JPH0669697B2 - 円筒状焼成複合体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，クラック等の割れ不良
を生じない，円筒状焼成複合体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】円筒状焼結品は，一般に機械的強度，剛性
に優れるため，軸受，シール材，パッキン等に広く使用
されている。そして，この円筒状焼結品は，一般に各種
セラミック材料，ガラス素成物によって構成されてい
る。また，上記円筒状焼結品は，酸化鉄等の無機酸化物
及び焼結材により構成されるものもある。例えば，磁気
センサとして，回転子に用いられている。

【０００３】ところで，上記回転子や軸受は，図１１に
示すごとく，本体９２とその内側に成形した内側樹脂部
９１とよりなる。また，該内側樹脂部９１の内側に，シ
ャフトに係合するための穴９０を有している。また，上
記内側樹脂部９１は，上記円筒状焼結品である本体９２
の内側に，例えば射出成形等によって，金型を用いて成
形されている。そして，その成形時においては，該金
型，円筒状焼結品との熱膨張やこれに伴う熱歪みが生ず
ることを考慮して，金型の内壁と円筒状焼結品の外周壁
との間には，若干のクリアランスを設け，上記内側樹脂
部９１が成形されている（図６参照）。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来技術
には，次の問題点がある。即ち，上記円筒状焼結品は剛
性を有するため，上記熱膨張や熱歪みにより，クラック
等の割れ不良を生じ易い。また，これに加えて，金型内
においては，上記クリアランスが設けられているため，
上記円筒状焼結品には内側より樹脂チャージ圧力が急激
に加わることになる。そして，この圧力は，一般に４０
０ｋｇ／ｃｍ² 以上の高圧となる。

【０００５】そのため，上記円筒状焼結品である本体９
２は，一瞬の内に上記圧力によって上記クリアランスの
分だけ吹き飛ばされて移動し，金型の内壁と激しく当接
する。その結果，該円筒状焼結品には，多数のクラック
等の割れ不良を生ずることになる。また，上記クリアラ
ンスは，金型の作成時のバラツキ（通常，１００分の５
程度の誤差）の分だけ，変動することがある。そのた
め，上記クリアランスが大きくなるほど，上記クラック
等の割れ不良が生じ易い状態になる。また，該クリアラ
ンスが小さくなるほど，金型に円筒状焼結品をセットし
難く，生産性が悪くなる。

【０００６】本体９２の内側に，内部樹脂部９１を成形
する時には，金型を４０〜６０℃に温める必要がある。
一方，射出用の金型の製作時の作業温度は，一般に２５
℃程度の常温である。そのため，金型製作時の寸法と，
温められた金型の寸法との間には，熱膨張分の寸法差を
生ずる。その結果，射出成形時には，本体９２と金型と
の間にクリアランスを生ずる。そこで，予めこのクリア
ランス量を見込んで金型を製作することが考えられる。
しかしながら，これらの作業は煩雑で，困難を伴う。

【０００７】また，上記円筒状焼結品である本体９２に
は，その内側にのみ内側樹脂部が成形されているため，
特に該円筒状焼結品の内側には局部的な樹脂収縮に伴う
内部応力を生じ易い。それ故，該円筒状焼結品の内側に
は，外側に向けて，クラック等の割れ不良を生じ易くな
る。本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたも
ので，クラック等の割れ不良を生ずることがなく，生産
性に優れた，円筒状焼成複合体の製造方法を提供しよう
とするものである。

【０００８】

【課題の解決手段】本発明は，円筒状焼結品の内側に内
側樹脂部を設けてなる円筒状焼成複合体を製造するに当
たり，上記円筒状焼結品の内側に内側樹脂部を成形する
と共に外側に駄肉樹脂部を成形し，その後該駄肉樹脂部
を除去する方法であって，上記駄肉樹脂部を成形する際
の樹脂供給速度を，上記内側樹脂部を成形する際の樹脂
供給速度と同等にするか，それよりも大きくすることを
特徴とする円筒状焼成複合体の製造方法にある。

【０００９】本発明において最も注目すべきことは，上
記円筒状焼結品の内側に内側樹脂部を成形すると共に外
側に駄肉樹脂部を成形し，その後該駄肉樹脂部を除去す
ることである。また，駄肉樹脂部を成形する際の樹脂供
給速度が上記内側樹脂部を成形する際の樹脂供給速度と
同等かそれよりも大きいことである。上記円筒状焼結品
としては，例えば実施例に示すごとく，酸化鉄よりなる
磁気センサとしての回転子がある。また，該円筒状焼結
品としては，その他，セラミックス，ガラス材料よりな
る軸受，シール材，パッキン等に用いられるものがあ
る。

【００１０】上記駄肉樹脂部を成形する際の樹脂供給速
度は，例えば５〜３００ｍ／秒である。また，該駄肉樹
脂部を成形する際の樹脂供給速度は，上記内側樹脂部へ
の供給速度の約１．０〜１．０５倍である。そして，こ
の両者の速度差は，例えば，射出成形機における，円筒
状焼結品の内側と外側とに樹脂を注入するためのゲー
ト，ランナーの断面積比を，１．０〜１．２にすること
により具現化される。その結果，上記駄肉樹脂部が内側
樹脂部よりも先に形成されるか，同時に形成されること
になる。また，上記内側樹脂部としては，例えばポリア
ミド樹脂，ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹
脂）等の各種エンジニアリングプラスチックスを用い
る。

【００１１】なお，上記駄肉樹脂部とは，上記円筒状焼
結品の外側に，一時的に樹脂部を成形しておき，その後
除去される部分のことである。また，内側と外側との樹
脂供給速度が同等である場合においては，該内側に供給
する樹脂量を外側に供給する樹脂量よりも多くするか，
同等にすることが好ましい。これにより，上記円筒状焼
結品の内側と駄肉樹脂部とにおいて，樹脂の収縮，熱膨
張及びこれらによる内部応力の全体のバランスを保ち，
円筒状焼結品のクラック等の割れ不良を防止することが
できる。

【００１２】

【作用及び効果】本発明においては，円筒状焼結品の内
側に内側樹脂部を成形すると共に，外側に駄肉樹脂部を
成形する。また，該駄肉樹脂部を成形する際の樹脂供給
速度が上記内側樹脂部を成形する際の樹脂供給速度と同
等かそれよりも大きい。そのため，上記内側樹脂部を成
形する際には，上記円筒状焼結品はその外側に成形され
た駄肉樹脂部によってキャビティ内で配置される。その
結果，金型内におけるセット時のクリアランスの大小に
かかわりなく，該円筒状焼結品が射出成形圧力によって
金型内壁に当接して，クラックを生ずることがない。

【００１３】また，上記円筒状焼結品の内側と外側とに
生ずる熱膨張，熱歪みが，両者においてバランス良く生
じる。そのため，該円筒状焼結品においては，内側と外
側に生ずる熱歪み等のバランスが保たれ，ひいては全体
における熱歪みのバランスが良くなる。それ故，上記円
筒状焼結品には内側樹脂部の成形時に，クラック等の割
れ不良を生じることがない。したがって，本発明によれ
ば，クラック等の割れ不良を生ずることがなく，生産性
に優れた，円筒状焼成複合体の製造方法を提供すること
ができる。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる円筒状焼成複合体の製造方法に
つき，図１〜図８を用いて説明する。本例は，図１，図
２に示すごとく，円筒状焼結品２の内側に内側樹脂部１
を設け，磁気センサの回転子として使用する円筒状焼成
複合体を製造するものである。即ち，上記円筒状焼成複
合体の製造方法は，円筒状焼結品の内側に内側樹脂部１
を成形すると共に，外側に環状の駄肉樹脂部３を成形
し，その後該駄肉樹脂部３を除去するものである。

【００１５】また，図３〜図８に示すごとく，上記駄肉
樹脂部３を成形する際の樹脂供給速度Ｖ１を，上記内側
樹脂部を成形する際の樹脂供給速度Ｖ２よりも大きくす
る。つまり，Ｖ１≧Ｖ２の条件で成形する。上記円筒状
焼結品２は，酸化鉄粉と焼結材粉と結合材とを混練し，
その後これを成形して，高温で焼結することにより作製
されている。上記内側樹脂部１は，図３〜図８に示すご
とく，射出成形法により，ナイロン等のエンジニアリン
グプラスチックを用いて成形する。

【００１６】上記駄肉樹脂部３は，上記内側樹脂部１と
同様に，射出成形法により，エンジニアリングプラスチ
ックを用いて成形する。そして，該駄肉樹脂部３は，成
形後除去する。上記射出成形は，図３に示すごとく，固
定プレート金型５１とこれに対応する可動プレート金型
５２を有する射出成形機５を用いて行う。該可動プレー
ト金型５２及び固定プレート金型５１は，可動側型板５
３及び固定側型板５４に支承され，パーティングライン
５８を境として上下型合わせされている。また，該可動
側型板５３と上記可動プレート金型５２との間には，押
出板５５が配設されている。

【００１７】また，上記射出成形機５は，上記固定プレ
ート金型５１及び可動プレート金型５２をサポートする
ためのサポートピン５６及びガイドピン５７を有する。
そして，上記固定プレート金型５１，押出板５５，固定
側型板５４には，樹脂注入口５０，スプルー５０１，ラ
ンナー５０２，ゲート５０３，５０４が配設してある。

【００１８】次に，図４〜図８に示すごとく，上記射出
成形機５を用いて，円筒状焼成複合体を製造する方法に
つき説明する。まず，図４に示すごとく，上記固定プレ
ート金型５１には，円筒状焼成複合体の成形品外形を有
するキャビティ５１０が形成してある。該キャビティ５
１０内には，図５，図６に示すごとく，中空部２０を有
する円筒状焼結品２をセットする。そのため，該キャビ
ティ５１０の略中央部には，中子５１４が配置してあ
る。そして，内側樹脂部形成部５１１と駄肉樹脂部形成
部５１３の中間に，円筒状焼結品載置部５１２を形成し
ておく。また，駄肉樹脂部形成部５１３及び内側樹脂部
形成部５１１には，ゲート５０４を有するランナー５０
２を配設しておく。

【００１９】そして，図５に示すごとく，円筒状焼結品
２は，上記キャビティ５１０内における円筒状焼結品載
置部５１２にセットする。これにより，図６に示すごと
く，キャビティ５１０は，該円筒状焼結品２の外側に駄
肉樹脂部形成部５１３を有し，内側に内側樹脂部形成部
５１１を形成する。また，上記円筒状焼結品２の略中央
部の中空部２０内には，上記中子５１４が嵌挿された状
態でセットされる。

【００２０】また，図６に示すごとく，該円筒状焼結品
２と固定プレート金型５１との間には，クリアランスＥ
を約０．１ｍｍ設けてある。次に，図７に示すごとく，
上記固定プレート金型５１を可動プレート金型５２側へ
移動した後，まず上記駄肉樹脂部形成部５１３に対して
は，樹脂が注入され，駄肉樹脂部３が成形される。次い
で，図８に示すごとく，上記内側樹脂部形成部５１１に
対して，樹脂が注入され，内側樹脂部１が成形される。
図３に示すごとく，該樹脂４は，樹脂注入口５０，スプ
ルー５０１，ランナー５０２を経て，それぞれゲート５
０３，５０４より注入される。

【００２１】ここで，注目すべきことは，上記駄肉樹脂
部注入用のゲート５０３と内側樹脂部注入用のゲート５
０４とは，その断面積比が１．０５以上対１．０にして
あるため，上記樹脂４は流動抵抗が少ない上記ゲート５
０３より速度を早めて先に注入されることである。その
ため，図７に示すごとく，先に駄肉樹脂部３が成形され
るのである。次いで，上記樹脂４は，上記ゲート５０４
より速度がやや遅れて注入されることになる。そのた
め，図８に示すごとく，上記駄肉樹脂部３と内側樹脂部
１が成形されることになる。そして，上記のごとく成形
された円筒状焼成複合体を，上記キャビティ５１０内で
冷却した後，これを取り出す。その後，上記駄肉樹脂部
３のみを切断除去する。これにより，内側にのみ内側樹
脂部１が成形された円筒状焼成複合体（図１１参照）を
得る。

【００２２】次に，作用効果につき説明する。本例にお
いては，上記のごとく，円筒状焼結品２の内側に内側樹
脂部１を成形する以前に，外側に駄肉樹脂部３を成形す
る。そのため，上記内側樹脂部１を成形する時には，上
記円筒状焼結品２が外側に成形された駄肉樹脂部３によ
って，キャビティ５１０において，位置精度良く容易に
配置される。その結果，金型内におけるクリアランスの
大小にかかわりなく，該円筒状焼結品が射出成形圧力に
より金型内壁に強く当接してクラックを生ずることがな
い。そのため，円筒状焼成複合体の歩留りが向上する。
また，上記円筒状焼結品の内側と外側とに生ずる熱歪み
が，その全体に均一に生じる。そのため，内側と外側に
おける歪みのバランスが保たれ，ひいては全体の歪みバ
ランスが良くなる。また，該駄肉樹脂部３に供給する樹
脂供給速度を，内側樹脂部１に供給する樹脂供給速度よ
りも大きくする。

【００２３】また，図７に示すごとく，上記円筒状焼結
品のセット時において，該円筒状焼結品２と固定プレー
ト５１との間には，クリアランスＥが約０．１ｍｍ設け
てある。そのため，該円筒状焼結品２はキャビティ５１
０内にセットし易く，作業能率が良くなり生産性が向上
する。それ故，上記円筒状焼結品２には，内側樹脂部１
の成形時に，クラック等の割れ不良を生じることがな
い。したがって，本例によれば，クラック等の割れ不良
を生ずることがなく，生産性に優れることになる。

【００２４】実施例２ 本例は，図９，図１０に示すごとく，上記実施例１にお
ける環状の駄肉樹脂部３の形状に代えて，４か所に駄肉
樹脂部３１，３２，３３，３４を成形するものである。
該駄肉樹脂部３１，３２，３３，３４は，同図に示すご
とく，円筒状焼結品２の外側に９０度の等間隔で，また
丸味を帯びた半円弧状に成形してある。そのため，実施
例１と同様に，内側樹脂部１を成形する時に，金型内で
精度良く安定した状態で，キャビティ内に配置すること
ができる。

【００２５】また，上記実施例１に比して，駄肉樹脂部
を成形するための使用樹脂量を，少なくすることができ
る。また，上記４つの駄肉樹脂部３１，３２，３３，３
４の成形により，内側樹脂部１の成形時に生ずる応力バ
ランスを全体に均等に保つことができる。それ故，上記
円筒状焼結品２には，内側樹脂部１の成形時に，クラッ
ク等の割れ不良を生じることがない。その他，実施例１
と同様の効果を得ることができる。

【００２６】実施例３ 本例は，上記実施例１における駄肉樹脂部３を成形する
際の樹脂供給速度を，内側樹脂部１を成形する際の樹脂
供給速度と同等にしたものである。なお，本例は，図３
〜図４を用いて説明する。上記両樹脂供給速度を同等す
るために，図４に示すごとく，駄肉樹脂部形成部５１３
と内側樹脂部形成部５１１とに連結してある外側樹脂注
入ゲート５０３と内側樹脂注入ゲート５０４との断面積
を，それぞれ同じくしてある。

【００２７】そして，図３に示すごとく，樹脂４を樹脂
注入口５０より同時に射出する。これにより，上記内側
樹脂部形成部５１１と，駄肉樹脂部形成部５１３とに，
該樹脂４が同時に注入される。このとき，円筒状焼結品
２の内側に供給する樹脂量を，外側に供給する樹脂量よ
りも，約３割ほど多くしてある。これにより，駄肉樹脂
部３の成形に使用する樹脂量を少なくし，原材料の節約
を図ることができる。そのため，上記実施例１に比し
て，駄肉樹脂部３に使用する原材料費のコストダウンを
図り，円筒状焼成複合体を安価に得ることができる。そ
の他，実施例１と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，円筒状焼成複合体の断面を
示す，図２のＢ−Ｂ線矢視断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図３】実施例１において使用する射出成形機の一部切
欠側面図。

【図４】実施例１における，金型のキャビティ形成状態
を示す説明図。

【図５】実施例１において使用する円筒状焼結品の斜視
図。

【図６】実施例１における，金型のキャビティ内に円筒
状焼結品をセットした状態を示す説明図。

【図７】実施例１における，円筒状焼結品の外側に駄肉
樹脂部を成形した状態を示す説明図。

【図８】実施例１における，円筒状焼結品の内側に内側
樹脂部を成形した状態を示す説明図。

【図９】実施例２における，円筒状焼成複合体の断面を
示す，図１０のＤ−Ｄ線矢視断面図。

【図１０】図９のＣ−Ｃ線矢視断面図。

【図１１】従来の円筒状焼成複合体の斜視図。

【符号の説明】

１．．．内側樹脂部， ２．．．円筒状焼結品， ２０．．．中空部， ３，３１〜３４．．．駄肉樹脂部， ４．．．樹脂， ５．．．射出成形機， ５１０．．．キャビティ， ５２．．．可動プレート金型， ５０３，５０４．．ゲート，

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状焼結品の内側に内側樹脂部を設け
   てなる円筒状焼成複合体を製造するに当たり，上記円筒
   状焼結品の内側に内側樹脂部を成形すると共に外側に駄
   肉樹脂部を成形し，その後該駄肉樹脂部を除去する方法
   であって，上記駄肉樹脂部を成形する際の樹脂供給速度
   を，上記内側樹脂部を成形する際の樹脂供給速度と同等
   にするか，それよりも大きくすることを特徴とする円筒
   状焼成複合体の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において，内側と外側との樹脂
   供給速度が同等の場合において，内側に供給する樹脂量
   を，外側に供給する樹脂量と同等にするか，それよりも
   多くすることを特徴とする円筒状焼成複合体の製造方
   法。