JPH11226992A - 射出成形法および射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フェライトなどから成る円筒部品の内部に樹
脂を射出して一体化する場合、円筒部品がその充填圧に
より破損するのを確実に防止する。 【構成】 ３つのプレート１１〜１３を含む射出成形用
の金型にして、プレート１１には半径方向に伸縮するコ
レット１４を組み込む。コレット１４はその外周部をテ
ーパ状にして、内周部にフェライトなどから成る円筒部
品Ｒが装填可能に形成される。プレート１２にはコレッ
ト１４の外周部に填め込まれる締付スリーブ２１を組み
込み、プレート１３には円筒部品Ｒの内部に樹脂を射出
するためのゲート部２６を形成する。そして、コレット
１４の内周部に円筒部品Ｒを装填してからプレート１１
〜１３を閉じ、その状態でゲート部２６より円筒部品Ｒ
の内部に樹脂を射出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形法および
射出成形用金型に関し、特にフェライトその他の脆性材
料から成る円筒部品内に樹脂を射出してインサートと一
体化する際に用いて好適な射出成形法とこれに用いる金
型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラスチック加工法として射出成
形法、押出成形法、中空成形法、真空成形法、圧延成形
法、注型成形法、発砲成形法、粉末成形法、および圧縮
成形法など多様な成形法が知られるが、なかでも射出成
形法は熱可塑性樹脂の成形法として最も広く利用されて
いる。その多くは金型内へ樹脂を射出するだけのもので
あるが、なかにはインサート成形のように金属部品を埋
設するなどの特殊な射出成形法もある。特に、射出成形
により円筒部品の内部に樹脂を用いて別の金属部品その
他を埋設することがある。例えば、モータのロータとし
て、フェライトの内部に樹脂にてモータ駆動軸を固定す
るための雌ねじ部品を埋め込んだものがあるが、その種
のロータも射出成形により作られる。

【０００３】図６は、そのような射出成形に用いられる
金型の一例を示した概略図である。Ａ〜Ｃはそれぞれ金
型を構成するプレートであり、円筒部品Ｒやインサート
ＳはプレートＡの所定位置に配置される。中間のプレー
トＢには円筒部品Ｒとの間に一定のクリアランスＴを有
する孔があり、上部のプレートＣには孔のクリアランス
Ｔと円筒部品Ｒの内部とに通じるゲート部Ｇ１，Ｇ２が
それぞれ個別に形成されている。

【０００４】そして、この種の金型によれば、円筒部品
Ｒの内部に樹脂を射出する前に、一方のゲート部Ｇ１よ
り円筒部品Ｒの周囲に樹脂を射出し、その後で円筒部品
Ｒの内部に樹脂を射出してインサートＳを埋設してい
る。従って、円筒部品Ｒがフェライトその他の脆性材料
から成るものであっても、その種の円筒部品がゲート部
Ｇ２より射出される樹脂の充填圧で破損するのを防止す
ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような金型による成形加工によれば、成形サイクルタイ
ムが長くなるばかりでなく、円筒部品の周囲に硬化せし
めた樹脂は使用済み材料として破棄されるため、無駄に
なる樹脂材料が多くコストの低減を図れないという欠点
があった。なお、円筒部品をその内部に射出される樹脂
の充填圧から保護するには、その円筒部品を中間のプレ
ートに緊密に嵌合すればよいが、円筒部品の外径は公差
（ロータ用フェライトで０．０５ｍｍ程度）の範囲でバ
ラツキを有しているため、当該プレートの孔の大きさを
円筒部品の許容最小値に合わせれば殆どの円筒部品が装
填できなくなるし、逆の許容最大値に合わせればクリア
ランスが生じて上述の如く内部に射出される樹脂の充填
圧により破損してしまう。

【０００６】そこで、本発明はフェライトその他の円筒
部品の内部に樹脂を射出して成形する場合、円筒部品の
周囲に樹脂を射出せずにその破損を確実に防止できるよ
うにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、円筒部品の内部に樹脂を射出する射出成形法
であって、成形用の金型にはテーパ状の外周部を有して
内周部に前記円筒部品を装填可能にした半径方向に伸縮
するコレットを組み込み、型締めの際にそのコレットを
金型の相対する部位に形成したテーパ孔に圧入して該コ
レットの内周部を円筒部品の外周面に圧着させ、その状
態を保ちつつ円筒部品の内部に樹脂を射出することを特
徴とする射出成形法を提供するものである。

【０００８】また、本発明は内部に樹脂が射出される円
筒部品をクランプするためのコレットと該コレットに対
応して設けられる締付スリーブとを備え、前記コレット
はその周壁部に形成した割溝とテーパ状の外周部とを有
して該内周部に円筒部品が装填され、前記締付スリーブ
はその内周部をコレットの外周部に適合するテーパ孔に
してコレットの外周部に填め込まれるようにして成る射
出成形用金型を提供するものである。

【０００９】更に、本発明は内周部に円筒部品が装填さ
れるコレットを組み込んだ第一プレート、前記コレット
の外周部に填め込まれる締付スリーブを組み込んだ第二
プレート、及び前記円筒部品の内部に樹脂を射出するた
めのゲート部を形成した第三プレートを含み、前記コレ
ットはその周壁部に形成した割溝とテーパ状の外周部を
有し、前記締付スリーブはその内周部が前記コレットの
外周部に適合するテーパ孔として形成されて成る射出成
形用金型を提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の適用例を図面に基
づいて詳細に説明する。図１は射出成形機の一例を示し
た概略図である。図中、１は成形機の固定盤、２はタイ
バー、３はタイバーに沿って昇降する可動盤、４は可動
盤に連結した型締め用のプランジャ、５は射出ユニット
のノズル、６，７は取付板、８はスペーサブロック、９
は受け板、１０はガイド軸、１１〜１３は本願金型を構
成するプレートである。

【００１１】このうち、下部側のプレート１１（第一プ
レート）は例えばコア側として受け板９、スペーサブロ
ック８、及び取付板７を介して可動盤３に固定され、そ
の上にプレート１２（第二プレート）が設置される。ま
た、プレート１３（第三プレート）はキャビティ側とし
て取付板６を介して固定盤１に固定される。

【００１２】ここで、プレート１３にはガイド軸１０の
一端が固定され、その他端側がプレート１１，１２に貫
通されている。なお、受け板９やスペーサブロック８に
もガイド軸１０が導入可能にしてあり、型締め及び型開
きの際にはプレート１１，１２がガイド軸１０に沿って
昇降し、プレート１２がガイド軸１０の下端位置まで降
下したときには該プレート１２の下面にガイド軸１０の
鍔が突き当たってプレート１１，１２が開くようになっ
ている。

【００１３】次に、図２は本発明に係る射出成形用金型
を部分的に破断して示す。この図で明らかなように、プ
レート１１にはプレート１２側に向けて細くなるテーパ
状の外周部１４Ｂをもつコレット１４が組み込んであ
り、その内周部１４Ａにフェライトなどから成る円筒部
品Ｒを装填できるようにしてある。このコレット１４は
軸方向の移動を規制されつつ半径方向に伸縮可能にして
プレート１１に取り付けられ、その上端がプレート１１
より突出するようにしてある。１５はコレット１４の軸
方向の移動を規制するべくプレート１１に固定した座板
であり、この座板１５はコレット１４の外周部との間に
僅少なクリアランスを有して該コレットの下端に形成し
た鍔部１６に押さえつけられる。

【００１４】また、コレット１４の内周部１４Ａにも僅
少なクリアランスを有して円筒部品Ｒを支持する入れ子
１７が導入される。この入れ子１７は上下方向に摺動可
能にしてプレート１１に組み込まれるとともに、図１に
示した受け板９との間に介在されるバネ１８にてプレー
ト１２側に付勢される。更に、この入れ子１７の中心部
には円筒部品Ｒの内部に埋設する雌ねじ部品などのイン
サートＳを支持するためのインサートピン１９が貫通さ
れる。なお、このインサートピン１９もその軸方向に摺
動自在にして、図１に示した受け板９との間に介在され
るバネ２０にてプレート１２側に付勢される。

【００１５】一方、その中間のプレート１２にはコレッ
ト１４の外周部１４Ｂに填め込まれる締付スリーブ２１
が組み込まれている。図示するように、締付スリーブ２
１の内周部２１Ａはコレット１４の外周部１４Ｂに適合
するテーパ孔として形成され、その外周部２１Ｂには下
部側への移動を規制するための鍔部２２が形成される。
なお、図２において、２３は締付スリーブの鍔部２２を
収めるべくプレート１２に形成した段部、２４は締付ス
リーブの鍔部２２上に配置されるバネ、２５はバネ２４
を押える加圧板であり、この加圧板２５はねじなどにて
プレート１２に固定される。

【００１６】また、上部側のプレート１３は、コレット
１４と締付スリーブ２１にてクランプされた円筒部品Ｒ
の内部に樹脂Ｐを射出するためのゲート部２６を有し、
そのゲート部２６の一端には図１に示した射出ユニット
のノズル５が接続される。なお、このプレート１３には
コレット１４の内部に導入する製品部２７が形成される
が、この製品部２７とコレットの内周部１４Ａとの間に
もコレット１４の伸縮を阻害しないよう僅少なクリアラ
ンスが形成される。

【００１７】次に、図３はコレットと締付スリーブを分
解した状態を示す。この図で明らかなように、コレット
１４は上述のようにテーパ状の外周部１４Ｂをもち、そ
の下端には図１に示した座板１５にて押さえられる鍔部
１６が形成される。特に、このコレット１４の周壁部に
は、その軸方向に沿って複数条の割溝２８が平行して形
成されている。それら割溝２８はコレット１４を半径方
向に伸縮させるためのものであり、それぞれコレット１
４の一端面と他端面より交互に形成されてコレット１４
の内径をその軸方向にわたって均等に縮小できるように
してある。

【００１８】次に、図４はコレットと締付スリーブによ
り円筒部品をクランプした状態を示す。この図のよう
に、コレット１４の外周部１４Ｂに締付スリーブ２１を
填め込んだ状態では、締付スリーブ２１の内周部２１Ａ
によりコレット１４の外周部１４Ｂが加圧されてコレッ
ト１４が半径方向に縮小する。その結果、コレット１４
の内周部１４Ａに装填した円筒部品Ｒはクリアランスの
ない状態で堅固に保持される。そして、この状態から締
付スリーブ２１をコレット１４より離隔させるとコレッ
ト１４が初期状態に復元してその内径が拡大し、コレッ
ト１４の中から円筒部品Ｒを取り出すことができる。な
お、コレット１４の内周部１４Ａは無負荷状態で円筒部
品Ｒの外径の最大許容値にほぼ等しい円形であり、円筒
部品Ｒの非装填時に締付スリーブ２１を締め付けたとき
には円筒部品Ｒの外形の最小許容値程度に縮小すること
ができる。

【００１９】ここで、コレット１４と締付スリーブ２１
とを備えた本願金型による製品の加工例を説明する。製
品として、例えばモータのロータを製造する場合、先ず
コア側のプレート１１，１２を降下させた状態でコレッ
ト１４に円筒部品Ｒとして円筒状のフェライトを装填
し、次いでインサートＳとして雌ねじ部品をインサート
ピン１９の先端に差し込んで定位置に固定する。このと
き、プレート１１は図１に示したガイド軸１０の下端よ
り下方にあってプレート１２と５〜１０ｍｍ離隔される
のであり、このためコレット１４には締付スリーブ２１
による締付力が作用せず、その内周部１４Ａに円筒部品
Ｒを円滑に装填することができる。

【００２０】そして、円筒部品Ｒとしてのフェライトや
インサートＳとしての雌ねじ部品のセットを完了した
ら、成形機の可動盤３を上昇させて型締めを行う。この
とき、プレート１２が自重およびプレート１３との接触
圧により下方へ移動することにより、締付スリーブ２１
がコレット１４の外周部１４Ｂに堅固に填め込まれるよ
うになる。すると、コレット１４が半径方向に縮小して
その内周部１４Ａの全面がフェライトの外周面に隙間無
く緊密に圧着される。なお、締付スリーブ２１はバネ２
４にて下方付勢した状態で組み込んであるから型締め力
でコレット１４に過剰に食い込むことはなく、そのバネ
２４の作用によりコレット１４と適度な力で嵌合するこ
とができる。また、円筒部品ＲやインサートＳは軸方向
にも公差を有するが、型締め時にはそれらの両端面に図
２に示す如くバネ１８，２０を作用力をもって入れ子１
７、インサートピン１９、およびプレート１３の製品部
２７を密着させることができる。

【００２１】そこで、その状態を保ちつつプレート１３
のゲート部２６を通じてフェライトと雌ねじ部品との間
にポリエチレンなどの樹脂Ｐを５００〜２０００ｋｇｆ
／ｃｍ²の充填圧にて射出するのであるが、このときフ
ェライトはその外周面がコレット１４により内周方向に
加圧されているから樹脂Ｐの充填圧により破損せず、そ
の樹脂Ｐを介して雌ねじ部品と一体化することができ
る。

【００２２】一体化した製品を取り出すには、先ず成形
機の可動盤３を降下させてプレート１３とプレート１２
を開き、更に可動盤３を降下させてプレート１２とプレ
ート１１を５〜１０ｍｍ分離する。すると、締付スリー
ブ２１の内周部２１Ａもコレット１４の外周部１４Ｂよ
り離隔することになる。その結果、コレット１４が初期
状態に復元し、その内周部１４Ａが円筒部品Ｒたるフェ
ライトの外周面より僅かに離隔する。そして、このとき
図示せぬ突出し板の作動をもってコレット１４の中から
製品として図５に示すようなモータ用ロータを取り出す
ことができる。なお、図５において、ＨはインサートＳ
たる雌ねじ部品の端面に形成されている位置決め用の孔
であり、セット時にはその孔Ｈにインサートピン１９の
先端が挿入される。

【００２３】以上、本発明の好適な一例を説明したが、
本発明は上述のようにインサートを埋設するインサート
成形に限るものでなく、インサートを用いず円筒部品の
内部に樹脂のみを射出する成形にも適用する。特に、円
筒部品として、フェライトのほか、ガラスや陶器などを
用いることができる。また、本願金型を成形機に取り付
ける場合、成形機の形態に応じてプレート１１を可動側
とし、プレート１２，１３を固定側とすることもでき
る。また、プレート１１，１２を固定側とし、プレート
１３を可動側とすることもできる。なお、プレート１２
として、コレットの外周部に適合するテーパ孔のみを形
成したものを利用することもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よればコレットにより円筒部品の外周面をクランプする
ようにしていることから、フェライトのような脆弱な円
筒部品でもその内部に射出される樹脂の充填圧により破
損することがなく、しかも従来のような破損防止用の樹
脂注入法に比べて成形サイクルタイムを大幅に短縮でき
る上、樹脂材料の無駄もないからコストの低減を図れ
る。

【００２５】また、従来のように円筒部品の周囲に樹脂
を注入し得るクリアランスを敢えて形成する必要がない
ので、型締めの際に円筒部品ががたつくなどして金型を
傷めることがなく、樹脂を射出する際にはコレットにて
円筒部品を所定位置に固定できるので加工精度も上が
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成形用金型を成形機に装着し
た状態を示す概略図

【図２】本発明に係る射出成形用金型を部分的に破断し
て示した断面図

【図３】同金型に用いるコレットと締付スリーブを示し
た斜視分解図

【図４】コレットと締付スリーブによる円筒部品のクラ
ンプ状態を示した部分断面図

【図５】射出成形により得られる製品としてモータのロ
ータを部分的に破断して示した斜視図

【図６】従来の射出成形例を示した金型の概略図

【符号の説明】

１１ 第一プレート １２ 第二プレート １３ 第三プレート １４ コレット ２１ 締付スリーブ ２６ ゲート部 ２８ 割溝 Ｒ 円筒部品 Ｓ インサート Ｐ 樹脂

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒部品の内部に樹脂を射出する射出成
   形法であって、成形用の金型にはテーパ状の外周部を有
   して内周部に前記円筒部品を装填可能にした半径方向に
   伸縮するコレットを組み込み、型締めの際にそのコレッ
   トを金型の相対する部位に形成したテーパ孔に圧入して
   該コレットの内周部を円筒部品の外周面に圧着させ、そ
   の状態を保ちつつ円筒部品の内部に樹脂を射出すること
   を特徴とする射出成形法。
2. 【請求項２】 内部に樹脂が射出される円筒部品をクラ
   ンプするためのコレットと該コレットに対応して設けら
   れる締付スリーブとを備え、前記コレットはその周壁部
   に形成した割溝とテーパ状の外周部とを有して該内周部
   に円筒部品が装填され、前記締付スリーブはその内周部
   をコレットの外周部に適合するテーパ孔にしてコレット
   の外周部に填め込まれるようにして成る射出成形用金
   型。
3. 【請求項３】 内周部に円筒部品が装填されるコレット
   を組み込んだ第一プレート、前記コレットの外周部に填
   め込まれる締付スリーブを組み込んだ第二プレート、及
   び前記円筒部品の内部に樹脂を射出するためのゲート部
   を形成した第三プレートを含み、前記コレットはその周
   壁部に形成した割溝とテーパ状の外周部を有し、前記締
   付スリーブはその内周部が前記コレットの外周部に適合
   するテーパ孔として形成されて成る射出成形用金型。