JP7010059B2 - 樹脂成形品、成形金型、及び樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形品、成形金型、及び樹脂成形品の製造方法に関する。

従来、例えば特許文献１に記載されるように、固定型と可動型との間にインサート部材を設置した後、キャビティに溶融樹脂を射出して、インサート部材と樹脂部とを一体に成形して樹脂成形品を製造する技術が知られている。

こうした樹脂成形品の製造方法において、射出成形を行う際、金型とインサート部材との隙間から溶融した樹脂が漏れると、その樹脂が硬化し、バリが発生することがある。この樹脂バリへの対応として、成形後の後加工で除去する方法や、インサート部材の精度を上げてインサート部材と金型との隙間をできる限り小さくする方法がとられている。

特開２００９－１９６３１９号公報

しかし、成形後の後加工で除去する場合は、製造工程が煩雑となり生産効率が悪いという問題があった。また、インサート部材と金型との隙間をできる限り小さくする場合には、インサート部材を金型へセットする作業の難易度が高くなり、作業効率が悪いという問題があった。さらに、セットする作業者のカンやコツが必要となり、省人化の妨げにもなっていた。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、インサート部材の金型へのセット性を確保しつつ、効率的に樹脂バリの発生を防止することが可能な樹脂成形品、成形金型、及び樹脂成形品の製造方法を提供することにある。

本発明の樹脂成形品は、樹脂部（１０）と、一部が樹脂部に覆われて樹脂部と一体に形成された板状のインサート部材（２０）と、を備えている。インサート部材の板厚方向と直交する平面上で、樹脂部からインサート部材が露出する方向をインサート部材の長手方向とし、長手方向と直交する方向をインサート部材の幅方向とする。

インサート部材は、長手方向において樹脂部に覆われる部位との境界に形成され、板厚方向の一方へ切り込まれたせん断部（２３）と、せん断部に対して樹脂部とは反対側に隣接して形成され、板厚方向の一方へ板厚よりも大きく曲げられた曲げ部（２４）と、長手方向に延びて形成されるストレート部（２１）と、ストレート部から幅方向に突出した凸部（２２）とを含み、せん断部と曲げ部は、凸部に形成されている。

インサート部材が樹脂によりインサート成形される樹脂成形品では、インサート部材が樹脂部から露出する露出部位と、樹脂部との境界において、樹脂バリが生じやすい。これは、金型へインサート部材をセットするために、金型とインサート部材との間には、一般にインサート部材をセット可能な程度の所定の隙間を形成しているため、この隙間から露出側へ樹脂が漏れ出て硬化するためである。

しかし、本構成の樹脂成形品は、露出部位と樹脂部との境界に、板厚方向の一方へ切り込まれたせん断部および、板厚方向の一方へ板厚よりも大きく曲げられた曲げ部を有している。このせん断部及び曲げ部により、インサート成形時に露出側へ樹脂が流入することが防止されるため、樹脂部と露出部位との境界が確実に分離され、樹脂バリの発生を防止することができる。

さらに、せん断部及び曲げ部によってインサート成形時に露出側へ樹脂が流入することが防止されるため、インサート部材の露出部位において金型との隙間を十分に取ることができ、インサート部材の金型へのセット性を確保することができる。

本発明の第１実施形態による樹脂成形品を模式的に示す斜視図である。 樹脂成形品の曲げ部部分の板厚方向における断面模式図である。 樹脂成形品の製造方法をフローチャートとして示す図である。 金型を模式的に示す斜視図であり、（ａ）はインサート部材セット前の下型のみを示す図であり、（ｂ）はインサート部材を下型にセットした状態を示す図であり、（ｃ）は、型閉じ時に上型が下型に接近する状態を示す図である。 パンチとダイを模式的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図１～図５に基づいて説明する。
〈第１実施形態〉
本発明の第１実施形態の樹脂成形品１０１の構成について、図１、図２を参照しつつ説明する。図１に示すように、本実施形態の樹脂成形品１０１は、樹脂部１０と、インサート部材２０とを有している。インサート部材２０は、例えば銅などの導電性を有する金属により細長い線状部材により形成されるターミナル部材であり、各図では、簡略化してその一部を模式的に示している。

インサート部材２０は、薄い板状をなしており、ストレート部２１、凸部２２、せん断部２３、及び曲げ部２４等を有している。以下の説明において、インサート部材２０の板厚方向と直交する平面上で、樹脂部１０からインサート部材２０が露出する方向を、インサート部材２０の長手方向とする。長手方向と直交する方向を、インサート部材２０の幅方向とする。

ストレート部２１は、長手方向に延びて形成されている。凸部２２は、ストレート部２１の長手方向の略中央に形成され、ストレート部２１の幅方向の両端からそれぞれ幅方向に突出している。ストレート部２１において、凸部２２の樹脂部側端部２５から樹脂部側に延びている部位は、その全周囲が樹脂部１０に覆われている。

せん断部２３と曲げ部２４は、それぞれ二つ形成され、幅方向の中心に対して対称に設けられている。せん断部２３は、長手方向において樹脂部１０に覆われる部位との境界に位置しており、凸部２２が板厚方向の一方へ切り込まれることにより形成されている。せん断部２３は、凸部２２の幅方向に延びて形成されている。せん断部２３は、樹脂封止側とインサート部材２０の露出側との境界であり、樹脂部１０の露出側端部１１の位置は、長手方向においてせん断部２３の位置と一致している。

曲げ部２４は、せん断部２３に対して樹脂部１０とは反対側に隣接して形成され、凸部２２の一部が板厚方向の一方へ板厚よりも大きく曲げられている。図２は、曲げ部部分の板厚方向の断面図である。樹脂成形品１０１の製造工程の詳細については後述するが、曲げ部２４は、インサート部材２０の凸部２２が、インサート成形時にパンチ３１により曲げ加工されることで形成されている。図２において、曲げ部２４の成形前の形状を二点鎖線で示している。図２に示すように、曲げ部２４は、元の板厚（厚みｔ）より大きい曲げ量ｆで板厚方向に曲げられ、なだらかに湾曲している。

次に、上記樹脂成形品１０１の製造方法について説明する。樹脂成形品１０１は、樹脂部１０の成形時にインサート部材２０が配置されたキャビティ内に溶融樹脂を射出して、樹脂部１０をインサート部材２０に一体に成形することで製造される。樹脂成形品１０１の製造方法は、図３に示すように、インサート部材２０を金型へセットするセット工程１００と、インサート部材２０をせん断および曲げ加工するせん断、曲げ工程２００と、溶融樹脂を射出して、樹脂部１０をインサート部材２０に一体に成形する成形工程３００と、を含む。以下、詳細に説明する。

まず、成形金型としての金型２の構造について説明する。図４に示すように、金型２は、可動型としての上型３と、固定型としての下型４とを備えている。上型３と下型４は、ほぼ直方体状に形成されている。図４（ａ）に示すように、下型４は、セット用凹部４１と、キャビティ用凹部４２と、ダイ４３とを有する。セット用凹部４１とキャビティ用凹部４２は連続しており、両凹部４１，４２とも、型閉じ時に上型３に当接するパーティング面４４から下方へ凹んで形成されている。

セット用凹部４１は、インサート部材２０の周囲より一回り大きく、インサート部材２０の形状に対応した形状に形成されている。セット用凹部４１は、インサート部材２０において、凸部２２を含め凸部２２から露出側の部位を収容可能である。図４（ｂ）に示すように、インサート部材２０がセット用凹部４１にセットされたときには、インサート部材２０の周囲と下型４との間には所定の隙間ｓが形成される。隙間ｓは、適宜設定されるものであり、セット用凹部４１へのセット性を考慮して、例えば概ね片側０．２ｍｍ程度である。

キャビティ用凹部４２は、セット用凹部４１よりも深くパーティング面４４から凹んでおり、型閉じ時には、上型３に同様に形成される図示しない凹部と共にキャビティ部を形成する。ダイ４３は、セット用凹部４１とキャビティ用凹部４２との境界にあって、セット用凹部４１側に設けられている。上型３には、ダイ４３に対応する位置にパンチ３１が設けられている。

図５は、ダイ４３とパンチ３１のみを示す斜視図である。図５に示すように、パンチ３１の下面３２は、その幅方向の両端が中央よりも下方に突出して形成されており、突出した部分にそれぞれ、せん断面部３３と、曲げ面部３４とが形成されている。せん断面部３３は、型閉じ方向と平行に延びる平面であり、型閉じの際、凸部２２の幅方向の一部を板厚方向に一部せん断する。曲げ面部３４は、型閉じ方向と交差する平面もしくは曲面であり、型閉じの際、凸部２２を板厚方向の一方へ曲げる。ダイ４３は、パンチ３１の突出形状に対応する凹部４５を有し、その上部形状がパンチ３１の下部形状に対応している。ダイ４３の上面４６は、略Ｔ字形状となっている。

成形時、図４（ｂ）に示すように、セット工程１００において、セット用凹部４１にセットされたインサート部材２０の凸部２２は、もとは平坦である。そして、型閉じの際、せん断、曲げ工程２００において、パンチ３１の下面３２とダイ４３の上面４６との間にセットされたインサート部材２０は、その凸部２２がせん断及び曲げ加工されて、凸部２２にせん断部２３及び曲げ部２４が成形される。その後、成形工程３００において、図示しない樹脂注入口から溶融樹脂がキャビティ内に射出され、樹脂部１０とインサート部材２０とが一体に成形される。

なお、インサート部材２０としてのターミナル部材は、導電部材であり、断面積によって電気抵抗値が変わる。そのため、せん断加工によって断面積を減らしたくない場合には、予め削られる分の寸法を見越して凸部２２を形成しておくことで対応できる。

［効果］
上記実施形態の樹脂成形品１０１は、露出部位と樹脂部１０との境界に、板厚方向の一方へ切り込まれたせん断部２３および、板厚方向の一方へ板厚よりも大きく曲げられた曲げ部２４を有している。このせん断部２３及び曲げ部２４により、インサート成形時に露出側へ樹脂が流入することが防止されるため、樹脂部１０と露出部位との境界における樹脂バリの発生を防止することができる。

さらに、せん断部２３及び曲げ部２４によってインサート成形時に露出側へ樹脂が流入することが防止されるため、インサート部材２０の露出部位において金型２との隙間を十分に取ることができ、インサート部材２０の金型２へのセット性を確保することができる。

一般に、インサート部材２０が樹脂部１０から露出する露出部位と、樹脂部１０との境界において、樹脂バリが生じやすい。これは、金型２へインサート部材２０をセットするために、金型２とインサート部材２０との間には、一般にインサート部材２０をセット可能な程度の所定の隙間を形成しているため、この隙間から露出側へ樹脂が漏れ出て硬化するためである。

しかし、上記実施形態の金型２による製造方法では、せん断、曲げ工程２００において、成形時の上型３の移動を利用して、インサート部材２０をパンチ３１でせん断及び曲げ加工するようにしている。このとき、せん断部２３において上型３と樹脂封止側との幅方向の隙間は実質的に０であり、パンチ３１が溶融樹脂を堰き止めるように作用する。このため、インサート部材２０とセット用凹部４１との隙間ｓは、樹脂漏れを考慮せずに所望に設定できるため、インサート部材２０のセット用凹部４１へのセット性が保たれる。すなわち、インサート部材２０の金型２へのセット性を確保しつつ、効率的に樹脂バリの発生を防止することが可能となる。

また、樹脂バリの発生を防ぐために、インサート部材２０の寸法精度を上げて金型２とインサート部材２０との隙間をできる限り小さくする必要もないため、インサート部材２０単品でのコストを削減することができる。また、セット工程１００において、インサート部材２０をセット用凹部４１へ挿入する作業も容易になり、省人化も可能となる。

さらに、本出願人による試作テストによれば、セット用凹部４１内に位置ずれした状態でインサート部材２０がセットされていても、型閉じ時に、パンチ３１がインサート部材２０の幅方向の両端を挟み込むようにして止めるため、インサート部材２０の位置調芯が可能であることも確認された。

また、インサート部材２０の一部をパンチにより潰すことで金型との隙間を埋めて樹脂の流入を防止する構成についても試験を行った。しかし、この構成では、隙間の大きさがある程度小さいものに限られ、十分なセット性を確保できるほどの隙間が形成されている場合に対応することが出来なかった。その点、本実施形態では、０．２ｍｍほどの隙間ｓが形成されていても、十分な樹脂バリ抑制効果が得られた。

上記実施形態では、インサート部材２０を抜き落とさないせん断及び曲げ加工のため、スクラップも生じない。

〈他の実施形態〉
上記実施形態の樹脂成形品１０１において、インサート部材２０はストレート部２１と凸部２２とを有するとしたが、凸部２２を有していなくても良い。この場合、ストレート部２１に、曲げ部２４を挟んで長手方向に二つのせん断部２３を形成しても良い。

上記実施形態の樹脂成形品１０１において、凸部２２は、ストレート部２１の幅方向の両端部に対称に形成されるものとしたが、一方の端部にのみ形成しても良い。この場合、加工用のパンチ３１及びダイ４３の形状も、インサート部材２０の凸部２２に対応した形状とされ、一方の凸部２２に対してせん断及び曲げ加工するように構成することができる。

上記実施形態の樹脂成形品１０１において、せん断部２３は、幅方向に延びて形成されるものとしたが、長手方向と交差する方向に延びて形成されていても良い。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０ ・・・樹脂部
２０ ・・・インサート部材
２３ ・・・せん断部
２４ ・・・曲げ部
１０１ ・・樹脂成形品

Claims (5)

1. 樹脂部（１０）と、
   一部が前記樹脂部に覆われて前記樹脂部と一体に形成された板状のインサート部材（２０）と、
   を備え、
   前記インサート部材の板厚方向と直交する平面上で、前記樹脂部から前記インサート部材が露出する方向を前記インサート部材の長手方向とし、前記長手方向と直交する方向を前記インサート部材の幅方向とすると、
   前記インサート部材は、
   前記長手方向において前記樹脂部に覆われる部位との境界に形成され、前記板厚方向の一方へ切り込まれたせん断部（２３）と、前記せん断部に対して前記樹脂部とは反対側に隣接して形成され、前記板厚方向の一方へ板厚よりも大きく曲げられた曲げ部（２４）と、前記長手方向に延びて形成されるストレート部（２１）と、前記ストレート部から前記幅方向に突出した凸部（２２）と、を含み、
   前記せん断部と前記曲げ部は、前記凸部に形成されている樹脂成形品。
2. 前記せん断部は、前記幅方向に延びて形成されている請求項１に記載の樹脂成形品。
3. 前記せん断部と前記曲げ部は、それぞれ二つ形成され、前記幅方向の中心に対して対称に設けられている請求項１または請求項２に記載の樹脂成形品。
4. 固定型（４）と可動型（３）とを備え、樹脂部（１０）の成形時にインサート部材（２０）が配置されたキャビティに溶融樹脂を射出して前記樹脂部を前記インサート部材に一体に成形した樹脂成形品（１０１）を製造する成形金型であって、
   前記固定型は、
   前記インサート部材がセットされるセット用凹部（４１）、前記セット用凹部に連続し型閉じ時に前記可動型と共に前記キャビティを形成するキャビティ用凹部（４２）、及び、前記セット用凹部と前記キャビティ用凹部との境界における前記セット用凹部側に設けられるダイ（４３）、を有し、
   前記可動型は、
   型閉じ時に前記インサート部材を板厚方向にせん断するせん断面部（３３）と、型閉じ時に前記インサート部材を板厚方向の一方へ曲げる曲げ面部（３４）と、が形成されるパンチ（３１）を有している成形金型。
5. 樹脂部（１０）とインサート部材（２０）とを備える樹脂成形品（１０１）の製造方法であって、
   金型（２）が備える固定型（４）に形成されるセット用凹部（４１）に前記インサート部材をセットするセット工程（１００）と、
   前記セット工程後、型閉じ時における可動型（３）の移動により、パンチ（３１）で前記インサート部材の前記樹脂部との境界部位をせん断および曲げ加工する、せん断、曲げ工程（２００）と、
   前記せん断、曲げ工程後、前記インサート部材が配置されたキャビティに溶融樹脂を射出して前記樹脂部を前記インサート部材に一体に成形する成形工程（３００）と、
   を含む樹脂成形品の製造方法。

Images