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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Form zum Einsatzformen, die zum Ausführen von Harzformen nach einem Einrichten eines vorgeformten Produkts, wie einer Sensorunteranordnung zum Messen einer vorbestimmten physikalischen Größe, in der Form verwendet wird.
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Zugehöriger Stand der Technik
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Beispielsweise ist eine in der
JP 2014 - 014 954 A genannte Form zum Einsatzformen bekannt. Die in der
JP 2014 - 014 954 A genannte Form zum Einsatzformen (Harzformvorrichtung) umfasst eine untere Form und eine obere Form. Bei der unteren Form ist eine Werkstückaufnahmevertiefung ausgebildet, bei der ein Werkstück eingerichtet wird. Die obere Form umfasst: Hohlraumeinsätze, die von einer unteren Endoberfläche der oberen Form in Richtung hin zu dem Werkstück vorstehen; und elastische Elemente, welche jeweils die Hohlraumeinsätze in einer beweglichen Art und Weise relativ zu der oberen Form tragen.
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Zunächst wird das Werkstück in der Werkstückaufnahmevertiefung der unteren Form eingerichtet. Danach kommen zu der Zeit der Ausführung eines Formschließvorgangs zum Klemmen bzw. Einspannen des Werkstücks die Hohlraumeinsätze zunächst mit einem Abschnitt des Werkstücks in Kontakt. Danach werden, wenn der Formschließvorgang weiter fortgesetzt wird, die untere Form und die obere Form schrittweise geschlossen, während die elastischen Elemente im Inneren der oberen Form komprimiert werden, und dadurch werden die Hohlraumeinsätze an der anfänglichen Kontaktposition gehalten, an der die Hohlraumeinsätze initial mit dem Werkstück in Kontakt kommen. Anschließend wird das Harz in einen Hohlraum gefüllt, der um das Werkstück herum ausgebildet ist, so dass das Werkstück harzgeformt wird und dadurch zu einem fertigen Produkt wird.
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In der
JP 2014 - 014 954 A kann auch in einem Fall, in dem eine Variation einer Dicke des Werkstücks vorliegt, der Formschließvorgang in einer solchen Art und Weise ausgeführt werden, dass diese Variation durch den Hohlraumeinsatz und das elastische Element absorbiert wird. Dadurch wird ein zuverlässiges Einspannen bzw. Klemmen des Werkstücks ermöglicht. Somit kann die Erzeugung von unnötigen Graten und das Auftreten einer Beschädigung am Werkstück beschränkt werden.
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Der folgende Nachteil kann jedoch in einem Fall vorliegen, in dem das geschmolzene Harzmaterial in einen Gleitspalt zwischen dem Hohlraumeinsatz und der oberen Form eindringt und zu einer Gleit-Fehlfunktion bzw. einem Klemmen des Hohlraumeinsatzes (im Folgenden als ein beweglicher Stift bezeichnet) beispielsweise durch Fixieren bzw. Blockieren des beweglichen Stiftes nach dem Erstarren des eingedrungenen Harzmaterials, führt. Insbesondere wenn die Gleit-Fehlfunktion des beweglichen Stiftes auf tritt, kann die Absorption der Dickenvariation des elastischen Elements nicht erfolgen. Daher kann sich der bewegliche Stift bei dem Formschließvorgang nach dem Kontaktieren des beweglichen Stiftes mit dem Werkstück weiter in Richtung hin zu dem Werkstück bewegen, was möglicherweise eine Beschädigung des Werkstücks hervorruft.
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Ferner offenbart die
JP 2004 - 152 994 A , dass in einer Harzdichtungsvorrichtung Druckfedern zum Drücken von festen Stiften nach unten zwischen einer Gleitplatte und den festen Stiften installiert sind. Die Druckfedern sind entsprechend einer Dicke des Rahmens flexibel, wodurch Schwankungen der Druckkraft zwischen den festen Stiften verringert werden, wenn die Dicke des Rahmens an verschiedenen Positionen der festen Stifte unterschiedlich ist, oder wenn einige der festen Stifte abgenutzt oder dergleichen sind und kürzer werden.
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Die
DE 32 28 214 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils mit einem Einschubteil, wobei das Verfahren aufweist: (a) Einbringen eines Einschubteils in eine Ausnehmung einer Metallform bestehend aus einer oberen und unteren Form, (b) Halterung des Einschubteils durch mindestens einen Stift, der von außerhalb in die Ausnehmung eingeführt wird, während ungehärtetes Harz in die Ausnehmung eingebracht wird, und (c) Zurückziehen des Stiftes aus der Ausnehmung bei gleichzeitiger weiteren Zufuhr von Harz.
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Zudem beschreibt die
FR 1 374 103 A ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einkapseln eines Stabkopfes in ein geschmolzenes Material.
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Kurzfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung adressiert den vorstehenden Nachteil und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Form zum Einsatzformen bereitzustellen, die auch in einem Fall, in dem eine Gleit-Fehlfunktion auftritt, keine Beschädigung eines Werkstücks hervorruft.
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Die vorstehende Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem erläuternden Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Form zum Einsatzformen vorgesehen, welche umfasst:
- eine erste Form, an der ein Werkstück zu installieren ist;
- eine zweite Form, die so angeordnet ist, dass diese der ersten Form gegenüberliegt, wobei die zweite Form derart konfiguriert ist, dass diese zu einer Zeit, zu der ein Formschließvorgang zum Schließen der ersten Form und der zweiten Form relativ zueinander ausgeführt wird, einen Hohlraum um das Werkstück herum durch eine Vertiefung bildet, die auf einer Seite der zweiten Form ausgebildet ist, auf der die erste Form angeordnet ist;
- einen beweglichen Stift, der gleitfähig bei der zweiten Form installiert ist, wobei der bewegliche Stift derart konfiguriert ist, dass dieser zu der Zeit der Ausführung des Formschließvorgangs einen Abschnitt des Werkstücks an einem distalen Endabschnitt des beweglichen Stiftes kontaktiert; und
- ein elastisches Element, welches derart konfiguriert ist, dass dieses einen Betrag einer Gleitbewegung des beweglichen Stiftes relativ zu der zweiten Form anpasst, so dass das elastische Element eine Dickenvariation des Werkstücks zu einer Zeit des Kontaktierens des bewegliche Stiftes mit dem Abschnitt des Werkstücks absorbiert, wobei:
- die Form zum Einsatzformen derart konfiguriert ist, dass diese ein Harzmaterial um das Werkstück herum durch Zuführen des Harzmaterials in den Hohlraum formt;
- die zweite Form in einer Gleitrichtung des beweglichen Stiftes in einen vertiefungsseitigen Formabschnitt, welcher die Vertiefung umfasst, und einen bleibenden Formabschnitt unterteilt ist, während der vertiefungsseitige Formabschnitt und der übrige Formabschnitt miteinander gekoppelt sind, so dass eine Größe eines Spaltes zwischen dem vertiefungsseitigen Formabschnitt und dem bleibenden Formabschnitt angepasst werden kann;
- die zweite Form derart konfiguriert ist, dass diese einen ersten Formschließvorgang zum Kontaktieren des vertiefungsseitigen Formabschnitts mit der ersten Form und danach einen zweiten Formschließvorgang zum Kontaktieren des bleibenden Formabschnitts mit dem vertiefungsseitigen Formabschnitt zu der Zeit der Ausführung des Formschließvorgangs ausführt;
- der distale Endabschnitt des beweglichen Stiftes derart konfiguriert ist, dass dieser zu einer Zeit der Ausführung des ersten Formschließvorgangs in einen Nicht-Kontakt-Zustand versetzt ist, in dem der distale Endabschnitt des beweglichen Stiftes mit dem Werkstück nicht in Kontakt steht; und
- der distale Endabschnitt des beweglichen Stiftes derart konfiguriert ist, dass dieser zu einer Zeit der Ausführung des zweiten Formschließvorgangs mit dem Abschnitt des Werkstücks in Kontakt kommt.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist der bewegliche Stift zu der Zeit der Ausführung des ersten Formschließvorgangs in den Nicht-Kontakt-Zustand versetzt, in dem der bewegliche Stift mit dem Werkstück nicht in Kontakt steht. Falls bei dem beweglichen Stift beispielsweise aufgrund des Fixierens des beweglichen Stiftes an dem vertiefungsseitigen Formabschnitt die Gleit-Fehlfunktion hervorgerufen wird, ist der bewegliche Stift in dem Nicht-Kontakt-Zustand, in dem der bewegliche Stift nicht mit dem Werkstück in Kontakt steht, beim ersten Formschließvorgang an dem vertiefungsseitigen Formabschnitt fixiert. Danach ändert sich zu der Zeit der Ausführung des zweiten Formschließvorgangs die Position des beweglichen Stiftes relativ zu dem vertiefungsseitigen Formabschnitt nicht. Dadurch wird der Betrag der Gleitbewegung des beweglichen Stiftes, die durch den zweiten Formschließvorgang angenommen erzeugt wird, durch das elastische Element absorbiert.
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Daher wird der bewegliche Stift auch nach Abschluss des zweiten Formschließvorgangs in dem Nicht-Kontakt-Zustand gehalten, in dem der bewegliche Stift mit dem Werkstück nicht in Kontakt steht (das heißt, der bewegliche Stift wird fixiert bzw. blockiert gehalten). Selbst wenn die Gleit-Fehlfunktion des beweglichen Stiftes auftritt, verursacht der distale Endabschnitt des beweglichen Stiftes daher keine Beschädigung des Werkstücks.
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Figurenliste
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Die vorliegende Offenbarung zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon werden aus der folgenden Beschreibung mit Blick auf die beigefügten Abbildungen am besten ersichtlich.
- 1 ist eine Querschnittsansicht, welche ein repräsentatives Beispiel eines geformten Produkts zeigt, das durch eine Form zum Einsatzformen geformt wird.
- 2 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Struktur der Form zum Einsatzformen zeigt.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, welche einen normalen Betriebszustand der Form zum Einsatzformen zeigt.
- 4 ist eine Querschnittsansicht, welche Betriebszustände in einem Fall zeigt, in dem ein Fixieren bzw. Blockieren eines beweglichen Stifts auftritt.
- 5 ist eine Querschnittsansicht, welche Betriebszustände in einem Fall zeigt, in dem das Fixieren des beweglichen Stiftes bei einer Form zum Einsatzformen gemäß einem Aspekt einer bislang vorgeschlagenen Technologie erfolgt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Bei jeder der folgenden Ausführungsformen sind Abschnitte, die in einer oder mehreren vorangegangenen Ausführungsformen beschrieben sind, durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und diese können der Einfachheit halber nicht weiter beschrieben sein. Bei jeder der folgenden Ausführungsformen kann in einem Fall, in dem nur ein Abschnitt(e) der Struktur beschrieben ist, der Rest der Struktur derselbe sein wie in der/den vorhergehenden Ausführungsform(en).
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(Erste Ausführungsform)
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Die 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Eine Form 200 zum Einsatzformen gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist als eine Form zum Formen beispielsweise eines in 1 gezeigten geformten Produkts bzw. Formprodukts 100 konfiguriert. Zunächst wird das Formprodukt 100 (repräsentatives Beispiel) kurz beschrieben.
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Das Formprodukt 100 entspricht einem Sensor, der beispielsweise in einem Fahrzeug installiert wird und eine vorbestimmte physikalische Größe misst. Das Formprodukt 100 entspricht beispielsweise einem Feuchtesensor, der die Feuchtigkeit der dem Motor zugeführten Ansaugluft (Messobjektgas) misst. Alternativ kann das Formprodukt 100 neben dem Feuchtesensor auch ein Sensor sein, der beispielsweise Druck oder Temperatur misst. Das Formprodukt 100 wird durch Formen eines Harzabschnitts 120 um einen vorbestimmten Bereich eines vorgeformten Produkts 110 ausgebildet.
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Das vorgeformte Produkt 110 entspricht einem Gegenstand in einem Stadium vor dem Formen des Harzabschnitts 120 um diesen herum und umfasst beispielsweise ein Substrat 111, ein Erfassungselement 112, eine Leiterplatine 113, einen Formharzabschnitt 114 und einen Filter 115 umfasst. Das vorgeformte Produkt 110 entspricht einem Werkstück der vorliegenden Offenbarung.
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Das Substrat 111 entspricht einem Plattenelement, auf dem ein Halbleiterelement installiert ist.
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Das Erfassungselement 112 entspricht einem Element, das in einer Chipform konfiguriert ist und die Feuchtigkeit der Ansaugluft misst. Das Erfassungselement 112 weist beispielsweise insbesondere ein kapazitives Element auf, das auf dem Substrat 111 angeordnet ist und ein elektrisch kapazitives Erfassungs- bzw. Messverfahren adaptiert. Eine Gegenfläche des Erfassungselements 112, die entgegengesetzt zu dem Substrat 111 liegt, entspricht einer Sensorfläche 112a. Neben dem Erfassungselement 112 ist auch ein weiteres Element (z.B. ein Kondensator) 1121 auf dem Substrat 111 installiert.
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Die Leiterplatine 113 entspricht einer Leiterplatte (ein Verdrahtungselement), die Verdrahtungen zur Verarbeitung elektrischer Signale aufweist, die beispielsweise von dem Erfassungselement 112 und dem anderen Element 1121 ausgegeben werden. Eine Gegenfläche des Substrats 111, die entgegengesetzt zu dem Erfassungselement 112 liegt, ist mit einer Oberfläche der Leiterplatine 113 verbunden. Das Erfassungselement 112 und das andere Element 1121 sind durch Bonddrähte 113a durch das Substrat 111 elektrisch mit der Leiterplatine 113 verbunden.
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Der Formharzabschnitt 114 entspricht einem Element, das aus Harz hergestellt und derart konfiguriert ist, dass dieses hauptsächlich einen Umfangsflächenabschnitt des Erfassungselements 112 auf dem Substrat 111 bedeckt. Der Formharzabschnitt 114 besitzt eine Vertiefung 114a, die so vertieft ist, dass der Formharzabschnitt 114 die Sensorfläche 112a nicht bedeckt. Die Vertiefung 114a besitzt die Form eines becherförmigen Hohlraums, der sich hin zu der Sensorfläche 112a verjüngt. Die Sensorfläche 112a ist durch die Vertiefung 114a nach außen hin freiliegend.
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Der Filter 115 entspricht einem Element, das die Sensorfläche 112a des Erfassungselements 112 schützt, d.h. ein Element, das die Anhaftung eines Fremdkörpers oder eines in der Ansaugluft enthaltenen Wassertropfens an der Sensorfläche 112a beschränkt, und der Filter 115 ist derart konfiguriert, dass dieser eine Öffnung der Vertiefung 114a des Formharzabschnitts 114 bedeckt. Der Filter 115 ist beispielsweise ein Faservliesstoff aus einem Material (z.B. Polytetrafluorethylen), das sich durch hervorragende Wasserdichtigkeit und Atmungsaktivität auszeichnet.
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Der Harzabschnitt 120 entspricht einem Element, das aus Harz hergestellt und derart konfiguriert ist, dass dieses den vorbestimmten Bereich (hauptsächlich das Substrat 111, das andere Element 1121, die Bonddrähte 113a und den Formharzabschnitt 114) um das vorgeformte Produkt 110 herum nach dem Formen umgibt. Der Harzabschnitt 120 entspricht einem Harzmaterial der vorliegenden Offenbarung. So wird beispielsweise ein wärmehärtendes Harzmaterial, wie Epoxidharz, verwendet, um den Harzabschnitt 120 auszubilden.
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Der Harzabschnitt 120 umfasst eine Harzvertiefung 121, die vertieft ist und an einem Bereich platziert ist, der dem Filter 115 entspricht. Die Harzvertiefung 121 entspricht einem Abschnitt, der gebildet wird, wenn ein distaler Endabschnitt 226c eines beweglichen Stiftes 226c der Form 200 zum Einsatzformen, wie später beschrieben, in einen Hohlraum 230 ragt. Die Harzvertiefung 121 öffnet sich hin zu der Außenseite des Harzabschnitts 120. Die Harzvertiefung 121 weist eine Form eines becherförmigen Hohlraums auf, der sich zum Filter 115 hin verjüngt. Ein Innendurchmesser der Harzvertiefung 121 ist so eingestellt, dass dieser größer ist als ein Innendurchmesser der Vertiefung 114a des Formharzabschnitts 114. Die Harzvertiefung 121 und die Vertiefung 114a sind kollektiv in einer Gestalt eines becherförmigen Hohlraums geformt. Die Ansaugluft wird entlang der Harzvertiefung 121 und der Vertiefung 114a durch den Filter 115 zu der Sensorfläche 112a eingeleitet.
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Anschließend wird die Struktur der Form 200 zum Einsatzformen mit Bezug auf 2 beschrieben. Die Form 200 zum Einsatzformen umfasst eine untere Form 210 und eine obere Form 220. 2 zeigt einen Zustand (geöffneter Formzustand), in dem die untere Form 210 und die obere Form 220 relativ zueinander geöffnet sind.
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Die untere Form 210 entspricht einer stationären Form, die mit einer stationären Platte verbunden ist, und das vorgeformte Produkt 110 ist auf der unteren Form 210 angeordnet. Die untere Form 210 entspricht einer ersten Form der vorliegenden Offenbarung. Die untere Form 210 umfasst einen Einrichtungsabschnitt 211, der die Form einer Vertiefung aufweist, die der Leiterplatine 113 des vorgeformten Produkts 110 entspricht. Das vorgeformte Produkt 110 wird auf dem Einrichtungsabschnitt 211 angeordnet.
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Die obere Form 220 ist gegenüber der unteren Form 210 angeordnet und als eine bewegliche Form konfiguriert, die in einer Richtung beweglich ist, entlang derer die untere Form 210 und die obere Form 220 nacheinander angeordnet sind, um einen geöffneten Formzustand und einen geschlossenen Formzustand zu implementieren. Die Richtung, in der die obere Form 220 relativ zur unteren Form 210 beweglich ist, wird im Folgenden als eine bewegliche Richtung bezeichnet. Die obere Form 220 umfasst einen ersten Block 221, einen zweiten Block 222, einen dritten Block 223, eine Mehrzahl von Verbindungsabschnitten 224, eine bewegliche Platte 225, den beweglichen Stift 226 und eine Feder 227.
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Der erste Block 221 entspricht einem Block, der eine Plattenform aufweist und der unteren Form 210 gegenüberliegt. An einer Oberfläche des ersten Blocks 221, die der unteren Form 210 gegenüberliegt, ist eine Vertiefung 221a ausgebildet, die dem Harzabschnitt 120 des Formproduktes 100 entspricht. Wenn der erste Block 221 (die obere Form 220) in Richtung hin zu der unteren Form 210 bewegt und dadurch relativ zu dieser geschlossen wird, wird der Hohlraum 230 (ein mit dem Harzabschnitt 120 zu füllender Raum) durch die Vertiefung 221a um das vorgeformte Produkt 110 herum gebildet (siehe (a) und (b) von 3).
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Bei der Vertiefung 221a des ersten Blocks 221 ist ein Durchgangsloch 221b ausgebildet, um den ersten Block 221 in der beweglicher Richtung an einer Stelle zu durchdringen, die dem Filter 115 des vorgeformten Produkts 110 entspricht. Das Durchgangsloch 221b entspricht einem Loch, entlang welchem der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 hauptsächlich gleitet. Ein Spalt, der in der radialen Richtung zwischen dem Durchgangsloch 221b und dem distalen Endabschnitt 226c gebildet ist, ist sehr klein und hochgenau in einem Bereich eingestellt, der eine Gleitbewegung des distalen Endabschnitts 226c ermöglicht, um das Eindringen des geschmolzenen Harzabschnitts 120 in den Spalt zu beschränken.
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Der zweite Block 222 entspricht einem Block, der eine Plattenform aufweist und auf einer Gegenseite des ersten Blocks 221, die entgegengesetzt zu der unteren Form 210 liegt, angeordnet ist. Ein Durchgangsloch 222a durchdringt den zweiten Block 222 in der beweglichen Richtung an einer Stelle, die dem Durchgangsloch 221b des ersten Blocks 221 entspricht. Das Durchgangsloch 222a entspricht einem Loch, entlang welchem hauptsächlich ein Hauptkörper 226a (ein Abschnitt, der sich auf einer Seite eines Kopfes 226b des distalen Endabschnitts 226c befindet) des beweglichen Stiftes 226 gleitet. Eine Spaltgröße, die zwischen dem Durchgangsloch 222a und dem beweglichen Stift 226 in der radialen Richtung definiert ist, ist so eingestellt, dass der bewegliche Stift 226 in dem Durchgangsloch 222a geeignet geführt wird.
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Der zweite Block 222 ist mit dem ersten Block 221 beispielsweise durch Schrauben mechanisch verbunden, so dass der erste Block 221 und der zweite Block 222 integral beweglich sind. Ein Satz aus dem ersten Block 221 und dem zweiten Block 222 entspricht einem vertiefungsseitigen Formabschnitt der vorliegenden Offenbarung, der die Vertiefung 221a umfasst. Die ersten und zweiten Blöcke 221, 222 können integral in einem Stück ausgebildet sein.
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Der dritte Block 223 entspricht einem Block, der eine Plattenform aufweist und auf einer Gegenseite des zweiten Blocks 222, die entgegengesetzt zu dem ersten Block 221 liegt, angeordnet ist. Der dritte Block 223 entspricht einem bleibenden Formabschnitt der vorliegenden Offenbarung. Der dritte Block 223 weist einen Aufnahmeabschnitt 223a (Raum) auf, der den Kopf 226b des beweglichen Stiftes 226 und die Feder 227 aufnimmt und an einer Stelle ausgebildet ist, die den Durchgangslöchern 221b, 222a entspricht. Der Aufnahmeabschnitt 223a ist als ein Loch ausgebildet, das den dritten Block 223 in der beweglichen Richtung durchdringt. Ein Anschlag 223b, der radial nach innen vorsteht und eine Position des Kopfes 226b des beweglichen Stiftes 226 beschränkt, ist an einem Umfang einer Öffnung des Aufnahmeabschnitts 223a, die auf der Seite des zweiten Blocks 222 angeordnet ist, ausgebildet.
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Darüber hinaus sind eine Mehrzahl von Aufnahmeabschnitten 223c (Räume), von denen jeder eine Kopfseite eines Verbindungsstiftes 224a eines entsprechenden der Verbindungsabschnitte 224 aufnimmt, in einem Bereich um den Aufnahmeabschnitt 223a im dritten Block 223 ausgebildet. Jeder Aufnahmeabschnitt 223c ist als ein Loch ausgebildet, das den dritten Block 223 in der beweglichen Richtung durchdringt. Ein Anschlag 223d, der radial nach innen vorsteht und eine Position des Kopfes des entsprechenden Verbindungsstiftes 224a beschränkt, ist an einem Umfang einer Öffnung des entsprechenden Aufnahmeabschnitts 223c, die auf der Seite des zweiten Blocks 222 angeordnet ist, ausgebildet.
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Jeder der Verbindungsabschnitte 224 entspricht einem Element, das den dritten Block 223 relativ zu dem Satz der ersten und zweiten Blöcke 221, 222 in einer Art und Weise koppelt, dass ein Spalt (Größe A), der zwischen dem dritten Block 223 und dem Satz der ersten und zweiten Blöcke 221, 222 gebildet ist, angepasst werden kann, und jeder der Verbindungsabschnitte 224 umfasst den Verbindungsstift 224a und eine Feder 224b.
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Der Verbindungsstift 224a entspricht einem Stabelement mit dem Kopf. Ein distaler Endabschnitt des Verbindungsstiftes 224a, der entgegengesetzt zu dem Kopf liegt, ist mechanisch an dem zweiten Block 222 fixiert. Beispielsweise ist an dem distalen Endabschnitt des Verbindungsstiftes 224a ein Außengewinde ausgebildet und am zweiten Block 222 ist ein entsprechendes Innengewinde ausgebildet. Der Verbindungsstift 224a wird am zweiten Block 222 fixiert, indem das Außengewinde des Verbindungsstiftes 224a mit dem Innengewinde des zweiten Blocks 222 in Gewindeeingriff gebracht wird. Der Kopf des Verbindungsstiftes 224a ist in dem entsprechenden Aufnahmeabschnitt 223c des dritten Blocks 223 aufgenommen, so dass die Kopfseite des Verbindungsstiftes 224a in dem Aufnahmeabschnitt 223c gleiten kann. Darüber hinaus ist eine Position des Kopfes des Verbindungsstiftes 224a relativ zu dem dritten Block 223 beschränkt, wenn der Kopf des Verbindungsstiftes 224a den Anschlag 223d berührt.
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Darüber hinaus dienen die Federn 224b als eine Mehrzahl von elastischen Elementen, die zwischen dem zweiten Block 222 und dem dritten Block 223 an einer Stelle benachbart zu den Verbindungsstiften 224a angeordnet sind. Beispielsweise wird als jede der Federn 224b eine Schraubenfeder verwendet. Die Federn 224b sind konfiguriert, um eine Druckkraft in einer Richtung aufzubringen, die den zwischen dem dritten Block 223 und dem Satz der ersten und zweiten Blöcke 221, 222 ausgebildeten Spalt (Größe A) vergrößert.
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Die bewegliche Platte 225 entspricht einem Plattenelement, das auf einer Gegenseite des dritten Blocks 223 entgegengesetzt zu dem zweiten Block 222 angeordnet ist und durch eine externe Antriebsvorrichtung in der beweglichen Richtung bewegt wird. Der dritte Block 223 ist beispielsweise mit Schrauben mechanisch mit der beweglichen Platte 225 verbunden. Das heißt, der dritte Block 223 kann von der externen Antriebsvorrichtung in der beweglichen Richtung angetrieben werden. Die ersten und zweiten Blöcke 221, 222 können zusammen mit dem dritten Block 223 über die Verbindungsabschnitte 224 auch in der beweglichen Richtung angetrieben werden.
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Der bewegliche Stift 226 entspricht einem Element, das zum Klemmen bzw. Einspannen des vorgeformten Produkts 110 zu der Zeit der Ausführung eines Formschließbetriebs konfiguriert ist. Der Kopf 226b ist an einem Ende des stabförmig gestalteten Hauptkörpers 226a ausgebildet. Der distale Endabschnitt 226c ist an der Gegenseite des beweglichen Stiftes 226 entgegengesetzt zu dem Kopf 226b ausgebildet.
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Der Kopf 226b des beweglichen Stiftes 226 ist in dem Aufnahmeabschnitt 223a des dritten Blocks 223 so aufgenommen, dass der Kopf 226b des beweglichen Stiftes 226 in dem Aufnahmeabschnitt 223a gleiten kann bzw. verschiebbar ist. Die Gleitrichtung des beweglichen Stiftes 226 ist gleich der beweglichen Richtung der oberen Form 220. Die Position des Kopfes 226b relativ zu dem dritten Block 223 ist beschränkt, wenn der Kopf 226b den Anschlag 223b des Aufnahmeabschnitts 223a berührt.
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Der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 ist durch die Durchgangslöcher 221b, 222a eingeführt. Die Position des distalen Endabschnitts 226c ist so voreingestellt, dass in einem Zustand, in dem der Kopf 226b mit dem Anschlag 223b in Kontakt steht und die Köpfe der Verbindungsstifte 224a die Anschläge 223b kontaktieren (der Zustand, in dem der Spalt A maximal ist), der distale Endabschnitt 226c nicht in die Vertiefung 221a (den Hohlraum 230) des ersten Blocks 221 vorsteht. Insbesondere ist die Position des distalen Endabschnitts 226c so voreingestellt, dass der distale Endabschnitt 226c innerhalb des Durchgangslochs 221b aufgenommen ist.
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Die Feder 227 entspricht einem elastischen Element, das in dem Aufnahmeabschnitt 223a des dritten Blocks 223 aufgenommen ist. Beispielsweise wird eine Schraubenfeder als die Feder 227 verwendet. Ein Ende der Feder 227 in einer Expansions-Kontraktions-Richtung der Feder 227 steht mit dem Kopf 226b des beweglichen Stiftes 226 in Kontakt, und das andere Ende der Feder 227 in der Expansions-Kontraktions-Richtung der Feder 227 steht mit der beweglichen Platte 225 in Kontakt. Die Feder 227 übt eine Druck- bzw. Vorspannkraft gegen den beweglichen Stift 226 aus, um den beweglichen Stift 226 in Richtung hin zu der unteren Form 210 (in Richtung hin zu dem vorgeformten Produkt 110) zu verschieben. Außerdem dehnt sich die Feder 227 aus und zieht sich zusammen, um eine Anpassung des Vorsprungsbetrags des beweglichen Stiftes 226 in die Vertiefung 221a des ersten Blocks 221 gemäß einer Variation der Dicke des vorgeformten Produkts 110 zu ermöglichen.
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Anschließend wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 der Betrieb der Form 200 zum Einsatzformen, die in der vorstehend beschriebenen Art und Weise aufgebaut ist, beschrieben. Bei der Form 200 zum Einsatzformen wird das vorgeformte Produkt 110 im geöffneten Formzustand auf der unteren Form 210 angeordnet. Anschließend werden ein erster Formschließvorgang und ein zweiter Formschließvorgang ausgeführt. Danach wird der Harzabschnitt 120 (das Harzmaterial im geschmolzenen Zustand) in den Hohlraum 230 gefüllt.
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1. Formöffnungsvorgang
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Der in (a) von 3 dargestellte geöffnete Formzustand wird durch die externe Antriebsvorrichtung implementiert bzw. realisiert. Zu der Formöffnungszeit wird der dritte Block 223 aus dem geschlossenen Formzustand ((c) von 3) durch die externe Antriebsvorrichtung um einen Maximalbetrag (Größe A + Größe B, wie später beschrieben) hin zu der Gegenseite entgegengesetzt zu der unteren Form 210 angetrieben.
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Zu dieser Zeit ist der zweite Block 222 durch die Federn 224b der Verbindungsabschnitte 224 in der Richtung weg von dem dritten Block 223 vorgespannt, und der Kopf von jedem der Verbindungsstifte 224a steht mit dem entsprechenden Anschlag 223d des dritten Blocks 223 in Kontakt. Dadurch wird der Spalt (Größe A) zwischen dem zweiten Block 222 und dem dritten Block 223 maximiert. In dem Zustand, in dem der maximale Spalt A ausgebildet ist, werden der zweite Block 222 und der erste Block 221 zusammen mit dem dritten Block 223 über die Verbindungsabschnitte 224 hin zu der Gegenseite entgegengesetzt zu der unteren Form 210 angetrieben. Anschließend wird der geöffnete Formzustand, der die Größe B implementiert, zwischen der unteren Form 210 und dem ersten Block 221 geschaffen.
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Zu dieser Zeit ist der Kopf 226b des beweglichen Stiftes 226 durch die Feder 227 in Richtung hin zu der unteren Form 210 vorgespannt und kontaktiert dadurch den Anschlag 223b des dritten Blocks 223, so dass die Position des Kopfes 226b des beweglichen Stiftes 226 beschränkt ist. Außerdem ist der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 innerhalb des Durchgangslochs 221b aufgenommen, ohne in die Vertiefung 221a des ersten Blocks 221 vorzustehen. Anschließend wird das vorgeformte Produkt 110 bei dem Einrichtungsabschnitt 211 der unteren Form eingerichtet.
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2. Erster Formschließvorgang
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Als nächstes wird der erste Formschließvorgang zum Implementieren des unter (b) von 3 gezeigten Zustands durch die externe Antriebsvorrichtung ausgeführt. Der erste Formschließvorgang entspricht einem Formschließvorgang, der endet, wenn der dritte Block 223 von der externen Antriebsvorrichtung ausgehend von dem geöffneten Formzustand in Richtung hin zu der unteren Form 210 um den Betrag, welcher der Größe B entspricht, angetrieben wird. Zu dieser Zeit werden die ersten, zweiten und dritten Blöcke 221, 222, 223 in dem Zustand, in dem die Größe A des Spaltes zwischen dem zweiten Block 222 und dem dritten Block 223 durch die Federn 224b der Verbindungsabschnitte 224 aufrechterhalten wird, integral in Richtung hin zu der unteren Form 210 bewegt. Ein Endteil des ersten Blocks 221, der sich auf der Seite der unteren Form 210 befindet, kontaktiert die untere Form 210, so dass die Größe B zu null wird, und der Hohlraum 230 ist durch die Vertiefung 221a um das vorgeformte Produkt 110 ausgebildet.
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Auch zu dieser Zeit wird in ähnlicher Art und Weise zu dem vorstehend erläuterten geöffneten Formzustand der Kopf 226b des beweglichen Stiftes 226 durch die Feder 227 in Richtung hin zu der unteren Form 210 gedrückt bzw. vorgespannt, so dass der Kopf 226b den Anschlag 223b des dritten Blocks 223 berührt, und dadurch wird die Position des Kopfes 226b beschränkt. Der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 ist innerhalb des Durchgangslochs 221b aufgenommen, ohne in die Vertiefung 221a des ersten Blocks 221 vorzustehen. Insbesondere wird in diesem Stadium des ersten Formschließvorgangs der distale Endabschnitt 226c in einen Nicht-Kontakt-Zustand versetzt, in dem der distale Endabschnitt 226c nicht mit dem vorgeformten Produkt 110 in Kontakt steht.
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3. Zweiter Formschließvorgang
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Als nächstes wird der zweite Formschließvorgang zum Implementieren des unter (c) von 3 gezeigten Zustands durch die externe Antriebsvorrichtung ausgeführt. Der zweite Formschließvorgang entspricht einem Formschließvorgang, der abgeschlossen ist, wenn der dritte Block 223 ausgehend von dem Endzustand des ersten Formschließvorgangs durch die externe Antriebsvorrichtung in Richtung hin zu der unteren Form 210 um den Betrag bewegt ist, welcher der Größe A entspricht. Zu dieser Zeit sind die Federn 224b der Verbindungsabschnitte 224 durch die Kraft der externen Antriebsvorrichtung komprimiert, und der Kopf von jedem Verbindungsstift 224a wird in dem entsprechenden Aufnahmeabschnitt 223c des dritten Blocks 223 hin zu der beweglichen Platte 225 geschoben. Dadurch kontaktiert der dritte Block 223 den zweiten Block 222, und dadurch wird der Spalt A zwischen dem dritten Block 223 und dem zweiten Block 222 zu null.
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In dieser Stufe des zweiten Formschließvorgangs wird der bewegliche Stift 226 durch die Feder 227 in Richtung hin zu der unteren Form 210 gedrückt bzw. vorgespannt, und dadurch steht der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 in den Hohlraum 230 vor. Der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 stößt (berührt) gegen den Filter 115 (einen Abschnitt des Filters 115) des vorgeformten Produkts 110. Selbst in einem Fall, in dem die Variation der Dicke des vorgeformten Produkts 110 vorliegt, wird die Variation durch die Expansion und Kontraktion der Feder 227 absorbiert, so dass die Kontaktposition des distalen Endabschnitts 226c relativ zu dem Filter 115 aufrechterhalten bleibt.
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4. Formen des Harzabschnitts 120
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Als nächstes wird ein geschmolzenes Harzmaterial in den Hohlraum 230 gefüllt und für eine vorbestimmte Zeitdauer bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten, und dadurch wird der Harzabschnitt 120 ausgebildet. Insbesondere wird das vorgeformte Produkt 110 in die Form des Formprodukts 100 integriert. Dann wird ein Formöffnungsvorgang in einer Reihenfolge (c), (b) und (a) von 3 ausgeführt, und dann wird das Formprodukt 100 aus der unteren Form 210 entnommen.
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Hier wird, wie in 4 gezeigt ist, wenn das geschmolzene Harzmaterial (Harzabschnitt 120), das in einen Spalt zwischen dem Durchgangsloch 221b des ersten Blocks 221 und dem distalen Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 eindringt, verfestigt, der bewegliche Stift 226 am ersten Block 221 fixiert und dadurch kann eine Gleit-Fehlfunktion des beweglichen Stiftes 226 auftreten.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die obere Form 220 in den vertiefungsseitigen Formabschnitt (den Satz aus den ersten und zweiten Blöcken 221, 222), der die Vertiefung 221a umfasst, und den bleibenden Formabschnitt (den dritten Block 223) unterteilt, und der vertiefungsseitige Formabschnitt und der übrige Formabschnitt sind durch die Verbindungsabschnitte 224 so miteinander gekoppelt, dass die Größe des Spaltes A angepasst werden kann. Zu der Zeit der Ausführung des Formschließvorgangs wird der erste Formschließvorgang, bei dem der Satz der ersten und zweiten Blöcke 221, 222 in Kontakt mit der unteren Form 210 angeordnet wird, und danach der zweite Formschließvorgang, bei dem der dritte Block 223 in Kontakt mit dem Satz der ersten und zweiten Blöcke 221, 222 angeordnet wird, ausgeführt.
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Darüber hinaus ist der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 so eingerichtet, dass dieser beim ersten Formschließvorgang in dem Nicht-Kontakt-Zustand angeordnet ist, in dem der distale Endabschnitt 226c nicht mit dem vorgeformten Produkt 110 in Kontakt steht, und danach kommt der distale Endabschnitt 226c beim zweiten Formschließvorgang mit dem Abschnitt des vorgeformten Produkts 110 in Kontakt.
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Falls der bewegliche Stift 226 beispielsweise durch die Fixierung des beweglichen Stiftes 226 an dem ersten Block 221 in die Gleit-Fehlfunktion versetzt wird, ist der bewegliche Stift 226 in dem Nicht-Kontakt-Zustand, in dem der bewegliche Stift 226 beim ersten Schließvorgang nicht mit dem vorgeformten Produkt 110 in Kontakt steht, an dem ersten Block 221 fixiert. Danach kommt es zu der Zeit der Ausführung des zweiten Formschließvorgangs zu keiner Änderung der Position des beweglichen Stiftes 226 relativ zu dem ersten Block 221. Dadurch wird der Betrag der Gleitbewegung des beweglichen Stiftes 226, die durch den zweiten Schließvorgang erzeugt werden soll, von der Feder 227 absorbiert.
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Daher wird der bewegliche Stift 226 auch nach dem Abschluss des zweiten Formschließvorgangs in dem Nicht-Kontakt-Zustand gehalten, in dem der bewegliche Stift 226 nicht mit dem vorgeformten Produkt 110 in Kontakt steht (d.h., der bewegliche Stift 226 bleibt fixiert). Selbst wenn die Gleit-Fehlfunktion des beweglichen Stiftes 226 eintritt, verursacht der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 daher keine Beschädigung des vorgeformten Produkts 110.
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Darüber hinaus wird zu der Zeit eines normalen Betriebs ein Bereich des Harzmaterials 120, der dem distalen Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 entspricht, als die Harzvertiefung 121 ausgebildet. Der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 ist zu der Zeit des ersten Formschließvorgangs an der Position eingerichtet, an welcher der distale Endabschnitt 226c noch nicht in den Hohlraum 230 vorsteht.
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Auf diese Art und Weise wird auch dann, wenn der bewegliche Stift 226 aufgrund der Fixierung in die Gleit-Fehlfunktion gebracht wird, die Harzvertiefung 121 nicht bei dem Harzmaterial 120 des Formproduktes 100 ausgebildet, sondern im Gegenteil, am Harzmaterial 120 wird ein Vorsprung ausgebildet. Durch eine optische Überprüfung, ob der Harzvertiefungsabschnitt 121 am fertigen Formprodukt 100 vorhanden ist, ist es daher möglich, auf einfache Art und Weise eine Abnahme/Fehler-Beurteilung des Produkts vorzunehmen.
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Darüber hinaus wird, wenn der Formöffnungsvorgang nach dem Ausbilden des Harzabschnitts 120 durch die Ausführung des zweiten Formschließvorgangs während der Zeit des normalen Betriebs ausgeführt wird, der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226, der in den Hohlraum 230 vorsteht, in das Durchgangsloch 221b des ersten Blocks 221 zurückgezogen. Daher wird das Harzmaterial, das an dem distalen Endabschnitt 226c haftet, an der Öffnung des Durchgangslochs 221b abgeschabt, so dass eine mit der Fixierung verbundene Angst verringert werden kann. Hier ist es wünschenswert, dass das Harzmaterial, das vom distalen Endabschnitt 226c abgeschabt wird, beispielsweise durch Absaugen des Harzmaterials entfernt wird.
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5 zeigt eine Form 200A zum Einsatzformen, die gemäß einer früher vorgeschlagenen Technologie aufgebaut ist, als ein Vergleichsbeispiel, das mit der vorliegenden Ausführungsform verglichen werden kann. Eine obere Form 220A ist gebildet, indem der erste Block 221 und der dritte Block 223 integral zusammen ausgebildet sind, so dass die obere Form 220A nicht die Funktion aufweist, um den ersten Formschließvorgang und den zweiten Formschließvorgang auszuführen. Der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226 steht immer in die Vertiefung 221a vor.
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Gemäß der früher vorgeschlagenen Technologie, die vorstehend erläutert ist, kann die Gleitanpassung des beweglichen Stiftes 226 durch die Feder 227 beim Auftreten des Fixierens des beweglichen Stiftes 226 nicht erfolgen, so dass der distale Endabschnitt 226c das vorgeformte Produkt 110 möglicherweise beschädigen kann. In diesem Fall bildet der distale Endabschnitt 226c die Harzvertiefung 121 bei dem Formprodukt 100, so dass es schwierig ist, ein defektes Produkt anhand der Erscheinung des fertigen Formprodukts 100 zu unterscheiden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der vorstehend beschriebene Nachteil der früher vorgeschlagenen Technologie verringert werden.
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(Weitere Ausführungsformen)
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Bei der ersten Ausführungsform ist der distale Endabschnitt 226c des beweglichen Stiftes 226c beim ersten Formschließvorgang innerhalb des Durchgangslochs 221b des ersten Blocks 221 aufgenommen, ohne in den Hohlraum 230 vorzustehen. Alternativ kann der distale Endabschnitt 226c so konfiguriert sein, dass dieser in einem solchen Ausmaß in Richtung hin zu dem Hohlraum 230 vorsteht, dass der distale Endabschnitt 226c bündig mit der Öffnung der Vertiefung 221a ist oder der distale Endabschnitt 226c das vorgeformte Produkt 110 nicht berührt, solange der distale Endabschnitt 226c in dem Nicht-Kontakt-Zustand gehalten wird, in dem der distale Endabschnitt 226c mit dem vorgeformten Produkt 110 nicht in Kontakt steht.
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Falls der distale Endabschnitt 226c an der Stelle angeordnet ist, an welcher der distale Endabschnitt 226c bündig mit der Öffnung der Vertiefung 221a ist, wird die Harzvertiefung 121 am fertigen Formteil 100 nicht ausgebildet. Daher kann eine Überprüfung des Vorhandenseins der Harzvertiefung 121 als ein Element einer visuellen Kontrolle des fertigen Produkts dienen. Falls der distale Endabschnitt 226c so eingerichtet ist, dass dieser in einem solchen Ausmaß in den Hohlraum 230 hineinragt, dass der distale Endabschnitt 226c das vorgeformte Produkt 110 nicht berührt, wird die Harzvertiefung 121 ausgebildet, die im Vergleich zur geplanten Tiefe der Harzvertiefung 121 eine geringere Tiefe aufweist. Daher kann in einem solchen Fall die Überprüfung des Vorhandenseins der Harzvertiefung 121 etwas schwierig sein, um als das Element der optischen Kontrolle des fertigen Produkts zu dienen.
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Bei der ersten Ausführungsform ist die untere Form 210 als die stationäre Form ausgebildet und die obere Form 220 ist als die bewegliche Form ausgebildet. Alternativ kann die untere Form 210 als eine bewegliche Form konfiguriert sein. In einem solchen Fall wird der erste Formschließvorgang durch in Kontakt Bringen der unteren Form 210 mit dem ersten Block 221 ausgeführt und der zweite Formschließvorgang wird durch in Kontakt Bringen des Satzes der ersten und zweiten Blöcke 221, 222 mit dem dritten Block 223 zusammen mit der unteren Form 210 im Ansprechen auf eine weitere Bewegung der unteren Form 210 ausgeführt.
