JP3792354B2 - インサート成形金型 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インサート成形金型に係り、特に、線材等のインサート部品が合成樹脂製のボディに埋込状に通されて成るインサート成形品を成形するためのインサート成形金型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、導電性を有する線材を絶縁材料で覆った配線部材としては、今日、塩化ビニルの外皮を備えた被覆電線が多用されており、この被覆電線の成形は、通常、引出成形法によって行われる。
ところが、この引出成形法では、外皮となる被覆部の形状が側方への突出部を有しない形、即ち、その横断面形状が全長において一定でなければならないという制限があるため、何らかの機能を持つ突出部を外皮と一体に形成したり、被覆部の形状を任意にデザインすることは事実上不可能である。
【0003】
この点、インサート成形法にあっては、被覆部を任意の形状で成形することができるので、長尺なものを除き、設計の自由度を大幅に拡げることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、射出成形における溶融樹脂の射出は1立方センチメートル当たり500Kgぐらいの圧力で行われるため、キャビティ内を通された線材にテンションをかけておいても、この線材が溶融樹脂の射出圧で容易に撓んでしまって、線材どうしが接触したり線材が被覆部から露出してしまうという致命的な問題がある。
このような問題があって、従来、被覆配線部材等をインサート成形することは極めて困難であるとされていた。
【0005】
本発明は上記した従来の問題点に鑑みて為されたものであり、キャビティを通された線材等のインサート部品が溶融樹脂の射出圧によって撓まされることの無いインサート成形金型を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明インサート成形金型は、線材等のインサート部品が合成樹脂製のボディに埋込状に通されて成るインサート成形品を成形するためのインサート成形金型であって、インサート成形品のボディの外形を画するキャビティと、インサート部品が挿通される挿通孔が形成され横断面の外形がキャビティの横断面形状と一致した形状を有する中子とを備え、この中子をインサート部品が挿通された状態で前記キャビティに移動自在に収納すると共にキャビティの一端部から他端部へと移動させ、この中子の移動と同期してキャビティに溶融樹脂を射出するようにしたものである。
【0007】
従って、中子の移動に従ってキャビティ内でのインサート部品が中子から相対的に露出して行き、このように露出して行くインサート部品が溶融樹脂に埋め込まれて行くので、インサート部品に溶融樹脂の射出圧が加えられても、インサート部品はその射出圧によって撓まされる前に溶融樹脂に埋め込まれる。
【0008】
また、本発明においては、中子の移動を、キャビティに射出される溶融樹脂の射出圧によって行わせるか、又は、キャビティを画する2つの型板の一方を移動タイプにしてこの型板の移動に従って中子が移動するようにした。
これらのうちの前者によれば金型の構造が複雑にならないで済む。そして、後者によれば、ゲートランナを移動側の型板に設けることで、射出された樹脂の塊りは中子を追うように成長して行くので、成形品のボディの表面を傷つけないで済む。
【0009】
別の本発明においては、インサート部品が中子と一体的に移動するようにしたものであり、このようにすることで、溶融樹脂をインサート部品にしっかり食い付かせることができる。
【0010】
更に別の発明においては、キャビティに溶融樹脂が射出された後、溶融樹脂が固化する前にキャビティへ突出する突出部材を具備したものであり、このようにすることで、インサート成形品に凹部又は穴を形成することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るインサート成形金型を図面に示した各実施の形態に従って説明する。
図面に示した各実施の形態は、本発明を、フラットケーブル1を成形するためのインサート成形金型に適用したものである。
【0012】
先ず、フラットケーブル1について説明する(図3参照)。
このフラットケーブル1は、ボディ3と、3本の銅線5とから成る。ボディ3はある程度の可撓性を有する合成樹脂によって略ベルト状を為すように形成され、その肉厚は銅線5の直径の略3倍になっている。そして、3本の銅線5は、ボディ3の幅方向に互いに平行に並んだ状態で、ボディ3の厚み方向における中間部を長手方向へ貫通されることでボディ3に保持されている。
ボディ3の厚み方向における一側面には凹部としての窓7が形成されており、3本の銅線5はこの窓7において露出している。この窓7には図示しないコネクタが結合される。
【0013】
図1及び図2は、参考例に係るインサート成形金型11を示すものである。
13は下側取付板を、15はスペーサブロックを、17は受け板をそれぞれ示し、この受け板17上に下側型板19が固定されている。21は上側取付板を示し、23は上側取付板21の下面に固定された上側型板を示す。
25はキャビティを示す。このキャビティ25は前記フラットケーブル1のボディ3の外形を画するものであり、従って、キャビティ25は左右方向に長い扁平な空間になっていて、上側型板23と下側型板19とのパーティング面PLを境にした上下2分割の構造になっている。
上下の型板23及び19の各パーティング面PLのうちキャビティ25の左右両脇の位置には3本の銅線5が各別に収まる図示しない溝が形成されている。
【0014】
27はゲートランナを示し、このゲートランナ27はパーティング面PLのうちキャビティ25の左端に接する位置に設けられ、そのゲート27aはキャビティ25の左端面29における前後方向の一端部に開口している。
31は上側型板23に装着されたスプルブッシュを示し、このスプルブッシュ31の下端は上記ゲートランナ27に開口している。
従って、キャビティ28への溶融樹脂の射出はキャビティ25の左端面29から右方に向かって為される。
【0015】
33は中子を示す。この中子33は金属により略正方形の平板状を為すように形成され、その左右方向と直交する断面の大きさはキャビティ25の横断面の大きさと一致している。この中子33には左右方向へ貫通した前後3つの挿通孔35が形成されている。これら挿通孔35の内径は、銅線5が摺動し得るクリアランスを残してピッタリ挿入される寸法になっている。
尚、キャビティ25の左右方向における長さは、ボディ3に必要な長手寸法に中子33の左右方向における長さを加えた寸法になっている。
【0016】
上側取付板21及び上側型板23の略中央部には、これらを上下方向へ貫通した縦孔37が形成されており、この縦孔37に突出部材としての押し型ロッド39が摺動自在に挿入されている。この押し型ロッド39はボディ3の前記窓7を形成するためのものであって、非動作時においてはその下端面39aが縦孔37の下端面と一致した待機位置に保持されてキャビティ25の上面の一部を為す。
【0017】
41は上側型板23の右端部に形成された高圧エア供給路を示し、その一端はキャビティ25の右端部上面に開口し、他端は上側型板23の右端面に開口しており、この他端には図示しないコンプレッサから延びた高圧エア供給ホースが接続される。
インサート成形金型11は以上のように構成されている。
【0018】
次に、このインサート成形金型11を使用して行われるフラットケーブル1の成形方法を説明する。
図示しない線材ロールから所定の位置まで引き出されている銅線5は、インサート成形金型11の型開き状態において、上下の型板23と19との間を通されると共に中子33の挿通孔35を通される。そして、銅線5はインサート成形金型11の左右両脇に配置された図示しないテンション機構に保持されることで適度なテンションを与えられる。
次いで、中子33がキャビティ25の一方の半部における左端に収納されながら型が閉じられてキャビティ25が形成される。
【0019】
型閉じが行われると、先ず、高圧エア供給路41を経てキャビティ25内に高圧エアが供給され、この高圧エアの圧力によって中子33に右方への移動の負荷が加えられる。
次いで、ゲート27aから溶融樹脂がキャビティ25内に射出される。上記高圧エアの圧力は溶融樹脂の射出圧より稍小さめに設定される。
【0020】
キャビティ25に溶融樹脂が射出されると、この溶融樹脂の射出圧によって中子33が右方へ移動すると共に、この中子33の移動に従ってキャビティ25内での銅線5が中子33から左方へ向かって相対的に露出して行く。このように露出して行く銅線5が溶融樹脂に埋め込まれる。即ち、キャビティ25に射出されて来る溶融樹脂は、銅線5を埋込みながら固化が進行して塊を為し、その塊りは中子33と一体的に右方へ移動しながら左方へ向けて成長して行き、このように成長して行く溶融樹脂が銅線5を埋め込んで行く。従って、溶融樹脂による銅線5の埋込は、常に、キャビティ25内を通されている部分の左端部、即ち、上下の型板23と19とによって圧着状に保持されている部位に連続している位置において行われる。
しかして、銅線5に溶融樹脂の射出圧が加えられても、銅線5はこの射出圧によって撓まされる前に溶融樹脂に埋め込まれる。
【0021】
上記したように、中子33の移動には高圧エアによる負荷が加えられているので、キャビティ25に射出された溶融樹脂の圧力は十分高められ、従って、銅線5を埋め込んで行く溶融樹脂の密度は十分な高さを持つ。
【0022】
中子33がキャビティ25の右端まで来ると、溶融樹脂の射出が停止し、溶融樹脂が固化する前に押し型ロッド39が下降される。この下降は押し型ロッド39の下端面39aが銅線5に接するところまで行われる。これにより、前記窓7が形成される。
次いで、所定のタイミングで型が開き、中子33が銅線5と共に離型される。
このようにしてフラットケーブル1が成形される。
【0023】
尚、中子33に右方への移動の負荷を与える手段としては、空気圧の他に、油圧や高粘度のグリス等を用いることも考えられる。
【0024】
図4及び図5は本発明の第一の実施の形態に係るインサート成形金型11Aを示すものである。このインサート成形金型11Aが前記インサート成形金型11と比較して相違する点は、中子を2つ割り構造にしたことだけである。従って、図面には要部のみを示してあり、また、説明は上記相違点についてのみ行い、その余の部分については、図面の各部に前記インサート成形金型11における同様の部位に付した符号と同じ符号を付することによって説明を省略する。このような符号の使い方とその意味は、後述する第二及び第四の実施の形態においても同様とする。
【0025】
51は金属製の中子を示す。この中子51はその厚み方向で2つ割りに形成されており、上ハーフ51aと下ハーフ51bとを接合した状態における形状及びサイズは前記した中子33と同じになっている。これら上下のハーフ51aと51bの互いの対向面には横断面が半円弧状をした溝53が形成されており、上ハーフ51aと下ハーフ51bとが接合されることによって挿通孔35が形成される。
【0026】
このインサート成形金型11Aに使用する銅線5には、一部に、プレス加工等によって扁平に潰した幅広部55を形成する。
そして、銅線5は、幅広部55が中子51の右側面に接するように挿通孔35に通されると共に、上下の型板23と19に対しては摺動し得るようにセッティングされる。
【0027】
そこで、キャビティ25に溶融樹脂が射出されると、その射出圧によって中子51が右方へ移動すると共に、この中子51が銅線5の幅広部55を押圧するので、銅線5が中子51と一体的に右方へ移動する。従って、銅線5はキャビティ25内にその左端面29から入って来たところで溶融樹脂に埋め込まれ、そのようにして銅線5を埋め込みながら固化して行く樹脂は銅線5と一体的に右方へ移動する。
しかして、銅線5を埋め込みながら固化して行く樹脂は銅線5に対して滑ることが無いので、溶融樹脂が銅線5にしっかり食い付くことができる。
【0028】
図6は本発明の第二の実施の形態に係るインサート成形金型11Bを示すものである。このインサート成形金型11Bが前記インサート成形金型11と比較して相違する点は、上側型板をスライドタイプにし、ゲートランナが上側型板と一体的に移動するようにした点である。
61は上側型板を示し、この上側型板61は下側型板19の左右方向における長さの2倍余りの左右長を有し、図示しない上側取付板に左右方向へ摺動自在に支持されると共に、図示しない移動機構によって移動される。
キャビティ25は上面が開口した形でその全体が下側型板19に形成されている。
【0029】
63は上側型板に設けられたホットランナを示し、ホットランナ63のゲート63aは先端部65の下端面に開口している。このホットランナ63の先端部65は上側型板のパーティング面PLよりある程度下に突出しており、型閉じが行われると、この先端部65がキャビティ25内に位置し、中子33は先端部65に右側から接するように位置する。
【0030】
このインサート成形金型11Bにおいては、銅線5がキャビティ25に対して移動しない状態でセッティングされると共に、キャビティ25への溶融樹脂の射出の開始と同時に上側型板61が右方へ移動する。
そこで、成形動作が開始すると、上側型板61が中子33を押しながら右方へ移動して行くので、銅線5が中子33から相対的に露出して行くと共に、ホットランナ63から射出する溶融樹脂が銅線5を埋め込んで行く。この溶融樹脂は中子33を追うように右方へ向けて成長して行き、キャビティ25内で移動することは無いので、成形されて行くボディ3の表面のうち上側型板61と接する面以外の部分では傷が付く惧れは無い。
【0031】
図7は本発明の第三の実施の形態に係るインサート成形金型11Cを示すものである。
このインサート成形金型11Cが前記第二の実施の形態に示したインサート成形金型11Bと比較して相違する点は、ホットランナのゲートを中子に設けた点だけである。
即ち、このインサート成形金型11Cにおいては、中子33はスライドタイプの上側型板61のパーティング面PLに固定され、この中子33にはゲートランナ71が形成されている。このゲートランナ71は上側型板61に設けられたホットランナ63と連続し、そのゲート71aは中子33の左端面に開口している。
【0032】
従って、成形動作が開始すると、上側型板61が中子33と一体的に右方へ移動して行くので、銅線5が中子33から相対的に露出して行くと共に、ゲート71aから射出する溶融樹脂が銅線5を埋め込んで行き、この溶融樹脂は中子33を追うように右方へ向けて成長して行く。
【0033】
図8及び図9は本発明の第四の実施の形態に係るインサート成形金型11Dを示すものである。このインサート成形金型11Dが前記した各実施の形態に示したインサート成形金型と比較して大きく相違する点は、ボディ3を銅線5と共に屈曲した形に成形できるようにした点である。
81はボディ3の外形を画するキャビティを示す。このキャビティ81は、ボディ3に要求される所望の屈曲形状に合わせて屈曲した形状になっており、その全体が下側型板19の上面に形成されている。
このキャビティ81内を銅線5が通される(図8では銅線の一部のみを示してある)。
【0034】
83は中子を示す。この中子83は円板形を為し、その厚みはキャビティ81の深さと一致し、その直径は所要のクリアランスを残してキャビティ81の幅と一致している。そして、中子83には、その半径方向へ互いに平行に並んだ複数の挿通孔35が形成されると共に、ゲートランナ83aが形成されている。
このような中子83はキャビティ81に収められる。従って、中子83はその周方向へ向きを変えることができる状態で、キャビティ81内に摺動自在に設けられる。
そして、キャビティ81に銅線5を通す際、その銅線5は中子83の挿通孔35を通される。
【0035】
85は可動ランナを示す。可動ランナ85は平板状をした移動ベース87と、移動ベース87の上面から上に突出したランナブロック89とから成り、高さ方向へ貫通したゲートランナ91が形成されている。
このインサート成形金型11Dにおける上側型板61も、下側型板19の上面に重なるように位置した状態で左右方向へ移動自在なるように設けられ、この上側型板61の右端面にはガイド溝61aが形成されている。
【0036】
上記可動ランナ85における移動ベース87の左端面には前後方向へ延びる係合凸部93が設けられており、この係合凸部93は前記ガイド溝61aに摺動自在に係合されている。従って、可動ランナ85は、その移動ベース87が下側型板61の上面に載った状態で、左右方向へは上側型板61と一体的に移動し、この上側型板61に対しては前後方向へ移動することができるように、上側型板19と結合される。
【0037】
移動ベース87の下面の中央部には円形をした薄いボス87aが形成され、中子83の上面の中央部には円形をした浅い凹部95が形成されている。この凹部95には上記ボス87aが回動自在に嵌合される。これによって、中子83と可動ランナ85とは、互いに一体的に移動し且つ中子83の軸心を中心として相対的に回動し得るように結合されると共に、可動ランナ85のゲートランナ91と中子83のゲートランナ83aとが連続する。そして、可動ランナ85の移動ベース87は、常に、中子83の上に位置した状態でキャビティ81の一部を上から覆うように位置する。
【0038】
初期状態において、中子83はキャビティ81の左端部で待機している。
そこで、成形動作が開始すると、ゲートランナ91、83aを通してキャビティ81に溶融樹脂が射出されると共に、上側型板61が右方へ移動する。すると、中子83はキャビティ81の側壁によって移動方向を案内されながら移動して行くと共に、その挿通孔35を通されている銅線5が移動の負荷にならない方向へ随時向きを変えて行く。中子83のこのような動きに追従するようにして、可動ランナ85は上側型板61に対して前後方向へ変位しながら移動する。そして、キャビティ81の上面は可動ランナ85の移動ベース87と上側型板61によって閉塞されて行く。
【0039】
中子83がこのように移動して行くと、銅線5が中子83から相対的に露出して行くと共に、キャビティ81内に射出する溶融樹脂が銅線5を埋め込んで行き、この溶融樹脂は中子83を追うように右方へ向けて成長して行く。
しかして、キャビティ81の形状と一致した屈曲形状を持つフラットケーブルが成形される。
【0040】
尚、図面では、ゲートランナ91へ溶融樹脂を供給するための溶融樹脂射出機構を省略してあるが、この溶融樹脂射出機構は、前後方向へ移動自在な状態で上側型板61に設けられており、キャビティ81の前後方向への位置変化に従って位置制御されるようになっている。この位置制御の手段は、キャビティ81と同じ形状を有したカムを用いて行うか、あるいは、CAD/CAMシステムを搭載したコンピュータによる数値制御等によって行う。
【0041】
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。
例えば、実施の形態においては、成形品としてのフラットケーブルのボディが側方への突出部を有しない形状としたが、このボディの形状としては、側方への突出部を有した形状や、全体又は一部が屈曲した形状等任意の形状を選ぶことができる。
【0042】
また、インサート部品の形状としては、横断面形状即ち長手方向と直交する断面の形状が全長にわたって一定であることを除いて、その横断面の形状が特に制約されることは無い。従って、インサート部品は、平板状(横断面はー文字形となる。)でもよく、更に、横断面がL字形、T字形等であってもよい。
そして、実施の形態においては、本発明を、銅線を埋め込んだフラットケーブルの成形に適用したものを示したが、本発明はこのような配線部材の成形を目的とするものに限らず、線材等のインサート部品が合成樹脂製のボディに埋込状に通されて成る各種のインサート成形品を成形するためのインサート成形金型として広く適用することができる。
【0043】
窓7は、ボディ3の一側面に形成された凹部であるが、押し型ロッドをキャビティ25へ深く突出させたり、一対の押し型ロッドを互いに対向する位置に備え、互い当接するように動作させて、ボディ3を貫通する穴を形成することも可能である。
尚、インサート部品を中子と一体的に移動させるための手段は、実施の形態に示したものに限らない。
また、第四の実施の形態に示したボディ3を銅線5と共に屈曲した形に成形できる円板状の中子81を、第一実施例に示した中子51のように銅線5を保持し、銅線5と一体に移動するタイプとしてもよい。
【0044】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明インサート成形金型によれば、インサート部品に溶融樹脂の射出圧が加えられても、インサート部品が射出圧で撓まされる前にこのインサート部品を溶融樹脂に埋め込んでしまうことができる。
【0045】
また、請求項1又は2に記載したインサート成形金型にあっては、溶融樹脂が射出するゲートはキャビティの一端部から他端部へと移動するので、キャビティに射出した樹脂は中子の後を追うように成長して行き、キャビティ内で移動することは無いので、成形されて行くボディの表面が傷付くのを防止できる。
【0046】
更に、請求項3に記載したインサート成形金型にあっては、インサート部品が中子と一体的に移動するようにしたので、インサート部品を埋め込んで行く溶融樹脂がインサート部品に対して滑ることが無く、従って、溶融樹脂をインサート部品にしっかり食い付かせることができる。
【0047】
また、請求項4に記載したインサート成形金型にあっては、キャビティに溶融樹脂が射出された後、溶融樹脂が固化する前にキャビティへ突出する突出部材を具備したので、インサート部品に凹部又は穴を形成することが可能となり、コネクタ等の部品を結合する部分を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例に係るインサート成形金型を型閉じ状態で示す垂直断面図である。
【図2】図1に示すインサート成形金型に使用する中子の拡大斜視図である。
【図3】図1に示すインサート成形金型によって成形されるフラットケーブルの斜視図である。
【図4】 本発明の第一の実施の形態に係るインサート成形金型の要部を型閉じ状態で示す垂直断面図である。
【図5】図4に示すインサート成形金型に使用する中子の拡大斜視図である。
【図6】 本発明の第二の実施の形態に係るインサート成形金型の要部を型閉じ状態で示す垂直断面図である。
【図7】 本発明の第三の実施の形態に係るインサート成形金型の要部を型閉じ状態で示す垂直断面図である。
【図8】 本発明の第四の実施の形態に係るインサート成形金型の要部を示す概略斜視図である。
【図9】図8に示すインサート成形金型の要部を拡大した垂直断面図である。
【符号の説明】
1 インサート成形品
3 ボディ
5 インサート部品
11 インサート成形金型
25 キャビティ
33 中子
35 挿通孔
39 押し型ロッド
11A インサート成形金型
51 中子
11B インサート成形金型
19 他方の型板
61 一方の型板
63 ゲートランナ
11C インサート成形金型
71 ゲートランナ
11D インサート成形金型
81 キャビティ
83 中子
83a、91 ゲートランナ
Claims (4)
- インサート部品が合成樹脂製のボディに埋込状に通されて成るインサート成形品を成形するためのインサート成形金型であって、インサート成形品のボディの外形を画するキャビティと、インサート部品が挿通される挿通孔が形成され横断面の外形がキャビティの横断面形状と一致した形状を有する中子とを備え、キャビティを画する2つの型板の一方を他方の型板に対して移動自在とし、この一方の型板にゲートランナを設け、前記中子はインサート部品が挿通された状態で前記キャビティに移動自在に収納され、前記ゲートランナがキャビティの一端部から他端部へと移動するように一方の型板を移動させ、中子は一方の型板と一体的に移動するようにしたことを特徴とするインサート成形金型。
- 請求項1に記載したインサート成形金型において、中子を一方の型板と一体に設け、この中子にゲートを設けたことを特徴とするインサート成形金型。
- 請求項1または2に記載したインサート成形金型のいずれかにおいて、インサート部品が中子と一体に移動するようにしたことを特徴とするインサート成形金型。
- 請求項1から3に記載したインサート成形金型のいずれかにおいて、キャビティに溶融樹脂が射出された後、溶融樹脂が固化する前に前記キャビティへ突出して、インサート成形品に凹部又は穴を形成する突出部材を具備したことを特徴とするインサート成形金型。
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