JP2023110286A - インサート成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インサート部品同士が接合されているインサート成形品をより簡易に製造する製造方法を提供すること。【解決手段】互いに接合された第１インサート部品と第２インサート部品とを有するインサート成形品を製造するためのインサート成形方法であって、第１インサート部品と第２インサート部品との間に、加熱されることにより接着性を発揮する接着剤を配置する第１配置工程と、接着剤が配置された第１インサート部品と第２インサート部品とを成形型に配置する第２配置工程と、成形型に溶融樹脂を充填して成形する成形工程と、を含み、成形工程において、溶融樹脂の有する熱により加熱されることで、接着剤は第１インサート部品と第２インサート部品とを接合する、インサート成形方法。【選択図】図１

Description

本開示は、インサート成形方法に関する。

従来、インサート部品を配置した金型に樹脂を射出して、インサート部品と樹脂とを一体成形するインサート成形方法がある（例えば、特許文献１）。

特開２０２１－１０２３２９号公報

インサート部品が複数ある場合についてのインサート成形方法については十分検討されていない。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、インサート成形方法が提供される。このインサート成形方法は、互いに接合された第１インサート部品と第２インサート部品とを有するインサート成形品を製造するためのインサート成形方法であって、前記第１インサート部品と前記第２インサート部品との間に、加熱されることにより接着性を発揮する接着剤を配置する第１配置工程と、前記接着剤が配置された前記第１インサート部品と前記第２インサート部品とを成形型に配置する第２配置工程と、前記成形型に溶融樹脂を充填して成形する成形工程と、を含み、前記成形工程において、前記溶融樹脂の有する熱により加熱されることで、前記接着剤は前記第１インサート部品と前記第２インサート部品とを接合する。この形態によれば、成形工程において、溶融樹脂の熱により第１インサート部品と第２インサート部品とを接合することができる。よって、インサート成形品においての第１インサート部品と第２インサート部品との位置ずれを抑制することができる。また、成形工程の前に行われる、第１インサート部品と第２インサート部品とを予め接合する工程を省略することができる。このため、製造工程を簡略化することができ、複数のインサート部品を有するインサート成形品をより簡易に製造することができる。
（２）上記形態のインサート成形方法において、前記成形工程は、前記溶融樹脂の充填が完了した後に、前記成形型内を保圧する保圧工程を含んでもよい。この形態によれば、成形型内が保圧されることにより、第１インサート部品と第２インサート部品とには、互いに押し付け合う方向に力を受ける。よって、第１インサート部品と第２インサート部品との接着強度を向上させることができる。
（３）上記形態のインサート成形方法において、前記接着剤は、シート状であってもよい。この形態によれば、第１配置工程において、第１インサート部品と第２インサート部品との間に接着剤を容易に配置することができる。
（４）上記形態のインサート成形方法において、第１インサート部品および前記第２インサート部品は、金属製であってもよい。この形態によれば、熱伝導率が樹脂よりも高い金属製の第１インサート部品および第２インサート部品を介して、溶融樹脂の熱を接着剤に効率的に伝えることができる。このため、本成形方法を好適に適用することができる。
本開示は、インサート成形方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、インサート成形品やインサート成形装置等の形態で実現することができる。

インサート成形工程の手順を示すフローチャート。 インサート成形装置の断面で示す模式図。 溶融樹脂の充填による接着を説明する図。

Ａ．実施形態：
図１は、本実施形態に係るインサート成形方法を実現するインサート成形工程の手順を示すフローチャートである。図２は、インサート成形装置１０の断面で示す模式図である。図２では、インサート成形装置１０とともに、インサート成形品１００が示されている。図３は、溶融樹脂ＭＲの充填による接着を説明する図である。本実施形態に係るインサート成形方法を用いて製造されるインサート成形品１００は、図２に示すように、第１インサート部品である第１鉄板１０１と、第２インサート部品である第２鉄板１０２と、樹脂１０４とを有する。樹脂１０４として、熱可塑性樹脂を用いることができる。第１鉄板１０１と第２鉄板１０２とは、インサート成形の過程において接着剤１０３により、互いに接合される。本実施形態において、インサート成形品１００は、車両の部品として用いられるが、インサート成形品１００の用途は、車両に限られない。

複数のインサート部品を有するインサート成形体を製造する場合には、複数のインサート部品の互いの位置ずれを抑制するために、複数のインサート部品を成形型に配置する前に、インサート部品同士が接合されることが好ましい。この場合、インサート部品が金属製の場合には、溶接やカシメなどにより、インサート部品同士を接合することが考えられる。ここで、発明者らは、次に説明するインサート成形工程を考案した。これにより、複数のインサート部品の互いの位置ずれを抑制しつつ、より簡易にインサート成形体を製造することができる。

図１に示す工程Ｐ１０において、所望の形状となるように、素材の鉄板が切断され、曲げ加工が行われ、インサート部品である第１鉄板１０１および第２鉄板１０２が形成される。工程Ｐ２０において、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２との間にシート状の接着剤１０３（図２）が配置される。シート状の接着剤１０３を使用することにより、接着剤１０３を容易に配置することができる。接着剤１０３は、加熱されることにより接着性を発揮する市販の接着剤である。接着剤１０３として、例えばエラストマーや樹脂を含む接着剤を用いることができる。

工程Ｐ３０において、第１鉄板１０１および第２鉄板１０２が仮組され、成形型２０（図２）に配置される。具体的には、作業者が、第１鉄板１０１および第２鉄板１０２を把持して、成形型２０に配置する。なお、工程Ｐ３０において、第１鉄板１０１および第２鉄板１０２の互いの位置を固定するための固定治具が用いられてもよい。また、第１鉄板１０１および第２鉄板１０２がロボットにより配置されてもよい。

図２に示すように、インサート成形装置１０は、成形型２０と、射出装置５０とを備える。成形型２０は、コア型２１と、スライド型２２とを有する。スライド型２２は、コア型２１を覆う形状を有しており、コア型２１に対して遠ざかる方向および近づく方向に移動可能である。なお、本実施形態では、スライド型２２は、インサート成形品１００を取り出し易くするために、分割されている。コア型２１とスライド型２２との間に形成されるキャビティと連通するランナー２３の端部には、ゲートバルブ５１が配置されている。射出装置５０は、溶融樹脂ＭＲ（図３）をゲートバルブ５１から成形型２０のキャビティに向かって射出する。

図１に示す工程Ｐ３０では、コア型２１とスライド型２２とが離れた状態の成形型２０に、仮組された第１鉄板１０１および第２鉄板１０２が、第２鉄板１０２がコア型２１と密着した状態で配置される。その後、スライド型２２がコア型２１に近づけられ、キャビティが形成される。

工程Ｐ４０において、成形型２０に射出装置５０により溶融樹脂ＭＲが、第１鉄板１０１と、スライド型２２との間のキャビティに射出される。これにより、キャビティ内が溶融樹脂ＭＲで充填される。溶融樹脂ＭＲの温度は、２２０℃以上２８０℃以下程度である。成形型２０に溶融樹脂ＭＲが射出されると、図３に示すように、溶融樹脂ＭＲの有する熱が、主に溶融樹脂ＭＲと接する第１鉄板１０１を介して接着剤１０３に移る。これにより、接着剤１０３が加熱され、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２とが接着剤１０３により接合される。充填が完了した後、溶融樹脂ＭＲは冷却され、次第に固化する。

工程Ｐ５０では、成形型２０が予め定められた保圧時間だけ保圧される。保圧時間は、ゲートバルブ５１付近の溶融樹脂ＭＲが固化する程度の時間である。樹脂１０４は、冷却に伴い収縮する。このため、具体的に工程Ｐ５０では、射出装置５０から溶融樹脂ＭＲが補充されることで成形型２０内に圧力が加えられる。加えられる圧力は、５ＭＰａ程度である。図３に示すように、工程Ｐ５０において保圧されることにより、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２とは、互いに押し付け合う方向に力を受ける。よって、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２との接合強度を向上させることができる。

保圧時間が経過し、溶融樹脂ＭＲの固化が完了すると、工程Ｐ６０において、スライド型２２がコア型２１から離れる方向に移動され、インサート成形品１００が取り出され、インサート成形工程が終了する。工程Ｐ２０を第１配置工程とも呼び、工程Ｐ３０を第２配置工程とも呼ぶ。また、工程Ｐ５０を保圧工程とも呼び、工程Ｐ４０と工程Ｐ５０とを成形工程とも呼ぶ。

以上説明したインサート成形工程によれば、予め第１鉄板１０１と第２鉄板１０２とを接合する工程を省きつつ、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２とが接合されたインサート成形品１００を製造することができる。また、本実施形態によれば、成形型２０に配置する工程Ｐ３０において、例えば溶接やカシメによる接合により生じ得る第１鉄板１０１または第２鉄板１０２の変形は生じないため、成形型２０に容易に配置することができる。

以上説明した実施形態によれば、インサート成形工程は、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２との間に接着剤１０３を配置する工程Ｐ２０と、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２とを成形型２０に配置する工程Ｐ３０と、成形型２０に溶融樹脂ＭＲを充填して成形する成形工程とを含む。成形工程では、溶融樹脂ＭＲの有する熱により加熱されることで、接着剤１０３は、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２とを接合する。よって、インサート成形品１００における第１鉄板１０１と第２鉄板１０２との位置ずれを抑制することができる。事前の第１鉄板１０１と第２鉄板１０２とを接合する工程を省略することができ、インサート成形品１００をより簡易に製造することができる。

また、成形工程は、射出が完了した後に、成形型２０内を保圧する工程Ｐ５０を含む。工程Ｐ５０において、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２とは、互いに押し付け合う方向に力を受ける。よって、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２との接着強度を向上できる。

また、接着剤１０３は、シート状である。よって、工程Ｐ２０において、第１鉄板１０１と第２鉄板１０２との間に接着剤１０３を容易に配置することができる。また、本実施形態において、インサート部品として、金属製である第１鉄板１０１および第２鉄板１０２が用いられる。インサート部品が、熱伝導率が樹脂よりも高い金属製である場合には、成形工程において、インサート部品を介して溶融樹脂の熱を接着剤１０３に効率的に伝えることができるため、本成形方法を好適に適用することができる。

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記実施形態では、インサート部品は、金属製であるが、金属製以外のインサート部品についても本成形方法を用いることができる。具体的には、インサート部品が、射出される樹脂１０４よりも融点の高い樹脂で形成されているインサート成形品のインサート成形方法として、本成形方法が用いられてもよい。

（Ｂ２）上記実施形態では、互いに接合されるインサート部品が２つであるが、互いに接合されるインサート部品は、３つ以上でもよい。つまり、複数のインサート部品を有するインサート成形品を製造する場合には、第１配置工程において、複数のインサート部品のうち、隣り合う２つのインサート部品の間に接着剤が配置される。その後の工程は、上記実施形態と同様に行うことにより、互いに接合された複数のインサート部品を有するインサート成形品を製造することができる。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…インサート成形装置、２０…成形型、２１…コア型、２２…スライド型、２３…ランナー、５０…射出装置、５１…ゲートバルブ、１００…インサート成形品、１０１…第１鉄板、１０２…第２鉄板、１０３…接着剤、１０４…樹脂、ＭＲ…溶融樹脂、Ｐ１０～Ｐ６０…工程

Claims (4)

1. 互いに接合された第１インサート部品と第２インサート部品とを有するインサート成形品を製造するためのインサート成形方法であって、
   前記第１インサート部品と前記第２インサート部品との間に、加熱されることにより接着性を発揮する接着剤を配置する第１配置工程と、
   前記接着剤が配置された前記第１インサート部品と前記第２インサート部品とを成形型に配置する第２配置工程と、
   前記成形型に溶融樹脂を充填して成形する成形工程と、を含み、
   前記成形工程において、前記溶融樹脂の有する熱により加熱されることで、前記接着剤は前記第１インサート部品と前記第２インサート部品とを接合する、インサート成形方法。
2. 請求項１に記載のインサート成形方法であって、
   前記成形工程は、前記溶融樹脂の充填が完了した後に、前記成形型内を保圧する保圧工程を含む、インサート成形方法。
3. 請求項１または２に記載のインサート成形方法であって、
   前記接着剤は、シート状である、インサート成形方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のインサート成形方法であって、
   前記第１インサート部品および前記第２インサート部品は、金属製である、インサート成形方法。

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