| 【発明の名称】 |
脆性リングのインサート成形方法および金型 |
| 【発明者】 |
【氏名】田中 一夫
【氏名】戸塚 茂樹
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| 【要約】 |
【課題】フェライト焼結マグネットリングの如く、脆性リングの内面側に樹脂をインサート成形する方法であって、射出圧で脆性リングを破損することなく且つ精度良く射出成形する方法および金型の提供。
【解決手段】半径方向へ均等に拡縮されるチャック２を第１金型３に設け、それに脆性リング１を挿入する。そして第２金型４に締結部材５を設け、締結部材５によりチャック２を締結保持した状態で溶融プラスチック材料を脆性リング内に射出成形する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 円環状に形成された脆い材料よりなる脆性リング(1) を、少なくともその一部外周が成形後に外面に露出するようにして、その内周側に溶融プラスチック材料を射出成形する脆性リングのインサート成形方法において、半径方向へ均等に拡縮されるチャック(2) を成形用金型に配置して、そのチャック(2) 内に前記脆性リング(1) を挿入し、射出時にその脆性リング(1) が損傷しないように、そのチャック(2) に外力を中心方向へ加えてその脆性リング(1) の外周を締結保持しつつ、その脆性リング(1) の内周側に溶融プラスチック材料を射出成形する脆性リングのインサート成形方法。
【請求項２】 互いに接離して開閉自在に配置される成形用の第１金型(3)と第２金型(4) を有し、その第１金型(3) に配置されて半径方向に均等に拡縮される脆性リング保持用のチャック(2) と、第２金型(4) または第１金型(3) に設けられ、前記チャック(2) の外周を圧接してその外周を半径方向内側に締結保持する締結部材(5) と、を具備し、前記チャック(2) に円形環状の脆性リング(1) が締結保持された状態で、その脆性リング(1) の内面側に溶融プラスチック材料が射出成形されるように構成された金型。
【請求項３】 請求項２において、前記チャック(2) は軸方向の先端部に先細りの円錐台形部(7) を有するコレットチャックからなり、その内周面に半径方向外方へ弾発するチャック開放用リング(8) が配置され、その円錐台形部(7) に整合する筒形凹部(9) を有する締結部材(5) が、前記第２金型(4) に取付られ、その締結部材(5) が流体圧により前記軸線方向に押圧されるように構成された金型。
【請求項４】 請求項２または請求項３において、前記脆性リング(1) の軸線方向の一方側が前記第１金型(3) の第１位置決め手段(11)により位置決めされ、他方側が第２金型(4) の第２位置決め手段(12)により位置決めされ、その第２位置決め手段(12)は、第２金型(4) 内に前記軸線方向へスライド自在に設けたインサート押さえ(13)の押さえ面(14)が、前記脆性リング(1) に突き当たることにより構成され、そのインサート押さえ(13)は、溶融プラスチックの射出圧によりその押さえ面(14)をその脆性リング(1) に押圧するように構成された金型。
【請求項５】 請求項４において、インサート押さえ(13)またはそれと一体にスライドするスライド中子(17)に、スライドブッシュ(19)が移動自在に配置されると共に、そのスライドブッシュ(19)の端面が溶融プラスチック充填用のキャビティ内に露出され、そのスライドブッシュ(19)は、溶融プラスチックの射出圧により後退して、ブッシュ位置決め面(41)に当接して位置決め固定されるように構成された金型。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として円筒形のフェライト焼結マグネットリングからなる脆性リングが外周に位置し、その内側にプラスチック樹脂が成形されたインサート成形品を作るための方法および金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】フェライト焼結マグネットリングを射出成形用金型にインサートし、その内部にプラスチック材を成形することがしばしば行われている。図８はその一例を示し、直径が１ｃｍ程の脆性リング１の内側にプラスチック材がインサート成形され、その軸部外周に歯車部36が設けられたものである。そのインサート成形後にはフェライト焼結マグネットリングに着磁が行われ、モータや計器等のローターを形成するものである。このようなフェライト焼結マグネットリングは、その性質上、次の特徴を有する。フェライト焼結マグネットリングは外周方向から半径方向の中心に向かう外力には比較的強い。しかしながら、そのリングの中心から半径方向外側の外力に対しては簡単に破損する。また、焼結マグネットであるため、一般に製品の寸法精度が低く、その公差は０．１ｍｍ程度である。
【０００３】このように比較的公差が大きく、中心から外方に向かう外力に対して簡単に破損するフェライト焼結マグネットをインサート成形するには、従来次のようにして行っていた。金型のキャビティ内にフェライト焼結マグネットリングを装着し、次いでその内側に溶融プラスチック材を充填する。その際、完全に樹脂材が充填する僅か手前で樹脂の充填をやめ、焼結マグネットに大きな射出圧が加わらないようにする。そして製品を取り出し、ひび割れ等を全数検査していた。このように射出圧が完全に加わらないようにする理由は、焼結マグネットリングはその内側からの射出圧に耐えられず、破壊してしまうからである。とくに、把持焼結マグネットの公差が比較的大きいため、その外周を金型の嵌着凹部に完全に整合させることが難しいので、焼結マグネットリングの外周と金型の嵌着凹部との間には僅かな隙間が生じる。すると、外周が把持されない状態で内側から射出圧が加わり、極めて容易に破壊されてしまう。さらには、仮に焼結マグネットリングと金型との隙間が存在しなくても射出成形の内圧で破損する場合があるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】フェライト焼結マグネットリングのような脆性リングを従来の方法によりインサート成形するとき、樹脂材を完全に充填しない状態で成形すると、成形精度が悪いものとなる。それと共に、その成形が不安定となるため、インサート成形品を全数検査する必要がある。そこで、本発明は脆性リング内に溶融樹脂を完全に充填して成形精度の良い製品を提供すると共に、脆性リングに割れの生じないインサート成形方法およびその金型を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明は、円環状に形成された脆い材料よりなる脆性リング(1) を、少なくともその一部外周が成形後に外面に露出するようにして、その内周側に溶融プラスチック材料を射出成形する脆性リングのインサート成形方法において、半径方向へ均等に拡縮されるチャック(2) を成形用金型に配置して、そのチャック(2) 内に前記脆性リング(1) を挿入し、射出時にその脆性リング(1) が損傷しないように、そのチャック(2) に外力を中心方向へ加えてその脆性リング(1) の外周を締結保持しつつ、その脆性リング(1) の内周側に溶融プラスチック材料を射出成形する脆性リングのインサート成形方法である。
【０００６】請求項２に記載の本発明は、互いに接離して開閉自在に配置される成形用の第１金型(3) と第２金型(4) を有し、その第１金型(3) に配置されて半径方向に均等に拡縮される脆性リング保持用のチャック(2) と、第２金型(4) または第１金型(3) に設けられ、前記チャック(2) の外周を圧接してその外周を半径方向内側に締結保持する締結部材(5) と、を具備し、前記チャック(2) に円形環状の脆性リング(1) が締結保持された状態で、その脆性リング(1) の内面側に溶融プラスチック材料が射出成形されるように構成された金型である。
【０００７】請求項３に記載の本発明は、請求項２において、前記チャック(2) は軸方向の先端部に先細りの円錐台形部(7) を有するコレットチャックからなり、その内周面に半径方向外方へ弾発するチャック開放用リング(8) が配置され、その円錐台形部(7) に整合する筒形凹部(9) を有する締結部材(5) が、前記第２金型(4) に取付られ、その締結部材(5) が流体圧により前記軸線方向に押圧されるように構成された金型である。
【０００８】請求項４に記載の本発明は、請求項２または請求項３において、前記脆性リング(1) の軸線方向の一方側が前記第１金型(3) の第１位置決め手段(11)により位置決めされ、他方側が第２金型(4) の第２位置決め手段(12)により位置決めされ、その第２位置決め手段(12)は、第２金型(4) 内に前記軸線方向へスライド自在に設けたインサート押さえ(13)の押さえ面(14)が、前記脆性リング(1) に突き当たることにより構成され、そのインサート押さえ(13)は、溶融プラスチックの射出圧によりその押さえ面(14)をその脆性リング(1) に押圧するように構成された金型である。
【０００９】請求項５に記載の本発明は、請求項４において、インサート押さえ(13)またはそれと一体にスライドするスライド中子(17)に、スライドブッシュ(19)が移動自在に配置されると共に、そのスライドブッシュ(19)の端面が溶融プラスチック充填用のキャビティ内に露出され、そのスライドブッシュ(19)は、溶融プラスチックの射出圧により後退して、ブッシュ位置決め面(41)に当接して位置決め固定されるように構成された金型である。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。図１は本発明の金型の要部縦断面図であって、可動側の第１金型３と固定側の第２金型４とを僅か分離した状態を示す。そして図２は脆性リング１の締結作用の説明図であり、図３は同金型の型閉じ状態を示す。また、図４は同金型の要部拡大図であり、図５は射出成形機の要部縦断面図である。さらに図６はその固定取付受け板22の側面図、図７は射出成形機の型開き状態を示す説明図である。この金型は、図８に示すプラスチック成形品35を成形するためのものである。 脆性リング１は短い筒状のフェライト焼結マグネットリングからなり、その公差は直径方向及び軸方向に夫々０．１ｍｍ程である。これに対してプラスチック成形品35の軸方向長さＬは、脆性リング１の公差よりも小さな０．０５ｍｍ程である。即ち、脆性リング１の端面から軸部先端までの公差は０．０５ｍｍに維持される必要がある。なお、図８の（Ａ）はそのプラスチック成形品35の縦断面図であり、（Ｂ）は左側面図である。
【００１１】本発明の金型は、図１の如く、可動側の第１金型３に設けた貫通孔内に可動コア入れ子42が挿通され、その外周に脆性リング１保持用のチャック２が被嵌されている。チャック２は周知の市販のコレットチャックからなり、図２に示す如くテーパを有する筒状に形成されると共に、その外周に多数のスリット２ａがその軸方向両端から他端側に周方向に交互に且つ、夫々のスリットの端部で僅かにスリットのない部分を残して形成され、それにより半径方向に拡縮自在な構造となっている。チャック２の先端部外周は円錐台形部７に形成され、中間部および後端部は緩い円錐台形状のテーパに形成されている。
【００１２】このようにしてなるチャック２は、前述のように可動コア入れ子42の外周に被嵌されると共に、その可動コア入れ子42の外周の環状溝に配置されたチャック開放用リング８によって半径方向外方に付勢されて僅かに拡開される。このチャック開放用リング８は断面円形の弾性ゴムリングを用いることができる。また、可動コア入れ子42の中心には、エジェクタ18がエジェクタスリーブ18ａを介して挿通されている。なお、エジェクタ18の先端は、プラスチック成形品35の軸穴に整合する軸型凸部18ｂを有している。そして、このエジェクタ18の先端部と可動入れ子42の先端部とチャック２の先端部との間に第１キャビティ15が形成される。
【００１３】次に、固定側の第２金型４の貫通孔には、チャック締結用の筒状の締結部材５が挿通されている。この締結部材５は図２の如く形成され、その内部にインサート押さえ13及びスライド中子17さらにはスライドブッシュ19（図１）が順にその中心側に嵌入されている。締結部材５の先端部内周面には、チャック２の円錐台形部７に整合するテーパ状の筒形凹部９が形成されている。締結部材５にはその直径線上に一対の孔が穿設され、そこにスライドピン32が挿通されている。このスライドピン32の中間部は僅かに大径に拡大され、その拡大部が締結部材５の孔縁部に当接する。また、スライドピン32の左端面は固定取付板21に挿通された油圧入力スライドピン押さえ40の端面に整合する。
【００１４】締結部材５の内側に設けられたインサート押さえ13は、一端閉塞の筒状に形成され、その閉塞部の中心に中心孔を有し、その中心孔の内周および端部に第２キャビティ16が設けられている。このインサート押さえ13は締結部材５内に対して、軸方向に僅かに移動可能である。インサート押さえ13の内側には、円柱状のスライド中子17が嵌着されている。このスライド中子17の先端面は、インサート押さえ13の閉塞面に当接される。スライド中子17の後端面には環状溝26が形成され、その環状溝26から第２キャビティ16まで軸線方向にスプール路27が穿設されている。また、環状溝26の半径方向外側にはスプールランナー路37が金型外面まで形成されている。スライド中子17の中心には段付孔が貫通され、そこにスライドブッシュ19が挿通されている。このスライドブッシュ19は、軸方向に僅かに移動自在である。さらにスライド中子17の中心孔の後端にはピン抜け止めカラー６が圧入され、スライドブッシュ19の抜け止めを形成する。
【００１５】次に、第２金型４に接離自在な固定取付板21には、図１において、その中心孔にピン押さえ20が挿通され、その先端にブッシュ位置決め面41が設けられ、そのブッシュ位置決め面41にスライドブッシュ19の後端面がキャビティの内圧を介して当接される。固定取付板21には、一対の中子押さえ29とランナーロックピン39とが挿通され、それが軸方向に僅かに移動自在に設けられている。また、中子押さえ29及びランナーロックピン39の後端面には押さえコイルバネ30が着座し、それにより中子押さえ29及びランナーロックピン39を右方に付勢している。さらに中子押さえ29及びランナーロックピン39の外側には、一対の油圧入力スライドピン押さえ40が挿通され、その端面がスライドピン32の端面に当接する。なお、スライドブッシュ19の先端面は第２キャビティ16に露出される。
【００１６】次に、図５示す如く固定取付板21は固定取付受け板38および固定ダイプレート22に固定されている。そして固定取付受け板38にはチャック締結用油圧シリンダ33ａが設けられ、そこにピストン33が内装されている。そしてピストン33の先端面に、一対の油圧入力スライドピン押さえ40の後端面が当接する。固定取付受け板38の後端には一対の油圧ホースコネクタ31が突設され、それとチャック締結用油圧シリンダ33ａとが連通する。また、第１金型３は可動受け板10及び可動取付板23に固定されている。なお、インサート押さえ13の先端面は脆性リング１の第２位置決め手段12を構成する押さえ面14であり、可動コア入れ子42の端面は脆性リング１の第１位置決め手段11を形成する。そして、脆性リング１は両端面に挟持される。
【００１７】
【使用方法】このようにしてなる金型を有する射出成形機の使用方法につき述べる。図７の如く型開きした状態で第１金型３と第２金型４とは離反すると共に、第２金型４と固定取付板21とも離反する。即ち、第２金型４が固定取付板21からガイドシャフト43に案内されて右方に移動し、ストッパ44の端部に停止される。このとき、スプールランナー45が第２金型４から剥離される。そしてランナー分離板46が右方に移動することにより、スプールランナー45はランナーロックピン39から外れて下方に落下する。また、第１金型３のチャック２はチャック開放用リング８によって半径方向外側に僅かに拡開される。そしてエジェクタ18を左方に突き出すことにより、プラスチック成形品35を取り出して落下させることができる。このエジェクタ18を引き戻した状態で、新たな脆性リング１がチャック２内に図示しないロボットにより挿入される。
【００１８】次いで、低圧で図３の如く型閉じが行われる。このとき押さえコイルバネ30の弾発力が中子押さえ29，スライド中子17を介しインサート押さえ13に伝えられ、その先端面に設けられた押さえ面14が脆性リング１の一端面に当接し、その他端面が可動コア入れ子42の端面に当接される。次いで、高圧での型締めが行われると共に、図５に示すチャック締結用油圧シリンダ33ａに油圧が供給され、ピストン33を右方に押圧する。すると、図３において油圧入力スライドピン押さえ40，スライドピン32を介して締結部材５が右方に移動する。それにより、チャック２の外周が縮小し脆性リング１を締結把持する。このとき、脆性リング１の軸線とチャック２の軸線とが整合される。
【００１９】次いで、図５の射出筒24が下方に移動し、ノズル25が金型にタッチしてその内部とスプールランナー路37が連通する。そして溶融プラスチックがスプールランナー路37，環状溝26，スプール路27を介しキャビティ内に充填される。このとき、その射出圧が環状溝26を介しスライド中子17に伝えられ、それがインサート押さえ13を介して脆性リング１を右方に押さえつけ、脆性リング１が軸方向に移動することを防止する。また、キャビティ内の溶融樹脂はスライドブッシュ19の端面に達し、そのスライドブッシュ19を左方に僅かに移動させその左端をピン押さえ20の端面に当接して位置決めさせる。これにより、スライドブッシュ19の右端と可動コア入れ子42のセット面11ａとの軸方向距離が正確に特定される。それにより、プラスチック製品の軸方向長さＬ（図８）を正確に保持できる。
【００２０】そして保圧工程・冷却計量工程を経て、型開きが行われる。即ち、図７の如く金型が開き、スプールランナー45をランナーロックピン39から引き抜き落下させる。このとき、ピン抜け止めカラー６によってスライドブッシュ19が抜け落ちるのを防いでいる。そしてエジェクタ18を前進させプラスチック成形品35を押し出し、前記各工程を繰り返す。
【００２１】
【変形例】本発明は前述の実施の形態に限定されるものでは勿論なく、例えばチャック２の締結部材５を第２金型４に設ける代わりに、その締結部材を第１金型３に設けてもよい。その場合には、図１において、チャック２の右側の傾斜の緩いテーパ面の外周に整合する内面を有するスライド部材を、軸方向へ右方から左方に移動させる構造となる。
【００２２】
【発明の作用・効果】本発明のインサート成形方法および金型によれば、円環状に形成された脆性リング１は、射出時に半径方向へ均等に拡縮されるチャック２でその脆性リング１の外周が締結保持され、その脆性リング１の内周側に溶融プラスチック材料を射出成形するように構成したから、溶融プラスチックの射出圧によって脆性リング１が破損することを確実に防止できる。また、脆性リング１が締結把持されるチャック２は半径方向へ均等に拡縮されるものであるから、脆性リング１の外周直径の精度にバラツキが生じても、その脆性リング１の軸線を確実にチャック２の軸線に整合させ、結果として脆性リング１の軸線とプラスチック成形品の軸線とを整合させることができる。
【００２３】請求項２に記載の本発明によれば、締結部材５によりチャック２の外周を圧接して脆性リング１を締結保持するものであるから、構造が簡単で精度の良いプラスチック成形用金型を提供できる。請求項３に記載の本発明によれば、締結部材５が流体圧により軸線方向に押圧されるように構成したものであり、構造が簡単でその流体圧の調整により締結力を所定の値に保持することが容易となる。それにより、締結の際に脆性リング１が破損することを防止できる。
【００２４】請求項４に記載の本発明は、脆性リング１の軸線方向の一方側が第１金型３の第１位置決め手段11により位置決めされ、他方側が第２金型４の第２位置決め手段12により位置決めされる。そして第２位置決め手段12は、第２金型４に軸線方向へスライド自在に設けたインサート押さえ13の押さえ面14が脆性リング１に突き当たることにより構成され、そのインサート押さえ13は溶融プラスチックの射出圧によりその押さえ面14をその脆性リング１に押圧するように構成されたから、脆性リング１を押圧するための圧力によって脆性リング１が破損することを防止できる。即ち、脆性リング１は第１金型３の第１位置決め手段11に突き当てられた状態で射出圧で押圧されるものであるから、その射出圧によって脆性リング１が破損することはない。また、溶融プラスチックの射出圧によりその押さえ面14で脆性リング１を押さえるように構成したため、簡素化され製造し易い金型となり得る。
【００２５】請求項５に記載の本発明は、インサート押さえ13またはスライド中子17にスライドブッシュ19が移動自在に配置され、そのスライドブッシュ19の端面がキャビティ内に露出され、そこに充填される溶融プラスチックの射出圧により後退してブッシュ位置決め面41に当接して位置止め固定されるものである。そのため、脆性リング１の軸方向寸法にバラツキが生じても、ブッシュ位置決め面41の端面の位置を常に一定に保持し、成形品の軸方向寸法を精度良く成形することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００２２１４９
【氏名又は名称】株式会社樹研工業
【識別番号】０００００６８９５
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年２月２７日（２００１．２．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８２８４３
【弁理士】
【氏名又は名称】窪田 卓美
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２５４４７４（Ｐ２００２−２５４４７４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年９月１１日（２００２．９．１１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−５２８３７（Ｐ２００１−５２８３７） |
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