JPH084268Y2

JPH084268Y2 - 成形部品及び成形用金型

Info

Publication number: JPH084268Y2
Application number: JP1990117151U
Authority: JP
Inventors: 功矢部; 隆小高; 実福田; 全雄真舩
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2005-11-09
Also published as: EP0435615A2; KR910011419A; KR0158450B1; EP0435615B1; JPH03106020U; US5126184A; DE69023622T2; DE69023622D1; EP0435615A3

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は成形部品である被加工部材の穴内に樹脂をモ
ールド成形した成形部品、およびモールド成形するため
の成形用金型に関するものである。

〔従来の技術〕

穴の明いた成形部品の穴内に樹脂をモールド成形する
部品、例えばパイプ状部品の貫通穴内に樹脂をモールド
成形するような成形部品が近年大幅に増大しつつある。

しかしながら、樹脂をモール成形する場合、金属など
の外周に樹脂をモールドする時は樹脂が収縮する方向に
応力が働くため、インサート部品との間に何らの悪影響
を及ぼすことはなく、思うようなモールド成形をするこ
とができるが、金属などの内周に樹脂をモールド成形す
る場合は、モールド後の樹脂の収縮のために、特に精度
の高い部品を成形するには、種々の悪影響が発生するこ
とがわかってきた。

以下に、特にパイプ部品を例にとり従来のモールド成
形される部品について詳述する。

第４図はパイプ状部品の穴の内側に樹脂をモールド
（以下アウトサートモールドと称する）した成形部品の
断面図を示し、（イ）はモールド直後の状態、（ロ）は
モールドから一定時間経過した状態を示す。

第４図（ロ）に示す成形部品１が最終的な形状であ
る。すなわち、金属製のパイプ部品２には樹脂５をモー
ルド成形するための貫通穴３と貫通穴３に続いて両端に
肩部４を有している。樹脂５はパイプ部品２の穴の形状
に呼応して貫通穴３とツバ部６に合致した形状でモール
ド成形される。モールド成形された樹脂５には軸穴７が
形成されている。モールド直後の状態は第４図（イ）に
示すように、樹脂５は貫通穴３やツバ部６にぴったり合
った形状に流れて形成されるが、ある時間経過すると、
第４図（ロ）に示すように、樹脂５は収縮してパイプ部
品２と樹脂５との間にスキマI8やスキマII9ができてし
まい、最終的には偏ったりしてスキマにバラツキを持っ
た成形部品１ができてしまう。

次に、この成形部品１を成形するための従来の金型に
ついて、第12図〜第14図を用いて説明する。

第12図は従来の金型の断面図を示し、第13図は固定用
スライド治具の上面図、また第14図は多数個取りの固定
用スライド治具の上面図である。

図において、10はモールド金型であり、可動型11と固
定型12より成り立っている。

可動型11には、アウトサートモールドされるパイプ部
品２（第４図図示）を固定するための供給穴14を有する
固定用スライド治具13を有し、固定用スライド治具13に
は斜めに穴明けされた斜面遊合穴15が対称に２個と両端
に傾斜面20とが形成されている。可動型11には更に成形
部品１の軸穴７を形成するためのピン16と成形部品１を
可動型11より搬出するためのノックアウトピン17が２本
上下に摺動可能に設けられている。

一方固定型12は成形部品１の供給搬出を行うために上
下に移動が可能であり、固定型12が上方に移動する時斜
面遊合穴15と係合して固定用スライド治具13が切断面19
を境に左右に開くための開放ピン18と、固定用スライド
治具13の開き位置を規制する位置決めブロック21とが固
定型12に固定されている。22は樹脂を注入するためのゲ
ートである。

次に金型の作動について説明する。

パイプ部品２を供給穴14に供給して可動型11を図の上方
に移動させると、開放ピン18と斜面遊合穴15が作用しあ
い、また傾斜面20と位置決めブロック21とが共働して固
定用スライド治具13を閉じてパイプ部品２を保持する。
そしてゲート22より樹脂を注入してアウトサートモール
ド成形を行う。アウトサートモールド成形を終えると可
動型11が下方に移動する。これによって開放ピン18が斜
面遊合穴15に作用し、且つ位置決めブロック21に対し傾
斜面20が移動し固定用スライド治具13は切断面19を境に
２つに割れて切断面19a、19bに分かれ、ノックアウトピ
ン17が上方に突き出すことによって成形部品１が搬出さ
れる。その後再びパイプ部品２が供給され可動型11が降
りると固定用スライド治具13が閉じ、樹脂が注入されて
成形部品１が完成する。

第14図は成形部品１を供給穴14a〜14eの５個より多数
個取りするための固定用スライド治具を表現している。
第13図と同様に固定用スライド治具23が左右に開くこと
によって切断面25より分かれ、パイプ部品２を供給穴14
a〜14eまで供給して固定用スライド治具23を閉じ、樹脂
を注入して成形部品１を５個一度にモールド成形しよう
とするものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしかながら第４図に示す成形部品の場合、成形時
は（イ）図の如くきれいにアウトサートモールド成形さ
れているが、ある時間経過すると樹脂が収縮してしま
い、（ロ）図の如く長手方向は締まり方向であるためス
キマはできないが、径方向は樹脂が収縮した時パイプ部
品２と樹脂５との間にスキマＩやスキマIIができてしま
い、軸穴７に対する外形の偏心精度に狂いが生じてしま
う。

更に時間が経過するにつれて、樹脂はクリープ現象に
よって軸穴に対する外径の振れ精度はますます狂いが生
じ、例えばローラーのようなものに使用する際の精度で
ある軸穴に対する外径の振れ精度（一般に±４μｍ程
度）などはとうてい望み得ない。

他方金型においても、１個取りではアウトサートモー
ルド成形時の精度は比較的良くでるものの、コストダウ
ンのために多数個取りをしようとする時第14図に示すよ
うな構造が考えられるが、外側に位置するキャビティ程
偏心が大きくなり、固定用スライド治具が左右への動き
のためもあって外側にて成形される部品程外径の振れ精
度が悪くなり所望の精度での成形加工が非常に困難とな
る。

本考案は上記欠点に鑑み成されたもので、モールド成
形された部品の精度を向上させる構造を提供するととも
に、多数個取り金型とした場合でも精度の良い加工がで
きる金型構造を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本考案の構成は、一つは被
成形部材の貫通穴内に軸穴を有して樹脂をアウトサート
モールド成形した成形部品において、前記貫通穴は二つ
のテーパ面を有し、両テーパ面の各々の小径側を対向さ
せたことを特徴とする。また前記被成形部材がパイプで
あることを特徴とする。更に上型にゲート、下型に被成
形部材の保持手段と該保持手段の中心にコアピンを有し
て、被成形部材に樹脂をアウトサートモールド成形し軸
穴を有する成形部品を成形する成形用金型において、前
記保持手段は先端にテーパ形状を有する割筒状の被成形
部材保持部並びに該保持部と連設した割り溝を有する薄
板部とが一体に形成されたダイヤフラムチャックと、前
記保持部を押圧する押圧部を有して付勢部材で付勢され
た受部材と、該受部材に連動するように保持された中心
にテーパ穴を有するリング部材と、前記コアピンが一体
化された基板とから成り、該基板と前記ダイヤフラムチ
ャックとが位置決めピンで固定されていることを特徴と
する。

〔作用〕

上記構成により、変位している保持具に成形部品を保
持し、上型が降りてくることによって保持具を閉じワー
クを固定すると同時に樹脂を注入してアウトサートモー
ルド成形するものである。そして、アウトサートモール
ド成形された部品もどうしても樹脂の場合収縮は避けら
れないものであるが、樹脂が収縮してもパイプ部品の内
面のテーパ部に沿って収縮するため位置狂いを起こすス
キマが発生することもない。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を図面に基づき詳述する。

第１図は本考案の第１の実施例によるローラーの断面
図を示す。

31は完成品としてのローラーであり、被成形部材とし
てのパイプ部品32と樹脂部35より成る。パイプ部品32は
モールド部33と円筒部34より形成されていて、モールド
部33は一端33aと円筒部34の終端部33bから各々終端部33
bと一端33aとに向かって小径となる二つのテーパ面の小
径側を対向させたテーパ面36が形成された貫通穴を有す
る。樹脂部35は円筒中心に軸穴37を有し前記モールド部
33のテーパ面36に沿ってモールド成形されている。38は
ゲート用の溝であり、後述する金型に形成されたゲート
39が係合するようになっている。35aと35bは樹脂が収縮
することによって軸穴37方向に多少のふくらみが形成さ
れた突部を現す。成形はパイプ部品32を金型にセットし
た後、ゲート39より溶融樹脂を流し込み樹脂部35をモー
ルド成形する。従来の技術の欄でも記載した如く樹脂部
35はある時間経過すると次第に収縮してくるが、収縮は
テーパ面36に沿って成されるために収縮がおきてもパイ
プ部品32と樹脂部35との間にスキマが生ずることはな
く、軸穴を貫通穴延いては外周との偏心がなく精度の良
いモールド加工部品であるローラー31が完成することと
なる。また突部35a、35bにより嵌合する相手の軸との嵌
め合いも従来の成形部品の穴精度に比べて格段に良くな
るため、静合も可能であるばかりでなく、圧入も可能な
穴精度を得ることができる。

第２図は本考案の第２の実施例を示す断面図であり、
ローラー41は第１図同様パイプ部品42と樹脂部45より成
り、パイプ部品42は一端42a及び他端42bから各々他端42
b及び一端42aに向かって小径となるテーパ面43a、43bと
円筒面47より成り立っている。また樹脂部45もパイプ部
品42のテーパ面43a、43bに沿ったテーパ面46a、46bと円
筒面44より形成されている。45aと45bは第１図同様の突
部である。樹脂部45に樹脂をモールド時はパイプ部品42
の内径形状に沿ったモールド成形が成されているが、あ
る時間経過すると樹脂は収縮する。これによってパイプ
部品42の円筒面47と樹脂部45の円筒面44との間にはスキ
マ48が形成されるが、両テーパ面43aと46a、43bと46bと
の間は全くスキマは生ぜず、軸穴を貫通穴延いてはパイ
プ外周との偏心がなく精度の良いローラー41を得ること
ができる。

第３図は本考案の第３の実施例を示す断面図で、第１
図の対向する二つのテーパ面が軸穴中心線上の点に対し
て対称であるのに対し第３図のテーパ面は非対称となっ
ている点で異なっている。すなわち、パイプ部品52のテ
ーパ面51はテーパ面53より短くなっている。第３図の構
成において樹脂部54が収縮しても、テーパ面52、53に沿
った形状に樹脂部54は収縮し、径方向へのズレは全くな
い精度の良い完成品を得ることができる。

以上のように本考案の完成部品は樹脂部が収縮しても
テーパ面に沿って収縮するため径方向へのズレの全くな
い精度の良いモールド部品を得ることができる。

次に第１図に示す形状のローラーの精度の実測値につ
いて説明する。

まず測定方法を説明すると、第15図は振れ量を測定す
る原理を示す斜視図である。

ローラー31の軸穴37に遊合するように支軸151を通し
支点150に固定する。そしてゲート39側と反対側の両方
にインジケータ154を接触させる。この状態でベルト152
を用いてローラー31を矢印153方向に回転させてその値
を読み取り、振れ量を計測する。

振れ量の測定結果は次の通りである。

次に第16図は垂直度を測定するための原理を示す断面
図である。

ローラー31を立てて軸穴37にインジケータ154を接触
させて矢印155方向に上下させる。垂直度の結果は次の
通りである。

次に上記の如きローラーをモールド成形する成形金型
について説明する。

第５図は成形金型の組立断面図、第６図は固定側金型
の要部断面図、第７図は可動側金型の要部断面図、第８
図は可動側金型の上面図を示す。

まず成形金型の構成を説明する。

100は成形金型であり、上型である固定側金型101と下
型である可動側金型102とにより成り、両金型の合わせ
面をパーティングライン（以下PLと略称する）103と称
する。

固定側金型101の構成は、溶融樹脂が流れるランナー1
10が形成されている固定側受板105とランナー110を覆う
ストリッパープレート104とを有し、固定側受板105のス
トリッパープレート104と反対側でPL103を構成する固定
側型板106が積層されている。尚ストリッパープレート1
04のランナー110対応部にはランナーロックピン111を備
えている。また、固定側型板106のランナー110対応部に
は貫通穴117が形成されていて、貫通穴117には固定側キ
ャビティスペーサ107が係合し位置決めピン115が植設さ
れている。また固定側キャビティスペーサ107にはラン
ナー110に対応する箇所に樹脂流れ部113が貫通してい
る。この樹脂流れ部113に連続してゲート112が形成され
中心に逃げ穴114を有する固定側キャビティB109を有
し、その肩部109aを段部108aにより位置決めし、位置決
めピン115に位置決めされ且つネジ116により固定される
固定側キャビティA108が積層されている。

次に可動側金型について説明する。ベース部材として
可動側受板120を有し、可動側受板120に積層して可動側
型板121を備えている。可動側型板121の中心には貫通穴
121aが明いていて、この貫通穴121a内には可動側受板12
0側から可動側キャビティF122、可動側キャビティE12
3、可動側キャビティC124が積層されており、可動側キ
ャビティC124の中央貫通穴124aには受部材である可動側
キャビティD125が配設されている。可動側キャビティD1
25の中央上部には押圧部である凸部125aが形成されてい
て凸部125aに当接してダイヤフラムチャック127が配さ
れている。そしてこのダイヤフラムチャック127をネジ1
30で固定するための可動側キャビティA126が形成されて
いる。尚、128は中心にテーパ穴を有するリング部材で
ある可動側キャビティＧである。

可動側キャビティF122、E123、C124およびダイヤフラ
ムチャック127と可動側キャビティA126は２本の位置決
めピン129で位置決めされ、３本のネジ130で固定され
る。可動側キャビティD125には３本のフロートピン131
が固定されていて可動側キャビティA126の穴126aおよび
ダイヤフラムチャック127の穴127g内を上下に摺動可能
となっている。この摺動は可動側キャビティE123に配設
された付勢手段であるバネ132で成される。また可動側
キャビティD125には可動側キャビティG128がバネ133を
配設した４本の制限ピン134で固定されていて、可動側
キャビティD125の摺動に連動して上下動する。可動側キ
ャビティG128の中心穴128aはテーパ状になっていてダイ
ヤフラムチャック127の先端部127aのテーパ形状に係合
して、可動側キャビティG128の上下動に合わせてダイヤ
フラムチャック127の開閉を行っている。

更に基板となる可動側キャビティE123にはダイヤフラ
ムチャック127のチャック穴127bの中間部まで延びた突
状のワーク載置部123aが形成されていて、ワーク載置部
123aの中心には可動側コアピン136が嵌合しており、ま
た可動側受板120にはワークを搬出するためのエジェク
ターピン137が植設されている。ダイヤフラムチャック1
27は可動側受板120に固定された可動側型板121に位置決
めされ、幅方向の中心線120a上で且つ長手方向の中心線
120bより25mm下方にズレた位置に配されている。

第10図はダイヤフラムチャックの上面図である。第７
図を参照とし第10図を用いてダイヤフラムチャックの詳
細を説明する。

可動側キャビティA126の下方に位置する台座127dには
位置決めピン129が係合する２個のピン穴127eと、ネジ1
30が螺合する３本のネジ穴127fと、フロートピン131が
係合する３本のピン穴127gが形成されている。

ダイヤフラムチャック127には中心に逃げ部127cを有
するチャック穴127bが形成され、外周にはテーパ形状の
先端部127aを形成してある割筒状の被成形品保持部を有
する（第７図参照）。

ダイヤフラムチャックの台座127dとダイヤフラムチャ
ック127とは薄板部135で結合されていて、薄板部135に
は制限ピン134が貫通する４個のピン穴135aが形成さ
れ、更に薄板部135とダイヤフラムチャック127の逃げ部
127cにかけて連設された割り溝であるスリット幅0.3mm
のスリット138が４本切られている。127hは位置決め部
である。

以上のダイヤフラムチャック127と、これを受ける付
勢部材のバネ132で付勢された可動側キャビティD125
と、これに連動するように保持された可動側キャビティ
G128と、可動側コアピン136が一体化された基板である
可動側キャビティE123と、これとダイヤフラムチャック
127との位置決めピン129とで被成形部材であるパイプの
保持手段を構成する。

第９図は可動側金型の部品供給搬出状態を示す断面図
である。第９図を参照してローラ31の加工方法を説明す
る。

可動側金型102が第５図において下方に下がることに
よってバネ132によって付勢されている可動側キャビテ
ィD125が上方に押し上げられる。これによってバネ133
で付勢され制限ピン134により連動するよう保持された
可動側キャビティG128が上方に上げられ、第９図の如
く、あらかじめ付勢力を与えられているダイヤフラムチ
ャック127が開く。この時のチャックフロート量は0.8mm
である。この状態でローラー31をワーク載置部123a上に
セットして可動側金型102を固定側金型101側に閉じる。
すると可動側キャビティG128は固定側金型101により押
されダイヤフラムチャック127が閉じられローラー31を
確実に保持すると同時に、固定側金型101のゲート112が
ローラー31の定位置に配置される。そこでランナー110
を介してゲート112より溶融樹脂を流すことにより第１
図に示す樹脂部35が成形される。再び可動側金型102を
移動させて固定側金型101よりPL103の部分で切り離すと
ダイヤフラムチャック127が開き、エジェクタピン137の
作用によりローラー31は可動側金型102より取り出され
る。この後再びローラー31をセットし可動側金型102を
固定側金型101にPL103で合わせてゲート112より樹脂を
流して成形をするという作業を繰り返す。

成形されたローラー31は前述の如く、ある時間経過し
て樹脂部35が収縮してもテーパ面36に沿った収縮となる
ので、軸穴37に対するパイプ部品32の外周の振れは前述
の如くゲート側で５〜７μ、反対側で３〜５μ程度と精
度の良い完成品を成形することができる。尚、ローラー
31のおよその寸法を列記しておくと、外周φ4mm、軸穴
φ1mm、モールド部の長さ寸法4mmで、パイプ部品32の材
質はSUS又はBsなどが用いられ、樹脂にはPPSが使用され
る。

第11図は多数個取りの可動側金型の上面図を示す。

第７図の断面図を参照して説明すると、可動側受板12
0に相当する可動側取付板141に可動側型板142が固定さ
れ、可動側型板142には４個のダイヤフラムチャック127
が配設されている。ダイヤフラムチャック127の断面的
配設は第７図と同様であるが、平面的配設は可動側金型
140の中心線143、144に対し点対称になっている。

このようにダイヤフラムチャック127によるローラー3
1の保持固定方法は、固定が確実であるばかりでなく多
数個取りにしてもワークの品質精度を充分に守ることが
できコストダウンにも大いに寄与するものである。

第17図と第18図を用いて本発明の第４実施例の成形品
を説明する。

第17図は成形品の平面図を示し、第18図は第17図のA-
A断面図を示す。

160は板部材で射出成形すべき穴161を４個有する。穴
161の形状は、中央にストレート部162をこのストレート
部162の上下にテーパ面163と164が形成されている。次
に165は成形部材であり穴161に成形されている。成形部
材の形状を説明すると、穴161のテーパ面163及び164に
沿った円錐部166と167が形成され、円錐部166と167の間
に樹脂が収縮することによってできた円筒部168を有し
ている。そして上下にはツバ部169が形成され、中央に
は中心穴170が形成されている。

このような構成によれば、射出成形後に樹脂が収縮し
てもその中心穴170間の距離である中心線171と172間の
芯芯距離Ｌ（第18図参照）は変化せず、各中心穴間の芯
芯距離の非常に精度の良い成形部品を得ることができ
る。

このように、本考案は単にパイプ部品だけでなく、板
部材やその他種々の部材に適用が可能である。

〔考案の効果〕

以上述べた如く本考案によれば、モールド成形におい
てどうしても避けられない樹脂の収縮による部品精度の
低下を、内径をテーパ状に加工しておくことにより収縮
あるいはクリープ現象のため発生する部品精度の低下を
防止でき、射出成形された部品の精度を保持することが
でき、従来にない精度の高いモールド成形部品を得るこ
とができる。

更に無負荷状態で単体では高精度に加工されており、
かつフロート量の少ないダイヤフラムチャックを使用す
ることによって金型精度が長期に渡って保証されるの
で、ワークの保持を確実に成すことが出来て部品精度の
維持を可能とするばかりでなく、多数個取りの金型とし
ても１個１個の部品精度を低下させることなくコストダ
ウンをも可能とするというように、本考案を用いること
によって多大の効果を上げることが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例によるローラーの断面
図、第２図は本考案の第２の実施例を示す断面図、第３
図は本考案の第３の実施例を示す断面図、第４図は従来
技術の成形部品を示す断面図で、（イ）は成形直後の状
態、（ロ）は成形後一定時間経過後の状態を示し、第５
図は成形金型の断面図、第６図は固定側金型の要部断面
図、第７図は可動側金型の要部断面図、第８図は可動側
金型の上面図、第９図は可動側金型のチャック開時の要
部断面図、第10図はダイヤフラムチャックの上面図、第
11図は多数個取り用可動側金型の上面図、第12図は従来
技術の成形型の要部段面図、第13図は可動型の固定用ス
ライド治具の要部上面図、第14図は従来技術の多数個取
りの固定用スライド治具の要部上面図であり、第15図は
振れ量の測定の原理を示す斜視図、第16図は垂直度の測
定の原理を示す断面図、第17図は本考案の第４の実施例
を示す平面図、第18図は第17図のA-A断面図である。 31、41……ローラー、32、42、51……パイプ部品、35、
45、54……樹脂部、36、46a、46b、52、53……テーパ
面、37……軸穴、100……成形金型、101……固定側金
型、102、140……可動側金型、107……固定側キャビテ
ィスペーサ、108……固定側キャビティＡ、109……固定
側キャビティＢ、110……ランナー、39、112……ゲー
ト、125……可動側キャビティＤ、126……可動側キャビ
ティＡ、127……ダイヤフラムチャック、128……可動側
キャビティＧ、131……フロートピン、132、133……バ
ネ、135……薄板部、136……可動側コアピン、137……
エジェクターピン、154……インジケータ、160……板部
材、161……穴、163、164……テーパ面、165……成形部
材、166、167……円錐部、170……中心穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−49610（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−67724（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】被成形部材の貫通穴内に軸穴を有して樹脂
をアウトサートモールド成形した成形部品において、前
記貫通穴は二つのテーパ面を有し、両テーパ面の各々の
小径側を対向させたことを特徴とする成形部品。
【請求項２】前記被成形部材がパイプであることを特徴
とする請求項１記載の成形部品。
【請求項３】上型にゲート、下型に被成形部材の保持手
段と該保持手段の中心にコアピンを有して、被成形部材
に樹脂をアウトサートモールド成形し軸穴を有する成形
部品を成形する成形用金型において、前記保持手段は先
端にテーパ形状を有する割筒状の被成形部材保持部並び
に該保持部と連設した割り溝を有する薄板部とが一体に
形成されたダイヤフラムチャックと、前記保持部を押圧
する押圧部を有して付勢部材で付勢された受部材と、該
受部材に連動するように保持された中心にテーパ穴を有
するリング部材と、前記コアピンが一体化された基板と
から成り、該基板と前記ダイヤフラムチャックとが位置
決めピンで固定されていることを特徴とする成形用金
型。