特開 2025-6937 樹脂モールド構造、インサートモールド部品、及びインサートモールド部品用のインサート部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025006937

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】樹脂モールド構造、インサートモールド部品、及びインサートモールド部品用のインサート部材

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/26 20060101AFI20250109BHJP

   B29C 33/12 20060101ALI20250109BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20250109BHJP

   B23K 26/384 20140101ALN20250109BHJP

【ＦＩ】

B29C45/26

B29C33/12

B29C45/14

B23K26/384

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023107990

(22)【出願日】2023-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】池田 宇亨

(72)【発明者】

【氏名】山下 七重

(72)【発明者】

【氏名】杉村 禎昭

(72)【発明者】

【氏名】河野 務

【テーマコード（参考）】

4E168

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4E168AD14

4E168CB03

4E168DA32

4E168DA43

4E168JA02

4E168JA04

4E168JA06

4E168JA15

4F202AD03

4F202AD04

4F202AD24

4F202AG28

4F202AH33

4F202CA11

4F202CB01

4F202CB12

4F202CK12

4F202CQ01

4F206AD03

4F206AD04

4F206AD24

4F206AG28

4F206AH33

4F206JA07

4F206JB12

4F206JL02

4F206JQ81

(57)【要約】

【課題】インサートモールド部品を構成するインサート部材と樹脂との間における接合強度を高める。
【解決手段】樹脂モールド構造は、インサート部材１００を樹脂２００でインサートモールドして形成された構造であって、インサート部材１００の所定の面には、第１の凹部１１０及び第２の凹部１２０が設けられ、第１の凹部１１０と第２の凹部１２０とは、連通し、第１の凹部１１０及び第２の凹部１２０には、樹脂２００が進入している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インサート部材を樹脂でインサートモールドして形成された構造であって、
前記インサート部材の所定の面には、第１の凹部及び第２の凹部が設けられ、
前記第１の凹部と前記第２の凹部とは、連通し、
前記第１の凹部及び前記第２の凹部には、前記樹脂が進入している、樹脂モールド構造。

【請求項2】

前記第１の凹部の内壁には、突起部が形成されている、請求項１記載の樹脂モールド構造。

【請求項3】

前記第１の凹部及び前記第２の凹部の開口部の周縁部には、突起部が形成されている、請求項１記載の樹脂モールド構造。

【請求項4】

前記第１の凹部の前記内壁に形成された前記突起部の体積は、前記第２の凹部の先端部の体積の５０％以上である、請求項２記載の樹脂モールド構造。

【請求項5】

前記インサート部材の前記所定の面には、前記第１の凹部及び前記第２の凹部の少なくともいずれか一方に連通する一つ以上の他の凹部が設けられている、請求項１記載の樹脂モールド構造。

【請求項6】

前記インサート部材の前記所定の面は、一つの平らな面で構成され、
前記第１の凹部及び前記第２の凹部は、前記一つの平らな面に設けられている、請求項１記載の樹脂モールド構造。

【請求項7】

前記インサート部材の前記所定の面は、二つの平らな面を含み、
前記第１の凹部は、前記二つの平らな面の一方に設けられ、
前記第２の凹部は、前記二つの平らな面の他方に設けられている、請求項１記載の樹脂モールド構造。

【請求項8】

前記インサート部材の前記所定の面は、もう一つの平らな面を更に含み、
前記もう一つの平らな面には、もう一つの凹部が設けられ、
前記もう一つの凹部は、前記第１の凹部及び前記第２の凹部の少なくともいずれか一方に連通している、請求項７記載の樹脂モールド構造。

【請求項9】

インサート部材と、
樹脂と、を含み、
前記インサート部材を前記樹脂でインサートモールドして形成された構造を有し、
前記インサート部材の所定の面には、第１の凹部及び第２の凹部が設けられ、
前記第１の凹部と前記第２の凹部とは、連通し、
前記第１の凹部及び前記第２の凹部には、前記樹脂が進入している、インサートモールド部品。

【請求項10】

所定の面に第１の凹部及び第２の凹部が設けられ、
前記第１の凹部と前記第２の凹部とは、連通し、
前記第１の凹部及び前記第２の凹部には、インサートモールドにより樹脂が進入する、インサートモールド部品用のインサート部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、樹脂モールド構造、インサートモールド部品、及びインサートモールド部品用のインサート部材に関する。

【背景技術】

【0002】

電子製品等においては、金属やセラミック等のインサート部材の一部にレーザ加工等により凹部を設け、インサートモールドすることで、モールド樹脂との接合強度を向上した構造が用いられている。

【0003】

特許文献１には、インサート金属部材の表面に、所定のスポット径を有するレーザ光を照射することにより、複数の凹陥部を表面に形成して複数の波頭状の延出部を備えた粗面化領域を形成し、その粗面化領域に樹脂部材が成形されてなる金属樹脂複合成形体が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－５６７３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のインサートモールド部品に用いられるインサート部材においては、凹部が一方向のレーザ光の照射により形成されるため、凹部が袋小路の形状となっている。このため、モールドの際に、凹部の空気を十分に外部に出すことができない。このため、樹脂を凹部に十分に充填することが困難である。結果として、凹部のアンダーカットとしての機能が十分に発揮されず、凹部に入った樹脂が接合強度の向上に十分に寄与できない状態となる場合がある。

【0006】

特許文献１に記載の金属樹脂複合成形体も、凹部の袋小路の問題を解決するものではなく、改善の余地があると考えられる。

【0007】

本開示の目的は、インサートモールド部品を構成するインサート部材と樹脂との間における接合強度を高めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の樹脂モールド構造は、インサート部材を樹脂でインサートモールドして形成された構造であって、インサート部材の所定の面には、第１の凹部及び第２の凹部が設けられ、第１の凹部と第２の凹部とは、連通し、第１の凹部及び第２の凹部には、樹脂が進入している。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、インサートモールド部品を構成するインサート部材と樹脂との間における接合強度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１のインサートモールド部品を示す斜視図である。

【図2】図１のインサートモールド部品の樹脂モールド構造を示す拡大模式断面図である。

【図3】従来のインサートモールド部品の樹脂モールド構造を示す拡大模式断面図である。

【図4】実施例１の望ましい樹脂モールド構造を示す拡大模式断面図である。

【図5】実施例２のインサートモールド部品の樹脂モールド構造を示す拡大模式断面図である。

【図6】実施例２の望ましい樹脂モールド構造を示す拡大模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本開示の実施例を説明する。実施例については、本開示の内容を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本開示は、他の種々の形態でも実施することが可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。

【0012】

図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本開示は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。

【実施例0013】

図１は、実施例１のインサートモールド部品を示す斜視図である。

【0014】

本図に示すインサートモールド部品は、インサート部材１００が樹脂２００にインサートモールドされた構成を有する。図中、インサート部材１００の右側面及び下面は、外部に露出している。本図においては、インサート部材１００は、四角柱状であり、インサートモールド部品の全体形状も、四角柱状である。ただし、インサート部材１００及びインサートモールド部品の全体形状は、四角柱状に限定されるものではなく、四角柱状以外の多角形の柱状、円柱状、楕円柱状等であってもよい。また、インサート部材１００には、切削加工、打ち抜き加工等の際に形成されたバリ、ダレ等が残存していてもよい。

【0015】

なお、インサート部材１００は、本図に示すような露出面を有する必要はなく、インサートモールド部品の構成がどのようなものであっても本開示のインサートモールド部品としての効果が得られる。

【0016】

インサート部材１００は、金属、セラミック等で構成されている。金属としては、銅、ニッケル、鉄、プラチナ等のいずれかを主成分とする合金が用いられる。ただし、合金の種類は、これらの例に限定されるものではない。セラミックとしては、シリカ、アルミナ等が用いられる。ただし、セラミックの種類は、これらの例に限定されるものではない。また、樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアセタール等が用いられる。ただし、樹脂の種類は、これらの例に限定されるものではない。

【0017】

図２は、図１のインサートモールド部品の樹脂モールド構造を示す拡大模式断面図である。

【0018】

図２においては、インサート部材１００と樹脂２００との接合部（境界部分）を示している。

【0019】

当該接合部を構成するインサート部材１００の平らな表面（一つの平らな面）には、第１の凹部１１０及び第２の凹部１２０が形成されている。第１の凹部１１０及び第２の凹部１２０はそれぞれ、異なる方向から照射されたレーザにより形成されている。また、第１の凹部１１０と第２の凹部１２０とは、空間的に交わり、部分的に空間を共有している。この空間は、ブリッジ１３０に覆われている。言い換えると、第１の凹部１１０と第２の凹部１２０とは、連通している。

【0020】

ここで、平らな面とは、例えば、図1の四角柱状のインサート部材１００の場合は、四角柱を構成する一つの平面をいう。このような平面は、いくつかの稜線（四角柱の場合は四本の稜線）により囲まれている。また、インサート部材１００が円柱状の場合は、円形の底面は言うまでもなく平らな面である。円柱の側面も、稜線が存在しない凸面であり、当該側面を部分的に見ると、ほぼ平らな面と言ってよい。

【0021】

まとめると、本明細書において「平らな面」とは、巨視的には稜線及び頂点を含まない面をいい、凸面及び凹面を含むものとする。

【0022】

なお、インサート部材１００には、切削加工、打ち抜き加工等の際に形成されたバリ、ダレ等が残存している場合もあるため、実際の平らな面にバリ、ダレ等が存在してもよく、稜線及び頂点のいずれかにバリ、ダレ等が存在してもよい。

【0023】

第１の凹部１１０及び第２の凹部１２０には、樹脂２００が充填されている。

【0024】

また、第１の凹部１１０の入口部分である第１の開口部の周縁部には、第１のバリ１１１が形成されている。一方、第２の凹部１２０の入口部分である第２の開口部の周縁部には、第２のバリ１２１が形成されている。さらに、第１の凹部１１０の内壁には、第３のバリ１２２が形成されている。なお、「バリ」は、「突起部」とも呼ぶ。

【0025】

レーザ照射は、まず、第１の凹部１１０を形成する方向から行う。この際、第１のバリ１１１が形成される。つぎに、第２の凹部１２０を形成する方向から行う。この際、第２のバリ１２１が形成される。また、第２の凹部１２０を形成するレーザは、既存の第１の凹部１１０の内壁面にも当たる。これにより、第３のバリ１２２が形成される。まとめると、第３のバリ１２２は、第１の凹部１１０を形成した後、第２の凹部１２０を形成することにより形成される。

【0026】

インサート部材１００にレーザを照射すると、照射された部分の温度が瞬間的に上昇し、インサート部材１００の一部が溶融・蒸発して凹部が形成されるとともに、溶融・蒸発したインサート部材１００が空気又は近くのインサート部材１００により瞬間的に冷却され、インサート部材１００に付着し、バリとなる。

【0027】

第１の凹部１１０と第２の凹部１２０とが連通しているため、樹脂が充填される際、樹脂が進入しやすく、凹部の空気が排出されやすくなっている。言い換えると、凹部の袋小路の体積が小さく、凹部の多くの空気が樹脂に押し出されやすくなっている。これにより、樹脂の充填が促進される。

【0028】

第１の凹部１１０及び第２の凹部１２０に樹脂が充填されやすいこと、第１の凹部１１０及び第２の凹部１２０が連通した部分で樹脂が結合すること（言い換えると、ブリッジ１３０がアンダーカットとなること）、並びに第１のバリ１１１、第２のバリ１２１及び第３のバリ１２２が樹脂２００との接触面積を増大させることから、インサート部材１００と樹脂２００との間の接合強度を向上させることができる。なお、ブリッジ１３０は、バリに比べ、アンダーカットとして体積が大きいため、接合強度の向上への寄与が大きい。

【0029】

なお、本図においては、第１の凹部１１０及び第２の凹部１２０を一組だけ示しているが、実際には、これらの組を縦横に配置している。これらの組は、規則的に配置してもよいし、不規則に配置してもよい。また、これらの組の間隔は、特に限定されるものではなく、必要があれば、隣の組の開口部が重なる程度に密に配置してもよい。

【0030】

また、本実施例においては、一組における凹部の数が二つの場合を示しているが、本開示の樹脂モールド構造は、これに限定されるものではなく、一組における凹部の数が三つ以上であってもよい。言い換えると、第１の凹部１１０及び第２の凹部１２０の少なくともいずれか一方に連通する一つ以上の他の凹部が設けられている構成であってもよい。連通する凹部の数が多ければ、凹部の内部における樹脂の形状が複雑になり、バリの数が多くなり、バリの向きも多様になるため、樹脂が充填されやすくなり、接合強度を更に向上させることができる。

【0031】

レーザのスポット径は、１０μｍ～１００μｍ程度が望ましい。また、レーザは、パルス状に照射することが望ましい。

【0032】

上記の凹部の組を規則的に配置する場合、例えば、まず、レーザ装置を移動しながら、表面に対して同一の角度でパルス状のレーザ照射を行うことにより、複数の第１の凹部１１０を形成する。つぎに、角度を変更し、その角度でレーザ装置を移動しながら、パルス状のレーザ照射を行うことにより、複数の第２の凹部１２０を形成する。

【0033】

本実施例においては、凹部の形成をレーザにより行った場合を示しているが、本開示の樹脂モールド構造は、これに限定されるものではなく、凹部の形成をドリル加工や打ち抜き加工により行ってもよい。

【0034】

（比較例）
図３は、比較例である従来のインサートモールド部品の樹脂モールド構造を示す拡大模式断面図である。

【0035】

本図に示すように、従来のインサートモールド部品の樹脂モールド構造においては、インサート部材１００の表面の一か所について、一つの凹部３１０が形成されている。この場合においては、その表面に対して垂直な方向から一回のレーザ照射を行うことにより、一つの凹部３１０が形成される。これに伴い、凹部３１０の入口部分である開口部には、バリ３１１が形成される。

【0036】

本比較例の樹脂モールド構造においては、樹脂２００が充填される際、凹部３１０に空気が残りやすく、樹脂２００が進入しにくくなっている。このため、インサート部材１００と樹脂２００との間の接合強度が十分高くならない場合がある。

【0037】

つぎに、実施例１の望ましい構成について説明する。

【0038】

図４は、実施例１の望ましい樹脂モールド構造を示す拡大模式断面図である。

【0039】

本図においては、図２の第２の凹部１２０の先端部及び第３のバリ１２２に該当する部分にハッチングを施している。点線で表す境界は、第１の凹部１１０において第２の凹部１２０の先端部及び第３のバリ１２２が形成されていない状態における第１の凹部１１０の内壁面に対応している。言い換えると、第２の凹部１２０の先端部は、第２の凹部１２０のうち、第１の凹部１１０の内壁面より奥の部分である。

【0040】

前述のように、レーザ加工においては、レーザの照射により、凹部が形成される前に凹部に存在したインサート部材が溶融・蒸発して移動し、バリとなる。このため、凹部の体積とバリの体積との間には相関がある。

【0041】

レーザ加工の条件を調節することにより、第３のバリ１２２の体積が、第２の凹部１２０の先端部の体積の５０％以上となるようにすることが望ましい。この場合に、第３のバリ１２２の体積が第２の凹部１２０の先端部の体積の１００％になったとしても、第３のバリ１２２は、分散して配置されるため、第１の凹部１１０が閉塞してしまうことはないと考えられる。これにより、第２の凹部１２０の先端部と第３のバリ１２２とで形成される立体構造における空間に樹脂２００が進入し、更に接合強度を高めることができる。

【実施例0042】

図５は、実施例２のインサートモールド部品の樹脂モールド構造を示す拡大模式断面図である。

【0043】

本図においては、インサート部材１００の稜線部又は頂点と樹脂２００との接合部（境界部分）を示している。以下の説明においては、図２と同様の構成についての説明は省略する。

【0044】

当該接合部を構成するインサート部材１００の稜線部においては二つの平らな表面が、頂点においては三つの平らな表面が交わっている。そして、図５に示すように、一方の表面には第１の凹部１１０が、他方の表面には第２の凹部１２０が形成されている。第１の凹部１１０及び第２の凹部１２０はそれぞれ、異なる方向から照射されたレーザにより形成されている。第１の凹部１１０と第２の凹部１２０とは、連通している。また、ブリッジ１３０は、インサート部材１００の稜線部又は頂点を含む。

【0045】

なお、上記の頂点は、本図に示す二つの平らな面に加え、図示していないもう一つの平らな面が交わる構成である。この場合、もう一つの平らな面には、もう一つの凹部が設けられている。そして、もう一つの凹部は、第１の凹部１１０と第２の凹部１２０の少なくともいずれか一方に連通している。

【0046】

なお、本明細書において、交わっている「二つの平らな面」とは、巨視的には稜線及び頂点を含まない二つの面が交わって稜線を形成した状態をいい、交わっている「三つの平らな面」とは、巨視的には稜線及び頂点を含まない三つの面が交わって稜線及び頂点を形成した状態をいう。

【0047】

本実施例においても、実施例１と同様に、インサート部材１００と樹脂２００との間の接合強度を向上させることができる。

【0048】

図６は、実施例２の望ましい樹脂モールド構造を示す拡大模式断面図である。

【0049】

本図においては、図５の第２の凹部１２０の先端部及び第３のバリ１２２に該当する部分にハッチングを施している。

【0050】

図６においても、実施例１の図４と同様に、凹部の体積とバリの体積との間に相関があることを示している。

【0051】

本実施例においても、レーザ加工の条件を調節することにより、第３のバリ１２２の体積が、第２の凹部１２０の先端部の体積の５０％以上となるようにすることが望ましい。