(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属パイプの外周を等分に分割した円弧状の保形面が先端に形成された複数の保形支持具を半径方向に進退させ、軸心に配置した円筒状の金属パイプに対して各保形面が外周壁を囲繞する態様で保形支持すると共に、各保形支持具に穿設した挿通孔に穴明けポンチを挿通させ、この穴明けポンチの打抜きによって金属パイプの外周壁には円周方向及び軸線方向へ所定間隔毎に内外を連通する多数の連通孔が穿設され、これら連通孔は穴明けポンチの先端を多角錐形状の錐先にして多角形状の開口に打抜きすると共に、当該打抜き部分を開口縁部から外周壁内側へ花弁状に切り起こして起立片を形成したインサートパイプを造り、金型内に収容したインサートパイプの軸方向から樹脂材料を注入して射出成形を行い、インサートパイプ内に充填された樹脂材料で内形部を、前記連通孔を介して流出した樹脂材料で外形部をそれぞれ成形すると共に、内形部と外形部とは連通孔に充填された樹脂材料を介して相互に連結され、インサートパイプに対して樹脂成形部が前記花弁状の起立片によって、円周方向及び軸方向に係止保持されていることを特徴としたインサートパイプ成形品の製造方法。
【請求項２】
前記インサートパイプ成形品は、内形部としてインサートパイプの内部に設けた軸体の心材部と、外形部としてインサートパイプの外部に螺旋状に突出形成したリードねじ部によるリードスクリューであって、連通孔が螺旋状の軌跡に沿って配置されたインサートパイプを、前記リードねじ部に適合する螺旋状内面を有する金型内に収容し、インサートパイプ内に軸方向から樹脂材料を注入して、インサートパイプの内外に硬化した樹脂材料で心材部とリードねじ部を一体成形する請求項１に記載したインサートパイプ成形品の製造方法。
【請求項３】
前記インサートパイプ成形品は、内形部としてインサートパイプの内部に設けた光ファイバーを挿入する心材部と、外形部としてインサートパイプの外部に突出形成した鍔部による光コネクタ用フェルールであって、連通孔が鍔部に配置されたインサートパイプを金型内に収容すると共に、軸心には心材部に適合する中子を配置させ、インサートパイプ内に軸方向から樹脂材料を注入して、インサートパイプの内外に硬化した樹脂材料による心材部と鍔部を一体成形する請求項１に記載したインサートパイプ成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型内にインサート部材として金属製のインサートパイプを埋設して、射出成形によってインサート成形品を製造するインサートパイプ成型品の製造方法に関するものであり、例えばパイプシャフト、リードスクリュー、カムやギヤを装着した軸棒等の動力伝達用軸体、光コネクタ用フェルール等の技術分野で利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
本件発明者は、インサート部材として金属製のインサートパイプを埋設した動力伝達用軸体に関し、先に特公平５−５２７６５号公報で開示されている「リードスクリュー，パイプシャフト及びその成型方法並びに成型用金型」に付いての提案を行った。
【０００３】
この提案におけるリードスクリューやパイプシャフト等の動力伝達用軸体は、動力伝達用軸体の外形に適合させた金型内に外周に多数の孔部を貫設した金属パイプをインサート部材として埋設し、金属パイプ内に軸方向から樹脂材料を注入すると、樹脂材料は金属パイプ内に充填された後に孔部を介して金属パイプの外周に流出し、これにより金属パイプと樹脂材料で一体成形された所望の外形による動力伝達用軸体が得られる。
【０００４】
インサート部材である金属パイプは、ステンレス等の硬質金属製パイプを用いてその外周に多数の孔部を貫設するが、これら孔部はレーザーなどを用いて穴明け加工を行うと、孔部の周辺に歪みを生じたりスパッタが付着して変形することがあり、その際には金属パイプの外周面に対して研磨などによる煩雑な歪みやスパッタの除去作業を行う必要があり、この研磨によって孔部周辺が肉薄になったりレーザー照射によって焼き鈍し現象が生ずると、孔部周辺が脆弱化してその強度が低下する。
【０００５】
金属パイプを埋設してインサート成形を行うと、その際に金属パイプ内の軸方向の両端部や孔部周辺に体積収縮によるひけ（シンクマーク）を生じ、特に孔部周辺に歪みやスパッタによる変形があると、外周面の寸法精度が重要な例えばリードスクリューなどのインサート成形品に悪影響を与え、孔部周辺が脆弱化していると金属パイプと樹脂材料との一体性が損なわれ、特に軸方向の寸法精度が重要な例えば光コネクタ用フェルールなどのインサート成形品に悪影響を与える。
【０００６】
次に、従来の光コネクタ用フェルールは、例えば特公平５−３６７６２号公報の「光コネクタ及び光コネクタ用フェルールの製造方法」で従来例として開示されている同公報添付図８の光コネクタのように、光ファイバ心線を挿通する大径孔及び光ファイバ裸線（ガラス部）を挿通する微細孔が形成された内径部と、つば部を突出形成した外径部を有する全体をメタルフェルールで構成している。
【０００７】
このメタルフェルールでは、位置決め精度を向上させるために研削加工を施しているので量産性に乏しく且つ安価に提供することができない等の課題を有し、この課題を解決するために同公報による新規なフェルールの製造方法に付いて提案が行われた。
【０００８】
この提案によるフェルールの製造方法では、金型中に配置した金属パイプに、一部被覆を除去して光ファイバ裸線を露出させた光ファイバ心線を挿通した状態でセットし、モールド樹脂成形で二個のフェルールを一括成形体として形成した後に、切断して二分割するものである。
【０００９】
この製造方法によると、一対をなすフェルールを一括成形体として形成した後に切断して二分割するので、同軸度の高い高精度のフェルールを得ることができるが、一括成形体を金属パイプの部分で切断によって分割した後に、切断した金属パイプの端面及び光ファイバ裸線の端面に対して仕上げ加工を行い、光接続面を造る後加工作業が繁雑である難点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その主たる目的は、樹脂材料との一体性を改善した射出成形用インサートパイプを容易且つ安価に製造し、当該インサートパイプを使用してパイプシャフト、リードスクリュー、カムやギヤを装着した軸棒等の動力伝達用軸体、光コネクタ用フェルール等のインサートパイプ成形品を製造することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に用いる射出成形用インサートパイプは、円筒状の金属パイプの外周壁に対して、円周方向及び軸線方向へ所定間隔毎に内外を連通する多数の連通孔を設け、これらの連通孔は多角形状の開口と当該開口縁部から外周壁内側へ花弁状に切り起こした起立片とで形成されている。
【００１２】
本発明のインサートパイプ成型品の製造方法では、前記インサートパイプを用いたことによって、開口縁部から花弁状に切り起こされた各起立片が開口縁部を補強して金属パイプの変形を防止すると共に、インサートパイプ成形品内に埋設された際に当該各起立片が樹脂成形部分との結合を強固にし且つ体積収縮によるひけを防止する為の係止部材として効果的に機能する。
【００１３】
前記インサートパイプの加工方法は、金属パイプの外周を等分に分割した円弧状の保形面が先端に形成された複数の保形支持具を半径方向に進退させ、軸心に配置した円筒状の金属パイプに対して各保形面が外周壁を囲繞する態様で保形支持すると共に、各保形支持具に穿設した挿通孔に穴明けポンチを挿通させ、この穴明けポンチの打抜きによって金属パイプの外周壁には円周方向及び軸線方向へ所定間隔毎に内外を連通する多数の連通孔が穿設され、これら連通孔は穴明けポンチの先端を多角錐形状の錐先にして多角形状の開口に打抜きすると共に、当該打抜き部分を開口縁部から外周壁内側へ花弁状に切り起こして起立片を形成するものである。
【００１４】
前記加工方法によるインサートパイプは、連通孔は保形支持具の縦長方向に沿って穴明けポンチを所定間隔毎に配置することで多数を同時に穿設することができるので、インサートパイプとなる金属パイプを容易且つ安価に製造することが可能であり、特に各穴明けポンチを螺旋状の軌跡に沿って配置するとリードスクリュー用のインサートパイプを容易且つ安価に製造することができる。
【００１５】
また、錐先で穴明けを行う際にパイプ素材の外周壁は保形支持具の保形面による囲繞によって変形が防止され、常に真円を保持した状態で容易且つ正確な穴明け加工を行うことができるので、できあがった金属パイプの精度も良好である。
【００１６】
而も、レーザー加工の場合と違って連通孔の周辺に歪みを生じたりスパッタが付着して変形することがないので、研磨などの煩雑な後加工が不要であると共に、研磨やレーザ照射による焼き鈍しで連通孔の周辺が脆弱化することもなく、必要な強度が確保される。
【００１７】
本発明のインサートパイプ成形品の製造方法では、前記加工方法で造ったインサートパイプを金型内に収容し、インサートパイプの軸方向から樹脂材料を注入して射出成形を行い、インサートパイプ内に充填された樹脂材料で内形部を、前記連通孔を介して流出した樹脂材料で外形部をそれぞれ成形すると共に、内形部と外形部とは連通孔に充填された樹脂材料を介して相互に連結され、インサートパイプに対して樹脂成形部が前記花弁状の起立片によって、円周方向及び軸方向に係止保持されていることを特徴とした。
【００１８】
また、本発明のインサートパイプ成形品の製造方法を、内形部としてインサートパイプの内部に設けた軸体の心材部と、外形部としてインサートパイプの外部に螺旋状に突出形成したリードねじ部によるリードスクリューに適用し、連通孔が螺旋状の軌跡に沿って配置されたインサートパイプを、前記リードねじ部に適合する螺旋状内面を有する金型内に収容し、インサートパイプ内に軸方向から樹脂材料を注入して、インサートパイプの内外に硬化した樹脂材料で心材部とリードねじ部を一体成形する形態を採ることができる。
【００１９】
また、本発明のインサートパイプ成形品の製造方法を、内形部としてインサートパイプの内部に設けた光ファイバーを挿入する心材部と、外形部としてインサートパイプの外部に突出形成した鍔部による光コネクタ用フェルールに適用し、連通孔が鍔部に配置されたインサートパイプを金型内に収容すると共に、軸心には心材部に適合する中子を配置させ、インサートパイプ内に軸方向から樹脂材料を注入して、インサートパイプの内外に硬化した樹脂材料による心材部と鍔部を一体成形する形態を採ることができる。
【００２０】
本発明のインサートパイプ成形品の製造方法によると、インサートパイプとして樹脂材料中に埋設して内形部及び外形部と一体をなす金属パイプの連通孔に対し、花弁状の起立片を設けたことによって当該起立片が開口縁部を補強して金属パイプの変形を防止し、外形部の加工精度を向上させると共に、起立片は内形部に対する係止保持部材として機能し、金属パイプと樹脂材料との結合を強固にし且つ体積収縮によるひけを防止することができる。
【００２１】
特に、リードスクリュー等の動力伝達用軸体のように外形部に特徴があるインサートパイプ成形品に適用した場合にはその外径の同軸精度を高め、光コネクタ用フェルール等のように内形部に特徴があるインサートパイプ成形品に適用した場合にはその内径の同軸精度を高めることができ、多様なインサートパイプ成形品に適用して効果を発揮することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその好適な実施形態に基づいて添付の図面を参照しながら詳しく説明すると、図１で示すように射出成形用インサートパイプとなる金属パイプ１は、例えばステンレス等の金属材によって中空な円筒状に形成され、その外周壁２には円周方向及び軸線方向へ所定間隔毎に内外を連通する多数の連通孔３が穿設され、連通孔３は多角形状の開口４と当該開口４の縁部から外周壁２内側へ花弁状に切り起こした起立片５とで形成されている。
【００２３】
図示の形態では、連通孔３は外周壁２の円周方向に対して１２０度間隔で３個所に配置され、各連通孔３を形成する多角形状の開口４は正方形孔であって、開口４内から三角形状に切り起こした各起立片５は４枚の花弁状に突出されているが、この連通孔３は用途その他所望に応じて適宜な変形を採ることができる。
【００２４】
例えば、連通孔３を外周壁２の円周方向に対して１２０度間隔で対向する２個所に配置したり、９０度間隔で４個所或いはそれ以上密に配置する形態もあり、特にリードスクリーのインサート部材として用いる場合には外周壁２に対して螺旋状の軌跡に沿って配置することが望ましく、開口４は三角形孔や五角形以上の多角形孔にする形態もあり、起立片５は開口４が三角形孔の場合には３枚で五角形孔の場合には５枚が花弁状に切り起こされることになる。
【００２５】
前記した金属パイプ１は、開口４の縁部から花弁状に切り起こされた各起立片５が開口４の縁部を補強して金属パイプ１の変形を防止すると共に、インサートパイプとしてインサートパイプ成形品内に埋設された際には、当該各起立片５は樹脂成形部分との結合を強固にし且つ体積収縮によるひけを防止する為の係止部材として効果的に機能する。
【００２６】
金属パイプ１を加工する方法について図２〜６に基づいて説明すると、所望の長さに切断した円筒状のパイプ素材６を、図２で示すようにプレス装置の軸心Ｃ上に配置して上下端部を係脱可能な適宜な支持具（図示せず）で支持させ、このパイプ素材６の外周囲には当該パイプ素材６の外周を保形状態で支持する複数に分割された保形支持具７（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）と、この保形支持具７を貫通してパイプ素材６に所望の穴明け加工を施す穴明けポンチ８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）とが、半径方向へ進退可能な態様で配置される。
【００２７】
保形支持具７は、パイプ素材６の外周を等分に分割した（図示の形態では３分割）円弧状の保形面９（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）が先端に形成され、後端側には例えば流体圧シリンダなどの直進往復運動機構（図示せず）を装着して半径方向へ前進又は後退できるようにし、前進した際には円弧状の保形面９Ａ，９Ｂ，９Ｃがパイプ素材６の外周を囲繞して穴明け加工時にパイプ素材６が変形しないように保形した状態で支持する。
【００２８】
穴明けポンチ８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）は、先端に多角錐形状の錐先１０を設けた円形又は多角形の棒状体又は筒状体で形成され、各穴明けポンチ８は保形支持具７（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）に穿設された挿通孔１１に沿って半径方向へ前進又は後退できるようにし、その進退動作は流体圧シリンダを含む公知の直進往復運動機構に連動させて行うことができる。
【００２９】
金属パイプ１を加工する方法を工程順に説明すると、上下端部を支持して軸心Ｃ上に配置したパイプ素材６に対して、図２の第一工程の状態から保形支持具７（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）を軸心Ｃ側へ前進させ、図３の第二工程のように保形面９（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）でパイプ素材６の外周を囲繞させた後に、穴明けポンチ８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）を軸心Ｃ側へ前進させることにより、多角錐形状の錐先１０で図４の第三工程のようにパイプ素材６の外周壁を貫通させる。
【００３０】
次いで、図５の第四工程のように穴明けポンチ８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）を軸心Ｃ側から後退させた後に、図６の第五工程のように保形支持具７（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）を軸心Ｃ側から後退させると、パイプ素材６の外周壁に連通孔３が穿設された金属パイプ１が形成されるが、この金属パイプ１の連通孔３は錐先１０によって多角形状の穿孔が順次拡径されると共に、切り裂かれた板面は開口縁部から花弁状に切り起こされるので、最終的には図１のように多角形状の開口４と当該開口縁部から外周壁内側へ起立する起立片５を備えた連通孔３となる。
【００３１】
前記した連通孔３は、保形支持具７の縦長方向に沿って穴明けポンチ８を所定間隔毎に配置することで多数を同時に穿設することができるので、インサートパイプとなる金属パイプ１を容易且つ安価に製造することが可能であり、特に各穴明けポンチ８を螺旋状の軌跡に沿って配置すると後述するリードスクリュー用のインサートパイプを容易且つ安価に製造することができる。
【００３２】
また、前記した製造方法では錐先１０による押圧力を受けたパイプ素材６の外周壁は、保形支持具７の保形面９による囲繞によって変形使用としても逃げ場がないので、変形することなく常に真円を保持した状態で容易且つ正確な穴明け加工を行うことができ、できあがった金属パイプ１の精度も良好である。
【００３３】
更に、このプレス加工された金属パイプ１は、レーザー加工の場合と違って連通孔３の周辺に歪みを生じたりスパッタが付着して変形することがないので、研磨などの煩雑な後加工が不要であると共に、研磨やレーザ照射による焼き鈍しで連通孔３の周辺が脆弱化することもなく、必要な強度が確保される。
【００３４】
次に、前記した金属パイプ１をインサートパイプとしたインサートパイプ成形品に付いて説明すると、例えば図７で示すパイプシャフト１２の場合には、開口４と起立片５を備えた連通孔３が整列状態で配置された金属パイプ１を、当該金属パイプ１の外周より大径の円筒状内面を有する金型内に収容し、金属パイプ１内に軸方向から樹脂材料を注入すると、樹脂材料は金属パイプ１内に充填された後に連通孔３を介して金属パイプ１の外周にも流出し、これにより金属パイプ１の内外に硬化した樹脂材料による心材部１３と被覆部１４が一体成形されたパイプシャフト１２が得られる。
【００３５】
また、図８で示すリードスクリュー１５の場合には、開口４と起立片５を備えた連通孔３が螺旋状の軌跡に沿って配置された金属パイプ１を、当該金属パイプ１の外周より大径の螺旋状内面を有する金型内に収容し、金属パイプ１内に軸方向から樹脂材料を注入すると、樹脂材料は金属パイプ１内に充填された後に連通孔３を介して金属パイプ１の外周にも流出し、これにより金属パイプ１の内外に硬化した樹脂材料による心材部１６とリードねじ部１７が一体成形されたリードスクリュー１５が得られる。
【００３６】
前記したパイプシャフト１２やリードスクリュー１５などの動力伝達用軸体では、インサートパイプとして樹脂材料中に埋設して心材部１３，１６等の内形部及び被覆部１４やリードねじ部１７等の外形部と一体をなす金属パイプ１の連通孔３に対し、花弁状の起立片５を設けたことによって当該起立片５が開口４の縁部を補強して金属パイプ１の変形を防止し、被覆部１４やリードねじ部１７等の外形部の加工精度を向上させると共に、起立片５は心材部１３，１６等の内形部に対する係止保持部材として機能し、金属パイプ１と樹脂材料との結合を強固にし且つ体積収縮によるひけを防止することができる。
【００３７】
前記した金属パイプ１をインサートパイプとした光コネクタ用フェルールに付いて図９〜１１で説明すると、このフェルール１８は金属パイプ１の内形部として、光ファイバー芯線が挿通される大径通孔１９と、光ファイバー芯線の先端側被覆を除去した裸線が挿通される微細径通孔２０と、当該通孔１９，２０間を連通させるテーパ孔２１を形成する心材部２２を有し、金属パイプ１の外形部として鍔部２３が突出形成されている。
【００３８】
金属パイプ１は、動力伝達用軸体に使用するインサートパイプの場合と同様に開口４と起立片５を備えた連通孔３が、外周壁２の内外を連通する態様で円周方向及び軸線方向へ所定間隔毎に穿設され、これらの連通孔３を介して内形部にある心材部２２と外形部にある鍔部２３は連結されている。
【００３９】
このフェルール１８を製造する際には、外形部に適合する金型内に金属パイプ１を収容させると共に、当該金属パイプ１内の軸心には大径通孔１９と微細径通孔２０及びテーパ孔２１に適合する中子を配置させ、金属パイプ１内に軸方向から樹脂材料を注入すると、樹脂材料は金属パイプ１内に充填された後に連通孔３を介して金属パイプ１の外周にも流出し、これにより金属パイプ１の内外に硬化した樹脂材料による心材部２２と鍔部２３が一体成形される。
【００４０】
前記したフェルール１８では、開口４の縁部に花弁状の起立片５を設けたことによって、当該起立片５が開口４の縁部を補強して金属パイプ１の変形を防止すると共に、内形部を形成する心材部２２の樹脂材料中に埋設されて金属パイプ１との結合を強固にし且つ体積収縮によるひけを防止することができ、各孔１９，２０，２１を介して軸心に挿通される光ファイバーの同軸精度も向上する。
【００４１】
またフェルール１８は、切削加工による従来のメタルフェルールに比べて安価で且つ量産に適することは勿論、前記した従来の樹脂成形のフェルールに比べても、成形後に２分割したり端面の仕上げ加工を行う等の煩雑な後加工を行う必要がないので、安価に量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインサートパイプ成型品の製造方法に用いるインサートパイプの実施形態である金属パイプ１の要部拡大斜視図である。
【図２】本発明のインサートパイプ成型品の製造方法に用いるインサートパイプの製造方法を模式的に示す第一工程図である。
【図３】本発明のインサートパイプ成型品の製造方法に用いるインサートパイプの製造方法を模式的に示す第二工程図である。
【図４】本発明によるインサートパイプの製造方法を模式的に示す第三工程図である。
【図５】本発明のインサートパイプ成型品の製造方法に用いるインサートパイプの製造方法を模式的に示す第四工程図である。
【図６】本発明のインサートパイプ成型品の製造方法に用いるインサートパイプの製造方法を模式的に示す第五工程図である。
【図７】本発明のインサートパイプ成型品の製造方法に用いるインサートパイプの実施形態の一つであるパイプシャフトの平面図及び要部拡大断面図を示す。
【図８】本発明のインサートパイプ成型品の製造方法を適用したインサートパイプ成形品の実施形態の一つであるリードスクリューの平面図及び要部拡大断面図を示す。
【図９】本発明のインサートパイプ成型品の製造方法を適用したインサートパイプ成形品の実施形態の一つである光コネクタ用フェルールの一部を破断面にした平面図を示す。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】図９のｉ−ｉ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１  金属パイプ（インサートパイプ）
２  外周壁
３  連通孔
４  開口
５  起立片
６  パイプ素材
７  保形支持具
８  穴明けポンチ
９  保形面
１０  錐先
１１  挿通孔
１２  パイプシャフト
１３，１６，２２  心材部
１４  被覆部
１５  リードスクリュー
１７  リードねじ部
１８  フェルール
１９  大径通孔
２０  細径通孔
２１  テーパ孔
２３  鍔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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