(57)【要約】【課題】折れ部を有する金属インサートが繊維含有樹脂材に内包されているインサート成形品に関し、この折れ部に繊維含有樹脂材を構成する繊維が十分に存在し、もって金属インサートと繊維含有樹脂材の間の接合強度の高いインサート成形品を提供する。【解決手段】折れ部を有する金属インサート１が繊維含有樹脂材２に内包されているインサート成形品１０であって、折れ部の劣角側１ｂに切込み１ｃが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
折れ部を有する金属インサートが繊維含有樹脂材に内包されているインサート成形品であって、
折れ部の劣角側に切込みが形成されているインサート成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属インサートが繊維含有樹脂材に内包されているインサート成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチック(FRP)内に金属インサートが内包されているインサート成形品は、車両の様々な部位で適用されている。
【０００３】
このように異種部材から構成されるインサート成形品においては、たとえば炭素繊維強化プラスチック(CFRP)とアルミ等からなる金属インサートの線膨張係数が大きく異なり（CFRPが相対的に小さい）、したがって線膨張差が生じる。
【０００４】
そこで、金属インサートの側面に折れ部を有する溝等を設けておき、この溝にCFRPが入り込むようにして内包させることでアンカー効果を発揮させ、異種部材同士の接合強度を高める措置が講じられている。なお、特許文献１には、このように側面に折れ部を備えた金属インサートが繊維強化プラスチック内に内包されているインサート成形品が開示されている。
【０００５】
このインサート成形品の製造方法としては、成形型内に金属インサートを載置し、溶融した繊維含有樹脂を注入する方法や、成形型内に金属インサートを載置するとともに裁断された繊維材からなる繊維材群を配設してマトリックス樹脂を注入する方法、さらには、成形型内に金属インサートを載置し、さらにシートモールディングコンパウンド(SMC)を成形型内に配設して加熱および加圧を実施する方法などがある。
【０００６】
いずれの方法においても、繊維を含んだ樹脂の型内における流動性は一般に悪く、繊維よりも先に樹脂が流動し、繊維は樹脂の流動に追随するために、金属インサートの溝、中でも、溝を構成する折れ部の劣角側に溶融樹脂は流れ込む一方で、繊維が十分に流れ込まないといった問題がある。
【０００７】
このように樹脂のみが流れ込んで繊維が少ない、もしくは繊維が存在しないと、当該領域における異種部材間の接合強度（金属インサートの引抜き強度等）が低くなり、インサート成形品そのものの強度低下の要因となる。
【０００８】
このことを、図３を参照して説明する。
【０００９】
同図において、繊維含有樹脂材Ｐ内に金属インサートＫが内包されてインサート成形品Ｍが構成されている。金属インサートＫはナット溝Ｋａのほか、その側面に複数の折れ部Ｋｂ（図示例では直角部）を有しており、複数の折れ部Ｋｂによって樹脂を入り込ませる溝が形成されている。
【００１０】
このインサート成形品Ｍを、上記する成形型内に樹脂を注入する方法やSMCを成形型内に配設して加熱および加圧を実施する方法で製造した際に、溝を構成する折れ部Ｋｂの劣角側に樹脂は流れ込む一方で繊維Ｐａが十分に流れ込まない結果、金属インサートの引抜き強度等が低くなり、インサート成形品Ｍそのものの強度が低下するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−１１９９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、折れ部を有する金属インサートが繊維含有樹脂材に内包されているインサート成形品に関し、この折れ部に繊維含有樹脂材を構成する繊維が十分に存在し、もって金属インサートと繊維含有樹脂材の間の接合強度の高いインサート成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成すべく、本発明によるインサート成形品は、折れ部を有する金属インサートが繊維含有樹脂材に内包されているインサート成形品であって、折れ部の劣角側に切込みが形成されているものである。
【００１４】
金属インサートは、アルミや鉄などから形成され、ナット溝を具備するとともにその側面には、繊維含有樹脂材が入り込む溝を構成する複数の折れ部を備えている。
【００１５】
本発明のインサート成形品では、成形の際に繊維含有樹脂が入り込み難い折れ部の劣角側（その角度はたとえば90度程度）に切込みが形成されていることにより、繊維含有樹脂材を構成する樹脂がこの切込みに入り込み、繊維がこの樹脂の流動に追随し、本来的には入り難い折れ部の劣角側へ繊維が入り込むことができるため、繊維が折れ部の劣角側に十分に入り込まずに金属インサートと繊維含有樹脂材の間の接合強度が低下するといった課題が完全に解消される。
【００１６】
繊維含有樹脂材を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。また、繊維含有樹脂材に含まれている繊維には、短繊維や長繊維が適用できる。
【００１７】
また、繊維含有樹脂材に含まれている繊維の素材としては、セラミック繊維、ガラス繊維や炭素繊維といった無機繊維、金属繊維、有機繊維のいずれか一種もしくは二種以上の混合材が挙げられる。
【００１８】
また、折れ部の劣角側に形成される切込みの断面形状は、三角形、三角形以外の多角形、半円形、1/4円形、半楕円形、1/4楕円形などが挙げられる。
【００１９】
また、切込みの深さは、0.3〜1.5mm程度がよく、0.5〜1.0mm程度が望ましい。
【００２０】
さらに、断面形状が三角形の切込みの場合、その先端の角度は30〜60度程度がよく、40〜50度程度が望ましい。30度未満の場合は樹脂が流れ込み難く、60度を超えると繊維が折れ部の劣角側に近づけなくなるためである。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明から理解できるように、本発明のインサート成形品によれば、金属インサートの有する折れ部の劣角側に切込みが形成されていることにより、繊維含有樹脂材を構成する樹脂がこの切込みに入り込み、繊維がこの樹脂の流動に追随し、本来的には入り難い折れ部の劣角側へ繊維が入り込むことができるため、もって金属インサートと繊維含有樹脂材の間の接合強度の高いインサート成形品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のインサート成形品の実施の形態１の縦断面図である。
【図２】本発明のインサート成形品の実施の形態２の縦断面図である。
【図３】従来のインサート成形品の実施の形態の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明のインサート成形品の実施の形態を説明する。
【００２４】
（インサート成形品の実施の形態）
図１，２はそれぞれ、本発明のインサート成形品の実施の形態１、実施の形態２の縦断面図である。
【００２５】
図１で示すように、インサート成形品１０は、側面に複数の折れ部を有する金属インサート１が繊維含有樹脂材２に内包されてその全体が構成されている。
【００２６】
ここで、金属インサート１は、アルミニウムやその合金、鉄などから形成され、その中央にナット溝１ａを具備するとともに、その側面には複数の折れ部を備えており、この折れ部によって繊維含有樹脂材２内でのアンカー効果が期待できる。
【００２７】
インサート成形品１０において、金属インサート１の折れ部の劣角側１ｂには水平方向に延びる断面が三角形状の切込み１ｃが形成されている。なお、図１は縦断面図であることから、立体的には、略筒状の金属インサート１の側面の周方向に沿って断面三角形状の切込み１ｃが環状に形成されている。
【００２８】
切込み１ｃの先端の角度θは30〜60度程度が好ましく、40〜50度程度が望ましい。また、切込み１ｃの深さは、0.3〜1.5mm程度が好ましく、0.5〜1.0mm程度が望ましい。なお、この際の金属インサート１としては、高さ、幅がともに20mm、ナット溝１ａの径が4mm程度の寸法のものが適用できる。
【００２９】
なお、切込み１ｃの断面形状は、三角形以外にも、四角形等の多角形、半円形、1/4円形、半楕円形、1/4楕円形などが挙げられる。
【００３０】
なお、図２で示す実施の形態２にかかるインサート成形品１０Ａを構成する金属インサート１Ａは、鉛直方向に延びる断面三角形状の切込み１ｄが形成されたものであり、その他の構成は図１で示すインサート成形品１０と同様である。
【００３１】
ここで、繊維含有樹脂材２に含まれる繊維２ａには短繊維や長繊維が適用でき、ボロンやアルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニアなどのセラミック繊維や、ガラス繊維や炭素繊維といった無機繊維、銅や鋼、アルミニウム、ステンレス等の金属繊維、ポリアミドやポリエステルなどの有機繊維のいずれか一種もしくは二種以上の混合材からなる繊維束から構成できる。
【００３２】
繊維含有樹脂材２は、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂内に上記素材の短繊維もしくは長繊維が含まれたものである。
【００３３】
ここで、インサート成形品１０，１０Ａの製造方法を概説する。
【００３４】
金属インサート１を不図示の成形型に収容する。
【００３５】
次に、成形型に炭素繊維を含むシートモールディングコンパウンド(C-SMC)を配設し、プレス機で加圧しながら加熱成形することにより、インサート成形品１０，１０Ａが製造される。
【００３６】
なお、製造方法はこの方法以外にも、裁断された繊維材を含んだ溶融樹脂を成形型内に注入して成形する方法であってもよい。
【００３７】
図示するインサート成形品１０，１０Ａによれば、成形の際に繊維含有樹脂に含有された繊維が本来的には入り込み難い折れ部の劣角側１ｂにおいて、切込み１ｃ、１ｄが形成されていることにより、繊維含有樹脂材２を構成する樹脂がこの切込み１ｃ、１ｄに入り込み、繊維２ａがこの樹脂の流動に追随し、本来的には入り難い折れ部の劣角側１ｂへ繊維２ａが入り込むことができるため、繊維が折れ部の劣角側に十分に入り込まずに金属インサートと繊維含有樹脂材の間の接合強度が低下するといった課題が完全に解消される。
【００３８】
そして、折れ部の劣角側１ｂに繊維２ａが十分に入り込んだ状態で金属インサート１，１Ａと繊維含有樹脂材２の一体化が図られていることにより、アンカー効果が向上し、金属インサート１，１Ａと繊維含有樹脂材２の間の接合強度が高いインサート成形品１０，１０Ａとなる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４０】
１，１Ａ…金属インサート、１ａ…ナット溝、１ｂ…折れ部の劣角側、１ｃ、１ｄ…切込み、２…繊維含有樹脂材、２ａ…繊維、１０，１０Ａ…インサート成形品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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