(57)【要約】【課題】中空状の一次成形品に変形や潰れが発生することのないインサート成形用金型及びインサート成形方法を提供する。【解決手段】上型１２及び下型１１のキャビティ５０内に中空状の一次成形品４５を収容し、このキャビティ５０内に溶融樹脂４６を注入して固化させることにより、前記一次成形品４５の周りを溶融樹脂４６によって鋳包むように構成した中空部品のインサート成形用金型であって、前記上型１２に、上下動可能な上型用ピン２４と、該上型用ピン２４を下方に向けて付勢させる突出し用スプリング３０とを配設する一方、前記下型１１に、上下動可能な下型用ピン４４と、該下型用ピン４４を上方に向けて付勢させるスプリング３０とを配設している。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型（１２，５３）と下型（１１，５１）とを備え、これらの上型（１２，５３）及び下型（１１，５１）のキャビティ（５０）に中空状の一次成形品（４５）を収容し、このキャビティ（５０）内に溶融樹脂（４６）を充填して固化させることにより、前記一次成形品（４５）の周りを合成樹脂によって鋳包むように構成した中空部品のインサート成形用金型であって、
前記上型（１２，５３）に、上下動可能な上型用ピン状部材（２４）と、該上型用ピン状部材（２４）を下方に向けて付勢させる上型用付勢手段（３０）とを配設する一方、前記下型（１１，５１）に、上下動可能な下型用ピン状部材（４４）と、該下型用ピン状部材（４４）を上方に向けて付勢させる下型用付勢手段（３０）とを配設し、
前記上型（１２，５３）と下型（１１，５１）を開成したときに前記上型用ピン状部材（２４）及び下型用ピン状部材（４４）がそれぞれ付勢手段（３０，３０）によって突出し、前記上型（１２，５３）と下型（１１，５１）を閉成したときに前記上型用ピン状部材（２４）及び下型用ピン状部材（４４）が引き込まれるように構成したことを特徴とする中空部品のインサート成形用金型。
【請求項２】
前記上型用付勢手段（３０）及び下型用付勢手段（３０）は、それぞれスプリング（３０）であることを特徴とする請求項１に記載の中空部品のインサート成形用金型。
【請求項３】
前記上型用付勢手段（３０）及び下型用付勢手段（３０）は、それぞれ空圧シリンダであることを特徴とする請求項１に記載の中空部品のインサート成形用金型。
【請求項４】
前記上型用付勢手段（３０）及び下型用付勢手段（３０）は、それぞれ油圧シリンダであることを特徴とする請求項１に記載の中空部品のインサート成形用金型。
【請求項５】
前記上型（５３）及び下型（５１）の双方に、金型のキャビティ（５０）に連通する射出手段（１６，５６）を配設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の中空部品のインサート成形用金型。
【請求項６】
上型（１２，５３）及び下型（１１，５１）からなる金型を開くステップと、中空状の一次成形品（４５）を、前記下型（１１，５１）の凹部底面（４８）から浮かせた状態で下型（１１，５１）にセットするステップと、金型（１０）の閉成を終了する前に、一次成形品（４５）を下型（１１，５１）の凹部底面（４８）から浮かせた状態でこの凹部底面（４８）と一次成形品（４５）との間に溶融樹脂（４６）の充填を開始するステップと、金型（１０）を閉成したのちにも引き続き溶融樹脂（４６）の射出を継続するステップとを含んでなる中空部品のインサート成形方法。
【請求項７】
前記上型（１２，５３）及び下型（１１，５１）の双方から金型のキャビティ（５０）内に、それぞれ溶融樹脂（４６）を射出するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の中空部品のインサート成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空部品のインサート成形用金型及びインサート成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中空状の一次成形品を溶融樹脂でインサート成形する場合には、上下型からなる金型を開成し、下型内に一次成形品を収容し、上下型を完全に閉成した状態で、金型内部のキャビティに溶融樹脂を充填する成形方法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−６３４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一次成形品が中空部品である場合は、金型を完全に閉成したままキャビティに溶融樹脂を充填すると、一次成形品に対して大きな射出圧力がかかり、一次成形品に変形や潰れが発生するおそれがあった。また、一次成形品を下型の凹部底面に載置すると、一次成形品の下側に溶融樹脂が回り込まなくなり、ショートショットを生じるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、中空状の一次成形品に変形や潰れが発生することのないインサート成形用金型及びインサート成形方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記請求項１に記載された発明は、上型と下型とを備え、これらの上型及び下型のキャビティに中空状の一次成形品を収容し、このキャビティ内に溶融樹脂を充填して固化させることにより、前記一次成形品の周りを合成樹脂によって鋳包むように構成した中空部品のインサート成形用金型であって、前記上型に、上下動可能な上型用ピン状部材と、該上型用ピン状部材を下方に向けて付勢させる上型用付勢手段とを配設する一方、前記下型に、上下動可能な下型用ピン状部材と、該下型用ピン状部材を上方に向けて付勢させる下型用付勢手段とを配設し、前記上型と下型を開成したときに前記上型用ピン状部材及び下型用ピン状部材がそれぞれ付勢手段によって突出し、前記上型と下型を閉成したときに前記上型用ピン状部材及び下型用ピン状部材が引き込まれるように構成したことを特徴とする。
【０００７】
前記請求項２に記載された発明は、前記上型用付勢手段及び下型用付勢手段は、それぞれスプリングであることを特徴とする。
【０００８】
前記請求項３に記載された発明は、請求項１に記載の中空部品のインサート成形用金型であって、前記上型用付勢手段及び下型用付勢手段は、それぞれ空圧シリンダであることを特徴とする。
【０００９】
前記請求項４に記載された発明は、請求項１に記載の中空部品のインサート成形用金型であって、前記上型用付勢手段及び下型用付勢手段は、それぞれ油圧シリンダであることを特徴とする。
【００１０】
前記請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の中空部品のインサート成形用金型であって、前記上型及び下型の双方に、金型のキャビティに連通する射出手段を配設したことを特徴とする。
【００１１】
前記請求項６に記載された発明は、上型及び下型からなる金型を開くステップと、中空状の一次成形品を、前記下型の凹部底面から浮かせた状態で下型にセットするステップと、金型の閉成を終了する前に、一次成形品を下型の凹部底面から浮かせた状態でこの凹部底面と一次成形品との間に溶融樹脂の充填を開始するステップと、金型を閉成したのちにも引き続き溶融樹脂の射出を継続するステップとを含んでなる中空部品のインサート成形方法である。
【００１２】
前記請求項７に記載された発明は、請求項６に記載の中空部品のインサート成形方法であって、前記上型及び下型の双方から金型のキャビティ内に、それぞれ溶融樹脂を射出するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
前記請求項１に記載された中空部品のインサート成形用金型によれば、前記下型と上型とを開成したときに前記下型用ピン状部材及び上型用ピン状部材が付勢手段によって突出し、前記下型と上型とを閉成したときに前記下型用ピン状部材及び上型用ピン状部材が引き込まれるように構成しているため、一次成形品の周囲、特に下側に溶融樹脂が十分に回り込んで一次成形品を効率的に鋳ぐるむインサート成形を行うことができる。即ち、前記下型用ピン状部材に一次成形品を載置して浮かせた状態に配置し、上下型を閉成しながら溶融樹脂を金型のキャビティ内に射出すれば、一次成形品の下側に溶融樹脂が十分に行き渡るため、金型を閉成する前に、所定量の溶融樹脂を射出することができ、射出圧力によって中空の一次成形品が変形したり潰れたりすることがなくなる。また、金型のキャビティ全体に溶融樹脂が行き渡らないまま固化してしまう、ショートショットと呼ばれる成形不良も防止することができる。
【００１４】
前記請求項２に記載された中空部品のインサート成形用金型によれば、前記下型用付勢手段及び上型用付勢手段がそれぞれスプリングであるため、簡単な構造かつ安価なコストで、下型用ピン状部材及び上型用ピン状部材を上下方向に付勢させることができる。
【００１５】
前記請求項３に記載された中空部品のインサート成形用金型によれば、前記下型用付勢手段及び上型用付勢手段がそれぞれ空圧シリンダであるため、簡単な構造かつ安価なコストで、下型用ピン状部材及び上型用ピン状部材を上下方向に付勢させることができる。さらに、付勢力の調整も容易に行うことができる。
【００１６】
前記請求項４に記載された中空部品のインサート成形用金型によれば、前記下型用付勢手段及び上型用付勢手段がそれぞれ油圧シリンダであるため、簡単な構造かつ安価なコストで、下型用ピン状部材及び上型用ピン状部材を上下方向に付勢させることができる。さらに、付勢力の細かな微調整も容易かつ確実に行うことができる。
【００１７】
前記請求項５に記載された中空部品のインサート成形用金型によれば、上下型に各々のキャビティに連通する射出手段を配設しているため、上型のキャビティのみならず、下型のキャビティ内にも溶融樹脂を直接注入することができる。特に、下型のキャビティ内にも射出を直接行えるため、一次成形品の変形や潰れ、及びショートショットを更に抑制することができる。
【００１８】
前記請求項６に記載された中空部品のインサート成形方法によれば、金型を完全に閉成する前に、一次成形品を下型のキャビティの底面から浮かせた状態でキャビティ内に溶融樹脂の射出を開始するため、完全に金型を閉成したのちに射出を開始する場合よりも、一次成形品に対する射出圧力が小さくなり、一次成形品の変形や潰れ、及びショートショットを抑制することができる。
【００１９】
前記請求項７に記載された中空部品のインサート成形方法によれば、下型のキャビティ内にも射出を直接行えるため、一次成形品の変形や潰れ、及びショートショットを更に抑制することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１と図２は、本実施形態によるインサート成形用金型１０を示す断面図である。同図においては、下型１１が固定型で上型１２が可動型に構成されており、上型１２が上昇することによって金型１０が開成した状態を示している。
【００２２】
上型１２は、支持プレート１３に取付板１４を介してダイ１５が固定されており、支持プレート１３の上面には射出シリンダ１６を配設している。
【００２３】
支持プレート１３と取付板１４には、板厚方向（上下方向）に貫通孔１７が穿設されており、取付板１４に形成されたホットランナー１８に連通している。また、ダイ１５には幅方向の左右両端部と中央部に、合計３つのゲート１９，２０，２１が形成されており、前記貫通孔１７、ホットランナー１８及びゲート１９〜２１は互いに連通している。さらに、支持プレート１３の貫通孔１７の上部には、射出シリンダ１６が配設されているため、この射出シリンダ１６から射出された溶融樹脂（図示せず）は貫通孔１７とホットランナー１８を介してゲート１９〜２１から金型１０のキャビティ内に充填されるように構成されている。また、中央のゲート２０近傍のダイ１５には、圧力センサー２２が埋設されており、金型１０のキャビティ内に充填された溶融樹脂の成形圧力を測定することができる。なお、ダイ１５の下部は、製品形状に沿った凹部形状に形成されており、一次成形品に当接する突起部２３が形成されている。
【００２４】
そして、両端部のゲート１９，２１近傍のダイ１５には、上下動自在の上型用ピン２４が下方に突出して設けられている。この上型用ピン２４は、図３に示すように、上端部が径が大きいツバ部２５に形成され、このツバ部２５から下部側は径の細いピン本体部２６に形成されている。そして、ダイ１５には、上型用ピン２４の形状に対応した保持穴２７が形成されている。即ち、保持穴２７は、上部側に形成された大径部２８と下部側の小径部２９とからなり、大径部２８内には上型用ピン２４のツバ部２５が収容され、小径部２９内にはピン本体部２６が上下動可能に配置されている。さらに、大径部２８のうち、上型用ピン２４のツバ部２５の上側と下側にはスプリング３０，３１が付勢された状態で配設されている。これらのスプリングのうち、上部側に配置された突出し用スプリング３０は、上型用ピン２４を下方に押し下げるように付勢しており、下部側に配置された戻し用スプリング３１は上型用ピン２４を上方に持ち上げるように付勢されている。ただし、突出し用スプリング３０の方が戻し用スプリング３１よりも付勢力が大きいため、通常状態では、上型用ピン２４は下方に押し下げられている。
【００２５】
一方、下型１１は、図１に示すように下端部の支持プレート３３にダイ３５が取り付けられている。このダイ３５にも、上型１２と同様に、突起部４３、圧力センサー４２、及び下型用ピン４４が設けられている。この下型用ピン４４は、前記上型用ピン２４を上下逆に配置した構造に構成されており、突出し用スプリングによって上方に付勢されている。また、この下型用ピン４４の先端は、ロケートピン４４ａに形成されている。さらに、中央近傍には、キャビティ内のエアを排出するベント３６が形成されている。
【００２６】
前記構成を有するインサート成形用金型１０を用いて一次成形品をインサート成形する手順を説明する。
【００２７】
まず、図４と図５に示すように、金型１０が開いた状態で一次成形品４５を下型１１にセットし、これと同時に、上型１２の射出シリンダ１６から溶融樹脂４６の射出を開始する。前記一次成形品４５は、長手方向に沿って左右両側にフランジ４７が延設されたクロスカービーム用の一次成形品であり、前記フランジ４７がロケートピン４４ａで位置決めされた状態で下型用ピン４４に載置されて下型１１のキャビティの凹部底面４８から上方に浮いている。また、射出シリンダ１６から射出された溶融樹脂４６は、貫通孔１７からホットランナー１８にまで到達している。
【００２８】
次いで、図６と図７に示すように、上型１２を下方に下降させて金型１０を閉成し始める。この場合、上型１２の上型用ピン２４が一次成形品４５のフランジ４７を上側から押え始めているが、一次成形品４５は未だ上型１２の凹部上面４９及び凹部底面４８から所定の距離（成形後の製品における樹脂４６の肉厚よりも大きい距離）を隔てて配置されている。この状態で、図８と図９に示すように、射出シリンダ１６から溶融樹脂４６を更に射出させると、溶融樹脂４６がホットランナー１８からゲート１９〜２１を介してキャビティ５０内に充填し始める。
【００２９】
このとき、前述したように、一次成形品４５の下側と下型１１の凹部底面４８との間には、所定の隙間が形成されているため、溶融樹脂４６を一次成形品４５の下側にも十分に回り込ませることができる。
【００３０】
図１０と図１１に示すように、更に金型１０をほぼ完全にまで閉成させて上型１２と下型１１で一次成形品４５とその周囲の溶融樹脂４６を加圧する。この状態では、既に一次成形品４５の下側に溶融樹脂４６が充填されているため、新たに圧力を加えても、中空状の一次成形品４５が潰れたり変形したりすることがなく、また、金型１０のキャビティ５０内のほぼ全部位に溶融樹脂４６が均等に行き渡るため、ショートショットの発生がなくなる。
【００３１】
本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、本発明の技術思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。
【００３２】
例えば、図１２に示すように、下型５１にも、射出シリンダ５６とダイ５５の内部を貫通してキャビティ内に繋がる送給孔５２とを設けても良い。前記実施形態では、上型１２にのみ射出シリンダ１６を設けたが、下型５１にも設けることによって、溶融樹脂４６を上型５３と下型５１の双方からキャビティ内に充填させることができる。これによって、特に、一次成形品の下側に溶融樹脂が十分に回り込むため、ショートショット等の不具合が更に解消される。
【００３３】
また、前記実施形態では、スプリング３０を用いて、上型用ピン２４及び下型用ピン４４を付勢させたが、スプリング３０に代えて、図外の空圧シリンダや空圧ダンパ、及び油圧シリンダを用いても良い。空圧シリンダや空圧ダンパを用いる場合は、上型用ピン２４及び下型用ピン４４を押し出す付勢力の大きさを容易に調整することができ、油圧シリンダを用いる場合は、この付勢力の大きさを細かに微調整することが確実かつ簡単に行える。
【００３４】
さらに、上型、下型を用いた上下方向（縦方向）の型締め方式（縦型型締め方式）で例示したが、本発明はこれに限定されず、横方向の型締め方式（横型型締め方式）にも、同様の構成を採用できること、即ち上型、下型の移動方式は問わないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるインサート成形用金型の断面図である。
【図２】本発明の実施形態によるインサート成形用金型を示す、図１とは直交する方向で切断した場合の断面図である。
【図３】図１のＡ部を拡大した、上型用ピンの近傍部を示す断面図である。
【図４】金型を開成して一次成形品をセットした状態の金型を示す断面図である。
【図５】金型を開成して一次成形品をセットした状態の金型を示す、図４とは直交する方向で切断した場合の断面図である。
【図６】閉成を開始した金型の断面図である。
【図７】閉成を開始した金型を示す、図６とは直交する方向で切断した場合の断面図である。
【図８】キャビティ内に溶融樹脂を射出し始めた状態の金型の断面図である。
【図９】キャビティ内に溶融樹脂を射出し始めた状態の金型を示す、図８とは直交する方向で切断した場合の断面図である。
【図１０】完全に閉成した金型の断面図である。
【図１１】完全に閉成した金型を示す、図１０とは直交する方向で切断した場合の断面図である。
【図１２】射出シリンダを上型と下型の双方に配設した金型の断面図である。
【符号の説明】
１０…インサート成形用金型
１１，５１…下型
１２，５３…上型
１６，５６…射出シリンダ（射出手段）
３０…突出し用スプリング（上型用付勢手段）
４４…下型用ピン（下型用ピン状部材）
４５…一次成形品
４６…溶融樹脂
４８…凹部底面
５０…キャビティ
【図１】
2004268456.tif 000003
【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】
2004268456.tif 000011
【図１０】
2004268456.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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