インサート及びインサート成形方法
【課題】インサート成形方法において、部分によって異なる大きさの成形収縮応力を受けても寸法誤差を生じない寸法精度の高いインサート成形を行うことができること。
【解決手段】インサート本体２の成形樹脂と接触する部分の端部を除いた部分をシリコン樹脂からなる弾性体３で覆ってなるインサート１を用いて成形された成形体６においては、インサート本体２の内径２ａの寸法の収縮量が上側と下側とで差がなく、しかも収縮量の絶対値が２μｍ，３μｍと小さかった。小径の円筒部６Ａと大径の円筒部６Ｂの収縮圧力の差が、インサート１の成形樹脂と接触する部分の端部を除いた部分を覆うシリコン樹脂からなる弾性体３によって吸収及び／または分散され均一化されたものと考えられる。
【解決手段】インサート本体２の成形樹脂と接触する部分の端部を除いた部分をシリコン樹脂からなる弾性体３で覆ってなるインサート１を用いて成形された成形体６においては、インサート本体２の内径２ａの寸法の収縮量が上側と下側とで差がなく、しかも収縮量の絶対値が２μｍ，３μｍと小さかった。小径の円筒部６Ａと大径の円筒部６Ｂの収縮圧力の差が、インサート１の成形樹脂と接触する部分の端部を除いた部分を覆うシリコン樹脂からなる弾性体３によって吸収及び／または分散され均一化されたものと考えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサート及びインサート成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形型等の成形型に予めインサートをセットしておいて、射出成形等によって溶融樹脂を圧入してインサートと一体化して成形品とするインサート成形によって、軸受け等を始めとする様々な製品が製造されている。ここで、特に軸受け等の製品においては、出来上がった成形体においてインサートの寸法精度が高いことが極めて重要である。
【０００３】
しかし、例えば、リング状のインサートを用いてインサート成形を行う場合には、インサートの位置によって周囲を取り巻く圧入される成形樹脂の厚さが異なることによって、インサートの位置によって成形収縮圧力が異なるために、出来上がった成形体においてインサートの内径寸法にミクロンオーダーで誤差が生じてしまい、インサートの内径がテーパー状に変形して後加工が必要になる場合があった。
【０００４】
そこで、特許文献１においては、このような問題を解決するために、予め円筒形のインサートの内径に成形収縮による変形を見込んだテーパーを付けておくという特許発明について開示している。これによって、樹脂の成形収縮によって円筒形のインサートの一端部が他端部より大きく変形したときに、インサートの内径寸法差を小さくするように変形するために、インサート成形体の内径全体が真の円筒形に近づいて寸法誤差が解消されるとしている。
【０００５】
しかし、この特許発明に係る技術においては、予め円筒形のインサートの内径に成形収縮による変形を見込んだテーパーを付けておく加工が極めて難しいものとなり、成形樹脂材料、成形体の形状、インサートの形状が変わるたびにテーパーの大きさを最適に調節して加工することは事実上不可能であると考えられる。また、例えインサートの内径寸法差を小さくできたとしても、インサートを取り巻く樹脂成形体部分の寸法精度が確保されないという問題点があった。
【０００６】
この問題点を解消するためには、インサートの位置によって異なる成形収縮圧力を吸収及び／または分散させて均一化することが効果的であると考えられる。インサートの周囲にインサート成形前に予め弾性体を嵌合させておく技術が、特許文献２及び特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特許第３５７０４６８号公報
【特許文献２】特許第２５１８１３５号公報
【特許文献３】特開平８−３２３８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に開示された特許発明は、インサートの外周とその周りの成形樹脂との間の隙間を塞いで気密性を保つためにインサートの周囲に予め弾性体を嵌合させておくものであり、また、特許文献３に開示された発明は、樹脂の成形収縮によって成形体の樹脂部分に剥離やクレージングや亀裂が発生するのを防ぐためのものであり、いずれもインサート及びインサート成形体の寸法誤差を解決することはできないという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサート及びインサート成形方法の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明に係るインサートは、成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによって前記成形用樹脂と一体化して成形体となるインサート成形用のインサートであって、前記成形用樹脂に接触する部分全体または前記成形用樹脂に接触する部分の端部を除いた部分が前記成形用樹脂の成形収縮により発生する応力を前記インサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有する弾性体で覆われたものである。
【００１０】
ここで、インサートの弾性体以外の部分、すなわちインサート本体の材質は、鉄鋼・アルミニウム・銅・ステンレス鋼を始めとする金属、アルミナ・炭化ケイ素を始めとするセラミックス、軟化点の高い熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ（繊維強化樹脂）、木材、等の耐熱性で剛性を有する材料であれば、種々の材料を用いることができる。
【００１１】
また、弾性体の材質としては、シリコン樹脂、合成ゴム及び合成ゴム以外のエラストマー（天然ゴム等）を始めとして、成形用樹脂の成形収縮により発生する応力を前記インサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有するものであれば、種々の材料を用いることができる。更に、成形用樹脂としては、ポリエチレン・ポリプロピレン・アクリル樹脂・ポリスチレン・ナイロン樹脂を始めとする熱可塑性樹脂、フェノール樹脂・エポキシ樹脂・ウレタン樹脂を始めとする熱硬化性樹脂、及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ（繊維強化樹脂）等の種々の樹脂を用いることができる。
【００１２】
請求項２の発明に係るインサートは、請求項１の構成において、前記弾性体はシリコン樹脂、合成ゴムまたは合成ゴム以外のエラストマーであるものである。
【００１３】
請求項３の発明に係るインサートは、請求項１または請求項２の構成において、前記弾性体の厚さは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であるものである。
【００１４】
請求項４の発明に係るインサートは、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成において、前記弾性体以外の部分は金属からなるものである。ここで、「金属」としては、鉄鋼・アルミニウム・アルミニウム合金・銅・銅合金・チタン・チタン合金・ステンレス鋼を始めとする一般的な金属を用いることができる。
【００１５】
請求項５の発明に係るインサート成形方法は、インサートを成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによって前記インサートと前記成形用樹脂を一体化して成形体とするインサート成形方法であって、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のインサートを用いるものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明に係るインサートは、成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによって成形用樹脂と一体化して成形体となるインサート成形用のインサートであって、成形用樹脂に接触する部分全体または成形用樹脂に接触する部分の端部を除いた部分が成形用樹脂の成形収縮により発生する応力をインサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有する弾性体で覆われたものである。
【００１７】
ここで、インサートの弾性体以外の部分、すなわちインサート本体の材質は、鉄鋼・アルミニウム・銅・ステンレス鋼を始めとする金属、アルミナ・炭化ケイ素を始めとするセラミックス、軟化点の高い熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ（繊維強化樹脂）、木材等の、耐熱性で剛性を有する材料であれば、種々の材料を用いることができる。
【００１８】
また、弾性体の材質としては、シリコン樹脂、合成ゴム及び合成ゴム以外のエラストマー（天然ゴム等）を始めとして、成形用樹脂の成形収縮により発生する応力を前記インサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有するものであれば、種々の材料を用いることができる。更に、成形用樹脂としては、ポリエチレン・ポリプロピレン・アクリル樹脂・ポリスチレン・ナイロン樹脂を始めとする熱可塑性樹脂、フェノール樹脂・エポキシ樹脂・ウレタン樹脂を始めとする熱硬化性樹脂、及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ（繊維強化樹脂）等の種々の樹脂を用いることができる。
【００１９】
これによって、インサートの成形用樹脂に接触する部分またはその端部を除いた部分が成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても、インサートの成形用樹脂に接触する部分またはその端部を除いた部分を覆っている低弾性率及び高伸び率を有する弾性体によって応力がインサート全体に吸収及び／または分散されるため、インサート全体に均一な圧力が掛かり、成形用樹脂の成形収縮によるインサート及びインサート成形体の歪みを確実に防止することができる。
【００２０】
このようにして、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサートとなる。
【００２１】
請求項２の発明に係るインサートにおいては、弾性体がシリコン樹脂、合成ゴムまたは合成ゴム以外のエラストマー（天然ゴム等）である。
【００２２】
シリコン樹脂、合成ゴム及び合成ゴム以外のエラストマーは、成形用樹脂の成形収縮により発生する応力をインサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有するため、成形用樹脂に接触する部分またはその端部を除いた部分がシリコン樹脂、合成ゴムまたはゴム以外のエラストマーで覆われていることによって、成形用樹脂の成形収縮により発生する部分によって異なる大きさの応力を受けても、応力がインサート全体に吸収及び／または分散されるため、インサート全体に均一な圧力が掛かり、成形用樹脂の成形収縮によるインサートの歪みを確実に防止することができる。
【００２３】
このようにして、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサートとなる。
【００２４】
請求項３の発明に係るインサートにおいては、弾性体の厚さが０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内、より好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内である。
【００２５】
本発明者は、鋭意実験研究の結果、インサートにおいて成形用樹脂に接触する部分全体または成形用樹脂に接触する部分の端部を除いた部分を覆う弾性体の厚さが０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内、より好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内である場合に、より寸法精度の高いインサート成形を行うことができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成したものである。
【００２６】
すなわち、弾性体の厚さが０．２ｍｍ未満であると成形収縮による応力をインサート及びインサート成形体全体に吸収及び／または分散する効果が少なく、一方弾性体の厚さが２．０ｍｍを超えると小型の成形体の場合に弾性体の弾性による効果が大きくなって、インサート成形体として好ましくない性質が発現する可能性がある。したがって、弾性体の厚さは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００２７】
更に、弾性体の厚さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内であれば、充分な応力吸収・分散効果が得られるとともに、小型の成形体の場合でもインサート成形体として好ましくない性質が発現する可能性がなくなるため、より好ましい。
【００２８】
このようにして、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサートとなる。
【００２９】
請求項４の発明に係るインサートにおいては、弾性体以外の部分が金属からなる。ここで、「金属」としては、鉄鋼・アルミニウム・アルミニウム合金・銅・銅合金・チタン・チタン合金・ステンレス鋼を始めとする一般的な金属を用いることができる。特に、剛性の高い鉄鋼・アルミニウム合金・チタン・チタン合金・ステンレス鋼が好ましい。
【００３０】
インサートの弾性体以外の部分、すなわちインサート本体が金属からなることによって、精密な加工が容易にでき、寸法精度に優れたインサートが容易に得られることによって、寸法精度の高いインサート成形体を容易に製造することができる。
【００３１】
このようにして、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサートとなる。
【００３２】
請求項５の発明に係るインサート成形方法は、インサートを成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによってインサートと成形用樹脂を一体化して成形体とするインサート成形方法であって、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のインサートを用いるものである。
【００３３】
これによって、請求項１に記載のインサートを用いた場合には、インサートの成形用樹脂に接触する部分または端部を除いた部分が成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても、インサートの成形用樹脂に接触する部分または端部を除いた部分を覆っている低弾性率及び高伸び率を有する弾性体によって応力がインサート及びインサート成形体全体に吸収及び／または分散されるため、インサート全体に均一な圧力が掛かり、成形用樹脂の成形収縮によるインサート及びインサート成形体の歪みを確実に防止することができる。
【００３４】
また、請求項２に記載のインサートを用いた場合には、シリコン樹脂、合成ゴム及びゴム以外のエラストマーは、成形用樹脂の成形収縮により発生する応力をインサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有するため、インサートの成形用樹脂に接触する部分がシリコン樹脂、合成ゴムまたはゴム以外のエラストマーで覆われていることによって、インサートが成形用樹脂の成形収縮により発生する部分によって異なる大きさの応力を受けても、応力がインサート全体に吸収及び／または分散されるため、インサート全体に均一な圧力が掛かり、成形用樹脂の成形収縮によるインサートの歪みを確実に防止することができる。
【００３５】
更に、請求項３に記載のインサートを用いた場合には、弾性体の厚さが０．２ｍｍ未満であると成形収縮による応力をインサート全体に吸収及び／または分散する効果が少なく、一方弾性体の厚さが２．０ｍｍを超えると小型の成形体の場合に弾性体の弾性による効果が大きくなって、インサート成形体として好ましくない性質が発現する可能性があるので、弾性体の厚さは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。更に、弾性体の厚さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内であれば、充分な応力吸収・分散効果が得られるとともに、小型の成形体の場合でもインサート成形体として好ましくない性質が発現する可能性がなくなるため、より好ましい。
【００３６】
また、請求項４に記載のインサートを用いた場合には、インサートの弾性体以外の部分、すなわちインサート本体が金属からなることによって、精密な加工が容易にでき、寸法精度に優れたインサートが容易に得られることによって、寸法精度の高いインサート成形体を容易に製造することができる。
【００３７】
このようにして、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサート成形方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態に係るインサート及びインサート成形方法について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００３９】
図１（ａ）は本発明の実施の形態に係るインサートを示す平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（ａ）は従来のインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体を示す斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図３（ａ）は本発明の実施の形態に係るインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体を示す斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。図４は従来のインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体の歪みを誇張して示す断面図である。
【００４０】
まず、本発明の実施の形態に係るインサートの全体構造について、図１を参照して説明する。
【００４１】
図１に示されるように、本実施の形態に係るインサート１は、金属としての鉄鋼材（Ｓ４５Ｃ）からなるインサート本体２の成形樹脂と接触する部分の端部を除いた部分をシリコン樹脂３で覆ってなるものである。リング形状のインサート本体２の寸法は、外径φ８５ｍｍ×内径φ６４ｍｍ×軸方向厚さ１０ｍｍで、シリコン樹脂３の皮膜の厚さの平均値は１．０ｍｍである。シリコン樹脂３の皮膜は、シリコン樹脂３を主成分とする接着剤をインサート本体２の表面に塗布して乾燥することによって形成し、弾性体として機能する。
【００４２】
次に、本実施の形態に係るインサート成形方法によって成形される成形体について、図２乃至図４を参照して説明する。図２及び図４に示されるのは、従来のインサートである鉄鋼材（Ｓ４５Ｃ）からなるインサート本体２を用いて、従来のインサート成形方法によって成形された成形体である。
【００４３】
図３に示されるように、本実施の形態に係るインサート成形方法によって成形される成形体６は、小径の円筒部６Ａ及び大径の円筒部６Ｂを有し、内部に本実施の形態に係るインサート１が埋め込まれてなる軸受け部品である。成形体６の樹脂部分は、強化材としてガラス繊維を混入したフェノール樹脂からなるＦＲＰ（繊維強化樹脂）である。すなわち、成形体６は、小径の円筒部６Ａ及び大径の円筒部６Ｂに対応するキャビティを有する射出成形金型に、本実施の形態に係るインサート１を予めセットして、ガラス繊維を混入したフェノール樹脂を射出成形してなるものである。
【００４４】
これに対して、図２に示される従来のインサートであるインサート本体２を用いて、従来のインサート成形方法によって成形される成形体５も、小径の円筒部５Ａ及び大径の円筒部５Ｂを有し、内部に従来のインサート本体２が埋め込まれてなる軸受け部品であり、成形体５の樹脂部分は強化材としてガラス繊維を混入したフェノール樹脂からなるＦＲＰ（繊維強化樹脂）である。したがって、小径の円筒部５Ａ，６Ａよりも大径の円筒部５Ｂ，６Ｂの方が成形収縮量が大きく、インサート１、インサート本体２の対応する部分は、より大きな収縮圧力を受けることになる。
【００４５】
このように、同一のキャビティを有する射出成形金型に、本実施の形態に係るインサート１または従来のインサート本体２を予めセットして、ガラス繊維を混入したフェノール樹脂を同一の射出成形条件、すなわち同じ射出成形温度・圧力・速度で射出成形して、成形体５，６を成形し、冷却固化した後に取り出して、図２（ｃ）に示されるインサート本体２の貫通孔２ａの上側径の収縮量と下側径の収縮量とを測定した。
【００４６】
ここで、比較のために、本実施の形態に係るインサート１（弾性体３がシリコン樹脂で厚さの平均値１．０ｍｍのもの）を実施例１とし、実施例２として同一のインサート本体２を用いて弾性体３がシリコン樹脂で厚さの平均値０．５ｍｍのもの、実施例３として同一のインサート本体２を用いて弾性体３がシリコン樹脂で厚さの平均値２．０ｍｍのもの、実施例４として同一のインサート本体２を用いて弾性体３が合成ゴムとしてのＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム，二トリルゴムともいう。）で厚さの平均値１．０ｍｍのものについても、同様に試験を行った。それらの結果を、表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１に示されるように、本実施の形態の実施例１に係るインサート成形方法によって成形された成形体６においては、インサート本体２の内径寸法の収縮量が上側と下側とで差がなく、しかも収縮量の絶対値が２μｍ，３μｍと小さい。また、本実施の形態の実施例２に係るインサート成形方法によって成形された成形体においても、インサート本体２の内径寸法の収縮量が上側と下側とで差がなく、収縮量の絶対値が３μｍ，６μｍと小さい。
【００４９】
更に、本実施の形態の実施例３に係るインサート成形方法によって成形された成形体においても、インサート本体２の内径寸法の収縮量が上側と下側とで差がなく、しかも収縮量の絶対値が１μｍ，２μｍと更に小さい。また、本実施の形態の実施例４に係るインサート成形方法によって成形された成形体においても、インサート本体２の内径寸法の収縮量が上側と下側とで差がなく、収縮量の絶対値が３μｍ，４μｍと小さい。
【００５０】
これらに対して、表１に示されるように、従来のインサート成形方法によって成形された成形体５においては、インサート本体２の内径寸法の収縮量が上側と下側とで差が大きく、しかも収縮量の絶対値が５μｍ，２２μｍと大きくなっている。
【００５１】
これは、本実施の形態に係る成形体６においては、小径の円筒部６Ａと大径の円筒部６Ｂの収縮圧力の差が、インサート１の成形樹脂と接触する部分の端部を除いた部分を覆うシリコン樹脂または合成ゴムの弾性体３の性状によって吸収及び／または分散され均一化されたのに対して、成形体５においては小径の円筒部５Ａと大径の円筒部５Ｂの収縮圧力の差がそのまま表れたものと考えられる。したがって、軸受け部品としての成形体５，６を比較した場合、成形体５は使用するためには貫通孔２ａの後加工が必要となるのに対して、本実施の形態に係る成形体６においてはその必要がなく、大量生産できるため、コストを低減することができる。
【００５２】
ここで、フェノール樹脂は熱硬化性樹脂であり、射出成形用樹脂の中では成形収縮が少ない方であり、しかもガラス繊維を混入したことによって更に成形収縮が少なくなっているにも関わらず、従来例と実施例でこのような明確な差が出ることから考えて、熱可塑性樹脂のような成形収縮の大きい樹脂を成形樹脂として使用した場合には、更に大きな差が出るものと考えられる。
【００５３】
更に、歪みを誇張して示す図４に示されるように、従来のインサート成形方法によって成形された成形体５においては、インサート本体２の貫通孔２ａがテーパー状に変形するのみならず、樹脂部分の貫通孔５ａもテーパー状に変形してＬｍｍの反りが生じてしまう。これによって、成形体５の外径にも寸法誤差が出て、より不具合が大きくなるのに対して、本実施の形態に係るインサート成形方法によって成形された成形体６においては、このような樹脂部分の寸法誤差をも最小限に抑えることができる。
【００５４】
このようにして、本実施の形態に係るインサート１及びインサート成形方法においては、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができる。
【００５５】
また、本実施の形態に特有の作用効果として、インサート成形体６が軸受け部品であることから、ミクロンオーダーの寸法誤差の相違であっても、従来のインサート２及びインサート成形方法による成形体５では後加工の必要があるのに対して、本実施の形態に係るインサート成形体６においてはその必要がなく、大量生産が可能でコストを低減できるという効果がある。
【００５６】
本実施の形態に係るインサート１及びインサート成形方法においては、インサート本体２として鋼材（Ｓ４５Ｃ）からなるリング形状のものを使用した場合について説明したが、インサート本体の材質としては、鋼材以外のアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼等を始めとする金属や、アルミナ・炭化ケイ素を始めとするセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を始めとする熱硬化性樹脂や軟化点の高い熱可塑性樹脂、及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ（繊維強化樹脂）、木材、等を使用することもできる。
【００５７】
また、インサート本体の形状についても、リング形状に限られるものではなく、円柱・角柱・矩形体を始めとして、どのような形状でも良い。更に、本実施の形態に係るインサート１及びインサート成形方法においては、インサート本体２の表面の成形用樹脂に接触する部分の端部を除いた部分を弾性体としてのシリコン樹脂３で覆った場合について説明したが、成形体の形状や成形条件等によって、成形用樹脂に接触する部分全体を他の弾性体、弾性材料で覆うこともできる。
【００５８】
また、本実施の形態に係るインサート１及びインサート成形方法においては、弾性体３としてシリコン樹脂及び合成ゴムとしてのＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム，二トリルゴムともいう。）を用いた場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＮＢＲ以外の合成ゴム及び合成ゴム以外のエラストマー（天然ゴム等）を始めとして、成形用樹脂の成形収縮により発生する応力を前記インサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有するものであれば、種々の材料を用いることができる。
【００５９】
更に、本実施の形態に係るインサート成形方法においては、成形樹脂としてガラス繊維を混入したフェノール樹脂を用いた場合について説明したが、フェノール樹脂単体或いはガラス繊維以外の炭素繊維等を混入したフェノール樹脂を始めとして、ポリエチレン・ポリプロピレン・アクリル樹脂・ポリスチレン・ナイロン樹脂を始めとする熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂・ウレタン樹脂を始めとする熱硬化性樹脂、及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ等の、種々の樹脂を用いることができる。
【００６０】
また、本実施の形態に係るインサート成形方法においては、成形樹脂を圧入する成形方法として射出成形法を用いた場合について説明したが、インサート成形方法としては射出成形法に限られるものではなく、圧縮成形法・トランスファー成形法を始めとして、インサート成形に応用できる成形方法であれば、種々の成形方法によることができる。
【００６１】
本発明を実施するに際しては、インサートのその他の部分の構成、形状、材質、大きさ、製造方法等についても、またインサート成形方法のその他の工程についても、本実施の形態に限定されるものではない。なお、本発明の実施の形態で上げている数値は、臨界値を示すものではなく、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更しても実施を否定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態に係るインサートを示す平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２（ａ）は従来のインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体を示す斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の実施の形態に係るインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体を示す斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】図４は従来のインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体の歪みを誇張して示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ インサート
３ 弾性体
６ 成形体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサート及びインサート成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形型等の成形型に予めインサートをセットしておいて、射出成形等によって溶融樹脂を圧入してインサートと一体化して成形品とするインサート成形によって、軸受け等を始めとする様々な製品が製造されている。ここで、特に軸受け等の製品においては、出来上がった成形体においてインサートの寸法精度が高いことが極めて重要である。
【０００３】
しかし、例えば、リング状のインサートを用いてインサート成形を行う場合には、インサートの位置によって周囲を取り巻く圧入される成形樹脂の厚さが異なることによって、インサートの位置によって成形収縮圧力が異なるために、出来上がった成形体においてインサートの内径寸法にミクロンオーダーで誤差が生じてしまい、インサートの内径がテーパー状に変形して後加工が必要になる場合があった。
【０００４】
そこで、特許文献１においては、このような問題を解決するために、予め円筒形のインサートの内径に成形収縮による変形を見込んだテーパーを付けておくという特許発明について開示している。これによって、樹脂の成形収縮によって円筒形のインサートの一端部が他端部より大きく変形したときに、インサートの内径寸法差を小さくするように変形するために、インサート成形体の内径全体が真の円筒形に近づいて寸法誤差が解消されるとしている。
【０００５】
しかし、この特許発明に係る技術においては、予め円筒形のインサートの内径に成形収縮による変形を見込んだテーパーを付けておく加工が極めて難しいものとなり、成形樹脂材料、成形体の形状、インサートの形状が変わるたびにテーパーの大きさを最適に調節して加工することは事実上不可能であると考えられる。また、例えインサートの内径寸法差を小さくできたとしても、インサートを取り巻く樹脂成形体部分の寸法精度が確保されないという問題点があった。
【０００６】
この問題点を解消するためには、インサートの位置によって異なる成形収縮圧力を吸収及び／または分散させて均一化することが効果的であると考えられる。インサートの周囲にインサート成形前に予め弾性体を嵌合させておく技術が、特許文献２及び特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特許第３５７０４６８号公報
【特許文献２】特許第２５１８１３５号公報
【特許文献３】特開平８−３２３８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に開示された特許発明は、インサートの外周とその周りの成形樹脂との間の隙間を塞いで気密性を保つためにインサートの周囲に予め弾性体を嵌合させておくものであり、また、特許文献３に開示された発明は、樹脂の成形収縮によって成形体の樹脂部分に剥離やクレージングや亀裂が発生するのを防ぐためのものであり、いずれもインサート及びインサート成形体の寸法誤差を解決することはできないという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサート及びインサート成形方法の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明に係るインサートは、成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによって前記成形用樹脂と一体化して成形体となるインサート成形用のインサートであって、前記成形用樹脂に接触する部分全体または前記成形用樹脂に接触する部分の端部を除いた部分が前記成形用樹脂の成形収縮により発生する応力を前記インサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有する弾性体で覆われたものである。
【００１０】
ここで、インサートの弾性体以外の部分、すなわちインサート本体の材質は、鉄鋼・アルミニウム・銅・ステンレス鋼を始めとする金属、アルミナ・炭化ケイ素を始めとするセラミックス、軟化点の高い熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ（繊維強化樹脂）、木材、等の耐熱性で剛性を有する材料であれば、種々の材料を用いることができる。
【００１１】
また、弾性体の材質としては、シリコン樹脂、合成ゴム及び合成ゴム以外のエラストマー（天然ゴム等）を始めとして、成形用樹脂の成形収縮により発生する応力を前記インサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有するものであれば、種々の材料を用いることができる。更に、成形用樹脂としては、ポリエチレン・ポリプロピレン・アクリル樹脂・ポリスチレン・ナイロン樹脂を始めとする熱可塑性樹脂、フェノール樹脂・エポキシ樹脂・ウレタン樹脂を始めとする熱硬化性樹脂、及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ（繊維強化樹脂）等の種々の樹脂を用いることができる。
【００１２】
請求項２の発明に係るインサートは、請求項１の構成において、前記弾性体はシリコン樹脂、合成ゴムまたは合成ゴム以外のエラストマーであるものである。
【００１３】
請求項３の発明に係るインサートは、請求項１または請求項２の構成において、前記弾性体の厚さは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であるものである。
【００１４】
請求項４の発明に係るインサートは、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成において、前記弾性体以外の部分は金属からなるものである。ここで、「金属」としては、鉄鋼・アルミニウム・アルミニウム合金・銅・銅合金・チタン・チタン合金・ステンレス鋼を始めとする一般的な金属を用いることができる。
【００１５】
請求項５の発明に係るインサート成形方法は、インサートを成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによって前記インサートと前記成形用樹脂を一体化して成形体とするインサート成形方法であって、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のインサートを用いるものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明に係るインサートは、成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによって成形用樹脂と一体化して成形体となるインサート成形用のインサートであって、成形用樹脂に接触する部分全体または成形用樹脂に接触する部分の端部を除いた部分が成形用樹脂の成形収縮により発生する応力をインサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有する弾性体で覆われたものである。
【００１７】
ここで、インサートの弾性体以外の部分、すなわちインサート本体の材質は、鉄鋼・アルミニウム・銅・ステンレス鋼を始めとする金属、アルミナ・炭化ケイ素を始めとするセラミックス、軟化点の高い熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ（繊維強化樹脂）、木材等の、耐熱性で剛性を有する材料であれば、種々の材料を用いることができる。
【００１８】
また、弾性体の材質としては、シリコン樹脂、合成ゴム及び合成ゴム以外のエラストマー（天然ゴム等）を始めとして、成形用樹脂の成形収縮により発生する応力を前記インサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有するものであれば、種々の材料を用いることができる。更に、成形用樹脂としては、ポリエチレン・ポリプロピレン・アクリル樹脂・ポリスチレン・ナイロン樹脂を始めとする熱可塑性樹脂、フェノール樹脂・エポキシ樹脂・ウレタン樹脂を始めとする熱硬化性樹脂、及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ（繊維強化樹脂）等の種々の樹脂を用いることができる。
【００１９】
これによって、インサートの成形用樹脂に接触する部分またはその端部を除いた部分が成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても、インサートの成形用樹脂に接触する部分またはその端部を除いた部分を覆っている低弾性率及び高伸び率を有する弾性体によって応力がインサート全体に吸収及び／または分散されるため、インサート全体に均一な圧力が掛かり、成形用樹脂の成形収縮によるインサート及びインサート成形体の歪みを確実に防止することができる。
【００２０】
このようにして、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサートとなる。
【００２１】
請求項２の発明に係るインサートにおいては、弾性体がシリコン樹脂、合成ゴムまたは合成ゴム以外のエラストマー（天然ゴム等）である。
【００２２】
シリコン樹脂、合成ゴム及び合成ゴム以外のエラストマーは、成形用樹脂の成形収縮により発生する応力をインサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有するため、成形用樹脂に接触する部分またはその端部を除いた部分がシリコン樹脂、合成ゴムまたはゴム以外のエラストマーで覆われていることによって、成形用樹脂の成形収縮により発生する部分によって異なる大きさの応力を受けても、応力がインサート全体に吸収及び／または分散されるため、インサート全体に均一な圧力が掛かり、成形用樹脂の成形収縮によるインサートの歪みを確実に防止することができる。
【００２３】
このようにして、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサートとなる。
【００２４】
請求項３の発明に係るインサートにおいては、弾性体の厚さが０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内、より好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内である。
【００２５】
本発明者は、鋭意実験研究の結果、インサートにおいて成形用樹脂に接触する部分全体または成形用樹脂に接触する部分の端部を除いた部分を覆う弾性体の厚さが０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内、より好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内である場合に、より寸法精度の高いインサート成形を行うことができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成したものである。
【００２６】
すなわち、弾性体の厚さが０．２ｍｍ未満であると成形収縮による応力をインサート及びインサート成形体全体に吸収及び／または分散する効果が少なく、一方弾性体の厚さが２．０ｍｍを超えると小型の成形体の場合に弾性体の弾性による効果が大きくなって、インサート成形体として好ましくない性質が発現する可能性がある。したがって、弾性体の厚さは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００２７】
更に、弾性体の厚さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内であれば、充分な応力吸収・分散効果が得られるとともに、小型の成形体の場合でもインサート成形体として好ましくない性質が発現する可能性がなくなるため、より好ましい。
【００２８】
このようにして、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサートとなる。
【００２９】
請求項４の発明に係るインサートにおいては、弾性体以外の部分が金属からなる。ここで、「金属」としては、鉄鋼・アルミニウム・アルミニウム合金・銅・銅合金・チタン・チタン合金・ステンレス鋼を始めとする一般的な金属を用いることができる。特に、剛性の高い鉄鋼・アルミニウム合金・チタン・チタン合金・ステンレス鋼が好ましい。
【００３０】
インサートの弾性体以外の部分、すなわちインサート本体が金属からなることによって、精密な加工が容易にでき、寸法精度に優れたインサートが容易に得られることによって、寸法精度の高いインサート成形体を容易に製造することができる。
【００３１】
このようにして、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサートとなる。
【００３２】
請求項５の発明に係るインサート成形方法は、インサートを成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによってインサートと成形用樹脂を一体化して成形体とするインサート成形方法であって、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のインサートを用いるものである。
【００３３】
これによって、請求項１に記載のインサートを用いた場合には、インサートの成形用樹脂に接触する部分または端部を除いた部分が成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても、インサートの成形用樹脂に接触する部分または端部を除いた部分を覆っている低弾性率及び高伸び率を有する弾性体によって応力がインサート及びインサート成形体全体に吸収及び／または分散されるため、インサート全体に均一な圧力が掛かり、成形用樹脂の成形収縮によるインサート及びインサート成形体の歪みを確実に防止することができる。
【００３４】
また、請求項２に記載のインサートを用いた場合には、シリコン樹脂、合成ゴム及びゴム以外のエラストマーは、成形用樹脂の成形収縮により発生する応力をインサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有するため、インサートの成形用樹脂に接触する部分がシリコン樹脂、合成ゴムまたはゴム以外のエラストマーで覆われていることによって、インサートが成形用樹脂の成形収縮により発生する部分によって異なる大きさの応力を受けても、応力がインサート全体に吸収及び／または分散されるため、インサート全体に均一な圧力が掛かり、成形用樹脂の成形収縮によるインサートの歪みを確実に防止することができる。
【００３５】
更に、請求項３に記載のインサートを用いた場合には、弾性体の厚さが０．２ｍｍ未満であると成形収縮による応力をインサート全体に吸収及び／または分散する効果が少なく、一方弾性体の厚さが２．０ｍｍを超えると小型の成形体の場合に弾性体の弾性による効果が大きくなって、インサート成形体として好ましくない性質が発現する可能性があるので、弾性体の厚さは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。更に、弾性体の厚さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内であれば、充分な応力吸収・分散効果が得られるとともに、小型の成形体の場合でもインサート成形体として好ましくない性質が発現する可能性がなくなるため、より好ましい。
【００３６】
また、請求項４に記載のインサートを用いた場合には、インサートの弾性体以外の部分、すなわちインサート本体が金属からなることによって、精密な加工が容易にでき、寸法精度に優れたインサートが容易に得られることによって、寸法精度の高いインサート成形体を容易に製造することができる。
【００３７】
このようにして、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができるインサート成形方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態に係るインサート及びインサート成形方法について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００３９】
図１（ａ）は本発明の実施の形態に係るインサートを示す平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（ａ）は従来のインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体を示す斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図３（ａ）は本発明の実施の形態に係るインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体を示す斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。図４は従来のインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体の歪みを誇張して示す断面図である。
【００４０】
まず、本発明の実施の形態に係るインサートの全体構造について、図１を参照して説明する。
【００４１】
図１に示されるように、本実施の形態に係るインサート１は、金属としての鉄鋼材（Ｓ４５Ｃ）からなるインサート本体２の成形樹脂と接触する部分の端部を除いた部分をシリコン樹脂３で覆ってなるものである。リング形状のインサート本体２の寸法は、外径φ８５ｍｍ×内径φ６４ｍｍ×軸方向厚さ１０ｍｍで、シリコン樹脂３の皮膜の厚さの平均値は１．０ｍｍである。シリコン樹脂３の皮膜は、シリコン樹脂３を主成分とする接着剤をインサート本体２の表面に塗布して乾燥することによって形成し、弾性体として機能する。
【００４２】
次に、本実施の形態に係るインサート成形方法によって成形される成形体について、図２乃至図４を参照して説明する。図２及び図４に示されるのは、従来のインサートである鉄鋼材（Ｓ４５Ｃ）からなるインサート本体２を用いて、従来のインサート成形方法によって成形された成形体である。
【００４３】
図３に示されるように、本実施の形態に係るインサート成形方法によって成形される成形体６は、小径の円筒部６Ａ及び大径の円筒部６Ｂを有し、内部に本実施の形態に係るインサート１が埋め込まれてなる軸受け部品である。成形体６の樹脂部分は、強化材としてガラス繊維を混入したフェノール樹脂からなるＦＲＰ（繊維強化樹脂）である。すなわち、成形体６は、小径の円筒部６Ａ及び大径の円筒部６Ｂに対応するキャビティを有する射出成形金型に、本実施の形態に係るインサート１を予めセットして、ガラス繊維を混入したフェノール樹脂を射出成形してなるものである。
【００４４】
これに対して、図２に示される従来のインサートであるインサート本体２を用いて、従来のインサート成形方法によって成形される成形体５も、小径の円筒部５Ａ及び大径の円筒部５Ｂを有し、内部に従来のインサート本体２が埋め込まれてなる軸受け部品であり、成形体５の樹脂部分は強化材としてガラス繊維を混入したフェノール樹脂からなるＦＲＰ（繊維強化樹脂）である。したがって、小径の円筒部５Ａ，６Ａよりも大径の円筒部５Ｂ，６Ｂの方が成形収縮量が大きく、インサート１、インサート本体２の対応する部分は、より大きな収縮圧力を受けることになる。
【００４５】
このように、同一のキャビティを有する射出成形金型に、本実施の形態に係るインサート１または従来のインサート本体２を予めセットして、ガラス繊維を混入したフェノール樹脂を同一の射出成形条件、すなわち同じ射出成形温度・圧力・速度で射出成形して、成形体５，６を成形し、冷却固化した後に取り出して、図２（ｃ）に示されるインサート本体２の貫通孔２ａの上側径の収縮量と下側径の収縮量とを測定した。
【００４６】
ここで、比較のために、本実施の形態に係るインサート１（弾性体３がシリコン樹脂で厚さの平均値１．０ｍｍのもの）を実施例１とし、実施例２として同一のインサート本体２を用いて弾性体３がシリコン樹脂で厚さの平均値０．５ｍｍのもの、実施例３として同一のインサート本体２を用いて弾性体３がシリコン樹脂で厚さの平均値２．０ｍｍのもの、実施例４として同一のインサート本体２を用いて弾性体３が合成ゴムとしてのＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム，二トリルゴムともいう。）で厚さの平均値１．０ｍｍのものについても、同様に試験を行った。それらの結果を、表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１に示されるように、本実施の形態の実施例１に係るインサート成形方法によって成形された成形体６においては、インサート本体２の内径寸法の収縮量が上側と下側とで差がなく、しかも収縮量の絶対値が２μｍ，３μｍと小さい。また、本実施の形態の実施例２に係るインサート成形方法によって成形された成形体においても、インサート本体２の内径寸法の収縮量が上側と下側とで差がなく、収縮量の絶対値が３μｍ，６μｍと小さい。
【００４９】
更に、本実施の形態の実施例３に係るインサート成形方法によって成形された成形体においても、インサート本体２の内径寸法の収縮量が上側と下側とで差がなく、しかも収縮量の絶対値が１μｍ，２μｍと更に小さい。また、本実施の形態の実施例４に係るインサート成形方法によって成形された成形体においても、インサート本体２の内径寸法の収縮量が上側と下側とで差がなく、収縮量の絶対値が３μｍ，４μｍと小さい。
【００５０】
これらに対して、表１に示されるように、従来のインサート成形方法によって成形された成形体５においては、インサート本体２の内径寸法の収縮量が上側と下側とで差が大きく、しかも収縮量の絶対値が５μｍ，２２μｍと大きくなっている。
【００５１】
これは、本実施の形態に係る成形体６においては、小径の円筒部６Ａと大径の円筒部６Ｂの収縮圧力の差が、インサート１の成形樹脂と接触する部分の端部を除いた部分を覆うシリコン樹脂または合成ゴムの弾性体３の性状によって吸収及び／または分散され均一化されたのに対して、成形体５においては小径の円筒部５Ａと大径の円筒部５Ｂの収縮圧力の差がそのまま表れたものと考えられる。したがって、軸受け部品としての成形体５，６を比較した場合、成形体５は使用するためには貫通孔２ａの後加工が必要となるのに対して、本実施の形態に係る成形体６においてはその必要がなく、大量生産できるため、コストを低減することができる。
【００５２】
ここで、フェノール樹脂は熱硬化性樹脂であり、射出成形用樹脂の中では成形収縮が少ない方であり、しかもガラス繊維を混入したことによって更に成形収縮が少なくなっているにも関わらず、従来例と実施例でこのような明確な差が出ることから考えて、熱可塑性樹脂のような成形収縮の大きい樹脂を成形樹脂として使用した場合には、更に大きな差が出るものと考えられる。
【００５３】
更に、歪みを誇張して示す図４に示されるように、従来のインサート成形方法によって成形された成形体５においては、インサート本体２の貫通孔２ａがテーパー状に変形するのみならず、樹脂部分の貫通孔５ａもテーパー状に変形してＬｍｍの反りが生じてしまう。これによって、成形体５の外径にも寸法誤差が出て、より不具合が大きくなるのに対して、本実施の形態に係るインサート成形方法によって成形された成形体６においては、このような樹脂部分の寸法誤差をも最小限に抑えることができる。
【００５４】
このようにして、本実施の形態に係るインサート１及びインサート成形方法においては、成形用樹脂の成形収縮により発生する、部分によって異なる大きさの応力を受けても寸法誤差を生ずることのない、寸法精度の高いインサート成形を行うことができる。
【００５５】
また、本実施の形態に特有の作用効果として、インサート成形体６が軸受け部品であることから、ミクロンオーダーの寸法誤差の相違であっても、従来のインサート２及びインサート成形方法による成形体５では後加工の必要があるのに対して、本実施の形態に係るインサート成形体６においてはその必要がなく、大量生産が可能でコストを低減できるという効果がある。
【００５６】
本実施の形態に係るインサート１及びインサート成形方法においては、インサート本体２として鋼材（Ｓ４５Ｃ）からなるリング形状のものを使用した場合について説明したが、インサート本体の材質としては、鋼材以外のアルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼等を始めとする金属や、アルミナ・炭化ケイ素を始めとするセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を始めとする熱硬化性樹脂や軟化点の高い熱可塑性樹脂、及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ（繊維強化樹脂）、木材、等を使用することもできる。
【００５７】
また、インサート本体の形状についても、リング形状に限られるものではなく、円柱・角柱・矩形体を始めとして、どのような形状でも良い。更に、本実施の形態に係るインサート１及びインサート成形方法においては、インサート本体２の表面の成形用樹脂に接触する部分の端部を除いた部分を弾性体としてのシリコン樹脂３で覆った場合について説明したが、成形体の形状や成形条件等によって、成形用樹脂に接触する部分全体を他の弾性体、弾性材料で覆うこともできる。
【００５８】
また、本実施の形態に係るインサート１及びインサート成形方法においては、弾性体３としてシリコン樹脂及び合成ゴムとしてのＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム，二トリルゴムともいう。）を用いた場合について説明したが、これに限られるものではなく、ＮＢＲ以外の合成ゴム及び合成ゴム以外のエラストマー（天然ゴム等）を始めとして、成形用樹脂の成形収縮により発生する応力を前記インサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有するものであれば、種々の材料を用いることができる。
【００５９】
更に、本実施の形態に係るインサート成形方法においては、成形樹脂としてガラス繊維を混入したフェノール樹脂を用いた場合について説明したが、フェノール樹脂単体或いはガラス繊維以外の炭素繊維等を混入したフェノール樹脂を始めとして、ポリエチレン・ポリプロピレン・アクリル樹脂・ポリスチレン・ナイロン樹脂を始めとする熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂・ウレタン樹脂を始めとする熱硬化性樹脂、及びこれらの樹脂に強化材としてガラス繊維等を混入したＦＲＰ等の、種々の樹脂を用いることができる。
【００６０】
また、本実施の形態に係るインサート成形方法においては、成形樹脂を圧入する成形方法として射出成形法を用いた場合について説明したが、インサート成形方法としては射出成形法に限られるものではなく、圧縮成形法・トランスファー成形法を始めとして、インサート成形に応用できる成形方法であれば、種々の成形方法によることができる。
【００６１】
本発明を実施するに際しては、インサートのその他の部分の構成、形状、材質、大きさ、製造方法等についても、またインサート成形方法のその他の工程についても、本実施の形態に限定されるものではない。なお、本発明の実施の形態で上げている数値は、臨界値を示すものではなく、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更しても実施を否定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態に係るインサートを示す平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２（ａ）は従来のインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体を示す斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の実施の形態に係るインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体を示す斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】図４は従来のインサート及びインサート成形方法によって成形した成形体の歪みを誇張して示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ インサート
３ 弾性体
６ 成形体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによって前記成形用樹脂と一体化して成形体となるインサート成形用のインサートであって、
前記成形用樹脂に接触する部分全体または前記成形用樹脂に接触する部分の端部を除いた部分が、前記成形用樹脂の成形収縮により発生する応力を前記インサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有する弾性体で覆われたことを特徴とするインサート。
【請求項２】
前記弾性体はシリコン樹脂、合成ゴムまたは合成ゴム以外のエラストマーであることを特徴とする請求項１に記載のインサート。
【請求項３】
前記弾性体の厚さは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインサート。
【請求項４】
前記弾性体以外の部分は金属からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のインサート。
【請求項５】
インサートを成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによって前記インサートと前記成形用樹脂を一体化して成形体とするインサート成形方法であって、
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のインサートを用いることを特徴とするインサート成形方法。
【請求項１】
成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによって前記成形用樹脂と一体化して成形体となるインサート成形用のインサートであって、
前記成形用樹脂に接触する部分全体または前記成形用樹脂に接触する部分の端部を除いた部分が、前記成形用樹脂の成形収縮により発生する応力を前記インサート全体に吸収及び／または分散できる低弾性率及び高伸び率を有する弾性体で覆われたことを特徴とするインサート。
【請求項２】
前記弾性体はシリコン樹脂、合成ゴムまたは合成ゴム以外のエラストマーであることを特徴とする請求項１に記載のインサート。
【請求項３】
前記弾性体の厚さは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインサート。
【請求項４】
前記弾性体以外の部分は金属からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のインサート。
【請求項５】
インサートを成形型にセットして成形用樹脂を圧入することによって前記インサートと前記成形用樹脂を一体化して成形体とするインサート成形方法であって、
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のインサートを用いることを特徴とするインサート成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２１３２６０（Ｐ２００８−２１３２６０Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２５９９（Ｐ２００７−５２５９９）
【出願日】平成１９年３月２日（２００７．３．２）
【出願人】（０００１００７８０）アイシン化工株式会社 (171)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２日（２００７．３．２）
【出願人】（０００１００７８０）アイシン化工株式会社 (171)
【Ｆターム（参考）】
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