JP4792447B2 - インサート成形品 - Google Patents

Description

本発明は、インサート成形品に関する。

インサートとしての金属製またはガラス製部品とそれらを覆う樹脂材料とが一体化された複合部品としてのインサート成形品が、実用に供されている。インサート成形品を得るためのインサート成形法は、例えば、特許文献１および特許文献２にも示されるように、
一対の上型および下型の型締めにより、それらの内部に形成されるキャビティ内にインサートが所定の位置に予め配置されるもとで、そのキャビティ内に所定の樹脂材料を注入し、樹脂材料が硬化した後、型開きを行う方法とされる。これにより、インサートが樹脂材料に結合されたインサート成形品が上型および下型から取り出され、得られることとなる。

アルミニウム合金で作られたインサートとそれを覆うウレタン樹脂からなるインサート成形品においては、特許文献２にも示されるように、インサートとウレタン樹脂との接着性を高めるためにインサートの表面について所定の表面処理を施すことが提案されている。

例えば、図９および図１０に示されるように、貫通孔２Ａを中央部に有する熱可塑性樹脂で作られたフレーム部材２と貫通孔２Ａに配されるアルミニウム合金材料で作られ孔４ａ，４ｂを有する部品４とをインサート成形により一体化する場合、部品４は、予め、熱可塑性樹脂で覆われる部品４の外周面に微細な凹凸が形成されるように表面処理が施される。これにより、樹脂の一部がその凹凸に侵入するのでフレーム部材２と部品４との接合が確実となる。

特開昭６２−１９１１３７号公報 特開２００５−１４４９８７号公報

上述のようにインサートにおける接合面に表面処理を施すことは、製造コストが嵩むという問題を伴う。また、インサート成形品が比較的高温の雰囲気中で使用される場合、アルミニウム製のインサートの膨張係数と樹脂材料の膨張係数との差に応じてその接合面における剥離、または、インサートの収縮率と樹脂材料の収縮率との差に応じてインサート成形品に反りが生じる虞がある。

以上の問題点を考慮し、本発明は、インサート成形品であって、インサートにおける接合面に表面処理を施す必要がなく、しかも、インサートと樹脂材料との結合を確実にすることができるインサート成形品を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係るインサート成形品は、複数の面取り部を有するインサートと、インサートの厚さ方向に沿って貫通するインサート収容部を有するインサート収容部材と、を備え、インサート収容部材は、インサートの各面取り部を保持する保持面部を、インサート収容部を形成する内壁に有するとともに、インサートに作用する圧力を抑制するための複数個の凹部を、インサートの外周部を取り囲むようにインサート収容部の開口端の周囲に有することを特徴とする。

以上の説明から明らかなように、本発明に係るインサート成形品によれば、インサート収容部材は、インサートの各面取り部を保持する保持面部を、インサートの厚さ方向に沿って貫通するインサート収容部を形成する内壁に有するのでインサートにおける接合面に表面処理を施す必要がなく、しかも、インサートと樹脂材料との結合を確実にすることができる。

図２は、本発明に係るインサート成形品の第１実施例を示す。
図２において、インサート成形品としてのセンサーカバー部材１０は、その中央部に配され照射される光ビームを透過させる透明板１２と、透明板１２の周囲に形成され透明板１２を保持するカバー本体部１４とを含んで構成されている。

インサートとしての透明板１２は、例えば、所定の板厚を有する平坦なガラス材料で略長方形に作られ、図１に示されるように、上面部の周縁部、および、下面部の周縁部の４箇所に、それぞれ、所定の角度の面取り部１２ＣＨを有している。その上面部における面取り部１２ＣＨは、後述するカバー本体部１４の傾斜面部１４ＣＨに当接している。傾斜面部１４ＣＨは、その内側の透明板収容部１４Ａの開口端を形成する内壁面の４箇所にそれぞれ形成されている。

一方、インサート収容部材としてのカバー本体部１４は、樹脂材料、例えば、熱可塑性樹脂材料で略長方体に成形されている。カバー本体部１４の略中央部には、その板厚方向に沿って貫通した透明板収容部１４Ａが形成されている。

透明板収容部１４Ａの内側における一方側の開口端周縁には、図１および図３に示されるように、傾斜面部１４ＣＨが、上述の透明板１２の各面取り部１２ＣＨに対応して形成されている。傾斜面部１４ＣＨは、その開口部の開口面積に比べて透明板収容部１４Ａ内の面積が内側に向かうにつれて拡大するように傾斜している。これにより、カバー本体部１４が透明板１２に比べて大に膨張した場合であっても、透明板１２の上面部は、カバー本体部１４の一方側の開口端から脱落する虞がない。

また、透明板収容部１４Ａの内側における他方側の開口端周縁にも、図１および図３に示されるように、傾斜面部１４ＣＨが、上述の透明板１２の各面取り部１２ＣＨに対応して形成されている。傾斜面部１４ＣＨは、その開口部の開口面積に比べて透明板収容部１４Ａ内の面積が内側に向かうにつれて拡大するように傾斜している。これにより、カバー本体部１４が透明板１２に比べて大に膨張した場合であっても、透明板１２の下面部は、カバー本体部１４の他方側の開口端から脱落する虞がない。

透明板収容部１４Ａの他方側の長方形の開口端の周囲には、図１乃至図３に示されるように、各長辺に所定の間隔をもって２箇所に凹部１４ＲＢ，１４ＲＣ，１４ＲＥ，１４ＲＦが形成され、また、各短辺の中央の１箇所に凹部１４ＲＡ，１４ＲＤが形成されている。

これにより、成形時、カバー本体部１４が透明板１２に比べて大に収縮した場合であっても、凹部１４ＲＢ，１４ＲＣ，１４ＲＥ，１４ＲＦ、および、凹部１４ＲＡ，１４ＲＤによって透明板１２とカバー本体部１４との接触面積が減少するのでその収縮の差に起因した透明板１２に作用する圧力が抑制される。

センサーカバー部材１０を射出成形するにあたっては、図４に示されるような、金型２０および２２が装着された射出成形機が用いられる。なお、図４においては、キャビティＣＡを形成する金型の要部を模式的に示し、スプルー部およびランナー部等については、図示されていない。

金型２０は、図示が省略される射出成形機における固定盤に支持され、一方、金型２０に相対向して配される金型２２は、その可動盤に支持されている。金型２０および金型２２は、それぞれ、型締めされた場合、その内部にキャビティＣＡを協働して形成するように凹部を有している。

金型２２における凹部内には、上述のカバー本体部１４における凹部１４ＲＡ〜１４ＲＦを形成する部分に対応した位置に直方体のコア部材２８、３０Ｂ，３０Ａ，２４、２６Ａ，および、２６Ｂが設けられている。コア部材２８、３０Ｂ，３０Ａ，２４、２６Ａ，および、２６Ｂは、それぞれ、図４において二点鎖線で示されるように、インサートとしての透明板１２の外周面がコア部材２８〜２６Ｂに当接されることより、キャビティＣＡ内の所定位置に位置決めされるように配置されている。コア部材２４および２８は、共通の直線上に配されている。

また、その凹部の周縁におけるコア部材２８および２４に相対向しその共通の直線上となる部分には、ゲート２２Ｇが形成されている。これにより、ゲート２２Ｇを通じて樹脂材料がキャビティＣＡに充填される場合、樹脂材料の圧力が各コア部材２４および２８を介して透明板１２に作用するのでゲート２２Ｇを通じて供給された直後の樹脂材料による透明板１２に作用される樹脂材料の圧力が抑制される。

図５は、本発明に係るインサート成形品の第２実施例を示す。

図５において、インサート成形品としてのＩＣソケット用整列板４０は、その中央部に配され各コンタクト端子における接点部近傍を位置決めし支持する位置決め板４２と、位置決め板４２の周囲に形成され位置決め板４２を保持する支持板４４とを含んで構成されている。

位置決め板４２は、例えば、所定の厚さの熱可塑性樹脂材料でプレス加工により作られており、その中央部に縦横に形成される複数の微細な穴４２ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を所定の微小な間隔で有している。穴４２ａｉは、矩形断面を有している。位置決め板４２は、図５および図６に示されるように、上面部の周縁部、および、下面部の周縁部の４箇所に、それぞれ、所定の角度の面取り部４２ＣＨを有している。位置決め板４２の上面部における面取り部４２ＣＨは、後述する支持板４４の傾斜面部４４ＣＨに当接している。傾斜面部４４ＣＨは、その内側の収容部４４Ａの開口端を形成する内壁面の４箇所にそれぞれ形成されている。

一方、支持板４４は、位置決め板４２の熱可塑性樹脂材料と類似した熱可塑性樹脂材料で略長方体に成形されている。支持板４４の略中央部には、その板厚方向に沿って貫通した収容部４４Ａが形成されている。

収容部４４Ａの内側における一方側の開口端周縁には、図６に示されるように、傾斜面部４４ＣＨが、上述の位置決め板４２の各面取り部４２ＣＨに対応して形成されている。傾斜面部４４ＣＨは、その開口部の開口面積に比べて収容部４４Ａ内の面積が内側に向かうにつれて拡大するように傾斜している。これにより、その線膨張率の差に応じて支持板４４が位置決め板４２に比べて大に膨張した場合であっても、位置決め板４２の上面部は、支持板４４の一方側の開口端から脱落する虞がない。

また、収容部４４Ａの内側における他方側の開口端周縁にも、図６に示されるように、傾斜面部４４ＣＨが、上述の位置決め板４２の各面取り部４２ＣＨに対応して形成されている。傾斜面部４４ＣＨは、その開口部の開口面積に比べて収容部４４Ａ内の面積が内側に向かうにつれて拡大するように傾斜している。これにより、支持板４４が位置決め板４２に比べて大に膨張した場合であっても、位置決め板４２の下面部は、支持板４４の他方側の開口端から脱落する虞がない。

収容部４４Ａの他方側の長方形の開口端の周囲には、図５および図６に示されるように、各長辺に所定の間隔をもって２箇所に凹部４４ＲＢ，４４ＲＣ，４４ＲＥ，４４ＲＦが形成され、また、各短辺の中央の１箇所に凹部４４ＲＡ，４４ＲＤがそれぞれ、形成されている。

これにより、成形時、支持板４４が位置決め板４２に比べて大に収縮した場合であっても、凹部４４ＲＢ，４４ＲＣ，４４ＲＥ，４４ＲＦ、および、凹部４４ＲＡ，４４ＲＤによって位置決め板４２と支持板４４との接触面積が減少するのでその収縮の差に起因した位置決め板４２に作用する圧力が抑制される。

ＩＣソケット用整列板４０を射出成形するにあたっては、上述した図４に示されるような、金型２０および２２と相似形となる金型が装着された射出成形機が用いられる。

図７は、本発明に係るインサート成形品の第３実施例を示す。

図７において、インサート成形品としてのレンズユニット５０は、その中央部に配され光束を所定の焦点に集束させる凸レンズ５２と、凸レンズ５２の周囲に形成され凸レンズ５２を保持するレンズホルダー５４とを含んで構成されている。

凸レンズ５２は、例えば、ガラスまたは樹脂材料で成形され、図８に示されるように、円弧状断面の外周縁部５２ＣＨを有している。外周縁部５２ＣＨは、後述するレンズホルダー５４の内側の貫通穴５４ａの開口端近傍を形成する内壁面に形成される溝部５４ＣＨ内に挿入されている。

一方、レンズホルダー５４は、樹脂材料、例えば、熱可塑性樹脂材料で円筒状に成形されている。レンズホルダー５４の略中央部には、その軸線方向に沿って貫通した貫通穴５４ａが形成されている。

貫通穴５４ａの内壁における一方側の開口端近傍には、図８に示されるように、円弧状断面を有する溝部５４ＣＨが、凸レンズ５２の全外周縁部５２ＣＨに対応して形成されている。これにより、レンズホルダー５４が凸レンズ５２に比べて大に膨張した場合であっても、凸レンズ５２は、レンズホルダー５４から脱落する虞がない。

貫通穴５４ａの一方側の開口端の周囲には、図７に示されるように、円周方向に均等に隔壁ＰＡにより区切られる凹部５４ＲＡ，５４ＲＢ，５４ＲＣ，および、５４ＲＤが形成されている。凹部５４ＲＡ，５４ＲＢ，５４ＲＣ，および、５４ＲＤは、それぞれ、軸線方向に沿って所定の深さを有している。

これにより、成形時、レンズホルダー５４が凸レンズ５２に比べて大に収縮した場合であっても、凹部５４ＲＡ，５４ＲＢ，５４ＲＣ，および、５４ＲＤにより、その収縮の差に起因した凸レンズ５２に作用する圧力が抑制される。

なお、レンズユニット５０を射出成形するために用いられる金型において、図７に示されるように、ゲートＧＡが、隔壁ＰＡに相対向してレンズホルダー５４の中心軸線に対し直交する方向に形成される場合、ゲートＧＡを通じて樹脂材料がキャビティに充填されるとき、樹脂材料の圧力が凹部５４ＲＡおよび５４ＲＢを形成するコア部材（不図示）を介して凸レンズ５２に作用するのでゲートＧＡを通じて供給された直後の樹脂材料による凸レンズ５２に作用される樹脂材料の圧力が抑制されることとなる。

本発明に係るインサート成形品の第１実施例における要部を示す部分断面図である。 本発明に係るインサート成形品の第１実施例における外観を示す平面図である。 図２に示される例における正面図である。 本発明に係るインサート成形品の第１実施例を成形するために使用される金型を示す斜視図である。 本発明に係るインサート成形品の第２実施例における外観を示す平面図である。 図５におけるＶＩ―ＶＩ線に沿って示される部分断面図である。 本発明に係るインサート成形品の第３実施例における外観を示す平面図である。 図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って示される部分断面図である。 従来のインサート成形品を示す平面図である。 図９において、Ｘ−Ｘ線に沿って示される部分断面図である。

符号の説明

１０ センサーカバー部材
１２ 透明板
１２ＣＨ 面取り部
１４ カバー本体部
１４ＣＨ 傾斜面部
１４ＲＡ、１４ＲＢ、１４ＲＣ、１４ＲＤ、１４ＲＥ、１４ＲＦ 凹部

Claims (4)

1. 複数の面取り部を有するインサートと、
   前記インサートの厚さ方向に沿って貫通するインサート収容部を有するインサート収容部材と、を備え、
   前記インサート収容部材は、前記インサートの各面取り部を保持する保持面部を、前記インサート収容部を形成する内壁に有するとともに、該インサートに作用する圧力を抑制するための複数個の凹部を、前記インサートの外周部を取り囲むように該インサート収容部の開口端の周囲に有することを特徴とするインサート成形品。
2. 前記インサートの材質と前記インサート収容部材の材質とが異なることを特徴とする請求項１記載のインサート成形品。
3. 前記インサートの材質と前記インサート収容部材の材質とが同一であることを特徴とする請求項１記載のインサート成形品。
4. 前記複数の凹部のうちの少なくとも一つの凹部が、前記インサート収容部材を成形する型のゲート部に対向した位置に設けられることを特徴とする請求項１記載のインサート成形品。

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