專利名稱：金屬與樹脂的復(fù)合體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子機(jī)器的框體、家電機(jī)器的框體、結(jié)構(gòu)用部件、機(jī)械 部件等中所用的將金屬形狀物與具有立設(shè)成形體的熱塑性樹脂形狀物 一體化地接合了的金屬與樹脂的復(fù)合體及其制造方法。更具體而言涉及 如下的金屬與樹脂的復(fù)合體及其制造方法，即，在利用各種機(jī)械加工制 作的金屬形狀物上，利用注射成形牢固地一體化接合具有立設(shè)成形體的 熱塑性樹脂形狀物，并且實(shí)現(xiàn)了立設(shè)成形體相對(duì)于金屬形狀物的垂直精 度的提高。
背景技術(shù)：
在汽車、家電產(chǎn)品、工業(yè)機(jī)器等的部件制造等廣泛的領(lǐng)域中，要求 將金屬與樹脂一體化的技術(shù)，因此開發(fā)出多種膠粘劑。其中有非常優(yōu)良 的膠粘劑。常溫下或利用加熱發(fā)揮功能的膠粘劑被用于將金屬與合成樹 脂一體化的接合中，上述方法在當(dāng)前屬于一般性技術(shù)。
但是， 一直以來不斷研究是否有不使用膠粘劑的更為合理的接合方 法。作為不夾設(shè)膠粘劑而將高強(qiáng)度的工程樹脂與鎂、鋁或?qū)儆谄浜辖鸬?輕金屬類、不銹鋼等鐵系金屬類一體化的方法，例如有本發(fā)明人等開發(fā) 的將金屬形狀物插入模具并向其注射熱塑性樹脂而將兩者一體化地接 合的方法(以下稱作"注射接合"法。)。該"注射接合"法是本發(fā)明人 等通過長年的研究開發(fā)的方法，其內(nèi)容已經(jīng)公開(例如，參照專利文獻(xiàn) 1)。
另外，還已知如下的方法，即使用特殊有機(jī)化合物在金屬形狀物 上進(jìn)行有機(jī)鍍金而將表面用有機(jī)質(zhì)相覆蓋，將其插入注射成形模具后將 熱塑性樹脂注射接合的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
另外，還已知如下的方法，即在對(duì)鋁合金施加了陽極氧化方法之 后，插入模具并熱沖壓熱塑性樹脂以將樹脂與鋁合金接合的方法(例如， 參照專利文獻(xiàn)3)。
5本發(fā)明人等開發(fā)的"注射接合，，法中，按照如下的程度將利用注射
接合將PBT樹脂或PPS樹脂與鋁合金一體化后的材料牢固地接合，即 如果要使之?dāng)嗔褎t需要19.6 ~ 29.4MPa ( 200 ~ 300Kgf/cm2 )的剪切力。 由此，可以期待將該"注射接合"法應(yīng)用于各種機(jī)器、各種部件的制造 等各種各樣的領(lǐng)域中。所以，本發(fā)明人等嘗試?yán)?注射接合"法將多
種多樣的部件、產(chǎn)品一體化而制造。其結(jié)果是，如果利用以往的樹脂成 形的技術(shù)來注射接合，則有可能會(huì)出現(xiàn)問題。在與金屬形狀物一體化的 熱塑性樹脂的形狀中，有凸臺(tái)、凸棱等各種形狀。例如，在板狀底盤上 設(shè)有緊固螺釘用的開孔凸臺(tái)的情況下，如果一邊將鋁合金形狀物插入模 具而作為底盤部使用， 一邊將凸臺(tái)注射成形，則會(huì)產(chǎn)生凸臺(tái)必然朝向有 澆口痕跡方向傾斜的問題。如果上述緊固螺釘凸臺(tái)被垂直地立設(shè)，則在 組裝后的構(gòu)件中有可能產(chǎn)生問題。另外，在凸棱的注射接合中也會(huì)產(chǎn)生 相同的問題。
對(duì)于在利用以往技術(shù)注射接合的情況下產(chǎn)生的問題，基于圖17、 18 更具體地進(jìn)行說明。
圖17是以往技術(shù)中在鋁合金片(金屬形狀物)20上注射接合了具 有凸臺(tái)部、底座等的熱塑性樹脂形狀體的復(fù)合體100的立體圖，圖18 是復(fù)合體IOO的主視圖，是示意性地表示在凸臺(tái)部101的垂直精度中產(chǎn) 生了誤差的說明圖。
買入市售的lmm厚的A5052鋁合金板，并且將其切割為多個(gè)40mm x 60mm的長方形片。用不銹鋼絲捆好并將其浸漬于熔融聚氯乙烯樹脂 中，制作完全地被聚氯乙烯樹脂覆蓋了的浸漬夾具，在上述樹脂中收容 了多片先前的鋁合金片。
將溶解了 15。/。市售的鋁用脫脂劑的水溶液收容于脫脂槽中，設(shè)為 70匸，向其中浸漬收容有鋁合金片的浸漬夾具并浸漬5分鐘，然后浸漬 于水洗槽中清洗。接下來在收容有1%鹽酸水溶液并設(shè)為40C的預(yù)備酸 洗槽中浸漬l分鐘，浸漬在其他水洗槽中清洗。
接下來在收容有1%氫氧化鈉水溶液并設(shè)為40"C的堿性腐蝕槽中浸 漬1分鐘，在其他水洗槽中浸漬、清洗。然后在收容有1%鹽酸水溶液 并設(shè)為40^C的中和槽中浸漬1分鐘，在其他水洗槽中浸漬、清洗。其后，在收容有4%濃度的一水合肼水溶液并設(shè)為6ox:的正式處理槽中浸漬1
分鐘，在其他水洗槽中浸漬、清洗。仍以浸漬夾具的狀態(tài)放入溫風(fēng)干燥
機(jī)，在40t:下放置15分鐘，在60"C下放置5分鐘而干燥。從浸漬夾具
中取出鋁合金片，包在鋁箔中保管。
將如圖17所示的復(fù)合體100作為利用注射接合成形的材料制作了
模具。向加熱為140t:的模具中，插入實(shí)施了所述的浸漬處理、清洗處
理等預(yù)處理的鋁合金片20，利用將PPS樹脂(聚苯硫醚樹脂)"商品名 SGX120 ( Tosoh 7>司制)，，以310"C的注射溫度從澆口 105中注射的方 法注射接合。注射成形了約20個(gè)復(fù)合體100。 PPS樹脂經(jīng)由橫澆道103、 底座102流入凸臺(tái)部(立設(shè)成形體)101而將其填充。孔104是形成在 凸臺(tái)部101上的孔。將一體化了的復(fù)合體IOO放入設(shè)為170t)的熱風(fēng)干 燥機(jī)中l(wèi)小時(shí)，然后緩慢冷卻，消除內(nèi)部的應(yīng)力。
其后，如果仔細(xì)y見察復(fù)合體100的凸臺(tái)部101,則上部側(cè)向澆口 105 的痕跡一方傾斜。利用三維測定儀計(jì)測了該傾斜量。即，以凸臺(tái)底部側(cè) 中心位置作為基準(zhǔn)計(jì)測了凸臺(tái)頂上部側(cè)中心位置的誤差5 。該誤差5為 +0.20mm~+0.27mm。凸臺(tái)部101的高度h為15mm。如果相對(duì)于凸臺(tái) 部101中心，將澆口 105痕跡側(cè)的方向設(shè)為+方向而表示，則會(huì)有凸臺(tái) 部101以(+0.20mm ~+0.27mm ) /15mm向澆口側(cè)傾斜的問題(參照?qǐng)D 18)。
在注射成形技術(shù)的領(lǐng)域，在將高度很高的凸臺(tái)部等部件成形的方法 中，已知有用于提高該成形部件的垂直精度的技術(shù)(例如，參照專利文 獻(xiàn)4)。該技術(shù)涉及金屬嵌件成形，是在開孔了的基板上夾持基板地將樹 脂材料的凸臺(tái)的底部成形而一體化的技術(shù)，具備限制樹脂材料的流動(dòng)、 樹脂材料的取向性的限制機(jī)構(gòu)，是改善了高度很高的凸臺(tái)等部件的垂直 精度的技術(shù)。但是，雖然該方法在金屬嵌件成形中可能是合適的，然而 卻不是適合如專利文獻(xiàn)l中所示的注射接合的方法。即，所述的"注射 接合"法中，要求高溫高壓的樹脂流接觸到有微細(xì)凹部的金屬表面，因 而無法像專利文獻(xiàn)4的技術(shù)那樣釆用利用限制機(jī)構(gòu)來限制樹脂材料的流 動(dòng)等的方法。換言之，在專利文獻(xiàn)4的技術(shù)中，無法獲得像利用專利文 獻(xiàn)l的"注射接合"法得到的那樣的高接合力，將基板用樹脂夾持地成 形而一體化。另外，利用專利文獻(xiàn)4的技術(shù)的金屬嵌件成形一體化的材料在部件相對(duì)于基板的垂直精度方面也仍然不夠充分。
即，在不減少熱塑性樹脂的流動(dòng)的勢(shì)能而與金屬表面接觸，在金屬 形狀物上將具有凸臺(tái)、凸棱等立設(shè)成形體的熱塑性樹脂形狀物利用注射 接合一體化的方法中，尚不存在使立設(shè)成形體相對(duì)于金屬形狀物的垂直
精度落入所需的精度范圍之內(nèi)的技術(shù)，希望能夠盡早地開發(fā)。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2003 - 251654號(hào)爿>才艮 專利文獻(xiàn)2:日本特開2000 - 160392號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3: WO2004/055248Al 專利文獻(xiàn)4:日本特開平07 - 156195號(hào)公才艮
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人等為了對(duì)利用所述的"注射接合"法的金屬形狀物與熱塑 性樹脂形狀物的一體化的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)、普及，反復(fù)進(jìn)行了多年的深入 研究。本發(fā)明是為了解決如前所述的"注射接合，，法的問題而完成的， 實(shí)現(xiàn)如下的目的。
本發(fā)明的目的在于，提供金屬與樹脂的復(fù)合體及其制造方法，是將 金屬形狀物與具有立設(shè)成形體的熱塑性樹脂形狀物利用注射接合一體 化了的金屬與樹脂的復(fù)合體，提高了立設(shè)成形體相對(duì)于金屬形狀物的垂 直精度。
本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的而采用了如下的途徑。
本發(fā)明之一的金屬與樹脂的復(fù)合體是由進(jìn)行了預(yù)處理的金屬形狀 物、和利用注射成形而與該金屬形狀物的一方的面一體化接合的熱塑性 樹脂形狀物構(gòu)成的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于所述熱塑性樹脂 形狀物具備底座、和從該底座上豎立設(shè)置的立設(shè)成形體，設(shè)有橫澆道， 其經(jīng)由2個(gè)以上的直澆口與所述底座連通，將從澆口注射的熔融了的熱 塑性樹脂流入所述立設(shè)成形體，向相對(duì)于穿過所述立設(shè)成形體的中心的 直線來說所述立設(shè)成形體的相面對(duì)的部位，每單位時(shí)間的流入量大致均 等地流入、填充從所述澆口注射的所述熱塑性樹脂。本發(fā)明之二的金屬與樹脂的復(fù)合體在本發(fā)明之一 中具備如下特征， 即，所述橫澆道被分支部在途中分支為兩股，所述直澆口及所述立設(shè)成 形體被制成俯視時(shí)相對(duì)于穿過所述立設(shè)成形體中心的第一直線對(duì)稱的 形狀，利用從所述直澆口中流出的所述熱塑性樹脂的樹脂流的方向，在 與所述第一直線正交并穿過所述立設(shè)成形體中心的第二直線的方向，按 照容易優(yōu)先地流入遠(yuǎn)離所述澆口一側(cè)的所述立設(shè)成形體的方式導(dǎo)引，向 相對(duì)于所述第一直線及所述第二直線來說所述立設(shè)成形體的相面對(duì)的 部位，每單位時(shí)間的流入量大致均等地流入、填充所述熱塑性樹脂。
本發(fā)明之三的金屬與樹脂的復(fù)合體在本發(fā)明之一 中具備如下特征， 即，所述橫澆道在途中分支為兩股，所述直澆口及所述立設(shè)成形體被制 成俯視時(shí)相對(duì)于穿過所述立設(shè)成形體中心的第一直線及與該第一直線 正交的第二直線對(duì)稱的形狀，向相對(duì)于所述第一直線及所述第二直線來
說所述立設(shè)成形體的相面對(duì)的部位，每單位時(shí)間的流入量大致均等地流 入、填充所述熱塑性樹脂。
本發(fā)明之四的金屬與樹脂的復(fù)合體在本發(fā)明之三中具備如下特征， 即，所述橫澆道被制成相對(duì)于所述第一直線對(duì)稱的形狀。
本發(fā)明之五的金屬與樹脂的復(fù)合體在本發(fā)明之一中具備如下特征， 即，所述澆口及所述橫澆道各自形成有一對(duì)，從基本上對(duì)稱地形成的一
對(duì)所述直澆口向所述立i殳成形體的相面對(duì)的部位，每單位時(shí)間的流入量 大致均等地流入、填充從一對(duì)所述澆口注射的所述熱塑性樹脂。
本發(fā)明之六的金屬與樹脂的復(fù)合體在本發(fā)明之一 中具備如下特征， 即，所述直澆口及所述立i殳成形體被制成俯視時(shí)相對(duì)于穿過所述立i殳成 形體中心的第一直線對(duì)稱的形狀，在所述底座與所述直澆口的連通部附 近形成有開口部，所述開口部利用所述熱塑性樹脂的樹脂流，在與所述 第一直線正交的穿過所述立設(shè)成形體的中心的第二直線的方向，按照容 易優(yōu)先地流入所述立設(shè)成形體的遠(yuǎn)離所述澆口的一側(cè)的方式導(dǎo)引，向相 對(duì)于所述第一直線及所述第二直線來說所述立設(shè)成形體的相面對(duì)的部 位，每單位時(shí)間的流入量大致均等地流入、填充所述熱塑性樹脂。
本發(fā)明之七的金屬與樹脂的復(fù)合體是由進(jìn)行了預(yù)處理的金屬形狀 物、和利用注射成形而與該金屬形狀物的一方的面一體化接合的熱塑性樹脂形狀物構(gòu)成的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于所述熱塑性樹脂 形狀物是具備底座、和從該底座上豎立設(shè)置的立設(shè)成形體的形狀，具備 橫澆道，其被按照與所述底座的根部的外周線相切，并且可以與所述底 座連通的方式設(shè)置，將從澆口注射的熔融了的熱塑性樹脂流入所述立設(shè) 成形體，所述熱塑性樹脂在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)流入、填充到所述立"^殳成形 體中。
本發(fā)明之八的金屬與樹脂的復(fù)合體在本發(fā)明之一到之七中具備如 下特征，即，所述立設(shè)成形體為凸臺(tái)。
本發(fā)明之九的金屬與樹脂的復(fù)合體在本發(fā)明之一到之七中具備如 下特征，即，所述立設(shè)成形體為凸棱。
本發(fā)明之十的金屬與樹脂的復(fù)合體的制造方法是本發(fā)明之一到之 七中所述的金屬與樹脂的復(fù)合體的制造方法，其特征在于，將進(jìn)行了預(yù) 處理的金屬形狀物插入一方的注射成形用模具和/或另一方的注射成形 用模具，將所述一方的注射成形用模具與所述另 一方的注射成形用模具 固定，形成用于將具備了底座、和從該底座上豎立設(shè)置的立設(shè)成形體的 熱塑性樹脂形狀物與所述金屬形狀物一體化接合的型腔，從所述注射成 形用模具的澆口向所述型腔注射所述熱塑性樹脂，向相對(duì)于穿過所述立 設(shè)成形體的中心的直線來說所述立設(shè)成形體的相面對(duì)的部位，單位時(shí)間 的流入量大致均等地流入所述熱塑性樹脂，或在使之旋轉(zhuǎn)的同時(shí)流入所 述熱塑性樹脂，在所述金屬形狀物的 一方的面上利用注射成形 一體化接 合所述熱塑性樹脂。
下面，依照制造方法的工序?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
金屬形狀物及其液處理方法
作為本發(fā)明的金屬與樹脂的復(fù)合體，可以是如下的復(fù)合體，即，將 金屬形狀物(鋁合金)進(jìn)行液處理，向注射成形模具中插入(insert) 而注射PBT (聚對(duì)苯二曱酸丁二醇酯)系樹脂或PPS (聚苯^5克醚)系樹 脂，將其一體化地接合。
作為本發(fā)明的金屬材料優(yōu)選鋁合金，該鋁合金可以使用JIS標(biāo)準(zhǔn)中 A1000~A7000號(hào)系的材料，或者可以使用JIS標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)為鑄造用級(jí)別的各種合金。金屬形狀物可以利用切割加工、切削加工、彎曲加工、拉 深加工、研削加工、研磨加工、鋸加工、銑刀加工、電火花加工、鉆孔 加工、沖壓加工等，加工為作為注射成形的插入用途所必需的形狀、結(jié) 構(gòu)。
加工為必需的形狀、結(jié)構(gòu)的金屬形狀物，需要不將應(yīng)當(dāng)粘接的面厚 厚地氧化或氫氧化，因長時(shí)間的自然放置而在表面明顯存在銹跡的，需 要進(jìn)行研磨加工而去除。為了將在金屬加工工序中殘留的表面的油層、
手指油脂、污垢等去掉，在將市售的鋁用脫脂劑溶解于水中而設(shè)為50 ~
70t:的脫脂液中浸漬數(shù)分鐘并水洗。接下來依次浸漬在濃度為百分之幾 的稀的酸或堿的水溶液中而水洗，將鋁合金表面溶解而化學(xué)地蝕刻，使 之成為新的潔凈的金屬面。接下來，將該鋁合金形狀物浸漬于氨、肼或 水溶性胺系化合物的水溶液中。該浸漬工序的目的在于，進(jìn)行將前一工
序中得到的鋁合金形狀物的表面用無數(shù)的20 ~ 50nm直徑的超微細(xì)凹部 覆蓋的超微細(xì)蝕刻，并且在鋁合金表面吸附這些胺系化合物。將結(jié)束了 該浸漬的鋁合金形狀物充分水洗，放入溫風(fēng)干燥機(jī)內(nèi)干燥。不用手接觸 與接合有關(guān)的部位地包入鋁箔，放入聚合物袋中密封保管。
此外，作為本發(fā)明的注射接合中所用的熱塑性樹脂，雖然優(yōu)選PBT 系樹脂、PPS系樹脂，然而也可以是其他的熱塑性樹脂。但是，作為熱 塑性樹脂共同的要點(diǎn)在于，需要使熱塑性樹脂的線膨脹率與金屬的線膨 脹率一致。作為PBT系的樹脂系組合物，作為聚合物部分可以使用PBT 單聚物、PBT與聚碳酸酯(PC)的聚合物復(fù)合物、PBT與ABS (丙烯 腈.丁二烯.苯乙烯)樹脂的聚合物復(fù)合物、PBT與聚對(duì)苯二曱酸乙二醇 酯(PET )的聚合物復(fù)合物、PBT與聚苯乙烯(PS )的聚合物復(fù)合物等。 此外，優(yōu)選除了這些聚合物以外還含有整體的20 ~ 40 %的填充劑的組合 物。從使鋁合金形狀物與熱塑性樹脂組合物的線膨脹率一致的觀點(diǎn)考 慮，填充劑的含有非常重要。在填充劑中，除了玻璃纖維、碳纖維、芳 族聚酰胺纖維及其他的與之類似的高強(qiáng)度纖維以外，還包含碳酸鈣、碳 酸鎂、二氧化硅、滑石、粘土、碳纖維或芳族聚酰胺纖維的粉碎物、其 他類似的樹脂填充用無機(jī)填充劑。在不含有填充劑的情況下也會(huì)牢固地 接合，為了將與鋁合金形狀物接合了的PBT系樹脂組合物或PPS系樹 脂組合物去掉，需要非常強(qiáng)的力。但是，如果對(duì)一體化了的復(fù)合體施加 溫度循環(huán)試驗(yàn)，則可以通過重復(fù)循環(huán)來急速地降低粘接強(qiáng)度。這說明無法忽視鋁合金與PBT系樹脂組合物或PPS系樹脂組合物 的線膨脹率的差。 一般來說，與金屬形狀物相比，熱塑性樹脂組合物一 方的線膨脹率大數(shù)倍而無法忽視。鋁合金的線膨脹率是全部金屬種類當(dāng) 中最大水平，作為數(shù)值來說是2.4~2.5><10-5/匸。另一方面，熱塑性 樹脂例如不含有填充劑的PBT樹脂的線膨脹率為7 ~ 8 x 10 - 5/"C ，是 鋁合金的線膨脹率的3倍左右。其他的很多熱塑性樹脂的線膨脹率也是 5~9xl0-5/C的范圍，與PBT樹脂的情況下相同，如果恰當(dāng)?shù)剡x擇填 充劑的種類及其含有率，則線膨脹率可以是與鋁合金相當(dāng)接近的值。
有關(guān)樹脂的另 一個(gè)課題在于，在熱塑性樹脂組合物中有成形收縮。 不含有填充劑的熱塑性樹脂組合物的成形收縮率雖然較小，但是也有
0.6 %左右，而通過含有20~40%的填充劑，在很多熱塑性樹脂組合物 中可以收縮0.3~0.5°/。。但是，即使是線膨脹率在金屬中最大地接近的 鋁合金，其冷卻收縮，例如在從注射時(shí)到室溫冷卻100X:左右約為0.2 %的收縮，小于熱塑性樹脂組合物的成形收縮率，存在差別。這樣難以 避免的是，當(dāng)從模具上脫模而隨著時(shí)間的經(jīng)過，熱塑性樹脂穩(wěn)定下來時(shí)， 就會(huì)在界面產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，從而有可能因輕微的沖擊引起界面破損而發(fā) 生剝落。但是，如果將注射接合力強(qiáng)的外殼，例如依照專利文獻(xiàn)l的方 法注射成形的一體化品在數(shù)天以內(nèi)在高溫(PBT樹脂的情況為150匸左 右)放置l小時(shí)左右，則可以消除殘留的內(nèi)部應(yīng)力。所以，就本發(fā)明的 熱塑性樹脂組合物而言重要的事項(xiàng)是含有填充劑而將熱塑性樹脂的線 膨脹率降低為與金屬匹配。
下面，對(duì)本發(fā)明的插入注射成形方法進(jìn)行說明。準(zhǔn)備注射成形模具， 將模具打開而向其中插入進(jìn)行了預(yù)處理等的金屬形狀物，關(guān)閉模具，注 射熱塑性樹脂，打開模具而脫模。注射條件最好與所用的熱塑性樹脂自 身的特性匹配。在該注射成形時(shí)要注意的是提高模具溫度。必須具有在 熱塑性樹脂的形狀勉強(qiáng)能夠成形的成形條件下熱塑性樹脂的外周部達(dá) 到接合的活力。
凸臺(tái)部、底座部的形狀
對(duì)于以往技術(shù)中利用注射接合一體化了的復(fù)合體100的凸臺(tái)部101 (參照?qǐng)D17)向有澆口痕跡的方向傾斜的原因，反復(fù)進(jìn)行利用計(jì)算機(jī)的 流動(dòng)解析等分析而進(jìn)行了各種研究。其結(jié)果是，即使改變凸臺(tái)的大小、孔徑、底座的大小(直徑)或厚度，全部填充了樹脂時(shí)的最高溫度位置 也總是從凸臺(tái)的中心軸向有澆口痕跡的方向偏移。所以可以認(rèn)為，在填 充后的冷卻或脫模后的自然冷卻中，都是在最高溫度位置上樹脂密度最 容易降低，以此處為中心收縮，
所以，要將凸臺(tái)的垂直精度以高精度注射成形，就要將全部填充了 樹脂時(shí)的最高溫度位置移到凸臺(tái)中心。本發(fā)明中，利用以下的方法實(shí)現(xiàn) 了問題的解決。
(1)從相面對(duì)的2個(gè)方向?qū)崴苄詷渲蛲古_(tái)部中同時(shí)填充。
(2 )在填充到凸臺(tái)部中的熱塑性樹脂的流入動(dòng)作中增加旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。
本發(fā)明的金屬與樹脂的復(fù)合體及其制造方法的優(yōu)點(diǎn)在于，可以很容 易地進(jìn)行在金屬形狀物的一方的面上注射接合具有立設(shè)成形體的熱塑 性樹脂形狀物而將其一體化。即，由于不減小熱塑性樹脂的流動(dòng)的勢(shì)能 地進(jìn)行利用注射接合的一體化，因此可以獲得牢固的接合力，并且可以 相對(duì)于金屬形狀物將熱塑性樹脂形狀物的立設(shè)成形體的垂直精度設(shè)為 高精度。不會(huì)產(chǎn)生例如在以往技術(shù)中所產(chǎn)生的那樣的立設(shè)成形體向澆口 痕跡側(cè)傾斜之類的情況。由此，可以用鋁板材等金屬制作規(guī)定的金屬形 狀物，將其插入注射成形模具，對(duì)于具有立設(shè)成形體的熱塑性樹脂形狀 物，可以不用擔(dān)心立設(shè)成形體相對(duì)于金屬形狀物的垂直精度地將一個(gè)或 多個(gè)立設(shè)成形體利用注射接合一體化。
利用本發(fā)明的制造方法制造的金屬與樹脂的復(fù)合體能夠很容易地、 生產(chǎn)性良好地制作各種電子機(jī)器、部件。另外，由該復(fù)合體形成的電子 機(jī)器、部件等質(zhì)輕、精度高，在電子機(jī)器等制造工序的簡化、高效率化 方面也可以發(fā)揮效果。
圖1是在金屬形狀物上將熱塑性樹脂形狀物利用注射接合一體化了 的復(fù)合體40的立體圖。
圖2是復(fù)合體40的俯視圖。
圖3 (A)、 (B)、 (C)是示意性地表示用于將復(fù)合體40成形的模
13具及工序的說明圖。
圖4是在金屬形狀物上將熱塑性樹脂形狀物利用注射接合一體化了 的復(fù)合體50的立體圖。
圖5是復(fù)合體50的俯視圖。
圖6 (A)、 (B)、 (C)是示意性地表示用于將復(fù)合體50成形的模 具及工序的說明圖。
圖7是在金屬形狀物上將熱塑性樹脂形狀物利用注射接合一體化了 的復(fù)合體30的立體圖。
圖8是復(fù)合體30的俯視圖。
圖9是在金屬形狀物上將熱塑性樹脂形狀物利用注射接合一體化了 的復(fù)合體60的立體圖。
圖10是復(fù)合體60的俯視圖。
圖11是在金屬形狀物上將熱塑性樹脂形狀物利用注射接合一體化 了的復(fù)合體70的立體圖。
圖12是復(fù)合體70的俯視圖。
圖13是在金屬形狀物上將熱塑性樹脂形狀物利用注射接合一體化 了的復(fù)合體80的立體圖。
圖14是復(fù)合體80的俯視圖。
圖15是在金屬形狀物上將熱塑性樹脂形狀物利用注射接合一體化 了的復(fù)合體90的立體圖。
圖16是復(fù)合體90的俯視圖。
圖17是在金屬形狀物上將熱塑性樹脂形狀物利用注射接合一體化 了的復(fù)合體IOO的立體圖。
圖18是復(fù)合體100的主視圖，是示意性地表示在凸臺(tái)部的垂直精度中產(chǎn)生了誤差的情況的說明圖。
具體實(shí)施例方式
下面，舉出實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
實(shí)施例1:
圖1是在金屬形狀物上將具有立i殳成形體(凸臺(tái)部)的熱塑性樹脂形 狀物利用注射接合一體化了的復(fù)合體40的立體圖，圖2是復(fù)合體40的俯 視圖，圖3 (A)、 (B)、 (C)是示意性地表示用于將在金屬形狀物上將熱 塑性樹脂利用注射接合一體化了的復(fù)合體40成形的模具及工序的說明圖。 圖3 (A)是表示將模具打開的狀態(tài)的說明圖，圖3 (B)是表示將模具關(guān) 閉的狀態(tài)的說明圖，圖3(C)是表示向模具中注射了熱塑性樹脂的狀態(tài)的 說明圖。
買入市售的lmm厚的A5052鋁合金板，并且將其切割為多個(gè)40mm x60mm的長方形片。對(duì)鋁合金片(以下記作鋁片。)，作為預(yù)處理實(shí)施了 如下所示的液處理。用不銹鋼絲捆好而將其浸漬于熔融聚氯乙烯樹脂中， 制作完全用聚氯乙烯樹脂覆蓋了的浸漬夾具，在其中收容了多個(gè)切割了的 鋁片。
將溶解了 15%市售的鋁用脫脂劑的水溶液收容于脫脂槽中，設(shè)為70 *€,向其中浸漬收容有鋁片的浸漬夾具5分鐘，然后浸漬于水洗槽中而清 洗。接下來在收容有1 %鹽酸水溶液并設(shè)為40*C的預(yù)備酸洗槽中浸漬1分 鐘，在其他水洗槽中浸漬、清洗。
接下來在收容有1%氫氧化鈉水溶液并設(shè)為40TC的堿性腐蝕槽中浸漬 l分鐘，在其他水洗槽中浸漬、清洗。然后在收容有1%鹽酸水溶液并設(shè)為 40匸的中和槽中浸漬1分鐘，浸漬在其他水洗槽中清洗。其后，在收M 4%濃度的一7片合肼水溶液并設(shè)為60X:的正式處理槽中浸漬1分鐘，在其 他水洗槽中浸漬、清洗。仍以浸漬夾具的狀態(tài)放入溫風(fēng)干燥機(jī)，在40t:放 置15分鐘，在60r放置5分鐘而干燥。從浸漬夾具中取出鋁片，包在鋁 箔中保管。
作為在該鋁片20的上部將如圖1所示的具有立設(shè)成形體(凸臺(tái)部)的 熱塑性樹脂形狀物(以下記作樹脂形狀物。)利用注射接合一體化的模具， 制作了圖3(A)、 (B)、 (C)所示的模具IO。模具IO由一方的模具ll、另一方的模具15構(gòu)成。在一方的模具11與另一方的模具15之間，形成有 注射樹脂的型腔25。在該型腔25的規(guī)定的位置可以插入鋁片20。即，在 將一方的模具11與另一方的模具15分離的狀態(tài)下，將鋁片20插入規(guī)定的 位置(參照?qǐng)D3(A))。將一方的模具11與另一方的模具15關(guān)閉，形成型 腔25 (參照?qǐng)D3 (B))。此時(shí)，最好將模具10加熱為140"C。
將屬于熱塑性樹脂的PPS樹脂"商品名SGX120 ( Tosoh公司制)"(以 下記作樹脂。)以310C的注射溫度從澆口 45向型腔25中注射。利用該方 法將作為具有凸臺(tái)部(立設(shè)成形體)41的金屬與樹脂的形狀物的復(fù)合體40 注射成形(參照?qǐng)D3(C))。在該實(shí)施例l中注射成形了約20個(gè)復(fù)合體40。 而且，孔44是以形成于凸臺(tái)部41上的鋁片作為底的孔。橫澆道43在分支 部46處被分支為2個(gè)方向，通過直澆口 47、 47與底座42連通。連結(jié)直澆 口 47與凸臺(tái)部41的中心的2條直線交叉的角度C1，優(yōu)選約80 180度。 另夕卜，橫澆道43的寬度wl最好大于分支部46與凸臺(tái)部41的外周之間的 寬度w2。例如，在本實(shí)施例1的復(fù)合體40中，該角度Cl達(dá)到約100度 的角度。另外，底座42的直徑D設(shè)為12mm，橫澆道43的寬度wl設(shè)為 2mm，分支部46與凸臺(tái)部41的外周面之間的寬度w2設(shè)為lmm。另外， 將凸臺(tái)部的上部直徑d設(shè)為4mm,將孔44的內(nèi)徑設(shè)為2mm，凸臺(tái)部41 外周面的乾變C就會(huì)具有約2度的傾斜。高h(yuǎn)為15mm，底座42的高t 為lmm
以連結(jié)澆口 45的中心位置與凸臺(tái)部41的中心位置的直線Y-Y作為 基準(zhǔn)來考慮凸臺(tái)部41等的形狀。如圖2所示，俯視時(shí)凸臺(tái)部41、底座42、 橫澆道43、直澆口 47等為對(duì)稱或大致對(duì)稱的形狀。所以，在直線Y-Y 的左右方向(圖2)上，樹脂可以從兩側(cè)均等地或大致均等地流入底座42、 凸臺(tái)部41的相面對(duì)的部位。接著，以與直線Y-Y的正交的直線X-X為 基準(zhǔn)考慮。俯視時(shí)凸臺(tái)部41、底座42未形成對(duì)稱的形狀。另一方面，樹 脂的流動(dòng)是從直澆口 47朝向圖2的上方側(cè)的方向。即，樹脂容易流入圖2 的上方側(cè)。另外，寬度w2與寬度wl的關(guān)系成為wl>w2。在本實(shí)施例1 中，利用這一點(diǎn)在直線X-X的上下方向(圖2)上，使樹脂從兩側(cè)均等 地或大致均等地流入底座42、凸臺(tái)部41等的相面對(duì)的部位。換言之，在 凸臺(tái)部的根部，為了防止因樹脂從靠近澆口一側(cè)開始流入造成的偏置的產(chǎn) 生，對(duì)橫澆道43、分支部46等的形狀加以改良，按照使樹脂流優(yōu)先地流 向遠(yuǎn)離澆口 45—側(cè)的方式導(dǎo)引。其結(jié)果是，樹脂流入凸臺(tái)部41的每單位時(shí)間的流入量取得平衡，從而從兩側(cè)向凸臺(tái)部41的相面對(duì)的部位流入均等 或大致均等的量。而且，分支部、橫澆道等并不限定于該形狀、尺寸。即， 當(dāng)然只要是可以相對(duì)于直線X - X及直線Y-Y均等或大致均等地流入、 填充樹脂的形狀等的即可。
從澆口45注射的樹脂，經(jīng)由被分支部46分支的2條橫澆道43、 43、 直澆口 47、 47、底座42流入凸臺(tái)部41。樹脂相對(duì)于直線X-X的方向及 直線Y - Y的方向均等或大致均等M兩側(cè)流入、填充到凸臺(tái)部41的相面 對(duì)的部位。由此，在復(fù)合體40中，熔融了的樹脂均等或大致均等地流入、 填充到凸臺(tái)部41的相面對(duì)的部位。由此，在樹脂全部填充到凸臺(tái)部41中 時(shí)，樹脂等的最高溫度位置就會(huì)位于凸臺(tái)部41的中心附近。其后，將一體 化了的復(fù)合體40^UV沒為170"C的熱風(fēng)干燥機(jī)1小時(shí)而緩慢冷卻，消除內(nèi) 部的應(yīng)力。
雖然可以利用目視確認(rèn)凸臺(tái)部并未傾斜，然而為了進(jìn)一步確認(rèn)這一點(diǎn)， 利用三維測定儀計(jì)測了凸臺(tái)部41的垂直精度。即，計(jì)測了凸臺(tái)頂上部側(cè)中 心相對(duì)于凸臺(tái)底部側(cè)中心的誤差5 (參照?qǐng)D18)。誤差5為+0.01mm +0.04mm，傾斜量為(+0.01mm~+0.04mm) /15mm,屬于高精度。未產(chǎn) 生以往技術(shù)中所產(chǎn)生的凸臺(tái)部41向澆口痕跡側(cè)傾斜的情況。
實(shí)施例2:
圖4是在金屬形狀物上將具有凸臺(tái)部等的樹脂形狀物利用注射接合一 體化了 的復(fù)合體 50的立體圖，圖5是復(fù)合體50的俯視圖，圖6 (A )、 ( B )、 (C)是示意性地表示用于形成在金屬形狀物上將熱塑性樹脂利用注射接 合一體化了的復(fù)合體50的模具及工序的說明圖。圖6 (A)是表示將模具 打開了的狀態(tài)的說明圖，圖6 (B)是表示將模具關(guān)閉了的狀態(tài)的說明圖， 圖6 (C)是表示向模具中注射了熱塑性樹脂的狀態(tài)的說明圖。
而且，在該實(shí)施例2以下說明中，對(duì)于與實(shí)施例l相同的部位使用相 同的符號(hào)，省略詳細(xì)的說明。
進(jìn)行與實(shí)施例l相同的液處理，制作了鋁片20。作為形成在該鋁片20 的上部的將如圖4、 5所示的樹脂形狀物利用注射M—體化的復(fù)合體50 的模具，制作了如圖6 (A)、 (B)、 (C)所示的模具10a。模具10a由一 方的模具lla、另一方的模具15a構(gòu)成。在一方的模具lla與另一方的模 具15a之間，形成有注射樹脂的型腔25a。在該型腔25a的規(guī)定的位置可以插入鋁片20。即，在將一方的模具lla與另一方的模具15a分離了的狀 態(tài)下，將鋁片20插入規(guī)定的位置(參照?qǐng)D6 (A))。將一方的模具lla與 另一方的模具15a關(guān)閉，形成型腔25a (參照?qǐng)D6 (B))。此時(shí)，最好將模 具10a加熱為140匸。
在該實(shí)施例2中，為了從2個(gè)澆口 55a、 55b以相同的時(shí)刻流入型腔 25a，將直到澆口55a、 55b的流道等的形狀設(shè)為對(duì)稱的形狀。另外，俯視 時(shí)，相對(duì)于連結(jié)澆口 55a、凸臺(tái)部51中心及澆口 55b的直線來說，凸臺(tái)部 51、橫澆道53a、 53b、直澆口 57a、 57b、底座52等為對(duì)稱或大致對(duì)稱的 形狀。另外，相對(duì)于與連結(jié)澆口55a、凸臺(tái)部51中心及澆口 55b的直線正 交的直線來說，凸臺(tái)部51、橫洗道53a、 53b、直澆口 57a、 57b、底座52 等也為對(duì)稱或大致對(duì)稱的形狀。
向設(shè)為140t;的模具10a中規(guī)定的位置插入鋁片20，以310"C的注射 溫度從澆口 55a、 55b將樹脂注射成形。利用該方法形成了作為在鋁片20 上具有凸臺(tái)部51的金屬與樹脂的形狀物的復(fù)合體50。在該實(shí)施例2中注 射成形了約20個(gè)復(fù)合體50。而且，孔54是以形成于凸臺(tái)部51上的鋁片 作為底的孔。從澆口 55a、 55b注射的樹脂，經(jīng)由處于對(duì)稱的位置的2條 橫澆道53a、 53b、直澆口 57a、 57b、底座52流入凸臺(tái)部51。樹脂流入凸 臺(tái)部51的每單位時(shí)間的流入量取得平衡。所以，熔融了的樹脂就會(huì)從兩側(cè) 達(dá)到均等或大致均等的量地向凸臺(tái)部51的相面對(duì)的部位流入、填充。利用 這一點(diǎn)，在樹脂全部填充到凸臺(tái)部51中時(shí)，樹脂等的最高溫度位置就會(huì)位 于凸臺(tái)部51的中心附近。其后，將一體化了的復(fù)合體50;^v沒為170t: 的熱風(fēng)干燥機(jī)l小時(shí)而緩慢冷卻，消除內(nèi)部的應(yīng)力。
雖然可以利用目視確認(rèn)凸臺(tái)部51并未傾斜，然而為了進(jìn)一步確認(rèn)這一 點(diǎn)，利用三維測定儀計(jì)測了凸臺(tái)部51的垂直精度。即，計(jì)測了凸臺(tái)頂上部 側(cè)中心相對(duì)于凸臺(tái)底部側(cè)中心的誤差5 。誤差5為-0.03mm ~ +0.03mm ， 傾斜量為(-0.03mm ~+0.03mm )/15mm，屬于高精度。未產(chǎn)生以往技術(shù) 中所產(chǎn)生的凸臺(tái)部51向澆口痕跡側(cè)傾斜的情況。
實(shí)施例3:
圖7是在金屬形狀物上注射接合了樹脂形狀物的復(fù)合體30的立體圖， 圖8是復(fù)合體30的俯視圖。
進(jìn)行與實(shí)施例l相同的液處理，制作了鋁片20。作為形成在該鋁片20的上部的將如圖7、 8所示的樹脂形狀物利用注射掩^一體化了的復(fù)合體 30的模具制作了模具。模具與實(shí)施例1基4^目同，因而省略說明。利用向 設(shè)為140"C的模具中插入所述鋁片20,以310"C的注射溫度將樹脂從澆口 注射的方法進(jìn)行了注射接合。注射成形了約20個(gè)復(fù)合體30。而且，孔34 是以形成于凸臺(tái)部31上的鋁片20作為底的孔。
橫澆道33通過直澆口 37、 37與底座32連通。在橫澆道33與底座32 連通的部位附近形成開口部36、 36而i殳置了直澆口 37。在該實(shí)施例3的 復(fù)合體30中，例如將開口部36的尺寸分別制成w3=3mm、 w4=3mm、 w5=4mm。另夕卜，橫澆道33的寬度w6達(dá)到2mm。開口部36與凸臺(tái)部31 外周面之間的寬度最好小于橫澆道33的寬度w6。
以連結(jié)澆口 35的中心位置與凸臺(tái)部31的中心位置的直線Y-Y作為 基準(zhǔn)來考慮凸臺(tái)部31等的形狀。如圖8所示，俯視時(shí)，凸臺(tái)部31、底座 32、橫澆道33、直澆口 37等為對(duì)稱或大致對(duì)稱的形狀。所以，在直線Y -Y的左右方向(圖8)上，樹脂從兩側(cè)均等或大致均等地流入底座32、 凸臺(tái)部31的相面對(duì)的部位。然后，以與直線Y-Y正交的直線X-X作為 基準(zhǔn)來考慮。俯視時(shí)，凸臺(tái)部31、底座32并非對(duì)稱的形狀。另一方面， 樹脂的流動(dòng)是從橫澆道33朝向圖8的上方側(cè)的方向。即，樹脂容易流入圖 8的上方側(cè)。另外，由于開口部36、 36，樹脂難以流入圖8的下方側(cè)。如 果不做任何處理，則樹脂就很容易從靠近澆口 35的一側(cè)(圖8的下方側(cè)) 流入，而本實(shí)施例3中，按照使樹脂容易流入遠(yuǎn)離澆口 35的一側(cè)(圖8 的上方側(cè))的方式導(dǎo)引，其結(jié)果是，樹脂流入凸臺(tái)部31的每單位時(shí)間的流 入量取得平衡。由此，就會(huì)使樹脂從兩側(cè)達(dá)到均等或大致均等的量地流入 凸臺(tái)部31的相面對(duì)的部位。
在本實(shí)施例3中，利用這一點(diǎn)，在直線X-X的上下方向(圖8)，樹 脂就會(huì)從兩側(cè)均或大致均等地流入底座32、凸臺(tái)部31等的相面對(duì)的部位。 而且，橫澆道、開口部等并不限定于該形狀、尺寸。即，當(dāng)然只要是可以 相對(duì)于直線X - X及直線Y - Y均等或大致均等地流入、填充樹脂的形狀 等的即可。
從澆口35注射的樹脂，經(jīng)由橫澆道33、直澆口37、 37、底座32流入 凸臺(tái)部31。在該實(shí)施例3的復(fù)合體30中，利用樹脂流、開口部37等，形 成使樹脂容易流入底座32的反澆口側(cè)而不是靠近底座32的澆口 35的一側(cè) (澆口側(cè))的形狀。換言之，形成樹脂容易向底座32的反澆口側(cè)直進(jìn)的橫澆道33、底座32、開口部36的形狀，從而使得樹脂均等或大致均等地流 入凸臺(tái)部31的澆口側(cè)、反澆口側(cè)。由此，流入了底座32的樹脂就會(huì)相對(duì) 于直線X - X的方向及直線Y-Y的方向均等或大致均等地流入、填充凸 臺(tái)部31的相面對(duì)的部位。由此，在樹脂全部填充到凸臺(tái)部31中時(shí)，樹脂 等的最高溫度位置就會(huì)位于凸臺(tái)部31的中心。將一體化了的復(fù)合體30放 入設(shè)為170匸的熱風(fēng)干燥機(jī)1小時(shí)而緩慢冷卻，消除內(nèi)部的應(yīng)力。
雖然可以利用目視確認(rèn)凸臺(tái)部31并未傾斜，然而為了進(jìn)一步確認(rèn)這一 點(diǎn)，利用三維測定儀計(jì)測了凸臺(tái)部31的垂直-精度。即，計(jì)測了凸臺(tái)頂上部 側(cè)中心相對(duì)于凸臺(tái)底部側(cè)中心的誤差5 。誤差5為-0.01mm~+0.05mm， 傾斜量為(-0.01mm~+0.05mm)/15mm，屬于高精度。未產(chǎn)生以往技術(shù) 中所產(chǎn)生的凸臺(tái)部31向澆口痕跡側(cè)傾斜的情況。
實(shí)施例4:
圖9是在金屬形狀物上將樹脂形狀物利用注射接合一體化了的復(fù)合體 60的立體圖，圖10是復(fù)合體60的俯視圖。
進(jìn)4亍與實(shí)施例l相同的液處理，制作了鋁片20。作為形成在該鋁片20 的上部的將如圖9、 IO所示的樹脂形狀物利用注射接合一體化了的復(fù)合體 60的模具制作了模具。模具與實(shí)施例1基^目同，因而省略說明。另外， 本實(shí)施例6也可以說是實(shí)施例1的角度C1達(dá)到180度的例子。
利用向加熱為140"C的模具中插入所述鋁片20，以310"C的注射溫度 將樹脂從澆口 65注射的形式進(jìn)行了注射接合。注射成形了約20個(gè)復(fù)合體 60。而且，孔64是以形成于凸臺(tái)部61上的鋁片20作為底的孔。另夕卜，橫 澆道63被分支部66分支為2個(gè)方向，通過直澆口 67、 67與底座62連通。 相對(duì)于連結(jié)澆口 65的中心位置與凸臺(tái)部61的中心位置的直線及與該直線 正交的直線雙方，直澆口 67、底座62、凸臺(tái)部61等成為對(duì)稱或大致對(duì)稱 的形狀。在本實(shí)施例4的復(fù)合體60中，例如將橫澆道63的外周半徑r制 成10mm，將橫澆道63的寬度w8制成2mm，將分支部66的寬度w7制 成2mm，將直澆口 67附近的寬度w9制成3mm。而且，橫澆道的直徑、 寬度等并不限定于該形狀、尺寸。例如，只要直澆口、橫澆道等為對(duì)稱的 形狀，可以從兩側(cè)均等地或大致均等地流入凸臺(tái)部的相面對(duì)的部位的即 可。從澆口 65注射的樹脂，經(jīng)由被分支部66分支為2個(gè)方向的橫澆道63、 63、直澆口 67、 67、底座62流入凸臺(tái)部61。流入了底座62的樹脂均等或大致均等地從兩側(cè)流入、填充凸臺(tái)部61的相面對(duì)的部位。其結(jié)果是，樹月旨 流入凸臺(tái)部61的每單位時(shí)間的流入量取得平衡，從而從兩側(cè)達(dá)到均等或大 致均等的量地流入凸臺(tái)部31的相面對(duì)的部位。由此，在樹脂全部填充于凸 臺(tái)部61中時(shí)，樹脂等的最高溫度位置就會(huì)位于凸臺(tái)部61的中心。將一體 化了的復(fù)合體60i^設(shè)為1701C的熱風(fēng)干燥機(jī)l小時(shí)而緩慢冷卻，消除內(nèi) 部的應(yīng)力。
雖然可以利用目視確認(rèn)凸臺(tái)部61并未傾斜，然而為了進(jìn)一步確認(rèn)這一 點(diǎn)，利用三維測定儀計(jì)測了凸臺(tái)部61的垂直賴^度。即，計(jì)測了凸臺(tái)頂上部 側(cè)中心相對(duì)于凸臺(tái)底部側(cè)中心的誤差5 。誤差5為-0.05mm~+0.01mm， 傾斜量為(-0.05mm~+0.01mm)/15mm，屬于高精度。未產(chǎn)生以往技術(shù) 中所產(chǎn)生的凸臺(tái)部31向澆口痕跡側(cè)傾斜的情況。
實(shí)施例5:
圖11是在金屬形狀物上將樹脂形狀物利用注射接合一體化了的復(fù)合 體70的立體圖，圖12是復(fù)合體70的俯視圖。
進(jìn)行與實(shí)施例l相同的液處理，制作了鋁片20。作為形成在該鋁片20 的上部的將如圖11、 12所示的樹脂形狀物利用注射掩^一體化了的復(fù)合體 70的模具制作了模具。模具與實(shí)施例1基^f目同，因而省略說明。
利用向加熱為140"C的模具中插入所述鋁片20，以310"C的注射溫度 將樹脂從澆口 75注射的形式進(jìn)行了注射*。注射成形了約20個(gè)復(fù)合體 70。而且，孔74是形成于凸臺(tái)部71上的孔。橫澆道73與底座72的外周 線相切地構(gòu)成，通過直澆口 77與底座72連通。在該實(shí)施例5的復(fù)合體70 中，例如橫澆道73的寬度wl0達(dá)到3mm。另外，在橫澆道73與底座72 之間，形成有開口部74。例如，該開口部74等的尺寸分別達(dá)到wll=1.5mm、 wl2=7.5mm、 wl3=2mm。另外，底座72的高tl為1.5mm。而且，；橫洗 道、開口部等并不限定于該形狀、尺寸。即，只要是樹脂可以在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 的同時(shí)流入、填充到凸臺(tái)部中的形狀等的即可。
從澆口 75注射的樹脂，經(jīng)由與所述凸臺(tái)部71的根部的底座72的外周 線相切地形成的橫澆道73、直澆口 77、底座72從圓形的底座72的切線方 向ityV凸臺(tái)部71。另外，因在橫澆道73與底座72之間形成有開口部74， 以及在熔融了的樹脂中存在樹脂流等，而使從直澆口 77流入的樹脂容易旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。流入了底座72的樹脂在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)流入、填充到底座72、凸臺(tái)部71中。由此，在樹脂全部填充于凸臺(tái)部71中時(shí)，樹脂等的最高溫 度位置就會(huì)位于凸臺(tái)部71的中心。將一體化了的復(fù)合體70 M設(shè)為170 x:的熱風(fēng)千燥機(jī)i小時(shí)而緩慢冷卻，消除內(nèi)部的應(yīng)力。
雖然可以利用自視確認(rèn)凸臺(tái)部71并未傾斜，然而為了進(jìn)一步確認(rèn)這一 點(diǎn)，利用三維測定儀計(jì)測了凸臺(tái)部71的垂直精度。即，計(jì)測了凸臺(tái)頂上部 側(cè)中心相對(duì)于凸臺(tái)底部側(cè)中心的誤差5 。誤差5為-0.10mm ~ - 0.02mm， 傾斜量為(-0.10mm~ -0.02mm) /15mm，屬于高精度。未產(chǎn)生以往技 術(shù)中所產(chǎn)生的凸臺(tái)部71向澆口痕跡側(cè)傾斜的情況。
實(shí)施例6:
圖13是在金屬形狀物上將林立有多個(gè)立設(shè)成形體的樹脂形狀物利用 注射接合一體化了的復(fù)合體80的立體圖，圖14是復(fù)合體80的俯視圖。
進(jìn)行與實(shí)施例l相同的液處理，制作了鋁片20。作為形成在該鋁片20 的上部的將如圖13、14所示的樹脂形狀物利用注射掩^一體化了的復(fù)合體 80的模具制作了模具。實(shí)施例6的鋁片20上部的樹脂基底部88的尺寸例 如為al=50mm、bl=30mm、t2=lmm。另夕卜，凸臺(tái)部81a、81b以a2=15mm、 a3=20mm、 a4=15mm、 b2=15mm的間隔而林立著。
利用向設(shè)為140X:的模具中插入鋁片20，以310*€的注射溫度將樹脂 從澆口 85注射的方法進(jìn)行了注射*。注射成形了約20個(gè)復(fù)合體80。從 澆口 85注射的樹脂在樹脂基底部88上流過。樹脂經(jīng)由橫澆道83a、 83b、 直澆口 87a、 87b、底座82流入凸臺(tái)部81a。在凸臺(tái)部81b上，樹脂經(jīng)由 橫澆道83c、 83d、直澆口 87c、 87d直接流入凸臺(tái)部81b。實(shí)施例6的橫 澆道83a、 83b的形狀例如為wl4=4mm、 wl5=3mm、 hl=1.5mm。另夕卜， 橫澆道83c、 83d的形狀例如為wl6=2mm、 wl7=3mm。 4黃澆道83a、 83b、 直澆口 87a、 87b、底座82、凸臺(tái)部81a成為相對(duì)于穿過直澆口 87a、凸臺(tái) 部81a中心及直澆口 87b的直線Q - Q及與該直線Q - Q正交的直線P -P雙方對(duì)稱或大致對(duì)稱的形狀。另夕卜，4黃澆道83c、 83d、直澆口 87c、 87d、 凸臺(tái)部81b也成為相對(duì)于穿過直澆口 87c、凸臺(tái)部81b中心及直澆口 87d 的直線及與該直線正交的直線雙方對(duì)稱或大致對(duì)稱的形狀。即，樹脂可以 均等或大致均等地從兩側(cè)流入、填充凸臺(tái)部81a、 81b的相面對(duì)的部位。 由此，在樹脂全部填充到凸臺(tái)部81a、 81b中時(shí)，樹脂等的最高溫度位置 就^^位于凸臺(tái)部81a、 81b的中心。
22將一體化了的復(fù)合體80 ^bv設(shè)為170 x:的熱風(fēng)干燥機(jī)i小時(shí)而緩慢冷
卻，消除內(nèi)部的應(yīng)力。利用目視判斷了該復(fù)合體80，結(jié)果基本上看不到凸 臺(tái)部81a、 81b的傾斜。
實(shí)施例7:
圖15是在金屬形狀物上將樹脂形狀物利用注射接合一體化了的復(fù)合 體卯的立體圖，圖16是復(fù)合體卯的俯視圖。
進(jìn)行與實(shí)施例l相同的液處理，制作了鋁片20。作為形成在該鋁片20 的上部的將如圖15、 16所示的樹脂形狀物利用注射#^一體化了的復(fù)合體 卯的模具制作了模具。實(shí)施例7的鋁片20上的樹脂基底部的尺寸例如為 a5=50mm、 b3=30mm、 t2=lmm。另外，凸臺(tái)部91a、 91b以a6=15mm、 a7=20mm、 a8=15mm、 b4=15mm的間隔而林立著。
利用向設(shè)為14ot;的模具中插入鋁片20，以310t:的注射溫度將樹脂
從澆口 95a、 95b注射的方法進(jìn)行了注射接合。注射成形了約20個(gè)復(fù)合體 卯。在樹脂基底部98與底座92a之間，形成有分支部96a、 96b的圓弧狀 的長孔。分支部(長孔)96a、 96b的寬度wl9例如為2mm，底座92a的 直徑D為12mm。 2個(gè)分支部96a、 96b之間形成橫澆道93a、 93b，該橫 澆道93a、 93b與底座92a連通的部分成為直澆口 97a、 97b。橫澆道93c、 93d的寬度wl8例如達(dá)到3mm。同樣地，在樹脂基底部98與底座92b之 間，形成有圃弧狀的分支部96c、 96d的長孔。2個(gè)分支部96c、 96d之間 形成橫澆道93c、 93d，該橫澆道93c、 93d與底座92b連通的部分成為直 澆口 97c、 97d。另外，橫澆道93a、 93b、直澆口 97a、 97b、底座92a、 凸臺(tái)部91a成為相對(duì)于穿過直澆口 97a、凸臺(tái)部91a中心及直澆口 97b的 直線P - P及與該直線P - P正交的直線Q - Q雙方對(duì)稱或大致對(duì)稱的形 狀。同樣地，橫澆道93c、 93d、直澆口 97c、 97d、底座92b、凸臺(tái)部91b 成為相對(duì)于穿過直澆口 97c、凸臺(tái)部91b中心及直澆口 97d的直線及與該 直線正交的直線雙方對(duì)稱或大致對(duì)稱的形狀。
從澆口 95注射的樹脂流入樹脂基底部98。流入了樹脂基底部98的樹 脂經(jīng)由橫澆道93a、 93b、直澆口 97a、 97b流入底座92a、凸臺(tái)部91a。同 樣地，流入了樹脂基底部98的樹脂經(jīng)由橫澆道93c、 93d、直澆口 97c、 97d 流入底座92b、凸臺(tái)部91b。樹脂均等或大致均等地流入、填充到凸臺(tái)部 91a、 91b的相面對(duì)的部位。由此，樹脂全部填充到凸臺(tái)部91a、 91b中時(shí)的最高溫度位置就會(huì)位于凸臺(tái)部91a、 91b的中心。
將一體化了的復(fù)合體90^V設(shè)為170匸的熱風(fēng)干歉Kl小時(shí)而緩'隄冷 卻，消除內(nèi)部的應(yīng)力。利用目視判斷了該復(fù)合體90，結(jié)果基本上看不到傾 斜。
以上雖然說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，然而當(dāng)然并不限定于此。另外， 雖然以凸臺(tái)部來說明立設(shè)成形體，然而當(dāng)然也可以是凸棱部等立設(shè)成形 體、豎立設(shè)置于金屬形狀物上的其他的形狀的成形體。更不用i兌的是，在 不脫離本發(fā)明的目的、主旨的范圍中，可以應(yīng)用于各種形狀、尺寸的成形 體中。
另外，對(duì)金屬形狀物實(shí)施的預(yù)處理雖然是以浸漬處理、清洗處理等液 處理進(jìn)行了說明，然而也可以進(jìn)行對(duì)金屬形狀物使用特^機(jī)化合物進(jìn)行 有機(jī)鍍金而將表面用有機(jī)質(zhì)相覆蓋的處理、將鋁合金(金屬形狀物)陽極 氧化的處理等。即，毋庸贅言，只要是在實(shí)施了某種預(yù)處理的金屬形狀物 上將樹脂形狀物利用注射接合一體化了的金屬與樹脂的復(fù)合體即可。另 外，金屬形狀物也可以是鋁以外的金屬材料的形狀物。
工業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明的金屬與樹脂的復(fù)合體及其制造方法可以應(yīng)用于電子機(jī)器、家 電機(jī)器、電氣產(chǎn)品、工業(yè)用部件、工業(yè)用機(jī)器、汽車等所用的框體、部件、 機(jī)器及其制造等中。
權(quán)利要求
1. 一種金屬與樹脂的復(fù)合體，其是由進(jìn)行了預(yù)處理的金屬形狀物、和利用注射成形而與該金屬形狀物的一方的面一體化接合的熱塑性樹脂形狀物構(gòu)成的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于所述熱塑性樹脂形狀物具備底座、和從該底座上豎立設(shè)置的立設(shè)成形體，設(shè)有橫澆道，其經(jīng)由2個(gè)以上的直澆口與所述底座連通，將從澆口注射的熔融了的熱塑性樹脂流入所述立設(shè)成形體，向相對(duì)于穿過所述立設(shè)成形體中心的直線來說所述立設(shè)成形體的相面對(duì)的部位，每單位時(shí)間的流入量大致均等地流入、填充從所述澆口注射的所述熱塑性樹脂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所迷的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于 所述橫澆道被分支部在途中分支為兩股，所述直澆口及所述立設(shè)成形體被制成俯視時(shí)相對(duì)于穿過所述立設(shè) 成形體中心的第一直線對(duì)稱的形狀，利用從所述直澆口中流出的所述熱塑性樹脂的樹脂流的方向，在與 所述第一直線正交并穿過所迷立設(shè)成形體中心的第二直線的方向，按照 容易優(yōu)先地流入遠(yuǎn)離所述澆口一側(cè)的所述立設(shè)成形體的方式導(dǎo)引，向相對(duì)于所述第一直線及所述第二直線來說所述立設(shè)成形體的相 面對(duì)的部位，每單位時(shí)間的流入量大致均等地流入、填充所述熱塑性樹 脂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于 所述橫澆道在途中分支為兩股，所述直澆口及所述立i殳成形體被制成俯視時(shí)相對(duì)于穿過所述立i殳 成形體中心的第一直線及與該第一直線正交的第二直線對(duì)稱的形狀，向相對(duì)于所述第一直線及所述第二直線來說所述立設(shè)成形體的相 面對(duì)的部位，每單位時(shí)間的流入量大致均等地流入、填充所述熱塑性樹脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于 所述橫澆道被制成相對(duì)于所述第一直線對(duì)稱的形狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于 所述澆口及所述橫澆道各自形成有一對(duì)，從基本上對(duì)稱地形成的一對(duì)所述直澆口向所述立"&成形體的相面對(duì)的部位，每單位時(shí)間的流入量大致均等地流入、填充從一對(duì)所述澆口 注射的所述熱塑性樹脂。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于所述直澆口及所述立設(shè)成形體被制成俯視時(shí)相對(duì)于穿過所述立設(shè) 成形體中心的第一直線對(duì)稱的形狀，所述底座與所述直澆口的連通部附近形成有開口部， 所述開口部利用所述熱塑性樹脂的樹脂流，在與所述第一直線正交的穿過所述立設(shè)成形體中心的第二直線的方向，按照容易優(yōu)先地流入所述立設(shè)成形體的遠(yuǎn)離所述澆口的一側(cè)的方式導(dǎo)引，向相對(duì)于所述第一直線及所述第二直線來說所述立設(shè)成形體的相 面對(duì)的部位，每單位時(shí)間的流入量大致均等地流入、填充所述熱塑性樹脂。
7. —種金屬與樹脂的復(fù)合體，其是由進(jìn)行了預(yù)處理的金屬形狀物、 和利用注射成形而與該金屬形狀物的一方的面一體化接合的熱塑性樹 脂形狀物構(gòu)成的金屬與樹脂的復(fù)合體，其特征在于所述熱塑性樹脂形狀物是具備底座、和從該底座上豎立設(shè)置的立設(shè) 成形體的形狀，具備橫澆道，其被按照與所述底座的根部的外周線相切，并且可以 與所述底座連通的方式設(shè)置，將從澆口注射的熔融了的熱塑性樹脂流入 所述立i殳成形體，所述熱塑性樹脂在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)流入、填充到所述立設(shè)成形體中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 7中任意一項(xiàng)所述的金屬與樹脂的復(fù)合體，其 特征在于所述立設(shè)成形體為凸臺(tái)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1~7中任意一項(xiàng)所述的金屬與樹脂的復(fù)合體，其 特征在于所述立設(shè)成形體為凸棱。
10. —種金屬與樹脂的復(fù)合體的制造方法，其是制造權(quán)利要求1~7 中任意一項(xiàng)所述的金屬與樹脂的復(fù)合體的方法，其特征在于將進(jìn)行了預(yù)處理的金屬形狀物插入一方的注射成形用模具和/或另 一方的注射成形用模具，將所述一方的注射成形用模具與所述另一方的注射成形用模具固 定，形成用于將具備了底座、和從該底座上豎立設(shè)置的立設(shè)成形體的熱塑性樹脂形狀物與所述金屬形狀物一體化接合的型腔，從所述注射成形用模具的澆口向所述型腔注射所述熱塑性樹脂，向相對(duì)于穿過所述立設(shè)成形體的中心的直線來說所述立設(shè)成形體 的相面對(duì)的部位，每單位時(shí)間的流入量大致均等地流入所述熱塑性樹 脂，或在使之旋轉(zhuǎn)的同時(shí)流入所述熱塑性樹脂，在所述金屬形狀物的一方的面上利用注射成形一體化接合所述熱 塑性樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供金屬與樹脂的復(fù)合體及其制造方法，是將金屬形狀物與熱塑性樹脂形狀物利用注射成形一體化地接合(注射接合)的復(fù)合體，實(shí)現(xiàn)了熱塑性樹脂形狀物相對(duì)于金屬形狀物的垂直精度的提高。金屬與樹脂的復(fù)合體(40)由金屬形狀物(20)、利用注射成形與該金屬形狀物(20)的一方的面一體化接合的熱塑性樹脂形狀物構(gòu)成。熱塑性樹脂形狀物具備底座(42)、從該底座(42)上豎立設(shè)置的凸臺(tái)部(41)。設(shè)有橫澆道(43)，其經(jīng)由2個(gè)以上的直澆口與底座(42)連通，將從澆口(45)注射的熔融了的熱塑性樹脂流入凸臺(tái)部(41)，從所述澆口(47)向凸臺(tái)部(41)的相面對(duì)的部位大致均等地流入、填充從澆口(45)注射的所述熱塑性樹脂。由此就可以將凸臺(tái)部(41)與金屬形狀物(20)垂直地注射接合。
文檔編號(hào)B29C45/14GK101448618SQ20068005470
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者安藤直樹, 成富正德 申請(qǐng)人:大成普拉斯株式會(huì)社