JP5400675B2

JP5400675B2 - 射出成形体

Info

Publication number: JP5400675B2
Application number: JP2010059341A
Authority: JP
Inventors: 信士菊池; 英樹阿部; 順一細越; 継久林田; 均本間
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: CN102278939A; JP2011189683A; CN102278939B; US8252395B2; US20110229666A1

Description

本発明は、アンダーカット形状部を有する射出成形体に関する。

現在、射出成形においては、様々な用途において多種多様な形状の射出成形体が様々な方法で成形されている。自動車分野などにおいても各種の部品が射出成形によって成形される。例えば、エンジンの吸気側でガソリンと空気との混合気をシリンダ内へ送る際にバルブ開閉によって空気の縦渦又は横渦を発生させるためのスワールコントロールバルブの回転角検出センサ（以下、適宜「バルブセンサ」という）に用いられる可変抵抗器に関しても、そのロータを含むハウジングが射出成形によって成形されている。

射出成形体としての上述したバルブセンサのハウジングは、吸気を司る部分に組み込まれるため、十分な気密性が要求される。そのため、Ｏリング等のシール部品が必要箇所に設けられると共に、そのシール部品の脱落を防止するための、いわゆるアンダーカット形状部がハウジングに設けられる。そして、このような射出成形体のアンダーカット形状部は、従来から、スライドコアや無理抜き（例えば、特許文献１参照）などによって形成されている。

特開２００１−３００９７１号公報

ところで、スライドコアによってアンダーカット形状部を形成する成形方法は、スライドコアの合わせ面に分割線を形成してしまうため、摺動面や気密シール面などにより一定の面粗度及び外観が求められる上述したバルブセンサのハウジングには適用できない。これに対し、上述した上下分割の無理抜き成形は、そのような問題が生じないため、上述したバルブセンサのハウジングに適用可能である。しかしながら、一般的な無理抜き成形で必要な強度のアンダーカット形状部を成形しようとすると、離型時に、成形されたアンダーカット形状部に応力が加わり、アンダーカット形状部が損傷してしまう虞がある。また、このような応力に起因して、離型時に成形品と金型との間で大きな摩擦力が発生し、金型の寿命が短くなるという問題もある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、無理抜き成形における離型時の応力を緩和して、アンダーカット形状部の損傷を防止できると共に、金型の寿命を延ばすことができる射出成形体を提供することを目的とする。

本発明に係る射出成形体は、筒状の胴部と、前記胴部の一端部近傍の外周面に設けられた気密シール面と、前記気密シール面よりも更に端部側の外周面に設けられ、前記気密シール面に装着されるシール部材の脱落を防止するための複数のアンダーカット形状部とを有する射出成形体であって、前記胴部の内孔を画定する周壁と前記アンダーカット形状部との間には、前記アンダーカット形状部の径方向の変形を許容するクリアランスが設けられることを特徴とする。

上記射出成形体によれば、胴部の内孔を画定する周壁とアンダーカット形状部との間に、アンダーカット形状部の径方向の変形を許容するクリアランスが設けられることから、無理抜き成形（射出成形）によって成形体を成形する場合においても、離型時にクリアランスによってアンダーカット形状部を径方向に変形させることができるので、離型時にアンダーカット形状部に作用する応力を緩和でき、離型時におけるアンダーカット形状部の損傷を防止できる。また、このように小さな応力で無理抜きが可能となることから、金型の磨耗を軽減でき（したがって、部品の寸法変化や金型メンテナンスを軽減でき）、金型寿命の延長に寄与し得る。また、これに伴って金型構造を簡単にすることもできるので、金型を安価に製造することができる。更に、無理抜き成形の離型時にアンダーカット形状部が変形することを前提としているため、形状の設定によっては硬い成形材料でもアンダーカット形状部を形成できる。

上記射出成形体において、前記内孔は、前記胴部を回転させるための回転シャフトが嵌入される嵌合孔として形成され、前記クリアランスが前記周壁の全周にわたって設けられることが好ましい。この場合には、クリアランスが周壁の全周にわたって形成されることから、形状・寸法精度が要求される回転シャフトの嵌合孔とアンダーカット形状部とを完全に分離することができるので、形状・寸法精度が要求される嵌合孔に対して無理抜きによる変形の影響を及ぼさないで済む（無理抜きによる寸法変化を嵌合孔に伝達させない）。

また、上記射出成形体においては、前記アンダーカット形状部同士の間に切り欠きが設けられることが好ましい。この場合には、アンダーカット形状部同士の間に切り欠きが設けられることから、アンダーカット形状部の周方向での形状の繋がりを分断できるので、アンダーカット形状部を変形し易くすることができる。このため、無理抜き時に成形体が撓み易く、無理抜き時における離型が容易となる。これにより、無理抜き時の応力の緩和を促進でき、アンダーカット形状部の損傷をより確実に防止できる。

さらに、上記射出成形体において、前記切り欠きは、前記アンダーカット形状部の形成領域にほぼ対応する深さ寸法を有することが好ましい。この場合には、適切な深さの切り欠きにより、離型時にアンダーカット形状部を十分に変形させることができるので、アンダーカット形状部に作用する応力を十分に逃がすことができる。

本発明によれば、胴部の内孔を画定する周壁とアンダーカット形状部との間に、アンダーカット形状部の径方向の変形を許容するクリアランスが設けられることから、無理抜き成形によって成形体を成形する場合においても、離型時にクリアランスによってアンダーカット形状部を径方向に変形させることができるので、離型時にアンダーカット形状部に作用する応力を緩和でき、離型時におけるアンダーカット形状部の損傷を防止できる。また、このように小さな応力で無理抜きが可能となることから、金型の磨耗を軽減でき、金型寿命の延長に寄与し得る。この結果、無理抜き成形における離型時の応力を緩和して、アンダーカット形状部の損傷を防止できると共に、金型の寿命を延ばすことが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る射出成形体としての可変抵抗器のロータの摺動子領域を示す要部斜視図である。上記実施の形態に係る可変抵抗器のロータのシャフト嵌入領域を示す要部斜視図である。上記実施の形態に係る可変抵抗器のロータのシャフト嵌入領域の平面図である。上記実施の形態に係る可変抵抗器のロータの側面図である。上記実施の形態に係る可変抵抗器のロータの側断面図である。上記実施の形態に係る可変抵抗器のロータのシャフト嵌入領域でシャフト嵌合孔内に回転シャフトを嵌入した状態を示す斜視図である。図６に示す状態の可変抵抗器のロータの平面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、エンジンの吸気側でガソリンと空気との混合気をシリンダ内へ送る際にバルブ開閉によって空気の縦渦または横渦を発生させるためのスワールコントロールバルブの回転角検出センサに、本実施の形態に係る可変抵抗器が適用された場合について説明する。しかしながら、本実施の形態に係る可変抵抗器が適用される対象については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。

図１は、本発明の一実施の形態に係る可変抵抗器のロータ１０の摺動子領域Ａを示す要部斜視図である。図２は、本実施の形態に係る可変抵抗器のロータ１０のシャフト嵌入領域Ｂを示す要部斜視図である。図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る可変抵抗器においては、ロータ１０の一端に摺動子領域Ａが設けられ、この摺動子領域Ａの反対側の他端にシャフト嵌入領域Ｂが設けられている。

本実施の形態に係る可変抵抗器は、抵抗体パターンが形成された図示しない基板を有すると共に、図１に示すように、その抵抗体パターンに弾接する金属製の摺動接片５を有する摺動子３を固定的に保持する電気絶縁性の摺動子受け１４を組み込んで構成されている。なお、この摺動子受け１４は、回転作動されるロータ１０の筒状の胴部１２の端部に設けられる。

本実施の形態に係る可変抵抗器において、ロータ１０は、射出成形によって成形される。また、この射出成形体としてのロータ１０は、吸気を司る部分に組み込まれるため、十分な気密性が要求される。このため、図２に示すように、ロータ１０の胴部１２の一端部（シャフト嵌入領域Ｂ側の端部）近傍の外周面には、気密シール面２０が設けられている。また、気密シール面２０よりも更に端部（図２に示す上端部）側の外周面には、気密シール面２０に装着されるＯリング等のシール部材の脱落を防止するための複数（本実施の形態では、周方向に等しい角度間隔で４つ）のアンダーカット形状部２２が設けられる。なお、気密シール面２０は、平坦な面が要求されるため、アンダーカット形状部２２は、上下分割の無理抜き成形によって形成される。

図３は、本実施の形態に係る可変抵抗器のロータ１０のシャフト嵌入領域Ｂの平面図である。図３に示すように、ロータ１０には、シャフト嵌入領域Ｂに、ロータ１０を回転させるための回転シャフト３０（図６及び図７参照）が嵌入されるシャフト嵌合孔３２が設けられている。

また、ロータ１０には、胴部１２の内孔であるシャフト嵌合孔３２を画定する周壁３５が設けられている。この周壁３５と、胴部１２に形成されたアンダーカット形状部２２との間には、アンダーカット形状部２２の径方向の変形を許容するクリアランス２８が設けられている。このクリアランス２８は、周壁３５の全周に亘って設けられている。このようにクリアランス２８を設けたのは、射出成形体としてのロータ１０を無理抜き成形する場合における離型時の応力を緩和させるためである。

図４は、本実施の形態に係る可変抵抗器のロータ１０の側面図である。図３及び図４に示すように、ロータ１０において、アンダーカット形状部２２が設けられる胴部１２の端部外周壁には、アンダーカット形状部２２同士の間に複数の切り欠き２９が設けられている。これらの切り欠き２９は、胴部１２の端部外周壁に等間隔に設けられている。また、これらの切り欠き２９の深さ寸法Ｄは、アンダーカット形状部２２が形成されている領域Ｘにほぼ対応する寸法に設けられている（図４参照）。このように切り欠き２９を設けたのは、無理抜き成形によりアンダーカット形状部２２に発生する応力を更に緩和させるためである。

なお、上述したアンダーカット形状部２２と周壁３５との間のクリアランス２８は、図５に示すように、ロータ１０の胴部１２の一端部（シャフト嵌入領域Ｂ側の端部）から一定範囲内に設けられている。このようなクリアランス２８が設けられる範囲を、切り欠き２９の深さ寸法Ｄに合致させることは実施の形態として好ましい。この場合には、切り欠き２９を設けたことによる応力の緩和効果と相俟って更にアンダーカット形状部２２に発生する応力を緩和することが可能となる。

次に、本実施の形態に係る可変抵抗器のロータ１０のシャフト嵌合孔３２内に回転シャフト３０を嵌入した状態について説明する。図６及び図７は、それぞれ本実施の形態に係る可変抵抗器のロータ１０のシャフト嵌合孔３２内に回転シャフト３０を嵌入した状態の斜視図及び平面図である。

図６及び図７に示すように、回転シャフト３０は、ロータ１０に設けられたシャフト嵌合孔３２に嵌入される。この場合、回転シャフト３０は、周壁３５の内壁面に密着した状態で嵌入固定される。ロータ１０は、このように嵌入固定される回転シャフト３０の回転に伴って一体的に回転可能に構成されている。シャフト嵌合孔３２においては、回転シャフト３０の回転を適切にロータ１０に伝達する役割を果たすことから、一定の形状・寸法精度が要求される。このように構成されたロータ１０を備える回転角検出センサにおいては、回転シャフト３０の回転に伴ってロータ１０に設けられた摺動子３（摺動接片５）が抵抗体パターン上を摺動することにより抵抗値が変化し、それに伴う電気信号により回転角度を検出することができる。

このような構成を有する本実施の形態に係る射出成形体としてのロータ１０によれば、胴部１２の内孔（嵌合孔３２）を画定する周壁３５とアンダーカット形状部２２との間に、アンダーカット形状部２２の径方向の変形を許容するクリアランス２８を設けたことから、気密シール面２０に金型の分割線が生じないように上下分割金型を用いる無理抜き成形（射出成形）によって成形体を成形する場合においても、離型時にクリアランス２８によってアンダーカット形状部２２を径方向（図２に矢印で示される方向）に変形させることができるので、離型時にアンダーカット形状部２２に作用する応力を緩和でき、離型時におけるアンダーカット形状部２２の損傷を防止できる。また、このように小さな応力で無理抜きが可能となることから、金型の磨耗を軽減でき（したがって、部品の寸法変化や金型メンテナンスを軽減でき）、金型寿命の延長に寄与し得る。また、これに伴って金型構造を簡単にすることもできるので、金型を安価に製造することができる。更に、無理抜き成形の離型時にアンダーカット形状部２２が変形することを前提としているため、形状の設定によっては硬い成形材料でもアンダーカット形状部２２を形成できる。

また、本実施形態のロータ１０においては、クリアランス２８が周壁３５の全周にわたって形成していることから、形状・寸法精度が要求される回転シャフト３０の嵌合孔３２とアンダーカット形状部２２とを完全に分離することができるので、形状・寸法精度が要求される嵌合孔３２に対して無理抜きによる変形の影響を及ぼさないように構成することができる。言い換えると、無理抜きによる寸法変化を嵌合孔３２に伝達させないようにすることができる。

さらに、本実施形態のロータ１０においては、アンダーカット形状部２２同士の間に切り欠き２９を設けていることから、アンダーカット形状部２２の周方向での形状の繋がりを分断できるので、アンダーカット形状部２２を変形し易くすることができる。このため、無理抜き時に成形体１０が撓み易く、無理抜きにおける離型が容易となる。これにより、無理抜き時の応力の緩和を促進でき、アンダーカット形状部２２の損傷をより確実に防止できる。

また、本実施形態のロータ１０においては、切り欠き２９の深さ寸法Ｄを、アンダーカット形状部２２の形成領域Ｘにほぼ対応する寸法としていることから、離型時にアンダーカット形状部２２を十分に変形させることができるので、アンダーカット形状部２２に作用する応力を十分に逃がすことができる。さらに、Ｏリングが切り欠き２９部分に当たらないようになるので、気密性を達成することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

１０ロータ
１２胴部
２０気密シール面
２２アンダーカット形状部
２８クリアランス
２９切り欠き
３０回転シャフト
３２嵌合孔（内孔）
３５周壁

Claims

筒状の胴部と、前記胴部の一端部近傍の外周面に設けられた気密シール面と、前記気密シール面よりも更に端部側の外周面に設けられ、前記気密シール面に装着されるシール部材の脱落を防止するための複数のアンダーカット形状部とを有する射出成形体であって、
前記胴部の内孔を画定する周壁と前記アンダーカット形状部との間には、前記アンダーカット形状部の径方向の変形を許容するクリアランスが設けられることを特徴とする射出成形体。
前記内孔は、前記胴部を回転させるための回転シャフトが嵌入される嵌合孔として形成され、前記クリアランスが前記周壁の全周にわたって設けられることを特徴とする請求項１記載の射出成形体。
前記アンダーカット形状部同士の間に切り欠きが設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の射出成形体。
前記切り欠きは、前記アンダーカット形状部の形成領域にほぼ対応する深さ寸法を有することを特徴とする請求項３記載の射出成形体。