JPH11277571A - 樹脂製部材と金属製部材の結合力強化一体成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂製部材と金属製部材の結合強度を向上さ
せることのできる樹脂製部材と金属製部材の結合力強化
一体成形方法を提供する。 【解決手段】 ローラー状部１１を形成する型２０に装
填した回転軸１２をインサート部品温度制御装置３０に
よって加熱又は冷却し、型２０及び注入樹脂の温度に対
して当該樹脂が固化する側に所定の温度差を設定した
後、型２０内に樹脂を注入し、該樹脂を型２０内で回転
軸１２の周囲から外側に向けて固化させ、成形完了後に
回転軸１２を締め付ける圧縮応力を残留させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形によって
形成される樹脂製部材に金属製部材をインサート成形に
よって一体形成する際における、樹脂製部材と金属製部
材の結合力強化一体成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂製部材と金属製部材を結合一体化す
る方法として、樹脂製部材を成形する型内に金属製部材
を装填して樹脂を注入して固化させるインサート成形が
あり、樹脂製回転体の中心に金属製の回転軸を固定して
一体形成する際等に用いられる。

【０００３】ところで、樹脂と金属では熱膨張率の差が
大きく、温度変化が大きいものでは高い結合強度を得る
ことが困難なものであった。

【０００４】このため、金属製部材に機械加工によって
溝や切り欠き等の凹凸を設け、この凹凸内に樹脂が回り
込んで樹脂製部材が食い付くことによって結合状態を維
持することが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のごとく金属製部材に機械加工によって凹凸を設けて
樹脂製部材との結合を確保する構成では、金属製部材に
そのための機械加工が追加的に必要である。このため、
加工量及び加工工程の増大によって製造コストの上昇を
招来するという問題があった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、樹脂製部材と金属製部材の結合強度
を向上させることのできる樹脂製部材と金属製部材の結
合力強化一体成形方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係る樹脂製部材と金属製部材の結合力強化一体成形
方法は、射出成形によって形成される樹脂製部材に金属
製部材をインサート成形によって一体形成する際に、前
記樹脂製部材と金属製部材を結合する方法であって、前
記樹脂製部材を形成する型に装填した前記金属製部材を
加熱又は冷却し、前記型及び注入樹脂の温度に対して当
該樹脂が固化する側に所定の温度差を設定した後、前記
型内に樹脂を注入し、該樹脂を前記型内で前記金属製部
材の周囲から外側に向けて固化させ、成形完了後に前記
金属製部材を締め付ける圧縮応力を残留させることを特
徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。図１は本願発明に係る樹脂製部
材と金属製部材の結合力強化一体成形方法の一例を適用
して成形する成形品の外形斜視図であり、図２はその成
形品を形成する型の概念断面図である。

【０００９】成形品１０は、樹脂製部材としての所定直
径のローラー状部１１の中心に、金属製部材としての回
転軸１２が装填されたものであり、インサート成形によ
って一体に形成される。即ち、ローラー状部１１を成形
する型２０の内部所定位置に回転軸１２を装填し、その
後、注入孔２１を介して型空間２２内に溶融状態の樹脂
を注入して固化させることで回転軸１２とローラー状部
１１を一体に形成するものである。

【００１０】型２０には図示しないが必要に応じて温度
を制御する温度制御装置が設けられており、また、型２
０の外部に、型２０内に装填された回転軸１２の温度を
可変（加熱又は冷却）制御することのできるインサート
部品温度制御装置３０を備える。

【００１１】次に、本願発明に係る成形方法の一例によ
って成形品１０を形成する形成方法を説明する。

【００１２】まず、型２０内の所定位置に回転軸１２を
装填する。その後、この回転軸にインサート部品温度制
御装置３０を接続し、回転軸１２の温度をローラー状部
１１を形成する樹脂材料に応じて、当該樹脂材料及び型
２０の温度より樹脂材料が固化する側に所定の温度差を
設定する。即ち、ローラー状部１１をフェノール樹脂や
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によって形成するもので
は、注入樹脂及び型２０の温度に対して所定量高温に設
定する。温度差は、樹脂の性質等によって決定するが、
一般的に５゜〜２０゜の範囲に設定することが好まし
い。

【００１３】そして、型空間２２内に注入孔２１を介し
て溶融樹脂を注入する。これにより、型空間２２内に注
入充填された樹脂は、温度差のある（高温の）回転軸１
２の周囲から硬化し始め、硬化は順次外周側に向かって
進行する。

【００１４】その結果、樹脂の硬化の際の収縮により、
図３に概念的に示すように始めに硬化した回転軸１２の
周囲（内周部位）に圧縮応力が生じ、この圧縮応力が回
転軸１２を締め付けるように作用し、この締め付け力が
ローラー状部１１の回転軸１１に対する結合力となる。

【００１５】而して、上記のごとき方法によって形成さ
れた成形品１０では、ローラー状部１１の樹脂硬化時に
生じて残留する圧縮応力が回転軸１２に対する結合力と
して作用するため、通常の成形方法によって形成された
ものより強固な結合が可能となり、温度変化に対する結
合強度の劣化も少ないものである。これにより、回転軸
１２に溝や切り欠きを機械加工によって形成しなくても
高い結合強度を得ることが可能となり、加工コストを低
減できる。また、溝や切り欠きを有する回転軸１２に対
して適用すれば、より高い結合強度を得ることができ、
信頼性を向上できる。

【００１６】ローラー状部１１をＡＢＳ樹脂やポリアセ
テート等の熱可塑性樹脂によって形成するものでは、上
記例とは逆に、型２０内に装填した回転軸１２の温度
を、注入樹脂及び型２０の温度に対して所定量低温に設
定する。温度差は、一般的に５゜〜２０゜の範囲に設定
することが好ましい。

【００１７】これによって、型空間２２内に注入された
熱可塑性樹脂は回転軸１２の周囲から順次硬化収縮して
圧縮応力を生じ、回転軸１２を締め付けるものである。

【００１８】インサート部品温度制御装置３０は、熱硬
化製樹脂の場合では、例えば回転軸１２に所定電圧の電
流を流すことでその抵抗発熱によって回転軸１２を任意
の温度に加熱するように構成できる。また、熱可塑性樹
脂の場合では、回転軸１２を中空としてその内部に冷媒
を通したり、ヒートパイプを用いて冷却する等によって
構成できる。

【００１９】尚、上記例は本願発明をローラー状部１１
の中心に回転軸１１が装填されたものに適用したもので
あるが、本願発明はこのような形状に限るものではな
く、他の形状のインサート成形による成形品にも適用可
能なものである。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本願発明に係る樹脂
製部材と金属製部材の結合力強化一体成形方法によれ
ば、樹脂製部材を形成する型に装填した金属製部材を加
熱又は冷却し、型及び注入樹脂の温度に対して当該樹脂
が固化する側に所定の温度差を設定した後、型内に樹脂
を注入し、該樹脂を型内で金属製部材の周囲から外側に
向けて固化させ、成形完了後に金属製部材を締め付ける
圧縮応力を残留させることにより、樹脂製部材の樹脂硬
化時に生じて残留する圧縮応力が金属製部材に対する結
合力として作用するために通常の成形方法によって形成
されたものより強固な結合が可能となり、温度変化に対
する結合強度の劣化も少ないものである。

【００２１】従って、金属製部材に溝や切り欠きを機械
加工によって形成しなくても高い結合強度を得ることが
可能となり、加工コストを低減できる。また、溝や切り
欠きを有する金属製部材に対して適用すれば、より高い
結合強度を得ることができ、信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る樹脂製部材と金属製部材の結合
力強化一体成形方法の一実施例を適用して成形する成形
品の外形斜視図である。

【図２】成形品を形成する型の概念断面図である。

【図３】成型品の残留応力状態を概念的に示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 成型品 １１ ローラー状部（樹脂製部材） １２ 回転軸（金属製部材） ２０ 型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形によって形成される樹脂製部材
   に金属製部材をインサート成形によって一体形成するも
   のにおいて、 前記樹脂製部材を形成する型に装填した前記金属製部材
   を加熱又は冷却し、前記型及び注入樹脂の温度に対して
   当該樹脂が固化する側に所定の温度差を設定した後、前
   記型内に樹脂を注入し、該樹脂を前記型内で前記金属製
   部材の周囲から外側に向けて固化させ、成形完了後に前
   記金属製部材を締め付ける圧縮応力を残留させることを
   特徴とする樹脂製部材と金属製部材の結合力強化一体成
   形方法。