JP2005212279A - 成形体およびその成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 剛性強度の向上を図ることができ、割れおよび破断を防止することができる成形体およびその成形方法を提供する。
【解決手段】 支持部材１３を位置決めするための金型の位置決め部位に対し、樹脂部材１４のゲート部１２が位相差を設けて配設されることで、ゲート部１２付近および位置決め部位付近における樹脂部材１４の肉厚が薄くなることを未然に解消する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえばインサート成形ギヤなどの成形体およびその成形方法に適用される技術に関する。

本発明において、「ウェルドライン付近」はウェルドラインを含む。

樹脂成形品に金属部品その他を埋め込むインサート成形法が実用に供されている。この種のインサート成形法を用いて形成されるインサート成形品としては、たとえばカセットデッキのリール部（たとえば特許文献１参照）つまりスリップ機構のギヤなどがある。図７は、従来技術に係るスリップ機構を示し、図７（ａ）はスリップ機構のギヤ１を厚み方向に見た平面図、図７（ｂ）はギヤ１のゲート部付近を切断して見た断面図である。

従来のスリップ機構において、金属部品である板金３Ａには、金型に対する相対位置を規定するための３箇所（少なくとも２箇所）の位置決めピン位置（凹所）３が配設されている。また金型には、樹脂材料をキャビティに充填するための３箇所のゲートが形成されている。これら３箇所のゲートに臨む樹脂部材のゲート部２は、１２０度間隔の円周等配位置に形成される。板金３Ａの３箇所の位置決めピン位置３の１つの位置決めピン位置３付近には、１つのゲート部２が配設されている。

特開平５−２２９７４０号公報

従来技術のものでは、板金３Ａの位置決めピン位置３付近に、ゲート部２が配設されているので、次のような問題がある。インサート成形時において、樹脂部材のうち位置決めピン位置に相当する箇所には、金型の位置決めピンが配設される。つまり樹脂部材のうち位置決めピン位置に相当する箇所には、樹脂肉がない状態となる。しかも樹脂部材のうちゲート部２はやや凹設されるので、樹脂部材のゲート部２と位置決めピン位置３とが近接している樹脂部材の箇所は必然的に薄肉形状となる。したがってゲート部２と位置決めピン位置３とが近接している樹脂部材の箇所は、その他の箇所に比べて剛性強度が低下する。

スリップ機構の環境変化すなわちスリップ機構が高温になると、板金と樹脂部材との線膨張係数の違いに起因して、前述の剛性強度の低い樹脂部材の箇所は、クリープ破壊を起こし、割れまたは破断などの不具合が発生する。

本発明の目的は、剛性強度の向上を図ることができ、割れおよび破断を防止することができる成形体およびその成形方法を提供することである。

本発明は、金型に位置決めされて支持可能な支持部材と、前記支持部材に一体的に形成される樹脂部材とを有する成形体であって、
前記支持部材を位置決めするための金型の位置決め部位に対し、前記樹脂部材のゲート部が位相差を設けて配設されることを特徴とする成形体である。

本発明に従えば、支持部材は、金型に位置決めされて支持可能に構成される。樹脂部材は、金型によって支持部材に一体的に形成される。樹脂部材のゲート部は、支持部材を位置決めするための金型の位置決め部位に対し、位相差を設けて配設される。このように金型の位置決め部位に対し、ゲート部が位相差を設けて配設されるので、ゲート部付近および位置決め部位付近における樹脂部材の肉厚が薄くなることを未然に解消することが可能となる。

また本発明は、樹脂部材のうちゲート部から離隔したウェルドライン付近に、リブを設けることを特徴とする。

本発明に従えば、樹脂部材のうちゲート部から離隔したウェルドライン付近にリブが設けられるので、樹脂部材を形成する場合に、樹脂部材のウェルドライン付近に残留し得る残留応力を、小さくまたは皆無にすることができる。したがって樹脂部材の剛性強度の向上を確実に図ることができる。

また本発明は、支持部材と、この支持部材に一体的に形成される樹脂部材とを有する成形体の成形方法であって、
金型に前記支持部材を位置決めして支持する第１工程と、
該支持部材を位置決めするための金型の位置決め部位に対し、該樹脂部材のゲート部が位相差を成すように予め配設しておき、前記支持部材に一体的に樹脂部材を形成する第２工程とを有することを特徴とする成形体の成形方法である。

本発明に従えば、第１工程において、金型に支持部材を位置決めして支持する。第２工程では、金型の位置決め部位に対し、ゲート部が位相差を成すように予め配設しておき、前記金型によって支持部材に一体的に樹脂部材を形成する。特に、金型の位置決め部位とゲート部とが位相差を成すように予め配設されているので、ゲート部付近および位置決め部位付近における樹脂部材の肉厚が薄くなることを未然に解消することが可能となる。

また本発明は、第２工程は、
ゲート部を形成するゲート部形成段階と、
前記形成されたゲート部から離隔したウェルドライン付近にリブを形成するリブ形成段階とを有することを特徴とする。

本発明に従えば、ゲート部形成段階では、樹脂部材のゲート部が形成される。次に、リブ形成段階において、形成されたゲート部から離隔したウェルドライン付近にリブが形成される。

本発明によれば、金型の位置決め部位に対し、ゲート部が位相差を設けて配設されるので、ゲート部付近および位置決め部位付近における樹脂部材の肉厚が薄くなることを未然に解消することが可能となる。したがってゲート部付近および位置決め部位付近における樹脂部材の剛性強度の向上を図ることができる。これによって従来技術のように、経年でゲート部付近および位置決め部位付近がクリープ破壊を起こすことがなくなり、樹脂部材の割れおよび破断を防止することができる。仮に、成形体の環境変化すなわち成形体が高温になった場合であっても、支持部材と樹脂部材との線膨張係数の違いに起因するクリープ破壊を防止することができる。

また本発明によれば、樹脂部材のうちゲート部から離隔したウェルドライン付近に、リブが設けられるので、樹脂部材を形成する場合に、樹脂部材のウェルドライン付近に残留し得る残留応力を、小さくまたは皆無にすることができる。したがって樹脂部材の剛性強度の向上を確実に図ることができ、樹脂部材の割れおよび破断を一層防止することができる。

また本発明によれば、ゲート部形成段階において、樹脂部材のゲート部が形成され、次にリブ形成段階において、形成されたゲート部から離隔したウェルドライン付近にウェルドライン付近を補強するためのリブが形成される。このリブによって、ウェルドライン付近の剛性強度の向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係るスリップ機構１０のギヤ１１を厚み方向に見た平面図である。図２は、ギヤ１１のゲート部１２付近を切断して見た断面図である。本実施形態では、たとえばカセットデッキのスリップ機構のギヤに、本発明の成形体が適用される。以下の説明は、成形体の成形方法についての説明をも含む。なお本発明の成形体は、スリップ機構のギヤだけに限定されるものではない。金型に位置決めされて支持可能な支持部材と、金型によって支持部材に一体的に形成される樹脂部材とを有する成形品であればよい。

図３は、スリップ機構１０の支持部材１３を厚み方向に見た平面図である。後述するスリップ機構１０のうちギヤ１１は、支持部材１３と樹脂部材１４とを有する。つまりギヤ１１は、支持部材１３を樹脂部材１４の前駆体である樹脂材料でインサート成形したものである。図示外のインサート成形用の金型には、支持部材１３が位置決めされて支持可能に構成されている。支持部材１３はたとえば金属製の薄板部材であり、この支持部材１３は厚み方向に見て略円形状に形成されている。支持部材１３において略円形状の中央付近には、孔部１３ａが形成されている。この孔部１３ａは、スペーサ１５の軸部１５ａ（図６参照）を挿入するための孔部である。

支持部材１３の外周には、複数の凹所１３ｂが形成されている。各凹所１３ｂには、たとえば直径約１ｍｍの位置決めピンであって、金型に付設される位置決めピンが係合可能になっている。これら複数の凹所１３ｂはたとえば一定間隔おきに形成されている。具体的に、本実施の形態において、６箇所の凹所１３ｂが６０度間隔おきに形成されている。金型にたとえば１２０度等配に付設される３つの位置決めピンに、支持部材１３の３箇所の凹所１３ｂであって１２０度等配に配設される３箇所の凹所１３ｂがそれぞれ係合することで、支持部材１３は金型に位置決めされて支持される。金型の前述の３つの位置決めピンが、金型の位置決め部位に相当する。支持部材１３が金型に位置決めされて支持された状態が、第１工程に相当する。

支持部材１３が金型に位置決めされて支持された状態で、金型の３箇所のゲートからこの金型によって規定されるキャビティに樹脂材料が充填されるようになっている。これによって、充填される樹脂材料から樹脂部材１４が支持部材１３に一体的に形成されて成る。この樹脂部材１４を支持部材１３に一体的に形成する工程が、第２工程に相当する。樹脂部材１４は、ゲート部１２が形成される外周部分１６と、内周部分１７と、リブ１８とを有する。樹脂部材１４のうち外周部分１６は、後述する内周部分１７およびリブ１８よりも半径方向外周側に形成されている。外周部分１６のうち半径方向外周部に、後述する動力源からの駆動力を伝達し得る外歯１６ａが形成されている。外周部分１６のうち半径方向内周部１６ｂは、前記支持部材１３の外周部に外嵌係合されている。この外周部分１６において、３箇所のゲートに臨む樹脂部材１４の３箇所のゲート部１２は、約１２０度間隔の円周等配位置に形成されている。３箇所のゲート部１２は、金型に付設される３つの位置決めピンに対し、位相差を設けて配設される。換言すればゲート部１２は、位置決めピン位置に対応する３箇所の凹所１３ｂに対し、位相差を設けて配設される。具体的に図１に示すように、各ゲート部１２は、円周上最も近い凹所１３ｂに対し、たとえば約６０度の位相差を設けて配設される。

樹脂部材１４のうち内周部分１７は、外周部分１６およびリブ１８よりも半径方向内周側に形成されている。この内周部分１７は、外周部分１６にリブ１８を介して一体的に換言すれば連続的に形成されている。内周部分１７は前記支持部材１３の孔部１３ａに内嵌係合されている。この内周部分１７に、スペーサ１５の軸部１５ｂ（図６参照）がタイトに挿入されるようになっている。

３箇所のゲート部１２から離隔したウェルドライン１９付近には、それぞれリブ１８が形成されている。詳細には、金型の３箇所のゲート部１２から略同時に充填される樹脂材料は、キャビティ内で３箇所の凹所１３ｂ付近でそれぞれ融合する。前記「略同時」は、同時を含む。樹脂部材１４の外周部分１６のうち樹脂材料が融合する３箇所の凹所１３ｂ付近すなわちウェルドライン１９付近に、それぞれリブ１８が形成されている。各リブ１８は、外周部分１６のウェルドライン１９付近と内周部分１７とにわたって架設され、かつ半径方向に沿って形成されている。各リブ１８の長手方向中間付近部には、応力緩和のための抜き孔１８ａが形成されている。逆に言えば、リブ１８に抜き孔１８ａが形成されているので、ギヤ１１の剛性強度の向上を図るとともに、ギヤ１１の応力緩和を図ることができる。金型の３箇所のゲートから樹脂材料を充填し、ゲート部１２を形成する段階がゲート部形成段階に相当する。この形成されたゲート部１２から離隔したウェルドライン１９付近にリブ１８が形成される段階がリブ形成段階に相当する。

以上説明した成形体としてのギヤ１１によれば、３箇所のゲート部１２は、金型に付設される３つの位置決めピンに対し、位相差を設けて配設されるので、次の効果を奏する。ゲート部１２付近および凹所１３ｂ付近における樹脂部材１４の肉厚が薄くなることを未然に解消することが可能となる。逆に言えば、少なくとも凹所１３ｂとゲート部１２とが予め離隔して配設されるので、ゲート部１２付近および凹所１３ｂ付近における樹脂部材１４の肉厚を、極力厚くすることが可能となる。したがってゲート部１２付近および凹所１３ｂ付近における樹脂部材１４の剛性強度の向上を図ることができる。これによって従来技術のように、経年でゲート部１２付近および凹所１３ｂ付近がクリープ破壊を起こすことがなくなり、樹脂部材１４の割れおよび破断を防止することができる。仮に、スリップ機構１０の環境変化すなわちスリップ機構１０が高温になった場合であっても、支持部材１３と樹脂部材１４との線膨張係数の違いに起因するクリープ破壊を防止することができる。

また樹脂部材１４のうちゲート部１２から離隔したウェルドライン１９付近には、リブ１８が設けられるので、次のような効果を奏する。樹脂部材１４を形成する場合に、樹脂部材１４のウェルドライン１９付近に残留し得る残留応力を、小さくまたは皆無にすることができる。したがって樹脂部材１４の剛性強度の向上を確実に図ることができ、樹脂部材１４の割れおよび破断を一層防止することができる。

図４は、カセットデッキにおいて、スリップ機構１０とその駆動系との関係を概略示す図である。図５は、スリップ機構１０の側面図である。図６は、スリップ機構１０の要部を、ハブの軸線方向を含む仮想平面で切断して見た断面図である。前述のギヤ１１を含むスリップ機構１０は、カセットデッキのデッキ本体２０に設けられる。カセットデッキはたとえば車両に搭載される。ただし車両搭載用のカセットデッキに必ずしも限定されるものではない。スリップ機構１０は、リールのハブを予め規定されるスリップトルクで駆動する機構である。本カセットデッキには、一対のスリップ機構１０が所定間隔を隔てて配設される。一方のスリップ機構１０は、予め定める一方向に巻き取る巻取り専用の機構であり、他方のスリップ機構１０は、前記一方向とは逆方向に巻き戻す巻き戻し専用の機構である。これら一対のスリップ機構１０は、同一構造であり同一の作用、効果を奏する。したがって一方の巻取り専用のスリップ機構１０のみを説明し、他方のスリップ機構１０の説明については省略するものとする。

スリップ機構１０には、駆動源であるモータ２１からの駆動力が駆動力伝達手段を介して伝達される。駆動力伝達手段は、フライホイール２２、ベルト２３、および早送り用スリップ機構２４などを含む。フライホイール２２はデッキ本体２０に回動可能に支持される。ベルト２３は、モータ２１のモータ軸に固着のピニオンギヤとフライホイール２２との間に張架される。スリップ機構１０は、ハブ側ギヤ２５、前述のギヤ１１、永久磁石から成るマグネット体２６、スペーサ１５、およびワッシャ２７を有する。

前記スペーサ１５はヨーク板２８をインサート成形したものである。つまりスペーサ１５は、樹脂材料から成るフランジ部１５ｂおよび軸部１５ａと、円形薄板状のヨーク板２８とを備えている。中空形状の軸部１５ａの長手方向一端部にフランジ部１５ｂが一体に形成され、このフランジ部１５ｂにヨーク板２８が一体的に配設されている。スペーサ１５のフランジ部１５ｂおよびヨーク板２８には、マグネット体２６が装着可能に構成されている。マグネット体２６に臨むフランジ部１５ｂには、このフランジ部１５ｂに対するマグネット体２６の円周方向位置を規制する係合突起が付設されている。マグネット体２６には、前記係合突起に係合される係合凹所が形成されている。ヨーク板２８に臨むマグネット体２６の半径方向外周側端部には、ヨーク板２８の外周部を外嵌する段部が形成されている。マグネット体２６とヨーク板２８との間に作用する磁力つまり吸着力を利用して、係合突起に係合凹所が係合され、かつヨーク板２８の外周部がマグネット体２６の段部に外嵌されるようになっている。

スペーサ１５にマグネット体２６が装着されたスペーサ１５およびマグネット体２６に、ギヤ１１が装着される。つまりマグネット体２６に臨むギヤ１１の外周部分１６には、マグネット体２６の外周部を外嵌する段部１６ｃが形成されている。マグネット体２６と支持部材１３との間に作用する磁力つまり吸着力を利用して、ギヤ１１の段部１６ｃにマグネット体２６の外周部が外嵌されるとともに、ギヤ１１の内周部分１７に、スペーサ１５の軸部１５ａの基端部分がタイトに挿入されるようになっている。軸部１５ａのうち前記基端部分を除く大部分に、ハブ側ギヤ２５が圧入されることで、スリップ機構１０が構成される。すなわちスペーサ１５、マグネット体２６、ギヤ１１、およびハブ側ギヤ２５が一体化される。

たとえばカセットテープに記録された音を再生する際の再生駆動時には、モータ２１からの駆動力がベルト２３およびフライホイール２２などを介してギヤ１１の外歯１６ａに伝達される。したがってギヤ１１に一体化されたハブ側ギヤ２５が回転駆動する。これによってリールが回転する。リールを早送りする際には、モータ２１からの駆動力がベルト２３、フライホイール２２、および早送り用スリップ機構２４を介してハブ側ギヤ２５の外歯２５ａに伝達される。これによってハブ側ギヤ２５が回動駆動する。

以上説明したカセットデッキが車両に搭載された状態で、たとえば高温環境にさらされ、かつギヤ１１にスリップトルクが繰り返し作用する場合であっても、前述の効果を奏する。すなわちギヤ１１の３箇所のゲート部１２は、３箇所の凹所１３ｂに対し位相差を設けて配設されるので、ゲート部１２付近および凹所１３ｂ付近の樹脂部材１４の肉厚を従来技術のものよりも厚くすることが可能となる。したがってゲート部１２付近および凹所１３ｂ付近における樹脂部材１４の剛性強度の向上を図ることができ、樹脂部材１４の割れおよび破断を防止することができるので、樹脂部材１４の長寿命化、ひいてはカセットデッキの長寿命化を図ることが可能となる。

本発明の実施の他の形態として、樹脂部材のゲート部付近にリブを設けてもよい。つまり、リブを外周部分のゲート部付近と内周部分とにわたって架設してもよい。本実施の形態のように、外周部分のウェルドライン付近と内周部分とにわたって、リブを架設することが残留応力を効果的に小さくまたは皆無にするうえで望ましいが、たとえばゲート部付近にリブを設ける構成においては、樹脂部材のゲート部付近の剛性強度の向上を図ることができる。その他外周部分のうち、ウェルドライン付近、ゲート部付近を除く部分と、内周部分とにわたってリブを架設する構成においても、樹脂部材の剛性強度の向上を図ることができる。凹所に対しゲート部を位相差を設けて配設したうえで、補強のためのリブ自体を省略した構造にすることも可能である。

本実施形態においては、凹所１３ｂに対しゲート部１２が約６０度の位相差を設けて配設されているが、この位相差は必ずしも６０度に限定されるものではない。本実施形態においては、支持部材１３の凹所１３ｂに対しゲート部１２を「位相差」を設けて配設することで、前述の効果を奏するが、凹所とゲート部とを「離隔して」配設しても、本実施形態と略同様の効果を奏する。ゲート部は、３箇所に限定されるものではない。位置決めピン位置に対応する凹所は、３箇所に限定されるものではない。つまり凹所に対しゲート部が位相差を設けて（離隔して）配設されれば、本実施形態と同様の効果を奏する。

本発明の実施形態に係るスリップ機構１０のギヤ１１を厚み方向に見た平面図である。 ギヤ１１のゲート部１２付近を切断して見た断面図である。 スリップ機構１０の支持部材１３を厚み方向に見た平面図である。 カセットデッキにおいて、スリップ機構１０とその駆動系との関係を概略示す図である。 スリップ機構１０の側面図である。 スリップ機構１０の要部を、ハブの軸線方向を含む仮想平面で切断して見た断面図である。 従来技術に係るスリップ機構を示し、図７（ａ）はスリップ機構のギヤ１を厚み方向に見た平面図、図７（ｂ）はギヤ１のゲート部付近を切断して見た断面図である。

符号の説明

１１ ギヤ
１２ ゲート部
１３ 支持部材
１３ｂ 凹所
１４ 樹脂部材
１８ リブ
１９ ウェルドライン

Claims (4)

1. 金型に位置決めされて支持可能な支持部材と、前記支持部材に一体的に形成される樹脂部材とを有する成形体であって、
   前記支持部材を位置決めするための金型の位置決め部位に対し、前記樹脂部材のゲート部が位相差を設けて配設されることを特徴とする成形体。
2. 樹脂部材のうちゲート部から離隔したウェルドライン付近に、リブを設けることを特徴とする請求項１に記載の成形体。
3. 支持部材と、この支持部材に一体的に形成される樹脂部材とを有する成形体の成形方法であって、
   金型に前記支持部材を位置決めして支持する第１工程と、
   該支持部材を位置決めするための金型の位置決め部位に対し、該樹脂部材のゲート部が位相差を成すように予め配設しておき、前記支持部材に一体的に樹脂部材を形成する第２工程とを有することを特徴とする成形体の成形方法。
4. 第２工程は、
   ゲート部を形成するゲート部形成段階と、
   前記形成されたゲート部から離隔したウェルドライン付近にリブを形成するリブ形成段階とを有することを特徴とする請求項３に記載の成形体の成形方法。

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