JP2022018341A - 金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法 - Google Patents
金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】金属部材と樹脂部材との接合強度を安定させることができる金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法を提供する。【解決手段】平板状の金属部材の表面に凹状部Ａを形成する凹状部形成工程と、前記凹状部形成工程を経た前記平板状の金属部材を、凹状部Ａの全部又は一部がアンダーカット形状になるように面外方向へ曲げ変形させて曲げ変形後の金属部材２Ｂにする曲げ加工工程と、前記曲げ加工工程を経た曲げ変形後の金属部材２Ｂの凹状部Ａが形成されている表面Ｅ側をキャビティＣとする金型Ｄを用いて、金型ＤのゲートＧから溶融又は可塑化した樹脂材料ＰをキャビティＣ内に射出することによりキャビティＣの形状に樹脂部材３を成形する射出成形工程とを含む。【選択図】図４
Description
本発明は、金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法に関し、さらに詳しくは、金属部材と樹脂部材とをアンカー効果により機械的に接合する製造方法に関する。
近年、自動車、航空機、鉄道車両、電気機器等の分野において、軽量化を図りながら所要の機械的特性を持たせるために、金属部材と樹脂部材とを直接接合する技術の開発が進んでいる。このような技術として、金属部材と樹脂部材とをアンカー効果により機械的に接合する製造方法がある（例えば、特許文献１ないし３参照）。
特許文献１では、加工用のレーザＬ１（特許文献１の図３）を用いている。レーザＬ１により金属部材１に穿孔部１１を形成し、穿孔部１１には、内側に突出する突出部１１ａが形成される。穿孔部１１に樹脂部材を充填して固化させることにより、金属部材１と樹脂部材２とがアンカー効果により機械的に接合する（特許文献１の図１）。
特許文献２では、金型８（特許文献２の図３及び図４）、及び金属板９（特許文献２の図６及び図７）を用いている。金型８を用いて金属母材１１を圧縮しながら、金型８を金属母材１１の被成形面１１ｂに沿う方向に超音波振動させることで、突起部１２ａを有する突起表面金属母材１２を形成する。次に、金属板９を用いて、突起表面金属母材１２を圧縮し、アンダーカット部１ｂを有する金属部材１を形成する。次に、金属部材１のアンダーカット部１ｂに樹脂材料を充填して固化させることにより、金属部材１と樹脂部材２とがアンカー効果により機械的に接合する（特許文献２の図１）。
特許文献３では、押圧部材１６（特許文献３の図１及び図４）を用いている。樹脂部材１２との接合面１１ａに溝部１５が形成されている金属部材１１と樹脂部材１２とを重ね合わせ、押圧部材１６により熱及び圧力を金属部材１１側から付与する。それにより、樹脂部材１２を軟化させて溝部１５内に入れ、溝部１５内に入った樹脂を固化させることにより、金属部材１１と樹脂部材１２とがアンカー効果により機械的に接合する（特許文献３の図４）。
特許文献１～３の金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法では、製造した複数の接合構造体における金属部材のアンダーカット形状が同じにならないこと等により、金属部材と樹脂部材との接合強度が不安定になる。
例えば、特許文献１では、レーザＬ１による除去加工で穿孔部１１を形成している。すなわち、金属部材１の表面にレーザＬ１を集光して溶融させ、アシストガスを噴き付けて吹き飛ばすことにより穿孔部１１を形成している。そのため、形成された穿孔部１１の形状が、製造した複数の金属部材１で同じにならないので、金属部材１と樹脂部材２との接合強度が不安定になる。
また、特許文献２では、金型８の押圧及び超音波振動並びに金属板９の押圧により金属部材１に形成されたアンダーカット部１ｂの形状が、製造した複数の金属部材１で同じにならないので、金属部材１と樹脂部材２との接合強度が不安定になる。
さらに、特許文献３では、押圧部材１６により熱及び圧力を付与することにより変形した金属部材１１のアンダーカット形状の溝部１５が、製造した複数の金属部材１１で同じにならないとともに、軟化して溝部１５内に入る樹脂の量も変動するので、金属部材１１と樹脂部材１２との接合強度が不安定になる。例えば、金属部材１１の溝部１５内に入る樹脂が辛うじて溝部１５内に入り込む程度である場合があり、その場合は、金属部材１１と樹脂部材１２との接合強度が大幅に低下する。
さらにまた、特許文献１及び２の金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法では、大規模な設備が必要になる。すなわち、特許文献１では、レーザ加工機が必要であり、特許文献２では、大型プレス加工機及び金型を超音波振動させる装置が必要である。
また、特許文献３の金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法では、押圧部材１６により熱及び圧力を金属部材１１側から付与して樹脂部材１２を軟化させるための時間が掛かるので生産性が低下する。その上、金属部材１１に押圧部材１６の痕が残る。
本発明は、金属部材と樹脂部材との接合強度を安定させることができる金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法は、前記課題解決のために、
平板状の金属部材の表面に、
垂直な穴の複数からなる凹状部、若しくは、
垂直な溝の複数からなる凹状部、又は、
垂直な穴及び垂直な溝の複数からなる凹状部
を機械的な除去加工で形成する凹状部形成工程と、
前記凹状部形成工程を経た前記平板状の金属部材を、前記凹状部の全部又は一部がアンダーカット形状になるように面外方向へ曲げ変形させて曲げ変形後の金属部材にする曲げ加工工程と、
前記曲げ加工工程を経た前記曲げ変形後の金属部材の前記凹状部が形成されている表面側をキャビティとする金型を用いて、前記金型のゲートから溶融又は可塑化した樹脂材料を前記キャビティ内に射出することにより前記キャビティの形状に樹脂部材を成形する射出成形工程と、
を含むことを特徴とする。
平板状の金属部材の表面に、
垂直な穴の複数からなる凹状部、若しくは、
垂直な溝の複数からなる凹状部、又は、
垂直な穴及び垂直な溝の複数からなる凹状部
を機械的な除去加工で形成する凹状部形成工程と、
前記凹状部形成工程を経た前記平板状の金属部材を、前記凹状部の全部又は一部がアンダーカット形状になるように面外方向へ曲げ変形させて曲げ変形後の金属部材にする曲げ加工工程と、
前記曲げ加工工程を経た前記曲げ変形後の金属部材の前記凹状部が形成されている表面側をキャビティとする金型を用いて、前記金型のゲートから溶融又は可塑化した樹脂材料を前記キャビティ内に射出することにより前記キャビティの形状に樹脂部材を成形する射出成形工程と、
を含むことを特徴とする。
このような製造方法によれば、凹状部形成工程で平板状の金属部材の表面に垂直な穴及び／又は溝からなる凹状部を機械的な除去加工で形成するので、平板状の金属部材に形成された前記凹状部の形状精度が高くなる。すなわち、複数の平板状の金属部材に対して前記凹状部を形成した場合に、何れの平板状の金属部材においても前記凹状部は略同一の形状になる。
また、凹状部形成工程で平板状の金属部材に形成した前記凹状部の形状は、曲げ加工工程で前記金属部材を曲げ加工しても、複数の曲げ変形後の金属部材で略同じになる。
そして、射出成形工程で金型のキャビティ内に樹脂部材を成形する際に、前記のように複数の曲げ変形後の金属部材で形状が略同じになる前記凹状部内に、溶融又は可塑化した樹脂材料が所要の充填圧力で確実に充填される。
したがって、製造した複数の金属部材と樹脂部材との接合構造体で、全部又は一部がアンダーカット形状である凹状部の形状、及び前記凹状部に充填される樹脂の量が、略同じになる。それにより、金属部材と樹脂部材とをアンカー効果により機械的に接合してなる接合構造体において、金属部材と樹脂部材との接合強度が安定する。
よって、金属部材及び樹脂部材の材質、並びに前記凹状部の形状を管理することにより、金属部材と樹脂部材との接合強度を保証できる。その上、凹状部に隙間なく溶融又は可塑化した樹脂が流れ込んで、凹状部内に隙間無く充填されるので、金属部材と樹脂部材とを樹脂破壊強度で固着させた接合構造体を提供できる。
その上さらに、凹状部形成工程において、平板状の金属部材の表面に垂直な穴や溝を形成するので、金属部材の表面に穴や溝を形成する加工装置が大掛かりにならず、加工時間も短縮できるので、製造コストを低減できる。
ここで、前記曲げ加工工程を、板金プレス加工により行うのが好ましい実施態様である。
このような製造方法によれば、平板状の金属部材の曲げ加工を板金プレス加工により行うことから、金型を用いて効率的に曲げ加工を行うので、生産性を向上できる。
以上のような金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法によれば、金属部材と樹脂部材との接合強度を安定させることができる。それにより、金属部材及び樹脂部材の材質、並びに金属部材に形成する凹状部の形状を管理することにより、前記接合強度を保証できる。
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
＜金属部材と樹脂部材との接合構造体＞
図１Ａの斜視図、及び図１Ｂの縦断面図に示すように、本発明の実施の形態に係る金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法により製造した接合構造体１は、金属部材２及び樹脂部材３からなる。
図１Ａの斜視図、及び図１Ｂの縦断面図に示すように、本発明の実施の形態に係る金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法により製造した接合構造体１は、金属部材２及び樹脂部材３からなる。
金属部材２は、例えば、鉄合金若しくは銅合金等、又は、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム若しくはベリリウム等の軽合金である。
樹脂部材３は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）若しくはポリカーボネート（ＰＣ）等のエンジニアリングプラスチック、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）若しくはＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）等の汎用プラスチック、又は、フェノール樹脂（ＰＦ）若しくはエポキシ樹脂（ＥＰ）等の熱硬化性樹脂である。また、樹脂部材３には、ガラス繊維又は炭素繊維等の繊維状強化材を添加してもよい。
金属部材２は、例えば図１Ｂのような円弧状断面を有する板であり、その外周面である表面Ｅには、表面Ｅに垂直な穴４Ａ～４Ｅが形成されており、これらの複数の穴からなる穴群Ｈが、詳細は後述する凹状部Ａである。
凹状部Ａを構成する穴４Ａ～４Ｅの中心軸Ｆ１～Ｆ５は、円弧状断面を有する板である金属部材２の外周面Ｅに垂直であることから、穴４Ａ～４Ｅ（穴群Ｈである凹状部Ａ）は全体としてアンダーカット形状を成す。ここで、「アンダーカット形状」とは、図１Ｂのように凹状部Ａに樹脂部材３が入り込んだ状態で、金属部材２と樹脂部材３とを離反できない形状のことを言う。
凹状部Ａがアンダーカット形状を成すことにより、金属部材２と樹脂部材３とはアンカー効果により機械的に強固に接合されている。
＜金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法＞
（凹状部形成工程）
図２Ａの斜視図、及び図２Ｂの縦断面図に示すように、矩形平板状の金属部材２Ａの表面Ｅに凹状部Ａを機械的な除去加工で形成する凹状部形成工程を行う。すなわち、５つの列Ｒ１～Ｒ５上に３個ずつある、平面状の表面Ｅに垂直な１５個の穴４Ａ～４Ｅを、例えば、ボール盤やマシニングセンタ等を用いてドリルに回転と送りを与えて切削する。
図２Ａの斜視図、及び図２Ｂの縦断面図に示すように、矩形平板状の金属部材２Ａの表面Ｅに凹状部Ａを機械的な除去加工で形成する凹状部形成工程を行う。すなわち、５つの列Ｒ１～Ｒ５上に３個ずつある、平面状の表面Ｅに垂直な１５個の穴４Ａ～４Ｅを、例えば、ボール盤やマシニングセンタ等を用いてドリルに回転と送りを与えて切削する。
矩形平板状の金属部材２Ａの表面Ｅに形成する複数の穴の配置は、図２Ａのような縦横に並べた配置に限定されるものではなく、千鳥状等の他の配置であってもよい。凹状部Ａである穴群Ｈの穴の個数及び配置、並びに各穴の径及び深さは、要求仕様等に基づいて適宜選択する。
（曲げ加工工程）
次に、図２Ａ及び図２Ｂに示す前記凹状部形成工程を経た矩形平板状の金属部材２Ａを、凹状部Ａの全部又は一部がアンダーカット形状になるように面外方向Ｂへ曲げ変形させて曲げ変形後の金属部材２Ｂにする曲げ加工工程を行う。すなわち、例えば、板金プレス加工により曲げ加工を行い、図３Ａの斜視図、及び図３Ｂの縦断面図に示すような、円弧状となった曲げ変形後の金属部材２Ｂを得る。
次に、図２Ａ及び図２Ｂに示す前記凹状部形成工程を経た矩形平板状の金属部材２Ａを、凹状部Ａの全部又は一部がアンダーカット形状になるように面外方向Ｂへ曲げ変形させて曲げ変形後の金属部材２Ｂにする曲げ加工工程を行う。すなわち、例えば、板金プレス加工により曲げ加工を行い、図３Ａの斜視図、及び図３Ｂの縦断面図に示すような、円弧状となった曲げ変形後の金属部材２Ｂを得る。
矩形平板状の金属部材２Ａの曲げ加工を板金プレス加工により行うことにより、金型を用いて効率的に曲げ加工を行うことができるので、生産性を向上できる。
（射出成形工程）
次に、図４の概略縦断面に示すように、図３Ａ及び図３Ｂに示す前記曲げ加工工程を経た曲げ変形後の金属部材２Ｂを図示しない金型にセットした状態で、金属部材２Ｂの凹状部Ａが形成されている表面Ｅ側をキャビティＣとする金型Ｄを用いて、金型を型締めした後に、金型ＤのゲートＧから溶融又は可塑化した樹脂材料ＰをキャビティＣ内に射出することによりキャビティＣの形状に樹脂部材３を成形する射出成形工程を行う。金型ＤのキャビティＣの形状を変えることにより、任意の３次元形状を有する樹脂部材３を成形できる。
次に、図４の概略縦断面に示すように、図３Ａ及び図３Ｂに示す前記曲げ加工工程を経た曲げ変形後の金属部材２Ｂを図示しない金型にセットした状態で、金属部材２Ｂの凹状部Ａが形成されている表面Ｅ側をキャビティＣとする金型Ｄを用いて、金型を型締めした後に、金型ＤのゲートＧから溶融又は可塑化した樹脂材料ＰをキャビティＣ内に射出することによりキャビティＣの形状に樹脂部材３を成形する射出成形工程を行う。金型ＤのキャビティＣの形状を変えることにより、任意の３次元形状を有する樹脂部材３を成形できる。
（冷却・固化工程）
前記射出成形工程を行った後、圧力を加えながら溶融又は可塑化した樹脂材料Ｐを冷却させる冷却・固化工程を行う。
前記射出成形工程を行った後、圧力を加えながら溶融又は可塑化した樹脂材料Ｐを冷却させる冷却・固化工程を行う。
（成形品取出し工程）
前記冷却・固化工程を行った後、射出成形金型を開いて金型Ｄから成形品である接合構造体１（図１Ａ及び図１Ｂ）を取り出す成形品取出し工程を行う。なお、必要に応じてゲートカットを行う。
前記冷却・固化工程を行った後、射出成形金型を開いて金型Ｄから成形品である接合構造体１（図１Ａ及び図１Ｂ）を取り出す成形品取出し工程を行う。なお、必要に応じてゲートカットを行う。
＜凹状部の変形例＞
図５Ａの斜視図に示す矩形平板状の金属部材２Ａの表面Ｅには、穴４Ｆ～４Ｈ、及び溝５Ａ～５Ｅを形成しており、これらが凹状部Ａである。すなわち、凹状部Ａは、穴４Ｆ～４Ｈである穴群Ｈと、溝５Ａ～５Ｅである溝群Ｓからなる。
図５Ａの斜視図に示す矩形平板状の金属部材２Ａの表面Ｅには、穴４Ｆ～４Ｈ、及び溝５Ａ～５Ｅを形成しており、これらが凹状部Ａである。すなわち、凹状部Ａは、穴４Ｆ～４Ｈである穴群Ｈと、溝５Ａ～５Ｅである溝群Ｓからなる。
図５Ａの矩形平板状の金属部材２Ａに凹状部Ａである穴群Ｈ及び溝群Ｓを機械的な除去加工で形成する凹状部形成工程において、穴群Ｈは、例えばボール盤やマシニングセンタ等を用いてドリルに回転と送りを与えて切削し、溝群Ｓは、例えば汎用フライス盤又はマシニングセンタ等を用いてエンドミルを回転及び移動させながら切削する。
矩形平板状の金属部材２Ａの表面Ｅに形成する複数の穴及び溝の配置は、図５Ａのような配置に限定されない。凹状部Ａである穴群Ｈの穴の個数及び配置、並びに各穴の径及び深さ、並びに、溝群Ｓの溝の個数及び配置、並びに各溝の幅、長さ及び深さは、要求仕様等に基づいて適宜選択する。
図５Ａの矢視Ｘ１－Ｘ１に相当する断面図である図５Ｂ、及び図５Ａの矢視Ｘ２－Ｘ２に相当する断面図である図５Ｃのように、図５Ａの矩形平板状の金属部材２Ａに対して曲げ加工工程を行って曲げ変形後の金属部材２Ｂにすると、凹状部Ａ（穴群Ｈ及び溝群Ｓ）の全部又は一部がアンダーカット形状になる。
平板状の金属部材２Ａは、矩形に限定されない。平板状の金属部材２Ａは、円形、楕円形、長円形、角丸四角形状等の任意の形状であってもよく、曲げ加工工程で面外方向Ｂへ曲げ変形させて凹状部Ａの全部又は一部をアンダーカット形状にすることができればよい。
また、凹状部Ａは、溝群Ｓのみにより構成してもよい。すなわち、凹状部形成工程で平板状の金属部材２Ａの表面に形成する凹状部Ａは、垂直な溝の複数からなる場合もある。
したがって、凹状部形成工程で平板状の金属部材２Ａの表面に形成する凹状部Ａは、
（１）例えば図２Ａのように垂直な穴の複数からなる場合、
（２）垂直な溝の複数からなる場合、
（３）例えば図５Ａのように垂直な穴及び垂直な溝の複数からなる場合、
がある。
（１）例えば図２Ａのように垂直な穴の複数からなる場合、
（２）垂直な溝の複数からなる場合、
（３）例えば図５Ａのように垂直な穴及び垂直な溝の複数からなる場合、
がある。
＜凹状部の別の変形例、及び曲げ加工工程の変形例＞
図６Ａの斜視図に示す矩形平板状の金属部材２Ａの表面Ｅには、凹状部形成工程で矩形平板状の金属部材２Ａの表面に形成する凹状部Ａとして、穴群Ｈである垂直な穴４Ｉ～４Ｎを形成している。すなわち、矩形平板状の金属部材２Ａの一対の短辺側に片寄らせて、一方の短辺に近い列Ｒ１～Ｒ３上の９個の穴４Ｉ～４Ｋを形成し、他方の短辺に近い列Ｒ４～Ｒ６上の９個の穴４Ｌ～４Ｎを形成している。
図６Ａの斜視図に示す矩形平板状の金属部材２Ａの表面Ｅには、凹状部形成工程で矩形平板状の金属部材２Ａの表面に形成する凹状部Ａとして、穴群Ｈである垂直な穴４Ｉ～４Ｎを形成している。すなわち、矩形平板状の金属部材２Ａの一対の短辺側に片寄らせて、一方の短辺に近い列Ｒ１～Ｒ３上の９個の穴４Ｉ～４Ｋを形成し、他方の短辺に近い列Ｒ４～Ｒ６上の９個の穴４Ｌ～４Ｎを形成している。
図６Ａの矢視Ｘ３－Ｘ３に相当する断面図である図６Ｂのように、曲げ加工工程を行った曲げ変形後の金属部材２Ｂは、図３Ａ及び図３Ｂ、並びに図５Ｂ及び図５Ｃのような円弧状断面ではなく、皿状断面を有する。すなわち、曲げ変形後の金属部材２Ｂは、図６Ａにおける列Ｒ１～Ｒ３を含む部分と列Ｒ４～Ｒ６を含む部分を、表面Ｅに対する面外方向Ｂの同方向へ、面対称になるように曲げた形状を有する。
曲げ変形後の金属部材２Ｂにおける凹状部Ａ（穴群Ｈ）である穴４Ｉ～４Ｎは、全体としてアンダーカット形状を成す。よって、射出成形工程等を経て図６Ｂの金属部材２を樹脂部材３と接合してなる接合構造体１において、金属部材２と樹脂部材３とはアンカー効果により機械的に強固に接合される。
図７Ａの斜視図、及び図７Ｂの縦断面図に示す接合構造体１の金属部材２（曲げ変形後の金属部材２Ｂ）は、図１Ａの斜視図、及び図１Ｂの縦断面図に示す接合構造体１の金属部材２（曲げ変形後の金属部材２Ｂ）と、図２Ａの斜視図、及び図２Ｂの縦断面図に示す矩形平板状の金属部材２Ａを曲げ加工工程で面外方向Ｂへ曲げ変形させる方向が異なる。すなわち、図１Ａ及び図１Ｂでは、金属部材２の外周面Ｅに凹状部Ａが形成されており、図７Ａ及び図７Ｂでは、金属部材２の内周面Ｅに凹状部Ａが形成されている。
図７Ａ及び図７Ｂの接合構造体１においても、凹状部Ａを構成する穴４Ａ～４Ｅの中心軸Ｆ１～Ｆ５は、円弧状断面を有する板である金属部材２の内周面Ｅに垂直であることから、穴４Ａ～４Ｅ（穴群Ｈである凹状部Ａ）は全体としてアンダーカット形状を成す。したがって、金属部材２と樹脂部材３とはアンカー効果により機械的に強固に接合されている。
曲げ加工工程で平板状の金属部材２Ａを曲げ変形させてなる曲げ変形後の金属部材２Ｂの形状は、図１Ｂ、図３Ｂ、図５Ｂ及び図５Ｃ、並びに図７Ｂのような円弧状断面、又は図６Ｂのような皿状断面に限定されるものではなく、曲げ変形後の金属部材２Ｂにおける凹状部Ａが全体としてアンダーカット形状を成すように平板状の金属部材２Ａを曲げ変形させる形状であればよい。
＜作用効果＞
本発明の実施の形態に係る金属部材２と樹脂部材３との接合構造体１の製造方法によれば、凹状部形成工程で平板状の金属部材２Ａの表面Ｅに垂直な穴及び／又は溝からなる凹状部Ａを機械的な除去加工で形成するので、平板状の金属部材２Ａに形成された凹状部Ａの形状精度が高くなる。すなわち、複数の平板状の金属部材２Ａに対して凹状部Ａを形成した場合に、何れの平板状の金属部材２Ａにおいても凹状部Ａは略同一の形状になる。
本発明の実施の形態に係る金属部材２と樹脂部材３との接合構造体１の製造方法によれば、凹状部形成工程で平板状の金属部材２Ａの表面Ｅに垂直な穴及び／又は溝からなる凹状部Ａを機械的な除去加工で形成するので、平板状の金属部材２Ａに形成された凹状部Ａの形状精度が高くなる。すなわち、複数の平板状の金属部材２Ａに対して凹状部Ａを形成した場合に、何れの平板状の金属部材２Ａにおいても凹状部Ａは略同一の形状になる。
また、凹状部形成工程で平板状の金属部材２Ａに形成した凹状部Ａの形状は、曲げ加工工程で金属部材２Ａを曲げ加工しても、複数の曲げ変形後の金属部材２Ｂで略同じになる。
そして、射出成形工程で金型ＤのキャビティＣ内に樹脂部材３を成形する際に、前記のように複数の曲げ変形後の金属部材２Ｂで形状が略同じになる凹状部Ａ内に、溶融又は可塑化した樹脂材料Ｐが所要の充填圧力で確実に充填される。
したがって、製造した複数の金属部材２と樹脂部材３との接合構造体１で、全部又は一部がアンダーカット形状である凹状部Ａの形状、及び凹状部Ａに充填される樹脂の量が、略同じになる。それにより、金属部材２と樹脂部材３とをアンカー効果により機械的に接合してなる接合構造体１において、金属部材２と樹脂部材３との接合強度が安定する。
よって、金属部材２及び樹脂部材３の材質、並びに凹状部Ａの形状を管理することにより、金属部材２と樹脂部材３との接合強度を保証できる。その上、凹状部Ａに隙間なく溶融又は可塑化した樹脂Ｐが流れ込んで、凹状部Ａ内に隙間無く充填されるので、金属部材２と樹脂部材３とを樹脂破壊強度で固着させた接合構造体１を提供できる。
その上さらに、凹状部形成工程において、平板状の金属部材２Ａの表面Ｅに垂直な穴や溝を形成するので、金属部材２Ａの表面Ｅに穴や溝を形成する加工装置が大掛かりにならず、加工時間も短縮できるので、製造コストを低減できる。
以上の実施の形態の説明における穴４Ａ～４Ｎは丸穴であるが、凹状部形成工程で平板状の金属部材２Ａの表面Ｅに形成する垂直な穴は丸穴に限定されない。前記穴は、長穴であってもよく、ねじ穴であってもよい。前記穴をねじ穴にする場合は、例えば、凹状部形成工程で、ボール盤やマシニングセンタ等を用いてドリルに回転と送りを与えて丸穴を下穴として形成した後に、ボール盤やマシニングセンタ等を用いてタップによりタップ加工を行う。前記穴をねじ穴にすることにより、金属部材２と樹脂部材３との接合強度を向上できる。
以上の実施の形態の記載はすべて例示であり、これに制限されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更を施すことができる。
１ 接合構造体
２ 金属部材
２Ａ 平板状の金属部材
２Ｂ 曲げ変形後の金属部材
３ 樹脂部材
４Ａ～４Ｎ 穴
５Ａ～５Ｅ 溝
Ａ 凹状部
Ｂ 面外方向
Ｃ キャビティ
Ｄ 金型
Ｅ 表面
Ｆ１～Ｆ５ 穴の中心軸
Ｇ ゲート
Ｈ 穴群
Ｐ 溶融又は可塑化した樹脂材料
Ｒ１～Ｒ６ 列
Ｓ 溝群
２ 金属部材
２Ａ 平板状の金属部材
２Ｂ 曲げ変形後の金属部材
３ 樹脂部材
４Ａ～４Ｎ 穴
５Ａ～５Ｅ 溝
Ａ 凹状部
Ｂ 面外方向
Ｃ キャビティ
Ｄ 金型
Ｅ 表面
Ｆ１～Ｆ５ 穴の中心軸
Ｇ ゲート
Ｈ 穴群
Ｐ 溶融又は可塑化した樹脂材料
Ｒ１～Ｒ６ 列
Ｓ 溝群
Claims (2)
- 平板状の金属部材の表面に、
垂直な穴の複数からなる凹状部、若しくは、
垂直な溝の複数からなる凹状部、又は、
垂直な穴及び垂直な溝の複数からなる凹状部
を機械的な除去加工で形成する凹状部形成工程と、
前記凹状部形成工程を経た前記平板状の金属部材を、前記凹状部の全部又は一部がアンダーカット形状になるように面外方向へ曲げ変形させて曲げ変形後の金属部材にする曲げ加工工程と、
前記曲げ加工工程を経た前記曲げ変形後の金属部材の前記凹状部が形成されている表面側をキャビティとする金型を用いて、前記金型のゲートから溶融又は可塑化した樹脂材料を前記キャビティ内に射出することにより前記キャビティの形状に樹脂部材を成形する射出成形工程と、
を含むことを特徴とする金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法。 - 前記曲げ加工工程を、板金プレス加工により行う、
請求項１に記載の金属部材と樹脂部材との接合構造体の製造方法。
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-
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