JPH0611498B2

JPH0611498B2 - エンジニアリングプラスチツク厚肉機能部品の成形方法

Info

Publication number: JPH0611498B2
Application number: JP28719485A
Authority: JP
Inventors: 務浅井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2009-02-16
Also published as: JPS62146607A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ギヤ、カム、プーリ等の機能部品をエンジニ
アリングプラスチックにて成形する方法に関するもので
ある。

（従来の技術）一般に、エンジニアリングプラスチック材料による上記
の如き機能部品の成形は、射出成形法やモノマーキャス
ティング法などにより行われている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、これらのエンジニアリングプラスチック
機能部品の成形方法により自動車用大型機能部品、例え
ば肉厚が10mm以上もあるタイミングギヤやプーリ等の厚
肉機能部品を量産しようとすると、得られる機能部品に
ヒケやボイドが発生してしまい、安定した機能部品を得
ることができず、従来、肉厚が10mm以上あるエンジニア
リングプラスチック機能部品は量産されていなかった。

すなわち、肉厚が10mm以上もあるエンジニアリングプラ
スチック機能部品を成形しようとすると、機能部品が厚
肉であるために、キャビティ内に注入されたエンジニア
リングプラスチック材料の金型面に近い部分と金型面か
ら遠い部分との硬化速度が異なり、成形収縮のバランス
が悪い。このため、板厚方向の製品中心部に収縮ボイド
が発生しやすく、また、製品表面部においてもキュアま
たは冷却の遅い部分の収縮によりヒケが発生しやすい。

したがって、本発明は、上記の如き従来技術の問題点を
解決せんとするものであり、肉厚が10mm以上もあるよう
な厚肉エンジニアリングプラスチック機能部品を成形す
る場合に、得られる機能部品にヒケやボイドの発生しな
いエンジニアリングプラスチック厚肉機能部品の成形方
法を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明のエンジニアリングプラスチック厚肉機能部品の
成形方法は、エンジニアリングプラスチックの厚肉機能
部品を成形するにあたり、該機能部品用の成形金型のキ
ャビティ内に良伝熱性部材を、同金型より伝熱され金型
型面とほぼ同温度に保たれるように配置し、前記金型を
加熱すると共に、エンジニアリングプラスチック材料を
前記成形金型のキャビティ内に注入し、その後キュアま
たは冷却すること特徴とする。

特に、本発明のエンジニアリングプラスチック厚肉機能
部品の成形方法において用いる良伝熱性部材は、成形さ
れるエンジニアリングプラスチック機能部品の一部とな
るものであり、この良伝熱性部材はエンジニアリングプ
ラスチック材料を加熱し硬化させる目的のためにのみキ
ャビティ内に配置してもよいが、当該機能部品の強化部
材として、あるいは、特に機能部品がギヤやプーリなど
である場合には軸孔部を形成する部材として、機能部品
の一部をなすものとするとよい。この良伝熱性部材は、
金属パイプ等のみで構成してもよいが、例えば金属パイ
プに更に金属板を繋いで、キャビティ内に配置した際に
キャビティの上方側金型面と下方側金型面とから等距離
となる位置に金属板が位置するように構成すると、エン
ジニアリングプラスチック材料の均一加熱、均一硬化の
ためにより有利である。勿論、金属パイプに金属板を何
枚も繋いだ形状とすることもできる。

また、良伝熱性部材は、成形金型のキャビティ内に、同
金型より伝熱され金型型面とほぼ同温度に保たれるよう
に配置されればよく、良伝熱性部材が直接成形金型と接
触する構造としてもよく、また良伝熱性部材を加熱部材
を加熱するためのヒータを備えた構造としてもよい。勿
論、良伝熱性部材を金型に接触させ、かつ、ヒータを挿
入すると、良伝熱性部材は金型からの伝熱によりかつ必
要に応じてヒータにより加熱されることとなるので、金
型と良伝熱性部材をほぼ同じ温度に加熱することが大変
容易になる。

本発明で用いるエンジニアリングプラスチック材料は、
熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でもよく、例えば、ポリ
アミド、ポリアセタール、ＰＤＴ、ＰＥＴ、変性ＰＰ
Ｏ、フェノール、エポキシ、ポリカーボネート、特殊エ
ンジニアリングプラスチックなどの樹脂が使用できる。

そして、本発明の方法においては、エンジニアリングプ
ラスチック材料が熱硬化性樹脂の場合にはキュア処理を
行ない、熱可塑性樹脂の場合には冷却処理を行なうこと
により、金型内のエンジニアリングプラスチック材料を
硬化せしめて厚肉成形品を作る。

（作用）本発明のエンジニアリングプラスチック厚肉機能部品の
成形方法では、良伝熱性部材の配置によって該部材と成
形金型の型面とをほぼ同温度に保つように加熱、冷却す
ることができる。よって、成形金型のキャビティに注入
されたエンジニアリングプラスチック材料は、金型型面
よりかつ良伝熱性部材より同程度に加熱され、これによ
りその後のキュアまたは強制的な冷却において材料全体
がほぼ同温度に維持されながら降温する。また、従来で
は、エンジニアリングプラスチック材料に対する加熱部
の間隔が互いに対向する金型型面の間隔であったが、本
発明の方法では、良伝熱性部材を上記の如く鉄パイプに
金属板を繋いで構成する場合等、良伝熱性部材が対向す
る金型型面の中間に配置されるとき、加熱部の間隔が従
来より格段に短くなり、よって熱がエンジニアリングプ
ラスチック材料全体に行きわたり易くなる。従って、成
形金型のエンジニアリングプラスチック材料を均一にキ
ュアまたは冷却することができる。

（実施例）以下に、本発明のエンジニアリングプラスチック厚肉機
能部品の成形方法にかかる一実施例及び得られる厚肉機
能部品について図面に基づいて説明する。

本実施例においては、第１図に示すように、駆動シャフ
ト取付用金属カラー部材１とこのカラー部材１に溶接固
定された金属板２とからなる良伝熱性部材３が軸孔部を
形成しており、肉厚が10mmある自動車用タイミングギヤ
を、エンジニアリングプラスチック材料にてモノマーキ
ャスティング法により成形した。なお、良伝熱性部材３
の金属板２には、エンジニアリングプラスチック材料へ
の熱伝導性を高め、かつ、エンジニアリングプラスチッ
ク材料との結合を強固にするフィン４を取りつけてあ
る。

次に、本実施例のエンジニアリングプラスチック厚肉機
能部品の成形方法を、第１図を参照しつつ説明する。

まず、金型７の下型６に設けられている位置決め穴９に
良伝熱性部材３を収める。そして、この良伝熱性部材３
の駆動シャフト取付孔10に棒ヒータ11を差し込む。次
に、キャビティ８内に熱硬化性のエンジニアリングプラ
スチック材料を注入し、金型の上型５，下型６を所定の
温度まで加熱する。このとき、良伝熱性部材３は下型６
に接触しており、かつ、金属によって作製されているか
ら、下型６の熱が伝わり昇温するが、ヒータ11によって
わずかに加熱することにより、金型と同一温度にする。
加熱後一定時間経過すると、キャビティ８内のエンジニ
アリングプラスチック材料は金型の上型５，下型６及び
良伝熱性部材３の熱により暖められ硬化する。

硬化完了後、ヒータ11を抜き取り、得られたタイミング
ギヤを金型の上型５，下型６から取り出す。このとき、
ヒータ11の熱容量は、良伝熱性部材３の駆動シャフト取
付用金型カラー部材１の熱容量よりも小さく、先に収縮
するからヒータ11の抜き取りは容易である。

本実施例においては、良伝熱性部材をキャビティ８内の
位置決め用穴９に嵌合して配置した場合に、金属板２が
キャビティ８の金型上面12と金型下面13とから等距離と
なる位置に位置する構成としたものである。したがっ
て、成形された自動車用タイミングギヤの肉厚は10mmで
あるが、エンジニアリングプラスチック材料はほぼ５mm
の間隔を隔てて位置する金型上面12と金属板２の一方の
板面14との間d₁及び金型下面13と金属板２の他方の板面
15との間d₂でそれぞれ加熱されることになり、かつ、金
型の上型５，下型６と良伝熱性部材３とは同一の温度に
加熱されているから、機能部品は短時間に均一に硬化さ
れ、内部収縮ボイドは生じなかった。なお、本実施例に
おいて用いた上型５及び下型６にはそれぞれ温度調節用
穴16が設けられており、所望の硬化条件を得やすくして
ある。

（参考例）エンジニアリングプラスチック厚肉機能部品を成形する
際に、ヒケやボイドの発生を防止する手段としては、例
えば、第２図に示すような機能部品強化部材17を、本発
明のエンジニアリングプラスチック厚肉機能部品の成形
方法と同様に、金型のキャビティ内に配置するという方
法が考えられる。

この方法においては、機能部品強化部材17が、駆動シャ
フト取付用金属カラー部材１に鉄棒18を溶接し、この鉄
棒18にガラスクロス等の成形材料と反応しないメッシュ
状のクロス19を径が４mmとなるように巻き付けて構成さ
れている。

この機能部品強化部材17を実施例の方法とほぼ同様に、
上型５及び下型６により形成されるキャビティ８内に配
置して肉厚が10mmの機能部品を成形する。この成形方法
においては、クロス19の径が４mmあるために、上方側金
型面12と下方側金型面13との間で成形される機能部品の
エンジニアリングプラスチック材料による肉厚（d₃＋
d₄）は６mmである。したがって、エンジニアリングプラ
スチック材料の均一加熱、均一効果が可能である。ま
た、エンジニアリングプラスチック材料がメッシュ状の
クロス19に含浸し、強固な結合となりいわゆるアンカー
効果が得られる。

（発明の効果）本発明のエンジニアリングプラスチック厚肉機能部品の
成形方法においては、キャビティ内に良伝熱性部材を配
置することによって、該部材ちと成形金型の型面とをほ
ぼ同じ温度に保つように加熱及び冷却することができる
ようにしたから、エンジニアリングプラスチック厚肉機
能部品を成形する場合において、キャビティ内に注入さ
れたエンジニアリングプラスチック材料の金型または良
伝熱性部材に近い部分と遠い部分との硬化速度に差がな
くなり、硬化後の成形収縮のバラツキがなくなる。この
ため、ヒケやボイドの生じないエンジニアリングプラス
チック厚肉機能部品の成形が可能になる。

したがって、本発明の成形方法により、肉厚が10mm以上
もあるようなエンジニアリングプラスチック機能部品
を、安定した品質にて量産することが可能になった。

また、本発明のエンジニアリングプラスチック厚肉機能
部品の成形方法において用いる良伝熱性部材は、得られ
る機能部品中に機能部品強化部材等として一体化される
ものである。このため、良伝熱性部材の使用は、従来の
成形方法に比較して、作業性低下または製作コストの増
加等の不利益を招くものでないばかりか、機能部品の強
度向上等の二次的効果をも奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例のエンジニアリングプラスチック厚肉
機能部品の成形方法を示すための金型の断面図、第２図は、参考例のエンジニアリングプラスチック厚肉
機能部品の成形方法を示すための金型の断面図である。図中、１……駆動シャフト取付用金属カラー部材２……金属板、３……良伝熱性部材４……フィン、５……上型６……下型、７……金型８……キャビティ、９……位置決め穴 10……駆動シャフト取付孔 11……棒ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジニアリングプラスチックの厚肉機能
部品を成形するにあたり、該機能部品用の成形金型のキ
ャビティ内に良伝熱性部材を、同金型より伝熱され金型
型面とほぼ同温度に保たれるように配置し、前記金型を
加熱すると共に、エンジニアリングプラスチック材料を
前記成形金型のキャビティ内に注入し、その後キュアま
たは冷却することを特徴とするエンジニアリングプラス
チック厚肉機能部品の成形方法。