JP3966038B2 - 樹脂部品のインサート材セット構造およびこの構造による成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂部品のインサート材セット構造およびこの構造を用いた成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂部品の剛性・強度を高める目的で、金属製のインサート材を一体成形することがある。図７は、この一体成形時の金型の断面図で、コア型１にインサート材３がセットされ、コア型１に対しキャビ型５を閉じた状態でキャビティ７に樹脂を供給することで、樹脂部品が成形される。
【０００３】
コア型１には、キャビ型３に向けて突出する位置決めピン９が設けられ、この位置決めピン９は、インサート材３に設けた位置決め孔３ａに挿入されて、インサート材３を位置決めする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の構造では、位置決めピン９が、キャビティ７を貫通し、キャビ型５にまで達しているため、成形後の樹脂部品は、位置決めピン９による貫通孔が形成されてしまい、樹脂部品の外観品質を著しく損なうものとなる。
【０００５】
そこで、この発明は、インサート材を位置決めする位置決めピンによる樹脂部品の外観品質の低下を防止することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、インサート材がセットされる一方の型に、前記インサート材に設けた位置決め孔に挿入されてインサート材の位置決めを行う位置決めピンを設け、この位置決めピンと他方の型との間には、成形時にて隙間を有し、前記インサート材の位置決め孔の周辺を薄肉化して薄肉部を設け、この薄肉部と、インサート材をセットした状態の一方の型との間に空間を設け、前記薄肉部は、成形時の前記一方の型と他方の型との間の樹脂圧により押し付けられ、前記空間側に変形するものである構成としてある。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、前記位置決めピンが挿入される前の状態での前記位置決め孔の内径を、前記位置決めピンの外径より小さくした構成としてある。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の構成において、前記位置決めピンに、前記一方の型と他方の型との間に樹脂を供給するためのゲートを設けた構成としてある。
【０００９】
請求項４の発明は、一方の型に設けられてインサート材を位置決めする位置決めピンと、他方の型との間に、成形時にて隙間が形成されるよう設定し、前記一方の型に、前記位置決めピンが位置決め孔に挿入されるようインサート材をセットし、セット後型閉じを行って前記一方の型と他方の型との間に樹脂を供給することで、前記インサート材の位置決め孔周辺の薄肉部が、樹脂圧により押し付けられ、前記一方の型側に変形する成形方法としてある。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４の発明の成形方法において、前記位置決めピンに設けたゲートから、前記一方の型と他方の型との間に樹脂を供給する構成としてある。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１または４の発明によれば、成形時に位置決めピンと他方の型との間に隙間を有するので、他方の型側の成形後の樹脂部品表面には、位置決めピンによる孔が形成されず、樹脂部品の外観品質を向上させることができる。また、成形時には、薄肉部が樹脂圧によって一方の型側に変形して、位置決め孔周縁が位置決めピンから離れ、樹脂部品の離型が容易になる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、インサート材を一方の型にセットする際に、薄肉部の位置決め孔周縁が位置決めピンによって変形し、インサート材の一方の型への固定が確実となる。
【００１３】
請求項３または５の発明によれば、位置決めピンに設けたゲートから樹脂を供給するようにしたので、位置決めピンとしての専用部分が不要となり、型構造の簡素化を図ることができる。また、インサート材がセットされる一方の型側から樹脂を供給するので、これと反対側の他方の金型表面に対応する側の樹脂部品表面には、ゲートの跡が残らず、外観品質が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、この発明の第１の実施形態を示す射出成形金型の要部の断面図で、この金型によって、図２に示すような樹脂部品１３が射出成形される。この樹脂部品１３は、自動車におけるバックドアのインナパネルである。
【００１６】
上記したインナパネルは、ガラス繊維などで強化されたポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂からなるパネル本体１５を有し、このパネル本体１５の図２中で紙面表側の左右両側部付近に、鉄板などからなるインサート材１７が一体成形される。さらに、このインナパネルには、図示しないアウタパネルが図２中で紙面表側からインナパネルの全体を覆うように接着剤によって接合される。
【００１７】
なお、図２中で符号１９で示すものはリブである。このリブについては、図１中の後述するキャビティ３３における、アウタパネルが接合される接合フランジ部に対応する部位３３ａ，３３ｂと、インサート材１７に適宜設けられる図示しない貫通孔から樹脂が流れ込み成形される。
【００１８】
上記した樹脂部品１３を射出成形する際には、図１に示すように、一方の型であるコア型２１にインサート材１７をセットする。このインサート材１７は、コア型２１の凸部２３に密着するよう底面２５，左右両側面２７，２９をそれぞれ備えている。インサート材１７をセットしたコア型２１と、他方の型であるキャビ型３１との間には、樹脂が充填されるキャビティ３３が形成される。
【００１９】
コア型２１の上記した底面２５に対向する部位には、インサート材１７を位置決めするための位置決めピン３５を、凹部２３ａに嵌入した状態で設けてあり、この位置決めピン３５とキャビ型３１との間には、隙間３７が形成されている。すなわち、図１は成形時の状態を示しており、この成形時にて上記した隙間３７が形成されるものとなる。上記した位置決めピン３５に対応してインサート材１７の底面２５には、位置決めピン３５が挿入される位置決め孔２５ａを形成してある。
【００２０】
この位置決め孔２５ａの内径は、位置決めピン３５が挿入される前の状態では、位置決めピン３５の外径より小さく設定してある。具体的には、位置決めピン３５が挿入される前の状態での位置決め孔２５ａの内径は、位置決めピン３５の外径より０．２ｍｍ程度小径化することが望ましい。
【００２１】
図３は、インサート材１７における上記した位置決め孔２５ａ周辺の構造を示している。位置決め孔２５ａの周辺は、インサート材１７における他の部位に対して薄肉化した薄肉部２５ｂを有している。そして、この薄肉部２５ｂは、コア型２１側に環状の切欠２５ｃを設けることで形成される。これにより薄肉部２５ｂは、キャビ型３１側に形成されることになり、インサート材１７を図１のようにコア型２１にセットした状態では、この薄肉部２５ｂとコア型２１との間に、環状の空間３９が形成される。
【００２２】
上記した薄肉部２５ｂの形成範囲は、半径で、位置決め孔２５ａの径プラス３ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００２３】
次に、作用を説明する。まず、キャビ型３１をコア型２１に対して開いた状態で、インサート材１７を、図１に示すようにコア型２１にセットする。図４は、このときの要部の拡大した図である。このとき、位置決めピン３５を位置決め孔２５ａに挿入するが、位置決め孔２５ａの位置決めピン３５挿入前の内径は、位置決めピン３５の外径より小さく、かつ位置決め孔２５ａは薄肉部２５ｂに形成されているので、内周縁が変形し、位置決めピン３５に引っ掛かった状態となる。これにより、樹脂射出前のインサート材１７がコア型２１に確実に位置決め固定される。
【００２４】
インサート材１７をコア型２１にセット後、キャビ型３１を閉じた状態で、キャビティ３３に樹脂を供給する。すると、図５に示すように、キャビティ３３内の樹脂圧により、薄肉部２５ｂが空間３９側に変形する。この変形により、薄肉部２５ｂの空間３９側の一部が、コア型２１に接触し、かつ位置決め孔２５ａの周縁部が位置決めピン３５の外周面から離れた状態となる。
【００２５】
その後、キャビティ３３内の樹脂が冷却固化し、キャビ型３１をコア型２１に対して開いた状態で、成形品すなわち図２に示してある樹脂部品１３を取り出す。
【００２６】
この場合、位置決めピン３５とキャビ型３１との間に、成形時に隙間３７を有するので、成形後の樹脂部品１３のキャビ型３１側に対応する樹脂部品１３の表面（図２（ａ）中で紙面裏側に相当）には、位置決めピン３５による孔は形成されず、樹脂部品１３の外観品質の向上が図られる。
【００２７】
また成形後は、薄肉部２５ｂが変形して位置決め孔２５ａの周縁部が位置決めピン３５の外周面から離れるので、位置決めピン３５が位置決め孔２５ａから容易に抜け、樹脂部品１３の離型が容易となる。
【００２８】
図６は、この発明の第２の実施形態を示しており、前記図５に対応する断面図である。この実施形態は、第１の実施形態における位置決めピン３５を設けた部位（コア型２１）に、位置決めピン兼用のゲート部材４１を設けている。このゲート部材４１は、内部にキャビティ３３に樹脂を供給するためのゲート４１ａを備えている。
【００２９】
上記したゲート部材４１の外径は、前記第１の実施形態における位置決めピン３５の外径と同じである。すなわち、図６においても、位置決め孔２５ａの内径は、位置決めピン兼用のゲート部材４１が挿入される前の状態では、ゲート部材４１の外径より小さく設定してある。
【００３０】
そしてこのゲート部材４１と、型閉じ状態でのキャビ型３１との間には、第１の実施形態と同様の隙間４３を、成形時に備える構成となっている。このため、成形後の樹脂部品１３のキャビ型３１側に対応する表面（図２（ａ）中で紙面裏側に相当）には、位置決めピン兼用のゲート部材４１による孔は形成されず、外観品質の向上が図られる。
【００３１】
また成形後についても、第１の実施形態と同様に、薄肉部２５ｂが変形してその周縁部がゲート部材４１の外周面から離れるので、ゲート部材４１が位置決め孔２５ａから容易に抜け、樹脂部品１３の離型が容易となる。
【００３２】
さらに、上記した第２の実施形態によれば、位置決めピンとしての専用部分が不要となり、型構造の簡素化を図ることができ、キャビ型３１と反対のインサート材１７側から樹脂を供給するので、キャビ型３１に対応する側の樹脂部品１３の表面には、ゲートの跡が残らず、外観品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す射出成形金型の要部の断面図である。
【図２】（ａ）は図１の射出成形金型により成形された樹脂部品の斜視図、（ｂ）は（ａ）の樹脂部品にインサート成形されるインサート材の斜視図である。
【図３】図１の射出成形金型におけるインサート材の位置決め孔周辺の構造を示す断面図である。
【図４】図３の状態からインサート材をコア型にセットした状態を示す断面図である。
【図５】図４の状態からキャビティに樹脂を充填した状態を示す断面図である。
【図６】この発明の第２の実施形態を示す、図５に対応する断面図である。
【図７】従来例を示す射出成形金型の要部の断面図である。
【符号の説明】
１７ インサート材
２１ コア型（一方の金型）
２５ａ 位置決め孔
２５ｂ 薄肉部
３１ キャビ型（他方の金型）
３５ 位置決めピン
３７，４３ 隙間
３９ 空間
４１ 位置決めピン兼用のゲート部材
４１ａ ゲート
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂部品のインサート材セット構造およびこの構造を用いた成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂部品の剛性・強度を高める目的で、金属製のインサート材を一体成形することがある。図７は、この一体成形時の金型の断面図で、コア型１にインサート材３がセットされ、コア型１に対しキャビ型５を閉じた状態でキャビティ７に樹脂を供給することで、樹脂部品が成形される。
【０００３】
コア型１には、キャビ型３に向けて突出する位置決めピン９が設けられ、この位置決めピン９は、インサート材３に設けた位置決め孔３ａに挿入されて、インサート材３を位置決めする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の構造では、位置決めピン９が、キャビティ７を貫通し、キャビ型５にまで達しているため、成形後の樹脂部品は、位置決めピン９による貫通孔が形成されてしまい、樹脂部品の外観品質を著しく損なうものとなる。
【０００５】
そこで、この発明は、インサート材を位置決めする位置決めピンによる樹脂部品の外観品質の低下を防止することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、インサート材がセットされる一方の型に、前記インサート材に設けた位置決め孔に挿入されてインサート材の位置決めを行う位置決めピンを設け、この位置決めピンと他方の型との間には、成形時にて隙間を有し、前記インサート材の位置決め孔の周辺を薄肉化して薄肉部を設け、この薄肉部と、インサート材をセットした状態の一方の型との間に空間を設け、前記薄肉部は、成形時の前記一方の型と他方の型との間の樹脂圧により押し付けられ、前記空間側に変形するものである構成としてある。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、前記位置決めピンが挿入される前の状態での前記位置決め孔の内径を、前記位置決めピンの外径より小さくした構成としてある。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の構成において、前記位置決めピンに、前記一方の型と他方の型との間に樹脂を供給するためのゲートを設けた構成としてある。
【０００９】
請求項４の発明は、一方の型に設けられてインサート材を位置決めする位置決めピンと、他方の型との間に、成形時にて隙間が形成されるよう設定し、前記一方の型に、前記位置決めピンが位置決め孔に挿入されるようインサート材をセットし、セット後型閉じを行って前記一方の型と他方の型との間に樹脂を供給することで、前記インサート材の位置決め孔周辺の薄肉部が、樹脂圧により押し付けられ、前記一方の型側に変形する成形方法としてある。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４の発明の成形方法において、前記位置決めピンに設けたゲートから、前記一方の型と他方の型との間に樹脂を供給する構成としてある。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１または４の発明によれば、成形時に位置決めピンと他方の型との間に隙間を有するので、他方の型側の成形後の樹脂部品表面には、位置決めピンによる孔が形成されず、樹脂部品の外観品質を向上させることができる。また、成形時には、薄肉部が樹脂圧によって一方の型側に変形して、位置決め孔周縁が位置決めピンから離れ、樹脂部品の離型が容易になる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、インサート材を一方の型にセットする際に、薄肉部の位置決め孔周縁が位置決めピンによって変形し、インサート材の一方の型への固定が確実となる。
【００１３】
請求項３または５の発明によれば、位置決めピンに設けたゲートから樹脂を供給するようにしたので、位置決めピンとしての専用部分が不要となり、型構造の簡素化を図ることができる。また、インサート材がセットされる一方の型側から樹脂を供給するので、これと反対側の他方の金型表面に対応する側の樹脂部品表面には、ゲートの跡が残らず、外観品質が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、この発明の第１の実施形態を示す射出成形金型の要部の断面図で、この金型によって、図２に示すような樹脂部品１３が射出成形される。この樹脂部品１３は、自動車におけるバックドアのインナパネルである。
【００１６】
上記したインナパネルは、ガラス繊維などで強化されたポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂からなるパネル本体１５を有し、このパネル本体１５の図２中で紙面表側の左右両側部付近に、鉄板などからなるインサート材１７が一体成形される。さらに、このインナパネルには、図示しないアウタパネルが図２中で紙面表側からインナパネルの全体を覆うように接着剤によって接合される。
【００１７】
なお、図２中で符号１９で示すものはリブである。このリブについては、図１中の後述するキャビティ３３における、アウタパネルが接合される接合フランジ部に対応する部位３３ａ，３３ｂと、インサート材１７に適宜設けられる図示しない貫通孔から樹脂が流れ込み成形される。
【００１８】
上記した樹脂部品１３を射出成形する際には、図１に示すように、一方の型であるコア型２１にインサート材１７をセットする。このインサート材１７は、コア型２１の凸部２３に密着するよう底面２５，左右両側面２７，２９をそれぞれ備えている。インサート材１７をセットしたコア型２１と、他方の型であるキャビ型３１との間には、樹脂が充填されるキャビティ３３が形成される。
【００１９】
コア型２１の上記した底面２５に対向する部位には、インサート材１７を位置決めするための位置決めピン３５を、凹部２３ａに嵌入した状態で設けてあり、この位置決めピン３５とキャビ型３１との間には、隙間３７が形成されている。すなわち、図１は成形時の状態を示しており、この成形時にて上記した隙間３７が形成されるものとなる。上記した位置決めピン３５に対応してインサート材１７の底面２５には、位置決めピン３５が挿入される位置決め孔２５ａを形成してある。
【００２０】
この位置決め孔２５ａの内径は、位置決めピン３５が挿入される前の状態では、位置決めピン３５の外径より小さく設定してある。具体的には、位置決めピン３５が挿入される前の状態での位置決め孔２５ａの内径は、位置決めピン３５の外径より０．２ｍｍ程度小径化することが望ましい。
【００２１】
図３は、インサート材１７における上記した位置決め孔２５ａ周辺の構造を示している。位置決め孔２５ａの周辺は、インサート材１７における他の部位に対して薄肉化した薄肉部２５ｂを有している。そして、この薄肉部２５ｂは、コア型２１側に環状の切欠２５ｃを設けることで形成される。これにより薄肉部２５ｂは、キャビ型３１側に形成されることになり、インサート材１７を図１のようにコア型２１にセットした状態では、この薄肉部２５ｂとコア型２１との間に、環状の空間３９が形成される。
【００２２】
上記した薄肉部２５ｂの形成範囲は、半径で、位置決め孔２５ａの径プラス３ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００２３】
次に、作用を説明する。まず、キャビ型３１をコア型２１に対して開いた状態で、インサート材１７を、図１に示すようにコア型２１にセットする。図４は、このときの要部の拡大した図である。このとき、位置決めピン３５を位置決め孔２５ａに挿入するが、位置決め孔２５ａの位置決めピン３５挿入前の内径は、位置決めピン３５の外径より小さく、かつ位置決め孔２５ａは薄肉部２５ｂに形成されているので、内周縁が変形し、位置決めピン３５に引っ掛かった状態となる。これにより、樹脂射出前のインサート材１７がコア型２１に確実に位置決め固定される。
【００２４】
インサート材１７をコア型２１にセット後、キャビ型３１を閉じた状態で、キャビティ３３に樹脂を供給する。すると、図５に示すように、キャビティ３３内の樹脂圧により、薄肉部２５ｂが空間３９側に変形する。この変形により、薄肉部２５ｂの空間３９側の一部が、コア型２１に接触し、かつ位置決め孔２５ａの周縁部が位置決めピン３５の外周面から離れた状態となる。
【００２５】
その後、キャビティ３３内の樹脂が冷却固化し、キャビ型３１をコア型２１に対して開いた状態で、成形品すなわち図２に示してある樹脂部品１３を取り出す。
【００２６】
この場合、位置決めピン３５とキャビ型３１との間に、成形時に隙間３７を有するので、成形後の樹脂部品１３のキャビ型３１側に対応する樹脂部品１３の表面（図２（ａ）中で紙面裏側に相当）には、位置決めピン３５による孔は形成されず、樹脂部品１３の外観品質の向上が図られる。
【００２７】
また成形後は、薄肉部２５ｂが変形して位置決め孔２５ａの周縁部が位置決めピン３５の外周面から離れるので、位置決めピン３５が位置決め孔２５ａから容易に抜け、樹脂部品１３の離型が容易となる。
【００２８】
図６は、この発明の第２の実施形態を示しており、前記図５に対応する断面図である。この実施形態は、第１の実施形態における位置決めピン３５を設けた部位（コア型２１）に、位置決めピン兼用のゲート部材４１を設けている。このゲート部材４１は、内部にキャビティ３３に樹脂を供給するためのゲート４１ａを備えている。
【００２９】
上記したゲート部材４１の外径は、前記第１の実施形態における位置決めピン３５の外径と同じである。すなわち、図６においても、位置決め孔２５ａの内径は、位置決めピン兼用のゲート部材４１が挿入される前の状態では、ゲート部材４１の外径より小さく設定してある。
【００３０】
そしてこのゲート部材４１と、型閉じ状態でのキャビ型３１との間には、第１の実施形態と同様の隙間４３を、成形時に備える構成となっている。このため、成形後の樹脂部品１３のキャビ型３１側に対応する表面（図２（ａ）中で紙面裏側に相当）には、位置決めピン兼用のゲート部材４１による孔は形成されず、外観品質の向上が図られる。
【００３１】
また成形後についても、第１の実施形態と同様に、薄肉部２５ｂが変形してその周縁部がゲート部材４１の外周面から離れるので、ゲート部材４１が位置決め孔２５ａから容易に抜け、樹脂部品１３の離型が容易となる。
【００３２】
さらに、上記した第２の実施形態によれば、位置決めピンとしての専用部分が不要となり、型構造の簡素化を図ることができ、キャビ型３１と反対のインサート材１７側から樹脂を供給するので、キャビ型３１に対応する側の樹脂部品１３の表面には、ゲートの跡が残らず、外観品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す射出成形金型の要部の断面図である。
【図２】（ａ）は図１の射出成形金型により成形された樹脂部品の斜視図、（ｂ）は（ａ）の樹脂部品にインサート成形されるインサート材の斜視図である。
【図３】図１の射出成形金型におけるインサート材の位置決め孔周辺の構造を示す断面図である。
【図４】図３の状態からインサート材をコア型にセットした状態を示す断面図である。
【図５】図４の状態からキャビティに樹脂を充填した状態を示す断面図である。
【図６】この発明の第２の実施形態を示す、図５に対応する断面図である。
【図７】従来例を示す射出成形金型の要部の断面図である。
【符号の説明】
１７ インサート材
２１ コア型（一方の金型）
２５ａ 位置決め孔
２５ｂ 薄肉部
３１ キャビ型（他方の金型）
３５ 位置決めピン
３７，４３ 隙間
３９ 空間
４１ 位置決めピン兼用のゲート部材
４１ａ ゲート
Claims (5)
- インサート材がセットされる一方の型に、前記インサート材に設けた位置決め孔に挿入されてインサート材の位置決めを行う位置決めピンを設け、この位置決めピンと他方の型との間には、成形時にて隙間を有し、前記インサート材の位置決め孔の周辺を薄肉化して薄肉部を設け、この薄肉部と、インサート材をセットした状態の一方の型との間に空間を設け、前記薄肉部は、成形時の前記一方の型と他方の型との間の樹脂圧により押し付けられ、前記空間側に変形するものであることを特徴とする樹脂部品のインサート材セット構造。
- 前記位置決めピンが挿入される前の状態での前記位置決め孔の内径を、前記位置決めピンの外径より小さくしたことを特徴とする請求項１記載の樹脂部品のインサート材セット構造。
- 前記位置決めピンに、前記一方の型と他方の型との間に樹脂を供給するためのゲートを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の樹脂部品のインサート材セット構造。
- 一方の型に設けられてインサート材を位置決めする位置決めピンと、他方の型との間に、成形時にて隙間が形成されるよう設定し、前記一方の型に、前記位置決めピンが位置決め孔に挿入されるようインサート材をセットし、セット後型閉じを行って前記一方の型と他方の型との間に樹脂を供給することで、前記インサート材の位置決め孔周辺の薄肉部が、樹脂圧により押し付けられ、前記一方の型側に変形することを特徴とする成形方法。
- 前記位置決めピンに設けたゲートから、前記一方の型と他方の型との間に樹脂を供給することを特徴とする請求項４記載の成形方法。
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