその製造方法
JP7487861B1 (ja) 構造体の成形方法
JP2014151558A (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂一体化構造体の製造方法
JP2012207760A (ja) 一体化成形品およびその製造方法
US20200086585A1 (en) Assembly of sub-components by compression molding
US11236776B2 (en) Retainer
US20210023746A1 (en) Resin molded article and method for producing resin molded article
JP4920529B2 (ja) 通気部材
JP6788782B2 (ja) 異種材料の接合方法
JP6418104B2 (ja) 樹脂接合体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20160926

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190828

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200929

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20201126

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210104

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6828343

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157