特許 6134547 熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法およびその成形用の金型

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6134547

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法およびその成形用の金型

(51)【国際特許分類】

   B29C 39/38 20060101AFI20170515BHJP

   B29C 33/02 20060101ALI20170515BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20170515BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20170515BHJP

   B29C 39/10 20060101ALI20170515BHJP

   B29C 35/08 20060101ALI20170515BHJP

   B29K 101/10 20060101ALN20170515BHJP

【ＦＩ】

   B29C39/38

   B29C33/02

   B29C45/26

   B29C45/14

   B29C39/10

   B29C35/08

   B29K101:10

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-54538(P2013-54538)

(22)【出願日】2013年3月18日

(65)【公開番号】特開2014-180759(P2014-180759A)

(43)【公開日】2014年9月29日

【審査請求日】2016年2月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000190116

【氏名又は名称】信越ポリマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110973

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 洋

(72)【発明者】

【氏名】桑原 知彦

(72)【発明者】

【氏名】矢嶋 敏嗣

【審査官】 内藤 康彰

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−１４９９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６８０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１１７６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０８４９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１９１３８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ３３／００−５１／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金型内に金属部品をインサートして熱硬化性樹脂と一体成形する、熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法であって、
上記金型は、それを構成する第１金型および／または第２金型にＩＨコイルを備え、上記第１金型における上記金属部品と接する部位に弾性部材を備え、
上記第１金型と上記第２金型との間に形成されるキャビティ内に、上記金属部品をインサートするインサート工程と、
上記第１金型と上記第２金型とを型締めする型締工程と、
上記キャビティ内に未硬化状態の熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、
上記ＩＨコイルに電流を流して、上記金属部品自体または上記金属部品に接する強磁性材料から主に成る介在部材を電磁誘導加熱して、上記金属部品を上記熱硬化性樹脂の硬化温度若しくはそれ以上の温度まで加熱する加熱工程と、
上記金属部品の加熱によって上記熱硬化性樹脂を硬化する硬化工程と、
を含み、
前記ＩＨコイルは、前記金属部品との間に空間を介在させ又は非磁性材料を介在させて前記第１金型および／または前記第２金型に備えられ、
前記加熱工程では、磁性体から成る前記金属部品を、直接、電磁誘導加熱することを特徴とする熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法。

【請求項2】

前記ＩＨコイルは、磁性体から成る前記金属部品との間隔よりも、前記ＩＨコイルより内方の前記第１金型および／または前記第２金型との間隔を大きくするように、前記第１金型および／または前記第２金型に備えられており、
前記加熱工程では、前記ＩＨコイルは、それを備える前記第１金型および／または前記第２金型よりも前記金属部品を優位に電磁誘導加熱することを特徴とする請求項１または請求項１に記載の熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法。

【請求項3】

金型内に金属部品をインサートして熱硬化性樹脂と一体成形する、熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法であって、
上記金型は、それを構成する第１金型および／または第２金型にＩＨコイルを備え、上記第１金型における上記金属部品と接する部位に弾性部材を備え、
上記第１金型と上記第２金型との間に形成されるキャビティ内に、上記金属部品をインサートするインサート工程と、
上記第１金型と上記第２金型とを型締めする型締工程と、
上記キャビティ内に未硬化状態の熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、
上記ＩＨコイルに電流を流して、上記金属部品自体または上記金属部品に接する強磁性材料から主に成る介在部材を電磁誘導加熱して、上記金属部品を上記熱硬化性樹脂の硬化温度若しくはそれ以上の温度まで加熱する加熱工程と、
上記金属部品の加熱によって上記熱硬化性樹脂を硬化する硬化工程と、
を含み、
前記金属部品を非磁性金属で構成する場合において、前記インサート工程時若しくはそれに先立ち、前記ＩＨコイルと前記金属部品との間に前記介在部材を配置し、
前記加熱工程では、前記金属部品は、前記ＩＨコイルにより電磁誘導加熱される前記介在部材から加熱されることを特徴とする熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法。

【請求項4】

前記熱硬化性樹脂をシリコーンゴムとする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法。

【請求項5】

金属部品をインサートして熱硬化性樹脂と一体成形するインサート成形に使用可能な金型であって、
第１金型及び第２金型を備え、
上記第１金型と上記第２金型との間に、上記金属部品をセットするためのキャビティを備え、
上記第１金型および／または上記第２金型はＩＨコイルを備え、
上記第１金型または上記第２金型は、未硬化状態の上記熱硬化性樹脂を上記キャビティに供給する樹脂供給路を備え、
上記第１金型は、上記金属部品と接する部位に弾性部材を備え、
上記ＩＨコイルに電流を流して、上記金属部品自体または上記金属部品に接する強磁性材料から主に成る介在部材を電磁誘導加熱して、上記金属部品を上記熱硬化性樹脂の硬化温度若しくはそれ以上の温度まで加熱可能とし、
前記ＩＨコイルは、前記金属部品との間に空間を介在させ又は非磁性材料を介在させて前記第１金型および／または前記第２金型に備えられ、磁性体から成る前記金属部品を、直接、電磁誘導加熱することを特徴とするインサート成形用の金型。

【請求項6】

前記ＩＨコイルは、磁性体から成る前記金属部品との間隔よりも、前記ＩＨコイルより内方の前記第１金型および／または前記第２金型との間隔を大きくするように、前記第１金型および／または前記第２金型に備えられており、
前記ＩＨコイルは、それを備える前記第１金型および／または前記第２金型よりも前記金属部品を優位に電磁誘導加熱することを特徴とする請求項５に記載のインサート成形用の金型。

【請求項7】

金属部品をインサートして熱硬化性樹脂と一体成形するインサート成形に使用可能な金型であって、
第１金型及び第２金型を備え、
上記第１金型と上記第２金型との間に、上記金属部品をセットするためのキャビティを備え、
上記第１金型および／または上記第２金型はＩＨコイルを備え、
上記第１金型または上記第２金型は、未硬化状態の上記熱硬化性樹脂を上記キャビティに供給する樹脂供給路を備え、
上記第１金型は、上記金属部品と接する部位に弾性部材を備え、
上記ＩＨコイルに電流を流して、上記金属部品自体または上記金属部品に接する強磁性材料から主に成る介在部材を電磁誘導加熱して、上記金属部品を上記熱硬化性樹脂の硬化温度若しくはそれ以上の温度まで加熱可能とし、
前記ＩＨコイルと前記金属部品との間に前記介在部材を配置し、
非磁性金属からなる前記金属部品を、前記ＩＨコイルにより電磁誘導加熱される前記介在部材から加熱することを特徴とするインサート成形用の金型。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属部品を金型内にインサートして熱硬化性樹脂を供給して一体成形を行う方法およびその成形に用いる金型に関する。

【背景技術】

【0002】

金属と樹脂との一体化部品は、近年、自動車、電気・電子機器、日用品等の様々な製品の一部あるいは筐体に広く用いられている。例えば、金属部品を熱硬化性樹脂にインサートした複合品を製造する場合、予め金属部品を金型内にセットしておき、金型内に熱硬化性樹脂を射出して成形するインサート成形が行われている。当該インサート成形の一般的な方法としては、予め金型を加熱してから金属部品を金型内にインサートして、そこに熱硬化性樹脂を供給する成形方法（「成形法１」とする）、予め加熱した金属部品を金型内にインサートして、そこに熱硬化性樹脂を供給する成形方法（「成形法２」）、あるいは加熱手段を備えた金型内に金属部品をインサートし、加熱手段により加熱された金型からの熱を利用して金属部品を加熱し、そこに熱硬化性樹脂を供給する成形方法（「成形法３」）などが知られている。成形法１あるいは成形法３に好適に用いられる加熱手段を搭載した金型は、例えば、特許文献１〜７に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−１８５４７２号公報

【特許文献2】特開２００６−３５６１７号公報

【特許文献3】特開２００５−３３５２３４号公報

【特許文献4】特開２００６−３１５２５９号公報

【特許文献5】特開２００１−３００９９９号公報

【特許文献6】特開２００５−１７９０８４号公報

【特許文献7】特表平１１−５０２７８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記従来の成形法１〜３には、次のような問題がある。まず、成形法１の場合には、金属部品は、金型からの熱伝導によって樹脂の硬化温度まで加熱される必要がある。このため、金属部品の加熱時間が長くなり、生産性が低下する。また、金型を加熱するため、金属部品毎の厚さのばらつきに対応するための弾性部材を金属部品と金型の間に敷設することが難しく、金属部品と金型との隙間の形成に起因したバリの発生が起きやすく、製品の歩留まりが悪くなるという問題に加え、金型の内側が金属部品に接した跡が残るという問題もある。

【0005】

成形法２の場合には、金属部品を樹脂の硬化温度まで予熱する必要から、金属部品に接する樹脂の硬化速度が大き過ぎ、樹脂の流動長が短くなるという問題がある。このため、薄肉の成形を行う場合には、特に、樹脂が十分に行き渡らない可能性が高くなる。また、成形法１と同様、弾性部材を使用できずに、バリの発生や金型の押し跡が残るという問題もある。

【0006】

成形法３の場合には、成形法１と同様の問題に加え、金型全体の加熱とその制御が必要になる。金属部品は、加熱手段から金型を介して間接的に加熱されるため、加熱効率が低くなるという問題がある。

【0007】

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、成形サイクルを短くし、加熱効率を高めると共に、高精度の一体成形品を安定して得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明者らは、樹脂の硬化温度以下の状況で金属部品に樹脂を供給してから金属部品を急速に加熱する方法を鋭意研究し、本発明の完成に至った。具体的な課題解決手段は、以下のとおりである。

【0009】

上記目的を達成するための一実施の形態に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法は、金型内に金属部品をインサートして熱硬化性樹脂と一体成形する方法であって、金型には、それを構成する第１金型および／または第２金型にＩＨコイルを備え、第１金型における金属部品と接する部位に弾性部材を備え、第１金型と第２金型との間に形成されるキャビティ内に金属部品をインサートするインサート工程と、第１金型と第２金型とを型締めする型締工程と、キャビティ内に未硬化状態の熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、ＩＨコイルに電流を流して、金属部品自体または金属部品に接する強磁性材料から主に成る介在部材を電磁誘導加熱して、金属部品を熱硬化性樹脂の硬化温度若しくはそれ以上の温度まで加熱する加熱工程と、金属部品の加熱によって熱硬化性樹脂を硬化する硬化工程とを含む。

【0010】

また、別の実施の形態に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法は、さらに、ＩＨコイルを、金属部品との間に空間を介在させ又は非磁性材料を介在させて第１金型および／または第２金型に備え、加熱工程では、磁性体から成る金属部品を、直接、電磁誘導加熱する方法である。

【0011】

別の実施の形態に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法は、また、ＩＨコイルを、磁性体から成る金属部品との間隔よりも、ＩＨコイルより内方の第１金型および／または第２金型との間隔を大きくするように、第１金型および／または第２金型に備え、加熱工程では、ＩＨコイルにより、それを備える第１金型および／または第２金型よりも金属部品を優位に電磁誘導加熱する方法である。

【0012】

別の実施の形態に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法は、また、金属部品を非磁性金属で構成する場合において、インサート工程時若しくはそれに先立ち、ＩＨコイルと金属部品との間に介在部材を配置し、加熱工程では、金属部品を、ＩＨコイルにより電磁誘導加熱される介在部材から加熱する方法である。

【0013】

別の実施の形態に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法は、特に、熱硬化性樹脂としてシリコーンゴムを用いる方法である。

【0014】

また、本発明の一実施の形態に係るインサート成形用の金型は、金属部品をインサートして熱硬化性樹脂と一体成形するインサート成形に使用可能な金型であって、第１金型及び第２金型を備え、第１金型と第２金型との間に、金属部品をセットするためのキャビティを備え、第１金型および／または第２金型にＩＨコイルを備え、第１金型または第２金型に、未硬化状態の熱硬化性樹脂をキャビティに供給する樹脂供給路を備え、第１金型には、金属部品と接する部位に弾性部材を備え、ＩＨコイルに電流を流して、金属部品自体または金属部品に接する強磁性材料から主に成る介在部材を電磁誘導加熱して、金属部品を熱硬化性樹脂の硬化温度若しくはそれ以上の温度まで加熱可能とする金型である。

【0015】

別の実施の形態に係るインサート成形用の金型は、さらに、ＩＨコイルを、金属部品との間に空間を介在させ又は非磁性材料を介在させて第１金型および／または第２金型に備え、磁性体から成る金属部品を、直接、電磁誘導加熱することのできる金型である。

【0016】

また、別の実施の形態に係るインサート成形用の金型は、ＩＨコイルを、磁性体から成る金属部品との間隔よりも、ＩＨコイルより内方の第１金型および／または第２金型との間隔を大きくするように、第１金型および／または第２金型に備え、ＩＨコイルにより、それを備える第１金型および／または第２金型よりも金属部品を優位に電磁誘導加熱することのできる金型である。

【0017】

また、別の実施の形態に係るインサート成形用の金型は、ＩＨコイルと金属部品との間に介在部材を配置し、非磁性金属からなる金属部品を、ＩＨコイルにより電磁誘導加熱される介在部材から加熱することのできる金型である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、金属部品と熱硬化性樹脂との一体成形に際し、成形サイクルを短くし、加熱効率を高めると共に、高精度の一体成形品を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の第一実施形態に係るインサート成形用の金型の側断面（Ａ）および当該金型を構成する第２金型の上面（Ｂ）を示す。

【図2】図２は、本発明の第一実施形態に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法の主な工程のフローチャートを示す。

【図3】図３は、図２のステップＳ１０１〜Ｓ１０２までの状況を示す。

【図4】図４は、図２のステップＳ１０３の状況を示す。

【図5】図５は、図２のステップＳ１０４〜Ｓ１０５までの状況を示す。

【図6】図６は、図１のＩＨコイルに電流を流して金属部品を加熱する機構を模式的に示す。

【図7】図７は、図２のステップＳ１０６の状況を示す。

【図8】図８は、本発明の第二実施形態に係るインサート成形用の金型の側断面を示す。

【図9】図９は、本発明の第三実施形態に係るインサート成形用の金型の側断面を示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法およびインサート成形用の金型の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下、金型の構造と、その金型を用いた成形方法とを、同一の実施形態の中で説明する。

【0021】

＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係るインサート成形用の金型の側断面（Ａ）および当該金型を構成する第２金型の上面（Ｂ）を示す。

【0022】

第一実施形態に係るインサート成形用の金型（以後、単に「金型」という）１は、第１金型２と、第２金型３とを備える。この実施形態では、第１金型２および第２金型３は、非磁性金属から成り、好ましくは、アルミニウム、アルミニウム合金、あるいは非磁性ステンレススチールから成る。しかし、第１金型２および第２金型３は、成形部の周囲のみを上記の非磁性金属から構成され、その他を鉄あるいはタングステン鋼などの強磁性金属から構成されていても良い。

【0023】

この実施形態では、金型１を用いたインサート成形に供するインサート部品として、鉄あるいはＩＨ対応ステンレススチールに代表される磁性体から成る金属部品１０を用いる。ただし、後述の第三実施形態の状況下では、金属部品１０として非磁性金属からなる部品を用いることもできる。金属部品１０は、その上面に薄厚の凹部１１を備える。凹部１１は、樹脂を供給する部位に相当する。

【0024】

第１金型２は、その上面に、リング形状の樹脂供給口２０を有すると共に、樹脂供給口２０から第１金型２の厚さ方向に貫通する樹脂供給路２１を有する。第１金型２は、第２金型３と対向する側の面（下面）に、薄厚の凹部を有しており、その凹部に弾性部材２２を固定して備える。弾性部材２２は、樹脂供給路２１に貫通する貫通孔を有しており、樹脂供給口２０から樹脂供給路２１を経て流れてくる樹脂を弾性部材２２の厚さ方向に通すことができるように構成されている。弾性部材２２は、非磁性体であって、インサート部品（＝金属部品１０）よりも低硬度であって弾力に富む材料から好適に構成される。弾性部材２２は、金属部品１０の厚さにバラツキがあっても、そのバラツキを吸収して、金属部品１０の上面と弾性部材２２との間に隙間が生じないようにする機能を有する。弾性部材２２としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などに代表される樹脂材料を好適に使用できる。

【0025】

第２金型３は、上部材３０、断熱板３１、下部材３２を順に積層した構造を有する。断熱板３１は、上部材３０および下部材３２とは異なる材料であって断熱特性の高い材料から成り、成形部を有する上部材３０からの熱を遮蔽して下部材３２に伝わりにくくする機能を有する。上部材３０は、第１金型２と対向する上面側に、成形部としてのキャビティ３３を開口して備える。キャビティ３３は、金属部品１０を配置可能な凹部である。なお、この実施形態では、キャビティ３３を第２金型３にのみ備えるが、第１金型２と第２金型３との間にキャビティ３３を備えるならば、第１金型２にのみ、あるいは第１金型２と第２金型３の両方に備えても良い。上部材３０は、キャビティ３３の底面から上部材３０の内方（下方ともいう）に向かって窪む凹部３４を複数備える。この実施形態では、凹部３４は、図１（Ｂ）に示すように、キャビティ３３の開口面側から見て、キャビティ３３の底面下方において、同心矩形状に２個形成されている。しかし、凹部３４の形状および個数は、この実施形態に限定されない。凹部３４の開口部近傍であって、キャビティ３３の底面より突出しない範囲内には、ＩＨコイル３５が配置されている。ＩＨコイル３５は、凹部３４内において、高耐熱性樹脂、ガラス繊維、アルミニウム等の非磁性金属、あるいはセラミックスなどの固定材（不図示）により固定されている。当該固定材は、好ましくは、凹部３４の側壁とＩＨコイル３５との隙間につめるように、凹部３４に備える。ただし、固定材を凹部３４の側壁のみならず、凹部３４の底部に接するように備えても良い。ＩＨコイル３５は、金型１の外部に配置されるＩＨインバータ（不図示）の制御の下で電流を流すと、電流の流れる方向に対して、同心円状でかつ時計の針の回転方向に沿う磁力線を発生する。この結果、ＩＨコイル３５近傍に配置される金属部品１０に渦電流が発生し、金属部品１０が発熱する。

【0026】

上部材３０は、凹部３４とは別の位置に、キャビティ３３の底面から上部材３０の厚さ方向に貫通する２本の貫通孔３６を備える。断熱板３１にも、貫通孔３６の位置に、断熱板３１の厚さ方向に貫通する２個の貫通孔３１ａを備える。下部材３２は、断熱板３１と対向する上面側に、凹部３７を開口して備える。凹部３７には、成形品をキャビティ３３から押し出すための押出部材３８が配置されている。押出部材３８は、２本のロッド３９を備え、各ロッド３９を各貫通孔３６内に挿入した状態で、凹部３７内に配置されている。押出部材３８は、その構成材料について特に限定されず、強磁性金属、非磁性金属、セラミックス材料、あるいはカーボン材料により好適に構成される。ロッド３９は、押出部材３８の一部を構成し、強磁性金属、非磁性金属、セラミックス材料、あるいはカーボン材料により構成できるが、ＩＨコイル３５によって発熱しないように、強磁性材料以外の材料から好適に構成される。下部材３２は、その下面から凹部３７に貫通する貫通孔４０を備える。成形後、駆動部材（不図示）を貫通孔４０に差し込み、押出部材３８をキャビティ３３に向かって押込むと、２本のロッド３９は、キャビティ３３内の成形品をキャビティ３３の開口方向に向かって押し出すことができる。なお、貫通孔３６の数およびロッド３９の数は、それぞれ２個に限定されるものではなく、１個あるいは３個以上設けることもできる。

【0027】

このように、金型１は、金属部品１０をインサートして熱硬化性樹脂と一体成形するインサート成形に使用可能であって、第１金型２及び第２金型３を備え、第１金型２と第２金型３との間に、金属部品１０をセットするためのキャビティ３３を備え、第２金型３にＩＨコイル３５を備え、第１金型２に、未硬化状態の熱硬化性樹脂をキャビティ３３に供給する樹脂供給路２１を備え、第１金型２には、金属部品１０と接する部位に弾性部材２２を備え、ＩＨコイル３５に電流を流して、金属部品１０自体を電磁誘導加熱して、金属部品１０を熱硬化性樹脂の硬化温度若しくはそれ以上の温度まで加熱可能とする。特に、金型１は、ＩＨコイル３５を、金属部品１０との間に空間を介在させて第２金型３に備え、磁性体から成る金属部品１０を、直接、電磁誘導加熱することができるものである。

【0028】

図２は、本発明の第一実施形態に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法の主な工程のフローチャートを示す。図３は、図２のステップＳ１０１〜Ｓ１０２までの状況を示す。図４は、図２のステップＳ１０３の状況を示す。図５は、図２のステップＳ１０４〜Ｓ１０５までの状況を示す。図６は、図１のＩＨコイルに電流を流して金属部品を加熱する機構を模式的に示す。図７は、図２のステップＳ１０６の状況を示す。

【0029】

本発明の第一実施形態に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法は、主に、図２に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の各工程から成る。以下、各工程について、図３〜図７を参照しながら説明する。

【0030】

（１）ステップＳ１０１（インサート工程）
ステップＳ１０１は、第１金型２と第２金型３との間に形成されるキャビティ３３内に金属部品１０をインサートするインサート工程である。具体的には、第２金型３に形成されたキャビティ３３に、凹部１１を第１金型２の側に向けて金属部品１０を挿入する。

【0031】

（２）ステップＳ１０２（型締工程）
ステップＳ１０２は、第１金型２と第２金型３とを型締めする型締工程である。具体的には、ステップＳ１０１の後、第２金型３の上に第１金型２を配置して互いに所定の圧力をもって締める。型締後には、金型１と、その内部の金属部品１０とは、図３に示すような状況にある。

【0032】

（３）ステップＳ１０３（樹脂供給工程）
ステップＳ１０３は、キャビティ３３内に未硬化状態の熱硬化性樹脂４５を供給する樹脂供給工程である。具体的には、図４に示すように、第１金型２の樹脂供給口２０から樹脂供給路２１を経て、未硬化状態の熱硬化性樹脂４５をキャビティ３３内にある金属部品１０の凹部１１に向けて流し込む。本願における熱硬化性樹脂４５は、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルエステル、ポリフタル酸ジアリル、ポリイミド、ビスマレイミド・トリアジン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、グアナミン樹脂、マレイン樹脂あるいはジシクロペンタジエン樹脂等の樹脂の他、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリルゴムあるいはフッ素ゴム等の熱硬化性のゴム材料も含むように広義に解釈される。特に、熱硬化性樹脂として、シリコーンゴムを用いるのが好ましい。

【0033】

（４）ステップＳ１０４（加熱工程）
ステップＳ１０４は、ＩＨコイル３５に電流を流して、金属部品１０自体を電磁誘導加熱して、金属部品１０を熱硬化性樹脂４５の硬化温度若しくはそれ以上の温度まで加熱する加熱工程である。図５に示すように、ＩＨコイル３５に電流を流すと、金属部品１０内に渦電流４６が発生する。渦電流４６は、図５中、見やすいように描かれているだけであり、実際の生成状況と必ずしも一致するものではない。渦電流４６が金属部品１０中に生成する結果、金属部品１０は発熱する。ここで、第２金型３が特に強磁性材料にて構成されている場合には、ＩＨコイル３５から金属部品１０までの距離（間隔Ｌ１）を、ＩＨコイル３５から凹部３４の底部までの距離（間隔Ｌ２）よりも短くし、ＩＨコイル３５によって第２金型３を発熱しにくくする方が好ましい。これにより、金属部品１０を金型１に対して優位に加熱することが可能になる。

【0034】

かかる電磁誘導加熱のメカニズムは、図６に示すとおりである。すなわち、コイル５１に電流を流すと（電流は、紙面の表裏方向いずれかの方向に流れるものとする）、コイル５１の周囲に磁力線５２が発生する。この結果、磁力線５２に触れる磁性体５０の内部に、渦電流５３が発生する。すると、磁性体５０は、渦電流５３により発熱する。

【0035】

（５）ステップＳ１０５（硬化工程）
ステップＳ１０５は、金属部品１０の加熱に伴い熱硬化性樹脂４５を硬化する硬化工程である。ステップＳ１０４により金属部品１０が急速に発熱すると、その熱を受け取った熱硬化性樹脂４５は硬化する。このように、ＩＨコイル３５を用いると、金型１を介さずに、直接、磁性体から成る金属部品１０を加熱でき、その熱を利用して熱硬化性樹脂４５を硬化することができる。このため、金型１にヒータ等を配置して加熱する場合と比較して、短時間で加熱及び成形可能となる。また、未硬化状態の熱硬化性樹脂４５をキャビティ３３内に流し込んでから、金属部品１０を加熱できるので、熱硬化性樹脂４５が所定部位に十分流れ込んでから硬化させることができる。したがって、熱硬化性樹脂４５が流れ込む前に硬化してしまうといった不具合を防止できる。

【0036】

（６）ステップＳ１０６（取出工程）
ステップＳ１０６は、成形後に、成形体６０をキャビティ３３内から取り出す取出工程である。具体的には、図７に示すように、貫通孔４０から駆動部材を差し込んで押出部材３８を押し込み、ロッド３９を介して成形体６０（金属部品１０と凹部１１内の硬化樹脂４５ａとの一体成形品）をキャビティ３３内から押し出す。第１金型２内の硬化樹脂４５ａと成形体６０の硬化樹脂４５ａとは、第１金型２を成形体６０から分離する際に切断可能である。

【0037】

このように、この実施形態に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法は、金型１内に金属部品１０をインサートして熱硬化性樹脂４５と一体成形する方法であって、金型１には、それを構成する第２金型３にＩＨコイル３５を備え、第１金型２における金属部品１０と接する部位に弾性部材２２を備え、第１金型２と第２金型３との間に形成されるキャビティ３３内に金属部品１０をインサートするインサート工程（ステップＳ１０１）と、第１金型２と第２金型３とを型締めする型締工程（ステップＳ１０２）と、キャビティ３３内に未硬化状態の熱硬化性樹脂４５を供給する樹脂供給工程（ステップＳ１０３）と、ＩＨコイル３５に電流を流して、金属部品１０自体を電磁誘導加熱して、金属部品１０を熱硬化性樹脂４５の硬化温度若しくはそれ以上の温度まで加熱する加熱工程（ステップＳ１０４）と、金属部品１０の加熱によって熱硬化性樹脂４５を硬化する硬化工程（ステップＳ１０５）とを含む。特に、ＩＨコイル３５を、金属部品１０との間に空間を介在させて第２金型３に備え、加熱工程（ステップＳ１０４）では、磁性体から成る金属部品１０を、直接、電磁誘導加熱する。このため、金型１を加熱しない、あるいは加熱しにくい状況にて、金属部品１０を直接的に加熱することができる。このため、熱硬化性樹脂４５を金属部品１０の所定箇所（ここでは、凹部１１）に流し込んだ後に、ＩＨコイル３５に電流を流して、一体成形を実行できる。しかも、かかる電磁誘導加熱によれば、金属部品１０を急速に加熱できるので、成形サイクルを短くできる。

【0038】

さらに、ＩＨコイル３５を、磁性体から成る金属部品１０との間隔Ｌ１よりも、ＩＨコイル３５より内方の第２金型３との間隔Ｌ２を大きくするように、第２金型３に備え、加熱工程（ステップＳ１０４）では、ＩＨコイル３５により、それを備える第２金型３よりも金属部品１０を優位に電磁誘導加熱することができる。このため、磁性金属（特に、強磁性金属）から成る金型１を用いても、金型１への熱伝達を抑制できる。

【0039】

＜第二実施形態＞
次に、本発明に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法およびインサート成形用の金型の第二実施形態について説明する。この実施形態における成形方法は、第一実施形態と同様、図２に示す各工程から成るため、その重複した説明を省略する。また、第二実施形態に係る金型において、第一実施形態に係る金型と共通する部分については、同じ符号を付し、かつその重複した説明を省略する。

【0040】

図８は、本発明の第二実施形態に係るインサート成形用の金型の側断面を示す。

【0041】

第二実施形態に係る金型１は、第１金型２にＩＨコイル６５を備える点で、第一実施形態と異なる。第１金型２は、弾性部材２２の上方に、弾性部材２２側に開口して内方に向かって窪む複数の凹部６４を備える。各凹部６４は、樹脂供給路２１の位置を避け、キャビティ３３の開口面と対向して、第１金型２に形成されている。各凹部６４は、その開口側に近い位置に、ＩＨコイル６５を備える。ＩＨコイル６５は、弾性部材２２と接触し、あるいは非接触状態で、凹部６４に備えられていても良い。ＩＨコイル６５は、弾性部材２２と非接触状態にある場合には、弾性部材２２との間に空間を介在するように、凹部６４に固定される。また、ＩＨコイル６５から各凹部６４の閉鎖状の天面までの距離は、好ましくは、第１金型２を過度に加熱させない程度に十分な長さである。

【0042】

このように、第二実施形態に係る金型１は、第１金型２及び第２金型３を備え、第２金型３側に、金属部品１０をセットするためのキャビティ３３を備え、第１金型２側にＩＨコイル６５を備え、第１金型２に、未硬化状態の熱硬化性樹脂４５をキャビティ３３に供給する樹脂供給路２１を備え、第１金型２には、金属部品１０と接する部位に弾性部材２２を備え、ＩＨコイル６５に電流を流して、金属部品１０自体を電磁誘導加熱して、金属部品１０を熱硬化性樹脂４５の硬化温度若しくはそれ以上の温度まで加熱可能とする。特に、ＩＨコイル６５は、金属部品１０との間に空間および非磁性材料から成る弾性部材２２の内、少なくとも弾性部材２２を介在させて第１金型２に備えられ、磁性体から成る金属部品１０を、直接、電磁誘導加熱する。このため、熱硬化性樹脂４５を金属部品１０の凹部１１に流し込んだ後に、ＩＨコイル６５に電流を流して、一体成形を実行できる。しかも、かかる電磁誘導加熱によれば、金属部品１０を急速に加熱できるので、成形サイクルを短くできる。

【0043】

また、ＩＨコイル６５から凹部６４の閉鎖状の天面までの距離は、ＩＨコイル６５から金属部品１０までの距離より長い。すなわち、ＩＨコイル６５と磁性体から成る金属部品１０との間隔よりも、ＩＨコイル６５とそれより内方の第１金型２との間隔を大きくするように、ＩＨコイル６５は第１金型２に備えられている。このため、ＩＨコイル６５により、それを備える第１金型２よりも金属部品１０を優位に電磁誘導加熱することができる。このため、磁性金属（特に、強磁性金属）から成る金型１を用いても、金型１への熱伝達を抑制できる。

【0044】

＜第三実施形態＞
次に、本発明に係る熱硬化性樹脂の金属部品インサート成形方法およびインサート成形用の金型の第三実施形態について説明する。この実施形態における成形方法は、第一実施形態と同様、図２に示す各工程から成るため、その重複した説明を省略する。また、第三実施形態に係る金型において、第一実施形態に係る金型と共通する部分については、同じ符号を付し、かつその重複した説明を省略する。

【0045】

図９は、本発明の第三実施形態に係るインサート成形用の金型の側断面を示す。

【0046】

第三実施形態に係る金型１は、第２金型３に備えるＩＨコイル３５と、金属部品１０との間に、介在部材７０を備える点で、第一実施形態と異なる。介在部材７０は、主に強磁性材料により構成される。介在部材７０は、凹部３４の開口面側からＩＨコイル３５の上方を覆うように、凹部３４に配置される。介在部材７０のＩＨコイル３５を覆う上面は、好ましくはキャビティ３３の底面を兼ねる。このため、金属部品１０は、その底を介在部材７０に接触した状態でキャビティ３３内に配置される。介在部材７０は、ＩＨコイル３５に流れる電流に起因した渦電流を内部に生じ、それ自体が加熱する。このため、金属部品１０として非磁性金属から成る部品を使用する場合であっても、金属部品１０自体を発熱させる場合と比べると若干長い時間を要するものの、従来よりも短時間にて金属部品１０を加熱できる。

【0047】

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は、上述の各実施形態に限定されることなく、種々変更実施可能である。

【0048】

上述の第一実施形態では、凹部３４を開口した状態で金属部品１０をキャビティ３３内にインサートしているが、凹部３４の開口面を塞ぐようにキャビティ３３の底にガラスあるいはアルミニウム等から成る部材を配置し、当該部材をＩＨコイル３５と金属部品１０との間に介在させた状態にてＩＨコイル３５に電流を流し、金属部品１０を発熱させるようにしても良い。すなわち、金属部品１０は、空気あるいは非磁性材料から成る部材のいずれを介在させた状態でも、ＩＨコイル３５により加熱可能である。当該非磁性材料から成る部材は、特に、金属部品１０が薄厚のため、成形時の樹脂圧に耐えられず、変形若しくは破損するのを防止する機能も有する。一方、金属部品１０が薄厚で、かつ非磁性材料から成る場合には、第三実施形態で説明した介在部材７０をＩＨコイル３５と金属部品１０との間に備えることにより、成形時の樹脂圧に耐え、かつ介在部材７０の発熱によって金属部品１０を加熱することができる。

【0049】

上述の第二実施形態では、ＩＨコイル６５を第１金型２側に備えるようにしたが、これに加えて、第２金型３側にＩＨコイル３５を備えるようにし、金属部品１０を両方のＩＨコイル３５，６５により発熱するようにしても良い。

【0050】

金型１は、ＩＨコイル３５，６５の通電に起因して発熱しないような非磁性材料にて形成されるのが好ましいが、磁性材料（例えば、強磁性材料）を所定部位に含んでいても良い。例えば、金型１の主要部分を磁性材料で形成し、キャビティ３３の周辺、特にＩＨコイル３５，６５の周辺を非磁性材料で構成するようにしても良い。かかる構成の場合、磁性材料から成る金属部品１０を加熱するときに金型１の余計な発熱を抑制できる。一方、第三実施形態で説明したように、非磁性材料から成る金属部品１０を用いてインサート成形を行う場合には、ＩＨコイル３５の通電により金属部品１０を発熱させることはできないので、介在部材７０のようなキャビティ３３内に別途設置できる強磁性材料を用意し、あるいはキャビティ３３周辺を強磁性材料から主に成る部材で分離不能に形成する方法を用いるのが好ましい。このような方法を用いると、金属部品１０を間接加熱することにはなるが、金型１の主要部分を加熱せず、キャビティ３３周辺のみを加熱するだけで良いので、金型１を余計に加熱することはない。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明は、金属と熱硬化性樹脂との一体成形に利用できる。

【符号の説明】

【0052】

１ 金型
２ 第１金型
３ 第２金型
１０ 金属部品
２１ 樹脂供給路
２２ 弾性部材
３３ キャビティ
３５ ＩＨコイル
４５ 熱硬化性樹脂（シリコーンゴムはその一例）
６５ ＩＨコイル
７０ 介在部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】