(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂が蓄えられる樹脂槽と、
加圧プレートが設けられた加圧室と、
ベースブロックと、前記ベースブロックの左右方向における中間部に形成された被加圧凹部と、前記被加圧凹部に上面が開口し脆弱なインサート部品又は脆弱なインサート部品が合成樹脂により保持されて成る一次成形品が着脱自在に装着されるキャビティを有する金型とを備え、
前記樹脂槽と前記加圧室左右方向における各側壁の下半部には前記ベースブロックがぴったり嵌まる挿通孔が形成されており、前記挿通孔に前記金型のベースブロックが摺動自在に挿通されて、前記金型が前記樹脂槽と加圧室との間を移動自在になっており、
溶融樹脂が蓄えられた樹脂槽に金型を比較的ゆっくり移動させながら前記キャビティ及び前記被加圧凹部内に溶融樹脂を徐々に流し入れた後、加圧室に移動させて加圧プレートが前記被加圧凹部の底面に当接するまで下降されて前記被加圧凹部に位置していた分の溶融樹脂がキャビティ内に押し込まれることでキャビティ内の溶融樹脂を加圧するようにしたことを特徴とするインサート成形装置。
【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装置に係り、特に、脆弱なインサート部品を所要のボディと共に合成樹脂によりインサート成形するためのインサート成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形法を用いたインサート成形にあっては、インサート部品が配置されたキャビティ内に溶融樹脂を射出することで成形が行われ、溶融樹脂の射出圧は、一般的に、７００Ｋｇ／ｃｍ2から８００Ｋｇ／ｃｍ2程度とされる。
従って、インサート部品が剛性の低いものである場合は、溶融樹脂の射出圧や流速によってインサート部品が破損又は変形するおそれがあるため、この場合は、射出圧を１００Ｋｇ／ｃｍ2程度に下げた低圧射出法を用いることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インサート部品が極く薄いガラス等脆弱なものである場合は、射出圧を前記した程度に低くしたとしても、破損又は変形を確実に防止することはできない。
また、低圧射出法においては溶融樹脂の射出が、かなりゆっくり行われるために、成形に時間がかかってしまうという問題があり、しかも、キャビテイ内に供給された樹脂に圧力が均等に加わらないためにキャビテイ内の樹脂の密度がどうしても不均一になってしまうという問題もある。
【０００４】
本発明は上記した従来の問題点に着目してなされたものであり、溶融樹脂の射出圧がゼロでなくてもキャビテイ内の圧力を略ゼロにして溶融樹脂を射出することができるインサート成形装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、キャビティへの溶融樹脂の供給を略無圧で行なっても、キャビティ内の溶融樹脂の密度を均一にすることができるインサート成形装置を提供することを目的とする。
【０００６】
請求項１の発明は、溶融樹脂が蓄えられる樹脂槽と、加圧プレートが設けられた加圧室と、ベースブロックと、前記ベースブロックの左右方向における中間部に形成された被加圧凹部と、前記被加圧凹部に上面が開口し脆弱なインサート部品又は脆弱なインサート部品が合成樹脂により保持されて成る一次成形品が着脱自在に装着されるキャビティを有する金型とを備え、前記樹脂槽と前記加圧室左右方向における各側壁の下半部には前記ベースブロックがぴったり嵌まる挿通孔が形成されており、前記挿通孔に前記金型のベースブロックが摺動自在に挿通されて、前記金型が前記樹脂槽と加圧室との間を移動自在になっており、溶融樹脂が蓄えられた樹脂槽に金型を比較的ゆっくり移動させながら前記キャビティ及び前記被加圧凹部内に溶融樹脂を徐々に流し入れた後、加圧室に移動させて加圧プレートが前記被加圧凹部の底面に当接するまで下降されて前記被加圧凹部に位置していた分の溶融樹脂がキャビティ内に押し込まれることでキャビティ内の溶融樹脂を加圧するようにしたことを特徴とするインサート成形装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図1は参考例に係るインサート成形装置１を示すものである。符号３は成形品としての自動車部品を示す（図４及び図５を参照）。この自動車部品３はインサート成形装置１と後述する別のインサート成形装置による２段階の成形を経て形成される
【０００９】
５は自動車部品３の一次成形物を示し、一次成形物５はインサート成形装置１により成形される。一次成形物５は、脆弱なインサート部品としてのガス検知素子７と、ガス検知素子７を略埋込状に保持した合成樹脂製のボディ９とから成る。ボディ９は直方体状に形成されている。
ガス検知素子７は長方形の平板状をしており、厚さは約０．２ｍｍで、長辺は数ｍｍ程度の大きさである。このガス検知素子７はボディ９の長手方向に対して４５°傾いた姿勢で設けられている。
【００１０】
１１はボディ９に形成されたガス進入路を示し、１３はボディ９に形成されたガス進入路を示す。ガス進入路１１はボディ９の中央部を通って長手方向へ延びるように、ガス進入路１３はガス進入路１１の中間部からガス進入路１１に垂直な方向へ延びるように形成されている。
ボディ９には、切欠部１４が形成されており、この切欠部１４からガス検知素子７の両端部が露出している。
この切欠部１４は一次成形物５を成形する際に、ガス検知素子７の両端部を保持するガス検知素子保持部が位置していた空間である。
【００１１】
１５は自動車部品３のメインボディを示し、このメインボディ１５は後述する別のインサート成形装置によって成形され、略凸形をしている。メインボディ１５は、その突部１７と対応した位置に一次成形物５が埋込まれ、ガス進入路１１に連続した外寄りガス進入路１９と、ガス進入路１３に連続した外寄りガス進入路２１が形成されている。
【００１２】
インサート成形装置１は、左右方向で略２つ割に形成された金型２３と、この金型２３に溶融樹脂を射出するための射出機構２５と、金型２３への溶融樹脂の射出と略同期して金型２３のキャビティ内の内容物を抜き取る内容物抜取り機構２７等から構成されている。
【００１３】
金型２３は、右側の固定型２９と左側の移動型３１とから構成されている。これら固定型２９と移動型３１とが閉じられることにより一次成形物５のボディ９の外形を画するキャビティ３３が形成され、その分割面３５の両端部を除く部分は型開閉方向に対して４５°傾斜している。
３７は部品装着ブロックを示し、この部品装着ブロック３７は固定型２９に支持されている。部品装着ブロック３７は分割面３５の両端部寄りに位置するように設けられ、部品装着ブロック３７にガス検知素子７の両端部が各別に保持される。
【００１４】
３９は固定型２９側のガス進入路形成用突部を、４１は移動型３１側のガス進入路形成用突部をそれぞれ示す。４３は固定型２９に摺動自在に支持されたスライドピンを示す。
これらガス進入路形成用突部３９、４１及びスライドピン４３によって一次成形物５のガス進入路１１及びガス進入路１３が形成される。
４５は固定側ダイプレートを示し、この固定側ダイプレート４５の左側面に固定型２９が固定されている。
【００１５】
射出機構２５はトーピード４７を有する加熱シリンダ４９と射出プランジャ５１等から構成されている。トーピード４７の先端部が固定型２９の内部に開口し、射出プランジャ５１が駆動することにより、加熱された溶融樹脂がキャビティ３３内に射出される。
【００１６】
５３は図示しない型締めシリンダによって移動される移動側ダイプレートを示す。
５５は移動側ダイプレート５３の右側に位置したシリンダ取付け板を示し、このシリンダ取付け板５５はガイドピン５７によって移動側ダイプレート５３に支持されている。
【００１７】
内容物抜取り機構２７は、シリンダ取付け板５５の右側面に固定されたハウジング５９と、シリンダ取付け板５５の左側面に固定されたプランジャ駆動部６１と、ハウジング５９に形成されたシリンダ室６３と固定型２９の内部空間とを連続した連続スリーブ６５等から構成されている。
シリンダ室６３は円筒状の空間を為すように形成されており、このシリンダ室６３にプランジャ駆動部６１によって移動されるプランジャ６７が配置されている。
【００１８】
移動型３１は前記ハウジング５９の右側面に固定されている。
従って、移動側ダイプレート５３が移動されることにより、内容物抜取り機構２７と移動型３１とが一体的に移動して金型２３の開閉が行われる。
金型２３は、部品装着ブロック３７にガス検知素子７が装着された後、閉じられ、その状態からキャビティ３３に溶融樹脂が射出されて一次成形物５が成形される。
【００１９】
連続スリーブ６５は、移動型３１のベース部６９とハウジング５９とに渡って埋設され、その左端はシリンダ室６３に開口し、右端は移動型３１の内部に開口している。従って、金型２３が閉じられた状態において、キャビティ３３とシリンダ室６３とは連続スリーブ６５の孔７１を通して互いに連続する。
また、この状態において、プランジャ６７が左方へ後退することによりキャビティ３３内の内容物であるガス及び／又は溶融樹脂が連続スリーブ６５を通してシリンダ室６３に抜き取られる。
【００２０】
連続スリーブ６５の孔７１は右方へ行くに従って径が小さくなるテーパ状になっており、移動型３１内に開口した端部は極く小径になっている。
７３はハウジング５９の左端部に形成された排出孔を示し、シリンダ室６３に抜き取られたガス及び／又は溶融樹脂はこの排出孔７３を通してハウジング５９外へ排出される。
【００２１】
７５は制御部を示し、この制御部７５はプランジャ駆動部６１を駆動するためのものである。制御部７５には、射出機構２５によってキャビティ３３へ射出される溶融樹脂の経時的体積の代理値信号が入力される。さらに代理値信号に応じた値の駆動信号が経時的にプランジャ駆動部６１に出力され、それにより、プランジャ６７が経時的に後退させられる。
前記駆動信号の値とは、プランジャ６７が前記溶融樹脂の体積と略同じ体積の内容物をキャビティ３３から抜き取るだけの量に相当する値である。
従って、プランジャ６７の後退はキャビティ３３への溶融樹脂の射出と略同期して行われる。
【００２２】
内容物抜取り機構２７によるこのような動作によって、キャビティ３３への溶融樹脂の射出が圧力を伴って行われても、キャビティ３３内は略無圧の状態が保たれる。
従って、キャビティ３３内に配置されているガス検知素子７に溶融樹脂の射出圧が加わることは殆ど無いので、ガス検知素子７が溶融樹脂の射出圧で破損されるのを略確実に防止することができる。
【００２３】
７７はヒーターを示し、このヒーター７７はハウジング５９に内蔵されている。このヒーター７７はシリンダ室６３及び連続スリーブ６５内の溶融樹脂が固化しないようにするためのものである。
７９はイジェクトプレートを示し、このイジェクトプレート７９はガイドピン５７に摺動自在に支持されている。イジェクトプレート７９が右方へ前進することによって、イジェクトピン８１が一次成形物５を金型２３から押し出す。
【００２４】
図２及び図３は請求項１に記載した本発明の実施の形態に係るインサート成形装置８３を示す。自動車部品３のメインボディ１５は一次成形物５がインサートされた状態でこのインサート成形装置８３によって成形される。
【００２５】
インサート成形装置８３は、左右に並んでベースプレート８５に固定された樹脂槽８７及び加圧室８９と、これら樹脂槽８７と加圧室８９を左右方向へ貫通した状態で同方向へ移動される金型９１等から構成されている。
【００２６】
９３は金型９１のベースブロックを示し、このベースブロック９３は横長な角柱状をしており、図示しない移動機構によって移動させられる。
ベースブロック９３の左右方向における中間部には、メインボディ１５の平面形状よりひと回り大きくて浅い被加圧凹部９５が形成されている。
９７はベースブロック９３に形成されたキャビティを示し、このキャビティ９７はメインボディ１５の外形を画する。キャビティ９７はメインボディ１５の突部１７に相当する凹部９９が下に位置した向きになっており、その上面１０１は被加圧凹部９５に開口している。
【００２７】
１０３はガス進入路形成ピンを示し、ガス進入路形成ピン１０３は凹部９９の底面から垂直に立ち上がっている。
１０５は左右一対のガス進入路形成ピンをそれぞれ示し、ガス進入路形成ピン１０５はベースブロック９３のうちキャビティ９７の左右両脇の部分に左右方向へ延びるように形成された案内孔１０７に摺動自在に挿通されている。ガス進入路形成ピン１０５は、シリンダ配置スペース１０９に設けられた図示しないシリンダによって移動させられる。
１１１はキャビティ９７の下に設けられたイジェク機構配置スペースを示し、このイジェクト機構配置スペース１１１とキャビティ９７との間の部分を貫通した案内孔１１３にイジェクトピン１１５が摺動自在に挿通されている。
【００２８】
キャビティ９７には、その底面から上に向けて突出した図示しない部品載置部が設けられており、その部品載置部に一次成形物５が装着される。
キャビティ９７に一次成形物５が装着されると、一次成形物５のガス進入路１３にガス進入路形成ピン１０３の上端部が相対的に挿入され、この状態から左右のガス進入路形成ピン１０５が一次成形物５のガス進入路１１に挿入される。
【００２９】
樹脂槽８７と加圧室８９の左右方向における各側壁１１７の下半部には、金型９１のベースブロック９３がぴったり嵌まる比較的大きな挿通孔１１９が形成されている。これら挿通孔１１９には、ベースブロック９３が摺動自在に挿通される。
【００３０】
樹脂槽８７の内部空間１２１の水平断面は、ベースブロック９３に形成された被加圧凹部９５より更にひと回り大きくなっている。
１２３はノズルを示し、このノズル１２３は樹脂槽８７の天面壁１２５を貫通して樹脂槽８７の内部空間１２１に臨んでおり、このノズル１２３から樹脂槽８７に溶融樹脂１２７が間欠的に供給される。樹脂槽８７に供給される溶融樹脂１２７の一回の量は、キャビティ９７の内容積よりある程度多い量である。
【００３１】
加圧室８９の内部空間１２９の水平断面は、被加圧凹部９５と同じ大きさになっている。
１３１は加圧プレートを示し、この加圧プレート１３１は加圧室８９の内部空間１２９に設けられている。加圧プレート１３１は加圧室８９の上に配置されたエアシリンダのピストンロッド１３３に固定され、内部空間１２９の内壁面に略密着している。
【００３２】
初期状態において、金型９１はそのキャビティ９７が加圧室８９から右側へ退去したイジェクト位置に来ており、この位置において一次成形物５のキャビティ９７内への装着が行われる。
この間に、樹脂槽８７には所定量の溶融樹脂１２７が供給され、それにより、ベースブロック９３のうち樹脂槽８７内に位置している部分が溶融樹脂１２７に埋没される。
【００３３】
この状態から金型９１が左方へ比較的ゆっくり移動する。そして、キャビティ９７が樹脂室８７に入って行くと、溶融樹脂１２７が被加圧凹部９５及びキャビティ９７に徐々に流れ込み、キャビティ９７の全体が樹脂槽８７に入ったところで金型９１の移動が停止する。この状態が図２に示す状態である。
従って、キャビティ９７への溶融樹脂１２７の供給は溶融樹脂１２７の自重によってのみなされるので、インサート部品である一次成形物５に圧力が加えられることは殆ど無い。
【００３４】
ここで、金型９１は一定時間待機され、この時間が経過することによって、キャビティ９７内に流れ込んだ溶融樹脂１２７のガス抜き等が進行する。
次いで、金型９１が右方へ移動する。このとき、被加圧凹部９５及びキャビティ９７に入っていない部分の溶融樹脂１２７は被加圧凹部９５の上面が側壁１１７の挿通孔１１９の上側面によって擦り切られることで樹脂槽８７に残される。そして、被加圧凹部９５の全体が加圧室８９に入ったところで金型９１の移動が停止する。
ここで、加圧プレート１３１が被加圧凹部９５の底面に当接するまで下降される。これにより、それまで被加圧凹部９５に位置していた分の溶融樹脂１２７がキャビティ９７内に押し込まれるので、キャビティ９７内の溶融樹脂１２７が加圧されて密度が均一になる。
【００３５】
そして、キャビティ９７内の溶融樹脂１２７が冷却固化した後、金型９１が初期位置へと移動され、ここで、イジエクトピン１１５が上昇して一次成形物５の取り出しが行われる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
【００３７】
実施の形態においては、インサート部品がガス検知素子である場合を例に挙げて説明したが、本発明を適用することができるインサート部品がこのような種類に限られることは無く、脆弱な部品であれば、実施の形態における効果と同様の効果を得ることができる。
なお、上記実施の形態では、自動車部品３を製作するのに、インサート成形機１とインサート成形機８３を、連続的に使用する場合を示したが、インサート成形機１とインサート成形機８３を、それぞれ独立して別個の製品を製作する場合に用いてもよいことは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明では、キャビティへの溶融樹脂の供給は溶融樹脂の自重によって流れ込むだけであるから、この供給においてインサート部品又は一次成形品には溶融樹脂の重量以外に圧力が加えられることは無い。そして、キャビティに供給された溶融樹脂は加圧室において加圧されるため密度を均一にされる。
従って、溶融樹脂の供給によってインサート部品等が破損するのを略確実に防止することができ、しかも、時間当たりの供給量を特に制限する必要も無いので、成形スピードを高めることができ、その上、溶融樹脂の供給が略無圧でありながらキャビティ内の溶融樹脂の密度を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例に係るインサート成形装置の垂直断面図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係るインサート成形装置の樹脂供給時における要部垂直断面図である。
【図３】  図２に示すインサート成形装置の加圧時における要部垂直断面図である。
【図４】  図１に示すインサート成形装置により成形された一次成形品の拡大斜視図である。
【図５】  図２に示すインサート成形装置により成形された二次成形品としての自動車部品の拡大斜視図である。
【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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