JPH1158440A - 射出成形装置および射出成形品並びにその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インサート部材を内包して成形することの容
易化。 【解決手段】 一方の金型８と他方の金型９，１０との
間に形成されるキャビティ２５にインサート部材２６を
配設し、キャビティ２５に溶融した合成樹脂を充填して
成形する。インサート部材２６をキャビティ２５内で支
持すると共にキャビティ２５へ向けて型締方向に前進お
よび後退自在な支持部３２を配設し、支持部３２がキャ
ビティ２５へ突出した状態でキャビティ２５に合成樹脂
を充填して成形した後に、支持部３２を後退させて支持
部３２とインサート部材２６との間に合成樹脂を充填し
て成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、インサー
ト部材を内包する際に用いて好適な射出成形装置および
射出成形品並びにその成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、合成樹脂部材と金属等の
異材質部材とを接合する手段としては、金型内に上記異
材質部材であるインサート部材をセットして射出成形を
行う、いわゆるインサート成形が広く行われている。こ
の種のインサート成形としては、一般に、型締・型開が
上下方向に行われる竪型式射出成形機と、この成形機の
上盤に取り付けられた上型および下盤に取り付けられた
下型からなる金型と、下型のキャビティにセットされる
インサート部材とを用いて行われている。

【０００３】これらを用いてのインサート成形は、まず
下型の所定位置にインサート部材を載置してセットし、
次に上下方向に移動自在な上盤が下方に移動することに
よって、上型と下型とが型締される。そして、上型に設
けられたゲートから溶融状態の合成樹脂をキャビティ内
に射出して充填した後に、冷却、離型工程を経て、合成
樹脂部材とインサート部材とが一体的に接合された射出
成形品を得ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の射出成形方法および射出成形品には、以
下のような問題が存在する。インサート部材は、金型の
キャビティにセットした際に、このキャビティに当接し
て支持される。この当接部には、射出された合成樹脂が
充填されないため、成形品としてはインサート部材が直
接、または開口する孔によって外部に露出するものであ
った。

【０００５】そのため、例えば、図６に示すような部材
１、即ち、インサート部材としての基板２と、この基板
２を内包する合成樹脂部材３とからなり、基板２の防水
性、耐衝撃性および耐腐食性を向上させた部材１を射出
成形で得ることは容易ではなかった。

【０００６】一方、このような部材１を得る方法として
は、例えば、合成樹脂部材構成体３ａ，３ｂからなる二
つ割り構造を有し、接合面４で接合される合成樹脂部材
３を予め製造しておき、その内部に、基板２を配設した
後に接合面４を接着または溶着して組み立てるようなこ
とが考えられるが、この場合、部品数が増加することに
よるコストアップや接着、溶着作業による生産効率の低
下等の不都合が発生してしまう。

【０００７】また、部材１に関しては、接着剤との接触
による劣化や、組立の際に基板２と合成樹脂部材３との
間に生じる隙間により、基板２が合成樹部材３に対して
固定されず、部材１を搬送したときに基板２が合成樹脂
部材３にぶつかってしまう等の不具合が想定されるた
め、射出成形の代替としてこの方法を採用するには到っ
ていなかった。

【０００８】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、インサート部材を内包して成形することが
容易な射出成形装置および射出成形品並びにその成形方
法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下の構成を採用している。請求項１記
載の射出成形方法は、一方の金型と他方の金型との間に
形成されるキャビティにインサート部材を配設し、該キ
ャビティに溶融した合成樹脂を充填して成形する射出成
形方法において、前記インサート部材を前記キャビティ
内で支持すると共に該キャビティへ向けて型締方向に前
進および後退自在な支持部を配設し、該支持部が前記キ
ャビティへ突出した状態で該キャビティに前記合成樹脂
を充填して成形した後に、該支持部を後退させて該支持
部と前記インサート部材との間に前記合成樹脂を充填し
て成形することを特徴とするものである。

【００１０】従って、本発明の射出成形方法によれば、
一方の金型と第一の他方の金型とが形成するキャビティ
に溶融した合成樹脂を充填して成形することができる。
このとき、支持部を前進させてキャビティ内に突出させ
ることにより、支持部材に支持されるインサート部材
を、一方の金型または他方の金型の少なくともどちらか
一方と離間させた状態で合成樹脂を充填させることがで
きる。次に、支持部を後退させると、支持部がインサー
ト部材を支持していた所に空間が形成される。そして、
この空間、即ち、支持部とインサート部材との間に合成
樹脂を射出して充填させることができる。

【００１１】請求項２記載の射出成形装置は、一方の金
型と他方の金型との間に形成されるキャビティにインサ
ート部材が配設された射出成形装置において、前記イン
サート部材を前記キャビティ内で支持すると共に該キャ
ビティへ向けて型締方向に前進および後退自在な支持部
と、前記一方および他方の金型の開閉動作に連動して前
記支持部を前記方向に前進および後退させる連動機構と
を備えるを特徴とするものである。

【００１２】従って、本発明の射出成形装置によれば、
一方の金型および他方の金型の開閉動作に連動する連動
機構により、キャビティ内でインサート部材を支持する
支持部を、キャビティへ向けて型締方向に前進および後
退させることができる。

【００１３】請求項３記載の射出成形品は、インサート
部材と、該インサート部材を内包する合成樹脂部材とを
備え、該合成樹脂部材は、第一の充填部材により形成さ
れた第一の領域と、第二の充填部材により形成された第
二の領域とに分断され、前記第一の領域の輪郭に、前記
第二の領域と連設する前記第二の充填部材により凹部ま
たは突部が形成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１４】従って、本発明の射出成形品によれば、第
一の充填部材により第一の領域を形成する際に、例え
ば、第一の領域と第二の領域を連通する部材を配設し
て、この部分に第一の充填部材を充填させないようにし
ておき、第二の領域に第二の充填部材を充填させる際
に、この部材を後退させることにより、第一の領域の輪
郭に第二の充填部材からなる凹部または突部を形成する
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の射出成形方法およ
び射出成形品の実施の形態を、図１ないし図５を参照し
て説明する。ここでは、例えば、型締方向を上下方向と
する場合の例を用いて説明する。図１において、符号５
０は、射出成形装置である。射出成形装置５０は、射出
成形金型５と、該射出成形金型５に配設された連動機構
３３とを備えた構成とされている。

【００１６】射出成形金型５は、竪型成形機の下盤６
と、該下盤６に対向配置された上盤７との間に配設され
たものであって、下盤６に固定された下型（一方の金
型）８と、上盤７に固定された第一の上型（他方の金
型）９および図２に示すように、第二の上型（他方の金
型）１０から構成されている。この下盤６は、型締方向
を軸線とする軸線回りに回転可能とされており、上盤７
は、上下方向に移動自在、かつ複数種類の合成樹脂を射
出可能とされるものである。

【００１７】下型８は、該下型８と第一の上型９および
第二の上型１０とが接合されるパーティング面１１から
順に、型板１２と、突出空間１３を隔てて配置される一
対のスペーサブロック１４と、下盤６に取付ネジ（図示
せず）によって取り付けられる取付板１５と、突出空間
１３に配置され上下方向に移動自在な突出保持板１６お
よび突出板１７から構成されており、これら型板１２、
スペーサブロック１４、取付板１５は、取付ネジ（図示
せず）によって一体的に固定されている。また、突出保
持板１６と突出板１７との間には、突出ピン１８が配設
されている。

【００１８】第一の上型９は、パーティング面１１から
順に、型板１９と、ランナー突出板２０と、上盤７に取
付ネジ（図示せず）によって取り付けられる取付板２１
とから構成されている。第二の上型１０は、パーティン
グ面１１から順に、型板２２と、ランナー突出板２３
と、上盤７に取付ネジ（図示せず）によって取り付けら
れる取付板２４とから構成されている。

【００１９】図３に示すように、型板１２，１９間に
は、第一のキャビティ（キャビティ）２５が形成されて
おり、この第一のキャビティ２５にはインサート部材２
６が配設されている。型板１９には、パーティング面１
１から突出する突部２７が形成されており、突部２７に
は第一のキャビティ２５に臨ませてインサート部材２６
が該突部２７と面一に嵌合する凹部２８が形成されてい
る。

【００２０】また、型板１９には、凹部２８に開口する
吸引路２９および第一のキャビティ２５に臨ませてピン
ポイントゲート３０が形成されている。吸引路２９は、
インサート部材２６が凹部２８に嵌合したときに、イン
サート部材２６と型板１９との間の空気を負圧吸引源
（図示せず）によって負圧吸引する際の流路となるもの
である。

【００２１】一方、型板１２には、第一のキャビティ２
５に臨ませて複数の支持孔３１が型締方向に向けて形成
されており、この支持孔３１には、それぞれ支持ピン
（支持部）３２の一端側が型締方向に移動自在に嵌合し
て配置されている。また、図１に示すように、下型８に
は、支持ピン３２を射出成形金型５の開閉動作に連動さ
せて定位置に位置決めする連動機構３３が設けられてい
る。

【００２２】連動機構３３は、位置決めピン３４と、位
置決めピン３５と、該位置決めピン３５の他端側および
支持ピン３２の他端側を移動不能に保持する保持部３６
と、揺動部３７とを備えた構成とされている。

【００２３】位置決めピン３４，３５は、その一端側が
型板１２に型締方向に向けて形成された貫通孔３８，３
９に、それぞれ型締方向に移動自在に嵌合しており、位
置決めピン３４の他端側は揺動部３７の一端部４０に支
持されている。また、保持部３６の型締方向他端側は、
揺動部３７の他端部４１に支持されている。

【００２４】揺動部３７の中間部４２には、型締方向と
直交する方向に軸線を有して、スペーサブロック１４に
固定された揺動軸４３が配設されており、揺動部３７は
この揺動軸４３の軸線回りに揺動自在とされている。ま
た、位置決めピン３４は、下型８と第一の上型９とが型
締されたときに、その一端側が型板１９に当接すること
によりパーティング面１１と面一になり、揺動部３７お
よび保持部３６を介して、図３に示すように、支持ピン
３２の一端側がインサート部材２６を型板１２と離間さ
せるように支持する、かつ、型板１９の突部２７に当接
する位置Ａに位置するように、その長さが設定されてい
る。

【００２５】位置決めピン３５は、支持ピン３２の一端
側が位置Ａに位置したときに、その一端側が型板１２か
ら突出するようにその長さが設定されており、型板１９
には位置決めピン３５に対応する位置に、該型板１９と
位置決めピン３５とが当接しないように逃げ孔４４が形
成されている。

【００２６】また、図２に示すように、位置決めピン３
５は、下型８と第二の上型１０とが型締されたときに、
その一端側が型板２２に当接して保持部３６を介して、
図４に示すように、支持ピン３２の一端側を位置Ａに対
して型板１２側の位置Ｂに位置させるように、その長さ
が設定されている。

【００２７】そして、型板２２には、支持ピン３２の一
端側が位置Ｂに位置したときに、保持部３６および揺動
部３７を介して、その一端側が型板１２から突出した位
置決めピン３４と型板２２とが当接しないように、位置
決めピン３４に対応する位置に逃げ孔４７が形成されて
いる。

【００２８】一方、第二の上型１０の型板２２と、下型
８の型板１２との間には、第二のキャビティ（キャビテ
ィ）４５が形成されており、型板２２には第二のキャビ
ティ４５に連通するサイドゲート４６が形成されてい
る。また、この第二のキャビティ４５は、インサート部
材２６と型板２２とを離間させるように、かつ位置Ａに
臨むように形成されている。

【００２９】上記の構成の射出成形装置５０を用いて、
射出成形を行う動作について以下に説明する。まず、支
持ピン３２上の所定位置にロボット等によりインサート
部材２６をセットする。次に、図１に示すように、下盤
６に固定された下型８に向けて上盤７が下方向に移動す
ることにより、上盤７に固定された第一の上型９と下型
８とが型締される。

【００３０】これにより、型板１２から突出していた位
置決めピン３４は、第一の上型９の型板１９に当接する
ことにより、その他端側である下方に移動してその一端
側がパーティング面１１と面一となるように位置する。
位置決めピン３４の下方への移動により、揺動部３７の
一端部４０に下方へ移動する力が加わる。

【００３１】このとき、揺動部３７の中間部４２には、
型締方向と直交する方向に軸線を有する揺動軸４３が配
設されており、揺動部３７はこの揺動軸４３の軸線回り
に揺動自在とされているため、一端部４０に下方へ移動
する力が加わった揺動部３７は、揺動軸４３の軸線回り
（図１中、反時計回り）に揺動して、その他端部４１に
上方へ移動する力が働く。

【００３２】これにより、他端部４１に支持されている
保持部３６と共に、保持部３６に他端側が移動不能に保
持されている位置決めピン３５および支持ピン３２が上
方へ、即ち、支持ピン３２は第一のキャビティ２５へ向
けて前進する。そして、図３に示すように、支持ピン３
２に支持されるインサート部材２６が、型板１９の凹部
２８に嵌合すると共に、支持ピン３２が型板１９の突部
２７に当接する位置Ａに位置決めされる。

【００３３】このとき、インサート部材２６は、凹部２
８に開口する吸引路２９を通じて、負圧吸引源から負圧
吸引されるため、凹部２８への嵌合は支障なく行われ
る。なお、このとき、位置決めピン３５の一端側が型板
１２から突出するが、型板１９には逃げ孔４４が形成さ
れているため、型板１９と当接することはない。また、
第一の上型９と下型８との型締により、型板１２，１９
間には、インサート部材２６と型板１２とが離間した状
態の第一のキャビティ２５が形成されている。

【００３４】この後、ピンポイントゲート３０から、溶
融状態の第一の合成樹脂（第一の充填部材）を第一のキ
ャビティ２５に射出して所定の冷却時間を与えて固化さ
せる。このとき、インサート部材２６は、支持ピン３２
に支持されて型板１２と離間しているため、射出された
第一の合成樹脂は支持ピン３２を除いて、これらインサ
ート部材２６と型板１２との間に充填される。また、第
一の合成樹脂とインサート部材２６とは、一体的に接合
された状態で成形される。

【００３５】そして、負圧吸引源からの負圧吸引が停止
して型開工程に移行すると、まず、第一のキャビティ２
５で固化された第一の合成樹脂とピンポイントゲート３
０とが切断された後に、型板１２と型板１９とが離間す
る。このとき、型板１９の離型抵抗よりも型板１２の離
型抵抗が大きいため、固化された第一の合成樹脂はイン
サート部材２６と共に型板１２に係合して残される。

【００３６】次に、下型８が下盤６と共に型締方向を軸
線とする軸線回りに回転して、第二の上型１０に対向す
る位置で停止する。そして、図２に示すように、下型８
に向けて上盤７が下方向に移動することにより、上盤７
に固定された第二の上型１０と下型８とが型締される。

【００３７】このとき、型板１２から突出していた位置
決めピン３５は、第二の上型１０の型板２２に当接する
ことにより、その他端側である下方に移動してその一端
側がパーティング面１１と面一となるように位置する。
これにより、保持部３６および保持部３６に他端側を保
持されている支持ピン３２も下方に後退して、図４に示
すように、支持ピン３２は位置Ｂに位置決めされる。

【００３８】このとき、固化した第一の合成樹脂は型板
１２に係合しており、支持ピン３２は型板１２に対して
相対的に下方へ移動するため、固化された第一の合成樹
脂には一端が位置Ａ、他端が位置Ｂに位置する孔部４８
が形成される。なお、このとき、位置決めピン３４の一
端側が型板１２から突出するが、型板２２には逃げ孔４
７が形成されているため、型板２２と当接することはな
い。

【００３９】一方、第二の上型１０と下型８との型締に
より、型板１２，２２間には、インサート部材２６と型
板２２とが離間した状態の第二のキャビティ４５が形成
されている。この後、サイドゲート４６から、溶融状態
の第二の合成樹脂（第二の充填部材）を第二のキャビテ
ィ４５に射出して所定の冷却時間を与えて固化させる。

【００４０】このとき、第二のキャビティ４５は位置Ａ
に臨むように形成されており、孔部４８は一端側が位置
Ａに位置しているため、図５に示すように、サイドゲー
ト４６から第二のキャビティ４５へ射出された第二の合
成樹脂は、位置Ａを通過して孔部４８内へも充填され
る。

【００４１】また、第二のキャビティ４５は、インサー
ト部材２６と型板２２とを離間させるように形成されて
いるため、これらインサート部材２６と型板２２との間
は第二の合成樹脂で充填される。かくして、インサート
部材２６を内包すると共に、第一のキャビティ２５に第
一の合成樹脂を充填して成形される第一の領域５１と、
第二のキャビティ４５に第二の合成樹脂を充填して成形
される第二の領域５２とに分断された合成樹脂部材４９
が成形される。この合成樹脂部材４９には、第一の領域
５１の輪郭に、第二の領域５２と連設する第二の合成樹
脂により凹部５３が形成される。

【００４２】そして、突出保持板１６および突出板１７
を射出方向一端側へ移動させることにより、突出ピン１
８が合成樹脂部材４９を型板１２から離型させて、図６
に示すように、インサート部材２６と該インサート部材
２６を内包する合成樹脂部材４９からなる射出成形品１
が得られる。

【００４３】本実施の形態の射出成形方法および射出成
形品によれば、生産効率の高い射出成形によって、イン
サート部材が外部に露出することなく、合成樹脂部材に
内包された射出成形品を得ることができる。また、支持
ピンを位置決めする連動機構が金型の開閉だけで作動す
るため、例えば、油圧シリンダーおよび位置センサを用
いるような複雑な構造を採ることなく、簡単な、かつ安
価な構成で済む。さらに、射出成形機も、例えば、汎用
の２色成形機を使用できるため、別途、特別な成形機を
調達する必要もない。

【００４４】なお、上記実施の形態において、型締方向
を上下方向とする構成としたが、これに限られることな
く、例えば、型締方向を水平方向とする横型式の射出成
形機を用いてもよい。この場合、支持ピンまたはインサ
ート部材に落下防止手段を設けることにより円滑な成形
が可能になる。

【００４５】また、位置Ａにて支持ピン３２の一端側が
型板１９の突部２７に当接する構成としたが、支持ピン
３２と突部２７との間に溶融した合成樹脂が充填しない
隙間であれば、当接することなく、例えば、０．０５ｍ
ｍ程度に近接するような構成であってもよい。逆に、逃
げ孔４７を形成することにより、位置決めピン３４が第
二の上型１０の型板２２に当接しないような構成とした
が、第二の合成樹脂の射出時に支持ピン３２が受ける射
出圧を受けるために型板２２に当接するような構成であ
ってもよい。

【００４６】さらに、連動機構３３を、揺動部３７を用
いる構成としたが、例えば、一端側が保持部３６に保持
されて、他端側が突出保持板１６、突出板１７、取付板
１５および下盤６を貫通して、下盤６の回転に追従しな
い基盤の上面に当接する支持軸を配設し、基盤の支持軸
が当接する所定位置に凹部を設ける構成として、下型８
が第一の上型９とにより成形を行うときは、支持軸が基
盤の上面に当接することにより支持ピン３２が位置Ａに
位置して、下型８が第二の上型１０とにより成形を行う
ときは、支持軸が基盤の凹部に当接することにより支持
ピン３２が位置Ｂに位置するようなものであってもよ
い。

【００４７】さらに、合成樹脂を二種類用いる構成とし
たが、例えば、ポリカーボネイトのように、透明な合成
樹脂のみを用いて、インサート部材として予め印刷が施
されたものを用いて、電話機のボタンを成形すると、何
度ボタンを押しても印刷が剥がれることのないボタンを
得ることができる。そして、合成樹脂部材４９に凹部５
３が形成されるような構成としたが、第一の領域５１か
ら第二の合成樹脂が突出して突部が形成される構成であ
ってもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る射
出成形方法によれば、インサート部材を支持する支持部
をキャビティに突出させた状態で成形した後に、支持部
を後退させて、インサート部材と支持部との間に合成樹
脂を充填して成形する構成となっている。これにより、
生産効率の高い射出成形によって、インサート部材が外
部に露出しない射出成形品を容易に、かつ安価に得るこ
とができるという優れた効果を奏するものである。

【００４９】請求項２に係る射出成形装置によれば、一
方および他方の金型の開閉動作に連動して、支持部を型
締方向に前進および後退させる連動機構を備える構成と
なっている。これにより、複雑な構造を有することな
く、簡単な、かつ安価な構成の射出成形装置を得られる
という優れた効果を奏する。

【００５０】請求項３に係る射出成形品によれば、イン
サート部材と、これを内包する合成樹脂部材とを備えて
おり、合成樹脂部材は第一、第二の充填部材によって第
一、第二の領域に分断され、第一の領域の輪郭に、第二
の充填部材により凹部または突部が形成される構成とな
っている。これにより、インサート部材を内包する射出
成形品を容易に製造して、かつ安価に得ることができる
という優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態を示す図であって、連動
機構が配設された下型と第一の上型とが型締されている
断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態を示す図であって、下型
と第二の上型とが型締されている断面図である。

【図３】 図１における要部の断面図である。

【図４】 図２における要部の断面図である。

【図５】 本発明の実施の形態を示す図であって、イン
サート部材を内包する合成樹脂部材が成形される断面図
である。

【図６】 本発明の射出成形方法によって成形される射
出成形品の断面図である。

【符号の説明】

１ 射出成形品 ８ 下型（一方の金型） ９ 第一の上型（他方の金型） １０ 第二の上型（他方の金型） ２５ 第一のキャビティ（キャビティ） ２６ インサート部材 ３２ 支持ピン（支持部） ３３ 連動機構 ４５ 第二のキャビティ（キャビティ） ４９ 合成樹脂部材 ５０ 射出成形装置 ５１ 第一の領域 ５２ 第二の領域 ５３ 凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の金型と他方の金型との間に形成さ
   れるキャビティにインサート部材を配設し、該キャビテ
   ィに溶融した合成樹脂を充填して成形する射出成形方法
   において、 前記インサート部材を前記キャビティ内で支持すると共
   に該キャビティへ向けて型締方向に前進および後退自在
   な支持部を配設し、 該支持部が前記キャビティへ突出した状態で該キャビテ
   ィに前記合成樹脂を充填して成形した後に、 該支持部を後退させて該支持部と前記インサート部材と
   の間に前記合成樹脂を充填して成形することを特徴とす
   る射出成形方法。
2. 【請求項２】 一方の金型と他方の金型との間に形成さ
   れるキャビティにインサート部材が配設された射出成形
   装置において、 前記インサート部材を前記キャビティ内で支持すると共
   に該キャビティへ向けて型締方向に前進および後退自在
   な支持部と、 前記一方および他方の金型の開閉動作に連動して前記支
   持部を前記方向に前進および後退させる連動機構とを備
   えることを特徴とする射出成形装置。
3. 【請求項３】 インサート部材と、 該インサート部材を内包する合成樹脂部材とを備え、 該合成樹脂部材は、第一の充填部材により形成された第
   一の領域と、 第二の充填部材により形成された第二の領域とに分断さ
   れ、 前記第一の領域の輪郭に、前記第二の領域と連設する前
   記第二の充填部材により凹部または突部が形成されてい
   ることを特徴とする射出成形品。