JPH10156860A - 嵌合孔を持つ反応射出成形体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸あるいは支軸との接続強度に優れ、回
転トルク荷重を良好に受けることが可能であり、回転軸
または支軸とのガタ付きが少なく、安価な嵌合孔を持つ
反応射出成形体およびその製造方法を提供すること。 【解決手段】 嵌合孔１４ａの開口端に面する反応射出
成形体２の表面に、成形体２に形成された嵌合孔１４ａ
と略同一芯の嵌合孔１４ｂが形成された金属板４がイン
サート成形してある。金属板４の縁部が成形体２の内部
側に折曲してある。金属板４には、皿孔１８を形成して
も良い。嵌合孔を持つ反応射出成形体２の具体的用途
は、特に限定されず、ファン、羽根車、回転翼、開閉
扉、開閉ケーシングなどの回転体（回動体も含む）、ま
たは回転体を回転自在（回動自在も含む）に支持する支
軸が取り付けられるケーシング、カバーなどの回転体支
持部材などが例示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、嵌合孔を持つ反応
射出成形体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】反応射出成形（以下、ＲＩＭとも言う）
法は、二以上の反応原液をミキシングチャンバで混合し
て金型装置のキャビティに送り込み、金型装置内で反応
させつつ射出成形を行う製法である。このＲＩＭ法は、
ノルボルネン系モノマーからポリマー（成形体）を成形
する場合などに好適に用いられている。

【０００３】ＲＩＭ成形体は、耐衝撃性に優れ、しかも
大型成形体の成形が容易であることから、多方面の技術
分野において用いられることが検討されている。たとえ
ばＲＩＭ成形体で羽根車、回転翼などの回転体をＲＩＭ
で成形する試みや、回転体のための支軸が取り付けられ
るケーシングをＲＩＭで成形する試みが成されている。
このような場合には、ＲＩＭ成形体に嵌合孔を形成する
必要があり、この嵌合孔に回転軸あるいは支軸を嵌合さ
せ、ナットなどを用いて成形体と回転軸または支軸とを
一体化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＲＩＭ
成形体の嵌合孔は、機械的強度に優れたＲＩＭ成形体に
形成された嵌合孔であっても、合成樹脂に直接形成され
た嵌合孔であるために、摩耗などが問題となり、回転軸
または支軸とのガタ付きが生じるおそれがあった。そこ
で、成形体に形成された嵌合孔に、円筒状の金属製カラ
ーなどを装着し、このカラーに形成された嵌合孔に回転
軸あるいは支軸を嵌合させていた。

【０００５】しかしながら、カラーに回転トルク荷重が
全て作用することから、カラーと成形体との接続強度が
問題となり、カラーと成形体とが剥がれるおそれがあっ
た。また、円筒状のカラーは、それ自体が高価である
上、カラーの剥がれを防止するために、カラーと成形体
との接続部に何らかの工夫が必要であり、嵌合部を持つ
成形体のコストを押し上げていた。

【０００６】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、回転軸あるいは支軸との接続強度に優れ、回転トル
ク荷重を良好に受けることが可能であり、回転軸または
支軸とのガタ付きが少なく、安価な嵌合孔を持つ反応射
出成形体およびその製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る嵌合孔を持つ反応射出成形体は、嵌合
孔の開口端に面する成形体の表面には、成形体に形成さ
れた嵌合孔と略同一芯の嵌合孔が形成された金属板がイ
ンサート成形してあることを特徴とする。

【０００８】前記金属板の縁部が成形体の内部側に折曲
してあることが好ましい。また、前記金属板には、成形
体との接続強度をさらに向上するために、皿孔加工が施
してあることがさらに好ましい。

【０００９】本発明に係る嵌合孔を持つ反応射出成形体
の製造方法は、嵌合孔が形成された金属板を金型の内部
に位置決めして取り付ける工程と、金型の内部に反応原
液を充填し、前記金属板の嵌合孔と同芯の嵌合孔が成形
体に形成されるように、しかも金属板が成形体に対して
インサート成形されるように反応射出成形を行う工程と
を有する。

【００１０】嵌合孔が形成された金属板を金型の内部に
位置決めして取り付けるために、金型には、金属板を磁
力で吸着するマグネット保持体がキャビティ内に前進・
後退方向移動自在に装着してあることが好ましい。前記
マグネットとしては、電磁石でも永久磁石でも良い。前
記マグネット保持体には、前記金属板の嵌合孔に位置決
めされて挿入され、成形体に嵌合孔を形成するための嵌
合孔形成用凸部を形成しても良い。

【００１１】本発明に係る嵌合孔を持つ反応射出成形体
では、嵌合孔の開口端に面する成形体の表面に、金属板
がインサート成形してあるので、この部分に回転軸ある
いは支軸を嵌合させることで、回転軸あるいは支軸との
接続強度が向上し、回転トルク荷重を良好に受けること
が可能である。しかも、回転軸または支軸とのガタ付き
が少ない。さらに、この金属板は、好ましくは、その縁
部が成形体の内部側に折曲してあるので、成形体との接
続強度に優れており、金属板が成形体から剥がれること
もない。さらにまた、金属板は、プレス加工などにより
容易に成形することが可能であるため、製造コストの低
減も図れる。

【００１２】本発明に係る嵌合孔を持つ反応射出成形体
の製造方法では、嵌合孔を持つ反応射出成形体を、きわ
めて容易且つ安価に製造することができる。特に、マグ
ネット保持体がキャビティ内に前進・後退方向移動自在
に装着してある金型を用いれば、金属板の位置決めもき
わめて容易である。金属板の嵌合孔に対して略同一芯と
なる成形体の嵌合孔は、金型に装着された嵌合孔形成用
凸部により容易に成形することができる。

【００１３】本発明において、反応射出成形に用いる反
応原液としては、特に限定されないが、ウレタン系、ウ
レア系、ナイロン系、エポキシ系、不飽和ポリエステル
系、フェノール系および、ノルボルネン系などが挙げら
れ、一般的成形条件としては、反応原液温度は２０〜８
０°Ｃ、反応原液の粘性は、たとえば、３０°Ｃにおい
て、５ｃｐｓ〜３０００ｃｐｓ好ましくは１００ｃｐｓ
〜１０００ｃｐｓ程度である。かかる成形においては、
補強材を予め金型内に設置しておき、その中に反応液を
供給して重合させることにより強化ポリマー（成形品）
を製造することができる。

【００１４】補強材としては、例えば、ガラス繊維、ア
ラミド繊維、カーボン繊維、超高分子量ポリエチレン繊
維、金属繊維、ポリプロピレン繊維、アルミコーティン
グガラス繊維、木綿、アクリル繊維、ボロン繊維、シリ
コンカーバイド繊維、アルミナ繊維などを挙げることが
できる。これらの補強材は、長繊維状またはチョップド
ストランド状のものをマット化したもの、布状に織った
もの、チョップ形状のままのものなど、種々の形状で使
用することができる。これらの補強材は、その表面をシ
ランカップリング材等のカップリング剤で処理したもの
が、樹脂との密着性を向上させる上で好ましい。配合量
は、特に制限はないが、通常成形品全重量の１０重量％
以上、好ましくは２０〜６０重量％である。

【００１５】また、酸化防止剤、充填剤、顔料、着色
剤、発泡剤、難燃剤、摺動付与剤、エラストマー、ジシ
クロペンタジエン系熱重合樹脂およびその水添物など種
々の添加剤を配合することにより、得られるポリマーの
特性を改質することができる。酸化防止剤としては、フ
ェノール系、リン系、アミン系など各種のプラスチック
・ゴム用酸化防止剤がある。充填剤にはミルドガラス、
カーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、水酸化ア
ルミニウム、雲母などの無機質充填剤がある。エラスト
マーとしては、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプ
レン、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、スチ
レン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢ
Ｓ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合
体（ＳＩＳ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリ
マー（ＥＰＤＭ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶ
Ａ）およびこれらの水素化物などがある。

【００１６】添加剤は、通常、予め反応液のいずれか一
方または双方に混合しておく。反応射出成形に用いる金
型は、必ずしも剛性の高い高価な金型である必要はな
く、金属製金型に限らず、樹脂製金型、または単なる型
枠を用いることができる。反応射出成形は、低粘度の反
応液を用い、比較的低温低圧で成形できるためである。
重合反応に用いる成分類は窒素ガスなどの不活性ガス雰
囲気下で貯蔵し、かつ操作することが好ましい。また、
金型のキャビティ内に反応原液を注入する前に、キャビ
ティ内を窒素ガスなどの不活性ガスで置換することが好
ましい。

【００１７】金型温度は、好ましくは、１０〜１５０
℃、より好ましくは、３０〜１２０℃、さらに好ましく
は、５０〜１００℃である。金型圧力は通常０〜１００
Ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲である。重合時間は、適宜選択す
ればよいが、通常、反応液の注入終了後、２０秒〜２０
分程度である。

【００１８】本発明に係る反応射出成形方法により得ら
れた嵌合孔を持つ反応射出成形体の具体的用途は、特に
限定されず、ファン、羽根車、回転翼、開閉扉、開閉ケ
ーシングなどの回転体（回動体も含む）、または回転体
を回転自在（回動自在も含む）に支持する支軸が取り付
けられるケーシング、カバーなどの回転体支持部材など
が例示される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る嵌合孔を持つ
反応射出成形体およびその製造方法を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。

【００２０】図１は本発明の一実施形態に係る嵌合孔を
持つ反応射出成形体の要部断面図、図２は同実施形態に
係る反応射出成形体の要部斜視図、図３は図１，２に示
す反応射出成形体の製造方法を示す金型の要部断面図で
ある。

【００２１】図１に示すように、本実施形態に係る反応
射出成形体２は、嵌合孔１４ａを持ち、その嵌合孔１４
ａに、回転軸６の端部８が嵌合するようになっている。
本実施形態の成形体２は、ファン、羽根車、回転翼、開
閉扉、開閉ケーシングなどの回転体（回動体も含む）で
あり、図示省略してある軸受により保持された回転軸６
と共に回転自在（回動自在）となっている。

【００２２】図１，２に示すように、嵌合孔１４ａの開
口端に面する成形体２の表面には、成形体２に形成され
た嵌合孔１４ａと略同一芯の嵌合孔１４ｂが形成された
金属板４がインサート成形してある。この金属板４の両
端部（縁部）１６，１６は、成形体２の内部側に予め折
曲加工してある。また、金属板４には、成形体側で先細
と成る皿孔１８が加工してある。この皿孔１８には、イ
ンサート成形時に、成形体２を構成する樹脂が埋め込ま
れ、金属板４と成形体２との一体化を強化している。皿
孔１８は、金属板４の端部にも形成しても良い。金属板
４に形成してある嵌合孔１４ｂは、成形体２に形成して
ある嵌合孔１４ａと同じ形状であり、本実施形態では、
回転軸６の端部８の形状に合わせて、長孔形状にしてあ
る。なお、回転軸６の端部８には、ナット１２が螺合す
るための雌ネジが形成してある。

【００２３】本実施形態では、金属板４の厚みは、成形
体の厚みをｔとした場合に、ｔの３０〜５０％程度の厚
みであることが好ましい。ｔが余りに薄すぎると、回転
トルクに対する強度が不十分となる傾向にあり、余りに
厚すぎると、成形体との一体化が困難になる傾向にあ
る。金属板４を構成する金属としては、特に限定されな
いが、ステンレス、鉄製、黄銅などが例示される。

【００２４】金属板４を成形体２にインサート成形する
ための本実施形態に係る嵌合孔を持つ反応射出成形体の
製造方法を、次に説明する。まず、両端部１６，１６が
折曲加工され、皿孔１８，１８が形成され、嵌合孔１４
ｂが形成された金属板４を準備する。このような金属板
４は、プレス加工により容易に成形することができる。
次に、図３に示す金型２０，２２を開いた状態で、金属
板４を位置決めして取り付ける。

【００２５】本実施形態では、一方の金型２２に、金属
板４を磁力で吸着するマグネット３０が取り付けられた
マグネット保持体２８が装着してある。マグネット保持
体２８は、駆動ロッド３２に連結してあり、このロッド
３２を軸方向に移動させることで、金型２０，２２のキ
ャビティ２４内に前進・後退方向に移動自在になってい
る。マグネット３０としては、電磁石でも永久磁石でも
良い。

【００２６】マグネット保持体２８の略中央部には、金
属板４の嵌合孔１４ｂに位置決めして挿入される嵌合孔
形成用凸部３４が形成してある。この嵌合孔形成用凸部
３４は、図１，２に示す成形体２に嵌合孔１４ａを成形
するためのものでもあり、金型が閉じられた状態で、他
方の金型２０のキャビティ内周面に当接するような突出
高さを有する。

【００２７】金属板４を、金型２２に装着されたマグネ
ット保持体２８の嵌合孔形成用凸部３４に位置決めして
取り付けた後、金型２０，２２を閉じ、反応射出成形を
行う。型締め時の圧力は、特に限定されないが、０．１
〜１００Ｋｇｆ／ｃｍ² である。型閉の時点では、金型
内部には、反応原液が注入されておらず、金型内の温度
は、温度制御された金型自体の温度であり、５０〜１０
０°Ｃ程度である。

【００２８】型締めと同時に、本実施形態では、図示省
略してあるパージ手段により、キャビティ内部を窒素パ
ージする。このパージにより、キャビティ２４の内部
は、窒素ガスで置換され、キャビティ２４の内部は、０
〜３ｋｇｆ／ｃｍ² （ゲージ圧）程度の窒素ガスで満た
される。窒素パージを行うことで、キャビティ内の湿気
を追い出し、反応原液の失活を防止することができ、成
形品の表面での反応性が良好になり、かつ金型の内周面
の汚れも防止できる。この窒素パージは、反応原液の注
入開始直前まで行われる。

【００２９】次に、ポンプを用いて、Ａ液タンクおよび
Ｂ液タンクからミックスチャンバへ、反応原液となる配
合液をそれぞれ供給し、チャンバ内で混合し、スプー
ル、ランナーおよびゲートを通してキャビティ２４内部
に反応原液を注入する。

【００３０】本実施形態では、反応射出成形は、ノルボ
ルネン系モノマーを用いた反応射出成形である。本実施
形態において使用するモノマーは、ジシクロペンタジエ
ンやジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデ
セン、トリシクロペンタジエン等のノルボルネン環を有
するシクロオレフィンである。

【００３１】ノルボルネン系モノマーを用いた反応射出
成形において使用することができるメタセシス触媒は、
六塩化タングステン、トリドデシルアンモニウムモリブ
デート、トリ（トリデシル）アンモニウムモリブデート
等のモリブデン酸有機アンモニウム塩等のノルボルネン
系モノマーの塊状重合用触媒として公知のメタセシス触
媒であれば特に制限はないが、モリブデン酸有機アンモ
ニウム塩が好ましい。活性剤（共触媒）としては、エチ
ルアルミニウムジクロリド、ジエチルアルミニウムクロ
リド等のアルキルアルミニウムハライド、これらのアル
コキシアルキルアルミニウムハライド、有機スズ化合物
等が挙げられる。

【００３２】反応射出成形の前準備として、ノルボルネ
ン系モノマー、メタセシス触媒及び活性剤を主材とする
反応射出成形用材料をノルボルネン系モノマーとメタセ
シス触媒とよりなるＡ液と、前記のノルボルネン系モノ
マーと活性剤とよりなるＢ液との安定な２液に分けて、
それぞれを別のタンクに入れておく。

【００３３】前述したように、反応射出成形に際して
は、この２液をミキシングチャンバで混合し、次いで、
この混合液を、スプール、ランナーおよびゲートを通し
てキャビティ２４内部に注入する。注入開始から注入終
了までの時間は、成形体の大きさなどにより決定され
る。

【００３４】注入終了後に重合反応が開始し、反応終了
後、除冷され、注入終了後の約１２０〜１５０秒後に、
型開きされ、成形体２が取り出される。型開き時には、
同時にまたは型開き後に、駆動ロッド３２が動作して、
マグネット保持体２８をキャビティ２４から後退移動さ
せて、成形体２の取り出しを容易にする。このようにし
て得られた成形体２には、金属板４がインサート成形さ
れ、しかも、金属板４の嵌合孔１４ｂと同一軸芯で同一
形状の嵌合孔１４ａが同時に成形される。

【００３５】このようにして成形された反応射出成形体
２の嵌合孔１４ａ，１４ｂには、図１に示すように、回
転軸６の端部８を挿通し、端部８における成形体２の金
属板４側に、ワッシャ１０とナット１２を装着する。そ
して、ナット１２を端部８の雄ネジ部にねじ込むこと
で、成形体２は、回転軸６に対して強固に嵌合され、回
転軸６からの回転トルクが成形体２に良好に伝達する。
または、成形体２からの回転トルクが回転軸６に良好に
伝達する。

【００３６】本実施形態に係る嵌合孔を持つ反応射出成
形体２では、嵌合孔１４ａの開口端に面する成形体２の
表面に、金属板４がインサート成形してあるので、この
部分に回転軸６の端部８を嵌合させることで、回転軸６
との接続強度が向上し、回転トルク荷重を良好に受ける
ことが可能である。しかも、回転軸６とのガタ付きが少
ない。さらに、この金属板４は、その両端部１６が成形
体２の内部側に折曲してあるので、成形体２との接続強
度に優れており、金属板４が成形体２から剥がれること
もない。さらにまた、金属板４は、プレス加工などによ
り容易に成形することが可能であるため、製造コストの
低減も図れる。

【００３７】本実施形態に係る嵌合孔を持つ反応射出成
形体の製造方法では、嵌合孔１４ａ，１４ｂを持つ反応
射出成形体２を、きわめて容易且つ安価に製造すること
ができる。特に、図３に示すように、マグネット保持体
２８がキャビティ２４内に前進・後退方向移動自在に装
着してあるので、金属板４の位置決めもきわめて容易で
ある。金属板４の嵌合孔１４ｂに対して略同一芯となる
成形体２の嵌合孔１４ａは、金型に装着された嵌合孔形
成用凸部３４により容易に成形することができる。

【００３８】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。

【００３９】たとえば、上記実施形態では、成形体２
を、ファン、羽根車、回転翼、開閉扉、開閉ケーシング
などの回転体として用いたが、本発明に係る成形体の用
途は、これに限定されず、回転体を回転自在に支持する
支軸（回転軸６に対応する）が取り付けられるケーシン
グ、カバーなどの回転体支持部材などであっても良い。
また、成形体および金属板に形成する嵌合孔の形状は、
長孔形状に限定されず、円形、半円形、三角形、矩形、
多角形、楕円形など、種々の形状を採用することができ
る。さらに、金属板４の形状も特に限定されず、円形、
半円形、三角形、矩形、多角形、楕円形など種々の形状
を採用することができる。また、金属板４の端部（縁
部）と成形体２との接続強度をさらに高めるために、こ
の端部の表面を粗面化処理したり、あるいは凹凸加工な
どを施しても良い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
嵌合孔を持つ反応射出成形体によれば、嵌合孔の開口端
に面する成形体の表面に、金属板がインサート成形して
あるので、この部分に回転軸あるいは支軸を嵌合させる
ことで、回転軸あるいは支軸との接続強度が向上し、回
転トルク荷重を良好に受けることが可能である。しか
も、回転軸または支軸とのガタ付きが少ない。さらに、
この金属板は、好ましくは、その縁部が成形体の内部側
に折曲してあるので、成形体との接続強度に優れてお
り、金属板が成形体から剥がれることもない。さらにま
た、金属板は、プレス加工などにより容易に成形するこ
とが可能であるため、製造コストの低減も図れる。

【００４１】本発明に係る嵌合孔を持つ反応射出成形体
の製造方法では、嵌合孔を持つ反応射出成形体を、きわ
めて容易且つ安価に製造することができる。特に、マグ
ネット保持体がキャビティ内に前進・後退方向移動自在
に装着してある金型を用いれば、金属板の位置決めもき
わめて容易である。金属板の嵌合孔に対して略同一芯と
なる成形体の嵌合孔は、金型に装着された嵌合孔形成用
凸部により容易に成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施形態に係る嵌合孔を持つ
反応射出成形体の要部断面図である。

【図２】図２は同実施形態に係る反応射出成形体の要部
斜視図である。

【図３】図３は図１，２に示す反応射出成形体の製造方
法を示す金型の要部断面図である。

【符号の説明】

２… 成形体 ４… 金属板 ６… 回転軸 ８… 端部 １０… ワッシャ １２… ナット １４ａ，１４ｂ… 嵌合孔 １６… 端部（縁部） １８… 皿孔 ２０，２２… 金型 ２４… キャビティ ２８… マグネット保持体 ３０… マグネット ３２… 駆動ロッド ３４… 嵌合孔形成用凸部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 嵌合孔が形成された反応射出成形体であ
   って、 嵌合孔の開口端に面する成形体の表面には、成形体に形
   成された嵌合孔と略同一芯の嵌合孔が形成された金属板
   がインサート成形してある嵌合孔を持つ反応射出成形
   体。
2. 【請求項２】 前記金属板の縁部が成形体の内部側に折
   曲してある請求項１に記載の嵌合孔を持つ反応射出成形
   体。
3. 【請求項３】 嵌合孔が形成された金属板を金型の内部
   に位置決めして取り付ける工程と、 金型の内部に反応原液を充填し、前記金属板の嵌合孔と
   同芯の嵌合孔が成形体に形成されるように、しかも金属
   板が成形体に対してインサート成形されるように反応射
   出成形を行う工程とを有する嵌合孔を持つ反応射出成形
   体の製造方法。