JP2010030111A - Junction structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器、家電機器、自動車部品、カメラ機器,その他構造部品等に使用される接合構造体に関する。更に詳しくは、金属性部材と非接合性の部材とが一体化された接合構造体に関する。 The present invention relates to a joint structure used for electronic equipment, home appliances, automobile parts, camera equipment, other structural parts, and the like. More specifically, the present invention relates to a joined structure in which a metallic member and a non-joinable member are integrated.
金属と樹脂を一体化する技術は、自動車、家電製品、電子機器、その他産業部品等に適用されていて、多くの接合技術が開発されている。この多くは樹脂を接着剤により金属に直接接着させる方法である。しかしながら、接着剤は経時により接着強度が低下し、表面の状態等によって接着力が著しく異なり、接着性が不安定であるという問題がある。一方、接着剤を使用せず、熱可塑性樹脂を金属表面に射出成形することにより両者を接合させることも可能である。しかしながら、金属と熱可塑性樹脂では線膨張率等の物性で大きな差があり、充分な接合強度で金属と熱可塑性樹脂を一体化することは一般的には困難である。 The technology for integrating metal and resin is applied to automobiles, home appliances, electronic devices, other industrial parts, etc., and many joining technologies have been developed. Many of these are methods in which a resin is directly bonded to a metal by an adhesive. However, the adhesive has a problem that the adhesive strength decreases with time, the adhesive strength varies significantly depending on the surface condition, and the adhesiveness is unstable. On the other hand, it is also possible to join the two by injection molding a thermoplastic resin on the metal surface without using an adhesive. However, there is a large difference in physical properties such as linear expansion coefficient between metal and thermoplastic resin, and it is generally difficult to integrate the metal and thermoplastic resin with sufficient bonding strength.
一方で、ガラス、永久磁石等の磁性体、タイル、セラミックス、石材、又は木材等の非金属性部材の表面に対して熱可塑性樹脂を射出成形したとしても、両者は強固に接合しない。故に、このような熱可塑性樹脂と強固に接合しない非金属性部材と、金属性部材とを一体化しようとした場合、単に両部材の間に熱可塑性樹脂を射出成形したとしても、両部材は、その熱可塑性樹脂を介して強固に接合しない。従って、両部材を接合するためには、両部材に共通するボルト孔を設け、そのボルト孔にボルトを貫通させて締めることにより一体化させる方法が採られる(例えば特許文献1)。 On the other hand, even if the thermoplastic resin is injection-molded on the surface of a non-metallic member such as glass, a permanent magnet or other magnetic material, tile, ceramics, stone, or wood, the two do not join firmly. Therefore, when trying to integrate such a non-metallic member that is not firmly bonded to the thermoplastic resin and the metallic member, even if the thermoplastic resin is simply injection molded between the two members, , Do not join firmly through the thermoplastic resin. Therefore, in order to join both members, a method is adopted in which a bolt hole common to both members is provided and integrated by tightening the bolt hole through the bolt hole (for example, Patent Document 1).
また、このようなボルト機構を設けずに、両部材を熱可塑性樹脂を介して接合する手法も開発されてきた。このような熱可塑性樹脂と強固に接合しない非金属性部材と、金属性部材とを一体化しようとした場合、図1のような構造を採用するのが一般的である。即ち、金属性部材2に貫通孔2bを設け、この貫通孔2bを貫通するように、樹脂4を板状の金属性部材2の両面に射出成形する。射出成形された樹脂4は貫通孔2bを塞ぎ、貫通孔2bの径よりも大きな径の蓋をした形態となる。それ故、樹脂4が硬化した後は、金属性部材2から引き抜くことが困難である。また、同図に示すように、樹脂4が、金属性部材2と接した非金属性部材3の両端を覆うようにすることで、樹脂4が金属性部材2及び非金属性部材3を挟み込むような態様となる。即ち、樹脂4を介して金属性部材2と非金属性部材3が間接的に接合され、接合構造体1が構成される。
In addition, a method for joining both members via a thermoplastic resin without providing such a bolt mechanism has been developed. When trying to integrate such a non-metallic member that is not firmly bonded to the thermoplastic resin and the metallic member, it is common to adopt a structure as shown in FIG. That is, a
図1に示した構造を採用する場合、射出された樹脂4は金属性部材2の裏面側(非金属性部材3の反対側)にもはみ出て射出されているので、樹脂4が金属性部材2から剥離して離脱するおそれこそ少ないが、金属性部材2に貫通孔2bを形成する工程が必要であり、製造工程の低コスト化、簡素化を阻害することになる。さらに金属性部材2の裏面側には樹脂4の突起部4aが生じるため、この裏面側に他の部材を取り付ける必要がある場合には、この樹脂の突起部が干渉してしまうことになり、接合構造体1の使用態様に制限が生じる。さらに、意匠面を考慮しても、裏面を滑らかにすることができないという制限が課されることになる。また、両部材をボルトやリベット等により一体化させる場合であっても、同様の問題が生じる。そして、この方法は機械加工を伴うため工数を要し、かつボルトの緩み等のおそれもあり不安定で確実性に乏しい。しかも部材が電子部品等小さいものであれば、加工、組立が困難である。
When the structure shown in FIG. 1 is adopted, since the injected
本発明は、このような技術背景のもとになされ、従来の問題点を解決するために想起されたもので、下記の目的を達成する。本発明の目的は、金属性部材と非金属性部材とを簡易な方法で強固に接合し、これにより得られる接合構造体が他の部材に干渉することを防止し、意匠面でも好ましいものとすることにある。さらに、その接合構造体の製造工程の簡素化、低コスト化に寄与することにある。 The present invention has been made based on such a technical background, and has been conceived to solve the conventional problems, and achieves the following object. An object of the present invention is to firmly join a metallic member and a nonmetallic member by a simple method, and prevent the joined structure obtained thereby from interfering with other members, which is preferable in terms of design. There is to do. Furthermore, it is in contributing to the simplification and cost reduction of the manufacturing process of the joining structure.
本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明1に係る接合構造体は、金属性部材と、熱可塑性樹脂組成物と強固に接合しない非金属性部材との接合構造体であって、前記金属性部材の表面にエッチング処理による微細凹凸を形成し、その金属性部材の一部表面にのみ熱可塑性樹脂組成物が射出されるように、かつその熱可塑性樹脂成型物が前記非金属性部材に接して、前記非金属性部材を前記金属性部材に固定するように金型を設置して射出成形を行うことによって得られ、前記微細凹凸に前記熱可塑性樹脂成型物が侵入していることにより前記金属性部材とその熱可塑性樹脂成型物が強固に接合していることを特徴とする。
The present invention takes the following means in order to achieve the object.
The joint structure according to the first aspect of the present invention is a joint structure of a metallic member and a nonmetallic member that is not firmly joined to the thermoplastic resin composition, and has fine irregularities formed by etching on the surface of the metallic member. And the thermoplastic resin molding is in contact with the non-metallic member so that the thermoplastic resin composition is injected only on a part of the surface of the metallic member. It is obtained by installing a mold so as to be fixed to a metallic member and performing injection molding. The metallic member and its thermoplastic resin molding are obtained by the penetration of the thermoplastic resin molding into the fine irregularities. It is characterized in that the objects are firmly joined.
本発明2に係る接合構造体は、本発明1に記載した接合構造体であって、前記射出成形を行うときに、前記金属性部材側の温度を前記非金属性部材側よりも低温とすることによって、その金属性部材に近い領域から順次、前記熱可塑性樹脂組成物の熱収縮作用を促進させ、その熱可塑性樹脂成型物が前記非金属性部材を前記金属性部材側に押す圧力を生じさせ、その圧力によって前記非金属性部材と前記金属性部材が強固に接合されていることを特徴とする。
The joint structure according to the
本発明3に係る接合構造体は、本発明2に記載した接合構造体であって、前記非金属性部材は、表面全体が前記熱可塑性樹脂成型物によって覆われることにより前記金属性部材に固定されていることを特徴とする。
The joint structure according to the
本発明4に係る接合構造体は、本発明1に記載した接合構造体であって、前記金属性部材はアルミニウム合金であり、前記エッチング処理は、そのアルミニウム合金をアンモニア、ヒドラジン及び水溶性アミン化合物から選択される1種以上の水溶液に浸漬する処理であり、前記熱可塑性樹脂組成物には、繊維フィラー及び/又は粉末型フィラーが加えられており、前記アルミニウム合金と前記熱可塑性樹脂組成物の線膨張率を近づけていることを特徴とする。
The joint structure according to the
本発明5に係る接合構造体は、本発明1に記載した接合構造体であって、前記非金属性部材は、ガラス、永久磁石等の磁性体、タイル、セラミックス、石材、及び木材から選択される1種以上であることを特徴とする。
The joined structure according to the present invention 5 is the joined structure described in the
本発明6に係る接合構造体は、本発明1に記載した接合構造体であって、前記熱可塑性樹脂組成物は、ポニフェニレンスフィド及びポリブチレンテレフタレートから選択される1種を主成分とする樹脂であることを特徴とする。 The joint structure according to the sixth aspect of the present invention is the joint structure according to the first aspect of the present invention, wherein the thermoplastic resin composition is mainly composed of one type selected from poniphenylene sulfide and polybutylene terephthalate. It is a resin.
以下、本発明の接合構造体を構成する金属性部材、熱可塑性樹脂組成物、及び非金属性部材に関して説明する。 Hereinafter, the metallic member, the thermoplastic resin composition, and the nonmetallic member constituting the bonded structure of the present invention will be described.
[金属性部材]
本発明で対象とする金属性部材は、主にアルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金、銅合金等の軽合金と、鋼材、ステンレス鋼である。これら金属性部材の表面に何らの処理も施さない状態で熱可塑性樹脂組成物を射出成形したとしても充分な接合力を得られない場合が多い。特に、高信頼性が要求される場合には不十分である。従って本発明においては、金属性部材の表面にエッチング処理を施し、これにより接合力を高めている。本発明者らは、金属合金と樹脂とを強い接合力で一体化すべくエッチング手法を開発しており、これらの技術は一部開示されている。(特許文献2〜4)。
[Metallic member]
The metallic members targeted in the present invention are mainly light alloys such as aluminum alloys, magnesium alloys, titanium alloys, copper alloys, steel materials, and stainless steels. Even if the thermoplastic resin composition is injection-molded without any treatment on the surface of these metallic members, a sufficient bonding force cannot often be obtained. In particular, it is insufficient when high reliability is required. Therefore, in the present invention, the surface of the metallic member is subjected to an etching process, thereby increasing the bonding force. The present inventors have developed an etching technique for integrating a metal alloy and a resin with a strong bonding force, and some of these techniques are disclosed. (
[アルミニウム合金の例]
その概要をアルミニウム合金を例に説明する。アルミニウム合金として規格化されたものが使用されるが、製品化するために素材から種々の加工が施される。その加工された形状物の表面は、油脂類や微細な塵が付着している。特に、機械加工された表面には、機械加工時に用いられるクーラント液、切粉等が付いており、これらを洗浄することが好ましい。具体的には研磨等で取り除くか、あるいはアルミ脱脂剤で洗浄する。
[Example of aluminum alloy]
The outline will be described by taking an aluminum alloy as an example. A standardized aluminum alloy is used, but various processes are applied to the material in order to produce a product. Oils and fats and fine dust adhere to the surface of the processed shape. In particular, the machined surface is provided with a coolant liquid, chips and the like used during machining, and it is preferable to wash them. Specifically, it is removed by polishing or cleaning with an aluminum degreasing agent.
[化学エッチング]
次に、アルミニウム合金の表面に化学エッチング処理を施す。これは、本発明における必須の処理ではないものの、これを行うことでアルミニウム合金形状物と熱可塑性樹脂組成物との接合がより効果的なものとなる。具体的には、アルミニウム合金を塩基性水溶液(pH>7)に浸漬し、その後に水洗する。塩基性水溶液に用いる塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ソーダ灰、又はアンモニア等である。この処理を行うことでアルミニウム合金表面は、水素を放ちつつアルミン酸イオンになって溶解し、アルミニウム合金表面は削られて、エッチングが行われ新しい面になる。
[Chemical etching]
Next, a chemical etching process is performed on the surface of the aluminum alloy. This is not an essential treatment in the present invention, but by performing this, the bonding between the aluminum alloy shaped article and the thermoplastic resin composition becomes more effective. Specifically, the aluminum alloy is immersed in a basic aqueous solution (pH> 7) and then washed with water. Examples of the base used in the basic aqueous solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, soda ash, and ammonia. By performing this treatment, the surface of the aluminum alloy is dissolved as aluminate ions while releasing hydrogen, and the surface of the aluminum alloy is shaved and etched to form a new surface.
[化成処理]
次に、化学エッチングを施したアルミニウム合金表面に化成処理を施す。これは、本発明における必須の処理である。具体的には、アルミニウム合金をアンモニア、ヒドラジン及び/又は水溶性アミン化合物の水溶液に浸漬する。この処理を行うことで、アルミニウム合金表面を微妙に浸して微細凹凸を形成し、窒素含有化合物を吸着させるのである。3〜10%のヒドラジン一水和物水溶液を40℃〜70℃とし、これにアルミニウム合金を数分浸漬した後、水洗する方法が好ましい。臭気が無く、扱いも容易だからである。
[Chemical conversion treatment]
Next, a chemical conversion treatment is performed on the aluminum alloy surface subjected to chemical etching. This is an essential process in the present invention. Specifically, the aluminum alloy is immersed in an aqueous solution of ammonia, hydrazine and / or a water-soluble amine compound. By performing this treatment, the surface of the aluminum alloy is finely immersed to form fine irregularities, and the nitrogen-containing compound is adsorbed. A method in which a 3 to 10% hydrazine monohydrate aqueous solution is set to 40 ° C. to 70 ° C. and the aluminum alloy is immersed in the solution for several minutes and then washed with water is preferable. This is because it has no odor and is easy to handle.
[熱可塑性樹脂]
次に、このように化成処理のなされたアルミニウム合金表面に対して、結晶性の熱可塑性樹脂組成物を射出成形させる。その熱可塑性樹脂組成物は、ポニフェニレンスフィド(以下、「PPS」という。)又は、ポリブチレンテレフタレート(以下、「PBT」という。)を主成分とするものを用いる。また、フィラーを含有させることは、機械的特性を改善し、アルミニウム合金形状物と熱可塑性樹脂組成物との線膨張率を一致させるという観点から非常に重要である。繊維フィラーとしては、ガラス繊維、炭素繊維、及びアラミド繊維から選択される1種以上を用いると良く、粉末型フィラーとしては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、ガラス、及び粘土から選択される1種以上を用いると良い。
[Thermoplastic resin]
Next, a crystalline thermoplastic resin composition is injection-molded on the surface of the aluminum alloy subjected to the chemical conversion treatment in this way. As the thermoplastic resin composition, one having as a main component poniphenylene sphere (hereinafter referred to as “PPS”) or polybutylene terephthalate (hereinafter referred to as “PBT”) is used. Further, the inclusion of the filler is very important from the viewpoint of improving the mechanical properties and making the linear expansion coefficients of the aluminum alloy shaped product and the thermoplastic resin composition coincide. As the fiber filler, one or more selected from glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber may be used. As the powder filler, selected from calcium carbonate, magnesium carbonate, silica, talc, glass, and clay. One or more types may be used.
このPPSやPBTについては、前述の特許文献に記載されて公知であり、詳細な説明は省略する。コネクタの例によると、PPSについては次のような特徴がある。結晶化に要する時間が例えば熱硬化性エポキシ樹脂の1/2以下であるといわれており、射出成形金型に残る成形バリの除去が不要で生産性がよい。また、エポキシ樹脂と比較すると、温度60〜80度の湿度90%の環境下において、寸法の経時変化が小さいとされている。従って、PPSは構造体に適用しても、その寸法精度は長期的に安定したものとなる。 About this PPS and PBT, it is described in the above-mentioned patent document and is well-known, and detailed description is abbreviate | omitted. According to the connector example, the PPS has the following characteristics. It is said that the time required for crystallization is, for example, ½ or less of the thermosetting epoxy resin, and it is not necessary to remove the molding burr remaining in the injection molding die and the productivity is good. Further, it is said that the change with time of the dimension is small in an environment of a humidity of 90% at a temperature of 60 to 80 degrees as compared with an epoxy resin. Therefore, even if PPS is applied to a structure, its dimensional accuracy is stable over the long term.
[非金属性部材]
接合される対象物である非金属性部材は、金属体に直接接合できず、熱可塑性樹脂組成物と強固に接合しない部材である。非金属性部材は、ガラス、永久磁石等の磁性体、タイル、セラミックス、石材、木材等である。即ち、割れやすく加工の困難なものであり、又、射出成形の対象とするのに適さない部材である。
[Non-metallic member]
The non-metallic member that is an object to be joined is a member that cannot be directly joined to the metal body and is not firmly joined to the thermoplastic resin composition. The non-metallic member is a magnetic material such as glass or a permanent magnet, tile, ceramics, stone, or wood. That is, it is a member that is easy to break and difficult to process, and that is not suitable for injection molding.
本発明では、金属性部材の表面に化成処理によって微細凹凸を形成している。そしてこの微細凹凸に熱可塑性樹脂組成物が侵入し、硬化することによって、熱可塑性樹脂成型品と金属性部材が強固に接合される。結果として、その熱可塑性樹脂成型品に保持される非金属性部材と前記金属性部材とが強固に接合されるのである。即ち、金属性部材の一部表面にのみ熱可塑性樹脂を射出成形することによって十分な接合力が得られるので、図1に示したように熱可塑性樹脂組成物が金属性部材を貫通するような構成を採る必要は無い。また、金属性部材、非金属性部材に機械的な加工を施す必要がなく、簡易な方法で強固に接合できるので、製造工程の簡素化、低コスト化に寄与する。また、図1に示したように金属性部材の裏面側に熱可塑性樹脂成型物が突出することもないので、他の部材への干渉を防止し、その接合構造体を汎用性のあるものとすることができる。さらに、意匠面でも好ましいものとすることができる。 In the present invention, fine irregularities are formed on the surface of the metallic member by chemical conversion treatment. And a thermoplastic resin composition penetrate | invades into this fine unevenness | corrugation, and when it hardens | cures, a thermoplastic resin molded product and a metallic member are joined firmly. As a result, the nonmetallic member held by the thermoplastic resin molded product and the metallic member are firmly bonded. That is, since a sufficient bonding force can be obtained by injection molding the thermoplastic resin only on a part of the surface of the metallic member, the thermoplastic resin composition penetrates the metallic member as shown in FIG. There is no need to adopt a configuration. Further, it is not necessary to mechanically process the metallic member and the nonmetallic member, and it can be firmly joined by a simple method, which contributes to simplification of the manufacturing process and cost reduction. Moreover, as shown in FIG. 1, since the thermoplastic resin molding does not protrude on the back side of the metallic member, interference with other members is prevented, and the joint structure is versatile. can do. Furthermore, it can be preferable also in terms of design.
また、射出接合の際に、金属性部材側の温度を非金属性部材側よりも低温とすることによって、その金属性部材に近い領域から順次、熱可塑性樹脂組成物の熱収縮作用を促進させている。これにより、その熱可塑性樹脂成型物が非金属性部材を金属性部材側に押す圧力を生じさせ、その圧力によって非金属性部材と金属性部材が強固に接合される。
さらにこのとき、非金属性部材の表面全体を熱可塑性樹脂成型物によって覆われる構成とすることにより、非金属性部材全体を金属性部材側に抑えるよう圧力が加わることになるので、より強固に接合された接合構造体とすることができる。
In addition, during injection joining, by setting the temperature on the metallic member side to be lower than that on the nonmetallic member side, the thermal contraction action of the thermoplastic resin composition is promoted sequentially from the region close to the metallic member. ing. Thereby, the thermoplastic resin molding produces a pressure that pushes the nonmetallic member toward the metallic member, and the nonmetallic member and the metallic member are firmly joined by the pressure.
Further, at this time, by adopting a configuration in which the entire surface of the nonmetallic member is covered with the thermoplastic resin molding, pressure is applied so as to suppress the entire nonmetallic member to the metallic member side. It can be set as the joined structure joined.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明の対象となる金属体は軽合金等であるが、この合金に限定されることはない。図2は、金属性部材2に対して熱可塑性樹脂を射出成形し、非金属性部材3と接合させるための射出成型用金型の構造を示している。金属性部材2は例えばアルミニウム合金板であり、その表面2aは前述した化成処理等が施され、微細な凹凸面となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Although the metal body used as the object of this invention is a light alloy etc., it is not limited to this alloy. FIG. 2 shows the structure of an injection mold for injection molding a thermoplastic resin to the
一方、金型20aのキャビティ内には予め非金属性部材3が設置されており、この金型20aに設けられたゲート10aからキャビティ内に熱可塑性樹脂組成物が射出される(その際の熱可塑性樹脂組成物の流れを図2中のAで示す)。このようにして金型内部に射出された熱可塑性樹脂組成物は、表面2aの微細凹凸に侵入した状態で結晶化し、硬化する。表面2aは前述した化成処理を施すことによって、図2に示すように、アンダーカット形状、即ち凹部底面側の径が凹部入口よりも大きな形状となっている。従って、アンカー効果によって、微細凹凸に侵入している熱可塑性樹脂成型物は微細凹凸から容易に引き抜くことができないようになっている。
On the other hand, the
ここで金型20bには冷却管21が設けられ、その内部を冷却水が流れている。よって、金属性部材2側の温度は、非金属性部材3がの温度よりも低温に保たれている。これによって、熱可塑性樹脂の熱収縮は、金属性部材3の表面2aに近い領域から先に始まり、徐々に金型20aのゲート10a方向に進行する。従って、非金属性部材3と金属性部材2の間の熱可塑性樹脂組成物は、徐々に金属性部材2側に寄せられながら熱収縮し、硬化が進行する。
Here, the
この硬化過程の熱収縮で、非金属性部材3を係止する保持部分の熱可塑性樹脂組成物の硬化とともに図2の矢印Bで示す方向に押し付け力が発生する。この結果、熱可塑性樹脂組成物が硬化すると、その熱可塑性樹脂成型物は金属性部材2の表面2aに強固に接合すとともに、非金属性部材3をも強固に金属性部材2に押し付けて接合させることになる。
Due to the heat shrinkage of the curing process, a pressing force is generated in the direction indicated by the arrow B in FIG. 2 together with the curing of the thermoplastic resin composition in the holding portion that holds the
金型の冷却については、設計される型構造、冷却回路等の冷却能力に応じ、硬化時間等の冷却効果を評価することも行われている。一般的には、金型冷却は均一で効率的な冷却を達成することで高品質の樹脂製品を得るようにしている。しなしながら、本発明の場合は、金属性部材を非金属性部材より相対的に低い温度に保つことにより、金属性部材の表面近傍の樹脂から早く硬化し、樹脂の収縮効果で接合力が大きくなることが期待できる。即ち、金属性部材側の金型のみ冷却するか、又は相対的に非金属性部材側の金型よりも低温とするように温度の傾斜を設けると良い。PPS等は、一般の熱可塑性樹脂組成物に比し、熱収縮率は小さい樹脂であるが、樹脂は熱収縮が必ず伴う以上、前述のように樹脂を射出し硬化するときには押し付け力が発生する。 Regarding the cooling of the mold, the cooling effect such as the curing time is evaluated according to the designed mold structure, the cooling capacity of the cooling circuit, and the like. In general, mold cooling achieves uniform and efficient cooling to obtain a high-quality resin product. However, in the case of the present invention, by keeping the metallic member at a temperature relatively lower than that of the nonmetallic member, the resin is cured from the resin near the surface of the metallic member faster, and the bonding force is obtained due to the shrinkage effect of the resin. It can be expected to grow. That is, it is preferable to cool only the metal mold on the metallic member side or to provide a temperature gradient so that the temperature is relatively lower than that of the metal mold on the non-metallic member side. PPS or the like is a resin having a small heat shrinkage ratio compared to a general thermoplastic resin composition, but since the resin is always accompanied by heat shrinkage, a pressing force is generated when the resin is injected and cured as described above. .
なお、図2の例において、金属性部材2の中央部に貫通孔を設け、これに金型20b側からゲートを連結し、熱可塑性樹脂組成物をその貫通孔に射出するようにしても良い。このような構成を採った場合、金型20aと非金属性部材3により形成されるキャビティに熱可塑性樹脂が射出される。
In the example of FIG. 2, a through hole may be provided in the central portion of the
このようにして得られる接合構造体1は、図3に示すような構造となる。熱可塑性樹脂成型物4は金属性部材2と強固に接合され、非金属性部材3は、その熱可塑性樹脂成型物4に保持され、かつ前述した熱収縮により金属性部材2側に押し付けられている。この例では、熱可塑性樹脂成型物4と金属性部材2接触面積が大きく、両者の接合力が強い。
The bonded
ここで、図4に示すように、非金属性部材3の表面全体が熱可塑性樹脂成型物によって覆われるようにした場合、図2の矢印Cで示したような熱収縮による押し付け力がより広範囲に作用し、非金属性部材3が金属性部材2とより強く接合する。
Here, as shown in FIG. 4, when the entire surface of the
このように、非金属性部材を熱可塑性樹脂組成物で封入する具体例として、電動モータのステータを構成する永久磁石を保持するため、この永久磁石の遮断部材となる樹脂体を射出成形するものが知られている(例えば、特許文献5参照)。また、スピンドルモータにも同様な例がある(例えば、特許文献6参照)。これらについても本発明を適用可能である。樹脂と金属が少ない領域でも非常に強力に接合するので、小型のモーターであっても簡易かつ低コストに構成することが可能である。さらにアンカー効果に基づく接合であるため、長期間に渡り接合力が維持できる。 Thus, as a specific example of encapsulating a nonmetallic member with a thermoplastic resin composition, a resin body that serves as a blocking member for the permanent magnet is injection-molded in order to hold the permanent magnet that constitutes the stator of the electric motor. Is known (see, for example, Patent Document 5). There is also a similar example for a spindle motor (see, for example, Patent Document 6). The present invention can also be applied to these. Even in a region where there is little resin and metal, bonding is very strong, so even a small motor can be configured easily and at low cost. Furthermore, since the joining is based on the anchor effect, the joining force can be maintained over a long period of time.
接合構造体の他の構成例について説明する。この例では、金属性部材2はアルミニウム合金板であり、非金属性部材3は永久磁石であるとする。図5は、アルミニウム合金板2と永久磁石3を接合した例を示す接合構造体1の断面図である。熱可塑性樹脂成型物4を固定部材として、永久磁石3をアルミニウム合金板2の表面に直接接触させて接合する例である。熱可塑性樹脂成型物4は、アルミニウム合金板2の表面に接合(固着)されている。熱可塑性樹脂成型物4は、永久磁石3の外周及び上面を抱き込むように包んで、固定して把持している。即ち、永久磁石2を直接アルミニウム合金板1に取り付け、その周縁部を熱可塑性樹脂成型物4で抑えて固定している。これにより、永久磁石3は、アルミニウム合金板2の表面に、接着又は固着されてはいないが、直接的に接触して固定配置されている。
Another configuration example of the bonded structure will be described. In this example, the
図6、図7、図8に示した実施の形態の場合は、非金属性部材3に、熱可塑性樹脂成型物4と係合させるための機械加工が施されている。これらの例は、非金属性部材3の外面(金属性部材2と反対側の面)からの熱可塑性樹脂成型物4の突出が許されない場合に適用する構成である。いずれも、非金属性部材3を金属性部材2に直接接触して固定している。
In the case of the embodiment shown in FIGS. 6, 7, and 8, the
図6は、非金属性部材3の内壁部を段差状のアンダーカット形状にして、断面形状で見た場合に非金属性部材3がC形状となるように内部をくり抜いている。この内壁部に熱可塑性樹脂組成物を射出させ、段差内壁及び金属性部材2に接触している熱可塑性樹脂成型物4を介して、非金属性部材3を金属性部材2に固定する構成となっている。
In FIG. 6, the inner wall portion of the
図7は、図6と同様の構成であるが、非金属性部材3の内壁部の形状を内側が広い楔形状のアンダーカット形状にている。この楔形状の内壁部に熱可塑性樹脂組成物を射出させ、楔形状の内壁及び金属性部材2に接触している熱可塑性樹脂成型物4を介して、非金属性部材3を金属性部材2に固定する構成となっている。図6及び図7の場合のゲート10の位置は、金属性部材2側に限定される。この場合、同図に示すように、金属性部材2の中央部に貫通孔を設け、これを介して非金属性部材3の内壁部に射出成形を行う。
7 has the same configuration as that of FIG. 6, but the inner wall portion of the
図8は、非金属性部材3の側壁に溝部を設け、この溝部と金属性部材2を連結するように熱可塑性樹脂組成物を射出させ、この溝部に熱可塑性樹脂成型物4が係合するように構成した例である。
In FIG. 8, a groove is provided on the side wall of the
図9、図10は、非金属性部材3の中間部に加工を施すことが可能な場合に適用できる構成である。図9は、非金属性部材3の中間部に、複数の円筒の孔である貫通孔を設け、この貫通孔に熱可塑性樹脂組成物を射出して、その熱可塑性樹脂成型物4を金属性部材2に接合させることにより、非金属性部材3を金属性部材2に固定する構成である。貫通孔に射出された熱可塑性樹脂組成物は、熱収縮により、貫通孔の端部のざぐり部分3aを押圧して、非金属性部材3を金属性部材2に押圧して接合する。熱可塑性樹脂成型物4と金属性部材2との接触部は、前述した原理で強固に接合されている。
FIGS. 9 and 10 are configurations that can be applied to the case where the intermediate portion of the
図10は、図9の変形例であり、貫通孔の金属性部材2側の端部の内径を大きくし、熱可塑性樹脂成型物4の金属性部材2との接触面積を多くした構成である。この例では、図9の場合に比し、接合力は強固になる。この図9、図10に示した例は、非金属性部材3の周囲に、樹脂をはみ出して接合する構成でないので、非金属性部材3の原型(外部輪郭)を維持して接合できるという特徴がある。
FIG. 10 is a modification example of FIG. 9, in which the inner diameter of the end portion of the through hole on the
図11は、非金属性部材3の周縁部を傾斜面としている。即ち金属性部材2の表面に対して、非金属性部材3の周縁部を鋭角な傾斜面に形成し、この周縁部に熱可塑性樹脂組成物を射出させる。傾斜面に接している熱可塑性樹脂組成物の熱収縮によって、非金属性部材3が金属性部材2方向に押圧されて固定される。
In FIG. 11, the peripheral edge of the
図12は、図10、図11の変形例であり、図10と図11の特徴を併せ持つ構成である。図9、図10、図12の各例は、非金属性部材3が広い面積を有する場合に有効であり、非金属性部材3の中間部が浮き上がるのを防止する効果もある。
FIG. 12 is a modified example of FIGS. 10 and 11, and has a configuration having the characteristics of FIGS. Each example of FIGS. 9, 10, and 12 is effective when the
以上、種々の構造例について説明したが、いずれの例も板状の金属性部材の片側表面の一部領域のみで熱可塑性樹脂成型物と強固に接合する。本発明によって、金型内で非金属性部材を位置決めセットした後に樹脂の射出成形を行うだけで容易に強固な接合構造体を得ることが出来る。即ち金属性部材及び非金属性部材に煩雑な機械的加工を施す必要は無く、製造工程の簡素化、低コスト化に寄与する。本発明は、本実施の形態に限定されないことはいうまでもない。 As mentioned above, although the various structural examples were demonstrated, in any case, it joins with a thermoplastic resin molding firmly only in the partial area | region of the one side surface of a plate-shaped metallic member. According to the present invention, it is possible to easily obtain a strong bonded structure simply by performing injection molding of a resin after positioning and setting a nonmetallic member in a mold. That is, it is not necessary to perform complicated mechanical processing on the metallic member and the nonmetallic member, which contributes to simplification of the manufacturing process and cost reduction. It goes without saying that the present invention is not limited to this embodiment.
1…接合構造体
2…金属性部材
3…非金属性部材
4…熱可塑性樹脂成型物
10…ゲート
20…金型
21…冷却管
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記金属性部材の表面にエッチング処理による微細凹凸を形成し、
その金属性部材の一部表面にのみ熱可塑性樹脂組成物が射出されるように、かつその熱可塑性樹脂成型物が前記非金属性部材に接して、前記非金属性部材を前記金属性部材に固定するように金型を設置して射出成形を行うことによって得られ、
前記微細凹凸に前記熱可塑性樹脂成型物が侵入していることにより前記金属性部材とその熱可塑性樹脂成型物が強固に接合していることを特徴とする接合構造体。 A joined structure of a metallic member and a nonmetallic member that does not firmly join the thermoplastic resin composition,
Forming fine irregularities by etching on the surface of the metallic member;
The thermoplastic resin composition is injected only on a part of the surface of the metallic member, and the molded thermoplastic resin is in contact with the nonmetallic member, and the nonmetallic member is used as the metallic member. Obtained by installing a mold to fix and performing injection molding,
A joining structure characterized in that the metallic member and the thermoplastic resin molding are firmly joined by the penetration of the thermoplastic resin molding into the fine irregularities.
前記射出成形を行うときに、前記金属性部材側の温度を前記非金属性部材側よりも低温とすることによって、その金属性部材に近い領域から順次、前記熱可塑性樹脂組成物の熱収縮作用を促進させ、その熱可塑性樹脂成型物が前記非金属性部材を前記金属性部材側に押す圧力を生じさせ、
その圧力によって前記非金属性部材と前記金属性部材が強固に接合されていることを特徴とする接合構造体。 A joined structure according to claim 1,
When performing the injection molding, by making the temperature on the metallic member side lower than that on the nonmetallic member side, the heat shrinking action of the thermoplastic resin composition sequentially from the region close to the metallic member. The thermoplastic resin molding causes pressure to push the nonmetallic member toward the metallic member,
The non-metallic member and the metallic member are firmly joined by the pressure.
前記非金属性部材は、表面全体が前記熱可塑性樹脂成型物によって覆われることにより前記金属性部材に固定されていることを特徴とする接合構造体。 A joining structure according to claim 2,
The non-metallic member is fixed to the metallic member by covering the entire surface with the thermoplastic resin molding.
前記金属性部材はアルミニウム合金であり、
前記エッチング処理は、そのアルミニウム合金をアンモニア、ヒドラジン及び水溶性アミン化合物から選択される1種以上の水溶液に浸漬する処理であり、
前記熱可塑性樹脂組成物には、繊維フィラー及び/又は粉末型フィラーが含有されており、前記アルミニウム合金と前記熱可塑性樹脂組成物の線膨張率を近づけていることを特徴とする接合構造体。 A joined structure according to claim 1,
The metallic member is an aluminum alloy,
The etching treatment is a treatment of immersing the aluminum alloy in one or more aqueous solutions selected from ammonia, hydrazine and a water-soluble amine compound,
The thermoplastic resin composition contains a fiber filler and / or a powder-type filler, and has a linear expansion coefficient close to that of the aluminum alloy and the thermoplastic resin composition.
前記非金属性部材は、ガラス、磁性体、タイル、セラミックス、石材、及び木材から選択される1種以上であることを特徴とする接合構造体。 A joined structure according to claim 1,
The non-metallic member is at least one selected from glass, magnetic material, tile, ceramics, stone, and wood.
前記熱可塑性樹脂組成物は、ポニフェニレンスフィド及びポリブチレンテレフタレートから選択される1種を主成分とする樹脂であることを特徴とする接合構造体。 A joined structure according to claim 1,
The said thermoplastic resin composition is resin which has as a main component 1 type selected from the ponyphenylene sphere and polybutylene terephthalate, The joining structure characterized by the above-mentioned.
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0621593A (en) * | 1992-04-14 | 1994-01-28 | Hitachi Chem Co Ltd | Manufacture of printed circuit board |
JPH08230456A (en) * | 1996-01-16 | 1996-09-10 | Asahi Glass Co Ltd | Manufacture of hard plate insert module assy window for car |
WO2004041532A1 (en) * | 2002-11-08 | 2004-05-21 | Taisei Plas Co., Ltd. | Composite article of aluminum alloy with resin and method for production thereof |
JP2005119005A (en) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Taisei Plas Co Ltd | Composite of aluminum alloy and resin and its manufacturing method |
JP2006027018A (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Taisei Plas Co Ltd | Metal/resin composite body and its manufacturing method |
JP2007044921A (en) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Mold for molding, manufacturing method of glass with molding and glass with molding |
WO2007116801A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Electronic device case |
JP2008131005A (en) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Taisei Plas Co Ltd | Structure for electrical and electronic components having terminals, and method of manufacturing the same |
-
2008
- 2008-07-28 JP JP2008193660A patent/JP2010030111A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0621593A (en) * | 1992-04-14 | 1994-01-28 | Hitachi Chem Co Ltd | Manufacture of printed circuit board |
JPH08230456A (en) * | 1996-01-16 | 1996-09-10 | Asahi Glass Co Ltd | Manufacture of hard plate insert module assy window for car |
WO2004041532A1 (en) * | 2002-11-08 | 2004-05-21 | Taisei Plas Co., Ltd. | Composite article of aluminum alloy with resin and method for production thereof |
JP2005119005A (en) * | 2003-10-14 | 2005-05-12 | Taisei Plas Co Ltd | Composite of aluminum alloy and resin and its manufacturing method |
JP2006027018A (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Taisei Plas Co Ltd | Metal/resin composite body and its manufacturing method |
JP2007044921A (en) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Mold for molding, manufacturing method of glass with molding and glass with molding |
WO2007116801A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Electronic device case |
JP2008131005A (en) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Taisei Plas Co Ltd | Structure for electrical and electronic components having terminals, and method of manufacturing the same |
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