JP3792354B2

JP3792354B2 - インサート成形金型

Info

Publication number: JP3792354B2
Application number: JP19187597A
Authority: JP
Inventors: 俊臣佐藤
Original assignee: Satoseiki Co Ltd
Current assignee: Satoseiki Co Ltd
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2017-07-01
Also published as: JPH1119972A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インサート成形金型に係り、特に、線材等のインサート部品が合成樹脂製のボディに埋込状に通されて成るインサート成形品を成形するためのインサート成形金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、導電性を有する線材を絶縁材料で覆った配線部材としては、今日、塩化ビニルの外皮を備えた被覆電線が多用されており、この被覆電線の成形は、通常、引出成形法によって行われる。
ところが、この引出成形法では、外皮となる被覆部の形状が側方への突出部を有しない形、即ち、その横断面形状が全長において一定でなければならないという制限があるため、何らかの機能を持つ突出部を外皮と一体に形成したり、被覆部の形状を任意にデザインすることは事実上不可能である。
【０００３】
この点、インサート成形法にあっては、被覆部を任意の形状で成形することができるので、長尺なものを除き、設計の自由度を大幅に拡げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、射出成形における溶融樹脂の射出は１立方センチメートル当たり５００Ｋｇぐらいの圧力で行われるため、キャビティ内を通された線材にテンションをかけておいても、この線材が溶融樹脂の射出圧で容易に撓んでしまって、線材どうしが接触したり線材が被覆部から露出してしまうという致命的な問題がある。
このような問題があって、従来、被覆配線部材等をインサート成形することは極めて困難であるとされていた。
【０００５】
本発明は上記した従来の問題点に鑑みて為されたものであり、キャビティを通された線材等のインサート部品が溶融樹脂の射出圧によって撓まされることの無いインサート成形金型を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明インサート成形金型は、線材等のインサート部品が合成樹脂製のボディに埋込状に通されて成るインサート成形品を成形するためのインサート成形金型であって、インサート成形品のボディの外形を画するキャビティと、インサート部品が挿通される挿通孔が形成され横断面の外形がキャビティの横断面形状と一致した形状を有する中子とを備え、この中子をインサート部品が挿通された状態で前記キャビティに移動自在に収納すると共にキャビティの一端部から他端部へと移動させ、この中子の移動と同期してキャビティに溶融樹脂を射出するようにしたものである。
【０００７】
従って、中子の移動に従ってキャビティ内でのインサート部品が中子から相対的に露出して行き、このように露出して行くインサート部品が溶融樹脂に埋め込まれて行くので、インサート部品に溶融樹脂の射出圧が加えられても、インサート部品はその射出圧によって撓まされる前に溶融樹脂に埋め込まれる。
【０００８】
また、本発明においては、中子の移動を、キャビティに射出される溶融樹脂の射出圧によって行わせるか、又は、キャビティを画する２つの型板の一方を移動タイプにしてこの型板の移動に従って中子が移動するようにした。
これらのうちの前者によれば金型の構造が複雑にならないで済む。そして、後者によれば、ゲートランナを移動側の型板に設けることで、射出された樹脂の塊りは中子を追うように成長して行くので、成形品のボディの表面を傷つけないで済む。
【０００９】
別の本発明においては、インサート部品が中子と一体的に移動するようにしたものであり、このようにすることで、溶融樹脂をインサート部品にしっかり食い付かせることができる。
【００１０】
更に別の発明においては、キャビティに溶融樹脂が射出された後、溶融樹脂が固化する前にキャビティへ突出する突出部材を具備したものであり、このようにすることで、インサート成形品に凹部又は穴を形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るインサート成形金型を図面に示した各実施の形態に従って説明する。
図面に示した各実施の形態は、本発明を、フラットケーブル１を成形するためのインサート成形金型に適用したものである。
【００１２】
先ず、フラットケーブル１について説明する（図３参照）。
このフラットケーブル１は、ボディ３と、３本の銅線５とから成る。ボディ３はある程度の可撓性を有する合成樹脂によって略ベルト状を為すように形成され、その肉厚は銅線５の直径の略３倍になっている。そして、３本の銅線５は、ボディ３の幅方向に互いに平行に並んだ状態で、ボディ３の厚み方向における中間部を長手方向へ貫通されることでボディ３に保持されている。
ボディ３の厚み方向における一側面には凹部としての窓７が形成されており、３本の銅線５はこの窓７において露出している。この窓７には図示しないコネクタが結合される。
【００１３】
図１及び図２は、参考例に係るインサート成形金型１１を示すものである。
１３は下側取付板を、１５はスペーサブロックを、１７は受け板をそれぞれ示し、この受け板１７上に下側型板１９が固定されている。２１は上側取付板を示し、２３は上側取付板２１の下面に固定された上側型板を示す。
２５はキャビティを示す。このキャビティ２５は前記フラットケーブル１のボディ３の外形を画するものであり、従って、キャビティ２５は左右方向に長い扁平な空間になっていて、上側型板２３と下側型板１９とのパーティング面ＰＬを境にした上下２分割の構造になっている。
上下の型板２３及び１９の各パーティング面ＰＬのうちキャビティ２５の左右両脇の位置には３本の銅線５が各別に収まる図示しない溝が形成されている。
【００１４】
２７はゲートランナを示し、このゲートランナ２７はパーティング面ＰＬのうちキャビティ２５の左端に接する位置に設けられ、そのゲート２７ａはキャビティ２５の左端面２９における前後方向の一端部に開口している。
３１は上側型板２３に装着されたスプルブッシュを示し、このスプルブッシュ３１の下端は上記ゲートランナ２７に開口している。
従って、キャビティ２８への溶融樹脂の射出はキャビティ２５の左端面２９から右方に向かって為される。
【００１５】
３３は中子を示す。この中子３３は金属により略正方形の平板状を為すように形成され、その左右方向と直交する断面の大きさはキャビティ２５の横断面の大きさと一致している。この中子３３には左右方向へ貫通した前後３つの挿通孔３５が形成されている。これら挿通孔３５の内径は、銅線５が摺動し得るクリアランスを残してピッタリ挿入される寸法になっている。
尚、キャビティ２５の左右方向における長さは、ボディ３に必要な長手寸法に中子３３の左右方向における長さを加えた寸法になっている。
【００１６】
上側取付板２１及び上側型板２３の略中央部には、これらを上下方向へ貫通した縦孔３７が形成されており、この縦孔３７に突出部材としての押し型ロッド３９が摺動自在に挿入されている。この押し型ロッド３９はボディ３の前記窓７を形成するためのものであって、非動作時においてはその下端面３９ａが縦孔３７の下端面と一致した待機位置に保持されてキャビティ２５の上面の一部を為す。
【００１７】
４１は上側型板２３の右端部に形成された高圧エア供給路を示し、その一端はキャビティ２５の右端部上面に開口し、他端は上側型板２３の右端面に開口しており、この他端には図示しないコンプレッサから延びた高圧エア供給ホースが接続される。
インサート成形金型１１は以上のように構成されている。
【００１８】
次に、このインサート成形金型１１を使用して行われるフラットケーブル１の成形方法を説明する。
図示しない線材ロールから所定の位置まで引き出されている銅線５は、インサート成形金型１１の型開き状態において、上下の型板２３と１９との間を通されると共に中子３３の挿通孔３５を通される。そして、銅線５はインサート成形金型１１の左右両脇に配置された図示しないテンション機構に保持されることで適度なテンションを与えられる。
次いで、中子３３がキャビティ２５の一方の半部における左端に収納されながら型が閉じられてキャビティ２５が形成される。
【００１９】
型閉じが行われると、先ず、高圧エア供給路４１を経てキャビティ２５内に高圧エアが供給され、この高圧エアの圧力によって中子３３に右方への移動の負荷が加えられる。
次いで、ゲート２７ａから溶融樹脂がキャビティ２５内に射出される。上記高圧エアの圧力は溶融樹脂の射出圧より稍小さめに設定される。
【００２０】
キャビティ２５に溶融樹脂が射出されると、この溶融樹脂の射出圧によって中子３３が右方へ移動すると共に、この中子３３の移動に従ってキャビティ２５内での銅線５が中子３３から左方へ向かって相対的に露出して行く。このように露出して行く銅線５が溶融樹脂に埋め込まれる。即ち、キャビティ２５に射出されて来る溶融樹脂は、銅線５を埋込みながら固化が進行して塊を為し、その塊りは中子３３と一体的に右方へ移動しながら左方へ向けて成長して行き、このように成長して行く溶融樹脂が銅線５を埋め込んで行く。従って、溶融樹脂による銅線５の埋込は、常に、キャビティ２５内を通されている部分の左端部、即ち、上下の型板２３と１９とによって圧着状に保持されている部位に連続している位置において行われる。
しかして、銅線５に溶融樹脂の射出圧が加えられても、銅線５はこの射出圧によって撓まされる前に溶融樹脂に埋め込まれる。
【００２１】
上記したように、中子３３の移動には高圧エアによる負荷が加えられているので、キャビティ２５に射出された溶融樹脂の圧力は十分高められ、従って、銅線５を埋め込んで行く溶融樹脂の密度は十分な高さを持つ。
【００２２】
中子３３がキャビティ２５の右端まで来ると、溶融樹脂の射出が停止し、溶融樹脂が固化する前に押し型ロッド３９が下降される。この下降は押し型ロッド３９の下端面３９ａが銅線５に接するところまで行われる。これにより、前記窓７が形成される。
次いで、所定のタイミングで型が開き、中子３３が銅線５と共に離型される。
このようにしてフラットケーブル１が成形される。
【００２３】
尚、中子３３に右方への移動の負荷を与える手段としては、空気圧の他に、油圧や高粘度のグリス等を用いることも考えられる。
【００２４】
図４及び図５は本発明の第一の実施の形態に係るインサート成形金型１１Ａを示すものである。このインサート成形金型１１Ａが前記インサート成形金型１１と比較して相違する点は、中子を２つ割り構造にしたことだけである。従って、図面には要部のみを示してあり、また、説明は上記相違点についてのみ行い、その余の部分については、図面の各部に前記インサート成形金型１１における同様の部位に付した符号と同じ符号を付することによって説明を省略する。このような符号の使い方とその意味は、後述する第二及び第四の実施の形態においても同様とする。
【００２５】
５１は金属製の中子を示す。この中子５１はその厚み方向で２つ割りに形成されており、上ハーフ５１ａと下ハーフ５１ｂとを接合した状態における形状及びサイズは前記した中子３３と同じになっている。これら上下のハーフ５１ａと５１ｂの互いの対向面には横断面が半円弧状をした溝５３が形成されており、上ハーフ５１ａと下ハーフ５１ｂとが接合されることによって挿通孔３５が形成される。
【００２６】
このインサート成形金型１１Ａに使用する銅線５には、一部に、プレス加工等によって扁平に潰した幅広部５５を形成する。
そして、銅線５は、幅広部５５が中子５１の右側面に接するように挿通孔３５に通されると共に、上下の型板２３と１９に対しては摺動し得るようにセッティングされる。
【００２７】
そこで、キャビティ２５に溶融樹脂が射出されると、その射出圧によって中子５１が右方へ移動すると共に、この中子５１が銅線５の幅広部５５を押圧するので、銅線５が中子５１と一体的に右方へ移動する。従って、銅線５はキャビティ２５内にその左端面２９から入って来たところで溶融樹脂に埋め込まれ、そのようにして銅線５を埋め込みながら固化して行く樹脂は銅線５と一体的に右方へ移動する。
しかして、銅線５を埋め込みながら固化して行く樹脂は銅線５に対して滑ることが無いので、溶融樹脂が銅線５にしっかり食い付くことができる。
【００２８】
図６は本発明の第二の実施の形態に係るインサート成形金型１１Ｂを示すものである。このインサート成形金型１１Ｂが前記インサート成形金型１１と比較して相違する点は、上側型板をスライドタイプにし、ゲートランナが上側型板と一体的に移動するようにした点である。
６１は上側型板を示し、この上側型板６１は下側型板１９の左右方向における長さの２倍余りの左右長を有し、図示しない上側取付板に左右方向へ摺動自在に支持されると共に、図示しない移動機構によって移動される。
キャビティ２５は上面が開口した形でその全体が下側型板１９に形成されている。
【００２９】
６３は上側型板に設けられたホットランナを示し、ホットランナ６３のゲート６３ａは先端部６５の下端面に開口している。このホットランナ６３の先端部６５は上側型板のパーティング面ＰＬよりある程度下に突出しており、型閉じが行われると、この先端部６５がキャビティ２５内に位置し、中子３３は先端部６５に右側から接するように位置する。
【００３０】
このインサート成形金型１１Ｂにおいては、銅線５がキャビティ２５に対して移動しない状態でセッティングされると共に、キャビティ２５への溶融樹脂の射出の開始と同時に上側型板６１が右方へ移動する。
そこで、成形動作が開始すると、上側型板６１が中子３３を押しながら右方へ移動して行くので、銅線５が中子３３から相対的に露出して行くと共に、ホットランナ６３から射出する溶融樹脂が銅線５を埋め込んで行く。この溶融樹脂は中子３３を追うように右方へ向けて成長して行き、キャビティ２５内で移動することは無いので、成形されて行くボディ３の表面のうち上側型板６１と接する面以外の部分では傷が付く惧れは無い。
【００３１】
図7は本発明の第三の実施の形態に係るインサート成形金型１１Ｃを示すものである。
このインサート成形金型１１Ｃが前記第二の実施の形態に示したインサート成形金型１１Ｂと比較して相違する点は、ホットランナのゲートを中子に設けた点だけである。
即ち、このインサート成形金型１１Ｃにおいては、中子３３はスライドタイプの上側型板６１のパーティング面ＰＬに固定され、この中子３３にはゲートランナ７１が形成されている。このゲートランナ７１は上側型板６１に設けられたホットランナ６３と連続し、そのゲート７１ａは中子３３の左端面に開口している。
【００３２】
従って、成形動作が開始すると、上側型板６１が中子３３と一体的に右方へ移動して行くので、銅線５が中子３３から相対的に露出して行くと共に、ゲート７１ａから射出する溶融樹脂が銅線５を埋め込んで行き、この溶融樹脂は中子３３を追うように右方へ向けて成長して行く。
【００３３】
図８及び図９は本発明の第四の実施の形態に係るインサート成形金型１１Ｄを示すものである。このインサート成形金型１１Ｄが前記した各実施の形態に示したインサート成形金型と比較して大きく相違する点は、ボディ３を銅線５と共に屈曲した形に成形できるようにした点である。
８１はボディ３の外形を画するキャビティを示す。このキャビティ８１は、ボディ３に要求される所望の屈曲形状に合わせて屈曲した形状になっており、その全体が下側型板１９の上面に形成されている。
このキャビティ８１内を銅線５が通される（図８では銅線の一部のみを示してある）。
【００３４】
８３は中子を示す。この中子８３は円板形を為し、その厚みはキャビティ８１の深さと一致し、その直径は所要のクリアランスを残してキャビティ８１の幅と一致している。そして、中子８３には、その半径方向へ互いに平行に並んだ複数の挿通孔３５が形成されると共に、ゲートランナ８３ａが形成されている。
このような中子８３はキャビティ８１に収められる。従って、中子８３はその周方向へ向きを変えることができる状態で、キャビティ８１内に摺動自在に設けられる。
そして、キャビティ８１に銅線５を通す際、その銅線５は中子８３の挿通孔３５を通される。
【００３５】
８５は可動ランナを示す。可動ランナ８５は平板状をした移動ベース８７と、移動ベース８７の上面から上に突出したランナブロック８９とから成り、高さ方向へ貫通したゲートランナ９１が形成されている。
このインサート成形金型１１Ｄにおける上側型板６１も、下側型板１９の上面に重なるように位置した状態で左右方向へ移動自在なるように設けられ、この上側型板６１の右端面にはガイド溝６１ａが形成されている。
【００３６】
上記可動ランナ８５における移動ベース８７の左端面には前後方向へ延びる係合凸部９３が設けられており、この係合凸部９３は前記ガイド溝６１ａに摺動自在に係合されている。従って、可動ランナ８５は、その移動ベース８７が下側型板６１の上面に載った状態で、左右方向へは上側型板６１と一体的に移動し、この上側型板６１に対しては前後方向へ移動することができるように、上側型板１９と結合される。
【００３７】
移動ベース８７の下面の中央部には円形をした薄いボス８７ａが形成され、中子８３の上面の中央部には円形をした浅い凹部９５が形成されている。この凹部９５には上記ボス８７ａが回動自在に嵌合される。これによって、中子８３と可動ランナ８５とは、互いに一体的に移動し且つ中子８３の軸心を中心として相対的に回動し得るように結合されると共に、可動ランナ８５のゲートランナ９１と中子８３のゲートランナ８３ａとが連続する。そして、可動ランナ８５の移動ベース８７は、常に、中子８３の上に位置した状態でキャビティ８１の一部を上から覆うように位置する。
【００３８】
初期状態において、中子８３はキャビティ８１の左端部で待機している。
そこで、成形動作が開始すると、ゲートランナ９１、８３ａを通してキャビティ８１に溶融樹脂が射出されると共に、上側型板６１が右方へ移動する。すると、中子８３はキャビティ８１の側壁によって移動方向を案内されながら移動して行くと共に、その挿通孔３５を通されている銅線５が移動の負荷にならない方向へ随時向きを変えて行く。中子８３のこのような動きに追従するようにして、可動ランナ８５は上側型板６１に対して前後方向へ変位しながら移動する。そして、キャビティ８１の上面は可動ランナ８５の移動ベース８７と上側型板６１によって閉塞されて行く。
【００３９】
中子８３がこのように移動して行くと、銅線５が中子８３から相対的に露出して行くと共に、キャビティ８１内に射出する溶融樹脂が銅線５を埋め込んで行き、この溶融樹脂は中子８３を追うように右方へ向けて成長して行く。
しかして、キャビティ８１の形状と一致した屈曲形状を持つフラットケーブルが成形される。
【００４０】
尚、図面では、ゲートランナ９１へ溶融樹脂を供給するための溶融樹脂射出機構を省略してあるが、この溶融樹脂射出機構は、前後方向へ移動自在な状態で上側型板６１に設けられており、キャビティ８１の前後方向への位置変化に従って位置制御されるようになっている。この位置制御の手段は、キャビティ８１と同じ形状を有したカムを用いて行うか、あるいは、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを搭載したコンピュータによる数値制御等によって行う。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、実施の形態においては、成形品としてのフラットケーブルのボディが側方への突出部を有しない形状としたが、このボディの形状としては、側方への突出部を有した形状や、全体又は一部が屈曲した形状等任意の形状を選ぶことができる。
【００４２】
また、インサート部品の形状としては、横断面形状即ち長手方向と直交する断面の形状が全長にわたって一定であることを除いて、その横断面の形状が特に制約されることは無い。従って、インサート部品は、平板状（横断面はー文字形となる。）でもよく、更に、横断面がＬ字形、Ｔ字形等であってもよい。
そして、実施の形態においては、本発明を、銅線を埋め込んだフラットケーブルの成形に適用したものを示したが、本発明はこのような配線部材の成形を目的とするものに限らず、線材等のインサート部品が合成樹脂製のボディに埋込状に通されて成る各種のインサート成形品を成形するためのインサート成形金型として広く適用することができる。
【００４３】
窓７は、ボディ３の一側面に形成された凹部であるが、押し型ロッドをキャビティ２５へ深く突出させたり、一対の押し型ロッドを互いに対向する位置に備え、互い当接するように動作させて、ボディ３を貫通する穴を形成することも可能である。
尚、インサート部品を中子と一体的に移動させるための手段は、実施の形態に示したものに限らない。
また、第四の実施の形態に示したボディ３を銅線５と共に屈曲した形に成形できる円板状の中子８１を、第一実施例に示した中子５１のように銅線５を保持し、銅線５と一体に移動するタイプとしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明インサート成形金型によれば、インサート部品に溶融樹脂の射出圧が加えられても、インサート部品が射出圧で撓まされる前にこのインサート部品を溶融樹脂に埋め込んでしまうことができる。
【００４５】
また、請求項１又は２に記載したインサート成形金型にあっては、溶融樹脂が射出するゲートはキャビティの一端部から他端部へと移動するので、キャビティに射出した樹脂は中子の後を追うように成長して行き、キャビティ内で移動することは無いので、成形されて行くボディの表面が傷付くのを防止できる。
【００４６】
更に、請求項３に記載したインサート成形金型にあっては、インサート部品が中子と一体的に移動するようにしたので、インサート部品を埋め込んで行く溶融樹脂がインサート部品に対して滑ることが無く、従って、溶融樹脂をインサート部品にしっかり食い付かせることができる。
【００４７】
また、請求項４に記載したインサート成形金型にあっては、キャビティに溶融樹脂が射出された後、溶融樹脂が固化する前にキャビティへ突出する突出部材を具備したので、インサート部品に凹部又は穴を形成することが可能となり、コネクタ等の部品を結合する部分を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例に係るインサート成形金型を型閉じ状態で示す垂直断面図である。
【図２】図１に示すインサート成形金型に使用する中子の拡大斜視図である。
【図３】図１に示すインサート成形金型によって成形されるフラットケーブルの斜視図である。
【図４】本発明の第一の実施の形態に係るインサート成形金型の要部を型閉じ状態で示す垂直断面図である。
【図５】図４に示すインサート成形金型に使用する中子の拡大斜視図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態に係るインサート成形金型の要部を型閉じ状態で示す垂直断面図である。
【図７】本発明の第三の実施の形態に係るインサート成形金型の要部を型閉じ状態で示す垂直断面図である。
【図８】本発明の第四の実施の形態に係るインサート成形金型の要部を示す概略斜視図である。
【図９】図８に示すインサート成形金型の要部を拡大した垂直断面図である。
【符号の説明】
１インサート成形品
３ボディ
５インサート部品
１１インサート成形金型
２５キャビティ
３３中子
３５挿通孔
３９押し型ロッド
１１Ａインサート成形金型
５１中子
１１Ｂインサート成形金型
１９他方の型板
６１一方の型板
６３ゲートランナ
１１Ｃインサート成形金型
７１ゲートランナ
１１Ｄインサート成形金型
８１キャビティ
８３中子
８３ａ、９１ゲートランナ

Claims

インサート部品が合成樹脂製のボディに埋込状に通されて成るインサート成形品を成形するためのインサート成形金型であって、インサート成形品のボディの外形を画するキャビティと、インサート部品が挿通される挿通孔が形成され横断面の外形がキャビティの横断面形状と一致した形状を有する中子とを備え、キャビティを画する２つの型板の一方を他方の型板に対して移動自在とし、この一方の型板にゲートランナを設け、前記中子はインサート部品が挿通された状態で前記キャビティに移動自在に収納され、前記ゲートランナがキャビティの一端部から他端部へと移動するように一方の型板を移動させ、中子は一方の型板と一体的に移動するようにしたことを特徴とするインサート成形金型。
請求項１に記載したインサート成形金型において、中子を一方の型板と一体に設け、この中子にゲートを設けたことを特徴とするインサート成形金型。
請求項１または２に記載したインサート成形金型のいずれかにおいて、インサート部品が中子と一体に移動するようにしたことを特徴とするインサート成形金型。
請求項１から３に記載したインサート成形金型のいずれかにおいて、キャビティに溶融樹脂が射出された後、溶融樹脂が固化する前に前記キャビティへ突出して、インサート成形品に凹部又は穴を形成する突出部材を具備したことを特徴とするインサート成形金型。