JP2005041119A - 金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法 - Google Patents

金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 中子部材の装着および抜き取り作業が容易であると共に、金属板部材の変形を防止することができる金属板部材の樹脂インサート成形治具の提供。
【解決手段】 拡縮治具2は、金属製のアッパセンタ19を構成する金属製薄肉閉断面の角パイプP内に挿入可能な角柱を基本形状とし、この角柱の軸心部に円形で先細り状の圧入穴21aが形成されると共に、角柱の2つの対角線を境として4つに分割された中子部材21、21、21、21と、前記圧入穴21a内に圧入することにより中子部材21、21、21、21を拡開した状態で支持するシャフト22とを備え、各中子部材21の外面には、それぞれ窪み部21bが形成されている。
【選択図】 図4

Description

本発明は、金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法に関する。
従来のこの種の樹脂インサート成形治具および樹脂インサート成形方法としては、パイプ状挿入体(金属板部材)の外周部に任意形状の樹脂部材を射出成形する場合に、パイプ状挿入体の内部に中ピン(中子部材)を挿入することにより、成形金型の締め付け圧力や射出成形時における樹脂圧力でパイプ状挿入体が変形することを防止するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−277579号公報 (明細書(2)頁、図6)
しかしながら、従来技術におけるように、金属板部材(パイプ状挿入体)の内周面と中子部材(中ピン)の外周面との間に隙間があると、金属板部材の変形を完全には防止することができない。そこで、金属板部材の内周面との間に隙間ができないように中子部材を密着させた状態で装着させるためには、中子部材を圧入する作業と樹脂の硬化後に圧入された中子部材を抜き取る作業が必要になるが、圧入により摩擦抵抗が大きくなるため、圧入および抜き取り作業が困難になるという問題がある。
さらに、金属板部材の内周面の形状によっては、中子部材を複数に分割し、挿入後に分割中子相互間にシャフトを圧入して拡開させることにより金属板部材の内周面との間に隙間ができないように中子部材を密着させた状態にする必要があるが、拡開状態では両分割中子相互間に隙間が形成されることになるため、該隙間部分の金属板部材が射出成形時における樹脂圧力で内側へ変形するおそれがあるという問題がある。
本発明の解決しようとする課題は、中子部材の装着および抜き取り作業が容易であると共に、金属板部材の変形を防止することができる金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法を提供することにある。
上記課題を解決するため請求項1記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具は、角部を形成して隣接する2平面を少なくとも有する金属板部材の外面側に射出成形により樹脂をオーバーモールドする際に前記金属板部材の内面側に当接させた状態で支持する複数に分割された中子部材と、該中子部材相互間に圧入することにより該複数の中子部材を拡開した状態で支持するシャフトと、を備え、前記複数の中子部材は前記金属板部材における前記角部を境として分割形成されていることを特徴とする手段とした。
請求項2記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具は、請求項1記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具において、前記複数の中子部材のうちの少なくとも1つには前記金属板材の内面との対向面に窪み部が形成されていることを特徴とする手段とした。
請求項3記載の金属板部材の樹脂インサート成形方法は、前記請求項1に記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具を用い、前記複数に分割された中子部材を前記金属板部材の内面側にそれぞれ沿わせた状態で挿入する工程と、該複数に分割された中子部材相互間に前記シャフトを圧入して複数の中子部材を拡開させることにより該中子部材の外面を金属板部材の内面に当接させた状態で支持する工程と、前記金属板部材の外面側に射出成形により樹脂をオーバーモールドする工程と、前記射出成形が完了した時点で前記中子部材相互間に圧入した前記シャフトを抜き取る工程と、前記中子部材を金属板部材の内面側から抜き取る工程と、を備えることを特徴とする手段とした。
請求項4記載の金属板部材の樹脂インサート成形方法は、前記複数に分割された中子部材を前記金属板部材の内面側にそれぞれ沿わせた状態で挿入する工程と、該複数に分割された中子部材相互間に前記シャフトを圧入して複数の中子部材を拡開させることにより該中子部材の外面を金属板部材の内面に当接させた状態で支持する工程と、前記金属板部材の外面側に射出成形により樹脂をオーバーモールドすると共にに、前記射出成形により樹脂をオーバーモールドする際の樹脂圧力を利用して前記金属板部材を前記中子部材に形成された窪み部内に向けて窪ませ、該金属板部材の窪みと該窪み内に充填硬化された樹脂部分とで金属板部材と樹脂との間の位置ずれを阻止する係合部が形成されるようにする工程と、前記射出成形が完了した時点で前記中子部材相互間に圧入した前記シャフトを抜き取る工程と、前記中子部材を金属板部材の内面側から抜き取る工程と、を備えることを特徴とする手段とした。
請求項5記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた樹脂インサート成形方法において、前記金属製部材が車両のラジエータコアサポートメンバにおける車幅方向に延びる少なくともラジエータコアサポートアッパまたはラジエータコアサポートロアのいずれか一方で、該ラジエータコアサポートアッパの外面にオーバーモールドされる樹脂で構成される部分が前記ラジエータコアサポートアッパと前記ラジエータコアサポートロアとの間を結合する結合部材であることを特徴とする手段とした。
請求項1記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具では、上述のように構成されるため、この樹脂インサート成形治具を用いた請求項3記載の金属板部材の樹脂インサート成形方法に示すように、前記複数に分割された中子部材を金属板部材の内面側にそれぞれ沿わせた状態で挿入し、該複数に分割された中子部材相互間にシャフトを圧入して複数の中子部材を拡開させることにより該中子部材の外面を金属板部材の内面に当接させた状態で支持させ、この状態で成形金型内において金属板部材の外面側に射出成形により樹脂をオーバーモールドする。その後、樹脂が硬化した時点で成形金型を取り外した後、中子部材相互間に圧入したシャフトを抜き取ると共に、中子部材を金属板部材の内面側から抜き取ることにより、金属板部材の外面に樹脂をオーバーモールドした製品が得られる。
そして、前記複数の中子部材が金属板部材における剛性の高い角部を境として分割形成されることで、中子部材相互間にシャフトを圧入して複数の中子部材を拡開することによって分割部に隙間が形成されても、成形金型の締め付け圧力や、射出成形時における樹脂圧力で金属板部材が内側へ潰れることはない。
従って、中子部材の分割構造とシャフトとの組み合わせにより、中子部材の装着および抜き取り作業が容易であると共に、金属板部材の変形を防止することができるようになるという効果が得られる。
請求項2記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具では、上述のように構成されるため、この樹脂インサート成形治具を用いた請求項4記載の金属板部材の樹脂インサート成形方法に示すように、前記複数に分割された中子部材を金属板部材の内面側にそれぞれ沿わせた状態で挿入し、該複数に分割された中子部材相互間にシャフトを圧入して複数の中子部材を拡開させることにより該中子部材の外面を金属板部材の内面に当接させた状態で支持させ、この状態で成形金型内において金属板部材の外面側に射出成形により樹脂をオーバーモールドするが、その際、射出成形時に金型内に圧入される樹脂圧力により金属板部材を中子部材に形成された窪み部内に向けて窪ませるような成形が行なわれる。その後、樹脂が硬化した時点で成形金型を取り外した後、中子部材相互間に圧入したシャフトを抜き取ると共に、中子部材を金属板部材の内面側から抜き取ることにより、金属板部材の外面に樹脂がオーバーモールドされると共に、金属板部材に樹脂圧力で形成された窪み内に樹脂が充填硬化され、これにより、金属板部材の窪みと該窪み内に充填硬化された樹脂部分とで金属板部材と樹脂との間の位置ずれを阻止する係合部が形成された製品が得られる。
そして、前記複数の中子部材が金属板部材における剛性の高い角部を境として分割形成されることで、中子部材相互間にシャフトを圧入して複数の中子部材を拡開することによって分割部に隙間が形成されても、成形金型の締め付け圧力や、射出成形時における樹脂圧力で金属板部材の角部が内側へ潰れることはないし、金属板部材の窪みに対し、該窪み内に充填して硬化された樹脂が係合した係合部が形成されることで、金属板部材と樹脂との密着力低下による位置ずれが阻止された強固な結合状態となる。
従って、中子部材の分割構造とシャフトとの組み合わせにより、中子部材の装着および抜き取り作業が容易であり、かつ、金属板部材の変形を防止することができるようになると共に、金属板部材と樹脂との結合強度を高めることができるようになるという効果が得られる。
請求項5記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法では、上述のように、ラジエータコアサポートメンバにおけるラジエータコアサポートアッパを金属板部材とし、ラジエータコアサポートアッパとラジエータコアサポートロアとの間を結合する結合部材を樹脂で成形し、ラジエータコアサポートアッパの外周面に樹脂をオーバーモールドする際に、請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法を用いるようにしたもので、これにより、ラジエータコアサポートアッパを変形させることなしに、ラジエータコアサポートアッパに対し結合部材の一端を樹脂オーバーモールド成形により結合させることができる。
このように、ラジエータコアサポートメンバにおいて、剛性が必要な部分(ラジエータコアサポートアッパ)に選択的に金属板部材を配しその他の部分(結合部材)を金属板部材に対し樹脂オーバーモールド成形により結合することにより、構造としての剛性を確保しながら樹脂射出成形工法による効果(軽量化、構成部品点数減、製作工数減)を発現することができるようになる。
また、高い寸法精度を要する部分(ラジエータコアサポートアッパ)に選択的に金属板部材を配しその他の部分(結合部材)を金属板部材に対し樹脂オーバーモールド成形により結合することにより、樹脂射出成形工法による上述の効果を損なうことなしに、樹脂部分の環境変化に起因する寸法変化を抑え、構造としての寸法精度を確保することができるようになる。
また、請求項2の成形治具および請求項4の成形方法を用いることにより、上述のように、金属板部材の窪みに対し、該窪み内に充填して硬化された樹脂が係合した係合部が形成されるため、環境変化による樹脂(結合部材)と金属板部材(ラジエータコアサポートアッパ)との密着力低下による位置ずれが防止され、これにより、耐久性を高めることできるようになる。
以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず、この実施例の金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法を図面に基づいて説明する。
図1はこの実施例の金属板部材の樹脂インサート成形治具を用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法により製造される車両のラジエータコアサポートメンバを示す正面図、図2は図1のII−II線における縦断面図、図3は同車両のラジエータコアサポートメンバを示す斜視図であり、これら図において、11はラジエータコアサポートアッパ、12はラジエータコアサポートロア、13はセンタステー(結合部材)、14、14はサイドステー(結合部材)、15、15はサイドステープレート、16、16はバンパステー、17はバンパアーマチュア、18はフードロック取付部を示す。
前記ラジエータコアサポートアッパ11は、金属製のアッパセンタ(金属板部材)19と金属製のアッパサイド20、20とで構成され、両アッパサイド20、20はアッパセンタ19の両端部に図示を省略したボルトにより連結固定されている。
そして前記金属製のアッパセンタ19は、金属製薄肉閉断面の角パイプPで構成されている。
また、前記ラジエータコアサポートアッパ11の他には、バンパステー16、16と、バンパアーマチュア17およびサイドステープレート15、15が金属で構成され、ラジエータコアサポートロア12、センタステー(結合部材)13およびサイドステー(結合部材)14、14は樹脂で構成されている。
そして、前記ラジエータコアサポートロア12と、センタステー13と、サイドステー14、14は樹脂で一体に成形されると共に、センタステー13と、サイドステー14、14の上端部は、前記ラジエータコアサポートアッパ11におけるアッパセンタ(金属板部材)19に対し、射出成形によりその外周面を包み込む状態で樹脂1をオーバーモールドすることにより結合一体化されている。
前記フードロック取付部18は略T字状に形成されていて、前記アッパセンタ19とセンタステー13に対しそれぞれボルトにより締結固定されている。
次に、前記アッパセンタ19に対し、射出成形によりその外周面を包み込む状態で樹脂1をオーバーモールドして結合一体化させる樹脂インサート成形で用いられる拡縮治具(樹脂インサート成形治具)2、および、該拡縮治具2を用いた樹脂インサート成形方法について説明する。
図4は拡縮治具2を示す斜視図、図5〜7は樹脂インサート成形方法を示す斜視図である。
まず、前記拡縮治具2の構成を説明する。
この拡縮治具2は、図4に示すように、前記金属製のアッパセンタ19を構成する金属製薄肉閉断面の角パイプP内に挿入可能な角柱を基本形状とし、この角柱の軸心部に円形で先細り状の圧入穴21aが形成されると共に、角柱の2つの対角線を境として4つに分割された中子部材21、21、21、21と、前記圧入穴21a内に圧入することにより中子部材21、21、21、21を拡開した状態で支持するシャフト22で構成されている。
そして、前記各中子部材21の外面には、それぞれ窪み部21bが形成されている。
次に、前記拡縮治具2を用い、射出成形によりアッパセンタ19(金属製薄肉閉断面の角パイプP)の外周面を包み込む状態で樹脂1をオーバーモールドして結合一体化させる樹脂インサート成形方法を、図5(イ)〜(ニ)、図6に基づいて説明する。
まず、図5(イ)に示すように、4つに分割された中子部材21、21、21、21の外側平面を前記アッパセンタ19を構成する角パイプP(以後、単に角パイプPと略称する場合がある)における各平面部の内面側にそれぞれ沿わせた状態で挿入する。
次に、図5(ロ)に示すように、4つに分割された中子部材21、21、21、21で構成される角柱の軸心部に形成された圧入穴21a内にシャフト22を圧入して4つの中子部材21、21、21、21を拡開させることにより、該各中子部材21、21、21、21の外側平面を、角パイプPにおける各平面部の内面に当接させた状態で支持させる。
次に、この状態で、図5(ハ)に示すように、角パイプPの外面側に図示を省略した射出成形金型を装着して、射出成形により樹脂1をオーバーモールドする。
そして、射出成形を行う際の樹脂圧力を利用して各中子部材21、21、21、21の外側平面に形成された窪み部21内に向けて角パイプPの各薄肉平面部を窪ませることにより、該角パイプPに形成された各窪み19aと該窪み19a内に充填し硬化された樹脂部分1aとで角パイプPと樹脂1との間の位置ずれを阻止する係合部3を形成させる。
次に、射出成形が完了し、樹脂1が硬化した時点で図示を省略した射出成形金型を取り外し、図5(ニ)に示すように、圧入穴21a内に圧入したシャフト22を抜き取って拡開状態を解除させた後、中子部材21、21、21、21を角パイプP内から抜き取ることにより、成形を完了する。
なお、両サイドステー14、14の上端部も同様の手順で角パイプPの外周面に樹脂1をオーバーモールドすることにより結合一体化させる。
次に、この実施例の作用・効果を説明する。
この実施例では、上述のように、中子部材21、21、21、21を4つに分割形成し、該中子部材21、21、21、21で構成される角柱の軸心部に形成された圧入穴21a内にシャフト22を圧入して4つの中子部材21、21、21、21を拡開させることにより、該各中子部材21、21、21、21の外側平面を、角パイプPにおける各平面部の内面に当接させた状態で支持させるようにしたことで、閉断面の角パイプP内への中子部材21、21、21、21の装着および抜き取り作業を容易に行うことができるようになるという効果が得られる。
また、4つの中子部材21、21、21、21が角パイプPにおける剛性の高い角部を境として分割形成されているため、圧入穴21aにシャフト22を圧入して4つの中子部材21、21、21、21を拡開することによって分割部に隙間hが形成されても、成形金型の締め付け圧力や、射出成形時における樹脂圧力で角パイプPの角部が内側へ潰れることはない。
従って、角パイプPの変形を防止することができるようになるという効果が得られる。
また、各中子部材21、21、21、21の外側平面に形成された窪み部21bと射出成形時の樹脂圧力により、角パイプPの各薄肉平面部に形成される窪み19aと該窪み19a内に充填し硬化された樹脂部分1aとで係合部3が形成された状態となり、これにより、角パイプPと樹脂1との間の位置ずれを阻止することができるようになるという効果が得られる。
また、この実施例では、上述のように、ラジエータコアサポートメンバにおけるラジエータコアサポートアッパ11を金属板部材とし、ラジエータコアサポートアッパ11とラジエータコアサポートロア12との間を結合するセンタステー13およびサイドステー14、14を樹脂で成形し、ラジエータコアサポートアッパ11におけるアッパセンタ19の外周面に樹脂1をオーバーモールドする際に、前記拡開治具2を用いて樹脂インサート成形を行うようにしたもので、これにより、ラジエータコアサポートアッパ11におけるアッパセンタ19を変形させることなしに、アッパセンタ19にに対しセンタステー13およびサイドステー14、14の上端を樹脂オーバーモールド成形により結合させることができる。
このように、ラジエータコアサポートメンバにおいて、剛性が必要な部分(ラジエータコアサポートアッパ11)に選択的に金属板部材を配し、その他の部分(センタステー13、サイドステー14、14)を金属板部材(アッパセンタ19を構成する角パイプP)に対し樹脂オーバーモールド成形によって結合することにより、構造としての剛性を確保しながら樹脂射出成形工法による効果(軽量化、構成部品点数減、製作工数減)を発現することができるようになる。
また、高い寸法精度を要する部分(ラジエータコアサポートアッパ11)に選択的に金属板部材を配し、その他の部分(センタステー13、サイドステー14、14)を金属板部材に対し樹脂オーバーモールド成形によって結合することにより、樹脂射出成形工法による上述の効果を損なうことなしに、樹脂部分の環境変化に起因する寸法変化を抑え、構造としての寸法精度を確保することができるようになる。
また、上述のように、角パイプPの各平面部に形成された窪み19aに対し、該窪み19a内に充填して硬化された樹脂部分1aが係合した係合部3が形成されるため、環境変化による樹脂1と角パイプPとの密着力低下による位置ずれが防止され、これにより、耐久性を高めることできるようになる。
以上本発明実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例では、金属板部材として、角パイプPを例にとって説明したが、その他に、角部を形成して隣接する2平面を少なくとも有する金属板部材(例えば断面がL字やコ字状の金属板部材や、断面三角形状、または5角形以上のパイプ)の全てに適用することができる。
また、実施例では、ラジエータコアサポートメンバにおけるアッパセンタ(金属板部材)19とセンタステー(樹脂)13およびとサイドステー(樹脂)との結合部分に本発明を適用した例を示したが、その他に、角部を形成して隣接する2平面を少なくとも有する金属板部材の外周面に樹脂をオーバーモールドして結合する部分に全て適用することができる。
また、実施例では、中子部材21、21、21、21の全てに窪み部21bを形成したが、いずれか1つだけに形成するようにしてもよい。また、窪み部21bの形状も任意である。
実施例の金属板部材の樹脂インサート成形治具を用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法により製造される車両のラジエータコアサポートメンバを示す正面図である。 図1のII−II線における縦断面図である。 実施例の金属板部材の樹脂インサート成形治具を用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法により製造される車両のラジエータコアサポートメンバを示す斜視図である。 実施例の金属板部材の樹脂インサート成形治具を示す斜視図である。 実施例の樹脂インサート成形方法を示す斜視図である。 図5(ハ)のVI−VI線における拡大縦断面図である。 図6の VII−VII 線における縦断面図である。
符号の説明
P 角パイプ(アッパセンタ)
h 隙間
1 樹脂
1a 樹脂部分(係合部)
2 拡縮治具(樹脂インサート成形治具)
11 ラジエータコアサポートアッパ
12 ラジエータコアサポートロア
13 センタステー(結合部材)
14 サイドステー(結合部材)
15 サイドステープレート
16 バンパステー
17 バンパアーマチュア
18 フードロック取付部
19 アッパセンタ(金属板部材)
19a 窪み(係合部)
20 アッパサイド
21 中子部材
21a 圧入穴
21b 窪み部
22 シャフト
3 係合部

Claims (5)

  1. 角部を形成して隣接する2平面を少なくとも有する金属板部材の外面側に射出成形により樹脂をオーバーモールドする際に前記金属板部材の内面側に当接させた状態で支持する複数に分割された中子部材と、該中子部材相互間に圧入することにより該複数の中子部材を拡開した状態で支持するシャフトと、を備え、
    前記複数の中子部材は前記金属板部材における前記角部を境として分割形成されていることを特徴とする金属板部材の樹脂インサート成形治具。
  2. 前記複数の中子部材のうちの少なくとも1つには前記金属板材の内面との対向面に窪み部が形成されていることを特徴とする請求項1記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具。
  3. 前記請求項1に記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具を用い、
    前記複数に分割された中子部材を前記金属板部材の内面側にそれぞれ沿わせた状態で挿入する工程と、
    該複数に分割された中子部材相互間に前記シャフトを圧入して複数の中子部材を拡開させることにより該中子部材の外面を金属板部材の内面に当接させた状態で支持する工程と、
    前記金属板部材の外面側に射出成形により樹脂をオーバーモールドする工程と、
    前記射出成形が完了した時点で前記中子部材相互間に圧入した前記シャフトを抜き取る工程と、
    前記中子部材を金属板部材の内面側から抜き取る工程と、
    を備えることを特徴とする金属板部材の樹脂インサート成形方法。
  4. 前記請求項2に記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具を用い、
    前記複数に分割された中子部材を前記金属板部材の内面側にそれぞれ沿わせた状態で挿入する工程と、
    該複数に分割された中子部材相互間に前記シャフトを圧入して複数の中子部材を拡開させることにより該中子部材の外面を金属板部材の内面に当接させた状態で支持する工程と、
    前記金属板部材の外面側に射出成形により樹脂をオーバーモールドすると共にに、前記射出成形により樹脂をオーバーモールドする際の樹脂圧力を利用して前記金属板部材を前記中子部材に形成された窪み部内に向けて窪ませ、該金属板部材の窪みと該窪み内に充填硬化された樹脂部分とで金属板部材と樹脂との間の位置ずれを阻止する係合部が形成されるようにする工程と、
    前記射出成形が完了した時点で前記中子部材相互間に圧入した前記シャフトを抜き取る工程と、
    前記中子部材を金属板部材の内面側から抜き取る工程と、
    を備えることを特徴とする金属板部材の樹脂インサート成形方法。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法において、
    前記金属板部材が車両のラジエータコアサポートメンバにおける車幅方向に延びる少なくともラジエータコアサポートアッパまたはラジエータコアサポートロアのいずれか一方で、該ラジエータコアサポートアッパの外面にオーバーモールドされる樹脂で構成される部分が前記ラジエータコアサポートアッパと前記ラジエータコアサポートロアとの間を結合する結合部材であることを特徴とする金属板部材の樹脂インサート成形治具およびそれを用いた金属板部材の樹脂インサート成形方法。
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