CN107379395A - 嵌入成型品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种嵌入成型品的制造方法,不使用专用的双色成型机,而使用通用成型机就能够高效地制造嵌入成型品,该嵌入成型品包括:金属制的嵌入品;合成树脂制的内侧部件,覆盖上述嵌入品的一部分;以及合成树脂制的外侧部件,覆盖上述内侧部件的一部分,与上述内侧部件为不同材质。使用分两次对树脂部进行注射成型的嵌入成型品的制造所通用成型机,具备在使用1次成型用模具(Cl)的1次成型以及使用2次成型用模具的2次成型中共通使用的嵌入芯(7)。将嵌入芯(7)的圆轴(7C)与嵌入品(2)的内径孔(2C)嵌合,将嵌入品(2)以及嵌入芯(7)连结而得到的连结体(10)在1次成型工序以及2次成型工序中共通使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种嵌入成型品的制造方法,该嵌入成型品包括:金属制的嵌入品;合成树脂制的内侧部件,覆盖上述嵌入品的一部分;以及外侧部件,覆盖上述内侧部件的一部分,由与上述内侧部件为不同材质的合成树脂制。
背景技术
作为嵌入成型品,存在如下的带金属芯树脂齿轮:为了实现动力传递用齿轮的轻量化以及低噪声化,使金属制齿轮中形成有与其他齿轮啮合的齿的部分成为合成树脂,即、由作为金属芯的金属制套筒和覆盖上述金属制套筒的外周的合成树脂制的齿部构成。
在这样的带金属芯树脂齿轮中,为了实现进一步的轻量化,有时使上述齿部包括:形成有与其他齿轮啮合的齿的外径侧部件(齿轮主体、通过第二次成型来形成的树脂都);以及位于上述套筒(衬套)的外周与上述外径侧部件之间的内径侧部件(环状部件、通过第一次成型来形成的树脂部)(例如,参照专利文献1以及2)。
例如,如专利文献1的图4那样,这样的现有的带金属芯树脂齿轮如下那样制造:在将金属制套筒作为嵌入品而对内径侧部件进行了注射成型(1次成型)之后,放入其他型腔模而对外径侧部件进行注射成型(2次成型)。
或者,如专利文献2那样,如下那样制造:将金属制套筒作为嵌入品而对内径侧部件进行了注射成型(1次成型)之后,从模具取出金属制套筒以及树脂部的一体化件,并将其填装到其他模具中而对外径侧部件进行注射成型(2次成型)。
专利文献1:日本特开2002-333059号公报
专利文献2:日本特开昭58-128563号公报
在此,一般的双色成型法为,使用专用的双色成型机通过1次成型和2次成型在对固定侧模具进行自动地交换的同时进行成型,该双色成型机具备共通的可动侧模具、在1次成型中使用的固定侧模具以及在2次成型中使用的固定侧模具。
在使用了分两次对树脂部进行注射成型的带金属芯树脂齿轮的制造所专用的双色成型机的情况下,在同一成型机内具备多个模具,例如使成为基本的模具旋转而进行1次成型以及2次成型,因此成型周期的差别较少,因此制品品质稳定。
然而,专用的双色成型机为模具、驱动机构等较复杂的特殊成型机,因此导入成本提高并且通用性较低。而且,对带金属芯树脂齿轮进行成型的双色成型模具需要特殊的构造,模具制作的难易度较高。
与此相对,在分两次对树脂部进行注射成型的带金属芯树脂齿轮的制造中使用了2台通用成型机的情况下,由于是通用成型机,因此导入成本不提高并且通用性较高。而且,对带金属芯树脂齿轮进行成型的1次成型用模具以及2次成型用模具不需要特殊的构造,因此模具制作变得容易。
然而,当从1次成型用注射成型机取出1次成型品时,由于成型收缩等的影响而圆环状的金属制套筒、为了轻量化而形成的树脂部的薄壁部产生变形,1次成型品的尺寸改变。难以将保持了如此尺寸改变了的状态的1次成型品在2次成型用注射成型机的模具内进行定位,并且,进一步担心2次成型中的变形、破裂的产生等。
而且,为了使1次成型品的供给稳定,产生对由1次成型品的收缩导致的变形、以及温度以及吸水状态进行管理的需要,因此使量产品质稳定而使成品率提高非常困难。
发明内容
因此,本发明是鉴于上述状况而进行的,其要解决的问题在于提供一种制造方法,不使用专用的双色成型机而使用通用成型机来高效地制造嵌入成型品,该嵌入成型品由如下部分构成:金属制的嵌入品;覆盖上述嵌入品的一部分的合成树脂制的内侧部件;以及覆盖上述内侧部件的一部分的与上述内侧部件为不同材质的合成树脂制的外侧部件。
为了解决上述课题,本发明为一种嵌入成型品的制造方法,该嵌入成型品由如下部分构成:金属制的嵌入品;覆盖上述嵌入品的一部分的合成树脂制的内侧部件;以及覆盖上述内侧部件的一部分的与上述内侧部件为不同材质的合成树脂制的外侧部件,该嵌入成型品的制造方法的特征在于,
具备在使用了1次成型用模具的1次成型以及使用了2次成型用模具的2次成型中共通使用的嵌入芯,
该嵌入成型品的制造方法包括:
连结工序,将上述嵌入芯与上述嵌入品嵌合,得到将上述嵌入品以及上述嵌入芯连结的连结体;
1次成型工序,将上述嵌入芯的基体定位于上述1次成型用模具而将上述连结体设置于上述1次成型用模具,在将上述1次成型用模具合模了的状态下,向上述1次成型用模具的型腔注入1次成型用的熔融树脂而对上述内侧部件进行注射成型,制造相对于上述嵌入品一体化了上述内侧部件的1次成型品;
1次成型品取出工序,使上述1次成型用模具开模而取出上述嵌入芯以及上述1次成型品;
2次成型工序,将上述嵌入芯的基体定位于上述2次成型用模具而将上述嵌入芯以及上述1次成型品设置于上述2次成型用模具,在使上述2次成型用模具合模的状态下,向上述2次成型用模具的型腔注入2次成型用的熔融树脂而对上述外侧部件进行注射成型,制造使上述外侧部件相对于上述1次成型品一体化了的2次成型品;
2次成型品取出工序,使上述2次成型用模具开模而取出上述嵌入芯以及上述2次成型品;以及
分离工序,使上述嵌入芯从上述2次成型品的上述连结体分离。
在此,优选的实施方式为,上述嵌入品为圆环状套筒,上述内侧部件为圆环状内径侧部件,上述外侧部件为圆环状外径侧部件,上述嵌入成型品为在上述圆环状外径侧部件的外周面上形成齿而成的带金属芯树脂齿轮,
上述嵌入芯的基体为圆盘状,上述基体的径向中心部所具备的圆轴与上述圆环状套筒的内径孔嵌合。
在这样的嵌入成型品的制造方法中,在分两次进行的树脂部的注射成型中,不使用特殊成型机即双色成型机,而使用具备1次成型用模具的第一注射成型机以及具备2次成型用模具的第二注射成型机。或者,在生产量较少的情况下,使用1台注射成型机而对模具以及树脂材料进行交换,并且进行使用了1次成型用模具的1次成型以及使用了2次成型用模具的2次成型。由此,由于使用通用成型机,因此导入成本不提高并且通用性较高,模具制作变得容易。
根据这样的嵌入成型品的制造方法,将使嵌入芯与金属制的嵌入品嵌合而连结的连结体,在使用1次成型用模具进行的1次成型工序以及使用2次成型用模具进行的2次成型工序中共通使用,因此能够抑制由于经过1次成型工序而从1次成型用模具取出的1次成型品的成型收缩等的影响而产生的变形。
而且,将在1次成型工序以及2次成型工序中共通使用的嵌入芯的基体,定位于1次成型用模具以及2次成型用模具,因此嵌入品向1次成型用模具的定位以及1次成型品向2次成型用模具的定位变得容易且可靠。
因此,在分两次对树脂部进行注射成型的嵌入成型品的制造中,由于不使用特殊成型机而模具制作容易、能够抑制由于1次成型品的成型收缩等的影响而产生的变形,因此能够抑制制造成本的上升并且能够使量产品质稳定而使成品率提高。
此外,更优选为,通过在上述嵌入芯上设置朝向上述内侧部件突出的凸部,由此在上述内侧部件设置薄壁部。
根据这样的制造方法,通过在嵌入芯上设置的凸部,能够容易地在内侧部件上设置薄壁部。通过如此地设置薄壁部,能够使嵌入成型品轻量化。然后,成型品的体积减小,固化时间缩短,因此作为其结果,能够缩短成型周期,并且由于收缩量变小,因此能够抑制飞边、空隙等。
而且,嵌入芯的凸部进入通过1次成型工序在内侧部件上形成的薄壁部,到经过2次成型工序而进行分离工序之前,保持嵌入芯的凸部进入薄壁部的状态。
因此,能够抑制经过1次成型工序而从第一注射成型机取出的1次成型品的薄壁部由于成型收缩等的影响而产生变形。
发明的效果
如上所述,根据本发明的嵌入成型品的制造方法,主要发挥以下所示那样的效果。
(1)在分两次对树脂部进行注射成型的嵌入成型品的制造中,不使用特殊成型机即双色成型机,因此导入成本不提高并且通用性较高,模具制作变得容易。
(2)使将嵌入品以及嵌入芯连结而成的连结体在1次成型工序以及2次成型工序中共通使用,因此能够抑制由于1次成型品的成型收缩等的影响而产生的变形。
(3)将嵌入芯的基体向1次成型用模具以及2次成型用模具进行定位,因此嵌入品向1次成型用模具的定位以及1次成型品向2次成型用模具的定位变得容易并且可靠。
(4)根据上述(1)至(3)的效果,在分两次对树脂部进行注射成型的嵌入成型品的制造中,能够抑制制造成本的上升并且使量产品质稳定而使成品率提高。
附图说明
图1是通过本发明的实施方式所涉及的嵌入成型品的制造方法制造的带金属芯树脂齿轮的立体图。
图2(a)是通过2次成型工序制造的2次成型品、即在外周面上形成与其他齿轮啮合的齿之前的带金属芯树脂齿轮的立体图,图2(b)是相同的纵截面图。
图3是立体图,图3(a)表示作为嵌入品的金属芯,图3(b)表示嵌入芯,图3(c)表示将嵌入芯与金属芯嵌合后的连结体。
图4是立体图,图4(a)表示将通过1次成型工序制造的1次成型品与嵌入芯一起从1次成型用模具取出的状态,图4(b)表示将通过2次成型工序制造的2次成型品与嵌入芯一起从2次成型用模具取出的状态。
图5是纵截面图,图5(a)表示分离状态的金属芯以及嵌入芯,图5(b)表示将嵌入芯与金属芯嵌合后的连结体。
图6是纵截面图,图6(a)表示将图5(b)的连结体设置于1次成型用模具而合模的状态,图6(b)表示向1次成型用模具注入1次成型用的熔融树脂的状态,图6(c)表示将1次成型用模具开模而从上述模具取出的1次成型品以及嵌入芯。
图7是纵截面图,图7(a)表示将图6(c)的1次成型品以及嵌入芯设置于2次成型用模具而合模的状态,图7(b)表示向2次成型用模具注入2次成型用的熔融树脂的状态,图7(c)表示将2次成型用模具开模而从上述模具取出的2次成型品以及嵌入芯。
图8是表示将图7(c)的2次成型品以及嵌入芯分离的状态的纵截面图。
符号的说明
1 带金属芯树脂齿轮(嵌入成型品)
lA 在外周面形成与其他齿轮啮合的齿之前的带金属芯树脂齿轮
2 圆环状套筒(嵌入品)
2A 基体
2B 齿形状突起
2C 内径孔(嵌合凹部)
3 圆环状齿部
3A 在外周面形成与其他齿轮啮合的齿之前的圆环状齿部
4 圆环状内径侧部件(内侧部件)
4A 基体
4B 齿形状突起
5 圆环状外径侧部件(外侧部件)
6 齿
7 嵌入芯
7A 基体
7B 凸部
7C 圆轴(嵌合凸部)
8A、8B 可动侧模具
9A、9B 固定侧模具
10 连结体
Al 次成型品
B 2次成型品
Cl l次成型用模具
C2 2次成型用模具
D 薄壁部
Gl、G2 通道
具体实施方式
接着,对根据附图对本发明的实施方式进行详细说明,但本发明不限定于附图所示的方式,而包括满足权利要求书所记载的要件的全部实施方式。
在本说明书中,将带金属芯树脂齿轮1的旋转轴的方向称为“轴向”,以上述旋转轴的轴芯为基准来定义“径向”以及“周方向”。
通过图1的立体图所示的本发明的实施方式所涉及的嵌入成型品的制造方法制造的嵌入成型品即带金属芯树脂齿轮1,例如,被用作为电动转向所使用的蜗杆蜗轮的蜗轮。带金属芯树脂齿轮1包括:金属制的嵌入品即圆环状套筒2;覆盖圆环状套筒2的一部分的合成树脂制的内侧部件即圆环状内径侧部件4;以及覆盖内径侧部件4的一部分的合成树脂制的外侧部件即圆环状外径侧部件5。
在此,圆环状内径侧部件4以及圆环状外径侧部件5是覆盖金属芯即圆环状套筒2的外周面的圆环状齿部3,在圆环状齿部3(圆环状外径侧部件5)的外周面上形成有与其他齿轮啮合的齿6。
这样的带金属芯树脂齿轮1为,使圆环状齿部3由合成树脂制,因此与整体为金属制的齿轮相比能够大幅度地轻量化。
此外,内径侧部件4例如为通过玻璃纤维等强化材料强化后的合成树脂制,外径侧部件5例如为未通过上述强化材料强化的合成树脂制,内径侧部件4以及外径侧部件5为不同材质。
通过图2(a)的立体图以及图2(b)的纵截面图所示的实施方式所涉及的嵌入成型品的制造方法制造的2次成型品B,为在其外周面上形成齿6之前的带金属芯树脂齿轮lA,2次成型品B的树脂部是在其外周面上形成齿6之前的圆环状齿部3A。
在此,在圆环状齿部3A(外径侧部件5)的外周面上形成的、图1所示的齿6,通过切齿加工等机械加工来形成。此外,也可以在通过注射成型对2次成型品B进行成型的工序中形成齿6。
如图3(a)的立体图所示那样,圆环状套筒2为,在其基体2A的外周面上具备齿形状突起(凹凸形状)2B,并且具有作为嵌合凹部的内径孔2C。
如图3(b)的立体图所示那样,嵌入芯7为,其基体7A为圆盘状,在基体7A的外径侧,沿周方向排列有向轴向突出的凸部7B,在基体7A的径向中心部,具备与圆环状套筒2的内径孔2C嵌合的、作为嵌合凸部的圆轴7C。
由此,通过使嵌入芯7的圆轴7C向圆环状套筒2的内径孔2C***而嵌合,由此如图3(c)的立体图所示那样,得到将圆环状套筒2以及嵌入芯7连结后的连结体10。
接着,对本发明的实施方式所涉及的带金属芯树脂齿轮1的制造方法进行说明。
在带金属芯树脂齿轮1的制造方法中,不使用专用的双色成型机,而使用具有1次成型用模具的第一注射成型机以及具备2次成型用模具的第二注射成型机这2台通用成型机。
此外,嵌入芯7在使用1次成型用模具的1次成型以及使用2次成型用模具的2次成型中共通使用。即,在从1次成型用模具取出的状态下,如图4(a)的立体图所示那样,嵌入芯7与1次成型品A连结,在从2次成型用模具取出的状态下,如图4(b)的立体图所示那样,嵌入芯7与2次成型品B连结。
在此,在图4(a)所示的1次成型品A中,圆环状内径侧部件4在其基体4A的外周面上具备齿形状突起(凹凸形状)4B。
<连结工序>
将图3(a)及图3(b)的立体图、以及图5(a)的纵截面图所示的、分离了的状态的圆环状套筒2以及嵌入芯7,使圆轴7C向内径孔2C***而嵌合,形成图3(c)的立体图、以及图5(b)的纵截面图所示的连结体10。
<1次成型工序>
如图6(a)以及图6(b)的纵截面图所示那样,1次成型用模具Cl包括可动侧模具8A以及固定侧模具9A。
如图6(a)所示那样,将嵌入芯7的基体7A定位于1次成型用模具Cl的可动侧模具8A而将连结体10设置于1次成型用模具Cl,并对1次成型用模具Cl进行合模。
接下来,如图6(b)所示那样,向1次成型用模具Cl的型腔中,从浇口Gl注入1次成型用的熔融树脂而对圆环状内径侧部件4进行注射成型。
<1次成型品取出工序>
在对图6(b)的1次成型用模具Cl进行冷却而使树脂固化之后,使1次成型用模具Cl开模,从第一注射成型机取出图4(a)的立体图以及图6(c)的纵截面图所示的嵌入芯7以及1次成型品A。1次成型品A是将圆环状内径侧部件4相对于圆环状套筒2一体化而成的。
<2次成型工序>
如图7(a)以及图7(b)的纵截面图所示那样,2次成型用模具C2包括可动侧模具8B以及固定侧模具9B。
如图7(a)所示那样,将嵌入芯7的基体7A定位于2次成型用模具C2的可动侧模具8B而将嵌入芯7以及1次成型品A设置于2次成型用模具C2,并对2次成型用模具C2进行合模。
接下来,如图7(b)所示那样,向2次成型用模具C2的型腔中,从浇口G2注入2次成型用的熔融树脂而对圆环状外径侧部件5进行注射成型。
<2次成型品取出工序>
在对图7(b)的2次成型用模具C2进行冷却而使树脂固化之后,使2次成型用模具C2开模,从第二注射成型机取出图4(b)的立体图以及图7(c)的纵截面图所示的嵌入芯7以及2次成型品B。2次成型品B是将圆环状外径侧部件5相对于1次成型品A一体化而成的。
<分离工序>
在如图7(c)的纵截面图那样将嵌入芯7以及2次成型品B连结了的状态下,使嵌入芯7以及2次成型品B向轴向相对移动,由此解除嵌入芯7的圆轴7C与2次成型品B的圆环状套筒2的内径孔2C之间的嵌合。
由此,如图8的纵截面图所示那样,将嵌入芯7、与2次成型品即在外周面上形成与其他齿轮啮合的齿之前的带金属芯树脂齿轮lA分离。
如此分离了的嵌入芯7在上述连结工序中进行再利用。
在以上那样的带金属芯树脂齿轮1的制造方法中,在分两次进行的树脂部即圆环状齿部3A(圆环状内径侧部件4以及圆环状外径侧部件5)的注射成型中,不使用特殊成型机即双色成型机,而使用具备1次成型用模具Cl的第一注射成型机以及具备2次成型用模具C2的第二注射成型机。由于使用通用成型机,因此导入成本不提高并且通用性较高,而模具制作变得容易。
根据以上那样的带金属芯树脂齿轮1的制造方法,将使嵌入芯7与金属制的圆环状套筒2凹凸嵌合而连结的连结体10,在使用第一注射成型机的1次成型用模具Cl进行的1次成型工序、以及使用第二注射成型机的2次成型用模具C2进行的2次成型工序中共通使用,因此能够抑制由于经过1次成型工序而从第一注射成型机取出的1次成型品A的成型收缩等的影响而产生的变形。
此外,将在1次成型工序以及2次成型工序中共通使用的嵌入芯7的基体7A,定位于1次成型用模具Cl以及2次成型用模具C2,因此圆环状套筒2向1次成型用模具Cl的定位以及1次成型品A向2次成型用模具C2的定位变得容易并且可靠。
因此,在分两次对树脂部进行注射成型的带金属芯树脂齿轮1的制造中,由于不使用特殊成型机而模具制作容易的情况、能够抑制由于1次成型品A的成型收缩等的影响而产生的变形,因此能够抑制制造成本的上升并且使量产品质稳定而使成品率提高。
并且,通过设置于嵌入芯7的向轴向突出的凸部7B(参照图3(c)以及图5(b)参照),能够将图8所示那样的薄壁部D容易地设置于圆环状内径侧部件4。通过如此设置薄壁部D,能够使带金属芯树脂齿轮1轻量化。然后,成型品的体积变小,固化时间缩短,因此作为其结果能够使成型周期缩短,并且由于收缩量变小,因此能够抑制飞边、空隙等。
而且,嵌入芯7的凸部7B进入到在1次成型工序中形成于圆环状内径侧部件4的薄壁部D中,到经过2次成型工序而进行分离工序为止,保持凸部7B进入到薄壁部D中的状态。
因此,能够抑制经过1次成型工序而从第一注射成型机取出的1次成型品A的薄壁部D由于成型收缩等的影响而变形。
以上那样的在使用1次成型用模具Cl的1次成型以及使用2次成型用模具C2的2次成型中共通使用嵌入芯7的制造方法,不限于带金属芯树脂齿轮1的制造。上述制造方法还能够应用于如下的嵌入成型品的制造方法,该嵌入成型品包括:金属制的嵌入品;覆盖上述嵌入品的一部分的合成树脂制的内侧部件;以及覆盖上述内侧部件的一部分的与上述内侧部件为不同材质的合成树脂制的外侧部件。
即,在嵌入芯的基体上,设置向朝向上述嵌入品的不被上述内侧部件覆盖的部分的方向突出的嵌合凸部,在上述嵌入品上,在不被上述内侧部件覆盖的部分,设置与上述嵌合凸部嵌合的嵌合凹部,由此使上述嵌入芯与上述嵌入品凹凸嵌合而得到连结体即可。或者,也可以为,在上述嵌入品的不被上述内侧部件覆盖的部分,设置向朝向嵌入芯的基体的方向突出的嵌合凸部,并在上述嵌入芯的基体上设置与上述嵌合凸部嵌合的嵌合凹部,使上述嵌入芯与上述嵌入品凹凸嵌合而得到连结体。
在以上的说明中,表示了使用具备1次成型用模具Cl的第一注射成型机以及具备2次成型用模具C2的第二注射成型机这2台通用成型机的构成,但是本发明不限定于这样的构成。即,在生产量较少的情况下,也可以使用1台注射成型机,在对模具以及树脂材料进行交换的同时,进行使用了1次成型用模具Cl的1次成型以及使用了2次成型用模具C2的2次成型。
Claims (3)
1.一种嵌入成型品的制造方法,该嵌入成型品由如下部分构成:
金属制的嵌入品;
合成树脂制的内侧部件,覆盖上述嵌入品的一部分;以及
合成树脂制的外侧部件,覆盖上述内侧部件的一部分,与上述内侧部件为不同材质,
该嵌入成型品的制造方法的特征在于,
具备在使用1次成型用模具的1次成型以及使用2次成型用模具的2次成型中共通使用的嵌入芯,
该嵌入成型品的制造方法包括:
连结工序,将上述嵌入芯与上述嵌入品嵌合,从而得到将上述嵌入品以及上述嵌入芯连结了的连结体;
1次成型工序,将上述嵌入芯的基体定位于上述1次成型用模具而将上述连结体设置于上述1次成型用模具,在使上述1次成型用模具合模的状态下,向上述1次成型用模具的型腔注入1次成型用的熔融树脂而对上述内侧部件进行注射成型,制造使上述内侧部件相对于上述嵌入品一体化了的1次成型品;
1次成型品取出工序,使上述1次成型用模具开模而取出上述嵌入芯以及上述1次成型品;
2次成型工序,将上述嵌入芯的基体定位于上述2次成型用模具而将上述嵌入芯以及上述1次成型品设置于上述2次成型用模具,在使上述2次成型用模具合模的状态下,向上述2次成型用模具的型腔注入2次成型用的熔融树脂而对上述外侧部件进行注射成型,制造使上述外侧部件相对于上述1次成型品一体化了的2次成型品;
2次成型品取出工序,使上述2次成型用模具开模而取出上述嵌入芯以及上述2次成型品;以及
分离工序,使上述嵌入芯从上述2次成型品的上述连结体分离。
2.如权利要求1所述的嵌入成型品的制造方法,其中,
上述嵌入品为圆环状套筒,上述内侧部件为圆环状内径侧部件,上述外侧部件为圆环状外径侧部件,上述嵌入成型品为在上述圆环状外径侧部件的外周面上形成齿而成的带金属芯树脂齿轮,
上述嵌入芯的基体为圆盘状,上述基体的径向中心部所具备的圆轴与上述圆环状套筒的内径孔嵌合。
3.如权利要求1或者2所述的嵌入成型品的制造方法,其中,
在上述嵌入芯上设置朝向上述内侧部件突出的凸部,由此在上述内侧部件设置薄壁部。
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