JP2011230347A - 保持治具の製造方法及び成形金型 - Google Patents
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Abstract
【課題】補強部材を変形させることなく成形金型から離型して補強部材の平坦性を維持した保持治具を製造することのできる保持治具の製造方法、及び、補強部材を変形させることなく容易に離型できる成形金型を提供すること。
【解決手段】支持孔11を有する補強部材5と保持孔15を有する弾性部材6とを備えた保持治具1を成形ピン35が立設された成形金型30で製造する方法であって、成形ピン35の抜脱方向の一体成形体と成形金型30との接触を維持した状態で成形ピン35を抜脱する方法、並びに、保持治具1の成形金型30であって、対向配置される第1金型31及び第2金型32とこれらの間に配置されて配置空間34を形成する第3金型33とを備えて成り、配置空間34に対して第3金型33と同じ側に配置される第1金型31は成形ピン35を有し、第3金型33は貫通孔33aを有する成形金型30。
【選択図】 図5
【解決手段】支持孔11を有する補強部材5と保持孔15を有する弾性部材6とを備えた保持治具1を成形ピン35が立設された成形金型30で製造する方法であって、成形ピン35の抜脱方向の一体成形体と成形金型30との接触を維持した状態で成形ピン35を抜脱する方法、並びに、保持治具1の成形金型30であって、対向配置される第1金型31及び第2金型32とこれらの間に配置されて配置空間34を形成する第3金型33とを備えて成り、配置空間34に対して第3金型33と同じ側に配置される第1金型31は成形ピン35を有し、第3金型33は貫通孔33aを有する成形金型30。
【選択図】 図5
Description
この発明は、保持治具の製造方法及び成形金型に関し、さらに詳しくは、補強部材を変形させることなく成形金型から離型して補強部材の平坦性を維持した保持治具を製造することのできる保持治具の製造方法、及び、補強部材を変形させることなく容易に離型できる成形金型に関する。
コンピュータ、電話機、ゲーム機、自動車電装機器等の電子機器に用いられる集積回路等には、例えば、積層セラミックチップコンデンサ(単に、チップコンデンサと称することがある。)等の小型部品が搭載されている。このような小型部品を製造する際等には、通常、小型部品を製造可能な小型部品用部材等を保持する保持孔が形成された保持治具が用いられる。このような保持治具として、例えば、特許文献1には、「(a)多数の並列状貫通通路を有するプレート体を備えること。(b)前記通路は弾性壁を有して電気用小型パーツが該通路内に位置可能となっており、かつ該通路の寸法は対応するパーツの寸法よりも小さく、パーツが前記通路内位置で弾発的に把持されること。以上(a)および(b)の構成から成るを特徴とする多数の電気用小型パーツ端部のコーティング用装置」が記載されている。
これらの保持治具等は、例えば、保持孔を形成するための成形ピンが立設された成形金型を用いて製造される。具体的には、特許文献2には、「複数個のチップ部品を弾性的に保持するためのチップ部品の保持プレートの製造方法であって、・・・硬質基板に流し込まれた弾性材が硬化した後、ピンを取り除く工程、を含んでなることを特徴とするチップ部品の保持プレートの製造方法。」が記載されている(請求項1)。この製造方法においては、「ピン27は上金型25に立設され、・・弾性材15がピンに密着して離型しにくくなるので、ブッシュピン31を利用して保持プレートを上金型25から押出し、ピン27を弾性材15から引き抜く。」(第2頁右上欄第11行〜同頁左下欄第11行及び図4参照。)。このようにして硬質基板11と弾性材15とが一体成形された保持プレートを成形金型から離型する際に、弾性材15とピン27との密着力、摩擦力等によるピン27の抜脱力によって硬質基板11特にその中央部近傍が変形し、金型から離型した後にその変形が復元しないことがある。
このような硬質基板11の変形を防止して平坦な保持プレートを製造できる成形金型として、特許文献3には、「芯材として金属等の剛性を有し、予め厚み方向にチップ部品を弾性的に保持可能な穴径よりもやや大きな穴を設けたプレートをインサートし、厚み方向に電子部品を弾性的に保持可能な多数の穴形状を有するようにシリコーンゴムを成形加工してなる外部電極塗布用電子部品保持プレートの金型構造であって、穴形成の為に金型に設けられる多数のピンを固定側金型と可動側金型に分けて埋設することを特徴とする電子部品の外部電極塗布に用いる保持プレート成形金型」が記載されている。この保持プレート成形金型を用いて保持プレートを製造すると、成形された保持プレートを保持プレート成形金型から離型するときの芯材の変形防止効果が期待できる。
ところで、近年、電子部品はより一層の小型化が図られているので、成形金型からの離型時における硬質基板の変形をより一層高度に防止すると共に成形金型から容易に離型できることが望まれている。
この発明は、補強部材を変形させることなく成形金型から離型して補強部材の平坦性を維持した保持治具を製造することのできる保持治具の製造方法を提供することを、目的とする。
この発明は、補強部材を変形させることなく容易に離型できる成形金型を提供することを、目的とする。
前記課題を解決するための手段として、
請求項1は、支持孔が形成された補強部材と小型部品を保持する保持孔が形成された弾性部材とを備え、前記保持孔が前記支持孔の内部を通るように前記補強部材が前記弾性部材に埋設されて成る保持治具を前記保持孔を形成する成形ピンが複数立設された成形金型で一体成形して製造する製造方法であって、前記成形ピンの抜脱方向の前記一体成形体と前記成形金型との接触を維持した状態で前記成形ピンを抜脱することを特徴とする保持治具の製造方法であり、
請求項2は、前記成形ピンは前記抜脱方向に一段階で一挙に抜脱されることを特徴とする請求項1に記載の保持治具の製造方法であり、
請求項3は、支持孔が形成された補強部材と小型部品を保持する保持孔が形成された弾性部材とを備え、前記保持孔が前記支持孔の内部を通るように前記補強部材が前記弾性部材に埋設されて成る保持治具を成形する成形金型であって、前記成形金型は、互いに対向配置される第1金型及び第2金型と、前記第1金型及び前記第2金型の間に介装されて前記第1金型及び前記第2金型の少なくとも一方の間に前記補強部材を配置する配置空間を形成する第3金型とを備えて成り、前記第1金型及び前記第2金型のうち前記配置空間に対して前記第3金型と同じ側に配置される前記金型は、前記第3金型を貫通して前記配置空間に縦立する成形ピンを有し、前記第3金型は、前記金型の前記成形ピンと同様の配列で穿孔された貫通孔を有していることを特徴とすることを特徴とする成形金型であり、
請求項4は、前記成形ピンは前記支持孔の配列と同様の配列で前記第1金型に立設されていることを特徴とする請求項3に記載の成形金型である。
請求項1は、支持孔が形成された補強部材と小型部品を保持する保持孔が形成された弾性部材とを備え、前記保持孔が前記支持孔の内部を通るように前記補強部材が前記弾性部材に埋設されて成る保持治具を前記保持孔を形成する成形ピンが複数立設された成形金型で一体成形して製造する製造方法であって、前記成形ピンの抜脱方向の前記一体成形体と前記成形金型との接触を維持した状態で前記成形ピンを抜脱することを特徴とする保持治具の製造方法であり、
請求項2は、前記成形ピンは前記抜脱方向に一段階で一挙に抜脱されることを特徴とする請求項1に記載の保持治具の製造方法であり、
請求項3は、支持孔が形成された補強部材と小型部品を保持する保持孔が形成された弾性部材とを備え、前記保持孔が前記支持孔の内部を通るように前記補強部材が前記弾性部材に埋設されて成る保持治具を成形する成形金型であって、前記成形金型は、互いに対向配置される第1金型及び第2金型と、前記第1金型及び前記第2金型の間に介装されて前記第1金型及び前記第2金型の少なくとも一方の間に前記補強部材を配置する配置空間を形成する第3金型とを備えて成り、前記第1金型及び前記第2金型のうち前記配置空間に対して前記第3金型と同じ側に配置される前記金型は、前記第3金型を貫通して前記配置空間に縦立する成形ピンを有し、前記第3金型は、前記金型の前記成形ピンと同様の配列で穿孔された貫通孔を有していることを特徴とすることを特徴とする成形金型であり、
請求項4は、前記成形ピンは前記支持孔の配列と同様の配列で前記第1金型に立設されていることを特徴とする請求項3に記載の成形金型である。
この発明に係る保持治具の製造方法は、成形ピンの抜脱方向の一体成形体と成形金型との接触を維持した状態で成形ピンを抜脱するので、成形ピンの抜脱力による一体成形体の変形を成形金型との接触によって防止できる。また、この発明に係る成形金型は配置空間と反対側に配置された第1金型又は第2金型の成形ピンと同様の配列で穿孔された貫通孔を有する第3金型を備えて成るから、この第3金型を一体成形体に接触させた状態で第1金型及び/又は第2金型の成形ピンを抜脱することができる。その結果、この発明に係る保持治具の製造方法及びこの発明に係る成形金型は、補強部材を変形も損傷もさせることなく一体成形体を容易に離型させることができる。したがって、この発明によれば、補強部材を変形させることなく成形金型から離型して補強部材の平坦性を維持した保持治具を製造することのできる保持治具の製造方法を提供すること、及び、補強部材を変形させることなく容易に離型できる成形金型を提供することができる。
この発明に係る製造方法によって製造される保持治具(以下、この発明に係る保持治具と称することがある。)は、支持孔が形成された補強部材と小型部品を保持する保持孔が形成された弾性部材とを備え、前記保持孔が前記支持孔の内部を通るように前記補強部材が前記弾性部材に埋設されて成る。そして、この発明に係る保持治具は、弾性部材の弾性力で保持孔に挿入された小型部品を弾発的に保持することができる。
この発明に係る保持治具に保持される小型部品は、小型部品の製造工程、搬送工程等において保持される必要性のある、小型部品を製造可能な小型部品用部材、例えば、小型器具用部材、小型機械要素用部材及び小型電子部品用部材等が挙げられる。また、小型部品の製造には小型部品の搬送工程等も含まれるから、小型部品は、小型部品そのもの、例えば、小型器具、小型機械要素及び小型電子部品等も含まれる。したがって、この発明においては、小型部品と小型部品用部材とは明確に区別される必要はない。小型電子部品及び小型電子部品用部材としては、例えば、チップコンデンサ、インダクタチップ、抵抗体チップ等の完成品若しくは未完成品等、及び/又は、これらを製造可能な例えば、角柱体若しくは円柱体、一端部に鍔を有する角柱体若しくは円柱体、両端部に鍔を有する角柱体若しくは円柱体等が挙げられる。このような小型部品は、例えば、その軸線長さが1.0〜3.2mmで軸線に垂直な平面における直径又は軸線に垂直な断面形状に外接する仮想外接円の直径が0.7〜2.3mmの寸法を有している。この発明に係る保持治具は後述するように小型部品を独立に保持できるから、この発明においては小型部品の寸法誤差が保持状態の均一性に大きく影響する前記寸法よりもさらに小型化された小型部品を用いることもできる。
この発明に係る保持治具は、前記小型部品の保持用として好適であり、例えば、少なくとも二箇所に電極形成用の導電性ペーストを塗布する必要のある小型部品の保持用としてさらに好適である。
この発明に係る保持治具の一実施例である保持治具1を、図面を参照して、説明する。この保持治具1は、図1及び図2等に示されるように、支持孔11を有する平坦部12(図1に図示しない。)及びこの平坦部12の周囲に形成された鍔部13を有してなる補強部材5と保持孔15を有する弾性部材6とを備え、前記保持孔15それぞれが前記支持孔11それぞれの内部を通るように前記平坦部12が弾性部材6に埋設されて成る。
前記補強部材5は、図2によく示されるように、支持孔11が形成された平坦部12が少なくとも後述する弾性部材6に埋設され、弾性部材6が平坦になるように、弾性部材6を補強支持する。この補強部材5は、図2及び図3に示されるように、多数の支持孔11が穿設された矩形の平坦部12と、平坦部12の周囲に平坦部12の厚さ方向すなわち上面方向及び下面方向に突出した鍔部13とを備えている。
前記鍔部13は、平坦部12を囲繞するように形成され、図2に示されるように、平坦部12の上面方向及び下面方向における突出量が一定になるように調整されている。換言すると、鍔部13は、図3に明確に示されるように、平坦部12を囲繞する長方形の枠を成し、その厚さ方向の略中央部で鍔部13よりも薄い平坦部12に連結している。この鍔部13は、フランジ部と称することもでき、平坦部12の強度を補強し、また、保持治具1としたときの優れた取扱性を確保する。この鍔部13の厚さは、例えば、8.9〜10.0mmの範囲内に設定される。
前記平坦部12は、図2及び図3に示されるように、その全領域にわたって厚さ方向に貫通する多数の支持孔11が形成される領域であり、通常、その厚さが一定で平坦になっている。平坦部12の厚さは、例えば、5.9〜7mmの範囲内にあるのが好ましい。
前記平坦部12に形成される支持孔11は、前記平坦部12内に、前記支持孔11を多数、例えば、5000個以上、好ましくは少なくとも6000個、より好ましくは少なくとも7000個、特に好ましくは少なくとも7500個有している(図3において、支持孔11の一部を図示していない。)。補強部材5に多数の支持孔11が形成されると、保持治具1を用いた小型部品の製造方法における生産性が向上する。前記支持孔11は、図3に示されるように、所謂「千鳥状」に配列されている。具体的には、支持孔11は、この例において、図3に図示した補強部材5の短辺方向である第1配列方向に沿って、奇数行に配列された第1支持孔11Aと、偶数行に配列された第2支持孔11Bとからなる。さらに具体的には、支持孔11は、前記第1配列方向及びこの第1配列方向に交差する第2配列方向、この例において図3に図示した補強部材5の長辺方向に沿って配列された第1支持孔11Aと、前記第1配列方向に沿って隣接する2つの第1支持孔11A、並びに、前記第2配列方向の同じ側に前記2つの支持孔に隣接する2つの第1支持孔11Aで囲繞される領域に、好ましくはその中心に配列された第2支持孔11Bとからなる。そして、前記第1配列方向の最外列に前記第1支持孔11Aが配列され、前記第2配列方向の最外列に前記第2支持孔11Bが配列されている。このような所謂「千鳥状」の配列において、対角に位置する第1保持孔15A及びこれらの間に配列された第2支持孔11Bはそれらの軸線が同一直線上にあって、これらの直線と第1配列方向及び第2配列方向それぞれとの角度は約45°になっている。このように多数の支持孔11が所謂「千鳥状」に配列されていると、前記のような所謂「千鳥状」の配列は、同じ領域であれば、例えば図4に示す碁盤目状の配列等に対してより多数の、すなわち、高密度で支持孔11を形成することができるので、保持治具1の生産性を大きく向上させることができる。したがって、より多数の小型部品を保持するには支持孔11は所謂「千鳥状」に配列されているのが好ましい。前記支持孔11は、第1配列方向及び第2配列方向ともに一定の間隔をおいて、例えば、支持孔11同士の軸線距離が1.8〜5.5mmの範囲で、配列されている。平坦部12に平行な平面における支持孔11の断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、矩形、多角形等の形状を任意に選択することができる。前記断面形状は同じ形状であるのがよい。この例において、支持孔11の前記断面形状は略同一の直径を有する円形になっている。前記直径は、例えば1.3〜2.2mmの範囲内に設定される。
平坦部12及び鍔部13を備えて成る補強部材5は、小型部品の生産性、支持孔11の形成数、小型部品の寸法及び保持治具1の強度等を考慮して、鍔部13及び平坦部12の寸法が調整される。補強部材5は、弾性部材6を平坦な形状に維持することのできる材料で形成されていればよく、このような材料として、金属及び樹脂等が挙げられる。具体的には、金属として、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム又はアルミニウム合金及びニッケル合金等が挙げられ、樹脂として、例えば、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリ塩化ビニル等が挙げられる。補強部材5は、加工性、ステンレス鋼、アルミニウム又はアルミニウム合金及びポリフェニレンスルフィド樹脂等で形成されるのが好ましく、特にアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されるのが好ましい。
前記弾性部材6は、図1及び図2に示されるように、多数の保持孔15が穿孔され、前記平坦部12を内部に収容可能な空隙を有している。そして、図2に示されるように、弾性部材6は、補強部材5の平坦部12を埋設し、換言すると、平坦部12の両面を被覆すると共に補強部材5の支持孔11に貫入し、補強部材5の鍔部13と面一になるように、形成されている。すなわち、弾性部材6は、平坦部12の表面に配置され、補強部材5の鍔部13によって囲繞されている。ここで、前記弾性部材6は、その保持孔15が支持孔11の内部を通るように平坦部12を埋設している。好ましくは、弾性部材6は、図2に示されるように、保持孔15が支持孔11の軸線Cと共通する軸線Cを有するように、前記平坦部12を埋設している。このように弾性部材6が形成されると、弾性部材6と補強部材5との密着性に優れるうえ小型部品の挿入及び抜取りが容易になる。
弾性部材6は、図1及び図2に示されるように、その厚さ方向に貫通し、自身に挿入又は貫入された小型部品をその弾性力で弾発的に保持する多数の保持孔15を有している。弾性部材6は、基本的に、前記支持孔11と同数の保持孔15を有している。そして、複数の保持孔15は、前記支持孔11と基本的に同様に、前記第1配列方向及び前記第2配列方向に沿って所謂「千鳥状」に配列されている。具体的には、保持孔15は、前記第1配列方向に沿って、奇数行に配列された第1保持孔15Aと、偶数行に配列された第2保持孔15Bとからなる。そして、前記第1配列方向の最外列に前記第1保持孔15Aが配列され、前記第2配列方向の最外列に前記第2保持孔15Bが配列されている。前記保持孔15は、第1配列方向及び第2配列方向ともに一定の間隔、基本的に前記支持孔11と同じ間隔をおいて配列されている。平坦部12に平行な平面における保持孔15の断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、矩形、多角形等の形状を任意に選択することができる。前記断面形状は同じ形状であるのがよい。この例において、保持孔15の前記断面形状は略同一の直径を有する円形になっている。前記直径は、保持する小型部品の寸法等を考慮のうえ、前記支持孔11よりも小さな開口径となるように、調整される。例えば、保持孔15の前記直径は、小型部品の前記直径又は前記仮想外接円の直径に対して80〜90%の範囲内、具体的には、0.42〜0.58mmの範囲内に設定される。
弾性部材6は、小型部品の生産性、小型部品の寸法及び発揮される弾性力等を考慮して、前記鍔部13と面一になるように、その寸法及び厚さが調整される。弾性部材6は、弾性変形し、小型部品を挿入保持することのできる材料で形成される。このような材料として、例えば、ゴム及びエラストマー等が挙げられ、より具体的には、シリコーンゴムが挙げられる。シリコーンゴムの中でも、高重合度の線状ポリジメチルシロキサン若しくはその共重合体を架橋してゴム弾性を付与したシリコーンゴム、又は、耐酸性のシリコーンゴムが好ましい。高重合度の線状ポリジメチルシロキサンを架橋したシリコーンゴムとしては、例えば、商品名「KE−1950−50」(信越化学工業株式会社製)等を入手することができる。
この発明に係る保持治具の別の一実施例である保持治具2を、図面を参照して、説明する。この保持治具2は、図4に示されるように、保持孔15すなわち支持孔11の配列が異なること以外は前記保持治具1と基本的に同様である。前記保持孔15は、図4に示されるように、第1配列方向及び第2配列方向に沿って碁盤目状に配列されている。
保持治具1及び2は、例えば、小型部品の軸線が保持孔15の軸線と略平行となる状態、好ましくは一致する状態に、小型部品を保持孔15に挿入して、その弾性力で弾発的に保持する。そして、小型部品を保持した保持治具1及び2は、小型部品の製造工程、搬送工程等に供される。保持治具1及び2に小型部品を保持するには、例えば、保持孔15と同数の貫通孔が保持孔15と同じ間隔で同様に整列された整列板を準備し、貫通孔と保持孔15とが一致するように、整列板を保持治具1の上に重ね合わせる。次いで、整列板の貫通孔それぞれに小型部品を挿入し、小型部品を平坦な板状部材で均一に保持治具側に押圧する。そうすると、小型部品は保持孔15に前記状態となるように挿入され、弾発的に保持される。このような方法の例として、例えば特許第4337498号明細書には、従来の各種方法(例えば0004欄〜0009欄及び図9〜14参照。)と、これらの各種方法を改良した方法(特許請求の範囲及び図1及び図2等参照。)とが記載されている。
保持治具1及び2は、この発明に係る保持治具の製造方法によって製造されるから、成形金型から脱型されるときに、補強部材5特にその平坦部12が実質的に変形することがなく、補強部材5特に平坦部12の平坦性を維持している。そして、保持治具1及び2は平坦であるから、多数の小型部品を均一な状態で保持することができる。したがって、この発明に係る保持治具の製造方法によって製造される保持治具によれば、高い寸法精度を有する多数の小型部品を高い生産性で製造することができる。
この発明に係る保持治具の製造方法は、保持治具例えば前記保持治具1及び2を、保持孔を形成する成形ピンが複数立設された成形金型で一体成形して、製造する製造方法であって、成形ピンの抜脱方向における一体成形体と成形金型との接触を維持した状態で、成形ピンを抜脱することを特徴とする。すなわち、この発明に係る保持治具の製造方法は、補強部材と弾性材料とを一体成形して得られる一体成形体における、成形ピンの抜脱方向側の表面と、弾性材料が充填される成形金型のキャビティにおける、成形ピンの抜脱方向側の内表面との接触状態を維持した状態で、成形ピンを抜脱することを特徴とする。換言すると、この発明に係る保持治具の製造方法は、成形ピンの抜脱方向における一体成形体と成形金型との接触を維持した状態で成形ピンを抜脱することによって、成形金型内で成形された補強部材と弾性部材との一体成形体を成形金型から離型する方法である。このように、この発明に係る保持治具の製造方法は、一体成形体と成形金型との接触を維持した状態すなわち一体成形体の変形を規制した状態で成形ピンを抜脱して成形金型を離型する工程(接触離型工程とも称する。)を有している。
この発明に係る保持治具の製造方法において、成形ピンは、n段階で順次抜脱することもできるが、前記接触状態が維持されているから成形金型に立設された成形ピンのすべてを一段階で一挙に抜脱しても補強部材の変形を防止できる。したがって、この発明に係る保持治具の製造方法において、成形ピンは一段階で一挙に抜脱するのが好ましい。
この発明に係る保持治具の製造方法の一例として、すべての成形ピンを一段階で一挙に抜脱して前記保持治具1を製造する製造方法(以下、この発明に係る一製造方法と称することがある。)を、図面を参照して、説明する。すなわち、この発明に係る一製造方法においては、成形ピンの抜脱方向における、一体成形体と成形金型の内表面との接触を維持した状態で、すべての成形ピンを同一の抜脱方向に一段階で一挙に抜脱して成形金型を離型する接触離型工程を実施する。
この発明に係る一製造方法においては、まず、成形金型30、補強部材5及び弾性部材6を形成する弾性材料を準備する。図5はこの発明に係る保持治具の製造方法の一例を説明する概略説明図であり、図5(a)は成形金型30に補強部材5を挟持した状態を、その垂直面で切断したときの概略断面図である。
準備する成形金型30は、図5に示されるように、前記補強部材5を介して互いに対向配置される第1金型31及び第2金型32と、第1金型31及び第2金型32の間に介装すなわち配置される第3金型33とを備えている。そして、この第3金型33は、第1金型31及び第2金型32の少なくとも一方、成形金型30においては第2金型32と共に、これらの間に補強部材5を配置する配置空間34を形成する。このように、この成形金型30は、第2金型32、第3金型33及び第1金型31の順に配置され、第2金型32と第3金型33との間に前記配置空間34が形成される。前記第3金型33は、第1金型31及び第2金型32の間に介装されるので中子とも称することもでき、また、後述するように一体成形体の変形を規制するので規制金型等と称することもできる。この成形金型30において、第2金型32及び第3金型33で補強部材5を挟持するように第2金型32及び第3金型33の互いに対向する内表面32a及び内表面33aは平坦になっている。したがって、この成形金型30において前記配置空間34は挟持空間34と称することもできる。この例において、第1金型31及び第3金型33は第2金型32に対して前後進するように可動になっており、移動型と称することができ、第2金型32は図示しない成形機の基板等に固定されており、固定型と称することができる。
成形金型30において、第1金型31及び第3金型33は、図5に示されるように、前記配置空間34の同じ側に配置されており、第1金型31及び第3金型33に分割する分割型と称することもできる。この分割型は、配置空間34に縦立する成形ピン35を有する第1分割型である第1金型31と、この第1金型31に対して前記配置空間34側に配置される第2分割型である第3金型33とを備えている。
前記第1金型31は、図5に示されるように、配置空間34に対して第3金型33と同じ側に配置されており、前記配置空間34に向かう表面すなわち内表面31aに成形ピン35を有している。この成形ピン35は、後述する第3金型33を貫通して第2金型32の内表面32aに到達するまで延在するように形成され、配置空間34に縦立するようになっている。また、成形ピン35は、第1金型31と第2金型32とを対向配置したときに、換言すると、前記配置空間34に補強部材5を配置したときに、支持孔11を貫通するように支持孔11の配列と同様の配列で同数が立設されている。この成形金型30において、成形ピン35が支持孔11内に貫通した状態で弾性材料が成形されるから成形ピン35は弾性部材6に保持孔15を形成する。したがって、成形ピン33は保持孔15とほぼ同様の断面形状を有する棒体に形成されている。この第1金型31は、図5に示されるように、後述する第3金型33上に配置される平坦な板状金型とされ、補強部材5と略同一寸法の矩形板状体になっている。
前記第3金型33は、図5に示されるように、補強部材5を介して第2金型32に重ね合わされ、第2金型32と共に配置空間34を形成する。この第3金型33は、図5及び図6に示されるように、配置空間34の上面となる平坦な内表面33aに自身の厚さ方向に貫通する貫通孔33bを有している。貫通孔33bは、図5及び図6に示されるように、第3金型33に対して配置空間34と反対側に配置された第1金型31に立設された成形ピン35と同様の配列、すなわち、前記支持孔11と同様の配列で、同数穿孔されている。この貫通孔33bは、成形ピン35の外径と略同一の内径を有し、成形ピン35の前後進移動を案内する。この第3金型33において、貫通孔33bは配置空間34まで成形ピン35を貫通させ、貫通孔33bが穿孔されていない内表面33aは一体成形体の表面に接触してその変形を規制する。したがって、一体成形体は前記内表面33aに接触して固定されるから成形ピン35の抜脱時の変形を防止できる。この第3金型33は、図5に示されるように、補強部材5上に配置されて第2金型32と共に補強部材5を挟持する平坦な板状金型とされ、補強部材5と略同一寸法の矩形板状体になっている。なお、この第3金型33に成形ピンは立設されていない。
前記第2金型32は、図5に示されるように、補強部材5を載置して第3金型33と共に挟持する平坦な板状金型とされている。この第2金型32は補強部材5を載置する内表面32aが補強部材5と略同一寸法の矩形になっている。
第1金型31及び第3金型33にはそれぞれの相対的な移動量を規制するリンク部材36を備えている。具体的には、リンク部材36は、第3金型33の隅部に立設され、第1金型31を貫通するリンク本体36aと、リンク本体36aの先端部に半径方向に膨出するフランジ状の係止凸部36bと、リンク本体36aを貫通させるリンク孔の端部すなわち第1金型31の外表面側に、前記リンク孔よりも拡径した係止凹部36cとを有している。前記リンク本体36aは、成形ピン35が配置空間34から十分に抜脱したときに前記係止凸部36bが前記係止凹部36cに係止するように、その軸線長さが調整された棒状部材である。
前記第1金型31及び前記第2金型32は前記したこと以外は、例えば保持治具を形成するための公知の金型と基本的に同様である。
この成形金型30は、トランスファー成形法及びインジェクション成形法(射出成形法)等に用いられる公知の成形機(図5に図示しない。)に、前記第2金型32が固定され、前記第1金型31が可動となるように、装着される。
この発明に係る一製造方法においては、補強部材5を準備する。例えば、鍔部13の厚さと同じ又はそれよりも厚い前記金属又は樹脂等製の板体から、支持孔11が形成されていない平坦部とその周囲に鍔部13とを有する板状体を所望寸法に切り出す。又は、支持孔11が形成されていない平坦部と鍔部13とを別個に作製し、溶接又は接着等の接合手段によって、平坦部と鍔部13とを所望の位置に接合して、前記板状体を作製する。なお、補強部材が鍔部を有していない場合には、平坦部12に対応する板状体を作製する。このようにして作製された板状体の平坦部に、所定形状及び直径を有する多数の支持孔11を、研削、切削、やすり仕上げ等によって、前記第1配列方向及び前記第2配列方向に沿って所定の間隔で整列されるように、穿設して、補強部材5を作製する。又は、支持孔11が形成された平坦部12と鍔部13とを別個に作製し、溶接又は接着等の接合手段によって、平坦部又は平坦部12と鍔部13とを所望の位置に接合して、補強部材5を作製する。なお、平坦部12の表面に、弾性部材6との密着を高めるために、接着剤又はプライマー等を塗布してもよい。また、この発明に係る一製造方法においては、弾性部材6を形成する弾性材料を準備する。この弾性材料は前記ゴム及びエラストマー等を含有する組成物を挙げることができる。
この発明に係る一製造方法においては、図5(a)に示されるように、成形機に固定された第1金型31の上方に第3金型33及び第1金型31をこの順に配置して、第1金型31と第3金型33との間に形成される配置空間34に、成形ピン33が支持孔11を貫通するように、補強部材5を配置する配置工程を実施する。具体的には、第2金型32の内表面32a上に補強部材5を載置すると共にその上に第3金型33を載置して第2金型32と第3金型33とで補強部材5を挟持し、さらに、成形ピン35が貫通孔33b及び支持孔11を貫通するように第1金型31を第3金型33上に載置して、配置工程を実施する。このようにして配置工程が終了する。配置工程が終了すると、図5(a)に示されるように、成形ピン35が貫通孔33b及び支持孔11すべての内部に貫通した状態になり、これらの成形ピン35と第2金型32と第3金型33と補強部材5とで弾性部材6に対応するキャビティが形成される。なお、補強部材5の平坦部12は鍔部13でその周囲が密閉されている。
次いで、この発明に係る一製造方法においては、図5(a)に示されるように、前記成形金型30内に形成されたキャビティに前記弾性材料を充填した後にこの弾性材料を加熱して、前記補強部材5と前記弾性部材6との一体成形体を成形する成形工程を実施する。具体的には、前記キャビティに弾性材料を充填、注入又は配置して、図示しない加熱手段等により成形金型30ごと弾性材料を加熱硬化する。弾性材料の成形方法は、特に限定されず、例えば、トランスファー成形法及びインジェクション成形法(射出成形法)等の成形方法を採用することができる。成形温度及び成形時間等は、使用する弾性材料が硬化成形する温度及び時間であればよく、弾性材料に応じて任意に調整される。このようにして成形工程が終了すると、前記一体成形体が得られる。
この発明に係る一製造方法においては、次いで、このようにして一体成形体を成形した後に一体成形体を成形金型30から離型する離型工程を実施する。この離型工程は、図5(b)に示されるように、成形ピン35の抜脱方向の一体成形体と成形金型30すなわち第3金型33との接触を維持した状態で成形ピン35を同一方向に一段階で一挙に抜脱する接触離型工程と、図5(c)に示されるように、この接触離型工程に次いで前記接触状態が解除された状態で第2金型32上の一体成形体を第2金型32から離型する非接触離型工程とを有する2段階離型工程である。
前記接触離型工程は、より具体的には、この発明に係る一製造方法において成形ピン35は第2金型32から離間する方向に抜脱されるから、一体成形体の第3金型33側の表面と第3金型33の一体成形体側の内表面33aとの接触状態を維持した状態ですべての成形ピン35が同一方向に一段階で一挙に抜脱される工程である。この接触離型工程は、図5(a)に示されるように前記成形工程が終了した後に、第3金型33の内表面33aと一体成形体における弾性部材6の表面とが接触した状態を維持しつつ、すなわち第3金型33は第1金型31と共に移動することなく前記一体成形体の変位を規制しつつ、第1金型31を第3金型33から離間するように移動させる。第1金型31がこのように第2金型32と反対側に移動すると、成形ピン35は配置空間34から後退して弾性部材6から抜脱する。このとき、第1金型31が前記のように一方向に移動して成形ピン35と弾性部材6との摩擦力が生じても第3金型33は不動状態にあって第3金型33の内表面33aが弾性部材6に接触してその変位を規制しているから、弾性部材6及び補強部材5は成形ピン35の抜脱に追従することなく、前記配置工程で配置空間34に第1金型32と第3金型33とで挟持された初期状態を維持している。したがって、補強部材5を変形も損傷もさせることなく前記一体成形体から成形ピン35を一挙に抜脱することができる。第1金型31がこのように移動して所定の移動量に達すると、図5(b)に示されるように、前記リンク部材36でその移動が停止される。
この接触離型工程によれば、例えば軸線長さが比較的長い小型部品の両端部を処理するのに用いられる、軸線長さが比較的長い保持孔15を有する厚い保持治具であっても、また、軸線長さが比較的短い小型部品を処理するのに用いられる、軸線長さが短い保持孔15を有する薄肉状の保持治具であっても、補強部材5を変形も損傷もさせることなく前記一体成形体から成形ピン35を抜脱することができる。また、接触離型工程によれば、近年の生産性向上という要望を実現するために保持治具の大型化及び/又は多孔化した変形及び損傷のしやすい補強部材5であっても、変形も損傷もさせることなく前記一体成形体から成形ピン35を抜脱することができる。したがって、この発明によれば、例えば6000個以上特に10000個以上の極めて多数の保持孔を有している保持治具であっても補強部材を変形させることなく成形金型から離型して補強部材の平坦性を維持した保持治具を製造することのできる製造方法、並びに、保持治具の多孔化によって例えば6000個以上特に10000個以上の極めて多数の支持孔が穿孔された補強部材であっても補強部材を変形させることなく容易に離型できる成形金型を提供することができる。
この発明に係る一製造方法においては、前記接触離型工程に次いで、第3金型33を一体成形体から離型する。第3金型33は一体成形体上に配置された状態にあり、特に第3金型33は成形ピンを有していないから、第2金型32から離間する方向に第3金型33を移動させると、第3金型33は補強部材5を変形させることなく一体成形体から容易に離型することができる。
この発明に係る一製造方法においては、次いで、前記非接触離型工程を実施する。図5(c)に示されるように、第1金型31及び第3金型33が一体成形体から離型されると、一体成形体と第3金型33との接触状態がすでに解除されて一体成形体は第2金型32上に載置された状態にあり、特に第2金型32は成形ピンを有していないから、第2金型32から離間する方向に一体成形体を移動させると、一体成形体は第2金型32から補強部材5を変形させることなく容易に離型することができる。
この発明に係る一製造方法において、このようにして形成された一体成形体の弾性部材6には保持孔15の開口部近傍等に成形バリが生じていることがあるので必要に応じて成形バリを取り除くための研削等の表面処理が行われてもよく、また、形成された弾性部材6の表面を鏡面加工することもできる。このような表面処理として、例えば、面研削、フライス研削、ラッピング、鏡面加工処理等が挙げられる。
このようにして、保持治具1を製造することができる。なお、前記保持治具2もこの発明に係る一製造方法と同様にして製造できる。
この発明に係る一製造方法によれば、成形ピン35の抜脱方向における一体成形体と第3金型33との接触を維持した状態で成形ピン35を抜脱することができるので、成形ピン33の抜脱力によって一体成形体が成形ピン35の抜脱に追従して変形することない。一方、前記成形金型30によれば、第1金型31を開いてこの第1金型31に立設された成形ピン35を抜脱するときに、第3金型33で一体成形体を配置空間34に固定しておくことができる。このように、この発明に係る一製造方法及び成形金型30によれば、補強部材5を変形させることなく成形金型30から離型して補強部材5の平坦性を維持した保持治具1及び2を製造することができる。したがって、この発明によれば、補強部材を変形させることなく成形金型から離型して補強部材の平坦性を維持した保持治具を製造することのできる製造方法、及び、補強部材を変形させることなく容易に離型できる成形金型を提供することができる。
この発明に係る一製造方法において使用できる成形金型の別の一例として図7に示される成形金型40が挙げられる。この成形金型40は、図7に示されるように、第2金型42が異なること以外は成形金型30と基本的に同様である。この第2金型42は補強部材5を収容する収納凹部42bを有している。すなわち、第2金型42は周縁に一巡する周壁を備え、内部空間すなわち収納凹部42bは周壁で画成されている。この収納凹部42bは補強部材5を収納可能な形状及び寸法となるように形成されている。したがって、成形金型40において、配置空間44は第2金型42の収納凹部42bと第3金型33とで形成され、補強部材5はこの配置空間44に収納されるから配置空間44は収納空間44と称することもできる。なお、図7に示されるように、第2金型42の内表面32aは収納凹部42bの内表面である。この成形金型40を用いてこの発明に係る一製造方法を実施する場合は、第2金型32と第3金型33との間に形成された配置空間34内に補強部材5を配置すなわち挟持するのではなく第2金型42と第3金型33との間に形成された配置空間44に配置すなわち収納すること以外は、成形金型30を用いてこの発明に係る一製造方法を実施する場合と基本的に同様である。したがって、成形金型40を用いた場合であっても補強部材5を変形させることなく成形金型40から離型して補強部材5の平坦性を維持した保持治具1及び2を製造することができる。したがって、この発明によれば、補強部材を変形させることなく成形金型から離型して補強部材の平坦性を維持した保持治具を製造することのできる製造方法、及び、補強部材を変形させることなく容易に離型できる成形金型を提供することができる。
この発明に係る成形金型は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において種々の変更が可能である。例えば、成形金型30及び40は第1金型31及び第2金型32又は42と、これらの間に配置され、第2金型32又は42と共に配置空間34を形成する第3金型とを備えて成るが、この発明においては、成形金型は、さらに、第3金型と同様に第1金型及び第2金型の間に配置される金型を備えていてもよい。すなわち、この成形金型は、第1金型及び第2金型と、これらの間に配置される第3金型及び第4金型とを備えて成り、配置空間は互いに対向するように配置された第3金型と第4金型とで形成される。すなわち、この成形金型は、第2金型の上に、第4金型、補強部材を挟んで第3金型及び第1金型の順で配置される。この成形金型においては、第1金型及び第2金型それぞれに成形ピンが立設され、これらの成形ピンは、全体として支持孔の配列と同様の配列になっている。このとき、第1金型及び第2金型それぞれに立設される成形ピンの数は、第1金型に立設された成形ピンの数と第2金型に立設された成形ピンの数との比は、前記第3金型及び第4金型が存在するから特に限定されることなく、例えば、1:9〜9:1の範囲に設定することができる。この成形金型においては、第3金型及び第4金型それぞれには前記第1金型及び前記第2金型それぞれに立設された成形ピンと同様の配列で同数の貫通孔が穿孔されている。この成形金型によれば、第1金型を離型する際及び第2金型から一体成形体を離型する際に、一体成形体における成形ピンの抜脱方向の表面が第3金型及び第4金型に接触した状態で規制されているから補強部材を変形させることなく脱型することができる。
前記成形金型30及び40において、成形ピン35は第1金型31に支持孔11と同数立設されているが、この発明において、成形ピンはその一部が第2金型に立設されていてもよい。この場合には、第2金型から一体成形体を離型させる際に補強部材が変形しない程度の成形ピンを第2金型に立設することが重要であり、補強部材の寸法、弾性部材の材質、立設位置等を考慮して、成形ピンの立設数が決定される。例えば、第2金型に立設可能な成形ピンの立設数は、支持孔11の数の10〜90%程度に設定することができる。
成形金型30及び40において、第1金型31は移動型とされ、第2金型32又は42は固定型とされているが、この発明において、第1金型及び第2金型の少なくとも一方が移動型とされていればよく、第1金型及び第2金型が共に移動型とされていてもよい。
成形金型30及び40において、成形ピン35は、所謂「千鳥状」又は碁盤目状に配列されているが、この発明において、成形ピンは、製造する保持治具の保持孔すなわち補強部材の支持孔と同様に配列されていればよく、その配列は特に限定されない。例えば、成形ピンの配列として、例えば、第1保持孔15Aが前記第1配列方向の最外列となり、第2保持孔15Bが前記第2配列方向の最外列となる所謂「千鳥状」配列、前記角度が15〜75°(45°を除く)である所謂「千鳥状」配列、前記碁盤目状の配列を45度回転した傾斜スクエア配列、正六角形が最密に配置されるハニカム状の配列、同心円状の配列等が挙げられる。
この発明に係る保持治具の製造方法は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において種々の変更が可能である。例えば、この発明に係る一製造方法において、第1金型31に立設された、支持孔11と同数の成形ピン35すべてを一段階で一挙に抜脱しているが、この発明においては、支持孔数のうち大部分の成形ピンが立設された第1金型を移動させて前記接触状態を維持しつつ大部分の成形ピンを抜脱した後に、一体成形体と成形金型との接触状態を維持することなく、すなわち、接触状態を解除しつつ又は解除して、支持孔数のうち残りの成形ピンが立設された第2金型を移動させて、残りの成形ピンを抜脱することもできる。
この発明に係る一製造方法において、成形ピン35はその抜脱方向に一段階で一挙に抜脱されているが、この発明において、成形ピンは、n(nは2以上の整数)群に分類されて各群ごとにn(nは2以上の整数)段階で順次抜脱してもよい。
この発明に係る一製造方法においては、所望により、弾性部材の硬化を確実にするため、成形金型から離型する前に成形金型ごと又は成形金型から離型した後に、前記一体成形体を二次加熱又は熱処理してもよい。
1、2 保持治具
5 補強部材
6 弾性部材
11 支持孔
11A 第1支持孔
11B 第2支持孔
12 平坦部
13 鍔部
15 保持孔
15A 第1保持孔
15B 第2保持孔
30、40 成形金型
31 第1金型(第1分割型)
31a、32a、33a 内表面
32、42 第2金型
33 第3金型(第2分割型)
33b 貫通孔
34、44 配置空間
35 成形ピン
36 リンク部材
36a リンク本体
36b 係止凸部
36c 係止凹部
42b 収納凹部
5 補強部材
6 弾性部材
11 支持孔
11A 第1支持孔
11B 第2支持孔
12 平坦部
13 鍔部
15 保持孔
15A 第1保持孔
15B 第2保持孔
30、40 成形金型
31 第1金型(第1分割型)
31a、32a、33a 内表面
32、42 第2金型
33 第3金型(第2分割型)
33b 貫通孔
34、44 配置空間
35 成形ピン
36 リンク部材
36a リンク本体
36b 係止凸部
36c 係止凹部
42b 収納凹部
Claims (4)
- 支持孔が形成された補強部材と小型部品を保持する保持孔が形成された弾性部材とを備え、前記保持孔が前記支持孔の内部を通るように前記補強部材が前記弾性部材に埋設されて成る保持治具を、前記保持孔を形成する成形ピンが複数立設された成形金型で一体成形して、製造する製造方法であって、
前記成形ピンの抜脱方向の前記一体成形体と前記成形金型との接触を維持した状態で前記成形ピンを抜脱することを特徴とする保持治具の製造方法。 - 前記成形ピンは、前記抜脱方向に一段階で一挙に抜脱されることを特徴とする請求項1に記載の保持治具の製造方法。
- 支持孔が形成された補強部材と小型部品を保持する保持孔が形成された弾性部材とを備え、前記保持孔が前記支持孔の内部を通るように前記補強部材が前記弾性部材に埋設されて成る保持治具を成形する成形金型であって、
前記成形金型は、互いに対向配置される第1金型及び第2金型と、前記第1金型及び前記第2金型の間に介装されて前記第1金型及び前記第2金型の少なくとも一方の間に前記補強部材を配置する配置空間を形成する第3金型とを備えて成り、
前記第1金型及び前記第2金型のうち前記配置空間に対して前記第3金型と同じ側に配置される前記金型は、前記第3金型を貫通して前記配置空間に縦立する成形ピンを有し、
前記第3金型は、前記金型の前記成形ピンと同様の配列で穿孔された貫通孔を有していることを特徴とすることを特徴とする成形金型。 - 前記成形ピンは、前記支持孔の配列と同様の配列で前記第1金型に立設されていることを特徴とする請求項3に記載の成形金型。
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Cited By (1)
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JP2017209157A (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | 富士フイルム株式会社 | モールド及びモールドの製造方法並びにパターンシートの製造方法 |
-
2010
- 2010-04-27 JP JP2010101973A patent/JP2011230347A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017209157A (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | 富士フイルム株式会社 | モールド及びモールドの製造方法並びにパターンシートの製造方法 |
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