JP2013103472A - インサート成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】インサート成形体を構成する樹脂部材に脆弱部が形成されている場合であっても、インサート成形体が温度変化のある環境に曝されることによって生じる、樹脂部材の割れの問題を解消する技術を提供する。
【解決手段】機械的強度が局所的に弱い脆弱部を有する樹脂部材とインサート部材とを備えるインサート成形体において、上記脆弱部の近傍に応力集中部を形成する。形成される応力集中部の好ましい一例としては薄肉部が挙げられる。また、脆弱部の具体例としては、ウエルド部や溶着部が挙げられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インサート成形体に関する。

インサート成形法は、樹脂の特性と金属、無機固体等（以下、金属、無機固体等をインサート部材という場合がある。）の素材の特性を生かすために、樹脂部材とインサート部材とを複合化する成形法である。この成形法で得られるインサート成形体は、自動車部品や電気・電子部品、ＯＡ機器部品等として使用されている。

しかしながら、インサート成形体は、成形直後の樹脂部材の割れ、使用中の温度変化による樹脂部材の割れが問題になる場合がある。これらの問題は、樹脂の膨張率や収縮率と、インサート部材の膨張率や収縮率とが異なることに起因する。

上記の樹脂部材の割れの問題を解消するための方法として、特定の樹脂組成物から構成される樹脂部材をインサート部材上に形成する方法がある。例えば、上記のような割れの問題を生じにくくさせる樹脂組成物として、ポリブチレンテレフタレート樹脂に特定の耐衝撃性付与剤、無機充填剤及び芳香族エステル化物を配合した樹脂組成物が開示されている（特許文献１参照）。

ところで、上記のような樹脂部材が割れる問題は、樹脂部材に脆弱部が形成されている場合に生じやすい。ここで、脆弱部とはウエルド部等の強度が弱い部分を指す。脆弱部が形成されないようにインサート成形体を製造できればよいが、ウエルド部等の脆弱部が樹脂部材に形成されることを回避できない場合も多い。

特開２００８−６８２９号公報

特許文献１に記載の方法によれば、インサート成形体における樹脂部材の割れの問題が起こり難くなる。しかし、樹脂部材に脆弱部が形成されている場合に、特許文献１に記載の樹脂組成物を使用しても、樹脂部材の割れの問題が生じる可能性もあると考えられる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、インサート成形体を構成する樹脂部材に脆弱部が形成されている場合であっても、インサート成形体が温度変化のある環境に曝されることによって生じる、樹脂部材の割れの問題を解消する技術を提供することにある。

本発明者らは、以上の課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、機械的強度が局所的に弱い脆弱部を有する樹脂部材とインサート部材とを備えるインサート成形体において、上記脆弱部の近傍に応力集中部を形成することで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。

（１） 樹脂部材と、インサート部材と、を備え、前記樹脂部材は、局所的に機械的強度が弱い脆弱部と、前記脆弱部の近傍に形成される応力集中部とを有するインサート成形体。

（２） 前記応力集中部は、薄肉部である（１）に記載のインサート成形体。

（３） 前記応力集中部は、前記脆弱部を囲むように複数形成される（１）又は（２）に記載のインサート成形体。

（４） 前記脆弱部は、前記樹脂部材の表面から所定の深さ位置に存在し、前記応力集中部は、前記表面に形成される凹部であり、前記凹部の底は、前記脆弱部が存在する前記深さ位置よりも深い位置に存在する（１）から（３）のいずれかに記載のインサート成形体。

（５） 前記脆弱部は、ウエルド部又は溶着部である（１）から（４）のいずれかに記載のインサート成形体。

本発明によれば、インサート成形体を構成する樹脂部材に脆弱部が形成されている場合であっても、インサート成形体が温度変化のある環境に曝されることによって生じる、樹脂部材の割れの問題を抑制することができる。

図１は、第一実施形態のインサート成形体を模式的に示す斜視図である。 図２は、第一実施形態のインサート成形体を模式的に示す正面図である。 図３（ａ）は図１のＭＭ断面の模式図である。図３（ｂ）は応力集中部１０２が形成されていない場合のＭＭ断面の模式図である。 図４は、第一実施形態のインサート成形体を模式的に示す図である。 図５は、実施例１のインサート成形体を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はＯＯ断面図である。 図６は、実施例２のインサート成形体を模式的に示す斜視図である。 図７は、実施例２の、６種類の金属部材を用いたインサート成形体のそれぞれの平面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

＜第一実施形態＞
本発明のインサート成形体について、図１を用いて説明する。インサート成形体１は、樹脂部材１０とインサート部材１１とを備える。インサート成形体１は、樹脂部材１０とインサート部材１１とが一体化したものを指し、インサート部材１１上に、どのように樹脂部材１０が形成されていてもよい。インサート部材１１上に樹脂部材１０が形成されていれば、樹脂部材１０とインサート部材１１とが所定の密着力で接合されていることになる。このように樹脂部材１０とインサート部材１１とが接合されていれば、インサート成形体１が温度変化のある環境に曝された場合に、インサート部材の膨張収縮挙動と樹脂部材の膨張収縮挙動とが相違することによる、樹脂部材１の割れが生じる可能性がある。上記の通り、樹脂部材１０とインサート部材１１とが接合していれば、上記割れの問題が生じ、本発明の適用対象となる。なお、図１に示す通り、本実施形態では、円柱状のインサート部材１１の周囲を樹脂部材１０が覆うように一体化されたインサート成形体１を例に説明する。

樹脂部材１０は、熱可塑性樹脂組成物から構成される。熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を必須成分として含む樹脂組成物である。使用可能な熱可塑性樹脂の種類は特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。例えば、ポリアセタール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリーレンサルファイド系樹脂、液晶性樹脂、オレフィン系樹脂等を挙げることができる。また、複数の熱可塑性樹脂を用いてもよい。特に熱可塑性樹脂としてポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等を使用した場合に、上記割れの問題が生じやすい。しかし、本発明によれば、このような樹脂を採用しても、上記割れの問題を抑えることができる。

また、熱可塑性樹脂組成物には、必須成分である熱可塑性樹脂以外に、無機充填剤等の強化剤、酸化防止剤、安定剤、顔料、核剤等の一般的な添加剤を含有させることができる。例えば、ガラスファイバー、炭酸カルシウム、タルク等の成分が樹脂部材１０に含まれると、上記割れの問題が生じやすい。しかし、本発明によれば、これらの成分が樹脂部材１０に含まれていたとしても、上記割れの問題を抑えることができる。

樹脂部材１０は、上記の通り、インサート部材１１と接合していればよいため、樹脂部材１０の形状は、特に限定されないが、本実施形態においては筒状である。樹脂部材１０は、筒状の内壁面でインサート部材１１と接合している。

樹脂部材１０は、機械的強度が局所的に弱い脆弱部１０１と、上記脆弱部の近傍に形成される応力集中部１０２とを有する。

脆弱部１０１は樹脂部材１０内で機械的強度が弱い部分を指す。機械的強度が弱いとは、他の部分よりも、小さい応力で割れが生じる部分を指す。例えば、ウエルド部、溶着部、応力集中部、ゲート部等を例示することができる。これらの部分は、樹脂部材１０の他の部分より材料自体の強度が劣る部分であり、このような脆弱部の存在は、流動解析、断面観察という方法で確認することができる。なお、本実施形態では、ウエルド部（図１に一点鎖線で示す）が、脆弱部１０１である。

後述する通り、本発明の効果は、脆弱部１０１の近傍に応力集中部１０２を形成することで奏するため、脆弱部の形状、大きさ、種類等は特に限定されない。

なお、樹脂部材１０が複数の脆弱部１０１を有してもよく、複数の脆弱部は同じ種類の脆弱部であっても、異なる種類の脆弱部であってもよい。

応力集中部１０２は、樹脂部材１０内で、樹脂部材１０の内部に発生した応力や、樹脂部材１０に対して外部から加えられた応力が集中しやすい部分を指す。例えば、薄肉部、コーナー部等が挙げられる。薄肉部には、切り欠き部等のように意図的に形成した凹部のみならず、傷部等の意図せずに形成されたものも含む。切り欠きの形状についても特に限定されない。

本実施形態における応力集中部１０２は、脆弱部１０１であるウエルド部を挟むように、脆弱部１０１に略平行に２箇所存在する。また、インサート成形体を正面から視た場合に、応力集中部１０２の両端の位置と脆弱部の両端の位置とは略一致している。

後述する通り、本発明は、応力集中部１０２を脆弱部１０１の近傍に形成することで、本発明の効果を奏する。このため、脆弱部１０１と応力集中部１０２との関係が、本発明の特徴の一つである。以下、脆弱部１０１と応力集中部１０２との関係について説明する。

応力集中部１０２は、脆弱部１０１の近傍に形成される。脆弱部１０１と応力集中部１０２とが離れすぎると、本発明の効果を奏さないため、脆弱部１０１の近傍に応力集中部１０２を形成する必要がある。

「近傍」とは、脆弱部１０１と応力集中部１０２との間の距離が近いことを指す。ここで、「脆弱部１０１と応力集中部１０２との間の距離」とは、脆弱部１０１上の各点から、応力集中部１０２までのそれぞれの最小距離を指す。このように脆弱部１０１の各点で考える必要があるのは、樹脂部材１０の割れは点を起点に生じるからである。

どの程度、脆弱部１０１と応力集中部１０２とが離れていれば「近傍」に該当するかは、熱可塑性樹脂の種類や、脆弱部の種類等によって異なる。また、インサート成形体１の用途によっても異なる。用途が異なれば、樹脂部材１０に発生する応力が異なるからである。より具体的には、発生する応力が異なると、脆弱部１０１にかかる応力のうち許容応力（脆弱部１０１が割れない最大の応力）を超える分が異なるから、応力集中部を形成することで緩和する必要がある応力の量も異なるからである。このように「近傍」とは、用途や使用する熱可塑性樹脂等によって異なるが、以下のようにして、応力集中部１０２の位置を決めることができる。

応力集中部１０２を脆弱部１０１の近傍に形成するのは、樹脂部材１０の内部に応力が発生した場合や、樹脂部材１０に対して外部から応力が加えられた場合に、応力を応力集中部１０２に集中させて、脆弱部１０１にかかる応力を小さくすることで、脆弱部１０１の割れを防ぐためである。したがって、脆弱部１０１にかかる応力を小さくできる距離が、「近傍」にあたる。

「脆弱部にかかる応力を小さくできる距離」とは、例えば、以下の手順で導出することができる。先ず、応力集中部１０２を形成していないインサート成形体１について、脆弱部１０１に発生する応力を、従来公知の一般的なソフトウェア等を用いて導出する。また、脆弱部１０１が割れない最大の応力（本明細書において、許容応力という場合がある）も併せて従来公知のソフトウェア等を用いて導出する。ここで、脆弱部１０１に発生する応力、許容応力は、特定の条件（熱可塑性樹脂の種類、インサート成形体の用途等が特定のものに決まった条件）のもとで導出される。つまり、応力集中部１０２の好適な位置に大きな影響を与えるパラメータのほとんどが特定された状態で上記の応力を導出する。

次いで、応力集中部１０２を形成したインサート成形体１について、同様に、脆弱部１０１に発生する応力を導出する。脆弱部１０１に発生する応力が、許容応力以下になるまで、脆弱部１０１と応力集中部１０２とを近づける。つまり、脆弱部１０１に発生する応力を、許容応力以下にすることができる応力集中部の位置が、「近傍」に該当する。

応力集中部の形状、大きさについても、上記の「近傍」に該当するように、熱可塑性樹脂の種類や用途に応じて適宜設定する必要がある。つまり、応力集中部１０２の形成の仕方によって応力集中部１０２が脆弱部１０１に近づいたり、遠ざかったりする。このため、応力集中部１０２の形成の仕方は、樹脂部材１０の割れに影響を与えるので、応力集中部１０２の形状についても、樹脂部材１０が割れないようにする観点から決めることが好ましい。応力集中部１０２の形状の決め方を、以下に説明する。なお、以下の説明では、説明の便宜のために、円柱状のインサート成形体１の側面のみを用いて説明する。

図２は、インサート成形体１の正面図の模式図である。（ａ）と（ｂ）とでは、応力集中部１０２の、応力集中部１０２が延びる方向の長さが異なる。

インサート成形体１の正面図におけるウエルド部の一端をα、他端をβとする。図２（ａ）に示すように、応力集中部１０２を形成すれば、図２（ｂ）に示すように応力集中部１０２を形成する場合と比較して、脆弱部１０１の所定の位置から、応力集中部１０２までの距離の最大値が小さくなる。（ａ）のように、脆弱部１０１におけるいずれの位置も、応力集中部１０２の近傍になるように、応力集中部１０２を形成することで、本発明の効果を奏しやすくなる。

以上の通り、応力集中部の位置や形状は、脆弱部の割れを抑える観点から決められる。脆弱部が点である場合には、応力集中部の位置のみを考えればよいが、脆弱部が線や面で構成される場合には、脆弱部における各点の近傍に応力集中部を形成する必要がある。このため、脆弱部が線や面で構成される場合には、脆弱部の形状も考慮して、脆弱部の割れを防ぐように、応力集中部を形成する必要がある。具体的には、図１に示すように線状の脆弱部１０１の場合には、その線を挟み、且つその線に沿うように応力集中部を形成することが好ましい。脆弱部が面で構成される場合には、面の外周を囲うように、応力集中部を形成することが好ましい。このようにすれば、脆弱部の一部が応力集中部から離れてしまうことにより、樹脂部材に割れが発生することを抑えることができるからである。

続いて、脆弱部の強度と応力集中部の強度との関係について説明する。脆弱部、応力集中部のいずれもが、インサート成形体が温度変化のある環境に曝された場合に、割れやすい部分に該当する。脆弱部は材料自体の強度が低いからであり、応力集中部は他の部分よりも応力がかかりやすく壊れやすいからである。しかし、応力集中部と比較して、脆弱部の方が割れやすいことも多く、本発明は、脆弱部が応力集中部よりも割れやすい場合に有効である。「脆弱部が応力集中部よりも割れやすい場合」とは、許容応力を従来公知のソフトウェアを用いて解析することで求めることができる。

インサート部材１１は、少なくとも一部の表面インサート部材１１は、従来からインサート成形体に用いられる一般的なものを使用することができる。つまり、インサート部材１１を構成する材料は、金属、無機材料、有機材料のいずれであってもよい。具体的には、鋼、鋳鉄、ステンレス、アルミ、銅、金、銀、真鍮等の金属、熱伝導性のセラミックや炭素材等が挙げられる。また、表面に金属の薄膜が形成された金属等もインサート部材１１として使用可能である。金属の薄膜としては、例えばメッキ処理（湿式メッキ処理、乾式メッキ処理等）により形成される薄膜を例示することができる。なお、インサート部材１１とは金属、無機材料等の単体のみならず複数の金属や樹脂等を有する複合体のことをいう場合もある。

インサート部材１１を構成する材料は、例えば、用途、樹脂部材を構成する樹脂材料の熱膨張率等の物性を考慮して、適宜好ましい材料を選択することができる。

インサート部材１１を製造するための成形方法は特に限定されないが、例えば、金属の場合には、従来公知の工作機械による切削加工等の加工、ダイキャスト、射出成形、プレス打ち抜き等の型鋳造等の方法により、所望の形状のインサート部材を製造することができる。

インサート成形体１の製造方法は、特に限定されず、一般的な方法を採用することができる。例えば、インサート部材を金型内に配置して、金型内に溶融状態の熱可塑性樹脂組成物を流し込む方法を挙げることができる。

本発明の効果について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は図１のＭＭ断面の模式図である。図３（ｂ）は応力集中部１０２が形成されていない場合のＭＭ断面の模式図である。点Ｘは脆弱部１０１であり、紙面を貫く方向に延びる。

図３に示すように、白抜き矢印の指す方向に応力がかかった場合について説明する。白抜き矢印の長さは、応力の大きさを表すとする。応力集中部１０２が形成されていない場合、図３（ｂ）に示す通り、脆弱部１０１には大きな応力がかかる。これに対して、応力集中部１０２が形成されている場合、脆弱部１０１にかかる応力の一部が、応力集中部１０２にかかる。その結果、脆弱部１０１にかかる応力が小さくなる。脆弱部１０１にかかる応力が小さくなると、脆弱部１０１での割れの発生を抑えたり、遅らせたりすることができる。

本実施形態においては、図２に示す通り、複数の応力集中部１０２が樹脂部材１０に形成されている。応力がかかる方向に応力集中部１０２が存在すれば、応力集中部１０２が、脆弱部１０１にかかるその方向の応力の一部を取り除くことができる。したがって、複数の応力集中部１０２が形成されていれば、より多くの方向からの応力を減少させることができる。その結果、脆弱部にかかる応力をより抑えることができるため、脆弱部の割れをより抑えることができる。例えば、本実施形態においては、脆弱部１０１を挟むように応力集中部１０２を形成しているため、左右両方向からの応力を低減することができる。

本実施形態において、応力集中部１０２は、線状の脆弱部１０を挟むように形成され、脆弱部１０１のいずれの点においても応力集中部１０２に挟まれた状態になっている。このため、脆弱部１０１を構成する線分のいずれの位置においても、応力集中部１０２の存在により、脆弱部１０１のいずれの位置にかかる応力も軽減される。

＜第二実施形態＞
本発明のインサート成形体の第二実施形態につき、図４を参照しながら説明する。図４は第二実施形態のインサート成形体１Ａを模式的に示した図であり、（ａ）斜視図であり、（ｂ）ＮＮ断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の一部の拡大図である。なお、第二実施形態以降の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

本実施形態のインサート成形体１Ａは、脆弱部１０１Ａに応力が集中しやすい構成、脆弱部１０１Ａが溶着部である構成において、第一実施形態と異なる。

図４に示すように、本実施形態のインサート成形体１Ａは、箱状の樹脂部材１０Ａと、箱状の樹脂部材１Ａの内部に配置されるインサート部材１１Ａとを有する。

本実施形態の樹脂部材１０Ａは蓋部とケース部とから構成されている。ケース部の上面には、開口が存在し、この開口の縁には階段状の段差部が形成されている。樹脂部材１０Ａはこの段差部と蓋部の裏面の外周とを溶着してなる。このように形成される溶着部が本実施形態の脆弱部１０１Ａにあたる。また、蓋部の側面と段差部との間には、隙間１０３Ａが形成される。ケース部の上面からの隙間１０３Ａの深さはｄである。

また、ケース部の上面には上記開口を囲むように、複数の凹部が形成されている。この複数の凹部が応力集中部１０２Ａである。ケース部の上面からの応力集中部１０２Ａの深さはＤであり、深さＤの大きさは、深さｄと略一致するか、又は深さｄを超える。

本実施形態のインサート成形体の製造方法は特に限定されないが、例えば、インサート部材１１Ａを金型内に配置し、金型内に溶融状態の熱可塑性樹脂組成物を射出して、インサート部材１１Ａと樹脂部材１０Ａのケース部分との一体化物を製造し、次いで、射出成形法等により製造した樹脂部材１０Ａの蓋部と上記一体化物とを、振動溶着法、超音波溶着法等の従来公知の溶着法を用いて溶着する。

第二実施形態のインサート成形体１Ａによれば、上述した第一実施形態のインサート成形体１の効果を奏する他、以下効果を奏する。

本実施形態においては、脆弱部１０１Ａに応力が集中しやすい。このような場合であっても、脆弱部１０１Ａの近傍に応力集中部１０２Ａを設けることで、インサート成形体の内部に応力が発生した場合に、脆弱部１０１Ａにかかる応力を抑えることができる。

特に、応力集中部１０２Ａの深さＤが、隙間１０３Ａの深さより深いか、又は略一致することで、脆弱部１０１Ａにかかる応力の一部を応力集中部にかけることができる。その結果、脆弱部１０１Ａにかかる応力が小さくなり、脆弱部１０１Ａが割れ難くなる。

＜実施例１＞
樹脂部材の形成にポリフェニレンサルファイド樹脂組成物（ポリプラスチックス社製、「フォートロン（登録商標）１１４０Ａ６」）を用い、インサート部材として鉄を用いる場合のインサート成形体について、以下のシミュレーションを行った。各材料の主な物性は、以下の通りであるとした。
（ポリフェニレンサルファイド樹脂）
曲げ弾性率：１０，０１０ＭＰａ
ポアソン比：０．４０
線膨張係数：３．０×１０^−５（１／℃）
（鉄）
曲げ弾性率：２０６，０００ＭＰａ
ポアソン比：０．２９
線膨張係数：１．１７×１０^−５（１／℃）

実施例１のシミュレーションにおいては、図５に示すインサート成形体を想定した。図５は、実施例１で想定したインサート成形体を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はＯＯ断面図である。図５に示すように、実施例１で想定したインサート成形体は、箱状の樹脂部材の内部に直方体状のインサート部材が存在する。

樹脂部材の上面には開口と、円環状のスリットが形成されている。上記開口は樹脂部材の上面を貫通している。また、開口は途中からテーパー状になっており、図５（ｂ）に示すような方向からの断面視において、インサート成形体の内部へ向かうほど先細り形状となる。この開口を閉じるように円柱状の蓋が設けられる。この蓋も上記ポリフェニレンサルファイド樹脂から構成されているとする。蓋は図５に示すように、途中からテーパー状になっており、蓋のテーパー状の部分を構成する傾斜面と、開口のテーパー状の部分を構成する傾斜面とが超音波溶着されているとする。この超音波溶着により形成される溶着部が、実施例１のインサート成形体における脆弱部にあたる。また、蓋と樹脂部材の上面との間には、樹脂部材の上面から溶着部まで延びる、円環状の隙間が形成されている。この隙間の底は応力が集中しやすい部分でもある。即ち、実施例１のインサート成形体では、脆弱部に応力が集中しやすい。上記隙間が延びる方向における、隙間の深さは１．５ｍｍである。

上記円環状のスリットは、上記円環状の隙間が延びる方向に、略平行に延びる。実施例１においては、スリットの深さＤ_１が１ｍｍのインサート成形体、１．５ｍｍのインサート成形体、２ｍｍのインサート成形体、０ｍｍのインサート成形体（スリットが形成されていない場合）の４通りでシミュレーションを行った。ここで、シミュレーションとは、樹脂流動解析（ＣＡＥ解析）を指す。なお、シミュレーションの条件は２３℃〜−４０℃の範囲での昇温（昇温速度３０℃／分）、降温（降温速度３０℃／分）の繰り返しである。

具体的には、脆弱部である溶着部、応力集中部の任意の点（スリット無しのインサート成形体では溶着部以外の部分の任意の点）における発生応力をシミュレーションにより導出した。導出結果を表１に示した。表１に示す溶着部の発生応力は、溶着面において最も発生応力が高い点の発生応力である。

表１に示すように、脆弱部である溶着部の近傍に、応力集中部を形成することで、脆弱部にかかる応力が小さくなることが確認された。

また、表１から、応力集中部であるスリットの深さと、脆弱部に発生する応力とが関係していることが確認された。より具体的には、スリットの深さが、脆弱部であり且つ応力が集中しやすい位置の深さよりも深くなると、脆弱部に発生する応力を大幅に低減できることが確認された。

＜実施例２＞
実施例２のインサート成形体における樹脂部材は、実施例１のインサート成形体における樹脂部材と同じ材料から構成され、実施例２のインサート成形体における金属部材は、実施例１のインサート成形体における金属部材と同じ材料から構成されるとしてシミュレーションを行った。

図６は、実施例２のインサート成形体を模式的に示す斜視図である。図６に示すように、実施例２のインサート成形体における金属部材は、断面が先端の尖った涙型の円柱状であり、この円柱状の金属部材の側面を囲むように樹脂部材が形成される。

樹脂部材の内部には面形状のウエルド部が形成される（図６の一点鎖線で囲まれる範囲）。実施例２のインサート成形体においては、ウエルド部が脆弱部にあたる。

実施例２では６種類の金属部材を用い、それぞれの金属部材を用いたインサート成形体について下記のシミュレーションを行った。なお、いずれの金属部材も断面が略涙型の円柱状である。６種類の金属部材を用いたインサート成形体のそれぞれの平面図について図７（ａ）〜（ｆ）に示した。図７（ａ）〜（ｄ）に示す金属部材は、金属部材の側面に、上記金属部材の高さ方向（上記円柱状の高さ方向）に延びる溝部が形成されている。（ａ）の上記溝部は、上記高さ方向の断面が半径０．５ｍｍの円の半円であり、（ｂ）では（ａ）と同様の形状の溝部が（ａ）の場合よりもウエルドから遠い位置に形成されており、（ｃ）では（ａ）、（ｂ）の場合と同様の形状の溝部が同様の位置に形成され、さらにこれら二つの溝部の間にもう一つ溝部が形成されている。（ｄ）では側面を広範囲に浅く削るように形成された溝部を有する。（ｅ）では溝部が存在しない。（ｆ）では、金属部材の側面に、上記金属部材の高さ方向に延びる半円柱状（底面の半円の半径０．５ｍｍ）の凸部が形成されている。上記の金属部材の側面に形成される溝部や凸部は、応力集中部にあたる。

また、各インサート成形体における、金属部材の略涙型の先端（尖った部分）の半径（高さ方向の断面視における先端の半径）をＲとし、高さ方向の断面視における先端から樹脂部材の側面までの最短距離をＬとして、表２、３に示す条件のインサート成形体を実施例２で用いた。

表２、３に示す６種類のインサート成形体を想定して、実施例１と同様のシミュレーションを行った。シミュレーション結果を表２に示した。

表２の結果から、Ｌが短くなったり、Ｒが小さくなったりするとウエルド部に応力が集中しやすくなることが確認された。

表３の結果から、脆弱部であるウエルド部付近に、応力集中部である溝部や凹部を設けることで、ウエルド部にかかる応力を低減できることが確認された。

評価例１及び評価例７をもとに、下記のヒートショック試験条件で、実際にヒートショック試験を行い、平均破壊サイクル数（１０個のインサート成形体を用いた）を測定した。測定結果を表４に示す。
（ヒートショック試験条件）
温度条件：−４０℃〜１８０℃
判定方法：目視でのクラック発生観察

表４の結果から、シミュレーション結果と同様に、実際のインサート成形体を用いたヒートサイクル試験においても、インサート成形体が温度変化のある環境に曝されることによって生じる、樹脂部材の割れの問題が解消されることが確認出来る。

１ インサート成形体
１０ 樹脂部材
１０１ 脆弱部
１０２ 応力集中部
１０３ 隙間
１１ インサート部材

Claims (5)

1. 樹脂部材と、インサート部材と、を備え、
   前記樹脂部材は、機械的強度が局所的に弱い脆弱部と、前記脆弱部の近傍に形成される応力集中部とを有するインサート成形体。
2. 前記応力集中部は、薄肉部である請求項１に記載のインサート成形体。
3. 前記応力集中部は、前記脆弱部を囲むように複数形成される請求項１又は２に記載のインサート成形体。
4. 前記脆弱部は、前記樹脂部材の表面から所定の深さ位置に存在し、
   前記応力集中部は、前記表面に形成される凹部であり、
   前記凹部の底は、前記脆弱部が存在する前記深さ位置よりも深い位置に存在する請求項１から３のいずれかに記載のインサート成形体。
5. 前記脆弱部は、ウエルド部又は溶着部である請求項１から４のいずれかに記載のインサート成形体。

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