(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックウェル硬度２９以上かつ予め仕上げ加工用の加工代を有する複数の金属部品が樹脂成形されたインサート成形品の製造方法であって、
上記複数の金属部品を、該複数の金属部品間で位置合わせして成形用金型の内部に装着する第１のステップと、
上記成形用金型の内部に成形用樹脂を充填する第２のステップと、
上記成形用樹脂を硬化させる第３のステップと、
上記硬化した成形体を上記成形用金型から取り出し、上記複数の金属部品間の寸法精度を評価する第４のステップと、
上記評価結果に基づき、上記複数の金属部品を、該複数の金属部品間の寸法精度が上記加工代の範囲内で所定の寸法精度となるまで仕上げ加工する第５のステップと、
を経て、所定の寸法精度のインサート成形品を製造することを特徴とするインサート成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属部品を一部に含み樹脂成形されたインサート成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インサート成形においては、一般に、金属等のインサート部品は、金型内への装着に先立って所定の寸法精度に仕上げ加工されている。
【０００３】
また、本発明に関連し、インサート成形後にインサート部品を加工する従来技術としては、例えば、特開平１１−３０９７２０号公報に記載されたものがある。同公報には、複雑な金型機構を利用することなく、キャビティ内の所定位置に安定してインサート部品を保持した状態でインサート成形を行えるようにすることを目的に、インサート部品の両端を１組のインサート部品支持装置によって把持し、固定金型部と可動金型部とを型締めするとき、１組のインサート部品支持装置のそれぞれを互いに離れる方向に移動させて該インサート部品に張力を与え、該張力を与えた支持状態でキャビティ内に溶融樹脂を導入して該インサート部品を樹脂成形し、樹脂が冷却、固化した後、インサート部品の不要部分を切除し、さらにその後、該成形されたインサート成形品を金型組立体から取り出す、とする技術が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、成形時には樹脂変形が発生し、これを避けることは困難である。このため、上記予め金属部品に仕上げ加工を施す従来技術においては、成形後の状態で得られる精度は低く、少なくともミクロンレベルの精度出しは不可能である。従って、該従来技術は精密機械などの用途には適合しない。また、特開平１１−３０９７２０号公報記載の技術は、キャビティ内の所定位置に安定してインサート部品を保持するために設けた保持用のインサート部品端部を、成形後に不要部分として切除する加工を施すとしたものであり、成形品の精度確保を目指すものではない。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、インサート成形品において、インサート部品としての金属部品の寸法精度を必要範囲内に確保できるようにすること、である。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、ロックウェル硬度２９以上かつ予め仕上げ加工用の加工代を有する複数の金属部品が樹脂成形されたインサート成形品の製造方法として、該複数の金属部品を、該複数の金属部品間で位置合わせして成形用金型の内部に装着する第１のステップと、該成形用金型の内部に成形用樹脂を充填する第２のステップと、該成形用樹脂を硬化させる第３のステップと、該硬化した成形体を上記成形用金型から取り出し、該複数の金属部品間の寸法精度を評価する第４のステップと、該評価結果に基づき、該複数の金属部品を、該複数の金属部品間の寸法精度が上記加工代の範囲内で所定の寸法精度となるまで仕上げ加工する第５のステップとを経て、所定の寸法精度のインサート成形品を製造する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図４は、本発明の実施例の説明図である。図１は仕上げ加工前のインサート成形品の状態説明図、図２は仕上げ加工後のインサート成形品の状態説明図、図３はインサート成形品の製造手順のフローを示す図、図４は、本発明のインサート成形品を用いた機械装置の構成例を示す図である。本実施例は、２個の金属部品を樹脂でインサート成形し、成形後に該２個の金属部品の上下端面を仕上げ加工する場合の例である。
図１において、１１はインサート成形品、１は樹脂部、２ａ、２ｂは金属部品、ａ１は、金属部品２ａの上端側の仕上げ加工代（しろ）、ａ２は金属部品２ａの下端側の仕上げ加工代、ａ３は金属部品２ａの仕上げ加工により、仕上げ加工代ａ１及びａ２を削除した場合に残る部分、ｂ１は金属部品２ｂの上端側の仕上げ加工代、ｂ２は金属部品２ｂの下端側の仕上げ加工代、ｂ３は金属部品２ｂの仕上げ加工により、仕上げ加工代ｂ１及びｂ２を削除した場合に残る部分、ｈ１は仕上げ加工代ａ１の高さ、ｈ２は仕上げ加工代ａ２の高さ、ｈ３は仕上げ加工代ｂ１の高さ、ｈ４は仕上げ加工代ｂ２の高さ、Ａ１は金属部品２ａの上端面、Ａ２は同下端面、Ｂ１は金属部品２ｂの上端面、Ｂ２は金属部品２ｂの下端面、Ｈａは金属部品２ａの仕上げ加工前の高さ、Ｈｂは金属部品２ｂの仕上げ加工前の高さである。インサート成形によって、樹脂部１には変形が生じる。該変形の主原因は、成形時の温度分布の不均一性及び圧力分布の不均一性である。変形量はインサート成形品の寸法が大きい場合程、大きい。図１は、樹脂部１が成形によって図の上方にそり変形を発生した場合の例である。金属部品２ａ、２ｂは略同一の寸法及び形状を有するものとする。成形前の状態では、金属部品２ａ、２ｂは互いに、上端面どうし及び下端面どうしが略平行かつ略同一高さ位置となるように成形用金型内でセットされるが、成形後は、樹脂部１の上記変形によって、互いの平行性がくずれ、かつ高さ位置も大きく異なるようになる。本構成例では、成形後に、インサート成形品の該金属部品２ａ、２ｂそれぞれの上下端面を仕上げ加工代の範囲内で仕上げ加工することで、該相互間の平行性及び高さ位置の精度が、所定の範囲内になるようにする。すなわち、金属部品２ａ側は、上端面Ａ１を仕上げ加工代ａ１の範囲内で、下端面Ａ２を仕上げ加工代ａ２の範囲内でそれぞれ仕上げ加工し、金属部品２ｂ側は、上端面Ｂ１を仕上げ加工代ｂ１の範囲内で、下端面Ｂ２を仕上げ加工代ｂ２の範囲内でそれぞれ仕上げ加工し、加工後の上端面どうし及び下端面どうしが、所定範囲の平行度と高さ位置精度を満足するようにする。仕上げ加工は、例えば、切削加工、研磨加工等がある。また、金属部品２ａ、２ｂとしては、例えば、ロックウエル硬度（ＨＲＣ）２９以上の焼き入れ材を使用すると、仕上げ加工後の加工面精度を得易い。
【０００７】
図２は、上記図１のインサート成形品の仕上げ加工後の構成例を示す。本構成は、金属部品２ａ、２ｂのそれぞれで、上記図１に示すそれぞれの仕上げ加工代ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２を、仕上げ加工によって全部（１００％）削除した場合の構成を示す。図２において、Ａ１'は金属部品２ａの仕上げ加工後の上端面、Ａ２'は金属部品２ａの仕上げ加工後の下端面、Ｂ１'は金属部品２ｂの仕上げ加工後の上端面、Ｂ２'は金属部品２ｂの仕上げ加工後の下端面、Ｈａ'は金属部品２ａの仕上げ加工後の高さ、Ｈｂ'は金属部品２ｂの仕上げ加工後の高さである。Ｈａ'とＨｂ'は所定寸法精度内で同一値である。
【０００８】
図３は、上記図２のインサート成形品の製造手順のフローを示す図である。
図３において、製造手順として、（１）成形用金型内に金属部品２ａ、２ｂをセットする（ステップＳ１）。（２）成形用金型内に樹脂を充填する（ステップＳ２）。（３）樹脂を冷却させて硬化させる（ステップＳ３）。（４）金型内からインサート成形体（インサート成形品）を取り出す（ステップＳ４）。（５）インサート成形品としての寸法評価を行い、要求される寸法精度から、金属部品２ａ、２ｂについての仕上げ加工の加工仕様を決定する（ステップＳ５）。（６）上記（５）の仕様に従い、金属部品２ａ、２ｂについて仕上げ加工を行い、インサート成形品として所定の寸法精度にする（ステップＳ６）。なお、上記ステップＳ３では、例えば、熱硬化性の樹脂を用いる場合は、樹脂硬化のために加熱操作を行ってもよい。また、少なくともステップＳ５とステップＳ６とを、例えば、コンピュータ制御によって行うようにしてもよい。その場合、ステップＳ５における寸法評価の結果データを、ステップＳ６の仕上げ加工用装置にフィードフォワードし、仕上げ加工用装置を該データに基づき制御して金属部品２ａ、２ｂの仕上げ加工を行う方法が一例として考えられる。
【０００９】
図４は、上記図２のインサート成形品を用いた光学機械装置の例である。
図４において、１１はインサート成形品、１はインサート成形品１１の樹脂部、２ａ、２ｂはインサート成形品１１の金属部品の部分、３１は、光学系が搭載され矢印の方向に移動可能な移動テーブル、２１は、該移動テーブル３１に係合し該移動テーブル３１の移動を案内するガイド部材である。本構成においては、インサート成形品１１の金属部品２ａ、２ｂの上下端面Ａ１'、Ａ２'、Ｂ１'及びＢ２'によってガイド部材２１の高さ位置精度が所定範囲に規制され、さらに、ガイド部材２１によって、移動テーブル３１の位置精度が所定範囲に規制されている。
【００１０】
上記実施例によれば、インサート成形品の寸法精度を、樹脂の成形による変形に左右されずに要求レベルに対応して少なくともミクロンレベルまで確保することができる。また、樹脂成形の利点も活かして、製品の軽量化及び低コスト化も図ることができる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、インサート成形品において少なくともミクロンレベルの高寸法精度化を図ることができる。低コスト化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例としての仕上げ加工前のインサート成形品の構成例を示す図である。
【図２】図１のインサート成形品の仕上げ加工後の構成を示す図である。
【図３】インサート成形品の製造手順のフローを示す図である。
【図４】本発明のインサート成形品を用いた機械装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…樹脂部、  ２ａ、２ｂ…金属部品、  ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２…金属部品の加工代、  Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２…金属部品の仕上げ加工前の端面、  Ａ１'、Ａ２'、Ｂ１'、Ｂ２'…金属部品の仕上げ加工後の端面、  １１…インサート成形品、  ２１…ガイド部材、  ３１…移動テーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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