镶嵌成形品及其制造方法与流程

1.本发明涉及由金属零件和树脂零件构成的镶嵌成形品。


背景技术：

2.在各种各样的产业领域中，以实现轻量化等的目的，广泛地使用由金属零件和树脂零件构成的镶嵌成形品(例如，参照专利文献1及2)。
3.专利文献1是在流体轴承装置中使用的盘形轮毂的发明。上述盘形轮毂10由作为金属零件的金属芯13和作为树脂零件的树脂成形部14构成。
4.专利文献2是轴流风扇用转子单元的发明。上述转子单元由作为金属零件的转子支架25及旋转轴21和作为树脂零件的叶轮4构成。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2008—130208号公报
8.专利文献2：日本特开2010—025087号公报


技术实现要素：

9.发明要解决的课题
10.在专利文献1及2那样的由金属零件和树脂零件构成的镶嵌成形品中，金属零件具有平板状部(例如，参照专利文献1的大致圆盘状的金属芯13以及专利文献2的转子支架25的环状的上表面252的部分)，树脂零件具有将上述平板状部的表面覆盖的覆盖部(例如，参照专利文献1的圆板部10a以及专利文献2的叶轮润滑油杯41的大致圆盘状的部分)。
11.在制造上述镶嵌成形品的注射成形用金属模具(例如，参照专利文献1的图6)中，浇口是针状浇口，以与金属零件的平板状部的表面对置的方式配置浇口(例如，参照专利文献1的图6(a)的浇口24、专利文献2的图5的浇口痕443)。
12.在上述镶嵌成形品中，如果因为进一步要求轻量化及省空间化而将覆盖金属零件的平板状部的表面的树脂零件的覆盖部的壁厚减薄，则例如在浇口正下方的壁厚比浇口径小的情况下，在浇口固化之前，浇口正下方的树脂壁厚较薄的部位的树脂固化，不能施加充分的保压。由此，容易发生缩孔或气孔等成形不良，有尺寸精度及强度不稳定的问题。而且，有可能前次注射的冷渣进入到注射成形用金属模具的腔室中而带来成形品的外观不良及强度不良。
13.本发明的目的是在将覆盖金属零件的平板状部的表面的树脂零件的覆盖部的壁厚减薄的情况下也抑制成形不良的发生，由此使镶嵌成形品的尺寸精度及强度稳定。此外，本发明的目的是抑制前次注射的冷渣进入到注射成形用金属模具的腔室中，由此防止镶嵌成形品的外观不良及强度不良。
14.用来解决课题的手段
15.本发明的主旨是以下这样的。
16.〔1〕一种镶嵌成形品，由金属零件和树脂零件构成，上述金属零件是包括平板状部的形状，在上述平板状部设有贯通孔或盲孔；上述树脂零件是包括将上述平板状部的表面覆盖的覆盖部的形状，在上述覆盖部的表面上有浇口痕迹部；设在上述金属零件的上述平板状部上的上述贯通孔或上述盲孔位于上述浇口痕迹部的相反侧；上述树脂零件具有被填充在上述贯通孔或上述盲孔中的填充部。
17.〔2〕如〔1〕所述的镶嵌成形品，从上述浇口痕迹部到上述金属零件的上述平板状部的表面的距离比上述树脂零件的上述浇口痕迹部的直径小。
18.〔3〕如〔2〕所述的镶嵌成形品，从上述浇口痕迹部到上述金属零件的上述平板状部的背面的距离或从上述浇口痕迹部到上述盲孔的底面的距离比上述树脂零件的上述浇口痕迹部的直径大。
19.〔4〕一种镶嵌成形品的制造方法，是由金属零件和树脂零件构成的镶嵌成形品的制造方法，上述金属零件是包括平板状部的形状，在上述平板状部上设有贯通孔或盲孔；上述树脂零件是包括将上述平板状部的表面覆盖的覆盖部的形状；注射成形用金属模具的浇口是针状浇口；上述镶嵌成形品的制造方法包括：打开上述金属模具将作为镶嵌件的上述金属零件以上述贯通孔或上述盲孔相对于上述针状浇口的方式安设在上述金属模内的工序；以及关闭上述金属模具从上述针状浇口注射已熔融的成形树脂材料而将上述树脂零件注射成形的工序。
20.〔5〕如〔4〕所述的镶嵌成形品的制造方法，从上述针状浇口到上述金属零件的上述平板状部的表面的距离比上述针状浇口的直径小。
21.〔6〕如〔5〕所述的镶嵌成形品的制造方法，从上述针状浇口到上述金属零件的上述平板状部的背面的距离或从上述针状浇口到上述盲孔的底面的距离比上述针状浇口的直径大。
22.本发明中的“镶嵌成形品”，是向插入在注射成形用金属模具内的金属零件的周围注入树脂、进行使金属零件和树脂零件一体化的镶嵌成形而制造出的成形品。
23.本发明中的“浇口痕迹部”，是镶嵌成形品上的注射成形用金属模具的浇口的痕迹、或将上述浇口的痕迹通过机械加工等切除的部分。
24.发明效果
25.根据本发明的镶嵌成形品及镶嵌成形品的制造方法，在从与金属零件的平板状部的表面对置的针状浇口注射熔融树脂材料，将树脂零件注射成形而制造镶嵌成形品时，金属零件的贯通孔或盲孔与上述针状浇口对置。因此，即使将覆盖金属零件的平板状部的表面的树脂零件的覆盖部的壁厚减薄，浇口正下方的树脂的壁厚也变厚。由此，不再有浇口正下方的树脂在浇口固化之前固化的情况，所以能够施加充分的保压。
26.因而，不易发生缩孔或气孔等成形不良，所以镶嵌成形品的尺寸精度及强度稳定。而且，能够抑制前次注射的冷渣进入到注射成形用金属模具的腔室中，所以能够防止镶嵌成形品的外观不良及强度不良。
附图说明
27.图1是有关本发明的实施方式的镶嵌成形品的立体图。
28.图2(a)是图1的镶嵌成形品的主视图，图2(b)是图1的镶嵌成形品的纵剖右侧视
图。
29.图3(a)是图1的镶嵌成形品的局部放大主视图，图3(b)是图1的镶嵌成形品的局部放大纵剖右侧视图。
30.图4是图1的镶嵌成形品的金属零件的立体图。
31.图5是表示将图1的镶嵌成形品成形的注射成形用金属模具的概况的纵剖视图。
32.图6是图5的注射成形用金属模具的局部放大纵剖视图。
33.图7是作为第1变形例的镶嵌成形品的立体图。
34.图8(a)是图7的镶嵌成形品的主视图，图8(b)是图7的镶嵌成形品的纵剖右侧视图。
35.图9(a)是图7的镶嵌成形品的局部放大主视图，图9(b)是图7的镶嵌成形品的局部放大纵剖右侧视图。
36.图10是图7的镶嵌成形品的金属零件的立体图。
37.图11是表示将图7的镶嵌成形品成形的注射成形用金属模具的概况的纵剖视图。
38.图12是图11的注射成形用金属模具的局部放大纵剖视图。
39.图13是作为第2变形例的镶嵌成形品的立体图。
40.图14(a)是图13的镶嵌成形品的主视图，图14(b)是图13的镶嵌成形品的纵剖右侧视图。
41.图15是作为第3变形例的镶嵌成形品的立体图。
42.图16(a)是图15的镶嵌成形品的主视图，图16(b)是图15的镶嵌成形品的纵剖右侧视图。
43.图17是图15的镶嵌成形品的金属零件的立体图。
44.图18是表示将图15的镶嵌成形品成形的注射成形用金属模具的概况的纵剖视图。
45.图19是作为第4变形例的镶嵌成形品的立体图。
46.图20(a)是图19的镶嵌成形品的主视图，图20(b)是图19的镶嵌成形品的纵剖右侧视图。
47.图21是图19的镶嵌成形品的金属零件的立体图。
48.图22是表示将图19的镶嵌成形品成形的注射成形用金属模具的概况的纵剖图。
49.标号说明
50.1 金属零件
51.2 树脂零件
52.3 平板状部
53.3a 中空圆板
54.3b 中空多边形板
55.4 筒状部
56.4a 圆筒
57.4b 角筒
58.5 覆盖部
59.5a 表面
60.5b 背面
61.5c 凹部(浇口排溢部)
62.6 覆盖部
63.7 贯通孔
64.8 盲孔
65.9 固定模
66.10 可动模
67.a 镶嵌成形品
68.b 浇口痕迹部
69.c 腔室
70.d 浇口痕迹部的直径(针状浇口的直径)
71.e 表面
72.f 背面
73.g 针状浇口
74.h 填充部
75.i 注射成形用金属模具
76.j 从浇口痕迹部到金属零件的平板部的表面的距离
77.k 从浇口痕迹部到金属零件的平板部的背面的距离
78.l 从浇口痕迹部到盲孔的底面的距离
79.m 树脂零件的熔融的成形树脂材料
80.n 内周面
具体实施方式
81.以下，基于附图说明有关本发明的实施方式。
82.在本说明书中，将朝向金属零件的平板状部的表面观察的图(例如，图2(a)、图8(a)、图14(a)、图16(a)及图20(a))设为主视图。
83.《镶嵌成形品》
84.如图1的立体图、图2(a)的主视图及图2(b)的纵剖右侧视图、图3(a)的局部放大主视图及图3(b)的局部放大纵剖右侧视图、以及图4的立体图所示，有关本发明的实施方式的镶嵌成形品a由金属零件1和树脂零件2构成。树脂零件2例如是将生产性优良的热塑性树脂成形而成的。
85.金属零件1由作为平板状部3的中空圆板3a及作为筒状部4的圆筒4a构成，在中空圆板3a上，例如周向等分地设有3个贯通孔7。
86.树脂零件2由将中空圆板3a的表面e覆盖的覆盖部5以及将圆筒4a的外周面覆盖的覆盖部6构成，在覆盖部5的表面5a上，在作为浇口排溢部的凹部5c内有浇口痕迹部b。
87.设在金属零件1的中空圆板3a上的贯通孔7位于树脂零件2的覆盖部5的背面5b的浇口痕迹部b的相反侧。树脂零件2具有被填充在贯通孔7中的填充部h(参照图3(b))。填充部h也作为金属零件1和树脂零件2的转动阻止部发挥功能。
88.如图2(b)所示，镶嵌成形品a其中空圆板3a的背面及圆筒4a的内周面露出。因而，在后述的镶嵌成形品的制造方法中的镶嵌件安设工序中将金属零件1向注射成形用金属模
具i的可动模10(图5)安设时，由于中空圆板3a的背面及圆筒4a的内周面抵接在可动模10上，所以能够将作为镶嵌件的金属零件1相对于可动模10在轴向及径向上定位。
89.如图2(a)及图2(b)所示，将中空圆板3a的表面覆盖的覆盖部5的内径比中空圆板3a的内径大，中空圆板3a的表面的内周侧部分露出。因而，在后述的镶嵌成形品的制造方法中的注射成形工序中将注射成形用金属模具i合模时，中空圆板3a的表面的内周侧部分抵接在固定模9(图5)上而稳定。
90.图3(a)及图3(b)所示的从浇口痕迹部b到作为金属零件1的平板状部3的中空圆板3a的表面e的距离j比树脂零件2的浇口痕迹部b的直径d小(j《d)。此外，从浇口痕迹部b到作为金属零件1的平板状部3的中空圆板3a的背面f的距离k比树脂零件2的浇口痕迹部b的直径d大(k》d)。通过设为k》d，不再有浇口正下方的树脂在浇口固化之前固化的情况，能够施加充分的保压。
91.《镶嵌成形品的制造方法》
92.参照在图5的纵剖视图及图6的局部放大纵剖视图中表示概况的注射成形用金属模具i，对镶嵌成形品a的制造方法进行说明。注射成形用金属模具i的浇口是针状浇口g。
93.(镶嵌件安设工序)
94.将注射成形用金属模具i的可动模10打开，将作为镶嵌件的金属零件1以中空圆板3a的贯通孔7与固定模9的针状浇口g对置的方式安设到可动模10上。
95.(注射成形工序)
96.将注射成形用金属模具i的可动模10关闭并合模，从固定模9的针状浇口g向腔室c注射树脂零件2的熔融的成形树脂材料m，将树脂零件2注射成形。
97.图6所示的从针状浇口g到金属零件1的中空圆板3a的表面e的距离j比针状浇口g的直径d小(j《d)。此外，从针状浇口g到金属零件1的中空圆板3a的背面f的距离k比针状浇口g的直径d大(k》d)。
98.(成形品取出工序)
99.在将注射成形用金属模具i冷却而使树脂固化后，将可动模10打开。由此，镶嵌成形品a自动地从针状浇口g分离，在镶嵌成形品a上残留浇口痕迹部b(参照图2(a)、以及图3(a)及图3(b))。接着，通过用设在可动模10上的未图示的起模杆推出，将镶嵌成形品a取出。
100.《第1变形例的镶嵌成形品》
101.在图7的立体图、图8(a)的主视图及图8(b)的纵剖右侧视图、以及图9(a)的局部放大主视图及图9(b)的局部放大纵剖右侧视图所示的第1变形例的镶嵌成形品a中，与图1、图2(a)及图2(b)以及图3(a)及图3(b)相同的标号表示相同或对应的零件或部分。此外，在图10的立体图所示的金属零件1中，与图4相同的标号表示相同或对应的部分。
102.在第1变形例的镶嵌成形品a的作为金属零件1的平板状部3的中空圆板3a上，不是设置贯通孔7而是设置盲孔8。
103.图9(a)及图9(b)所示的从浇口痕迹部b到作为金属零件1的平板状部3的中空圆板3a的表面e的距离j比树脂零件2的浇口痕迹部b的直径d小(j《d)。此外，从浇口痕迹部b到作为金属零件1的平板状部3的中空圆板3a的盲孔8的底面处的距离l比树脂零件2的浇口痕迹部b的直径d大(l》d)。通过设为l》d，不再有浇口正下方的树脂在浇口固化之前固化的情况，能够施加充分的保压。
104.《第1变形例的镶嵌成形品的制造方法》
105.参照在图11的纵剖视图及图12的局部放大纵剖视图中表示概况的注射成形用金属模具i，对第1变形例的镶嵌成形品a的制造方法进行说明。注射成形用金属模具i的浇口是针状浇口g。
106.(镶嵌件安设工序)
107.将注射成形用金属模具i的可动模10打开，将作为镶嵌件的金属零件1以中空圆板3a的盲孔8与固定模9的针状浇口g对置的方式安设到可动模10上。
108.(注射成形工序)
109.将注射成形用金属模具i的可动模10关闭并合模，从固定模9的针状浇口g向腔室c注射树脂零件2的熔融的成形树脂材料m，将树脂零件2注射成形。
110.图12所示的从针状浇口g到金属零件1的中空圆板3a的表面e的距离j比针状浇口g的直径d小(j《d)。此外，从针状浇口g到金属零件1的中空圆板3a的盲孔8的底面的距离l比针状浇口g的直径d大(l》d)。
111.(成形品取出工序)
112.在将注射成形用金属模具i冷却而使树脂固化后，将可动模10打开。由此，镶嵌成形品a自动地从针状浇口g分离，在镶嵌成形品a上残留浇口痕迹部b(参照图8(a)、以及图9(a)及图9(b))。接着，通过用设在可动模10上的未图示的起模杆推出，将镶嵌成形品a取出。
113.《第2变形例的镶嵌成形品》
114.在图13的立体图、图14(a)的主视图及图14(b)的纵剖右侧视图所示的第2变形例的镶嵌成形品a中，与图1、图2(a)及图2(b)相同的标号表示相同或对应的零件或部分。
115.第2变形例的镶嵌成形品a其覆盖部5的内周面n的形状不是图1、图2(a)及图2(b)那样的圆，除了浇口痕迹部b及作为浇口排溢部的凹部5c的周围以外，内周面n向径向外方后退，由此实现了覆盖部5的轻量化。
116.《第3变形例的镶嵌成形品》
117.在图15的立体图、图16(a)的主视图及图16(b)的纵剖右侧视图所示的第3变形例的镶嵌成形品a中，与图1、图2(a)及图2(b)相同的标号表示相同或对应的零件或部分。此外，在图17的立体图所示的金属零件1中，与图4相同的标号表示相同或对应的部分。
118.第3变形例的镶嵌成形品a是中空圆板状。因而，在图17的立体图所示的金属零件1上，没有图4那样的作为筒状部4的圆筒4a，在图15的立体图所示的树脂零件2上，没有图1那样的将圆筒4a的外周面覆盖的覆盖部6。
119.如图16(b)所示，镶嵌成形品a其中空圆板3a的背面露出。因而，在后述的镶嵌成形品的制造方法中的镶嵌件安设工序中将金属零件1向注射成形用金属模具i的可动模10(图18)安设时，由于中空圆板3a的背面抵接在可动模10上，所以能够将作为镶嵌件的金属零件1相对于可动模10在轴向上定位。
120.如图16(a)及图16(b)所示，将中空圆板3a的表面覆盖的覆盖部5的内径比中空圆板3a的内径大，中空圆板3a的表面的内周侧部分露出。因而，在后述的镶嵌成形品的制造方法中的注射成形工序中将注射成形用金属模具i合模时，中空圆板3a的表面的内周侧部分抵接在固定模9(图18)上而稳定。
121.《第3变形例的镶嵌成形品的制造方法》
122.参照在图18的纵剖视图中表示概况的注射成形用金属模具i，对第3变形例的镶嵌成形品a的制造方法进行说明。注射成形用金属模具i的浇口是针状浇口g。
123.(镶嵌件安设工序)
124.将注射成形用金属模具i的可动模10打开，将作为镶嵌件的金属零件1以中空圆板3a的贯通孔7与固定模9的针状浇口g对置的方式安设到可动模10上。
125.(注射成形工序)
126.将注射成形用金属模具i的可动模10关闭并合模，从固定模9的针状浇口g向腔室c注射树脂零件2的熔融的成形树脂材料m，将树脂零件2注射成形。
127.(成形品取出工序)
128.在将注射成形用金属模具i冷却而使树脂固化后，将可动模10打开。由此，镶嵌成形品a自动地从针状浇口g分离，在镶嵌成形品a上残留浇口痕迹部b(参照图16(a))。接着，通过用设在可动模10上的未图示的起模杆推出，将镶嵌成形品a取出。
129.《第4变形例的镶嵌成形品》
130.在图19的立体图、图20(a)的主视图及图20(b)的纵剖右侧视图所示的第4变形例的镶嵌成形品a中，与图1、图2(a)及图2(b)相同的标号表示相同或对应的零件或部分。此外，在图21的立体图所示的金属零件1中，与图4相同的标号表示相同或对应的部分。
131.第4变形例的镶嵌成形品a的金属零件1的板状部3不是图4那样的中空圆板3a，而是例如为六边形的中空多边形板3b。金属零件1的筒状部4不是图4那样的圆筒4a，而是例如为六角筒的角筒4b。
132.图20(b)所示，镶嵌成形品a其中空多边形板3b的背面及角筒4b的内表面露出。因而，在后述的镶嵌成形品的制造方法中的镶嵌件安设工序中将金属零件1向注射成形用金属模具i的可动模10(图22)安设时，由于中空多边形板3b的背面及角筒4b的内表面抵接在可动模10上，所以能够将作为镶嵌件的金属零件1相对于可动模10在轴向及径向上定位。
133.如图20(a)及图20(b)所示，将中空多边形板3b的表面覆盖的覆盖部5的内径比中空多边形板3b的内径大，中空多边形板3b的表面的内周侧部分露出。因而，在后述的镶嵌成形品的制造方法中的注射成形工序中将注射成形用金属模具i合模时，中空多边形板3b的表面的内周侧部分抵接在固定模9(图22)上而稳定。
134.《第4变形例的镶嵌成形品的制造方法》
135.参照在图22的纵剖视图中表示概况的注射成形用金属模具i，对第4变形例的镶嵌成形品a的制造方法进行说明。注射成形用金属模具i的浇口是针状浇口g。
136.(镶嵌件安设工序)
137.将注射成形用金属模具i的可动模10打开，将作为镶嵌件的金属零件1以中空多边形板3b的贯通孔7与固定模9的针状浇口g对置的方式安设到可动模10上。
138.(注射成形工序)
139.将注射成形用金属模具i的可动模10关闭并合模，从固定模9的针状浇口g向腔室c注射树脂零件2的熔融的成形树脂材料m，将树脂零件2注射成形。
140.(成形品取出工序)
141.在将注射成形用金属模具i冷却而使树脂固化后，将可动模10打开。由此，镶嵌成形品a自动地从针状浇口g分离，在镶嵌成形品a上残留浇口痕迹部b(参照图20(a))。接着，
通过用设在可动模10上的未图示的起模杆推出，将镶嵌成形品a取出。
142.《有关本发明的实施方式的镶嵌成形品的构造》
143.如以上这样，在有关本发明的实施方式的由金属零件1和树脂零件2构成的镶嵌成形品a中，金属零件1是包括平板状部3的形状，在平板状部3上设有贯通孔7或盲孔8。在上述镶嵌成形品a中，树脂零件2是包括将平板状部3的表面e覆盖的覆盖部5的形状，在覆盖部5的表面5a上有浇口痕迹部b。并且，设在金属零件1的平板状部3上的贯通孔7或盲孔8位于树脂零件2的覆盖部5的背面5b的浇口痕迹部b的相反侧，树脂零件2具有被填充在贯通孔7或盲孔8中的填充部h。
144.《作用效果》
145.根据有关本发明的实施方式的镶嵌成形品a及镶嵌成形品a的制造方法，在从与金属零件1的平板状部3的表面e对置的针状浇口g注射熔融树脂材料m、将树脂零件2注射成形而制造镶嵌成形品a时，金属零件1的贯通孔7或盲孔8位于针状浇口g处。因此，即使将覆盖金属零件1的平板状部3的表面e的树脂零件2的覆盖部5的壁厚减薄，浇口正下方的树脂的壁厚也变厚。由此，不再有浇口正下方的树脂在浇口固化之前固化的情况，所以能够施加充分的保压。
146.因而，不易发生缩孔或气孔等的成形不良，所以镶嵌成形品a的尺寸精度及强度稳定。而且，由于能够抑制前次注射的冷渣进入到注射成形用金属模具i的腔室c中，所以能够防止镶嵌成形品a的外观不良及强度不良。
147.在以上的实施方式中，平板状部3是中空圆板3a或中空多边形板3b，都有中空孔。本发明并不限定于这样的形状，在本发明的“平板状部”中也包括没有中央孔的形状。
148.以上的实施方式的记载全部是例示，并不受此限制。能够不脱离本发明的范围而施以各种改良及变更。