JP2008243715A - 射出成形装置とその金型と電気機器用ケースの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型を閉じる力を利用して端子を本体に圧入するとともに、端子の一部が樹脂に覆われた樹脂一体型ケースを製造する射出成形装置を実現する。
【解決手段】射出成形装置２００は、第１金型２１０と第２金型２２０と駆動装置２５０を備える。第１金型は、端子１４０が載置された本体１２０を固定する。第２金型は、本体１２０に対向する位置に支持される。駆動装置は、金型同士を近づける。第２金型は、スライド部材２３０とスプリング２３２を有する。スライド部材は、本体に載置された端子に対向する位置で第２金型の表面から伸縮自在に突出している。スプリングは、スライド部材を第２金型の表面から突出する方向に付勢する。駆動装置が金型同士を近づけると、スライド部材が本体に載置された端子に当接して本体の突起１２４へ圧入する。さらに金型同士を近づけると、端子が突起の基部へ圧入された後にスライド部材が後退しながら金型が閉じる。
【選択図】図５

Description

本発明は、端子を電気機器用ケースの本体に圧入するとともに、端子の一部を覆う樹脂部品を本体に一体成形する射出成形装置とその金型、及び、電気機器用ケースの製造方法に関する。

電気コネクタなどの電気機器用ケースは、端子が本体に固定されており、端子の一部が樹脂で覆われているものが多い。
例えば特許文献１に、端子金具がシールドシェル（本体）に固定されており、その端子金具の一部が樹脂製のコネクタハウジングで覆われているシールドコネクタが開示されている。このシールドコネクタは、端子金具をグランド電位に接続すると、シールドシェルの電位がグランド電位となり、シールドシェル内を電磁ノイズから隔離する。端子金具は、他の金具との短絡を防ぐためにその一部が樹脂部品で覆われている。

特開２００２−２５７１８号公報

端子金具は、シールドコネクタと接続不良を起こさないために、シールドコネクタに強固に固定される必要がある。そのため特許文献１のシールドコネクタを製造する場合、従来は、シールドシェルに端子金具を固定する工程と、端子金具が固定されたシールドシェルに樹脂製のコネクタハウジングを射出成形する工程を必要とする。従来の技術では、端子が本体に強固に固定されており、端子の一部が樹脂に覆われた電気機器用ケースを製造するのに多くの工程を必要とする。
少ない工程で、端子が本体に強固に固定されており、端子の一部が樹脂に覆われた電気機器用ケースを製造する技術が望まれている。

本発明は、電気機器用ケースの本体に樹脂部品を射出成形するための射出成形装置において、金型を閉じる際の力を利用して端子を本体に圧入する。端子を載置した本体に対向させながら金型を本体に近づけて金型を閉じる際に、金型の一部を端子に当接させて本体に圧入する。そうすることで、射出成形装置が樹脂部品を射出成形する工程において本体に端子を強固に固定することができる。射出成形装置の他に端子を本体に固定する装置を必要とせず、本体に固定された端子の一部が樹脂に覆われた電気機器用ケースを少ない工程で製造することができる。

本発明は、端子を電気機器用ケースの本体に圧入するとともに、端子の一部を覆う樹脂部品を本体に一体成形する射出成形装置に具現化することができる。この射出成形装置は、第１金型と第２金型と駆動装置を備える。
第１金型は、端子が載置された本体を固定する。第２金型は、端子が載置された本体に対向する位置に支持される。駆動装置は、第１金型と第２金型のいずれか一方を他方に向けて移動させる。
第２金型は、スライド部材と付勢手段を有する。スライド部材は、本体に載置された端子に対向する位置で第２金型の表面から伸縮自在に突出している。付勢手段は、スライド部材を第２金型の表面から突出する方向に付勢する。付勢手段は、例えばスプリングでよい。
駆動装置が第１金型と第２金型を近づけると、付勢手段によって付勢されたスライド部材が本体に載置された端子に当接して端子を本体の所定位置へ圧入する。さらに金型同士を近づけると、端子が所定位置へ圧入された後にスライド部材が端子に当接した状態で後退しながら金型が閉じる。

端子は、圧入される結果、本体の所定位置に位置決めされる。即ち、圧入前の端子の位置は本体の所定位置とは異なる。例えば、本体に形成されている突起へ端子の孔を圧入する場合、端子の孔の内径は突起の外径よりも小さめに形成されるので、圧入前の端子は圧入後の所定位置ではなく、突起の上部に係止されることになる。
他方、第２金型の表面には、樹脂部品の形状を画定するキャビティ壁が形成されている。端子の一部を樹脂で覆う場合、金型が閉じた状態では、キャビティ壁が端子に近接して位置することになる。端子が所定位置に圧入された後であれば、第２金型を本体に近づけるときにキャビティ壁と端子が干渉しないとしても、所定位置とは異なる位置に端子が載置された状態で第２金型を本体に近づけると、端子の圧入する部位とは異なる部位が先にキャビティ壁と干渉してしまう場合がある。圧入する部位とは異なる部位が先にキャビティ壁と干渉してしまうと、端子を圧入することができなくなる。
本発明は、第２金型の表面から伸縮自在に突出するスライド部材によって、キャビティ壁と端子が干渉するほどに相互に接近する前に端子を本体の所定位置まで圧入する。従って、端子が所定位置まで圧入される前に、端子がキャビティ壁と干渉することを防止できる。

端子とキャビティ壁の干渉を確実に防止するには、端子に当接する前のスライド部材の突出長さが、端子の先端がキャビティ壁に達する前にスライド部材が本体の所定位置まで端子を圧入可能な長さ以上であることが好ましい。端子の先端がキャビティ壁に到達した時点で端子が所定位置まで圧入されるので、端子がキャビティ壁と干渉することを確実に防止できる。

スライド部材が、金型が閉じたときにスライド可能範囲の最後部に位置することが好ましい。金型が完全に閉じる時点で金型の閉じ力を直接にスライド部材に伝達することで、圧入部品を所定位置まで確実に圧入することができる。

本発明は、端子が本体に圧入されているとともに、端子の一部を覆う樹脂部品が本体に一体成形された電気機器用ケースを製造する方法に具現化することもできる。
この製造方法は、端子が配置された本体を第１金型に固定する工程と、金型表面から伸縮自在に突出するスライド部材を有する第２金型を、スライド部材が端子に対向する状態を維持しながら第１金型に近づけて金型を閉じる工程と、閉じた金型に形成されたキャビティに樹脂を射出する工程を含む。
金型を閉じる工程は、第１金型と第２金型が近づく間にスライド部材が本体に載置された端子に当接して端子を本体の所定位置へ圧入し、端子が所定位置へ圧入された後にスライド部材が端子に当接した状態で後退しながら最終的に第１金型と第２金型が閉じる。
この製造方法によれば、本体に圧入された端子の一部を覆う樹脂部品が本体に一体成形された電気機器用ケースを安価に製造することができる。

本発明によれば、電気機器用ケースの本体に端子を確実に圧入するとともに端子の一部を覆う樹脂部品を本体に一体成形する射出成形装置と射出成形用金型を実現することができる。
また、本体に圧入された端子の一部を覆う樹脂部品が本体に一体成形された電気機器用ケースを安価に製造することができる。

以下、図面を参照して実施例を説明する。
本発明に係る射出成形装置は、樹脂製のコネクタが金属の本体に一体成形されたコネクタケース（電気機器用ケース）を製造する装置である。
まず、コネクタケースについて説明する。図１は、コネクタケース１００の斜視図である。コネクタケース１００は、金属製の本体１２０に、樹脂製のコネクタ１３０が一体に成形されている。コネクタ１３０は、金属製の本体１２０とともに一体をなすコネクタ基部１３２と、コネクタ基部１３２から突出するコネクタ嵌合部１３４から構成される。コネクタ嵌合部１３４は、外部の他のコネクタと嵌合する部分である。コネクタ嵌合部１３４から、金属製のグランド端子１４０、及び他の端子群１５０がコネクタ嵌合部１３４の突出方向に沿って伸びている。グランド端子１４０は、後述するように本体１２０に直接固定されており、本体１２０と電気的に導通している。他の端子群１５０は、本体１２０内に配置されている基板（不図示）に接続されている。

図２に、グランド端子１４０の斜視図を示す。図３に、本体１２０の斜視図を示す。図３には、本体１２０に圧入された状態のグランド端子１４０を仮想線で示している。
グランド端子１４０は、底板１４２と、底板１４２の一端から垂直に伸びるピン１４６から構成されている。底板１４２には、グランド端子１４０を本体１２０の突起１２４に圧入するための圧入孔１４４が形成されている。
本体１２０は、直方体状の切欠１２２が設けられている。この切欠１２２に樹脂製のコネクタ基部１３２が射出成形される。切欠１２２の底面に、突起１２４と貫通孔１２６が設けられている。図３に示すように、突起１２４にグランド端子１４０の圧入孔１４４が圧入されることによって、グランド端子１４０が本体１２０に強固に固定される。なお、後述するように、グランド端子１４０は、コネクタ１３０を射出成形する工程において、突起１２４に圧入される。
貫通孔１２６は、他の端子群１５０が通過するための孔であり、他の端子群１５０は、この貫通孔１２６を通じて、本体１２０内の基板（不図示）に接続される。

図４に、図１のVI−VI線に沿った断面図を示す。グランド端子１４０は、本体１２０の突起１２４に圧入されるとともに、その一部がコネクタ１３０によって覆われている。グランド端子１４０は、突起１２４の基部まで圧入されており、これによって、グランド端子１４０は突起１２４に強固に固定されるとともに、グランド端子１４０の底板１４２が本体１２０に面接触して良好な電気的接続が確保される。グランド端子１４０は、圧入孔１４４の周囲とピン１４６の先端を露出しており、その他の部分がコネクタ１３０によって覆われている。

次に、図５から図８を参照して、本体１２０にグランド端子１４０を圧入するとともに、本体１２０に樹脂製のコネクタ１３０を一体成形する射出成形装置２００を説明する。同時に、射出成形装置２００を用いてコネクタケース１００を製造する方法を説明する。なお、図５から図８は、射出成形装置２００の断面であって、図１のVI−VI線に沿った断面に対応する断面を示している。従って、図５から図８には、図１に示す他の端子群１５０は示されていない。また、図５から図８は、射出成形装置２００の主要部のみを示しており、射出成形装置２００の他の部分は図示を省略している。
射出成形装置２００は、第１金型２１０と、第２金型２２０と、駆動装置２５０を備える。
コネクタケース１００を製造するには、まず、第１金型２１０に、グランド端子１４０が載置された本体１２０を固定する。第２金型２２０は、グランド端子１４０が載置された本体１２０に対向する位置で駆動装置２５０に支持されている。駆動装置２５０は油圧によって第２金型２２０を第１金型２１０に向けて移動させることができる。
次に、コネクタケース１００を製造するために、第１金型２１０と第２金型２２０を近づけて金型を閉じる。後述するように、第２金型には金型表面から伸縮自在に突出するスライド部材２３０が備えられており、金型を閉じる際に、スライド部材２３０がグランド端子１４０に対向する状態を維持しながら第２金型２２０を第１金型に近づける。
駆動装置２５０は、本体１２０に対向した状態を保持しながら第２金型２２０を第１金型２１０に向けて移動させる。駆動装置２５０が第２金型２２０を移動させて、第２金型２２０が第１金型２１０に密着すると、第２金型２２０の下面の一部と本体１２０の切欠１２２の表面で閉空間が形成される。この閉空間が、樹脂を射出するキャビティとなる。第２金型２２０を第１金型２１０に密着させることを「金型を閉じる」と表現することがある。換言すれば、第１金型２１０と第２金型２２０を閉じることによってキャビティが形成される。

第２金型２１０の下面のうち、キャビティを形成する壁面がキャビティ壁２２２である。キャビティ壁２２２には、射出された樹脂によってコネクタ嵌合部１３４を形成するための窪み２２２ａが形成されている。窪み２２２ａには、細孔２２４が設けられている。図５に示すように、グランド端子１４０は、本体１２０に載置された状態では傾いており、グランド端子１４０のピン１４６の軸線方向は細孔２２４の軸線方向に一致しない。後述するように、第２金型２２０が第１金型２１０に近づくにつれてグランド端子１４０の圧入孔１４４が本体１２０の突起１２４の基部に圧入される。その結果、グランド端子１４０のピン１４６の軸線方向が細孔２２４の軸線方向に一致する。その状態で第２金型２２０がさらに第１金型２１０に近づくと、細孔２２４にグランド端子１４０のピン１４６の先端が挿通する。細孔２２４の内径とピン１４６の外径はほぼ等しく、細孔２２４にピン１４６の先端が挿通した状態でキャビティに樹脂を射出することによって、ピン１４６の先端を露出させてピン１４６の他部を覆うコネクタ１３０を形成することができる。

第２金型２２０には、スライド部材２３０が取り付けられている。スライド部材２３０は、本体１２０に載置されたグランド端子１４０に対向する位置で、第２金型２２０の表面から伸縮自在に突出している。スライド部材２３０は、スプリング２３２によって、第２金型２２０の表面からグランド端子１４０へ向かって突出する方向に付勢されている。第２金型２２０のスライド部材２３０の後端部に対向する位置には、ストッパ２３４が設けられており、このストッパ２３４によって、スライド部材２３０のスライド可能範囲の最後部が画定される。
スライド部材２３０の先端には、窪み２３０ａが形成されている。第２金型２２０が第１金型２１０に近づくと、窪み２３０ａに本体１２０の突起１２４が挿通する。

図５から図８は、駆動装置２５０によって第２金型２２０が第１金型２１０に向かって移動する様子を示している。図５は、第２金型２２０が移動する前の状態、即ち、第２金型２２０が完全に開いた状態を示している。図６は、スライド部材２３０の先端が本体１２０に載置されたグランド端子１４０に当接する位置まで第２金型２２０が第１金型２１０に近づいた状態を示している。図７は、スライド部材２３０がグランド端子１４０を本体１２０の突起１２４の基部まで圧入する位置まで第２金型２２０が第１金型２１０に近づいた状態を示している。図８は、第２金型２２０が第１金型２１０に密着した状態、即ち、金型同士が閉じた状態を示している。

第１金型２１０と第２金型２２０が完全に開いた状態（図５）から、金型同士が閉じた状態（図８）に至るまでの過程を説明する。
まず、図５に示す状態について説明する。
グランド端子１４０を本体１２０の突起１２４に圧入して固定するために、圧入孔１４４の内径は突起１２４の外径よりも小さく形成されている。そのため、本体１２０にグランド端子１４０を載置しただけでは、圧入孔１４４は突起１２４に嵌合しない。そのため、グランド端子１４０は突起１２４の上端に引っ掛かった状態に置かれる。即ち、図５に示すように、グランド端子１４０は、本来の所定位置（図４に示す通り突起１２４の基部に圧入された位置）ではなく、所定位置からずれた場所に位置する。このとき、図５に示す通り、グランド端子１４０のピン１４６の軸線方向は細孔２２４の軸線方向に一致しない。

次に、図６と図７に示す状態について説明する。グランド端子１４０に当接する前のスライド部材２３０の突出長さＬは、グランド端子１４０のピン１４６の先端がキャビティ壁２２２（キャビティ壁２２２の一部である窪み２２２ａ含む）に達する前にスライド部材２３０がグランド端子１４０を突起１２４の基部まで圧入できる長さ以上に設定されている。即ち、図６に示す通り、スライド部材２３０の先端がグランド端子１４０に当接した時点では、ピン１４６の先端はキャビティ壁２２２（窪み２２２ａを含む）に達していない。仮に、スライド部材２３０の突出長さが図６に示すＬよりも短い場合、ピン１４６の先端がキャビティ壁２２２（窪み２２２ａを含む）に干渉してしまい、第２金型２２０が第１金型２１０に近づく間にピン１４６が曲がってしまう可能性がある。射出成形装置２００は、図６に示す状態から図７に示す状態に第２金型２２０が移動する間に、第２金型２２０とともに移動するスライド部材２３０がグランド端子１４０を圧入する。なお、スプリング２３２は、グランド端子１４０を圧入するのに充分な大きさの付勢力をスライド部材２３０に与える。
スライド部材２３０には窪み２３０ａが設けられている。第２金型２２０が第１金型２１０に近づくにつれて、突起１２４が窪み２３０ａに進入するとともに、スライド部材２３０の先端が突起１２４の周囲でグランド端子１４０を突起１２４の基部まで圧入する。
グランド端子１４０が突起１２４の基部へ圧入されるにつれて、グランド端子１４０の傾きが変化する。最終的にグランド端子１４０が突起１２４の基部まで圧入されると、グランド端子１４０のピン１４６の軸線方向が細孔２２４の軸線方向に一致する。従って、第２金型２２０が第１金型２１０へさらに近づくにつれて、ピン１４６の先端はキャビティ壁２２２（窪み２２２ａを含む）に干渉することなく、細孔２２４に挿通する。

図７に示す状態から図８に示す状態に至る過程を説明する。
スライド部材２３０は、グランド端子１４０を突起１２４の基部まで圧入するとそれ以上は第１金型２１０側へは移動できない。その状態で、第２金型２２０が第１金型２１０へさらに近づくと、スライド部材２３０は第２金型２２０に対して相対的に後退する。金型同士が閉じたとき、即ち、第２金型２２０が第１金型２１０に密着するとき、スライド部材２３０の後端がストッパ２３４に当接する。即ち、スライド部材２３０は、金型同士が閉じたときにスライド可能範囲の最後部に位置する。このとき、駆動装置２５０が出力する駆動力（金型を閉じる力）がスライド部材２３０にダイレクトに伝達される。これによって、スプリング２３２の付勢力に関わらずに、グランド端子１４０を最終的に突起１２４の基部まで確実に圧入することができる。このストッパ２３４によって、スプリング２３２の付勢力が経時変化等で小さくなっても、グランド端子１４０を突起１２４の基部まで確実に圧入することができる。
金型同士が閉じると、キャビティ壁２２２（窪み２２２ａを含む）と本体１２０の切欠１２２の表面によってキャビティ２４０が形成される。この状態でキャビティ２４０に樹脂を射出することによって、図１或いは図４に示すコネクタ１３０を本体１２０に一体に成形することができる。このとき、グランド端子１４０のピン１４６の先端は、窪み２２２ａに設けられた細孔２２４に挿通している。従って、ピン１４６の先端を露出させたコネクタ嵌合部１３４を形成することができる。
射出した樹脂が硬化した後に金型を開くことによって、図１に示したコネクタケース１００が完成する。

上記説明したように、射出成形装置２００は、金型同士が閉じるときの力を利用して、グランド端子１４０を本体１２０に圧入する。第２金型２２０は、その表面から伸縮自在に突出するスライド部材２３０を備えている。グランド端子１４０を載置した本体１２０を固定した状態で第２金型２２０を本体１２０に近づけると、第２金型２２０のキャビティ壁２２２（窪み２２２ａを含む）がグランド端子１４０の先端に到達する前に、スライド部材２３０がグランド端子１４０を所定位置（突起１２４の基部）まで圧入する。突出するスライド部材２３０によって、圧入前のグランド端子１４０の位置が所定位置（突起１２４の基部）とは異なる位置であっても、第２金型２２０のキャビティ壁（窪み２２２ａを含む）がグランド端子１４０に到達する前に、グランド端子１４０を所定位置まで圧入することができる。金型を閉じるときに、グランド端子１４０の先端が他の部分と干渉することなく、ピン１４６の先端が第２金型２２０の細孔２２４に挿通する。

細孔２２４は、グランド端子１４０のピン１４６の先端をコネクタ１３０で覆わないためにピン１４６を挿通するための孔である。従って、細孔２２４とピン１４６の間のクリアランスは僅かである。そのため、グランド端子１４０が本体１２０の所定位置に確実に位置決めされた状態でないと、第２金型２２０が本体１２０に近づいたときにグランド端子１４０と第２金型２２０が予想外の干渉を起こす可能性がある。射出成形装置２００は、グランド端子１４０と第２金型２２０の予想外の干渉を回避してグランド端子１４０を本体１２０に確実に圧入することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

コネクタケースの斜視図である。 コネクタケースに圧入されるグランド端子の斜視図である。 コネクタケースの本体の斜視図である。 図１のVI−VI線に沿った断面図である。 射出成形装置の部分断面図である（金型が完全に開いた状態）。 射出成形装置の部分断面図である（金型のスライド部材がグランド端子に当接した状態）。 射出成形装置の部分断面図である（スライド部材がグランド端子を圧入した状態）。 射出成形装置の部分断面図である（金型が閉じた状態）。

符号の説明

１００：コネクタケース
１２０：本体
１３０：コネクタ
１４０：グランド端子
２００：射出成形装置
２１０：第１金型
２２０：第２金型
２２２：キャビティ壁
２３０：スライド部材
２３２：スプリング
２５０：駆動装置

Claims (5)

1. 端子を電気機器用ケースの本体に圧入するとともに、端子の一部を覆う樹脂部品を本体に一体成形する射出成形装置であり、
   端子が載置された本体を固定する第１金型と、
   端子が載置された本体に対向する位置に支持される第２金型と、
   第２金型に配置されており、本体に載置された端子に対向する位置で第２金型の表面から伸縮自在に突出するスライド部材と、
   スライド部材を第２金型の表面から突出する方向に付勢する付勢手段と、
   第１金型と第２金型のいずれか一方を他方に向けて移動させる駆動装置を備えており、
   駆動装置が第１金型と第２金型とを近づけると、付勢手段によって付勢されたスライド部材が本体に載置された端子に当接して端子を本体の所定位置へ圧入し、端子が所定位置へ圧入された後にスライド部材が端子に当接した状態で後退しながら第１金型と第２金型が閉じることを特徴とする射出成形装置。
2. 第２金型の表面に、樹脂部品の形状を画定するキャビティ壁が形成されており、端子に当接する前のスライド部材の突出長さが、端子の先端がキャビティ壁に達する前にスライド部材が本体の所定位置まで端子を圧入可能な長さ以上であることを特徴とする請求項１の射出成形装置。
3. スライド部材が、第１金型と第２金型が閉じたときにスライド可能範囲の最後部に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形装置。
4. 端子を電気機器用ケースの本体に圧入するとともに、端子の一部を覆う樹脂部品を本体に一体成形するための金型であり、
   端子が載置された本体に金型を対向させたときに、端子に対向する位置で金型表面から伸縮自在に突出するスライド部材と、
   スライド部材を金型表面から突出する方向に付勢する付勢手段を備えており、
   端子が載置された本体に対向させながら金型を近づけると、付勢手段によって付勢されたスライド部材が本体に載置された端子に当接して端子を本体の所定位置へ圧入し、端子が所定位置へ圧入された後にスライド部材が端子に当接した状態で後退しながら金型が閉じることを特徴とする射出成形用金型。
5. 端子が本体に圧入されているとともに、端子の一部を覆う樹脂部品が本体に一体成形された電気機器用ケースの製造方法であり、
   端子が配置された本体を第１金型に固定する工程と、
   金型表面から伸縮自在に突出するスライド部材を有する第２金型を、スライド部材が端子に対向した状態を維持しながら第１金型に近づけて金型を閉じる工程と、
   閉じた金型に形成されたキャビティに樹脂を射出する工程を含んでおり、
   前記金型を閉じる工程は、第１金型と第２金型が近づく間にスライド部材が本体に載置された端子に当接して端子を本体の所定位置へ圧入し、端子が所定位置へ圧入された後にスライド部材が端子に当接した状態で後退しながら最終的に第１金型と第２金型が閉じることを特徴とする電気機器用ケースの製造方法。

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