JP2021115740A - インサート成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属部材の腐食を抑制できるインサート成形品を容易に製造する方法を提供する。【解決手段】インサート成形品の製造方法は、成形型１０内にインサートされた金属部材３１を成形型１０の成形面１３，１４から離れた位置にて支持部材２１，２２により支持するとともに、キャビティ１５内に樹脂Ｒを充填することにより、金属部材３１の表面に樹脂部材３２を一体成形してインサート成形品を製造する。上記製造方法は、支持部材２１，２２により金属部材３１を直接支持した状態でキャビティ１５内に樹脂Ｒを充填する第１工程と、第１工程においてキャビティ１５内に樹脂Ｒを充填している途中で、支持部材２１，２２を金属部材３１から離すとともに支持部材２１，２２と金属部材３１との間に形成される隙間に樹脂Ｒを充填する第２工程とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、金属部材の表面に樹脂部材を一体成形してインサート成形品を製造する方法に関する。

特許文献１には、車両用ワイパを構成するワイパブレードが開示されている。このワイパブレードは、樹脂材によって一体成形されたブレード本体と、金属板によって形成され、ブレード本体の内部に埋設された平板部材とを備えている。平板部材には、ホルダ部材がリベットを介して固定されている。ホルダ部は、ブレード本体の開口部から外部に突出している。

こうしたワイパブレードは、成形型内に、ホルダ部が固定された平板部材をインサートした状態でキャビティ内に樹脂を充填することにより、平板部材の表面にブレード本体が一体成形される。このとき、ホルダ部は成形型に当接支持されているため、樹脂によって覆われない。

特開平９−３９７４３号公報

ところで、ホルダ部は、金属部品であり、外部に露出しているため、空気や雨水に含まれる酸素や塩素と反応することで腐食しやすい。その結果、金属部品の外観が損なわれるといった問題や、金属部品が腐食する際に発生するアルカリ物質によって樹脂部材が劣化するといった問題が生じる。

こうした問題に対して、樹脂部品の成形に先立ち、金属部品に対して防錆のための表面処理を施すことが考えられる。しかしながら、この場合には、樹脂部品の成形時に発生する熱によって表面処理層が劣化するといった別の問題が生じる。

さらに、金属部材として防錆性の高い材料を採用することが考えられる。しかしながら、この場合には、金属部材の強度を確保することが難しいといった別の問題が生じる。
なお、こうした問題は、ワイパブレードに限定されるものではなく、金属部材の表面に樹脂部材が一体成形されてなるインサート成形品においては同様にして生じる。

本発明の目的は、金属部材の腐食を抑制できるインサート成形品を容易に製造することのできるインサート成形品の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するためのインサート成形品の製造方法は、成形型内にインサートされた金属部材を前記成形型の成形面から離れた位置にて支持部材により支持するとともに、キャビティ内に樹脂を充填することにより、前記金属部材の表面に樹脂部材を一体成形してインサート成形品を製造する。同方法は、前記支持部材により前記金属部材を直接支持した状態で前記キャビティ内に前記樹脂を充填する第１工程と、前記第１工程において前記キャビティ内に前記樹脂を充填している途中で、前記支持部材を前記金属部材から離すとともに前記支持部材と前記金属部材との間に形成される隙間に樹脂を充填する第２工程と、を備える。

同方法によれば、支持部材により金属部材が直接支持された状態でキャビティ内に樹脂が充填される。これにより、金属部材の表面のうち支持部材に当接している部分を除く他の部分が樹脂によって覆われる。また、キャビティ内に樹脂が充填されている途中で、支持部材が金属部材から離される。これにより、支持部材と金属部材との間に形成される隙間に樹脂が充填されるようになる。

このようにして成形されたインサート成形品においては、金属部材が外部に露出しないため、金属部材の腐食を抑制できる。このため、樹脂部材の成形に先立ち、腐食抑制のために金属部材の表面処理を行う必要がなくなる。また、金属部材の材料として腐食に弱い材料を選択することや、樹脂部材としてアルカリ物質に対する耐性の低い材料を選択することが可能となる。

また、上記目的を達成するためのインサート成形品の製造方法は、成形型内にインサートされた金属部材を前記成形型の成形面から離れた位置にて支持するとともに、キャビティ内に樹脂を充填することにより、前記金属部材の表面に樹脂部材を一体成形してインサート成形品を製造する。同方法は、前記金属部材のうち前記樹脂部材から外部に突出する位置に受け部を設け、前記受け部を支持した状態で前記樹脂部材を成形し、前記樹脂部材の成形後に前記受け部を除去し、前記金属部材の端面に防錆剤を設ける。

同方法によれば、金属部材の受け部が支持された状態でキャビティ内に樹脂が充填されることにより、樹脂部材が成形される。その後、金属部材の受け部が除去される。そして、金属部材の端面に防錆剤が設けられる。

このようにして成形されたインサート成形品においては、金属部材の端面の腐食を抑制できる。このため、樹脂部材の成形に先立ち、腐食抑制のために金属部材の表面処理を行う必要がなくなる。また、金属部材の材料として腐食に弱い材料を選択することや、樹脂部材としてアルカリ物質に対する耐性の低い材料を選択することが可能となる。

また、上記目的を達成するためのインサート成形品の製造方法は、成形型内にインサートされた金属部材を前記成形型の成形面から離れた位置にて支持するとともに、キャビティ内に樹脂を充填することにより、前記金属部材の表面に樹脂部材を一体成形してインサート成形品を製造する。同方法は、前記樹脂部材の成形に先立ち、前記金属部材に樹脂製の受け部材を取り付け、前記受け部材を支持した状態で前記樹脂部材を成形する。

同方法によれば、樹脂部材の成形に先立ち、金属部材に樹脂製の受け部材が取り付けられる。その後、受け部材が支持された状態でキャビティ内に樹脂が充填される。これにより、金属部材の表面のうち受け部材に当接している部分を除く部分が樹脂によって覆われるとともに、受け部材のうち成形型に当接している部分を除く他の部分が樹脂によって覆われる。なお、受け部材の表面のうち支持されている部分は外部に露出することとなる。

このようにして成形されたインサート成形品においては、金属部材が外部に露出しないため、金属部材の腐食を抑制できる。このため、樹脂部材の成形に先立ち、腐食抑制のために金属部材の表面処理を行う必要がなくなる。また、金属部材の材料として腐食に弱い材料を選択することや、樹脂部材としてアルカリ物質に対する耐性の低い材料を選択することが可能となる。

本発明によれば、金属部材の腐食を抑制できるインサート成形品を容易に製造することができる。

第１実施形態の製造方法により製造されるインサート成形品を示す斜視図。 図１の２−２線に沿った断面図。 第１工程においてキャビティ内に樹脂が充填されている状態を示す断面図。 第２工程において支持部材と金属部材との間に形成される隙間に樹脂が充填されている状態を示す断面図。 第２実施形態の製造方法により製造されるインサート成形品を示す斜視図。 受け部付きの金属部品を示す斜視図。 中間製造品を示す斜視図。 第３実施形態の製造方法により製造されるインサート成形品を示す斜視図。 受け部材付きの金属部品を示す斜視図。 同実施形態のキャビティ内に樹脂が充填されている状態を示す断面図。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図４を参照して、インサート成形品の製造方法の第１実施形態について説明する。

図１及び図２に示すように、インサート成形品３０は、長尺板状であり、且つ断面Ｌ字状である。
図２に示すように、インサート成形品３０は、金属部材３１と、金属部材３１の表面に一体成形された樹脂部材３２とを有している。

本実施形態の金属部材３１は、長尺板状であり、且つ断面Ｌ字状である。金属部材３１は、鋼材からなり、インサート成形品３０の長手方向の略全体にわたって埋設されている。

金属部材３１には、厚さ方向に貫通する孔３１ａが設けられている。なお、図示は省略するが、本実施形態では、２つの孔３１ａが、金属部材３１の長手方向に互いに間隔をおいて設けられている。

樹脂部材３２は、熱可塑性樹脂からなり、金属部材３１の表面全体を覆っている。
図１及び図２に示すように、樹脂部材３２の表面における孔３１ａに対応する位置には、窪み部３２ａが形成されている。窪み部３２ａは、樹脂部材３２の両面にそれぞれ形成されている（図２参照）。

次に、インサート成形品３０を製造する成形型１０について説明する。
図３及び図４に示すように、成形型１０は、第１型１１と、第１型１１に対して進退可能に設けられた第２型１２とを備えている。

第１型１１における第２型１２に対向する面（図３及び図４の上面）には、成形面１３が形成されている。
第２型１２における第１型１１に対向する面（図３及び図４の下面）には、成形面１４が形成されている。

第１型１１には、成形面１３から第２型１２に向かって突出する先端を有するとともに、第２型１２に向かって進退可能な第１支持部材２１が設けられている。第１支持部材２１は、第１型１１に対してスライド可能に設けられている。

第２型１２には、成形面１４から第１型１１に向かって突出する先端を有するとともに、第１型１１に向かって進退可能な第２支持部材２２が設けられている。第２支持部材２２は、第２型１２に対してスライド可能に設けられている。

第１支持部材２１の先端及び第２支持部材２２の先端は、共に先細状である。
なお、図示は省略するが、第１支持部材２１及び第２支持部材２２は、金属部材３１の２つの孔３１ａに対応してそれぞれ２つ設けられている。

第１型１１と第２型１２とが型締めされることで、成形面１３，１４及び支持部材２１，２２によって、溶融樹脂（以下、樹脂Ｒ）が充填される空間であるキャビティ１５が形成される。

次に、本実施形態の成形型１０を用いたインサート成形品３０の製造方法について説明する。
まず、金属部材３１の２つの孔３１ａを第１型１１の２つの第１支持部材２１の先端に係合させた状態で第１型１１と第２型１２とを型締めする（図３参照）。これにより、第２型１２の２つの第２支持部材２２の先端が金属部材３１の２つの孔３１ａに係合する。このようにして成形型１０内にインサートされた金属部材３１を成形型１０の成形面１３，１４から離れた位置にて支持部材２１，２２により直接支持することにより、キャビティ１５に対する金属部材３１の位置決めが行われる。

続いて、図３に示すように、支持部材２１，２２により金属部材３１を直接支持した状態でキャビティ１５内に樹脂Ｒを射出して充填する（第１工程）。
続いて、図４に示すように、第１工程においてキャビティ１５内に樹脂Ｒを射出して充填している途中で、支持部材２１，２２を金属部材３１から離すとともに支持部材２１，２２と金属部材３１との間に形成される隙間に樹脂Ｒを充填する（第２工程）。

ここで、支持部材２１，２２を金属部材３１から離すタイミングは、支持部材２１，２２を金属部材３１から離しても金属部材３１が樹脂Ｒの流動圧によって変位しない程度にキャビティ１５内に樹脂Ｒが充填された後であって、上記隙間に対して樹脂Ｒを充填することができる程度に樹脂Ｒの流動性が確保されている期間内に設定されている。

このようにしてキャビティ１５内に樹脂Ｒを充填することにより、金属部材３１の表面に樹脂部材３２を一体成形してインサート成形品３０が製造される。
なお、樹脂部材３２の表面の窪み部３２ａは、支持部材２１，２２の先端によって形成される。

次に、本実施形態の作用について説明する。
支持部材２１，２２により金属部材３１が直接支持された状態でキャビティ１５内に樹脂Ｒが充填されることにより、金属部材３１の表面のうち支持部材２１，２２に当接している部分を除く他の部分が樹脂Ｒによって覆われる。

また、キャビティ１５内に樹脂Ｒが充填されている途中で、支持部材２１，２２が金属部材３１から離されることにより、支持部材２１，２２と金属部材３１との間に形成される隙間に樹脂Ｒが充填されるようになる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）本実施形態の製造方法によって成形されたインサート成形品３０においては、金属部材３１が外部に露出しないため、金属部材３１の腐食を抑制できる。このため、樹脂部材３２の成形に先立ち、腐食抑制のために金属部材３１の表面処理を行う必要がなくなる。金属部材３１の材料として腐食に弱い材料を選択することや、樹脂部材３２としてアルカリ物質に対する耐性の低い材料を選択することが可能となる。したがって、金属部材３１の腐食を抑制できるインサート成形品３０を容易に製造することができる。

＜第２実施形態＞
以下、図５〜図７を参照して、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

なお、本実施形態において、第１実施形態と同一または対応する構成については、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。
図５に示すように、インサート成形品３０は、金属部材３１と、金属部材３１の表面に一体成形された樹脂部材３２とを有している。

金属部材３１には、孔３１ａが設けられていない。
樹脂部材３２は、金属部材３１の表面のうち金属部材３１の長手方向の両方の端面３１ｃを除く他の部分全体を覆っている。樹脂部材３２の表面には、窪み部３２ａが形成されていない。

金属部材３１の両方の端面３１ｃには、防錆剤３３が設けられている。
本実施形態の成形型１０は、第１実施形態の成形型１０と同様な構成を備えている。ただし、本実施形態の成形型１０には、支持部材２１，２２が設けられていない。

次に、インサート成形品３０の製造方法について説明する。
本実施形態では、図６に示す金属部材３１を用いる。金属部材３１は、本体部分（インサート成形品３０を構成する部分）の長手方向の両端からそれぞれ外側に向かって長手方向に沿って延在する一対の受け部３１ｂを有する。各受け部３１ｂは、平板状である。

まず、成形型１０を構成する第１型１１及び第２型１２にそれぞれ設けられた支持部（図示略）によって一対の受け部３１ｂを支持した状態で、キャビティ１５内に樹脂Ｒを射出して充填する。これにより、樹脂部材３２が成形され、図７に示す中間製造品が形成される。一対の受け部３１ｂは、金属部材３１のうち樹脂部材３２から外部に突出する位置に設けられている。

続いて、樹脂部材３２の成形後に各受け部３１ｂを切除することにより、各端面３１ｃが形成される。そして、各端面３１ｃに防錆剤３３を設けることにより、インサート成形品３０が製造される。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。
（２）支持部材２１，２２により金属部材３１の受け部３１ｂが支持された状態でキャビティ１５内に樹脂Ｒが充填されることにより、樹脂部材３２が成形される。その後、金属部材３１の受け部３１ｂが除去される。そして、金属部材３１の端面３１ｃに防錆剤３３が設けられる。

本実施形態の製造方法によって成形されたインサート成形品３０においては、金属部材３１の端面３１ｃの腐食を抑制できる。このため、樹脂部材３２の成形に先立ち、腐食抑制のために金属部材３１の表面処理を行う必要がなくなる。また、金属部材３１の材料として腐食に弱い材料を選択することや、樹脂部材３２としてアルカリ物質に対する耐性の低い材料を選択することが可能となる。したがって、金属部材３１の腐食を抑制できるインサート成形品３０を容易に製造することができる。

＜第３実施形態＞
以下、図８〜図１０を参照して、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

なお、本実施形態において、第１実施形態と同一または対応する構成については、同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。
図８〜図１０に示すように、インサート成形品３０は、金属部材３１と、金属部材３１に取り付けられた樹脂製の受け部材３４と、金属部材３１の表面に一体成形された樹脂部材３２とを有している。

本実施形態では、２つの受け部材３４が、金属部材３１の２つの孔３１ａにそれぞれ取り付けられている。
受け部材３４は、孔３１ａに嵌入される軸部３４ａと、軸部３４ａの両端に設けられ、軸部３４ａよりも拡径された一対の端部３４ｂとを有している。端部３４ｂの端面には、後述する成形型１０の支持部１６，１７が係合可能な凹部３４ｃが設けられている。なお、孔３１ａへの受け部材３４の取り付け態様は、熱カシメによるものであってもよいし、スナップフィットによるものであってもよいし、あるいは成形によるものであってもよい。

図８及び図１０に示すように、樹脂部材３２は、金属部材３１の表面のうち受け部材３４の端部３４ｂによって覆われた部分を除く部分の全体を覆っている。
図１０に示すように、本実施形態の成形型１０は、第１実施形態の成形型１０と同様な構成を備えている。ただし、本実施形態の成形型１０には、支持部材２１，２２が設けられていない。

第１型１１には、成形面１３から第２型１２に向かって突出する第１支持部１６が設けられている。
第２型１２には、成形面１４から第１型１１に向かって突出する第２支持部１７が設けられている。

第１支持部１６の先端及び第２支持部１７の先端は、共に先細状である。
なお、図示は省略するが、第１支持部１６及び第２支持部１７は、金属部材３１に取り付けられた２つの受け部材３４の両端に設けられた凹部３４ｃに対応してそれぞれ２つ設けられている。

次に、本実施形態の成形型１０を用いたインサート成形品３０の製造方法について説明する。
まず、樹脂部材３２の成形に先立ち、金属部材３１の２つの孔３１ａに樹脂製の２つの受け部材３４を取り付ける。

続いて、２つの受け部材３４の凹部３４ｃを第１型１１の２つの第１支持部１６の先端に係合させた状態で第１型１１と第２型１２とを型締めする。これにより、第２型１２の２つの第２支持部１７の先端が２つ受け部材３４の凹部３４ｃに係合する。このとき、各受け部材３４の両方の端部３４ｂの端面は、支持部１６，１７及び成形面１３，１４に当接する。このようにして成形型１０内にインサートされた金属部材３１を成形型１０の成形面１３，１４から離れた位置にて支持部１６，１７により直接支持することにより、キャビティ１５に対する金属部材３１の位置決めが行われる。

続いて、図１０に示すように、キャビティ１５内に樹脂Ｒを射出して充填することにより、金属部材３１の表面に樹脂部材３２を一体成形してインサート成形品３０が製造される。

なお、樹脂部材３２の成形に際して、支持部１６，１７及び成形面１３，１４により当接されていた受け部材３４の端部３４ｂの端面は、外部に露出することとなる（図８参照）。

次に、本実施形態の作用について説明する。
樹脂部材３２の成形に先立ち、金属部材３１に樹脂製の受け部材３４が取り付けられる。その後、受け部材３４が支持された状態でキャビティ１５内に樹脂Ｒが充填される。これにより、金属部材３１の表面のうち受け部材３４に当接している部分を除く部分が樹脂Ｒによって覆われるとともに、受け部材３４のうち支持部１６，１７及び成形面１３，１４に当接している部分を除く他の部分が樹脂Ｒによって覆われる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（３）本実施形態の製造方法によって成形されたインサート成形品３０においては、金属部材３１が外部に露出しないため、金属部材３１の腐食を抑制できる。このため、樹脂部材３２の成形に先立ち、腐食抑制のために金属部材３１の表面処理を行う必要がなくなる。また、金属部材３１の材料として腐食に弱い材料を選択することや、樹脂部材３２としてアルカリ物質に対する耐性の低い材料を選択することが可能となる。したがって、金属部材３１の腐食を抑制できるインサート成形品３０を容易に製造することができる。

＜変形例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・第１実施形態及び第３実施形態において、金属部材３１の孔３１ａの数を３つ以上にすることもできる。また、キャビティ１５に対する金属部材３１の位置決めを行うことができるのであれば、孔３１ａの数を１つにすることもできる。この場合、孔３１ａの形状を多角形状にすることが好ましい。

・第１実施形態及びその変形例において、金属部材３１を厚さ方向に貫通する孔３１ａに代えて、金属部材３１の厚さ方向の両面にそれぞれ凹部を形成するようにしてもよい。また、金属部材３１に支持部材２１，２２と係合可能な凸部を設けるようにしてもよい。要するに、支持部材２１，２２によって支持されるために係合可能な形状であればよい。

・第１実施形態及びその変形例において、樹脂部材３２の表面に窪み部３２ａが形成されないようにすることもできる。この場合、支持部材２１，２２の先端面を支持部材２１，２２と隣り合う成形面１３，１４に沿った平面にするとともに、第２工程において当該先端面が当該成形面１３，１４と面一となる位置まで支持部材２１，２２を退避させればよい。

・第２実施形態において、受け部３１ｂの数は１つにすることもできるし、３つ以上にすることもできる。
・第３実施形態及びその変形例において、金属部材３１を厚さ方向に貫通する孔３１ａに代えて、金属部材３１の厚さ方向の両面にそれぞれ凹部を形成するようにしてもよい。また、金属部材３１に受け部材を取り付けるための凸部を設けるようにしてもよい。要するに、受け部材が取り付け可能な形状であればよい。

・上記各実施形態において、インサート成形品３０の形状、すなわち金属部材３１の形状及び樹脂部材３２の形状を平板状や筒状など任意の形状に変更することができる。
・金属部材３１として、アルミニウム材や銅材など鋼材以外の金属材を採用することもできる。

・樹脂部材３２として熱硬化性樹脂を採用することもできる。

１０…成形型
１１…第１型
１２…第２型
１３…成形面
１４…成形面
１５…キャビティ
１６…第１支持部
１７…第２支持部
２１…第１支持部材
２２…第２支持部材
３０…インサート成形品
３１…金属部材
３１ａ…孔、
３１ｂ…受け部
３１ｃ…端面
３２…樹脂部材
３２ａ…窪み部
３３…防錆剤
３４…受け部材
３４ａ…軸部
３４ｂ…端部
３４ｃ…凹部

Claims (3)

1. 成形型内にインサートされた金属部材を前記成形型の成形面から離れた位置にて支持部材により支持するとともに、キャビティ内に樹脂を充填することにより、前記金属部材の表面に樹脂部材を一体成形してインサート成形品を製造する方法において、
   前記支持部材により前記金属部材を直接支持した状態で前記キャビティ内に前記樹脂を充填する第１工程と、
   前記第１工程において前記キャビティ内に前記樹脂を充填している途中で、前記支持部材を前記金属部材から離すとともに前記支持部材と前記金属部材との間に形成される隙間に樹脂を充填する第２工程と、を備える、
   インサート成形品の製造方法。
2. 成形型内にインサートされた金属部材を前記成形型の成形面から離れた位置にて支持するとともに、キャビティ内に樹脂を充填することにより、前記金属部材の表面に樹脂部材を一体成形してインサート成形品を製造する方法において、
   前記金属部材のうち前記樹脂部材から外部に突出する位置に受け部を設け、
   前記受け部を支持した状態で前記樹脂部材を成形し、
   前記樹脂部材の成形後に前記受け部を除去し、
   前記金属部材の端面に防錆剤を設ける、
   インサート成形品の製造方法。
3. 成形型内にインサートされた金属部材を前記成形型の成形面から離れた位置にて支持するとともに、キャビティ内に樹脂を充填することにより、前記金属部材の表面に樹脂部材を一体成形してインサート成形品を製造する方法において、
   前記樹脂部材の成形に先立ち、前記金属部材に樹脂製の受け部材を取り付け、
   前記受け部材を支持した状態で前記樹脂部材を成形する、
   インサート成形品の製造方法。

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