(57)【要約】【課題】生産性の高い方法で製造することが可能であるとともに、樹脂部材と金属部材との間の密着力が充分であり、且つ樹脂部材と金属部材との間の熱の伝達がスムーズなインサート成形体を提供する。【解決手段】樹脂部材と金属部材とを備えるインサート成形体であって、上記金属部材は上記樹脂部材との接合面に散在するように形成された２以上の接合孔を有し、上記樹脂部材は上記接合孔に挿入した凸部を有し、少なくとも１つの接合孔の開口部分の面積が、０．４４ｍｍ２以上１９．６３ｍｍ２以下であり、樹脂部材と金属部材との接合面の外周で囲まれる面の面積をＳ１とし、上記接合面における上記接合孔の開口の面積の総和をＳ２としたときに、割合Ｓ２／Ｓ１が、特定の不等式（Ｉ）を満たすようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂部材と金属部材とを備えるインサート成形体であって、
前記金属部材は、前記樹脂部材との接合面に散在するように形成された２以上の接合孔を有し、
少なくとも１つの前記接合孔の開口部分の面積が、０．４４ｍｍ２以上１９．６３ｍｍ２以下であり、
前記樹脂部材は、前記接合孔に挿入した凸部を有し、
前記樹脂部材と前記金属部材との接合面の外周で囲まれる面の面積をＳ１とし、前記接合面側の前記接合孔の開口の面積の総和をＳ２としたときに、割合Ｓ２／Ｓ１が、以下の不等式（Ｉ）を満たすインサート成形体。
０．０４≦Ｓ２／Ｓ１≦０．８０          （Ｉ）
【請求項２】
少なくとも１つの前記接合孔の開口部分の面積が、０．６４ｍｍ２以上３．１４ｍｍ２以下である請求項１記載のインサート成形体。
【請求項３】
前記接合孔は、前記接合面の略全体に亘って形成されている請求項１又は２に記載のインサート成形体。
【請求項４】
前記面積Ｓ１に対する、全ての接合孔内における樹脂部材と金属部材との接合面積の総和である面積Ｓ３の割合Ｓ３／Ｓ１が、以下の不等式（ＩＩ）を満たす請求項１から３のいずれかに記載のインサート成形体。
０．３≦Ｓ３／Ｓ１≦３          （ＩＩ）
【請求項５】
前記接合孔は、前記金属部材を貫通する貫通孔である請求項１から４のいずれかに記載のインサート成形体。
【請求項６】
少なくとも一部の前記接合孔の、前記接合孔の所定の深さにおける深さ方向の断面積が、前記所定の深さよりも深い位置における前記深さ方向の断面積よりも小さい請求項１から５のいずれかに記載の樹脂金属複合体。
【請求項７】
前記金属部材は、アルミダイカストから構成される請求項１から６のいずれかに記載のインサート成形体。
【請求項８】
前記樹脂部材は、熱可塑性樹脂から構成され、
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）−０℃以上Ｔｇ＋１８０℃以下の条件でアニール処理された請求項１から７のいずれかに記載のインサート成形体。
【請求項９】
熱源と、請求項１から８のいずれかに記載のインサート成形体とを備え、
前記樹脂部材は、前記熱源からの熱を受熱する受熱部であり、
前記金属部材は、前記樹脂部材が受熱した熱を放熱する放熱部であり、
前記樹脂部材の熱伝導率は、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、
前記金属部材の熱伝導率は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上３００Ｗ／ｍ・Ｋ以下である放熱構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート成形体及び放熱構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムやアルミニウム合金等の金属部材と、熱可塑性樹脂組成物から構成される樹脂部材とが一体化されてなる複合品は、従来から、インパネ周りのコンソールボックス等の自動車の内装部材や、インテリア部品、デジタルカメラや携帯電話等の電子機器の外装部材等に用いられている。
【０００３】
金属部材と樹脂部材とを一体化する方法としては、接着剤や両面テープを用いて接着する方法や、金属部材及び／又は樹脂部材に折り返し片や爪等の固定部材を設け、この固定部材を用いて両者を固着させる方法、ねじ等を用いて接合する方法等がある。これらの中でも、接着剤を用いる方法は、簡便な方法であり、頻繁に行われる。
【０００４】
ここで、金属部材等と樹脂部材とを一体化するための接着剤は高価である。また、上記の複合品の製造においては、樹脂部材と金属部材とを別々に成形加工を行い、その後、一体化する必要があるため、複合品の生産性が低下する問題もある。
【０００５】
上記の問題点を解決する複合品の製造方法として、金属部材等を射出成形用の金型のキャビティ内に配置し、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物をキャビティ内に射出して、金属部材と樹脂部材とが一体となった複合品を製造する方法が知られている。この製造法は、インサート成形法として知られており、この方法で製造された複合品は、インサート成形体である。
【０００６】
上記インサート成形法によれば、接着剤を使用する必要が無いため、複合品の製造コストを削減することができる。また、インサート成形体における樹脂部材の成形加工時に樹脂部材と金属部材とが一体化されるため、接着剤を用いる方法と比較して、生産性にも優れる。
【０００７】
しかし、インサート成形体は、接着剤等を使用して製造した複合品と比較して、樹脂部材と金属部材との密着力が小さい点が問題となる。そこで、インサート成形前の金属部材の表面を粗面化し、この粗面と樹脂部材とが接するように、インサート成形することで、金属部材と樹脂部材との間の密着力を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２２５３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の技術によれば、金属部材を粗面化することにより、樹脂部材と金属部材との密着性を高めることができる。しかし、粗面化する工程が必要になり、インサート成形体の生産性は低下する。
【００１０】
また、特許文献１に記載される方法の場合、インサート成形のみでは密着性が不足しており密着性向上のためにアニール処理を要求される場合がある。アニール処理は時間の掛かる工程であるため、インサート成形体の生産性を低下させる。
【００１１】
また、特許文献１に記載される方法の場合、樹脂部材と金属部材との間は熱が伝達し難いため、樹脂部材と金属部材との間に高い熱伝導性が求められる用途において、特許文献１に記載の方法は好適とはいえない。
【００１２】
本発明は以上の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、生産性の高い方法で製造することが可能であるとともに、樹脂部材と金属部材との間の密着力が充分であり、且つ樹脂部材と金属部材との間の熱の伝達がスムーズなインサート成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、樹脂部材と金属部材とを備えるインサート成形体であって、上記金属部材は上記樹脂部材との接合面に散在するように形成された２以上の接合孔を有し、上記樹脂部材は上記接合孔に挿入した凸部を有し、少なくとも１つの接合孔の開口部分の面積が、０．４４ｍｍ２以上１９．６３ｍｍ２以下であり、樹脂部材と金属部材との接合面の外周で囲まれる面の面積をＳ１とし、上記接合面における上記接合孔の開口の面積の総和をＳ２としたときに、割合Ｓ２／Ｓ１が、以下の不等式（Ｉ）を満たすようにすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１４】
（１）  樹脂部材と金属部材とを備えるインサート成形体であって、
前記金属部材は、前記樹脂部材との接合面に散在するように形成された２以上の接合孔を有し、少なくとも１つの前記接合孔の開口部分の面積が、０．４４ｍｍ２以上１９．６３ｍｍ２以下であり、前記樹脂部材は、前記接合孔に挿入した凸部を有し、前記樹脂部材と前記金属部材との接合面の外周で囲まれる面の面積をＳ１とし、前記接合面側の前記接合孔の開口の面積の総和をＳ２としたときに、割合Ｓ２／Ｓ１が、以下の不等式（Ｉ）を満たすインサート成形体。
０．０４≦Ｓ２／Ｓ１≦０．８０          （Ｉ）
【００１５】
（２）  少なくとも１つの前記接合孔の開口部分の面積が、０．６４ｍｍ２以上３．１４ｍｍ２以下である（１）記載のインサート成形体。
【００１６】
（３）  前記接合孔は、前記接合面の略全体に亘って形成されている（１）又は（２）に記載のインサート成形体。
【００１７】
（４）  前記面積Ｓ１に対する、全ての接合孔内における樹脂部材と金属部材との接合面積の総和である面積Ｓ３の割合Ｓ３／Ｓ１が、以下の不等式（ＩＩ）を満たす（１）から（３）のいずれかに記載のインサート成形体。
０．３≦Ｓ３／Ｓ１≦３          （ＩＩ）
【００１８】
（５）  前記接合孔は、前記金属部材を貫通する貫通孔である（１）から（４）のいずれかに記載のインサート成形体。
【００１９】
（６）  少なくとも一部の前記接合孔の、前記接合孔の所定の深さにおける深さ方向の断面積が、前記所定の深さよりも深い位置における前記深さ方向の断面積よりも小さい（１）から（５）のいずれかに記載の樹脂金属複合体。
【００２０】
（７）  前記金属部材は、アルミダイカストから構成される（１）から（６）のいずれかに記載のインサート成形体。
【００２１】
（８）  前記樹脂部材は、熱可塑性樹脂から構成され、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）−０℃以上Ｔｇ＋１８０℃以下の条件でアニール処理された（１）から（７）のいずれかに記載のインサート成形体。
【００２２】
（９）  熱源と、（１）から（８）のいずれかに記載のインサート成形体とを備え、前記樹脂部材は、前記熱源からの熱を受熱する受熱部であり、前記金属部材は、前記樹脂部材が受熱した熱を放熱する放熱部であり、前記樹脂部材の熱伝導率は、１Ｗ／（ｍｋ）以上２０Ｗ／（ｍｋ）以下であり、前記金属部材の熱伝導率は、２０Ｗ／（ｍｋ）以上３００Ｗ／（ｍｋ）以下である放熱構造体。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のインサート成形体は、生産性の高い方法で製造することが可能であるとともに、樹脂部材と金属部材との間の密着力が充分であり、且つ樹脂部材と金属部材との間の熱の伝達がスムーズである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第一実施形態のインサート成形体を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はＭＭ断面図である。
【図２】第一実施形態のインサート成形体の金属部材を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）はＮＮ断面図である。
【図３】第一実施形態のインサート成形体の樹脂部材を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は底面図であり、（ｃ）はＯＯ断面図である。
【図４】第二実施形態のインサート成形体の断面を模式的に示す図である。
【図５】第三実施形態のインサート成形体の断面を模式的に示す図である。
【図６】変形例のインサート成形体を模式的に示す図である。
【図７】本実施形態の放熱構造体を模式的に示す斜視図である。
【図８】実施例及び比較例で使用したインサート成形体を模式的に示す図であり、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は斜視図であり、（ｃ）は金属部材である。
【図９】密着強度の評価方法を示す図である。
【図１０】熱伝導性の評価方法及び評価サンプルを示す図である。
【図１１】熱伝導性の評価で加熱されたサンプルの温度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２６】
＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態のインサート成形体を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はＭＭ断面図である。
【００２７】
図１に示す通り、本実施形態のインサート成形体１は、金属部材１０と、樹脂部材２０とを備える。図１に示すように、金属部材１０上に樹脂部材２０が積層するように形成される。また、図１（ｂ）に示すように、金属部材１０に形成された孔（後述する接合孔）に樹脂部材２０が入り込む。
【００２８】
図２は、金属部材１０を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）はＮＮ断面図である。
【００２９】
図２に示すように、金属部材１０は板状の部材である。また、金属部材１０は、金属部材１０を構成する一の面であり、後述する樹脂部材２０と接する接合面１１と、当該接合面１１上に散在するように形成された２以上の接合孔１２とを有する。
【００３０】
接合面１１は、樹脂部材２０と接する面であり、且つ接合孔１２が形成される面である。本実施形態において、接合面１１は、板を構成する一の面であり、平面状である。しかし、接合面１１の形状は、樹脂部材２０と接し、接合孔１２が形成されていれば特に限定されず、曲面状であってもよい。
【００３１】
接合孔１２は、上記接合面１１に散在するように形成される孔であり、後述する樹脂部材２０の凸部が挿入される部位である。本実施形態において、接合孔１２は、接合面１１上に９個形成されており、９個の接合孔１２は全て同じ形状を有する。本実施形態における、接合孔１２の形状は、接合面１１に形成される円柱状の凹部である。
【００３２】
また、接合孔１２は、接合面１１に散在するように形成される。「散在するように」とは、接合面１１上に接合孔１２が適当な間隔をおいて配置されていることをいうが、必ずしも均等な間隔でなくてもよい。なお、本実施形態においては、接合面１１の略全体に亘って形成されており、本発明においては、接合孔１２が接合面１１の略全体に亘って形成されていることが好ましい。
【００３３】
また、本発明において、後述する不等式（Ｉ）を満たし、少なくとも１つの接合孔１２の開口の面積が、０．４４ｍｍ２以上１９．６３ｍｍ２以下である。接合孔１２の数、接合孔１２の形状は、特に限定されない。また、どのような間隔で接合孔１２が接合面１１上に形成されていてもよい。また、２以上の接合孔１２の形状は、それぞれ異なっていてもよい。
【００３４】
接合孔１２は、下記の不等式（Ｉ）を満たすように、接合面１１上に形成する必要がある。不等式（Ｉ）において、金属部材１０と樹脂部材２０との接合面の外周で囲まれる面の面積をＳ１とし、接合面側の接合孔の開口の面積の総和をＳ２とする。
０．０４≦Ｓ２／Ｓ１≦０．８０          （Ｉ）
【００３５】
「面積Ｓ１」とは、接合面の外周で囲まれる面の面積を指し、接合孔１２がない場合を想定した金属部材１０と樹脂部材２０とが接する面積を指す。本実施形態における面積Ｓ１は、接合面１１の面積から後述する接合孔１２の開口の総面積Ｓ２を除いた面積（図２（ｂ）の網掛け部の面積）に、全ての接合孔１２の内壁面（即ち、接合孔１２を構成する凹部の内表面）の面積の総和を加えたものを指す。面積Ｓ１は、接合面１１が曲面等の複雑な形状であっても、また、接合孔１２を形成する凹部の内表面が複雑な形状をしている場合であっても、上記のようにして導出することができる。
【００３６】
「接合孔１２の開口の面積」とは、接合面１１における接合孔１２の開口縁で囲まれる面積を指す。したがって、「接合孔１２の開口の総面積Ｓ２」とは、各接合孔１２の開口縁で囲まれる面積を足し合わせたものを指す。
【００３７】
本実施形態においては、上記の通り、少なくとも１つの接合孔１２の開口の面積が、０．４４ｍｍ２以上１９．６３ｍｍ２以下であるが、少なくとも１つの接合孔１２の開口の面積が、０．６４ｍｍ２以上３．１４ｍｍ２以下であることがより好ましい。なお、より多くの接合孔１２の開口の面積が上記の範囲にあることが好ましく、全ての接合孔１２の開口の面積が上記の範囲にあることが最も好ましい。
【００３８】
また、本発明においては、面積Ｓ１に対する、全ての接合孔１２内における樹脂部材２０と金属部材１０との接合面積の総和である面積Ｓ３の割合Ｓ３／Ｓ１が、以下の不等式（ＩＩＩ）を満たすことが好ましい。
０．３≦Ｓ３／Ｓ１≦３          （ＩＩＩ）
【００３９】
「全ての接合孔１２内における樹脂部材２０と金属部材１０との接合面積の総和である面積Ｓ３」とは、樹脂部材２０が入り込んだ全ての接合孔１２の内壁面（即ち、接合孔１２を構成する凹部の内表面）の面積の総和を指す。
【００４０】
なお、上記金属部材１０を構成する金属の種類は特に限定されず、用途等に応じて適宜好ましい種類の金属を使用することができる。例えば、鋼、鋳鉄、ステンレス、アルミ、銅、金、銀、真鍮等の金属、アルミ合金、亜鉛合金、マグネシウム合金、錫合金等の合金を使用することができる。
【００４１】
上記金属部材の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。例えば、金型に溶融した金属を圧入することにより、高い寸法精度の鋳物を短時間に大量に生産する鋳造方式である高圧鋳造法を挙げることができる。また、製造された金属部材１０を所望の形状に成形するために、工作機械による切削加工等を用いてもよい。
【００４２】
一般的に、高圧鋳造法で製造されたアルミダイカストから構成される金属部材は、後述する樹脂部材との密着性を高めにくいことが知られているが、本発明においては、アルミダイカストから構成される金属部材も好適に採用することができる。
【００４３】
図３は、樹脂部材２０を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は底面図であり、（ｃ）はＯＯ断面図である。樹脂部材２０は、熱可塑性樹脂組成物から構成され、金属部材１０上に形成される部位である。図１、３に示すように、本実施形態において、樹脂部材２０は板状の部材である。樹脂部材２０は、板状を構成する一の面であり、上記金属部材１０の接合面１１に接する樹脂側接合面２１と、その樹脂側接合面２１上に形成される凸部２２とを有する。
【００４４】
樹脂側接合面２１は、樹脂部材２０において、金属部材１０の接合面１１と接する部位である。本実施形態において、樹脂側接合面２１は、平面状であるが、本発明において樹脂側接合面２１の形状は特に限定されず、例えば、曲面状であってもよい。
【００４５】
凸部２２は、上記樹脂側接合面２１に形成される凸部であり、複数の凸部２２が上記樹脂側接合面２１に形成される。凸部２２は、インサート成形時に溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が上記接合孔１２に入り込むことで形成される。したがって、凸部２２の形状は、円柱状である。また、本実施形態においては、全ての凸部２２は、上記接合孔１２内にほぼ隙間無く挿入されている。
【００４６】
本発明においては、少なくとも２つの凸部２２が、接合孔１２に挿入されていればよく、接合孔１２に挿入する凸部２２の数が３以上であってもよいし、一部の接合孔１２に、凸部２２が挿入されていなくてもよい。また、本発明においては、凸部２２の形状は特に限定されず、上記の通り、凸部２２はインサート成形時に形成されるから、凸部２２の形状は、接合孔１２を形成する凹部の形状に対応した形状になる。
【００４７】
なお、樹脂部材２０を構成する熱可塑性樹脂組成物は特に限定されず、用途等に応じて、選択された熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物を用いることができる。熱可塑性樹脂の具体例としては、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアリーレンサルファイド系樹脂、液晶性樹脂等を挙げることができる。また、本発明に用いる熱可塑性樹脂組成物には複数の熱可塑性樹脂が含まれていてもよい。
【００４８】
また、熱可塑性樹脂組成物には、本発明の効果を害さない範囲で、熱可塑性樹脂以外のその他の成分として、ガラス繊維等の強化剤、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、顔料等の従来公知の添加剤等を含有してもよい。
【００４９】
＜インサート成形体の製造方法＞
本発明のインサート成形体の製造方法は、特に限定されず、金属部材を金型内に配置し、熱可塑性樹脂組成物を金型内に射出する一般的なインサート成形法を採用することができる。また、射出成形の条件は、熱可塑性樹脂組成物に含まれる成分等に応じて適宜設定することができる。
【００５０】
また、本発明においては、インサート成形体の樹脂部材は、樹脂部材を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）−０℃以上、Ｔｇ＋１８０℃以下の条件でアニール処理してもよい。
【００５１】
＜効果＞
本実施形態のインサート成形体１は、樹脂部材２０と金属部材１０とを備えるインサート成形体である。上記金属部材１０は、上記樹脂部材２０との接合面１１に接合孔１２を有し、接合孔１２には、樹脂部材２０の有する凸部２２が挿入されている。本実施形態のインサート成形体１における金属部材１０が、以下の（α）〜（γ）の構成を有するため、樹脂部材２０と金属部材１０との密着力が向上する。
（α）２以上の接合孔１２が接合面１１に散在するように形成されている。
（β）少なくとも１つの接合孔１２の開口の面積が、０．４４ｍｍ２以上１９．６３ｍｍ２以下である。
（γ）樹脂部材２０と金属部材１０との接合面の外周で囲まれる面の面積をＳ１とし、接合面１１側の接合孔１２の開口の面積の総和をＳ２としたときに、割合Ｓ２／Ｓ１が、以下の不等式（Ｉ）を満たす。
０．０４≦Ｓ２／Ｓ１≦０．８０          （Ｉ）
【００５２】
つまり、接合面１１に、特定の開口面積を有する接合孔１２を、不等式（Ｉ）を満たすような数だけ形成することで、金属部材１０と樹脂部材２０との密着力を向上させる。
【００５３】
また、インサート成形体が上記の構成を備えることで、金属部材１０と樹脂部材２０との間の熱の伝達がスムーズになる。
【００５４】
特に、接合面１１に形成される複数の接合孔１２が、接合面１１の全体に亘って略均一に形成されることで、上記金属部材１０と樹脂部材２０との密着力を向上させる効果がさらに高まる。また、金属部材１０と樹脂部材２０との間の熱の伝達もより均一になる。
【００５５】
特に、接合孔１２の開口面積が、０．６４ｍｍ２以上３．１４ｍｍ２以下であれば、上記金属部材１０と樹脂部材２０との密着力向上の効果、熱伝導に優れる効果がさらに高まる。
【００５６】
特に、樹脂部材２０の凸部２２が挿入される接合孔１２内の樹脂部材２０と金属部材１０との接合面積の総和である面積Ｓ３の、上記面積Ｓ１に対する割合Ｓ３／Ｓ１が、以下の不等式（ＩＩ）を満たせば、上記金属部材１０と樹脂部材２０との密着力を向上させる効果、熱伝導に優れる効果がさらに高まる。
０．３≦Ｓ３／Ｓ１≦３          （ＩＩ）
【００５７】
本実施形態のインサート成形体１は、接着剤等を使用することなく、インサート成形体における金属部材１０と樹脂部材２０との密着力を向上させることができる。このため、本実施形態のインサート成形体１は、接着剤等を使用して製造されるインサート成形体と比較して生産性が高い。
【００５８】
また、本発明のインサート成形体は、インサート成形体の製造時にアニール処理を行わなくても金属部材１０と樹脂部材２０との密着力が高い。このようにアニール処理する工程を削減することができるため、本発明のインサート成形体は、非常に高い生産性で製造することができる。
【００５９】
なお、通常のインサート成形後にアニール処理を施してもよく、インサート成形体に対してアニール処理を施すことで、さらに、樹脂部材と金属部材との密着力を高めることができる。
【００６０】
また、金属部材１０と樹脂部材２０との密着力を高める等の上記効果は、金属部材１０がアルミダイカストから構成される場合であっても奏する。従来用いられている方法の場合、金属部材１０がアルミダイカストから構成されると、アルミダイカストに対してはケミカルエッチング等による粗面化が困難なため、樹脂部材２０と金属部材１０との密着力を高めることが特に困難であった。しかし、上記の通り、本発明によれば、金属部材１０がアルミダイカストから構成される場合であっても、樹脂部材と金属部材との密着力を向上させることができる。
【００６１】
＜第二実施形態＞
次に、本発明のインサート成形体の第二実施形態につき、図４を参照しながら説明する。本実施形態のインサート成形体１Ａは、第一実施形態のインサート成形体１と同様に、直方体状であり、図４は第二実施形態のインサート成形体１Ａの断面を模式的に示す図である。なお、第二実施形態以降の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００６２】
第二実施形態のインサート成形体１Ａは、主として、金属部材１０Ａの接合面１１Ａに形成される接合孔１２Ａが、接合面１１Ａとその裏側の面とを貫通する貫通孔である構成において第一実施形態と異なる。
【００６３】
また、接合孔１２Ａが、接合面１１Ａとその裏側の面を貫通する結果、樹脂部材２０と金属部材１０との面積Ｓ１、樹脂部材２０Ａの凸部２２Ａが挿入される接合孔１２Ａ内の樹脂部材２０Ａと金属部材１０Ａとの接合面積の総和である面積Ｓ３は、第一実施形態と第二実施形態とで異なるが、上記第一実施形態で説明した方法と同様の方法で、これらの面積を決定することができる。
【００６４】
第二実施形態のインサート成形体１Ａは、第一実施形態のインサート成形体１と同様の方法で製造することができる。
【００６５】
第二実施形態のインサート成形体１Ａによれば、上述した第一実施形態のインサート成形体１の効果を奏する他、以下効果を奏する。
【００６６】
第二実施形態のインサート成形体１Ａでは、金属部材１０Ａの接合面１１Ａに形成される接合孔１２Ａが、接合面１１Ａとその裏側の面とを貫通するため、金属部材１０と樹脂部材２０との接合面の面積が大きくなり、金属部材１０Ａと樹脂部材２０Ａとを密着させる効果がさらに高まる。
【００６７】
＜第三実施形態＞
次に、本発明のインサート成形体の第三実施形態につき、図５を参照しながら説明する。本実施形態のインサート成形体１Ｂは、第一実施形態のインサート成形体１、第二実施形態のインサート成形体１Ａと同様に、直方体状であり、図５は第三実施形態のインサート成形体１Ｂの断面を模式的に示した図である。
【００６８】
第三実施形態のインサート成形体１Ｂは、主として、金属部材１０Ｂの接合面１１Ｂに形成される接合孔１２Ｂが、接合面１１Ｂとその裏側の面とを貫通する構成、少なくとも一部の接合孔１２Ｂにおける、接合孔１２Ｂの所定の深さにおける深さ方向の断面積が、上記所定の深さよりも深い位置における上記深さ方向の断面積よりも小さい構成において第一実施形態と異なる。
【００６９】
接合孔１２Ｂの形状は、貫通方向（接合孔１２Ｂの深さ方向）に延びる円柱状の孔が二つ連なった形状である。接合面１１Ｂ側の円柱状の孔の貫通方向の断面の半径は、接合面１１Ｂの裏側の面側の円柱状の孔の貫通方向の断面の半径よりも小さい。このため、二つの円柱状の孔が連結する部分には、段差状のアンカー部１３Ｂが存在する。
【００７０】
一般的なインサート成形法でインサート成形体１Ｂが製造される場合、樹脂部材２０Ｂの凸部２２Ｂは、接合孔１２Ｂに溶融状態の熱可塑性樹脂組成物が流れ込むことで形成される。このため、接合孔１２Ｂにアンカー部１３Ｂが形成されていると、凸部２２Ｂは、図５に示すように、凸部２２Ｂが延びる方向に延びる円柱が二つ連なった形状を有する。
【００７１】
第三実施形態のインサート成形体１Ｂは、第一実施形態のインサート成形体１と同様の方法で製造することができる。
【００７２】
第三実施形態のインサート成形体１Ｂによれば、上述した第一実施形態のインサート成形体１の効果を奏する他、以下効果を奏する。
【００７３】
第三実施形態のインサート成形体１Ｂの金属部材１０Ｂは、上記の通り、アンカー部１３Ａを有する。このため、図５に示すように、インサート成形体１Ｂの接合孔１２Ｂ内では、樹脂部材２０Ｂの凸部２２Ｂが、アンカー部１３Ｂに引っ掛かるように形成される。その結果、金属部材１０Ｂと樹脂部材２０Ｂとが外れ難くなる。
【００７４】
上記のようにアンカー部１３Ｂは、凸部２２Ｂが引っ掛かる部分であり、本実施形態のように引っ掛かる部分が環状であれば、金属部材１０Ｂと樹脂部材２０Ｂとが外れ難くなる効果がさらに高くなる。
【００７５】
＜その他の変形例＞
以上、本発明のインサート成形体の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、種々の形態で実施することができる。
【００７６】
第一実施形態では、接合孔１２は円柱状の凹部であるが、図６（ａ）に示すように接合孔１２の深さ方向の断面積が深さ毎に異なるようにしてもよい。例えば、図６（ａ）では接合孔１２の深さ方向の形状がテーパー状になっている。なお、第二実施形態においても、接合孔１２の深さ方向の断面積が深さ毎に異なるようにすることができる。
【００７７】
また、第三実施形態のように、接合孔１２の所定の深さにおける深さ方向の断面積が、上記所定の深さよりも深い位置における上記深さ方向の断面積よりも小さい構成になっていなくても、凸部２２が接合孔１２内で引っ掛かるように、アンカー部１３を形成することは可能である。例えば、図６（ｂ）に示すような、接合孔１２の形状が、接合孔１２の深さ方向に延びる円柱状の孔がずれて連なった形状である。図６（ｂ）に示すように二つの円柱が連結する部分にアンカー部１３が形成される。
【００７８】
＜放熱構造体＞
本発明の放熱構造体は、上記本発明のインサート成形体と熱源とを有する。放熱構造体の一例として、第一実施形態のインサート成形体１を備えた放熱構造体２を、図７を用いて説明する。図７は本実施形態の放熱構造体２を模式的に示す斜視図である。
【００７９】
本実施形態の放熱構造体２は、インサート成形体１と熱源３とを備え、インサート成形体１の樹脂部材２０と熱源３とが接触している。
【００８０】
熱源３は、熱を発するものであれば特に限定されない。例えば、集積回路（ＩＣ）、ＣＰＵ等の電子部品、バッテリー等を挙げることができる。また、本実施形態では熱源３と樹脂部材２０とが接触しているが、熱源３と樹脂部材２０とは接触していなくてもよい。
【００８１】
樹脂部材２０は、熱源３からの熱を受熱する受熱部である。また、樹脂部材２０は、熱源３から受け取った熱を金属部材１０に送る。熱の伝達を円滑に進めるために樹脂部材２０の熱伝導率は、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。なお、上記のような熱伝導率の条件を満たすために使用される熱可塑性樹脂組成物としては、一般的な熱可塑性樹脂に、熱伝導率を付与するための配合剤を添加したものを例示することができる。
【００８２】
ここで、熱伝導率を付与するための配合剤としては、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、マグネシウム、ニッケル、等の金属及びこれら金属の合金、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化銅、亜酸化銅、等の金属酸化物、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、等の金属窒化物、炭化ケイ素等の金属炭化物、カーボン、グラファイト、ダイヤモンド、等の炭素材料、等を例示することができる。
【００８３】
金属部材１０は、樹脂部材２０から受け取った熱を放熱する放熱部である。金属部材１０は、金属部材１０の外部に熱を放出するものであればよい。したがって、金属部材１０が他の部品と接触して、その部品に熱を送ってもよい。熱の伝達を円滑に進めるために、金属部材１０の熱伝導率は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上４００Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。より好ましくは、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上４００Ｗｍ・Ｋ／以下である。なお、上記のような熱伝導率の条件を満たす金属としては、アルミダイカスト、銅等が挙げられる。
【００８４】
ところで、本発明の放熱構造体は樹脂部材２０を備え、樹脂部材２０にはリブやボスが形成される場合が多い。本発明の放熱構造体は、インサート成形法により放熱構造体を製造することができるため、樹脂部材２０の形成と同時にボスやリブを形成することができる。
【００８５】
なお、上記のような配合剤を添加しなくても、上記の熱伝導率を満たす場合には、樹脂部材２０は上記のような配合剤を含まなくてもよい。
【００８６】
なお、金属部材１０、樹脂部材２０の形状は、特に限定されず、放熱構造体の用途等に応じて決定できる。
【００８７】
最後に放熱構造体の用途例について説明する。本発明の放熱構造体の好ましい用途はＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＣ−ＤＣコンバータは、コイルを備え、このコイルが熱源３となる。このコイルは、樹脂部材に巻き付くように接触する。コイルで発生した熱は、樹脂部材に伝達され、さらに、樹脂部材から金属部材に伝達され、最後に放熱構造体の外部に放出される。
【００８８】
ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて樹脂部材２０の形状は、特に限定されず、コイルの巻きやすさ等を考慮して決定される。また、樹脂部材２０を構成する熱可塑性樹脂の種類は、耐熱性、耐ヒートショック性、耐トラッキング性等を考慮して決定される。本用途においては、熱可塑性樹脂としてポリアリーレンサルファイド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂の使用が好ましい。
【００８９】
ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて金属部材１０は、ヒートシンクであることが好ましい。ヒートシンクは、表面積を大きくするために剣山状や蛇腹状の突起物を備える。このような突起物を形成するためには、金属部材１０を構成する材料には、高い熱伝導性以外に、優れた成形性が要求される。高い熱伝導性と優れた成形性とを併せ持つ材料としては、アルミダイカストを挙げることができる。
【実施例】
【００９０】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９１】
＜インサート成形体の製造方法＞
【００９２】
実施例及び比較例で使用したインサート成形体の模式図を図８に示した。（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は斜視図であり、（ｃ）は金属部材である。このインサート成形体を以下の方法で製造した。なお、図中の寸法の単位はｍｍである。
【００９３】
樹脂部材を構成する熱可塑性樹脂組成物として、ポリフェニレンサルファイド系樹脂組成物１（ポリプラスチックス社製、「ＲＳＦ−１０７１９」、熱伝導率；０．４Ｗ／ｍ・Ｋ、以下「０．４Ｗ材」という）、ポリフェニレンサルファイド系樹脂組成物２（ポリプラスチックス社製、「ＲＳＦ−１０３８７」、熱伝導率；２．０Ｗ／ｍ・Ｋ、以下「２Ｗ材」という）を用いた。
【００９４】
金属部材として、アルミダイカストＡＤＣ−１２（熱伝導率；９６Ｗ／ｍ・Ｋ）から構成される板状物を用いた。これら板状の金属部材は、図８（ａ）の斜線で示す部分に接合面を有する。接合面には８個の接合孔が２列に並んでいる。使用した金属部材は、以下の６種類であり、接合孔の形状のみが異なる。
【００９５】
金属部材１：図２に示すような貫通していない接合孔であり、接合孔である凹部の形状は円柱状である。接合孔の開口縁で形成される円の直径は０．５ｍｍである。凹部の底の位置は、は接合孔の深さ方向（孔が延びる方向）の中間である。
金属部材２：図４に示すような貫通した接合孔であり、接合孔である貫通孔の形状は円柱状である。接合孔の開口縁で形成される円の直径は０．５ｍｍである。
金属部材３：図５に示すようなアンカー部を有する接合孔であり、貫通している。貫通孔の形状は、図５と同様に円柱が二つ連なった形状であり、接合面側における接合孔の開口縁で形成される円の直径は０．５ｍｍである。アンカー部の位置は接合孔の深さ方向（孔が延びる方向）の中間である。
金属部材４：図２に示すような貫通していない接合孔であり、接合孔である凹部の形状は円柱状である。接合孔の開口縁で形成される円の直径は１ｍｍである。凹部の底の位置は、は接合孔の深さ方向（孔が延びる方向）の中間である。
金属部材５：図４に示すような貫通した接合孔であり、接合孔である貫通孔の形状は円柱状である。接合孔の開口縁で形成される円の直径は１ｍｍである。
金属部材６：図５に示すようなアンカー部を有する接合孔であり、貫通している。貫通孔の形状は、図５と同様に円柱が二つ連なった形状であり、接合面側における接合孔の開口縁で形成される円の直径は１ｍｍである。アンカー部の位置は接合孔の深さ方向（孔が延びる方向）の中間である。
【００９６】
各金属部材について、面積Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、及び割合Ｓ２／Ｓ１、Ｓ３／Ｓ１を表１に示した。なお、上記の通り、面積Ｓ１は金属部材における樹脂部材との接合面の外周で囲われる面積を指すため、接合孔の開口の面積によらない。
【表１】
2013031943.tif 000003
【００９７】
これらの金属部材をそれぞれ金型に配置し、インサート成形を行った。成形条件は以下の通りである。インサート成形体の形状は図８に示す通りである。
［成形条件］
成形機：ソディックＴＲ−４０ＶＲ（縦型成形機）
シリンダー温度：３１０℃−３２０℃−３１０℃−２９０℃
金型温度：１６０℃
射出速度：１００ｍｍ／ｓ
保圧力：９８ＭＰａ×５秒
【００９８】
＜評価＞
上記の方法で作成したインサート成形体について、接合部分の密着強度、及び熱伝導性の評価を行った。具体的な評価方法は以下の通りである。
【００９９】
［密着強度］
密着強度の評価は、測定機器としてテンシロンＵＴＡ−５０ｋＮ（オリエンテック社製）を使用し、測定速度が１ｍｍ／分の条件で行った。また、評価は図９に示すように、インサート成形体又は接着体を台座上に配置し、矢印方向（台座の表面に対して垂直方向）に引っ張ることで接着強度を測定した。測定結果を表２に示した（３回の平均）。密着強度の単位はＮである。なお、表２は樹脂部材が２Ｗ材のものと、０．４Ｗ材のものとに分けてまとめた。表中の金属部材は、サンプルのインサート成形体に使用した金属部材を示す。例えば、表中の金属部材１は金属部材１を使用して作製されたインサート成形体を指す。
【表２】
2013031943.tif 000004
※インサート成形体を金型から離型する際に、金型側に樹脂部材の一部が残り剥離したため測定を行わなかった。
【０１００】
表２に示す通り、特定の大きさの接合孔を金属部材に形成することで、金属部材と樹脂部材との密着性を向上させることができる。また、この密着力向上の効果は、インサート成形体をアニール処理しなくても奏する。また、接合孔が貫通孔である場合や、アンカー部が形成された接合孔であれば、密着力はさらに向上する。
【０１０１】
［熱伝導性の評価］
図１０に示すように樹脂部材を切断し、樹脂部材の切断面に高熱伝導グリース（ＡＳ−０４／Ａｉｎｅｘ社製）を塗布し、ヒーターに接触させた。なお、金属部とヒーターとの最短距離が１０ｍｍになるようにサンプルを作製した。
【０１０２】
図１０に示すように１５０℃、２０分の条件で加熱後のサンプル全体の温度を測定した。測定は、赤外線サーモグラフィー（株式会社チノー製、「ＴｈｅｒｍａＣＡＭ  ＣＰＡ−７８００」）を用いた。結果を図１１に示した。
【０１０３】
図１１の結果から、特定の接合孔を形成することで、樹脂部材と金属部材との間の熱伝導性は満足するレベル（接着体を使用したものと同等レベル）であり、樹脂材料として、熱伝導性の良い材料を使用した方が、熱伝導が良好なことも確認できた。
【符号の説明】
【０１０４】
１        インサート成形体
１０      金属部材
１１      接合面
１２      接合孔
２０      樹脂部材
２１      樹脂側接合面
２２      凸部
２        放熱構造体
３        熱源
【図１】
2013031943.tif 000005
【図２】
2013031943.tif 000006
【図３】
2013031943.tif 000007
【図４】
2013031943.tif 000008
【図５】
2013031943.tif 000009
【図６】
2013031943.tif 000010
【図７】
2013031943.tif 000011
【図８】
2013031943.tif 000012
【図９】
2013031943.tif 000013
【図１０】
2013031943.tif 000014
【図１１】
2013031943.tif 000015