板金インサート成形品の製造方法、および電子機器
【課題】樹脂部材のひずみを低減し、反り変形やクラック発生を抑制できる、板金インサート成形品を提供する。
【解決手段】この板金インサート成形品１０の製造方法は、金属板１の周囲に沿って樹脂部材６を一体化した板金インサート成形品１０を成形する方法であって、畝形状を形成する工程と、切り欠きを形成する工程と、金属板１を金型に設置する工程と、金属板１と樹脂とを一体化する工程とを備える。畝形状は、樹脂部材６が設けられる金属板１の第一端部から、第一端部と対向する金属板１の第二端部に向かって、金属板１を横断している。切り欠きは、畝形状の両端を金属板１の第一端部および第二端部から離している。金属板１と樹脂部材６とは、樹脂を射出成形して、一体化されている。
【解決手段】この板金インサート成形品１０の製造方法は、金属板１の周囲に沿って樹脂部材６を一体化した板金インサート成形品１０を成形する方法であって、畝形状を形成する工程と、切り欠きを形成する工程と、金属板１を金型に設置する工程と、金属板１と樹脂とを一体化する工程とを備える。畝形状は、樹脂部材６が設けられる金属板１の第一端部から、第一端部と対向する金属板１の第二端部に向かって、金属板１を横断している。切り欠きは、畝形状の両端を金属板１の第一端部および第二端部から離している。金属板１と樹脂部材６とは、樹脂を射出成形して、一体化されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板金インサート成形品の製造方法、および電子機器に関し、特に、携帯機器などの電子機器で使用される板金インサート成形品の製造方法、およびその製造方法により製造された板金インサート成形品を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
板金インサート成形品は、板金と樹脂とをインサート成形により一体に形成した製品であり、強度を保ちながら薄い構造体となることから、携帯電話などの携帯機器で使われる。たとえば特許文献１には、インサート成形によって板金の周囲を樹脂で囲んだ複合筐体を使用した携帯電話が示されている。
【０００３】
このようなインサート成形に関する技術として、たとえば特許文献２には、金属板の樹脂部に埋没される部分をあらかじめ断面略波形形状に形成し、波形形状部の縦壁部に連通穴を貫通形成することが示されている。波形形状部の頂部が外部に露出し、かつ樹脂層と面一状態となるようにインサート成形し、連通穴を通して金属板と樹脂層を相互に接続し、一体化している。
【０００４】
特許文献３には、金型において、熱媒体発生装置に接続され、金型内に導入した熱媒体によって、金型内に置かれたインサート部材を、樹脂の熱変形温度以上に加熱し、樹脂を射出成形する方法が示されている。
【０００５】
特許文献４には、略Ｌ字状のバスバーの一部を樹脂固定部に埋設し、他の部分を樹脂固定部の表面に沿うインサート成形品の製造方法が示されている。この製造方法では、インサート成形後に成形品の熱収縮によって表面に沿う部分のバスバー部分と樹脂固定部とが離間することを防止するため、あらかじめ熱収縮による固定部材の変形に対応してバスバーを余分に折り曲げておき、射出成形にあたって溶融樹脂により接続部を埋設部から離れる方向に向かって弾性変形させながら金型の内壁に押し付ける。
【特許文献１】特開２００７−１８９３６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２６０７２０号公報
【特許文献３】特開平１１−１０５０７６号公報
【特許文献４】特開平１０−２４９８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、樹脂の成形収縮率は、金属の熱膨張率に基づくインサート部材の収縮率より大きい。このため、金属板をインサート部材として、その金属板の周囲を樹脂部材が取り囲むように一体化成形する場合、インサート部材の収縮量より樹脂部材の収縮量が大きくなる。その結果、インサート部材がない場合に比較して、樹脂およびインサート部材のひずみが増大するため、樹脂にクラックが発生したり、成形品に反り変形が起こることが多い。
【０００７】
ここでいう成形収縮とは、成形加工において、材料樹脂の冷却固化過程または硬化過程で生じる、成形品の寸法収縮を意味する。成形収縮率とは、常温での金型寸法と、成形品の成形収縮が始まって一定期間経過後、すなわち収縮変化が収まった後に測定された成形品寸法とを比較したものであって、金型寸法から成形品寸法を減じた差を金型寸法で除した値、すなわち（金型寸法−成形品寸法）／金型寸法で表される。
【０００８】
金属板に波形形状を形成する方法では、樹脂と金属板は強固に接続されるが、金属と樹脂との収縮率差は解消されないため、反り変形やクラックの発生を低減することには繋がらない。金型内でインサート部材を加熱する方法は、金属の収縮量が増大し、樹脂の収縮量に近づくため、反り変形やクラックが防止されるとしている。しかし、金型にインサート部材を加熱する機構を作り込む必要があるため、金型が複雑化し、コスト増大を招く。
【０００９】
また、特許文献４のように樹脂に埋没される部分を変形した構造ではこれらのひずみやそりを防ぐことはできない。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、特にインサート部材となる金属板にわずかな改良を加えるだけで上記の問題を解消できる、板金インサート成形品の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る板金インサート成形品の製造方法は、金属板の周囲に沿って樹脂部材を一体化した板金インサート成形品を成形する方法であって、畝形状を形成する工程と、切り欠きを形成する工程と、金属板を金型に設置する工程と、金属板と樹脂とを一体化する工程とを備える。畝形状は、樹脂部材が設けられる金属板の第一端部から、第一端部と対向する金属板の第二端部に向かって、金属板を横断している。切り欠きは、畝形状の両端を金属板の第一端部および第二端部から離している。金属板と樹脂とは、樹脂を射出成形して、一体化されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の板金インサート成形品の製造方法によると、樹脂部材が成形収縮するときに、金属板に形成された畝形状の畝幅が小さくなることによって、金属板の寸法がわずかに収縮する。この金属板の収縮によって、樹脂の成形収縮率と熱膨張率に基づく金属板の収縮率との差が小さくなる。したがって、樹脂のひずみを低減できるので、板金インサート成形品の反り変形や、樹脂部材へのクラック発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の板金インサート成形品の製造方法を示す流れ図である。図２〜図７は、図１に示す板金インサート成形品の製造方法の各工程を説明するための図である。図１〜図７に基づいて、実施の形態１の板金インサート成形品の製造方法を説明する。
【００１５】
まず工程（Ｓ１）において、インサート部材として用いられる板金としての、金属板を準備する。たとえばＪＩＳ（日本工業規格）ＳＵＳ３０４製の薄い金属板を準備することができる。次に工程（Ｓ２）において、金属板に第一の畝形状を形成する。次に工程（Ｓ３）において、金属板に第二の畝形状を形成する。
【００１６】
畝形状について以下に説明する。図２は、インサート部材として用いられる金属板の斜視図である。図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う金属板の断面図である。図２および図３に示すように、金属板１には、畝形状２が形成されている。畝形状２は、たとえば金属板１の裏面１ｂ側から表面１ａ側へプレス金型が押し付けられて金属板１を折り曲げるプレス加工によって、形成することができる。畝形状２が形成されている部分では、金属板１の裏面１ｂが窪み、表面１ａが突起している。畝形状２の断面は、ベル形状とされている。
【００１７】
金属板１は、図２に示すように平面形状が略長方形状に形成されている。この長方形の一辺が延びる第一の方向に沿うように、金属板１の表面に第一の畝形状２ａが形成されている。また、上記長方形の一辺と直交する他辺が延びる第二の方向に沿うように、金属板１の表面に第二の畝形状２ｂが形成されている。第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとは、直交するように形成されている。
【００１８】
畝形状２は、長方形状の金属板１の対向する２辺にほぼ跨るように形成されている。畝形状２は、金属板１の一方の端部である第一端部から、当該第一端部と対向する金属板１の他方の端部である第二端部に向かって延びており、金属板１を横断するように形成されている。図２に示す金属板１において、第一の畝形状２ａは、長方形状の金属板１の上辺と下辺とを結ぶように延在している。第二の畝形状２ｂは、長方形状の金属板１の左辺と右辺とを結ぶように延在している。
【００１９】
ここで、図２に示すように金属板１の平面形状は略長方形状に形成されているが、畝形状２の両端には後述する切り欠き３が形成されているために、畝形状２の端部は厳密には上記長方形の辺まで達していない。ただし、畝形状２の端部は、金属板１の長方形の辺から長方形の内側へ向かって形成された切り欠き３の最深部に達している。切り欠き３の最深部を金属板１の端部と考えると、実施の形態１の畝形状２は金属板１の一方の端部から他方の端部にまで亘って形成されており、畝形状２は金属板１を横断して形成されているといえる。
【００２０】
また、金属板１の端部からわずかな距離を隔てる金属板１の内側にまで畝形状２の端部が達するように、畝形状２が形成されていても、後述する金属板１を容易に変形させられるという本発明の効果を得られる。つまり、畝形状２の端部が厳密に金属板１の端部にまで到達していなくても、金属板１を横断するように設けられている本発明の畝形状２に含まれるものとする。
【００２１】
図２に示すように、第一の畝形状２ａは、金属板１の縦方向を長手方向として、２本形成されている。第二の畝形状２ｂは、金属板１の横方向を長手方向として、２本形成されている。畝形状２の本数はこれらに限られるものではなく、１本の畝形状２が形成されていてもよく、さらに多数の３本以上の畝形状２が形成されていてもよい。
【００２２】
図１に戻って、次に工程（Ｓ４）において、金属板１に切り欠き３を形成する。図２に示すように、切り欠き３は、畝形状２の両端が形成されている金属板１の端部に設けられている。切り欠き３の切り欠き幅が畝形状２の畝幅よりも大きくなるように、切り欠き３は形成されている。畝形状２の端部は、幅方向の全部において、切り欠き３に面している。そのため畝形状２は、金属板１の端部にない構造となっている。畝形状２の両端は、金属板１の第一端部および第二端部から離されている。
【００２３】
次に工程（Ｓ５）において、金属板１を貫通する貫通孔５を形成する。貫通孔５は、第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとの交差部に形成される。貫通孔５の径の寸法が、第一の畝形状２ａの畝幅よりも大きく、かつ第二の畝形状２ｂの畝幅よりも大きくなるように、貫通孔５は形成されている。貫通孔５は、第一の畝形状２ａの畝幅および第二の畝形状２ｂの畝幅よりも大径である。この貫通孔５によって、第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとは連続せず、相互に独立する構造となる。第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとはいずれも、複数個の畝部に分断され、それぞれの畝部は不連続となっている。
【００２４】
貫通孔５は、平面形状が円形である丸孔として形成することができる。また、貫通孔５のうちの特定の一の貫通孔を丸孔として形成して、当該一の貫通孔に隣接する他の貫通孔を、一の貫通孔の中心点と他の貫通孔の中心点とを結ぶ方向に長径を有する、長円形の孔としてもよい。たとえば一の貫通孔の横隣の貫通孔を横方向に長円形の孔とし、一の貫通孔の縦隣の貫通孔を縦方向に長円形の孔とし、一の貫通孔の斜め隣の貫通孔を当該斜め方向に長円形の孔として形成してもよい。
【００２５】
図１に戻って、次に工程（Ｓ６）において、折り曲げ部４を設ける。折り曲げ部４は、金属板１の端部が折り曲げられて形成されている。折り曲げ部４の延在方向は、金属板１において畝形状２および折り曲げ部４が形成されていない部分である平板形状の延在方向と、交差している。（Ｓ１）〜（Ｓ６）の工程によって、本実施の形態のインサート成形においてインサート部材として用いられ得る形状に加工された、図２に示す金属板１が得られる。
【００２６】
次に工程（Ｓ７）において、金属板１を、射出成形機に取り付けられた金型に設置する。図４は、金属板が金型に設置される状態を示す断面模式図である。図４に示すように、射出成形時の樹脂の通路として、金型２０ａにノズル２２およびスプルー２３が形成されており、金型２０ｂにランナー２４およびゲート部２５が形成されている。
【００２７】
金属板１は、金型２０ｂと金型２０ｃとによって挟まれるように、金型の内部に設置される。金属板１に形成された貫通孔５に、金型に形成された位置決めピンを貫通させることにより、金属板１を位置決めしつつ金型に設置することができる。金型の内部に設置され型締めされた状態の金属板１では、畝形状２が押し広げられている。金属板１は、畝形状２を押し広げた状態で、金型に設置される。たとえば、型締め時に畝形状２の高さ方向の５０％が押しつぶされるように、金属板１と金型とを設定することができる。
【００２８】
畝形状２が押し広げられることにより、金属板１は面方向にわずかに延びる。このとき貫通孔５が上述の通り長円形穴に形成されていれば、位置決めピンによって位置決めされた金属板１の伸びが妨げられないため好ましい。
【００２９】
次に工程（Ｓ８）において、樹脂材料２９を金型に射出して、樹脂材料２９の射出成形を行なう。図５は、金型に樹脂が射出される状態を示す断面模式図である。加熱溶融され流動性を向上された樹脂材料２９は、シリンダ２１から金型内部へ射出される。金型への溶融材料の注入は、スクリューまたはプランジャーの前進圧力によって行なうことができる。樹脂材料２９は、ノズル２２、スプルー２３、ランナー２４およびゲート部２５を経由して、成形品部２６に注入され、成形品部２６の内部全体に充填される。
【００３０】
畝形状２が押し広げられている状態で、インサート部材としての金属板１の周囲に、樹脂材料２９が射出される。金属板１の一部は、成形品部２６に充填された樹脂材料２９の内部に埋め込まれる。このようにインサート成形が行なわれて、金属板１と樹脂材料２９とが一体化される。
【００３１】
次に工程（Ｓ９）において、樹脂材料２９を冷却して固化させる。シリンダ２１から金型内部に注入される樹脂は、金型２０ｂ，２０ｃに形成された成形品部２６に至り、冷却固化されて板金インサート成形品の樹脂部材となる。
【００３２】
次に工程（Ｓ１０）において、樹脂材料２９を金型温度近くにまで冷却した後、型開きし、金型から取り出して、板金インサート成形品１０が得られる。図６は、板金インサート成形品の断面図である。図７は、板金インサート成形品の斜視図である。図６および図７に示す板金インサート成形品１０では、金型に射出された溶融状態の樹脂材料２９が硬化した樹脂部材６が、金属板１の周囲に沿って、金属板１と一体化されている。図７に示す板金インサート成形品１０では、金属板１の周囲が樹脂部材６で囲まれて成形された形状となっている。
【００３３】
金属板１の縁部分に形成された折り曲げ部４は、板金インサート成形品１０において樹脂部材６の内部にあって、樹脂部材６に埋没している。折り曲げ部４が形成された金属板１の周辺部において、樹脂部材６に金属板が保持されている。折り曲げ部４は、樹脂部材６に覆われている。また、金属板１の端部における樹脂部材６に埋め込まれる部分は、切り欠き３が形成されている金属板１の周辺部までに留まっている。つまり、金属板１に形成された畝形状２の端部は、樹脂部材６で覆われていない。
【００３４】
このようにして製造された実施の形態１の板金インサート成形品１０において、金属板１に形成された畝形状２は、金属の特性により、たとえばスプリングのような、弾性部材としての効果を有している。つまり、畝形状２を形成したことにより、金属板１は、弾性部材により連結された複数の部分に分断された構造となる。
【００３５】
板金インサート成形品１０を金型から取り出したとき、押し広げられていた畝形状２が元に近い形状にスプリングバックして戻るため、金属板１の寸法がわずかに収縮し、樹脂との収縮差を補償する。つまり、樹脂材料２９の成形収縮率は金属板１の熱収縮率よりも大きいため、樹脂材料２９が成形収縮により変化する寸法は金属板１が熱収縮により変化する寸法に対して大きい。しかし金属板１は、畝形状２のスプリングバックにより収縮するように寸法が変化する。金属板１には、熱収縮とスプリングバックの作用とによって、樹脂材料２９が成形収縮する寸法変化量により近い量の、寸法変化が発生する。なおスプリングバックとは、離型により力が除かれたとき材料の弾性変形分が弾性的に元の形状に回復（弾性回復）しようとする現象をいう。
【００３６】
このように、金属板１は、インサート成形時に樹脂の成形収縮により金属板１および樹脂に生じる応力を緩和することができる。略平板形状の金属板１の平面形状に沿って生じる応力を緩和可能な応力緩和部としての畝形状２が、金属板１に設けられている。したがって、実施の形態１の樹脂部材６では、樹脂部材６と金属板１との寸法差に起因して発生する、ゆがみやねじれの量が小さくなる。その結果、板金インサート成形品１０の反り変形や樹脂部材６へのクラック発生が抑制される。
【００３７】
略平板形状の金属板１の端部のみが樹脂部材６により覆われる場合には、金属板１と樹脂部材６との熱膨張率の違いによって、反り変形やクラックが特に発生しやすい。実施の形態１の板金インサート成形品１０では、金属板１に弾性部材の効果を有する畝形状２を設けたことにより、金属板１の周囲のみが樹脂部材６に覆われる影響を低減できる。
【００３８】
また、実施の形態１では、互いに直交する第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとを形成したので、二次元的に応力の影響を低減できる。特に金属板１の平面形状の面積が大きい場合に効果が大きい。なお、平面的に金属と樹脂の収縮差を補償するためには、直交する二方向に畝形状２が形成されている金属板１がより好ましいが、畝形状２は必ずしも直交する必要はない。金属板１の表面が延在する平面上における交差する複数方向に沿う複数の畝形状２が形成されていれば、金属板１は二次元的に収縮することができるので、平面的に金属と樹脂との収縮差を補償することができる。
【００３９】
樹脂部材６に取り囲まれる金属板１が細長い形状であれば、樹脂の寸法変化のより大きい一方向である金属板１の長手方向のみに、畝形状２が形成されていてもよい。
【００４０】
また、樹脂部材６が金属板１を取り囲んでおらず、金属板１の周囲の一部のみに沿って樹脂部材６が金属板１と一体化されている場合、樹脂部材６に保持されている金属板１の端部と交差する方向に畝形状２が形成されていればよい。たとえば金属板１の略直線状の端部に沿って樹脂部材６が設けられる場合、当該直線と交差する（典型的には直交する）方向に長手方向を有する畝形状２を形成すればよい。このように畝形状２を形成することにより、金属と樹脂との収縮量差に起因して樹脂部材６に発生しうるひずみを抑制する効果を得ることができる。
【００４１】
また、実施の形態１では、縦横に交差する第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとの交差部に、交差部より大きな貫通孔５が形成され、それぞれの畝形状２が分離されている。したがって、縦方向の第一の畝形状２ａと横方向の第二の畝形状２ｂとは、独立に動くことができ、別個に弾性部材としての効果を発揮できるようになる。そのため、二次元的な応力を緩和する効果がさらに大きい。また、第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとの交差部の形状が複雑にならず、加えて、金属板１を金型へ設置するときの位置決め穴として貫通孔５を使用することもできる。
【００４２】
また、実施の形態１では、樹脂部材６に埋没する金属板の端部は折り曲げ部４となっている。そのため、金属板１と樹脂部材６との密着を強固にするとともに、板金インサート成形品１０の剛性が向上する。
【００４３】
また、実施の形態１では、畝形状２の両端に切り欠き３が形成されている。この切り欠き３により、畝形状２が樹脂部材６の内部に埋め込まれず、畝形状２は樹脂部材６と独立した動きをすることができるので、畝形状２が弾性部材として機能しやすく、応力を緩和する効果が大きい。
【００４４】
インサート成形における加熱時の畝形状２の変形量は、冷却後に畝形状２がもとの（常温時の）形状にもどる程度の変形量にすると、成形後の応力の発生を抑制するという観点から望ましい。また、冷却後も完全にもとに戻らずに、もとの畝形状２よりも少し広がった状態で固定されてもよい。その場合、金属板１には常に周囲に引っ張られる応力がかかるので、平面を保つ効果が高くなる。
【００４５】
畝形状２は、金属板１に生じる応力を緩和可能な応力緩和部としての機能を有するものであればよい。つまり、畝形状２が形成されているために、金属板１は容易に平面形状が収縮する方向に変形可能とされていればよい。たとえば畝形状２において金属板１が相対的に薄肉化されていると、畝形状２がより変形しやすくなるため好ましい。樹脂の成形収縮に伴い金属板１に加えられる応力が、たとえば畝形状２の曲率を大きくし畝幅を小さくするように畝形状２を曲げる作用などにより、金属板１を容易に変形させることができる場合には、金属板１を金型に設置するとき畝形状２を押し広げなくても構わない。
【００４６】
また、樹脂部材６に埋没する金属板１の端部に切り欠き３を設けたので、楔効果により金属板１と樹脂部材６との密着を一層強固とすることができる。
【００４７】
上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、実施の形態１の板金インサート成形品１０の製造方法の特徴的な構成を要約すれば、実施の形態１に従った板金インサート成形品１０の製造方法は、金属板１の周囲に沿って樹脂部材６を一体化した板金インサート成形品１０を成形する方法を実施するものである。
【００４８】
すなわち、実施の形態１の板金インサート成形品１０の製造方法は、畝形状２を形成する工程と、切り欠き３を形成する工程と、金属板１を金型に設置する工程と、金属板１と樹脂材料２９とを一体化する工程とを備える。畝形状２は、樹脂部材６が設けられる金属板１の第一端部としての、図１に示す略長方形状の金属板１の第一の辺から、当該一辺と対向する金属板１の略長方形状の第二の辺に向かって、金属板１を横断している。切り欠き３は、畝形状２の両端を金属板１の上記第一の辺および第二の辺から離している。金属板１と樹脂部材６とは、樹脂材料２９を射出成形して、一体化されている。
【００４９】
このようにすれば、樹脂材料２９が成形収縮するときに、金属板１に形成された畝形状２の畝幅が小さくなることによって、金属板１の寸法がわずかに収縮する。この金属板１の収縮によって、樹脂材料２９の成形収縮率と熱膨張率に基づく金属板１の収縮率との差が小さくなる。したがって、樹脂部材６のひずみを低減できるので、板金インサート成形品１０の反り変形や、樹脂部材６へのクラック発生を抑制することができる。
【００５０】
これまでの説明では、金属板１は主として平面形状を有する場合としたが、曲面の金属板１に対しても同様に畝形状２を形成することで、その曲面の変形や樹脂部のクラックを抑制する効果が得られる。
【００５１】
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２の金属板の断面図である。図８に示す金属板の断面は、図３の断面図と同様に、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う金属板の断面である。図８に示すように、金属板１の畝形状２は、断面形状が三角形状であるように形成されている。実施の形態２のその他の構成は、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００５２】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３の金属板の断面図である。図９に示す金属板の断面は、図３の断面図と同様に、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う金属板の断面である。図９に示すように、金属板１の畝形状２は、断面形状が台形形状であるように形成されている。実施の形態３のその他の構成は、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００５３】
実施の形態１〜３に示すように、畝形状２は、金属板１をその平面形状が収縮する方向に容易に変形可能とするものであれば、どのような形状に設けられてもよい。
【００５４】
（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４の金属板の平面形状の一部を示す模式図である。図１０に示すように、実施の形態４の金属板１の端部には、金属板１をその厚み方向に貫通する孔が形成された、貫通孔部７が設けられている。
【００５５】
貫通孔部７が形成されている金属板１の端部は、板金インサート成形品１０において、樹脂部材６の内部に少なくともその一部が埋没している部分である。このように、樹脂部材６の内部にある金属板１の一部に貫通孔部７が形成されているので、金属板１と樹脂部材６との密着がより強固となる。実施の形態４のその他の構成は、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００５６】
（実施の形態５）
図１１は、実施の形態５の金属板の平面形状の一部を示す模式図である。図１１に示すように、実施の形態５の金属板１の端部には、金属板１の端部をその厚み方向に貫通する切り欠きが形成された、切り欠き部８が設けられている。
【００５７】
切り欠き部８が形成されている金属板１の端部は、板金インサート成形品１０において、樹脂部材６の内部に少なくともその一部が埋没している部分である。このように、樹脂部材６にの内部にある金属板１の一部に切り欠き部８が形成されているので、金属板１と樹脂部材６との密着がより強固となる。実施の形態５のその他の構成は、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００５８】
（実施の形態６）
実施の形態６では、上述した製造方法により製造された板金インサート成形品１０を備える電子機器の一例としての、代表的な携帯機器である携帯電話の構造について説明する。図１２は、携帯電話の外観を示す斜視図である。図１２に示すように、携帯電話３０は、たとえばキースイッチなどの入力部４２を含む入力ユニット４０と、入力部４２で入力したデータに応じて表示を行なう表示部５１を含む表示ユニット５０とを備えている。この携帯電話３０では、入力ユニット４０と表示ユニット５０とが連結されている。
【００５９】
図１３は、図１２に示す入力ユニットの構成を示す分解斜視図である。図１４は、図１２に示す入力ユニットの断面図である。入力ユニット４０は、実施の形態１〜５で説明した、金属板１と樹脂部材６とを有する板金インサート成形品１０を、筐体４１として備える。筐体４１には、入力部４２、基板４３および電池４４が組み込まれている。また筐体４１の背面側は、裏板４５によって覆われている。なお、入力ユニット４０の筐体４１には、表示ユニット５０を連結するとともに電気信号を送受する配線などの連結部を有するが、図では省略している。
【００６０】
筐体４１は、実施の形態１で説明した製造方法と同様の方法により、金属板１の周囲に沿って樹脂部材６が一体化されて形成されている。金属板１において畝形状２が突起する側の表面１ａ（図３参照）側に、入力部４２が設置される。また金属板１の裏面１ｂ側には、基板４３や電池４４が設置される。
【００６１】
図１４に示す入力ユニット４０では、金属板１の畝形状２が入力部４２に対向する面側に凸となるように筐体４１を形成したが、基板４３に対向する面側に凸となるように筐体４１を形成してもよい。またたとえば、金属板１が複数の平行な畝形状２を有する場合、隣り合う畝形状２同士で、凸となる方向が表面１ａ側、裏面１ｂ側で交互となるように、筐体４１を形成してもよい。
【００６２】
以上説明した携帯電話３０は、実施の形態１〜５の板金インサート成形品の製造方法で形成された板金インサート成形品１０を筐体４１として用いる。筐体４１の金属板１には、インサート成形時に樹脂材料２９の成形収縮により金属板１に生じる応力を緩和可能な応力緩和部としての、畝形状２が形成されている。したがって、入力ユニット４０の筐体４１の反り変形や樹脂部材６のクラックの発生が少ない携帯電話３０が実現できる。
【００６３】
また、実施の形態６のように、畝形状２を形成した金属板１部分に入力部４２を設けることにより、入力部４２のキースイッチの入力操作時に大きな圧力がかかっても筐体４１の変形を小さく抑え、また樹脂部材６と金属板１との接続部分の割れの発生を抑制することができる。
【実施例】
【００６４】
以下、この発明の実施例について説明する。実施の形態１〜５において説明した板金インサート成形品１０を製造し、板金インサート成形品１０の反り量を計測する実験を行なった。
【００６５】
板金インサート成形品１０の製造条件は以下の通りとした。金属板１に形成した貫通孔５を、射出成形機に取り付けた金型に形成された位置決めピンに通し、金属板１を金型に設置した。型締め時に、金属板１の畝形状２が５０％押しつぶされるようにした。このとき金属板１は面方向にわずかに伸びるが、実施の形態１で説明した長円形の貫通孔により、この伸びを妨げないようにした。射出成形は、ポリカーボネート樹脂を用い、樹脂温度３００℃、金型温度１００℃で通常の成形条件で行なった。
【００６６】
また比較例として、金属板に畝形状が形成されることを特定していない板金インサート成形品を作製した。図１５は、比較例としての板金インサート成形品の斜視図である。図１５に示すように、比較例の板金インサート成形品１００は、平板形状の金属板１０１と、金属板１０１の周囲に沿って一体化された樹脂部材１０６とを備えている。
【００６７】
板金インサート成形品１０の反り変形量は、板金インサート成形品１０の長さ（図７に示す距離Ｌ）に対する板金インサート成形品１０の高さ方向（図７に示す距離Ｈ）の変化の、最大値と最小値の差の比で評価した。実施例と比較例の板金インサート成形品の反り量を表１に示す。表１に示す実施例１〜５とは、それぞれ実施の形態１〜５で説明した板金インサート成形品１０を示すものである。
【００６８】
【表１】
【００６９】
表１に示すように、実施例１〜５の板金インサート成形品１０の反り量はいずれも、比較例の畝形状２を形成しない板金インサート成形品１００の反り量に対して、大幅に小さくなっていた。また、実施例１〜５の板金インサート成形品１０の外観検査を行なった結果、大きな変形やクラックの発生は見られなかった。このように、本発明によって、板金インサート成形品１０の反り変形や、樹脂部材６へのクラック発生を抑制でき、良好な板金インサート成形品１０を得ることができることが示された。
【００７０】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の構成を適宜組合せてもよい。また、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施の形態１の板金インサート成形品の製造方法を示す流れ図である。
【図２】インサート部材として用いられる金属板の斜視図である。
【図３】図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う金属板の断面図である。
【図４】金属板が金型に設置される状態を示す断面模式図である。
【図５】金型に樹脂が射出される状態を示す断面模式図である。
【図６】板金インサート成形品の断面図である。
【図７】板金インサート成形品の斜視図である。
【図８】実施の形態２の金属板の断面図である。
【図９】実施の形態３の金属板の断面図である。
【図１０】実施の形態４の金属板の平面形状の一部を示す模式図である。
【図１１】実施の形態５の金属板の平面形状の一部を示す模式図である。
【図１２】携帯電話の外観を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す入力ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図１４】図１２に示す入力ユニットの断面図である。
【図１５】比較例としての板金インサート成形品の斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 金属板、１ａ 表面、１ｂ 裏面、２ 畝形状、２ａ 第一の畝形状、２ｂ 第二の畝形状、３ 切り欠き、４ 折り曲げ部、５ 貫通孔、６ 樹脂部材、７ 貫通孔部、８ 切り欠き部、１０ 板金インサート成形品、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 金型、２１ シリンダ、２２ ノズル、２３ スプルー、２４ ランナー、２５ ゲート部、２６ 成形品部、２９ 樹脂材料、３０ 携帯電話、４０ 入力ユニット、４１ 筐体、４２ 入力部、４３ 基板、４４ 電池、４５ 裏板、５０ 表示ユニット、５１ 表示部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板金インサート成形品の製造方法、および電子機器に関し、特に、携帯機器などの電子機器で使用される板金インサート成形品の製造方法、およびその製造方法により製造された板金インサート成形品を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
板金インサート成形品は、板金と樹脂とをインサート成形により一体に形成した製品であり、強度を保ちながら薄い構造体となることから、携帯電話などの携帯機器で使われる。たとえば特許文献１には、インサート成形によって板金の周囲を樹脂で囲んだ複合筐体を使用した携帯電話が示されている。
【０００３】
このようなインサート成形に関する技術として、たとえば特許文献２には、金属板の樹脂部に埋没される部分をあらかじめ断面略波形形状に形成し、波形形状部の縦壁部に連通穴を貫通形成することが示されている。波形形状部の頂部が外部に露出し、かつ樹脂層と面一状態となるようにインサート成形し、連通穴を通して金属板と樹脂層を相互に接続し、一体化している。
【０００４】
特許文献３には、金型において、熱媒体発生装置に接続され、金型内に導入した熱媒体によって、金型内に置かれたインサート部材を、樹脂の熱変形温度以上に加熱し、樹脂を射出成形する方法が示されている。
【０００５】
特許文献４には、略Ｌ字状のバスバーの一部を樹脂固定部に埋設し、他の部分を樹脂固定部の表面に沿うインサート成形品の製造方法が示されている。この製造方法では、インサート成形後に成形品の熱収縮によって表面に沿う部分のバスバー部分と樹脂固定部とが離間することを防止するため、あらかじめ熱収縮による固定部材の変形に対応してバスバーを余分に折り曲げておき、射出成形にあたって溶融樹脂により接続部を埋設部から離れる方向に向かって弾性変形させながら金型の内壁に押し付ける。
【特許文献１】特開２００７−１８９３６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２６０７２０号公報
【特許文献３】特開平１１−１０５０７６号公報
【特許文献４】特開平１０−２４９８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、樹脂の成形収縮率は、金属の熱膨張率に基づくインサート部材の収縮率より大きい。このため、金属板をインサート部材として、その金属板の周囲を樹脂部材が取り囲むように一体化成形する場合、インサート部材の収縮量より樹脂部材の収縮量が大きくなる。その結果、インサート部材がない場合に比較して、樹脂およびインサート部材のひずみが増大するため、樹脂にクラックが発生したり、成形品に反り変形が起こることが多い。
【０００７】
ここでいう成形収縮とは、成形加工において、材料樹脂の冷却固化過程または硬化過程で生じる、成形品の寸法収縮を意味する。成形収縮率とは、常温での金型寸法と、成形品の成形収縮が始まって一定期間経過後、すなわち収縮変化が収まった後に測定された成形品寸法とを比較したものであって、金型寸法から成形品寸法を減じた差を金型寸法で除した値、すなわち（金型寸法−成形品寸法）／金型寸法で表される。
【０００８】
金属板に波形形状を形成する方法では、樹脂と金属板は強固に接続されるが、金属と樹脂との収縮率差は解消されないため、反り変形やクラックの発生を低減することには繋がらない。金型内でインサート部材を加熱する方法は、金属の収縮量が増大し、樹脂の収縮量に近づくため、反り変形やクラックが防止されるとしている。しかし、金型にインサート部材を加熱する機構を作り込む必要があるため、金型が複雑化し、コスト増大を招く。
【０００９】
また、特許文献４のように樹脂に埋没される部分を変形した構造ではこれらのひずみやそりを防ぐことはできない。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、特にインサート部材となる金属板にわずかな改良を加えるだけで上記の問題を解消できる、板金インサート成形品の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る板金インサート成形品の製造方法は、金属板の周囲に沿って樹脂部材を一体化した板金インサート成形品を成形する方法であって、畝形状を形成する工程と、切り欠きを形成する工程と、金属板を金型に設置する工程と、金属板と樹脂とを一体化する工程とを備える。畝形状は、樹脂部材が設けられる金属板の第一端部から、第一端部と対向する金属板の第二端部に向かって、金属板を横断している。切り欠きは、畝形状の両端を金属板の第一端部および第二端部から離している。金属板と樹脂とは、樹脂を射出成形して、一体化されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の板金インサート成形品の製造方法によると、樹脂部材が成形収縮するときに、金属板に形成された畝形状の畝幅が小さくなることによって、金属板の寸法がわずかに収縮する。この金属板の収縮によって、樹脂の成形収縮率と熱膨張率に基づく金属板の収縮率との差が小さくなる。したがって、樹脂のひずみを低減できるので、板金インサート成形品の反り変形や、樹脂部材へのクラック発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の板金インサート成形品の製造方法を示す流れ図である。図２〜図７は、図１に示す板金インサート成形品の製造方法の各工程を説明するための図である。図１〜図７に基づいて、実施の形態１の板金インサート成形品の製造方法を説明する。
【００１５】
まず工程（Ｓ１）において、インサート部材として用いられる板金としての、金属板を準備する。たとえばＪＩＳ（日本工業規格）ＳＵＳ３０４製の薄い金属板を準備することができる。次に工程（Ｓ２）において、金属板に第一の畝形状を形成する。次に工程（Ｓ３）において、金属板に第二の畝形状を形成する。
【００１６】
畝形状について以下に説明する。図２は、インサート部材として用いられる金属板の斜視図である。図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う金属板の断面図である。図２および図３に示すように、金属板１には、畝形状２が形成されている。畝形状２は、たとえば金属板１の裏面１ｂ側から表面１ａ側へプレス金型が押し付けられて金属板１を折り曲げるプレス加工によって、形成することができる。畝形状２が形成されている部分では、金属板１の裏面１ｂが窪み、表面１ａが突起している。畝形状２の断面は、ベル形状とされている。
【００１７】
金属板１は、図２に示すように平面形状が略長方形状に形成されている。この長方形の一辺が延びる第一の方向に沿うように、金属板１の表面に第一の畝形状２ａが形成されている。また、上記長方形の一辺と直交する他辺が延びる第二の方向に沿うように、金属板１の表面に第二の畝形状２ｂが形成されている。第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとは、直交するように形成されている。
【００１８】
畝形状２は、長方形状の金属板１の対向する２辺にほぼ跨るように形成されている。畝形状２は、金属板１の一方の端部である第一端部から、当該第一端部と対向する金属板１の他方の端部である第二端部に向かって延びており、金属板１を横断するように形成されている。図２に示す金属板１において、第一の畝形状２ａは、長方形状の金属板１の上辺と下辺とを結ぶように延在している。第二の畝形状２ｂは、長方形状の金属板１の左辺と右辺とを結ぶように延在している。
【００１９】
ここで、図２に示すように金属板１の平面形状は略長方形状に形成されているが、畝形状２の両端には後述する切り欠き３が形成されているために、畝形状２の端部は厳密には上記長方形の辺まで達していない。ただし、畝形状２の端部は、金属板１の長方形の辺から長方形の内側へ向かって形成された切り欠き３の最深部に達している。切り欠き３の最深部を金属板１の端部と考えると、実施の形態１の畝形状２は金属板１の一方の端部から他方の端部にまで亘って形成されており、畝形状２は金属板１を横断して形成されているといえる。
【００２０】
また、金属板１の端部からわずかな距離を隔てる金属板１の内側にまで畝形状２の端部が達するように、畝形状２が形成されていても、後述する金属板１を容易に変形させられるという本発明の効果を得られる。つまり、畝形状２の端部が厳密に金属板１の端部にまで到達していなくても、金属板１を横断するように設けられている本発明の畝形状２に含まれるものとする。
【００２１】
図２に示すように、第一の畝形状２ａは、金属板１の縦方向を長手方向として、２本形成されている。第二の畝形状２ｂは、金属板１の横方向を長手方向として、２本形成されている。畝形状２の本数はこれらに限られるものではなく、１本の畝形状２が形成されていてもよく、さらに多数の３本以上の畝形状２が形成されていてもよい。
【００２２】
図１に戻って、次に工程（Ｓ４）において、金属板１に切り欠き３を形成する。図２に示すように、切り欠き３は、畝形状２の両端が形成されている金属板１の端部に設けられている。切り欠き３の切り欠き幅が畝形状２の畝幅よりも大きくなるように、切り欠き３は形成されている。畝形状２の端部は、幅方向の全部において、切り欠き３に面している。そのため畝形状２は、金属板１の端部にない構造となっている。畝形状２の両端は、金属板１の第一端部および第二端部から離されている。
【００２３】
次に工程（Ｓ５）において、金属板１を貫通する貫通孔５を形成する。貫通孔５は、第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとの交差部に形成される。貫通孔５の径の寸法が、第一の畝形状２ａの畝幅よりも大きく、かつ第二の畝形状２ｂの畝幅よりも大きくなるように、貫通孔５は形成されている。貫通孔５は、第一の畝形状２ａの畝幅および第二の畝形状２ｂの畝幅よりも大径である。この貫通孔５によって、第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとは連続せず、相互に独立する構造となる。第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとはいずれも、複数個の畝部に分断され、それぞれの畝部は不連続となっている。
【００２４】
貫通孔５は、平面形状が円形である丸孔として形成することができる。また、貫通孔５のうちの特定の一の貫通孔を丸孔として形成して、当該一の貫通孔に隣接する他の貫通孔を、一の貫通孔の中心点と他の貫通孔の中心点とを結ぶ方向に長径を有する、長円形の孔としてもよい。たとえば一の貫通孔の横隣の貫通孔を横方向に長円形の孔とし、一の貫通孔の縦隣の貫通孔を縦方向に長円形の孔とし、一の貫通孔の斜め隣の貫通孔を当該斜め方向に長円形の孔として形成してもよい。
【００２５】
図１に戻って、次に工程（Ｓ６）において、折り曲げ部４を設ける。折り曲げ部４は、金属板１の端部が折り曲げられて形成されている。折り曲げ部４の延在方向は、金属板１において畝形状２および折り曲げ部４が形成されていない部分である平板形状の延在方向と、交差している。（Ｓ１）〜（Ｓ６）の工程によって、本実施の形態のインサート成形においてインサート部材として用いられ得る形状に加工された、図２に示す金属板１が得られる。
【００２６】
次に工程（Ｓ７）において、金属板１を、射出成形機に取り付けられた金型に設置する。図４は、金属板が金型に設置される状態を示す断面模式図である。図４に示すように、射出成形時の樹脂の通路として、金型２０ａにノズル２２およびスプルー２３が形成されており、金型２０ｂにランナー２４およびゲート部２５が形成されている。
【００２７】
金属板１は、金型２０ｂと金型２０ｃとによって挟まれるように、金型の内部に設置される。金属板１に形成された貫通孔５に、金型に形成された位置決めピンを貫通させることにより、金属板１を位置決めしつつ金型に設置することができる。金型の内部に設置され型締めされた状態の金属板１では、畝形状２が押し広げられている。金属板１は、畝形状２を押し広げた状態で、金型に設置される。たとえば、型締め時に畝形状２の高さ方向の５０％が押しつぶされるように、金属板１と金型とを設定することができる。
【００２８】
畝形状２が押し広げられることにより、金属板１は面方向にわずかに延びる。このとき貫通孔５が上述の通り長円形穴に形成されていれば、位置決めピンによって位置決めされた金属板１の伸びが妨げられないため好ましい。
【００２９】
次に工程（Ｓ８）において、樹脂材料２９を金型に射出して、樹脂材料２９の射出成形を行なう。図５は、金型に樹脂が射出される状態を示す断面模式図である。加熱溶融され流動性を向上された樹脂材料２９は、シリンダ２１から金型内部へ射出される。金型への溶融材料の注入は、スクリューまたはプランジャーの前進圧力によって行なうことができる。樹脂材料２９は、ノズル２２、スプルー２３、ランナー２４およびゲート部２５を経由して、成形品部２６に注入され、成形品部２６の内部全体に充填される。
【００３０】
畝形状２が押し広げられている状態で、インサート部材としての金属板１の周囲に、樹脂材料２９が射出される。金属板１の一部は、成形品部２６に充填された樹脂材料２９の内部に埋め込まれる。このようにインサート成形が行なわれて、金属板１と樹脂材料２９とが一体化される。
【００３１】
次に工程（Ｓ９）において、樹脂材料２９を冷却して固化させる。シリンダ２１から金型内部に注入される樹脂は、金型２０ｂ，２０ｃに形成された成形品部２６に至り、冷却固化されて板金インサート成形品の樹脂部材となる。
【００３２】
次に工程（Ｓ１０）において、樹脂材料２９を金型温度近くにまで冷却した後、型開きし、金型から取り出して、板金インサート成形品１０が得られる。図６は、板金インサート成形品の断面図である。図７は、板金インサート成形品の斜視図である。図６および図７に示す板金インサート成形品１０では、金型に射出された溶融状態の樹脂材料２９が硬化した樹脂部材６が、金属板１の周囲に沿って、金属板１と一体化されている。図７に示す板金インサート成形品１０では、金属板１の周囲が樹脂部材６で囲まれて成形された形状となっている。
【００３３】
金属板１の縁部分に形成された折り曲げ部４は、板金インサート成形品１０において樹脂部材６の内部にあって、樹脂部材６に埋没している。折り曲げ部４が形成された金属板１の周辺部において、樹脂部材６に金属板が保持されている。折り曲げ部４は、樹脂部材６に覆われている。また、金属板１の端部における樹脂部材６に埋め込まれる部分は、切り欠き３が形成されている金属板１の周辺部までに留まっている。つまり、金属板１に形成された畝形状２の端部は、樹脂部材６で覆われていない。
【００３４】
このようにして製造された実施の形態１の板金インサート成形品１０において、金属板１に形成された畝形状２は、金属の特性により、たとえばスプリングのような、弾性部材としての効果を有している。つまり、畝形状２を形成したことにより、金属板１は、弾性部材により連結された複数の部分に分断された構造となる。
【００３５】
板金インサート成形品１０を金型から取り出したとき、押し広げられていた畝形状２が元に近い形状にスプリングバックして戻るため、金属板１の寸法がわずかに収縮し、樹脂との収縮差を補償する。つまり、樹脂材料２９の成形収縮率は金属板１の熱収縮率よりも大きいため、樹脂材料２９が成形収縮により変化する寸法は金属板１が熱収縮により変化する寸法に対して大きい。しかし金属板１は、畝形状２のスプリングバックにより収縮するように寸法が変化する。金属板１には、熱収縮とスプリングバックの作用とによって、樹脂材料２９が成形収縮する寸法変化量により近い量の、寸法変化が発生する。なおスプリングバックとは、離型により力が除かれたとき材料の弾性変形分が弾性的に元の形状に回復（弾性回復）しようとする現象をいう。
【００３６】
このように、金属板１は、インサート成形時に樹脂の成形収縮により金属板１および樹脂に生じる応力を緩和することができる。略平板形状の金属板１の平面形状に沿って生じる応力を緩和可能な応力緩和部としての畝形状２が、金属板１に設けられている。したがって、実施の形態１の樹脂部材６では、樹脂部材６と金属板１との寸法差に起因して発生する、ゆがみやねじれの量が小さくなる。その結果、板金インサート成形品１０の反り変形や樹脂部材６へのクラック発生が抑制される。
【００３７】
略平板形状の金属板１の端部のみが樹脂部材６により覆われる場合には、金属板１と樹脂部材６との熱膨張率の違いによって、反り変形やクラックが特に発生しやすい。実施の形態１の板金インサート成形品１０では、金属板１に弾性部材の効果を有する畝形状２を設けたことにより、金属板１の周囲のみが樹脂部材６に覆われる影響を低減できる。
【００３８】
また、実施の形態１では、互いに直交する第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとを形成したので、二次元的に応力の影響を低減できる。特に金属板１の平面形状の面積が大きい場合に効果が大きい。なお、平面的に金属と樹脂の収縮差を補償するためには、直交する二方向に畝形状２が形成されている金属板１がより好ましいが、畝形状２は必ずしも直交する必要はない。金属板１の表面が延在する平面上における交差する複数方向に沿う複数の畝形状２が形成されていれば、金属板１は二次元的に収縮することができるので、平面的に金属と樹脂との収縮差を補償することができる。
【００３９】
樹脂部材６に取り囲まれる金属板１が細長い形状であれば、樹脂の寸法変化のより大きい一方向である金属板１の長手方向のみに、畝形状２が形成されていてもよい。
【００４０】
また、樹脂部材６が金属板１を取り囲んでおらず、金属板１の周囲の一部のみに沿って樹脂部材６が金属板１と一体化されている場合、樹脂部材６に保持されている金属板１の端部と交差する方向に畝形状２が形成されていればよい。たとえば金属板１の略直線状の端部に沿って樹脂部材６が設けられる場合、当該直線と交差する（典型的には直交する）方向に長手方向を有する畝形状２を形成すればよい。このように畝形状２を形成することにより、金属と樹脂との収縮量差に起因して樹脂部材６に発生しうるひずみを抑制する効果を得ることができる。
【００４１】
また、実施の形態１では、縦横に交差する第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとの交差部に、交差部より大きな貫通孔５が形成され、それぞれの畝形状２が分離されている。したがって、縦方向の第一の畝形状２ａと横方向の第二の畝形状２ｂとは、独立に動くことができ、別個に弾性部材としての効果を発揮できるようになる。そのため、二次元的な応力を緩和する効果がさらに大きい。また、第一の畝形状２ａと第二の畝形状２ｂとの交差部の形状が複雑にならず、加えて、金属板１を金型へ設置するときの位置決め穴として貫通孔５を使用することもできる。
【００４２】
また、実施の形態１では、樹脂部材６に埋没する金属板の端部は折り曲げ部４となっている。そのため、金属板１と樹脂部材６との密着を強固にするとともに、板金インサート成形品１０の剛性が向上する。
【００４３】
また、実施の形態１では、畝形状２の両端に切り欠き３が形成されている。この切り欠き３により、畝形状２が樹脂部材６の内部に埋め込まれず、畝形状２は樹脂部材６と独立した動きをすることができるので、畝形状２が弾性部材として機能しやすく、応力を緩和する効果が大きい。
【００４４】
インサート成形における加熱時の畝形状２の変形量は、冷却後に畝形状２がもとの（常温時の）形状にもどる程度の変形量にすると、成形後の応力の発生を抑制するという観点から望ましい。また、冷却後も完全にもとに戻らずに、もとの畝形状２よりも少し広がった状態で固定されてもよい。その場合、金属板１には常に周囲に引っ張られる応力がかかるので、平面を保つ効果が高くなる。
【００４５】
畝形状２は、金属板１に生じる応力を緩和可能な応力緩和部としての機能を有するものであればよい。つまり、畝形状２が形成されているために、金属板１は容易に平面形状が収縮する方向に変形可能とされていればよい。たとえば畝形状２において金属板１が相対的に薄肉化されていると、畝形状２がより変形しやすくなるため好ましい。樹脂の成形収縮に伴い金属板１に加えられる応力が、たとえば畝形状２の曲率を大きくし畝幅を小さくするように畝形状２を曲げる作用などにより、金属板１を容易に変形させることができる場合には、金属板１を金型に設置するとき畝形状２を押し広げなくても構わない。
【００４６】
また、樹脂部材６に埋没する金属板１の端部に切り欠き３を設けたので、楔効果により金属板１と樹脂部材６との密着を一層強固とすることができる。
【００４７】
上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、実施の形態１の板金インサート成形品１０の製造方法の特徴的な構成を要約すれば、実施の形態１に従った板金インサート成形品１０の製造方法は、金属板１の周囲に沿って樹脂部材６を一体化した板金インサート成形品１０を成形する方法を実施するものである。
【００４８】
すなわち、実施の形態１の板金インサート成形品１０の製造方法は、畝形状２を形成する工程と、切り欠き３を形成する工程と、金属板１を金型に設置する工程と、金属板１と樹脂材料２９とを一体化する工程とを備える。畝形状２は、樹脂部材６が設けられる金属板１の第一端部としての、図１に示す略長方形状の金属板１の第一の辺から、当該一辺と対向する金属板１の略長方形状の第二の辺に向かって、金属板１を横断している。切り欠き３は、畝形状２の両端を金属板１の上記第一の辺および第二の辺から離している。金属板１と樹脂部材６とは、樹脂材料２９を射出成形して、一体化されている。
【００４９】
このようにすれば、樹脂材料２９が成形収縮するときに、金属板１に形成された畝形状２の畝幅が小さくなることによって、金属板１の寸法がわずかに収縮する。この金属板１の収縮によって、樹脂材料２９の成形収縮率と熱膨張率に基づく金属板１の収縮率との差が小さくなる。したがって、樹脂部材６のひずみを低減できるので、板金インサート成形品１０の反り変形や、樹脂部材６へのクラック発生を抑制することができる。
【００５０】
これまでの説明では、金属板１は主として平面形状を有する場合としたが、曲面の金属板１に対しても同様に畝形状２を形成することで、その曲面の変形や樹脂部のクラックを抑制する効果が得られる。
【００５１】
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２の金属板の断面図である。図８に示す金属板の断面は、図３の断面図と同様に、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う金属板の断面である。図８に示すように、金属板１の畝形状２は、断面形状が三角形状であるように形成されている。実施の形態２のその他の構成は、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００５２】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３の金属板の断面図である。図９に示す金属板の断面は、図３の断面図と同様に、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う金属板の断面である。図９に示すように、金属板１の畝形状２は、断面形状が台形形状であるように形成されている。実施の形態３のその他の構成は、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００５３】
実施の形態１〜３に示すように、畝形状２は、金属板１をその平面形状が収縮する方向に容易に変形可能とするものであれば、どのような形状に設けられてもよい。
【００５４】
（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４の金属板の平面形状の一部を示す模式図である。図１０に示すように、実施の形態４の金属板１の端部には、金属板１をその厚み方向に貫通する孔が形成された、貫通孔部７が設けられている。
【００５５】
貫通孔部７が形成されている金属板１の端部は、板金インサート成形品１０において、樹脂部材６の内部に少なくともその一部が埋没している部分である。このように、樹脂部材６の内部にある金属板１の一部に貫通孔部７が形成されているので、金属板１と樹脂部材６との密着がより強固となる。実施の形態４のその他の構成は、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００５６】
（実施の形態５）
図１１は、実施の形態５の金属板の平面形状の一部を示す模式図である。図１１に示すように、実施の形態５の金属板１の端部には、金属板１の端部をその厚み方向に貫通する切り欠きが形成された、切り欠き部８が設けられている。
【００５７】
切り欠き部８が形成されている金属板１の端部は、板金インサート成形品１０において、樹脂部材６の内部に少なくともその一部が埋没している部分である。このように、樹脂部材６にの内部にある金属板１の一部に切り欠き部８が形成されているので、金属板１と樹脂部材６との密着がより強固となる。実施の形態５のその他の構成は、実施の形態１において説明した通りであるので、その説明は繰り返さない。
【００５８】
（実施の形態６）
実施の形態６では、上述した製造方法により製造された板金インサート成形品１０を備える電子機器の一例としての、代表的な携帯機器である携帯電話の構造について説明する。図１２は、携帯電話の外観を示す斜視図である。図１２に示すように、携帯電話３０は、たとえばキースイッチなどの入力部４２を含む入力ユニット４０と、入力部４２で入力したデータに応じて表示を行なう表示部５１を含む表示ユニット５０とを備えている。この携帯電話３０では、入力ユニット４０と表示ユニット５０とが連結されている。
【００５９】
図１３は、図１２に示す入力ユニットの構成を示す分解斜視図である。図１４は、図１２に示す入力ユニットの断面図である。入力ユニット４０は、実施の形態１〜５で説明した、金属板１と樹脂部材６とを有する板金インサート成形品１０を、筐体４１として備える。筐体４１には、入力部４２、基板４３および電池４４が組み込まれている。また筐体４１の背面側は、裏板４５によって覆われている。なお、入力ユニット４０の筐体４１には、表示ユニット５０を連結するとともに電気信号を送受する配線などの連結部を有するが、図では省略している。
【００６０】
筐体４１は、実施の形態１で説明した製造方法と同様の方法により、金属板１の周囲に沿って樹脂部材６が一体化されて形成されている。金属板１において畝形状２が突起する側の表面１ａ（図３参照）側に、入力部４２が設置される。また金属板１の裏面１ｂ側には、基板４３や電池４４が設置される。
【００６１】
図１４に示す入力ユニット４０では、金属板１の畝形状２が入力部４２に対向する面側に凸となるように筐体４１を形成したが、基板４３に対向する面側に凸となるように筐体４１を形成してもよい。またたとえば、金属板１が複数の平行な畝形状２を有する場合、隣り合う畝形状２同士で、凸となる方向が表面１ａ側、裏面１ｂ側で交互となるように、筐体４１を形成してもよい。
【００６２】
以上説明した携帯電話３０は、実施の形態１〜５の板金インサート成形品の製造方法で形成された板金インサート成形品１０を筐体４１として用いる。筐体４１の金属板１には、インサート成形時に樹脂材料２９の成形収縮により金属板１に生じる応力を緩和可能な応力緩和部としての、畝形状２が形成されている。したがって、入力ユニット４０の筐体４１の反り変形や樹脂部材６のクラックの発生が少ない携帯電話３０が実現できる。
【００６３】
また、実施の形態６のように、畝形状２を形成した金属板１部分に入力部４２を設けることにより、入力部４２のキースイッチの入力操作時に大きな圧力がかかっても筐体４１の変形を小さく抑え、また樹脂部材６と金属板１との接続部分の割れの発生を抑制することができる。
【実施例】
【００６４】
以下、この発明の実施例について説明する。実施の形態１〜５において説明した板金インサート成形品１０を製造し、板金インサート成形品１０の反り量を計測する実験を行なった。
【００６５】
板金インサート成形品１０の製造条件は以下の通りとした。金属板１に形成した貫通孔５を、射出成形機に取り付けた金型に形成された位置決めピンに通し、金属板１を金型に設置した。型締め時に、金属板１の畝形状２が５０％押しつぶされるようにした。このとき金属板１は面方向にわずかに伸びるが、実施の形態１で説明した長円形の貫通孔により、この伸びを妨げないようにした。射出成形は、ポリカーボネート樹脂を用い、樹脂温度３００℃、金型温度１００℃で通常の成形条件で行なった。
【００６６】
また比較例として、金属板に畝形状が形成されることを特定していない板金インサート成形品を作製した。図１５は、比較例としての板金インサート成形品の斜視図である。図１５に示すように、比較例の板金インサート成形品１００は、平板形状の金属板１０１と、金属板１０１の周囲に沿って一体化された樹脂部材１０６とを備えている。
【００６７】
板金インサート成形品１０の反り変形量は、板金インサート成形品１０の長さ（図７に示す距離Ｌ）に対する板金インサート成形品１０の高さ方向（図７に示す距離Ｈ）の変化の、最大値と最小値の差の比で評価した。実施例と比較例の板金インサート成形品の反り量を表１に示す。表１に示す実施例１〜５とは、それぞれ実施の形態１〜５で説明した板金インサート成形品１０を示すものである。
【００６８】
【表１】
【００６９】
表１に示すように、実施例１〜５の板金インサート成形品１０の反り量はいずれも、比較例の畝形状２を形成しない板金インサート成形品１００の反り量に対して、大幅に小さくなっていた。また、実施例１〜５の板金インサート成形品１０の外観検査を行なった結果、大きな変形やクラックの発生は見られなかった。このように、本発明によって、板金インサート成形品１０の反り変形や、樹脂部材６へのクラック発生を抑制でき、良好な板金インサート成形品１０を得ることができることが示された。
【００７０】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の構成を適宜組合せてもよい。また、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施の形態１の板金インサート成形品の製造方法を示す流れ図である。
【図２】インサート部材として用いられる金属板の斜視図である。
【図３】図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う金属板の断面図である。
【図４】金属板が金型に設置される状態を示す断面模式図である。
【図５】金型に樹脂が射出される状態を示す断面模式図である。
【図６】板金インサート成形品の断面図である。
【図７】板金インサート成形品の斜視図である。
【図８】実施の形態２の金属板の断面図である。
【図９】実施の形態３の金属板の断面図である。
【図１０】実施の形態４の金属板の平面形状の一部を示す模式図である。
【図１１】実施の形態５の金属板の平面形状の一部を示す模式図である。
【図１２】携帯電話の外観を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示す入力ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図１４】図１２に示す入力ユニットの断面図である。
【図１５】比較例としての板金インサート成形品の斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 金属板、１ａ 表面、１ｂ 裏面、２ 畝形状、２ａ 第一の畝形状、２ｂ 第二の畝形状、３ 切り欠き、４ 折り曲げ部、５ 貫通孔、６ 樹脂部材、７ 貫通孔部、８ 切り欠き部、１０ 板金インサート成形品、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 金型、２１ シリンダ、２２ ノズル、２３ スプルー、２４ ランナー、２５ ゲート部、２６ 成形品部、２９ 樹脂材料、３０ 携帯電話、４０ 入力ユニット、４１ 筐体、４２ 入力部、４３ 基板、４４ 電池、４５ 裏板、５０ 表示ユニット、５１ 表示部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の周囲に沿って樹脂部材を一体化した板金インサート成形品を成形する方法であって、
前記樹脂部材が設けられる前記金属板の第一端部から、前記第一端部と対向する前記金属板の第二端部に向かって、前記金属板を横断する、畝形状を形成する工程と、
前記畝形状の両端を前記金属板の前記第一端部および前記第二端部から離す、切り欠きを形成する工程と、
前記金属板を金型に設置する工程と、
樹脂を射出成形し、前記金属板と前記樹脂とを一体化する工程と、を備える、板金インサート成形品の製造方法。
【請求項２】
前記金属板を金型に設置する工程では、前記畝形状を押し広げた状態で前記金属板を金型に設置する、請求項１に記載の板金インサート成形品の製造方法。
【請求項３】
前記畝形状を形成する工程は、前記金属板の表面の第一の方向に沿う第一の畝形状を形成する工程と、前記第一の方向と交差する第二の方向に沿う第二の畝形状を形成する工程とを含む、請求項１または請求項２に記載の板金インサート成形品の製造方法。
【請求項４】
前記第一の畝形状と前記第二の畝形状との交差部に、前記第一の畝形状の畝幅および前記第二の畝形状の畝幅よりも大径の、前記金属板を貫通する孔を形成する工程をさらに備える、請求項３に記載の板金インサート成形品の製造方法。
【請求項５】
前記金属板の、板金インサート成形品において樹脂部材の内部にある部分に、折り曲げ部を設ける工程をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれかに記載の板金インサート成形品の製造方法。
【請求項６】
前記金属板の、板金インサート成形品において樹脂部材の内部にある部分に、貫通穴部または切り欠き部を設ける工程をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれかに記載の板金インサート成形品の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の板金インサート成形品の製造方法により製造された板金インサート成形品を備える、電子機器。
【請求項８】
金属板の周囲に沿って樹脂部材を一体化した板金インサート成形品を備える電子機器であって、
インサート成形時に前記樹脂部材の成形収縮により前記金属板に生じる応力を緩和可能な応力緩和部を前記金属板に設けた、電子機器。
【請求項１】
金属板の周囲に沿って樹脂部材を一体化した板金インサート成形品を成形する方法であって、
前記樹脂部材が設けられる前記金属板の第一端部から、前記第一端部と対向する前記金属板の第二端部に向かって、前記金属板を横断する、畝形状を形成する工程と、
前記畝形状の両端を前記金属板の前記第一端部および前記第二端部から離す、切り欠きを形成する工程と、
前記金属板を金型に設置する工程と、
樹脂を射出成形し、前記金属板と前記樹脂とを一体化する工程と、を備える、板金インサート成形品の製造方法。
【請求項２】
前記金属板を金型に設置する工程では、前記畝形状を押し広げた状態で前記金属板を金型に設置する、請求項１に記載の板金インサート成形品の製造方法。
【請求項３】
前記畝形状を形成する工程は、前記金属板の表面の第一の方向に沿う第一の畝形状を形成する工程と、前記第一の方向と交差する第二の方向に沿う第二の畝形状を形成する工程とを含む、請求項１または請求項２に記載の板金インサート成形品の製造方法。
【請求項４】
前記第一の畝形状と前記第二の畝形状との交差部に、前記第一の畝形状の畝幅および前記第二の畝形状の畝幅よりも大径の、前記金属板を貫通する孔を形成する工程をさらに備える、請求項３に記載の板金インサート成形品の製造方法。
【請求項５】
前記金属板の、板金インサート成形品において樹脂部材の内部にある部分に、折り曲げ部を設ける工程をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれかに記載の板金インサート成形品の製造方法。
【請求項６】
前記金属板の、板金インサート成形品において樹脂部材の内部にある部分に、貫通穴部または切り欠き部を設ける工程をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれかに記載の板金インサート成形品の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の板金インサート成形品の製造方法により製造された板金インサート成形品を備える、電子機器。
【請求項８】
金属板の周囲に沿って樹脂部材を一体化した板金インサート成形品を備える電子機器であって、
インサート成形時に前記樹脂部材の成形収縮により前記金属板に生じる応力を緩和可能な応力緩和部を前記金属板に設けた、電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２２０４２０（Ｐ２００９−２２０４２０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６７７３７（Ｐ２００８−６７７３７）
【出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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