阅读说明：本技术 构件接合方法和构件接合装置 (Member joining method and member joining apparatus ) 是由 野溝文夫 土屋诏一 北川达哉 于 2019-06-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供有一种构件接合方法和构件接合装置。构件接合方法包括：布置过程：布置第一构件和插入到所述第一构件中的第二构件,使得在所述第一构件与所述第二构件之间设置有围绕所述第二构件的间隙；填充过程：将熔化的树脂填充到所述间隙中并且向所述树脂施加压力,以便使所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件经受弹性变形；以及压力维持过程：维持所述压力直到已经填充到所述间隙中的所述树脂已经硬化。(The invention provides a member joining method and a member joining apparatus. The member joining method includes: the arrangement process comprises the following steps: arranging a first member and a second member inserted into the first member such that a gap is provided between the first member and the second member around the second member; filling process: filling a molten resin into the gap and applying pressure to the resin so as to subject at least one of the first member and the second member to elastic deformation; and a pressure maintenance process: the pressure is maintained until the resin that has been filled into the gap has hardened.)

构件接合方法和构件接合装置

技术领域

本发明涉及一种构件接合方法以及构件接合装置。

背景技术

日本专利申请公开(JP-A)第2014-210548号公开了一种车辆的车厢前部结构，其设置有横跨在左前柱与右前柱之间的仪表板加强件。在车厢前部结构的仪表板加强件中，驾驶员座椅侧的大直径部与设置在车辆宽度方向中央侧和前乘客座椅侧的小直径部通过激光焊接而接合在一起。然而，从接合强度以及成本的观点，焊接可能不适于大直径部和小直径部由铝制成的情况或者大直径部和小直径部由彼此不同的金属类型制成的情况。

JP-A第2013-155757号公开了用于不同金属的管的接合结构。在该接合结构中，通过在不锈钢管已经被***到铝管中的状态下将环氧树脂胶填充到两个管之间的间隙中而将铝管和不锈钢管接合在一起。采用在该文献中公开的接合结构使铝管能够接合在一起，并且也使由彼此不同的金属类型制成的管接合在一起。

然而，在如上所述在接合结构中采用树脂胶的情况下，树脂在其弯曲时的收缩产生沿拆卸构件的方向作用的内应力，其结果是难以确保接合强度。该问题不仅影响金属接合在一起的情况，而且影响树脂接合在一起的情况以及金属和树脂接合在一起的情况。

发明内容

本公开的目的为提供一种构件接合方法以及构件接合装置，其能够在使用树脂将多个构件接合在一起的情况下确保接合强度。

第一方案的构件接合方法包括：布置过程：布置第一构件和***到所述第一构件中的第二构件，使得在所述第一构件与所述第二构件之间设置有围绕所述第二构件的间隙；填充过程：将熔化的树脂填充到所述间隙中并且向所述树脂施加压力，以便使所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件经受弹性变形；以及压力维持过程：维持所述压力直到已经填充到所述间隙中的所述树脂已经硬化。

在第一方案的构件接合方法中，第二构件被***到第一构件中，并且熔化的树脂被填充到形成在第一构件与第二构件之间的间隙中以便围绕第二构件，由此将两个构件接合在一起。在该接合方法中，压力被施加至填充到构件之间的间隙中的树脂以便使至少一个构件通过变形而产生弹性力，并且维持压力直到所填充的树脂已经硬化。由硬化造成的树脂从至少一个构件接收弹性力。注意到的是，“弹性变形”包括伴随着塑性变形的情况，只要产生弹性力即可。而且，除了维持预定的压力值以外，“维持压力”还包括压力值波动的情况，只要维持由至少一个构件产生的弹性力即可。在该接合方法中，树脂由于从至少一个构件接收弹性力而产生朝向该构件的反作用力，使得能够确保接合强度。

第二方案的构件接合方法为第一方案的构件接合方法，其中，在所述布置过程中，布置抵接体以便抵接经受弹性变形的所述至少一个构件；并且所述构件接合方法还包括在所述压力维持过程之后使所述抵接体从所述接合的第一构件和第二构件分离的分离过程。

在第二方案的构件接合方法中，设置有抵接体以便当熔化的树脂被填充到间隙中时抵接经受弹性变形的至少一个构件。抵接体可以以用于将树脂填充到间隙中的模具的形式设置。该接合方法使得能够控制树脂已经被填充到间隙中时优选产生弹性力的位置。

第三方案的构件接合方法为第二方案的构件接合方法，其中，在所述填充过程中，所述熔化的树脂被填充到所述间隙中并且被填充到设置在所述抵接体中的空腔中；并且在所述分离过程中，所述抵接体从树脂部件分离，所述树脂部件沿着所述第一构件与所述第二构件之间的接合部连续地形成并且具有与所述空腔对应的形状。

第三方案的构件接合方法使得与将两个构件接合在一起同时地形成连接至所述两个构件的树脂部件。即，树脂部件能够被设置为诸如管的构件而没有设置额外的过程。

第四方案的构件接合方法为第二方案或第三方案的构件接合方法，其中，所述第一构件包括管状部。在所述布置过程中，构造所述抵接体的外抵接体布置在所述管状部的外周侧；并且在所述填充过程中，扩大所述管状部的直径，以便抵接所述外抵接体的内周部。

第四方案的构件接合方法被应用于将管状的第一构件和杆状的第二构件接合在一起。该接合方法使得能够设置围绕周向连续的树脂接合部，从而使得能够从接合部向构件给予一致的反作用力。相比于接合部围绕周向不连续的情况，这使得在树脂已经硬化之后能够提高接合强度。

第五方案的构件接合方法为第四方案的构件接合方法，其中，所述第一构件包括一个或多个连通路径，所述一个或多个连通路径使所述管状部的外周部侧与内周部侧彼此连通，并且所述一个或多个连通路径连接至所述间隙。在所述填充过程中，填充所述树脂使得所述树脂到达所述一个或多个连通路径。

当接合包括一个或多个连通路径的第一构件时应用第五方案的构件接合方法，所述一个或多个连通路径使第一构件的外周部侧与内周部侧彼此连通。第一构件中的一个或多个连通路径连接至间隙，使得填充到间隙中的树脂流入到一个或多个连通路径中。在该接合方法中，填充熔化的树脂以便到达一个或多个连通路径，由此使得能够查明树脂在间隙中的填充情况。

第六方案的构件接合方法为第五方案的构件接合方法，还包括在所述一个或多个连通路径的周围处、在所述第一构件的外周部上形成由多个沟槽构造的沟槽部的过程。在所述布置过程中，所述第一构件被所述抵接体抵接，使得所述一个或多个连通路径和所述沟槽部被覆盖，并且在所述填充过程中，填充所述树脂，以便穿过所述一个或多个连通路径而到达所述沟槽部。

当接合包括一个或多个连通路径以及沟槽部的第一构件时应用第六方案的构件接合方法，所述一个或多个连通路径使第一构件的外周部侧与内周部侧彼此连通，并且所述沟槽部在一个或多个连通路径的周围处形成在外周部上。第一构件的一个或多个连通路径连接至间隙，并且由多个沟槽构造的沟槽部在一个或多个连通路径的周围处形成在外周部上。第一构件被抵接体抵接，使得一个或多个连通路径和沟槽部被覆盖，并且树脂由此在已经填充间隙并且已经填充一个或多个连通路径之后进入沟槽部的连接至一个或多个连通路径的沟槽。在该接合方法中，填充熔化的树脂以便到达沟槽部，由此使得能够查明树脂在间隙中的填充情况。

第七方案的构件接合方法为第四方案至第六方案中任一项的构件接合方法，其中，在所述布置过程中，布置所述第二构件和所述外抵接体，以便在所述外抵接体与所述第二构件之间形成空间，所述空间的与所述间隙相邻并且注入有所述树脂的部分具有比所述间隙大的宽度；并且在所述填充过程中，所述树脂在填充到所述间隙中之前穿过所述空间。

在第七方案的构件接合方法中，空间的注入有树脂的部分具有比间隙大的宽度。在该接合方法中，树脂通过与间隙相邻的空间而被注入到间隙中，由此使得在树脂已经填充到空间中之后树脂能够通过空间被均匀地注入到间隙中。这使得压力能够被均匀地施加至第一构件和第二构件。

第八方案的构件接合方法为第二方案至第七方案中任一项的构件接合方法，其中，所述第二构件包括管状的轴部。在所述布置过程中，构造所述抵接体的内抵接体布置在所述轴部的内周侧；并且在所述填充过程中，减小所述轴部的直径，以便抵接所述内抵接体的外周部。

当将管状的第一构件和管状的第二构件接合在一起时应用第八方案的构件接合方法。该接合方法使得能够设置围绕周向连续的树脂接合部，从而使得能够从接合部向构件给予一致的反作用力。相比于接合部围绕周向不连续的情况，这使得在树脂已经硬化之后能够提高接合强度。而且，与第一构件一样，第二构件也能够经受弹性变形，使得能够进一步提高接合强度。

第九方案的构件接合方法为第一方案至第八方案中任一项的构件接合方法，还包括表面处理过程，其在所述布置过程之前执行，并且其中粗糙部形成在所述第一构件的表面的一部分处以及所述第二构件的表面的一部分处。在所述布置过程中，所述间隙布置在所述第一构件的所述粗糙部与所述第二构件的所述粗糙部彼此面对的部分处。

在第九方案的构件接合方法中，粗糙部分别形成在待接合的构件处，并且使两个构件的粗糙部彼此面对以形成间隙。在该接合方法中，熔化的树脂在已经进入粗糙部的状态下硬化，由此相比于没有形成粗糙部的情况使得能够提高沿两个构件能够裂开的方向的接合强度。

第十方案的构件接合装置包括抵接体，其抵接经受弹性变形的构件，所述构件为第一构件或者不同于所述第一构件的第二构件；保持机构，其布置所述第一构件和所述第二构件，使得在所述第一构件与所述第二构件之间设置有间隙，并且所述保持机构保持所述抵接体，以便抵接经受弹性变形的所述构件；以及填充机构，其将熔化的树脂填充到所述间隙中，并且所述填充机构向所述树脂施加压力，使得所述第一构件和所述第二构件中的至少一个经受弹性变形直到所述树脂已经硬化。

第十方案的构件接合装置包括抵接经受弹性变形的构件的抵接体，并且两个构件通过将融化的树脂从填充机构填充到由保持机构在第一构件与第二构件之间形成的间隙中而接合在一起。在该接合装置中，通过当将树脂填充到构件之间的间隙中时施加压力以便使至少一个构件变形而产生弹性力，并且维持所述压力直到所填充的树脂已经硬化。在硬化时树脂从至少一个构件接收弹性力。在该接合装置中，树脂由于从至少一个构件接收弹性力而产生朝向该构件的反作用力，使得能够确保接合强度。而且，在该接合装置中，当熔化的树脂被填充到间隙中时经受弹性变形的构件接触抵接体，由此使得能够控制在该构件中优选地产生弹性力的位置。

本公开使得在使用树脂将多个构件接合在一起的情况下能够确保接合强度。

附图说明

将基于以下附图详细地描述本发明的示例性实施例，其中：

图1A为根据第一示例性实施例的复合构件的立体图；

图1B为根据第一示例性实施例的复合构件的截面图(图1A的截面图)；

图2为根据第一示例性实施例的第一管和第二管的侧视图截面图；

图3为根据第一示例性实施例的布置在接合装置中的第一管和第二管的侧视图截面图；

图4为当树脂已经填充在根据第一示例性实施例的接合装置中时的根据第一示例性实施例的接合装置的侧视图截面图；

图5为说明用于根据第一示例性实施例的复合构件的制造过程的流程图；

图6为根据第一示例性实施例的复合构件的侧视图截面图；

图7A为根据第一示例性实施例的变型例1的复合构件的立体图；

图7B为根据第一示例性实施例的变型例1的复合构件的截面图(图7A的截面图)；

图8A为根据第一示例性实施例的变型例2的复合构件的立体图；

图8B为根据第一示例性实施例的变型例2的复合构件的截面图(图8A的截面图)；

图9A为根据第一示例性实施例的变型例3的接合装置的侧视图截面图；

图9B为根据第一示例性实施例的变型例3的已制造的复合构件的侧视图截面图；

图10A为根据第一示例性实施例的变型例4的接合装置的侧视图截面图；

图10B为根据第一示例性实施例的变型例4的已制造的复合构件的侧视图截面图；

图11A为根据第二示例性实施例的第一杆和第二杆的侧视图截面图；

图11B为根据第二示例性实施例的复合构件的侧视图截面图；

图12A为根据第三示例性实施例的复合构件的立体图；

图12B为根据第三示例性实施例的复合构件的截面图(图12A的截面图)；

图13为根据第三示例性实施例的复合构件的侧视图截面图；

图14A为当树脂已经填充在根据第四示例性实施例的接合装置中时的根据第四示例性实施例的接合装置的侧视图截面图；

图14B为根据第四示例性实施例的接合装置的放大图(对应于图14A中的区域X)，图示了连通路径和覆盖部的附近；

图15A为根据第四示例性实施例的复合构件的侧视图截面图；

图15B为根据第四示例性实施例的复合构件的管状部的平面图；

图15C为根据第四示例性实施例的复合构件的沟槽部的附近(图15B中的区域Y)的放大图；

图16A为作为根据另一个示例性实施例的复合构件的示例的复合构件的侧视图截面图；

图16B为作为根据另一个示例性实施例的复合构件的示例、沿图16A中的线F1-F1剖切的截面图；

图17A为作为根据另一个示例性实施例的复合构件的示例的复合构件的侧视图截面图；

图17B为作为根据另一个示例性实施例的复合构件的示例、沿图17A中的线F2-F2剖切的截面图；

图18A为作为根据另一个示例性实施例的复合构件的示例的复合构件的立体图；以及

图18B为作为根据另一个示例性实施例的复合构件的示例的复合构件的侧视图截面图。

具体实施方式

参照附图，接下来是关于根据本公开的示例性实施例的复合构件和制造装置及其制造方法的说明。

第一示例性实施例

复合构件

图1A图示了第一示例性实施例的复合构件10的外部视图。本示例性实施例的复合构件10例如被应用于配置在车辆的车厢的前部的仪表板加强件。本示例性实施例的复合构件10被构造为包括用作第一构件的管状的第一管12、用作第二构件的管状的第二管14以及设置在第一管12与第二管14之间的树脂部16。本示例性实施例的第一管12和第二管14由铝合金构造。如图1B所示，第二管14和第一管12在第二管14已经被***到第一管12中的状态下接合在一起。本示例性实施例的树脂部16相当于将第一管12和第二管14接合在一起的接合部。

如图1B和图2所示，第一管12包括细长圆管状的主体12A，以及与主体12A相邻并且具有比主体12A更大的外直径的圆管状的管状部20。管状部20的外周部22比主体12A的外周部更朝向径向外侧定位。管状部20的外周部22和主体12A的外周部通过锥形面12B连接，使得没有形成台阶。注意到的是，管状部20的外直径可以与主体12A的外直径相同。而且，管状部20的内周部24比主体12A的内周部更朝向径向外侧定位。直径从管状部20的内周部24朝向主体12A的内周部逐渐变小，并且与内周部24相邻的减小的直径部形成用于第二管14的***部26。***部26的内直径略大于第二管14的后述的轴部40的外直径。内周部24形成有由沟槽构造的多个粗糙部24A，所述沟槽围绕内周部24的周向延伸并且沿着内周部24的轴向布置。

第二管14包括细长圆管状的主体14A以及与主体14A相邻并且具有与主体14A相同的直径的圆管状的轴部40。即，本示例性实施例的第二管14为具有一致的外直径的管。第二管14的外直径小于管状部20的内直径。当第二管14已经被***到第一管12中时，间隙30形成在管状部20的内周部24与轴部40的外周部42之间(参见图3)。轴部40的外周部42形成有由沟槽构造的多个粗糙部42A，所述沟槽围绕外周部42的周向延伸并且沿着外周部42的轴向布置。粗糙部42A隔着间隙30面向粗糙部24A。

如图1B所示，树脂部16构造为包括配置在内周部24与外周部42之间的间隙30中的压力接收部16A，以及与压力接收部16A相邻并且具有比压力接收部16A更大的径向厚度的环状的圆环部16B。通过将熔化的树脂R填充到间隙30和后述的空间32中而形成树脂部16。诸如聚酰胺(PA)或者聚苯硫醚(PPS)的热塑性树脂被选为构造树脂部16的树脂R。

接合装置

图3图示了在复合构件10的制造中采用的接合装置50。本示例性实施例的接合装置50构造为包括用作外抵接体的模具52、用作内抵接体的***件58、保持机构60以及填充机构62。

模具52包括从下方保持第一管12和第二管14的下模具54，以及从上方保持第一管12和第二管14的上模具56。下模具54和上模具56分别包括容纳第一管12和第二管14的半圆形管状的空腔。接下来的说明描述了处于上模具56和下模具54从上方和下方彼此配合的状态下的模具52。

模具52包括第一抵接部52A和第二抵接部52B，所述第一抵接部52A抵接管状部20的外周部22的一个轴向端(第一管12的锥形面12B)，所述第二抵接部52B抵接管状部20的外周部22的另一个轴向端(第一管12的端部的外周面)。模具52还包括凹槽52C，所述凹槽52C在第一抵接部52A与第二抵接部52B之间朝向径向外侧凹陷。

在本示例性实施例中，在后述的填充过程中，当第一管12已经变形时，形成管状部20的外周部22以便抵接凹槽52C的内周面(参见图4)。注意到的是，作为管状部20的外周部22与凹槽52C的内周面之间的距离的空隙CL1被设定在管状部20中产生弹性力时的管状部20的变形量范围内，并且优选地设定在管状部20的弹性变形量范围内。即，虽然本示例性实施例中的第一管12的变形原则上为弹性变形，但只要产生弹性力则可以伴随少量的塑性变形。

模具52还包括抵接第二管14(主体14A)的外周部的第三抵接部52D。第二抵接部52B和第三抵接部52D沿轴向彼此分开，并且第三抵接部52D定位在第二抵接部52B的径向内侧。当第一管12和第二管14已经布置在模具52中时，在由管状部20的端面、模具52的横跨在第二抵接部52B与第三抵接部52D之间的连接部以及主体14A的外周部环绕的区域中形成空间32。

与空间32连通的浇道56A设置在上模具56中。从填充机构62排出的树脂R在熔化的状态下通过浇道56A而流入。注意到的是，设定用于将树脂R注入到空间32中的浇道的地点不限于上模具56。例如，这样的浇道可以被设置到下模具54，或者可以沿着下模具54与上模具56之间的分型线设置。

***件58为具有略小于第二管14(内周部44)的内直径的外直径的杆状构件。在本示例性实施例中，在后述的填充过程期间，当第二管14变形时，***件58形成为使得轴部40的内周部44抵接***件58的外周面(参见图4)。注意到的是，作为轴部40的内周部44与***件58的外周面之间的距离的空隙CL2被设定在轴部40中产生弹性力时的轴部40的变形量范围内，并且优选地被设定在轴部40的弹性变形量的范围内。即，虽然本示例性实施例中的第二管14的变形原则上为弹性变形，但只要产生弹性力则可以伴随少量的塑性变形。

保持机构60构造为包括保持下模具54的固定板60A、保持上模具56的移动板、使移动板移动的第一驱动装置以及驱动***件58的第二驱动装置。在后述的布置过程中，本示例性实施例的保持机构60布置第一管12、第二管14、模具52以及***件58，使得这些构件采取预定的布置关系。

在上述的“预定的布置关系”中，间隙30形成在管状部20的内周部24与轴部40的外周部42之间，而空间32形成在由管状部20、本体14A以及模具52环绕的部分处。注意到的是，空间32的径向高度H2大于间隙30的径向高度H1。空间32的高度H2优选至少为间隙30的高度H1的三倍。而且，空间32的容积也优选大于间隙30的容积。在“预定的布置关系”中，熔化的树脂R从间隙30填充至空间32。

填充机构62为将熔化的树脂R填充到空间32和间隙30中的注射成型装置。当将熔化的树脂R填充到管状部20的内周部24与轴部40的外周部42之间的间隙30中时，本示例性实施例的填充机构62能够使第一管12的管状部20和第二管14的轴部40压力变形。

制造方法

接下来通过说明根据本示例性实施例的接合方法对关于复合构件10的制造方法进行说明。如图5所示，本示例性实施例的复合构件10在制造期间经历表面处理过程、布置过程、填充过程、压力维持过程、分离过程以及精加工过程。

首先，为了将第一管12和第二管14接合在一起，以预定的形状准备第一管12(步骤S10)，并且以预定的形状准备第二管14(步骤S11)。通过将由挤压出的铝合金材料构造的管切割为预定的长度，并且对管进行机加工等以形成预定的形状，形成第一管12。第二管14也通过将由挤压出的铝合金材料切割为预定的长度而以其预定的形状形成。

在表面处理过程中，第一管12和第二管14经受表面粗加工。具体地，第一管12形成有粗糙部24A，所述粗糙部24A通过在管状部20的内周部24的表面上执行激光处理而由周向沟槽构造(步骤S12)。第二管14形成有粗糙部42A，所述粗糙部42A通过在轴部40的外周部42的表面上执行激光处理而由周向沟槽构造(步骤S13)。

在布置过程中，将第一管12和第二管14布置在接合装置50的模具52中(步骤S14)。具体地，工作人员将第二管14***到第一管12中，并且在该***状态下将第一管12和第二管14布置在下模具54上。接下来，保持机构60致动第一驱动装置以使上模具56下降并且使上模具56与下模具54配合(参见图3)。保持机构60的第二驱动装置也致动以将***件58从第一管12侧***到第二管14(轴部40)的内周部44中。

上述布置过程以预定的布置关系布置第一管12、第二管14、模具52以及***件58。间隙30由此形成在管状部20的内周部24与轴部40的外周部42之间，并且空间32形成在由管状部20、主体14A以及模具52环绕的部分处(参见图3)。

在填充过程中，熔化的树脂R被填充到在布置过程中形成的间隙30和空间32中(步骤S15)。首先，在填充机构62中已经被加热至熔化状态的树脂R在加压状态(例如以30MPa)下被排出。熔化的树脂R通过浇道56A流入到模具52中，并且随后流入到空间32中。注意到的是，由于树脂R具有比水或油高的粘度，所以树脂R填充空间32的内部但不立即流入到具有比空间32小的径向高度的间隙30中。在树脂R已经填充空间32之后，树脂R流入到相邻的间隙30中并且填充相邻的间隙30。注意到的是，随着树脂R流入，间隙30和空间32内的气体通过第一管12和第二管14彼此接触的部分(例如，***部26)而被排出。

即使在树脂R已经被填充到空间32和间隙30中后，填充机构62也维持在树脂R上的压力。这使经受该压力的第一管12和第二管14变形，并且在经受该压力的第一管12和第二管14中产生弹性力。注意到的是，虽然在第一管12的管状部20中出现朝向径向外侧的力，但外周部22的两个轴向端分别由模具52的第一抵接部52A和第二抵接部52B支撑。因此，管状部20的轴向中央部在轴向中央部朝向径向外侧膨胀的状态下抵接模具52的凹槽52C。而且，在第二管14中，在轴部40中出现朝向径向内侧的力，使得轴部40以轴部40的主体14A侧的基部为起点朝向径向内侧变形。轴部40的内周部44因此抵接***件58(参见图4)。

在压力维持过程中，维持已经被填充到空间32和间隙30中的树脂R上的压力，直到树脂R硬化(步骤S16)。注意到的是，树脂R通过将热驱散到第一管12、第二管14以及模具52中而冷却和硬化。注意到的是，为了促进硬化，可以通过在模具52内部循环冷却剂液体而加强冷却。当从模具52移去第一管12和第二管14时，以使树脂R以相对于第一管12和第二管14产生反应力的程度硬化就足够了。一旦树脂R已经硬化，则在第一管12与第二管14之间形成树脂部16。即，第一管12和第二管14通过树脂部16而接合在一起。

在压力维持过程中，从树脂R施加至第一管12和第二管14的压力伴随着树脂R的硬化而减小，并且已经朝向径向外侧变形的管状部20和已经朝向径向内侧变形的轴部40由于弹性力而试图回到它们的原始状态。因此，当树脂R已经硬化时，压力(弹性力)从管状部20和轴部40作用在树脂部16的压力接收部16A上。

在分离过程中，第一管12和第二管14在接合状态下从模具52分离(步骤S17)。具体地，接合装置50的保持机构60的第二驱动装置被致动，以将***件58从第二管14(轴部40)的内周部44拉出，并且保持机构60的第一驱动装置被致动以分离模具52。工作人员随后在接合状态下将第一管12和第二管14从模具52移去。

在精加工过程中，当树脂R在浇道56A中已经硬化时出现的过剩部通过执行所谓的“浇道切割”而被切掉。如果在模具52的分型线处的树脂R中出现毛刺，则工作人员或者使用机器或者用手将毛刺去除(步骤S18)。通过经历上述过程而完成复合构件10。

第一示例性实施例的总结

第一示例性实施例的复合构件10的接合方法和接合装置能够总结如下。

在本示例性实施例的接合方法中，熔化的树脂R被填充到第一管12与第二管14之间的间隙30中以将两个构件接合在一起。注意到的是，在本示例性实施例的复合构件10中，形成构造间隙30的管状部20和轴部40二者，以便能够沿径向变形。而且，在本示例性实施例的接合方法中，填充间隙30的树脂R在填充过程中被施加压力，以便使管状部20和轴部40变形，并且维持所述压力直到填充的树脂R在压力维持过程中已经硬化。

直到树脂R硬化，由于管状部20和轴部40中的抵抗作为外力的来自树脂R的压力(沿图4中的箭头的方向的力)的弹性力而产生反作用力。然而，当树脂R已经硬化并且形成树脂部16时，来自树脂R的压力不再作用在管状部20和轴部40上，并且相反地树脂部16的压力接收部16A由于管状部20和轴部40的弹性力而接收外力(沿图6中的箭头的方向的力)。

注意到的是，作为伴随树脂R的硬化的收缩的结果，可能出现朝向树脂R的内部的内应力。该内应力沿使树脂部16从管状部20和轴部40分离的方向作用。在本示例性实施例中，从管状部20和轴部40接收的弹性力如上所述地产生从树脂部16朝向管状部20和轴部40的反作用力，由此使得能够确保接合强度。

而且，当熔化的树脂R被填充到间隙30中时，本示例性实施例设置有抵接变形的构件的抵接体。更具体地，接合装置50包括用作抵接第一管12的变形的管状部20的外抵接体的模具52，并且还包括用作抵接第二管14的变形的轴部40的内抵接体的***件58。注意到的是，本示例性实施例的模具52还具有作为用于将树脂R填充到间隙30和空间32中的模具的作用。

在本示例性实施例中，由于设置作为抵接体的模具52和***件58而获得以下特征。即，当熔化的树脂R已经被填充到间隙30中时，本示例性实施例使得能够控制在第一管12和第二管14中产生弹性力的优选位置。如果第一管12的端部和第二管14的端部没有抵接抵接体，由于第一管12的端部或者第二管14的端部的变形将会存在填充间隙30的树脂R泄漏的可能性。如果树脂R泄漏，则不再可能维持为了使第一管12和第二管14变形所需的压力。而且，在这样的情况下，第一管12和第二管14的变形量将朝向它们各自的端部逐渐增加，结果是由树脂部16接收的弹性力沿着轴向将不一致。相比之下，在本示例性实施例中，通过控制在第一管12和第二管14中产生弹性力的优选位置，能够抑制树脂R在填充期间的泄漏，能够使得由树脂部16接收的弹性力一致。

而且，在本示例性实施例中，当将熔化的树脂R填充到间隙30中时能够抑制第一管12和第二管14的塑性变形，由此使得在树脂R已经硬化之后能够确保从第一管12和第二管14接收的弹性力。而且，如果第二管14的轴部40是薄的，则可能存在轴部40被来自树脂R的压力压碎的可能性。然而，在本示例性实施例中，***件58被***到第二管14中，由此使得能够抑制轴部40被来自树脂R的压力压碎。

而且，在本示例性实施例中，第一管12由模具52保持，并且第二管14由第一管12和模具52保持，直到树脂R硬化。更具体地，在第一管12中，管状部20的一个轴向端侧由模具52的第一抵接部52A保持，并且管状部20的另一个轴向端侧由模具52的第二抵接部52B保持。而且，在第二管14中，轴部40的轴向端部由第一管12的***部26保持，并且主体14A由模具52的第三抵接部52D保持。

以这种方式，在不妨碍相应的构件的变形的位置执行第一管12和第二管14的定位。这由此当将构件接合在一起时使得能够可靠地执行定位，能够使接合精确。

而且，本示例性实施例的接合方法非常适于将诸如第一管12和第二管14的管状构件接合在一起。在本示例性实施例中，管状的第一管12和管状的第二管14接合在一起，使得环状的间隙30能够设置在复合构件10中。即，这使得能够设置构造围绕周向连续的接合部的树脂部16。本示例性实施例使得一致的反作用力从树脂部16被给予第一管12和第二管14，由此相比于树脂部16围绕周向不连续的情况，在树脂R已经硬化之后能够提高接合强度。

在第二管14由管状的管构造的情况下，能够通过第二管14以及第一管12的变形而产生弹性力。这由此在树脂R已经硬化之后能够使各构件之间的接合强度被进一步提高。

在本示例性实施例中形成的空间32的注入树脂R的部分的宽度(图3中的高度H2)大于间隙30的注入树脂R的部分的宽度(图3中的高度H1)。由于该特征，在已经填充空间32之后树脂R被注入到间隙30中。即，在树脂R已经填充空间32之后，本示例性实施例使树脂R能够从空间32被均匀地注入到间隙30中。

当开始通过间隙30的一部分填充树脂R时，可能出现由于树脂R的压力而产生的不均匀的内应力。间隙30中的不均匀的内应力可能引起接合在一起时的第一管12和第二管14的变形。相比之下，在本示例性实施例中，树脂R从空间32被均匀地注入到间隙30中，使得不太容易发生由于树脂R的压力而产生的不均匀的内应力，并且不容易发生第一管12和第二管14的变形。

在本示例性实施例的接合方法中，管状部20的内周部24和轴部40的外周部42在表面处理过程中分别形成有粗糙部24A和粗糙部42A。在本示例性实施例的复合构件10中，粗糙部24A和粗糙部42A跨过间隙30而彼此面对。而且，在熔化的树脂R已经进入粗糙部24A和粗糙部42A以形成树脂部16的情况下熔化的树脂R在间隙30中硬化。因此，第一管12在粗糙部24A处锚固至树脂部16，并且第二管14在粗糙部42A处锚固至树脂部16。因此，在本示例性实施例中，相比于没有形成粗糙部24A和粗糙部42A的情况，抑制了第一管12和第二管14沿轴向裂开。即，这使得能够提高接合强度。

如上所注意到的是，虽然本示例性实施例的粗糙部24A和粗糙部42A通过激光加工而形成为围绕周向延伸的沟槽，但针对粗糙部24A和粗糙部42A的表面粗糙化采用的方法并不限于激光加工，只要能够抑制第二管14沿轴向脱离即可。例如，粗糙部24A和粗糙部42A可以由通过诸如机械切割或滚压的机加工的表面粗糙化而形成，或者通过化学蚀刻而形成。像加工的另一个示例那样，可以采用诸如粘合至树脂和金属二者的粘合底漆的物质。

在本示例性实施例的复合构件10中，铝合金的第一管12和铝合金的第二管14接合在一起。虽然，在本示例性实施例中由彼此相同的金属类型制成的构件接合在一起，但并不存在对此的限制，并且可以将由彼此不同的金属制成的构件接合在一起。例如，含铁的第二管14可以被接合至铝合金的第一管12。以这种方式，本示例性实施例的接合方法和接合装置使得不适于焊接的金属能够接合在一起。

虽然在本示例性实施例的接合方法的填充过程中采用了注射成型方法，但可以采用其他方法，只要使用模具52填充树脂R即可。例如，可以采用BMC成型方法、转送成型方法等填充树脂R。

如上所述，由于压力接收部16A从第一管12和第二管14接收弹性力，所以本示例性实施例的树脂部16确保了接合强度。因此不需要具有粘合特性的树脂R。注意到的是，在像现有技术那样采用树脂粘合剂的接合方法的情况下，用于接合的树脂粘合剂粘附至模具和定位夹具，使得每当构件接合在一起时需要从模具和定位夹具去除粘附的树脂粘合剂。相比之下，在本示例性实施例中，不需要采用像构造树脂部16那样的具有粘合特性的树脂。因此，每次执行接合时不会弄脏模具52或者需要清洁。这相比于现有技术导致出色的生产能力。

而且，虽然在本示例性实施例中采用的树脂R为热塑性树脂，但对此并不存在限定，并且可以采用热固性树脂。注意到的是，热固性树脂不容易分解并且一旦硬化难以重复利用。因此，考虑到复合构件10的重复利用性，对于树脂R期望使用热塑性树脂。

复合构件的变型例

接下来的是本示例性实施例的复合构件10的变型例。注意到的是，具有与本示例性实施例相同的功能的构造被分配有相同的附图标记，并且省略其详细说明。

变型例1是将矩形的管接合在一起的示例。如图7A所示，变型例1的第一管12包括细长矩形管状的主体12A，以及与主体12A相邻并且具有与主体12A相同的直径的矩形管状的管状部20。第二管14包括细长矩形管状的主体14A，以及与主体14A相邻并且具有与主体14A相同的直径的矩形管状的轴部40。如图7B所示，变型例1的树脂部16形成为矩形管状。

在变型例1的复合构件10的制造中采用包括模具52和矩形柱状的***件58的接合装置50，所述模具52具有与第一管12和第二管14对应的矩形空腔。变型例1展现了与本示例性实施例的作用和有益效果类似的作用和有益效果。

变型例2为将圆形的管和支架接合在一起的示例。如图8A所示，在变型例2的复合构件110中，细长支架18被连接至第一管12。细长支架18由铝合金制成，并且一体地形成至第一管12。细长支架18在第一管12的相对侧的端部设置有凸缘18A。如图8B所示，在变型例2的复合构件110中，与本示例性实施例类似地，第一管12和第二管14通过树脂部16而接合在一起。

在变型例2的复合构件110的制造中采用的模具52包括具有与第一管12、细长支架18以及第二管14对应的形状的空腔。变型例2也展现了与本示例性实施例的作用和有益效果类似的作用和有益效果。

接合装置的变型例

接下来的是本示例性实施例的接合装置50的变型例。注意到的是，具有与本示例性实施例相同的功能的构造被分配有相同的附图标记，并且省略其详细说明。从图9A和图10A中的图示省略保持机构60和填充机构62。

在变型例3的接合装置250中，***件58在形状上不同于本示例性实施例中的形状。如图9A所示，变型例3的***件58包括***到第二管14中的圆柱状的突出部58A、在突出部58A的基部中形成在突出部58A周围的环形的凹槽58B以及形成在凹槽58B的外周的环形的凸起58C。变型例3的复合构件10的第一管12未设置有用于***到第二管14(轴部40)中的***部。因此，在变型例3中，通过将第二管14***到凹槽58B中而执行定位。

在变型例3中，间隙30被凸起58C封闭，使得在填充过程期间压力能够被施加至树脂R。由此形成图9B所示的复合构件10。变型例3也展现了与本示例性实施例的作用和有益效果类似的作用和有益效果。

在变型例4的接合装置350中，模具52在形状上不同于本示例性实施例中的形状。如图10A所示，变型例4的模具52包括抵接第二管14(主体14A)的外周部的第三抵接部52D，以及与第三抵接部52D相邻形成的环形的环状沟槽52E。变型例4的***件58包括***到第二管14中的圆柱状的突出部58A。在变型例4中，能够在***件58的突出部58A的基部58D处执行第一管12的定位。而且，在变型例4中，当已经布置第一管12和第二管14时，由环状沟槽52E、管状部20的端面以及主体14A的外周部环绕的区域形成空间32。与空间32连通的浇道穿过变型例4的模具52的侧部而形成。

不同于本示例性实施例，变型例4的模具52没有包括当管状部20已经变形时抵接外周部22的部位。然而，当在填充过程中填充熔化的树脂R时，对压力进行管理以便能够维持管状部20的弹性力，使得能够形成如图10B所示的复合构件10。变型例4的作用和有益效果与本示例性实施例的作用和效果大致相同。

第二示例性实施例

第二示例性实施例为通过将实心构件接合在一起而形成的复合构件的示例。具有与第一示例性实施例相同的功能的构造被分配有相同的附图标记，并且省略其详细说明。

如图11A和图11B所示，本示例性实施例的复合构件410构造为包括用作第一构件的杆状的第一杆412，以及用作第二构件的杆状的第二杆414。第一杆412包括细长的实心主体412A，以及与实心主体412A相邻并且具有比实心主体412A大的外径的圆管状的管状部20。第二杆414包括细长的实心主体414A，以及与主体414A相邻并且具有与主体414A相同的直径的实心轴部440。由于本示例性实施例的轴部440为实心的，所以接合装置50不需要在第一示例性实施例中被***到轴部40中的***件58。

在本示例性实施例的复合构件410中，树脂R被填充到第一杆412与第二杆414之间的间隙30中，形成树脂部16，如图11B所示。在本示例性实施例中，轴部440没有沿径向变形。因此，树脂部16的压力接收部16A只从第一杆412的管状部20接收弹性力。

如上所述地构造的本示例性实施例也展现了与第一示例性实施例的作用和有益效果类似的作用和有益效果。

第三示例性实施例

第三示例性实施例为在将管构件接合在一起的同时一体地形成树脂部件的示例。具有与第一示例性实施例相同的功能的构造被分配有相同的附图标记，并且省略其详细说明。

如图12A所示，本示例性实施例的复合构件510构造为包括第一管12、第二管14、树脂部16以及作为形成至第二管14的外周部的树脂部件的支架17。如图12B和图13所示，支架17形成为与树脂部16的环形部16B连续。

图13图示了本示例性实施例的接合装置550。注意到的是，从图13中的图示省略了保持机构60以及填充机构62。

如图13所示，本示例性实施例的接合装置550的模具52设置有具有与支架17对应的形状的空腔52F。在本示例性实施例中，当第一管12和第二管14已经被布置在模具52中时，间隙30与空腔52F之间的区域形成空间32。在本示例性实施例的模具52中，树脂R通过与空间32连通的浇道56A而被注入，并且树脂R还通过与空腔52F连通的另一个浇道而被注入。

除了第一示例性实施例的有益效果，本示例性实施例也展现了如下的有益效果。即，本示例性实施例使得在将两个构件接合在一起的同时能够形成连接至两个构件的树脂部件。即，树脂部件能够被设置至诸如管的构件而没有设置额外的过程。

注意到的是，虽然在本示例性实施例的第二管14处，粗糙部42A形成在与间隙30和空间32对应的部分，但并不存在对此的限定，并且粗糙部42A可以形成到对应于空腔52F的部分为止。这由此使得支架17与第二管14的接合强度能够被提高。

第四示例性实施例

第四示例性实施例为能够核实树脂在间隙中的填充状态的复合构件和接合装置的示例。具有与第一示例性实施例相同的功能的构造被分配有相同的附图标记，并且省略其详细说明。

如图14A所示，本示例性实施例的复合构件10包括连通路径28，所述连通路径28使第一管12的管状部20的外周部22侧和内周部24侧彼此连通，并且连通路径28与间隙30连接并连通。由多个沟槽29A构造的沟槽部29在连通路径28的周围处形成在管状部20的外周部22上。构造沟槽部29的相应的多个沟槽29A部分地沿着外周部22的周向形成，并且一些沟槽29A的周向侧与连通路径28连接(连通)。作为示例，沟槽29A分别具有0.1mm的宽度，0.2mm的深度以及0.2mm的相邻的沟槽29A之间的槽距。

如图14B所示，模具52形成有覆盖部52G，所述覆盖部52G在与连通路径28和沟槽部29相对的位置处从凹槽52C朝向径向内侧突出。当第一管12已经被布置在模具52中时，覆盖部52G的径向内侧面部分地覆盖连通路径28和沟槽部29。

类似于第一示例性实施例，本示例性实施例的复合构件10通过经历表面处理过程、布置过程、填充过程、压力维持过程、分离过程以及精加工过程而制造。以下仅关于已经被添加至第一示例性实施例的过程的要素进行说明。

在将粗糙部24A形成到第一管12之后(或之前)形成沟槽部29的过程被添加至表面处理过程。具体地，管状部20的外周部22经受激光加工以形成由多个沟槽29A构造的沟槽部29。注意到的是，沟槽部29可以在形成连通路径28之前形成，或者可以在形成连通路径28之后形成。

在布置过程中，第一管12和第二管14被布置在接合装置50的模具52中。当这样执行时，操作人员沿周向执行对齐，使得覆盖部52G覆盖连通路径28和沟槽部29。

在填充过程中，熔化的树脂R填充空间32和间隙30，以便到达连通路径28和沟槽部29。注意到的是，当已经被填充到连通路径28的树脂R从连通路径28溢出时，树脂R流入到连接至连通路径28的沟槽29A中。当树脂R从沟槽29A溢出时，树脂R可能薄薄地跨过沟槽部29的表面而扩散(参见图15C)。

在图15A中图示的复合构件10通过经受每个上述过程而形成。

除了第一示例性实施例的有益效果以外，本示例性实施例还展现了以下有益效果。即，在本示例性实施例的接合方法中，由于第一管12的连通路径28连接至间隙30，所以当树脂R在填充过程中已经填充间隙30时，树脂R随后流入到连通路径28中。因此，当树脂R已经被填充直到其到达连通路径28时，通过检查完成的复合构件10的连通路径28而能够查明树脂R在间隙30中的填充状态。

而且，在本示例性实施例的复合构件10中，除了连通路径28以外，由多个沟槽29A构造的沟槽部29也形成在连通路径28的周围。如图15B所示，连通路径28连接至沟槽部29的一些沟槽29A。在填充过程期间，第一管12抵接模具52，使得覆盖部52G覆盖连通路径28和沟槽部29。因此，在本示例性实施例中，已经填充间隙30和连通路径28的树脂R随后从连通路径28泄漏到沟槽29A中。

在上述的本示例性实施例中，当树脂R已经被填充直到其到达沟槽部29时，通过检查完成的复合构件10的第一管的表面而能够查明树脂R在间隙30中的填充情况。注意到的是，当使用沟槽部29来核实树脂R的填充情况时，如图15C所示，通过眼睛能够核实平面图中的树脂R的分布情况，并且操作人员因此容易查明。即使在树脂R尚未进入沟槽部29的情况下，也能够如上所述地通过检查连通路径28来核实树脂R的填充状态。本示例性实施例能够实现制造的复合构件10中的第一管12与第二管14之间的接合的更容易的质量控制。

注意到的是，在本示例性实施例中，不存在将单个的连通路径28形成到第一管12的限制，并且多个连通路径可以围绕周向形成。而且，虽然在本示例性实施例中形成沟槽部29的沟槽29A以便沿周向延伸，但不存在对此的限制，沟槽29A可以形成为以连通路径28为中心的放射样式。

其他示例性实施例

除了上述的各个示例性实施例以外，接下来的示例性实施例也可以应用在本公开中。注意到的是，具有与第一示例性实施例相同的功能的构造被分配有相同的附图标记，并且省略其详细说明。

例如，如图16A所示，复合构件610可以由第一管612和第二管14形成，所述第一管612包括围绕周向被分割为三部分的大致圆形管状的管状部620。管状部620被沿轴向延伸的三个凹口622围绕周向分割为三部分。注意到的是，存在多个凹口622和部分是足够的，并且不限于三个。即使管状部620被分割，但树脂部616依然能够形成为包围第二管14的轴部40的接合部。特别地，在管状部620厚的情况下，其弹性变形量能够通过调整凹口622的宽度和数量而被调整。第一管612和第二管14在树脂R的填充期间变形，如图16B所示，使得弹性力能够施加至由硬化的树脂R构造的树脂部616。

作为另一个示例，如图17A所示，复合构件710可以由第一管712和第二管714形成，所述第一管712包括围绕周向被分割为三部分的大致三角形管状的管状部720，所述第二管714包括大致三角形管状的轴部740。管状部720被三个凹口722围绕周向分割为三个部分，所述三个凹口722在大致三角形管状的拐角处沿轴向延伸。注意到的是，存在三个凹口722和部分是足够的，并且不限于三个。即使管状部720不是圆管状并且被分割，但树脂部716依然能够形成为包围第二管714的轴部740的接合部。特别地，在管状部720厚的情况下，其弹性变形量能够通过调整凹口722的宽度、数量以及位置而被调整。第一管712和第二管714在树脂R的填充期间变形，如图17B所示，使得弹性力能够施加至由硬化的树脂R构造的树脂部716。

虽然用作第一构件的第一管12和用作第二构件的第二管14二者在第一示例性实施例中变形，并且只有用作第一构件的第一杆412在上述第二示例性实施例中变形，但并不存在对此的限制。本公开的方法可以应用在仅使***到第一构件中的第二构件变形的情况中。例如，如图18A所示，复合构件810可以由在树脂R的填充压力下没有变形的外部件812(第一构件)，以及内管814(第二构件)形成。如图18B所示，由硬化的树脂R构造的树脂部816虽然只从内管814被施加有弹性力，但能够确保接合强度。

补充说明

上述各示例性实施例可以结合应用。例如，第三示例性实施例的树脂部件可以形成有第二示例性实施例的实心的复合构件。作为另一个示例，第四示例性实施例的连通路径和沟槽部可以被应用于第三示例性实施例的复合构件。

虽然当将金属构件接合在一起时应用了根据各示例性实施例的接合方法，但可以应用于其他构件，只要在填充过程中维持构件的弹性力。例如，在填充过程中降低树脂R的压力使得能够应用于诸如树脂和木材的非金属构件的接合。

除了像在以上各示例性实施例中描述的那样将管接合在一起以及将管接合至杆构件以外，本公开的方法也可以应用于将管和杆构件以外的部件接合在一起，只要另一个构件被***到一个构件中。特别地，由于本公开的方法能够确保接合强度，所以本公开良好地适用于接合需要考虑强度和振动的车辆构件。例如，可以应用于诸如仪表板加强件或者座椅框架的结构构件，或者诸如进气管的管。