JP2005514242A - プラスチックの一次成形の間の収縮特性を制御するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明の対象は、プラスチックシェル、特にボールジョイントに用いられる支承シェルの製作時のプラスチックの一次成形の間の収縮特性を制御するための方法に関する。この場合、液化されたプラスチックが内側成形体（３）と外側成形体（２）との間に供給され、これによって、プラスチックが内側成形体（３）と外側成形体（２）との間で硬化させられる。この場合、プラスチックが硬化の間に部分的に外側成形体（２）に位置決めされる。この方法は、有利には、プラスチックの一次成形の間の収縮特性を制御するための装置に使用可能である。この装置は注型金型を有している。この注型金型は、少なくとも１つの外側成形体（２）と、この外側成形体（２）内に挿入された少なくとも１つの内側成形体（３）とを収容している。この場合、両成形部材（２，３）の間には、成形したい液化されたプラスチック（１）が供給可能である。この場合、外側成形体（２）には、液状のプラスチック（１）を位置決めするための手段が形成されている。

Description

本発明は、プラスチックの一次成形（Ｕｒｆｏｒｍｅｎ）の間の収縮特性を制御するための方法および装置に関する。

このような形式の方法および装置は、通常、自動車下請け産業の製造企業において、たとえばボールジョイントの製作時に使用される。たとえばコントロールアームを支承するために車両に使用されるようなボールジョイントは少なくとも１つのボールジョイントハウジングを有している。このボールジョイントハウジングは少なくとも一体のボールシェルを収容している。このボールシェルにはボールスタッドが回転可能にかつ傾動可能に支承されている。この場合、ボールスタッドは、このボールスタッドの軸方向での運動が不可能となるようにハウジングにもしくは支承シェルに収納されなければならない。このことは、実際には、ボールジョイントハウジングのボールスタッド開口に対するジョイントボール直径の過大寸法によって達成される。

ドイツ連邦共和国実用新案第２９６１７２７６号明細書に基づき、ボールジョイントが公知である。この公知のボールジョイントは、中空室を備えたハウジングを有している。このハウジング内では、ボールが支承シェルに運動可能に支承されている。この支承シェルはプラスチックから形成される。このプラスチックは、中空室に到達する開口を通してボールハウジング内に注入される。

公知の方法には、収縮によって、注入されたプラスチックとボールとがプレス嵌め／収縮嵌めを介して摩擦接続的に互いに結合されており、これによって、滑りシェルおよびハウジングに対するボールスタッドおよびボールの運動自由度が損なわれていて、高い摩擦モーメントを生ぜしめるという欠点がある。さらに、コントロールされない収縮嵌めによって、潤滑媒体を支承部に供給することが困難となる。さらに、シェル材料の外側に収縮によって、ハウジングに対する望ましくないギャップが形成される。収縮特性が繊維の付加または熱処理によって制御されるようになっている解決手段は成果を示さない。

したがって、本発明の課題は、液化された硬化するプラスチックの、影響を与えることができるコントロールされた収縮のための方法ならびに装置を提供し、これによって、形成される中空室が予測可能であると共に使用可能であるようにすることである。

この課題は、請求項１記載の方法および請求項６記載の装置によって解決される。本発明の有利な実施態様および構成は従属請求項に記載してある。

本発明は、液体の凝集状態から固体の凝集状態への材料の移行の間、液状の材料が部分的に成形体の一部に位置決めされるという技術的な解決手段を成している。この場合、液化されたプラスチックは、硬化のために、内側成形体と外側成形体との間に供給することができる。

この解決手段は、制御された収縮によって、この収縮により不可避に形成される中空室の適切な使用が得られるという利点を提供している。つまり、一方では、個別部材の間の摩擦ひいては摩耗が減少させられ、他方では、たとえば潤滑媒体を中空室に供給することができる。

材料が部分的にしか外側成形体に位置決めされないと特に有利である。これによって、内側成形体のより良好な運動可能性が保証される。これによって、ボールジョイントのボールスタッドと、ボールジョイントハウジングと、両部材の間に配置された支承シェルとの結合のために、方法を特に良好に使用することができる。

硬化するプラスチックの単に部分的な位置決めは、外側成形体の、規定された領域の物理的なまたは化学的な特性に基づき達成することができる。すなわち、部分的にしか外側成形体との形状接続的なまたは材料接続的な結合が得られないかまたは生ぜしめられず、これに基づき、プラスチックの、制御された収縮が可能となる。

この方法の別の実施態様では、内側成形体と外側成形体との間の中間室が射出成形法によって充填される。この方法は、支承シェルを製作するための有利な材料を成すプラスチックを流し込むために特に適している。これによって、材料の極めて良好な均質性を達成することができ、短いサイクル時間が可能となるので、本発明による方法によって製作されるアセンブリのための製作時間が、公知の方法に比べて著しく短縮される。

択一的には、位置決めは、有利には、材料接続的なまたは形状接続的な結合によって達成することができる。これによって、位置決め可能性のフレキシブルな構成が得られ、１つの方法への位置決めの実現時の限定が回避可能となる。

材料接続的な結合では、たとえば接着が考慮されていてもよい。なぜならば、接着は、時間手間のかかる形状付与を要求せず、これによって、簡単に位置決めを実現することができるからである。

さらに、すでに冒頭で述べたように、有利には、材料の固化時に生ぜしめられる中空室を、固化後に潤滑媒体が中空室内に供給されるように使用することが有利である。

費用の理由に基づき、前述した方法が、プラスチックの一次成形の間の収縮特性を制御するための装置によって実施されると特に有利である。この装置は注型金型を有している。この注型金型は、少なくとも１つの外側成形体と、この外側成形体内に挿入された少なくとも１つの内側成形体とを収容している。この場合、両成形部材の間には、成形したい液化されたプラスチックが供給可能となる。外側成形体には、本発明による解決手段では、液状のプラスチックを位置決めするための手段が形成されている。

別の利点は、プラスチックを位置決めするための手段が、成形したい液状の材料が流入する、たとえばＴ字形の溝として形成されていてよい異形成形部であることにある。この場合、固化移行によって、確実な位置決めならびに収縮特性の良好な制御が内側の成形部材の単純なかつ廉価な変形で得られる。

しかし、プラスチックを位置決めするための手段が、成形区域であってもよい。この成形区域は、成形したいプラスチックに対して高い固着能を備えた固着ベースと、固着ベースなしの領域とを部分的に有している。この領域は、成形したいプラスチックに対して少ない固着能を有している。

さらに、プラスチックを位置決めするための手段として、結合剤、たとえば接着剤と、結合剤なしの領域とを部分的に有する成形区域が適している。

内側成形体が、ボールスタッドのボールであると特に有利である。なぜならば、したがって、材料が直接、使用目的のために設けられた構成部材に調和されており、別個の成形部材による遠回りならびに成形された部材とボールスタッドとの組付けを節約することができるからである。

したがって、本発明によれば、プラスチック材料の内部の最適な力分布もしくは応力分布を達成することができる。さらに、潤滑のための中空室の数を最適化することができる。さらに、固化するプラスチックの収縮特性の適切な制御が可能となる。

以下に、本発明の有利な実施例を図面につき詳しく説明する。

図１および図２には、固化前後の注入されたプラスチック１の、プロセス時に生ぜしめられる状態が示してある。図１には、外側成形体２が内側成形体３（ボールスタッドのボール）と共に断面図で示してある。外側成形体２と内側成形体３との間には、注入された液状のプラスチック１、有利にはシェル材料が位置している。この場合、外側成形体２は、注入されたプラスチック１に対する有利な固着条件を備えた複数の領域４ａ，４ｂ，４ｃを有している。これらの領域４ａ，４ｂ，４ｃは図２に明確に認知可能である。

図２では、注入されたプラスチック１がすでに固化されており、材料特性に基づき部分的に収縮が生ぜしめられている。外側成形体２の、特殊に形成された領域４ａ，４ｂ，４ｃに基づき、これらの箇所では、外側成形体２と、注入されたプラスチック１との間の固着が実現されている。注入されたプラスチック１と外側成形体２との間の固着に基づき、内側成形体３（ボールスタッド）と、注入されたプラスチック１との間にかつ外側成形体２と、注入されたプラスチック１との間に中空室５，６が必然的に生ぜしめられる。図２には、注入されたプラスチック１を外側成形体２に位置決めするための、提供された３つの領域４ａ，４ｂ，４ｃを認知することができる。これらの領域４ａ，４ｂ，４ｃは時計の１２時位置４ａ、８時位置４ｂおよび４時位置４ｃに位置している、すなわち、１２０゜だけ互いにずらされて配置されている。

図３には、時計の１２時領域４ａが拡大して示してある。注入されたプラスチック１の、制御された位置決めに基づき、注入されたプラスチック１の収縮特性と、この収縮特性に相俟った応力７とによって生ぜしめられる変形は質的にも量的にも予測可能である。注入されたプラスチック１が収縮に基づき内側成形体３に固着する領域では、内側成形体３と、注入されたプラスチック１との間に圧縮応力７ａが生ぜしめられる。この圧縮応力７ａは相応の矢印によって示してある。注入されたプラスチック１内に生ぜしめられる、外側成形体２への位置決め領域と、内側成形体３のプレス嵌め部／収縮嵌め部との間の引張応力７ｂも同じく図示してある。また、ここでは、位置決めの領域４ａならびに注入されたプラスチック１と内側成形体３との間の中空室５および注入されたプラスチック１と外側成形体２との間の中空室６も明確に見ることができる。

さらに、図４に示した断面図では、外側成形体２にＴ字形の溝４ａ，４ｂ，４ｃが加工成形されている。これらの溝４ａ，４ｂ，４ｃ内には、液化されたプラスチックが射出成形の間に流入する。これらの領域では、支承シェルに比べて少ない容積に基づき、プラスチックがより迅速に冷却され、ひいては硬化するので、これらの領域への硬化するプラスチック１の、適切にかつ制御されて行われる位置決めが生ぜしめられるのに対して、位置決め部４ａ，４ｂ，４ｃの間には中空室５，６が形成される。

ボールジョイントのモーメント吸収部の概略的な断面図である。

ボールジョイントののちのモーメント吸収部の概略的な断面図である。

図２の部分的な拡大図である。

ボールジョイントの別の断面図である。

符号の説明

１ プラスチック、 ２ 外側成形体、 ３ 内側成形体、 ４ａ 領域、 ４ｂ 領域、 ４ｃ 領域、 ５ 中空室、 ６ 中空室、 ７ 応力、 ７ａ 圧縮応力、 ７ｂ 引張応力

Claims (10)

1. プラスチックシェル、特にボールジョイントに用いられる支承シェルの製作時のプラスチックの一次成形の間の収縮特性を制御するための方法において、この場合、液化されたプラスチックを内側成形体（３）と外側成形体（２）との間に供給し、これによって、プラスチックを内側成形体（３）と外側成形体（２）との間で硬化させ、この場合、プラスチックを硬化の間に部分的に外側成形体（２）に位置決めすることを特徴とする、プラスチックシェルの製作時のプラスチックの一次成形の間の収縮特性を制御するための方法。
2. 硬化するプラスチック（１）の部分的な位置決めを、外側成形体（２）の、規定された領域の物理的なまたは化学的な特性に基づき達成し、これによって、外側成形体（２）との形状接続的なまたは材料接続的な結合と、これに基づき、プラスチック（１）の、制御された収縮とを部分的に可能にし、これによって、内側成形体（３）をプラスチック（１）内に運動可能に支承する、請求項１記載の方法。
3. 内側成形体（３）と外側成形体（２）との間の中間室を射出成形法によって充填する、請求項１または２記載の方法。
4. プラスチック（１）の位置決めを接着によって行う、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. プラスチック（１）の固化時に成形体に生ぜしめられる中空室（５，６）内に潤滑媒体を供給する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 請求項１から５までのいずれか１項記載の方法を使用するための、プラスチックの一次成形の間の収縮特性を制御するための装置であって、注型金型が設けられており、該注型金型が、少なくとも１つの外側成形体（２）と、該外側成形体（２）内に挿入された少なくとも１つの内側成形体（３）とを収容しており、成形部材（２，３）の間に、成形したい液化されたプラスチック（１）が供給可能である形式のものにおいて、
   外側成形体（２）に、液状のプラスチック（１）を位置決めするための手段が形成されていることを特徴とする、プラスチックの一次成形の間の収縮特性を制御するための装置。
7. プラスチック（１）を位置決めするための手段が、Ｔ字形の溝であり、該溝内に液状のプラスチック（１）が流入するようになっていて、これによって、該プラスチック（１）の固化後に外側成形体（２）に位置決めされている、請求項６記載の装置。
8. プラスチック（１）を位置決めするための手段が、成形区域であり、該成形区域が、成形したいプラスチック（１）に対して高い固着能を備えた固着ベースと、固着ベースなしの領域とを部分的に有しており、該領域が、成形したいプラスチック（１）に対して少ない固着能を有している、請求項６記載の装置。
9. プラスチック（１）を位置決めするための手段が、成形区域であり、該成形区域が、結合剤、たとえば接着剤と、結合剤なしの領域とを部分的に有している、請求項６記載の装置。
10. 内側成形体（３）が、ボールスタッドのボールである、請求項６から９までのいずれか１項記載の装置。

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