(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックの射出成形によりボスを形成する時にインサートされる内部がネジ孔となる円筒状のインサート金具であって、
前記プラスチックのボス内に全体が埋没し、外周にローレット部が形成されている埋没部と、
前記プラスチックのボス内に埋没し、ボスの表面に端面のみが表出し、前記埋没部より径小となる表出部と、
を備え、
前記埋没部は、その端面外周に角部を落とすように面取り加工を施すことで形成される第１の面取り部と、前記表出部との境に角部を落とすように面取り加工を施すことで形成される第２の面取り部を有し、
前記表出部は、切削により形成される滑らかな面からなる外周面と、表出する前記端面の外周に角部を落とすように面取り加工を施すことで形成される第３の面取り部を有することを特徴とするインサート金具。
【請求項２】
前記表出部は全長の１／５〜１／２の範囲に設けられていることを特徴とする請求項１記載のインサート金具。
【請求項３】
前記表出部は前記埋没部よりも１〜２ｍｍ径小となることを特徴とする請求項２記載のインサート金具。
【請求項４】
請求項１に記載したインサート金具を使用し、該インサート金具に完全脱脂を行なった後、前記プラスチックのインサート成形を行うことを特徴とするプラスチックのインサート成形方法。
【請求項５】
前記インサート金具は、ステンレスからなり、前記完全脱脂はパシペート処理からなることを特徴とする請求項４記載のプラスチックのインサート成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックの射出成形時にインサートされるインサート金具と、その金具を用いたインサート成形方法に関するものであり、特にインサート金具周辺のクラックの発生を防いだものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラスチック部品の強度を高める等の目的のため、プラスチックの射出成形時にインサート金具をインサートするインサート成形が行なわれている。このインサート成形においては、金属とプラスチックの膨張係数の違い等により、インサート金具周辺のプラスチックにクラックが発生するという問題があり、クラックの発生を防ぐため様々な対策が施されていた。
【０００３】
その対策としては、以下のものがあった。
（１）プラスチックとインサート金具との密着を高めるため、インサート金具を切削加工する際に付着した切削油を除去する。
（２）プラスチック成形時の残留応力を除去するために成形時の温度直前まで加熱するアニールを施す。
（３）成形時に約２５０℃の温度になるプラスチックと室温のインサート金具との温度差を小さくするため、インサート金具を温めて、膨張・収縮の影響を少なくする。
（４）金具に変更を加えて、インサート金具周辺のプラスチック部分の厚さを調整する。
（５）金型の修正や成形条件を変更することで、プラスチックの流れを調整してウエルドラインの発生を抑える。
（６）インサート金具外形のシャープエッジをなくす。
【０００４】
また、クラックの発生を防ぐため、射出成形用の複合材料の組成を変更したり、インサートするフェライトにリン酸化合物で表面処理すること等も材質に応じて行なわれていた（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０８３０号公報
【特許文献２】特開２００７−２８１３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなクラック対策は、何れも、使用する成形材料やインサート金具の形状によって条件をそれぞれ変更して設定しなければならず、具体的にどうすればクラックの発生を防げるのか曖昧で、条件を変えつつ試作を繰り返すことしか対応できないという問題があった。
【０００７】
特に、金型の変更や成形材料の変更あるいはインサート金具の形状の大幅な変更には、非常にコストがかかるため、安易に行うことはできず、限られた対策の中で対応する以外になかった。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解決し、わずかな変更だけでクラックの発生を防ぐインサート金具とそれを使用したプラスチックのインサート成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインサート金具は、プラスチックの射出成形によりボスを形成する時にインサートされる内部がネジ孔となる円筒状のインサート金具であって、前記プラスチックのボス内に全体が埋没し、外周にローレット部が形成されている埋没部と、前記プラスチックのボス内に埋没し、ボスの表面に端面のみが表出し、前記埋没部より径小となる表出部と、を備え、前記埋没部は、その端面外周に角部を落とすように面取り加工を施すことで形成される第１の面取り部と、前記表出部との境に角部を落とすように面取り加工を施すことで形成される第２の面取り部を有し、前記表出部は、切削により形成される滑らかな面からなる外周面と、表出する前記端面の外周に角部を落とすように面取り加工を施すことで形成される第３の面取り部を有するものである。このインサート金具における前記表出部は全長の１／５〜１／２の範囲に設けられている。また、前記表出部は前記埋没部よりも１〜２ｍｍ径小となる。
【００１０】
また、本発明の上記インサート金具を用いたプラスチックのインサート成形方法は、インサート金具に完全脱脂を行なった後、前記プラスチックのインサート成形を行う物となっている。このプラスチックのインサート成形方法における前記インサート金具は、ステンレスからなり、前記完全脱脂はパシペート処理からなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のインサート金具では、プラスチックに埋没する埋没部の外周にローレット部を設け、端面がプラスチックから表出する表出部を設けてそれを埋没部より径小にすると共にその端面外周を面取りすることで、クラックの発生を防いでいる。このため、クラックが発生し易いローレットを設けたインサート金具でも、その固定強度を低下させることなく、わずかな変更だけでクラックの発生を防ぐことができる。
【００１２】
また、本発明のインサート成形方法では、上記インサート金具を用いると共にそれを完全脱脂した後、インサート成形することでクラックの発生を確実に防いでいる。このため、わずかな変更だけで、ほぼ完全にクラックの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に係るインサート金具及びインサート成形方法を用いて形成したインサート成形部を示す要部断面図である。
【図２】図１に示すインサート成形部を有するケースの例を示す平面図である。
【図３】図２に示すケースの中央縦断面図である。
【図４】図１に示すインサート金具の側面図である。
【図５】従来使用されていたインサート金具を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
はじめに、本発明におけるインサート金具とインサート成形方法を用いて形成するインサート成形部について説明する。図２及び図３はプラスチックの射出成形により形成される監視カメラ等の上ケースを示す平面図とその中央縦断面図である。この上ケース１は、下ケース（図示せず）にネジ止めすることにより密閉して、内部にカメラ等を収めるものである。このような上ケース１の場合、耐候性に優れ、軽量で成形が容易なプラスチック（例えば、ポリカーボネイト等）で形成することが最も適している。しかし、ネジを螺合するボス２については、ネジを強固に螺着したり、ネジを繰り返し着脱することに耐える強度が求められる。このため、このボス２に金属製のネジ孔を形成するため、円筒状のインサート金具を埋め込んだインサート成形方法によって上ケース１を射出成形することでボス２をインサート成形部として形成している。
【００１５】
本実施例におけるインサート成形部は、図１に示すように、ポリカーボネイト等のプラスチックで成形された円筒状のボス２の内部に、ステンレス等からなるインサート金具３がインサート成形されたものとなっている。このインサート金具３は、円筒状をなし、本実施例においては内部がネジ孔となっている。また、このインサート金具３には、図１及び図４に示すように、プラスチックのボス２内に全体が埋没する埋没部４と、端面５ａがボス２の表面に表出する表出部５が設けられている。
【００１６】
インサート金具３の埋没部４には、その外周に網目状に形成された溝等によって形成される細かい凹凸からなるローレット部４ａが設けられている。また、埋没部４の端面（図中下端）外周には、その角部を落とすように面取り加工を施した第１の面取り部としての面取り部４ｂが設けられ、表出部５との境にはその角部を落とすように面取り加工を施した第２の面取り部としての面取り部４ｃが設けられている。
【００１７】
また、インサート金具３の表出部５は、埋没部４より径小となるように形成されている。この表出部５の外周面は、切削により形成される凹凸のない滑らかな面となっている。この表出部５の端面（図中上端）外周には、その角部を落とすように面取り加工を施した第３の面取り部としての面取り部５ａが設けられている。
【００１８】
上記構成からなるインサート金具３を使用することにより、埋没部４及びそのローレット部４ａが成形時にボス２の内部に食い込んで、ボス２内にてインサート金具３が回転したり、ボス２からインサート金具３が抜脱することを防いでいる。また、クラックが発生し易いボス２の端部２ａ付近には、ローレット部が設けられていない径小の表出部５が位置しており、更にその表出する端面の面取り部５ａによって表出部５端部の応力がボス２の端部２ａの径方向に集中することを防いで、クラックの発生を防ぐことができる。
【００１９】
このインサート金具３における全長に対する埋没部４又は表出部５の長さと、埋没部４に対して表出部５を径小とする数値に関しては、図５に示すインサート金具６に対して変更を加えることで適正値を求めた。このインサート金具６は、円筒形をなし、外周全体にローレット部６ａが形成され、端面に面取り加工を施していないものとなっている。このインサート金具６を用いてインサート成形を行った場合に比べて、変更を加えたインサート金具を使用した場合にクラックの発生をどの程度抑止することができたか実験を行った。
【００２０】
先ず、クラックがローレット部６ａによって発生していることに着目し、ローレット部６ａの有無等を様々に変更して実験を行った。ローレット部６ａを全く形成しない場合、インサート金具６の回転と抜脱の防止に関する構造が弱くなるだけでなく、クラックの発生も認められた。また、ローレット部６ａに手を加えずに、端面の外周に面取り部を形成した。この場合にも、クラックの発生が認められるため、ローレット部６ａを形成する領域を徐々に減らしたところ、例えば全長が８ｍｍであると、端面から１．５ｍｍ以上ローレット部６ａを取り除くことでクラックの発生を大幅に減らすことができた。これにインサート金具の回転及び抜脱の確実な防止を考慮して、ローレット部６ａを全長の半分程度残した。その結果、全長の１／５〜１／２の範囲にローレット部６ａを形成しない部分を設け、その端面外周に面取り加工を施すことでクラックの発生をほとんど防ぐことができた。
【００２１】
また、このときに、ローレット部６ａを取り除くと共にその部分の外径をより小さくして細くすることを試みたが、直径５ｍｍに対してローレット部の溝を取除くために必要な１〜２ｍｍ程度削減するだけで十分な効果が認められ、それ以上削減することはインサート金具全体の強度低下を招くだけと判断された。その結果、ローレット部を形成しない部分をローレット部を形成した部分より１〜２ｍｍ径小とするだけで良いことが分かった。
【００２２】
上記の結果に鑑み、図４に示すようにインサート金具３の形状を設定し、更に全ての角部を取り除くため、面取り部４ｂ、４ｃを設けた。
【００２３】
一方、インサート成形方法にも改良を加え、従前、インサート金具３を形成した後、切粉を落とすことを主な目的とする油分の除去が行われたが、これを完全脱脂することに改めた。本実施例においては、インサート金具３をステンレスで形成しているため、パシペート処理を施すことで完全脱脂を行った。このパシペート処理による完全脱脂を行うと、図５に示す形状のインサート金具６を用いた場合であっても、クラックの発生が１／２〜１／３に減少し、大きく改善することができた。このため、本発明においては、この完全脱脂を行うインサート成形方法と、前述した形状をなすインサート金具３とを組み合わせてインサート成形を行うことで、クラックの発生を完全に抑えることができた。
【００２４】
尚、本実施例においては、ポリカーボネイトとステンレスの組み合わせでインサート成形を行ったが、ポリカーボネイトと黄銅、ＡＢＳ樹脂とステンレス等の組み合わせにも応用することが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１      上ケース
２      ボス
２ａ    端部
３      インサート金具
４      埋没部
４ａ    ローレット部
４ｂ、４ｃ  面取り部
５      表出部
５ａ    面取り部
６      インサート金具
６ａ    ローレット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005733833.tif 000006