JPH05124058A - インサート成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】樹脂原料および補強材１２等のインサート物１
２の大きさ等に制限がなく、安定した補強効果を得るこ
とができるとともに、破損しやすいインサート物１２を
も成形品内にインサートできるインサート成形品１ａを
提供する。 【構成】樹脂で形成された成形品本体中にインサート物
１２がインサートされているインサート成形品１ａにお
いて、前記インサート物１２の周辺の少なくとも一部に
インサート物１２と樹脂１１との熱応力による歪みを吸
収して緩和する中空部１４が形成されている構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インサート物が成形品
の所望部分にインサートされたインサート成形品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】軽量化を図るために、いろいろな製品が
合成樹脂材料で形成されているが、強度が要求される製
品は、合成樹脂材料のみで形成することが難しい。そこ
で、補強材を成形品の所望部分に一体化させてその強度
をもたせるようにしている。補強材を成形品に一体化さ
せる方法としては、成形後、接着，溶接，部品止め等に
よって補強材を補強部分に後着けする方法や、補強材を
成形品の射出成形金型中に予めセットしておき、射出成
形によって製品を成形すると同時に補強材をインサート
する方法などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、後着けする方
法では、補強材の張りつけによって外観を損なったり、
比較的フラットな形状の補強材（平板，アングル，角パ
イプ等）しか用いることができず、取付強度等に問題が
あるとともに、加工工程を別途設けなくてはならず、作
業コストが嵩むと言う問題がある。

【０００４】一方、補強材をインサートする方法では、
成形収縮率および線熱膨張係数が小さく、抗張力が高
く、かつ、クリープ特性がよいなどの諸条件を満足する
樹脂原料を用いなければならず、使用できる樹脂原料に
制約がある。また、大きな補強材を用いることができ
ず、インサートねじやシャフトなど小物が主流である。
即ち、この方法では、インサート物の周囲に樹脂が密な
状態で充填されるのであるが、成形時において樹脂が溶
融状態から固化状態に至るまでに収縮するため、熱応力
が発生して残留歪みとなりクラックが発生したりする。
また、インサート物と樹脂との熱膨張率が異なるため、
使用時に急激な温度変化があると、やはり応力による歪
みが生じて樹脂にクラックが入ったりする。また、三次
元回路基板等の比較的破損しやすいものなどは、熱応力
により破損するため、インサート物として成形品内にイ
ンサートできない。

【０００５】他方、ワイヤ組込み樹脂パレットなどで
は、成形収縮による残留応力をなくすため、インサート
する補強材を昇温しておいてから樹脂を充填し、残留応
力を緩和する試みがなされているが、この方法において
も、使用時の温度変化によって応力がかかり、樹脂部に
クラックが入ると言う問題までは解消されていない。本
発明は、このような事情に鑑みて、樹脂原料および補強
材等のインサート物の大きさ等に制限がなく、安定した
補強効果を得ることができるとともに、破損しやすいイ
ンサート物をも成形品内にインサートできるインサート
成形品を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるインサー
ト成形品は、このような目的を達成するために、樹脂で
形成された成形品本体中にインサート物がインサートさ
れているインサート成形品において、前記インサート物
の周辺の少なくとも一部にインサート物と樹脂との熱応
力による歪みを吸収して緩和する中空部が形成されてい
る構成とした。

【０００７】上記構成において、中空部は、インサート
物の全周に設けて成形品本体中でインサート物が多少が
たつくようにしてもよいし、部分的に設けても構わな
い。また、インサート物の表面が中空部に露出していて
もよいし、インサート物と中空部との間に薄い樹脂層が
設けられていても構わない。なお、部分的に中空部が設
けられている場合、インサート物の周面の５０％以上が
中空部と対面するようになっていることが好ましい。ま
た、中空部は熱応力が吸収緩和できるだけの大きさがあ
れば、必要最小限の大きさに止めることが好ましい。

【０００８】このインサート成形品の製造方法として
は、特に限定されないが、射出成形金型中にインサート
するインサート物をセットし、樹脂を金型内に充填する
とともに、所望位置にガスを注入してインサート物の回
りに中空部を設けるようにする方法等が挙げられる。イ
ンサートされるインサート物の材質としては、金属，木
材，金属や無機材の有機複合材，セラミックス等の無機
材など特に限定されない。また、その形状も丸パイプ，
角パイプ，多角形のパイプ，パンチメタルパイプ，丸
棒，角棒，六角棒等の多角形の棒，平板，パンチメタル
板，アングル（Ｌ型鋼），Ｈ型鋼，Ｉ型鋼など自由に選
択できる。

【０００９】なお、本発明にかかるインサート成形品の
用途は、特に限定されない。たとえば、コンテナ，パレ
ット，日用雑貨品，ＯＡ機器ハウジング，家庭電化製品
のハウジング，車両部品，ＯＡフロア，ＯＡデスク，三
次元回路基板，センサーの機能機器部品等の樹脂成形品
が挙げられる。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、中空部が成形時のインサー
ト物と樹脂部との成形収縮による熱応力や使用時の温度
変化による補強材と樹脂部との膨張，収縮差による熱応
力を吸収して緩和する。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明を、その実施例をあらわす図
面を参照しつつ詳しく説明する。図１および図２は、本
発明にかかるインサート成形品の第１実施例としてのコ
ンテナをあらわしている。このコンテナ１ａは、底中央
部と開口部周縁において樹脂１１中にインサート物とし
て補強材１２，１３がそれぞれインサートされている。
そして、図３にみるように補強材１２の周囲に中空部１
４がそれぞれ形成されている（図示していないが、補強
材１３の周囲にも中空部が形成されている。）。図３
中、１５はガス注入口の跡，１６は補強材１２の金型位
置決めピン跡である。

【００１２】中空部１４は、インサート部の横或いは縦
のいずれの方向からの断面形状をとってみても、図４〜
図１２にみるような形状で、補強材１２，１３の周囲を
５０％以上取り囲むように形成されている。このコンテ
ナ１ａは、つぎのようにして形成することができる。即
ち、金型（図示せず）内の所望位置にインサートする補
強材１２（１３）を図１３にみるように位置決めピン１
７を位置決め孔１８に挿入して支持させたのち、金型内
に樹脂１１を充填する。そして、樹脂１１が所定量充填
できた時点で、ガス注入口から所定量のガスを注入して
中空部１４を形成する。そして、金型から成形品を取り
出す。

【００１３】なお、補強材１２（１３）に位置決め孔１
８が形成されていない場合には、図１４にみるようなホ
ルダー１９を用意しておき、このホルダー１９を装着し
た状態で補強材１２（１３）を金型内にセットし、位置
決めピンをホルダー１９の位置決め孔１９ａに挿入して
補強材１２（１３）を所定位置に支持させることができ
る。

【００１４】なお、ホルダー１９は合成樹脂等で形成さ
れていて、成形後、成形品内部に一体化された状態で残
存するようになっている。図中１９ｂはガスチャンネル
切欠である。補強材１２，１３は図では、丸棒である
が、丸パイプや角パイプでも構わない。このコンテナ１
ａは、上記のようになっており、成形時の熱応力を中空
部１４が緩衝するとともに、使用時の温度変化によって
発生する熱膨張差による熱応力をも中空部１４が吸収し
て緩和するため、成形時および使用時において熱応力に
より成形品本体にクラックが発生したりすることがなく
なる。

【００１５】もちろん、補強材がインサートされている
ので、充分な機械的強度を備えている。図１５は、本発
明にかかるインサート成形品の第２実施例としてのパレ
ットをあらわしている。このパレット１ｂは補強のため
に６本のパイプ２０がインサート物としてインサートさ
れている。図示していないが、第１の実施例と同様にパ
イプ２０の周囲に中空部が形成されている。図中、２１
はガス注入口跡である。

【００１６】図１６は、本発明にかかるインサート成形
品の第３実施例としてのＯＡ床パネルをあらわしてい
る。このＯＡ床パネル１ｃは補強のための平鋼板２２が
インサート物としてインサートされているととともに、
図示していないが、第１，２の実施例と同様に平鋼板２
２の周囲に中空部が形成されている。なお、図中、２３
は床パネル１ｃ裏面に設けられた高さ調節用アジャスト
ボルト、２４はインサートホルダー跡、２５はガス注入
口跡である。

【００１７】図１７は、本発明にかかるインサート成形
品の第４実施例としてのベンチ用いすの座部をあらわし
ている。この座部１ｄは座部形状に予め湾曲加工した補
強のための金属インサート板２６がインサート物として
インサートされていて、第１〜３の実施例と同様に金属
インサート板２６の周囲に中空部が形成されている。な
お、図中、２７は金属インサート板２６と一体化されて
いる脚の取付部、２８はインサートホルダー跡、２９は
ガス注入口跡である。

【００１８】図１８は、本発明にかかるインサート成形
品の第５実施例としてのパラボラアンテナをあらわして
いる。このパラボラアンテナ１ｅは、取付部３０と一体
になった金属製の補強板３１が樹脂製の成形品本体内に
インサートされていて、補強板３１の周囲に中空部３２
が形成されている。従って、熱応力によるクラック等の
心配がないとともに、補強板３１が金属製であるため、
電波の吸収性がよくなっている。なお、図中３３はガス
注入口跡である。

【００１９】図１９は、本発明にかかるインサート成形
品の第６実施例としてのテレビ，パソコン等のルーフカ
バーハウジングをあらわしている。このハウジング１ｆ
は、門型をした補強材３４がインサート物としてインサ
ートされていて、図示していないが、第１〜５実施例と
同様に補強材３４の周囲に中空部が形成されている。な
お、図中、３５はガス注入口跡、３６はインサートホル
ダー跡である。

【００２０】図２０は、本発明にかかるインサート成形
品の第７実施例としてのＰＯＳ，レジスタープリンタ部
カバーをあらわしている。このカバー１ｇは、プリンタ
ー用紙の出口となる切込みの周囲を囲むように補強材３
７がインサート物としてインサートされていて、図示し
ていないが、第１〜６実施例と同様に補強材３７の周囲
に中空部が形成されている。なお、この実施例の場合、
ガス注入口跡およびインサートホルダー跡は、裏面にあ
るため図示していない。

【００２１】図２１は、本発明にかかるインサート成形
品の第８実施例としての机の天板をあらわしている。こ
の天板１ｈは、ＯＡデスク等に使用されるものであっ
て、平板の補強材３８が、その一側面を天板１ｈの裏面
側に表出させるように成形品本体３９内にインサートさ
れていて、補強材３８の周囲に中空部４０が形成されて
いる。なお、図中、４１はガス注入口跡である。

【００２２】図２２は、本発明にかかるインサート成形
品の第９実施例としての自動車のハッチバック式扉をあ
らわしている。この扉１ｉは、成形品本体４２の周縁部
に沿って補強材４３がインサート物としてインサートさ
れていて、第１〜８実施例と同様に補強材４３の周囲に
中空部が形成されている。なお、この実施例の場合、ガ
ス注入口跡およびインサートホルダー跡は、裏面にある
ため図示していない。

【００２３】図２３は、本発明にかかるインサート成形
品の第１０実施例としてのガラス内蔵成形品をあらわし
ている。この成形品１ｊは成形品本体４４にガラス板４
５の周縁がインサートされたようになっている。そし
て、そのインサート部４６の周囲に中空部４７が形成さ
れている。したがって、従来の成形方法のようにガラス
が熱応力により破損したりすることがなくなる。

【００２４】図２４は、本発明にかかるインサート成形
品の第１１実施例としてのＩＣ組み込み成形品をあらわ
している。この成形品１ｋは、成形品本体４８にＩＣ組
み込みインサート物４９がインサートされている。そし
て、インサート物４９の周囲に中空部５０が形成されて
いる。なお、図中、４９ａはリード線である。ＩＣが組
み込まれた物品は、比較的衝撃や負荷に弱く破損しやす
いため、熱応力などを受けると、破損してしまい使用で
きなくなる。したがって、一般には、成形品中にインサ
ートしようとすれば、樹脂の種類等に制約を受けるが、
本実施例のように、インサート物４９の周囲に中空部５
０が形成されていれば、射出成形時の圧力や熱応力をこ
の中空部５０で緩衝できるため、射出成形時に破損した
り使用時に破損したりすることがなくなる。

【００２５】ところで、補強材としては、パンチメタル
パイプやパンチメタル板をインサートすることもでき
る。因に、補強材としてパンチメタル板をインサートす
る場合には、図２５（ａ）にみるように、補強材として
のパンチメタル板５１を金型の所定位置にセットして樹
脂５２を充填したのち、ガスを注入すれば、図２５
（ｂ）にみるように、中空部５３が形成できるようにな
っている。

【００２６】一方、補強材としてパンチメタルパイプを
使用する場合には、図２６（ａ）にみるように、補強材
としてのパンチメタルパイプ５４を金型の所定位置にセ
ットして樹脂５５を充填したのち、パイプ５４の一端か
らガスを注入すれば、図２６（ｂ）にみるように、中空
部５６を形成できるようになっている。

【００２７】

【発明の効果】本発明にかかるインサート成形品は、以
上のように構成されているので、以下のような効果を奏
する。 （イ）射出成形品で補強の必要な位置に金属のような他
の素材インサートによる効果的な強度が得られる。 （ロ）インサート物の大きさや使用樹脂等の制約がなく
なり、設計の自由度が大幅にアップする。 （ハ）他素材のインサート成形を安価に製造することが
可能となる。 （ニ）後加工による補強に比べ外観が綺麗にできる。 （ホ）製造方法としてガス注入成形を使えば、成形時通
常の射出圧力に耐えられないインサート物の成形でも成
形が可能であり、且つ使用時の温度変化によりインサー
ト物及び樹脂に熱応力がかからないため、圧迫力に対し
て弱いセンサー，回路基板，ガラス，無機材質のインサ
ート成形が可能になる。 （へ）従来の中空部なしの成形品に比べ樹脂と補強材と
が分離しやすく、廃材の分別収集が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるインサート成形品の第１実施例
としてのコンテナをあらわす斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】コンテナの底部の断面図である。

【図４】補強材周囲の中空部の形状の１例をあらわす縦
断面図である。

【図５】補強材周囲の中空部の形状の１例をあらわす縦
断面図である。

【図６】補強材周囲の中空部の形状の１例をあらわす縦
断面図である。

【図７】補強材周囲の中空部の形状の１例をあらわす縦
断面図である。

【図８】補強材周囲の中空部の形状の１例をあらわす縦
断面図である。

【図９】補強材周囲の中空部の形状の１例をあらわす縦
断面図である。

【図１０】補強材周囲の中空部の形状の１例をあらわす
縦断面図である。

【図１１】補強材周囲の中空部の形状の１例をあらわす
縦断面図である。

【図１２】補強材周囲の中空部の形状の１例をあらわす
縦断面図である。

【図１３】金型中でインサート物を所定位置に支持する
方法を説明する図であって、位置決めピンをインサート
物の位置決め孔に挿入した状態をあらわす斜視図であ
る。

【図１４】金型中でインサート物を所定位置に支持する
方法を説明する図であって、インサートホルダーにイン
サート物を支持させた状態をあらわす斜視図である。

【図１５】本発明にかかるインサート成形品の第２実施
例としてのパレットをあらわす斜視図である。

【図１６】本発明にかかるインサート成形品の第３実施
例としてのパレットをあらわす斜視図である。

【図１７】本発明にかかるインサート成形品の第４実施
例としてのパレットをあらわす斜視図である。

【図１８】本発明にかかるインサート成形品の第５実施
例としてのパレットをあらわす斜視図である。

【図１９】本発明にかかるインサート成形品の第６実施
例としてのパレットをあらわす斜視図である。

【図２０】本発明にかかるインサート成形品の第７実施
例としてのパレットをあらわす斜視図である。

【図２１】本発明にかかるインサート成形品の第８実施
例としてのパレットをあらわす斜視図である。

【図２２】本発明にかかるインサート成形品の第９実施
例としてのパレットをあらわす斜視図である。

【図２３】本発明にかかるインサート成形品の第１０実
施例としてのパレットをあらわす斜視図である。

【図２４】本発明にかかるインサート成形品の第１１実
施例としてのパレットをあらわす斜視図である。

【図２５】補強材としてパンチメタルパイプを用いた場
合の中空部の形成方法の１例を説明する図であって、同
図（ａ）は樹脂を金型に充填した直後の状態をあらわす
断面図、同図（ｂ）はガスを注入して中空部を形成した
状態をあらわす断面図である。

【図２６】補強材としてパンチメタル板を用いた場合の
中空部の形成方法の１例を説明する図であって、同図
（ａ）は樹脂を金型に充填した直後の状態をあらわす断
面図、同図（ｂ）はガスを注入して中空部を形成した状
態をあらわす断面図である。

【符号の説明】

１ａ コンテナ（インサート成形品） １ｂ パレット（インサート成形品） １ｃ ＯＡ床パネル（インサート成形品） １ｄ ベンチ用いすの座部（インサート成形品） １ｅ パラボラアンテナ（インサート成形品） １ｆ ルーフカバーハウジング（インサート成形品） １ｇ ＰＯＳ，レジスタープリンタ部カバー（インサー
ト成形品） １ｈ 机の天板（インサート成形品） １ｉ 自動車のハッチバック式扉（インサート成形品） １ｊ ガラス内蔵成形品（インサート成形品） １ｋ ＩＣ組み込み成形品（インサート成形品） １１ 樹脂 １２ 補強材（インサート物） １３ 補強材（インサート物） １４ 中空部 ２０ パイプ（インサート物） ２２ 平鋼板（インサート物） ２６ 金属インサート板（インサート物） ２９ 成形品本体 ３１ 補強板（インサート物） ３４ 補強材（インサート物） ３７ 補強材（インサート物） ３８ 補強材（インサート物） ４０ 中空部 ４２ 成形品本体 ４３ 補強材（インサート物） ４４ 成形品本体 ４７ 中空部 ４８ 成形品本体 ４９ インサート物 ５０ 中空部 ５１ パンチメタル板（インサート物） ５２ 樹脂 ５３ 中空部 ５４ パンチメタルパイプ（インサート物） ５５ 樹脂 ５６ 中空部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂で形成された成形品本体中にインサー
   ト物がインサートされているインサート成形品におい
   て、前記インサート物の周辺の少なくとも一部にインサ
   ート物と樹脂との熱応力による歪みを吸収して緩和する
   中空部が形成されていることを特徴とするインサート成
   形品。