CN111605129B - 接合构件及接合构件的制造方法 - Google Patents

接合构件及接合构件的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种接合构件及接合构件的制造方法,确保使金属材料与树脂材料接合而成的接合构件的接合强度。一实施方式的接合构件具备:金属构件,包括金属制的第一基部及与所述第一基部一体地设置的金属制的第一卡合部;及树脂构件,包括树脂制的第二基部及树脂制的第二卡合部,该第二卡合部与所述第二基部一体地设置并与所述第一卡合部卡合,所述第一卡合部由框架形成,包含在该框架的内部形成相互连通的多个空腔的三维结构,所述第二卡合部包含向所述三维结构的所述多个空腔内填充的树脂,第一卡合部中的每个包含空腔和框架的单位体积中的框架的比率随着接近第一基部而反复增减并逐渐增大。

Description

接合构件及接合构件的制造方法
技术领域
本公开涉及接合构件及接合构件的制造方法。
背景技术
例如使金属材料与树脂材料接合而成的接合构件作为一并具有金属具有的特征和树脂具有的特征的材料而能够使用于各种用途。在这样的金属材料与树脂材料的接合构件中,需要使金属和树脂这样的异种材料彼此以充分的接合强度接合。
然而,金属与树脂的接合界面处的粘接强度由于例如在接合界面存在的水分的影响而产生的金属的氧化等而可能会下降。
因此,为了不依赖于金属与树脂的接合界面处的粘接强度地确保金属材料与树脂材料的接合强度,可考虑树脂材料和金属材料分别具有井字结构而通过向相互的间隙装入而将树脂材料与金属材料接合的情况(例如参照专利文献1)。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】国际公开第2017/082207号
【发明要解决的课题】
在专利文献1记载的接合构件中,对于由树脂构成的井字结构物实施无电解镀敷及电解镀敷,由此在由树脂构成的井字结构物的间隙形成由金属材料构成的井字结构物。
然而,在专利文献1记载的接合构件中,即使对于由金属材料构成的井字结构物要进一步通过电解镀敷形成由金属材料形成的部位,也难以形成例如超过几十mm那样的大的部位。而且,在对于由金属材料构成的井字结构物接合另行形成的金属制的构件的情况下,在由上述金属材料构成的井字结构物的间隙装入由树脂材料构成的井字结构物,因此产生热量引起的树脂的劣化等,因此难以通过焊接接合。因此,必须利用例如基于螺纹的结合等不依靠焊接的接合方法将井字结构物与金属制的构件接合,可能会产生接合部的结构复杂化或难以得到充分的接合强度等不良情况。
发明内容
鉴于上述的情况,本发明的至少一实施方式的目的在于确保使金属材料与树脂材料接合而成的接合构件的接合强度。
【用于解决课题的方案】
(1)本发明的至少一实施方式的接合构件具备:
金属构件,包括金属制的第一基部及与所述第一基部一体地设置的金属制的第一卡合部;及
树脂构件,包括树脂制的第二基部及树脂制的第二卡合部,该第二卡合部与所述第二基部一体地设置并与所述第一卡合部卡合,
所述第一卡合部由框架形成,包含在该框架的内部形成相互连通的多个空腔的三维结构,
所述第二卡合部包含向所述三维结构的所述多个空腔内填充的树脂。
根据上述(1)的结构,上述金属构件包括金属制的第一基部及与第一基部一体地设置的金属制的第一卡合部。因此,对于该金属构件的第一卡合部形成包括树脂制的第二卡合部及树脂制的第二基部的树脂构件,由此,能得到利用第一卡合部及第二卡合部将金属制的第一基部与树脂制的第二基部接合的接合构件。
另外,根据上述(1)的结构,通过第一卡合部的多个空腔与填充于该空腔的第二卡合部的树脂限制彼此的相对位置的改变,能够确保第一卡合部与第二卡合部的接合强度。由此,能够确保上述金属构件与上述树脂构件的接合强度。
(2)在若干的实施方式中,以上述(1)的结构为基础,
所述第一卡合部具有所述第一卡合部的外形形成为凹陷的形状的凹部和所述外形形成为突出的形状的凸部中的至少一方,
所述第二卡合部至少在所述凹部的形成区域或所述凸部的形成区域与所述第一卡合部嵌合,
所述第二基部至少在所述凹部或所述凸部与所述第二卡合部连接。
根据上述(2)的结构,容易增加第一卡合部与第二卡合部的卡合区域,因此容易确保金属构件与树脂构件的接合强度。
(3)在若干的实施方式中,以上述(2)的结构为基础,
所述第一卡合部具有所述凸部,
所述凸部的至少前端部由所述第二基部覆盖。
根据上述(3)的结构,金属构件与树脂构件的相对位置的定位变得容易。
(4)在若干的实施方式中,以上述(3)的结构为基础,所述第一基部的一部分朝向所述凸部的所述前端部而进入所述凸部。
根据上述(4)的结构,通过第一基部中的进入凸部的部分,能够容易地加强第一卡合部的凸部的强度。
(5)在若干的实施方式中,以上述(2)至(4)中的任一结构为基础,
所述第一卡合部具有所述凹部,
所述凹部供所述第二基部的一部分插入。
根据上述(5)的结构,例如即使第二基部为比较薄的构件,也容易在第二基部形成向上述凹部插入的部位。因此,例如即使第二基部为比较薄的构件,金属构件与树脂构件的相对位置的定位也容易。
(6)在若干的实施方式中,以上述(1)至(5)中的任一结构为基础,
所述第一卡合部的基端部进入所述第一基部的凹部。
根据上述(6)的结构,即使在例如由于第二基部的形状等的制约而难以设置从第一基部朝向第二基部突出那样的第一卡合部的情况下,通过在第一基部的凹部形成第一卡合部,也容易增加第一卡合部与第二卡合部的卡合区域,因此容易确保金属构件与树脂构件的接合强度。
(7)在若干的实施方式中,以上述(1)至(6)中的任一结构为基础,关于所述第一卡合部中的每个包含所述空腔和所述框架的单位体积中的所述框架的比率,接近所述第一基部的区域比接近所述第二基部的区域大。
例如当第一基部和第二基部被向相互分离的方向拉拽时,在第一卡合部的框架中的接近第一基部的区域的框架上,除了负担有作用在该区域的框架上的载荷之外,还负担有作用在比该区域接近第二基部的区域的框架上的载荷。因此,从第一卡合部的强度的点出发,第一卡合部中的每个包含空腔和框架的单位体积中的框架的比率优选在接近第一基部的区域比接近第二基部的区域大。
关于这一点,根据上述(7)的结构,由于该比率在接近第一基部的区域比接近第二基部的区域大,因此能够确保第一卡合部的强度。
反之,根据上述(7)的结构,第一卡合部中的每个包含空腔和框架的单位体积中的空腔的比率在接近第二基部的区域比接近第一基部的区域大。因此,根据上述(7)的结构,第一卡合部与第二卡合部卡合的区域中的每单位体积中的树脂的比率在接近第二基部的区域比接近第一基部的区域大。
与上述的第一卡合部的情况同样,从第二卡合部的强度的点出发,第一卡合部与第二卡合部卡合的区域中的每单位体积中的树脂的比率优选在接近第二基部的区域比接近第一基部的区域大。
关于这一点,根据上述(7)的结构,由于第一卡合部与第二卡合部卡合的区域中的每单位体积中的树脂的比率在接近第二基部的区域比接近第一基部的区域大,因此能够确保第二卡合部的强度。
(8)在若干的实施方式中,以上述(1)至(7)中的任一结构为基础,
所述第一卡合部至少具有第一层和层叠于所述第一层的第二层,
所述框架包括:在所述第一层中沿着第一方向延伸的至少一个第一延伸部;及在所述第二层中沿着与所述第一方向交叉的第二方向延伸的至少一个第二延伸部。
根据上述(8)的结构,通过相互向不同方向延伸的第一卡合部中的第一延伸部及第二延伸部与向第一卡合部中的不存在第一延伸部及第二延伸部的空腔填充的第二卡合部的树脂能够相互机械性地结合。由此,能够确保金属构件与树脂构件的接合强度。
(9)在若干的实施方式中,以上述(8)的结构为基础,
所述第一层存在于比所述第二层更接近所述第一基部的位置,
所述第一层中的每单位体积中的所述框架的比率大于所述第二层中的每单位体积中的所述框架的比率。
如上所述,例如当第一基部和第二基部被向相互分离的方向拉拽时,在第一层中的第一延伸部,除了负担有作用在第一延伸部上的载荷之外,还负担有作用在比第一延伸部接近第二基部的第二层的第二延伸部上的载荷。因此,从第一卡合部的强度的点出发,第一层中的每单位体积中的框架的比率希望大于第二层中的每单位体积中的框架的比率。
关于这一点,根据上述(9)的结构,由于第一层中的每单位体积中的框架的比率大于第二层中的每单位体积中的框架的比率,因此能够确保第一卡合部的强度。
反之,根据上述(9)的结构,第二层中的每单位体积中的空腔的比率大于第一层中的每单位体积中的空腔的比率。因此,根据上述(9)的结构,第一卡合部与第二卡合部卡合的区域中的每单位体积中的树脂的比率在接近第二基部的第二层比接近第一基部的第一层增大。
与上述的第一卡合部的情况同样,从第二卡合部的强度的点出发,第一卡合部与第二卡合部卡合的区域中的每单位体积中的树脂的比率希望在接近第二基部的第二层比接近第一基部的第一层大。
关于这一点,根据上述(9)的结构,第一卡合部与第二卡合部卡合的区域中的每单位体积中的树脂的比率在接近第二基部的第二层比接近第一基部的第一层大,因此能够确保第二卡合部的强度。
(10)在若干的实施方式中,以上述(9)的结构为基础,
所述第一延伸部的与延伸方向正交的截面中的所述第一延伸部的截面积大于所述第二延伸部的与延伸方向正交的截面中的所述第二延伸部的截面积。
根据上述(10)的结构,由于第一层中的每单位体积中的框架的比率大于第二层中的每单位体积中的框架的比率,因此能够确保第一卡合部的强度。而且,根据上述(10)的结构,由于第一卡合部与第二卡合部卡合的区域中的每单位体积中的树脂的比率在接近第二基部的第二层比接近第一基部的第一层大,因此能够确保第二卡合部的强度。
(11)在若干的实施方式中,以上述(9)或(10)的结构为基础,所述第一延伸部的个数比所述第二延伸部的个数多。
根据上述(11)的结构,由于第一层中的每单位体积中的框架的比率大于第二层中的每单位体积中的框架的比率,因此能够确保第一卡合部的强度。而且,根据上述(11)的结构,由于第一卡合部与第二卡合部卡合的区域中的每单位体积中的树脂的比率在接近第二基部的第二层比接近第一基部的第一层大,因此能够确保第二卡合部的强度。
(12)在若干的实施方式中,以上述(8)的结构为基础,所述第二层也可以相对于所述第一层沿着与从所述第一基部朝向所述第二基部的方向交叉的方向层叠。
(13)在若干的实施方式中,以上述(1)至(7)中的任一结构为基础,
所述第一卡合部可以至少包括:沿第一延伸方向延伸的多个第一轴状构件;及沿着与所述第一延伸方向交叉的第二延伸方向延伸的多个第二轴状构件。
所述多个第一轴状构件中的至少一个与所述多个第二轴状构件中的至少一个可以利用连接部相互连接。
(14)在若干的实施方式中,以上述(1)至(13)中的任一结构为基础,
构成所述第二卡合部的树脂是与构成所述第二基部的树脂相同种类的树脂。
根据上述(14)的结构,例如,在注塑成型的模具安设金属构件,通过利用注塑成型装置注塑树脂而能得到第二卡合部和第二基部。由此,能够容易地得到使金属构件与树脂构件接合的接合构件。
(15)在若干的实施方式中,以上述(1)至(13)中的任一结构为基础,
构成所述第二卡合部的树脂是与构成所述第二基部的树脂不同种类的树脂。
根据上述(15)的结构,例如,通过将预先形成的第二基部与第二卡合部的树脂接合而能得到使金属构件与树脂构件接合而成的接合构件。需要说明的是,这种情况下,通过在第二卡合部的树脂中使用粘接剂,能容易地得到使金属构件与树脂构件接合的接合构件。
(16)在若干的实施方式中,以上述(15)的结构为基础,所述第一卡合部或所述第二卡合部与所述第二基部相接的界面中的金属的面积的比率小于所述第一卡合部中的每个包含所述空腔和所述框架的单位体积中的所述框架的比率的平均值。
根据上述(16)的结构,第一卡合部或第二卡合部与第二基部相接的界面中的树脂的面积的比率大于第一卡合部中的每个包含空腔和框架的单位体积中的空腔的比率的平均值。因此,例如使用第二卡合部的树脂作为粘接剂将预先形成的第二基部接合的情况下,能够增加填充于空腔的粘接剂与第二基部相接的面积。由此,能够提高第二基部与第二卡合部的接合强度。
(17)在若干的实施方式中,以上述(16)的结构为基础,
所述接合构件还具备:
嵌合凸部,跨于所述界面而从所述第二基部向所述第一卡合部突出,或者从所述第一卡合部朝向所述第二基部突出;及
嵌合凹部,形成于所述第二基部或所述第一卡合部,与所述嵌合凸部嵌合。
例如在使用第二卡合部的树脂作为粘接剂将预先形成的第二基部接合的情况下,根据上述(17)的结构,通过使嵌合凸部与嵌合凹部嵌合,能够将第二基部与第一卡合部,即将第二基部与金属构件容易地定位。
(18)在若干的实施方式中,以上述(1)至(17)中的任一结构为基础,所述第二基部和所述第二卡合部中的至少一方在成为母材的树脂中包含纤维。
根据上述(18)的结构,能够利用上述纤维提高树脂构件的强度。
(19)本发明的至少一实施方式的接合构件的制造方法包括如下工序:
对于第一卡合部向多个空腔内填充树脂而形成第二卡合部,该第一卡合部由与金属制的第一基部一体地设置的金属制的框架形成,该第一卡合部包含在内部形成相互连通的所述多个空腔的三维结构;及
得到与所述第二卡合部一体地设置的树脂制的第二基部。
根据上述(19)的方法,向与第一基部一体地设置的第一卡合部中的多个空腔内填充树脂而形成第二卡合部,并得到与第二卡合部一体地设置的树脂制的第二基部,由此能得到将金属制的第一基部与树脂制的第二基部接合而成的接合构件。
(20)在若干的实施方式中,以上述(19)的方法为基础,向所述多个空腔内填充所述树脂来形成所述第二卡合部,并利用该树脂形成所述第二基部。
根据上述(20)的方法,例如,将一体地形成的金属制的第一基部及第一卡合部安设于注塑成型的模具,通过利用注塑成型装置注塑树脂而能得到第二卡合部和第二基部。由此,能容易地得到将金属制的第一基部与树脂制的第二基部接合而成的接合构件。
(21)在若干的实施方式中,以上述(19)的方法为基础,利用填充到所述多个空腔内的所述树脂将所述第二基部与所述第一卡合部粘接。
根据上述(21)的方法,例如,能得到使通过将预先形成的第二基部与第一卡合部的空腔内的树脂接合而一体地形成的金属制的第一基部及第一卡合部与第二基部接合的接合构件。需要说明的是,这种情况下,通过在第二卡合部的树脂中使用粘接剂,能容易地得到该接合构件。
【发明效果】
根据本发明的至少一实施方式,能够确保使金属材料与树脂材料接合而成的接合构件的接合强度。
附图说明
图1是若干的实施方式的接合构件的示意性的立体图。
图2是一实施方式的接合构件的示意性的分解图。
图3是另一实施方式的接合构件的示意性的分解图。
图4是又一实施方式的接合构件的示意性的立体图。
图5是关于另一实施方式的第一卡合部的第一延伸部及第二延伸部,用于说明与其延伸方向正交的截面的截面积的示意性的图。
图6是示意性地表示又一实施方式的第一卡合部的立体图。
图7是用于说明用于抑制第二基部与第一卡合部的接触面积的一例的第一卡合部的示意性的图。
图8是用于说明用于抑制第二基部与第一卡合部的接触面积的另一例的第一卡合部的示意性的图。
图9是用于说明在第二基部与第一卡合部的接触部分设有第二基部与第一卡合部相互嵌合的部分时的一例的图。
图10是用于说明关于第一卡合部的形状的各种例子的示意性的剖视图。
图11是用于说明关于第一卡合部的形状的各种例子的示意性的剖视图。
图12是用于说明关于第一卡合部的形状的各种例子的示意性的剖视图。
图13是用于说明关于第一卡合部的形状的各种例子的示意性的剖视图。
图14是用于说明关于第一卡合部的形状的各种例子的示意性的剖视图。
图15是用于说明关于第一卡合部的形状的各种例子的示意性的剖视图。
图16是用于说明关于第一卡合部的形状的各种例子的示意性的剖视图。
图17是用于说明关于第一卡合部的形状的各种例子的示意性的剖视图。
图18是若干的实施方式的接合构件的制造方法的流程图。
图19是表示第一卡合部的一变形例的立体图。
图20是表示具有不是单纯的井字形的结构的三维结构的第一卡合部的一例的立体图。
图21是图20所示的一实施方式的三维结构的单位晶格的立体图。
图22是表示单位晶格的形状的若干的例子的图。
图23是又一实施方式的接合构件的剖视图。
图24是表示又一实施方式的接合构件的抗拉强度的坐标图。
【标号说明】
1 接合构件
10 金属构件
11 第一基部
16 第一卡合部
16a 第一层
16b 第二层
20 树脂构件
21 第二基部
26 第二卡合部
113 凹部
115 凸部
161 凹部
163 凸部
163a 前端部
167 基端部
170 框架
171 第一延伸部
172 第二延伸部
175 嵌合凸部
181 空腔
213 嵌合凹部
215 凸部
217 凹部
220、270 树脂
251 界面
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的若干的实施方式。但是,作为实施方式而记载或附图所示的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等不是将本发明的范围限定于此的意思,只不过为说明例。
例如,“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等的表示相对性的或绝对性的配置的表达不仅严格地表示这样的配置,而且也表示具有公差或能得到相同功能的程度的角度或距离而相对性地位移的状态。
例如,“相同”、“相等”及“均质”等的表示事物相等的状态的表达不仅严格地表示相等的状态,而且也表示存在公差或能得到相同功能的程度的差的状态。
例如,表示四边形形状或圆筒形状等形状的表达不仅在几何学上表示严格的意义下的四边形形状或圆筒形状等形状,而且也表示在能得到相同效果的范围内包含凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面,“备有”、“具有”、“具备”、“包含”或“有”一构成要素这样的表达并不是将其他的构成要素的存在排除在外的排他性的表达。
图1是若干的实施方式的接合构件的示意性的立体图。图2是一实施方式的接合构件的示意性的分解图。图3是另一实施方式的接合构件的示意性的分解图。图4是又一实施方式的接合构件的示意性的立体图。
图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1是将金属构件10与树脂构件20接合而成的接合构件。即,图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1是金属与树脂的复合体。
图1~4所示的若干的实施方式的金属构件10包括金属制的第一基部11及与第一基部11一体地设置的金属制的第一卡合部16。
图1~4所示的若干的实施方式的树脂构件20包括树脂制的第二基部21及与第二基部21一体地设置并与第一卡合部16卡合的树脂制的第二卡合部26。
需要说明的是,在图2、3中,在若干的实施方式的接合构件1中,为了便于说明,将与第一卡合部16卡合的第二卡合部26与第一卡合部16另行描绘。
以下,说明图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1的第一卡合部16。在若干的实施方式的接合构件1中,向第一卡合部16的后述的空腔181填充第二卡合部26的树脂。因此,在以下的说明中,作为接合构件1,在不是金属构件10与树脂构件20接合的状态下的说明而仅说明第一卡合部16的结构的情况下,以在空腔181未填充第二卡合部26的树脂的状态为前提。
在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,第一卡合部16由金属制的框架170形成,包含在该框架170的内部形成有相互连通的多个空腔181的三维结构。在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,第一卡合部16至少具有第一层16a和层叠于第一层16a的第二层16b。在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,框架170包括在第一层16a中沿第一方向Dr1延伸的至少一个第一延伸部171、在第二层16b中沿着与第一方向Dr1交叉的第二方向Dr2延伸的至少一个第二延伸部172。
在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,第一方向Dr1与第二方向Dr2例如正交。
在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,为了便于说明,第一卡合部16设为具有例如10层结构,包含从第一层16a至例如第十层16j。
在图1~3所示的若干的实施方式的接合构件1中,在从第一层16a至例如第十层16j中,奇数层具有与第一层16a同样的结构,偶数层具有与第二层16b同样的结构。即,在图1~3所示的若干的实施方式的接合构件1中,第一卡合部16也可以说是第一层16a与第二层16b交替地反复层叠。
需要说明的是,为了便于说明,有时将从第一层16a至第十层16j的各层的层叠方向仅称为层叠方向或高度方向,层叠方向中的图1~4中的图示上方设为上侧,图1~4中的图示下方设为下侧。
在图1~3所示的若干的实施方式的接合构件1中,第一层16a例如包含4个第一延伸部171,第一延伸部171分别与相邻的第一延伸部171以沿着与第一方向Dr1正交的方向(即第二方向Dr2)分离的状态并列。
在图1~3所示的若干的实施方式的接合构件1中,第二层16b例如包含5个第二延伸部172,第二延伸部172分别与相邻的第二延伸部172以沿着与第二方向Dr2正交的方向(即第一方向Dr1)分离的状态并列。
在图1~3所示的若干的实施方式的接合构件1中,第一层16a中的不存在第一延伸部171的区域及第二层16b中的不存在第二延伸部172的区域是由第一延伸部171及第二延伸部172形成的空腔181。
在图4所示的一实施方式的接合构件1中,在从第一层16a至第十层16j这各层中,随着从第一基部11远离而第一延伸部171或第二延伸部172的个数减少。即,在图4所示的一实施方式的接合构件1中,随着从第一基部11远离而第一卡合部16的每单位体积的框架170的比率下降。
图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1具有由相互交叉的第一延伸部171及第二延伸部172形成的井字结构。需要说明的是,在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,空腔181具有井字形状。
在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,在层叠方向上相互接触的第一延伸部171和第二延伸部172实际上一体地形成并相互接合。
在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,对于第一基部11,例如利用层叠造形法,能够形成第一卡合部16。需要说明的是,图1~4所示的若干的实施方式的第一卡合部16的形成方法可以是例如粉末床方式,可以是金属沉积方式,也可以是粘合剂喷射方式,还可以是上述的方式以外的其他的方式。
另外,图1~4所示的若干的实施方式的第一基部11可以与第一卡合部16同样通过层叠造形法形成,也可以通过铸造或锻造、切削,粉末烧结等形成。
在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,第二卡合部26包含向三维结构的多个空腔181内填充的树脂270。即,在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,第二卡合部26具有与空腔181相同的井字形状。
在图2所示的一实施方式中,第二卡合部26例如与第二基部21同时形成,并与第二基部21一体化。在图2所示的一实施方式中,构成第二卡合部26的树脂270是与构成第二基部21的树脂220相同种类的树脂。
因此,在图2所示的一实施方式中,例如,在注塑成型的模具安设金属构件10,通过利用注塑成型装置注塑树脂而能得到第二卡合部26和第二基部21。由此,能够容易地得到使金属构件10与树脂构件20接合而成的接合构件1。
另外,在图3所示的一实施方式中,第二卡合部26中,例如对于预先形成的第二基部21形成第二卡合部26,由此与第二基部21一体化。即,在图3所示的一实施方式中,例如以构成第二卡合部26的树脂270为粘接剂,将预先形成的第二基部21与第二卡合部26粘接,由此能得到使金属构件10与树脂构件20接合而成的接合构件1。
在图3所示的一实施方式中,构成第二卡合部26的树脂270可以是与构成第二基部21的树脂220相同种类的树脂,也可以是不同种类的树脂。
如上所述,在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,金属构件10包括金属制的第一基部11及与第一基部11一体地设置的金属制的第一卡合部16。因此,通过对于该金属构件10的第一卡合部16形成包含树脂制的第二卡合部26及树脂制的第二基部21的树脂构件20,能得到利用第一卡合部16及第二卡合部26将金属制的第一基部11与树脂制的第二基部21接合而成的接合构件1。
另外,在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,第一卡合部16的多个空腔181与填充于该空腔181的第二卡合部26的树脂270限制相互的相对位置的改变,由此能够确保第一卡合部16与第二卡合部26的接合强度。由此,能够确保金属构件10与树脂构件20的接合强度。
即,在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,构成为在要改变第一基部11与第二基部21的相对位置时,框架170的至少一部分与空腔181内的树脂的至少一部分相互按压。因此,在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,金属制的第一基部11与树脂制的第二基部21利用第一卡合部16及第二卡合部26而机械结合,因此能够确保金属构件10与树脂构件20的接合强度。
另外,在图1~4所示的若干的实施方式的接合构件1中,通过相互向不同方向延伸的第一卡合部16中的第一延伸部171及第二延伸部172和向第一卡合部16中的不存在第一延伸部171及第二延伸部172的空腔181填充的第二卡合部26的树脂270能够相互机械结合。由此,能够确保金属构件10与树脂构件20的接合强度。
如上所述,在图4所示的一实施方式的接合构件1中,在从第一层16a至第十层16j这各层中,随着从第一基部11远离而第一延伸部171或第二延伸部172的个数减少。反过来说,在图4所示的一实施方式的接合构件1中,在从第一层16a至第十层16j这各层中,随着接近第一基部11而第一延伸部171或第二延伸部172的个数增多。即,在图4所示的一实施方式的接合构件1中,第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位体积中的框架170的比率在接近第一基部11的区域比接近第二基部21的区域大。在图4所示的一实施方式的接合构件1中,例如,第一层16a的每单位体积中的框架170的比率比第二层16b的每单位体积中的框架170的比率大。具体而言,在图4所示的一实施方式的接合构件1中,例如,第一层16a的第一延伸部171的个数比第二层16b的第二延伸部172的个数多。
例如第一基部11和第二基部21被向相互分离的方向拉拽时,在第一卡合部16的框架170中的接近第一基部11的区域的框架170上,除了负担有作用在该区域的框架170上的载荷之外,还负担有作用在比该区域接近第二基部21的区域的框架170上的载荷。因此,从第一卡合部16的强度的点出发,第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位体积中的框架170的比率优选在接近第一基部11的区域比接近第二基部21的区域大。
关于这一点,在图4所示的一实施方式的接合构件1中,第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位体积中的框架170的比率在接近第一基部11的区域比接近第二基部21的区域大,因此能够确保第一卡合部16的强度。
反之,在图4所示的一实施方式的接合构件1中,第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位体积中的空腔181的比率在接近第二基部21的区域比接近第一基部11的区域大。因此,在图4所示的一实施方式的接合构件1中,第一卡合部16与第二卡合部26卡合的区域的每单位体积的树脂270的比率在接近第二基部21的区域比接近第一基部11的区域增大。
与上述的第一卡合部16的情况同样,从第二卡合部26的强度的点出发,第一卡合部16与第二卡合部26卡合的区域的每单位体积的树脂270的比率优选在接近第二基部21的区域比接近第一基部11的区域大。
关于这一点,在图4所示的一实施方式的接合构件1中,第一卡合部16与第二卡合部26卡合的区域的每单位体积的树脂270的比率在接近第二基部21的区域比接近第一基部11的区域大,因此能够确保第二卡合部26的强度。
需要说明的是,例如图5所示,也可以随着接近第一基部11,即,随着朝向图5中的图示下方,增大第一延伸部171或第二延伸部172的与其延伸方向正交的截面的截面积。图5是关于另一实施方式的第一卡合部16的第一延伸部171及第二延伸部172,用于说明与其延伸方向正交的截面的截面积的示意性的图。在图5中,图示出具有与图4所示的一实施方式的第一卡合部16同样的结构的另一实施方式的第一卡合部16的沿第一延伸部171的延伸方向观察到的相当于图4中的向视A的图、及沿第二延伸部172的延伸方向观察到的相当于图4中的向视B的图。需要说明的是,在图5中,是用于说明另一实施方式的第一卡合部16的第一延伸部171及第二延伸部172的上述截面积的图,与图4所示的一实施方式的第一卡合部16中的第一延伸部171及第二延伸部172的形状或配置数目等不一致。
例如在图5所示的另一实施方式中,说明了第一延伸部171及第二延伸部172的上下方向的尺寸全部相等的情况,但是在以下的说明的内容的范围内,上下方向的尺寸也可以不同。
例如在图5所示的另一实施方式中,第一延伸部171的沿第二方向Dr2的宽度Wa1、Wa2随着接近第一基部11而增大。而且,在图5所示的另一实施方式中,第二延伸部172的沿第一方向Dr1的宽度Wb1、Wb2随着接近第一基部11而增大。
另外,在图5所示的另一实施方式中,第一层16a的第一延伸部171的沿第二方向Dr2的宽度Wa1大于第二层16b的第二延伸部172的沿第一方向Dr1的宽度Wb1。即,在图5所示的另一实施方式中,第一层16a的第一延伸部171的与延伸方向正交的截面中的第一延伸部171的截面积大于第二层16b的第二延伸部172的与延伸方向正交的截面中的第二延伸部172的截面积。
例如图5所示,即使随着接近第一基部11而增大第一延伸部171或第二延伸部172的与其延伸方向正交的截面的截面积,第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位体积中的框架170的比率也在接近第一基部11的区域比接近第二基部21的区域大,因此能够确保第一卡合部16的强度。
需要说明的是,也可以取代如上述的图4所示的一实施方式的第一卡合部16那样随着接近第一基部11而增加第一延伸部171或第二延伸部172的个数的情况,而如图5所示,随着接近第一基部11而增大第一延伸部171或第二延伸部172的与其延伸方向正交的截面的截面积。而且,也可以如上述的图4所示的一实施方式的第一卡合部16那样随着接近第一基部11而增加第一延伸部171或第二延伸部172的个数,并且如图5所示随着接近第一基部11而增大第一延伸部171或第二延伸部172的与其延伸方向正交的截面的截面积。
图23是又一实施方式的接合构件1A、1B的剖视图。例如图23所示,又一实施方式的接合构件1A以第一卡合部16的空腔181包含大径部185A和直径比大径部185A小的小径部183A的方式形成。又一实施方式的接合构件1B以第一卡合部16的空腔181包含大径部185B和直径比大径部185B小的小径部183B的方式形成。
在图23所示的接合构件1A、1B中,小径部183A、183B及大径部185A、185B具有沿上下方向延伸的圆柱形状,但是也可以为椭圆柱形状,还可以为多角柱形状。
即,在图23所示的接合构件1A、1B中,第一卡合部16具有形成为柱形状的内周壁面165。内周壁面165沿着从第一基部11朝向第二基部21的方向(上下方向)延伸,以包围空腔181的方式形成。
在与从第一基部11朝向第二基部21的方向(即上下方向)正交的截面中,将内周壁面165包围的区域的截面积设为截面积S。在图23所示的接合构件1A中,小径部183A的截面积S比大径部185A的截面积S小。而且,在图23所示的接合构件1B中,在将某一个小径部183B和在该小径部183B的下方与该小径部183B相邻的大径部185B进行比较的情况下,该小径部183B的截面积S小于该大径部185B的截面积S。
在图23所示的接合构件1A、1B中,第一卡合部16例如沿上下方向交替地设置小径部183A、183B和大径部185A、185B。将1个小径部183A、183B和在该小径部183A、183B的下方与该小径部183A、183B相邻的大径部185A、185B的组合设为1段(1组)时,在第一卡合部16设置例如3段(3组)的如下组,即小径部183A、183B与大径部185A、185B的组。
在图23所示的接合构件1A中,小径部183A的直径在各组中相同,大径部185A的直径在各组中相同。
因此,在图23所示的接合构件1A中,在将各组中的小径部183A彼此进行比较的情况下,在与上下方向正交的截面中,第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位面积中的框架170的比率无论距第一基部11的远近如何都成为相同比率。
同样,在图23所示的接合构件1A中,在将各组中的大径部185A彼此进行比较的情况下,在与上下方向正交的截面中,第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位面积中的框架170的比率无论距第一基部11的远近如何都成为相同比率。
在图23所示的接合构件1B中,越下方的组则小径部183B的直径越小,越下方的组则大径部185B的直径越小。需要说明的是,在图23所示的接合构件1B中,最下方的组的小径部183B的直径比图23所示的接合构件1A中的小径部183A的直径小。在图23所示的接合构件1B中,上下方向的中央的组的小径部183B的直径与图23所示的接合构件1A中的小径部183A的直径相同。在图23所示的接合构件1B中,最上方的组的小径部183B的直径大于图23所示的接合构件1A中的小径部183A的直径。
因此,在图23所示的接合构件1B中,在将各组中的小径部183B彼此进行比较的情况下,在与上下方向正交的截面中,关于第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位面积中的框架170的比率,接近第一基部11的组的比率比接近第二基部21的组的比率大。同样,在图23所示的接合构件1B中,在将各组中的大径部185B彼此进行比较的情况下,在与上下方向正交的截面中,关于第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位面积中的框架170的比率,接近第一基部11的组的比率比接近第二基部21的组的比率大。
这样,在图23所示的接合构件1B中,第一卡合部16的与上下方向正交的截面的截面积随着朝向下方,即随着接近第一基部11而反复增减并逐渐增加。在图23所示的接合构件1B中,在与从第一基部11朝向第二基部21的方向(上下方向)正交的截面中,内周壁面165包围的区域的截面积S随着接近第一基部11而反复增减并逐渐减小。
在图23所示的接合构件1A中,第二卡合部26具有:由填充于小径部183A的树脂270形成的小径部273A;及由填充于大径部185A的树脂270形成的大径部275A。同样,在图23所示的接合构件1B中,第二卡合部26具有:由填充于小径部183B的树脂270形成的小径部273B;及由填充于大径部185B的树脂270形成的大径部275B。
在图23所示的接合构件1A、1B中,第二卡合部26例如沿上下方向交替地设置小径部273A、273B和大径部275A、275B。如果将1个小径部273A、273B和在该小径部273A、273B的下方与该小径部273A、273B相邻的大径部275A、275B的组合设为1段(1组),则在第二卡合部26设置例如3段(3组)的如下组,即小径部273A、273B与大径部275A、275B的组。
在图23所示的接合构件1A中,小径部273A的直径在各组中相同,大径部275A的直径在各组中相同。在图23所示的接合构件1B中,越下方的组则小径部273B的直径越小,越下方的组则大径部275B的直径越小。
在图23所示的接合构件1B中,第二卡合部26的与上下方向正交的截面的截面积随着朝向上方,即随着接近第二基部21而反复增减并逐渐增加。
在图23所示的接合构件1B的第一卡合部16中,当第一基部11和第二基部21被向相互分离的方向拉拽时,在某小径部183B的径向外侧的区域中,除了负担有作用在该区域上的拉伸载荷之外,还负担有作用在比该小径部183B远离第一基部11的另一小径部183B的径向外侧的区域上的拉伸载荷。因此,从第一卡合部16的强度的点出发,小径部183B的径向外侧的区域中的与高度方向正交的截面的截面积优选越接近第一基部11则越大。
另外,在图23所示的接合构件1B的第二卡合部26中,当第一基部11和第二基部21被向相互分离的方向拉拽时,在某小径部273B中,除了负担有作用在该小径部273B上的拉伸载荷之外,还负担有作用在比该小径部273B远离第二基部21的另一小径部273B上的拉伸载荷。因此,从第二卡合部26的强度的点出发,在小径部273B中与高度方向正交的截面的截面积(截面积S)优选越接近第二基部21的组则越大。
关于这一点,在图23所示的接合构件1B中,小径部183B的径向外侧的区域中的与高度方向正交的截面的截面积,即框架170中的与高度方向正交的截面的截面积随着接近第一基部11而反复增减并逐渐增加,因此与另一实施方式的接合构件1A相比能够提高第一卡合部16的强度,能够确保金属构件10与树脂构件20的接合强度。
同样,在图23所示的接合构件1B中,第二卡合部26的截面积(截面积S)随着接近第二基部21而反复增减并逐渐增加,因此与另一实施方式的接合构件1A相比能够提高第二卡合部26的强度,能够确保金属构件10与树脂构件20的接合强度。
图24是表示图23所示的又一实施方式的接合构件1A和接合构件1B的抗拉强度的坐标图。如图24所示,图23所示的接合构件1B的抗拉强度比图23所示的接合构件1A的抗拉强度大。
需要说明的是,例如在图4所示的一实施方式中,也可以是第一卡合部16中的与上下方向正交的截面的截面积随着接近第一基部11而反复增减并逐渐增加。具体而言,例如,也可以是,在从第一层16a至例如第十层16j中,在该偶数层(例如第十层16j)的下方相邻的奇数层(例如第九层16i)中的与上下方向正交的截面的截面积小于某偶数层(例如第十层16j)中的与上下方向正交的截面的截面积。并且,在偶数层彼此进行比较的情况下,也可以是以随着接近第一基部11而与上下方向正交的截面的截面积逐渐增加的方式构成第一卡合部16。而且,在奇数层彼此进行比较的情况下,也可以是以随着接近第一基部11而与上下方向正交的截面的截面积逐渐增加的方式构成第一卡合部16。
即,例如在图4所示的一实施方式中,第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位体积中的框架170的比率也可以随着接近第一基部11而反复增减并逐渐增大。
(关于树脂270的注入)
图6是示意性地表示又一实施方式的第一卡合部16的立体图。
如上所述,可考虑通过注塑成型向第一卡合部16的空腔181填充树脂270的情况。这种情况下,可考虑例如不是从第一卡合部16的上方,而是如图6的虚线的箭头S所示从侧方,例如,从第二方向供给树脂270的情况。
在这样的情况下,为了向距树脂270的注入位置远的区域即图6中的图示左方的区域的空腔181可靠地供给树脂270,希望在距树脂270的注入位置近的区域中成为树脂270容易流动的结构。即,例如图6所示,希望距树脂270的注入位置近的区域中的空腔181的大小大于距树脂270的注入位置远的区域中的空腔181的大小。
因此,例如,图6所示的又一实施方式那样,也可以在距树脂270的注入位置近的区域中,对于第一延伸部171和第二延伸部172中的至少一方的至少一部分切口,由此增大空腔181的大小。例如,在图6所示的又一实施方式中,多个第一延伸部171中的距树脂270的注入位置近的区域的第一延伸部171B设为对其他的区域的第一延伸部171A的中途切口那样的形状。而且,例如,在图6所示的又一实施方式中,多个第二延伸部172中的距树脂270的注入位置近的区域的第二延伸部172B的长度比其他的区域的第二延伸部172A的长度短。
这样,距树脂270的注入位置近的区域的空腔181的大小大于距树脂270的注入位置远的区域的空腔181的大小,由此对于距树脂270的注入位置远的区域也能够容易地供给树脂270。
(关于树脂270与第二基部21的粘接)
如上所述,在图3所示的一实施方式中,例如以构成第二卡合部26的树脂270为粘接剂,将预先形成的第二基部21与第二卡合部26粘接,由此能得到使金属构件10与树脂构件20接合而成的接合构件1。这种情况下,从第二基部21与第二卡合部26的粘接强度的观点出发,第二基部21与第二卡合部26(树脂270)的接触面积优选较大。
例如,在将第二基部21与第二卡合部26粘接的过程中需要使第二基部21与第一卡合部16接触的情况下,如果第二基部21与第一卡合部16的接触面积增加,则第二基部21与树脂270的接触面积减少。因此,希望抑制第二基部21与第一卡合部16的接触面积。
因此,例如图7所示,也可以使在将第二基部21与第二卡合部26粘接的过程中与第二基部21接触的、作为距第二基部21最近的框架170的第一延伸部171C的个数少于比该第一延伸部171C靠第一基部11侧的第一延伸部171的个数。需要说明的是,图7是用于说明用于抑制第二基部21与第一卡合部16的接触面积的一例的第一卡合部16的示意性的图。在图7中,从上方依次排列而图示出第一卡合部16的示意性的立体图、第一卡合部16的示意性的主视图、及将第二基部21与第二卡合部26粘接后的接合构件1的示意性的主视图。
另外,例如图8所示,也可以通过减小在将第二基部21与第二卡合部26粘接的过程中与第二基部21接触的、作为距第二基部21最近的框架170A的第一方向Dr1和第二方向Dr2中的至少一方的大小,来减小该框架170A与第二基部21接触的接触面的面积。需要说明的是,图8是用于说明用于抑制第二基部21与第一卡合部16的接触面积的另一例的第一卡合部16的示意性的图。在图8中,从上方依次排列图示出第一卡合部16的示意性的立体图、第一卡合部16的示意性的主视图、及将第二基部21与第二卡合部26粘接之后的接合构件1的示意性的主视图。
如上述的图7、图8那样,第一卡合部16或第二卡合部26与第二基部21相接的界面251中的金属(框架170)的面积的比率小于第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位体积中的框架的比率的平均值。
因此,第二基部21与第一卡合部16或第二卡合部26相接的界面251中的树脂270的面积的比率大于第一卡合部16中的每个包含空腔181和框架170的单位体积中的空腔181的比率的平均值。因此,例如在使用第二卡合部26的树脂270作为粘接剂将预先形成的第二基部21接合的情况下,能够增加填充于空腔181的粘接剂(树脂270)与第二基部21相接的面积。由此,能够提高第二基部21与第二卡合部26的接合强度。
需要说明的是,如果在第二基部21与第一卡合部16的接触部分设置第二基部21与第一卡合部16相互嵌合的部分,则在将第二基部21与第二卡合部26粘接的过程中第二基部21与第一卡合部16的相对位置的定位变得容易。图9是用于说明在第二基部21与第一卡合部16的接触部分设有第二基部21与第一卡合部16相互嵌合的部分时的一例的图。在图9中,是示意性地示出金属构件10、第二基部21、及使第二基部21与第一卡合部16接触时的金属构件10和第二基部21的立体图。
在图9所示的例子中,从图8所示的框架170A的顶部向层叠方向的上方突出的嵌合凸部175形成于各框架170A。而且,在图9所示的例子中,在使第二基部21与第一卡合部16接触时供嵌合凸部175插入的嵌合凹部213形成于第二基部21的底面,即与第一卡合部16相对的面。即,在图9所示的例子中,接合构件1具备:嵌合凸部175,跨于上述界面251地从第一卡合部16朝向第二基部21突出;及嵌合凹部213,形成于第二基部21,与嵌合凸部175嵌合。
例如在使用第二卡合部26的树脂270作为粘接剂将预先形成的第二基部21接合的情况下,根据图9所示的例子,通过使嵌合凸部175与嵌合凹部213嵌合,能够将第二基部21与第一卡合部16,即将第二基部21与金属构件10容易地定位。
需要说明的是,也可以以跨于界面251的嵌合关系成为与图9所示的例子相反的方式,在第二基部21的底面形成朝向第一卡合部16突出的嵌合凸部,在框架170A形成从框架170A的顶部向层叠方向的下方凹陷的嵌合凹部。即,接合构件1也可以具备:嵌合凸部,跨于上述界面251而从第二基部21向第一卡合部16突出;及嵌合凹部,形成于第一卡合部16并与该嵌合凸部嵌合。
(关于第一卡合部16的形状)
以下,进一步参照图10~图17,说明关于第一卡合部16的形状的各种例子。图10~图17分别是用于说明关于第一卡合部16的形状的各种例子的示意性的剖视图。需要说明的是,在图10~图17中,列举第一基部11是例如具有圆筒形状的构件,在第一基部11的圆筒的外周部配置第二基部21时的例子。而且,在图10~14中,在图示左侧图示出接合第二基部21之前的金属构件10的剖视图,在图示右侧图示出接合第二基部21之后的接合构件1的剖视图。在图15~17中,图示出接合第二基部21之后的接合构件1的剖视图。
需要说明的是,图10~图17所示的第一卡合部16也可以是上述的图1~9所示的任一实施方式的第一卡合部16。
在以下的说明中,只要没有特别说明,径向就表示与第一基部11的圆筒的径向相同的方向。而且,在以下的说明中,只要没有特别说明,轴线方向就表示与第一基部11的圆筒的轴线方向相同的方向。在以下的说明中,只要没有特别说明,周向就表示与第一基部11的圆筒的周向相同的方向。
在图10所示的实施方式中,第一卡合部16形成于第一基部11的圆筒的外周面111。在图10所示的实施方式中,第一卡合部16的径向外侧的面为平面,但也可以为曲面。
在图10所示的实施方式中,第二基部21配置于第一卡合部16的径向外侧的面。
在图11、16、17所示的实施方式中,第一卡合部16形成于第一基部11的圆筒的外周面111。需要说明的是,图11、16、17所示的实施方式的第一卡合部16与图10所示的实施方式的第一卡合部16相比,径向的尺寸大,例如,从轴线方向观察时,以随着朝向径向外侧而周向的尺寸减小的方式形成。例如,在图11、16、17所示的实施方式中,第一卡合部16设为具有锥台形状的结构。即,在图11、16、17所示的实施方式中,形成从第一基部11的圆筒的外周面111向径向外侧突出的凸部163。
在图11、16、17所示的实施方式中,第二基部21将具有锥台形状的第一卡合部16从外侧覆盖。
在图11、16、17所示的实施方式中,第二基部21具有供上述凸部163插入的凹部217。
需要说明的是,在图17所示的实施方式中,在第一基部11形成从外周面111向径向外侧突出的凸部115。在图17所示的实施方式中,在凸部115的外侧形成第一卡合部16(凸部163)。
在图12、13、15所示的实施方式中,第一卡合部16形成于比第一基部11的圆筒的外周面111靠第一基部11的径向内侧处。即,在图12、13、15所示的实施方式中,在第一基部11形成向径向内侧凹陷的凹部113,在该凹部113内形成第一卡合部16。即,在图12、13、15所示的实施方式中,第一卡合部16的基端部167进入第一基部的凹部113。
在图12、13、15所示的实施方式中,第一卡合部16的径向外侧的面设为与第一基部11的圆筒的外周面111相同的圆筒面,但也可以为平面。
在图12、13、15所示的实施方式中,第二基部21配置于第一卡合部16的径向外侧的面。
图13所示的实施方式中的第一卡合部16相对于图12所示的实施方式中的第一卡合部16,形成有至少1个从其外周面向径向内侧凹陷的凹部161。
在图13所示的实施方式中,第二基部21具有至少1个向上述凹部161插入的凸部215。
在图14所示的实施方式中,在第一基部11形成向径向内侧凹陷的凹部113,在该凹部113内形成第一卡合部16。即,在图14所示的实施方式中,第一卡合部16的基端部167进入第一基部的凹部113。
图14所示的实施方式中的第一卡合部16相对于图12所示的实施方式中的第一卡合部16,形成有至少1个从其外周面向径向外侧突出的凸部163。
在图14所示的实施方式中,第二基部21配置于第一卡合部16的径向外侧的面。
在图14所示的实施方式中,第二基部21具有至少1个供上述凸部163插入的凹部217。
在图10、11、13、14、16、17所示的实施方式中,第一卡合部16具有第一卡合部16的外形形成为凹陷的形状的凹部161和外形形成为突出的形状的凸部163中的至少一方。
并且,在图10、11、13、14、16、17所示的实施方式中,第二卡合部26至少在凹部161的形成区域或凸部163的形成区域中与第一卡合部16嵌合。
在图10、11、13、14、16、17所示的实施方式中,第二基部21至少在凹部161或凸部163与第二卡合部26连接。
由此,容易增加第一卡合部16与第二卡合部26的卡合区域,因此容易确保金属构件10与树脂构件20的接合强度。
在图11、14、16、17所示的实施方式中,第一卡合部16具有凸部163。
并且,在图11、14、16、17所示的实施方式中,凸部163的至少前端部163a由第二基部21覆盖。即,在图11、14、16、17所示的实施方式中,向第二基部21的凹部217插入凸部163。
由此,金属构件10与树脂构件20的相对位置的定位变得容易。
在图17所示的实施方式中,第一基部11的一部分即凸部115朝向第一卡合部16的凸部163的前端部163a而进入凸部163。
由此,通过第一基部11中的进入第一卡合部16的凸部163的凸部115,能够容易地加强第一卡合部16的凸部163的强度。
在图13所示的实施方式中,第一卡合部16具有上述凹部161。并且,在图13所示的实施方式中,凹部161供作为第二基部21的一部分的凸部215插入。
由此,如图13所示,例如即使第二基部21为比较薄的构件,也容易在第二基部21形成作为向上述凹部161插入的部位的凸部215。因此,例如即使第二基部21为比较薄的构件,金属构件10与树脂构件20的相对位置的定位也容易。
在图12~15所示的实施方式中,第一卡合部16的基端部167进入第一基部11的凹部113。
由此,即使在例如由于第二基部21的形状等的制约而难以设置从第一基部11朝向第二基部21突出那样的第一卡合部16的情况下,通过在第一基部11的凹部113形成第一卡合部16,也容易增加第一卡合部16与第二卡合部26的卡合区域,因此容易确保金属构件10与树脂构件20的接合强度。
另外,在图12~15所示的实施方式中,通过对第一基部11实施切削加工或塑性加工等机械加工而能够预先形成凹部113。并且,在图12~15所示的实施方式中,对于预先形成的凹部113,也可以通过例如层叠造形法形成基端部167,该基端部167包含在内部形成相互连通的多个空腔181的三维结构。
需要说明的是,上述的若干的实施方式的第二基部21和第二卡合部26中的至少一方也可以在成为母材的树脂中包含纤维,通过该纤维能够提高树脂构件20的强度。
在此,树脂构件20的母材中包含的纤维也可以是碳或玻璃、陶瓷等的纤维。而且,在通过注塑成型来形成第二基部21和第二卡合部26中的至少一方的情况下,该纤维优选使用在进行注塑成型时不会产生不良情况的程度的比较短的长度的纤维。
另外,例如,使用将对CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics:碳纤维强化塑料)等薄板进行脱模的多张预浸片层叠而构成的预浸层叠体来制造第二基部21的情况下,纤维的长度没有特别限定。
(关于接合构件1的制造方法)
以下,说明上述的若干的实施方式的接合构件1的制造方法。图18是上述的若干的实施方式的接合构件1的制造方法的流程图。上述的若干的实施方式的接合构件1的制造方法具备第二卡合部形成工序S100和第二基部取得工序S200。
第二卡合部形成工序S100是对于第一卡合部16向多个空腔181内填充树脂270而形成第二卡合部26的工序,该第一卡合部16由与金属制的第一基部11一体地设置的金属制的框架170形成且包含在内部形成相互连通的多个空腔181的三维结构。
在第二卡合部形成工序S100中,例如,在未图示的注塑成型的模具安设金属构件10,通过利用未图示的注塑成型装置注塑树脂270而能够向空腔181内填充树脂270。
第二基部取得工序S200是得到与第二卡合部26一体地设置的树脂制的第二基部21的工序。
由此,向与第一基部11一体设置的第一卡合部16中的多个空腔181内填充树脂270而形成第二卡合部26,并得到与第二卡合部26一体设置的树脂制的第二基部21,由此能得到将金属制的第一基部11与树脂制的第二基部21接合而成的接合构件。
需要说明的是,也可以向多个空腔181内填充树脂270而形成第二卡合部26,并利用与该树脂270相同种类的树脂形成第二基部21。
由此,例如,将一体地形成的金属制的第一基部11及第一卡合部16安设于未图示的注塑成型的模具,通过利用未图示的注塑成型装置注塑树脂而能得到第二卡合部26和第二基部21。由此,能容易地得到将金属制的第一基部11与树脂制的第二基部21接合而成的接合构件1。
另外,也可以通过填充于多个空腔181内的树脂270将第二基部21与第一卡合部16粘接。
由此,例如,能得到通过将预先形成的第二基部21与第一卡合部16的空腔181内的树脂270接合而一体形成的使金属制的第一基部11及第一卡合部16与第二基部21接合而成的接合构件1。需要说明的是,这种情况下,通过在第二卡合部26的树脂270中使用粘接剂而能够容易地得到该接合构件1。
本发明没有限定为上述的实施方式,也包括对上述的实施方式施加了变形的方式或将这些方式适当组合的方式。
例如,在图1~9所示的若干的实施方式中,为了便于说明,第一基部11的上表面为平面,第一延伸部171及第二延伸部172沿着该上表面平行地延伸。另外,例如,在图1~9所示的若干的实施方式中,从第一基部11朝向树脂构件20的第二基部21层叠第一卡合部16的各层。而且,例如,在图1~9所示的若干的实施方式中,第一延伸部171及第二延伸部172沿着相互正交的方向延伸。然而,本发明没有限定为这些形态。
图19是表示第一卡合部16的一变形例的立体图。
例如图19所示,第一延伸部171及第二延伸部172也可以不相互正交。即,第一延伸部171的延伸方向与第二延伸部172的延伸方向的角度差也可以为90度以外的角度。
另外,例如图19所示,第一卡合部16的各层的层叠方向也可以是与从第一基部11朝向图19中的未图示的树脂构件20的第二基部21的方向(图19中的朝向上侧的方向)不同的方向。在图19所示的一变形例中,第一卡合部16的第一层16a或第二层16b等各层的层叠方向是沿着第一基部11的上表面的延伸方向的方向,但也可以是与第一基部11的上表面倾斜地交叉的方向。
即,例如也可以如图19所示的第一卡合部16那样,第二层16b相对于第一层16a沿着与从第一基部11朝向第二基部21的方向交叉的方向层叠。
另外,例如图19所示,第一延伸部171及第二延伸部172也可以沿着与第一基部11的上表面交叉的方向延伸。
例如,在图2、3所示的若干的实施方式的接合构件1中,在层叠造形时,第一延伸部171及第二延伸部172在空腔181的铅垂方向正上方,沿着与铅垂方向正交的第一方向Dr1及第二方向Dr2,即沿着水平方向延伸。这样,在层叠造形时利用粉末床方式或金属沉积方式的层叠造形法通常难以形成如下第一卡合部16,即具有在空腔181的铅垂方向的正上方沿水平方向延伸那样的悬伸部分的井字形的第一卡合部16。
然而,例如图19所示,如果是第一延伸部171及第二延伸部172沿着与第一基部11的上表面交叉的方向延伸的第一卡合部16,则在层叠造形时,第一延伸部171及第二延伸部172沿着与水平方向交叉的方向延伸,因此即使是粉末床方式或金属沉积方式的层叠造形法,形成也容易。
需要说明的是,根据粘合剂喷射方式的层叠造形法,即使是图2、3所示的第一卡合部16那样的具有悬伸部分的井字形的第一卡合部16,也能够比较容易地形成。
另外,第一卡合部16的三维结构并不局限于通过沿第一方向Dr1延伸的至少一个第一延伸部171和沿第二方向Dr2延伸的至少一个第二延伸部172构成的井字形的结构。即,第一卡合部16只要包含在框架170的内部形成相互连通的多个空腔181的三维结构即可。
图20是表示具有不是单纯的井字形的结构的三维结构的第一卡合部16的一例的立体图。需要说明的是,在图20中,图示第一卡合部16的一部分。在图20所示的一实施方式中,框架170包含分别沿不同的方向延伸的轴部173和将不同的轴部173的端部彼此连接的连接部174。在图20所示的一实施方式中,轴部173例如包括分别沿不同的方向延伸的4个轴部173a~173d。
例如图20所示的第一卡合部16那样,第一卡合部16也可以至少包括沿第一延伸方向延伸的多个作为第一轴部173的第一轴状构件、沿着与该第一延伸方向交叉的第二延伸方向延伸的多个作为第二轴部173的第二轴状构件。并且,多个第一轴部173的至少一个与多个第二轴部173的至少一个也可以利用连接部174而相互连接。
图21是图20所示的一实施方式的三维结构的单位晶格的立体图。在图20所示的一实施方式中,如图21所示,三维结构的单位晶格40具有使2个四角锥41A、41B的底面彼此重叠的形状,在各个四角锥41A、41B中,在相当于将顶点43与底面的角45连接的线段的位置配置轴部173。
如果是具有图20、21所示那样的单位晶格40的第一卡合部16,则在层叠造形时,轴部173沿着与水平方向交叉的方向延伸,因此即使是粉末床方式或金属沉积方式的层叠造形法,形成也容易。
单位晶格40的形状没有限定为图21所示的单位晶格40的形状,可采用各种形状。图22是表示单位晶格40的形状的若干的例子的图。第一卡合部16的三维结构也可以具有图21或图22所示的单位晶格40的任一个或多个反复出现的形状。
需要说明的是,在一部分的轴部173中,也可以不将其一端与其他的轴部173连接。而且,轴部173也可以不必直线性地延伸,还可以具有曲部。轴部173也可以沿延伸方向而直径恒定,还可以根据延伸方向的位置而直径变化。
另外,将多个轴部173相互连接的位置并不局限于轴部173的端部,也可以是轴部173的两端之间的位置。
需要说明的是,上述的关于第一卡合部16的三维结构的变形例并非将上述的变形例以外的结构排除。第一卡合部16的三维结构也可以包含成为具有连续气孔的立体性的网眼结构的各种方式的三维结构的任一个。

Claims (20)

1.一种接合构件,具备:
金属构件,包括金属制的第一基部及与所述第一基部一体地设置的金属制的第一卡合部;及
树脂构件,包括树脂制的第二基部及树脂制的第二卡合部,该第二卡合部与所述第二基部一体地设置并与所述第一卡合部卡合,
所述第一卡合部由框架形成,包含在该框架的内部形成相互连通的多个空腔的三维结构,
所述第二卡合部包含向所述三维结构的所述多个空腔内填充的树脂,
所述第一卡合部中的每个包含所述空腔和所述框架的单位体积中的所述框架的比率随着接近所述第一基部而反复增减并逐渐增大,
所述第一卡合部具有所述第一卡合部的外形形成为凹陷的形状的凹部和所述外形形成为突出的形状的凸部中的至少一方,
所述第二卡合部至少在所述凹部的形成区域或所述凸部的形成区域与所述第一卡合部嵌合,
所述第二基部至少在所述凹部或所述凸部与所述第二卡合部连接。
2.根据权利要求1所述的接合构件,其中,
所述第一卡合部具有所述凸部,
所述凸部的至少前端部由所述第二基部覆盖。
3.根据权利要求2所述的接合构件,其中,
所述第一基部的一部分朝向所述凸部的所述前端部而进入所述凸部。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的接合构件,其中,
所述第一卡合部具有所述凹部,
所述凹部供所述第二基部的一部分插入。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的接合构件,其中,
所述第一卡合部的基端部进入所述第一基部的凹部。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的接合构件,其中,
所述第一卡合部至少具有第一层和层叠于所述第一层的第二层,
所述框架包括:在所述第一层中沿第一方向延伸的至少一个第一延伸部;及在所述第二层中沿着与所述第一方向交叉的第二方向延伸的至少一个第二延伸部。
7.根据权利要求6所述的接合构件,其中,
所述第一层存在于比所述第二层更接近所述第一基部的位置,
所述第一层中的每单位体积中的所述框架的比率大于所述第二层中的每单位体积中的所述框架的比率。
8.根据权利要求7所述的接合构件,其中,
所述第一延伸部的与延伸方向正交的截面中的所述第一延伸部的截面积大于所述第二延伸部的与延伸方向正交的截面中的所述第二延伸部的截面积。
9.根据权利要求7所述的接合构件,其中,
所述第一延伸部的个数比所述第二延伸部的个数多。
10.根据权利要求6所述的接合构件,其中,
所述第二层相对于所述第一层沿着与从所述第一基部朝向所述第二基部的方向交叉的方向层叠。
11.根据权利要求1~3中任一项所述的接合构件,其中,
所述第一卡合部至少包括:沿第一延伸方向延伸的多个第一轴状构件;及沿着与所述第一延伸方向交叉的第二延伸方向延伸的多个第二轴状构件,
所述多个第一轴状构件中的至少一个与所述多个第二轴状构件中的至少一个利用连接部相互连接。
12.根据权利要求1~3中任一项所述的接合构件,其中,
构成所述第二卡合部的树脂是与构成所述第二基部的树脂相同种类的树脂。
13.根据权利要求1~3中任一项所述的接合构件,其中,
构成所述第二卡合部的树脂是与构成所述第二基部的树脂不同种类的树脂。
14.根据权利要求13所述的接合构件,其中,
所述第一卡合部或所述第二卡合部与所述第二基部相接的界面中的金属的面积的比率小于所述第一卡合部中的每个包含所述空腔和所述框架的单位体积中的所述框架的比率的平均值。
15.根据权利要求14所述的接合构件,其中,
所述接合构件还具备:
嵌合凸部,跨于所述界面而从所述第二基部向所述第一卡合部突出,或者从所述第一卡合部朝向所述第二基部突出;及
嵌合凹部,形成于所述第二基部或所述第一卡合部,与所述嵌合凸部嵌合。
16.根据权利要求1~3中任一项所述的接合构件,其中,
所述第二基部和所述第二卡合部中的至少一方在成为母材的树脂中包含纤维。
17.根据权利要求1所述的接合构件,其中,
所述第一卡合部具有内周壁面,该内周壁面形成为柱形状,且沿着从所述第一基部朝向所述第二基部的方向延伸,并包围所述空腔,
在与从所述第一基部朝向所述第二基部的方向正交的截面中,所述内周壁面包围的区域的截面积随着接近所述第一基部而反复增减并逐渐减小。
18.一种接合构件的制造方法,包括如下工序:
对于第一卡合部向多个空腔内填充树脂而形成第二卡合部,该第一卡合部由与金属制的第一基部一体地设置的金属制的框架形成,该第一卡合部包含在内部形成相互连通的所述多个空腔的三维结构;及
得到与所述第二卡合部一体地设置的树脂制的第二基部,
所述第一卡合部具有所述第一卡合部的外形形成为凹陷的形状的凹部和所述外形形成为突出的形状的凸部中的至少一方,
所述第二卡合部至少在所述凹部的形成区域或所述凸部的形成区域与所述第一卡合部嵌合,
所述第二基部至少在所述凹部或所述凸部与所述第二卡合部连接。
19.根据权利要求18所述的接合构件的制造方法,其中,
向所述多个空腔内填充所述树脂来形成所述第二卡合部,并利用该树脂形成所述第二基部。
20.根据权利要求18所述的接合构件的制造方法,其中,
利用填充到所述多个空腔内的所述树脂将所述第二基部与所述第一卡合部粘接。
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