JP6961069B2 - 異材接合体および電子部品収納用筐体 - Google Patents

異材接合体および電子部品収納用筐体 Download PDF

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Description

本発明は、異材接合体および電子部品収納用筐体に関する。
電子部品を収納するための筐体として、従来より金属板と合成樹脂を組み合わせた軽量なシールド筐体に関する多くの提案がなされている（例えば、特許文献１、２）。しかし、このシールド筐体においては、金属板と樹脂との熱膨張率差や成形収縮などが引き金になって、成形後に剥離やソリ、変形等が発生し、これが内部の電子部品等に悪い影響を及ぼす可能性があるという問題点があった。
軽量化ニーズ、筐体自体のコンパクト化ニーズは特に車載用の電子部品収納用筐体分野において根強いものがある。これと並行して、筐体内に収納される電子部品種の増加や部品点数増加傾向に効果的に対応していくためには、筐体を構成する金属部の厚みを薄くすることによって可能な限り軽量化する一方で、その分の筐体強度低下や筐体変形を樹脂製の補強用リブの接合量の増加でカバーしようとする方法も考えられる。本願発明者らが、このような方法を試験的に試みた結果、特に金属板の厚みが０．５ｍｍ未満の場合、筐体内面への接合部全面積と、筐体外面への接合部全面積が大きく異なる場合に、筐体に著しいソリ変形が生じるという問題点があることを見出している。
特開平６−２９６８４号公報 特開２０１４−１４９９７号公報
本発明は上記問題点、すなわち薄い金属基体に樹脂製リブが接合補強された異材接合体において、射出成形後の熱可塑性樹脂の収縮等による変形や、金属基体からの樹脂製リブの剥がれの少ない、強度に優れ、長期間使用した場合であっても変形を抑えることができる異材接合体を提供しようとするものである。
本発明者らは上記課題を達成するために鋭意検討し本発明に到達した。すなわち、本発明の主旨は以下の通りである。
［１］
樹脂製リブと金属基体との接合部を有する異材接合体であって、
少なくても一部の接合部において前記金属基体の曲げによって前記金属基体が該樹脂製リブの内側に突出する凸状部を形成しており、
前記金属基体が、前記樹脂製リブの短手方向における前記凸状部の両側において前記樹脂製リブによって覆われていない領域を有しており、
前記接合部が、前記金属基体の少なくても前記凸状部の表面に形成された微細凹凸形状に前記樹脂製リブの樹脂が侵入することによる異材接合である異材接合体。
［２］
前記凸状部が、樹脂製リブの長手方向に連続的に伸びるように形成された溝構造である前記［１］に記載の異材接合体。
［３］
前記樹脂製リブが金属基体の片面に接合されており、且つ前記溝構造の断面が逆Ｖ字型形状である一本の溝を含む前記［２］に記載の異材接合体。
［４］
前記樹脂製リブが金属基体の両面にお互いが対向するように接合されている前記［２］または［３］に記載の異材接合体。
［５］
前記溝構造の断面が逆Ｖ字型形状およびＶ字型形状である、互いに平行な二本の溝を含む前記［２］〜［４］のいずれか一に記載の異材接合体。
［６］
前記金属基体を構成する金属が、鉄、ステンレス、アルミニウム合金、マグネシウム合金および銅合金から選ばれる一種または二種以上である前記［１］〜［５］のいずれか一に記載の異材接合体。
［７］
前記樹脂製リブが、熱可塑性樹脂および充填材を含んでなる熱可塑性樹脂組成物から形成されている前記［１］〜［６］のいずれか一に記載の異材接合体。
［８］
前記樹脂製リブが、前記熱可塑性樹脂組成物を前記金属基体上へ射出成形することによって形成される前記［７］に記載の異材接合体。
［９］
前記［１］〜［８］のいずれか一に記載の異材接合体であって、
前記異材接合体は電子部品収納用筐体が展開された展開図状平面構造である異材接合体。
［１０］
前記［１］〜［９］のいずれか一に記載の異材接合体を有する電子部品収納用筐体。
薄い金属基体に樹脂製リブが接合補強された異材接合体において、射出成形後の熱可塑性樹脂の収縮等による変形や、金属基体からの樹脂製リブの剥がれの少ない、強度に優れ、長期間使用した場合であっても変形を抑えることができる異材接合体が提供される。
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
逆Ｖ字型溝が形成された金属基体の片面に樹脂製リブが接合され、溝流路にも樹脂埋設された異材接合体の斜視図（ａ）と、Ｓ方向から眺めた断面図（ｂ）である。 逆Ｖ字型溝が形成された金属基体の片面のみに樹脂製リブが接合された異材接合体の斜視図（ａ）と、Ｓ方向から眺めた断面図（ｂ）である。 互いに平行な二本の逆Ｖ字型溝が形成された金属基体の片面に樹脂製リブが接合され、二本の溝流路にも樹脂が埋設された異材接合体の断面図である。 逆Ｖ字型溝とＶ字型溝が隣接して形成された金属基体の両面に樹脂製リブが対向するように接合された異材接合体の斜視図（ａ）と、Ｓ方向から眺めた断面図（ｂ）である。 Ｓ字型溝が形成された金属基体の両面に樹脂製リブが対向するように接合された異材接合体の斜視図（ａ）と、Ｓ方向から眺めた断面図（ｂ）である。 金属基体表面に形成された、直交する二本の逆Ｖ字型溝の交点付近を拡大した斜視図である。 本実施形態の電子部品収納用筐体の蓋板の一例を示した斜視図である。 図７に例示した蓋板を、Ａ−Ａ’で切断した際の断面の模式図である。 本実施形態の樹脂製リブが接合された展開図状異材接合体の一例を示した斜視図である。 実施例で用いた異材接合体の斜視図である。 実施例で用いた異材接合体のＳ―Ｓ’断面図である。
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。文中の数字の間にある「〜」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。
＜異材接合体＞
まず、本実施形態に係る異材接合体について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の異材接合体は、樹脂製リブ１（１’）と金属基体２との接合部を有しており、少なくても一部の接合部において、該金属基体２が該樹脂製リブ１（１’）の内側に突出する凸状部を形成している。凸状部の存在によって、樹脂製リブ１（１’）と金属基体２との接触面積を大きくすることができ、樹脂製リブ１（１’）と金属基体２とを互いに強固に接合させることができる。したがって、射出成形後の熱可塑性樹脂の収縮等による異材接合体の変形や、外力が加えられた場合であっても変位量が少なく、また金属基体２からの樹脂製リブ１（１’）の剥がれを少なくすることができる。これにより、異材接合体は、優れた強度を有する。さらに、長期間使用した場合であっても、異材接合体の変形を抑えることができる。
凸状部の形状は、円錐状乃至半球状の突起構造であってもよいし、これら突起構造の連続体と見なせる溝構造であってもよい。接合部でのソリ発生抑制効果や外力による変形低減効果に優れている点、金属面への突起構造の付与容易性から、凸状部は溝構造であることが好ましい。
円錐状乃至半球状突起は、例えば金属板のエンボス加工やタレットパンチプレス法を用いた方法によって形成可能である。金属板への溝構造付与は、例えばプレス成型による形成が容易であることから、凸状部としては溝構造が好んで採用される。
金属基体２に形成された凸状部が円錐状乃至半球状である場合、その最大直径は金属基体の厚みによっても変わるが、金属基体厚みが０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲の場合、通常０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。直径が０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にあると異材接合体のソリ発生や外力による変位量を効果的に抑制できる。
金属基体２に形成される、好ましい凸状部としての溝構造は樹脂製リブ１の長手方向に連続的に伸びるように形成されている。この場合、凸状部を介しての、樹脂製リブ１（１’）と金属基体２との接触面積を大きくすることができ、樹脂製リブ１（１’）と金属基体２とを互いに強固に接合させることができる。溝構造は、図１、図２に示されるような断面が逆Ｖ字型溝２ａであってもよいし、図３に示されるような互いに平行な二本の逆Ｖ字型断面の溝２ａが一定距離をおいて隣接して形成されていてもよいし、図４に示されるような断面が逆Ｖ字型溝２ａとＶ字型溝２ｂが一定距離をおいて隣接して形成されていてもよいし、図５に示されるような断面が逆Ｖ字型溝２ａとＶ字型溝２ｂが距離をおかず連続形成されている溝形状（Ｓ字型断面の溝２ｃ）であってもよい。
本実施形態においては、樹脂製リブは金属基体の片面側のみに形成されていてもよいし（例えば、図４又は図５に示す例において、樹脂製リブ１及び樹脂製リブ１’のうちの一方のみが設けられていてもよい。）、金属基体の両面に樹脂製リブが対向するように形成されていてもよい（例えば、図１、図２又は図３に示す例において、樹脂製リブ１が設けられた面とは反対側に、他の樹脂製リブが設けられていてもよい。）が、変形防止の観点からは金属基体の両面に樹脂製リブが対向配置されていることが好ましい。なお、本実施形態において、「対向する」とは金属基体の一方の面に形成された樹脂製リブの少なくても一部と、他方の面に形成された樹脂製リブの少なくても一部とが金属基体面の垂直方向において互いに対向していることを言う。
本実施形態においては、通常金属基体の片面のみに樹脂製リブ１がマウントされて接合される場合は、図１、図２および図３に例示された模式図のように一本または二本以上の複数本の逆Ｖ字型断面の溝が樹脂製リブ接合面に形成された金属基体２が好んで用いられる。一方で金属基体１の両面に、各々樹脂製リブ１および樹脂製リブ１’が対向するようにしてマウント接合される場合は、図４および図５に例示された模式図のように逆Ｖ字型断面溝とＶ字型断面溝の両方が樹脂製リブ１と樹脂製リブ１’の接合面に形成された金属基体２が好んで用いられる。
なお本発明において、Ｖ字型形状の断面とは厳密なＶ字形状（断面が二等辺三角形）のみならず、その頂点部が鈍角形状をしたＵ字型形状や半球状形状、或いは角形状（四角形、五角形等）などの断面のすべてを包含するものである。このような断面形状を有する金属基体は単位重量当たりの断面二次モーメントが大きく、また公知の金属加工によって調製することが可能である。代表的な方法は、プレス機械を用いた曲げ加工であり、具体的には型曲げ（突き曲げ、Ｖ曲げ）、折り曲げ（押さえ曲げ、Ｌ曲げ）および逆押さえ曲げ（Ｕ曲げ）を挙げることができる。これらの中から一つの方法を選ぶか、場合によっては適宜組み合わせることによって本実施形態に係る金属基体２を得ることができる。
凸状部の構造は、図１から図５に示した例に限定されない。他の例において、複数の凸状部が樹脂製リブ１の長手方向に沿って並んでいてもよい。
金属基体２に接合する樹脂の形状は、図１から図５に示した樹脂製リブ１の形状（線形状）に限定されない。他の例において、金属基体２に接合する樹脂は、金属基体２の表面に沿って面状に広がっていてもよい。
後述するように、金属基体の片面に樹脂製リブが接合された異材接合部は、通常は、電子部品収納用筐体を構成する長方形状の蓋板、側板、底板の格子部の補強用に供され、一方で金属基体の両面に樹脂製リブが接合された異材接合部は前記各板の周縁部の補強用に供されることが好ましいが、本発明はこの実施態様に何ら限定するものではない。
なお、溝構造の深さは、金属基体の厚みによっても変わるが、金属基体厚みが０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲の場合、通常０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。深さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にあると異材接合体のソリ発生を効果的に抑制でき、また外力が加えられた場合の変形防止効果に優れる。
金属基体２に形成される逆Ｖ字形状断面を持つ溝の流路部分、すなわち、樹脂製リブ１が接合されていない側の面には、樹脂が埋設されていてもよいし、埋設されていなくてもよい。図１は、溝の流路に樹脂１”が埋設されている場合の実施態様を示した模式図であり、図２は、溝の流路に樹脂が埋設されていない場合の実施態様の模式図である。溝の流路に樹脂が埋設されている場合、電子部品収納用筐体としての軽量化効果が損なわれる方向になるが、筐体としての機械強度（ソリ防止効果等）は増す方向であり、また筐体としての外観や意匠性向上にもつながるので好ましい。なお、外観をさらに向上させるために、樹脂埋設後の金属表面に塗装処理してもよい。逆Ｖ字形状断面の金属基体２の表面に、後述するように射出成形法（インサート成形）などの手段を用いて樹脂製リブ１を接合一体化する際に、金属の裏面側の溝流路部分に同時に樹脂を埋設することは成形条件の微変更によって容易に達成可能であるので、通常は、溝の流路部分にも樹脂１”を埋設する態様が好んで採用される。
本実施形態においては、金属基体２の上に接合されている樹脂製リブ１は、お互いに交差する点を含む。具体的には、例えば図７に例示した電子部品収納用筐体の蓋板の場合、周縁部上の６か所および金属基体２の中心部に位置する交点の１か所である。このような樹脂製リブ同士の交点を構成する金属基体の凸状部の形状は、例えば図６に示される交差点３の形状を持ち、このような構造の凸状部は前記したプレス加工方法によって形成することが可能である。なお、交差点３の形状は図示した形状に何ら限定されるものではない。
図７および図８に示す例では、樹脂製リブ１は、金属基体２の縁に沿って延伸する一の部分（樹脂製リブ４）と、この一の部分によって囲まれた領域内で格子状に延伸する他の部分（樹脂製リブ５）と、を含んでいる。図８に示すように、樹脂製リブ４は、図５に示したＳ字型溝を有していてもよく、樹脂製リブ５は、図２に示した逆Ｖ字型溝を有していてもよい。
以下、本実施形態に係る異材接合体を構成する各部材について説明する。
＜金属基体＞
本実施形態に係る金属基体２を構成する金属材料は特に限定されないが、電子部品収納用筐体用途に用いる場合は電磁波シールド性を有する金属が好ましく、例えば、鉄、鉄鋼材、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等を挙げることができる。これらは単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、入手容易性と金属基体としての強度の視点から、鉄、ステンレス、アルミニウム合金、マグネシウム合金および銅合金から選ばれる一種又は二種以上の金属が好ましく、さらに軽量性および易加工性等の点から、アルミニウム合金およびマグネシウム合金がより好ましく、アルミニウム合金が特に好ましい。
アルミニウム合金は特に限定されないが、アルミニウムを主成分とする合金である。具体的には、アルミニウムと、銅、マンガン、ケイ素、マグネシウム、亜鉛、およびニッケル等から選択される少なくとも１種の金属との合金を例示することができる。
本実施形態に係るアルミニウム合金としては、日本工業規格（ＪＩＳ Ｈ４１４０）で規定されている国際アルミニウム合金名の４桁の数字が、２０００番台のアルミニウム／銅系合金、３０００番台のアルミニウム／マンガン系合金、４０００番台のアルミニウム／ケイ素系合金、５０００番台のアルミニウム／マグネシウム系合金、６０００番台のアルミニウム／マグネシウム／ケイ素系合金、７０００番台のアルミニウム／亜鉛／マグネシウム系合金、アルミニウム／亜鉛／マグネシウム／銅系合金等が好適に用いられる。これらの中でも、入手容易性、機械・熱特性の視点から５０００番台のアルミニウム／マグネシウム合金が特に好んで用いられる。
本実施形態に係る金属基体２の厚みは、全ての場所で同一厚みであっても、場所によって厚みが異なっていてもよい。金属基体２の平均厚みは好ましくは０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ超え２．０ｍｍ以下、特に好ましくは０．２ｍｍ超え１．０ｍｍ以下である。
金属基体２の平均厚みが上記下限値以上であることにより、得られる電子部品収納用筐体の機械的強度、放熱特性および電磁波シールド特性をより良好にすることができる。
金属基体２の平均厚みが上記上限値以下であることにより、得られる電子部品収納用筐体をより軽量にすることができる。さらに金属基体２の平均厚みが上記上限値以下であることにより、例えば展開図状の金属基体２を構成する各面の境界部を折り曲げることがより容易となり、電子部品収納用筐体の生産性を向上させることができる。
金属基体２の形状は、好ましくは板状である。金属基体２は上記金属材料を、切断、プレス等による塑性加工、打ち抜き加工、切削、研磨、放電加工等の除肉加工等公知の方法によって所定の形状に加工された後に、後述する粗化処理がなされたものが好ましい。要するに、種々の加工法により、必要な形状に加工されたものを用いることが好ましい。
金属基体２の樹脂製リブ１との接合部表面には、例えば、間隔周期が５ｎｍ以上５００μｍ以下である凸部が林立した微細凹凸構造が形成されている。微細凹凸構造には、樹脂が侵入している。
ここで、微細凹凸構造の間隔周期は凸部から隣接する凸部までの距離の平均値であり、電子顕微鏡またはレーザー顕微鏡で撮影した写真、あるいは表面粗さ測定装置を用いて求めることができる。
電子顕微鏡またはレーザー顕微鏡により測定される間隔周期は通常５００ｎｍ未満の間隔周期であり、具体的には金属基体２の接合部表面を撮影する。その写真から、任意の凸部を５０個選択し、それらの凸部から隣接する凸部までの距離をそれぞれ測定する。凸部から隣接する凸部までの距離の全てを積算して５０で除したものを間隔周期とする。一方、５００ｎｍを超える間隔周期は通常、表面粗さ測定装置を用いて求める。
なお、通常、金属基体２の接合部表面だけでなく、金属基体２の表面全体に対し、表面粗化処理が施されているため、金属基体２の接合部表面と同一面又は反対面の、接合部表面以外の箇所から間隔周期を測定することもできる。
上記間隔周期は、好ましくは１０ｎｍ以上３００μｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以上２００μｍ以下である。
上記間隔周期が上記下限値以上であると、微細凹凸構造の凹部に樹脂製リブ１を構成する熱可塑性樹脂組成物（Ａ）が十分に浸入することができ、金属基体２と樹脂製リブ１との接合強度をより向上させることができる。また、上記間隔周期が上記上限値以下であると、金属基体２と樹脂製リブ１との接合部分に隙間が生じるのを抑制できる。その結果、金属―樹脂界面の隙間から水分等の不純物が浸入することを抑制できるため、電子部品収納用筐体１００を高温、高湿下で用いた際、強度低下の抑制や成形収縮によって引き起こされるソリ発生を抑制できる。
上記間隔周期を有する微細凹凸構造を形成する方法としては、ＮａＯＨ等を含有する無機塩基水溶液および／またはＨＣｌ、ＨＮＯ３等を含有する無機酸水溶液に金属基体２を浸漬する方法；陽極酸化法により金属基体２を処理する方法；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製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基体２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基体２表面に凹凸形状を作製する方法；国際公開第２００９／３１６３２号パンフレットに開示されているような、水和ヒドラジン、アンモニア、および水溶性アミン化合物から選ばれる１種以上の水溶液に金属基体２を浸漬する方法等が挙げられる。これらの方法は、金属基体２を構成する金属材料の種類や、上記間隔周期の範囲内において形成する凹凸形状によって使い分けることが可能である。本実施形態においては、ＮａＯＨ等を含有する無機塩基水溶液および／またはＨＣｌ、ＨＮＯ３等を含有する無機酸水溶液に金属基体２を浸漬する方法が、金属基体２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や、また金属基体２と樹脂製リブ１との接合力に優れることから好ましい。
また、上記間隔周期を有する微細凹凸構造を形成する方法は特に限定されないが、例えば、国際公開第２０１５／００８８４７号に記載された金属表面の粗化処理方法を使用することもできる。
＜樹脂製リブ＞
本実施形態に係る樹脂製リブ１は熱可塑性樹脂組成物（Ａ）の成形体、好ましくは射出成形体である。熱可塑性樹脂組成物（Ａ）は、熱可塑性樹脂（Ｐ１）を必須成分として含み、必要に応じてその他の配合剤（Ｐ２）を含む。なお、本明細書においては便宜上、熱可塑性樹脂組成物（Ａ）は熱可塑性樹脂（Ｐ１）のみからなる系も含むとして記載する。
（熱可塑性樹脂（Ｐ１））
熱可塑性樹脂（Ｐ１）としては特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸メチル樹脂等の（メタ）アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール−ポリ塩化ビニル共重合体樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、無水マレイン酸−スチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等の芳香族ポリエーテルケトン、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、スチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アイオノマー、アミノポリアクリルアミド樹脂、イソブチレン無水マレイン酸コポリマー、ＡＢＳ、ＡＣＳ、ＡＥＳ、ＡＳ、ＡＳＡ、ＭＢＳ、エチレン−塩化ビニルコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニルグラフトポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、カルボキシビニルポリマー、ケトン樹脂、非晶性コポリエステル樹脂、ノルボルネン樹脂、フッ素プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ素化エチレンポリプロピレン樹脂、ＰＦＡ、ポリクロロフルオロエチレン樹脂、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリパラメチルスチレン樹脂、ポリアリルアミン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、オリゴエステルアクリレート、キシレン樹脂、マレイン酸樹脂、ポリヒドロキシブチレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリグルタミン酸樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、金属基体２と樹脂製リブ１との接合強度向上効果をより効果的に得ることができる観点から、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、およびポリアセタール樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。好適には、電子部品収納用筐体の機械強度、耐ソリ変形性、軽量性、ＥＭＩ耐性、および放熱特性が総合的にバランスしているという理由によって、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂およびポリフェニレンサルファイド樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が用いられる。
（その他の配合剤（Ｐ２））
熱可塑性樹脂組成物（Ａ）には、個々の機能を付与する目的でその他の配合剤（Ｐ２）を含んでもよい。その他の配合剤（Ｐ２）は、充填材（Ｆ１）、および難燃剤、難燃助剤、熱安定剤、酸化防止剤、顔料、耐候剤、可塑剤、分散剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、耐衝撃性改質剤から選ばれる添加剤（Ｆ２）が挙げられる。
本実施形態において、金属基体２と樹脂製リブ１との線膨張係数差の調整や、樹脂製リブ１の機械的強度を向上させる観点から、樹脂製リブ１は充填材（Ｆ１）をさらに含むことが好ましい。
上記充填材（Ｆ１）としては、例えば、ハイドロタルサイト類、窒化ホウ素の如き金属窒化物、酸化アルミニウムの如き金属酸化物、水酸化アルミニウムの如き金属水酸化物、炭化ホウ素の如き金属炭化物、炭酸マグネシウムの如き金属炭酸化物、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、有機繊維、炭素粒子、粘土、タルク、シリカ、ミネラル、セルロース繊維からなる群から一種または二種以上を選ぶことができる。これらのうち、線膨張抑制性、電気絶縁性、放熱特性、機械強度（耐ソリ変形性を含む）の観点から好ましくは、ハイドロタルサイト類、ガラス繊維、金属窒化物、タルク、ミネラルから選択される一種または二種以上である。
上記充填材（Ｆ１）の形状は特に限定されず、繊維状、粒子状、板状等どのような形状であってもよい。
樹脂製リブ１が充填材（Ｆ１）を含む場合、その含有量は、樹脂製リブ１全体を１００質量％としたとき、例えば、５質量％以上９５質量％以下、好ましくは１０質量％以上９０質量％以下、より好ましくは２０質量％以上９０質量％以下、さらに好ましくは３０質量％以上９０質量％以下、特に好ましくは５０質量％以上９０質量％以下である。
本実施形態において、熱可塑性樹脂組成物（Ａ）には、種々の機能を付与する目的で、難燃剤、難燃助剤、熱安定剤、酸化防止剤、顔料、耐候剤、可塑剤、分散剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、耐衝撃性改質剤から選ばれる添加剤（Ｆ２）を含んでもよい。該熱可塑性樹脂組成物（Ａ）に占める、添加剤（Ｆ２）の合計量は、例えば１０質量％以下、好ましくは０．０１〜５質量％、より好ましくは０．１〜２質量％程度である。
（熱可塑性樹脂組成物（Ａ）の製造方法）
熱可塑性樹脂組成物（Ａ）の製造方法は特に限定されず、一般的に公知の方法により製造することができる。例えば、以下の方法が挙げられる。まず、熱可塑性樹脂（Ｐ１）、必要に応じてその他の配合剤（Ｐ２）を、バンバリーミキサー、単軸押出機、２軸押出機、高速２軸押出機等の混合装置を用いて、混合または溶融混合することにより、熱可塑性樹脂組成物（Ａ）が得られる。
＜電子部品収納用筐体の作製方法＞
次に、本実施形態に係る電子部品収納用筐体の製造方法について説明する。
本発明に係る実施形態の樹脂製リブ３０１が接合された展開図状金属板（展開図状異材接合体）の構造の一例を、図９に模式的に示した。つまり、図９に示す例では、異材接合体が、電子部品収納用筐体が展開された展開図状平面構造となっている。
本実施形態に係る電子部品収納用筐体の製造方法は、例えば、以下の工程（ａ）〜（ｃ）を含む。
（ａ）金属製の底板２０１と、金属製の底板２０１に一体的に連結された金属製の側板２０２（２０２−１、２０２−２、２０２−３、および２０２−４）と、を備え、少なくとも樹脂製リブ３０１が接合される接合部表面に微細凹凸構造を有する展開図状金属板を準備する工程
（ｂ）展開図状金属板を金型内に設置し、熱可塑性樹脂組成物（Ａ）を上記金型内に注入して展開図状金属板の表面に樹脂製リブ３０１を接合して展開図状の異材接合体２０を製造する工程
（ｃ）展開図状の異材接合体２０の底板２０１と側板２０２との境界線部２０５を折り曲げて、展開図状の異材接合体２０を箱型状にする工程
本実施形態に係る電子部品収納用筐体の製造方法は、折り曲げ加工前の中間製品である展開図状金属板や展開図状の異材接合体２０の形状が平板状であるので、大量中間製品の保管効率や運搬効率が向上するという利点を有する。
（工程（ａ））
はじめに、金属製の底板２０１と、金属製の底板２０１に一体的に連結された金属製の側板２０２（２０２−１、２０２−２、２０２−３、および２０２−４）と、を備え、少なくとも樹脂製リブ３０１が接合される接合部表面に微細凹凸構造を有する展開図状金属板を準備する。側板２０２−２には、開口部２０７が形成されており、側板２０２−４には、スリット２０９が形成されている。
ここで、展開図状金属板は電子部品収納用筐体を構成する金属基体２に相当し、少なくとも樹脂製リブ３０１が接合される接合部表面に、例えば国際公開２０１５／００８８４７号に開示された粗化処理を施すことによって得ることができる。樹脂製リブ３０１は、図１から図５及び図７に示した樹脂製リブ１に相当する。
金属基体２および粗化処理の詳細はここでは省略する。
（工程（ｂ））
次いで、展開図状金属板を金型内に設置し、熱可塑性樹脂組成物（Ａ）を上記金型内に注入して展開図状金属板の表面に樹脂製リブ３０１を接合する。
樹脂製リブ３０１を接合する方法としては、例えば、射出成形法（インサート成形法）、トランスファー成形法、圧縮成形法、反応射出成形法、ブロー成形法、熱成形法、プレス成形法等が挙げられる。これらの中でも射出成形法が好ましい。すなわち、樹脂製リブ３０１は射出成形体であることが好ましい。
（工程（ｃ））
次いで、底板２０１と側板２０２との境界線部２０５を折り曲げて、異材接合体２０を箱型状にすることにより、電子部品収納用筐体を得る。
展開図状の異材接合体２０を箱型状にする方法は特に限定されず、一般的に公知の方法を用いることができる。例えば、底板２０１と側板２０２との境界線部２０５を折り曲げ、必要に応じて蓋板２０３を取り付けることにより電子部品収納用筐体が得られる。
この際、隣接する側板２０２同士、および側板２０２と必要に応じて連結された蓋板２０３とを機械的手段で係合してもよい。機械的係合手段としては特に限定されないが、ネジ止め等が挙げられる。
本発明の異材接合体は、前記の電子部品収納用筐体の外に、大きな強度と剛性が要求される自動車のバックドア、バンパーなどの支持部、熱交換器や送風機などの支持部、乗用車のフロント部やリヤー部品、ドアのしきい、事務機の支持枠、装飾用部品などの構造部材に幅広く適用することができる。
以上、本発明の実施形態について述べたが、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。
以下、本実施形態を、実施例および比較例を用いて詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。なお、実施例を説明するための図面として図１０および図１１を利用する。
〔実施例１〕
実施例１においては、金属基体をアルミニウム合金板とし、金属基体の全周縁部に形成されたＳ字溝Ｅ２ｃの両面に両面樹脂製リブＥ４を接合し、周縁部以外の中心部に金属基体の長手方向に沿って形成された逆Ｖ字型溝Ｅ２ａの片面（図１０の上面側）に片面樹脂製リブＥ５Ｌを接合し、周縁部以外の中心部に金属基体の短手方向に沿って形成された逆Ｖ字型溝Ｅ２ａの片面（図１０の上面側）に片面樹脂製リブＥ５Ｓを接合した。このようにして得られた異材接合体について、負荷応力による変形量を求めた。
（粗化アルミニウム合金板の作製）
形状が１８０ｍｍ（長手）×１２９ｍｍ（短手）×０．３ｍｍ（厚み）アルミニウム合金板（ＪＩＳ Ｈ４０００に規定された合金番号５０５２）を準備した。次いで、プレス機によって、上記アルミニウム合金板の全周縁部にＳ字型溝を、中心部（長手方向と短手方向）に逆Ｖ字型溝を形成させた。なお、このアルミニウム合金板には、樹脂が固定側（キャビティ側）から可動側（コア側）に流動連通が可能なように複数個の樹脂貫通用の小孔が設けられている。
次いで、上記アルミニウム合金板を市販の脱脂剤を用いて脱脂処理した後、水酸化ナトリウムを１５質量％と酸化亜鉛を３質量％含有するアルカリ系エッチング剤（３０℃）が充填された一の処理槽に３分間浸漬（以下の説明では「アルカリ系エッチング剤処理」と略称する場合がある）後、３０質量％の硝酸（３０℃）にて、１分間浸漬し、アルカリ系エッチング剤処理をさらに１回繰り返し実施した。次いで、得られたアルミニウム合金板を、塩化第二鉄を３．９質量％と、塩化第二銅を０．２質量％と、硫酸を４．１質量％とを含有する酸系エッチング水溶液が充填された他の一の処理槽に、３０℃下で５分間浸漬し搖動させた。次いで、流水で超音波洗浄（水中、１分間）をアルミニウム合金板に対して行い、その後、アルミニウム合金板を乾燥させることによって粗化アルミニウム合金板を得た。
得られた粗化アルミニウム合金板の表面粗さを、表面粗さ測定装置「サーフコム１４００Ｄ（東京精密社製）」から求めた間隔周期の平均値は１４３μｍであった。
（インサート成形による異材接合体の作製）
日本製鋼所社製の射出成形機（ＪＳＷ Ｊ４００ＡＤ１１０Ｈ）に専用の金属インサート金型を装着し、該金型内に上記方法で得られた粗化アルミニウム合金板を設置した。次いで、その金型内に熱可塑性樹脂組成物として、ガラス繊維強化ポリプロピレン（プライムポリマー社製Ｖ７１００、ポリプロピレン（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重のＭＦＲ＝１８ｇ／１０分）８０質量部、ガラス繊維２０質量部）を、シリンダー温度２３０℃、金型温度５５℃、射出速度１００ｍｍ／秒、保圧１５ＭＰａ、保圧時間５秒、冷却時間５０秒条件にて射出成形を行い、異材接合体を作製した。なお、異材接合体において、前記熱可塑性樹脂部材は粗化アルミニウム合金板の周縁部については両面に対向するように接合されて樹脂製リブＥ４が形成され、周縁部以外の中心部については、片面（図１０の上面側）のみに接合されて樹脂製リブ（Ｅ５ＬおよびＥ５Ｓ）が形成されている。このようにして形成された樹脂製リブの幅（ｗ）は共通して３．６ｍｍ、樹脂リブ部高さ（ｈ）は共通して２．１ｍｍであった。
（変位量の測定）
島津製作所製の曲げたわみ測定装置オートグラフを用いて、上記異材接合体のセンター部位に垂直方向１０Ｎの外力をかけた場合（図１０における符号Ｆ）の変位量を測定（２５℃）した結果、１．１ｍｍであった。
〔実施例２〕
実施例２においては、実施例１で用いたアルミニウム合金板の全周縁部に形成されたＳ字溝Ｅ２ｃの両面に両面樹脂製リブ（Ｅ４）を接合し、周縁部以外の中心部の内、長手方向に形成された逆Ｖ字型溝Ｅ２ａの片面（図１０の上面側）に片面樹脂製リブ（Ｅ５Ｌ）を接合した。なお、中心部の内、短手方向には、溝構造を形成させることなく片面樹脂製リブ（Ｅ５Ｓ）を接合した。このようにして得られた異材接合体について、負荷応力による変形量を求めた。
（粗化アルミニウム合金板の作製）
実施例１で用いたアルミニウム合金板とまったく同じ合金板を準備した。次いで、プレス機によって、上記アルミニウム合金板の全周縁部にＳ字型溝を、中心部の内長手方向のみに逆Ｖ字型溝を形成させた。なお、このアルミニウム合金板には、樹脂が固定側（キャビティ側）から可動側（コア側）に流動連通が可能なように複数個の樹脂貫通用の小孔が設けられている。
次いで、上記アルミニウム合金板を実施例１に記載した粗化方法とまったく同様な方法で薬液エッチングを行い粗化アルミニウム合金板を作製した。
得られた粗化アルミニウム合金板の表面粗さを、表面粗さ測定装置「サーフコム１４００Ｄ（東京精密社製）」から求めた間隔周期の平均値は１４３μｍであった。
（インサート成形による異材接合体の作製）
日本製鋼所社製の射出成形機（ＪＳＷ Ｊ４００ＡＤ１１０Ｈ）に専用の金属インサート金型を装着し、該金型内に上記方法で得られた粗化アルミニウム合金板を設置した。次いで、実施例１に記載した方法とまったく同様な方法で射出成形を行い、異材接合体を作製した。なお、異材接合体において、前記熱可塑性樹脂部材は粗化アルミニウム合金板周縁部については両面に対向するように接合されて樹脂製リブ（Ｅ４）が形成され、周縁部以外の中心部については片面（図１０の上面側）のみに接合されて樹脂製リブ（Ｅ５ＬとＥ５Ｓ）が形成されている。このようにして形成された樹脂製リブの幅（ｗ）は共通して３．６ｍｍ、樹脂リブ部高さ（ｈ）は共通して２．１ｍｍであった。
（変位量の測定）
島津製作所製の曲げたわみ測定装置オートグラフを用いて、上記異材接合体のセンター部位に垂直方向１０Ｎの外力をかけた場合（図１０における符号Ｆ）の変位量を測定（２５℃）した結果、１．３ｍｍであった。
〔比較例〕
比較例においては、実施例１で用いたアルミニウム合金板の周縁部にも中心部にも溝構造を形成させずに、周縁部には樹脂製リブ（Ｅ４）を両面に接合し、中心部のうちの長手方向に沿って片面に樹脂製リブ（Ｅ５Ｌ）を接合し、中心部のうちの短手方向に沿って片面に樹脂製リブ（Ｅ５Ｓ）を接合した。このようにして得られた異材接合体について、負荷応力による変形量を求めた。
（粗化アルミニウム合金板の作製）
アルミニウム合金基体（ＪＩＳ Ｈ４０００に規定された合金番号５０５２）を切断し、形状が１８０ｍｍ（横幅）×１２９ｍｍ（縦幅）×０．３ｍｍ（厚み）アルミニウム合金板を準備した。次いで、上記アルミニウム合金板を実施例１に記載した粗化方法とまったく同様な方法で薬液エッチングを行い粗化アルミニウム合金板を作製した。
得られた粗化アルミニウム合金板の表面粗さを、表面粗さ測定装置「サーフコム１４００Ｄ（東京精密社製）」から求めた間隔周期の平均値は１４３μｍであった。
（インサート成形による異材接合体の作製）
日本製鋼所社製の射出成形機（ＪＳＷ Ｊ４００ＡＤ１１０Ｈ）に専用の金属インサート金型を装着し、該金型内に上記方法で得られた粗化アルミニウム合金板を設置した。次いで、実施例１に記載した方法とまったく同様な方法で射出成形を行い、異材接合体を作製した。なお、異材接合体において、前記熱可塑性樹脂部材は粗化アルミニウム合金板周縁部については両面に対向するように接合されて樹脂製リブ（Ｅ４）が形成され、周縁部以外の中心部については片面（図１０の上面側）のみに接合されて樹脂製リブ（Ｅ５ＬとＥ５Ｓ）が形成されている。このようにして形成された樹脂製リブの幅（ｗ）は共通して３．６ｍｍ、樹脂リブ部高さ（ｈ）は共通して２．１ｍｍであった。
（変位量の測定）
島津製作所製の曲げたわみ測定装置オートグラフを用いて、上記異材接合体のセンター部位に垂直方向１０Ｎの外力をかけた場合（図１０における符号Ｆ）の変位量を測定（２５℃）した結果、１．７ｍｍであった。
実施例１の変位量、実施例２の変位量及び比較例の変位量の比較より、変位量は、金属基体（アルミニウム合金板）に形成された溝構造によって、低減されるといえる。
この出願は、２０１８年２月２６日に出願された日本出願特願２０１８−０３１８８９号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
以下、参考形態の例を付記する。
［１］
樹脂製リブと金属基体との接合部を有する異材接合体であって、
少なくても一部の接合部において前記金属基体が該樹脂製リブの内側に突出する凸状部を形成している異材接合体。
［２］
前記凸状部が、樹脂製リブの長手方向に連続的に伸びるように形成された溝構造である前記［１］に記載の異材接合体。
［３］
前記樹脂製リブが金属基体の片面に接合されており、且つ前記溝構造の断面が逆Ｖ字型形状である一本の溝を含む前記［２］に記載の異材接合体。
［４］
前記樹脂製リブが金属基体の両面にお互いが対向するように接合されている前記［２］または［３］に記載の異材接合体。
［５］
前記溝構造の断面が逆Ｖ字型形状およびＶ字型形状である、互いに平行な二本の溝を含む前記［２］〜［４］のいずれか一に記載の異材接合体。
［６］
前記接合部が、金属表面の少なくても接合部に形成された微細凹凸形状に樹脂が侵入することによる異材接合である前記［１］〜［５］のいずれか一に記載の異材接合体。
［７］
前記金属基体を構成する金属が、鉄、ステンレス、アルミニウム合金、マグネシウム合金および銅合金から選ばれる一種または二種以上である前記［１］〜［６］のいずれか一に記載の異材接合体。
［８］
前記樹脂製リブが、熱可塑性樹脂および充填材を含んでなる熱可塑性樹脂組成物から形成されている前記［１］〜［７］のいずれか一に記載の異材接合体。
［９］
前記樹脂製リブが、前記熱可塑性樹脂組成物を前記金属基体上へ射出成形することによって形成される前記［８］に記載の異材接合体。
［１０］
前記［１］〜［９］のいずれか一に記載の異材接合体であって、
前記異材接合体は電子部品収納用筐体が展開された展開図状平面構造である異材接合体。
［１１］
前記［１］〜［１０］のいずれか一項に記載の異材接合体を有する電子部品収納用筐体。
１ 樹脂製リブ
１’ 樹脂製リブ
１” 樹脂
２ 金属基体
２ａ 逆Ｖ字型溝
２ｂ Ｖ字型溝
２ｃ Ｓ字型溝
３ 交差点
４ 樹脂製リブ
５ 樹脂製リブ
２０ 異材接合体
２０１ 底板
２０２−１ 側板（前面板）
２０２−２ 側板
２０２−３ 側板（背面板）
２０２−４ 側板
２０３ 蓋板
２０５ 境界線部
２０７ 開口部
２０９ スリット
３０１ 樹脂製リブ
Ｅ２ 金属基体
Ｅ４ 樹脂製リブ（周縁部）
Ｅ５Ｌ 樹脂製リブ（中心部長手方向）
Ｅ５Ｓ 樹脂製リブ（中心部短手方向）
Ｅ２ａ 逆Ｖ字型溝
Ｅ２ｃ Ｓ字型溝

Claims (10)

  1. 樹脂製リブと金属基体との接合部を有する異材接合体であって、
    少なくても一部の接合部において前記金属基体の曲げによって前記金属基体が該樹脂製リブの内側に突出する凸状部を形成しており、
    前記金属基体が、前記樹脂製リブの短手方向における前記凸状部の両側において前記樹脂製リブによって覆われていない領域を有しており、
    前記接合部が、前記金属基体の少なくても前記凸状部の表面に形成された微細凹凸形状に前記樹脂製リブの樹脂が侵入することによる異材接合である異材接合体。
  2. 前記凸状部が、樹脂製リブの長手方向に連続的に伸びるように形成された溝構造である請求項１に記載の異材接合体。
  3. 前記樹脂製リブが金属基体の片面に接合されており、且つ前記溝構造の断面が逆Ｖ字型形状である一本の溝を含む請求項２に記載の異材接合体。
  4. 前記樹脂製リブが金属基体の両面にお互いが対向するように接合されている請求項２または３に記載の異材接合体。
  5. 前記溝構造の断面が逆Ｖ字型形状およびＶ字型形状である、互いに平行な二本の溝を含む請求項２〜４のいずれか一項に記載の異材接合体。
  6. 前記金属基体を構成する金属が、鉄、ステンレス、アルミニウム合金、マグネシウム合金および銅合金から選ばれる一種または二種以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載の異材接合体。
  7. 前記樹脂製リブが、熱可塑性樹脂および充填材を含んでなる熱可塑性樹脂組成物から形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の異材接合体。
  8. 前記樹脂製リブが、前記熱可塑性樹脂組成物を前記金属基体上へ射出成形することによって形成される請求項７に記載の異材接合体。
  9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の異材接合体であって、
    前記異材接合体は電子部品収納用筐体が展開された展開図状平面構造である異材接合体。
  10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の異材接合体を有する電子部品収納用筐体。
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