JP2015071375A - Back door for automobile and method of manufacturing back door for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用バックドアおよび自動車用バックドアの製造方法に関する。 The present invention relates to an automobile back door and an automobile back door manufacturing method.
樹脂構造体は、成形が容易で金属に比べて軽量であることから、例えば車両用構造部品、車両搭載用品、電子機器の筐体、家電機器の筐体、構造用部品、機械部品、物流資材、コンテナ、家具、日用雑貨等として幅広く用いられている。 Resin structures are easy to mold and lighter than metals. For example, structural parts for vehicles, on-vehicle equipment, housings for electronic devices, housings for home appliances, structural parts, mechanical parts, logistics materials It is widely used as containers, furniture, daily goods, etc.
当該樹脂構造体、特に自動車用バックドアなどにおいては、多くの場合荷重負荷に対して変形を小さくする必要がある。また場合によっては、突発的な荷重負荷も想定され、これに耐えられる十分な強度も要求される。 In the resin structure, particularly a back door for automobiles, it is often necessary to reduce deformation with respect to load. In some cases, sudden load loading is assumed, and sufficient strength to withstand this is required.
この対策として、樹脂中に種々の充填剤を添加するか、樹脂構造体の厚みを厚くする方法がとられているが、充填剤を添加する場合も、厚みを厚くする場合も、樹脂構造体の重量が増えてしまうため、前記の蓋材のように片側に支持点を持つ使い方の場合、自重による撓みが大きくなってしまい、また軽量化のメリットは損なわれる。また、一般的に樹脂は金属に比べて強度が弱く、樹脂構造体自体が破断してしまう可能性がある。
一方別の対策として、樹脂構造体にリブを造作して荷重変形を小さくする方法が考えられる。
また更に別の対策として、リブを造作する代わりに、樹脂構造体の一部または前面を金属部材で補強して、荷重変形を小さくする方法が検討されている。
As a countermeasure against this, a method of adding various fillers to the resin or increasing the thickness of the resin structure has been taken, but the resin structure can be added both when the filler is added and when the thickness is increased. Therefore, in the case of using a support point on one side like the above-mentioned cover material, the deflection due to its own weight is increased, and the merit of weight reduction is impaired. In general, the resin is weaker than the metal, and the resin structure itself may be broken.
On the other hand, as another countermeasure, a method of making a rib on the resin structure and reducing load deformation can be considered.
Further, as another countermeasure, a method of reducing a load deformation by reinforcing a part or the front surface of the resin structure with a metal member instead of making a rib has been studied.
しかしながら本発明者らは、樹脂構造体にリブを造作しても、荷重変形を小さくする効果は十分ではないことを見出した。
また、樹脂構造体を金属部材で補強しても、金属部材だけでは荷重変形を目標通り小さくできない場合が多いことが本発明者らの検討によりわかってきた。
すなわち、このように、樹脂構造体は、成形が容易で軽量であることから、前記の多くの用途に用いられているが、自動車用バックドアなどの荷重変形を小さくしなければならない用途に対しては課題があることがわかってきた。
However, the present inventors have found that even if ribs are made on the resin structure, the effect of reducing load deformation is not sufficient.
Further, it has been found by the present inventors that even if the resin structure is reinforced with a metal member, the load deformation cannot be reduced as much as possible with the metal member alone.
That is, in this way, the resin structure is easy to mold and lightweight, and thus has been used in many of the above-mentioned applications. However, for the applications in which load deformation such as a back door for an automobile must be reduced. It has become clear that there is a problem.
本発明が解決しようとする課題は、樹脂構造体において、荷重変形を飛躍的に小さくした金属／樹脂複合構造体を含む自動車用バックドアを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a back door for an automobile including a metal / resin composite structure in which a load deformation is remarkably reduced in a resin structure.
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、樹脂からなる構造体部と、これに接合する金属体部と、前記構造体部および／または前記金属体部に接合するリブ部と、を有する金属／樹脂複合構造体を含む自動車用バックドアによって、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明によれば、以下に示す金属／樹脂複合構造体を含む自動車用バックドアが提供される。
As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors have joined a structure part made of resin, a metal part joined thereto, and the structure part and / or the metal part. The present invention has been completed by finding that the above problems can be solved by an automotive back door including a metal / resin composite structure having a rib portion.
That is, according to this invention, the back door for motor vehicles containing the metal / resin composite structure shown below is provided.
［１］
アウターパネルと、該アウターパネルの車内側に設けられたインナーパネルとからなる自動車用バックドアであって、
前記アウターパネルおよび／またはインナーパネルの少なくとも一部が、金属／樹脂複合構造体を含み、
該金属／樹脂複合構造体は、
樹脂材料ａからなる構造体部（Ａ）と、
前記構造体部（Ａ）の少なくとも一部に接合する金属体部（Ｂ）と、
前記構造体部（Ａ）および／または前記金属体部（Ｂ）に少なくとも一部で接合し、かつ樹脂材料ｃからなるリブ部（Ｃ）と、
を含み、
前記リブ部（Ｃ）はその少なくとも一部が、前記金属体部（Ｂ）に対し前記構造体部（Ａ）とは反対の方向に突出している自動車用バックドア。
[1]
An automotive back door comprising an outer panel and an inner panel provided on the inner side of the outer panel,
At least a part of the outer panel and / or inner panel includes a metal / resin composite structure,
The metal / resin composite structure is
A structure (A) made of resin material a;
A metal body part (B) joined to at least a part of the structure part (A);
A rib portion (C) that is bonded at least partially to the structure body portion (A) and / or the metal body portion (B) and is made of a resin material c;
Including
The rib part (C) is a back door for an automobile in which at least a part of the rib part (C) protrudes in a direction opposite to the structure body part (A) with respect to the metal body part (B).
［２］
前記金属体部（Ｂ）は貫通穴を備え、
前記構造体部（Ａ）と一体化した前記リブ部（Ｃ）が、前記貫通穴から突出している、［１］に記載の自動車用バックドア。
［３］
前記構造体部（Ａ）が板状である、［１］または［２］に記載の自動車用バックドア。
［４］
前記構造体部（Ａ）の前記金属体部（Ｂ）と接合する面は、平面であるか、またはじゃばら状に屈曲した面である、［３］に記載の自動車用バックドア。
［５］
前記金属体部（Ｂ）が板状である、［１］ないし［４］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［６］
構造体部（Ａ）と前記金属体部（Ｂ）との間にプライマー層をさらに備え、
前記プライマー層を介して、前記構造体部（Ａ）と前記金属体部（Ｂ）とが接合されている、［１］ないし［５］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［７］
前記リブ部（Ｃ）は、前記金属体部（Ｂ）の上面において一体化しており、平面視において格子状となるように設けられている、［１］ないし「６］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［８］
前記金属体部（Ｂ）が、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、およびチタン合金から選択される少なくとも１種からなる、［１］ないし［７］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［９］
前記構造体部（Ａ）は、
重合体ａ１と、
前記重合体ａ１が１００重量部あたり、１〜１００重量部となる量のガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉から選ばれる１種以上の充填剤と、
を含む樹脂材料ａからなる、［１］ないし［８］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［１０］
前記リブ部（Ｃ）は、
重合体ｃ１と、
前記重合体ｃ１が１００重量部あたり、１〜１００重量部となる量のガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉から選ばれる１種以上の充填剤と、
を含む樹脂材料ｃからなる、［１］ないし［９］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［１１］
前記構造体部（Ａ）を構成する重合体ａ１がポリオレフィンである、［１］ないし［１０］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［１２］
前記リブ部（Ｃ）を構成する重合体ｃ１がポリオレフィンである、［１］ないし［１１］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［１３］
前記構造体部（Ａ）を構成する重合体ａ１と前記リブ部（Ｃ）を構成する重合体ｃ１が同一である［１］ないし［１２］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［１４］
前記金属／樹脂複合構造体は、
前記構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティと、前記リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティとを備える射出成形用金型を用い、
当該射出成形用金型に前記金属体部（Ｂ）を配置し、前記第１キャビティに重合体ａ１と充填剤とを含む樹脂材料ａを射出成形するとともに、前記第２キャビティに重合体ｃ１と充填剤とを含む樹脂材料ｃを射出成形することにより得られる、［１］ないし［１３］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［１５］
前記樹脂材料ｃとして前記樹脂材料ａと同一の樹脂材料を用い、
前記樹脂材料ａが、まず構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティに供給され、次いで当該樹脂材料ａの一部が金属体部（Ｂ）に設けられた前記開口部から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給される、［１４］に記載の自動車用バックドア。
［１６］
前記金属体部（Ｂ）の少なくとも一部が、予め表面処理され、表面に微細な凹凸を形成したものである、［１］ないし［１５］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
［１７］
前記金属体部（Ｂ）の少なくとも一部が、予め表面処理され、さらにプライマーを塗布されたものである［１］ないし［１６］のいずれか一つに記載の自動車用バックドア。
[2]
The metal body part (B) includes a through hole,
The automobile back door according to [1], wherein the rib portion (C) integrated with the structural body portion (A) protrudes from the through hole.
[3]
The automobile back door according to [1] or [2], wherein the structure (A) is plate-shaped.
[4]
The back door for an automobile according to [3], wherein a surface of the structural body portion (A) to be joined to the metal body portion (B) is a flat surface or a curved surface.
[5]
The automobile back door according to any one of [1] to [4], wherein the metal body part (B) is plate-shaped.
[6]
A primer layer is further provided between the structure body part (A) and the metal body part (B),
The back door for an automobile according to any one of [1] to [5], wherein the structure body part (A) and the metal body part (B) are joined via the primer layer.
[7]
The rib portion (C) is integrated on the upper surface of the metal body portion (B), and is provided so as to have a lattice shape in a plan view. [1] to [6] The automotive backdoor as described.
[8]
In any one of [1] to [7], the metal body part (B) is made of at least one selected from aluminum, aluminum alloy, magnesium, magnesium alloy, copper, copper alloy, and titanium alloy. The automotive backdoor as described.
[9]
The structure part (A)
Polymer a1,
One or more kinds selected from glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, calcium carbonate, magnesium carbonate, silica, talc, clay, and glass powder in an amount of 1 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of polymer a1. A filler,
The back door for automobiles according to any one of [1] to [8], comprising a resin material a containing
[10]
The rib portion (C)
Polymer c1,
One or more kinds selected from glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, calcium carbonate, magnesium carbonate, silica, talc, clay, and glass powder in an amount of 1 to 100 parts by weight of polymer c1 per 100 parts by weight. A filler,
The back door for automobiles according to any one of [1] to [9], comprising a resin material c containing
[11]
The back door for an automobile according to any one of [1] to [10], wherein the polymer a1 constituting the structural body part (A) is a polyolefin.
[12]
The automobile back door according to any one of [1] to [11], wherein the polymer c1 constituting the rib portion (C) is a polyolefin.
[13]
The automobile back door according to any one of [1] to [12], wherein the polymer a1 constituting the structural body part (A) and the polymer c1 constituting the rib part (C) are the same.
[14]
The metal / resin composite structure is
Using an injection mold comprising a first cavity for forming the structure part (A) and a second cavity for forming the rib part (C),
The metal body part (B) is arranged in the injection mold, the resin material a containing the polymer a1 and the filler is injected into the first cavity, and the polymer c1 is formed in the second cavity. The automotive back door according to any one of [1] to [13], which is obtained by injection molding a resin material c containing a filler.
[15]
Using the same resin material as the resin material a as the resin material c,
The resin material a is first supplied to the first cavity for forming the structure body portion (A), and then a part of the resin material a is ribbed from the opening provided in the metal body portion (B). The automobile back door according to [14], which is supplied to the second cavity for forming the portion (C).
[16]
The automobile back door according to any one of [1] to [15], wherein at least a part of the metal body part (B) is surface-treated in advance and has fine irregularities formed on the surface.
[17]
The automobile back door according to any one of [1] to [16], wherein at least a part of the metal part (B) is surface-treated in advance and further coated with a primer.
本発明により、荷重変形が飛躍的に小さい自動車用バックドアを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a backdoor for an automobile in which load deformation is remarkably small.
本発明の自動車用バックドアは以下の通りである。
アウターパネルと、該アウターパネルの車内側に設けられたインナーパネルとからなる自動車用バックドアであって、
前記アウターパネルおよび／またはインナーパネルの少なくとも一部が、金属／樹脂複合構造体を含み、
該金属／樹脂複合構造体は、
樹脂材料ａからなる構造体部（Ａ）と、
前記構造体部（Ａ）の少なくとも一部に接合する金属体部（Ｂ）と、
前記構造体部（Ａ）および／または前記金属体部（Ｂ）に少なくとも一部で接合し、かつ樹脂材料ｃからなるリブ部（Ｃ）と、
を含み、
前記リブ部（Ｃ）はその少なくとも一部が、前記金属体部（Ｂ）に対し前記構造体部（Ａ）とは反対の方向に突出している自動車用バックドア。
The automobile back door of the present invention is as follows.
An automotive back door comprising an outer panel and an inner panel provided on the inner side of the outer panel,
At least a part of the outer panel and / or inner panel includes a metal / resin composite structure,
The metal / resin composite structure is
A structure (A) made of resin material a;
A metal body part (B) joined to at least a part of the structure part (A);
A rib portion (C) that is bonded at least partially to the structure body portion (A) and / or the metal body portion (B) and is made of a resin material c;
Including
The rib part (C) is a back door for an automobile in which at least a part of the rib part (C) protrudes in a direction opposite to the structure body part (A) with respect to the metal body part (B).
以下、本発明を実施形態と図に基づいて説明する。
本実施形態の自動車用バックドアに含まれる金属／樹脂複合構造体は、図１に示すように構造体部（Ａ）及びリブ部（Ｃ）が樹脂から得られ、金属体部（Ｂ）が金属材料から得られる。
以下、金属／樹脂複合構造体を構成する樹脂（以下樹脂材料ということがある）と金属（以下金属材料ということがある）について説明した後、前記構造体部（Ａ）と前記金属体部（Ｂ）、及びリブ部（Ｃ）の接合の態様、金属／樹脂複合構造体の特徴について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments and drawings.
In the metal / resin composite structure included in the automobile back door of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the structure part (A) and the rib part (C) are obtained from resin, and the metal part (B) Obtained from metallic materials.
Hereinafter, after describing a resin (hereinafter also referred to as a resin material) and a metal (hereinafter also referred to as a metal material) constituting a metal / resin composite structure, the structure portion (A) and the metal body portion ( B), the mode of joining the rib portions (C), and the characteristics of the metal / resin composite structure will be described.
［構造体部（Ａ）及びリブ部（Ｃ）］
本実施形態の金属／樹脂複合構造体を構成する構造体部（Ａ）及びリブ部（Ｃ）は同一または異なる樹脂材料からなる。この樹脂材料はそれぞれ樹脂材料ａおよび樹脂材料ｃから得ることができる。
[Structural body part (A) and rib part (C)]
The structure part (A) and the rib part (C) constituting the metal / resin composite structure of this embodiment are made of the same or different resin materials. This resin material can be obtained from resin material a and resin material c, respectively.
本実施形態で用いることができる樹脂材料は特に限定されないが、例えば、種々の重合体、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン、４−メチル−１−ペンテン等のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリエステル等のポリエステル系樹脂や、スチレン系樹脂、ウレタン樹脂の他や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変性ＰＰＥ、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、変性ＰＳＵ、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリルブタジエンポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、フェノール系樹脂およびフェノキシ樹脂を含む。また、樹脂材料は、上記の樹脂の共重合体や変性体および／または２種類以上ブレンドした樹脂組成物から得てもよい。 The resin material that can be used in the present embodiment is not particularly limited. For example, various polymers, for example, polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polybutylene, 4-methyl-1-pentene, and polyethylene Polyester resins such as terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polyethylene naphthalate, liquid crystal polyester, styrene resin, urethane resin, polyoxymethylene (POM), Polyamide (PA), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl chloride (PVC), polyphenylene sulfide (PPS), polyphenylene ether (PPE), modified PPE, polyimide (PI), poly Doimide (PAI), polyetherimide (PEI), polysulfone (PSU), modified PSU, polyethersulfone (PES), polyacrylbutadiene polyketone (PK), polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), Polyether ketone ketone (PEKK), polyarylate (PAR), polyether nitrile (PEN), phenolic resin and phenoxy resin. Further, the resin material may be obtained from a copolymer or modified body of the above resin and / or a resin composition obtained by blending two or more kinds.
これらの中でも、特定の目的に対して、上記の重合体の１種または２種以上が、樹脂中に６０重量％以上含まれることが好ましい。成形品のコストパフォーマンス、成形性および軽量性の観点から、重合体はポリオレフィン系樹脂が好ましく、射出成形を良好におこなうために流動性が高いことが好ましい。そのため、本実施形態におけるポリオレフィンは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し、２．１６ｋｇ荷重の条件で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が、好ましくは４〜２００ｇ／１０分である。ＭＦＲは、プロピレン系重合体では２３０℃、エチレン系重合体では１９０℃など、それぞれの樹脂により決められている温度で測定することができる。 Among these, for a specific purpose, it is preferable that one or more of the above polymers are contained in the resin in an amount of 60% by weight or more. From the viewpoint of cost performance, moldability, and lightness of the molded product, the polymer is preferably a polyolefin resin, and preferably has high fluidity for good injection molding. Therefore, the polyolefin in the present embodiment has a melt flow rate (MFR) measured according to ASTM D1238 and a load of 2.16 kg, preferably 4 to 200 g / 10 minutes. The MFR can be measured at a temperature determined by each resin, such as 230 ° C. for a propylene polymer and 190 ° C. for an ethylene polymer.
ポリオレフィンとしては、エチレン系重合体、プロピレン系重合体など、ポリオレフィンと称される範疇に属するものであればよい。また、それらの中でもオレフィン同士のランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体であってもよい。
また、ポリオレフィンとしては、直鎖状のものであっても、分岐構造を導入したものであってもよい。成形品の強度および耐衝撃性の観点から、ポリアミド（ＰＡ）とポリエステルが好ましく用いられる。また、耐熱性および耐薬品性の観点から、ポリアリーレンスルフィド、中でもポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）が好ましく用いられる。成形品外観および寸法安定性の観点から、ポリカーボネート（ＰＣ）やスチレン系樹脂が特に好ましく用いられる。
Any polyolefin may be used as long as it belongs to a category called polyolefin, such as an ethylene polymer and a propylene polymer. Among them, a random copolymer of olefins, a block copolymer, and a graft copolymer may be used.
Further, the polyolefin may be a linear one or a one having a branched structure introduced therein. From the viewpoint of the strength and impact resistance of the molded product, polyamide (PA) and polyester are preferably used. Further, from the viewpoint of heat resistance and chemical resistance, polyarylene sulfide, especially polyphenylene sulfide (PPS) is preferably used. From the viewpoint of the appearance of the molded product and dimensional stability, polycarbonate (PC) and styrene resin are particularly preferably used.
また、本実施形態において上記樹脂材料は、金属材料と樹脂材料との線膨張率差の調整、および樹脂材料の機械的強度を向上させることを目的として、充填材を含有していることが好ましい。充填材を含有させることにより、樹脂材料の剛性を高める効果の他、樹脂材料の線膨張係数を低減、制御できる。本実施形態にかかる金属／樹脂複合構造体は、金属材料と樹脂材料との複合構造体であり、金属材料と樹脂材料との形状安定性の温度依存性が大きく異なることが多いので、大きな温度変化が起こると金属／樹脂複合構造体に歪みが掛かりやすい。上記充填材を含有することにより、この歪みを低減することができる。 Further, in the present embodiment, the resin material preferably contains a filler for the purpose of adjusting the difference in linear expansion coefficient between the metal material and the resin material and improving the mechanical strength of the resin material. . By including the filler, in addition to the effect of increasing the rigidity of the resin material, the linear expansion coefficient of the resin material can be reduced and controlled. The metal / resin composite structure according to this embodiment is a composite structure of a metal material and a resin material, and the temperature dependence of the shape stability between the metal material and the resin material is often greatly different. When the change occurs, the metal / resin composite structure is likely to be distorted. By containing the filler, this distortion can be reduced.
充填材としては、繊維状充填材、粒状充填材、板状充填材などの充填材を挙げることができる。上記繊維状充填剤としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などが挙げられる。上記ガラス繊維の具体的例示としては、平均繊維径が６〜１４μｍのチョップドストランドなどが挙げられる。 Examples of the filler include fillers such as a fibrous filler, a granular filler, and a plate-like filler. Examples of the fibrous filler include glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber. Specific examples of the glass fiber include chopped strands having an average fiber diameter of 6 to 14 μm.
これらの中でも、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉からなる群から選ばれる少なくとも一種の充填材を含むことが好ましい。 Among these, it is preferable to include at least one filler selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, calcium carbonate, magnesium carbonate, silica, talc, clay, and glass powder.
また、上記板状、粒状充填材としては、例えば炭酸カルシウム、マイカ、ガラスフレーク、ガラスバルーン、ガラス粉、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、炭素繊維やアラミド繊維の粉砕物などが挙げられる。 Examples of the plate-like and granular fillers include calcium carbonate, mica, glass flakes, glass balloons, glass powder, magnesium carbonate, silica, talc, clay, pulverized products of carbon fibers and aramid fibers.
これらの充填材は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤で処理したものであることが好ましい。 These fillers are preferably treated with a silane coupling agent or a titanate coupling agent.
これらの充填材を含む場合、その含有量は、例えば上記樹脂材料を構成する、重合体１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上１００質量部以下であり、より好ましくは５質量部以上９０質量部以下であり、とくに好ましくは１０質量部以上８０質量部以下である。充填材の含有量が上記範囲内であることにより、靱性の低減を抑制することができる。 When these fillers are included, the content thereof is preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the polymer constituting the resin material, for example. 90 parts by mass or less, particularly preferably 10 parts by mass or more and 80 parts by mass or less. When the content of the filler is within the above range, it is possible to suppress a reduction in toughness.
上記充填剤のみでなく、用途等に応じ、本発明の目的を損なわない範囲で適宜、他の充填材や添加剤を含有しても良い。充填材や添加剤として、例えば、無機充填材、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤およびカップリング剤などが挙げられる。 In addition to the above fillers, other fillers and additives may be appropriately contained in a range that does not impair the object of the present invention, depending on applications and the like. As fillers and additives, for example, inorganic fillers, flame retardants, conductivity imparting agents, crystal nucleating agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, vibration damping agents, antibacterial agents, insect repellents, deodorants, coloring inhibitors, Examples include heat stabilizers, mold release agents, antistatic agents, plasticizers, lubricants, colorants, pigments, dyes, foaming agents, antifoaming agents, and coupling agents.
なお、上記樹脂材料と、上記充填剤およびその他の添加材の配合は公知の手法を用いて行うことができる。 In addition, the said resin material, the said filler, and the mixing | blending of another additive can be performed using a well-known method.
本実施形態の金属／樹脂複合構造体の構造体部（Ａ）及びリブ部（Ｃ）は、上記樹脂材料を後述する方法で例えば射出成形して得られるが、この際、樹脂材料を発泡させて発泡体として用いることもできる。射出発泡体を得る方法としては、化学発泡剤を樹脂に添加する方法や、射出成形機のシリンダー部に直接、窒素ガスや炭酸ガスを注入する方法、あるいは、窒素ガスや炭酸ガスを超臨界状態で射出成形機のシリンダー部に注入するＭｕＣｅｌｌ射出発泡成形法があるが、いずれの方法でも樹脂材料が発泡体である金属／樹脂複合構造体を得る事ができる。また、いずれの方法においても、金型キャビティの容積より少ない樹脂量を充填し、発泡させることによりキャビティに充満させるショートショット法や、金型キャビティ容量の制御方法として、移動側の金型を後退させキャビティの容積を広げるコアバック法、樹脂充填後に金型内の入れ子やピンを移動させることにより、キャビティの容量を広げる方法を用いることができる。また、発泡体の表面状態を良好にするために、カウンタープレッシャーを使用したり、金型を急速加熱冷却する方法を使用することも可能である。また、射出発泡成形以外にも、ガスアシスト成形、ウォーターアシスト成形も使用することができる。 The structure part (A) and the rib part (C) of the metal / resin composite structure of the present embodiment are obtained by, for example, injection molding of the resin material by a method described later. At this time, the resin material is foamed. It can also be used as a foam. The injection foam can be obtained by adding a chemical foaming agent to the resin, by directly injecting nitrogen gas or carbon dioxide into the cylinder of the injection molding machine, or by supercritical nitrogen or carbon dioxide. There is a MuCell injection foaming method in which the resin material is foamed by any method, and a metal / resin composite structure can be obtained. In both methods, the mold on the moving side is retracted as a short shot method in which a resin amount smaller than the volume of the mold cavity is filled and the cavity is filled by foaming, or as a method for controlling the mold cavity capacity. A core back method for expanding the volume of the cavity and a method for expanding the capacity of the cavity by moving the insert or pin in the mold after filling with the resin can be used. Further, in order to improve the surface state of the foam, it is possible to use a counter pressure or a method of rapidly heating and cooling the mold. In addition to injection foam molding, gas assist molding and water assist molding can also be used.
［金属体部（Ｂ）］
本実施形態の金属／樹脂複合構造体を構成する金属体部（Ｂ）は金属材料からなる。
本実施形態で用いることができる金属材料の種類は世の中に存在する全てが対象であるが、好ましくは、線膨張率の大きな金属の種類を用いた方が好ましい。その理由は、後述する樹脂材料の線膨張率は充填剤等を加えて調整しても金属と同等の線膨張率にするには無理があるためである。すなわち、樹脂材料の線膨張率は、最も低いものでも２×１０−５℃−１程度である。
[Metal body part (B)]
The metal body part (B) which comprises the metal / resin composite structure of this embodiment consists of a metal material.
The types of metal materials that can be used in the present embodiment are all existing in the world, but it is preferable to use a metal type having a large linear expansion coefficient. The reason for this is that the linear expansion coefficient of the resin material described later is impossible to obtain a linear expansion coefficient equivalent to that of metal even if it is adjusted by adding a filler or the like. That is, the linear expansion coefficient of the resin material is about 2 × 10 −5 ° C. −1 even at the lowest.
このような金属材料のうち、入手の容易さ、価格などを考慮すると、鉄、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、チタンおよびチタン合金を好ましい例として挙げることができ、より好ましくは、アルミニウム、アルミニウム合金が挙げられる。 Among such metal materials, iron, stainless steel, aluminum, aluminum alloy, magnesium, magnesium alloy, copper, copper alloy, titanium and titanium alloy can be cited as preferable examples in consideration of availability and price. More preferably, aluminum or an aluminum alloy is used.
金属材料を構成するマグネシウム合金としては、ＡＳＴＭやＪＩＳで規格化されている展伸用マグネシウム合金、ダイキャスト法やチクソモールド法の鋳造用マグネシウム合金が挙げられる。また、アルミニウム合金としても、例えば日本工業規格（ＪＩＳ）で規格化されている展伸用の１０００〜７０００番系、およびダイカストグレード各種が使用できる。 Examples of the magnesium alloy constituting the metal material include a magnesium alloy for extension standardized by ASTM and JIS, and a magnesium alloy for casting by a die-cast method or a thixomold method. Further, as the aluminum alloy, for example, 1000-7000 series for extension standardized by Japanese Industrial Standards (JIS) and various die-cast grades can be used.
［金属体部（Ｂ）の表面処理］
本実施形態にかかる金属／樹脂複合構造体の金属体部（Ｂ）は、上記構造体部（Ａ）を構成する樹脂材料と強固に接合させるために、公知の表面処理技術を施したものを使用することができる。
[Surface treatment of metal part (B)]
The metal body part (B) of the metal / resin composite structure according to the present embodiment is obtained by applying a known surface treatment technique in order to firmly join the resin material constituting the structure part (A). Can be used.
具体的な例としては、金属体部（Ｂ）の表面に（ｉ）微細な凹凸形状を付与する方法や、（ｉｉ）プライマー層を形成させる方法、さらには、（ｉ）と（ｉｉ）の組み合わせがある。 Specific examples include (i) a method of imparting fine irregularities on the surface of the metal body part (B), (ii) a method of forming a primer layer, and (i) and (ii) There are combinations.
（ｉ）金属体部（Ｂ）の表面に微細な凹凸形状を付与する方法は、得られる微細凹凸面の形状から大別して以下の３種類の方法がある。 (I) The method of providing a fine uneven shape on the surface of the metal body part (B) is roughly classified into the following three types of methods from the shape of the fine uneven surface obtained.
一つ目は侵食性水溶液または侵食性懸濁液に金属を浸漬して得たもので、電子顕微鏡観察により測定して表面は無数の凹部で覆われた形となっており、その凹部の数平均内径は３μｍ以下である。ここで、上記凹凸の数平均内径とは、凹凸の凹部の内径の平均値をいう。例えば、電子顕微鏡により金属材料表面の凹凸の画像を観察し、凹部が１００個以上撮影できる倍率において、全ての凹部についてその内径を計り取る。円形でないものは面積が同等の円として内径を仮定する。仮定した内径も含め、全ての和を個数で除したものを数平均内径とする。 The first one was obtained by immersing a metal in an erodible aqueous solution or erosive suspension, and the surface was covered with countless recesses as measured by electron microscope observation. The average inner diameter is 3 μm or less. Here, the number average inner diameter of the irregularities means an average value of the inner diameters of the concave and convex portions. For example, an image of unevenness on the surface of the metal material is observed with an electron microscope, and the inner diameters of all the recesses are measured at a magnification at which 100 or more recesses can be captured. For non-circular ones, the inner diameter is assumed as a circle with the same area. The number average inner diameter is obtained by dividing all sums by the number, including the assumed inner diameter.
二つ目は陽極酸化法によって得たもので、表面は主として金属酸化物層となっており、しかもその表面層は無数の数平均内径１０〜２００ｎｍの開口部で覆われているものである。 The second one is obtained by an anodic oxidation method, and the surface is mainly a metal oxide layer, and the surface layer is covered with an innumerable opening having a number average inner diameter of 10 to 200 nm.
三つ目は、機械的切削、例えばダイヤモンド砥粒研削またはブラスト加工によって作成した凹凸を有する金型パンチをプレスすることにより金属表面に凹凸を形成する方法や、サンドブラスト、ローレット加工、レーザー加工により金属表面に凹凸形状を作成する物でその凹部の幅は１０〜８００μｍである。 The third is a method of forming irregularities on a metal surface by pressing a die punch having irregularities created by mechanical cutting, for example, diamond abrasive grinding or blasting, or metal by sandblasting, knurling, or laser processing. It is a thing which creates an uneven shape on the surface, and the width of the recess is 10 to 800 μm.
これらのうち、一つ目の侵食性水溶液または侵食性懸濁液に金属を浸漬して得たものが、金属材料を広範囲にわたってまとめて処理することができることから好ましい。 Among these, what was obtained by immersing a metal in the first erodible aqueous solution or erodible suspension is preferable because the metal material can be treated collectively over a wide range.
（ｉｉ）金属体部（Ｂ）の表面にプライマー層を形成させる方法の場合、プライマー層は特に限定されないが、通常は樹脂成分を含むプライマー樹脂材料からなる。プライマー樹脂材料は特に限定されず、公知のものを用いることができる。具体的には、公知のポリオレフィン系プライマー、エポキシ系プライマー、ウレタン系プライマーなどを挙げることができる。プライマー層の形成方法は特に限定されないが、例えば、上記のプライマー樹脂材料の溶液や、上記のプライマー樹脂材料のエマルションを、金属部材に塗工して形成することができる。溶液とする際に用いる溶媒としては、トルエン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）などが挙げられる。エマルション用の媒体としては、脂肪族炭化水素媒体や、水などが挙げられる。 (Ii) In the case of the method of forming a primer layer on the surface of the metal body part (B), the primer layer is not particularly limited, but usually comprises a primer resin material containing a resin component. The primer resin material is not particularly limited, and known materials can be used. Specific examples include known polyolefin-based primers, epoxy-based primers, urethane-based primers, and the like. Although the formation method of a primer layer is not specifically limited, For example, the solution of said primer resin material and the emulsion of said primer resin material can be formed by applying to a metal member. Examples of the solvent used for preparing the solution include toluene, methyl ethyl ketone (MEK), dimethylformamide (DMF), and the like. Examples of the medium for the emulsion include an aliphatic hydrocarbon medium and water.
上記（ｉ）、（ｉｉ）の処理を行うに当たり、前記金属体部（Ｂ）は、金属を切断、プレス等による塑性加工、打ち抜き加工、切削、研削、放電加工等の除肉加工によって上述した所定の形状に加工された後になされることが好ましい。要するに、種々の加工法により、後述する射出成形のインサート用として必要な形状に加工されたものを用いることが好ましい。必要な形状に加工された金属材料は、樹脂材料と接着すべき面が厚く酸化や水酸化されていないことが好ましく、長期間の自然放置で表面に酸化皮膜である錆の存在が明らかなものは研磨、化学処理等でこれを取り除くことが好ましい。 In performing the processes (i) and (ii), the metal body part (B) has been described above by metal removal such as cutting metal, plastic working by pressing, punching, cutting, grinding, electric discharge machining, and the like. It is preferably performed after being processed into a predetermined shape. In short, it is preferable to use a material processed into a shape necessary for an injection molding insert described later by various processing methods. It is preferable that the metal material processed into the required shape has a thick surface that should be bonded to the resin material and is not oxidized or hydroxylated. Is preferably removed by polishing, chemical treatment or the like.
なお、本実施形態にかかる金属／樹脂複合構造体の構造体部（Ａ）を構成する樹脂材料中の重合体が、上記金属材料と親和性の高い材料、例えばヘテロ原子を含む基、具体的にはエステル基、カルボン酸基、アルデヒド基、ケトン基などの極性基を有する重合体の場合には、上述の（ｉ）の表面処理を行った金属材料を用いて金属／樹脂複合構造体を構成することが可能であるが、樹脂を構成する重合体がポリオレフィンのように非極性のものである場合、極性を持つ金属材料と一体化する場合には、（ｉｉ）の表面処理を行うことが好ましく、（ｉ）の表面処理も組み合わせて行うことがより好ましい。 The polymer in the resin material constituting the structure part (A) of the metal / resin composite structure according to the present embodiment is a material having high affinity with the metal material, for example, a group containing a hetero atom, In the case of a polymer having a polar group such as an ester group, a carboxylic acid group, an aldehyde group, or a ketone group, a metal / resin composite structure is formed using the metal material subjected to the surface treatment of (i) described above. If the polymer constituting the resin is nonpolar, such as polyolefin, or if it is integrated with a polar metal material, the surface treatment of (ii) should be performed. It is more preferable to perform the surface treatment of (i) in combination.
また、金属体部（Ｂ）に貫通穴が設けられている場合、貫通穴も表面処理することが好ましい態様である。 Moreover, when the through-hole is provided in the metal body part (B), it is a preferable aspect to also surface-treat the through-hole.
〔構造体部（Ａ）の形状〕
構造体部（Ａ）は、塊状、板状のものなど、構造体の役割を果たすことができる形状であれば特に形状や大きさに制限はないが、板状であることが好ましい。この場合、厚みは全範囲にわたって同一でもよく、異なる厚みの部分を有するものであっても良い。板状である場合、構造体部（Ａ）の厚みが０．５〜１０ｍｍの範囲の部分を含むことが好ましく１〜８ｍｍの範囲を含むことがより好ましい。また平均の厚みが０．５〜１０ｍｍの範囲にあることがより好ましく１〜８ｍｍの範囲にあることがより好ましい。さらに厚みがすべての部分において０．５〜１０ｍｍの範囲内に含まれることが中でも好ましい態様のひとつであり、１〜８ｍｍの範囲にあることがより好ましい。
また、後述する金属体部（Ｂ）と接合する面は、平面であっても、屈曲した構造であっても良い。後者の場合、じゃばら状でとすることができる。
[Shape of structure part (A)]
The structure (A) is not particularly limited in shape and size as long as it can play the role of a structure, such as a lump or plate, but is preferably plate. In this case, the thickness may be the same over the entire range, or may have portions with different thicknesses. When it is plate-shaped, it is preferable that the thickness of a structure part (A) contains the part of the range of 0.5-10 mm, and it is more preferable that the range of 1-8 mm is included. The average thickness is more preferably in the range of 0.5 to 10 mm, and more preferably in the range of 1 to 8 mm. Furthermore, it is one of the preferable embodiments that the thickness is included in the range of 0.5 to 10 mm in all portions, and more preferably in the range of 1 to 8 mm.
Moreover, the surface joined to the metal body part (B) described later may be a flat surface or a bent structure. In the latter case, it can be loose.
〔金属体部（Ｂ）の形状〕
金属体部（Ｂ）は、塊状、板状のものなど、構造体を補強する役割を果たすことができる形状であれば特に形状や大きさに制限はないが、板状であることが好ましい。この場合、厚みは全範囲にわたって同一でもよく、異なる厚みの部分を有するものであっても良い。板状である場合、金属体部（Ｂ）の厚みが０．５〜５ｍｍの範囲の部分を含むことが好ましく、厚みがすべての部分において０．５〜５ｍｍの範囲内に含まれることが中でも好ましい態様のひとつである。形状も平板であっても、屈曲した構造であっても良い。後者の場合、じゃばら状であっても良い。
[Shape of metal part (B)]
The shape and size of the metal body part (B) are not particularly limited as long as the metal body part (B) can play a role of reinforcing the structure, such as a lump or a plate, but is preferably a plate. In this case, the thickness may be the same over the entire range, or may have portions with different thicknesses. When it is plate-shaped, it is preferable that the thickness of the metal body part (B) includes a part in the range of 0.5 to 5 mm, and the thickness is included in the range of 0.5 to 5 mm in all parts. This is one of the preferred embodiments. The shape may be a flat plate or a bent structure. In the latter case, it may be loose.
ＣＬ２
また、金属体部（Ｂ）の少なくとも一部に、１つ以上の貫通穴を備えていても良い。穴の個数に特に制限はない。また穴の大きさに特に制限はないが、例えば溶融樹脂が構造体部（Ａ）の形成用のキャビティからリブ部（Ｃ）形成用のキャビティに供給される場合を考えると、溶融樹脂が流動してリブ部（Ｃ）を形成するのに十分なように流れるような大きさであって、かつ金属体部（Ｂ）による補強効果やリブ部（Ｃ）による補強効果が失われない範囲の大きさであればよい。
CL2
One or more through holes may be provided in at least a part of the metal body part (B). There is no particular limitation on the number of holes. The size of the hole is not particularly limited. For example, when the molten resin is supplied from the cavity for forming the structural body portion (A) to the cavity for forming the rib portion (C), the molten resin flows. In such a range that the flow is sufficient to form the rib portion (C) and the reinforcing effect by the metal body portion (B) and the reinforcing effect by the rib portion (C) are not lost. Any size is acceptable.
該貫通穴のサイズは、例えば円形の穴の場合、直径１〜１０ｍｍ、四角形の形の穴の場合、短辺が１〜１５ｍｍ、十字形の穴の場合、これを構成する一本の線の長さが５〜５０ｍｍなどが挙げられるが特に制限はない。
また、リブ部（Ｃ）が金属体部（Ｂ）と接触している部分の面積（Ｓｃｂ）と、金属体部（Ｂ）に設けられた貫通穴のうち、リブ部（Ｃ）が突出する側の表面の開口面積（Ｓｈ）とを比べた場合、（Ｓｈ）／（Ｓｈ＋Ｓｃｂ）は０．１〜１、好ましくは０．２〜１である。
（Ｓｈ）／（Ｓｈ＋Ｓｃｂ）が上記範囲にあると、リブ部（Ｃ）による補強効果がより大きくなる。
The size of the through hole is, for example, a diameter of 1 to 10 mm in the case of a circular hole, a short side of 1 to 15 mm in the case of a square hole, and a single line constituting this in the case of a cross-shaped hole. The length may be 5 to 50 mm, but is not particularly limited.
Moreover, a rib part (C) protrudes among the area (Scb) of the part which the rib part (C) is contacting with the metal body part (B), and the through-hole provided in the metal body part (B). When compared with the opening area (Sh) of the surface on the side, (Sh) / (Sh + Scb) is 0.1 to 1, preferably 0.2 to 1.
When (Sh) / (Sh + Scb) is in the above range, the reinforcing effect by the rib portion (C) is further increased.
〔リブ部（Ｃ）の形状〕
リブ部（Ｃ）は、構造体部（Ａ）や金属体部（Ｂ）を補強する役割を果たしていると考えられる。
リブ部（Ｃ）は、その少なくとも一部が金属体部（Ｂ）に対し構造体部（Ａ）とは反対方向に突出していれば大きさや高さに特に制限はない。
[Shape of rib part (C)]
The rib part (C) is considered to play a role of reinforcing the structure part (A) and the metal part (B).
The rib part (C) is not particularly limited in size and height as long as at least a part of the rib part (C) protrudes in a direction opposite to the structure part (A) with respect to the metal part (B).
リブ部（Ｃ）の配置としては、特に制限はないが、金属体部（Ｂ）から平板状（表面が多少波打ったり凹凸があっても良い）に突出し、平行に並んだもの、任意の方向に並んだもの、格子状に並んだもの、放射状に並んだものなどを例示することができる。 Although there is no restriction | limiting in particular as arrangement | positioning of a rib part (C), It protrudes in flat form from the metal-body part (B) (the surface may be a little wavy or uneven | corrugated), and arranged in parallel, arbitrary Examples thereof include those arranged in the direction, those arranged in a lattice pattern, and those arranged in a radial pattern.
また、リブ部（Ｃ）は構成要素が金属体部（Ｂ）の上面において一体化しており、平面視において格子状に配置されていることが好ましい。
この場合、後述するように突発的な力にも破壊せずに耐えることがより容易である。
Moreover, it is preferable that the component part is integrated in the rib part (C) in the upper surface of a metal body part (B), and is arrange | positioned at the grid | lattice form in planar view.
In this case, as will be described later, it is easier to withstand an unexpected force without destroying it.
ひとつの好ましい態様としては、リブ部（Ｃ）は構成要素が金属体部（Ｂ）の上面において一体化しており、平面視において格子状に配置されている場合に、リブ部（Ｃ）の高さが、少なくとも一部が３〜５０ｍｍの範囲にある態様が挙げられる。また好ましくはリブ部（Ｃ）の平均の高さが３〜５０ｍｍの範囲にあることである。さらに好ましくはリブ部（Ｃ）のすべての部分の高さが３〜５０ｍｍの範囲にあることである。なおここで「高さ」とは、以下のように定義する。
すなわち、まず、リブ部（Ｃ）の各上端（金属体と接触している部分とは反対の端）は、リブ部（Ｃ）の形を表す直線または曲線を形成している。この直線または曲線との接線に垂直な方向に直線を引く。当該直線と金属体部（Ｂ）表面との交点と、各上端の点との間の長さを、当該リブ部（Ｃ）の「高さ」と定義する。
具体的に図を用いて説明すると、図９においては、リブ部（Ｃ）の上端を表す直線に対して垂直な方向に直線を引き、当該直線と、金属体部（Ｂ）表面との交点を求める。この金属体部（Ｂ）とリブ部（Ｃ）上端との間の長さをリブ部（Ｃ）の「高さ」とする。
図１０は後述する実施例４によって得られた金属／樹脂複合構造体を側面から見た概念図である。この場合、リブ部（Ｃ）上端が直線を形成しているものの、金属体部（Ｂ）として屈曲板を用いているため、複数のリブ部（Ｃ）の「高さ」を有することとなる。図１０の矢印線で示した部分のリブ部（Ｃ）の「高さ」は４０ｍｍであるが、これ以外にもリブ部（Ｃ）の「高さ」として１０ｍｍの部分も存在する（図５参照）。
As one preferred embodiment, the rib portion (C) is integrated on the upper surface of the metal body portion (B), and when the rib portion (C) is arranged in a lattice shape in a plan view, the rib portion (C) is high. However, at least a part is in the range of 3 to 50 mm. Moreover, it is preferable that the average height of a rib part (C) exists in the range of 3-50 mm. More preferably, the height of all the portions of the rib portion (C) is in the range of 3 to 50 mm. Here, “height” is defined as follows.
That is, first, each upper end of the rib portion (C) (the end opposite to the portion in contact with the metal body) forms a straight line or a curve representing the shape of the rib portion (C). A straight line is drawn in a direction perpendicular to the tangent to this straight line or curve. The length between the intersection of the straight line and the surface of the metal body part (B) and the upper end point is defined as the “height” of the rib part (C).
Specifically, in FIG. 9, in FIG. 9, a straight line is drawn in a direction perpendicular to the straight line representing the upper end of the rib part (C), and the intersection of the straight line and the surface of the metal part (B). Ask for. The length between the metal body part (B) and the upper end of the rib part (C) is defined as the “height” of the rib part (C).
FIG. 10 is a conceptual view of a metal / resin composite structure obtained in Example 4 to be described later as viewed from the side. In this case, although the upper end of the rib part (C) forms a straight line, since the bent plate is used as the metal body part (B), it has the “height” of the plurality of rib parts (C). . The “height” of the rib portion (C) indicated by the arrow line in FIG. 10 is 40 mm, but there is also a 10 mm portion as the “height” of the rib portion (C) (FIG. 5). reference).
また、リブ部（Ｃ）の厚みは、通常０．５〜８ｍｍであり、好ましくは１〜８ｍｍ、より好ましくは、１〜６ｍｍである。 Moreover, the thickness of a rib part (C) is 0.5-8 mm normally, Preferably it is 1-8 mm, More preferably, it is 1-6 mm.
さらにリブ部（Ｃ）は金属体部（Ｂ）の表面に各種成形方法で接合させるように設けることも可能であるが、構造体の剛性や破壊強度の点からは、後述するようにリブ部（Ｃ）が金属体部（Ｂ）に設けられた貫通穴を通じて、構造体部（Ａ）と一体化していることが好ましい。またリブ部（Ｃ）は、金属体部（Ｂ）をあらかじめ配置した射出成形用金型に、樹脂材料を射出成形する方法であって、前記樹脂が、まず構造体部（Ａ）を形成するためのキャビティに供給され、次いで当該樹脂の一部が金属体部（Ｂ）に設けられた貫通穴から、リブ部（Ｃ）を形成するためのキャビティに供給される方法で設けられたものであることがより好ましい。 Furthermore, the rib part (C) can be provided so as to be joined to the surface of the metal body part (B) by various molding methods. However, from the viewpoint of the rigidity and breaking strength of the structure, the rib part as described later is used. It is preferable that (C) is integrated with the structure part (A) through a through-hole provided in the metal part (B). The rib part (C) is a method in which a resin material is injection-molded into an injection mold in which the metal body part (B) is arranged in advance, and the resin first forms the structure part (A). Is provided to the cavity for forming the rib portion (C) from the through hole provided in the metal body portion (B) and then supplied to the cavity for forming the rib portion (C). More preferably.
［金属／樹脂複合構造体］
金属体部（Ｂ）は、構造体部（Ａ）の荷重変形を抑止するために、構造体部（Ａ）に重なるように接合することができるが、限定されるものではない。例えば構造体部（Ａ）が平板である場合、構造体部（Ａ）の片側の面に金属体部（Ｂ）を接合し、その際に金属体部（Ｂ）の一部に貫通穴を設けておいて後述の射出成形によりリブを造作することが好ましく例示できる。このような態様では、曲げ剛性の低い構造体部（Ａ）を金属体部（Ｂ）が補強する働きをし、リブ部（Ｃ）が全体を更に補強する働きをしているものと考えられる。また、金属体部（Ｂ）はリブ部（Ｃ）と反対側の面で構造体部（Ａ）と少なくとも一部が接合した構造となっていることも面剛性を高くできる一因と考えられる。一方で、金属体部（Ｂ）は構造体部（Ａ）の全面を補強する必要はなく、荷重変形を有効に抑止できる程度の面積を備えていればよい。更に金属体部（Ｂ）と構造体部（Ａ）との接合面は、該すべての面で接合する必要はなく、荷重変形を有効に抑止できれば一部でもよい。またリブ部（Ｃ）は、例えば金属体部（Ｂ）に貫通穴を開けた上でインサートによる射出成形で造作できるが、前述したようにリブ部（Ｃ）が金属体部（Ｂ）と接触している部分の面積（Ｓｃｂ）と、金属体部（Ｂ）に設けられた貫通穴のうち、リブ部（Ｃ）が突出する側の表面の開口面積Ｓｈとを比べた場合、（Ｓｈ）／（Ｓｈ＋Ｓｃｂ）、前述した範囲にあることが好ましい。すなわちリブ部（Ｃ）が金属体部（Ｂ）表面と交わる底面全体に穴を開ける必要はなく、荷重変形を有効に抑止できれば部分的な貫通穴でもよい。この際は、穴の開いていない部分は金属体部（Ｂ）と接着されることになる。荷重変形を有効に抑止するための好ましいリブ部（Ｃ）の構造としては格子状にすることが好ましく、曲げやねじれの力の両方に耐える構造となる。
[Metal / resin composite structure]
The metal part (B) can be joined so as to overlap the structure part (A) in order to suppress load deformation of the structure part (A), but is not limited thereto. For example, when the structure body part (A) is a flat plate, the metal body part (B) is joined to one surface of the structure body part (A), and a through hole is formed in a part of the metal body part (B). It can preferably be illustrated that the ribs are made by injection molding described later. In such an aspect, it is considered that the metal body part (B) functions to reinforce the structural body part (A) having low bending rigidity, and the rib part (C) functions to further reinforce the whole. . In addition, it is considered that the metal body part (B) has a structure in which at least a part of the metal body part (B) is joined to the structure body part (A) on the surface opposite to the rib part (C). . On the other hand, it is not necessary for the metal body part (B) to reinforce the entire surface of the structure body part (A), and it is sufficient that the metal body part (B) has an area that can effectively suppress load deformation. Further, the joint surfaces of the metal body part (B) and the structure body part (A) do not have to be joined on all the faces, and may be a part as long as load deformation can be effectively suppressed. The rib portion (C) can be made by injection molding with an insert after a through hole is made in the metal body portion (B), for example. As described above, the rib portion (C) is in contact with the metal body portion (B). When comparing the area (Scb) of the portion that is formed with the opening area Sh on the surface of the through hole provided in the metal body part (B) on the side where the rib part (C) protrudes, (Sh) / (Sh + Scb), preferably in the range described above. That is, it is not necessary to make a hole in the entire bottom surface where the rib portion (C) intersects the surface of the metal body portion (B), and a partial through hole may be used as long as load deformation can be effectively suppressed. At this time, the portion where the hole is not opened is bonded to the metal body portion (B). As a preferable rib portion (C) structure for effectively suppressing load deformation, a lattice shape is preferable, and a structure capable of withstanding both bending and twisting forces is obtained.
［金属／樹脂複合構造体の製造方法］
本実施形態にかかる金属／樹脂複合構造体は、射出成形により製造することができる。
具体的には、構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティと、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティとを備える射出成形用金型を用い、以下の工程を行う。
工程ａ：当該射出成形用金型に前記金属体部（Ｂ）を配置する工程。
工程ｂ：第１キャビティに重合体ａ１と充填剤とを含む樹脂材料ａを射出成形するとともに、第２キャビティに重合体ｃ１と充填剤とを含む樹脂材料ｃを射出成形する工程。
[Method for producing metal / resin composite structure]
The metal / resin composite structure according to this embodiment can be manufactured by injection molding.
Specifically, the following steps are performed using an injection mold including a first cavity for forming the structure (A) and a second cavity for forming the rib (C). .
Process a: The process of arrange | positioning the said metal body part (B) to the said metal mold | die for injection molding.
Step b: A step of injection molding the resin material a containing the polymer a1 and the filler in the first cavity, and injection molding the resin material c containing the polymer c1 and the filler in the second cavity.
すなわち、まず、表面処理を施した金属体部（Ｂ）をインサートできる射出成形用の金型を用意し、その金型を開いてその一方に該金属体部（Ｂ）を設置する（工程ａ）。その後、金型を閉じ、樹脂材料の少なくとも一部が該金属体部（Ｂ）と接するように、上記金型内に上記樹脂材料を射出して固化する（工程ｂ）。その後、金型を開き離型することにより、金属／樹脂複合構造体を得ることができる。 That is, first, an injection molding die capable of inserting the surface-treated metal body part (B) is prepared, the mold is opened, and the metal body part (B) is installed on one of the molds (step a) ). Thereafter, the mold is closed, and the resin material is injected into the mold and solidified so that at least a part of the resin material is in contact with the metal body part (B) (step b). Thereafter, the metal / resin composite structure can be obtained by opening the mold and releasing the mold.
金型の構造は、上記樹脂材料が、上記リブ部（Ｃ）を構成できるように上記金属体部（Ｂ）から見て上記構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティとは反対側に第２キャビティを設けることが通常である。またリブ部（Ｃ）には、抜き勾配を設けて離型しやすくしたり、金属／樹脂複合構造体を成形後取り出しやすくする際のイジェクタピンの位置を設計するとよい。またスプルやランナー、ゲート位置等の設計は、射出流動バランスや成形後の反り、ひけ等外観に問題がないように設計する。 The mold structure is opposite to the first cavity for forming the structure part (A) when viewed from the metal body part (B) so that the resin material can constitute the rib part (C). It is usual to provide a second cavity on the side. Further, the rib portion (C) may be provided with a draft angle so that it is easy to release, or the position of the ejector pin when the metal / resin composite structure is easily taken out after molding may be designed. The sprue, runner, gate position, etc. are designed so that there is no problem with the appearance such as injection flow balance, warping after molding, sink marks and the like.
次に、射出条件について説明する。
射出成形時の樹脂材料の温度が、使用する樹脂の融点よりも１０℃以上１４０℃以下高いことが好ましい。つまり、射出成形時の上記樹脂材料の温度をＴ１［℃］とし、使用する樹脂材料の融点をＴ２［℃］としたとき、上記Ｔ１が、Ｔ２＋１０≦Ｔ１≦Ｔ２＋１４０の範囲であることが好ましい。また、射出成形時の樹脂材料の温度は、使用する樹脂材料の融点よりも、２０℃以上１３０℃以下高いことがより好ましく、３０℃以上１２５℃以下高いことが特に好ましい。なお、上記樹脂材料の温度は、いわゆる成形温度（シリンダー温度）と認識されても差し支えない。
Next, the injection conditions will be described.
The temperature of the resin material at the time of injection molding is preferably higher by 10 ° C. or higher and 140 ° C. or lower than the melting point of the resin used. That is, when the temperature of the resin material at the time of injection molding is T1 [° C.] and the melting point of the resin material to be used is T2 [° C.], the T1 is preferably in the range of T2 + 10 ≦ T1 ≦ T2 + 140. The temperature of the resin material during injection molding is more preferably 20 ° C. or more and 130 ° C. or less, and particularly preferably 30 ° C. or more and 125 ° C. or less than the melting point of the resin material used. The temperature of the resin material may be recognized as a so-called molding temperature (cylinder temperature).
また、射出成形時の金型の温度が、使用する樹脂材料の融点よりも、１０℃以上１５０℃以下低い条件にすることが好ましい。つまり、射出成形時の金型の温度をＴ３［℃］としたとき、上記Ｔ３が、Ｔ２−１５０≦Ｔ３≦Ｔ２−１０の範囲であることが好ましい。また、射出成形時の金型の温度は、使用する樹脂材料の融点よりも、２０℃以上１４０℃以下低いことがより好ましく、３０℃以上１３０℃以下低いことが特に好ましい。さらに、金型の温度自体を通常よりもやや高めにすることも好ましい。具体的には、５０℃以上が好ましく、６０℃以上がより好ましい。 Moreover, it is preferable that the temperature of the mold at the time of injection molding is set to be lower by 10 ° C. or more and 150 ° C. or less than the melting point of the resin material to be used. That is, when the temperature of the mold at the time of injection molding is T3 [° C.], it is preferable that T3 is in the range of T2-150 ≦ T3 ≦ T2-10. The mold temperature during injection molding is more preferably 20 ° C. or more and 140 ° C. or less, and particularly preferably 30 ° C. or more and 130 ° C. or less, than the melting point of the resin material used. Furthermore, it is also preferable that the mold temperature itself is slightly higher than usual. Specifically, 50 degreeC or more is preferable and 60 degreeC or more is more preferable.
また、成形時の保圧時間は５秒以上１２０秒以下であることが好ましい。このように、保圧する時間を長めに設定することにより、樹脂材料と、金属材料の接合強度を高くできる効果があると考えられる。ここで、保圧時間とは、射出成形機の充填完了時からノズルの圧力を設定した圧力に保っておく時間をいう。 Moreover, it is preferable that the pressure holding time at the time of molding is 5 seconds or more and 120 seconds or less. Thus, it is thought that there is an effect that the bonding strength between the resin material and the metal material can be increased by setting the holding time longer. Here, the pressure holding time refers to the time for which the nozzle pressure is kept at a set pressure from the completion of filling of the injection molding machine.
そして、金属体部（Ｂ）が１つ以上の貫通穴を有する場合、金属体部（Ｂ）をあらかじめ配置した射出成形用金型において、溶融した樹脂材料ａをまず構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティに供給し、次いで樹脂材料ａと同一または異なる樹脂材料が金属体部（Ｂ）に設けられた貫通穴から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給されるように、好ましくは樹脂材料ａと同一の樹脂材料が金属体部（Ｂ）に設けられた貫通穴から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給されるように、射出成形することで、さらに剛性や強度が高い構造体となる傾向がある。より好ましくは、前記樹脂材料ａが、まず構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティに供給され、次いで当該樹脂材料ａの一部が金属体部（Ｂ）に設けられた前記貫通穴から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給される。この理由は定かではないが、ひとつには、貫通穴を通じて構造体部（Ａ）とリブ部（Ｃ）とが一体化していることが挙げられる。このためリブの強度や構造体の剛性が高くなると考えられる。また貫通穴を形成する金属表面とリブ部（Ｃ）を構成する樹脂とが接合する場合には、当該接合により、リブの強度を構造体に加えることが可能となり、構造体の剛性の発現に寄与するのではないかと推定している。 When the metal body part (B) has one or more through holes, in the injection mold in which the metal body part (B) is disposed in advance, the molten resin material a is first removed from the structure body part (A). The first cavity for forming is supplied to the second cavity for forming the rib portion (C) from the through hole provided in the metal body portion (B) with the same or different resin material as the resin material a. Preferably, the same resin material as the resin material a is supplied from the through-hole provided in the metal body part (B) to the second cavity for forming the rib part (C). By injection molding, there is a tendency that a structure having higher rigidity and strength is obtained. More preferably, the resin material a is first supplied to the first cavity for forming the structural body portion (A), and then the penetration of the resin material a partially provided in the metal body portion (B). From the hole, it is supplied to the second cavity for forming the rib portion (C). The reason for this is not clear, but one is that the structure (A) and the rib (C) are integrated through the through hole. For this reason, it is considered that the strength of the rib and the rigidity of the structure are increased. In addition, when the metal surface forming the through hole and the resin constituting the rib portion (C) are joined, it is possible to add the strength of the rib to the structure by the joining, and to develop the rigidity of the structure. It is estimated that it will contribute.
〔金属体部（Ｂ）と構造体部（Ａ）との接合〕
金属部材を接合する場合は、単に金属体部（Ｂ）と構造体部（Ａ）とをボルトネジ等によって部分固定する方法でもよいが、本発明者らは、前記方法により表面処理した金属体部（Ｂ）と構造体部（Ａ）とを接合したものの方が、荷重負荷に対してボルト穴の部分で応力集中が起こったりする心配がなく、破壊強度がよりよくなると考える。またボルトネジ等による部分接合よりは前記方法により表面処理した金属体部（Ｂ）と構造体部（Ａ）の接合である方が蓋材などに必要な剛性である、荷重による変形を小さくする効果が大きいと考えられる。例えば板状の樹脂構造体に対して、金属板を片側の面に接合して補強する場合、接着している面積が増えるほど面剛性が上がることによるが、金属と樹脂の接着性を良くするとさらに良いと考えられる。
[Junction of metal part (B) and structure part (A)]
When joining metal members, a method of simply fixing the metal body part (B) and the structure body part (A) with a bolt screw or the like may be used. It is considered that the structure in which (B) and the structure part (A) are joined has no fear of stress concentration occurring at the bolt hole portion with respect to the load, and the fracture strength is improved. In addition, rather than partial joining with a bolt screw or the like, the joining of the metal body part (B) and the structure part (A) surface-treated by the above method is the rigidity required for the lid material, etc., and the effect of reducing deformation due to the load. Is considered large. For example, when a metal plate is reinforced by bonding it to one side of a plate-shaped resin structure, the surface rigidity increases as the bonded area increases, but the adhesion between the metal and the resin is improved. It is considered better.
［金属／樹脂複合構造体の用途］
本実施形態にかかる金属／樹脂複合構造体は、比較的生産性が高く、形状制御の自由度も高いので、自動車用バックドアとして用いられる。一般に、自動車用バックドアはインターパネルとアウターパネルを含むものであるが、本実施形態の金属／樹脂複合構造体は自動車用バックドアのインターパネル、アウターパネルのどちらにも用いることができる。そのなかでも特にインターパネルとして好ましく用いることができる。
なお、本実施形態の金属／樹脂複合構造体を自動車用バックドアとして用いる際には、公知の手法を用いて、適宜加工等を行うことができる。
[Use of metal / resin composite structure]
Since the metal / resin composite structure according to this embodiment has relatively high productivity and a high degree of freedom in shape control, it is used as a back door for automobiles. In general, an automobile back door includes an inter panel and an outer panel. However, the metal / resin composite structure of this embodiment can be used for both the inter panel and the outer panel of the automobile back door. Among these, it can be preferably used as an inter panel.
In addition, when using the metal / resin composite structure of this embodiment as a back door for motor vehicles, a process etc. can be suitably performed using a well-known method.
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
以下に、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、以下の図においては、金属／樹脂複合構造体の構造は模式化して示しており、各構造部分の厚みを省略して描いている。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. In the following drawings, the structure of the metal / resin composite structure is schematically shown, and the thickness of each structural portion is omitted.
以下、実施例・比較例により得られた金属／樹脂複合構造体の評価・測定方法を示す。 Hereinafter, evaluation / measurement methods of metal / resin composite structures obtained by Examples and Comparative Examples will be described.
（金属／樹脂複合構造体の片支持による荷重―たわみ量の測定）
射出成形により得られた試験体(幅１００×長さ４００×厚み４ｍｍ)の長尺方向片側を片支持し、その反対側の辺に沿って幅１０ｍｍに１０ｋｇの重りを載せて撓み量を室温下に測定した。
(Load by single support of metal / resin composite structure-measurement of deflection)
One side in the longitudinal direction of a test body (width 100 × length 400 × thickness 4 mm) obtained by injection molding is supported on one side, and a 10 kg weight is placed on a width 10 mm along the opposite side to adjust the amount of deflection to room temperature. Measured below.
［実施例１］
（金属体部の準備）
市販の１．５ｍｍ厚Ａ５０５２板材を入手し、切断して、幅1００ｍｍ×長さ４００ｍｍの合金板材を作成し、さらに、図６に示すようにリブ部と構造体部とを一体化するための貫通穴をプレス機で打ち抜き、金属体部とした。
次いで、槽に市販のアルミニウム合金用脱脂剤ＮＥ−６（メルテックス株式会社製）と水を投入して６０℃、濃度７．５％の水溶液とした。これに金属体部を７分浸漬し十分に水洗した。続いて別の槽に４０℃とした１％濃度の塩酸水溶液を用意し、これに金属体部を１分浸漬して十分に水洗した。次いで別の槽に４０℃とした１．５％濃度の苛性ソーダ水溶液を用意し、金属体部を２分浸漬して十分に水洗した。続いて別の槽に４０℃とした３％濃度の硝酸水溶液を用意し、これに金属体部を１分浸漬し水洗した。
次いで、別の槽に６０℃とした一水和ヒドラジンを３．５％含む水溶液を用意し、これに金属体部を２分浸漬し、水洗した。次いで６７℃にした温風乾燥機に１５分入れて乾燥した。
次いで、金属体部にプライマー樹脂材料を、プライマー層の厚みが１０μｍとなるようにメイヤーバーを使用し室温で塗工をおこない、２００℃のオーブンにて乾燥を行った。プライマー樹脂材料としては、無水マレイン酸変性プロピレン系重合体（三井化学株式会社製、ユニストールＲ３００（登録商標））を用いた。
[Example 1]
(Preparation of metal parts)
A commercially available 1.5 mm thick A5052 plate material is obtained and cut to create an alloy plate material having a width of 100 mm and a length of 400 mm. Further, as shown in FIG. 6, the rib portion and the structure portion are integrated. The through hole was punched with a press machine to form a metal part.
Next, a commercially available aluminum alloy degreasing agent NE-6 (manufactured by Meltex Co., Ltd.) and water were added to the tank to prepare an aqueous solution at 60 ° C. and a concentration of 7.5%. The metal body was immersed in this for 7 minutes and washed thoroughly with water. Subsequently, a 1% concentration hydrochloric acid aqueous solution at 40 ° C. was prepared in another tank, and the metal body part was immersed in this for 1 minute and sufficiently washed with water. Next, a 1.5% strength aqueous solution of caustic soda at 40 ° C. was prepared in another tank, and the metal body part was immersed for 2 minutes and sufficiently washed with water. Subsequently, a 3% concentration nitric acid aqueous solution at 40 ° C. was prepared in another tank, and the metal body part was immersed in this for 1 minute and washed with water.
Next, an aqueous solution containing 3.5% monohydric hydrazine at 60 ° C. was prepared in another tank, and the metal body part was immersed in this for 2 minutes and washed with water. Subsequently, it put into the warm air dryer which was 67 degreeC for 15 minutes, and dried.
Subsequently, the primer resin material was applied to the metal body portion at room temperature using a Mayer bar so that the primer layer had a thickness of 10 μm, and dried in an oven at 200 ° C. As the primer resin material, a maleic anhydride-modified propylene polymer (Mitsui Chemicals, Unistor R300 (registered trademark)) was used.
（射出成形）
日本製鋼所社製射出成型機（ＪＳＷ Ｊ４００ＡＤ１１０Ｈ）と専用の金型(リブの高さが１０ｍｍ、長手方向には幅方向中央部に1本のリブ、反対方向には１００ｍｍごとに３本のリブ)を開いて、前記金属体部を装着した。その金型内にガラス長繊維強化ポリプロピレン(プライムポリマー社製、モストロンＬ４０７０Ｐ)を、シリンダー温度２３０℃（樹脂材料の温度）、金型温度５５℃、射出速度１００ｍｍ／ｓｅｃ、保圧１５ＭＰａ、保圧時間５秒、冷却時間５０秒の条件にて射出成形を行った。次いで、金型より取り出して図２に示す厚みが４ｍｍの金属／樹脂複合構造体を得た。尚、リブ部には2°の抜き勾配を設けており、金型より取り出しやすくした。リブ部の高さは１０ｍｍであった。
得られた金属／樹脂複合構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、２８ｍｍの撓みであった。
(injection molding)
Nippon Steel Works' injection molding machine (JSW J400AD110H) and special mold (rib height is 10mm, one rib in the center in the width direction in the longitudinal direction, three ribs in every 100mm in the opposite direction ) Was opened and the metal body part was mounted. In the mold, glass long fiber reinforced polypropylene (manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., Mostron L4070P), cylinder temperature 230 ° C. (temperature of resin material), mold temperature 55 ° C., injection speed 100 mm / sec, holding pressure 15 MPa, holding pressure Injection molding was performed under conditions of a time of 5 seconds and a cooling time of 50 seconds. Subsequently, the metal / resin composite structure having a thickness of 4 mm shown in FIG. The rib part has a draft angle of 2 ° so that it can be easily removed from the mold. The height of the rib part was 10 mm.
The obtained metal / resin composite structure was subjected to a load-deflection measurement. As a result, the deflection was 28 mm.
［実施例２］
リブの高さが２０ｍｍになるように金型を変更した以外は実施例１と同様に行ない、図３に示す厚みが４ｍｍの金属／樹脂複合構造体を得た。リブ部の高さは２０ｍｍであった。
得られた金属／樹脂複合構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、９ｍｍの撓みであった。
[Example 2]
A metal / resin composite structure having a thickness of 4 mm shown in FIG. 3 was obtained except that the mold was changed so that the rib height was 20 mm. The height of the rib part was 20 mm.
The obtained metal / resin composite structure was subjected to a load-deflection measurement. As a result, the deflection was 9 mm.
［実施例３］
図７に示すようにリブ部と構造体部とを一体化するための穴を開けた。また金型のリブ部側を変更して格子状のリブ部を造作した以外は実施例１と同様に行ない、図４に示す厚みが４ｍｍの金属／樹脂複合構造体を得た。リブ部の高さは１０ｍｍであった。
得られた金属／樹脂複合構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、２５ｍｍの撓みであった。
[Example 3]
As shown in FIG. 7, holes for integrating the rib portion and the structure portion were formed. Moreover, it carried out similarly to Example 1 except having changed the rib part side of the metal mold | die, and making the lattice-shaped rib part, and obtained the metal / resin composite structure with a thickness of 4 mm shown in FIG. The height of the rib part was 10 mm.
The obtained metal / resin composite structure was measured for load-deflection. The result was a deflection of 25 mm.
［実施例４］
金属体部として平板ではなく横断面が図８のような屈曲板を用いた。リブ部の上端が直線になるように金型及び金属体部を調整した以外は（なお、図８においてリブ部が形成される部分は破線で示している。）、実施例１と同様に行ない、図５に示す厚みが４ｍｍの金属／樹脂複合構造体を得た。リブ部の高さは１０〜４０ｍｍであった。
得られた金属／樹脂複合構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、４ｍｍの撓みであった。
[Example 4]
A bent plate having a cross section as shown in FIG. Except for adjusting the mold and the metal part so that the upper end of the rib part is a straight line (in FIG. 8, the part where the rib part is formed is indicated by a broken line), the same as in Example 1. A metal / resin composite structure having a thickness of 4 mm shown in FIG. 5 was obtained. The height of the rib part was 10 to 40 mm.
The obtained metal / resin composite structure was subjected to a load-deflection measurement and found to be 4 mm of deflection.
［比較例１］
リブ部がない金属体部と構造体部だけからなるように金型を変更した他は、実施例１と同様に行ない、厚みが４ｍｍの金属／樹脂複合構造体を得た。
得られた金属／樹脂複合構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、１４２ｍｍの非常に大きい撓みであった。
[Comparative Example 1]
A metal / resin composite structure having a thickness of 4 mm was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mold was changed to include only the metal body portion and the structure body portion having no rib portion.
The obtained metal / resin composite structure was subjected to a load-deflection measurement. As a result, it was a very large deflection of 142 mm.
［比較例２］
金属体部をインサートせずに射出成形した以外は実施例１と同様に行ない、厚みが４ｍｍのリブ部を有する樹脂構造体を得た。
得られた樹脂構造体について、荷重−たわみ量の測定を行なったところ、１４１ｍｍの大きい撓みであった。
[Comparative Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the metal body part was not injection-molded and a resin structure having a rib part having a thickness of 4 mm was obtained.
When the load-deflection amount was measured for the obtained resin structure, it was a large deflection of 141 mm.
実施例と比較例との比較からわかるように、実施例の金属／樹脂複合構造体はリブ部がない金属／樹脂複合構造体、リブ部を有する樹脂構造体の剛性よりも顕著に優れた剛性を有する。そのため、自動車用バックドアとして好適に用いることができる。 As can be seen from the comparison between the example and the comparative example, the metal / resin composite structure of the example has a significantly higher rigidity than the rigidity of the metal / resin composite structure having no rib part and the resin structure having the rib part. Have Therefore, it can be suitably used as an automobile back door.
なお、以上では、この発明の技術的思想の範囲に含まれるもののいくつかを具体化して、実施例として示したが、この発明はこれに限られるものではなく、上述した数値や形状は、金属／樹脂複合構造体の構造、用途、製造方法を考慮して適宜選択されるべきものである。また、金属／樹脂複合構造体の製造方法についても、射出成形法のみならず、射出圧縮成形法等を用いてもよいのは勿論のことである。
また、本実施例の金属／樹脂複合構造体は、リブ部が突出しており、そのリブ部先端部の形状は丸みがあっても、またリブ部が付け根の部分と先端部分とで厚みに差を付けても差し支えない。
In the above, some of those included in the scope of the technical idea of the present invention have been embodied and shown as examples. However, the present invention is not limited to this, and the numerical values and shapes described above are metal. / The resin composite structure should be appropriately selected in consideration of the structure, application, and manufacturing method. Of course, not only the injection molding method but also the injection compression molding method or the like may be used for the method of manufacturing the metal / resin composite structure.
In addition, the metal / resin composite structure of this example has a protruding rib portion, and even if the tip of the rib portion is rounded, the rib portion has a difference in thickness between the base portion and the tip portion. You can attach it.
以上詳述したように、本発明の金属／樹脂複合構造体を含む自動車用バックドアは、樹脂構造体と金属材料の接合、或いはリブを造作した樹脂構造体だけでは成し遂げられなかった、荷重変形を飛躍的に小さくすることができる。また樹脂材料と金属材料とが容易に剥がれることなく一体化されれば、この効果が最大限に発揮される。
本発明の自動車用バックドアは荷重変形が小さく、かつ軽量で強度をもつ構造体を比較的簡便な方法で実現することができる。そのため、本発明の産業の発展への寄与は大きい。
As described above in detail, the automotive back door including the metal / resin composite structure of the present invention is not able to be achieved only by a resin structure and a resin structure in which a rib is formed. Can be drastically reduced. In addition, if the resin material and the metal material are integrated without being easily peeled off, this effect is maximized.
The backdoor for automobiles of the present invention can realize a lightweight and strong structure with a relatively simple method with little load deformation. Therefore, the contribution of the present invention to the development of the industry is great.
Claims (17)
前記アウターパネルおよび／またはインナーパネルの少なくとも一部が、金属／樹脂複合構造体を含み、
該金属／樹脂複合構造体は、
樹脂材料ａからなる構造体部（Ａ）と、
前記構造体部（Ａ）の少なくとも一部に接合する金属体部（Ｂ）と、
前記構造体部（Ａ）および／または前記金属体部（Ｂ）に少なくとも一部で接合し、かつ樹脂材料ｃからなるリブ部（Ｃ）と、
を含み、
前記リブ部（Ｃ）はその少なくとも一部が、前記金属体部（Ｂ）に対し前記構造体部（Ａ）とは反対の方向に突出している自動車用バックドア。 An automotive back door comprising an outer panel and an inner panel provided on the inner side of the outer panel,
At least a part of the outer panel and / or inner panel includes a metal / resin composite structure,
The metal / resin composite structure is
A structure (A) made of resin material a;
A metal body part (B) joined to at least a part of the structure part (A);
A rib portion (C) that is bonded at least partially to the structure body portion (A) and / or the metal body portion (B) and is made of a resin material c;
Including
The rib part (C) is a back door for an automobile in which at least a part of the rib part (C) protrudes in a direction opposite to the structure body part (A) with respect to the metal body part (B).
前記構造体部（Ａ）と一体化した前記リブ部（Ｃ）が、前記貫通穴から突出している、請求項１に記載の自動車用バックドア。 The metal body part (B) includes a through hole,
The back door for an automobile according to claim 1, wherein the rib portion (C) integrated with the structural body portion (A) protrudes from the through hole.
前記プライマー層を介して、前記構造体部（Ａ）と前記金属体部（Ｂ）とが接合されている、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の自動車用バックドア。 A primer layer is further provided between the structure body part (A) and the metal body part (B),
The back door for automobiles according to any one of claims 1 to 5, wherein the structure body part (A) and the metal body part (B) are joined via the primer layer.
重合体ａ１と、
前記重合体ａ１が１００重量部あたり、１〜１００重量部となる量のガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉から選ばれる１種以上の充填剤と、
を含む樹脂材料ａからなる、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の自動車用バックドア。 The structure part (A)
Polymer a1,
One or more kinds selected from glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, calcium carbonate, magnesium carbonate, silica, talc, clay, and glass powder in an amount of 1 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of polymer a1. A filler,
The back door for motor vehicles as described in any one of Claim 1 thru | or 8 which consists of the resin material a containing this.
重合体ｃ１と、
前記重合体ｃ１が１００重量部あたり、１〜１００重量部となる量のガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、粘土、およびガラス粉から選ばれる１種以上の充填剤と、
を含む樹脂材料ｃからなる、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の自動車用バックドア。 The rib portion (C)
Polymer c1,
One or more kinds selected from glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, calcium carbonate, magnesium carbonate, silica, talc, clay, and glass powder in an amount of 1 to 100 parts by weight of polymer c1 per 100 parts by weight. A filler,
The back door for motor vehicles as described in any one of Claim 1 thru | or 9 which consists of the resin material c containing this.
前記構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティと、前記リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティとを備える射出成形用金型を用い、
当該射出成形用金型に前記金属体部（Ｂ）を配置し、前記第１キャビティに重合体ａ１と充填剤とを含む樹脂材料ａを射出成形するとともに、前記第２キャビティに重合体ｃ１と充填剤とを含む樹脂材料ｃを射出成形することにより得られる、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の自動車用バックドア。 The metal / resin composite structure is
Using an injection mold comprising a first cavity for forming the structure part (A) and a second cavity for forming the rib part (C),
The metal body part (B) is arranged in the injection mold, the resin material a containing the polymer a1 and the filler is injected into the first cavity, and the polymer c1 is formed in the second cavity. The back door for motor vehicles as described in any one of Claims 1 thru | or 13 obtained by injection-molding the resin material c containing a filler.
前記樹脂材料ａが、まず構造体部（Ａ）を形成するための第１キャビティに供給され、次いで当該樹脂材料ａの一部が金属体部（Ｂ）に設けられた前記開口部から、リブ部（Ｃ）を形成するための第２キャビティに供給される、請求項１４に記載の自動車用バックドア。 Using the same resin material as the resin material a as the resin material c,
The resin material a is first supplied to the first cavity for forming the structure body portion (A), and then a part of the resin material a is ribbed from the opening provided in the metal body portion (B). The automobile back door according to claim 14, which is supplied to a second cavity for forming part (C).
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