JPH11277540A - インサート成形型及びインサート成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外周に凸部を有する挿入体に対する有利なイン
サート成形型及びインサート成形方法を提供する。 【構成】インサート成形型の挿入体保持部に凸部に対応
した凹部を設け、あるいは凸部が螺旋状である場合にそ
の点を利用して挿入体保持部を特定の幅及び隙間に設定
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、インサート成形型
及びインサート成形方法に関し、更に詳しくは、パイプ
状あるいは棒状挿入体の凸部を伴う外周部に任意形状の
樹脂部材を射出成形するためのインサート成形型及びイ
ンサート成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パイプ体あるいは棒状体の外周部に任意
形状の樹脂部材を接合状態で形成する場合、これらを挿
入体としてインサート成形型に挿入し、その外周部に溶
融樹脂を射出成形すると言うインサート成形法が用いら
れることがある。

【０００３】例えば、トンネル等の掘削工事において使
用されるパイプ状あるいは棒状のロックボルトにおい
て、ナット型ジョイントを用いて長尺化するケースや、
パイプ型ロックボルトを薬液注入ホースと螺合接続する
ケースに備え、ロックボルト本体の外周に雄ネジ部をイ
ンサート成形することがある。

【０００４】ところが、これらのパイプ体や棒状体に
は、種々の理由（例えばロックボルトにおける土中から
の引抜き抵抗の増大）から外周部に予め凸部が形成され
ている場合があり、その場合には、凸部が邪魔になって
成形型における挿入体保持部と挿入体外周部の間隔が過
剰に大きくなり、溶融樹脂のいわゆる噛切りの不良から
バリを生ずる等の問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため従来は、例え
ば図１に示すように、挿入体１の外周の凸部２のうち、
成形型３の挿入体保持部４に当接する部分の凸部２を予
め切削加工等で削除しているが、この方法は極めて面倒
であり生産効率も悪い。

【０００６】又、挿入体が樹脂製品、とりわけ樹脂製パ
イプ体やＦＲＰ製ロックボルトのように径方向の圧力に
より割れ等を生じ易い部品である場合、凸部を削除した
としても、部品の割れ防止上、挿入体保持部と挿入体外
周部間（接触面間）に公差範囲の隙間を設定する必要が
あるため、依然として溶融樹脂の噛切り不良の問題は解
消しない。即ち、このような場合の一般論として、挿入
体保持部と挿入体外周部間に、溶融樹脂の噛切りと挿入
体の損傷回避が両立する隙間を設定することは困難であ
った。

【０００７】一方、公知技術ではないが、図２に示すよ
うに、成形型３の挿入体保持部４にエラストマーパッキ
ン５を内張りし、これを挿入体１の外周部に弾性的に圧
接すると言う方法も考えられる。この方法によれば、パ
ッキンの弾性的な保持により挿入体１の割れを回避しつ
つ、溶融樹脂の噛切りも有効に行うことができる。

【０００８】しかしながら、この優れた方法も凸部２を
有する挿入体１に適用する場合には若干の不具合を伴
う。即ち、エラストマーパッキン５は、インサート成形
を行う度に凸部２の食込みによる不定形の弾性変形を受
けるため、磨耗や亀裂を生じ易くなり、従って頻繁に取
替えねばならなくなるのである。

【０００９】そこで本発明は、外周に凸部を有する挿入
体のインサート成形に当たり、凸部の削除が不要で、挿
入体を損傷させることなく溶融樹脂を良好に噛切ること
ができ、しかも頻繁な部品更新等の使用上の不具合を伴
わないインサート成形型及びインサート成形方法を提供
することを、解決すべき課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（第１発明の構成）上記
課題を解決するための本願第１発明（請求項１に記載の
発明）の構成は、パイプ状あるいは棒状挿入体の凸部を
伴う外周部に任意形状の樹脂部材を射出成形するための
インサート成形型であって、上下型の合せ面に開口した
挿入体保持部の内周面が、前記凸部に対応する凹部を有
する形状に形成されている、インサート成形型である。

【００１１】（第２発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第２発明（請求項２に記載の発明）の構成は、
パイプ状あるいは棒状挿入体の螺旋状凸部を伴う外周部
に任意形状の樹脂部材を射出成形するためのインサート
成形型であって、上下型の合せ面に開口した挿入体保持
部の内周面が、前記挿入体の凸部を含めた外径に対し
て、溶融樹脂の噛切りと挿入体の損傷回避が両立する所
定許容範囲内の内径で、かつ前記螺旋状凸部の１ピッチ
よりも幅広く形成されている、インサート成形型であ
る。

【００１２】（第３発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第３発明（請求項３に記載の発明）の構成は、
前記第１発明又は第２発明のインサート成形型がパイプ
状挿入体補強用の中ピンを含んで構成されている、イン
サート成形型である。

【００１３】（第４発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第４発明（請求項４に記載の発明）の構成は、
前記第１発明の挿入体を同発明に係る挿入体保持部によ
り、あるいは前記第２発明の挿入体を同発明に係る挿入
体保持部により、インサート位置に保持し、挿入体の外
周部に任意形状の樹脂部材を射出成形する、インサート
成形方法である。射出成形は、一般に用いられている方
法の他、射出圧縮、注入プレス等の公知の成形法による
ものを含む。

【００１４】（第５発明の構成）上記課題を解決するた
めの本願第５発明（請求項５に記載の発明）の構成は、
前記第４発明の挿入体がパイプ状である場合に、その挿
入体にパイプ状挿入体補強用の中ピンを内挿した状態
で、挿入体保持部によりインサート位置に保持し、挿入
体外周部に任意形状の樹脂部材を射出成形する、インサ
ート成形方法である。

【００１５】

【発明の作用・効果】（第１発明の作用・効果）第１発
明よれば、挿入体保持部の内周面が挿入体の凸部を伴う
外周部形状に対応する形状を有するので、凸部に起因し
た挿入体保持部と挿入体外周部の間隔が過剰に大きくな
ることを防止できる。

【００１６】又、挿入体の割れ防止上、挿入体保持部と
挿入体外周部の接触面間に公差範囲の隙間を設定すべき
場合においても、その隙間が凹凸を伴う断面形状となる
ので、ストレートに設定された隙間とは異なり溶融樹脂
の浸入を有効に阻止する。

【００１７】（第２発明の作用・効果）第２発明の場
合、挿入体保持部の内周面が螺旋状凸部の１ピッチより
も幅広く形成されているため、溶融樹脂を噛切りは、実
質的に挿入体保持部と挿入体の凸部頂上との線接触部で
行われる。かかる線接触部の隙間は、かなり小さく設定
しても挿入体には大きな径方向の圧力が加わらないた
め、挿入体がＦＲＰ製ロックボルト等であっても割れ等
を生じ難い。

【００１８】この結果、挿入体保持部と挿入体の外周部
（螺旋状凸部）間において、溶融樹脂の噛切りと挿入体
の損傷回避が両立する所定許容範囲内の隙間を設定する
ことが可能になるのである。その結果、前記課題を解決
することができる。

【００１９】（第３発明の作用・効果）第３発明におい
ては、パイプ状挿入体に対して補強用の中ピンを内挿さ
せてインサート成形することができるので、前記第１発
明や第２発明において挿入体保持部と挿入体外周部間の
隙間を一層小さく設定することができ、よって溶融樹脂
の噛切りが更に容易になる。

【００２０】（第４発明及び第５発明の作用・効果）第
４発明及び第５発明により、外周部に凸部を伴うパイプ
状あるいは棒状挿入体について、第１発明〜第３発明の
インサート成形型を用いて、低コスト、効率的かつ良好
に、挿入体の外周部に任意形状の樹脂部材を射出成形す
ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、第１発明〜第５発明の実施
の形態について説明する。以下において単に「本発明」
と言うときは、第１発明〜第５発明を一括して指してい
る。

【００２２】〔挿入体〕本発明において加工対象となる
挿入体は、外周部に凸部を備える限りにおいて、基本的
にはその材質、外形及び内部構造を限定されず、例えば
金属製のパイプ体あるいは棒状体（金属製ロックボルト
等）であっても良い。

【００２３】しかし、挿入体の損傷が問題となり易い樹
脂製挿入体、パイプ状の樹脂製ロックボルト、パイプ状
あるいは棒状のＦＲＰ製ロックボルト等を対象とする場
合の方が、発明の効果をより有効に発現させることがで
きる。

【００２４】挿入体は必ずしもロックボルトのようにリ
ニアで細長い外形を備えたパイプ体あるいは棒状体であ
る必要はなく、比較的短尺形状や、屈曲部等を備えるパ
イプ体あるいは棒状体でも可能な場合がある。

【００２５】〔挿入体の凸部〕第１発明においては、挿
入体の外周部に形成されている凸部の形態に限定がな
い。例えば、多数の独立した突起がランダムにあるいは
一定の規則性を以て形成されていても良いし、いわゆる
突条の形態で挿入体の径方向、軸方向あるいは軸線に対
する螺旋方向に、連続してあるいは不連続に形成されて
いても良い。

【００２６】但し、挿入体保持部の内周面を前記凸部に
対応した面形状に形成させる必要から、突起や突条が規
則性を以て形成されている方が好ましい。

【００２７】第２発明においては、凸部が螺旋状、とり
わけ連続した螺旋状に形成されている事が好ましい。

【００２８】〔インサート成形型〕インサート成形型
は、開閉可能な上型と下型の合せ面に挿入体保持部を開
口させたものであり、パイプ状挿入体を補強するための
内挿用中ピンを含んで構成される場合と、そうでない場
合とがある。上型及び／又は下型には、適宜に溶融樹脂
の射出孔が設けられる。

【００２９】〔挿入体保持部〕挿入体保持部は、成形型
のキャビティにおける挿入体先端側と挿入体基端側に設
けて挿入体を２ケ所で保持する構成が好ましいが、基端
側だけに挿入体保持部が設けられた片持ち形式でも実施
可能である。先端側にも挿入体保持部を設ける場合、そ
の開口形態は先端部が上下成形型の壁部によって閉止さ
れる盲孔状に開口していても良いし、成形型の外部まで
開口していても良い。後者の場合、挿入体の先端部を成
形型外部まで突出させて位置決めすることにより、挿入
体の中間部外周に任意形状の樹脂部材を成形することも
できる。

【００３０】溶融樹脂の噛切りが相対的に困難な、例え
ば射出圧が高い場合や溶融樹脂の粘度が低い場合等に備
え、挿入体保持部の適部に溶融樹脂封止用のパッキン等
を設けることも好ましい。

【００３１】第１発明の挿入体保持部内周面は、挿入体
外周部の凸部に対応する凹部を有する形状に形成され
る。即ち、成形型表面と成形体表面の如き関係である。
但し両者間に僅かな隙間が想定され、かつその隙間が溶
融樹脂の浸入を有効に阻止できれば足りるから、必ずし
も厳密に対応した形状である必要はない。

【００３２】第２発明の挿入体保持部は、挿入体の凸部
を含めた外径（ｄ）に対して、溶融樹脂の噛切りと挿入
体の損傷回避が両立する所定許容範囲内の内径（Ｄ）
で、かつ前記螺旋状凸部の１ピッチよりも幅広く形成さ
れている。上記「許容範囲」をを数値で以て一律に規定
することは困難であるが、敢えて一具体例を挙げれば、
ｄ−０．５ｍｍ≦Ｄ≦ｄ＋０．５ｍｍの範囲である。

【００３３】第１発明と第２発明の同時実施に係る場
合、即ち挿入体保持部内周面が挿入体外周の凸部に対応
する形状で、しかも挿入体保持部の内径（Ｄ）と挿入体
凸部外径（ｄ）が上記の関係に設定されている場合に
は、両発明の相乗効果が得られ、最も好ましい。

【００３４】〔射出される溶融樹脂〕射出される溶融樹
脂の種類や射出条件については何ら限定がない。しか
し、溶融樹脂の噛切りと挿入体の損傷回避の両立に関し
ては溶融樹脂の粘度が大きく影響する。このため、溶融
粘度の高い樹脂材料（例えばガラス短繊維を充填したナ
イロン）を使用したり、溶融粘度の高い条件（比較的低
温での射出）を採用する場合等に、本発明の効果が一層
有効に発現される。

【００３５】〔中ピン〕インサート成形型がパイプ状挿
入体を補強するための内挿用中ピンを含んで構成される
場合、成形後のピン抜きを考慮して、ピン本体より大径
の頭部を備えた中ピンを挿入体先端側より内挿する方式
が好ましく、そのための頭部の収容部分あるいは受座
は、挿入体パイプ孔の偏心を考慮して、頭部に対して径
方向への一定の遊びを以て形成することが好ましい。

【００３６】又、中ピンの頭部をパイプ端面の方向へ付
勢したり、中ピンの頭部におけるパイプ端面への当接面
にパッキンを設けたりして、溶融樹脂のパイプ孔への浸
入を封止することも好ましい。

【００３７】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３８】（実施例１）図３は第１発明及び第３発明
に係るインサート成形型と、これによるインサート成形
方法を示し、上型６と下型７（切断端面で図示する）か
らなるインサート成形型の合せ面に、基端側の挿入体保
持部８と先端側の挿入体保持部９とが開口形成されてい
る。そしてこれらの挿入体保持部８，９に保持された状
態で、外周部に螺旋状の突条１０（螺旋状の実線で図示
する）を備えたパイプ状挿入体１１（ＦＲＰ製ロックボ
ルト）がインサートされている。

【００３９】双方の挿入体保持部８，９の内周面にはそ
れぞれ、図４に拡大して示すように突条１０に対応した
凹条１２が形成されている。図示のように挿入体保持部
８，９と挿入体１１間に隙間があるため挿入体１１は損
傷し難く、しかも隙間がストレートに形成されていない
ため溶融樹脂が浸入し難い。

【００４０】図５は本実施例の変更例における挿入体保
持部の断面を示し、挿入体１１ａが軸方向の突条１０ａ
を有すると共に、挿入体保持部８ａはこれに対応する凹
条１２ａを備えている。

【００４１】一方、先端側の挿入体保持部９において
は、受座１３に頭部１４を収容された中ピン１５が、パ
イプ状挿入体１１に対して先端側より一定の深さまで内
挿され、挿入体１１を補強している。図示のように、前
記受座１３は頭部１４に対して径方向への一定の遊びを
持っている。又、受座１３には頭部１４を挿入体１１方
向へ付勢するバネ１６が設けられ、これによって頭部１
４が挿入体１１のパイプ孔端面に密着するために、パイ
プ孔への溶融樹脂の浸入が防止される。

【００４２】図６は本実施例の変更例における中ピン１
５ａを示し、その頭部１４ａにおけるパイプ端面への当
接面には、溶融樹脂封止用のパッキン１７を設けてい
る。

【００４３】（実施例２）図７は第２発明に係るインサ
ート成形型と、これによるインサート成形方法を示し、
上型と下型からなるインサート成形型１８（切断端面で
図示する）における先端側と基端側の挿入体保持部１９
に保持された状態で、実施例１と同様の螺旋状の突条１
０を備えた挿入体１１がインサートされている。

【００４４】そして双方の挿入体保持部１９の幅Ｌ1 ，
Ｌ2 は、いずれも突条１０の螺旋の１ピッチよりも広く
形成されている。又、挿入体１１の凸条１０を含めた外
径ｄに対し、挿入体保持部１９の内径Ｄは、ｄ−０．５
ｍｍ≦Ｄ≦ｄ＋０．５ｍｍの関係に設定されている。こ
のため、溶融樹脂の噛切りが良好である一方で、挿入体
１１の損傷が起こり難い。

【００４５】図８は本実施例の変更例におけるインサー
ト成形型と、これによるインサート成形方法を示し、上
型と下型からなるインサート成形型１８ａ（切断端面で
図示する）における先端側と基端側の挿入体保持部１９
ａはいずれも型外部へ貫通する状態で形成されている。
そして前記と同様の螺旋状の突条１０を備えた挿入体１
１が、その中間部を双方の挿入体保持部１９ａに保持さ
れた状態でインサートされている。従ってこの場合、挿
入体１１の中間部外周に任意形状の樹脂部材が射出成形
されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術に係るインサート成形方法を示す図で
ある。

【図２】インサート成形方法の公知でない参考例を示す
図である。

【図３】実施例に係るインサート成形型とその使用方法
を示す図である。

【図４】図３の要部拡大図である。

【図５】変更実施例を示す断面図である。

【図６】変更実施例を示す図である。

【図７】実施例に係るインサート成形型とその使用方法
を示す図である。

【図８】実施例に係るインサート成形型とその使用方法
を示す図である。

【符号の説明】

６ 上型 ７ 下型 ８，９，１９，１９ａ 挿入体保持部 １０，１０ａ 突条 １２，１２ａ 凹条 １５，１５ａ 中ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｌ 1:00 (72)発明者 大谷 博己 名古屋市南区南野２丁目93番地 有限会社 村上精機内 (72)発明者 権田 治男 東京都大田区西六郷４丁目11番26号 フド ー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプ状あるいは棒状挿入体の凸部を伴
   う外周部に任意形状の樹脂部材を射出成形するためのイ
   ンサート成形型であって、上下型の合せ面に開口した挿
   入体保持部の内周面が、前記凸部に対応する凹部を有す
   る形状に形成されていることを特徴とするインサート成
   形型。
2. 【請求項２】 パイプ状あるいは棒状挿入体の螺旋状凸
   部を伴う外周部に任意形状の樹脂部材を射出成形するた
   めのインサート成形型であって、上下型の合せ面に開口
   した挿入体保持部の内周面が、前記挿入体の凸部を含め
   た外径に対して、溶融樹脂の噛切りと挿入体の損傷回避
   が両立する所定許容範囲内の内径で、かつ前記螺旋状凸
   部の１ピッチよりも幅広く形成されていることを特徴と
   するインサート成形型。
3. 【請求項３】 前記インサート成形型がパイプ状挿入体
   補強用の中ピンを含んで構成されていることを特徴とす
   る請求項１又は請求項２のいずれかに記載のインサート
   成形型。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の挿入体を同項記載の挿
   入体保持部により、あるいは請求項２に記載の挿入体を
   同項記載の挿入体保持部により、インサート位置に保持
   し、前記挿入体の外周部に任意形状の樹脂部材を射出成
   形することを特徴とするインサート成形方法。
5. 【請求項５】 パイプ状である前記挿入体を、パイプ状
   挿入体補強用の中ピンを内挿した状態で、前記挿入体保
   持部によりインサート位置に保持し、前記挿入体の外周
   部に任意形状の樹脂部材を射出成形することを特徴とす
   る請求項４に記載のインサート成形方法。