JP2002187160A - 成形用金型及び成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】成形時にインサート部品を確実に固定すること
ができるとともに、成形品をスムーズに離型することが
できる成形用金型を提供する。 【解決手段】インサート部品１２と樹脂材料１１とを一
体化するインサート成形を行うための成形用金型であっ
て、樹脂材料を充填するキャビティを形成する可動側の
金型１及び固定側の金型２と、固定側の金型に配置され
インサート部品を位置決めするための第１の位置決めピ
ンであって、インサート部品が温度により膨張又は収縮
する方向に移動可能に配置された第１の位置決めピン５
とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラスチック材料を
溶融し、金型内に射出、充填させ、金型内で冷却・固化
させて成形品を金型から取り出すプラスチック射出成形
において、金型内にインサート部品をインサートして成
形をするインサート成形にかかわり、とくに成形品を精
度よく成形するための成形用金型及び成形品に関するも
のである。

【従来の技術】プラスチック射出成形において、プラス
チック成形品の強度を向上させたり、線膨張係数を低く
抑えるために、金属やセラミック、カーボンなどでつく
られたインサート部品を金型にセットして溶融した樹脂
を金型内に射出し、金型内で冷却・固化させて、インサ
ート部品と樹脂とを一体化するインサート成形が一般に
行われている。

【０００２】インサート成形を行う場合、インサート部
品が金型内に挿入され、金型を閉じてキャビティを形成
する際に金型内で固定され、溶融樹脂が金型に射出され
る。

【０００３】成形時にインサート部品には樹脂の圧力が
かかって金型内で移動しようとするので、それを抑える
ためにインサート成形用の金型には成形時にインサート
部品を固定するインサート固定、あるいはインサート押
さえの機構を設けている。

【０００４】インサート部品を成形金型に固定する方法
としては、金型に真空引きする機構を設けて、真空ポン
プとつなぎ、インサート部品を挿入するときに真空ポン
プを介して金型の真空引き機構から真空引きを行い、金
型にインサート部品を吸着させて固定したり、インサー
ト固定ピンやインサート押さえをスプリングの弾性によ
って押さえることでインサート部品を固定したり、イン
サート固定ピンやインサート押さえを油圧により押さえ
る機構が設けられたり、磁石によってインサート部品を
吸着したりすることが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】インサート部品を金型
に挿入し、インサート部品を金型内で固定するには、金
型に真空引きの機構を組み込んだり、インサート固定ピ
ンやインサート押さえ機構を金型に設けるため、金型構
造が複雑になり、さらに真空引きを行う際には真空ポン
プなどの装置も必要である。

【０００６】また、そのようなインサート部品を定位置
に固定するための機構を設けても、インサート部品のバ
ラツキにより、インサートの固定が十分でないと成形時
に溶融樹脂の圧力によってインサート部品が移動した
り、インサート部品が移動したために金型の本来樹脂が
まわり込んではいけない部分に樹脂がまわり込んだり、
さらに場合によってはインサート部品の破損、金型の破
損を生じることがある。

【０００７】また、インサート部品と樹脂は線膨張係数
が大きく異なることが多いため、インサート成形後に金
型を開くと、成形品は収縮、あるいは膨脹しようとする
が、インサート固定ピンやインサート押さえ機構に収縮
や膨脹をおさえられて、インサート固定ピンやインサー
ト押さえ機構に食い付いた状態になり、離型や、エジャ
クタピンによる突き出し時に、スムーズに離型できず、
成形品が変形することもある。

【０００８】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、成形時にインサート部
品を確実に固定することができるとともに、成形品をス
ムーズに離型することができる成形用金型及びそれによ
り成形された成形品を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる成形用金型は、
インサート部品と樹脂材料とを一体化するインサート成
形を行うための成形用金型であって、前記樹脂材料を充
填するキャビティを形成する可動側の金型及び固定側の
金型と、前記固定側の金型に配置され前記インサート部
品を位置決めするための第１の位置決めピンであって、
前記インサート部品が温度により膨張又は収縮する方向
に移動可能に配置された第１の位置決めピンとを具備す
ることを特徴としている。

【００１０】また、この発明に係わる成形用金型におい
て、前記固定側の金型に移動不能に配置され前記インサ
ート部品を位置決めするための第２の位置決めピンを更
に具備することを特徴としている。

【００１１】また、この発明に係わる成形用金型におい
て、前記可動側の金型に固定され、前記インサート部品
を、該インサート部品の弾性変形範囲内で変形するよう
に前記固定側の金型に押し付ける固定ピンを更に具備す
ることを特徴としている。

【００１２】また、本発明に係わる成形品は、上記の成
形用金型により成形されたことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について説明する。

【００１４】まず、一実施形態の概要について説明す
る。

【００１５】本実施形態は、インサート部品を樹脂と一
体化するインサート成形で、インサート部品を金型に複
雑な機構を組み込むことなく、成形時に溶融樹脂の圧力
によってインサート部品が移動しないように、金型を閉
じることで固定でき、成形後に金型が開いたときに成形
品が収縮、膨脹しても、成形品を変形させることなく金
型から取り出すことのできる成形用金型を提供するもの
である。そのために、インサート位置決めピンやインサ
ート固定ピンが金型内に設置され、そのインサート位置
決めピンは成形品の収縮や膨脹する方向に自在に動くよ
うに設置されている。インサート部品を金型に挿入し、
金型を閉じると、インサート固定ピンは、インサート部
品との接触部分でインサート部品をその厚み方向の弾性
変形域以内の変形量で変形させて押さえる。これによ
り、インサート部品は成形時に樹脂の圧力によって金型
内で移動することなく、成形後は金型が開くと同時に成
形品の収縮や、膨脹する方向にインサート位置決めピン
が成形品とともに移動するので、成形品がインサート位
置決めピンに食い付くことがなく、離型時やエジェクタ
で突き出す際に成形品が変形することなく金型から取り
出すことができる。

【００１６】本実施形態の成形用金型は、強度を必要と
する電子機器の筐体、小さな線膨張係数を必要とするイ
ンクジェットプリンタヘッドなどインサート成形によっ
てインサート部品と樹脂を一体化することが必要なイン
サート成形方法において有効に活用することができる。

【００１７】以下、一実施形態について具体的に説明す
る。

【００１８】図１は本発明の一実施形態の成形用金型を
示す図である。

【００１９】図１において、１は可動側金型、２は固定
側金型、３はインサート位置決めピン、４はインサート
位置決めピン３の先端部分を挿入する形状が設けられた
インサート固定ピン、５は成形品の収縮や膨脹する方向
（図中矢印Ａで示す方向）に自在に動くように配置され
たインサート位置決めピン、６はインサート位置決めピ
ン５の先端部分を挿入する形状が設けられたインサート
固定ピン、７はインサート位置決めピン３，５を支持す
る支持板、８，９はインサート位置決めピン５が成形品
の収縮や膨脹する方向に移動するためのクリアランス
で、クリアランス９はインサート位置決めピン５が固定
側金型２のパーティングライン側へ抜けないように配置
されている。クリアランス１０はインサート固定ピン６
に設けられインサート位置決めピン５を挿入する形状
で、その形状は成形品の収縮や膨脹によってインサート
位置決めピン５が移動しても干渉しないように形成され
ている。１１はこの金型によってインサート成形される
樹脂部分、１２はインサート部品、１５はインサート位
置決め穴である。

【００２０】図２はこの成形用金型で成形されたインク
ジェットプリンタヘッドを金型から取り出した後、図１
の可動側金型の方向から見た図である。図２において、
１２はインサート部品で１１は樹脂部分、１５はインサ
ート位置決め穴、１６はインサート固定ピン４，６によ
って金型に押し付けられる押し付け部分でインサート部
品１２がむき出しになっている。

【００２１】このインクジェットプリンタヘッドは線膨
張係数を小さくするために、インサート部品として線膨
張係数の小さいインバー合金を使い、樹脂にはポリサル
ホンを使用している。

【００２２】成形を行う前は、インサート部品１２のイ
ンサート位置決め穴１５の間隔は１８．０ｍｍである
が、このインサート部品の周囲にインサート成形によっ
て樹脂を充填すると、金型内で樹脂は冷却され、樹脂の
収縮によってインサート部品が収縮し、金型が開く温度
では１７．９ｍｍになる。

【００２３】今までのインサート位置決めピンが移動し
ないインサート固定方法では、金型を開いて成形品を取
り出すときにインサート部品の位置決め穴と金型のイン
サート位置決めピンの相対位置が成形品の収縮によって
変化し、インサート位置決めピンが変形したり、成形品
が固定側の金型にとられてしまうことがあった。

【００２４】また、このインクジェットプリンタヘッド
には微細な形状があり、微細形状部分に樹脂を充填させ
るために、８００ｍｍ／ｓの高速で射出するため、従来
では成形時の樹脂がインサート固定ピンによってインサ
ート部品を押さえる部分にまわり込んだりして成形品が
固定側金型にとられたり、成形品として不良になるもの
があった。

【００２５】そこで、本実施形態では、図１のように構
成された金型の固定側金型２のインサート位置決めピン
３，５に、インサート部品１２がインサート位置決め穴
１５を通して金型に挿入され、可動側金型１を移動し
て、固定側金型２と一体になるように金型を閉じてキャ
ビティが形成されると、インサート部品１２はインサー
ト固定ピン４，６によってインサート部品１２の厚み方
向の弾性変形域以内の変形量（具体的にはインサート部
品１２の厚みが薄くなる方向の弾性変形）で金型に押し
付けられ、固定される。

【００２６】溶融樹脂の射出によって樹脂が８００ｍｍ
／ｓでキャビティに充填され、インサート部品１２にも
樹脂の圧力がかかるが、インサート部品１２はインサー
ト固定ピン４，６によってインサート部品１２の弾性変
形域以内の変形量で金型に押し付け固定されているの
で、移動することなく、インサート固定ピン４，６とイ
ンサート部品１２の接触部分１６に樹脂がまわり込むこ
とがない。

【００２７】充填が完了し、金型内で溶融樹脂が冷却・
固化されるときに樹脂が収縮し、インサート部品１２の
インサート位置決め穴１５の間隔が変化するが、金型を
開いたときにインサート位置決めピン５が成形品の収縮
方向に移動するので、成形品はインサート位置決めピン
に引っかかることなく、金型から取り出すことができ
る。

【００２８】図１のように構成された金型でインサート
成形を行ったところ、インサート固定ピン４，６が、金
型を閉じたときにはインサート部品１２をインサート部
品の厚さ方向の弾性変形域以内で変形させて固定するた
め、インサート部品１２が移動したり、インサート部品
１２とインサート固定ピン４，６の間に樹脂がまわり込
むことがなく、金型を開いて成形品を取り出すときに
は、インサート位置決めピン５が成形品の収縮方向に移
動してインサート部品１２のインサート位置決め穴１５
の間隔の変化に対応するため、インサート位置決めピン
に成形品がとられることなく良品を得ることができるよ
うになった。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、成
形時にインサート部品を確実に固定することができると
ともに、成形品をスムーズに離型することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の成形用金型を示す図であ
る。

【図２】図１の成形用金型で成形されたインクジェット
プリンタヘッドを金型から取り出した後、図１の可動側
金型の方向から見た図である。

【符号の説明】

１ 移動側金型 ２ 固定側金型 ３ インサート位置決めピン ４ インサート固定ピン ５ インサート位置決めピン ６ インサート固定ピン ７ 支持板 ８ クリアランス ９ クリアランス １０ クリアランス １１ 樹脂 １２ インサート部品 １５ インサート位置決め穴 １６ 押し付け部分

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インサート部品と樹脂材料とを一体化す
   るインサート成形を行うための成形用金型であって、 前記樹脂材料を充填するキャビティを形成する可動側の
   金型及び固定側の金型と、 前記固定側の金型に配置され前記インサート部品を位置
   決めするための第１の位置決めピンであって、前記イン
   サート部品が金型、樹脂、ヒーター等から熱を与えられ
   たり、あるいは熱を奪われたりすることにより膨張又は
   収縮する方向に移動可能に配置された第１の位置決めピ
   ンとを具備することを特徴とする成形用金型。
2. 【請求項２】 前記固定側の金型に移動不能に配置され
   前記インサート部品を位置決めするための第２の位置決
   めピンを更に具備することを特徴とする請求項１に記載
   の成形用金型。
3. 【請求項３】 前記可動側の金型に固定され、前記イン
   サート部品を、該インサート部品の弾性変形範囲内で変
   形するように前記固定側の金型に押し付ける固定ピンを
   更に具備することを特徴とする請求項１に記載の成形用
   金型。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   成形用金型により成形されたことを特徴とする成形品。