(57)【要約】【課題】軽量であり、かつ、信頼性に優れた電力変換装置の筐体を提供する。【解決手段】熱硬化性樹脂により構成される樹脂部材と金属部材とを密着してなる樹脂金属複合体により構成され、かつ内壁面が前記樹脂部材により構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂により構成される樹脂部材と金属部材とを密着してなる樹脂金属複合体により構成され、かつ内壁面が前記樹脂部材により構成されている電力変換装置の筐体。
【請求項２】
前記樹脂金属複合体は、厚みｄ１の前記樹脂材料と厚みｄ２の前記金属材料とが積層しており、かつ前記樹脂材料と前記金属材料との厚みの比ｄ１／ｄ２が３となるように切り出した試験片に対して、２５℃の温度条件で、２つの支持台上に前記樹脂部材の露出面を上にして配置して応力を加えない第１状態と、前記樹脂部材側の面の中央に１４０ＭＰａの１点応力を厚さ方向に印加して前記第１状態から中央を沈み込ませた第２状態とを、周波数３０Ｈｚで交互に１００万回繰り返したとき、剥離も破断もしない曲げ疲労耐性を有する請求項１に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項３】
前記樹脂金属複合体は、厚みｄ１の前記樹脂材料と厚みｄ２の前記金属材料とが積層しており、かつ前記樹脂材料と前記金属材料との厚みの比ｄ１／ｄ２が３となるように切り出し、１８０℃で８時間焼成処理して得られた試験片に対して、−４０℃で１時間静置した後、１５０℃で１時間静置するヒート処理を１サイクルとしたとき、前記ヒート処理を１０００サイクル行った後、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて測定した前記試験片の曲げ強度が、２００ＭＰａ以上である請求項１または２に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項４】
前記樹脂金属複合体は、厚みｄ１の前記樹脂材料と厚みｄ２の前記金属材料とが積層しており、かつ前記樹脂材料と前記金属材料との厚みの比ｄ１／ｄ２が３となるように切り出し、１８０℃で８時間焼成処理して得られた試験片に対して、−４０℃で１時間静置した後、１５０℃で１時間静置するヒート処理を１サイクルとしたとき、前記ヒート処理を１０００サイクル行った後、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて測定した前記試験片の曲げ弾性率が、２０ＧＰａ以上である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項５】
前記樹脂部材の密度が２．５ｇ／ｃｍ３以下である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項６】
前記樹脂金属複合体で作製した大きさ１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚さ４ｍｍの試験片を、ＫＥＣ法にて測定した周波数１ＧＨｚの電磁波のシールド効果が９０ｄＢ以上である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項７】
前記樹脂部材が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂および不飽和ポリエステル樹脂からなる群より選択される１以上を含む請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項８】
前記樹脂部材は、４０℃、９０％ＲＨで１０００時間耐湿処理をした後に測定した耐湿絶縁破壊強さが、５ＭＶ／ｍ以上である請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項９】
前記金属部材が、アルミニウムまたはステンレス材を含む請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項１０】
前記樹脂金属複合体は、少なくとも前記樹脂部材と密着する密着面のＡＳＴＭ−Ｄ５２３に準拠して測定した測定角度６０°の光沢度が０．１以上３０以下である前記金属部材と、前記樹脂部材とを密着してなる請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項１１】
前記樹脂金属複合体において、前記金属部材の前記密着面は複数の凹部を有し、
前記凹部の断面形状は、前記凹部の開口部から底部までの間の少なくとも一部に前記開口部の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状となっている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項１２】
前記樹脂金属複合体において、前記金属部材の前記樹脂部材と密着する密着面には、複数の前記凹部が設けられた粗化層が形成されており、前記粗化層の厚みが、３μｍ以上４０μｍ以下である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項１３】
前記樹脂金属複合体において、少なくとも前記樹脂部材と密着する密着面の見掛け表面積に対する窒素吸着ＢＥＴ法による実表面積の比が１００以上４００以下である前記金属部材と、前記樹脂部材とを密着してなる請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項１４】
前記電力変換装置が、インバータまたはコンバータである請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体。
【請求項１５】
樹脂部材と金属部材を接合してなる樹脂金属複合体により構成され、かつ内壁面が前記樹脂部材により構成されている電力変換装置の筐体の、前記樹脂部材を形成するために用いられる樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物。
【請求項１６】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の電力変換装置の筐体を備える電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置の筐体、熱硬化性樹脂組成物および電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバータやコンバータ等の電力変換装置の筐体の多くは、金属部材で構成されたものであった。金属部材により構成された電力変換装置の筐体として、たとえば、以下のものがある。
【０００３】
特許文献１には、パワーモジュールを収納する金属製の筐体であって、導電部材が筐体における特定の位置に接続されていることを特徴とする電力変換装置の筐体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７４７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されている金属製の筐体は、高電圧な電力変換装置を収容するものであるが故、縁面距離（空間）を設けて絶縁性を確保する必要があった。このため、金属製の電力変換装置の筐体である場合、大型な部材となってしまう、軽量化しにくい等の不都合があった。
【０００６】
そこで、本発明者らは、従来の筐体と比べて軽量であり、かつ小型な電力変換装置の筐体を実現すべく鋭意研究を重ねた結果、当該筐体の内壁面を樹脂部材で作製することが、こうした設計指針として有効であることを見出した。ただし、金属製の筐体の内壁面に、樹脂部材を重ね合わせて作製した電力変換装置の筐体とした場合、繰り返し使用することにより、機械的強度が徐々に低下してしまうという問題が生じることも明らかとなった。つまり、内壁面を樹脂部材で作製する電力変換装置の筐体については、繰り返し使用を想定した際の信頼性という点で、改良する必要があった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量であり、かつ、信頼性に優れた電力変換装置の筐体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、熱硬化性樹脂により構成される樹脂部材と金属部材とを密着してなる樹脂金属複合体により構成され、かつ内壁面が前記樹脂部材により構成されている電力変換装置の筐体が提供される。
【０００９】
さらに、本発明によれば、樹脂部材と金属部材を接合してなる樹脂金属複合体により構成され、かつ内壁面が前記樹脂部材により構成されている電力変換装置の筐体の、前記樹脂部材を形成するために用いられる樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物が提供される。
【００１０】
さらに、本発明によれば、上記電力変換装置の筐体を備える電力変換装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、軽量であり、かつ、信頼性に優れた電力変換装置の筐体を提供できる。また同時に、本発明に係る電力変換装置の筐体は、一括成形が可能であるため工数削減等の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る電力変換装置の筐体について説明するための模式図である。
【図２】１００万回曲げ疲労耐性の評価方法について説明するための模式図である。
【図３】本実施形態に係る樹脂金属複合体について説明するための図である。
【図４】本実施形態に係る金属部材表面の粗化層を構成する凹部の断面形状の例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
＜＜電力変換装置の筐体＞＞
図１は、本実施形態に係る電力変換装置の筐体について説明するための模式図である。
図１に示すように、本実施形態に係る電力変換装置の筐体１０は、熱硬化性樹脂により構成される樹脂部材１４と金属部材１２とを密着してなる樹脂金属複合体により、かつ内壁面が樹脂部材１４により構成されている。こうすることで、軽量であり、かつ、信頼性に優れた電力変換装置の筐体１０を実現することができる。
【００１５】
本実施形態に係る筐体１０は、上述したように、熱硬化性樹脂により構成される樹脂部材１４と金属部材１２とが密着してなる樹脂金属複合体により構成されている。すなわち、本実施形態に係る筐体１０は、樹脂部材１４と金属部材１２との接合界面が強固に結合された部材（樹脂金属複合体）により形成されていることを特徴としたものである。なお、別々に作製した金属部材に対して樹脂部材を組み付け等により単にはめ込んでなるものは、本実施形態にかかる樹脂金属複合体には含まれない。このように、別々に作製した金属部材に対して樹脂部材を単にはめ込んでなるものを電力変換装置の筐体とした場合、使用時に、金属部材と樹脂部材との間には、応力がかかることになる。そして、上記単にはめ込んでなる筐体を繰り返し使用した場合、この応力が蓄積され、当該筐体の機械的強度は徐々に低下してしまっているものと考えられる。
【００１６】
ここで、本実施形態に係る樹脂金属複合体は、樹脂部材１４と金属部材１２とが密着してなるものであれば、特に限定されないが、樹脂部材１４と金属部材１２とが接着剤を介在することなく接合されているものが好ましく、樹脂部材１４と金属部材１２とが一体的に成形されたものであればより好ましい。樹脂部材１４と金属部材１２とは、接着剤を介在しなくても優れた接合強度を有する。そのため、樹脂金属複合体の製造工程を簡略化することができる。すなわち、本実施形態に係る樹脂金属複合体は、樹脂部材１４と金属部材１２とがアンカー効果等により物理的に接合しているものであることが好ましい。
【００１７】
また、本実施形態の筐体１０は、その内壁面を樹脂部材１４で構成しているため、金属部材のみで形成した従来の筐体と異なり、縁面距離（空間）を確保しなくても絶縁性を確保することができる。これにより、本実施形態の筐体１０は、金属部材のみで形成した筐体に対して小型化したものとすることができる。くわえて、本実施形態によれば、筐体１０の内壁面を樹脂部材１４で構成しているため、金属部材のみで形成した筐体と比べて軽量化することもできる。すなわち、本実施形態の筐体１０は、金属部材のみで形成した筐体と比べて、絶縁性を保持した状態で小型化と軽量化を両立したものであるといえる。
【００１８】
さらに、本実施形態の筐体１０は、上述したように、熱硬化性樹脂により構成される樹脂部材１４と金属部材１２とが密着してなる樹脂金属複合体により構成されている。このため、樹脂部材１４の特長（軽量である、絶縁性に優れている、防錆性に優れている、加工自由度に優れている等）と、金属部材１２の特長（電磁波シールド性に優れている、気密性に優れている、熱放散性に優れている等）を両方兼ね備えた筐体１０とすることができる。特に、本実施形態の筐体１０は、樹脂部材１４だけでなく金属部材１２も用いて形成したものであるため、電磁波シールド性に優れたノイズの発生を抑制できる構成となっている。
【００１９】
ここで、本実施形態の筐体１０に収容する電力変換装置１は、特に限定されないが、直流電力から交流電力を電気的に生成する（逆変換する）電源回路、またはその回路を持つインバータ、または交流電力から直流電力を電気的に生成する（変換する）電源回路、またはその回路を持つコンバータであることが好ましい。
【００２０】
また、本実施形態に係る樹脂金属複合体は、厚みｄ１の樹脂部材１４と厚みｄ２の金属部材１２とが積層しており、かつ樹脂材料と金属材料との厚みの比ｄ１／ｄ２が３となるように切り出した試験片に対して、２５℃の温度条件で、２つの支持台上に前記樹脂部材の露出面を上にして配置して応力を加えない第１状態と、前記樹脂部材側の面の中央に１４０ＭＰａの１点応力を厚さ方向に印加して前記第１状態から中央を沈み込ませた第２状態とを、周波数３０Ｈｚで交互に１００万回繰り返したとき、剥離も破断もしない曲げ疲労耐性（以下、「１００万回曲げ疲労耐性」と示す。）を有することが好ましい。こうすることで、より一層信頼性に優れた筐体１０とすることができる。
【００２１】
ここで、樹脂金属複合体が、１００万回曲げ疲労耐性を有するか否かについては、樹脂金属複合体からなる試験片に曲げ応力の繰り返し印加を行って評価することができる。以下に具体的に説明する。
【００２２】
図２は、１００万回曲げ疲労耐性の評価方法について説明するための図である。まず、樹脂金属複合体１６からなる直方体の試験片を準備する。試験片は、金属部材１２と樹脂部材１４との密着面１０３を１つ有し、樹脂部材１４の厚みｄ１が金属部材１２の厚みｄ２の３倍（ｄ１／ｄ２＝３）であるものとする。ここで、ｄ１／ｄ２が３であれば、試験片の厚さｈ、幅ｂ、および奥行きの大きさは問わないがＪＩＳ Ｋ ７１７１に準拠している方が好ましい。試験片において、金属部材１２と樹脂部材１４の密着面１０３は、厚さ方向に直交するようにする。試験片はたとえば筐体１０から切り出して準備することができる。
【００２３】
準備した試験片を２つの支持台７０３上に配置する（第１状態）。２つの支持台７０３間の距離は、準備した試験片が乗るように調節しておく。２つの支持台は試験片に対して左右対称に配置する。このとき、金属部材１２側の面が下に向き、支持台７０３に接するように配置する。そして、反対側の樹脂部材１４の面に圧子７０１を接触させ、密着面１０３に垂直な方向に１４０ＭＰａの片振りの曲げ応力を繰り返し印加する。圧子７０１と試験片との接触位置は、２つの支持台７０３と試験片との接触位置（支点）から等距離の位置とする。繰り返し応力印加は２５℃雰囲気下にて行う。
【００２４】
曲げ応力の大きさσ［ＭＰａ］は、σ＝３ＦＬ／２ｂｈ２で表される。ここで、Ｆ［Ｎ］は圧子７０１から印加する力（単位はＮ）、Ｌは支点間距離（単位はｍｍ）、ｂは試験片の幅（単位はｍｍ）、ｈは試験片の厚さ（単位はｍｍ）である。試験片の幅、厚さ、および支点間の距離に応じて、曲げ応力の大きさが１４０ＭＰａとなるよう力Ｆを決定し、繰り返し応力を印加して評価することができる。
【００２５】
このように１４０ＭＰａの応力を印加することにより、試験片は中央が沈み込んだ形にわずかに曲がる（第２状態）。そして応力印加をやめ、応力を加えない第１状態に戻す。この第１状態と第２状態を交互に３０Ｈｚの周波数で１００万回繰り返す。このように１００万回の繰り返し応力を印加した後の試験片を観察し、剥離または破断が生じていないことを確認する。剥離も破断も生じていない場合、１００万回曲げ疲労耐性があると評価する。
【００２６】
たとえば、本実施形態に係る金属樹脂複合体１６は、支点間距離Ｌを６４ｍｍ、試験片の幅を８０ｍｍ、奥行きを１０ｍｍ、厚さｈを４．０ｍｍ（金属部材１２の厚さ１．０ｍｍ、樹脂部材１４の厚さ３．０ｍｍ）、曲げ応力の大きさσを１４０ＭＰａとして、１００万回曲げ疲労耐性があることを確認することができるが、上述の通り、この条件には限定されない。
【００２７】
また、本実施形態に係る樹脂金属複合体は、厚みｄ１の樹脂部材１４と厚みｄ２の金属部材１２とが積層しており、かつ樹脂材料と金属材料との厚みの比ｄ１／ｄ２が３となるように切り出した試験片に対し、１８０℃で８時間焼成処理して得られた試験片に対して、１０００サイクルのヒート処理（−４０℃で１時間静置した後、１５０℃で１時間静置するヒート処理を１サイクルとする。）を行った後、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて測定した試験片の曲げ強度が、２００ＭＰａ以上であることが好ましい。このような樹脂金属複合体により筐体１０を形成した場合、温度条件の変化に対応できる熱耐久性に優れた信頼性の高い筐体１０を実現することができる。また、上記条件により測定した試験片の曲げ強度は、２５０ＭＰａ以上であるとさらに好ましく、３００ＭＰａ以上であるとより一層好ましい。
【００２８】
また、本実施形態に係る樹脂金属複合体は、厚みｄ１の樹脂部材１４と厚みｄ２の金属部材１２とが積層しており、かつ樹脂材料と金属材料との厚みの比ｄ１／ｄ２が３となるように切り出した試験片に対し、１８０℃で８時間焼成処理して得られた試験片に対して、１０００サイクルのヒート処理（−４０℃で１時間静置した後、１５０℃で１時間静置するヒート処理を１サイクルとする。）を行った後、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて測定した試験片の曲げ弾性率が、２０ＧＰａ以上であることが好ましい。このような樹脂金属複合体により筐体１０を形成した場合、種々の特性にくわえ、温度条件の変化に対応できる熱耐久性に優れた信頼性の高い筐体１０を実現することができる。また、上記条件により測定した試験片の曲げ弾性率は、２２ＧＰａ以上であるとさらに好ましく、２４ＭＰａ以上であるとより一層好ましい。
【００２９】
また、本実施形態に係る樹脂金属複合体は、当該樹脂金属複合体で作製した大きさ１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚さ４ｍｍの試験片を、ＫＥＣ法にて測定した周波数１ＧＨｚの電磁波のシールド効果が９０ｄＢ以上であると好ましい。このような樹脂金属複合体により筐体１０を形成した場合、種々の特性にくわえ、電磁波シールド性という観点においてより一層優れた信頼性の高い筐体１０を実現することができる。
【００３０】
また、樹脂金属複合体において、樹脂部材１４の２５℃からガラス転移温度までの範囲における線膨張係数αＲと、金属部材１２の２５℃から樹脂部材１４の上記ガラス転移温度までの範囲における線膨張係数αＭとの差（αＲ−αＭ）の絶対値は、２５ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、１０ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。上記線膨張係数の差が上記上限値以下であれば、樹脂金属複合体が高温下に晒された際に発生する、線膨張の差による熱応力を抑制することができる。そのため、上記線膨張係数の差が上記上限値以下であれば、高温下でも、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度を維持することができる。すなわち、上記線膨張係数の差が上記上限値以下であれば、樹脂金属複合体の高温での寸法安定性を向上させることができる。
なお、本実施形態において、線膨張係数に異方性がある場合は、それらの平均値を表す。例えば、樹脂部材１４がシート状の場合、流動方向（ＭＤ）の線膨張係数と、それと垂直方向（ＴＤ）の線膨張係数とが異なる場合、それらの平均値が樹脂部材１４の線膨張係数αＲとなる。
【００３１】
＜金属部材１２＞
図３は、本実施形態に係る樹脂金属複合体について説明するための図である。本図は、必ずしも筐体１０の構造の全部もしくは一部を示すものではない。本図は、筐体１０を構成する樹脂金属複合体の成型品の一例を模式的に示した斜視図である。
金属部材１２を構成する金属材料は特に限定されないが、入手の容易さや価格の観点から、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、銅および銅合金など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、２種以上組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、軽量かつ高強度であり、かつ電磁波シールド性を付与できる、気密性を確保できるまたは剛性を担保できる等の金属材料自体の特長点を筐体１０にもたらすことができる点から、アルミニウム、アルミニウム合金またはステンレス材を含むことが好ましい。金属部材１２は、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度を向上させる観点から、金属部材１２の樹脂部材１４との密着面１０３に微細な凹凸からなる粗化層１０４を有していることが好ましい。
【００３２】
図４は、本実施形態に係る金属部材１２表面の粗化層１０４を構成する凹部２０１の断面形状の例を説明するための模式図である。ここで、粗化層１０４とは、金属部材１２の表面に設けられた複数の凹部２０１を有する領域をいう。
粗化層１０４の厚みは、好ましくは３μｍ以上４０μｍ以下であり、より好ましくは４μｍ以上３２μｍ以下であり、特に好ましくは４μｍ以上３０μｍ以下である。粗化層１０４の厚みが上記範囲内であると、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度および接合の耐久性をより一層向上させることができる。ここで、本実施形態において、粗化層１０４の厚みは、複数の凹部２０１の中で、最も深さが大きいものの深さＤ３を表し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から算出することができる。
【００３３】
凹部２０１の断面は、凹部２０１の開口部２０３から底部２０５までの間の少なくとも一部に開口部２０３の断面幅Ｄ１よりも大きい断面幅Ｄ２を有する形状となっていることが好ましい。
図４に示すように、凹部２０１の断面形状は、Ｄ２がＤ１よりも大きければ特に限定されず、様々な形状を取り得る。凹部２０１の断面形状は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察することができる。
【００３４】
凹部２０１の断面形状が上記形状であると、接合強度により一層優れた樹脂金属複合体が得られる理由は必ずしも明らかではないが、密着面１０３の表面が、樹脂部材１４と金属部材１２との間のアンカー効果がより一層強く発現できる構造となっているからだと考えられる。
凹部２０１の断面形状が上記形状であると、樹脂部材１４が凹部２０１の開口部２０３から底部２０５までの間で引っかかるため、アンカー効果が効果的に働く。そのため、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度および接合の耐久性が向上すると考えられる。
【００３５】
凹部２０１の平均深さは、好ましくは０．５μｍ以上４０μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下である。凹部２０１の平均深さが上記上限値以下であると、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）が凹部２０１の奥まで十分に入り込むことができるため、樹脂部材１４と金属部材１２とが相互に侵入した領域の機械的強度および接合の耐久性をより一層向上させることができる。凹部２０１の平均深さが上記下限値以上であると、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）が充填材（Ｂ）を含む場合に凹部２０１の内部に存在する充填材（Ｂ）の割合を増やすことができるため、樹脂部材１４と金属部材１２とが相互に侵入した領域の機械的強度および接合の耐久性を向上させることができる。したがって、凹部２０１の平均深さが上記範囲内であると、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度および接合の耐久性をより一層向上させることができる。
【００３６】
凹部２０１の平均深さは、例えば、以下のように走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から測定することができる。まず、走査型電子顕微鏡により、粗化層１０４の断面を撮影する。その観察像から、凹部２０１を任意に５０個選択し、それらの深さをそれぞれ測定する。凹部２０１の深さの全てを積算して個数で除したものを平均深さとする。
【００３７】
金属部材１２の密着面１０３の表面粗さＲａは、好ましくは０．５μｍ以上４０．０μｍ以下であり、より好ましくは１．０μｍ以上２０．０μｍ以下であり、特に好ましくは１．０μｍ以上１０．０μｍ以下である。上記表面粗さＲａが上記範囲内であると、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度をより一層向上させることができる。
また、金属部材１２の密着面１０３の最大高さＲｚは、好ましくは１．０μｍ以上４０．０μｍ以下であり、より好ましくは３．０μｍ以上３０．０μｍ以下である。上記最大高さＲｚが上記範囲内であると、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度および接合の耐久性をより一層向上させることができる。なお、ＲａおよびＲｚは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１に準拠して測定することができる。
【００３８】
金属部材１２は、少なくとも樹脂部材１４と接合する密着面１０３の見掛け表面積に対する窒素吸着ＢＥＴ法による実表面積の比（以下、単に比表面積とも呼ぶ。）が、好ましくは１００以上であり、より好ましくは１５０以上である。上記比表面積が上記下限値以上であると、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度および接合の耐久性をより一層向上させることができる。また、上記比表面積が、好ましくは４００以下であり、より好ましくは３８０以下であり、特に好ましくは３００以下である。上記比表面積が上記上限値以下であると、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度および接合の耐久性をより一層向上させることができる。
【００３９】
ここで、本実施形態における見掛け表面積は、金属部材１２の表面が凹凸のない平滑状であると仮定した場合の表面積を意味する。例えば、その表面形状が長方形の場合には、縦の長さ×横の長さで表される。一方、本実施形態における窒素吸着ＢＥＴ法による実表面積は、窒素ガスの吸着量により求めたＢＥＴ表面積を意味する。例えば、真空乾燥した測定対象試料について、自動比表面積／細孔分布測定装置（ＢＥＬＳＯＲＰｍｉｎｉＩＩ、日本ベル社製）を用いて、液体窒素温度における窒素吸脱着量を測定し、その窒素吸脱着量に基づいて算出することができる。
【００４０】
上記比表面積が上記範囲内であると、より一層接合強度および接合の耐久性に優れた樹脂金属複合体が得られる理由は必ずしも明らかではないが、樹脂部材１４との密着面１０３の表面が、樹脂部材１４と金属部材１２との間のアンカー効果がより一層強く発現できる構造となっているからだと考えられる。
上記比表面積が上記下限値以上であると、樹脂部材１４と金属部材１２の接触面積が大きくなり、樹脂部材１４と金属部材１２とが相互に侵入する領域が増える。その結果、アンカー効果が働く領域が増え、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度および接合の耐久性がより一層向上すると考えられる。
【００４１】
一方、上記比表面積が大きすぎると、樹脂部材１４と金属部材１２とが相互に侵入した領域の金属部材１２の割合が減るため、この領域の機械的強度および接合の耐久性が低下してしまう。そのため、上記比表面積が上記上限値以下であると、樹脂部材１４と金属部材１２とが相互に侵入した領域の機械的強度および接合の耐久性がより一層向上し、その結果、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度および接合の耐久性をより一層向上させることができると考えられる。
以上から、上記比表面積が上記範囲内であると、樹脂部材１４との密着面１０３の表面が、樹脂部材１４と金属部材１２との間のアンカー効果がより一層強く発現できる、バランスの良い構造になっていると推察される。
【００４２】
金属部材１２は、特に限定されないが、少なくとも樹脂部材１４と接合する密着面１０３の光沢度が、好ましくは０．１以上であり、より好ましくは０．５以上であり、さらに好ましくは１以上である。上記光沢度が上記下限値以上であると、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度をより一層向上させることができる。また、上記光沢度が、好ましくは３０以下であり、より好ましくは２０以下である。上記光沢度が上記上限値以下であると、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度をより一層向上させることができる。ここで、本実施形態における光沢度は、ＡＳＴＭ−Ｄ５２３に準拠して測定した測定角度６０°（入射角６０°、反射角６０°）の値を示す。光沢度は、例えば、ディジタル光沢度計（２０°、６０°）（ＧＭ−２６型、村上色彩技術研究所社製）を用いて測定することができる。
上記光沢度が上記範囲内であると、接合強度により一層優れた樹脂金属複合体が得られる理由は必ずしも明らかではないが、樹脂部材１４との密着面１０３の表面がより一層乱雑な構造となり、樹脂部材１４と金属部材１２との間のアンカー効果がより一層強く発現できる構造となっているからだと考えられる。
【００４３】
金属部材１２の形状は、樹脂部材１４と接合する密着面１０３を有する形状であれば特に限定されず、例えば、シート状、平板状、曲板状、棒状、筒状、塊状などとすることができる。また、これらの組み合わせからなる構造体であってもよい。こうした形状の金属部材１２は、前述した金属材料を公知の加工法により加工することにより得ることができる。
また、樹脂部材１４と接合する密着面１０３の形状は、特に限定されないが、平面、曲面などが挙げられる。
【００４４】
次に、金属部材１２の表面を粗化処理して粗化層１０４を形成する方法について説明する。
粗化層１０４は、例えば、表面処理剤を用いて、金属部材１２の表面を化学的処理することにより形成することができる。
ここで、表面処理剤を用いて金属部材１２の表面を化学的処理すること自体は従来技術においても行われてきた。しかし、本実施形態では、（１）金属部材と化学的処理剤の組み合わせ、（２）化学的処理の温度および時間、（３）化学的処理後の金属部材表面の後処理、などの因子を高度に制御している。１００万回曲げ疲労耐性を有する樹脂金属複合体を得るためには、これらの因子を高度に制御することが特に重要となる。
以下、金属部材１２の表面上に粗化層１０４を形成する方法の一例を示す。ただし、本実施形態に係る粗化層１０４の形成方法は、以下の例に限定されない。
【００４５】
はじめに、（１）金属部材と表面処理剤の組み合わせを選択する。
鉄やステンレスから構成される金属部材１２を用いる場合は、表面処理剤として、無機酸、塩素イオン源、第二銅イオン源、チオール系化合物を必要に応じて組合せた水溶液を選択するのが好ましい。
アルミニウムやアルミニウム合金から構成される金属部材１２を用いる場合は、表面処理剤として、アルカリ源、両性金属イオン源、硝酸イオン源、チオ化合物を必要に応じて組合せた水溶液を選択するのが好ましい。
マグネシウムやマグネシウム合金から構成される金属部材１２を用いる場合は、表面処理剤として、アルカリ源が用いられ、特に水酸化ナトリウムの水溶液を選択するのが好ましい。
銅や銅合金から構成される金属部材１２を用いる場合は、表面処理剤として、硝酸、硫酸などの無機酸、不飽和カルボン酸などの有機酸、過硫酸塩、過酸化水素、イミダゾールおよびその誘導体、テトラゾールおよびその誘導体、アミノテトラゾールおよびその誘導体、アミノトリアゾールおよびその誘導体などのアゾール類、ピリジン誘導体、トリアジン、トリアジン誘導体、アルカノールアミン、アルキルアミン誘導体、ポリアルキレングリコール、糖アルコール、第二銅イオン源、塩素イオン源、ホスホン酸系キレート剤酸化剤、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−シクロヘキシルアミンから選ばれる少なくとも１種を用いた水溶液を選択するのが好ましい。
【００４６】
つぎに、（２）金属部材１２を表面処理剤に浸漬させ、金属部材１２表面に化学的処理をおこなう。このとき、処理温度は、例えば、３０℃である。また、処理時間は選定する金属部材１２の材質や表面状態、表面処理剤の種類や濃度、処理温度などにより適宜決定されるが、例えば、３０〜３００秒である。このとき、金属部材１２の深さ方向のエッチング量を、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上にすることが重要である。金属部材１２の深さ方向のエッチング量は、溶解した金属部材１２の重量、比重および表面積から算出して、評価することができる。この深さ方向のエッチング量は、表面処理剤の種類や濃度、処理温度、処理時間などにより調整することができる。
本実施形態では、深さ方向のエッチング量を調整することにより、前述した粗化層１０４の厚み、凹部２０１の平均深さ、Ｒａ、Ｒｚ等を調整することができる。
【００４７】
最後に、（３）化学的処理後の金属部材１２表面に後処理をおこなう。まず、金属部材１２表面を水洗、乾燥する。次いで、化学的処理をおこなった金属部材１２表面を硝酸水溶液などで処理する。
以上の手順により、本実施形態に係る粗化層１０４を有する金属部材１２を得ることができる。
【００４８】
＜樹脂部材１４＞
つぎに、本実施形態に係る樹脂部材１４について説明する。
樹脂部材１４は、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）を硬化してなる。
【００４９】
熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）は、熱硬化性樹脂（Ａ）を含み、熱硬化性樹脂（Ａ）としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、オキセタン樹脂、マレイミド樹脂、ユリア（尿素）樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂などが用いられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、耐熱性、加工性、機械的特性、接着性および防錆性等の樹脂材料自体の特長点を筐体にもたらすことができる点から、フェノール樹脂、エポキシ樹脂および不飽和ポリエステル樹脂からなる群より選択される１以上を含む熱硬化性樹脂組成物が好適に用いられる。
熱硬化性樹脂（Ａ）の含有量は、樹脂部材１４の全体を１００質量部としたとき、好ましくは１５質量部以上６０質量部以下であり、より好ましくは２５質量部以上５０質量部以下である。
【００５０】
フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂；メチロール型レゾール樹脂、ジメチレンエーテル型レゾール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油などで溶融した油溶融レゾールフェノール樹脂などのレゾール型フェノール樹脂；アリールアルキレン型フェノール樹脂などが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００５１】
入手容易性、安価およびロール混練による作業性が良好などの理由から、上記フェノール樹脂の中でも、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂を用いるのが好ましく、レゾール型フェノール樹脂を用いるのがより好ましい。ノボラック型フェノール樹脂を主成分として用いた場合、硬化剤として通常ヘキサメチレンテトラミンが使用され、ノボラック型フェノール樹脂の硬化時にアンモニアガス等の腐食性ガスが発生する。そのため、これに起因して、筺体１０の内部に備える部品が腐食するおそれがあることから、ノボラック型フェノール樹脂に比較して、レゾール型フェノール樹脂が好ましく用いられる。
また、レゾール型フェノール樹脂とノボラック型フェノール樹脂とを併用するようにすることもできる。これにより、樹脂部材１４の強度を高めることができるとともに、靭性をも高めることができる。
【００５２】
熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）は、樹脂部材１４の機械的強度を向上させる観点から、充填材（Ｂ）を含む。ただし、本実施形態では、充填材（Ｂ）から後述するエラストマー（Ｄ）は除かれる。
充填材（Ｂ）の含有量は、樹脂部材１４の全体を１００質量部としたとき、好ましくは３０質量部以上８０質量部以下であり、より好ましくは４０質量部以上７０質量部以下である。充填材（Ｂ）の含有量を上記範囲内とすることにより、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）の作業性を向上させつつ、得られる樹脂部材１４の機械的強度をより一層向上させることができる。これにより、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度により一層優れた樹脂金属複合体を得ることができる。また、充填材（Ｂ）の種類や含有量を調整することにより、得られる樹脂部材１４の線膨張係数αＲの値を調整することができる。
【００５３】
充填材（Ｂ）としては、例えば、繊維状充填材、粒状充填材、板状充填材などが挙げられる。ここで、繊維状充填材はその形状が繊維状である充填材である。板状充填材はその形状が板状である充填材である。粒状充填材は、不定形状を含む繊維状・板状以外の形状の充填材である。
【００５４】
上記繊維状充填材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維、金属繊維、ワラストナイト、アタパルジャイト、セピオライト、ロックウール、ホウ酸アルミニウムウイスカー、チタン酸カリウム繊維、炭酸カルシウムウィスカー、酸化チタンウィスカー、セラミック繊維などの繊維状無機充填材；アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維などの繊維状有機充填材；が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００５５】
また、上記板状充填材、粒状充填材としては、例えば、タルク、カオリンクレー、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、ケイ酸カルシウム水和物、マイカ、ガラスフレーク、ガラス粉、炭酸マグネシウム、シリカ、酸化チタン、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、上記繊維状充填材の粉砕物などが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００５６】
充填材（Ｂ）は、充填材（Ｂ）の全体を１００質量部としたとき、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量基準粒度分布における平均粒子径が５μｍを超える充填材（Ｂ１）を７０質量部以上９９質量部以下含むことが好ましく、８５質量部以上９８質量部以下含むことがより好ましい。これにより、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）の作業性を向上させつつ、得られる樹脂部材１４の機械的強度をより一層向上させることができる。充填材（Ｂ１）の平均粒子径の上限は特に限定されないが、例えば、１００μｍ以下である。
充填材（Ｂ１）としては、平均長径が５μｍ以上５０ｍｍ以下で、平均アスペクト比が１以上１０００以下である繊維状充填材または板状充填材を含むことがより好ましい。
充填材（Ｂ１）の平均長径および平均アスペクト比は、例えば、以下のようにＳＥＭ写真から測定することができる。まず、走査型電子顕微鏡により、複数の繊維状充填材または板状充填材を撮影する。その観察像から、繊維状充填材または板状充填材を任意に５０個選択し、それらの長径（繊維状充填材の場合は繊維長、板状充填材の場合は平面方向の長径寸法）および短径（繊維状充填材の場合は繊維径、板状充填材の場合は厚み方向の寸法）をそれぞれ測定する。長径の全てを積算して個数で除したものを平均長径とする。同様に、短径の全てを積算して個数で除したものを平均短径とする。そして、平均短径に対する平均長径を平均アスペクト比とする。
【００５７】
充填材（Ｂ１）としてはガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズ、炭酸カルシウムなどから選択される１種または２種以上が好ましい。このような充填材（Ｂ１）を用いると、樹脂部材１４の機械的強度を特に向上させることができる。
【００５８】
また、充填材（Ｂ）は、充填材（Ｂ）の全体を１００質量部としたとき、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量基準粒度分布における平均粒子径が０．１μｍ以上５μｍ以下である充填材（Ｂ２）を１質量部以上３０質量部以下含むことが好ましく、２質量部以上１５質量部以下含むことがより好ましい。これにより、凹部２０１の内部に充填材（Ｂ）を十分に存在させることができる。その結果、樹脂部材１４と金属部材１２とが相互に侵入した領域の機械的強度をより一層向上させることができる。
充填材（Ｂ２）としては、平均長径が好ましくは０．１μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以上５０μｍ以下であり、平均アスペクト比が好ましくは１以上５０以下、より好ましくは１以上４０以下である繊維状充填材または板状充填材を含むことがより好ましい。
充填材（Ｂ２）の平均長径および平均アスペクト比は、例えば、以下のようにＳＥＭ写真から測定することができる。まず、走査型電子顕微鏡により、複数の繊維状充填材または板状充填材を撮影する。その観察像から、繊維状充填材または板状充填材を任意に５０個選択し、それらの長径（繊維状充填材の場合は繊維長、板状充填材の場合は平面方向の長径寸法）および短径（繊維状充填材の場合は繊維径、板状充填材の場合は厚み方向の寸法）をそれぞれ測定する。長径の全てを積算して個数で除したものを平均長径とする。同様に、短径の全てを積算して個数で除したものを平均短径とする。そして、平均短径に対する平均長径を平均アスペクト比とする。
【００５９】
このような充填材（Ｂ２）としては、ワラストナイト、カオリンクレー、タルク、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、ケイ酸カルシウム水和物、ホウ酸アルミニウムウイスカー、およびチタン酸カリウム繊維から選択される１種または２種以上が好ましい。
【００６０】
また、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）は充填材（Ｂ）として固体潤滑剤を含むことが好ましい。固体潤滑剤としてはたとえば、黒鉛、炭素繊維、フッ素樹脂から選択される１種または２種以上が好ましい。固体潤滑剤を含むことにより、樹脂部材１４の摩擦係数が低くなる。
【００６１】
また、充填材（Ｂ）は、後述するシランカップリング剤（Ｃ）などのカップリング剤による表面処理が行われていてもよい。
【００６２】
熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）は、シランカップリング剤（Ｃ）をさらに含んでもよい。シランカップリング剤（Ｃ）を含むことにより、樹脂部材１４と金属部材１２との密着性を向上させることができる。また、シランカップリング剤（Ｃ）を含むことにより、熱硬化性樹脂（Ａ）と充填材（Ｂ）との親和性が向上し、その結果、樹脂部材１４の機械的強度をより一層向上させることができる。
【００６３】
シランカップリング剤（Ｃ）の含有量は、充填材（Ｂ）の比表面積に依存するので特に限定されないが、充填材（Ｂ）１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部以上４．０質量部以下であり、より好ましくは０．１質量部以上１．０質量部以下である。シランカップリング剤（Ｃ）の含有量が上記範囲内であると、充填材（Ｂ）を十分に被覆しつつ、樹脂部材１４の機械的強度をより一層向上させることができる。
【００６４】
シランカップリング剤（Ｃ）としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランなどのエポキシ基含有アルコキシシラン化合物；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどのメルカプト基含有アルコキシシラン化合物；γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−ウレイドエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどのウレイド基含有アルコキシシラン化合物；γ−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアナトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソシアナトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアナトプロピルエチルジメトキシシラン、γ−イソシアナトプロピルエチルジエトキシシラン、γ−イソシアナトプロピルトリクロロシランなどのイソシアナト基含有アルコキシシラン化合物；γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基含有アルコキシシラン化合物；γ−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−ヒドロキシプロピルトリエトキシシランなどの水酸基含有アルコキシシラン化合物などが挙げられる。
これらは単独で使用してもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００６５】
本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）は、樹脂部材１４の靭性を向上させる観点から、エラストマー（Ｄ）をさらに含んでもよい。ただし、本実施形態では、エラストマー（Ｄ）から前述した充填材（Ｂ）は除かれる。
エラストマー（Ｄ）の含有量は、樹脂部材１４の全体を１００質量部としたとき、好ましくは１質量部以上１０質量部以下であり、より好ましくは１．５質量部以上７質量部以下である。エラストマー（Ｄ）の含有量を上記範囲内とすることにより、樹脂部材１４の機械的強度を維持しつつ、樹脂部材１４の靭性をより一層向上させることができる。これにより、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度により一層優れた樹脂金属複合体を得ることができる。
【００６６】
エラストマー（Ｄ）としては、例えば、未変性のポリ酢酸ビニル、カルボン酸変性のポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、アクリルゴム、スチレン・イソプレンゴム、アクリロニトリル・ブダジエンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上組み合わせて使用してもよい。これらの中でも未変性のポリ酢酸ビニル、カルボン酸変性のポリ酢酸ビニル、アクリルゴム、アクリロニトリル・ブダジエンゴム、ポリビニルブチラールが好ましい。これらのエラストマー（Ｄ）を用いると、樹脂部材１４の靭性を特に向上させることができる。
【００６７】
熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）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、熱硬化性樹脂（Ａ）に、必要に応じて充填材（Ｂ）、シランカップリング剤（Ｃ）、エラストマー（Ｄ）、硬化剤、硬化助剤、離型剤、顔料、難燃剤、耐候剤、酸化防止剤、可塑剤、潤滑剤、摺動剤、発泡剤などを配合して均一に混合する。次いで、得られた混合物をロール、コニーダ、二軸押出し機などの混練装置単独で、またはロールと他の混練装置との組合せで加熱溶融混練する。最後に、得られた混合物を造粒または粉砕することにより、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）が得られる。
【００６８】
樹脂部材１４の２５℃からガラス転移温度までの範囲における線膨張係数αＲは、好ましくは１０ｐｐｍ／℃以上５０ｐｐｍ／℃以下であり、より好ましくは１５ｐｐｍ／℃以上４５ｐｐｍ／℃以下である。線膨張係数αＲが上記範囲内であると、樹脂金属複合体の温度サイクルの信頼性をより一層向上させることができる。
【００６９】
樹脂部材１４の密度は軽量化の観点から、２．５ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、２．０ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましい。
【００７０】
また、樹脂部材１４は、４０℃、９０％ＲＨで１０００時間耐湿処理をした後に測定した耐湿絶縁破壊強さが、５ＭＶ／ｍ以上であることが好ましく、７ＭＶ／ｍ以上であるとさらにこの好ましい。こうすることで、樹脂金属複合体の温度サイクルの信頼性をより一層向上させることができる。
【００７１】
樹脂部材１４の熱伝導率は９０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましく、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることがより好ましい。上記上限以下であれば、電力変換装置１の断熱性が向上する。熱伝導率はレーザーフラッシュ法で測定することができる。なお、熱伝導率に異方性がある場合は、金属部材１２と樹脂部材１４の密着面１０３に垂直な方向の熱伝導率についてである。
【００７２】
充填材（Ｂ）を含む熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）を用いる場合、凹部２０１の内部には充填材（Ｂ）が存在し、凹部２０１に存在する充填材（Ｂ）の走査型電子顕微鏡写真の画像解析による平均長径が、好ましくは０．１μｍ以上５．０μｍ以下であり、より好ましくは０．２μｍ以上４μｍ以下である。これにより、樹脂部材１４と金属部材１２とが相互に侵入した領域の機械的強度をより一層向上させることができる。
【００７３】
また、凹部２０１の内部に存在する充填材（Ｂ）の平均アスペクト比が、好ましくは１以上５０以下であり、より好ましくは１以上４０以下である。
【００７４】
凹部２０１の内部に存在する充填材（Ｂ）の平均長径および平均アスペクト比は、以下のようにＳＥＭ写真から測定することができる。まず、走査型電子顕微鏡により、粗化層１０４の断面を撮影する。その観察像から、凹部２０１の内部に存在する充填材（Ｂ）を任意に５０個選択し、それらの長径（繊維状充填材の場合は繊維長、板状充填材の場合は平面方向の長径寸法）および短径（繊維状充填材の場合は繊維径、板状充填材の場合は厚み方向の寸法）をそれぞれ測定する。長径の全てを積算して個数で除したものを平均長径とする。同様に、短径の全てを積算して個数で除したものを平均短径とする。そして、平均短径に対する平均長径を平均アスペクト比とする。
【００７５】
また、凹部２０１の内部に存在する充填材（Ｂ）はワラストナイト、カオリンクレー、タルク、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、ケイ酸カルシウム水和物、ホウ酸アルミニウムウイスカー、およびチタン酸カリウム繊維からなる群から選ばれる一種または二種以上であることが好ましい。
【００７６】
また、樹脂部材１４がエラストマー（Ｄ）を含む場合、樹脂部材１４は好ましくは海島構造であり、エラストマー（Ｄ）が島相に存在することが好ましい。
こうした構造であると、樹脂部材１４の靭性を向上させるとともに樹脂金属複合体の耐衝撃性を向上できる。そのため、樹脂金属複合体に外部から衝撃が加わっても、樹脂部材１４と金属部材１２との接合強度を維持することができる。
海島構造は、走査型電子顕微鏡写真により観察することができる。
【００７７】
上記島相の走査型電子顕微鏡写真の画像解析による平均径は、好ましくは０．１μｍ以上１００μｍ以下であり、より好ましくは０．２μｍ以上３０μｍ以下である。島相の平均径が上記範囲内であると、樹脂部材１４の靭性をより一層向上できるとともに樹脂金属複合体の耐衝撃性をより一層向上できる。
島相の平均径は、以下のように走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から測定することができる。まず、走査型電子顕微鏡により、樹脂部材１４の断面を撮影する。その観察像から、樹脂部材１４に存在する島相を任意に５０個選択し、それらの直径をそれぞれ測定する。島相の直径の全てを積算して個数で除したものを平均径とする。
【００７８】
＜電力変換装置の筐体の製造方法＞
本実施形態に係る筐体１０の製造方法は、樹脂部材１４と金属部材１２とが密着するように樹脂金属複合体を成形できる方法であれば特に限定されない。こうした樹脂金属複合体を成形できる方法としては、たとえば、例えば、射出成形法、移送成形法、圧縮成形法、射出圧縮成形法などが挙げられる。ただし、１００万回曲げ疲労耐性を有する樹脂金属複合体により構成されている筐体１０を製造する場合には、上述した一般的な成形方法により得ることは困難である。
【００７９】
具体的に、１００万回曲げ疲労耐性を有する樹脂金属複合体により構成されている筐体１０は、たとえば、以下の２つの条件に係る各種因子を高度に制御することが重要である。
（１）樹脂材料の選択（熱硬化性樹脂、その硬化剤および添加剤の組み合わせ等）
（２）金属材料の選択（金属の種類、表面処理に係る各種条件の設定等）
【００８０】
また、本実施形態の電力変換装置の筐体１０の製造方法の一例については、実施例にて具体的に後述する。
【００８１】
なお、本実施形態に係る電力変換装置１は、筐体１０と、他の部品とを組み合わせて製造される。他の部品は一般的に公知の方法で製造することができる。
【００８２】
＜＜熱硬化性樹脂組成物＞＞
本実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物は、樹脂部材１４と金属部材１２を接合してなる樹脂金属複合体により構成され、かつ内壁面が樹脂部材１４により構成されている電力変換装置１の筐体１０の、上記樹脂部材１４を形成するために用いられる樹脂組成物であって、熱硬化性樹脂を含むものである。
【００８３】
＜＜電力変換装置＞＞
本実施形態に係る電力変換装置は、前述した電力変換装置の筐体を備えるものである。
【００８４】
以上、図面を参照して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。
【実施例】
【００８５】
以下、本実施形態を、実施例・比較例を参照して詳細に説明する。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。
【００８６】
（実施例１）
＜熱硬化性樹脂組成物（Ｐ１）の調製＞
ノボラック型フェノール樹脂（ＰＲ−５１３０５、住友ベークライト社製）を３４．３質量部、硬化剤としてヘキサメチレンテトラミンを６．０質量部、充填剤としてガラス繊維（日東紡社製）を５７．１質量部、シランカップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン（信越化学社製）を０．２質量部、硬化助剤として酸化マグネシウム（神島化学工業社製）を０．５質量部、潤滑剤等のその他の成分を１．９質量部、それぞれ乾式混合し、これを９０℃の加熱ロールで溶融混練して、シート状にして冷却した物を粉砕して顆粒状の熱硬化性樹脂組成物（Ｐ１）を得た。
【００８７】
＜金属部材の調製＞
表面処理がされていない金属シートとして、その表面が＃４０００の研磨紙で十分研磨された、アルミニウム合金Ａ５０５２の金属シートＡ（８０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、密度２．６８ｇ／ｃｍ３、熱伝導率１３８Ｗ／（ｍ・Ｋ））を用意した。水酸化カリウム（１６質量部）、塩化亜鉛（５質量部）、硝酸ナトリウム（５質量部）、チオ硫酸ナトリウム（１３質量部）の水溶液を調製した。得られた水溶液（３０℃）中に、金属シートＡを浸漬して揺動させ、深さ方向に１５μｍ（アルミニウムの減少した重量から算出）溶解させた。次いで、水洗を行い、３５質量部の硝酸水溶液（３０℃）中に浸漬して、２０秒間揺動させた。その後、水洗、乾燥し、金属シート１を得た。
【００８８】
＜樹脂金属複合体の作製＞
得られた熱硬化性樹脂組成物（Ｐ１）および金属シート１を用いて、樹脂金属複合体１を作製した。具体的には、以下の手順により作製した。はじめに、金型内に厚み１ｍｍの金属シート１を固定せずに配置した。次いで、硬化後の厚みが３ｍｍとなるように、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ１）を加熱し、上記金型内に所定量注入した。このとき、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ）の流体圧力により、金属シート１を金型の内壁に押しつけるようにした。最後に、圧縮成形により熱硬化性樹脂組成物（Ｐ１）を硬化することにより、厚み３ｍｍの樹脂部材シート（樹脂部材）と厚み１ｍｍの金属シート１（金属部材）の２層シートである樹脂金属複合体１（複合部材）を得た。この樹脂金属複合体１を試験片１とした。なお、圧縮成形条件は、実効圧力２０ＭＰａ、金型温度１７５℃、硬化時間３分間とした。
【００８９】
＜筐体の作製＞
試験片１を作製するのと同様の条件で、樹脂金属複合体からなる電力変換装置の筐体を作製した。次いで、作製した筐体に対して、電力変換装置を収容した。なお、筐体に収容する電力変換装置（インバータ）に関する部品は、一般的な公知の方法で作製されたものを準備した。
【００９０】
上述した方法にて得られた熱硬化性樹脂組成物、金属部材、樹脂金属複合体または筐体を用いて、後述する測定及び評価を行った。
【００９１】
（実施例２）
熱硬化性樹脂組成物（Ｐ１）の代わりに、以下の熱硬化性樹脂組成物（Ｐ２）を使用した点以外は、実施例１と同様の方法により樹脂金属複合体２を作製した。この樹脂金属複合体２を試験片２とし、後述する測定及び評価を行った。
【００９２】
＜熱硬化性樹脂組成物（Ｐ２）の調整＞
還流コンデンサー撹拌機、加熱装置、真空脱水装置を備えた反応釜内に、フェノール（ｐ）とホルムアルデヒド（ｆ）とをモル比（ｆ／ｐ）＝１．７で仕込み、これに酢酸亜鉛をフェノール１００質量部に対して０．５質量部添加し、この反応系のｐＨを５．５に調整して還流反応を３時間行った。その後、真空度１００Ｔｏｒｒ、温度１００℃で２時間水蒸気蒸留を行って未反応フェノールを除去し、さらに、真空度１００Ｔｏｒｒ、温度１１５℃で１時間反応させることにより得られた、数平均分子量８００のジメチレンエーテル型の固形物をレゾール型フェノール樹脂として得た。
【００９３】
得られたレゾール型フェノール樹脂を２５．３質量部、ノボラック型フェノール樹脂（ＰＲ−５１３０５、住友ベークライト社製）を１０．７質量部、充填剤としてガラス繊維（日東紡社製）を５３．５質量部、充填剤としてクレー（エンゲル・ハート社製）を４．９質量部、シランカップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン（信越化学社製）を０．５質量部、硬化助剤として消石灰（秩父石灰工業社製）を１．８質量部、潤滑剤等のその他の成分を３．３質量部、それぞれ乾式混合し、これを９０℃の加熱ロールで溶融混練して、シート状にして冷却した物を粉砕して顆粒状の熱硬化性樹脂組成物（Ｐ２）を得た。
【００９４】
（実施例３）
以下の表１に記載の配合となるように熱硬化性樹脂組成物（Ｐ３）を調製した点以外は、実施例１と同様の方法により樹脂金属複合体３を作製した。この樹脂金属複合体３を試験片３とし、後述する測定及び評価を行った。
【００９５】
（実施例４）
以下の表２に記載の配合となるように熱硬化性樹脂組成物（Ｐ４）を調製した点以外は、実施例１と同様の方法により樹脂金属複合体４を作製した。この樹脂金属複合体４を試験片４とし、後述する測定及び評価を行った。
【００９６】
（実施例５）
以下の表２に記載の配合となるように熱硬化性樹脂組成物（Ｐ５）を調製した点以外は、実施例１と同様の方法により樹脂金属複合体５を作製した。この樹脂金属複合体５を試験片５とし、後述する測定及び評価を行った。
【００９７】
（実施例６）
以下の表２に記載の配合となるように熱硬化性樹脂組成物（Ｐ６）を調製した点以外は、実施例１と同様の方法により樹脂金属複合体６を作製した。この樹脂金属複合体６を試験片６とし、後述する測定及び評価を行った。
【００９８】
（実施例７）
以下の表２に記載の配合となるように熱硬化性樹脂組成物（Ｐ７）を調製した点以外は、実施例１と同様の方法により樹脂金属複合体７を作製した。この樹脂金属複合体７を試験片７とし、後述する測定及び評価を行った。
【００９９】
（比較例１）
樹脂部材を含まない試験片を用意した。具体的には、表面処理がされていない金属シートとして、その表面が＃４０００の研磨紙で十分研磨された、アルミニウム合金Ａ５０５２の金属シートＤ（８０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ４．０ｍｍ、密度２．６８ｇ／ｃｍ３、熱伝導率１３８Ｗ／（ｍ・Ｋ））を用意し、試験片８とした。
試験片８について、後述する測定及び評価をおこなった。
本比較例の金属部材のみからなる筐体は、アルミニウム合金Ａ５０５２を公知の加工法により加工することにより作製した。
【０１００】
（比較例２）
金属部材を含まない試験片を作製した。具体的には、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ１）を加熱し、金型内に所定量注入した後、圧縮成形により熱硬化性樹脂組成物（Ｐ１）を硬化することにより、８０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ４．０ｍｍの樹脂部材のみからなる試験片９を得た。なお、圧縮成形条件は、実効圧力２０ＭＰａ、金型温度１７５℃、硬化時間３分間とした。
試験片９について、後述する測定及び評価をおこなった。
【０１０１】
（比較例３）
金属シート１の代わりに、実施例１で使用した表面処理がされていない金属シートＡを使用し、金属シートＡにより作製した筐体に対して、熱硬化性樹脂組成物（Ｐ１）により作製した筐体をはめ込んで電力変換装置の筐体を作製した点以外は実施例１と同様の方法により樹脂金属複合体８を作製した。この樹脂金属複合体８を試験片１０とし、後述する測定及び評価をおこなった。
【０１０２】
得られた熱硬化性樹脂組成物、金属部材、樹脂金属複合体または筐体について、下記に示す測定及び評価を行った。
【０１０３】
樹脂部材の密度：樹脂部材シートから厚さ２ｍｍの樹脂試料を切り出し、水中置換法により樹脂部材の密度を測定した。単位は、ｇ／ｃｍ３とした。
【０１０４】
金属部材の比表面積：測定対象試料を１２０℃で、６時間真空乾燥した後、自動比表面積／細孔分布測定装置（ＢＥＬＳＯＲＰｍｉｎｉII、日本ベル社製）を用いて、液体窒素温度における窒素吸脱着量を測定した。窒素吸着ＢＥＴ法による実表面積はＢＥＴプロットから算出した。測定した窒素吸着ＢＥＴ法による実表面積を、見掛け表面積で割ることにより比表面積を算出した。
【０１０５】
金属部材の表面の光沢度：金属部材の表面の光沢度を、ディジタル光沢度計（２０°、６０°）（ＧＭ−２６型、村上色彩技術研究所社製）を用いて、ＡＳＴＭ−Ｄ５２３に準拠して測定角度６０°（入射角６０°、反射角６０°）で測定した。
【０１０６】
１００万回曲げ疲労耐性：実施形態において説明した方法で、試験片の１００万回曲げ疲労耐性を評価した。試験片の金属部材側の面に２つの支点をあて、樹脂部材側の面の中央に圧子をあてた。２５℃雰囲気にて、繰り返し応力の周波数を３０Ｈｚ、支点間の距離Ｌを６４ｍｍとし、１４０ＭＰａの曲げ応力を試験片に連続して１００万回加えた。１００万回繰り返し応力を印加しても破断も剥離もしなかった場合を○とし、１００万回繰り返し応力を印加する間に破断または剥離が生じた場合を×として評価した。
【０１０７】
１０００サイクル後の曲げ強度：まず、試験片を１８０℃にて８時間焼成処理をおこなった。こうして得られた焼成後の試験片に対して、−４０℃で１時間静置した後、１５０℃で１時間静置するヒート処理を１０００サイクル行った。次に、得られた試験片について、その曲げ強度を、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて測定した。単位は、ＭＰａとした。なお、以下の表においては、１０００サイクルのヒート処理をしている間に破断または剥離が生じた場合を×と記載してある。
【０１０８】
１０００サイクル後の曲げ弾性率：まず、試験片を１８０℃にて８時間焼成処理をおこなった。こうして得られた焼成後の試験片に対して、−４０℃で１時間静置した後、１５０℃で１時間静置するヒート処理を１０００サイクル行った。次に、得られた試験片について、その曲げ弾性率を、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて測定した。単位は、ＧＰａとした。なお、以下の表においては、１０００サイクルのヒート処理をしている間に破断または剥離が生じた場合を×と記載してある。
【０１０９】
電磁波シールド効果：作製した樹脂金属複合体から大きさ１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚さ４ｍｍの試験片を切り出した。切り出した試験片を用いて、ＫＥＣ法に準じて樹脂金属複合体の電磁波シールド率を測定した。単位は、ｄＢとした。
【０１１０】
耐湿絶縁破壊強さ：作製した樹脂金属複合体から大きさ１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ２ｍｍの試験片を切り出した。次に、切り出した試験片について、４０℃、９０％ＲＨで１０００時間耐湿処理をした。こうして得られた耐湿処理後の試験片を、絶縁油をいれた浴槽中に静置した。次に、試験片の中央部を上下電極間にはさみ、両電極の中心線が上下一致するように固定した上で、電極にリード線をつなぎ、試験回路を形成した。形成した回路に対して電圧を印加して、試験片が破壊したときの破壊電圧を測定した。なお、電圧の印加は、０から平均１０〜２０秒でその試料の絶縁破壊が起こるような一定の速度で上昇させた。そして、測定した破壊電圧の値を、試験片の実測平均厚さで除すことにより、耐湿絶縁破壊強さを算出した。単位は、ＭＶ／ｍとした。
【０１１１】
筐体の信頼性評価：まず、図１に示す電力変換装置の筐体を作製した。次いで、得られた電力変換装置の筐体を実際に使用してみて、その信頼性を評価した。
評価基準は以下の通りである。
○：複数回使用した後でも、わずかな破損もなく、実使用上問題ない
△：複数回使用した後、わずかに破損していたが、実使用上問題ない
×：複数回使用したことにより破損が生じ、実使用上問題あり
【０１１２】
上記評価項目に関する評価結果を、以下の表１および表２に各成分の配合比率と共に示す。   
【０１１３】
【表１】
2015204729.tif 000003
【０１１４】
【表２】
2015204729.tif 000004
【０１１５】
実施例１〜７の筐体は、いずれも、樹脂部材と金属部材とを一体成形してなるものである。そのため、実施例１〜７の筐体は、軽量であり、かつ、実使用時の信頼性に優れたものであった。これに対し、比較例１の筐体は、金属部材のみで構成されたものであり、軽量化および小型化という観点においても実使用上問題があった。比較例２の筐体は、樹脂部材のみで構成されたものであり、軽量化および小型化という観点においては優れているものの、実使用上の耐久性という観点では信頼性に欠けるものであった。比較例３の筐体は、樹脂部材と金属部材とが強固に接合されていない構成を採用したものである。このため、軽量化および小型化という観点においては優れているものの、実使用上の耐久性という観点において信頼性に欠けるものであった。
【符号の説明】
【０１１６】
１  電力変換装置
１０ 筐体
１０３  密着面
１０４  粗化層
１２ 金属部材
１４ 樹脂部材
１６ 樹脂金属複合体
２０１  凹部
２０３  開口部
２０５  底部
７０１  圧子
７０３  支持台
【図１】
2015204729.tif 000005
【図２】
2015204729.tif 000006
【図３】
2015204729.tif 000007
【図４】
2015204729.tif 000008