JP7633070B2 - Resin-metal bonded body and method for producing same - Google Patents
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Description
本開示は、樹脂金属接合体及び樹脂金属接合体の製造方法に関する。 This disclosure relates to a resin-metal bonded body and a method for manufacturing a resin-metal bonded body.
樹脂部材に金属部材を接合した樹脂金属接合体の製造方法として、金属部材の表面にナノ凹凸構造を形成し、溶融樹脂を浸入させる方法が知られている(特許文献1参照)。 A method for manufacturing a resin-metal bonded body in which a metal member is bonded to a resin member is known in which a nano-relief structure is formed on the surface of the metal member and molten resin is allowed to penetrate into the structure (see Patent Document 1).
上述のナノ凹凸構造を形成するには、金属部材の陽極酸化処理及びエッチング処理が必要である。また、これらの処理で発生する廃液の処理工程も必要である。そのため、上述の製造方法では、金属部材の処理工程が多くなる。 To form the above-mentioned nano-relief structure, anodizing and etching of the metal member are necessary. In addition, a process for treating the waste liquid generated during these processes is also necessary. Therefore, the above-mentioned manufacturing method requires many processing steps for the metal member.
本開示の一局面は、少ない工程で金属板材と樹脂板材との接合強度を高められる樹脂金属接合体を提供することを目的としている。 One aspect of the present disclosure aims to provide a resin-metal bonded body that can increase the bonding strength between a metal plate material and a resin plate material with fewer steps.
本開示の一態様は、第1板材と、第1板材に重ねて接合された第2板材と、を備える樹脂金属接合体である。第1板材及び第2板材は、一方が金属製であると共に他方が樹脂製である。第1板材は、第2板材と共に第1板材の厚み方向に凹んだ凹部を有する。凹部は、厚み方向と交差する方向において対向するように配置された2つの負角部を有する。2つの負角部は、それぞれ、厚み方向において第2板材によって挟まれる。 One aspect of the present disclosure is a resin-metal bonded body including a first plate material and a second plate material overlapping and bonded to the first plate material. One of the first plate material and the second plate material is made of metal and the other is made of resin. The first plate material and the second plate material have a recess that is recessed in the thickness direction of the first plate material. The recess has two negative corners that are arranged to face each other in a direction intersecting the thickness direction. The two negative corners are each sandwiched by the second plate material in the thickness direction.
このような構成によれば、凹部に設けられた2つの負角部がフックとなることによって第2板材の第1板材からの剥離が抑制されるため、第1板材と第2板材との接合強度が高められる。また、2つの負角部を有する凹部は、例えばプレスによって比較的容易に形成できる。そのため、少ない工程で金属板材と樹脂板材との接合強度を高められる。 With this configuration, the two negative corners in the recess act as hooks to prevent the second plate from peeling off from the first plate, thereby increasing the bonding strength between the first and second plates. In addition, a recess having two negative corners can be formed relatively easily, for example, by pressing. This allows the bonding strength between the metal plate and the resin plate to be increased with fewer steps.
本開示の一態様では、凹部は、直線状に延伸した凹条であってもよい。このような構成によれば、第1板材及び第2板材の剛性を高められると共に、第2板材における負角部を挟む部位の体積を大きくすることができる。 In one aspect of the present disclosure, the recess may be a linearly extending recess. This configuration can increase the rigidity of the first plate material and the second plate material, and can increase the volume of the portion of the second plate material that sandwiches the negative corner portion.
本開示の一態様では、第1板材は、樹脂製であってもよい。第2板材は、金属製であってもよい。このような構成によれば、凹部の突出方向外側に配置される第1板材の外面を平坦化しやすくできる。 In one aspect of the present disclosure, the first plate material may be made of resin. The second plate material may be made of metal. With this configuration, it is easier to flatten the outer surface of the first plate material that is disposed on the outside of the protruding direction of the recess.
本開示の一態様では、第1板材は、第2板材が接合された板面に設けられると共に、凹部よりも深さが小さい複数のディンプルを有してもよい。2つの負角部は、それぞれ複数のディンプルの一部によって構成されてもよい。このような構成によれば、第1板材に複数のディンプルを設けつつ凹部を形成することで、負角部の形成が比較的容易に行える。また、複数のディンプルによって、第1板材の剛性を高められる。 In one aspect of the present disclosure, the first plate material may have a plurality of dimples provided on the plate surface to which the second plate material is joined, the dimples being smaller in depth than the recesses. The two negative corners may each be formed by a portion of the plurality of dimples. With this configuration, the negative corners can be formed relatively easily by providing the plurality of dimples in the first plate material while forming the recesses. Furthermore, the plurality of dimples can increase the rigidity of the first plate material.
本開示の一態様では、凹部及び複数のディンプルそれぞれの厚み方向と平行な断面形状は、円弧状であってもよい。このような構成によれば、凹部及び負角部の形成が比較的容易となる。 In one aspect of the present disclosure, the cross-sectional shape of each of the recesses and the multiple dimples parallel to the thickness direction may be arc-shaped. With this configuration, it is relatively easy to form the recesses and negative angle portions.
本開示の別の態様は、第1板材及び第2板材の少なくとも一方を加熱する工程と、第1板材と第2板材とを重ねる工程と、加熱する工程及び重ねる工程の後に、第1板材及び第2板材のうち一方を他方に対して加圧する工程と、加圧された状態の第1板材及び第2板材を冷却する工程と、を備える樹脂金属接合体の製造方法である。 Another aspect of the present disclosure is a method for producing a resin-metal bonded body including a step of heating at least one of the first plate material and the second plate material, a step of stacking the first plate material and the second plate material, a step of pressing one of the first plate material and the second plate material against the other after the heating step and the stacking step, and a step of cooling the first plate material and the second plate material in a pressed state.
第1板材及び第2板材は、一方が金属製であると共に他方が樹脂製である。加圧する工程では、第1板材に対し、第2板材と共に第1板材の厚み方向に凹んだ凹部を形成する。凹部は、厚み方向と交差する方向において対向するように配置された2つの負角部を有する。2つの負角部は、それぞれ、厚み方向において第2板材によって挟まれる。 One of the first plate material and the second plate material is made of metal and the other is made of resin. In the pressurizing process, the first plate material is pressed together with the second plate material to form a recess in the thickness direction of the first plate material. The recess has two negative corners arranged to face each other in a direction intersecting the thickness direction. The two negative corners are each sandwiched by the second plate material in the thickness direction.
このような構成によれば、2つの負角部を有する凹部をプレス形成することによって、第1板材と第2板材との接合強度が高められる。そのため、少ない工程で金属板材と樹脂板材との接合強度を高められる。 With this configuration, the joint strength between the first plate material and the second plate material is increased by press-forming a recess having two negative corners. As a result, the joint strength between the metal plate material and the resin plate material can be increased with fewer steps.
本開示の一態様は、加圧する工程の前に、第2板材の第1板材が重ね合わされる板面に、複数の補助凸部を形成する工程をさらに備えてもよい。加圧する工程では、複数の補助凸部によって第1板材の板面に凹部よりも深さが小さい複数のディンプルが形成されると共に、複数のディンプルの一部によって2つの負角部が形成されてもよい。このような構成によれば、予め第2板材に複数の補助凸部を設けてから凹部を形成することで、負角部の形成が比較的容易に行える。また、複数のディンプル及び複数の補助凸部によって、第1板材及び第2板材の剛性をそれぞれ高められる。 One aspect of the present disclosure may further include a step of forming a plurality of auxiliary protrusions on the plate surface of the second plate material on which the first plate material is superimposed, prior to the pressurizing step. In the pressurizing step, the plurality of auxiliary protrusions may form a plurality of dimples on the plate surface of the first plate material that are deeper than the recesses, and two negative corners may be formed by some of the plurality of dimples. With this configuration, the formation of the negative corners can be performed relatively easily by providing the plurality of auxiliary protrusions on the second plate material in advance and then forming the recesses. Furthermore, the rigidity of the first plate material and the second plate material can be increased by the plurality of dimples and the plurality of auxiliary protrusions.
本開示の一態様は、加圧する工程の前に、第1板材の第2板材が重ね合わされる板面に、凹部よりも深さが小さい複数のディンプルを形成する工程をさらに備えてもよい。加圧する工程では、複数のディンプルの一部によって2つの負角部が形成されてもよい。このような構成によれば、予め第1板材に複数のディンプルを設けてから凹部を形成することで、負角部の形成が比較的容易に行える。また、複数のディンプルによって、第1板材の剛性を高められる。 One aspect of the present disclosure may further include a step of forming a plurality of dimples, the depth of which is smaller than the recesses, on the surface of the first plate material on which the second plate material is superimposed, prior to the pressurizing step. In the pressurizing step, two negative corners may be formed by some of the plurality of dimples. With this configuration, the negative corners can be formed relatively easily by providing a plurality of dimples in the first plate material beforehand and then forming the recesses. Furthermore, the plurality of dimples can increase the rigidity of the first plate material.
以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.第1実施形態]
[1-1.構成]
図1に示す樹脂金属接合体1は、第1板材2と、第1板材2に重ねて接合された第2板材3とを備える。
Hereinafter, embodiments to which the present disclosure is applied will be described with reference to the drawings.
[1. First embodiment]
[1-1. Configuration]
The resin-metal bonded body 1 shown in FIG. 1 includes a first plate material 2 and a second plate material 3 overlapping and bonded to the first plate material 2 .
<第1板材>
第1板材2は、樹脂製である。つまり、第1板材2は、樹脂を主成分(例えば、50体積%以上含まれる成分)とする樹脂板材である。第1板材2は、第1凹部21と、第1凸部22とを有する。
<First plate material>
The first plate material 2 is made of resin. That is, the first plate material 2 is a resin plate material containing resin as a main component (e.g., a component contained in an amount of 50 volume % or more). The first plate material 2 has a first recess 21 and a first protrusion 22.
第1凹部21は、第1板材2の第2板材3が接合された第1板面に設けられている。第1凹部21は、第2板材3から離れる向きに凹んでいる。また、第1凹部21は、第2板材3と共に第1板材2の厚み方向に凹んでいる。 The first recess 21 is provided on the first plate surface of the first plate material 2 to which the second plate material 3 is joined. The first recess 21 is recessed in a direction away from the second plate material 3. The first recess 21 is also recessed in the thickness direction of the first plate material 2 together with the second plate material 3.
つまり、第1凹部21の内部には、第2板材3(具体的には、第2凹部31及び第2凸部32)が配置されている。第1凹部21の第1板材2の厚み方向と平行な断面形状は、円弧状である。なお、「板材の厚み方向」とは、板材のうち凹部及び凸部が形成されていない平坦な領域の板面と直交する方向を意味する。 In other words, the second plate material 3 (specifically, the second recess 31 and the second protrusion 32) is disposed inside the first recess 21. The cross-sectional shape of the first recess 21 parallel to the thickness direction of the first plate material 2 is an arc shape. Note that the "thickness direction of the plate material" means the direction perpendicular to the plate surface of the flat area where the recess and protrusion are not formed in the plate material.
第1凹部21は、直線状に延伸した凹条である。つまり、第1凹部21は、第1板材2の第1板面に沿って延伸したビード状の溝である。なお、本実施形態では、第1凹部21は第1板材2の一方の端部から他方の端部まで延伸しているが、第1凹部21は必ずしも第1板材2の端部に到達しなくてもよい。 The first recess 21 is a linearly extending recess. In other words, the first recess 21 is a bead-shaped groove extending along the first plate surface of the first plate material 2. In this embodiment, the first recess 21 extends from one end of the first plate material 2 to the other end, but the first recess 21 does not necessarily have to reach the end of the first plate material 2.
第1凸部22は、第1板材2の厚み方向において第1凹部21の反対側に設けられている。第1凸部22は、第1板材2の第2板材3が重ねられた第1板面とは反対側の第2板面から突出している。第1凸部22は、第1凹部21と第1板材2の厚み方向に重なるように直線状に延伸した凸条である。 The first convex portion 22 is provided on the opposite side of the first recess 21 in the thickness direction of the first plate material 2. The first convex portion 22 protrudes from the second plate surface opposite the first plate surface on which the second plate material 3 of the first plate material 2 is superimposed. The first convex portion 22 is a protruding strip that extends linearly so as to overlap the first recess 21 in the thickness direction of the first plate material 2.
第1凹部21及び第1凸部22は、第1板材2と第2板材3とを重ね合わせたシートに対する厚み方向のプレスによって、第2板材3の第2凹部31及び第2凸部32と共に形成される。 The first recess 21 and the first protrusion 22 are formed together with the second recess 31 and the second protrusion 32 of the second plate material 3 by pressing the sheet of the overlapping first plate material 2 and second plate material 3 in the thickness direction.
図2Aに示すように、第1板材2は、複数の第1ディンプル23をさらに有する。第1ディンプル23は、第2板材3が接合された第1板面に設けられ、第1凹部21と同じ方向に凹んでいる。第1ディンプル23は、第1凹部21よりも深さ及び平面視(つまり第1板材2の厚み方向視)での面積が小さい。第1ディンプル23の第1板材2の厚み方向と平行な断面形状は、円弧状である。 As shown in FIG. 2A, the first plate material 2 further has a plurality of first dimples 23. The first dimples 23 are provided on the first plate surface to which the second plate material 3 is joined, and are recessed in the same direction as the first recesses 21. The first dimples 23 are smaller in depth and area in a plan view (i.e., viewed in the thickness direction of the first plate material 2) than the first recesses 21. The cross-sectional shape of the first dimples 23 parallel to the thickness direction of the first plate material 2 is an arc shape.
複数の第1ディンプル23は、第1板材2の第1凹部21を含む第1板面全体に一定の間隔で設けられている。複数の第1ディンプル23は、第1板材2と第2板材3とを重ね合わせたシートをプレス成形する際に、第2板材3の複数の補助凸部34によって形成される。 The first dimples 23 are provided at regular intervals across the entire first plate surface, including the first recess 21 of the first plate material 2. The first dimples 23 are formed by the auxiliary protrusions 34 of the second plate material 3 when the sheet in which the first plate material 2 and the second plate material 3 are superimposed is press-molded.
複数の第1ディンプル23のうち、いくつかの第1ディンプル23は、第1凹部21の内部(具体的には第1凹部21の内面)に配置されている。第1凹部21の内部に配置された第1ディンプル23の一部は、後述する負角部24A,24Bを構成している。 Of the multiple first dimples 23, some of the first dimples 23 are arranged inside the first recess 21 (specifically, on the inner surface of the first recess 21). Some of the first dimples 23 arranged inside the first recess 21 form negative corners 24A and 24B, which will be described later.
<第2板材>
第2板材3は、金属製である。つまり、第2板材3は、金属を主成分(例えば、50質量%以上含まれる成分)とする金属板材である。図1に示すように、第2板材3は、第2凹部31と、第2凸部32と、複数の第2ディンプル33とを有する。
<Second plate material>
The second plate material 3 is made of metal. That is, the second plate material 3 is a metal plate material containing metal as a main component (for example, a component containing 50 mass % or more). As shown in FIG. 1 , the second plate material 3 has a second recess 31, a second protrusion 32, and a plurality of second dimples 33.
第2凹部31は、第2板材3の第1板材2が接合された第1板面とは反対側の第2板面に設けられている。第2凹部31は、第1板材2に近づく向きに凹んでいる。第2凹部31は、第1板材2と共に第2板材3の厚み方向に凹んでいる。第2凹部31の第2板材3の厚み方向と平行な断面形状は、円弧状である。 The second recess 31 is provided on the second plate surface of the second plate material 3 opposite to the first plate surface to which the first plate material 2 is joined. The second recess 31 is recessed in a direction approaching the first plate material 2. The second recess 31 is recessed in the thickness direction of the second plate material 3 together with the first plate material 2. The cross-sectional shape of the second recess 31 parallel to the thickness direction of the second plate material 3 is an arc shape.
第2凹部31は、第1凹部21と第2板材3の厚み方向に重なるように直線状に延伸した凹条である。つまり、第2凹部31は、第2板材3の第2板面に沿って延伸した溝である。 The second recess 31 is a linearly extending recess that overlaps with the first recess 21 in the thickness direction of the second plate material 3. In other words, the second recess 31 is a groove that extends along the second plate surface of the second plate material 3.
第2凸部32は、第2板材3の厚み方向において第2凹部31の反対側に設けられている。第2凸部32は、第2板材3の第1板材2が重ねられた第1板面から突出している。第2凸部32は、第2凹部31と第2板材3の厚み方向に重なるように直線状に延伸した凸条である。 The second convex portion 32 is provided on the opposite side of the second recessed portion 31 in the thickness direction of the second plate material 3. The second convex portion 32 protrudes from the first plate surface on which the first plate material 2 of the second plate material 3 is superimposed. The second convex portion 32 is a protruding strip that extends linearly so as to overlap the second recessed portion 31 in the thickness direction of the second plate material 3.
第2凸部32の外面は、第1板材2の第1凹部21の内面に密着している。つまり、第2凸部32は、第1板材2と第2板材3との間に隙間ができないように第1凹部21に接合されている。 The outer surface of the second protrusion 32 is in close contact with the inner surface of the first recess 21 of the first plate material 2. In other words, the second protrusion 32 is joined to the first recess 21 so that no gap is formed between the first plate material 2 and the second plate material 3.
第2凹部31及び第2凸部32は、第1板材2と第2板材3とを重ね合わせたシートに対する厚み方向のプレスによって、第1板材2の第1凹部21及び第1凸部22と共に形成される。 The second recess 31 and the second protrusion 32 are formed together with the first recess 21 and the first protrusion 22 of the first plate material 2 by pressing the sheet of the overlapping first plate material 2 and second plate material 3 in the thickness direction.
第2ディンプル33は、第1板材2が接合された第1板面とは反対側の第2板面に設けられ、第2凹部31と同じ方向に凹んでいる。第2ディンプル33は、第2凹部31よりも深さ及び平面視(つまり第2板材3の厚み方向視)での面積が小さい。第2ディンプル33の第2板材3の厚み方向と平行な断面形状は、円弧状である。 The second dimple 33 is provided on the second plate surface opposite to the first plate surface to which the first plate material 2 is joined, and is recessed in the same direction as the second recess 31. The second dimple 33 is smaller in depth and area in a plan view (i.e., viewed in the thickness direction of the second plate material 3) than the second recess 31. The cross-sectional shape of the second dimple 33 parallel to the thickness direction of the second plate material 3 is an arc shape.
複数の第2ディンプル33は、第2板材3の第2凹部31を含む第2板面全体に一定の間隔で設けられている。複数の第2ディンプル33はそれぞれ、第2板材3の厚み方向において、第1板材2の第1ディンプル23と重なる位置に設けられている。 The second dimples 33 are provided at regular intervals across the entire second plate surface, including the second recess 31, of the second plate material 3. Each of the second dimples 33 is provided at a position that overlaps with the first dimples 23 of the first plate material 2 in the thickness direction of the second plate material 3.
図2Aに示すように、第2板材3は、複数の補助凸部34をさらに有する。補助凸部34は、第1板材2が接合された第1板面に設けられ、第2凸部32と同じ方向に突出している。補助凸部34は、第2凸部32よりも突出量及び平面視(つまり第2板材3の厚み方向視)での面積が小さい。 As shown in FIG. 2A, the second plate material 3 further has a plurality of auxiliary protrusions 34. The auxiliary protrusions 34 are provided on the first plate surface to which the first plate material 2 is joined, and protrude in the same direction as the second protrusions 32. The auxiliary protrusions 34 have a smaller protrusion amount and area in a plan view (i.e., when viewed in the thickness direction of the second plate material 3) than the second protrusions 32.
補助凸部34は、第2板材3における第2ディンプル33の形成に伴って形成される。つまり、複数の補助凸部34はそれぞれ、第2板材3の厚み方向において、第2ディンプル33と重なる位置に設けられている。 The auxiliary protrusions 34 are formed in conjunction with the formation of the second dimples 33 in the second plate material 3. In other words, each of the multiple auxiliary protrusions 34 is provided at a position that overlaps with the second dimples 33 in the thickness direction of the second plate material 3.
複数の第2ディンプル33のうち、いくつかの第2ディンプル33は、第2凹部31の内部(具体的には第2凹部31の内面)に配置されている。また、複数の補助凸部34のうち、いくつかの補助凸部34は、第2凸部32の外面に配置されている。 Of the multiple second dimples 33, some of the second dimples 33 are arranged inside the second recess 31 (specifically, on the inner surface of the second recess 31). Also, of the multiple auxiliary protrusions 34, some of the auxiliary protrusions 34 are arranged on the outer surface of the second protrusion 32.
補助凸部34は、第1板材2の第1ディンプル23の内面に密着している。つまり、補助凸部34は、第1板材2と第2板材3との間に隙間ができないように第1ディンプル23に接合されている。 The auxiliary protrusion 34 is in close contact with the inner surface of the first dimple 23 of the first plate material 2. In other words, the auxiliary protrusion 34 is joined to the first dimple 23 so that no gap is formed between the first plate material 2 and the second plate material 3.
<負角部>
第1板材2の第1凹部21は、少なくとも2つの負角部(第1負角部24A及び第2負角部24B)を有する。
<Negative angle>
The first recess 21 of the first plate member 2 has at least two negative corners (a first negative corner 24A and a second negative corner 24B).
第1負角部24A及び第2負角部24Bは、第1板材2の厚み方向と交差する方向(具体的には厚み方向と直交する方向)に対向するように配置されている。本実施形態では、第1負角部24A及び第2負角部24Bは、それぞれ第1凹部21が第1板材2の第1板面と連続する縁に設けられている。 The first negative corner 24A and the second negative corner 24B are arranged to face each other in a direction intersecting the thickness direction of the first plate material 2 (specifically, a direction perpendicular to the thickness direction). In this embodiment, the first negative corner 24A and the second negative corner 24B are each provided on an edge where the first recess 21 is continuous with the first plate surface of the first plate material 2.
第1負角部24A及び第2負角部24Bは、それぞれ、第1凹部21に配置された複数の第1ディンプル23の一部によって構成されている。第1負角部24A及び第2負角部24Bは、第1凹部21の内部において、第2板材3に向かって立ち上がる凸部である。 The first negative corner portion 24A and the second negative corner portion 24B are each formed by a portion of a plurality of first dimples 23 arranged in the first recess 21. The first negative corner portion 24A and the second negative corner portion 24B are protrusions that rise up toward the second plate material 3 inside the first recess 21.
第1負角部24A及び第2負角部24Bは、それぞれ、厚み方向において第2板材3によって挟まれている。具体的には、第1負角部24A及び第2負角部24Bは、それぞれ、第2板材3のうち第2凹部31の縁部35と、補助凸部34とによって挟まれている。 The first negative corner 24A and the second negative corner 24B are each sandwiched in the thickness direction by the second plate material 3. Specifically, the first negative corner 24A and the second negative corner 24B are each sandwiched between the edge 35 of the second recess 31 of the second plate material 3 and the auxiliary protrusion 34.
図2Aの点線で囲った部分を拡大した図2Bに示されるように、第1板材2の厚み方向と平行な断面において、第1負角部24Aの第1接線L1が基準面Xと成す第1角θ1は、90°より大きい。第1角θ1は、第1負角部24Aにおける第1凹部21の第2接線L2が基準面Xと成す第2角θ2と、第1接線L1と第2接線L2とが成す第3角θ3との和である(図2A参照)。 2B, which is an enlarged view of the area surrounded by the dotted line in FIG. 2A, in a cross section parallel to the thickness direction of the first plate material 2, the first angle θ1 that the first tangent L1 of the first negative corner portion 24A makes with the reference plane X is greater than 90°. The first angle θ1 is the sum of the second angle θ2 that the second tangent L2 of the first recess 21 in the first negative corner portion 24A makes with the reference plane X, and the third angle θ3 that the first tangent L1 and the second tangent L2 make (see FIG. 2A).
第1負角部24Aと同様に、第2負角部24Bの接線が基準面Xと成す角も90°より大きい。なお、基準面Xは、第1板材2の厚み方向と直交する平面(つまり、板面と平行な平面)である。 Similar to the first negative corner 24A, the angle that the tangent of the second negative corner 24B makes with the reference plane X is also greater than 90°. Note that the reference plane X is a plane perpendicular to the thickness direction of the first plate material 2 (i.e., a plane parallel to the plate surface).
第1負角部24A及び第2負角部24Bは、それぞれ、第2板材3の第2凸部32に対し、第1板材2の厚み方向と交差する方向(具体的には板面と平行な方向)に食い込んでいる。 The first negative corner portion 24A and the second negative corner portion 24B each fit into the second protrusion portion 32 of the second plate material 3 in a direction intersecting the thickness direction of the first plate material 2 (specifically, a direction parallel to the plate surface).
第2板材3に第1板材2から剥離する方向の力を加えると、第2凸部32(具体的には第2凸部32に設けられた補助凸部34)が第1負角部24A及び第2負角部24Bの少なくとも一方に引っ掛かる。また同時に、第1負角部24A及び第2負角部24Bが補助凸部34に引っ掛かる。その結果、第2板材3の第1板材2からの剥離が抑制される。 When a force is applied to the second plate material 3 in a direction that causes it to peel off from the first plate material 2, the second convex portion 32 (specifically, the auxiliary convex portion 34 provided on the second convex portion 32) catches on at least one of the first negative corner portion 24A and the second negative corner portion 24B. At the same time, the first negative corner portion 24A and the second negative corner portion 24B catch on the auxiliary convex portion 34. As a result, peeling of the second plate material 3 from the first plate material 2 is suppressed.
[1-2.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)第1凹部21に設けられた2つの負角部24A,24Bがフックとなることによって第2板材3の第1板材2からの剥離が抑制されるため、第1板材2と第2板材3との接合強度が高められる。また、2つの負角部24A,24Bを有する第1凹部21は、例えばプレスによって比較的容易に形成できる。そのため、少ない工程で金属板材と樹脂板材との接合強度を高められる。
[1-2. Effects]
According to the embodiment described above in detail, the following effects can be obtained.
(1a) The two negative corners 24A, 24B provided in the first recess 21 function as hooks to suppress peeling of the second plate 3 from the first plate 2, thereby increasing the bonding strength between the first plate 2 and the second plate 3. In addition, the first recess 21 having the two negative corners 24A, 24B can be formed relatively easily, for example, by pressing. Therefore, the bonding strength between the metal plate and the resin plate can be increased with fewer steps.
(1b)第1凹部21及び第2凹部31が凹条であることで、第1板材2及び第2板材3の剛性を高められると共に、第2板材3における負角部24A,24Bを挟む部位の体積を大きくすることができる。 (1b) The first recess 21 and the second recess 31 are concave stripes, which increases the rigidity of the first plate material 2 and the second plate material 3 and increases the volume of the portion of the second plate material 3 that sandwiches the negative corner portions 24A and 24B.
(1c)第1板材2が樹脂製であることで、第1凹部21の突出方向外側に配置される第1板材2の外面を平坦化しやすくできる。その結果、第1板材2を取付面とした樹脂金属接合体1の他の部材への取り付けが容易となる。 (1c) Because the first plate material 2 is made of resin, the outer surface of the first plate material 2 that is disposed on the outside of the protruding direction of the first recess 21 can be easily flattened. As a result, it becomes easy to attach the resin-metal bonded body 1 to another member using the first plate material 2 as an attachment surface.
(1d)第1板材2に複数の第1ディンプル23を設けつつ第1凹部21を形成することで、負角部24A,24Bの形成が比較的容易に行える。また、複数の第1ディンプル23及び複数の補助凸部34によって、第1板材2及び第2板材3の剛性をそれぞれ高められる。 (1d) By forming the first recess 21 while providing multiple first dimples 23 in the first plate material 2, the negative corners 24A, 24B can be formed relatively easily. In addition, the multiple first dimples 23 and the multiple auxiliary protrusions 34 can increase the rigidity of the first plate material 2 and the second plate material 3, respectively.
(1e)第1凹部21及び第1ディンプル23の断面形状が円弧状であることで、第1凹部21及び負角部24A,24Bの形成が比較的容易となる。 (1e) The cross-sectional shape of the first recess 21 and the first dimple 23 is arc-shaped, making it relatively easy to form the first recess 21 and the negative angle portions 24A and 24B.
(1f)第1板材2及び第2板材3の形状の自由度が高いため、樹脂金属接合体1の汎用性が高められる。そのため、樹脂金属接合体1は、平板形状以外に、例えばハット形状等の折り曲げ形状を含む部品にも使用できる。 (1f) The high degree of freedom in the shape of the first plate material 2 and the second plate material 3 increases the versatility of the resin-metal bonded body 1. Therefore, the resin-metal bonded body 1 can be used for parts that have a folded shape, such as a hat shape, in addition to flat plate shapes.
[2.第2実施形態]
[2-1.構成]
図3に示す樹脂金属接合体の製造方法は、形成工程S10と、加熱工程S20と、重ね合わせ工程S30と、加圧工程S40と、冷却工程S50とを備える。本製造方法は、いわゆるホットスタンプ工法により、図1の樹脂金属接合体1を得る。
[2. Second embodiment]
[2-1. Configuration]
The method for producing a resin-metal bonded body shown in Fig. 3 includes a forming step S10, a heating step S20, a laminating step S30, a pressurizing step S40, and a cooling step S50. This production method obtains the resin-metal bonded body 1 shown in Fig. 1 by a so-called hot stamping method.
<形成工程>
本工程では、第2板材3の第1板材2が重ね合わされる第1板面に、複数の補助凸部34を形成する。補助凸部34は、例えば、金型による第2板材3のプレス、やすり等の研磨による第2板材3の表面粗化等により形成できる。
<Forming process>
In this process, a plurality of auxiliary protrusions 34 are formed on the first plate surface of the second plate material 3 on which the first plate material 2 is superimposed. The auxiliary protrusions 34 can be formed, for example, by pressing the second plate material 3 with a mold, roughening the surface of the second plate material 3 by polishing with a file or the like, or the like.
<加熱工程>
本工程では、少なくとも第1板材2を加熱する。第1板材2の加熱温度は、第1板材2を構成する樹脂のガラス転移温度以上である。
<Heating process>
In this step, at least the first plate material 2 is heated. The heating temperature of the first plate material 2 is equal to or higher than the glass transition temperature of the resin that constitutes the first plate material 2.
<重ね合わせ工程>
本工程では、図4Aに示すように、加熱された第1板材2の第1板面に、複数の補助凸部34が形成された第2板材3を重ねる。なお、この工程での第1板材2及び第2板材3は、第1凹部21及び第2凹部31が形成されていない平板状である。
<Layering process>
4A, in this process, a second plate material 3 having a plurality of auxiliary protrusions 34 formed thereon is placed on a first plate surface of a heated first plate material 2. Note that the first plate material 2 and the second plate material 3 in this process are flat plates in which the first recesses 21 and the second recesses 31 are not formed.
<加圧工程>
本工程では、加熱工程S20及び重ね合わせ工程S30の後に、下型C1及び上型C2を有するプレス機を用いて、第1板材2に対し第2板材3を加圧する。
<Pressing step>
In this process, after the heating step S20 and the overlapping step S30, the second plate material 3 is pressed against the first plate material 2 using a press machine having a lower die C1 and an upper die C2.
下型C1には、プレス凹部C11が設けられている。上型C2には、プレス凸部C21が設けられている。第1板材2及び第2板材3は、下型C1と上型C2との間に配置される。 The lower die C1 has a press recess C11. The upper die C2 has a press protrusion C21. The first plate material 2 and the second plate material 3 are disposed between the lower die C1 and the upper die C2.
本工程では、図4Bに示すように、下型C1及び上型C2を用いたプレスによって、第1板材2に対し第1凹部21を形成すると共に、第2板材3に対し第2凹部31を形成する。 In this process, as shown in FIG. 4B, a first recess 21 is formed in the first plate material 2 and a second recess 31 is formed in the second plate material 3 by pressing using a lower die C1 and an upper die C2.
具体的には、第1板材2及び第2板材3それぞれの一部が、下型C1のプレス凹部C11と上型C2のプレス凸部C21とに挟まれることで、第1凹部21及び第2凹部31が形成される。 Specifically, a portion of each of the first plate material 2 and the second plate material 3 is sandwiched between the press recess C11 of the lower die C1 and the press protrusion C21 of the upper die C2 to form the first recess 21 and the second recess 31.
第1板材2は、加熱により流動状態にあるため、第2板材3の第1板面の形状に即して変形する。具体的には、第2板材3の複数の補助凸部34によって第1板材2の第1板面に第1凹部21よりも深さが小さい複数の第1ディンプル23が形成される。また、複数の第1ディンプル23の一部によって第1負角部24A及び第2負角部24Bが第1凹部21に形成される。 The first plate material 2 is in a fluid state due to heating, and therefore deforms in accordance with the shape of the first plate surface of the second plate material 3. Specifically, the multiple auxiliary protrusions 34 of the second plate material 3 form multiple first dimples 23 on the first plate surface of the first plate material 2 that are smaller in depth than the first recess 21. In addition, a first negative corner 24A and a second negative corner 24B are formed in the first recess 21 by some of the multiple first dimples 23.
<冷却工程>
本工程では、加圧された状態(つまり金型でプレスされた状態)の第1板材2及び第2板材3を冷却する。これにより、第1板材2が固化し、第1板面において第2板材3と接合される。
<Cooling process>
In this process, the first plate material 2 and the second plate material 3 in a pressurized state (i.e., pressed in a mold) are cooled. As a result, the first plate material 2 is solidified and joined to the second plate material 3 at the first plate surface.
[2-2.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(2a)2つの負角部24A,24Bを有する第1凹部21をプレス形成することによって、第1板材2と第2板材3との接合強度が高められる。そのため、少ない工程で金属板材と樹脂板材との接合強度を高められる。
[2-2. Effects]
According to the embodiment described above in detail, the following effects can be obtained.
(2a) By press-forming the first recess 21 having the two negative corner portions 24A, 24B, the bonding strength between the first plate material 2 and the second plate material 3 is increased. Therefore, the bonding strength between the metal plate material and the resin plate material can be increased with fewer steps.
(2b)予め第2板材3に複数の補助凸部34を設けてから第1凹部21を形成することで、負角部24A,24Bの形成が比較的容易に行える。 (2b) By first providing multiple auxiliary protrusions 34 on the second plate material 3 and then forming the first recess 21, it is relatively easy to form the negative corners 24A and 24B.
[3.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
3. Other embodiments
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it goes without saying that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can take various forms.
(3a)上記実施形態の樹脂金属接合体において、第1凹部及び第2凹部の断面形状は、円弧状に限定されず、角を有する形状であってもよい。例えば、第1凹部21及び第2凹部31の断面形状は、図5Aに示すV字状、図5Bに示すハット状等とすることができる。 (3a) In the resin-metal bonded body of the above embodiment, the cross-sectional shape of the first recess and the second recess is not limited to an arc shape, and may be a shape having corners. For example, the cross-sectional shape of the first recess 21 and the second recess 31 may be a V-shape as shown in FIG. 5A, a hat-shape as shown in FIG. 5B, or the like.
(3b)上記実施形態の樹脂金属接合体において、第1板材は、必ずしも第1凸部を有しなくてもよい。図5Cに示すように、第1板材2の第2板面(つまり接合面とは反対側の板面)のうち、第1凹部21と厚み方向に重なる領域は平坦であってもよい。 (3b) In the resin-metal bonded body of the above embodiment, the first plate material does not necessarily have to have a first convex portion. As shown in FIG. 5C, the area of the second plate surface (i.e., the plate surface opposite the bonding surface) of the first plate material 2 that overlaps with the first concave portion 21 in the thickness direction may be flat.
(3c)上記実施形態の樹脂金属接合体において、第1板材は複数の第1凹部を有してもよい。例えば、図6Aに示すように、並列に配置された複数の凹条の第1凹部21及び第2凹部31が第1板材及び第2板材に設けられてもよい。 (3c) In the resin-metal bonded body of the above embodiment, the first plate material may have a plurality of first recesses. For example, as shown in FIG. 6A, a plurality of first recesses 21 and second recesses 31 arranged in parallel may be provided in the first plate material and the second plate material.
また、第1凹部及び第2凹部は上述のものに限定されない。例えば、図6B及び図6Cに示すように、第1凹部21及び第2凹部31は、複数の凹条が交差する形状であってもよい。 Furthermore, the first recess and the second recess are not limited to those described above. For example, as shown in Figures 6B and 6C, the first recess 21 and the second recess 31 may have a shape in which multiple recesses intersect.
さらに、第1凹部及び第2凹部は必ずしも凹条でなくてもよい。例えば、図6Dに示すように、平面視で円状の複数の第1凹部21及び第2凹部31が第1板材及び第2板材に設けられてもよい。 Furthermore, the first recess and the second recess do not necessarily have to be grooves. For example, as shown in FIG. 6D, a plurality of first recesses 21 and second recesses 31 that are circular in plan view may be provided in the first plate material and the second plate material.
(3d)上記実施形態の樹脂金属接合体において、第1板材が金属製、第2板材が樹脂製であってもよい。図7に示す樹脂金属接合体1Aは、金属製の第1板材2Aと、樹脂製の第2板材3Aとを備える。 (3d) In the resin-metal bonded body of the above embodiment, the first plate material may be made of metal and the second plate material may be made of resin. The resin-metal bonded body 1A shown in FIG. 7 includes a first plate material 2A made of metal and a second plate material 3A made of resin.
第1板材2Aは、第1凹部21Aと、第1凸部22Aと、複数の第1ディンプル23Aと、複数の第1補助凸部25Aとを有する。第1凹部21A、第1凸部22A及び第1ディンプル23Aは、図1の樹脂金属接合体1の第1凹部21、第1凸部22及び第1ディンプル23と同等である。第1凹部21Aは、図2Aと同様の負角部24A,24Bを有する。第1補助凸部25Aは、図2Aの補助凸部34と同等である。 The first plate material 2A has a first recess 21A, a first protrusion 22A, a plurality of first dimples 23A, and a plurality of first auxiliary protrusions 25A. The first recess 21A, the first protrusion 22A, and the first dimples 23A are equivalent to the first recess 21, the first protrusion 22, and the first dimple 23 of the resin-metal bonded body 1 in FIG. 1. The first recess 21A has negative corners 24A and 24B similar to those in FIG. 2A. The first auxiliary protrusion 25A is equivalent to the auxiliary protrusion 34 in FIG. 2A.
第2板材3Aは、第2凹部31Aと、第2凸部32Aと、複数の第2補助凸部34Aとを有する。第2凹部31A、第2凸部32A及び第2補助凸部34Aは、図1の樹脂金属接合体1の第2凹部31、第2凸部32及び補助凸部34と同等である。なお、第2板材3Aは、ディンプルを有しない。 The second plate material 3A has a second recess 31A, a second protrusion 32A, and a number of second auxiliary protrusions 34A. The second recess 31A, the second protrusion 32A, and the second auxiliary protrusion 34A are equivalent to the second recess 31, the second protrusion 32, and the auxiliary protrusion 34 of the resin-metal bonded body 1 in FIG. 1. The second plate material 3A does not have a dimple.
樹脂金属接合体1Aの製造方法では、図3の形成工程S10において、第1板材2Aの第2板材3Aが重ね合わされる第1板面に、第1凹部21Aよりも深さが小さい複数の第1ディンプル23Aを形成する。また、加熱工程S20において、第2板材3Aを加熱する。 In the manufacturing method of the resin-metal bonded body 1A, in the forming step S10 of FIG. 3, a plurality of first dimples 23A having a depth smaller than that of the first recess 21A are formed on the first plate surface of the first plate material 2A on which the second plate material 3A is superimposed. In the heating step S20, the second plate material 3A is heated.
(3e)上記実施形態の樹脂金属接合体の製造方法において、加熱工程が重ね合わせ工程の後に行われてもよい。例えば、樹脂金属接合体の製造方法として、重ね合わされた第1板材及び第2板材の少なくとも一方を加熱し、その後、加圧及び冷却を行うヒートアンドクール工法が採用されてもよい。この工法では、図4Aに示す下型C1又は上型C2によって第1板材2又は第2板材3が加熱される。 (3e) In the manufacturing method of the resin-metal bonded body of the above embodiment, the heating step may be performed after the overlapping step. For example, a heat and cool method may be used as a manufacturing method of the resin-metal bonded body, in which at least one of the overlapped first plate material and second plate material is heated, and then pressurized and cooled. In this method, the first plate material 2 or the second plate material 3 is heated by the lower mold C1 or the upper mold C2 shown in FIG. 4A.
(3f)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 (3f) The function of one component in the above embodiments may be distributed among multiple components, or the functions of multiple components may be integrated into one component. In addition, part of the configuration of the above embodiments may be omitted. In addition, at least part of the configuration of the above embodiments may be added to or substituted for the configuration of another of the above embodiments. All aspects included in the technical idea identified from the wording of the claims are embodiments of the present disclosure.
1,1A…樹脂金属接合体、2,2A…第1板材、3,3A…第2板材、
21,21A…第1凹部、22,22A…第1凸部、23,23A…第1ディンプル、
24A…第1負角部、24B…第2負角部、25A…第1補助凸部、
31,31A…第2凹部、32,32A…第2凸部、33…第2ディンプル、
34…補助凸部、34A…第2補助凸部、35…縁部。
1, 1A...resin-metal bonded body, 2, 2A...first plate material, 3,3A...second plate material,
21, 21A...first concave portion, 22, 22A...first convex portion, 23, 23A...first dimple,
24A...first negative corner portion, 24B...second negative corner portion, 25A...first auxiliary protrusion portion,
31, 31A... second concave portion, 32, 32A... second convex portion, 33... second dimple,
34...auxiliary protrusion, 34A...second auxiliary protrusion, 35...edge portion.
Claims (7)
前記第1板材に重ねて接合された第2板材と、
を備え、
前記第1板材及び前記第2板材は、一方が金属製であると共に他方が樹脂製であり、
前記第1板材は、前記第2板材と共に前記第1板材の厚み方向に凹んだ第1凹部と、前記第2板材が接合された板面全体に設けられた複数の第1ディンプルと、を有し、
前記第1凹部は、前記厚み方向と交差する方向において対向するように配置された2つの負角部を有し、
前記2つの負角部は、それぞれ、前記厚み方向において前記第2板材によって挟まれ、
前記第2板材は、前記厚み方向に凹んだ第2凹部と、前記第2凹部を含む板面全体に前記厚み方向において前記第1ディンプルと重なる第2ディンプルと、を有する、樹脂金属接合体。 A first plate material;
A second plate material overlapped and joined to the first plate material;
Equipped with
one of the first plate material and the second plate material is made of metal and the other is made of resin,
the first plate has a first recess that is recessed together with the second plate in a thickness direction of the first plate, and a plurality of first dimples provided on an entire plate surface to which the second plate is joined ,
the first recess has two negative corner portions arranged to face each other in a direction intersecting the thickness direction,
The two negative corner portions are sandwiched by the second plate material in the thickness direction ,
The second plate material has a second recess recessed in the thickness direction, and a second dimple overlapping with the first dimple in the thickness direction on the entire plate surface including the second recess, forming a resin-metal joint body.
前記第1凹部は、直線状に延伸した凹条である、樹脂金属接合体。 The resin-metal bonded body according to claim 1,
A resin-metal bonded body, wherein the first recess is a linearly extending recess.
前記第1板材は、樹脂製であり、
前記第2板材は、金属製である、樹脂金属接合体。 The resin-metal bonded body according to claim 1 or 2,
The first plate material is made of resin,
The second plate material is made of metal.
前記複数の第1ディンプルは、前記第1凹部よりも深さが小さく、
前記2つの負角部は、それぞれ前記複数の第1ディンプルの一部によって構成される、樹脂金属接合体。 The resin-metal bonded body according to any one of claims 1 to 3,
the first dimples have a depth smaller than that of the first recess;
a resin-metal joint body, wherein the two negative corner portions are each formed by a portion of the plurality of first dimples;
前記第1凹部及び前記複数の第1ディンプルそれぞれの前記厚み方向と平行な断面形状は、円弧状である、樹脂金属接合体。 The resin-metal bonded body according to claim 4,
A resin-metal bonded body, wherein a cross -sectional shape parallel to the thickness direction of each of the first recess and the plurality of first dimples is an arc shape.
前記第1板材と前記第2板材とを重ねる工程と、
前記加熱する工程及び前記重ねる工程の後に、前記第1板材及び前記第2板材のうち一方を他方に対して加圧する工程と、
前記加圧する工程の前に、前記第2板材における前記第1板材が接合された板面と反対側の板面全体に、複数の第2ディンプルを形成する工程と、
加圧された状態の前記第1板材及び前記第2板材を冷却する工程と、
を備え、
前記第1板材は、樹脂製であり、
前記第2板材は、金属製であり、
前記加圧する工程では、前記第1板材に対し、前記第1板材の厚み方向に凹んだ第1凹部及び前記第2板材と接合された板面全体に複数の第1ディンプルを形成し、加えて、前記第2板材に対し、前記厚み方向に凹んだ第2凹部を形成し、
前記第1凹部は、前記厚み方向と交差する方向において対向するように配置された2つの負角部を有し、
前記2つの負角部は、それぞれ、前記厚み方向において前記第2板材によって挟まれ、
前記複数の第2ディンプルは、前記厚み方向において前記複数の第1ディンプルと重なる、樹脂金属接合体の製造方法。 Heating at least one of the first plate material and the second plate material;
A step of stacking the first plate material and the second plate material;
a step of pressing one of the first plate material and the second plate material against the other after the heating step and the overlapping step;
a step of forming a plurality of second dimples on an entire surface of the second plate opposite to a surface to which the first plate is joined, before the pressing step;
cooling the first plate material and the second plate material in a pressed state;
Equipped with
The first plate material is made of resin,
The second plate member is made of metal.
In the pressurizing step, a first recess is formed in the first plate material in a thickness direction of the first plate material and a plurality of first dimples are formed on the entire plate surface joined to the second plate material, and a second recess is formed in the second plate material in the thickness direction ,
the first recess has two negative corner portions arranged to face each other in a direction intersecting the thickness direction,
The two negative corner portions are sandwiched by the second plate material in the thickness direction ,
The plurality of second dimples overlap with the plurality of first dimples in the thickness direction .
前記形成する工程では、前記複数の第2ディンプルが形成されると共に、前記第2板材における前記第1板材が重ね合わされる板面に、複数の補助凸部が形成され、
前記加圧する工程では、前記複数の第1ディンプルの一部によって前記2つの負角部が形成される、樹脂金属接合体の製造方法。 A method for producing a resin-metal bonded body according to claim 6, comprising the steps of:
In the forming step, the plurality of second dimples are formed, and a plurality of auxiliary protrusions are formed on a plate surface of the second plate on which the first plate is overlapped,
In the pressurizing step, the two negative corner portions are formed by a portion of the plurality of first dimples.
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