JP3777232B2

JP3777232B2 - インサート金型

Info

Publication number: JP3777232B2
Application number: JP35069496A
Authority: JP
Inventors: 伸之高橋; 満大河内
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2016-12-27
Also published as: JPH10180815A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インサート金型に係り、特に、微小な部品をインサート成形する際に利用されるインサート金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から一般的に利用されているこの種のインサート金型１００は、図４で示すように、上下動する上型部１０１及び固定された下型部１０２からなり、内部に部品１を収容するキャビティ１０３を有している。そこで、キャビティ１０３内にインサート部品１（図５参照）を装填した後、上型部１０１と下型部１０２とを型締めし、ランナー１０４を介してキャビティ１０３内に溶融樹脂を供給する。その結果、部品１と溶融樹脂とが一体となり、図６に示すような成型品Ｓが金型１００内で作り出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインサート金型１００は、上述したように構成されているため、次のような課題が存在していた。すなわち、従来のインサート金型１００において、キャビティ１０３は、部品１を収容できる程度の大きさに形成され、部品１の周囲に所望のクリアランスＣを設けている。このクリアランスＣが無いと部品１をキャビティ１０３内に装填できないばかりか、上型部１０１と下型部１０２とを型締めする際の圧力により、部品１は押し潰されることになる。従って、部品１とキャビティ壁面１０３ａとの間には所望のクリアランスＣが必要となる。しかしながら、溶融樹脂をキャビティ１０３内に充填した際、部品１を取り囲むように形成されたクリアランスＣの存在により、部品１がキャビティ１０３内で踊ることになり、成型品Ａにバリが多発する原因となるばかりか、部品１の位置ずれが引き起こされる結果になる。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、高品位の外観をもった成型品を作り出し、成型品の寸法精度を高めるようにしたインサート金型を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明のインサート金型は、第１の金型部に設けられた第１のキャビティ部と第２の金型部に設けられた第２のキャビティ部との協働により形成されたキャビティ内に部品を収容してインサート成形をするためのインサート金型において、
第１の金型部内には、第２のキャビティ部を形成する一壁面に対峙して配置され、第２のキャビティ部の一壁面に部品を押し付けて部品をキャビティ内で保持する部品押圧手段が設けられ、
部品押圧手段は、
第１の金型部内に設けられると共に部品の押圧方向に延在したガイド孔内に配置されて、ガイド孔に沿って移動すると共に型閉じ時において第２のキャビティ部に臨む位置で部品の押圧面に当接する先端面をもつ筒形状のスリーブ部材であり、部品の押圧方向に延在する可動部材と、
第１の金型部内に設けられた皿ばねであり、スリーブ部材のヘッド部を付勢する位置に配置されたばね部材と、
可動部材の中央で長手方向に延在する貫通孔内に挿入されて第１の金型部に固定されると共に部品の押圧方向に延在してスリーブ部材の移動を案内するピン部材であり、円筒形状の部品のシャフト部及びこのシャフト部に付随する鍔部を形成するために、ピン部材の先端面は、スリーブ部材の先端面から離間すると共に凹部を有する固定部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
このインサート金型においては、第１の金型部と第２の金型部とを型開きした状態で、第２のキャビティ部内に部品を装填し、その後に型締めする。型締めした際、部品は、第２のキャビティ部の一壁面に対峙して配置された部品押圧手段により、第２のキャビティ部の一壁面に押し付けられる。このように、部品は第２のキャビティ部の一壁面に押し付けられることで、部品の周囲にクリアランスが発生している場合でも、キャビティ内で部品が確実に保持される。従って、溶融樹脂をキャビティ内に充填した際、部品がキャビティ内で踊ることがなく、成型品にバリが発生し難く、キャビティ内で部品の位置ずれが引き起こされることもない。
【０００７】
更に、ばね部材の弾性力を介して、可動部材の先端面を部品の押圧面に押し当てることで、部品は、ばね部材の付勢力をもって第２のキャビティ部の一壁面に押し付けられる。すなわち、第２のキャビティ部に臨む位置で、可動部材の先端面は部品の押圧面に当接するので、第２のキャビティ部の一壁面に部品が押し付けられる際、第１の金型部に設けられたガイド孔に沿って、可動部材は、ばね部材のばね力に抗して後退し、部品は、可動部材によりキャビティ内で保持されることになる。従って、型閉じする際、先ず、可動部材の先端面が部品の押圧面に当接し、部品を第２のキャビティ部の一壁面に押し付けて、キャビティ内で部品を保持しつつ、第１の金型部と第２の金型部との型閉じは完了する。このような構成を有することで、部品の周囲に発生するクリアランスにより部品の位置ずれが発生せず、型締めの際、第１の金型部が部品に衝突することがなく、部品に「傷」や「欠け」等が発生することもない。そして、部品の押圧面と可動部材の先端面とが密に接触することで、部品の押圧面にバリが発生することもなくなる。
【０００８】
更に、固定部材を可動部材の貫通孔内に挿入した状態で、この固定部材を第１の金型部に固定させることで、固定部材は、可動部材の移動に追従することなく、第１の金型部の移動に追従する。そして、固定部材の先端面を第１キャビティ部の一部にすることで、固定部材の先端面で、所望形状のものを部品に一体成形させることができる。
【０００９】
更に、キャビティ内で位置ずれを起こし易い微細な円筒形状部品でも、インサート部品として利用することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるインサート金型の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係るインサート金型を示す断面図であり、図２は、図１に示したインサート金型の要部を示す断面図である。これら図面に示すインサート金型２は、可動側金型部をなす上金型部（第１の金型部）３と、固定側金型部をなす下金型部（第２の金型部）４とを備え、これらは、図示しない射出成型機内に組み込まれている。上金型部３は、上下方向に駆動すると共に、キャビティＡの上側の一部を構成する上側キャビティ部（第１のキャビティ部）５を有し、下金型部４は、所定の据付け台上に固定される基台部６と、この基台部６の上面で左右に分割開閉するスライド駒７とからなる。
【００１２】
下金型部４は、キャビティＡの下側の一部を構成する下側キャビティ部（第２のキャビティ部）８を有し、基台部６には、下側キャビティ部８の一部を構成する基台側キャビティ部９が設けられている。図３に示すように、スライド駒７には、下側キャビティ部８の一部を構成する分割キャビティ部１０が設けられ、スライド駒７は、左右に分割して開閉する構成を有している。このようなスライド駒７を利用することで、磁性材からなる円筒形部品１の周方向を分割キャビティ部１０の壁面で包囲することができ、部品１の周面と分割キャビティ部１０の壁面との間のクリアランスＣを限りなく小さくすることができる。そして、スライド駒７の分割形式により、部品１（図５参照）を下金型部４に装填したり、成型品Ｓ（図６参照）を下金型部４から取り出すのが容易になる。
【００１３】
このインサート金型１は、カメラのシャッタ等のモータに内蔵させる成型品としての揺動型回転子Ｓを製造するための射出成型用金型であり、図６に示すように、回転子Ｓは、磁性材からなる磁性体１１と、磁性体１１に一体成形した樹脂部分３０とからなる。この樹脂部分３０は、円筒状の磁性体１１の上下端から突出するシャフト部２３Ａ，２３Ｂと、磁性体１１の周面から突出して、図示しないシャッタの開閉レバーを駆動させる作動アーム２４とからなり、シャフト部２３Ａ，２３Ｂと作動アーム２４とは一体化が図られている。
【００１４】
図１及び図２に示すように、樹脂によるインサート成形を行う際、下金型部４の下側キャビティ部８内には、マグネットになる前の未着磁状態にある磁性体１１としての円筒状インサート部品１が装填されている。この部品１は、直径４ｍｍ、長さ５ｍｍ程度の極めて小さなものであり、インサート成形時に下側キャビティ部８内で確実に保持される必要がある。
【００１５】
そこで、上金型部３には、下側キャビティ部８の一部を形成する底壁面８ａに対して部品１を上方から押し付ける部品押圧手段１２が内蔵され、この部品押圧手段１２は、部品１の押圧方向（上下方向）に延在したガイド孔１３に沿って摺動する可動部材としての円筒状スリーブ部材１４を有ている。このスリーブ部材１４は、ガイド孔１３と略同じ外形をなす直径５ｍｍ程度のスリーブ本体部１４ａと、このスリーブ本体部１４ａの頂部に設けられたヘッド部１４ｂとからなる。このヘッド部１４ｂは、ガイド孔１３の拡張部１３ａ内に収容され、拡張部１３ａの上壁面とヘッド部１４ｂの上端面との間には、ばね部材の一例である皿ばね１５が挿入されている。また、拡張部１３ａの下壁面とヘッド部１４ｂの下端面との間には、ワッシャ部材１６が配置され、皿ばね１５の付勢力により、ヘッド部１４ｂはワッシャ部材１６に押し付けられている。なお、このワッシャ部材１６の厚さを変えることで、ヘッド部１４ｂの高さ位置を任意に調整することができる。
【００１６】
図２に示すように、スリーブ本体部１４ａの先端面１４ｃは、型閉じ時において下側キャビティ部８の上部開口に臨む位置にあり、部品１の押圧面（上端面）１ａと対峙している。従って、皿ばね１５の付勢力により、型開き時において、スリーブ本体部１４ａの先端面１４ｃは、上金型部３のパーティング面１７から突出し（二線鎖線参照）、型閉じ時において、先端面１４ｃは、部品１の押圧面１ａに押し当てられることになる。すなわち、型閉じの際、先ず、スリーブ部材１４の先端面１４ｃが部品１の押圧面（上端面）１ａに当接し、部品１の当接面（下端面）１ｄを下側キャビティ部８の底壁面８ａに密に押し当てて、部品１をキャビティＡ内で保持しつつ、型閉じを完了させる。
【００１７】
このような型閉じを実行することで、下側キャビティ部８の壁面と部品１の周面との間で発生するクリアランスＣにより、部品１の位置ずれが発生せず、しかも、型締めの際、上金型部３が部品１に衝突せず、部品１に「傷」や「欠け」等が発生することもない。また、キャビティＡ内に溶融樹脂を充填した際、部品１がキャビティＡ内で踊ることがなく、成型品Ｓ（図６参照）にバリが発生し難く、キャビティＡ内で部品１の位置ずれが引き起こされることもない。そして、型締め完了時において、スリーブ部材１４の先端面１４ｃが、部品１の押圧面１ａと密に接触することで、スリーブ部材１４の先端面１４ｃと部品１の押圧面１ａとの間に、溶融樹脂が入り込むことがなく、この部分でのバリの発生を阻止することができる。
【００１８】
図１及び図２に示すように、部品押圧手段１２は、スリーブ部材１４の中央で長手方向に延在する貫通孔１４ｄ内に挿入させた固定部材としての細長い直径３ｍｍ程度のピン部材１８を有している。このピン部材１８の上端が上金型部３に固定されることで、ピン部材１８は、スリーブ部材１４の移動に追従することなく、上金型部３の移動に追従し、スリーブ部材１４は、ピン部材１８で案内させるように上下動する。また、ピン部材１８の下端には、上側キャビティ部５の一部をなす先端面１８ａが形成されている。この先端面１８ａには凹部１９が設けられ、この凹部１９により、部品１の押圧面１ａから突出するシャフト部２３Ａ（図６参照）が形成される。
【００１９】
この凹部１９は、部品１の軸孔１ｂ（図５参照）の上部開口を塞ぐようにして配置され、ピン部材１８の先端面１８ａがスリーブ部材１４の先端面１４ｃから上方に離間することによって、シャフト部２３Ａに付随する鍔部２３ａ（図６参照）が形成される。この鍔部２３ａの外形は、スリーブ部材１４の貫通孔１４ｄの先端の径により規制されている。そして、凹部１９の周囲を取り囲むように、スリーブ部材１４の先端面１４ｃはピン部材１８の先端面１８ａから突出している。従って、射出成型時において、スリーブ部材１４の先端面１４ｃは部品１の押圧面（上端面）１ａに押し付けられるので、この部分に溶融樹脂が入り込むことがなく、結果的に、鍔部２３ａでバリが発生せず、バリの無いシャフト部２３Ａを作り出すことができる。また、下金型部４の底壁面８ａには、部品１の軸孔１ｂの下部開口を塞ぐように凹部２５が形成され、この凹部２５の周囲を取り囲むように、底壁面８ａが形成されている。従って、底壁面８ａに部品１の当接面（下端面）１ｄが押し付けられるので、この部分に溶融樹脂が入り込むことがなく、この部分でのバリの発生を阻止することができ、バリの無いシャフト部２３Ｂを作り出すことができる。
【００２０】
なお、符号２０は、基台部６の底壁面８ａから立設させたガイドピンであり、このガイドピン２０は、部品１に形成された窪み部１ｃと合致させることで、部品１を下金型部４に対して確実に位置決めすることができる。また、符号２１は、射出成型後に成型品Ｓを下金型部４から分離させるためのエジェクターピンである。
【００２１】
次に、前述した構成のインサート金型２に基づき、樹脂によるインサート成形について説明する。
【００２２】
先ず、図３に示すように、上金型部３を上昇させつつスライド駒７を左右に開き、ガイドピン２０に部品１の窪み部１ｃを合わせるようにして、下金型部４内に部品１を装填する。その後、上金型部３を下降させながらスライド駒７を閉じる。このとき、図２に示すように、上金型部３のパーディング面１７から突出したスリーブ本体部１４ａの先端面１４ｃが、先ず部品１の押圧面１ａに当接し、この部品１が、皿ばね１５の付勢力により、下側キャビティ部８の底壁面８ａに押し付けられ続ける。そして、上側キャビティ部５と下側キャビティ部８との協働でキャビティＡが形成された時点で、部品１は、キャビティＡ内で確実に保持され、インサート成形の準備が整う。
【００２３】
その後、ゲート２２からキャビティＡ内に溶融樹脂を注入し、キャビティＡ内で部品１と溶融樹脂とを一体成形することで、図６に示すような成型品としての回転子Ｓがインサート金型２内で成形されることになる。このとき、溶融樹脂は、凹部２５に入り込むと共に、部品１の軸孔１ｂを介して凹部１９まで達し、凹部１９，２５を利用することで、部品１にシャフト部２３Ａ，２３Ｂ及び鍔部２３ａ，２３ｂが一体成形される。そして、鍔部２３ａの周囲において、スリーブ部材１４の先端面１４ｃと部品１の押圧面１ａとが密に接触しているので、この接触部分に溶融樹脂が入り込むことがなく、結果的に、鍔部２３ａでのバリの発生が抑制される。同様に、底壁面８ａと部品１の当接面１ｄとが密に接触し、この間に溶融樹脂が入り込むことがなく、結果的に、鍔部２３ｂでのバリの発生が抑制される。
【００２４】
その後、インサート金型２内で樹脂を冷却固化させた後、上金型部３を上昇させながらスライド駒７を開く。このとき、エジェクタピン２１で成型品Ｓを突き上げて、下金型部４から成型品Ｓを分離させる。その後、図示しないロボットハンドにより成型品Ｓをピックアップして、所定のパレット（図示せず）まで搬送する。このようにして、未着磁状態の回転子Ｓの製造プロセスが完了する。その後の作業としては、回転子Ｓの磁性材部品１を着磁させてマグネットにする工程があり、この工程を経ることで、回転子Ｓはモータに組み込める製品となる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によるインサート金型は、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、第１の金型部に設けられた第１のキャビティ部と第２の金型部に設けられた第２のキャビティ部との協働により形成されたキャビティ内に部品を収容してインサート成形をするためのインサート金型において、
第１の金型部内には、第２のキャビティ部を形成する一壁面に対峙して配置され、第２のキャビティ部の一壁面に部品を押し付けて部品をキャビティ内で保持する部品押圧手段が設けられ、
部品押圧手段は、第１の金型部内に設けられると共に部品の押圧方向に延在したガイド孔内に配置されて、ガイド孔に沿って移動すると共に型閉じ時において第２のキャビティ部に臨む位置で部品の押圧面に当接する先端面をもつ筒形状のスリーブ部材であり、部品の押圧方向に延在する可動部材と、第１の金型部内に設けられた皿ばねであり、スリーブ部材のヘッド部を付勢する位置に配置されたばね部材と、可動部材の中央で長手方向に延在する貫通孔内に挿入されて第１の金型部に固定されると共に部品の押圧方向に延在してスリーブ部材の移動を案内するピン部材であり、円筒形状の部品のシャフト部及びこのシャフト部に付随する鍔部を形成するために、ピン部材の先端面は、スリーブ部材の先端面から離間すると共に凹部を有する固定部材と、を備えることにより、部品がキャビティ内で踊ることがなく、成型品にバリが発生し難く、高品位の外観をもった成型品を作り出すことができる。そして、キャビティ内での部品の位置ずれが起きないことに起因して、成型品の寸法精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインサート金型の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示したインサート金型の要部を示す断面図である。
【図３】図１に示したインサート金型の下金型部を示す斜視図である。
【図４】従来のインサート金型を示す断面図である。
【図５】カメラのシャッタに使われるモータ用の回転子に組み込まれているインサート部品の一例を示す斜視図である。
【図６】図５に示されたインサート部品の適用によって作り出される揺動型回転子の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａ…キャビティ、１…部品、１ａ…部品の押圧面、２…インサート金型、３…上金型部（第１の金型部）、４…下金型部（第２の金型部）、５…上側キャビティ部（第１のキャビティ部）、８…下側キャビティ部（第２のキャビティ部）、８ａ…底壁面（一壁面）、１２…部品押圧手段、１３…ガイド孔、１４…スリーブ部材（可動部材）、１４ｂ…スリーブ部材のヘッド部、１４ｃ…スリーブ部材（可動部材）の先端面、１４ｄ…貫通孔、１５…皿ばね（ばね部材）、１８…ピン部材（固定部材）、１８ａ…ピン部材（固定部材）の先端面、１９…凹部、２３Ａ…シャフト部、２３ａ…鍔部。

Claims

第１の金型部に設けられた第１のキャビティ部と第２の金型部に設けられた第２のキャビティ部との協働により形成されたキャビティ内に部品を収容してインサート成形をするためのインサート金型において、
前記第１の金型部内には、前記第２のキャビティ部を形成する一壁面に対峙して配置され、前記第２のキャビティ部の前記一壁面に前記部品を押し付けて前記部品を前記キャビティ内で保持する部品押圧手段が設けられ、
前記部品押圧手段は、
前記第１の金型部内に設けられると共に前記部品の押圧方向に延在したガイド孔内に配置されて、前記ガイド孔に沿って移動すると共に型閉じ時において前記第２のキャビティ部に臨む位置で前記部品の押圧面に当接する先端面をもつ筒形状のスリーブ部材であり、前記部品の押圧方向に延在する可動部材と、
前記第１の金型部内に設けられた皿ばねであり、前記スリーブ部材のヘッド部を付勢する位置に配置されたばね部材と、
前記可動部材の中央で長手方向に延在する貫通孔内に挿入されて前記第１の金型部に固定されると共に前記部品の押圧方向に延在して前記スリーブ部材の移動を案内するピン部材であり、円筒形状の前記部品のシャフト部及びこのシャフト部に付随する鍔部を形成するために、前記ピン部材の先端面は、前記スリーブ部材の先端面から離間すると共に凹部を有する固定部材と、を備えたことを特徴とするインサート金型。