JPS5933103B2 - 複合成形品製作法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円筒、角筒、異形の管状物、箱状等の有底筒
状物等筒状部を有する硬質材を外殼又は内筒とする合成
樹脂等の可塑物及び硬質材からなる複合部品の製作法の
改良に関する。

本発明に言う硬質材とは金属、フェライトの如き焼結体
、石膏の如き無機材或いはすでに固化した充填、無充填
の合成樹脂等本発明の対象となる複合物成形時に固形の
材質を意味し、材料の強度、弾性率等の著るしく高い材
質のみを意味するものではない。

又可塑物とはポリアセタール等の熱可塑性樹脂の如く、
複合物成形時に注入固化が可能な材質を意味する。かゝ
る硬質材と可塑物との複合は広く行なわれており、特に
金属と合成樹脂の複合は金属インサートとして種々利用
されている。

これらのインサートは通常棒等塊状物を用いることが多
いが、筒状物の内部又は外部に可塑物を複合する場合も
ある。

このような場合、筒状物の片側に充均圧がかかることに
よる成形不良が起ることがある。

本発明は、かゝる障害を克服する技術に関する。

以下にマイクロモータロータの例を用いて本発明の内容
、意義を説明する。先ず第１〜４図について従来技術を
説明するとマイクロモータロータは第１図に示す如く、
フェライト製リング１の内部にポリアセタール等の合成
樹脂２が充填され、更に中心に回転軸３を有する形状を
している。

従来かゝる形状の物品は第２図に示す如く、上下の金型
４、５内に設けられた凹部６、７にフェライトリング１
及びインサート金属棒３を装着し、型締後ゲート８より
樹脂２を注入固化せしめることにより作製されていた。
このような成形においては型締終了時リング外周部は金
型面から何等の圧力も受けず、誇張すれば第２図の部分
拡大図である第３図に示す如く、リング１と型５の対向
面の間に若干のすき間９がある状態にある。このような
状態で内部に合成樹脂を注入すれば第４図に矢印で示す
如く、内圧によりリング１に引張応力が掛り、この応力
は型面によつて支持されない。従つて第４図の如きリン
グの割れ１０を起すことが多い。この現象は金属リング
等引張強度が大きく、又伸度の大きい材質においては実
害とならないが、フェライトの如く、引張強度が小さく
、又伸度が著るしく小さい材質においては重大な障害と
なる。本発明者は、かゝる破損事故の無い成形方法につ
いて種々研究の結果、成形時硬質材にか＼る成形圧を均
衡させることにより解決できることを発見し、本発明に
到つた。

即ち本発明は成形用金型の環状凹部に筒状部を有する硬
質材の該筒状部を装着し、上記金型の凹部に可塑物を充
填して、可塑物及び筒状部を有する硬質材から成り該硬
質材を外殼又は内筒とする複合物品を製作する方法にお
いて、上記金型の環状凹部に上記硬質材の外殼の外面又
は内筒の内面との間に空間部を設け、外殼内側又は内筒
外側に可塑物を充填して複合物品を成形する際外殼外側
又は内筒内側の上記空間部にも上記可塑物の充填圧と均
衡する充填圧で可塑物を圧入成形し、成形後外殼外側又
は内筒内側の可塑物を除去することを特徴とする複合成
形品製作法に係る。

例えばマイクロモータロータの如き硬質外殼材とその内
部に充填された可塑物との複合成形に適用した場合の本
発明の方法は、最後製品の外殼となる硬質材の外面にさ
らに合成樹脂層を有する形態の成形品を製作し、成形後
外働の不要の合成樹脂層を除去することにより所望の物
品を得ることを特徴とする方法である。

本発明の中間製品である成形品では、従来の製品の成形
の場合と異なり、成形の際合成樹脂は硬質材の両面に充
填する。

従つて樹脂の充填圧も両面にか＼るため従来の如く、充
填圧により割れることがない。又、最終製品は、この中
間成形品の最外層の合成樹脂部を除去したものであるか
ら性能的には従来品と同等である。

更にフエライト等のもろい材質が最外層にある場合、成
形品の保管、運送等の間に相互の接触等により角が欠け
る等の損傷を起し易い。

それに対し、本発明の中間成形品は本例の場合外層が合
成樹脂で保護されているため、この外層の除去を適当な
作業工程で行なうことにより、か＼る損傷事故の発生は
大巾に減少される。か＼る最外層に合成樹脂部を有する
中間成形品は、第１図の如き最終製品の形状を基に本質
的には如何なる形状にも製作出来る。

しかし乍ら、本発明の方法の実施に当つては充填樹脂圧
が出来るだけ均衡すること、外層を除去する後加工が容
易であること、外層部の樹脂量が最少であること、金型
がいたずらに複雑でないこノと等の条件を満足すること
が好ましい。

これらの条件中後の二つは外層を不必要に大きくしない
こと、又複雑な形状にしないことで達成される。

又後加工を容易にするためには硬質材外面全体にわたつ
て合成樹脂層を設けるのではなく、適当な切れ目を設け
る事が好ましい。切れ目の無い形状においては、外層の
除去は成形収縮による外層の破壊を期待するか、機械加
工によらねばならない。

これらを容易にするため、適宜薄肉部を設ける事も好ま
しい方法である。尚切れ目を設けることは外層の除去を
容易にすると共に、硬質材の位置ぎめにも有用である。
これらの切れ目により分割された外層は相互に或いはこ
れらと内部の合成樹脂部との間が硬質材に沿つたランナ
ーで連結されることが好ましい。このランナーは中間成
形品の外層部を除去するまでの必要な期間製品本体に係
止するのに有用である。成形の際充填圧を均衡させるた
めには、内、外の合成樹脂をほマ同時に充填することが
好ましい。しかしフエライトの如く圧縮には著るしく強
い材質においては外層を先に充填することも出来る。可
塑物の充填は各部に対し夫々独立のゲートから行つても
よいが、前述の硬質材に沿つたランナーを利用して、こ
のランナー上のゲートから内外部に同時に又は外層部に
設けたゲートから先ず外層に続いてランナーを通して内
部に充填することは好ましい実施態様である。ゲートは
単数であつてもよいが圧力均衡のため複数個所であるこ
とも有用である。

本発明に用いられる型は、第２図の如き二枚型であつて
もよいが、外径の精度の悪い材質においては多数割り型
が好ましい。

この場合、若干外径の大きい硬質材であつても型の弾性
によつて全体的型締不良を起すことなく成形出来る。

特に外径の不揃いな硬質材の場合、全体的型締不良を防
ぐため適当な型間に弾性体又は変形可能体をはさむこと
も有用である。

この弾性体は硬質材に接する型面にあつてもよい。以下
第５〜８図について本発明を例示的に説明する。

第５図は第１図に相当する最終製品のための中間成形品
の上面図である。

図において１は硬質材であり、その内部は第１図と同等
であるので省略されている。

１１が本発明の外層部であり切れ目１２（図において計
４個存在する）により４個に分割されている。

１３は硬質材に沿つて設けられたランナーであり、１４
はその上に設けられたゲートである。

第６図は第５図のものに対応する側面図であり、第５図
の場合と同じく内部は第１図に相当するが省略してある
。第７図は第５〜６図の如き中間成型品をつくるための
分割された金型の例を示すものであるが、側面の型はＡ
−Ｄの４個に分割されている。

以上フエライトリングを外殼硬質材とする成形品につい
て本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、充填圧の不均衡によりインサート材が破壊、
変形する恐れのある様な状況に対し広く適用出来るもの
であり、例えばセラミツク、含油金属等のリングがはめ
られている回転軸、箱状外殼を有する摺動部品、外周が
無機物充填樹脂からなる研摩具等がある。上記に於ては
硬質材を外殼とする場合について例示的に説明したが、
この構成を逆にして、内部に円形、角形、その他異形の
管状インサート材を有し、その外側に可塑物を充填成形
する複合部品の成形にも応用することが出来る。

即ちもろい管状インサート材の場合、外部樹脂圧により
インサート材が破壊することがある。

又アルミニウム等比較的軟質のインサート材の場合成形
圧により変形し、内部コアを強く締付け取り出し不能と
なることもある。このような場合、前述の構成を逆にし
てインサート材の内部コアのまわりに合成樹脂部を要す
れば分割して設け、充填圧を均衡させることにより成形
可能とすることが出来る。

この様な場合には合成樹脂の成形収縮のためコアの取り
出しが容易となる効果もある。又コアを筒の内面と同形
状にする必要が無いため工作が容易となる。

第８図にか＼る内筒の成形の例を示す。

図において１８が最終製品において有用な外部合成樹脂
体であり、１５が筒状インサート材である。又１７はコ
アであり、１６は本発明の方法の特徴とする内部合成樹
脂部である。１６及び１８は前述の如きランナーで連結
しても良いが、１６の樹脂部と１５，１８の複合物を別
々に取り出す事が有利な場合両者を通常のランナーで連
結してもよい。

この例の如き場合充填圧の均衡が望ましいことは前述の
第５〜７図について説明した外殼の場合と同様であるが
、不均衡の生じた場合アルミニウム薄筒の如きものにつ
いては内圧が先にかかることが望ましい。

以上二三の例により本発明を説明したが、本発明の方法
は可塑物と硬質材との複合物製造において極めて有利に
広く用いられるものである。

又本発明に言う「金型」は必らずしも金属型に限定され
るものではなく、無機物充填樹脂型等一般の成型型を意
味する。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はマイクロモータ成型の従来法を示すもので
、第１図は成形品の断面図、第２図は成形用金型の断面
図、第５図はその部分拡大図、第４図はリングの斜視図
である。 第５図は本発明の中間成形品上面図、第６図はその側面
図、第７図はか＼る成形品をつくるに用いる割型例の上
面略示図、第８図は内筒インサートに本発明を適用した
例を示す断面平面図である。１・・・・・・フエライト
、２・・・・・・合成樹脂、３・・・・・・軸、４，５
・・・・・・金型、６，７・・・・・・キヤビテイ、８
・・・・・・ゲート、９・・・・・・間隙、１０・・・
・・・割れ、１１・・・・・・外面樹脂層、１２・・・
・・・切れ目、１３・・・・・・ランナー、１４・・・
・・・ゲート、１５・・・・・・インサート筒、１６・
・・・・・内部樹脂部、１７・・・・・・コア、１８・
・・・・・外部樹脂体、Ａ−Ｄ・・・・・・横移動型。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 成形用金型の環状凹部に筒状部を有する硬質材の該
   筒状部を装着し、上記金型の凹部に可塑物を充填して、
   可塑物及び筒状部を有する硬質材から成り該硬質材を外
   殼又は内筒とする複合部品を製作する方法において、上
   記金型の環状凹部に上記硬質材の外殼の外面又は内筒の
   内面との間に空間部を設け、外殼内側又は内筒外側に可
   塑物を充填して複合物品を形成する際外殼外側又は内筒
   内側の上記空間部にも上記可塑物の充填圧と均衡する充
   填圧で可塑物を圧入成形し、成形後外殼外側又は内筒内
   側の可塑物を除去することを特徴とする複合成形品製作
   法。