JP2017170745A - インサート成形品の製造方法及びインサート成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成形品に軸部材をインサート成形により取り付ける際の位置出しを簡単にし、軸部材の樹脂成形品に埋め込まれる側の端部を樹脂成形品の外表面に出さないようにする。【解決手段】スライド方向に移動可能な第１の金型１１の端面１１ａにスライド方向に穿設された保持孔１１ｂに、軸部２１とその一端に設けられたインサート部２０とを有し、インサート部２０に第１の突出部２２が設けられた軸部材２の軸部２１を配置する。この第１の金型１１をスライド方向で対向する第２の金型１２と型合わせされる位置に移動させ、第１の金型１１と第２の金型１２との間にインサート部２０を収容する樹脂充填空間１０ａを形成する。樹脂充填空間１０ａに溶融樹脂ｍを射出し、第１の突出部２２が受ける溶融樹脂ｍの圧力によって、第１の突出部２２の軸部２１側の端面２２ａを第１の金型１１の端面１１ａに押しつけて軸部材２を位置決めする。【選択図】図４

Description

本発明は、インサート成形品の製造方法及びインサート成形品に関する。

樹脂成形品に異種材料の部品を取り付ける方法として、インサート成形が知られている。インサート成形は、金型内にあらかじめインサート部品をセットしておいて、そこに樹脂材料を射出成形などによって充填する成形方法である（例えば、特許文献１等参照）。インサート成形によって部品を組み込むことにより、例えば樹脂成形品を成形してから部品を係合させる等の手段で部品を組み付ける場合と比較すると、組み付けの手間が省ける上に、樹脂成形品の材料の樹脂部分とインサート部品との隙間を無くすことができる等のメリットがある。

特開２００９−２６２４５２号公報

特許文献１に記載されたインサート成形方法のように、一般的には、インサート部品を金型に設置した際に、位置がずれないようにするため、インサート部品の樹脂に覆われない部位を装置に固定させて成形する方法が取られる。ここで、樹脂成型部品により片持ち支持される軸部材をインサート成形する場合、軸の位置出しが必要であり、例えば軸の一端側と他端側とを装置に固定させて姿勢を保持した状態で成形することが考えられる。しかしながら、この方法では、完成した成形品において、軸部材が延びている面の反対側の面に軸部材の他端部が露出してしまう。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、樹脂成形品に軸部材をインサート成形により取り付ける際の位置出しを簡単にし、軸部材の樹脂成形品に埋め込まれる側の端部を樹脂成形品の外表面に出さないようにすることができるインサート成形品の製造方法及びインサート成形品を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のインサート成形品の製造方法は、スライド方向に移動可能な第１の金型の前記スライド方向に対して垂直な端面に穿設された保持孔に、軸部と前記軸部の一端に設けられたインサート部とを有すると共に前記インサート部が前記軸部に対して径方向に突出して設けられた第１の突出部を有しているインサート部品の前記軸部を配置する工程を含む。
前記インサート部品の前記軸部が配置された前記第１の金型が、前記第１の金型に前記スライド方向で対向する第２の金型と型合わせされる位置に移動させられ、前記第１の金型と前記第２の金型との間に前記インサート部を収容する樹脂充填空間が形成される。
前記形成された樹脂充填空間に溶融樹脂が射出され、前記インサート部の前記第１の突出部が受ける前記溶融樹脂の圧力によって、前記インサート部の前記第１の突出部の前記軸部側の端面が前記第１の金型の前記端面に押しつけられて前記インサート部品が位置決めされる。

これにより、本発明では、軸部を有するインサート部品の樹脂成形品に埋め込まれる側の端部であるインサート部を樹脂充填空間に収容して射出成形することで、溶融樹脂の射出圧力でインサート部の端面をスライド金型の端面に押し付けて突き合わせることにより簡単に軸の位置出しを行うことができる。また、インサート部を樹脂成形品の外表面に出さないようにすることができる。

本発明では、前記インサート部品の前記インサート部は、前記第１の突出部に対して前記軸部と反対側に前記軸部の軸方向に延びた柱部と、前記柱部に、前記第１の突出部から前記軸方向に離間して、前記柱部に対して前記径方向に突出して設けられた１以上の第２の突出部とを有してもよい。その場合、前記インサート部品を位置決めする工程では、前記樹脂充填空間内において前記インサート部の前記第１の突出部及び前記１以上の第２の突出部の複数の突出部の間に前記溶融樹脂が充填される。

これにより、射出成形時に、樹脂成形品に埋め込まれるインサート部の複数の突出部の間に溶融樹脂が回り込むため、インサート部の移動を規制してインサート部品の脱落を防止することができる。

本発明では、前記インサート部品の前記インサート部は、前記軸部の軸方向において前記軸部側と反対側に向いた１以上の受け面を有し、前記１以上の受け面の少なくとも１つは、軸方向に前記軸部側に向かうに従って前記径方向に外側に向かって傾斜したテーパ面を有してもよい。その場合、前記インサート部品を位置決めする工程で、前記インサート部の前記テーパ面に前記溶融樹脂の圧力が加えられる。

これにより、射出成形時に、テーパ面が受ける圧力は、インサート部を軸方向に第１の金型に向かって押し付ける力及び当該インサート部を周囲から軸部の中心軸に向かって押し付ける力として作用するので、効果的に軸部材の位置決めをすることができる。

本発明のインサート成形品は、インサート部品と、前記インサート部品の前記インサート部が埋設され、前記インサート部品と一体的に形成された樹脂成形体とを具備する。前記インサート部品は、軸部と、前記軸部の一端に前記軸部に対して径方向に突出して設けられた第１の突出部を含むインサート部とを有する。前記樹脂成形体は、前記インサート部の前記第１の突出部の前記軸部側の端面を露出させて当該端面と同一平面上で当該端面の周囲に連続して形成された第１の面と、前記第１の面の反対側に、前記インサート部を露出させることなく形成された第２の面とを有する。

本発明により、樹脂成形品に軸部材をインサート成形により取り付ける際の位置出しを簡単にし、軸部材の樹脂成形品に埋め込まれる側の端部を樹脂成形品の外表面に出さないようにすることができる。

本発明の一実施形態に係るインサート成形品である風向板について説明するための図である。 図１に示した風向板の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るインサート成形品の製造工程における、金型の型開き状態であって金型にインサート部品を配置したところを示す、模式的な断面図である。 図３に示した金型の型閉め状態で、樹脂充填空間に溶融樹脂を射出したところを示す、模式的な断面図である。 図４に示した状態から型開きを行い取り出したインサート成形品の要部を示す模式的な断面図である。 図５の断面図に対応する斜視図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る、別の形状のインサート部品を用いたインサート成形品の成形時の状態を説明する図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る、別の形状のインサート部品を用いたインサート成形品の成形時の状態を説明する図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。

図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係るインサート成形品である風向板１について説明する。図１に示すように、風向板１は、空気調和装置１００の空気吹き出し口１０１に設けられている。

風向板１は、図２に示すように、長板状の本体部３と、本体部３の長手方向の両端に延びている軸部２１とを備えている。図１に示すように、空気吹き出し口１０１を形成している両側のハウジング側壁１０２のそれぞれに設けられた軸受け部１０３に、風向板１の対応する軸部２１が回動可能に軸支されている。これにより、空気調和装置１００の空気吹き出し口１０１から吹き出される空気の風向を、風向板１の回動軸となる軸部２１の回動によって調節可能である。

ところで、空気調和装置１００のハウジング側壁１０２と風向板１とは、典型的には、熱可塑性の樹脂材料により形成される。この樹脂材料としては、安価で成形性のよいＰＳ（ポリスチレン）が好んで用いられる。しかし、風向板１の軸部２１とその軸部２１を軸支する軸受け部１０３を構成するハウジング側壁１０２とがいずれもＰＳにより形成されたものであると、同質の材料同士の摩擦により、軸部２１と軸受け部１０３との間で異音や摩耗が発生しやすくなる。

そのような現象を防止するため、本実施形態では、風向板１の軸部２１の材料を、軸受け部１０３を構成するハウジング側壁１０２の材料とは異なる材料とする。軸部２１の材料は、ハウジング側壁１０２の材料であるＰＳとの摺動性が良く自己潤滑性を有する材料であることが好ましく、例えばＰＰ（ポリプロピレン）やＰＯＭ（アセタール樹脂）等が好ましい。しかし、ＰＰはＰＳと比較して成形性が劣り、ＰＯＭは高価であるため、これらの材料は風向板１の全体を形成するには向かない。そこで、本実施形態では、風向板１の本体部３をＰＳにより形成し、軸部２１をＰＰ又はＰＯＭ等の材料により形成する。

本発明は、上記のように樹脂成形体である本体部３に対して異種材料の軸部２１を設ける必要がある場合に、その手段としてインサート成形の技術を用いるものである。本実施形態の風向板１は、軸部２１とインサート部２０とを有する軸部材２がインサート成形により本体部３に取り付けられたインサート成形品として実現される。

図２、図５及び図６を参照して、軸部材２がインサート成形により設けられたインサート成形品としての風向板１の要部の構成を説明する。図５は、インサート成形品の要部を示す模式的な断面図である。図６は、図５の断面図に対応する斜視図であり、図２に示した風向板１の軸部材２が設けられた箇所を図２と異なる方向から見た要部斜視図に相当する。

図６に示すように、本実施形態に係るインサート成形品としての風向板１は、インサート部品としての軸部材２と、上述した樹脂成形体である本体部３とを備えている。

上で述べたとおり、インサート部品２は、軸部２１とインサート部２０とを有している。インサート部２０は、図５に示すように軸部２１と連続して形成されており、本体部３に埋め込まれる部分である。インサート部２０は、軸部２１の一端に設けられた第１の突出部２２を含む。第１の突出部２２は、軸部２１に対して径方向に突出して設けられている。第１の突出部２２の軸部２１側には、平滑な端面２２ａが形成されている。

またインサート部２０は、第１の突出部２２に対して軸部２１と反対側に軸部２１の軸方向に延びた柱部２３と、この柱部２３に第１の突出部２２から軸部２１の軸方向に離間して設けられた１以上の第２の突出部２４とを有する。第２の突出部２４は、それぞれ、柱部２３に対して径方向に突出して設けられている。第２の突出部２４の数は限定されないが、本実施形態では、３つの第２の突出部２４が、軸部２１の軸方向に互いに離間して設けられている。

またインサート部２０は、軸部２１側と反対側の方向に向いた複数の受け面２５を有する。受け面２５のそれぞれには、軸方向に軸部２１側に向かうに従って径方向に外側に向かって傾斜したテーパ面２５ａが設けられている。

本体部３は、軸部材２のインサート部２０が埋設されることによって、軸部材２と一体的に形成されている。図５及び図６に示すように、本体部３は、インサート部２０の第１の突出部２２の軸部２１側の端面２２ａを露出させて、端面２２ａと同一平面上で端面２２ａの周囲に連続して形成された、軸部２１側の面である第１の面３１を有する。

また、図２および図６に示すように、本体部３は、一方に軸部２１が設けられている第１の面３１を有し、他方に反対側の面である第２の面３２を有する。第２の面３２は、軸部材２のインサート部２０を露出させることなく形成されており、段差を持たない平滑な面となっている。

図５に示すように、本体部３には、インサート部２０の第１の突出部２２及び１以上の第２の突出部２４の複数の突出部の間に、樹脂材料が固化したことにより突出部の形状に対応して形成されたインサート周辺部３３が設けられている。インサート周辺部３３は、第２の突出部２４の軸方向の抜け止めの役割を有する。

以上のように構成された風向板１のインサート成形による製造方法について説明する前に、従来技術によるインサート成形方法により軸部材２を本体部３にインサートする場合について説明する。

従来技術によるインサート成形では、インサートされる部材の複数の部位を動かないように装置に固定させて射出成形を行うのが典型的である。しかしながら、軸部材２の軸方向の一端側とその他端側（反対側）とを金型等で直接押さえて成形すると、成形時に押さえていた箇所は樹脂成形品の外部に露出するため、結果として、軸部２１が延びている面の反対側の面に他端部であるインサート部２０が突き出た構造となってしまう。仮に、軸部２１が設けられた箇所の背面の第２の面３２に他端部が突き出てしまうと、例えば図１の空気吹き出し口１０１からの冷風等が当たる位置に、当該他端部による段差ができてしまうので、段差部分で結露が発生しやすくなってしまう。

したがって、軸部２１が設けられた箇所の背面の第２の面３２は、上記のように、軸部材２のインサート部２０を露出させることなく形成し、段差を持たない平滑な面とする必要がある。そこで、本実施形態では、軸部材２のインサート部２０を本体部３の外表面に出すことなく、軸部材２の位置出しを行う。

本実施形態に係るインサート成形品の製造方法として、風向板１の製造方法（製造工程）について、図３〜図５を参照して説明する。

図３は、風向板１の製造工程における、金型１０の型開き状態であって第１の金型１１に軸部材２を配置した状態を示す、模式的な断面図である。図４は、図３に示した金型１０の型閉め状態で、樹脂充填空間１０ａに溶融樹脂ｍを射出した状態を示す、模式的な断面図である。

金型１０は、第１の金型１１と、コア金型１２１及びキャビティ金型１２２を有する第２の金型１２とを有する。図３に示すように、第１の金型１１はスライド金型であり、図中Ｘ軸に沿った方向であるスライド方向に移動可能である。第２の金型１２のうちのコア金型１２１は、第１の金型１１にスライド方向で対向するように設けられている。

まず第一の工程として、第１の金型１１のスライド方向に対して垂直な端面１１ａにスライド方向に穿設された保持孔１１ｂに、軸部材２の軸部２１が挿入される。このとき、軸部２１に対して径方向に突出している第１の突出部２２の軸部側となる端面２２ａが、第１の金型１１の端面１１ａに接触するように配置される。

続いて第二の工程として、図４に示すように、第１の金型１１が、この第１の金型１１にスライド方向で対向する第２の金型１２と型合わせされる位置まで移動させられる。すなわち、第１の金型１１がスライド方向にコア金型１２１側へ移動させられ、第１の金型１１の端面１１ａがコア金型１２１の当接面１２１ａに当接して型合わせされる。

また第三の工程として、第２の金型１２のうちのキャビティ金型１２２は、第１の金型１１が第２の金型１２と型合わせされる位置に移動する際に、この第１の金型１１の移動に連動して、第１の金型１１及びコア金型１２１に相対的に接近するように移動して型合わせされる。

これにより、第１の金型１１と第２の金型１２との間に、樹脂充填空間１０ａが形成される。この樹脂充填空間１０ａは、軸部材２のインサート部２０を収容するように形成される。このため、インサート部２０の軸方向における軸部２１側と反対側の端面２０ａは、この端面２０ａと対向する第２の金型１２の対向面１２ａから離間して配置される。なお金型１２の対向面１２ａは、第１の金型１１の端面１１ａに対向する面でもあり、後述する本体部３の第２の面３２の形状を規定するため平滑面状に形成されている。

続いて第四の工程として、樹脂充填空間１０ａに、溶融樹脂ｍが射出される。これにより、図４に示すように、インサート部２０の第１の突出部２２が受ける溶融樹脂ｍの圧力によって、この第１の突出部２２の軸部２１側の端面２２ａが第１の金型１１の端面１１ａに押しつけられて、軸部材２が位置決めされる。この状態から金型を冷却して溶融樹脂ｍを固化させ、型開きを行うことで、図５に示すように、本実施形態のインサート成形品である風向板１が得られる。溶融樹脂ｍが固化して形成される本体部３の第１の面３１は第１の金型１１の端面１１ａに対応して形成され、第２の面３２は第２の金型１２の端面１２ａに対応して平滑面状に形成される。

この射出成形の工程では、インサート部２０の第２の金型１２側の端面２０ａと第２の金型１２の対向面１２ａとの間にも溶融樹脂ｍが充填されるので、インサート部２０の端面２０ａを成形品の外表面に突き出さないようにすることができる。また、溶融樹脂ｍの射出圧力を利用して第１の突出部２２の端面２２ａを第１の金型１１の端面１１ａに押し付けて突き合わせて位置決めができるため、例えば軸部材２を金型で直接押さえて固定する必要がなく、軸部材２の位置出しを簡単に行うことができる。

また、樹脂充填空間１０ａ内において、インサート部２０の第１の突出部２２及び１以上の第２の突出部２４の複数の突出部の間に、溶融樹脂ｍが充填される。ここで、複数の突出部の間に溶融樹脂ｍが回り込むことによって、上述した突出部の形状に対応したインサート周辺部３３が形成される。このインサート周辺部３３によって、第２の突出部２４の移動を規制して、軸部材２が金型から脱落することを防止することができる。受け面２５は、円盤状かつ軸部２１と同心円に設けられれば良い。

また、インサート部２０の軸部２１と反対側の方向に向いた受け面２５にテーパ面２５ａが形成されていることにより、このテーパ面２５ａが、上記の射出された溶融樹脂ｍの圧力を受ける。テーパ面２５ａが受ける圧力は、インサート部２０を第１の金型１１の端面１１ａに向かって押し付ける力として作用し、かつ、インサート部２０を周囲から軸部２１の中心軸（Ｘ軸）に向かって押し付ける力として作用する。これにより、効果的に軸部材２の位置決めをすることができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。

例えば、上記の実施形態では、インサート部２０の軸部２１側と反対側の方向に向いた複数の受け面２５のそれぞれにテーパ面２５ａが設けられていた。しかし、複数の受け面２５のうちの少なくとも１つに上記テーパ面２５ａが設けられていれば、当該テーパ面２５ａでインサート部２０を軸部２１の中心軸に向かって押し付けることができるので、上記同様の効果を得ることができる。また、このテーパ面２５ａの形状は、受け面２５の外周部を面取りした形状であればよく、例えば受け面２５の外周部にテーパ面２５ａに代えてＲ面取りした曲面部等を設けても、同様の効果が得られる。なお、受け面２５に必ずしもテーパ面２５ａのような面取りした部分を設けなくても、軸部材２を軸方向に第１の金型１１に向かって押し付ける位置決めの作用の効果は得られる。

また、上記の実施形態では、インサート部２０が第１の突出部２２の他に第２の突出部２４を有していたが、図７に示すように、インサート部２０が第２の突出部２４を有していなくてもよい。この場合でも、溶融樹脂ｍの射出圧力を利用して第１の突出部２２の端面２２ａを第１の金型１１の端面１１ａに押し付けて位置決めする作用の効果を得ることができる。しかし、図８に示すように、インサート部２０が第２の突出部２４を少なくとも１つ有していれば、第１の突出部２２と第２の突出部２４との間に溶融樹脂ｍが回り込んで固化するため、第２の突出部２４の軸方向の抜け止めの効果を得ることができて有利である。また、樹脂充填空間１０ａ内に第２の突出部２４を設けることにより、必要とされる溶融樹脂ｍの充填量を少なくしたり、樹脂部分を薄くして固化しやすくしたりする効果もある。

なお上記の実施形態では、本体部３がＰＳにより形成され、インサート部品である軸部材２がＰＰ又はＰＯＭ等の樹脂材料により形成されていたが、例えば、インサート部品が樹脂材料ではなく金属等により形成されたものであっても、インサート成形に用いることが可能な材料であれば、同様に本発明を適用することができる。

また、上記の実施形態ではインサート成形品として空気調和装置１００の風向板１を例示して説明したが、本発明はこれに限られず他のインサート成形品についても適用することができ、特に樹脂成形体に軸状の部品を組み込む場合に好適に適用することができる。

１ 風向板（インサート成形品）
２ 軸部材（インサート部品）
３ 本体部（樹脂成形体）
１０ａ 樹脂充填空間
１１ 第１の金型
１１ａ 端面
１１ｂ 保持孔
１２ 第２の金型
２０ インサート部
２１ 軸部
２２ 第１の突出部
２３ 柱部
２４ 第２の突出部
２５ 受け面
２５ａ テーパ面
３１ 第１の面
３２ 第２の面
１００ 空気調和装置
１２１ コア金型（第２の金型）
１２２ キャビティ金型（第２の金型）
ｍ 溶融樹脂

Claims (4)

1. スライド方向に移動可能な第１の金型の前記スライド方向に対して垂直な端面に穿設された保持孔に、軸部と前記軸部の一端に設けられたインサート部とを有すると共に前記インサート部が前記軸部に対して径方向に突出して設けられた第１の突出部を有しているインサート部品の前記軸部を配置する工程と、
   前記インサート部品の前記軸部が配置された前記第１の金型を、前記第１の金型に前記スライド方向で対向する第２の金型と型合わせされる位置に移動させ、前記第１の金型と前記第２の金型との間に前記インサート部を収容する樹脂充填空間を形成する工程と、
   前記形成された樹脂充填空間に溶融樹脂を射出し、前記インサート部の前記第１の突出部が受ける前記溶融樹脂の圧力によって前記インサート部の前記第１の突出部の前記軸部側の端面を前記第１の金型の前記端面に押しつけて前記インサート部品を位置決めする工程からなる
   インサート成形品の製造方法。
2. 請求項１に記載のインサート成形品の製造方法であって、
   前記インサート部品の前記インサート部は、前記第１の突出部に対して前記軸部と反対側に前記軸部の軸方向に延びた柱部と、前記柱部に、前記第１の突出部から前記軸方向に離間して、前記柱部に対して前記径方向に突出して設けられた１以上の第２の突出部とを有し、
   前記インサート部品を位置決めする工程には、前記樹脂充填空間内において前記インサート部の前記第１の突出部及び前記１以上の第２の突出部の複数の突出部の間に前記溶融樹脂が充填する工程が含まれることを特徴とする
   インサート成形品の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載のインサート成形品の製造方法であって、
   前記インサート部品の前記インサート部は、前記軸部の軸方向において前記軸部側と反対側に向いた受け面を有し、前記受け面は軸方向に前記軸部側に向かうに従って前記径方向に外側に向かって傾斜したテーパ面を有し、
   前記インサート部品を位置決めする工程には、前記インサート部の前記テーパ面に前記溶融樹脂の圧力を加える工程が含まれることを特徴とする
   インサート成形品の製造方法。
4. 軸部と、前記軸部の一端に前記軸部に対して径方向に突出して設けられた第１の突出部を含むインサート部とを有するインサート部品と、
   前記インサート部品の前記インサート部が埋設され、前記インサート部品と一体的に形成された樹脂成形体であって、前記インサート部の前記第１の突出部の前記軸部側の端面を露出させて当該端面と同一平面上で当該端面の周囲に連続して形成された第１の面と、前記第１の面の反対側に、前記インサート部を露出させることなく形成された第２の面とを有する樹脂成形体と
   を具備するインサート成形品。

Images