JP2011005738A - インサート成形装置及びインサート成形方法、ロータ、モータ、並びに時計 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化かつ構成の簡素化を図るとともに、インサート部品の損傷や位置決めコアの磨耗を防止した上で、位置決め精度を向上させることができるインサート成形装置及びインサート成形方法を提供する。
また、軸心精度が高く、長期間に亘って安定した性能を発揮させることができる前記成形方法により製造されたロータ、ロータを備えたモータ、並びにモータを備えた時計を提供する。
【解決手段】スライドコア５０は、磁石２２の位置決め時において径方向中心に向けて押圧されるベースコア６１と、ベースコア６１よりも径方向内側に配置され、磁石２２の外周面に当接可能な押さえコア６３と、ベースコア６１と押さえコア６３とを連結し、ベースコア６１と押さえコア６３とを離間させる方向に向けて付勢する第１弾性部材６２とを備えていることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、インサート成形装置及びインサート成形方法、前記成形方法により製造されたロータ、前記ロータを備えたモータ、並びに前記モータを備えた時計に関するものである。

一般的に、時計に搭載されるモータのロータとしては、円板状磁石と、この磁石が埋設された樹脂材料からなるロータかな本体とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。ロータかな本体は、磁石の周囲を被覆するように形成された枠体部と、枠体部の軸方向両端面にそれぞれ形成され、磁石の中心軸上に延在する一対のほぞ部と、ほぞ部に形成されたかな部（ギヤ部）とを備えている。

上述したロータは、インサート成形装置（以下、成形装置という）を用い、成形装置の金型のキャビティ内に磁石を位置決めし、この磁石を樹脂材料によりインサート成形することで製造される。キャビティ内での磁石の位置決め方法としては、第一に、キャビティの内周面と磁石の外周面との間に枠体部が形成されるクリアランスを設定し、このクリアランスに基づいて磁石を位置決めする方法がある。
また第二に、図１０に示すように、キャビティ１００の径方向に沿って往復移動可能なスライドコア１０１をキャビティ１００の周方向に沿って複数備え、これらスライドコア１０１によってキャビティ１００内に収容（インサート）された磁石１０２を位置決めする方法がある。具体的には、キャビティ１００内に磁石１０２を収容した後、各スライドコア１０１をそれぞれエアシリンダ等の駆動手段によりキャビティ１００の径方向中心に向けて駆動させる。そして、磁石１０２の外周面に各スライドコア１０１の先端面が当接することで、各スライドコア１０１の先端面によって磁石１０２が保持され、キャビティ１００内に磁石１０２が位置決めされるようになっている。

特開昭６２−２７７０５７号公報

ところで、上述したロータを製造するにあたって、磁石の中心軸とほぞ部の中心軸との軸心精度（通り精度）の更なる向上が求められている。磁石とほぞ部との軸心精度が悪いと、磁石の中心軸に対してほぞ部の中心軸が偏心し、回転時のバランスが崩れる。その結果、モータの性能が低下する虞がある。

上述したインサート成形方法のうち、第一の方法では、キャビティと磁石との間のクリアランスの大小により、磁石の位置決め精度が決定される。そこで、クリアランスを可能な限り小さく設定すると、磁石の収容時においてキャビティ内への磁石の供給が困難になる。そして、磁石をキャビティ内に供給する際に、キャビティの開口縁と磁石の角部とが接触し、キャビティが磨耗したり、磁石の角部が損傷したりする虞がある。
一方、磁石の供給時に磁石とキャビティとが確実に接触しない程度にクリアランスを大きく設定すると、位置決め精度が低下し、磁石とほぞ部との軸心のバラツキが大きくなるという問題がある。

また、第二の方法では、図１０に示すように、スライドコア１０１を移動させるためにエアシリンダやその連結機構等の多数の部品が必要になり、その結果、成形装置の大型化に繋がるという問題がある。特に、時計用モータ等の微小部品を製造するにあたっては、成形される成形品に対して成形装置の構造が過大に複雑になるという問題がある。
また、スライドコア１０１の移動量（変位）の調整が難しく、これに伴いスライドコア１０１から磁石１０２に作用する押圧力の調整が難しい。磁石１０２に作用する押圧力が強すぎると磁石１０２が破損したり、スライドコア１０１の磨耗が激しくなったりするという問題もある。

そこで本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、小型化かつ構成の簡素化を図るとともに、インサート部品の損傷や位置決めコアの磨耗を防止した上で、位置決め精度を向上させることができるインサート成形装置及びインサート成形方法を提供することを目的とする。
また、軸心精度が高く、長期間に亘って安定した性能を発揮させることができる前記成形方法により製造されたロータ、ロータを備えたモータ、並びにモータを備えた時計を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係るインサート成形装置は、成形型のキャビティ内にインサート部品が収容された状態で、前記キャビティ内に樹脂材料が注入されることにより、前記インサート部品の周囲に樹脂成形部を前記インサート部品と一体的に成形するインサート成形装置において、前記キャビティの径方向に移動可能とされ、前記インサート部品を前記キャビティ内で保持する位置決めコアを備え、前記位置決めコアは、前記インサート部品の位置決め時において径方向中心に向けて押圧される第１のコアと、前記第１のコアよりも径方向内側に配置され、前記インサート部品の外周面に当接可能な第２のコアと、前記第１のコアと前記第２のコアとを連結し、前記第１のコアと前記第２のコアとを離間させる方向に向けて付勢する第１弾性部材とを備えていることを特徴としている。

この構成によれば、インサート部品の位置決め時において、第１のコアが径方向中心に向けて押圧されることで、第１弾性部材を介して第２のコアも径方向中心に向かって移動する。そして、第２のコアの先端面がインサート部品の外周面に接触することで、インサート部品が径方向中心に向けて押圧され、インサート部品の中心軸とキャビティの中心軸とを一致させた状態で、インサート部品の位置決めを行うことができる。
特に、第２のコアの先端面がインサート部品の外周面に接触した後に、第１のコアが押圧されると、第１弾性部材が収縮することで、第２のコアの変位は第１のコアの変位に比べて小さくなる。よって、第２のコアの変位を、第１のコアの変位に比べて微細に調整することができる。また、第２のコアによりインサート部品を保持した状態で第１のコアが押圧されても、第１弾性部材が収縮するので、第２のコアからインサート部品に向けて過大な押圧力が作用することなく、インサート部品を押圧することができる。これにより、インサート部品の中心軸とキャビティの中心軸との軸心が一致するように、キャビティ内でインサート部品を位置決めするとともに、インサート部品を位置決めした状態で、インサート部品を所望の押圧力で保持することができる。その結果、インサート部品と樹脂成形部との軸心精度の高い成形品を提供することができる。
また、上述した従来の第１の方法に比べて、キャビティとインサート部品とのクリアランスの管理が容易になるとともに、第２の方法に比べて位置決めコアの変位、すなわち第２のコアからインサート部品に作用する押圧力の調整が容易になる。その結果、インサート部品の損傷や位置決めコアの磨耗を抑制することができるので、製造コストの低減及び製造効率の向上を図ることができる。

また、前記成形型は、第１の型と、前記第１の型に対して軸方向に沿って相対移動可能とされた第２の型とで分割構成され、前記第１の型には、前記位置決めコアが設けられ、前記第２の型には、前記第１の型に向けて軸方向に突出する突出部を備え、前記第２の型と前記第１の型とを軸方向に沿って相対移動させた時に、前記突出部が前記第１のコアに当接して、前記第１のコアを径方向内側に移動させるようになっていることを特徴としている。
この構成によれば、第１の型と第２の型との型締め時において、第１の型と第２の型との相対移動に同期して位置決めコアが径方向中心に向かって移動することになるので、従来の第２の方法ように位置決めコアを別体のエアシリンダ等により駆動させる構成に比べて、装置の小型化及び構成の簡素化を図ることができる。

また、前記位置決めコアは、前記キャビティの周方向に沿って複数配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、各位置決めコアにおける第２のコアの先端面によって、インサート部品の外周面が複数の方向から押圧されることになるので、キャビティ内に磁石を安定して保持することができる。
特に、上述したようにこれら位置決めコアが第１の型と第２の型との相対移動に同期して移動する場合には、各位置決めコアの移動タイミングや移動量が各位置決めコア間で均等になる。すなわち、各位置決めコアがインサート部品を径方向中心に向かって押圧することで、位置決めコアの作用線（移動方向）の交点（キャビティの中心軸）にインサート部品の中心軸が配置されるように、インサート部品がスムーズに移動する。その結果、インサート部品の中心軸とキャビティの中心軸とが一致した状態で、インサート部品がキャビティ内に位置決めされることになる。これにより、インサート部品の中心軸と樹脂成形部の中心軸との軸心精度を向上させることができる。

また、前記位置決めコアは、前記第２のコアを径方向外側に向けて付勢する第２弾性部材を備えていることを特徴としている。
この構成によれば、第２のコアは第２弾性部材によって径方向外側に向けて付勢されているため、第２のコアの移動開始に伴って第２弾性部材が収縮することで、これに起因して第２弾性部材から第２のコアに向けて弾性力が発生することになる。すなわち、第２のコアがインサート部品に接触する前段で、第２のコアには位置決めコアの移動方向に抗する方向に弾性力が発生する。これにより、第２弾性部材を採用しない場合に比べて、インサート部品に第２コアが当接する際の衝撃を緩和することができる。その結果、インサート部品を所望の押圧力で保持し、インサート部品の破損や位置決めコアの磨耗をより抑制することができる。
また、第２弾性部材が径方向外側に向けて付勢されているので、第１のコアに作用する押圧力を解除することで、第２のコアが径方向外側に移動して、インサート部品から離間することになる。そのため、別工程としての位置決めコアの解除動作が不要になるとともに、成形品の取り出しが容易になる。また、その後、次のインサート部品の成形工程時においてキャビティ内へのインサート部品の供給が容易になる。これにより、製造効率の向上を図ることができる。

また、前記位置決めコアは、前記第１のコアを径方向外側に向けて付勢する第３弾性部材を備えていることを特徴としている。
この構成によれば、第１のコアに作用する径方向中心に向かう押圧力が第１弾性部材と第３弾性部材とに分散されるため、第３弾性部材を採用しない場合に比べて、第１弾性部材に発生する弾性力を減少させることができる。そのため、インサート部品に第２コアが当接する際の衝撃を緩和することができ、インサート部品の外周面に対して過大な押圧力が作用することがない。
また、第３弾性部材が径方向外側に向けて付勢されているので、第１のコアに作用する押圧力を解除することで、これに伴って第１のコアが径方向外側に移動して、インサート部品から離間することになる。そのため、別工程としての位置決めコアの解除動作が不要になるとともに、成形品の取り出しが容易になる。また、その後、次のインサート部品の成形工程時においてキャビティ内へのインサート部品の供給が容易になる。これにより、製造効率の向上を図ることができる。

また、本発明に係るインサート成形方法は、成形型におけるキャビティの径方向に移動可能とされ、インサート部品を前記キャビティ内で保持する位置決めコアを備え、前記位置決めコアは、前記インサート部品の位置決め時において径方向中心に向けて押圧される第１のコアと、前記第１のコアよりも径方向内側に配置され、前記インサート部品の外周面に当接可能な第２のコアと、前記第１のコアと前記第２のコアとを連結し、前記第１のコアと前記第２のコアとを離間させる方向に向けて付勢する第１弾性部材とを備えたインサート成形装置を用い、前記キャビティ内に前記インサート部品を収容した状態で、前記キャビティ内に樹脂材料を注入することにより、前記インサート部品の周囲に樹脂成形部を前記インサート部品と一体的に成形するインサート成形方法であって、前記インサート部品を前記キャビティ内に収容する収容工程と、前記位置決めコアにより前記インサート部品を前記キャビティ内に位置決めする位置決め工程とを有し、前記位置決め工程では、前記第１のコアを径方向中心に向けて押圧することで、前記第１弾性部材を介して前記第２のコアを径方向内側に移動させ、前記第２のコアの先端面を前記インサート部品の外周面に当接させて、前記インサート部品を前記キャビティ内で保持することを特徴としている。
この構成によれば、位置決め工程において、第１のコアが径方向中心に向けて押圧されることで、第１弾性部材を介して第２のコアも径方向中心に向かって移動する。そして、第２のコアの先端面がインサート部品の外周面に接触することで、インサート部品が径方向中心に向けて押圧され、インサート部品の中心軸とキャビティの中心軸とを一致させた状態で、インサート部品の位置決めを行うことができる。
特に、第２のコアの先端面がインサート部品の外周面に接触した後に、第１のコアが押圧されると、第１弾性部材が収縮することで、第２のコアの変位は第１のコアの変位に比べて小さくなる。よって、第２のコアの変位を、第１のコアの変位に比べて微細に調整することができる。また、第２のコアによりインサート部品を保持した状態で第１のコアが押圧されても、第１弾性部材が収縮するので、第２のコアからインサート部品に向けて過大な押圧力が作用することなく、インサート部品を押圧することができる。これにより、インサート部品の中心軸とキャビティの中心軸との軸心が一致するように、キャビティ内でインサート部品を位置決めするとともに、インサート部品を位置決めした状態で、インサート部品を所望の押圧力で保持することができる。その結果、インサート部品と樹脂成形部との軸心精度の高い成形品を提供することができる。
また、上述した従来の第１の方法に比べて、キャビティとインサート部品とのクリアランスの管理が容易になるとともに、第２の方法に比べて位置決めコアの変位、すなわち第２のコアからインサート部品に作用する押圧力の調整が容易になる。その結果、インサート部品の損傷や位置決めコアの磨耗を抑制することができるので、製造コストの低減及び製造効率の向上を図ることができる。

また、本発明に係るロータは、上記本発明のインサート成形方法を用いて製造されたロータであって、前記インサート部品は磁石であり、前記樹脂成形部は、前記磁石の周囲を取り囲むように形成された枠体部と、前記枠体部の軸方向両端面にそれぞれ形成され、前記磁石の中心軸上に延在する一対の軸部と、前記軸部に形成されたギヤ部とを備えていることを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のインサート成形方法により製造されているので、磁石と軸部との軸心精度に優れたロータを製造することができる。

また、本発明に係るモータは、上記本発明のロータを有することを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のロータを有しているので、ロータの回転時におけるバランスが安定し、軸部に作用する負荷を低減することができる。これにより、軸部の磨耗や損傷を抑制することができる。したがって、長期間に亘って安定したモータ性能を発揮させることができる、高性能なモータを提供することができる。

また、本発明に係る時計は、上記本発明のモータを有することを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のモータを有しているので、エネルギのロス及び機械的損傷を抑制した上で、長期間安定にかつ低電力で動作される、高性能な時計を提供することができる。

本発明に係るインサート成形装置及びその成形方法によれば、インサート部品の位置決め時において、第１のコアが径方向中心に向けて押圧されることで、第１弾性部材を介して第２のコアも径方向中心に向かって移動する。そして、第２のコアの先端面がインサート部品の外周面に接触することで、インサート部品が径方向中心に向けて押圧され、インサート部品の中心軸とキャビティの中心軸とを一致させた状態で、インサート部品の位置決めを行うことができる。
特に、第２のコアの先端面がインサート部品の外周面に接触した後に、第１のコアが押圧されると、第１弾性部材が収縮することで、第２のコアの変位は第１のコアの変位に比べて小さくなる。よって、第２のコアの変位を、第１のコアの変位に比べて微細に調整することができる。また、第２のコアによりインサート部品を保持した状態で第１のコアが押圧されても、第１弾性部材が収縮するので、第２のコアからインサート部品に向けて過大な押圧力が作用することなく、インサート部品を押圧することができる。これにより、インサート部品の中心軸とキャビティの中心軸との軸心が一致するように、キャビティ内でインサート部品を位置決めするとともに、インサート部品を位置決めした状態で、インサート部品を所望の押圧力で保持することができる。その結果、インサート部品と樹脂成形部との軸心精度の高い成形品を提供することができる。
また、上述した従来の第１の方法に比べて、キャビティとインサート部品とのクリアランスの管理が容易になるとともに、第２の方法に比べて位置決めコアの変位、すなわち第２のコアからインサート部品に作用する押圧力の調整が容易になる。その結果、インサート部品の損傷や位置決めコアの磨耗を抑制することができるので、製造コストの低減及び製造効率の向上を図ることができる。
本発明に係るロータによれば、上記本発明のインサート成形方法により製造されているので、磁石と軸部との軸心精度に優れたロータを提供することができる。
本発明に係るモータによれば、長期間に亘って安定したモータ性能を発揮させることができる高性能なモータを提供することができる。
本発明に係る時計によれば、エネルギのロス及び機械的損傷を抑制した上で、長期間安定にかつ低電力で動作される、高性能な時計を提供することができる。

時計の概略構成図（平面図）である。 ロータの斜視図である。 上型と下型との型締め前の状態を示す成形装置の斜視図である。 上型と下型との型締め後の状態を示す成形装置の斜視図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 下型の平面図である。 図５に相当する成形装置の断面図であり、上型と下型との型締め時を示している。 図５に相当する成形装置の断面図であり、上型と下型との型締め完了時を示している。 型締め完了時における下型の平面図である。 従来の成形装置の平面図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（時計）
図１は、時計の概略構成図（平面図）である。
図１に示すように、時計１は、平面視円形状の支持体である地板体１０に、モータ１１や、輪列１２、外部操作部材１３、図示しない水晶振動子、回路ブロック等の多数の構成部品が組み付けられて構成されている。

（ロータ）
図２は、ロータの斜視図である。
図１，２に示すように、モータ１１は、地板体１０に設けられた図示しない円筒状のステータと、ステータの内側に配置され、ステータに対して回転可能に支持されたロータ２１を備えている。図２に示すように、ロータ２１は磁石２２と、ロータ本体としてのロータかな本体（樹脂成形部）２３とを有している。磁石２２は、円板形状のものであり、その径方向に沿って磁化されている。

ロータかな本体２３は、磁石２２を樹脂材料によりインサート成形することで一体形成されたものであり、枠体部３１と、一対のほぞ部（軸部）３３，３４と、かな部（ギヤ部）３２とを有している。
枠体部３１は、磁石２２の周囲を取り囲むように形成された円柱状の部材であり、その周方向に沿って等間隔に複数の切欠き部３５が形成されている。これら切欠き部３５は、枠体部３１の外周縁から径方向中央部に向かって円弧状に形成されたものであって、切欠き部３５からは磁石２２の外周縁が露出している。

ほぞ部３３，３４は、枠体部３１の表裏面から磁石２２の中心軸Ｃ１上にそれぞれ延出している。各ほぞ部３３，３４のうち、一方のほぞ部３３の端部は地板体１０に回転可能に支持され、他方のほぞ部３４の端部は、輪列受に回転可能に支持されることで、ロータ２１が回転可能に支持されている。
かな部３２は、他方のほぞ部３４の基端側に一体形成され、ほぞ部３４の全周に亘って径方向外側に張り出すように形成されている。なお、かな部３２の外周面には、ギヤ歯が形成されている。

かな部３２は輪列受に回転可能に支持された輪列１２（図１参照）に噛合され、ロータ２１の回転力を輪列１２に伝達し得るように構成されている。そして、ロータ２１の回転力により輪列１２が回転することで、時計１の時刻表示針（不図示）が運針するようになっている。

（インサート成形装置）
ここで、上述したロータ２１を製造するためのインサート成形装置（以下、成形装置という）について説明する。図３は、上型と下型との型締め前の状態を示す成形装置の斜視図であり、図４は型締め後の状態を示す成形装置の斜視図である。また、図５は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図３〜５に示すように、成形装置４１は、円板状の下型（第１の型）４２と、下型４２の中心軸Ｃ２と同軸上に配置され、軸方向に沿って往復移動可能とされた上型（第２の型）４３と、下型４２に設けられ、インサート部材である磁石２２を保持する位置決め機構（位置決めコア）４４とを備えている。

下型４２は、円板状のものであり、下部に形成された基部４５と、上部に形成され、外周縁が切り欠かれることで基部４５に比べて外径が縮小した縮径部４６（図３参照）とを有している。すなわち、縮径部４６の径方向外側には、段差部４７（図３参照）が形成されている。
下型４２は、その径方向中央部に磁石２２が収容される下型キャビティ４８を備えている。下型キャビティ４８は、下型４２が軸方向下方に向けて刳り貫かれて形成された平面視円形状のものである。下型キャビティ４８は、成形時において磁石２２の周囲に樹脂材料が射出されることで、磁石２２の周囲にロータかな本体２３の軸方向下半部（例えば、ほぞ部３４側）を成形しうるようになっている。なお、図３〜５では、説明を分かり易くするため、下型キャビティ４８及び後述する上型キャビティ８４の型形状を簡素化して図示する。

位置決め機構４４は、下型キャビティ４８の周方向に沿って等間隔に形成された複数（例えば、３つ）のガイド溝４９と、これらガイド溝４９内にそれぞれ収容され、ガイド溝４９内を径方向に沿ってスライド可能に構成された複数のスライドコア５０（図３参照）と、後述する弾性部材６２，６６，７４とを有している。すなわち、各スライドコア５０の作用線（スライド方向）の交点は、下型４２の中心軸Ｃ２上に配置される。そして、スライドコア５０によって、下型キャビティ４８内に収容された磁石２２の外周面を周方向３ヶ所から押さえて、各スライドコア５０間に磁石２２を保持するように構成されている。なお、各ガイド溝４９及びスライドコア５０は、それぞれ同様の構成のため、以下の説明では、１つのガイド溝４９及びスライドコア５０について説明する。

図６は、下型の平面図である。
図３〜６に示すように、ガイド溝４９は、下型４２の外周縁から下型キャビティ４８に連通するように形成されており、外周側から内周側に向かうにつれ段々と下型４２の軸方向の長さ（高さ）が拡大するように形成されている。すなわち、ガイド溝４９の下面には、外周側から内周側に向かうにつれ下段部５２、中段部５３、及び上段部５４が順に形成されている。
また、下段部５２の内周側、中段部５３及び上段部５４は、縮径部４６の上面から軸方向に沿って切り込まれて形成されたものであり、下段部５２の外周側は、基部４５の上面から軸方向に切り込まれたものである。すなわち、下段部５２の外周側において、下段部５２を取り囲む側壁の軸方向の長さは、下段部５２の内周側、中段部５３及び上段部５４の側壁の軸方向の長さに比べて低く形成されている。また、下段部５２の外周側の端部は、基部４５の外周面に開放しておらず、基部４５と同等の高さで残存している。この残存した部分は、スライドコア５０の径方向外側への移動を規制するストッパ６０として構成されている。

図３，４に示すように、スライドコア５０は、径方向に沿って分割構成されており、下型４２の外周側に配置されたベースコア（第１のコア）６１と、下型４２の内周側に配置され、ベースコア６１の先端に第１弾性部材６２を介して連結された押さえコア（第２のコア）６３とで構成されている。
ベースコア６１は、Ｌ字状に屈曲形成されたものであり、軸方向に沿って延在する足部６４と、足部６４の先端から径方向内側に向かって延在する腕部６５とが一体的に形成されている。足部６４は、角柱形状に形成され、その基端側が下段部５２の外周側のガイド溝４９内に収容され、ガイド溝４９内において下段部５２上を径方向にスライド可能に保持されている。また、足部６４の径方向内側の端面と、中段部５３の径方向外側の端面との間には、第３弾性部材６６が連結されており、ベースコア６１を径方向外側に向けて付勢している。なお、第２弾性部材７４については、後述する。

腕部６５は、足部６４の先端から足部６４に対して略９０度に屈曲形成された角柱形状のものであり、下段部５２の内周側のガイド溝４９内に収容されている。また、ベースコア６１の径方向外側の端面において、足部６４と腕部６５との間に形成される角部は、軸方向に交差する方向に沿って切除されてなる傾斜面６７が形成されている。

押さえコア６３は、ベースコア６１と同様にＬ字状の部材であり、軸方向に沿って延在する足部７２と、足部７２の先端から径方向内側に向かって延在する腕部７３とが一体的に形成されている。足部７２は、角柱形状に形成され、その基端側が中段部５３のガイド溝４９内に収容され、ガイド溝４９内において中段部５３上を径方向にスライド可能に保持されている。また、足部７２の径方向内側の端面と、下段部５２の径方向外側の端面との間には、第２弾性部材７４が連結されており、押さえコア６３を径方向外側に向けて付勢している。

腕部７３は、足部７２の先端から足部７２に対して略９０度に屈曲形成された角柱形状のものであり、中段部５３及び上段部５４のガイド溝４９内に収容されている。また、腕部７３は、その先端側が下型キャビティ４８内を望むような位置まで延出しており、先端面には平面視で弧状に切り欠かれた凹部７５が形成されている。この凹部７５は、下型キャビティ４８内に収容される磁石２２の外周面に接触可能に構成されており、曲率半径が磁石２２の外周面の曲率半径と同等または大きく形成されている。なお、スライドコア５０の初期位置（上型４３と下型４２との型締め前）において、スライドコア５０は各弾性部材６２，６６、７４によって径方向外側に付勢されている。この場合、ベースコア６１の足部６４がストッパ６０に当接することで、スライドコア５０の径方向外側への移動が規制される一方、押さえコア６３の凹部７５と下型キャビティ４８内に収容される磁石２２の外周面との間には、所定のクリアランスが設定されるようになっている。

ここで、ベースコア６１と押さえコア６３とは、上述した第１弾性部材６２によって連結されている。第１弾性部材６２は、ベースコア６１の腕部６５の先端面と、押さえコア６３の足部７２における径方向外側の端面との間に介在しており、ベースコア６１及び押さえコア６３とが互い離間する方向に向けて付勢している。なお、第１弾性部材６２、第２弾性部材７４及び第３弾性部材６６のバネ定数を、それぞれｋ１，ｋ２，ｋ３とすると、これらバネ定数ｋ１〜ｋ３はそれぞれ任意に設定することが可能であるが、第２弾性部材７４のバネ定数を第１弾性部材６２のバネ定数よりも大きく設定する方が好ましい（ｋ２＞ｋ１）。

上型４３は、外径が下型４２と同径に形成された円板状の部材であり、エアシリンダ等の図示しない駆動手段によって軸方向に沿って往復移動可能に構成されている。上型４３は、その中心軸Ｃ２が下型４２の中心軸Ｃ２と同軸上に配置され、下面側には、周壁（突出部）８２に囲まれた凹部８３が形成されている。凹部８３は、軸方向の長さ（深さ）が上述した下型４２の縮径部４６の軸方向の長さと同等に形成されるとともに、内径が縮径部４６よりも僅かながら大きく形成されている。すなわち、下型４２と上型４３との型締め時において、上型４３の凹部８３と下型４２の縮径部４６とはインロー嵌合するように構成されている。
また、凹部８３の径方向中央部には、凹部８３の底部が軸方向上方に向けて刳り貫かれた上型キャビティ８４が形成されている。上型キャビティ８４は、上述したロータかな本体２３における軸方向上半部と同等の形状をなしており、成形時において磁石２２の周囲に樹脂材料が射出されることで、磁石２２の周囲にロータかな本体２３の軸方向上半部を成形しうるようになっている。すなわち、上型４３と下型４２とが型締めされることで、上型キャビティ８４と下型キャビティ４８とで形成される空間内に磁石２２がインサートされるとともに、磁石２２の周囲にロータかな本体２３が成形されるようになっている。

周壁８２は、軸方向下方に向けて突出しており、その内周縁には、軸方向に交差する方向に周壁８２が切除された傾斜面８５が形成されている。この傾斜面８５は、周壁８２の内周縁の全周に亘って形成されるとともに、軸方向上方に向かうにつれ周壁８２の厚さが漸次厚くなるように形成されている。すなわち、周壁８２で囲まれた凹部８３の内径は、開口側から底部に向かうにつれ漸次縮小するように形成されている。なお、傾斜面８５は、軸方向に対する角度が、ベースコア６１に形成された傾斜面６７の軸方向に対する角度と同等に形成されており、上型４３と下型４２とを型締めする際にこれら傾斜面６７，８５同士が摺動するように構成されている。

（インサート成形方法）
次に、上述した成形装置を用いてロータを製造する際のインサート成形方法について説明する。
図３，５，６に示すように、まず、下型４２の中心軸Ｃ２と、磁石２２の中心軸Ｃ１とが、少なくとも平行になるように下型キャビティ４８内に磁石２２を収容する（収容工程）。なお、この状態でスライドコア５０は各弾性部材６２，６６，７４により径方向外側に向けて付勢されており、初期位置の状態に保持されている。

図７は、図５に相当する成形装置の断面図であり、上型と下型との型締め時を示している。
次に、下型４２と上型４３とを所定の型締め力によって型締めするとともに、磁石２２を下型キャビティ４８内に位置決めする（位置決め工程）。具体的には、図７に示すように、駆動手段を作動させ、下型４２の軸方向に沿って上型４３を下降させると、まず上型４３の周壁８２に形成された傾斜面８５と、各ベースコア６１に形成された傾斜面６７とが接触する。傾斜面６７，８５同士が接触すると、上型４３の傾斜面８５が各ベースコア６１の傾斜面６７上に摺接しながら上型４３が下降する。

この時、ベースコア６１には、上型４３から軸方向に沿って型締め力が作用する。すると、この型締め力の分力が、各ベースコア６１の傾斜面６７を介して径方向中心に向けて作用する押圧力Ｆとして各スライドコア５０に伝達される。この押圧力Ｆにより、各ベースコア６１は径方向中心に向けて押圧され、各ベースコア６１は、各ガイド溝４９内を径方向中心に向けて一斉にスライドし始める。これにより、押さえコア６３の凹部７５と磁石２２の外周面との間のクリアランスが除々に縮小されていく。
ベースコア６１が径方向中心に向かってスライドすると、これに追従して第２，３弾性部材６６、７４が収縮し、第２，３弾性部材６６、７４には弾性力Ｆ２，Ｆ３が発生する。また、第２弾性部材７４から押さえコア６３に向けて弾性力Ｆ２が作用することで、第１弾性部材６２が収縮する。これにより、第１弾性部材６２にも弾性力Ｆ１が発生することになる。

そして、上型４３がさらに下降していくことで、上型４３の傾斜面８５がベースコア６１の傾斜面６７上を摺動し、これに追従して各スライドコア５０がさらに径方向中心に向けてスライドしていく。その結果、各押さえコア６３の凹部７５が磁石２２の外周面に同時に接触し、磁石２２を径方向中心に向けて押圧する。

図８は、図５に相当する成形装置の断面図であり、上型と下型との型締め完了時を示している。また、図９は、型締め完了時における下型の平面図である。
ここで、図７〜９に示すように、ベースコア６１の凹部７５が磁石２２の外周面に接触した後に、ベースコア６１が上型４３に押圧されると、第１，３弾性部材６２，６６がさらに収縮する。この時、押さえコア６３の変位Ｌ２は、ベースコア６１の変位Ｌ１に比べて小さくなる。具体的には、ベースコア６１の変位をＬ１、押さえコア６３の変位をＬ２とすると、第１弾性部材６２に発生する弾性力Ｆ１は、Ｆ１＝ｋ１（Ｌ１−Ｌ２）…（式１）となる。また、第２弾性部材７４に発生する弾性力Ｆ２は、Ｆ２＝ｋ２Ｌ２…（式２）となる。ベースコア６１の凹部７５が磁石２２の外周面に接触している時、Ｆ１＝Ｆ２となるので、ｋ２Ｌ２＝ｋ１（Ｌ１−Ｌ２）…（式３）となり、（式３）より第２弾性部材７４の変位Ｌ２は、Ｌ２＝（ｋ１Ｌ１）／（ｋ１＋ｋ２）…（式４）となる。
この場合、ｋ１＞０及びｋ２＞０であるため、第２弾性部材７４の変位Ｌ２は第１弾性部材６２の変位Ｌ１より必ず小さくなる（Ｌ１＞Ｌ２）。

これにより、磁石２２は押さえコア６３に押圧された状態で、その中心軸Ｃ１が下型４２の中心軸Ｃ２に一致する位置まで下型キャビティ４８内を除々に移動する。その結果、磁石２２が下型キャビティ４８内の中心で位置決めされる。なお、磁石２２が位置決めされた後に上型４３がさらに下降することで、ベースコア６１は径方向中心に向けて移動するが、第１，３弾性部材６２，６６が収縮するので、磁石２２には過大な押圧力が作用しない。

その後、図８，９に示すように、上型４３の傾斜面８５の軸方向上側の境界部分９０が、ベースコア６１の傾斜面６７の下側の境界部分９１を乗り越えることで、上型４３の凹部８３内に下型４２の縮径部４６が収容され、上型４３から下型４２に作用する径方向中心に向かう押圧力Ｆが一定になる。この時、下型４２の縮径部４６と上型４３の凹部８３とがインロー嵌合しているため、ベースコア６１の径方向外側の端面が上型４３の周壁８２の内周面に接触することになる。そのため、ベースコア６１の径方向外側への移動は規制される。そして、下型４２の段差部４７上に上型４３の周壁８２の端面が突き当たることで、上型４３の移動が停止する。このように、本実施形態では、下型４２と上型４３とが突き当たった時点で押さえコア６３から磁石２２に所望の押圧力が付与され、位置決めが完了するように設定されている。そのため、毎回の位置決め時に各磁石２２を同位置で、かつ同等の押圧力によって位置決めすることができる。
以上により、上型４３と下型４２との型締めが完了する。

型締めをした後、溶融した樹脂材料をキャビティ４８，８４内に充填し、成形装置４１を冷却することで、樹脂材料を射出成形する。なお、この射出成形は、公知の方法により行うことが可能である。

続いて、樹脂材料が硬化した後、上型４３と下型４２とを型開きする。具体的には、駆動手段を駆動させ、軸方向に沿って上型４３を上昇させる。そして、上型４３における傾斜面８５の境界部分９０がベースコア６１の傾斜面６７の境界部分９１を乗り越えると、各弾性部材６２，６６，７４の復元力によりスライドコア５０がガイド溝４９内を径方向外側に向かって除々にスライドする。この場合、上型４３を一定速度で上昇させることで、傾斜面６７，８５同士が一定速度で摺動することになる。そのため、各スライドコア５０が、何れも同等の速度で成形品（ロータ２１）から離間していく。これにより、型開き時において、スライドコア５０と成形品との接触により、スライドコア５０の磨耗や成形品の損傷に繋がることを防止することができる。
以上により、成形装置４０によりロータ２１が完成する。

このように、本実施形態では、ベースコア６１と押さえコア６３とが第１弾性部材６２を介して連結されている構成とした。
この構成によれば、磁石２２の位置決め時において、ベースコア６１が径方向中心に向けて押圧されることで、スライドコア５０が径方向中心に向かって移動する。そして、押さえコア６３の凹部７５が磁石２２の外周面に接触することで、磁石２２が径方向中心に向けて押圧され、磁石２２の中心軸Ｃ１と下型キャビティ４８の中心軸Ｃ２とを一致させた状態で、磁石２２の位置決めを行うことができる。
特に、上述したようにベースコア６１と押さえコア６３とが第１弾性部材６２を介して連結されているため、押さえコア６３の変位Ｌ２が、ベースコア６１の変位Ｌ１に比べて小さくなる。そのため、押さえコア６３の変位Ｌ２を、ベースコア６１の変位Ｌ１に比べて微細に調整することができる。また、押さえコア６３により磁石２２を保持した状態でベースコア６１が押圧されても、第１弾性部材６２が収縮するので、押さえコア６３から磁石２２に向けて過大な押圧力が作用することなく、磁石２２を押圧することができる。これにより、磁石２２の中心軸Ｃ１と下型キャビティ４８の中心軸Ｃ２との軸心が一致するように、下型キャビティ４８内で磁石２２を位置決めした状態で、キャビティ４８，８４内で磁石２２を所望の押圧力で保持することができる。その結果、成形品であるロータ２１において、磁石２２の中心軸Ｃ１とロータかな本体２３のほぞ部３３，３４との軸心精度を向上させることができる。
また、上述した従来の第１の方法に比べて、下型キャビティ４８と磁石２２とのクリアランスの管理が容易になるとともに、第２の方法に比べてスライドコア５０の変位、すなわち押さえコア６３による押圧力の調整が容易になる。よって、磁石２２の損傷やスライドコア５０の磨耗を抑制することができるので、製造コストの低減及び製造効率の向上を図ることができる。

また、押さえコア６３と上段部５４との間に第２弾性部材７４が介在しているため、押さえコア６３の移動開始に伴って第２弾性部材７４が収縮することで、これに起因してベースコア６１から作用する押圧力Ｆに抗する方向に弾性力Ｆ２を押さえコア６３に作用させることができる。すなわち、押さえコア６３が磁石２２に接触する前段で、押さえコア６３には押圧力Ｆに抗する方向に弾性力Ｆ２が作用する。
しかも、ベースコア６１と中段部５３との間には、第３弾性部材６６が介在しているため、ベースコア６１に作用する押圧力Ｆが第１弾性部材６２と第３弾性部材６６とに分散され、第１弾性部材６２に発生する第１弾性力Ｆ１を減少させることができる。
そのため、第２，３弾性部材７４，６６を採用しない場合に比べて、スライドコア５０による磁石２２の押圧力を低減することができ、磁石２２に押さえコア６３が当接する際の衝撃を緩和することができる。その結果、磁石２２の破損やスライドコア５０の磨耗をより抑制した上で、磁石２２を所望の押圧力で保持することができる。

また、本実施形態では、上型４３と下型４２との型締め時において、上型４３から軸方向に沿って作用する型締め力を、ベースコア６１の傾斜面６７を介して径方向中心に向けて作用させることができる。すなわち、上型４３の移動に同期してスライドコア５０がガイド溝４９内をスライドするので、従来のようにスライドコア１０１を下型４２の径方向に設けた別体のエアシリンダ等により駆動させる構成に比べて、装置の小型化及び構成の簡素化を図ることができる。

しかも、本実施形態の位置決め機構４４は、下型キャビティ４８の周方向に沿って等間隔に複数のスライドコア５０が設けられているため、これらの各押さえコア６３の凹部７５によって磁石２２の外周面が複数の方向から押圧されることになる。これにより、下型キャビティ４８内に磁石２２を安定して保持することができる。特に、これらスライドコア５０が上型４３の移動に同期してガイド溝４９内をスライドするので、各スライドコア５０の移動タイミングや移動量が各スライドコア５０間で均等になる。すなわち、各スライドコア５０が磁石２２の外周面に同時に接触した後、各スライドコア５０の移動によって磁石２２の中心軸Ｃ１が、下型４２の中心軸Ｃ２に一致するように磁石２２がスムーズに移動する。これにより、磁石２２の中心軸Ｃ１と下型４２の中心軸Ｃ２との軸心精度をより向上させた上で、下型キャビティ４８内に磁石２２を所望の位置で位置決めすることができる。

さらに、第２，３弾性部材６６，７４が径方向外側に向けて付勢されているので、型開きに伴って各スライドコア５０が同時に径方向外側にスライドして、磁石２２から離間することになる。そのため、別工程としてのスライドコア５０の解除動作が不要になるとともに、成形品の取り出しが容易になる。また、その後、次の成形工程時において下型キャビティ４８内への磁石２２の供給が容易になる。
その結果、製造効率の向上を図ることができる。

このように、本実施形態では、上述したように成形装置４１（各キャビティ４８，８４）に対する磁石２２の位置決め精度を向上させることができるので、磁石２２とほぞ部３３，３４との軸心精度が高いロータ２１を製造することができる。
そして、本実施形態のモータ１１は、軸心精度の高いロータ２１を備えているので、ロータ２１の回転時におけるバランスが安定し、ほぞ部３３，３４に作用する負荷を低減することができる。これにより、ほぞ部３３，３４の磨耗や損傷を抑制することができる。したがって、長期間に亘って安定したモータ性能を発揮させることができる高性能なモータ１１を提供することができる。
また、このモータ１１が搭載された時計１にあっても、エネルギのロス及び機械的損傷を抑制した上で、時計１が長期間安定にかつ低電力で動作される、高性能な時計１を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
上述した実施形態では、各スライドコア５０が全てガイド溝４９内をスライド可能に構成された場合について説明したが、これに限らず、少なくとも１つを本実施形態のような可動式の位置決めコアとして構成し、他の位置決めコアを固定式にしても構わない。
スライドコア５０の個数やレイアウト等は、適宜設計変更可能である。
さらに、上述した実施形態では、ベースコア６１及び周壁８２の双方に傾斜面６７，８５を形成する構成について説明したが、どちらか一方のみに傾斜面を形成し、他方は角部に形成しても構わない。すなわち、上型４３の移動に同期してベースコア６１を径方向中心に向けて押圧する構成であれば、適宜設計変更が可能である。
また、型締め時において、上型４３を固定し、下型４２を上型４３に対して移動させたり、下型４２及び上型４３をともに移動させたりする構成にしても構わない。

また、弾性部材６２，６６，７４としてはコイルバネに限らず、板バネやゴム等を用いても構わない。
さらに、弾性部材６２，６６，７４をスライドコア５０と一体化しても構わない。
上型４３の傾斜面８５と、ベースコア６１の傾斜面６７とをそれぞれテーパ形状に構成しても構わない。すなわち、上型４３の傾斜面８５を周壁８２の内周縁から底部に至るまで直線状に傾斜させるとともに、ベースコア６１の傾斜面６７を足部６４の上面から下面に至るまで直線状に傾斜させても構わない。

上述した実施形態では、本発明をロータ２１の製造に適用した場合について説明したが、これに限らず、種々の成形品を製造する場合に適用することができる。すなわち、時計用のロータ２１等、微小部品の製造に限られず、比較的大型の部品等の製造においても本発明を適用することができる。

１…時計 ２１…ロータ ２２…磁石（インサート部品） ２３…ロータかな本体（樹脂成形部） ４１…成形装置（インサート成形装置） ４２…下型（第１の型） ４３…上型（第１の型） ４４…位置決め機構 ５０…スライドコア（位置決めコア） ４８…下型キャビティ ６１…ベースコア（第１のコア） ６２…第１弾性部材 ６３…押さえコア（第１のコア） ６６…第３弾性部材 ６７，８５…傾斜面 ７４…第２弾性部材 ８２…周壁（突出部） ８４…上型キャビティ

Claims (9)

1. 成形型のキャビティ内にインサート部品が収容された状態で、前記キャビティ内に樹脂材料が注入されることにより、前記インサート部品の周囲に樹脂成形部を前記インサート部品と一体的に成形するインサート成形装置において、
   前記キャビティの径方向に移動可能とされ、前記インサート部品を前記キャビティ内で保持する位置決めコアを備え、
   前記位置決めコアは、前記インサート部品の位置決め時において径方向中心に向けて押圧される第１のコアと、
   前記第１のコアよりも径方向内側に配置され、前記インサート部品の外周面に当接可能な第２のコアと、
   前記第１のコアと前記第２のコアとを連結し、前記第１のコアと前記第２のコアとを離間させる方向に向けて付勢する第１弾性部材とを備えていることを特徴とするインサート成形装置。
2. 前記成形型は、第１の型と、前記第１の型に対して軸方向に沿って相対移動可能とされた第２の型とで分割構成され、
   前記第１の型には、前記位置決めコアが設けられ、
   前記第２の型には、前記第１の型に向けて軸方向に突出する突出部を備え、
   前記第２の型と前記第１の型とを軸方向に沿って相対移動させた時に、前記突出部が前記第１のコアに当接して、前記第１のコアを径方向内側に移動させるようになっていることを特徴とする請求項１記載のインサート成形装置。
3. 前記位置決めコアは、前記キャビティの周方向に沿って複数配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のインサート成形装置。
4. 前記位置決めコアは、前記第２のコアを径方向外側に向けて付勢する第２弾性部材を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のインサート成形装置。
5. 前記位置決めコアは、前記第１のコアを径方向外側に向けて付勢する第３弾性部材を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のインサート成形装置。
6. 成形型におけるキャビティの径方向に移動可能とされ、インサート部品を前記キャビティ内で保持する位置決めコアを備え、
   前記位置決めコアは、前記インサート部品の位置決め時において径方向中心に向けて押圧される第１のコアと、
   前記第１のコアよりも径方向内側に配置され、前記インサート部品の外周面に当接可能な第２のコアと、
   前記第１のコアと前記第２のコアとを連結し、前記第１のコアと前記第２のコアとを離間させる方向に向けて付勢する第１弾性部材とを備えたインサート成形装置を用い、
   前記キャビティ内に前記インサート部品を収容した状態で、前記キャビティ内に樹脂材料を注入することにより、前記インサート部品の周囲に樹脂成形部を前記インサート部品と一体的に成形するインサート成形方法であって、
   前記インサート部品を前記キャビティ内に収容する収容工程と、
   前記位置決めコアにより前記インサート部品を前記キャビティ内に位置決めする位置決め工程とを有し、
   前記位置決め工程では、前記第１のコアを径方向中心に向けて押圧することで、前記第１弾性部材を介して前記第２のコアを径方向内側に移動させ、前記第２のコアの先端面を前記インサート部品の外周面に当接させて、前記インサート部品を前記キャビティ内で保持することを特徴とするインサート成形方法。
7. 請求項６記載のインサート成形方法を用いて製造されたロータであって、
   前記インサート部品は磁石であり、
   前記樹脂成形部は、前記磁石の周囲を取り囲むように形成された枠体部と、
   前記枠体部の軸方向両端面にそれぞれ形成され、前記磁石の中心軸上に延在する一対の軸部と、
   前記軸部に形成されたギヤ部とを備えていることを特徴とするロータ。
8. 請求項７記載のロータを有することを特徴とするモータ。
9. 請求項８記載のモータを有することを特徴とする時計。

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