JP6961159B2 - Joining method of metal member and synthetic resin molded member and its joining body - Google Patents
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Description
本発明は、金属部材と合成樹脂成形部材との接合法およびその金属部材と合成樹脂成形部材との接合体に関する。The present invention relates to a method of joining a metal member and a synthetic resin molded member and a joint body of the metal member and the synthetic resin molded member.
金属部材を熱可塑性の合成樹脂と一体に成形して金属と合成樹脂とを接合させた接合体では金属と合成樹脂の線膨張係数の差で合成樹脂に歪みが発生し、合成樹脂の素材にエラストマーを含有させるなどその歪み発生対策が講じられているが、このような成形によらず、金属部材と合成樹脂成形部材とを部分的に接合させる接合体を得る接合法が提案されている。In a bonded body in which a metal member is integrally molded with a thermoplastic synthetic resin and the metal and the synthetic resin are joined, the synthetic resin is distorted due to the difference in the linear expansion coefficient between the metal and the synthetic resin, and the synthetic resin material is used. Countermeasures against the occurrence of distortion such as containing an elastomer have been taken, but a joining method for obtaining a bonded body in which a metal member and a synthetic resin molded member are partially bonded without such molding has been proposed.
特許文献1にて、摩擦撹拌接合により金属部材を部分的に合成樹脂成形部材との接合体を得る接合法が提案されている。すなわち、熱および圧力を金属部材側から局所的に付与することにより樹脂部材を軟化・溶融させた後、固化させる熱圧式接合方法による金属部材と樹脂部材との接合方法であって、金属部材と樹脂部材とを重ね合わせ、円柱状の回転ツールを回転させつつ、金属部材に押圧して摩擦熱を発生させ、この摩擦熱で樹脂部材を軟化・溶融させた後、固化させて接合させる金属部材と樹脂部材との接合方法が提案されている。
しかし、特許文献1の金属部材と樹脂部材との接合方法では、熱および圧力を金属部材側から局所的に付与するに際し、押圧部材を金属部材に押し込んで、金属部材と樹脂部材との接合境界面に達しない深さまで進入させると共に、金属部材の押圧部材直下部を樹脂部材側に突出変形させて、接合境界面において押圧部材の直下領域で溶融している樹脂部材表面の溶融樹脂を該直下領域の外周領域まで流動させた後、固化させる熱圧式接合方法による金属部材と樹脂部材との接合方法であるが、樹脂部材を軟化・溶融させるよう摩擦熱を発生させる作業が必要である。However, in the method of joining the metal member and the resin member in
また、特許文献2にて、厚さ0.1mm以上の金属材を摩擦熱で局部的に樹脂材と接合させる別の接合方法が提案されている。すなわち、金属材の一方の面に熱可塑性樹脂よりなる塗膜を形成し、この塗膜が形成されている面を樹脂材側にして樹脂材と重ね合わせ、金属材側から円柱状の回転工具を押し当てて回転させることにより摩擦熱を発生させ、塗膜と樹脂材との界面を加熱して両者を相溶させ、その後冷却し両者を一体化することにより、厚さ0.1mm以上の金属材と樹脂材とを接合させる接合方法が提案されている。Further,
しかし、特許文献2の金属材と樹脂材との接合方法では、熱可塑性樹脂よりなる塗膜を樹脂材と混ざり合わせて一体化するので、樹脂材にダメージを与えることなく摩擦熱を利用することができるが、厚さ0.1mm以上の金属材を選択して、特許文献1と同様に、摩擦熱で樹脂部材を軟化・溶融させるよう摩擦熱を発生させる作業が必要である。However, in the method of joining the metal material and the resin material of
本発明は、上記の課題を解消するために、金属部材と合成樹脂成形部材とを簡単な接合法で部分的に接合させる接合体を提供することを目的とする。この場合、金属部材と合成樹脂成形部材とを部分的に接合させる接合体には、局部的に接合、局所的に接合さらにはスポット接合による接合体を含む。An object of the present invention is to provide a bonded body in which a metal member and a synthetic resin molded member are partially joined by a simple joining method in order to solve the above problems. In this case, the joint body that partially joins the metal member and the synthetic resin molded member includes a joint body that is locally joined, locally joined, and further joined by spot joining.
本発明の請求項1に記載の金属部材と合成樹脂成形部材との接合法は、折り曲げ加工がしやすくなる薄板の平板でできた金属部材と射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材とを重ね合わせる重合工程と、ヒータを備えたヒートプレス具により前記金属部材の表面の一部が突出部となるように前記合成樹脂成形部材の方向に押し込んで、合成樹脂成形部材の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く溶融するように前記ヒートプレス具のヒータを制御して前記突出部を加熱して溶融部を形成するヒートプレス工程と、前記溶融部を冷却する冷却工程により接合溶着部位を形成して、金属部材の突出部を合成樹脂成形部材と接合させることを特徴とする。同請求項2に記載の金属部材と合成樹脂成形部材との接合法は、請求項1において、前記金属部材の裏面にはレーザ照射による微細な凹凸部が形成されており、前記重合工程、前記ヒートプレス工程および前記冷却工程により前記金属部材の突出部を前記合成樹脂成形部材に前記微細な凹凸部を介して接合させることを特徴とする。The method for joining a metal member and a synthetic resin molded member according to
本発明の金属部材と合成樹脂成形部材との接合法は、折り曲げ加工がしやすくなる薄板の平板でできた金属部材と射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材とを重ね合わせる重合工程と、ヒータを備えたヒートプレス具により前記金属部材の表面の一部が突出部となるように前記合成樹脂成形部材の方向に押し込んで、合成樹脂成形部材の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く溶融するように前記ヒートプレス具のヒータを制御して前記突出部を加熱して溶融部を形成するヒートプレス工程と、前記溶融部を冷却する冷却工程により接合溶着部位を形成して、金属部材の突出部を合成樹脂成形部材と接合させるので、簡単な作業で金属部材と合成樹脂成形部材とを部分的に接合させる接合体が得られる。The method of joining the metal member and the synthetic resin molded member of the present invention includes a polymerization step of superimposing a metal member made of a thin flat plate that is easily bent and an injection-molded thermoplastic synthetic resin molded member. part of the surface of the metal member Ri by the heat press device provided with a heater is pushed in the direction of the synthetic resin molded member so that the projecting portion, the skin layer of the outermost surface of the synthetic resin molded member is melted A bonded welded portion is formed by a heat pressing step of controlling the heater of the heat press tool to heat the protruding portion to form a molten portion and a cooling step of cooling the fused portion by controlling the heater of the heat press tool so as to melt deeper than the depth. Then, since the protruding portion of the metal member is joined to the synthetic resin molded member, a joined body in which the metal member and the synthetic resin molded member are partially joined can be obtained by a simple operation.
(実施形態1)
図1〜図6を参照して、金属部材と合成樹脂成形部材との接合法およびその金属部材と合成樹脂成形部材との接合体を説明する。(Embodiment 1)
A method of joining a metal member and a synthetic resin molded member and a joined body of the metal member and the synthetic resin molded member will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
図1および図2において、金属部材1は、その表面1A(図1では上面)と裏面1B(図1では下面)とからなる平板であり、この金属部材1の裏面1Bは射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2の表面2Aに接合溶着部位4を介して部分的に強固に接合されている。3は後述するヒートプレス具HP1で金属部材1が押圧されるヒートプレス部位である。金属部材1の形状は矩形状を例示するが、円形状など任意の形状で、0.1mm以下の薄厚の平板を例示するが、このような薄厚の平板以外に、凹凸のある立体形状、例えば図示しないが裏面1Bを凹凸形状とし、その凸部を合成樹脂成形部材2の表面2Aに埋没させるようにしてもよい。また、金属部材1は少なくとも合成樹脂成形部材2と接合する部分(金属部材1の裏面1B)が金属材であればよいので、金属単体に限らず合成樹脂材を介在した金属多層体例えば、合成樹脂フイルムの両面にアルミニウムフイルムを積層した多層フイルムであってもよい。この金属部材1の金属素材は、ステンレス、鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、亜鉛、スズから選ばれる1以上の金属または1以上の金属を含む合金などの金属材が例示でき、金属材表面にシリコン系樹脂やフッ素系樹脂などによる撥水性または撥油性皮膜処理が施してあったり、銅(含む銅合金)の表面にベンゾトリアゾールによる防錆皮膜処理や銅(含む銅合金)、亜鉛メッキ処理された鉄(含む合金)やアルミニウム(含む合金)の表面にクロメートによる防錆皮膜処理さらにはアルマイト処理が施してあったりしてもよい。合成樹脂成形部材2の素材はポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、ポリプロピン(PP)樹脂、ABS樹脂などの熱可塑性の合成樹脂材(含む無機フィラー入り)で射出成形された成形品が例示できる。In FIGS. 1 and 2, the
(金属部材と合成樹脂成形部材との接合法)
図3において、金属部材と合成樹脂成形部材との接合作業は、ヒートプレス具HP1とダイスDとをもちい、重合工程S1、ヒートプレス工程S2、冷却工程S3の順に行う。重合工程S1では、図4および図5において、射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2をダイスDに載置して、金属部材1と合成樹脂成形部材2とを重ね合わせる。次に、ヒートプレス工程S2では、金属部材1と合成樹脂成形部材2とを重ね合わせた状態で、ヒートプレス具HP1で金属部材1の表面1Aのヒートプレス部位3を合成樹脂成形部材2の方向に押圧しかつ加熱する。この場合、ヒートプレス具HP1は円柱の熱伝導性のある金属材を例示しているが角柱、円筒、角筒の形状でもよい。ヒートプレス具HP1にはヒータを備えており、このヒータは電源部Gにて通電を制御して、射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層(図示せず)が溶融する深さ以上に深く溶融させる温度で加熱する。次に、冷却工程S3では、ヒートプレス具HP1で金属部材1の表面1Aのヒートプレス部位3を所定時間押圧しかつ加熱後、金属部材1と合成樹脂成形部材2とを冷却させることにより、合成樹脂成形部材2の表面2Aの溶融部は固化して、接合溶着部位4を形成して、この接合溶着部位4の形成により金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体が得られる。このようにして、金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合法は、図4および図5に示す金属部材1と合成樹脂成形部材2とを重ね合わせる重合工程S1と、図6に示す金属部材1の表面1Aの一部をヒートプレス具HP1で合成樹脂成形部材2の方向に押圧するとともに金属部材1を合成樹脂成形部材2の最外表面の前記スキン層が溶融する深さ以上に深く加熱するヒートプレス工程S2と、溶融した合成樹脂成形部材2を冷却する冷却工程S3とからなるので、簡単な作業工程で金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体が得られる。(Joining method between metal member and synthetic resin molded member)
In FIG. 3, the joining operation of the metal member and the synthetic resin molding member is performed in the order of the polymerization step S1, the heat pressing step S2, and the cooling step S3 using the heat pressing tool HP1 and the die D. In the polymerization step S1, in FIGS. 4 and 5, the injection-molded thermoplastic synthetic
上記実施形態1において、ヒートプレス具HP1で金属部材1の表面1Aのヒートプレス部位3は1箇所にて部分的に接合させる場合を例示したが、複数箇所の接合溶着部位4が得られるようにヒートプレス部位3が複数箇所であってもよい。In the above-described first embodiment, the case where the heat-pressed
(実施形態2)
図7〜図10を参照して、実施形態1と同様にヒートプレス具HP1で金属部材1の表面1Aのヒートプレス部位3を射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2の方向に押圧しかつ合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く溶融させる温度で加熱して接合させる金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合法およびその金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体を説明する。(Embodiment 2)
With reference to FIGS. 7 to 10, the heat press tool HP1 presses the
実施形態1と異なるのは、図7および図8に示すように、金属部材1の裏面1BにレーザLを照射して微細な凹凸部5が形成される表面処理を行って、この微細な凹凸部5を介して金属部材1が合成樹脂成形部材2と接合されている点であり、他は実施形態1と同様である。この場合、図9に示すように、微細な凹凸部5の領域は金属部材1の裏面1Bの全面でもよいが、ヒートプレス部位3の領域よりも広い領域にわたって金属部材1の裏面1Bにレーザ照射による微細な凹凸部5が形成されている。また、金属部材1は予め、裏面1BにレーザLを照射して微細な凹凸部5が形成されているが、金属部材1の裏面1Bにレーザ照Lにより形成された微細な凹凸部5を介して金属部材1と合成樹脂成形部材2とを接合させればよいので、図示しないが、合成樹脂成形部材2をダイスDに載置して、金属部材1と合成樹脂成形部材2とを重ね合わせる重合工程の際にレーザLを照射して微細な凹凸部5が形成されるようにしてもよいし、ヒートプレス工程の際にレーザLを照射して微細な凹凸部5が形成されるようにしてヒートプレス具HP1で金属部材1の表面1Aを合成樹脂成形部材2の方向に押圧しかつ加熱するようにしてもよい。このようにして金属部材1の裏面1Bに形成された微細な凹凸部5が射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2の表面2Aに対面するように金属部材1を合成樹脂成形部材2に重ね合わさせて、図10に示すように、ヒートプレス具HP1で金属部材1の表面1Aのヒートプレス部位3を合成樹脂成形部材2の方向に押圧しかつ合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く溶融させる温度で加熱して微細な凹凸部5に入り込んだ溶融部を形成し、冷却・固化させて合成樹脂成形部材2の接合溶着部位4が金属部材1の裏面1Bの微細な凹凸部5を有して形成されるので、実施形態1に比し高い接合強度を有する金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体が得られる。The difference from the first embodiment is that, as shown in FIGS. 7 and 8, the back surface 1B of the
上記実施形態2において、実施形態1と同様にヒートプレス具HP1で金属部材1の表面1Aを射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2の方向に押圧しかつ加熱するヒートプレス部位3は1箇所を例示したが、複数箇所でもよい。この場合、微細な凹凸部5を有さない部位をヒートプレス具HP1で押圧しかつ加熱するようにして異なる接合強度を有する接合体としてもよい。また、レーザLを金属部材1の裏面1Bに間隔をあけて複数照射して、複数個の微細な凹凸部5を形成してもよい。さらには、微細な凹凸部5の領域をヒートプレス部位3の領域よりも狭い領域とするようにしてもよい。In the second embodiment, the heat-pressed
(実施形態3)
図11〜図13を参照して、金属部材を実施形態1とは異なるヒートプレス具により合成樹脂成形部材の方向に押し込んで前記金属部材を前記合成樹脂成形部材の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く加熱する前記ヒートプレス工程に特徴のある金属部材と合成樹脂成形部材との接合法およびその金属部材と合成樹脂成形部材との接合体を説明する。(Embodiment 3)
With reference to FIGS. 11 to 13, the metal member is pushed in the direction of the synthetic resin molded member by a heat press tool different from that of the first embodiment, and the metal member is melted by the skin layer on the outermost surface of the synthetic resin molded member. A method of joining a metal member and a synthetic resin molded member, which is characteristic of the heat pressing process, and a joining body of the metal member and the synthetic resin molded member will be described.
重合工程S1で実施形態1と同様に射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2をダイスDに載置して、金属部材1と射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2とを重ね合わせる。次に、ヒートプレス工程S2で金属部材1の表面1Aのヒートプレス部位31をヒートプレス具HP2により合成樹脂成形部材2の方向に押し込んで金属部材1の突出部6を射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く加熱して溶融部を形成する。この場合、ヒートプレス具HP2は円柱または角柱の金属材で先端は球体状に形成されている。このヒートプレス具HP2は実施形態1と同様にヒータを備えており、このヒータは電源部Gにて通電を制御して、合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く溶融させる温度で加熱して後、冷却工程S3で冷却する。このように金属部材1と合成樹脂成形部材2とを冷却させることにより、合成樹脂成形部材2の表面2Aの溶融部は固化して、接合溶着部位41を形成して、この接合溶着部位41の形成により金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体となり、実施形態1に比し金属部材1の突出部6の存在により高い接合強度を有する金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体が得られる。The thermoplastic synthetic
上記実施形態3において、ヒートプレス具HP2で金属部材1の表面1Aを合成樹脂成形部材2の方向に押圧しかつ加熱するヒートプレス部位31は1箇所を例示したが、複数箇所でもよい。この場合、このヒートプレス具HP2によるヒートプレス部位31と実施形態1に示すヒートプレス具HP1によるヒートプレス部位3とを併用して異なる接合強度を分布させてもよい。In the third embodiment, the
上記の金属部材1をヒートプレス具HP2により合成樹脂成形部材2の方向に押し込んで金属部材1を合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く加熱するには、金属部材1の素材としては折り曲げ加工がしやすくなる薄厚の平板、例えば厚さが0.1mm以下のアルミニウム(含む合金)、ステンレスなどの金属材が望ましいが、金属部材1の裏面1Bを凹凸のある立体形状(図示せず)とし、その凸部を合成樹脂成形部材2の表面2Aに埋没させるようにして金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合強度を高めてもよい。なお、実施形態2のように金属部材1の裏面1Bに微細な凹凸部5を形成して金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合強度をさらに高めるようにしてもよい。To push the
(実施形態4)
図14〜図17を参照して、長尺状の金属部材を実施形態1とは異なるヒートプレス具により合成樹脂成形部材の方向に押圧して前記金属部材を前記合成樹脂成形部材の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く加熱する前記ヒートプレス工程に特徴のある金属部材と合成樹脂成形部材との接合法およびその金属部材と合成樹脂成形部材との接合体を説明する。(Embodiment 4)
With reference to FIGS. 14 to 17, the elongated metal member is pressed in the direction of the synthetic resin molded member by a heat press tool different from that of the first embodiment, and the metal member is pressed against the outermost surface of the synthetic resin molded member. A method of joining a metal member and a synthetic resin molded member, which is characteristic of the heat pressing process in which the skin layer is heated deeper than the melting depth, and a bonded body of the metal member and the synthetic resin molded member will be described.
図14〜図16において、金属部材1は、その表面1A(図では上面)と裏面1B(図では下面)とからなる一対の長尺状の金属板で、その素材としてはステンレス、鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、亜鉛、スズから選ばれる1以上の金属または1以上の金属を含む合金などの金属材が例示できる。この金属部材1の一端の端部周辺の裏面1Bは実施形態1と同様なポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、ポリプロピン(PP)樹脂、ABS樹脂などの熱可塑性の合成樹脂材(含む無機フィラー入り)で射出成形された合成樹脂成形部材2の表面2Aの溶融部が冷却され固化されて接合用着部4を形成して、この接合溶着部位4の形成により接合されており、この接合にはヒートプレス具HP3がもちいられ、このヒートプレス部3は1箇所を例示するが、複数箇所にして接合させてもよい。金属部材1は長尺状であるので、その一端の前記端部から金属部材1のみを他端方向に突出させて、他の部材と連結もしくは接続させることができる。金属部材1のみを他端方向に突出させて、他の部材と連結もしくは接続としては、自動車のエンジンのインジェクタ回路やモータの制御回路などの給電部との接続にもちいるバスバーが例示できる。このバスバーは電源コネクタとなるよう合成樹脂成形材に形成されており、一般的にはインサート成形にて形成されているが、長尺状でバスバーを形成した電源コネクタとして、例えば、複数の電源コネクタを直列に配列させる場合のインサート成形方法で、特開2002−154131号公報にて、バスバーをセットし樹脂を充填する一次成形用キャビティとコネクタ成形部を有する二次成形用キャビティとを別個にまたは1つの金型で一次成形と二次成形を同時に行ってインサート成形機の最長成形可能寸法よりも長尺状のインサート成形品を得る発明が提案されている。しかし、作業性の簡略化が必要であり、さらには、インサート成形金型装置の製作面で長尺状のインサート成形品の大きさに制約がある。このインサート成形に対して、この実施形態4による金属部材1のみを他端方向に突出させて、この金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合法により、簡単な作業で金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体が得られる。In FIGS. 14 to 16, the
次に、図3および図17をもちいて金属部材と合成樹脂成形部材との接合法を以下、説明する。 Next, a method of joining the metal member and the synthetic resin molding member will be described below with reference to FIGS. 3 and 17.
図3に示す実施形態1と同様に重合工程S1、ヒートプレス工程S2、冷却工程S3の順に金属部材と合成樹脂成形部材との接合作業を行う。重合工程S1では図示しないが金属部材1の端部と射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2とを重ね合わせる。次に、ヒートプレス工程S2では1対の金属部材1の端部と射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2とを重ね合わせた状態で、図17に示すヒートプレス具HP3により金属部材1をダイスDに載置された合成樹脂成形部材2の方向に射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く加熱して溶融部を形成する。この場合、ヒートプレス具HP3は一対の金属部材1の表面1Aを押圧させる一対の円柱状の脚部を有する金属材で先端は平坦状に形成されている。このヒートプレス具HP3は実施形態1と同様にヒータを備えており、このヒータは電源部Gにて通電を制御して、合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層(図示せず)が溶融する深さ以上に深く溶融させる温度で加熱して後、冷却工程S3で冷却する。このように合成樹脂成形部材2の表面2Aの溶融部を冷却させることにより、図14および図15に示すように、合成樹脂成形部材2の表面2Aの溶融部は固化して接合溶着部位4を形成して、この接合溶着部位4の形成により金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体となり、成形金型に入り切れない形状の接合に有用な金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体が得られる。Similar to the first embodiment shown in FIG. 3, the metal member and the synthetic resin molding member are joined in the order of the polymerization step S1, the heat pressing step S2, and the cooling step S3. Although not shown in the polymerization step S1, the end portion of the
(実施形態5)
図18および図19を参照して、実施形態4と同様な長尺状の金属部材を異なるヒートプレス具により合成樹脂成形部材の方向に押圧して前記金属部材を前記合成樹脂成形部材の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く加熱する前記ヒートプレス工程に特徴のある金属部材と合成樹脂成形部材との接合法およびその金属部材と合成樹脂成形部材との接合体を説明する。(Embodiment 5)
With reference to FIGS. 18 and 19, a long metal member similar to that of the fourth embodiment is pressed in the direction of the synthetic resin molded member by a different heat press tool, and the metal member is pressed to the outermost part of the synthetic resin molded member. A method of joining a metal member and a synthetic resin molded member, which is characteristic of the heat pressing process in which the skin layer on the surface is heated deeper than the melting depth, and a bonded body of the metal member and the synthetic resin molded member will be described.
図18において、ヒートプレス具HP4は実施形態4に示すヒートプレス具HP3と同様な一対の金属部材1の表面1Aを押圧させる一対の円柱状の脚部を有する金属材で先端はヒートプレス具HP3と異なり球体状に形成されている。このヒートプレス具HP4をもちいて、ヒートプレス工程S2(図3参照)で金属部材1の表面1Aのヒートプレス部位31をヒートプレス具HP4により金属部材1の突出部6をダイスDに載置された合成樹脂成形部材2の方向に押し込んで、射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層が溶融する深さ以上に深く加熱して溶融部を形成する。次に、冷却工程S3(図3参照)でこの溶融部を冷却させることにより、接合溶着部位41が形成され、この接合溶着部位41の形成には、図19に示すように、金属部材1の裏面1Bに形成した突出部6が合成樹脂成形部材2に押し込まれて強固な接合体となり、成形金型に入り切れない形状の接合に有用な金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体が得られる。In FIG. 18, the heat press tool HP4 is a metal material having a pair of columnar legs for pressing the surface 1A of a pair of
なお、実施形態4および5に示すそれぞれのヒートプレス具HP3およびヒートプレス具HP4を一対の金属部材1のそれぞれにもちいてもよい。その際、ヒートプレス具HP3およびヒートプレス具HP4を一対の脚部を有する形状とせずに環状に連結して円筒状または角筒状としてもちいて環状の接合溶着部位4、41を形成した接合体を得るようにしてもよい。The heat press tool HP3 and the heat press tool HP4 shown in the fourth and fifth embodiments may be used for each of the pair of
このようにして、金属部材1と射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2とを重ね合わせてこの金属部材1の表面1Aの一部をヒートプレス具HP1、HP2、HP3およびHP4で合成樹脂成形部材2の方向に押圧するとともに金属部材1を合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層が溶融する深さより深く溶融するように加熱して溶融部を形成して後、この溶融部を冷却・固化させることにより、接合溶着部位4、41を形成して、この接合溶着部位4、41の形成により、金属部材1と合成樹脂成形部材2との接合体が得られる。この場合、金属部材1を介して合成樹脂成形部材2を加熱させるようにヒートプレス具HP1、HP2、HP3およびHP4にヒータを備えていることを例示しているが、本発明の原理は、特許文献1および2のような摩擦熱によらず、金属部材1の表面1Aの一部を射出成形された熱可塑性の合成樹脂成形部材2の方向に押圧するとともに金属部材1を合成樹脂成形部材2の最外表面のスキン層が溶融する深さより深く溶融するように加熱してできた溶融部を冷却、固化させて、接合溶着部位4、41を形成することであるので、ヒートプレス工程S2でもちいるヒートプレス具HP1、HP2、HP3およびHP4はヒータを内蔵せず他の熱源をもちいて金属部材を加熱するようにすれば、金属部材1を合成樹脂部材2の方向に押圧する機能のみを有するようにすればよい。In this way, the
本発明は成形金型に入り切れない形状の接合に有用であり、接合作業により半導体チップなど熱による損傷を受けやすい部材のある部位の接合に有用であり、部分接合した部位を合成樹脂成形部材の合成樹脂のガラス転移温度以上にて再加熱して金属部材と合成樹脂成形部材とを分別リサイクルとして有用である。また、金属部材と合成樹脂成形部材との接合体においては金属部材と合成樹脂成形部材との線膨張率の差があるので、金属部材と合成樹脂成形部材とを全面で接合させるよりは部分的に接合させる方が線膨張により接合体の変形を阻止しやすくなるので、自動車のボディの金属部材と合成樹脂成形部材との接合に有用である。The present invention is useful for joining a part having a shape that cannot fit in a molding die, and is useful for joining a part of a member that is easily damaged by heat such as a semiconductor chip due to the joining work. It is useful for separate recycling of metal members and synthetic resin molded members by reheating at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the synthetic resin. Further, since there is a difference in the linear expansion rate between the metal member and the synthetic resin molded member in the joint body between the metal member and the synthetic resin molded member, it is more partial than joining the metal member and the synthetic resin molded member on the entire surface. It is useful for joining a metal member of an automobile body and a synthetic resin molded member because it is easier to prevent deformation of the joined body due to linear expansion.
1 金属部材
2 合成樹脂成形部材
3、31 ヒートプレス部位1
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