JP2009154336A - 樹脂成形品の成形装置、および樹脂成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装飾が施された装飾部を有する金属製部品をインサート成形する場合に、成形型に対する金属製部品の位置ずれを抑え、樹脂成形品において装飾部の位置のばらつきや、バリの発生を防止し得る、樹脂成形品の成形方法、および樹脂成形品の成形装置を提供する。
【解決手段】樹脂成形品の成形装置は、装飾が施された装飾部２１と、装飾部に連続し樹脂材料と一体化されるインサート部２２とを備える金属製部品２０をインサート成形する。成形装置は、金属製部品のインサート部を配置するとともに溶融樹脂材料６０を注入するキャビティ５１が形成された成形型と、金属製部品の装飾部が配置される凹所５２と、キャビティに注入される溶融樹脂材料の一部を凹所に導く凹所用流路５３と、を有している。そして、凹所に導いた溶融樹脂材料が有する圧力Ｐによって、金属製部品を、装飾部からインサート部に向かう方向に沿って押圧する。
【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂成形品の成形装置、および樹脂成形品の成形方法に関する。

樹脂成形品を成形する技術として、射出成形技術が広く知られている（特許文献１参照）。また、金属製部品を成形型内に配置した後に、キャビティに溶融樹脂材料を注入することにより、金属製部品をインサート成形した樹脂成形品を成形することも広く行われている。
特開平７−２４６６３５号公報

装飾が施された装飾部を有する金属製部品をインサート成形する場合には、金属製部品の一部を樹脂材料と一体化させ、装飾部が樹脂成形品の外観に現れるようにする。装飾部に傷が付くことがないように、成形型と金属製部品における装飾部との間のクリアランスを、他の部位に比べて比較的大きい寸法に設定する必要がある。クリアランスを比較的大きく設定することにより、成形型に対する金属製部品の位置ずれが生じやすくなる。このため、樹脂成形品において装飾部の位置がばらついたり、バリの発生が多くなったりする虞がある。

本発明の目的は、装飾が施された装飾部を有する金属製部品をインサート成形する場合に、成形型に対する金属製部品の位置ずれを抑え、樹脂成形品において装飾部の位置のばらつきや、バリの発生を防止し得る、樹脂成形品の成形方法、および樹脂成形品の成形装置を提供することにある。

本発明は、装飾が施された装飾部と、前記装飾部に連続し樹脂材料と一体化されるインサート部とを備える金属製部品をインサート成形した樹脂成形品を成形するための成形装置であって、
前記金属製部品の前記インサート部を配置するとともに溶融樹脂材料を注入するキャビティが形成された成形型と、
前記成形型に形成され前記金属製部品の前記装飾部が配置される凹所と、
前記成形型に形成され前記キャビティに注入される溶融樹脂材料の一部を前記凹所に導く凹所用流路と、を有し、
前記凹所に導いた溶融樹脂材料が有する圧力によって、前記金属製部品を、前記装飾部から前記インサート部に向かう方向に沿って押圧してなる樹脂成形品の成形装置である。

また、本発明は、装飾が施された装飾部と、前記装飾部に連続し樹脂材料と一体化されるインサート部とを備える金属製部品をインサート成形した樹脂成形品を成形するための成形方法であって、
前記金属製部品の前記インサート部を、成形型に形成されたキャビティに配置し、前記金属製部品の前記装飾部を、前記成形型に形成された凹所に配置する配置工程と、
前記成形型を閉じ、キャビティに溶融樹脂材料を注入するとともに前記キャビティに注入される溶融樹脂材料の一部を凹所用流路を介して前記凹所に導く充填工程と、を有し、
前記凹所に導いた溶融樹脂材料が有する圧力によって、前記金属製部品を、前記装飾部から前記インサート部に向かう方向に沿って押圧した状態でインサート成形してなる樹脂成形品の成形方法である。

本発明によれば、装飾が施された装飾部を有する金属製部品をインサート成形する場合に、溶融樹脂材料の射出圧によって装飾部を成形型に対して押し付けているので、成形型に対する金属製部品の位置ずれを抑え、樹脂成形品において装飾部の位置のばらつきや、バリの発生を防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１（Ａ）は、金属製部品をインサート成形した樹脂成形品１０としての自動車の鍵を示す正面図、図１（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ、図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図、図１（Ａ）の１Ｃ−１Ｃ線に沿う断面図、図１（Ｄ）は、図１（Ａ）に示される第１と第２の部品２０、３０を示す正面図である。

図示する自動車の鍵１０は、金属材料から形成された第１と第２の部品２０、３０と、第１と第２の部品２０、３０の一部と一体化した樹脂部４０とを有し、第１と第２の部品２０、３０を射出成形によりインサート成形した樹脂成形品である。第１の部品２０（金属製部品に相当する）は、装飾が施された装飾部２１と、装飾部２１に連続し樹脂材料と一体化されるインサート部２２とを備えている。第２の部品３０（他の金属製部品に相当する）は、鍵を形成するための金属片であり、鍵溝が形成される鍵部３１と、樹脂材料と一体化されるインサート部３２を備えている。

第１の部品２０の装飾部２１は、円弧形状を有し、キーホルダなどを挿通するための通孔２３が形成されている。装飾部２１は、美観を高めるために、塗装による装飾が施されている。塗装は、特に限定されないが、例えば、亜鉛めっきである。亜鉛めっきは、樹脂材料に対する離型性を備えている。第１の部品２０のインサート部２２には、樹脂材料との係合を高めるために、複数の凹所２４を設けている。第２の部品３０のインサート部３２には、樹脂材料との係合を高めるために、凹部３３および丸孔３４を設けている。

樹脂部４０には、電子ＩＤ１１（トランスポンダーチップ）が内蔵されている。射出成形時に、電子ＩＤ１１を収納するための収納凹所４１を形成している。電子ＩＤ１１を収納凹所４１に挿入した後、収納凹所４１の開口４２に蓋部材４３を取り付けている。

図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、樹脂成形品１０の成形装置における成形型５０の要部を示す断面図であって、図２（Ａ）は、開いた状態の成形型５０を示す断面図、図２（Ｂ）は、型締めした状態の成形型５０を示す断面図、図２（Ｃ）は、溶融樹脂材料６０を注入した状態を示す断面図である。図３は、成形型５０の下型５４を示す平面図である。

図２および図３を参照して、樹脂成形品１０の成形装置は、概説すれば、第１の部品２０のインサート部２２を配置するとともに溶融樹脂材料６０を注入するキャビティ５１が形成された成形型５０と、成形型５０に形成され第１の部品２０の装飾部２１が配置される凹所５２と、成形型５０に形成されキャビティ５１に注入される溶融樹脂材料６０の一部を凹所５２に導く凹所用流路５３と、を有している。そして、凹所５２に導いた溶融樹脂材料６０が有する圧力Ｐ（図２（Ｃ）、図３参照）によって、第１の部品２０を、装飾部２１からインサート部２２に向かう方向に沿って押圧している。以下、詳述する。

成形型５０は、下型５４と、下型５４に対して相対的に接近離反移動自在な上型５５と、型開閉方向に対して直交する方向に移動自在なスライドブロック５６（図３参照）と、を有している。下型５４の成形面および上型５５の成形面のそれぞれは、樹脂成形品１０の外形形状に合致する凹凸形状を有している。図示例では、上型５５が下型５４に対して接近離反移動することにより、上下型５４、５５は開閉する。上下型５４、５５を閉じることにより、第１の部品２０のインサート部２２を配置するとともに溶融樹脂材料６０を注入するキャビティ５１が形成される。キャビティ５１には、第２の部品３０のインサート部３２も配置される。

下型５４には、第１の部品２０の装飾部２１が配置される第１の凹所５２（凹所５２に相当する）を設けている。第１の部品２０を下型５４にセットしたり、射出成形後の樹脂成形品１０を下型５４から取り出したりするときに、装飾部２１が型面に対して擦れ合うと、装飾部２１に傷が付いてしまう。装飾部２１に傷が付くことを防止するために、成形型５０と第１の凹所５２内の装飾部２１との間のクリアランスＣ（図２（Ｂ）参照）は、他の部位に比べて比較的大きい寸法に設定してある。なお、図２においては、理解の容易のために、クリアランスＣの大きさを誇張して示してある。

下型５４にはまた、第２の部品３０の鍵部３１が配置される第２の凹所５７を設けている。射出成形後の樹脂成形品１０を下型５４から取り出すために、成形型５０と第２の凹所５７内の鍵部３１との間にもクリアランスが設けられているが、成形型５０と装飾部２１との間のクリアランスＣに比べてひじょうに小さい寸法に設定されている。第２の部品３０は単純な板形状であり精度良く製作することができるので、クリアランスを小さくできるからである。さらに、クリアランスが小さくて傷が付いたとしても、その傷は側方の剪断面に付くので、目立たないからである。第２の部品３０は、段差部３５と、鍵部３１の先端３６とを、上下型５４、５５によって挟持して固定している（図３参照）。

下型５４には、溶融樹脂材料６０をキャビティ５１に導くキャビティ用流路５８（図３参照）と、キャビティ５１に注入される溶融樹脂材料６０の一部を第１の凹所５２に導く凹所用流路５３（図２および図３を参照）と、を設けている。

凹所用流路５３は、キャビティ用流路５８から分岐して形成している。ここで、凹所用流路５３の流路長Ｌ１を、キャビティ用流路５８のうち凹所用流路５３への分岐点からキャビティ５１までの流路長Ｌ２よりも短い寸法に設定してある。溶融樹脂材料６０をキャビティ５１に注入する前に、溶融樹脂材料６０を第１の凹所５２に注入し、第１の部品２０を装飾部２１からインサート部２２に向かう方向に沿って押圧するためである。キャビティ用流路５８の断面積および凹所用流路５３の断面積も同等にするのが好ましい。流路長Ｌ１、Ｌ２の長さのみに基づいて、溶融樹脂材料６０をキャビティ５１に注入する前に、溶融樹脂材料６０を凹所５２に注入することができるからである。

図３を参照して、第１の凹所５２への溶融樹脂材料６０の流入口となるゲート５９は、装飾部２１に沿って伸びる形状を有している。ゲート５９を幅広に形成することにより、溶融樹脂材料６０の圧力Ｐによって、装飾部２１を安定して押し付けることができるからである。

前述したように、装飾部２１は円弧形状を有しているので、円弧の長さの中央の部位に向けて溶融樹脂材料６０を導くことが好ましい。装飾部２１の円弧の長さの中央の部位に向けて樹脂を射出することによって、装飾部２１の円弧形状の左右から溶融樹脂材料６０の圧力Ｐが自動的に均等に掛かることになる。これにより、装飾部２１の横ズレを防止することができるからである。

装飾部２１は、塗装による装飾が施され、塗装が、樹脂材料に対する離型性を備えている。したがって、樹脂成形品１０を成形型５０から取り出した後、装飾部２１を押え付けていた樹脂材料を装飾部２１から簡単に除去することができる。

スライドブロック５６は、圧縮空気などの流体圧により作動する流体圧シリンダ７０によって、型開閉方向に対して直交する方向に移動自在に設けている。スライドブロック５６は、樹脂部４０に形成する収納凹所４１の内形形状に合致した外形形状を有している。射出成形時にはスライドブロック５６を前進移動し、溶融樹脂材料６０をキャビティ５１に注入する。これにより、樹脂部４０に収納凹所４１が形成される。射出成形後に型を開くときには、スライドブロック５６は後退移動する。

次に、実施形態に係る樹脂成形品１０の成形方法の工程について説明する。

まず、第１の部品２０のインサート部２２をキャビティ５１に配置し、第１の部品２０の装飾部２１を第１の凹所５２に配置する（配置工程）。また、第２の部品３０のインサート部３２をキャビティ５１に配置し、第２の部品３０の鍵部３１を第２の凹所５７に配置する。

次に、成形型５０を閉じ、キャビティ用流路５８を介してキャビティ５１に溶融樹脂材料６０を注入するとともにキャビティ５１に注入される溶融樹脂材料６０の一部を凹所用流路５３を介して第１の凹所５２に導く（充填工程）。射出成形時にはスライドブロック５６を前進移動している。そして、第１の凹所５２に導いた溶融樹脂材料６０が有する圧力Ｐつまり射出圧Ｐによって、第１の部品２０を、装飾部２１からインサート部２２に向かう方向に沿って押圧する。この状態で、第１と第２の部品２０、３０を、インサート成形する。

キャビティ５１に注入した溶融樹脂材料６０が硬化したのち、スライドブロック５６を後退移動する。スライドブロック５６により、樹脂部４０に収納凹所４１を形成する。その後、成形型５０を開き、下型５４から、第１と第２の部品２０、３０がインサート成形された樹脂成形品１０としての鍵を取り出す。

本実施形態の樹脂成形品１０の成形方法および樹脂成形品１０の成形装置では、溶融樹脂材料６０の射出圧Ｐによって装飾部２１を成形型５０に対して押し付けているので、成形型５０と第１の凹所５２内の装飾部２１との間のクリアランスＣを他の部位に比べて比較的大きい寸法に設定しても、成形型５０に対する第１の部品２０の位置ずれが生じることがない。したがって、樹脂成形品１０において装飾部２１の位置がばらつかず、バリの発生も抑えることができる。しかも、第１の部品２０の装飾部２１に型締めの傷が残ることもない。図１（Ａ）において、符号Ｌ３の寸法バラツキを小さく抑えることができる。

凹所用流路５３の流路長Ｌ１を、キャビティ用流路５８のうち凹所用流路５３への分岐点からキャビティ５１までの流路長Ｌ２よりも短い寸法に設定してあるので、溶融樹脂材料６０をキャビティ５１に注入する前に、溶融樹脂材料６０を第１の凹所５２に注入し、第１の部品２０を装飾部２１からインサート部２２に向かう方向に沿って押圧している。したがって、キャビティ５１に溶融樹脂材料６０を注入するときには、装飾部２１と成形型５０との合わせ部に隙間がないので、バリの発生をより一層抑えることができる。

ゲート５９を装飾部２１に沿って伸びる幅広に形成してあるので、溶融樹脂材料６０の射出圧Ｐによって、装飾部２１を安定して押し付けることができる。

装飾部２１の円弧の長さの中央の部位に向けて樹脂を射出しているので、装飾部２１の円弧形状の左右から溶融樹脂材料６０の射出圧Ｐが均等に掛かり、装飾部２１の横ズレを防止することができる。

装飾部２１は樹脂材料に対する離型性を備えているので、装飾部２１に離型剤を塗布しなくても、装飾部２１を押え付けていた樹脂材料を装飾部２１から簡単に除去することができる。

溶融樹脂材料６０の射出圧Ｐによって成形型５０に押え付ける第１の部品２０の他に、別個の第２の部品３０をインサート成形することができる。第２の部品３０として鍵を形成するための金属片を適用することにより、優れた意匠の鍵を形成することができる。

図４は、樹脂成形品１０を２個取りする下型８０を示す平面図であり、図１〜図３に示した部材と共通する部材には同じ符号を付してその説明は一部省略する。

図４に示すように、本発明は、複数個（図示例では、２個）の樹脂成形品１０を同時に成形する成形装置に適用することができる。下型８０には、溶融樹脂材料６０を２箇所のキャビティ５１に導く１本のキャビティ用流路５８と、２つのキャビティ５１に注入される溶融樹脂材料６０の一部を２箇所の第１の凹所５２に導く２本の凹所用流路５３と、を設けている。１本のキャビティ用流路５８の末端は、２本に分岐され、それぞれのキャビティ５１に溶融樹脂材料６０を導いている。この場合においても、凹所用流路５３の流路長Ｌ１を、キャビティ用流路５８のうち凹所用流路５３への分岐点からキャビティ５１までの流路長Ｌ２よりも短い寸法に設定する。溶融樹脂材料６０をキャビティ５１に注入する前に、溶融樹脂材料６０を第１の凹所５２に注入し、第１の部品２０を装飾部２１からインサート部２２に向かう方向に沿って押圧するためである。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜改変することができる。

例えば、凹所用流路５３の流路長Ｌ１を、キャビティ用流路５８のうち凹所用流路５３への分岐点からキャビティ５１までの流路長Ｌ２よりも短い寸法に設定したが、この場合に限定されるものではない。キャビティ用流路５８および凹所用流路５３のそれぞれにバルブを設け、バルブの開閉動作を制御することによって、溶融樹脂材料６０をキャビティ５１に注入する前に、溶融樹脂材料６０を第１の凹所５２に注入し、第１の部品２０を装飾部２１からインサート部２２に向かう方向に沿って押圧するようにしてもよい。

装飾部２１の形状は円弧形状に限定されるものではなく、適宜の形状を採用することができることは言うまでもない。

装飾部２１に装飾を施すための塗装が樹脂材料に対する離型性を備えている例を説明したが、装飾部２１に離型剤を塗布する形態でも良い。離型剤には、例えば、ワックス、金属石けん、シリコーン系離型剤を用いることができる。その他にも、熱可塑性および熱硬化性樹脂を材料とする離型剤を用いることも可能である。

第１と第２の部品２０、３０をインサート成形した樹脂成形品１０を示したが、本発明は、装飾が施された装飾部２１を備える少なくとも１つの金属性部品をインサート成形する樹脂成形品に広く適用することがでる。装飾が施された装飾部２１を備える金属性部品を複数個インサート成形する樹脂成形品にあっては、複数個の金属性部品におけるそれぞれの装飾部２１を射出圧Ｐによって押え付ければよい。

図１（Ａ）は、金属製部品をインサート成形した樹脂成形品としての自動車の鍵を示す正面図、図１（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ、図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図、図１（Ａ）の１Ｃ−１Ｃ線に沿う断面図、図１（Ｄ）は、図１（Ａ）に示される第１と第２の部品を示す正面図である。 図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、樹脂成形品の成形装置における成形型の要部を示す断面図であって、図２（Ａ）は、開いた状態の成形型を示す断面図、図２（Ｂ）は、型締めした状態の成形型を示す断面図、図２（Ｃ）は、溶融樹脂材料を注入した状態を示す断面図である。 成形型の下型を示す平面図である。 樹脂成形品を２個取りする下型を示す平面図である。

符号の説明

１０ 自動車の鍵（樹脂成形品）、
１１ 電子ＩＤ、
２０ 第１の部品（金属製部品）、
２１ 装飾部、
２２ インサート部、
３０ 第２の部品（他の金属製部品）、
３１ 鍵部、
３２ インサート部、
４０ 樹脂部、
４１ 収納凹所、
５０ 成形型、
５１ キャビティ、
５２ 第１の凹所（凹所）、
５３ 凹所用流路、
５４ 下型、
５５ 上型、
５６ スライドブロック、
５７ 第２の凹所、
５８ キャビティ用流路、
５９ ゲート、
６０ 溶融樹脂材料、
７０ 流体圧シリンダ、
８０ 下型、
Ｐ 射出圧（溶融樹脂材料が有する圧力）、
Ｌ１ 凹所用流路の流路長、
Ｌ２ キャビティ用流路のうち凹所用流路への分岐点からキャビティまでの流路長。

Claims (8)

1. 装飾が施された装飾部と、前記装飾部に連続し樹脂材料と一体化されるインサート部とを備える金属製部品をインサート成形した樹脂成形品を成形するための成形装置であって、
   前記金属製部品の前記インサート部を配置するとともに溶融樹脂材料を注入するキャビティが形成された成形型と、
   前記成形型に形成され前記金属製部品の前記装飾部が配置される凹所と、
   前記成形型に形成され前記キャビティに注入される溶融樹脂材料の一部を前記凹所に導く凹所用流路と、を有し、
   前記凹所に導いた溶融樹脂材料が有する圧力によって、前記金属製部品を、前記装飾部から前記インサート部に向かう方向に沿って押圧してなる樹脂成形品の成形装置。
2. 前記凹所用流路が、溶融樹脂材料を前記キャビティに導くキャビティ用流路から分岐して形成され、
   前記凹所用流路の流路長が、前記キャビティ用流路のうち前記凹所用流路への分岐点から前記キャビティまでの流路長よりも短い寸法である、請求項１に記載の樹脂成形品の成形装置。
3. 前記凹所への溶融樹脂材料の流入口となるゲートが、前記装飾部に沿って伸びる形状を有している請求項１または請求項２に記載の樹脂成形品の成形装置。
4. 前記金属製部品の前記装飾部が、円弧形状を有し、円弧の長さの中央の部位に向けて溶融樹脂材料を導く請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の樹脂成形品の成形装置。
5. 前記金属製部品の前記装飾部が、塗装による装飾が施され、前記塗装が、樹脂材料に対する離型性を備えている請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の樹脂成形品の成形装置。
6. インサート成形されるとともに前記金属製部品とは別個の他の金属製部品をさらに有している請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の樹脂成形品の成形装置。
7. 前記他の金属製部品が、鍵を形成するための金属片である請求項６に記載の樹脂成形品の成形装置。
8. 装飾が施された装飾部と、前記装飾部に連続し樹脂材料と一体化されるインサート部とを備える金属製部品をインサート成形した樹脂成形品を成形するための成形方法であって、
   前記金属製部品の前記インサート部を、成形型に形成されたキャビティに配置し、前記金属製部品の前記装飾部を、前記成形型に形成された凹所に配置する配置工程と、
   前記成形型を閉じ、キャビティに溶融樹脂材料を注入するとともに前記キャビティに注入される溶融樹脂材料の一部を凹所用流路を介して前記凹所に導く充填工程と、を有し、
   前記凹所に導いた溶融樹脂材料が有する圧力によって、前記金属製部品を、前記装飾部から前記インサート部に向かう方向に沿って押圧した状態でインサート成形してなる樹脂成形品の成形方法。

Images