(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の分割型の間にインサート品を挿入した状態で前記インサート品に対し成形品を一体成形するインサート成形用金型であって、
一方の分割型に立設されるとともに先端を先細のテーパー状とした位置決めピンを有し、前記位置決めピンに対し前記インサート品を係合することにより前記インサート品を位置決めする位置決め機構と、
前記一方の分割型に組み付けたバネ手段および前記バネ手段で保持されたストッパ部を有し、型締め時に他方の分割型が前記ストッパ部に当接することにより前記他方の分割型の移動を一時的に停止させる停止機構と、
前記他方の分割型に組み付けたスプリングおよびこのスプリングで付勢されるプッシャーピンならびに前記一方の分割型に組み付けたスプリングおよびこのスプリングで付勢されるプッシャーピンを有し、前記他方の分割型に組み付けた前記スプリングで付勢される前記プッシャーピンおよび前記一方の分割型に組み付けた前記スプリングで付勢される前記プッシャーピンが前記インサート品を弾性的に押圧する押圧機構と、を備えることを特徴とするインサート成形用金型構造。
【請求項２】
請求項１記載のインサート成形用金型構造において、
型締め時に他方の分割型が前記ストッパ部に当接することにより前記他方の分割型の移動が一時的に停止した状態で、前記両プッシャーピンは前記インサート品をその厚み方向両側から挟み込んで保持し、このとき前記インサート品は前記両分割型から離間した位置に配置されることを特徴とするインサート成形用金型構造。
【請求項３】
請求項１または２記載のインサート成形用金型構造において、
前記他方の分割型に組み付けたスプリングおよびこのスプリングで付勢されるプッシャーピンと、前記一方の分割型に組み付けたスプリングおよびこのスプリングで付勢されるプッシャーピンとは、互いに対応して平面上同一の位置に配置されていることを特徴とするインサート成形用金型構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート成形の実施に用いる金型の構造に関する。本発明の金型は例えば、燃料電池用構成部品を成形するために用いられる。燃料電池用構成部品としては例えば、セパレータ等のプレート状インサート品に対しゴムガスケット等の成形品を一体成形したものである。
【背景技術】
【０００２】
成形後の製品形状において高寸法精度を求められるインサート成形では、金型に対するインサート品の位置決めを厳しく設定する必要があり、このため例えば図４（Ａ）に示すように一方の分割型５１に位置決めピン５２を立設し、この位置決めピン５２に対しインサート品Ｉを係合させている。しかしながら、予熱を加えていない状態のインサート品Ｉには往々にして反り等の変形が生じており、この反り等の変形を矯正させつつ位置決めピン５２に対しインサート品Ｉを係合させるのには多くの手間と時間がかかる。
【０００３】
図４（Ａ）は一方および他方の分割型５１，５３の間にインサート品Ｉを挿入しようとする状態を示し、挿入後、型締めしてゴムガスケット等の成形品Ｓを成形すると、図４（Ｂ）に示すようになる。
【０００４】
また、図４（Ｂ）の状態から型開きすると図４（Ｃ）に示すようになり、このとき、成形品Ｓを成形するキャビティ５４を設けた他方の分割型５３にインサート品Ｉが貼りついてしまうことがある。したがって、この貼りついたインサート品Ｉを剥がすのにエアブロー５５等を用いての剥がし作業が必要とされるため、成形後の離型工程に多くの手間と時間がかかっている。また、この剥がし作業は一般に手作業によるため、人的要因により製品に傷が付きやすいなどの課題が発生している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７３３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みて、インサート品を挿入しやすく、成形後、製品を離型させやすい構造のインサート成形用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるインサート成形用金型構造は、一対の分割型の間にインサート品を挿入した状態で前記インサート品に対し成形品を一体成形するインサート成形用金型であって、一方の分割型に立設されるとともに先端を先細のテーパー状とした位置決めピンを有し、前記位置決めピンに対し前記インサート品を係合することにより前記インサート品を位置決めする位置決め機構と、前記一方の分割型に組み付けたバネ手段および前記バネ手段で保持されたストッパ部を有し、型締め時に他方の分割型が前記ストッパ部に当接することにより前記他方の分割型の移動を一時的に停止させる停止機構と、前記他方の分割型に組み付けたスプリングおよびこのスプリングで付勢されるプッシャーピンならびに前記一方の分割型に組み付けたスプリングおよびこのスプリングで付勢されるプッシャーピンを有し、前記他方の分割型に組み付けた前記スプリングで付勢される前記プッシャーピンおよび前記一方の分割型に組み付けた前記スプリングで付勢される前記プッシャーピンが前記インサート品を弾性的に押圧する押圧機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２によるインサート成形用金型構造は、上記した請求項１記載のインサート成形用金型構造において、型締め時に他方の分割型が前記ストッパ部に当接することにより前記他方の分割型の移動が一時的に停止した状態で、前記両プッシャーピンは前記インサート品をその厚み方向両側から挟み込んで保持し、このとき前記インサート品は前記両分割型から離間した位置に配置されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３によるインサート成形用金型構造は、上記した請求項１または２記載のインサート成形用金型構造において、前記他方の分割型に組み付けたスプリングおよびこのスプリングで付勢されるプッシャーピンと、前記一方の分割型に組み付けたスプリングおよびこのスプリングで付勢されるプッシャーピンとは、互いに対応して平面上同一の位置に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成を備える本発明の金型構造では、一方の分割型に立設された位置決めピンを有する位置決め機構が設けられるとともに位置決めピンの先端が先細のテーパー状とされているため、インサート品に反り等の変形が生じていてその係合部（差し込み穴など）の位置がずれていても、この係合部に対し先端先細テーパー状の位置決めピンを係合する（差し込む）ことが可能とされる。したがって比較的ラフな位置決めが可能とされるものであって、これによりインサート品の挿入工程を容易化することができる。
【００１１】
また、位置決めピンによって位置決めされたインサート品に依然として反り等の変形が生じている場合、直ちに型締め工程を実施してインサート品を加圧すると、インサート品に割れ等の不具合が発生することが懸念される。したがってこれを防止するには、型締め前に加熱（予熱）工程を実施して反り等の変形を矯正するのが好適であり、この加熱工程を実施する際には、インサート品を一方および他方の分割型から浮かせた状態で加熱するのが好適である。
【００１２】
そこで、本発明の金型構造では、バネ手段およびストッパ部を有する停止機構が設けられ、型締め時に他方の分割型がストッパ部に当接することにより他方の分割型の移動が一時的に停止する構造とし、併せて、スプリングおよびプッシャーピンを有する押圧機構が一方および他方の分割型にそれぞれ設けられ、スプリングで付勢されるプッシャーピンがインサート品を弾性的に押圧する構造とした。
【００１３】
これにより、他方の分割型は型締め完了前の位置で一時的に停止し、このときプッシャーピンがインサート品を弾性的に押圧するため、結果、インサート品はその厚み方向両側からプッシャーピンにより挟み込まれて保持されることになり、よってインサート品を一方および他方の分割型から浮かせた状態とすることが可能とされる。作動としては、型締め時に他方の分割型がストッパ部に当接することにより他方の分割型の移動が一時的に停止する。このとき両プッシャーピンがインサート品をその厚み方向両側から挟み込んで保持する。そしてこのときインサート品が両分割型から離間した位置に配置されることになる。両プッシャーピンは互いに対応して平面上同一の位置に配置するのが好ましく、これによりインサート品を安定的に保持することが可能とされる。加熱装置は本発明の金型に対し別途併設され、或いは別途内蔵される。また、この加熱工程は、本発明の金型を成形装置へ向けてスライドさせる途上で行なうことが好ましい。
【００１４】
上記加熱後、型締めを再開して完了し、成形品を成形し、次いで冷却後、型開きを行なう。これらの工程で、プッシャーピンは型締め完了時に一旦各分割型内へ埋没し、型を開くのに伴って各分割型から突出してくる。したがってプッシャーピンがインサート品を押圧して各分割型から離型させることになり、よって離型工程を容易化することができる。また、このように離型が自動で行なわれるため、人的要因による不具合の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、一方の分割型に立設される位置決めピンを有する位置決め機構が設けられるとともに位置決めピンの先端が先細のテーパー状とされているため、インサート品の挿入工程を容易化することができ、また、バネ手段およびストッパ部を有する停止機構ならびにスプリングおよびプッシャーピンを有する押圧機構が設けられているため、離型工程を容易化するとともに離型時における人的要因による不具合の発生を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係るインサート成形用金型構造の要部断面図であって作動説明図
【図２】同金型構造の要部断面図であって作動説明図
【図３】同金型構造の一部拡大断面図
【図４】従来例に係る金型構造の要部断面図であって作動説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）製品位置決め用のピンを弾丸形状とし、上型を保持するスプリング機構および上型・下型にインサート品離型用プッシャーピンを設けた金型構造。ならびに上下のインサート品離型用プッシャーピンを同位置に配置した金型構造。
（２）位置決めピンにテーパーを設ける等で弾丸形状にする。上型閉め時に上型を保持するスプリング構造を設ける。型スライド時間を利用し、型上で予熱をする。上型・下型にプッシャーピンを設ける。下型に上型と同位置にプッシャーピンを設ける。
【００１８】
（３−１）位置決めピンをテーパー（ストレート部は必要最小限のみ）にすることで、ラフな位置決めが可能となる。
（３−２）上記（３−１）のみではインサート品と金型温度が一致せず、上型閉じ時に変形、割れが生じるため、上型を一定量浮かせるためのスプリング構造を設け、変形、割れを防ぐことが可能となる。
（３−３）上記（３−２）で型を保持した状態で型スライド時間中に、インサート品と金型の温度を一致させることができ、予熱工程を削減することが可能となる。
（３−４）上型にプッシャーピンを設けることにより、型開き時にインサート品の離型がされているため、離型工数の削減が可能であり、人的要因を受けない。
（３−５）上記（３−４）では下型にインサート品が残り、厳しく設定されている位置決めピンに挿入された状態であるため、位置決めピンから外す工数が掛かってしまう。下型にも位置決めピンからインサート品を外すためのプッシャーピンを設けることで、製品の取り出しが容易となる。
【００１９】
（４）上記案を織り込んだ金型を製作し、予熱工程の廃止ならびにインサート工数および離型工数の削減について確認したところ、対策前は、予熱時間：１００ｓｅｃ、インサート工数：１５ｓｅｃ／個、離型工数：３０ｓｅｃ／個であったのに対し、対策後は、予熱時間：無、インサート工数：５ｓｅｃ／個、離型工数：５ｓｅｃ／個となり、上記案による効果を確認することができた。
【実施例】
【００２０】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００２１】
図１（Ａ）は、本発明の実施例に係る金型構造の要部断面を示している。当該実施例に係る金型構造は、一対の分割型である下型１および上型２の間にセパレータ等のプレート状インサート品Ｉを挿入し、この状態でインサート品Ｉに対しゴムガスケット等の成形品Ｓ（図２（Ｅ）（Ｆ）参照）を一体成形するものであって、特徴的構成として、下型１および上型２のパーティング部に以下の構成が設けられている。
【００２２】
（１）位置決め機構
位置決めピン１２を複数有し、この位置決めピン１２に対しインサート品Ｉがその係合部（図示せず）にて係合することによりインサート品Ｉを金型内で平面上位置決めする位置決め機構１１が設けられている。
【００２３】
位置決めピン１２は、下型１の平面上に立設されて先端を上方へ向け配置されており、図３に拡大して示すように、下型１に埋設された固定部１２ａと、下型２上に突出する突出部１２ｂとを一体に備え、突出部１２ｂはその先端側を先細テーパー状のテーパー部１２ｃとされ、テーパー部１２ｃと固定部１２ａとの間に径寸法一定のストレート部１２ｄが設けられている。上型２には、この位置決めピン１２を受け入れるための空間部１３が設けられている。
【００２４】
（２）停止機構
下型１に組み付けたバネ手段２２およびこのバネ手段２２によって保持されたストッパ部２３を複数有し、型締め時に上型２がストッパ部２３に当接することにより上型２の移動（下降）を一時的に停止させる停止機構２１が設けられている。ストッパ部２３はバネ手段２２の端部であっても良く、すなわち停止機構２１はバネ手段２２のみによって構成されていても良い。
【００２５】
（３）押圧機構
上型２に組み付けたスプリング３２およびこのスプリング３２で付勢されるプッシャーピン３３を複数有し、また、下型１に組み付けたスプリング３４およびこのスプリング３４で付勢されるプッシャーピン３５を複数有し、これらスプリング３２，３４で付勢されるプッシャーピン３３，３５がインサート品Ｉを弾性的に押圧する押圧機構３１が設けられている。
【００２６】
プッシャーピン３３，３５はそれぞれ図３に拡大して示すように、下型１または上型２のシリンダ内に摺動自在に組み付けられたピストン部（頭部）３３ａ，３５ａとこのピストン部３３ａ，３５ａから突出するピン部３３ｂ，３５ｂとを一体に備えている。上型２に組み付けたプッシャーピン３３はスプリング３２で付勢され、その先端を上型２から下方へ突出させているが、型締め状態ではピン全体が上型２内に埋没する。一方、下型１に組み付けたプッシャーピン３５はスプリング３４で付勢され、その先端を下型１から上方へ突出させているが、型締め状態ではピン全体が下型１内に埋没することになる。
【００２７】
上型２に組み付けたスプリング３２およびプッシャーピン３３と、下型１に組み付けたスプリング３４およびプッシャーピン３５は、互いに対応して平面上同一の位置に配置されている。
【００２８】
また図３に示すように、下型１に組み付けたプッシャーピン３５の最大突出量（突き出し量）Ｌｂおよび位置決めピン１２におけるストレート部１２ｄの長さＬｐならびに上型２に組み付けたスプリング３２のバネ力Ｆｕおよび下型１に組み付けたスプリング３４のバネ力Ｆｂは、
Ｌｂ≧Ｌｐ
Ｆｕ≧Ｆｂ
の関係を充足するように設定されている。
【００２９】
また、上型２の下面に、ゴムガスケット等の成形品Ｓを成形するためのキャビティ空間４１が設けられ、上型２に、キャビティ空間４１へ成形材料を供給するための材料流路４２が設けられている。
【００３０】
つぎに、上記金型構造の作動を説明する。金型はこれを用いて以下の手順で製品を成形する。
（ａ）インサート（挿入）
図１（Ａ）は、下型１および上型２を開いた状態を示し、この状態で下型１および上型２間にインサート品Ｉをインサートする。インサート品Ｉには反りが生じており、インサート品Ｉは反りを持ったままでインサートされる。位置決めピン１２はその先端に先細テーパー状のテーパー部１２ｃを備えているため、インサートはインサート品Ｉがテーパー部１２ｃに引っ掛かる程度のラフな位置決めとされる。
【００３１】
（ｂ）上型閉
図１（Ａ）の状態から型締めを開始して上型２を下降させると、図１（Ｂ）に示すように上型２がストッパ部２３に当接することによりバネ手段２２のバネ力で上型２の下降が一時的に停止される。このとき上下のプッシャーピン３３，３５はインサート品Ｉをその厚み方向両側から挟み込んで保持し、反りを外観上なくす。インサート品Ｉは下型１および上型２の双方に対し浮いた（離間した）状態で保持される。
【００３２】
（ｃ）型スライド
次いで、図１（Ｃ）に示すように、金型全体を成形装置（図示せず）へ向けてスライドさせ、このスライド中に加熱装置（図示せず）を作動させることにより、インサート品Ｉから反りを消失させる。加熱されたインサート品Ｉは、位置決めピン１２に対し深く入りやすい状態となる。
【００３３】
（ｄ）型締め
次いで、図２（Ｄ）に示すように、型締めを再開し、完了させる。上下のプッシャーピン３３，３５は下型１内または上型２内に埋没し、インサート品Ｉは下型１および上型２によって直接挟まれる。また、インサート品Ｉは位置決めピン１２のストレート部１２ｄによって正確に位置決めされる。
【００３４】
（ｅ）成形（射出・加硫）
次いで、図２（Ｅ）に示すように、材料流路４２からキャビティ空間４１へ成形材料を供給し、ゴムガスケット等の成形品Ｓを成形する。成形は射出成形法によるが、圧縮成形法などその他の成形法であっても良い。
【００３５】
（ｆ）型開き（成形終了）
次いで、図２（Ｆ）に示すように、型開きする。当該金型では上記したように上型２にプッシャーピン３３が配置されているため、成形終了後の型開き時にインサート品Ｉは上型２から離型された状態で出てくる。同時に、下型１に配置されたプッシャーピン３５によりインサート品Ｉは位置決めピン１２のストレート部１２ｄから外されているため、製品を無理なく取り出すことができる。このとき上下のプッシャーピン３３，３５が平面上同一の位置に配置されていないとモーメントが作用してインサート品Ｉを変形させる虞があるが、当該金型では上下のプッシャーピン３３，３５が平面上同一の位置に配置されているため、インサート品Ｉは変形しない。上下のスプリング３２，３４のバネ力についてはこれを上記したように、上型２に組み付けたスプリング３２のバネ力をＦｕ、下型１に組み付けたスプリング３４のバネ力をＦｂとして、
Ｆｕ≧Ｆｂ
の関係に設定することが望ましい。
【符号の説明】
【００３６】
１  下型（一方の分割型）
２  上型（他方の分割型）
１１  位置決め機構
１２  位置決めピン
１２ａ  固定部
１２ｂ  突出部
１２ｃ  テーパー部
１２ｄ  ストレート部
１３  空間部
２１  停止機構
２２  バネ手段
２３  ストッパ部
３１  押圧機構
３２，３４  スプリング
３３，３５  プッシャーピン
３３ａ，３５ａ  ピストン部
３３ｂ，３５ｂ  ピン部
４１  キャビティ空間
４２  材料流路
Ｉ  インサート品
Ｓ  成形品
【図１】
0006444630.tif 000002
【図２】
0006444630.tif 000003
【図３】
0006444630.tif 000004
【図４】
0006444630.tif 000005