JP2017140767A

JP2017140767A - インサート成形品の製造方法、および、インサート成形用金型

Info

Publication number: JP2017140767A
Application number: JP2016023501A
Authority: JP
Inventors: 佑次伊藤; Yuji Ito
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2016-02-10
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2017-08-17

Abstract

【課題】製造工程の複雑化を回避しつつ、樹脂圧によってインサート部材が変位することを抑制することを目的とする。【解決手段】インサート成形品の製造方法は、キャビティ１３内にバスバー２Ａ、２Ｂを配置した状態で金型１０を型締めする型締め工程と、溶融樹脂４をキャビティ１３の内部に注入する注入工程と、注入された溶融樹脂４を硬化させる硬化工程とを含み、型締め工程が、ピン２２をキャビティ１３内に突出させて２本のバスバー２Ａ、２Ｂのそれぞれに接触させる工程を含み、注入工程が、キャビティ１３の内部に注入された溶融樹脂４の樹脂圧によりピン２２が圧縮コイルばね２３を弾縮させつつ各バスバー２Ａ、２Ｂから離間する方向に後退する工程を含む。【選択図】図２

Description

本明細書によって開示される技術は、インサート成形品の製造方法、および、インサート成形用金型に関する。

従来、バスバーなどのインサート部品をインサート成形により樹脂部に埋設したインサート成形品が知られている。インサート成形品を製造する際には、金型の内部に、インサート部品を位置決めして配置した状態で、溶融樹脂を加圧注入し、硬化させる。

溶融樹脂の加圧注入の際に、インサート部品に対して、注入された溶融樹脂からの圧力（樹脂圧）がかかるために、インサート部品が金型内で変位してしまうことがあった。これを防ぐため、金型に、インサート部品を押さえる支持部材を設ける方法が考案されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−１４３７１１号公報

上記の方法では、溶融樹脂が支持部材付近まで到達した際に、支持部材を引っ込めることで、支持部材が挿入されていた箇所にも樹脂が充填されるようにしている。しかし、このような方法では、支持部材を移動させるための油圧機構や電動機構などが必要となり、金型装置が複雑化する。これを避けるために支持部材の移動機構を設けないことも考えられるが、この場合には、樹脂部に穴が形成され、この穴の内部にバスバーが露出することとなる。このため、穴埋めを別途施すことが必要となり、製造工程が複雑化する。

本明細書によって開示されるインサート部品の製造方法は、インサート部材と、樹脂により形成され、前記インサート部材を一括して覆う樹脂部とを備えるインサート成形品を製造する方法であって、内部に前記樹脂が充填されるキャビティを有する金型本体と、前記金型本体に組み付けられ、前記キャビティの内部に突出する押さえ部と、前記押さえ部に接続され、弾性変形可能な弾性部とを備える規制部材とを備える金型を用いるとともに、前記キャビティ内に前記インサート部材を配置した状態で前記金型を型締めする型締め工程と、前記樹脂を溶融させて前記キャビティの内部に注入する注入工程と、注入された前記樹脂を硬化させる硬化工程とを含み、前記型締め工程が、前記押さえ部を前記キャビティ内に突出させて前記インサート部材に接触させる工程を含み、前記注入工程が、前記キャビティの内部に注入された前記樹脂からの圧力により前記押さえ部が前記弾性部を弾縮させつつ前記インサート部材から離間する方向に後退する工程を含む。

また、本明細書によって開示されるインサート成形用金型は、インサート部材と、樹脂により形成され、前記インサート部材を一括して覆う樹脂部とを備えるインサート成形品を製造するための金型であって、内部に前記樹脂が充填されるキャビティを有する金型本体と、前記金型本体に組み付けられ、前記キャビティの内部に突出する押さえ部と、前記押さえ部に接続され、弾性変形可能な弾性部とを備える規制部材とを備える。

上記の構成によれば、注入工程の初期においては、キャビティの内部に注入された樹脂の樹脂圧によって、インサート部材が、弾性部を弾縮させる方向に変位しようとすると、弾性部の弾性復元力によってインサート部材が押し戻される。このため、インサート部材の変位が抑制される。注入が進行し、注入された樹脂が押さえ部に到達すると、押さえ部に対する樹脂圧により、押さえ部が弾性部を弾縮させつつインサート部材から離間する方向に後退する。これにより、インサート部材において、押さえ部が当接していた箇所も樹脂によって覆われることとなる。このため、インサート成形品において、規制部材が配置されていた部分に穴が形成され、この穴の内部にインサート部品が露出することを避けることができ、穴埋めを別途施すことが不要となる。
このようにして、製造工程の複雑化を回避しつつ、樹脂圧によってインサート部材が変位することを抑制できる。

上記の構成において、前記押さえ部が、前記インサート部材に対して接触する接触面と、前記接触面の周囲に配置され、前記接触面に対して傾く傾き面を有していてもよい。

このような構成によれば、注入工程において、注入された樹脂が押さえ部に到達した際に、傾き面が樹脂圧を受けることによって、押さえ部をインサート部材から確実に離間させることができる。

本明細書によって開示されるインサート成形品の製造方法、および、インサート成形用金型によれば、製造工程の複雑化を回避しつつ、樹脂圧によってインサート部材が変位することを抑制できる。

実施形態において、バスバーをセットして金型を型締めした状態を示す概略断面図実施形態において、キャビティの内部に溶融樹脂を注入する途中の様子を示す概略断面図実施形態において、キャビティの内部に注入された溶融樹脂によってピンが後退する様子を示す概略断面図実施形態において、溶融樹脂の注入が完了した状態を示す概略断面図実施形態のインサート成形品の概略断面図

実施形態を、図１〜図５を参照しつつ説明する。本実施形態のインサート成形品１は、図５に示すように、２本のバスバー２Ａ、２Ｂ（インサート部品に該当）と、樹脂により形成され、これら２本のバスバー２Ａ、２Ｂを一括して覆う樹脂部３とを備える。

２本のバスバー２Ａ、２Ｂのそれぞれは、銅や銅合金等の金属からなる板状の部材であって、金属板材を導電路の形状に応じた形状に打ち抜くことによって形成されている。２本のバスバー２Ａ、２Ｂは、互いに間隔を空けて、平行に配されている。

樹脂部３は、合成樹脂により構成され、２本のバスバー２Ａ、２Ｂを一括して覆うように配置され、２本のバスバー２Ａ、２Ｂを互いに離間した状態で保持する部分である。

このインサート成形品１は、２本のバスバー２Ａ、２Ｂを金型１０の内部に配置し、金型１０の内部に、樹脂部３の材料となる樹脂を溶融させた溶融樹脂４を充填して硬化させることで樹脂部３を形成した後、金型１０を型開きすることによって製造される。

金型１０は、図１に示すように、上型１１（金型本体に該当）、下型１２（金型本体に該当）および複数の規制部材２１を備えている。

上型１１と下型１２とは、金属製であって、互いに組み付け可能に構成されている。上型１１と下型１２とが組み付けられた（型締めされた）状態では、上型１１と下型１２とで囲まれた内部空間が、キャビティ１３となっている。このキャビティ１３は、成形の際に、２本のバスバー２Ａ、２Ｂが配置されるとともに、溶融樹脂４が充填される空間である。

金型１０は、溶融樹脂４をキャビティ１３内に流し込むための通路を有しており、この通路のうち、キャビティ１３への溶融樹脂４の流入口であるゲート１４は、キャビティ１３内に配置される２本のバスバー２Ａ、２Ｂに挟まれた空間に向かって開口している。

金型１０は、複数の規制部材２１を有している。この規制部材２１は、金型１０の内部に流れ込む溶融樹脂４の圧力（樹脂圧）によって２本のバスバー２Ａ、２Ｂの間隔が広がってしまうことを防ぐために、各バスバー２Ａ、２Ｂを押さえる部材である。複数の規制部材２１のうち一部は上型１１に組み付けられており、２本のバスバー２Ａ、２Ｂのうち一方のバスバー２Ａを押さえている。残りの規制部材２１は、下型１２に組み付けられており、他方のバスバー２Ｂを押さえている。上型１１に組み付けられている規制部材２１の構成、および一方のバスバー２Ａとの関係は、下型１２に組み付けられている規制部材２１の構成、および他方のバスバー２Ｂとの関係と同様であるので、以下には、上型１１に組み付けられている規制部材２１を例にとり説明する。

規制部材２１は、バスバー２Ａに当接するピン２２（押さえ部に該当）と、ピン２２に接続された圧縮コイルばね２３（弾性部に該当）とを備えている。ピン２２は、金属製の円柱状の部材であって、一方の端部に、接触面２２Ｃと、テーパ面２２Ｔとを有している。接触面２２Ｃは、ピン２２の軸方向（図１の上下方向）に対して垂直な面であり、バスバー２Ａの外側面（他方のバスバー２Ｂとは反対側の面）に当接する面である。テーパ面２２Ｔは、接触面２２Ｃの周囲に配置され、接触面２２Ｃと、ピン２２の外周面とを繋ぐ面であって、接触面２２Ｃに対して傾斜しており、接触面２２Ｃに近づくほどピン２２の中心軸に近接する方向に傾いている。

圧縮コイルばね２３は、金属線材をコイル状に巻回したものであって、ピン２２の他方の端部（接触面２２Ｃとは反対側の端部）に、ピン２２と同軸に接続されている。

ピン２２は、圧縮コイルばね２３が自由状態（圧縮されていない状態）にあるときには、接触面２２Ｃが配置されている側の一部分が、上型１１においてキャビティ１３を向く面（キャビティ面１３Ｆ）から突出してキャビティ１３の内部に位置しており、圧縮コイルばね２３が圧縮されると、キャビティ１３から退出する方向（図１の上方向）に後退するようになっている。

次に、上記の金型１０を用いてインサート成形品１を成形する方法について説明する。

まず、図１に示すように、所定の位置に２本のバスバー２Ａ、２Ｂをセットした状態で、金型１０を型締めする（型締め工程）。このとき、上型１１に組み付けられている規制部材２１が、バスバー２Ａに対し、相手側のバスバー２Ｂに近づく方向に付勢しつつ接触する。具体的には、ピン２２の接触面２２Ｃが、一方のバスバー２Ａの外側面に当接する。このとき、圧縮コイルばね２３は僅かに圧縮された状態とされており、圧縮コイルばね２３の弾性復元力によって、ピン２２が、バスバー２Ａを相手側のバスバー２Ｂに近づく方向に付勢する状態とされる。他方のバスバー２Ｂについても同様に、下型１２に組み付けられた規制部材２１によって、バスバー２Ａに近接する方向に付勢された状態とされる。

次に、図２に示すように、樹脂部３の材料となる樹脂を溶融させて、ゲート１４からキャビティ１３の内部に注入する（注入工程）。ゲート１４はキャビティ１３内に配置される２本のバスバー２Ａ、２Ｂの間の空間に向かって開口しているから、溶融樹脂４は、２本のバスバー２Ａ、２Ｂの間にまず流れ込み、やや遅れて、２本のバスバー２Ａ、２Ｂの外側の空間（バスバー２Ａと上型１１との間、およびバスバー２Ｂと下型１２との間）にも流れ込む。

注入工程の初期には、規制部材２１によってバスバー２Ａ、２Ｂの変位が抑制され、その後、ピン２２が後退することによって、バスバー２Ａ、２Ｂにおいてピン２２が当接していた箇所も、溶融樹脂４によって覆われることとなる。以下、一方のバスバー２Ａと規制部材２１および溶融樹脂４との関係を例にとり、具体的に説明する。

まず、２本のバスバー２Ａ、２Ｂの間の空間に溶融樹脂４が流れ込むと、一方のバスバー２Ａに対して、樹脂圧が、他方のバスバー２Ｂから離間する方向に加わる。しかし、圧縮コイルばね２３の復元力によって、ピン２２が、バスバー２Ａを他方のバスバー２Ｂに近づく方向に付勢しているから、バスバー２Ａが他方のバスバー２Ｂから離間する方向に変位することが抑制される。

続いて、バスバー２Ａと上型１１との間にも溶融樹脂４が流れ込むと、バスバー２Ａに対して、樹脂圧が、他方のバスバー２Ｂに近接する方向にも加わるために、バスバー２Ａがバスバー２Ｂに対して離間する方向と近接する方向との樹脂圧が相殺されるようになる。

溶融樹脂４がピン２２に到達すると、テーパ面２２Ｔが樹脂圧を受ける。すると、図３に示すように、テーパ面２２Ｔに対する樹脂圧の、ピン２２および圧縮コイルばね２３の軸方向の分力によって、ピン２２が圧縮コイルばね２３を弾縮させつつ、バスバー２Ａから離間する方向に後退する。このようにピン２２が後退することによって、バスバー２Ａにおいてピン２２が当接していた箇所も、溶融樹脂４によって覆われる。

他方のバスバー２Ｂについても同様である。

溶融樹脂４の注入が終了したら、冷却して樹脂を硬化させる（硬化工程）。硬化後、金型１０を型開きして成形品を取り出し、所定の後加工等を行うことによって、インサート成形品１が完成する。

以上のように本実施形態のインサート成形品の製造方法は、複数のバスバー２Ａ、２Ｂと、樹脂により形成され、バスバー２Ａ、２Ｂを一括して覆う樹脂部３とを備えるインサート成形品１を製造する方法である。

インサート成形品の製造に使用される金型１０は、互いに組み付けられる上型１１および下型１２と、これらの上型１１および下型１２のそれぞれに組み付けられる規制部材２１とを備えている。上型１１と下型１２とが組み付けられた（金型１０が型締めされた）状態において、上型１１と下型１２とで囲まれた内部空間が、内部に溶融樹脂４が充填されるキャビティ１３となっている。規制部材２１は、キャビティ１３の内部に突出するピン２２と、このピン２２に接続され、弾性変形可能な圧縮コイルばね２３とを備えている。

本実施形態のインサート成形品の製造方法は、キャビティ１３内にバスバー２Ａ、２Ｂを配置した状態で金型１０を型締めする型締め工程と、溶融樹脂４をキャビティ１３の内部に注入する注入工程と、注入された溶融樹脂４を硬化させる硬化工程とを含み、型締め工程が、ピン２２をキャビティ１３内に突出させて２本のバスバー２Ａ、２Ｂのそれぞれに接触させる工程を含み、注入工程が、キャビティ１３の内部に注入された溶融樹脂の樹脂圧によりピン２２が圧縮コイルばね２３を弾縮させつつバスバー２Ａ、２Ｂから離間する方向に後退する工程を含む。

上記の構成によれば、注入工程の初期においては、溶融樹脂４の樹脂圧によって、各バスバー２Ａ、２Ｂが外側（圧縮コイルばね２３を弾縮させる方向）に変位しようとすると、圧縮コイルばね２３の弾性復元力によってバスバー２Ａ、２Ｂが押し戻される。このため、バスバー２Ａ、２Ｂの変位が抑制される。

注入が進行し、溶融樹脂４がピン２２に到達すると、樹脂圧によりピン２２が圧縮コイルばね２３を弾縮させつつバスバー２Ａ、２Ｂから離間する方向に後退する。これにより、バスバー２Ａ、２Ｂにおいてピン２２が当接していた箇所も、溶融樹脂４によって覆われることとなる。このため、インサート成形品１に穴が形成され、この穴の内部にバスバー２Ａ、２Ｂが露出することを避けることができ、穴埋めを別途施すことが不要となる。

このようにして、製造工程の複雑化を回避しつつ、樹脂圧によってバスバー２Ａ、２Ｂが変位することを抑制できる。

また、押さえ部が、バスバー２Ａ、２Ｂに対して接触する接触面２２Ｃと、接触面２２Ｃの周囲に配置され、接触面２２Ｃに対して傾くテーパ面２２Ｔを有している。このような構成によれば、注入工程において、注入された樹脂がピン２２に到達した際に、テーパ面２２Ｔが樹脂圧を受けることによって、ピン２２をバスバー２Ａ、２Ｂから確実に離間させることができる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では、ピン２２が円柱状であったが、押さえ部の形状は上記実施形態の限りではなく、例えば、角柱状であっても構わない。

（２）上記実施形態では、弾性部が圧縮コイルばねであったが、弾性部の種類は上記実施形態の限りではなく、例えば板バネであっても構わない。

（３）上記実施形態では、インサート部材がバスバー２Ａ、２Ｂであったが、インサート部材の種類は上記実施形態の限りではなく、例えば、端子金具であっても構わない。

１…インサート成形品
２Ａ、２Ｂ…バスバー（インサート部材）
３…樹脂部
１０…金型
１１…上型（金型本体）
１２…下型（金型本体）
１３…キャビティ
２１…規制部材
２２…ピン（押さえ部）
２２Ｃ…接触面
２２Ｔ…傾き面
２３…圧縮コイルばね（弾性部）

Claims

インサート部材と、樹脂により形成され、前記インサート部材を一括して覆う樹脂部とを備えるインサート成形品を製造する方法であって、
内部に前記樹脂が充填されるキャビティを有する金型本体と、前記金型本体に組み付けられ、前記キャビティの内部に突出する押さえ部と、前記押さえ部に接続され、弾性変形可能な弾性部とを備える規制部材とを備える金型を用いるとともに、
前記キャビティ内に前記インサート部材を配置した状態で前記金型を型締めする型締め工程と、
前記樹脂を溶融させて前記キャビティの内部に注入する注入工程と、
注入された前記樹脂を硬化させる硬化工程とを含み、
前記型締め工程が、前記押さえ部を前記キャビティ内に突出させて前記インサート部材に接触させる工程を含み、
前記注入工程が、前記キャビティの内部に注入された前記樹脂からの圧力により前記押さえ部が前記弾性部を弾縮させつつ前記インサート部材から離間する方向に後退する工程を含む、インサート成形品の製造方法。
前記押さえ部が、前記インサート部材に対して接触する接触面と、前記接触面の周囲に配置され、前記接触面に対して傾く傾き面を有している、請求項１に記載のインサート成形品の製造方法。
インサート部材と、樹脂により形成され、前記インサート部材を一括して覆う樹脂部とを備えるインサート成形品を製造するための金型であって、
内部に前記樹脂が充填されるキャビティを有する金型本体と、
前記金型本体に組み付けられ、前記キャビティの内部に突出する押さえ部と、前記押さえ部に接続され、弾性変形可能な弾性部とを備える規制部材とを備えるインサート成形用金型。
前記押さえ部が、前記インサート部材に対して接触する接触面と、前記接触面の周囲に配置され、前記接触面に対して傾く傾き面を有している、請求項３に記載のインサート成形用金型。