JP2007185880A - モールド金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 非溶着部を確実に断熱した状態で溶着部を加熱溶融し、複雑な形態の組立部品を使用する場合であっても的確に組み立て部品を溶着することが可能な溶着装置を提供する。
【解決手段】 枠部材１２を保持する一方の金型Ｋ１と、一方の金型Ｋ１に対し、接離動自在に設けられた他方の金型Ｋ２を有し、一方の金型Ｋ１と、他方の金型Ｋ２とにより形成されたキャビティ２０内で枠部材１２をクランプし、キャビティ２０内に樹脂１４を充てんして枠部材１２をインサート成形するモールド金型Ｋであって、一方の金型Ｋ１のキャビティ構成部分における枠部材のクランプ幅φ１は、成形品１０の仕上がり外形寸法に形成され、他方の金型Ｋ２のキャビティ構成部分における枠部材のクランプ幅φ２は、一方の金型Ｋ１のキャビティ構成部分における枠部材のクランプ幅φ１より幅広に形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明はモールド金型に関し、より詳細には、インサート成形品を形成する際に、成形品の寸法を精密に管理することが可能なモールド金型に関する。

インサート成形においては、一般に、金属等のインサート部品は、金型内への装着前に所定の寸法精度に仕上げ加工されている。また、インサート成形する際における樹脂の注入による膨張を考慮して、インサート成形品におけるインサート部材の寸法は若干小さめに形成されていることがある。このようなインサート部材の寸法調整は一般的に経験によりなされている。
近年においては、製品の寸法精度に対する要求は高度になっており、インサート成形品における寸法精度に対しても高精度の寸法精度が要求されるようになっている。

インサート成形品のように、複数の部材から構成される製品は、それぞれの構成部材の材質が異なるため、膨張率等の相違により、高精度での製品寸法の管理は非常に困難であった。そこで、外表面に金属部品があらわれるインサート成形品においては、インサート成形品が製造された後、金属部品を加工することにより所定の寸法に整える技術が提案されている。これにより、寸法精度が高いインサート成形品であっても歩留まりを向上させることが可能になった。このような技術の一例として、特許文献１に記載されたようなものがある。
特開２００３−２００４５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているような技術においては、モールド金型を用いてインサート成形をした後に、インサート成形品に切削処理等をして、寸法合わせのための後処理を施さなければならないため、製品の生産コストが高騰してしまうといった課題がある。また、切削処理等における寸法誤差を厳密に管理しなければならず、生産効率が低下してしまうといった課題もある。

本発明は、生産効率の低下を防ぐと共に、高精度の寸法精度を有するインサート成形品を安価に製造することが可能なモールド金型の提供を目的としている。

本発明は、枠部材を保持する一方の金型と、前記一方の金型に対し、接離動自在に設けられた他方の金型を有し、前記一方の金型と、前記他方の金型とにより形成されたキャビティ内で前記枠部材をクランプし、該キャビティ内に樹脂を充てんして前記枠部材をインサート成形するモールド金型であって、前記一方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅は、成形品の仕上がり外形寸法に形成され、前記他方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅は、前記一方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅より幅広に形成されていることを特徴とするモールド金型である。

また、他の発明は、枠部材を保持する一方の金型と、前記一方の金型に対し、接離動自在に設けられた他方の金型を有し、前記一方の金型と、前記他方の金型とにより形成されたキャビティ内で前記枠部材をクランプし、該キャビティ内に樹脂を充てんして前記枠部材をインサート成形するモールド金型であって、前記他方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅は、成形品の仕上がり外形寸法に形成され、前記一方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅は、前記他方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅より幅広に形成されていることを特徴とするモールド金型である。

また、前記枠部材は鋼材からなると共に、前記一方の金型には、前記枠部材を保持するためのマグネットが配設されていることを特徴とする。
また、前記枠部材は鋼材からなると共に、前記他方の金型には、前記枠部材を保持するためのマグネットが配設されていることを特徴とする。
これらにより、いずれか一方の金型に成形品の材料の一部である枠部材を吸着させることができるので、連続的な材料の自動供給が可能になり、効率的なインサート成形品の生産ができる。

また、前記樹脂は、前記枠部材の内側部分に充てんされ、前記枠部材に窓部が形成されることを特徴とする。具体的には、ブレーキフルードを収容するブレーキフルードリザーバタンクにおけるレベルゲージを生産することができる。

本願発明によれば、高精度な寸法精度を有するインサート成形品を効率的に生産することができる。これにより、生産コストを大幅に低減させることが可能になる。

以下、本発明にかかるモールド金型の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本実施の形態にかかるモールド金型におけるキャビティ部分付近の説明図である。本実施の形態においては、ブレーキフルードのリザーバタンクにおけるレベルゲージを成形品として製造するモールド金型について説明を行う。具体的には、冷間圧延鋼材からなる円環状の枠部材に透明ナイロンによるのぞき窓を成形するためのモールド金型である。また、図２は図１中のＡ部分における拡大図である。

本実施の形態におけるモールド金型Ｋは、一方の金型Ｋ１と、一方の金型Ｋ１に対して接離動自在に設けられた他方の金型Ｋ２と、一方の金型Ｋ１に進退出自在に配設された中子５０と、モールド樹脂１４をキャビティ２０に注入するモールド樹脂供給部４０と、成形品１０取り出し用のエア供給部３０を有している。なお、他方の金型Ｋ２と中子５０は、図示しない流体シリンダ等からなる接離動手段と進退出手段にそれぞれ取り付けられている。モールド樹脂供給部４０は中子５０に形成された樹脂路により形成され、モールド樹脂の分岐ノズル４２に連通されることにより構成されている。
また、一方の金型Ｋ１の内周面にはシール部材としてのパッキン６０が配設されている。他方の金型Ｋ２には、枠部材１２を吸着保持するマグネット７０が配設されている。

一方の金型Ｋ１におけるキャビティ構成部分における径寸法（枠部材をクランプする部分の幅）φ１は、成形品１０の仕上り外形寸法に等しい寸法に形成されている。
また、一方の金型Ｋ１には、他方の金型Ｋ２と対向する部分から離反するにつれて径寸法が徐々に細径となる縮径斜壁部２２と、縮径斜壁部２２の頂点から径寸法が徐々に拡径する拡径部２４が形成されている。拡径部２４には他方の金型Ｋ２と離反するに伴って徐々に拡径するテーパー部２４ａと、段差部２４ｂが設けられている。段差部２４ｂは、一方の金型Ｋ１に中子５０が進入した際のストッパとして作用する。

図２に示すように、中子５０にはテーパー部２４ａに嵌合可能に形成された突部５２が形成されている。突部５２の先端部分は、キャビティ２０の一部を構成している。
中子５０に形成されたモールド樹脂供給部４０の先端部分（樹脂注入口）はゲート部４４であり、先細に形成されている。
エア供給部３０は、図示しないエア供給手段と中子５０の突部５２先端部分にそれぞれ連通している。

他方の金型Ｋ２には、一方の金型Ｋ１と対向する部分における内周面にマグネット７０が配設されている。マグネット７０は、マグネット７０の表面が金型Ｋ２の内周面をなすように埋設されている。このマグネット７０により、鋼材からなる枠部材１２を他方の金型Ｋ２に吸着保持することができる。先に説明したように、他方の金型Ｋ２は一方の金型Ｋ１に対して接離動自在に設けられているので、図示しない枠部材供給手段により他方の金型Ｋ２に鋼材からなる枠部材１２を供給すれば、キャビティ２０内に枠部材１２を自動的にセットすることができる。

また、他方の金型Ｋ２のキャビティ構成部分における径寸法（枠部材をクランプする部分の幅）φ２は、一方の金型Ｋ１のキャビティ構成部分における径寸法（枠部材をクランプする部分の幅）φ１の寸法よりもわずかに幅広に形成されている。より詳細には、他方の金型のキャビティ構成部分における径寸法φ２は、一方の金型Ｋ１のキャビティ構成部分における径寸法φ１よりも２０μｍ〜５０μｍの範囲で径大となるように形成されていることが好ましい。このような径寸法を有する金型Ｋ１、Ｋ２を用いて形成されたキャビティ内の成形品１０は、金型Ｋ１、Ｋ２を離反させた際に、一方の金型Ｋ１に残留しやすくなる。また、モールド樹脂は一方の金型Ｋ１にクランプされた部分の冷却収縮量よりも、他方の金型Ｋ２にクランプされた部分の冷却収縮量の方が大きくなる。これにより、成形品１０は、一方の金型Ｋ１によりクランプされる力の方が他方の金型Ｋ２によりクランプされる力より大きい状態になるため、一方の金型Ｋ１にさらに残留しやすくなる。

次に、本実施の形態における金型Ｋを用いて、枠部材１２をモールド樹脂にインサート成形してなる成形品１０の製造方法について説明する。本実施の形態において説明する成形品１０は、ブレーキフルードのリザーバタンクに配設されるレベルゲージである。ブレーキフルードのリザーバタンクにおけるレベルゲージは、リザーバタンクに形成されたレベルゲージ取付用孔に圧入されているのみである。また、ブレーキフルードの注入時にはリザーバタンクに高い圧力が作用するため、レベルゲージの寸法精度は非常に高精度で管理されている。
図３〜図８はインサート成形品の製造工程の経過状態を示す説明断面図である。

図示しない枠部材供給手段により他方の金型Ｋ２に枠部材１２が供給された後、図示しない進退出手段により中子５０が一方の金型Ｋ１に進入すると共に、他方の金型Ｋ２が一方の金型Ｋ１に当接する。この時点で枠部材１２は、図３に示すように一方の金型Ｋ１および他方の金型Ｋ２のキャビティ構成部分のそれぞれによりクランプされた状態となる。このようにして金型Ｋ内部にキャビティ２０が形成される。キャビティ２０が形成されると、モールド樹脂供給部４０からキャビティ２０内にモールド樹脂１４が供給され、枠部材１２の内周面空間に窓部となるモールド樹脂１４が充てんされる。

キャビティ２０に充てんされたモールド樹脂１４が硬化した後、図示しない接離動手段により他方の金型Ｋ２が一方の金型Ｋ１から離反する。ゲート部分（モールド樹脂供給口４４）のモールド樹脂１４がまだ切断されていないことに加え、離反する他方の金型Ｋ２の内壁面寸法φ２は、一方の金型Ｋ１の内壁面寸法φ１より若干径大に形成されているので、他方の金型Ｋ２が一方の金型Ｋ１から離反すると、成形品１０は、図４に示すように一方の金型Ｋ１のみにクランプされた状態となる。

図示しない進退出手段により、一方の金型Ｋ１から中子５０が図５中の矢印方向に離反すると、成形品１０のモールド樹脂１４の一部分１４ａが、一方の金型Ｋ１の縮径斜壁部２２に当接し、一方の金型Ｋ１に対する成形品１０の位置が固定される。さらに中子５０が一方の金型Ｋ１から退出すると、ゲート部分４４のモールド樹脂１４が破断し、中子５０（モールド樹脂供給部４０）と成形品１０とが分離し、図６に示す状態になる。

次に、エア供給部３０に圧縮エアを供給し、モールド樹脂１４と一方の金型Ｋ１との境界部分にエアを吹き付けて図７に示すように成形品１０を一方の金型Ｋ１から離脱させる（取り出す）（図７）。なお、成形品１０は、ゲート部分（モールド樹脂供給口４４）のモールド樹脂１４が切断された際の衝撃により、一方の金型Ｋ１から離脱する（取り出される）こともあるが、基本的にはエア供給部３０からキャビティ部分に圧縮エアを噴き出させることにより成形品が一方の金型Ｋ１から取り出される。

以上により枠部材１２をモールド樹脂１４にインサート成形してなる成形品１０の製造が完了する。本実施の形態におけるモールド金型Ｋは、連続的に成形品１０を製造するためのものであるため、成形品１０を取り出した後は、図８に示すように、モールド樹脂供給口４０にあるランナーを公知の方法で除去し、一方の金型Ｋ１に中子５０を進入させた（図８中の矢印Ａ）後、図示しない枠部材供給手段が、他方の金型Ｋ２に枠部材１２を供給し、他方の金型Ｋ２が一方の金型Ｋ１に接近して当接して図２に示す状態に戻る。この際、枠部材１２は、マグネット７０に吸着保持されるので、確実に枠部材１２をモールド金型Ｋの所要位置に供給することができる。
このようにして、成形品１０を連続的かつ自動的に製造することが可能になる。

先述のとおり、成形品１０が保持される一方の金型Ｋ１における内径寸法φ１が成形品１０の仕上り外径寸法に等しいため、枠部材１２にモールド樹脂１４が注入された際に、枠部材１２の外形寸法が仕上り外径寸法になるまで膨張することになる。これにより、例えモールド樹脂１４の注入圧力が高くても、枠部材１２の外形寸法は一方の金型Ｋ１の内径寸法以上には膨張しないため、成形品１０の外径寸法を長期にわたり非常に高精度に管理することができる。

以上に本願発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本願発明は以上の実施の形態に限定されるものではない。たとえば、本実施の形態においては、可動側（相手の金型に対して接離動自在に設けられた側）の金型Ｋ２の内径寸法φ２を固定側の金型Ｋ１の内径寸法（すなわち成形品の仕上り外径寸法）φ１よりも若干径大となるようにしているが、可動側の金型Ｋ２の内径寸法φ２を成形品の仕上り外径寸法とし、固定側の金型Ｋ１の内径寸法φ１を可動側の金型Ｋ２の内径寸法φ２よりも若干径大に形成しても、本実施例と同様の作用効果を奏することはもちろんである。なお、この場合、成形品を脱型させるためのエア供給口３０は可動側の金型Ｋ２に連通していることはいうまでもない。

また、接離動手段と進退出手段は共通の流体シリンダにより構成させることもできるが、それぞれ単独の流体シリンダにより独立させることができるのはもちろんである。
さらには、マグネット７０は、各図において他方の金型Ｋ２の内周面に単数配設されているが、所要間隔をあけて複数個のマグネットを配設することもできる。また、マグネット７０は、一方の金型Ｋ１および他方の金型Ｋ２のいずれに配設してもよいのはもちろんである。

本実施の形態にかかるモールド金型におけるキャビティ部分付近の説明図である。 図１中のＡ部分における拡大図である。 インサート成形品の製造工程の経過状態を示す説明断面図である。 インサート成形品の製造工程の経過状態を示す説明断面図である。 インサート成形品の製造工程の経過状態を示す説明断面図である。 インサート成形品の製造工程の経過状態を示す説明断面図である。 インサート成形品の製造工程の経過状態を示す説明断面図である。 インサート成形品の製造工程の経過状態を示す説明断面図である。

符号の説明

１０ 成形品
１２ 枠部材
１４ モールド樹脂
２０ キャビティ
３０ エア供給部
４０ モールド樹脂供給部
５０ 中子
６０ パッキン
７０ マグネット

Claims (5)

1. 枠部材を保持する一方の金型と、
   前記一方の金型に対し、接離動自在に設けられた他方の金型を有し、
   前記一方の金型と、前記他方の金型とにより形成されたキャビティ内で前記枠部材をクランプし、該キャビティ内に樹脂を充てんして前記枠部材をインサート成形するモールド金型であって、
   前記一方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅は、成形品の仕上がり外形寸法に形成され、
   前記他方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅は、前記一方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅より幅広に形成されていることを特徴とするモールド金型。
2. 枠部材を保持する一方の金型と、
   前記一方の金型に対し、接離動自在に設けられた他方の金型を有し、
   前記一方の金型と、前記他方の金型とにより形成されたキャビティ内で前記枠部材をクランプし、該キャビティ内に樹脂を充てんして前記枠部材をインサート成形するモールド金型であって、
   前記他方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅は、成形品の仕上がり外形寸法に形成され、
   前記一方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅は、前記他方の金型のキャビティ構成部分における前記枠部材のクランプ幅より幅広に形成されていることを特徴とするモールド金型。
3. 前記枠部材は鋼材からなると共に、前記他方の金型には、前記枠部材を保持するためのマグネットが配設されていることを特徴とする請求項１または２記載のモールド金型。
4. 前記枠部材は鋼材からなると共に、前記一方の金型には、前記枠部材を保持するためのマグネットが配設されていることを特徴とする請求項１または２記載のモールド金型。
5. 前記樹脂は、前記枠部材の内側部分に充てんされ、前記枠部材に窓部が形成されることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項記載のモールド金型。