(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023096782
(43)【公開日】2023-07-07
(54)【発明の名称】金属樹脂接合体
(51)【国際特許分類】
B29C 45/14 20060101AFI20230630BHJP
【ＦＩ】
B29C45/14
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021212765
(22)【出願日】2021-12-27
(71)【出願人】
【識別番号】513045127
【氏名又は名称】株式会社大北製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000648
【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大北 幸史
(72)【発明者】
【氏名】斉藤 孝夫
(72)【発明者】
【氏名】大北 浩司
(72)【発明者】
【氏名】濱本 匡也
【テーマコード（参考）】
4F206
【Ｆターム（参考）】
4F206AA28
4F206AA29
4F206AA34
4F206AA40
4F206AD03
4F206AD05
4F206AD08
4F206AD11
4F206AD18
4F206AD19
4F206AD20
4F206AD21
4F206AD23
4F206AD24
4F206AD28
4F206AD33
4F206AD34
4F206AE10
4F206AF16
4F206AG01
4F206AG02
4F206AG03
4F206AG22
4F206AG23
4F206AG25
4F206AG26
4F206AG27
4F206AG28
4F206AH17
4F206AH33
4F206AH81
4F206JA07
4F206JB12
4F206JB22
4F206JL02
4F206JM04
4F206JN11
4F206JN25
(57)【要約】
【課題】気密性に対する高い信頼性と低コストの両立及び高接合強度の実現が図られた金属樹脂接合体を提供する。
【解決手段】金属樹脂接合体１において、金属部材１０の一部が樹脂部材２０の第１の面２１から第２の面２２に亘って貫通している。両者の接合部は気密接合部３０と強接合部４０とを含む。気密接合部３０は金属部材１０と樹脂部材２０とを互いに接合するとともに両者の間における気体の通過を防止する電着塗装被膜からなる。強接合部４０は気密接合部３０よりも高い接合強度で金属部材１０と樹脂部材２０とを互いに接合する。気密接合部３０は金属部材１０が樹脂部材２０を貫通した領域の少なくとも一部において金属部材１０の周方向全域に亘って形成され、強接合部４０は気密接合部３０の少なくとも一部よりも第１の面２１側に位置する第１強接合部４１と、気密接合部３０の少なくとも一部よりも第２の面２２側に位置する第２強接合部４２とを含む。
【選択図】図２
【解決手段】金属樹脂接合体１において、金属部材１０の一部が樹脂部材２０の第１の面２１から第２の面２２に亘って貫通している。両者の接合部は気密接合部３０と強接合部４０とを含む。気密接合部３０は金属部材１０と樹脂部材２０とを互いに接合するとともに両者の間における気体の通過を防止する電着塗装被膜からなる。強接合部４０は気密接合部３０よりも高い接合強度で金属部材１０と樹脂部材２０とを互いに接合する。気密接合部３０は金属部材１０が樹脂部材２０を貫通した領域の少なくとも一部において金属部材１０の周方向全域に亘って形成され、強接合部４０は気密接合部３０の少なくとも一部よりも第１の面２１側に位置する第１強接合部４１と、気密接合部３０の少なくとも一部よりも第２の面２２側に位置する第２強接合部４２とを含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属部材と、該金属部材の一部が第１の面から第２の面に亘って貫通している樹脂部材とが互いに接合されてなる金属樹脂接合体であって、
上記金属部材と上記樹脂部材との接合部は、上記金属部材と上記樹脂部材とを互いに接合するとともに上記金属部材と上記樹脂部材との間における気体の通過を防止する電着塗装被膜からなる気密接合部と、上記気密接合部における接合強度よりも高い接合強度で上記金属部材と上記樹脂部材とを互いに接合する強接合部とを含み、
上記気密接合部は、上記金属部材が上記樹脂部材を貫通した領域の少なくとも一部において、上記金属部材の周方向全域に亘って形成されており、
上記強接合部は、上記気密接合部の少なくとも一部よりも上記樹脂部材における上記第１の面側に位置する第１強接合部と、上記気密接合部の少なくとも一部よりも上記樹脂部材における上記第２の面側に位置する第２強接合部とを含む、金属樹脂接合体。
上記金属部材と上記樹脂部材との接合部は、上記金属部材と上記樹脂部材とを互いに接合するとともに上記金属部材と上記樹脂部材との間における気体の通過を防止する電着塗装被膜からなる気密接合部と、上記気密接合部における接合強度よりも高い接合強度で上記金属部材と上記樹脂部材とを互いに接合する強接合部とを含み、
上記気密接合部は、上記金属部材が上記樹脂部材を貫通した領域の少なくとも一部において、上記金属部材の周方向全域に亘って形成されており、
上記強接合部は、上記気密接合部の少なくとも一部よりも上記樹脂部材における上記第１の面側に位置する第１強接合部と、上記気密接合部の少なくとも一部よりも上記樹脂部材における上記第２の面側に位置する第２強接合部とを含む、金属樹脂接合体。
【請求項2】
上記樹脂部材は板状をなしており、該樹脂部材の一対の主面が上記第１の面と上記第２の面とを構成しており、
上記金属部材は、上記樹脂部材を貫通した領域において上記樹脂部材の厚さ方向に延びて上記気密接合部を介して上記樹脂部材と接合された厚さ方向延在領域と、該厚さ方向延在領域から上記第１の面側に延在するとともに上記第１の面に平行に屈曲して上記第１強接合部を介して上記第１の面と接合された第１接合領域とを有している、請求項１に記載の金属樹脂接合体。
上記金属部材は、上記樹脂部材を貫通した領域において上記樹脂部材の厚さ方向に延びて上記気密接合部を介して上記樹脂部材と接合された厚さ方向延在領域と、該厚さ方向延在領域から上記第１の面側に延在するとともに上記第１の面に平行に屈曲して上記第１強接合部を介して上記第１の面と接合された第１接合領域とを有している、請求項１に記載の金属樹脂接合体。
【請求項3】
上記樹脂部材は板状をなしており、該樹脂部材の一対の主面が上記第１の面と上記第２の面とを構成しており、
上記金属部材は、上記樹脂部材を貫通した領域において上記樹脂部材の厚さ方向に延びて上記気密接合部を介して上記樹脂部材と接合された厚さ方向延在領域と、該厚さ方向延在領域から上記第１の面側に延在するとともに上記第１の面に平行に屈曲して上記樹脂部材に覆われて上記第１強接合部を介して上記樹脂部材と接合された第１接合領域とを有している、請求項１に記載の金属樹脂接合体。
上記金属部材は、上記樹脂部材を貫通した領域において上記樹脂部材の厚さ方向に延びて上記気密接合部を介して上記樹脂部材と接合された厚さ方向延在領域と、該厚さ方向延在領域から上記第１の面側に延在するとともに上記第１の面に平行に屈曲して上記樹脂部材に覆われて上記第１強接合部を介して上記樹脂部材と接合された第１接合領域とを有している、請求項１に記載の金属樹脂接合体。
【請求項4】
上記金属部材は、上記厚さ方向延在領域から上記第２の面側に延在するとともに上記第２の面に平行に屈曲して上記第２強接合部を介して上記樹脂部材の上記第２の面と接合された第２接合領域をさらに有している、請求項２又は３に記載の金属樹脂接合体。
【請求項5】
上記金属部材は、上記厚さ方向延在部から上記第２の面側に延在するとともに上記第２の面に平行に屈曲するとともに上記樹脂部材に覆われて上記第２強接合部を介して上記樹脂部材と接合された第２接合領域をさらに有している、請求項２又は３に記載の金属樹脂接合体。
【請求項6】
上記金属部材における上記第１接合領域と上記第２接合領域とは上記樹脂部材の一部を厚さ方向に挟持している、請求項４又は５に記載の金属樹脂接合体。
【請求項7】
上記第１強接合部及び上記第２強接合部の少なくとも一方は、上記金属部材の表面に粗面化処理して形成された凹凸形状に沿って上記樹脂部材が密着して形成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の金属樹脂接合体。
【請求項8】
上記第１強接合部及び上記第２強接合部の少なくとも一方は、上記金属部材をレーザ加工、プレス加工又は機械加工して形成された凹凸形状又は貫通孔に沿って上記樹脂部材が密着して形成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の金属樹脂接合体。
【請求項9】
上記樹脂部材は、上記電着塗装被膜が設けられた上記金属部材をインサート品とするインサート成形により形成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の金属樹脂接合体。
【請求項10】
上記樹脂部材は、エンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックからなり、
上記電着塗装被膜は、エポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂からなる、請求項１～９のいずれか一項に記載の金属樹脂接合体。
上記電着塗装被膜は、エポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂からなる、請求項１～９のいずれか一項に記載の金属樹脂接合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属樹脂接合体に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車部品、電気・電子製品、その他の工業製品など、主に軽量化及び部品数削減によるコストダウンの視点から金属素材から樹脂に置き換えが進んでいる。近年では単に樹脂への置き換えだけでなく、利用目的に合わせ金属材料の特性と樹脂部材の特徴を活かした金属樹脂接合体が使われるようになってきている。
【0003】
このような金属樹脂接合体では、金属と樹脂という異種材料同士の接合となるため、両者の接着性が十分には得られずに接合強度が低下するおそれがある。そこで、接着性を高める手法が種々検討されている。例えば、特許文献１に開示の構成では、金属部材における樹脂部材との接合面を薬剤でエッチングして粗面化し、当該接合面において金属部材と樹脂部材とを直接接合することにより、両者の接着性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－００１２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示の構成では、粗面化した接合面において金属部材と樹脂部材とを直接接合しているため、金属部材と樹脂部材との間には微細な空隙が残存する。これにより、金属部材と樹脂部材との気密性を確保することが困難となる。また、金属部材と樹脂部材との気密性を確保するために粗面化した接合面に対する濡れ性の高い接着剤により金属部材と樹脂部材とを接合して気密性を高めることも考えられる。しかしながら、樹脂部材を貫通する金属部材に、確実かつ均一に接着剤を塗布することは難易度が高く、高コストとなる。したがって、気密性に対する高い信頼性と低コストとを両立するには改善の余地がある。
【0006】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、気密性に対する高い信頼性と低コストの両立及び高接合強度の実現が図られた金属樹脂接合体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一の態様は、金属部材と、該金属部材の一部が第１の面から第２の面に亘って貫通している樹脂部材とが互いに接合されてなる金属樹脂接合体であって、
上記金属部材と上記樹脂部材との接合部は、上記金属部材と上記樹脂部材とを互いに接合するとともに上記金属部材と上記樹脂部材との間における気体の通過を防止する電着塗装被膜からなる気密接合部と、上記気密接合部における接合強度よりも高い接合強度で上記金属部材と上記樹脂部材とを互いに接合する強接合部とを含み、
上記気密接合部は、上記金属部材が上記樹脂部材を貫通した領域の少なくとも一部において、上記金属部材の周方向全域に亘って形成されており、
上記強接合部は、上記気密接合部の少なくとも一部よりも上記樹脂部材における上記第１の面側に位置する第１強接合部と、上記気密接合部の少なくとも一部よりも上記樹脂部材における上記第２の面側に位置する第２強接合部とを含む、金属樹脂接合体にある。
上記金属部材と上記樹脂部材との接合部は、上記金属部材と上記樹脂部材とを互いに接合するとともに上記金属部材と上記樹脂部材との間における気体の通過を防止する電着塗装被膜からなる気密接合部と、上記気密接合部における接合強度よりも高い接合強度で上記金属部材と上記樹脂部材とを互いに接合する強接合部とを含み、
上記気密接合部は、上記金属部材が上記樹脂部材を貫通した領域の少なくとも一部において、上記金属部材の周方向全域に亘って形成されており、
上記強接合部は、上記気密接合部の少なくとも一部よりも上記樹脂部材における上記第１の面側に位置する第１強接合部と、上記気密接合部の少なくとも一部よりも上記樹脂部材における上記第２の面側に位置する第２強接合部とを含む、金属樹脂接合体にある。
【発明の効果】
【0008】
上記金属樹脂接合体によれば、金属部材と樹脂部材との接合部が気体の通過を防止する電着塗装被膜からなる気密接合部を有しているため、金属部材と樹脂部材との間の気密性を十分に確保することができる。また、電着塗装被膜は確実かつ均一に形成しやすいため、接着剤を塗布する場合に比べて低コスト化を図ることができる。さらに、気密接合部よりも高い接合強度を有する強接合部として、気密接合部の少なくとも一部よりも樹脂部材における第１の面側に位置する第１強接合部と、樹脂部材における第２の面側に位置する第２強接合部とが設けられている。これにより、樹脂部材を貫通する金属部材の端部に力がかかっても第１強接合部と第２強接合部とによって金属部材と樹脂部材との接合状態を維持することができるとともに、第１強接合部４１と第２強接合部４２との間に位置する気密接合部の接合状態も維持される。これらにより、気密性に対する高い信頼性と低コストの両立及び高接合強度の実現を図ることができる。
【0009】
以上のごとく、本発明によれば、気密性に対する高い信頼性と低コストの両立及び高接合強度の実現が図られた金属樹脂接合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施例１における、（ａ）金属樹脂接合体の斜視図、（ｂ）金属樹脂接合体の上面図。
【図4】実施例１における、（ａ）～（ｃ）金属樹脂接合体の製造工程を説明する図。
【図5】実施例１における、電着塗装被膜が形成された金属部材の断面一部拡大図。
【図6】実施例１における、（ａ）、（ｂ）金属樹脂接合体の製造工程を説明する他の図。
【図15】実施例９における、（ａ）、（ｂ）金属樹脂接合体の製造工程を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
上記樹脂部材は板状をなしており、該樹脂部材の一対の主面が上記第１の面と上記第２の面とを構成しており、
上記金属部材は、上記樹脂部材を貫通した領域において上記樹脂部材の厚さ方向に延びて上記気密接合部を介して上記樹脂部材と接合された厚さ方向延在領域と、該厚さ方向延在領域から上記第１の面側に延在するとともに上記第１の面に平行に屈曲して上記第１強接合部を介して上記第１の面と接合された第１接合領域とを有していることが好ましい。この場合は、金属部材に樹脂部材の第２の面側に引っ張る力がかかった場合に、金属部材の第１接合領域が樹脂部材に対するアンカーとして機能するため、第１強接合部における接合強度を高めることができる。
上記金属部材は、上記樹脂部材を貫通した領域において上記樹脂部材の厚さ方向に延びて上記気密接合部を介して上記樹脂部材と接合された厚さ方向延在領域と、該厚さ方向延在領域から上記第１の面側に延在するとともに上記第１の面に平行に屈曲して上記第１強接合部を介して上記第１の面と接合された第１接合領域とを有していることが好ましい。この場合は、金属部材に樹脂部材の第２の面側に引っ張る力がかかった場合に、金属部材の第１接合領域が樹脂部材に対するアンカーとして機能するため、第１強接合部における接合強度を高めることができる。
【0012】
上記樹脂部材は板状をなしており、該樹脂部材の一対の主面が上記第１の面と上記第２の面とを構成しており、
上記金属部材は、上記樹脂部材を貫通した領域において上記樹脂部材の厚さ方向に延びて上記気密接合部を介して上記樹脂部材と接合された厚さ方向延在領域と、該厚さ方向延在領域から上記第１の面側に延在するとともに上記第１の面に平行に屈曲して上記樹脂部材に覆われて上記第１強接合部を介して上記樹脂部材と接合された第１接合領域とを有していることが好ましい。この場合は、金属部材の第１接合領域が樹脂部材に埋まってアンカーとして機能するため、第１強接合部における接合強度を高めることができる。
上記金属部材は、上記樹脂部材を貫通した領域において上記樹脂部材の厚さ方向に延びて上記気密接合部を介して上記樹脂部材と接合された厚さ方向延在領域と、該厚さ方向延在領域から上記第１の面側に延在するとともに上記第１の面に平行に屈曲して上記樹脂部材に覆われて上記第１強接合部を介して上記樹脂部材と接合された第１接合領域とを有していることが好ましい。この場合は、金属部材の第１接合領域が樹脂部材に埋まってアンカーとして機能するため、第１強接合部における接合強度を高めることができる。
【0013】
上記金属部材は、上記厚さ方向延在領域から上記第２の面側に延在するとともに上記第２の面に平行に屈曲して上記第２強接合部を介して上記樹脂部材の上記第２の面と接合された第２接合領域をさらに有していることが好ましい。この場合は、金属部材に樹脂部材の第１の面側に引っ張る力がかかった場合に、金属部材の第２接合領域が樹脂部材に対するアンカーとして機能するため、第２強接合部における接合強度を高めることができる。
【0014】
上記金属部材は、上記厚さ方向延在部から上記第２の面側に延在するとともに上記第２の面に平行に屈曲するとともに上記樹脂部材に覆われて上記第２強接合部を介して上記樹脂部材と接合された第２接合領域をさらに有していることが好ましい。この場合は、金属部材の第２接合領域が樹脂部材に埋まってアンカーとして機能するため、第２強接合部における接合強度を高めることができる。
【0015】
上記金属部材における上記第１接合領域と上記第２接合領域とは上記樹脂部材の一部を厚さ方向に挟持していることが好ましい。この場合は、第１強接合部及び第２強接合部において樹脂部材に対するアンカー効果が一層向上するため、第１強接合部及び第２強接合部における接合強度を一層高めることができる。さらに、金属部材は、第１接合領域、第２接合領域及び厚さ方向延在領域において断面形状が、厚さ方向延在領域を底部とする略Ｕ字形状となるため、厚さ方向延在領域に電着塗装被膜を形成する際に、厚さ方向延在領域のみを電着塗装用の浴槽に浸漬させやすい。それゆえ、気密接合部を形成したい領域に電着塗装被膜を形成することが容易となり、作業性が向上する。
【0016】
上記第１強接合部及び上記第２強接合部の少なくとも一方は、上記金属部材の表面に粗面化処理して形成された凹凸形状に沿って上記樹脂部材が密着して形成されていることが好ましい。この場合は、凹凸形状に沿って樹脂部材が密着することにより樹脂部材に対するアンカー効果が一層向上するため、第１強接合部又は第２強接合部における接合強度を一層高めることができる。
【0017】
上記第１強接合部及び上記第２強接合部の少なくとも一方は、上記金属部材をプレス加工又は機械加工して形成された凹凸形状又は貫通孔に沿って上記樹脂部材が密着して形成されていることが好ましい。この場合は、凹凸形状又は貫通孔に沿って密着することにより樹脂部材に対するアンカー効果が一層向上するため、第１強接合部又は第２強接合部における接合強度を一層高めることができる。
【0018】
上記樹脂部材は、上記電着塗装被膜が設けられた上記金属部材をインサート品とするインサート成形により形成されていることが好ましい。この場合には、金型内へインサート品である電着塗装被膜が設けられた金属部材をセットし、その周りへ樹脂材料の充填を行うことで、金属部材と樹脂部材とが一体化した立体的な成形品を高精度に成型することができる。
【0019】
上記樹脂部材は、エンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックからなり、
上記電着塗装被膜は、エポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂からなることが好ましい。この場合は、エンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックである樹脂部材により、絶縁性、耐熱性、耐薬品性、機械特性を向上できる。そして、エポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂からなる電着塗装被膜は、熱溶融されたエンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックと濡れ性がよく互いになじみやすく、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックに対して親和性及び相溶性の高い表面特性を有する。また、これらの材料は耐熱性に優れるため、成型時に熱溶融したエンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックによる熱劣化も生じにくい。従って、樹脂部材及び電着塗装被膜の形成材料を上述のごとく採用することにより、樹脂部材と金属部材との間に十分な密着性が得られる。また、樹脂部材と接着層とは樹脂同士のため互いに十分な密着性が得られる。その結果、樹脂部材と金属部材との間の気密性を一層向上させることができる。
上記電着塗装被膜は、エポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂からなることが好ましい。この場合は、エンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックである樹脂部材により、絶縁性、耐熱性、耐薬品性、機械特性を向上できる。そして、エポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂からなる電着塗装被膜は、熱溶融されたエンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックと濡れ性がよく互いになじみやすく、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックに対して親和性及び相溶性の高い表面特性を有する。また、これらの材料は耐熱性に優れるため、成型時に熱溶融したエンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックによる熱劣化も生じにくい。従って、樹脂部材及び電着塗装被膜の形成材料を上述のごとく採用することにより、樹脂部材と金属部材との間に十分な密着性が得られる。また、樹脂部材と接着層とは樹脂同士のため互いに十分な密着性が得られる。その結果、樹脂部材と金属部材との間の気密性を一層向上させることができる。
【0020】
なお、本明細書では、エンジニアリングプラスチックとは、耐熱温度が１００℃以上であって、いわゆる汎用プラスチックよりも引張強度及び弾性率が優れた樹脂部材を指す。また、スーパーエンジニアリングプラスチックとは、エンジニアリングプラスチックのうち耐熱温度が１５０℃以上の樹脂部材を指す。
【実施例0021】
（実施例１）
上記金属樹脂接合体の実施例について、図１～４を用いて以下に説明する。
本実施例１の金属樹脂接合体１は、図１（ａ）に示すように、金属部材１０と、樹脂部材２０を備える。図２（ａ）に示すように、金属部材１０の一部が樹脂部材２０の第１の面２１から第２の面２２に亘って貫通している。
そして、金属部材１０と樹脂部材２０との接合部は、気密接合部３０と強接合部４０とを含む。
気密接合部３０は、金属部材１０と樹脂部材２０とを互いに接合するとともに金属部材１０と樹脂部材２０との間における気体の通過を防止する電着塗装被膜からなる。
強接合部４０は、気密接合部３０における接合強度よりも高い接合強度で金属部材１０と樹脂部材２０とを互いに接合する。
さらに、気密接合部３０は、金属部材１０が樹脂部材２０を貫通した領域の少なくとも一部において、図２（ｂ）に示すように、金属部材１０の周方向全域に亘って形成されている。
そして、図２（ａ）に示すように、強接合部４０は、気密接合部３０の少なくとも一部よりも樹脂部材２０における第１の面２１側に位置する第１強接合部４１と、気密接合部３０の少なくとも一部よりも樹脂部材２０における第２の面２２側に位置する第２強接合部４２とを含む。
上記金属樹脂接合体の実施例について、図１～４を用いて以下に説明する。
本実施例１の金属樹脂接合体１は、図１（ａ）に示すように、金属部材１０と、樹脂部材２０を備える。図２（ａ）に示すように、金属部材１０の一部が樹脂部材２０の第１の面２１から第２の面２２に亘って貫通している。
そして、金属部材１０と樹脂部材２０との接合部は、気密接合部３０と強接合部４０とを含む。
気密接合部３０は、金属部材１０と樹脂部材２０とを互いに接合するとともに金属部材１０と樹脂部材２０との間における気体の通過を防止する電着塗装被膜からなる。
強接合部４０は、気密接合部３０における接合強度よりも高い接合強度で金属部材１０と樹脂部材２０とを互いに接合する。
さらに、気密接合部３０は、金属部材１０が樹脂部材２０を貫通した領域の少なくとも一部において、図２（ｂ）に示すように、金属部材１０の周方向全域に亘って形成されている。
そして、図２（ａ）に示すように、強接合部４０は、気密接合部３０の少なくとも一部よりも樹脂部材２０における第１の面２１側に位置する第１強接合部４１と、気密接合部３０の少なくとも一部よりも樹脂部材２０における第２の面２２側に位置する第２強接合部４２とを含む。
【0022】
以下、実施例１の金属樹脂接合体１について詳述する。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例１の金属樹脂接合体１では、金属部材１０が樹脂部材２０を貫通した状態となっている。なお、本実施例１では、樹脂部材２０の主面方向の一つである横方向をＸ、樹脂部材２０の主面方向の一つであって横方向Ｘに直交する縦方向をＹ、樹脂部材２０の厚さ方向であって横方向Ｘと縦方向Ｙとに直交する高さ方向をＺとする。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例１の金属樹脂接合体１では、金属部材１０が樹脂部材２０を貫通した状態となっている。なお、本実施例１では、樹脂部材２０の主面方向の一つである横方向をＸ、樹脂部材２０の主面方向の一つであって横方向Ｘに直交する縦方向をＹ、樹脂部材２０の厚さ方向であって横方向Ｘと縦方向Ｙとに直交する高さ方向をＺとする。
【0023】
金属部材１０は、銅製、アルミニウム合金製などとすることができ、本実施例１では銅製である。また、本実施例１では金属部材１０は板材を折り曲げて形成されているがこれに限定されず、丸棒材や角棒材を折り曲げたり、プレス加工や機械加工したりして形成してもよい。金属部材１０は、図２（ａ）に示すように、樹脂部材２０を貫通する領域１０ａと、樹脂部材２０の第１の面２１から外方に突出した領域１０ｂと、樹脂部材２０の第２の面２２から外方に突出した領域１０ｃとを有する。そして、本実施例１では、樹脂部材２０を貫通する領域１０ａの一部であって、樹脂部材２０の厚さ方向Ｚに延びる部分である厚さ方向延在領域１３に後述の気密接合部３０が形成されている。
【0024】
図２（ａ）に示すように、金属部材１０は、第１接合領域１１と第２接合領域１２とを有する。第１接合領域１１は、金属部材１０の樹脂部材２０の第１の面２１から外方に突出した領域１０ｂにおいて、厚さ方向延在領域１３から第１の面２１側に延在するとともに第１の面２１に平行に屈曲して第１の面２１に沿った状態となっている。本実施例１では、図３（ａ）に示すように、金属部材１０における第１接合領域１１の樹脂部材２０側の表面には粗面化処理が施されて微細な凹凸形状が形成されている。当該粗面化処理の方法は限定されず、レーザ加工、エッチング、粗化メッキなどを採用することができる。当該粗面化された第１接合領域１１の表面の粗化度は限定されない。金属部材１０における第１接合領域１１の樹脂部材２０側と反対側の面は樹脂部材２０から露出しており、例えば、端子等と接続されて通電可能とすることができる。
【0025】
一方、金属部材１０における第２接合領域１２は、図２（ａ）に示すように、樹脂部材２０を貫通する領域１０ａにおいて、厚さ方向延在領域１３から第２の面２２側に延在して第２の面２２側に平行なＸ方向に屈曲するとともに樹脂部材２０に覆われた状態となっている。なお、樹脂部材２０において、第２接合領域１２を覆う領域は、その他の領域に比べて金属部材１０の厚さ分だけ盛り上がって厚さが大きくなっている。本実施例１では、図３（ｂ）に示すように、金属部材１０における第２接合領域１２の表面には第１接合領域１１の表面と同様の粗面化処理が施されて微細な凹凸形状が形成されている。
【0026】
本実施例１では、上述のように金属部材１０における第１接合領域１１と第２接合領域１２とが、図２（ａ）に示すように、厚さ方向延在領域１３から互いに同じ側に折り曲げられており、金属部材１０は、第１接合領域１１、第２接合領域１２及び厚さ方向延在領域１３において断面形状が、厚さ方向延在領域１３を底部とする略Ｕ字形状となっている。これにより、第１接合領域１１と第２接合領域１２とで樹脂部材２０の一部を厚さ方向Ｚに挟持した状態となっている。
【0027】
図２（ａ）に示すように、金属部材１０における端部のうち樹脂部材２０の第１の面２１側の端部１４は樹脂部材２０の内側に屈曲して樹脂部材２０の内部に位置している。また、金属部材１０における端部のうち樹脂部材２０の第２の面２２側の端部１５は厚さ方向Ｚの下方側に延在している。金属部材１０の端部１５は、例えば、端子等と接続されて通電可能とすることができる。
【0028】
次に、本実施例１における樹脂部材２０について、形状は限定されず、本実施例１では図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように板状としているが樹脂部材２０の外形は特定していない。樹脂部材２０を構成する樹脂材料としては、後述するインサート成形が可能なように熱可塑性の樹脂部材であることが好ましく、インサート成形時に高温に曝されることに鑑みて、耐熱温度が１５０℃以上であることが好ましい。また、樹脂部材２０の樹脂材料と後述の気密接合部３０の形成材料との相溶性及び接着性を確保する観点から、両者の溶解性パラメータ（ＳＰ値）を近い値とすることが好ましい。例えば、気密接合部３０の形成材料としてＳＰ値１１程度のエポキシ樹脂や、ＳＰ値１３．６程度のポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂などを採用する場合を考慮して、樹脂部材２０の樹脂材料として溶解性パラメータ（ＳＰ値）が９．５～１５の範囲内のものを採用とすることができる。
【0029】
例えば、樹脂部材２０を構成する樹脂材料としては、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹脂などのエンジニアリングプラスチックや、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド・イミド（ＰＡＩ）樹脂などのスーパーエンジニアリングプラスチックを採用することができ、本例では、ＰＰＳ樹脂を採用している。
【0030】
図２（ａ）に示すように、金属部材１０と樹脂部材２０との接合部は、気密接合部３０と、強接合部４０とを含む。気密接合部３０は、図２（ｂ）に示すように、上述の厚さ方向延在領域１３の周方向全域に形成されている。気密接合部３０は電着塗装被膜３０ａからなる。気密接合部３０の形成材料は、樹脂部材２０を構成する樹脂材料よりも、金属部材１０への密着性が高いものが採用される。例えば、気密接合部３０の形成材料として、カチオン電着塗料である熱硬化性のエポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂を採用することができ、本例では、熱硬化性のエポキシ樹脂を採用している。図示しないが、樹脂部材２０と気密接合部３０との間には、両者の樹脂部材が互いに相溶してなる相溶層が形成される。なお、相溶層と樹脂部材２０との境界は不明瞭となっている。当該相溶層により、気密接合部３０は樹脂部材２０と金属部材１０との間における気体の通過を防止するように構成されている。
【0031】
金属部材１０と樹脂部材２０との接合部のうち、強接合部４０は、図２（ａ）に示すように、第１強接合部４１と第２強接合部４２とを含む。図３（ａ）に示すように、第１強接合部４１は、上述した粗面化された金属部材１０の第１接合領域１１の凹凸形状に沿って樹脂部材２０が密着して形成される。また、図３（ｂ）に示すように、第２強接合部４２も同様に上述した粗面化された金属部材１０の第２接合領域１２の凹凸形状に沿って樹脂部材２０が密着して形成される。第１強接合部４１及び第２強接合部４２は、粗面化された第１接合領域１１及び第２接合領域１２に樹脂部材２０が密着して形成されるため、第１接合領域１１及び第２接合領域１２による金属部材１０と樹脂部材２０との接合強度は、気密接合部３０における接合強度よりも高くなっている。
【0032】
以下に、本例の金属樹脂接合体１の製造方法について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、金属部材１０を所定形状に成型する金属部材成形工程Ｓ１を行う。本実施例１では、金属部材成形工程Ｓ１では、長板状の金属板を折り曲げて図４（ａ）に示す形状に成型した。
まず、図４（ａ）に示すように、金属部材１０を所定形状に成型する金属部材成形工程Ｓ１を行う。本実施例１では、金属部材成形工程Ｓ１では、長板状の金属板を折り曲げて図４（ａ）に示す形状に成型した。
【0033】
次いで、当該金属部材１０に、図４（ｃ）に示す電着塗装被膜３０ａを形成する被膜形成工程Ｓ２を行う。本実施例１では、被膜形成工程Ｓ２は以下のように行う。まず、金属部材１０の表面に対して洗浄及び脱脂を行う。その後、図４（ｂ）に示すように、２０％の固形分濃度のカチオン型エポキシ樹脂系電着塗料１０２を満たした電着塗装用の浴槽１０１中に上記洗浄及び脱脂後の金属部材１０における厚さ方向延在領域１３を浸漬し、印加電圧２００Ｖで３分間通電させる。なお、本実施例１では、カチオン型エポキシ樹脂系電着塗料１０２として、株式会社日本ペイント社製、型番インシュリード３０３０を用いた。その後、金属部材１０を浴槽から取り出して水洗いし、１３０℃の乾燥炉で２０分乾燥させる。これにより、図４（ｃ）及び図５に示すように、半硬化状態のエポキシ樹脂被膜からなる電着塗装被膜３０ａを厚さ方向延在領域１３の周方向全域に形成した。
【0034】
図５に示す電着塗装被膜３０ａの厚さＴの平均値である平均厚さは、１０～８０μｍの範囲内とすることができ、好ましくは２０～５０μｍの範囲内であり、本例では平均厚さを５０μｍとしている。電着塗装被膜３０ａの平均厚さが１０μｍ未満である場合は塗りむらや塗り残しが生じたりするため好ましくない。また、電着塗装被膜３０ａの平均厚さが８０μｍを超える場合は、被膜形成に過度の時間がかかるおそれがあり現実的でない。
【0035】
その後、図６（ａ）及び（ｂ）に示すインサート成形工程Ｓ３を行う。インサート成形工程Ｓ３では、まず、図６（ａ）に示す上側金型５１と下側金型５２の２つに分割された金型を用意する。上側金型５１は金属部材１０の上側部分と樹脂部材２０の第１の面２１側の外形に沿った凹部５１ａを有しており、下側金型５２は金属部材１０の下側部分と樹脂部材２０の第２の面２２側の外形に沿った凹部５２ａを有している。そして、図６（ａ）に示すように、上側金型５１と下側金型５２との間に半硬化状態のエポキシ樹脂被膜からなる電着塗装被膜３０ａが設けられた金属部材１０を、上側金型５１と下側金型５２との間にセットする。その後、３３０℃に加熱して溶融させたＰＰＳ樹脂を上側金型５１と下側金型５２との間に流し込んで、図６（ｂ）に示すように、樹脂部材２０を形成する。これにより、金属部材１０と樹脂部材２０との間に電着塗装被膜３０ａからなる気密接合部３０が形成され、当該気密接合部３０を介して金属部材１０と樹脂部材２０とが互いに接合されて、図２（ａ）に示す金属樹脂接合体１が形成される。
【0036】
次に、本実施例１の金属樹脂接合体１における作用効果について、詳述する。
本実施例１の金属樹脂接合体１では、金属部材１０と樹脂部材２０との接合部が気体の通過を防止する電着塗装被膜３０ａからなる気密接合部３０を有しているため、金属部材１０と樹脂部材２０との間の気密性を十分に確保することができる。また、電着塗装被膜３０ａは確実かつ均一に形成しやすいため、接着剤を塗布する場合に比べて低コスト化を図ることができる。さらに、気密接合部３０よりも高い接合強度を有する強接合部４０として、気密接合部３０の少なくとも一部よりも樹脂部材２０における第１の面２１側に位置する第１強接合部４１と、樹脂部材２０における第２の面２２側に位置する第２強接合部４２とが設けられている。これにより、樹脂部材２０を貫通する金属部材１０の端部１４、１５に力がかかっても第１強接合部４１と第２強接合部４２とによって金属部材１０と樹脂部材２０との接合状態を維持することができるとともに、第１強接合部４１と第２強接合部４２との間の気密接合部３０の接合状態も維持される。これらにより、気密性に対する高い信頼性と低コストの両立及び高接合強度の実現を図ることができる。
本実施例１の金属樹脂接合体１では、金属部材１０と樹脂部材２０との接合部が気体の通過を防止する電着塗装被膜３０ａからなる気密接合部３０を有しているため、金属部材１０と樹脂部材２０との間の気密性を十分に確保することができる。また、電着塗装被膜３０ａは確実かつ均一に形成しやすいため、接着剤を塗布する場合に比べて低コスト化を図ることができる。さらに、気密接合部３０よりも高い接合強度を有する強接合部４０として、気密接合部３０の少なくとも一部よりも樹脂部材２０における第１の面２１側に位置する第１強接合部４１と、樹脂部材２０における第２の面２２側に位置する第２強接合部４２とが設けられている。これにより、樹脂部材２０を貫通する金属部材１０の端部１４、１５に力がかかっても第１強接合部４１と第２強接合部４２とによって金属部材１０と樹脂部材２０との接合状態を維持することができるとともに、第１強接合部４１と第２強接合部４２との間の気密接合部３０の接合状態も維持される。これらにより、気密性に対する高い信頼性と低コストの両立及び高接合強度の実現を図ることができる。
【0037】
実施例１の金属樹脂接合体１は、例えば、収容容器の蓋として用いることができる。これにより、金属部材１０が当該収容容器の気密性を低下させることが防止されるため、気密性に優れた収容容器を提供することができる。なお、当該収容容器は、二次電池やキャパシタなどの電気部品のケースとして使用することができ、金属部材１０は当該二次電池やキャパシタにおける電極端子の一部として利用することができる。
【0038】
また、本実施例１では、樹脂部材２０は板状をなしており、樹脂部材２０の一対の主面が第１の面２１と第２の面２２とを構成している。そして、金属部材１０は、樹脂部材２０を貫通した領域１０ａにおいて樹脂部材２０の厚さ方向Ｚに延びて気密接合部３０を介して樹脂部材２０と接合された厚さ方向延在領域１３と、厚さ方向延在領域１３から第１の面２１側に延在するとともに第１の面２１に平行に屈曲して第１強接合部４１を介して第１の面２１と接合された第１接合領域１１とを有している。これにより、金属部材１０に樹脂部材２０の第２の面２２側（すなわち、Ｚ方向下側）に引っ張る力がかかった場合に、金属部材１０の第１接合領域１１が樹脂部材２０に対するアンカーとして機能するため、第１強接合部４１における接合強度を高めることができる。さらに、本実施例１では、金属部材１０における端部のうち樹脂部材２０の第１の面２１側の端部１４は屈曲して樹脂部材２０の内部に位置している。これにより、第１強接合部４１における接合強度を一層高めることができる。
【0039】
また、本実施例１では、金属部材１０は、厚さ方向延在領域１３から第２の面２２側に延在するとともに第２の面２２に平行に屈曲するとともに樹脂部材２０に覆われて第２強接合部４２を介して樹脂部材２０と接合された第２接合領域１２をさらに有している。これにより、金属部材１０の第２接合領域１２が樹脂部材２０に埋まってアンカーとして機能するため、第２強接合部４２における接合強度を高めることができる。
【0040】
また、本実施例１では、金属部材１０における第１接合領域１１と第２接合領域１２とは樹脂部材２０の一部を厚さ方向Ｚに挟持している。これにより、第１強接合部４１及び第２強接合部４２において樹脂部材２０に対するアンカー効果が一層向上するため、第１強接合部４１及び第２強接合部４２における接合強度を一層高めることができる。さらに、金属部材１０は、第１接合領域１１、第２接合領域１２及び厚さ方向延在領域１３において断面形状が、厚さ方向延在領域１３を底部とする略Ｕ字形状となるため、厚さ方向延在領域１３に電着塗装被膜３０ａを形成する際に、厚さ方向延在領域１３のみを電着塗装用の浴槽１０１に浸漬させやすい。それゆえ、気密接合部３０を形成したい領域に電着塗装被膜３０ａを形成することが容易となり、作業性が向上する。
【0041】
また、本実施例１では、第１強接合部４１及び第２強接合部４２は、金属部材１０の表面に粗面化処理して形成された凹凸形状に沿って樹脂部材２０が密着して形成されている。これにより、凹凸形状に沿って樹脂部材２０が密着することにより樹脂部材２０に対するアンカー効果が一層向上するため、第１強接合部４１及び第２強接合部４２における接合強度を一層高めることができる。
【0042】
また、本実施例１では、樹脂部材２０は、電着塗装被膜３０ａが設けられた金属部材１０をインサート品とするインサート成形により形成されている。これにより、金型内へインサート品である電着塗装被膜３０ａが設けられた金属部材１０をセットし、その周りへ樹脂材料の充填を行うことで、金属部材１０と樹脂部材２０とが一体化した立体的な成形品を高精度に成型することができる。
【0043】
また、本実施例１では、樹脂部材２０は、エンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックからなる。そして、電着塗装被膜３０ａは、エポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂からなる。これにより、エンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックである樹脂部材２０により、絶縁性、耐熱性、耐薬品性、機械特性を向上できる。そして、エポキシ樹脂、ポリアミド・イミド樹脂又はポリイミド樹脂からなる電着塗装被膜３０ａは、熱溶融されたエンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックと濡れ性がよく互いになじみやすく、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックに対して親和性及び相溶性の高い表面特性を有する。また、これらの材料は耐熱性に優れるため、成型時に熱溶融したエンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックによる熱劣化も生じにくい。従って、樹脂部材２０及び電着塗装被膜３０ａの形成材料を上述のごとく採用することにより、金属部材１０と樹脂部材２０との間に十分な密着性が得られる。また、樹脂部材２０と電着塗装被膜３０ａとは樹脂同士のため、電着塗装被膜３０ａからなる気密接合部３０において十分な密着性が得られる。その結果、金属部材１０と樹脂部材２０との間の気密性を一層向上させることができる。さらに電着塗装により電着塗装被膜３０ａの形成材料の付き回り性が良いため、気密接合部３０を形成しようとする所望の領域における塗り残しの発生が防止されるとともに、形成材料の垂れが生じにくいため均一な樹脂被膜を形成することができる。その結果、気密接合部３０の形成の管理が容易となる。
【0044】
以上のごとく、本実施例１によれば、気密性に対する高い信頼性と低コストの両立及び高接合強度の実現が図られた金属樹脂接合体１を提供することができる。
【0045】
（実施例２）
上述の実施例１では、金属部材１０の第１接合領域１１は、図２（ａ）に示すように、樹脂部材２０の第１の面２１から露出しているとともに第１の面２１に接合されていた。これに替えて、本実施例２では、図７（ａ）に示すように、金属部材１０の第１接合領域１１は、厚さ方向延在領域１３から第１の面２１側に延在するとともに第１の面２１に平行に屈曲して樹脂部材２０に覆われており、第１強接合部４１を介して樹脂部材２０と接合されている。そして、図７（ｂ）に示すように、第１接合領域１１の表面には、粗面化処理によって凹凸形状が形成されており、当該凹凸形状に沿って樹脂部材２０が密着することにより第１強接合部４１が形成されている。そして、図７（ａ）に示すように、金属部材１０の端部１４は第１接合領域１１から厚さ方向Ｚの上方に屈曲して樹脂部材２０の第１の面２１から突出している。金属部材１０の当該端部１４は、例えば、端子等と接続して通電可能とすることができる。実施例２におけるその他の構成について、実施例１の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
上述の実施例１では、金属部材１０の第１接合領域１１は、図２（ａ）に示すように、樹脂部材２０の第１の面２１から露出しているとともに第１の面２１に接合されていた。これに替えて、本実施例２では、図７（ａ）に示すように、金属部材１０の第１接合領域１１は、厚さ方向延在領域１３から第１の面２１側に延在するとともに第１の面２１に平行に屈曲して樹脂部材２０に覆われており、第１強接合部４１を介して樹脂部材２０と接合されている。そして、図７（ｂ）に示すように、第１接合領域１１の表面には、粗面化処理によって凹凸形状が形成されており、当該凹凸形状に沿って樹脂部材２０が密着することにより第１強接合部４１が形成されている。そして、図７（ａ）に示すように、金属部材１０の端部１４は第１接合領域１１から厚さ方向Ｚの上方に屈曲して樹脂部材２０の第１の面２１から突出している。金属部材１０の当該端部１４は、例えば、端子等と接続して通電可能とすることができる。実施例２におけるその他の構成について、実施例１の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0046】
実施例２における金属樹脂接合体１によれば、金属部材１０の第１接合領域１１が樹脂部材２０に埋まってアンカーとして機能するため、第１強接合部４１における接合強度を高めることができる。なお、実施例２においても実施例１と同様の作用効果を奏する。
【0047】
（実施例３）
上述の実施例１では、金属部材１０の第２接合領域１２は、図２（ａ）に示すように、樹脂部材２０に埋まっていることとしたが、これに替えて、本実施例３では、図８（ａ）に示すように、金属部材１０の第２接合領域１２は、厚さ方向延在領域１３から第２の面２２側に延在するとともに第２の面２２に平行に屈曲して第２強接合部４２を介して樹脂部材２０の第２の面２２と接合されている。また、上述の実施例１における金属部材１０の端部１４は樹脂部材２０に埋まっていることとしたが、本実施例３では、金属部材１０の第１の面２１上に露出している。
上述の実施例１では、金属部材１０の第２接合領域１２は、図２（ａ）に示すように、樹脂部材２０に埋まっていることとしたが、これに替えて、本実施例３では、図８（ａ）に示すように、金属部材１０の第２接合領域１２は、厚さ方向延在領域１３から第２の面２２側に延在するとともに第２の面２２に平行に屈曲して第２強接合部４２を介して樹脂部材２０の第２の面２２と接合されている。また、上述の実施例１における金属部材１０の端部１４は樹脂部材２０に埋まっていることとしたが、本実施例３では、金属部材１０の第１の面２１上に露出している。
【0048】
本実施例３では、図８（ｂ）に示すように、上述の実施例１の場合と同様に、金属部材１０の第１接合領域１１における樹脂部材２０側の表面に粗面化されて形成された凹凸形状に沿って樹脂部材２０が密着することにより第１強接合部４１が形成されている。また、同様に、図８（ｃ）に示すように金属部材１０の第２接合領域１２における樹脂部材２０側の表面に粗面化されて形成された凹凸形状に沿って樹脂部材２０が密着することにより第２強接合部４２が形成されている。なお、本実施例３では、図８（ａ）に示すように、気密接合部３０は厚さ方向延在領域１３の全域にわたって全周方向に形成されていることとしたがこれに限らず、厚さ方向延在領域１３の一部において全周方向に形成されていることとしてもよい。本実施例３におけるその他の構成について、実施例１の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0049】
本実施例３では、上述のように金属部材１０の第２接合領域１２が第２の面２２に平行に屈曲して第２強接合部４２を介して樹脂部材２０の第２の面２２と接合されている。これにより、金属部材１０に樹脂部材２０の第１の面２１側（すなわち、Ｚ方向上側）に引っ張る力がかかった場合に、金属部材１０の第２接合領域１２が樹脂部材２０に対するアンカーとして機能するため、第２強接合部４２における接合強度を高めることができる。なお、実施例３においても実施例１と同様の作用効果を奏する。
【0050】
（実施例４）
本実施例４では、図９（ａ）に示すように、上述の実施例３の場合に替えて、気密接合部３０（電着塗装被膜３０ａ）は、金属部材１０において厚さ方向延在領域１３とともに、厚さ方向延在領域１３から第１接合領域１１におけるＸ方向の中央付近及び第２接合領域１２におけるＸ方向の中央付近まで形成されている。
本実施例４では、図９（ａ）に示すように、上述の実施例３の場合に替えて、気密接合部３０（電着塗装被膜３０ａ）は、金属部材１０において厚さ方向延在領域１３とともに、厚さ方向延在領域１３から第１接合領域１１におけるＸ方向の中央付近及び第２接合領域１２におけるＸ方向の中央付近まで形成されている。
【0051】
電着塗装被膜３０ａは薄膜で均一に形成されるため、図９（ｂ）に示すように、第１接合領域１１に形成された電着塗装被膜３０ａの表面には、第１接合領域１１において粗面化されて形成された凹凸形状が現れている。そして、第１接合領域１１において電着塗装被膜３０ａが設けられた部分では、電着塗装被膜３０ａの表面に現れた凹凸形状に樹脂部材２０の一部が入り込むことで第１強接合部４１が形成されるとともに、当該電着塗装被膜３０ａと樹脂部材２０の一部とが接合されて気密接合部３０を形成している。この構成においても、気密接合部３０は樹脂部材２０を貫通する金属部材１０の厚さ方向延在領域１３にも必ず形成されているため、第１強接合部４１は、気密接合部３０のうち厚さ方向延在領域１３に形成され部分よりも第１の面２１側に位置しているということができる。
【0052】
また、同様に、図９（ｃ）に示すように、第２接合領域１２に形成された電着塗装被膜３０ａの表面にも、第２接合領域１２において粗面化されて形成された凹凸形状が現れている。そして、第２接合領域１２において電着塗装被膜３０ａが設けられた部分では、電着塗装被膜３０ａの表面に現れた凹凸形状に樹脂部材２０の一部が入り込むことで第２強接合部４２が形成されるとともに、当該電着塗装被膜３０ａと樹脂部材２０の一部とが接合されて気密接合部３０を形成している。この構成においても、当該第２強接合部４２は、気密接合部３０のうち厚さ方向延在領域１３に形成された部分よりも第２の面２２側に位置しているということができる。
【0053】
本実施例４におけるその他の構成について、実施例３の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。そして、本実施例４においても上述の実施例３の場合と同様の作用効果を奏する。
【0054】
（実施例５）
本実施例５では、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属部材１０は厚さ方向延在領域１３が金属板６０に設けられた貫通孔６１内に位置するように設けられており、樹脂部材２０は金属板６０の貫通孔６１と金属部材１０の厚さ方向延在領域１３との間の隙間をシールするように設けられている。そして、金属板６０と樹脂部材２０との接合部のうち、金属板６０の貫通孔６１の内周面及び貫通孔６１の周囲の金属板６０の表面には、電着塗装被膜からなる接着層６２が形成されており、当該接着層６２を介して金属板６０と樹脂部材２０と気密性が確保された状態で互いに接合されている。また、金属板６０と樹脂部材２０との接合部のうち接着層６２を除く部分の金属板６０の表面６３、６４には粗面化処理されて形成された凹凸形状に沿って樹脂部材２０が密着している。これにより、金属板６０の表面６３、６４において、金属板６０と樹脂部材２０とが接着層６２における接合強度よりも高い接合強度で互いに接合されている。なお、接着層６２を構成する電着塗装被膜は、上述の電着塗装被膜３０ａと同様の構成とすることができるとともに同様の方法で形成することができる。実施例５におけるその他の構成について、実施例３の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例５では、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属部材１０は厚さ方向延在領域１３が金属板６０に設けられた貫通孔６１内に位置するように設けられており、樹脂部材２０は金属板６０の貫通孔６１と金属部材１０の厚さ方向延在領域１３との間の隙間をシールするように設けられている。そして、金属板６０と樹脂部材２０との接合部のうち、金属板６０の貫通孔６１の内周面及び貫通孔６１の周囲の金属板６０の表面には、電着塗装被膜からなる接着層６２が形成されており、当該接着層６２を介して金属板６０と樹脂部材２０と気密性が確保された状態で互いに接合されている。また、金属板６０と樹脂部材２０との接合部のうち接着層６２を除く部分の金属板６０の表面６３、６４には粗面化処理されて形成された凹凸形状に沿って樹脂部材２０が密着している。これにより、金属板６０の表面６３、６４において、金属板６０と樹脂部材２０とが接着層６２における接合強度よりも高い接合強度で互いに接合されている。なお、接着層６２を構成する電着塗装被膜は、上述の電着塗装被膜３０ａと同様の構成とすることができるとともに同様の方法で形成することができる。実施例５におけるその他の構成について、実施例３の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0055】
本実施例５においても、上述の実施例３の場合と同様に、金属部材１０と樹脂部材２０とが高い気密性と高い接合強度とを呈するように互いに接合されており、これとともに、金属板６０と樹脂部材２０とにおいても同様に高い気密性と高い接合強度とを呈するように互いに接合されている。そして、本実施例５の金属樹脂接合体１は、例えば、金属製の収容容器の蓋として用いることができる。なお、本実施例５においても実施例３と同様の作用効果を奏する。
【0056】
なお、本実施例５では、厚さ方向延在領域１３の表面には粗面化処理を施していないが、これに替えて、第１接合領域１１及び第２接合領域１２における粗面化処理と連続して、厚さ方向延在領域１３の表面にも粗面化処理を施してもよい。この場合も本実施例５と同等の作用効果を奏する。
【0057】
（実施例６）
上述の実施例３では、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、金属部材１０の第１強接合部４１及び第２強接合部４２は、第１接合領域１１及び第２接合領域１２に粗面化処理して形成された凹凸形状に樹脂部材２０を密着させることにより形成した。これに替えて、本実施例６では、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１強接合部４１は、第１接合領域１１にプレス加工又は機械加工により形成した２つの貫通孔１１ａに沿って樹脂部材２０を密着させることにより、樹脂部材２０の一部が第１接合領域１１の下面側から当該貫通孔１１ａに入り込んで反対側の第１接合領域１１の上面側まで回り込んだ状態で形成される。これにより、第１強接合部４１がアンカーとして機能して、高い接合強度が得られる。なお、第１接合領域１１の上面において、二か所の第１強接合部４１は互いに所定距離離間しており、両者の間の領域に、例えば、端子等を接続して通電可能とすることができる。
上述の実施例３では、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、金属部材１０の第１強接合部４１及び第２強接合部４２は、第１接合領域１１及び第２接合領域１２に粗面化処理して形成された凹凸形状に樹脂部材２０を密着させることにより形成した。これに替えて、本実施例６では、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１強接合部４１は、第１接合領域１１にプレス加工又は機械加工により形成した２つの貫通孔１１ａに沿って樹脂部材２０を密着させることにより、樹脂部材２０の一部が第１接合領域１１の下面側から当該貫通孔１１ａに入り込んで反対側の第１接合領域１１の上面側まで回り込んだ状態で形成される。これにより、第１強接合部４１がアンカーとして機能して、高い接合強度が得られる。なお、第１接合領域１１の上面において、二か所の第１強接合部４１は互いに所定距離離間しており、両者の間の領域に、例えば、端子等を接続して通電可能とすることができる。
【0058】
また、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２強接合部４２も同様に、第２接合領域１２にプレス加工又は機械加工により形成した２つの貫通孔１２ａに沿って樹脂部材２０を密着させることにより、樹脂部材２０の一部が第２接合領域１２の上面側から当該貫通孔１２ａに入り込んで反対側の第２接合領域１２の下面側まで回り込んだ状態で形成される。これにより、第２強接合部４２がアンカーとして機能して、高い接合強度が得られる。本実施例６におけるその他の構成について、実施例１～４の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。そして、本実施例６においても実施例１の場合と同様の作用効果を奏する。
【0059】
（実施例７）
上述の実施例６では、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１強接合部４１及び第２強接合部４２は、第１接合領域１１及び第２接合領域１２に設けた貫通孔１１ａ、１２ａに樹脂部材２０の一部を入り込ませて反対側まで回り込ませることにより形成した。これに替えて、本実施例７では、図１２（ａ）に示すように、第１接合領域１１及び第２接合領域１２に形成された溝からなる凹凸形状１１ｂ、１２ｂに樹脂部材２０の一部を入り込ませて第１強接合部４１及び第２強接合部４２を形成している。図１２（ｂ）に示すように第１接合領域１１に形成された凹凸形状１１ｂは断面形状が略Ｔ字の溝状となっている。また、図１２（ｃ）に示すように第２接合領域１２に形成された凹凸形状１２ｂは断面形状が上下逆向きの略Ｔ字の溝状となっている。凹凸形状１１ｂ、１２ｂはレーザ加工、プレス加工又は機械加工により形成することができる。なお、凹凸形状１１ｂ、１２ｂは当該凹凸形状１１ｂ、１２ｂに入り込んだ樹脂部材２０の一部がアンカーとして機能する形状であればよく、当該形状に替えて例えば、断面形状が台形の蟻ほぞ形状としてもよい。本実施例７におけるその他の構成について、実施例１～５の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
上述の実施例６では、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１強接合部４１及び第２強接合部４２は、第１接合領域１１及び第２接合領域１２に設けた貫通孔１１ａ、１２ａに樹脂部材２０の一部を入り込ませて反対側まで回り込ませることにより形成した。これに替えて、本実施例７では、図１２（ａ）に示すように、第１接合領域１１及び第２接合領域１２に形成された溝からなる凹凸形状１１ｂ、１２ｂに樹脂部材２０の一部を入り込ませて第１強接合部４１及び第２強接合部４２を形成している。図１２（ｂ）に示すように第１接合領域１１に形成された凹凸形状１１ｂは断面形状が略Ｔ字の溝状となっている。また、図１２（ｃ）に示すように第２接合領域１２に形成された凹凸形状１２ｂは断面形状が上下逆向きの略Ｔ字の溝状となっている。凹凸形状１１ｂ、１２ｂはレーザ加工、プレス加工又は機械加工により形成することができる。なお、凹凸形状１１ｂ、１２ｂは当該凹凸形状１１ｂ、１２ｂに入り込んだ樹脂部材２０の一部がアンカーとして機能する形状であればよく、当該形状に替えて例えば、断面形状が台形の蟻ほぞ形状としてもよい。本実施例７におけるその他の構成について、実施例１～５の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0060】
本実施例７では、第１強接合部４１及び第２強接合部４２において、凹凸形状１１ｂ、１２ｂに入りこんだ樹脂部材２０の一部がアンカーとして機能して、高い接合強度が得られる。実施例７におけるその他の構成について、実施例１～５の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。そして、本実施例７においても実施例１の場合と同様の作用効果を奏する。
【0061】
（実施例８）
本実施例８では、図１３（ａ）に示すように、上述の実施例７の場合に替えて、気密接合部３０（電着塗装被膜３０ａ）は、金属部材１０において厚さ方向延在領域１３とともに、４つの凹凸形状１１ｂのうちの厚さ方向延在領域１３に近い側の２つの凹凸形状１１ｂと、４つの凹凸形状１２ｂのうちの厚さ方向延在領域１３に近い側の２つの凹凸形状１２ｂを含む領域まで形成されている。
本実施例８では、図１３（ａ）に示すように、上述の実施例７の場合に替えて、気密接合部３０（電着塗装被膜３０ａ）は、金属部材１０において厚さ方向延在領域１３とともに、４つの凹凸形状１１ｂのうちの厚さ方向延在領域１３に近い側の２つの凹凸形状１１ｂと、４つの凹凸形状１２ｂのうちの厚さ方向延在領域１３に近い側の２つの凹凸形状１２ｂを含む領域まで形成されている。
【0062】
したがって、第１接合領域１１に形成された４つの凹凸形状１１ｂのうち、厚さ方向延在領域１３に近い側の２つの凹凸形状１１ｂにおいては、図１３（ｂ）に示すように、凹凸形状１１ｂの内側表面にも電着塗装被膜３０ａが形成されている。そして、当該凹凸形状１１ｂに樹脂部材２０の一部が入り込むことで第１強接合部４１を形成するとともに、当該凹凸形状１１ｂ内の当該電着塗装被膜３０ａと当該凹凸形状１１ｂに入り込んだ樹脂部材２０の一部とが接合されて気密接合部３０を形成している。この構成においても、気密接合部３０は樹脂部材２０を貫通する金属部材１０の厚さ方向延在領域１３にも必ず形成されているため、当該第１強接合部４１は、気密接合部３０のうち厚さ方向延在領域１３に形成され部分よりも第１の面２１側に位置しているということができる。
【0063】
また、第２接合領域１２に形成された４つの凹凸形状１２ｂのうち、厚さ方向延在領域１３に近い側の２つの凹凸形状１２ｂにおいても同様に、図１３（ｃ）に示すように、凹凸形状１２ｂの内側表面にも電着塗装被膜３０ａが形成されている。そして、当該凹凸形状１２ｂに樹脂部材２０の一部が入り込むことで第２強接合部４２を形成するとともに、当該凹凸形状１２ｂ内の当該電着塗装被膜３０ａと当該凹凸形状１２ｂに入り込んだ樹脂部材２０の一部とが接合されて気密接合部３０を形成している。この構成においても、当該第２強接合部４２は、気密接合部３０のうち厚さ方向延在領域１３に形成され部分よりも第２の面２２側に位置しているということができる。
【0064】
本実施例８におけるその他の構成について、実施例７の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。そして、本実施例８においても上述の実施例７の場合と同様の作用効果を奏する。
【0065】
（実施例９）
上述の実施例６では、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属部材１０の第２接合領域１２を、厚さ方向延在領域１３から第２の面２２側に延在させるとともに第２の面２２に平行に屈曲して第２強接合部４２を介して樹脂部材２０の第２の面２２に接合した。これに替えて、本実施例９では、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属部材１０の第２接合領域１２を、厚さ方向延在領域１３からＺ方向下側に延在させるとともに、機械加工により形成した２つの貫通孔１２ａを樹脂部材２０で覆うことにより、当該貫通孔１２ａに樹脂部材２０の一部を入り込ませて第２強接合部４２が形成されている。そして、第２強接合部４２により金属部材１０の第２接合領域１２に樹脂部材２０が密着している。
上述の実施例６では、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属部材１０の第２接合領域１２を、厚さ方向延在領域１３から第２の面２２側に延在させるとともに第２の面２２に平行に屈曲して第２強接合部４２を介して樹脂部材２０の第２の面２２に接合した。これに替えて、本実施例９では、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、金属部材１０の第２接合領域１２を、厚さ方向延在領域１３からＺ方向下側に延在させるとともに、機械加工により形成した２つの貫通孔１２ａを樹脂部材２０で覆うことにより、当該貫通孔１２ａに樹脂部材２０の一部を入り込ませて第２強接合部４２が形成されている。そして、第２強接合部４２により金属部材１０の第２接合領域１２に樹脂部材２０が密着している。
【0066】
本実施例９では、図１４（ｂ）に示すように、樹脂部材２０の第２の面２２に肉盛りしてなる肉盛り部２２ａを設けて、当該肉盛り部２２ａにおいて第２強接合部４２を形成している。これにより当該肉盛り部２２ａの厚さ分だけ金属部材１０と樹脂部材２０との接合部が大きくなるため、第２強接合部４２における接合強度の向上を図っている。
【0067】
本実施例９では、図１５（ａ）に示すように、厚さ方向延在領域１３を電着塗装用の浴槽１０１に浸漬することにより実施例１と同様の方法で、図１５（ｂ）に示すように、厚さ方向延在領域１３に電着塗装被膜３０ａを形成することができる。本実施例９におけるその他の構成について、実施例６の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。そして、本実施例９においても、実施例６と同様の作用効果を奏することができる。
【0068】
（実施例１０）
上述の実施例９では、図１４（ｂ）に示すように、機械加工により形成した貫通孔１２ａを樹脂部材２０で覆うことにより、当該貫通孔１２ａに樹脂部材２０の一部を入り込ませて第２強接合部４２を形成した。これに替えて、本実施例１０では、図１６に示すように、金属部材１０の第２接合領域１２に機械加工により凹部１２ｃを形成するとともに、第２接合領域１２における凹部１２ｃの反対側に凸部１２ｄを形成している。そして、当該凹部１２ｃ及び凸部１２ｄに肉盛り部２２ａの樹脂部材２０を密着させて、凹部１２ｃに樹脂部材２０の一部を入り込ませるとともに凸部１２ｄに樹脂部材２０を沿わせることにより、第２強接合部４２を形成している。本実施例１０におけるその他の構成について、実施例９の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
上述の実施例９では、図１４（ｂ）に示すように、機械加工により形成した貫通孔１２ａを樹脂部材２０で覆うことにより、当該貫通孔１２ａに樹脂部材２０の一部を入り込ませて第２強接合部４２を形成した。これに替えて、本実施例１０では、図１６に示すように、金属部材１０の第２接合領域１２に機械加工により凹部１２ｃを形成するとともに、第２接合領域１２における凹部１２ｃの反対側に凸部１２ｄを形成している。そして、当該凹部１２ｃ及び凸部１２ｄに肉盛り部２２ａの樹脂部材２０を密着させて、凹部１２ｃに樹脂部材２０の一部を入り込ませるとともに凸部１２ｄに樹脂部材２０を沿わせることにより、第２強接合部４２を形成している。本実施例１０におけるその他の構成について、実施例９の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0069】
図１６に示すように本実施例１０では、電着塗装被膜３０ａが形成された領域に第２強接合部４２を形成している。この場合でも、当該第２強接合部４２よりも樹脂部材２０の内側の位置に気密接合部３０の一部が位置しており、換言すれば、第２強接合部４２は気密接合部３０の一部よりも外側（第２の面２２側）に形成されている。そして、当該構成を有する本実施例１０においても、実施例９と同様の作用効果を奏することができる。なお、第１強接合部４１において、電着塗装被膜３０ａが形成された領域に第１強接合部４１を形成するとともに第１強接合部４１よりも樹脂部材２０の内側の位置に気密接合部３０の一部が位置しているようにしてもよい。
【0070】
本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
【符号の説明】
【0071】
１ 金属樹脂接合体
１０ 金属部材
１１ 第１接合領域
１２ 第２接合領域
１３ 厚さ方向延在領域
１１ａ、１２ａ 貫通孔
１１ｂ、１２ｂ 凹凸形状
２０ 樹脂部材
２１ 第１の面
２２ 第２の面
３０ 気密接合部
３０ａ 電着塗装被膜
４０ 強接合部
４１ 第１強接合部
４２ 第２強接合部
１０ 金属部材
１１ 第１接合領域
１２ 第２接合領域
１３ 厚さ方向延在領域
１１ａ、１２ａ 貫通孔
１１ｂ、１２ｂ 凹凸形状
２０ 樹脂部材
２１ 第１の面
２２ 第２の面
３０ 気密接合部
３０ａ 電着塗装被膜
４０ 強接合部
４１ 第１強接合部
４２ 第２強接合部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】