CN101448618A - 金属与树脂的复合体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供金属与树脂的复合体及其制造方法，是将金属形状物与热塑性树脂形状物利用注射成形一体化地接合(注射接合)的复合体，实现了热塑性树脂形状物相对于金属形状物的垂直精度的提高。金属与树脂的复合体(40)由金属形状物(20)、利用注射成形与该金属形状物(20)的一方的面一体化接合的热塑性树脂形状物构成。热塑性树脂形状物具备底座(42)、从该底座(42)上竖立设置的凸台部(41)。设有横浇道(43)，其经由2个以上的直浇口与底座(42)连通，将从浇口(45)注射的熔融了的热塑性树脂流入凸台部(41)，从所述浇口(47)向凸台部(41)的相面对的部位大致均等地流入、填充从浇口(45)注射的所述热塑性树脂。由此就可以将凸台部(41)与金属形状物(20)垂直地注射接合。

Description

金属与树脂的复合体及其制造方法

技术领域

本发明涉及电子机器的框体、家电机器的框体、结构用部件、机械部件等中所用的将金属形状物与具有立设成形体的热塑性树脂形状物一体化地接合了的金属与树脂的复合体及其制造方法。更具体而言涉及如下的金属与树脂的复合体及其制造方法，即，在利用各种机械加工制作的金属形状物上，利用注射成形牢固地一体化接合具有立设成形体的热塑性树脂形状物，并且实现了立设成形体相对于金属形状物的垂直精度的提高。

背景技术

在汽车、家电产品、工业机器等的部件制造等广泛的领域中，要求将金属与树脂一体化的技术，因此开发出多种胶粘剂。其中有非常优良的胶粘剂。常温下或利用加热发挥功能的胶粘剂被用于将金属与合成树脂一体化的接合中，上述方法在当前属于一般性技术。

但是，一直以来不断研究是否有不使用胶粘剂的更为合理的接合方法。作为不夹设胶粘剂而将高强度的工程树脂与镁、铝或属于其合金的轻金属类、不锈钢等铁系金属类一体化的方法，例如有本发明人等开发的将金属形状物插入模具并向其注射热塑性树脂而将两者一体化地接合的方法(以下称作“注射接合”法。)。该“注射接合”法是本发明人等通过长年的研究开发的方法，其内容已经公开(例如，参照专利文献1)。

另外，还已知如下的方法，即：使用特殊有机化合物在金属形状物上进行有机镀金而将表面用有机质相覆盖，将其插入注射成形模具后将热塑性树脂注射接合的方法(例如，参照专利文献2)。

另外，还已知如下的方法，即：在对铝合金施加了阳极氧化方法之后，插入模具并热冲压热塑性树脂以将树脂与铝合金接合的方法(例如，参照专利文献3)。

本发明人等开发的“注射接合”法中，按照如下的程度将利用注射接合将PBT树脂或PPS树脂与铝合金一体化后的材料牢固地接合，即：如果要使之断裂则需要19.6～29.4MPa(200～300Kgf/cm2)的剪切力。由此，可以期待将该“注射接合”法应用于各种机器、各种部件的制造等各种各样的领域中。所以，本发明人等尝试利用“注射接合”法将多种多样的部件、产品一体化而制造。其结果是，如果利用以往的树脂成形的技术来注射接合，则有可能会出现问题。在与金属形状物一体化的热塑性树脂的形状中，有凸台、凸棱等各种形状。例如，在板状底盘上设有紧固螺钉用的开孔凸台的情况下，如果一边将铝合金形状物插入模具而作为底盘部使用，一边将凸台注射成形，则会产生凸台必然朝向有浇口痕迹方向倾斜的问题。如果上述紧固螺钉凸台被垂直地立设，则在组装后的构件中有可能产生问题。另外，在凸棱的注射接合中也会产生相同的问题。

对于在利用以往技术注射接合的情况下产生的问题，基于图17、18更具体地进行说明。

图17是以往技术中在铝合金片(金属形状物)20上注射接合了具有凸台部、底座等的热塑性树脂形状体的复合体100的立体图，图18是复合体100的主视图，是示意性地表示在凸台部101的垂直精度中产生了误差的说明图。

买入市售的1mm厚的A5052铝合金板，并且将其切割为多个40mm×60mm的长方形片。用不锈钢丝捆好并将其浸渍于熔融聚氯乙烯树脂中，制作完全地被聚氯乙烯树脂覆盖了的浸渍夹具，在上述树脂中收容了多片先前的铝合金片。

将溶解了15％市售的铝用脱脂剂的水溶液收容于脱脂槽中，设为70℃，向其中浸渍收容有铝合金片的浸渍夹具并浸渍5分钟，然后浸渍于水洗槽中清洗。接下来在收容有1％盐酸水溶液并设为40℃的预备酸洗槽中浸渍1分钟，浸渍在其他水洗槽中清洗。

接下来在收容有1％氢氧化钠水溶液并设为40℃的碱性腐蚀槽中浸渍1分钟，在其他水洗槽中浸渍、清洗。然后在收容有1％盐酸水溶液并设为40℃的中和槽中浸渍1分钟，在其他水洗槽中浸渍、清洗。其后，在收容有4％浓度的一水合肼水溶液并设为60℃的正式处理槽中浸渍1分钟，在其他水洗槽中浸渍、清洗。仍以浸渍夹具的状态放入温风干燥机，在40℃下放置15分钟，在60℃下放置5分钟而干燥。从浸渍夹具中取出铝合金片，包在铝箔中保管。

将如图17所示的复合体100作为利用注射接合成形的材料制作了模具。向加热为140℃的模具中，插入实施了所述的浸渍处理、清洗处理等预处理的铝合金片20，利用将PPS树脂(聚苯硫醚树脂)“商品名SGX120(Tosoh公司制)”以310℃的注射温度从浇口105中注射的方法注射接合。注射成形了约20个复合体100。PPS树脂经由横浇道103、底座102流入凸台部(立设成形体)101而将其填充。孔104是形成在凸台部101上的孔。将一体化了的复合体100放入设为170℃的热风干燥机中1小时，然后缓慢冷却，消除内部的应力。

其后，如果仔细观察复合体100的凸台部101，则上部侧向浇口105的痕迹一方倾斜。利用三维测定仪计测了该倾斜量。即，以凸台底部侧中心位置作为基准计测了凸台顶上部侧中心位置的误差δ。该误差δ为+0.20mm～+0.27mm。凸台部101的高度h为15mm。如果相对于凸台部101中心，将浇口105痕迹侧的方向设为+方向而表示，则会有凸台部101以(+0.20mm～+0.27mm)/15mm向浇口侧倾斜的问题(参照图18)。

在注射成形技术的领域，在将高度很高的凸台部等部件成形的方法中，已知有用于提高该成形部件的垂直精度的技术(例如，参照专利文献4)。该技术涉及金属嵌件成形，是在开孔了的基板上夹持基板地将树脂材料的凸台的底部成形而一体化的技术，具备限制树脂材料的流动、树脂材料的取向性的限制机构，是改善了高度很高的凸台等部件的垂直精度的技术。但是，虽然该方法在金属嵌件成形中可能是合适的，然而却不是适合如专利文献1中所示的注射接合的方法。即，所述的“注射接合”法中，要求高温高压的树脂流接触到有微细凹部的金属表面，因而无法像专利文献4的技术那样采用利用限制机构来限制树脂材料的流动等的方法。换言之，在专利文献4的技术中，无法获得像利用专利文献1的“注射接合”法得到的那样的高接合力，将基板用树脂夹持地成形而一体化。另外，利用专利文献4的技术的金属嵌件成形一体化的材料在部件相对于基板的垂直精度方面也仍然不够充分。

即，在不减少热塑性树脂的流动的势能而与金属表面接触，在金属形状物上将具有凸台、凸棱等立设成形体的热塑性树脂形状物利用注射接合一体化的方法中，尚不存在使立设成形体相对于金属形状物的垂直精度落入所需的精度范围之内的技术，希望能够尽早地开发。

专利文献1：日本特开2003-251654号公报

专利文献2：日本特开2000-160392号公报

专利文献3：WO2004/055248A1

专利文献4：日本特开平07-156195号公报

发明内容

本发明人等为了对利用所述的“注射接合”法的金属形状物与热塑性树脂形状物的一体化的技术进行开发、普及，反复进行了多年的深入研究。本发明是为了解决如前所述的“注射接合”法的问题而完成的，实现如下的目的。

本发明的目的在于，提供金属与树脂的复合体及其制造方法，是将金属形状物与具有立设成形体的热塑性树脂形状物利用注射接合一体化了的金属与树脂的复合体，提高了立设成形体相对于金属形状物的垂直精度。

本发明为了实现上述目的而采用了如下的途径。

本发明之一的金属与树脂的复合体是由进行了预处理的金属形状物、和利用注射成形而与该金属形状物的一方的面一体化接合的热塑性树脂形状物构成的金属与树脂的复合体，其特征在于：所述热塑性树脂形状物具备底座、和从该底座上竖立设置的立设成形体，设有横浇道，其经由2个以上的直浇口与所述底座连通，将从浇口注射的熔融了的热塑性树脂流入所述立设成形体，向相对于穿过所述立设成形体的中心的直线来说所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入、填充从所述浇口注射的所述热塑性树脂。

本发明之二的金属与树脂的复合体在本发明之一中具备如下特征，即，所述横浇道被分支部在途中分支为两股，所述直浇口及所述立设成形体被制成俯视时相对于穿过所述立设成形体中心的第一直线对称的形状，利用从所述直浇口中流出的所述热塑性树脂的树脂流的方向，在与所述第一直线正交并穿过所述立设成形体中心的第二直线的方向，按照容易优先地流入远离所述浇口一侧的所述立设成形体的方式导引，向相对于所述第一直线及所述第二直线来说所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入、填充所述热塑性树脂。

本发明之三的金属与树脂的复合体在本发明之一中具备如下特征，即，所述横浇道在途中分支为两股，所述直浇口及所述立设成形体被制成俯视时相对于穿过所述立设成形体中心的第一直线及与该第一直线正交的第二直线对称的形状，向相对于所述第一直线及所述第二直线来说所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入、填充所述热塑性树脂。

本发明之四的金属与树脂的复合体在本发明之三中具备如下特征，即，所述横浇道被制成相对于所述第一直线对称的形状。

本发明之五的金属与树脂的复合体在本发明之一中具备如下特征，即，所述浇口及所述横浇道各自形成有一对，从基本上对称地形成的一对所述直浇口向所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入、填充从一对所述浇口注射的所述热塑性树脂。

本发明之六的金属与树脂的复合体在本发明之一中具备如下特征，即，所述直浇口及所述立设成形体被制成俯视时相对于穿过所述立设成形体中心的第一直线对称的形状，在所述底座与所述直浇口的连通部附近形成有开口部，所述开口部利用所述热塑性树脂的树脂流，在与所述第一直线正交的穿过所述立设成形体的中心的第二直线的方向，按照容易优先地流入所述立设成形体的远离所述浇口的一侧的方式导引，向相对于所述第一直线及所述第二直线来说所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入、填充所述热塑性树脂。

本发明之七的金属与树脂的复合体是由进行了预处理的金属形状物、和利用注射成形而与该金属形状物的一方的面一体化接合的热塑性树脂形状物构成的金属与树脂的复合体，其特征在于：所述热塑性树脂形状物是具备底座、和从该底座上竖立设置的立设成形体的形状，具备横浇道，其被按照与所述底座的根部的外周线相切，并且可以与所述底座连通的方式设置，将从浇口注射的熔融了的热塑性树脂流入所述立设成形体，所述热塑性树脂在旋转运动的同时流入、填充到所述立设成形体中。

本发明之八的金属与树脂的复合体在本发明之一到之七中具备如下特征，即，所述立设成形体为凸台。

本发明之九的金属与树脂的复合体在本发明之一到之七中具备如下特征，即，所述立设成形体为凸棱。

本发明之十的金属与树脂的复合体的制造方法是本发明之一到之七中所述的金属与树脂的复合体的制造方法，其特征在于，将进行了预处理的金属形状物插入一方的注射成形用模具和/或另一方的注射成形用模具，将所述一方的注射成形用模具与所述另一方的注射成形用模具固定，形成用于将具备了底座、和从该底座上竖立设置的立设成形体的热塑性树脂形状物与所述金属形状物一体化接合的型腔，从所述注射成形用模具的浇口向所述型腔注射所述热塑性树脂，向相对于穿过所述立设成形体的中心的直线来说所述立设成形体的相面对的部位，单位时间的流入量大致均等地流入所述热塑性树脂，或在使之旋转的同时流入所述热塑性树脂，在所述金属形状物的一方的面上利用注射成形一体化接合所述热塑性树脂。

下面，依照制造方法的工序对本发明进行详细说明。

金属形状物及其液处理方法：

作为本发明的金属与树脂的复合体，可以是如下的复合体，即，将金属形状物(铝合金)进行液处理，向注射成形模具中插入(insert)而注射PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)系树脂或PPS(聚苯硫醚)系树脂，将其一体化地接合。

作为本发明的金属材料优选铝合金，该铝合金可以使用JIS标准中A1000～A7000号系的材料，或者可以使用JIS标准中设为铸造用级别的各种合金。金属形状物可以利用切割加工、切削加工、弯曲加工、拉深加工、研削加工、研磨加工、锯加工、铣刀加工、电火花加工、钻孔加工、冲压加工等，加工为作为注射成形的插入用途所必需的形状、结构。

加工为必需的形状、结构的金属形状物，需要不将应当粘接的面厚厚地氧化或氢氧化，因长时间的自然放置而在表面明显存在锈迹的，需要进行研磨加工而去除。为了将在金属加工工序中残留的表面的油层、手指油脂、污垢等去掉，在将市售的铝用脱脂剂溶解于水中而设为50～70℃的脱脂液中浸渍数分钟并水洗。接下来依次浸渍在浓度为百分之几的稀的酸或碱的水溶液中而水洗，将铝合金表面溶解而化学地蚀刻，使之成为新的洁净的金属面。接下来，将该铝合金形状物浸渍于氨、肼或水溶性胺系化合物的水溶液中。该浸渍工序的目的在于，进行将前一工序中得到的铝合金形状物的表面用无数的20～50nm直径的超微细凹部覆盖的超微细蚀刻，并且在铝合金表面吸附这些胺系化合物。将结束了该浸渍的铝合金形状物充分水洗，放入温风干燥机内干燥。不用手接触与接合有关的部位地包入铝箔，放入聚合物袋中密封保管。

此外，作为本发明的注射接合中所用的热塑性树脂，虽然优选PBT系树脂、PPS系树脂，然而也可以是其他的热塑性树脂。但是，作为热塑性树脂共同的要点在于，需要使热塑性树脂的线膨胀率与金属的线膨胀率一致。作为PBT系的树脂系组合物，作为聚合物部分可以使用PBT单聚物、PBT与聚碳酸酯(PC)的聚合物复合物、PBT与ABS(丙烯腈·丁二烯·苯乙烯)树脂的聚合物复合物、PBT与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚合物复合物、PBT与聚苯乙烯(PS)的聚合物复合物等。此外，优选除了这些聚合物以外还含有整体的20～40％的填充剂的组合物。从使铝合金形状物与热塑性树脂组合物的线膨胀率一致的观点考虑，填充剂的含有非常重要。在填充剂中，除了玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维及其他的与之类似的高强度纤维以外，还包含碳酸钙、碳酸镁、二氧化硅、滑石、粘土、碳纤维或芳族聚酰胺纤维的粉碎物、其他类似的树脂填充用无机填充剂。在不含有填充剂的情况下也会牢固地接合，为了将与铝合金形状物接合了的PBT系树脂组合物或PPS系树脂组合物去掉，需要非常强的力。但是，如果对一体化了的复合体施加温度循环试验，则可以通过重复循环来急速地降低粘接强度。

这说明无法忽视铝合金与PBT系树脂组合物或PPS系树脂组合物的线膨胀率的差。一般来说，与金属形状物相比，热塑性树脂组合物一方的线膨胀率大数倍而无法忽视。铝合金的线膨胀率是全部金属种类当中最大水平，作为数值来说是2.4～2.5×10-5/℃。另一方面，热塑性树脂例如不含有填充剂的PBT树脂的线膨胀率为7～8×10-5/℃，是铝合金的线膨胀率的3倍左右。其他的很多热塑性树脂的线膨胀率也是5～9×10-5/℃的范围，与PBT树脂的情况下相同，如果恰当地选择填充剂的种类及其含有率，则线膨胀率可以是与铝合金相当接近的值。

有关树脂的另一个课题在于，在热塑性树脂组合物中有成形收缩。不含有填充剂的热塑性树脂组合物的成形收缩率虽然较小，但是也有0.6％左右，而通过含有20～40％的填充剂，在很多热塑性树脂组合物中可以收缩0.3～0.5％。但是，即使是线膨胀率在金属中最大地接近的铝合金，其冷却收缩，例如在从注射时到室温冷却100℃左右约为0.2％的收缩，小于热塑性树脂组合物的成形收缩率，存在差别。这样难以避免的是，当从模具上脱模而随着时间的经过，热塑性树脂稳定下来时，就会在界面产生内部应力，从而有可能因轻微的冲击引起界面破损而发生剥落。但是，如果将注射接合力强的外壳，例如依照专利文献1的方法注射成形的一体化品在数天以内在高温(PBT树脂的情况为150℃左右)放置1小时左右，则可以消除残留的内部应力。所以，就本发明的热塑性树脂组合物而言重要的事项是含有填充剂而将热塑性树脂的线膨胀率降低为与金属匹配。

下面，对本发明的插入注射成形方法进行说明。准备注射成形模具，将模具打开而向其中插入进行了预处理等的金属形状物，关闭模具，注射热塑性树脂，打开模具而脱模。注射条件最好与所用的热塑性树脂自身的特性匹配。在该注射成形时要注意的是提高模具温度。必须具有在热塑性树脂的形状勉强能够成形的成形条件下热塑性树脂的外周部达到接合的活力。

凸台部、底座部的形状：

对于以往技术中利用注射接合一体化了的复合体100的凸台部101(参照图17)向有浇口痕迹的方向倾斜的原因，反复进行利用计算机的流动解析等分析而进行了各种研究。其结果是，即使改变凸台的大小、孔径、底座的大小(直径)或厚度，全部填充了树脂时的最高温度位置也总是从凸台的中心轴向有浇口痕迹的方向偏移。所以可以认为，在填充后的冷却或脱模后的自然冷却中，都是在最高温度位置上树脂密度最容易降低，以此处为中心收缩。

所以，要将凸台的垂直精度以高精度注射成形，就要将全部填充了树脂时的最高温度位置移到凸台中心。本发明中，利用以下的方法实现了问题的解决。

(1)从相面对的2个方向将热塑性树脂向凸台部中同时填充。

(2)在填充到凸台部中的热塑性树脂的流入动作中增加旋转动作。

本发明的金属与树脂的复合体及其制造方法的优点在于，可以很容易地进行在金属形状物的一方的面上注射接合具有立设成形体的热塑性树脂形状物而将其一体化。即，由于不减小热塑性树脂的流动的势能地进行利用注射接合的一体化，因此可以获得牢固的接合力，并且可以相对于金属形状物将热塑性树脂形状物的立设成形体的垂直精度设为高精度。不会产生例如在以往技术中所产生的那样的立设成形体向浇口痕迹侧倾斜之类的情况。由此，可以用铝板材等金属制作规定的金属形状物，将其插入注射成形模具，对于具有立设成形体的热塑性树脂形状物，可以不用担心立设成形体相对于金属形状物的垂直精度地将一个或多个立设成形体利用注射接合一体化。

利用本发明的制造方法制造的金属与树脂的复合体能够很容易地、生产性良好地制作各种电子机器、部件。另外，由该复合体形成的电子机器、部件等质轻、精度高，在电子机器等制造工序的简化、高效率化方面也可以发挥效果。

附图说明

图1是在金属形状物上将热塑性树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体40的立体图。

图2是复合体40的俯视图。

图3(A)、(B)、(C)是示意性地表示用于将复合体40成形的模具及工序的说明图。

图4是在金属形状物上将热塑性树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体50的立体图。

图5是复合体50的俯视图。

图6(A)、(B)、(C)是示意性地表示用于将复合体50成形的模具及工序的说明图。

图7是在金属形状物上将热塑性树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体30的立体图。

图8是复合体30的俯视图。

图9是在金属形状物上将热塑性树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体60的立体图。

图10是复合体60的俯视图。

图11是在金属形状物上将热塑性树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体70的立体图。

图12是复合体70的俯视图。

图13是在金属形状物上将热塑性树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体80的立体图。

图14是复合体80的俯视图。

图15是在金属形状物上将热塑性树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体90的立体图。

图16是复合体90的俯视图。

图17是在金属形状物上将热塑性树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体100的立体图。

图18是复合体100的主视图，是示意性地表示在凸台部的垂直精度中产生了误差的情况的说明图。

具体实施方式

下面，举出实施例对本发明的实施方式进行说明。

实施例1：

图1是在金属形状物上将具有立设成形体(凸台部)的热塑性树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体40的立体图，图2是复合体40的俯视图，图3(A)、(B)、(C)是示意性地表示用于将在金属形状物上将热塑性树脂利用注射接合一体化了的复合体40成形的模具及工序的说明图。图3(A)是表示将模具打开的状态的说明图，图3(B)是表示将模具关闭的状态的说明图，图3(C)是表示向模具中注射了热塑性树脂的状态的说明图。

买入市售的1mm厚的A5052铝合金板，并且将其切割为多个40mm×60mm的长方形片。对铝合金片(以下记作铝片。)，作为预处理实施了如下所示的液处理。用不锈钢丝捆好而将其浸渍于熔融聚氯乙烯树脂中，制作完全用聚氯乙烯树脂覆盖了的浸渍夹具，在其中收容了多个切割了的铝片。

将溶解了15％市售的铝用脱脂剂的水溶液收容于脱脂槽中，设为70℃，向其中浸渍收容有铝片的浸渍夹具5分钟，然后浸渍于水洗槽中而清洗。接下来在收容有1％盐酸水溶液并设为40℃的预备酸洗槽中浸渍1分钟，在其他水洗槽中浸渍、清洗。

接下来在收容有1％氢氧化钠水溶液并设为40℃的碱性腐蚀槽中浸渍1分钟，在其他水洗槽中浸渍、清洗。然后在收容有1％盐酸水溶液并设为40℃的中和槽中浸渍1分钟，浸渍在其他水洗槽中清洗。其后，在收容有4％浓度的一水合肼水溶液并设为60℃的正式处理槽中浸渍1分钟，在其他水洗槽中浸渍、清洗。仍以浸渍夹具的状态放入温风干燥机，在40℃放置15分钟，在60℃放置5分钟而干燥。从浸渍夹具中取出铝片，包在铝箔中保管。

作为在该铝片20的上部将如图1所示的具有立设成形体(凸台部)的热塑性树脂形状物(以下记作树脂形状物。)利用注射接合一体化的模具，制作了图3(A)、(B)、(C)所示的模具10。模具10由一方的模具11、另一方的模具15构成。在一方的模具11与另一方的模具15之间，形成有注射树脂的型腔25。在该型腔25的规定的位置可以插入铝片20。即，在将一方的模具11与另一方的模具15分离的状态下，将铝片20插入规定的位置(参照图3(A))。将一方的模具11与另一方的模具15关闭，形成型腔25(参照图3(B))。此时，最好将模具10加热为140℃。

将属于热塑性树脂的PPS树脂“商品名SGX120(Tosoh公司制)”(以下记作树脂。)以310℃的注射温度从浇口45向型腔25中注射。利用该方法将作为具有凸台部(立设成形体)41的金属与树脂的形状物的复合体40注射成形(参照图3(C))。在该实施例1中注射成形了约20个复合体40。而且，孔44是以形成于凸台部41上的铝片作为底的孔。横浇道43在分支部46处被分支为2个方向，通过直浇口47、47与底座42连通。连结直浇口47与凸台部41的中心的2条直线交叉的角度C1，优选约80～180度。另外，横浇道43的宽度w1最好大于分支部46与凸台部41的外周之间的宽度w2。例如，在本实施例1的复合体40中，该角度C1达到约100度的角度。另外，底座42的直径D设为12mm，横浇道43的宽度w1设为2mm，分支部46与凸台部41的外周面之间的宽度w2设为1mm。另外，将凸台部的上部直径d设为4mm，将孔44的内径设为2mm，凸台部41外周面的坡度C就会具有约2度的倾斜。高h为15mm，底座42的高t为1mm。

以连结浇口45的中心位置与凸台部41的中心位置的直线Y-Y作为基准来考虑凸台部41等的形状。如图2所示，俯视时凸台部41、底座42、横浇道43、直浇口47等为对称或大致对称的形状。所以，在直线Y-Y的左右方向(图2)上，树脂可以从两侧均等地或大致均等地流入底座42、凸台部41的相面对的部位。接着，以与直线Y-Y的正交的直线X-X为基准考虑。俯视时凸台部41、底座42未形成对称的形状。另一方面，树脂的流动是从直浇口47朝向图2的上方侧的方向。即，树脂容易流入图2的上方侧。另外，宽度w2与宽度w1的关系成为w1>w2。在本实施例1中，利用这一点在直线X-X的上下方向(图2)上，使树脂从两侧均等地或大致均等地流入底座42、凸台部41等的相面对的部位。换言之，在凸台部的根部，为了防止因树脂从靠近浇口一侧开始流入造成的偏置的产生，对横浇道43、分支部46等的形状加以改良，按照使树脂流优先地流向远离浇口45一侧的方式导引。其结果是，树脂流入凸台部41的每单位时间的流入量取得平衡，从而从两侧向凸台部41的相面对的部位流入均等或大致均等的量。而且，分支部、横浇道等并不限定于该形状、尺寸。即，当然只要是可以相对于直线X-X及直线Y-Y均等或大致均等地流入、填充树脂的形状等的即可。

从浇口45注射的树脂，经由被分支部46分支的2条横浇道43、43、直浇口47、47、底座42流入凸台部41。树脂相对于直线X-X的方向及直线Y-Y的方向均等或大致均等地从两侧流入、填充到凸台部41的相面对的部位。由此，在复合体40中，熔融了的树脂均等或大致均等地流入、填充到凸台部41的相面对的部位。由此，在树脂全部填充到凸台部41中时，树脂等的最高温度位置就会位于凸台部41的中心附近。其后，将一体化了的复合体40放入设为170℃的热风干燥机1小时而缓慢冷却，消除内部的应力。

虽然可以利用目视确认凸台部并未倾斜，然而为了进一步确认这一点，利用三维测定仪计测了凸台部41的垂直精度。即，计测了凸台顶上部侧中心相对于凸台底部侧中心的误差δ(参照图18)。误差δ为+0.01mm～+0.04mm，倾斜量为(+0.01mm～+0.04mm)/15mm，属于高精度。未产生以往技术中所产生的凸台部41向浇口痕迹侧倾斜的情况。

实施例2：

图4是在金属形状物上将具有凸台部等的树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体50的立体图，图5是复合体50的俯视图，图6(A)、(B)、(C)是示意性地表示用于形成在金属形状物上将热塑性树脂利用注射接合一体化了的复合体50的模具及工序的说明图。图6(A)是表示将模具打开了的状态的说明图，图6(B)是表示将模具关闭了的状态的说明图，图6(C)是表示向模具中注射了热塑性树脂的状态的说明图。

而且，在该实施例2以下说明中，对于与实施例1相同的部位使用相同的符号，省略详细的说明。

进行与实施例1相同的液处理，制作了铝片20。作为形成在该铝片20的上部的将如图4、5所示的树脂形状物利用注射接合一体化的复合体50的模具，制作了如图6(A)、(B)、(C)所示的模具10a。模具10a由一方的模具11a、另一方的模具15a构成。在一方的模具11a与另一方的模具15a之间，形成有注射树脂的型腔25a。在该型腔25a的规定的位置可以插入铝片20。即，在将一方的模具11a与另一方的模具15a分离了的状态下，将铝片20插入规定的位置(参照图6(A))。将一方的模具11a与另一方的模具15a关闭，形成型腔25a(参照图6(B))。此时，最好将模具10a加热为140℃。

在该实施例2中，为了从2个浇口55a、55b以相同的时刻流入型腔25a，将直到浇口55a、55b的流道等的形状设为对称的形状。另外，俯视时，相对于连结浇口55a、凸台部51中心及浇口55b的直线来说，凸台部51、横浇道53a、53b、直浇口57a、57b、底座52等为对称或大致对称的形状。另外，相对于与连结浇口55a、凸台部51中心及浇口55b的直线正交的直线来说，凸台部51、横浇道53a、53b、直浇口57a、57b、底座52等也为对称或大致对称的形状。

向设为140℃的模具10a中规定的位置插入铝片20，以310℃的注射温度从浇口55a、55b将树脂注射成形。利用该方法形成了作为在铝片20上具有凸台部51的金属与树脂的形状物的复合体50。在该实施例2中注射成形了约20个复合体50。而且，孔54是以形成于凸台部51上的铝片作为底的孔。从浇口55a、55b注射的树脂，经由处于对称的位置的2条横浇道53a、53b、直浇口57a、57b、底座52流入凸台部51。树脂流入凸台部51的每单位时间的流入量取得平衡。所以，熔融了的树脂就会从两侧达到均等或大致均等的量地向凸台部51的相面对的部位流入、填充。利用这一点，在树脂全部填充到凸台部51中时，树脂等的最高温度位置就会位于凸台部51的中心附近。其后，将一体化了的复合体50放入设为170℃的热风干燥机1小时而缓慢冷却，消除内部的应力。

虽然可以利用目视确认凸台部51并未倾斜，然而为了进一步确认这一点，利用三维测定仪计测了凸台部51的垂直精度。即，计测了凸台顶上部侧中心相对于凸台底部侧中心的误差δ。误差δ为-0.03mm～+0.03mm，倾斜量为(-0.03mm～+0.03mm)/15mm，属于高精度。未产生以往技术中所产生的凸台部51向浇口痕迹侧倾斜的情况。

实施例3：

图7是在金属形状物上注射接合了树脂形状物的复合体30的立体图，图8是复合体30的俯视图。

进行与实施例1相同的液处理，制作了铝片20。作为形成在该铝片20的上部的将如图7、8所示的树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体30的模具制作了模具。模具与实施例1基本相同，因而省略说明。利用向设为140℃的模具中插入所述铝片20，以310℃的注射温度将树脂从浇口注射的方法进行了注射接合。注射成形了约20个复合体30。而且，孔34是以形成于凸台部31上的铝片20作为底的孔。

横浇道33通过直浇口37、37与底座32连通。在横浇道33与底座32连通的部位附近形成开口部36、36而设置了直浇口37。在该实施例3的复合体30中，例如将开口部36的尺寸分别制成w3＝3mm、w4＝3mm、w5＝4mm。另外，横浇道33的宽度w6达到2mm。开口部36与凸台部31外周面之间的宽度最好小于横浇道33的宽度w6。

以连结浇口35的中心位置与凸台部31的中心位置的直线Y-Y作为基准来考虑凸台部31等的形状。如图8所示，俯视时，凸台部31、底座32、横浇道33、直浇口37等为对称或大致对称的形状。所以，在直线Y-Y的左右方向(图8)上，树脂从两侧均等或大致均等地流入底座32、凸台部31的相面对的部位。然后，以与直线Y-Y正交的直线X-X作为基准来考虑。俯视时，凸台部31、底座32并非对称的形状。另一方面，树脂的流动是从横浇道33朝向图8的上方侧的方向。即，树脂容易流入图8的上方侧。另外，由于开口部36、36，树脂难以流入图8的下方侧。如果不做任何处理，则树脂就很容易从靠近浇口35的一侧(图8的下方侧)流入，而本实施例3中，按照使树脂容易流入远离浇口35的一侧(图8的上方侧)的方式导引，其结果是，树脂流入凸台部31的每单位时间的流入量取得平衡。由此，就会使树脂从两侧达到均等或大致均等的量地流入凸台部31的相面对的部位。

在本实施例3中，利用这一点，在直线X-X的上下方向(图8)，树脂就会从两侧均或大致均等地流入底座32、凸台部31等的相面对的部位。而且，横浇道、开口部等并不限定于该形状、尺寸。即，当然只要是可以相对于直线X-X及直线Y-Y均等或大致均等地流入、填充树脂的形状等的即可。

从浇口35注射的树脂，经由横浇道33、直浇口37、37、底座32流入凸台部31。在该实施例3的复合体30中，利用树脂流、开口部37等，形成使树脂容易流入底座32的反浇口侧而不是靠近底座32的浇口35的一侧(浇口侧)的形状。换言之，形成树脂容易向底座32的反浇口侧直进的横浇道33、底座32、开口部36的形状，从而使得树脂均等或大致均等地流入凸台部31的浇口侧、反浇口侧。由此，流入了底座32的树脂就会相对于直线X-X的方向及直线Y-Y的方向均等或大致均等地流入、填充凸台部31的相面对的部位。由此，在树脂全部填充到凸台部31中时，树脂等的最高温度位置就会位于凸台部31的中心。将一体化了的复合体30放入设为170℃的热风干燥机1小时而缓慢冷却，消除内部的应力。

虽然可以利用目视确认凸台部31并未倾斜，然而为了进一步确认这一点，利用三维测定仪计测了凸台部31的垂直精度。即，计测了凸台顶上部侧中心相对于凸台底部侧中心的误差δ。误差δ为-0.01mm～+0.05mm，倾斜量为(-0.01mm～+0.05mm)/15mm，属于高精度。未产生以往技术中所产生的凸台部31向浇口痕迹侧倾斜的情况。

实施例4：

图9是在金属形状物上将树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体60的立体图，图10是复合体60的俯视图。

进行与实施例1相同的液处理，制作了铝片20。作为形成在该铝片20的上部的将如图9、10所示的树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体60的模具制作了模具。模具与实施例1基本相同，因而省略说明。另外，本实施例6也可以说是实施例1的角度C1达到180度的例子。

利用向加热为140℃的模具中插入所述铝片20，以310℃的注射温度将树脂从浇口65注射的形式进行了注射接合。注射成形了约20个复合体60。而且，孔64是以形成于凸台部61上的铝片20作为底的孔。另外，横浇道63被分支部66分支为2个方向，通过直浇口67、67与底座62连通。相对于连结浇口65的中心位置与凸台部61的中心位置的直线及与该直线正交的直线双方，直浇口67、底座62、凸台部61等成为对称或大致对称的形状。在本实施例4的复合体60中，例如将横浇道63的外周半径r制成10mm，将横浇道63的宽度w8制成2mm，将分支部66的宽度w7制成2mm，将直浇口67附近的宽度w9制成3mm。而且，横浇道的直径、宽度等并不限定于该形状、尺寸。例如，只要直浇口、横浇道等为对称的形状，可以从两侧均等地或大致均等地流入凸台部的相面对的部位的即可。从浇口65注射的树脂，经由被分支部66分支为2个方向的横浇道63、63、直浇口67、67、底座62流入凸台部61。流入了底座62的树脂均等或大致均等地从两侧流入、填充凸台部61的相面对的部位。其结果是，树脂流入凸台部61的每单位时间的流入量取得平衡，从而从两侧达到均等或大致均等的量地流入凸台部31的相面对的部位。由此，在树脂全部填充于凸台部61中时，树脂等的最高温度位置就会位于凸台部61的中心。将一体化了的复合体60放入设为170℃的热风干燥机1小时而缓慢冷却，消除内部的应力。

虽然可以利用目视确认凸台部61并未倾斜，然而为了进一步确认这一点，利用三维测定仪计测了凸台部61的垂直精度。即，计测了凸台顶上部侧中心相对于凸台底部侧中心的误差δ。误差δ为-0.05mm～+0.01mm，倾斜量为(-0.05mm～+0.01mm)/15mm，属于高精度。未产生以往技术中所产生的凸台部31向浇口痕迹侧倾斜的情况。

实施例5：

图11是在金属形状物上将树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体70的立体图，图12是复合体70的俯视图。

进行与实施例1相同的液处理，制作了铝片20。作为形成在该铝片20的上部的将如图11、12所示的树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体70的模具制作了模具。模具与实施例1基本相同，因而省略说明。

利用向加热为140℃的模具中插入所述铝片20，以310℃的注射温度将树脂从浇口75注射的形式进行了注射接合。注射成形了约20个复合体70。而且，孔74是形成于凸台部71上的孔。横浇道73与底座72的外周线相切地构成，通过直浇口77与底座72连通。在该实施例5的复合体70中，例如横浇道73的宽度w10达到3mm。另外，在横浇道73与底座72之间，形成有开口部74。例如，该开口部74等的尺寸分别达到w11＝1.5mm、w12＝7.5mm、w13＝2mm。另外，底座72的高t1为1.5mm。而且，横浇道、开口部等并不限定于该形状、尺寸。即，只要是树脂可以在旋转运动的同时流入、填充到凸台部中的形状等的即可。

从浇口75注射的树脂，经由与所述凸台部71的根部的底座72的外周线相切地形成的横浇道73、直浇口77、底座72从圆形的底座72的切线方向流入凸台部71。另外，因在横浇道73与底座72之间形成有开口部74，以及在熔融了的树脂中存在树脂流等，而使从直浇口77流入的树脂容易旋转运动。流入了底座72的树脂在旋转运动的同时流入、填充到底座72、凸台部71中。由此，在树脂全部填充于凸台部71中时，树脂等的最高温度位置就会位于凸台部71的中心。将一体化了的复合体70放入设为170℃的热风干燥机1小时而缓慢冷却，消除内部的应力。

虽然可以利用目视确认凸台部71并未倾斜，然而为了进一步确认这一点，利用三维测定仪计测了凸台部71的垂直精度。即，计测了凸台顶上部侧中心相对于凸台底部侧中心的误差δ。误差δ为-0.10mm～-0.02mm，倾斜量为(-0.10mm～-0.02mm)/15mm，属于高精度。未产生以往技术中所产生的凸台部71向浇口痕迹侧倾斜的情况。

实施例6：

图13是在金属形状物上将林立有多个立设成形体的树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体80的立体图，图14是复合体80的俯视图。

进行与实施例1相同的液处理，制作了铝片20。作为形成在该铝片20的上部的将如图13、14所示的树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体80的模具制作了模具。实施例6的铝片20上部的树脂基底部88的尺寸例如为：a1＝50mm、b1＝30mm、t2＝1mm。另外，凸台部81a、81b以a2＝15mm、a3＝20mm、a4＝15mm、b2＝15mm的间隔而林立着。

利用向设为140℃的模具中插入铝片20，以310℃的注射温度将树脂从浇口85注射的方法进行了注射接合。注射成形了约20个复合体80。从浇口85注射的树脂在树脂基底部88上流过。树脂经由横浇道83a、83b、直浇口87a、87b、底座82流入凸台部81a。在凸台部81b上，树脂经由横浇道83c、83d、直浇口87c、87d直接流入凸台部81b。实施例6的横浇道83a、83b的形状例如为：w14＝4mm、w15＝3mm、h1＝1.5mm。另外，横浇道83c、83d的形状例如为：w16＝2mm、w17＝3mm。横浇道83a、83b、直浇口87a、87b、底座82、凸台部81a成为相对于穿过直浇口87a、凸台部81a中心及直浇口87b的直线Q-Q及与该直线Q-Q正交的直线P-P双方对称或大致对称的形状。另外，横浇道83c、83d、直浇口87c、87d、凸台部81b也成为相对于穿过直浇口87c、凸台部81b中心及直浇口87d的直线及与该直线正交的直线双方对称或大致对称的形状。即，树脂可以均等或大致均等地从两侧流入、填充凸台部81a、81b的相面对的部位。由此，在树脂全部填充到凸台部81a、81b中时，树脂等的最高温度位置就会位于凸台部81a、81b的中心。

将一体化了的复合体80放入设为170℃的热风干燥机1小时而缓慢冷却，消除内部的应力。利用目视判断了该复合体80，结果基本上看不到凸台部81a、81b的倾斜。

实施例7：

图15是在金属形状物上将树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体90的立体图，图16是复合体90的俯视图。

进行与实施例1相同的液处理，制作了铝片20。作为形成在该铝片20的上部的将如图15、16所示的树脂形状物利用注射接合一体化了的复合体90的模具制作了模具。实施例7的铝片20上的树脂基底部的尺寸例如为：a5＝50mm、b3＝30mm、t2＝1mm。另外，凸台部91a、91b以a6＝15mm、a7＝20mm、a8＝15mm、b4＝15mm的间隔而林立着。

利用向设为140℃的模具中插入铝片20，以310℃的注射温度将树脂从浇口95a、95b注射的方法进行了注射接合。注射成形了约20个复合体90。在树脂基底部98与底座92a之间，形成有分支部96a、96b的圆弧状的长孔。分支部(长孔)96a、96b的宽度w19例如为2mm，底座92a的直径D为12mm。2个分支部96a、96b之间形成横浇道93a、93b，该横浇道93a、93b与底座92a连通的部分成为直浇口97a、97b。横浇道93c、93d的宽度w18例如达到3mm。同样地，在树脂基底部98与底座92b之间，形成有圆弧状的分支部96c、96d的长孔。2个分支部96c、96d之间形成横浇道93c、93d，该横浇道93c、93d与底座92b连通的部分成为直浇口97c、97d。另外，横浇道93a、93b、直浇口97a、97b、底座92a、凸台部91a成为相对于穿过直浇口97a、凸台部91a中心及直浇口97b的直线P-P及与该直线P-P正交的直线Q-Q双方对称或大致对称的形状。同样地，横浇道93c、93d、直浇口97c、97d、底座92b、凸台部91b成为相对于穿过直浇口97c、凸台部91b中心及直浇口97d的直线及与该直线正交的直线双方对称或大致对称的形状。

从浇口95注射的树脂流入树脂基底部98。流入了树脂基底部98的树脂经由横浇道93a、93b、直浇口97a、97b流入底座92a、凸台部91a。同样地，流入了树脂基底部98的树脂经由横浇道93c、93d、直浇口97c、97d流入底座92b、凸台部91b。树脂均等或大致均等地流入、填充到凸台部91a、91b的相面对的部位。由此，树脂全部填充到凸台部91a、91b中时的最高温度位置就会位于凸台部91a、91b的中心。

将一体化了的复合体90放入设为170℃的热风干燥机1小时而缓慢冷却，消除内部的应力。利用目视判断了该复合体90，结果基本上看不到倾斜。

以上虽然说明了本发明的实施方式，然而当然并不限定于此。另外，虽然以凸台部来说明立设成形体，然而当然也可以是凸棱部等立设成形体、竖立设置于金属形状物上的其他的形状的成形体。更不用说的是，在不脱离本发明的目的、主旨的范围中，可以应用于各种形状、尺寸的成形体中。

另外，对金属形状物实施的预处理虽然是以浸渍处理、清洗处理等液处理进行了说明，然而也可以进行对金属形状物使用特殊有机化合物进行有机镀金而将表面用有机质相覆盖的处理、将铝合金(金属形状物)阳极氧化的处理等。即，毋庸赘言，只要是在实施了某种预处理的金属形状物上将树脂形状物利用注射接合一体化了的金属与树脂的复合体即可。另外，金属形状物也可以是铝以外的金属材料的形状物。

工业上的利用可能性：

本发明的金属与树脂的复合体及其制造方法可以应用于电子机器、家电机器、电气产品、工业用部件、工业用机器、汽车等所用的框体、部件、机器及其制造等中。

Claims (10)

1.一种金属与树脂的复合体，其是由进行了预处理的金属形状物、和利用注射成形而与该金属形状物的一方的面一体化接合的热塑性树脂形状物构成的金属与树脂的复合体，其特征在于：

所述热塑性树脂形状物具备底座、和从该底座上竖立设置的立设成形体，

设有横浇道，其经由2个以上的直浇口与所述底座连通，将从浇口注射的熔融了的热塑性树脂流入所述立设成形体，

向相对于穿过所述立设成形体中心的直线来说所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入、填充从所述浇口注射的所述热塑性树脂。

2.根据权利要求1所述的金属与树脂的复合体，其特征在于：

所述横浇道被分支部在途中分支为两股，

所述直浇口及所述立设成形体被制成俯视时相对于穿过所述立设成形体中心的第一直线对称的形状，

利用从所述直浇口中流出的所述热塑性树脂的树脂流的方向，在与所述第一直线正交并穿过所述立设成形体中心的第二直线的方向，按照容易优先地流入远离所述浇口一侧的所述立设成形体的方式导引，

向相对于所述第一直线及所述第二直线来说所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入、填充所述热塑性树脂。

3.根据权利要求1所述的金属与树脂的复合体，其特征在于：

所述横浇道在途中分支为两股，

所述直浇口及所述立设成形体被制成俯视时相对于穿过所述立设成形体中心的第一直线及与该第一直线正交的第二直线对称的形状，

向相对于所述第一直线及所述第二直线来说所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入、填充所述热塑性树脂。

4.根据权利要求3所述的金属与树脂的复合体，其特征在于：

所述横浇道被制成相对于所述第一直线对称的形状。

5.根据权利要求1所述的金属与树脂的复合体，其特征在于：

所述浇口及所述横浇道各自形成有一对，

从基本上对称地形成的一对所述直浇口向所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入、填充从一对所述浇口注射的所述热塑性树脂。

6.根据权利要求1所述的金属与树脂的复合体，其特征在于：

所述直浇口及所述立设成形体被制成俯视时相对于穿过所述立设成形体中心的第一直线对称的形状，

所述底座与所述直浇口的连通部附近形成有开口部，

所述开口部利用所述热塑性树脂的树脂流，在与所述第一直线正交的穿过所述立设成形体中心的第二直线的方向，按照容易优先地流入所述立设成形体的远离所述浇口的一侧的方式导引，

向相对于所述第一直线及所述第二直线来说所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入、填充所述热塑性树脂。

7.一种金属与树脂的复合体，其是由进行了预处理的金属形状物、和利用注射成形而与该金属形状物的一方的面一体化接合的热塑性树脂形状物构成的金属与树脂的复合体，其特征在于：

所述热塑性树脂形状物是具备底座、和从该底座上竖立设置的立设成形体的形状，

具备横浇道，其被按照与所述底座的根部的外周线相切，并且可以与所述底座连通的方式设置，将从浇口注射的熔融了的热塑性树脂流入所述立设成形体，

所述热塑性树脂在旋转运动的同时流入、填充到所述立设成形体中。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的金属与树脂的复合体，其特征在于：所述立设成形体为凸台。

9.根据权利要求1～7中任意一项所述的金属与树脂的复合体，其特征在于：所述立设成形体为凸棱。

10.一种金属与树脂的复合体的制造方法，其是制造权利要求1～7中任意一项所述的金属与树脂的复合体的方法，其特征在于：

将进行了预处理的金属形状物插入一方的注射成形用模具和/或另一方的注射成形用模具，

将所述一方的注射成形用模具与所述另一方的注射成形用模具固定，形成用于将具备了底座、和从该底座上竖立设置的立设成形体的热塑性树脂形状物与所述金属形状物一体化接合的型腔，

从所述注射成形用模具的浇口向所述型腔注射所述热塑性树脂，

向相对于穿过所述立设成形体的中心的直线来说所述立设成形体的相面对的部位，每单位时间的流入量大致均等地流入所述热塑性树脂，或在使之旋转的同时流入所述热塑性树脂，

在所述金属形状物的一方的面上利用注射成形一体化接合所述热塑性树脂。

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