JP7088681B2 - 成形体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、筒状のカラーが一体成形された成形体の製造方法、及び、そのような成形体、に関する。

従来から、筒状のカラーがインサート成形された樹脂製の成形体が知られている。この種の成形体は、一般に、成形用の金型の所定位置にカラーを配置した状態で金型内に樹脂を注入（射出）することにより、製造される（例えば、特許文献１，２を参照）。

特開２０１５－１１６０８８号公報 特開平１０－３１８２２０号公報

上述したように成形体を製造（射出成形）する場合、一般に、カラー及び金型の寸法公差などを考慮し、カラーを金型内に配置したときにカラーと金型との間にある程度の隙間が存在するように、金型が設計される。ところが、実際に成形体を製造する際には、金型内を流れる樹脂がカラーに外力を及ぼし、この隙間の分だけカラーの位置が変動する（例えば、傾く）場合がある。特に、高い寸法精度が求められる成形体を製造する場合や、カラーの端面位置を基準に成形体の全体寸法が設計される場合などにおいて、このようなカラーの成形位置の変動は出来る限り抑制されることが望ましい。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、筒状のカラーの成形位置の変動を抑制しながら一体成形することが可能な成形体の製造方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る成形体の製造方法は、下記（１）～（３）を特徴としている。
（１）
筒状のカラーが一体成形された成形体の製造方法であって、
前記カラーを挿入可能な孔部を有する予備成形体を準備する工程と、
前記カラーを保持可能な保持具を有すると共に前記保持具と前記予備成形体とが相対移動しないように前記予備成形体を保持可能な治具に、前記予備成形体を保持させる工程と、
前記保持具に前記カラーを保持させる工程と、
前記カラーと前記孔部との間の隙間に充填剤を注入し、前記予備成形体に前記カラーが固定された前記成形体を構成する工程と、
前記治具から前記成形体を分離する工程と、を備えた、
成形体の製造方法であること。
（２）
上記（１）に記載の製造方法において、
前記保持具は、
前記カラーの中空部に挿入される突起形状を有する、
成形体の製造方法であること。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の製造方法において、
前記予備成形体と前記充填剤とが同じ樹脂材料から構成される、
成形体の製造方法であること。

上記（１）の構成の成形体の製造方法によれば、上述した従来の成形体の製造方法とは異なり、上述した保持具を有する治具によって予備成形体の孔部にカラーを仮固定した上で、カラーと孔部との間の隙間に充填剤を注入することになる。即ち、カラーの位置が保持具によって仮固定され、更に予備成形体の位置が治具によって仮固定された状態で、充填剤の注入が行われる。その結果、目標とする成形位置にカラーが精度良く配置された成形体が製造される。

したがって、上記構成の成形体の製造方法は、従来の成形体の製造方法（例えば、単純な射出成形）に比べ、カラーの成形位置の変動を抑制しながら成形体を製造できる。

上記（２）の構成の成形体の製造方法によれば、突起形状を有する保持具をカラーの中空部に挿入することで、カラーの傾きや位置ズレを抑制するようにカラーを仮固定できる。更に、カラーの中空部（内側）に保持具が存在するため、カラーと孔部との間（カラーの外側）に充填剤を注入するとき、保持具が注入の妨げにならない。

上記（３）の構成の成形体の製造方法によれば、予備成形体と充填剤とが同じ樹脂材料から構成される。よって、両者の間に熱膨張率や弾性係数などに実質的な差が無いことになる。よって、完成した成形体を実際に使用する際、過酷な温度変化や外力の影響を受けた場合であっても、カラーが成形体から意図せず分離すること等を抑制できる。

本発明によれば、筒状のカラーの成形位置の変動を抑制しながら一体成形することが可能な成形体の製造方法を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る成形体の一部（本体）を構成するケース（予備成形体）の斜視図であり、図１（ｂ）は、ケースに一体成形されるカラーの斜視図である。 図２は、治具にケースを保持させる際の様子を示す斜視図である。 図３（ａ）は、ケースを保持する治具の突起部にカラーを挿入・保持させる際の様子を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、治具の突起部にカラーが保持された状態にあるフランジ部の周囲を拡大した拡大図である。 図４（ａ）は、カラーとフランジ部の孔部との間の隙間に充填剤を注入する際の様子を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、フランジ部の孔部にカラーが固定されて完成した状態にある成形体のフランジ部の周囲を拡大した拡大図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＡ－Ａ線断面図である。 図５は、完成した成形体を治具から分離する際の様子を示す斜視図である。

＜実施形態＞
以下、図１～図５を参照しながら、本発明の実施形態に係る成形体１の製造方法、及び、成形体１について説明する。

成形体１（図５を参照）は、図１（ａ）に示すケース１０（予備成形体）のフランジ部１３の孔部１４に、図１（ｂ）に示す円筒状のカラー２０が一体成形された成形体である。以下、先ず、成形体１を構成するケース１０、及び、カラー２０の構成について順に説明する。

図１（ａ）に示すように、ケース１０は、樹脂材料から構成される一体成形品であり、成形体１の本体を構成する部材である。ケース１０は、矩形状の枠体部１１を有する。枠体部１１の内側には、薄板状の平板部１２が一体形成されている。平板部１２には、複数の貫通孔１２ａが形成されている。

枠体部１１の四隅の外壁面にはそれぞれ、外側に向けて突出するフランジ部１３が一体形成されている。各フランジ部１３には、上下方向に貫通する円柱状の孔部１４が形成されている。孔部１４は、カラー２０を挿入するための孔であり、孔部１４の内径は、カラー２０の外径よりも大きい。

図１（ｂ）に示すように、カラー２０は、金属および樹脂などから構成される円筒状の部材である。カラー２０の外壁面には、複数の凹部２１が形成されている。

次いで、図２～図５を参照しながら、成形体１の製造方法について説明する。先ず、図２を参照しながら、成形体１の製造に必要となる治具３０について説明する。治具３０は、ケース１０の孔部１４にカラー２０を相対移動不能に仮固定するために使用される。

治具３０は、金属および樹脂などから構成される部材であり、平板状の底板部３１を有する。底板部３１の平面形状は、ケース１０を上方からみたときのケース１０の輪郭形状と同じ形状（又は、その輪郭形状から相似的に僅かに拡大した形状）を有する。底板部３１の外縁には全周に亘って、上方に起立する環状の立壁部３２が一体形成されている。

底板部３１における、ケース１０の４つのフランジ部１３に対応するそれぞれの箇所には、フランジ部１３の孔部１４と同軸的に位置するように、上方に突出する突起部３４が一体形成されている。突起部３４の各々は、立壁部３２におけるケース１０のフランジ部１３に対応する部分（フランジ対応部３３）に囲まれている。突起部３４の各々は、円柱状の形状を有しており、突起部３４の外径は、カラー２０の内径とほぼ等しい（又は、カラー２０の内径より僅かに小さい）。

成形体１を製造する際、先ず、図１（ａ）に示すケース１０、図１（ｂ）に示すカラー２０、及び、図２に示す治具３０を準備する。

次いで、図２に示すように、ケース１０の底面が治具３０の底板部３１に当接するまで、治具３０の立壁部３２に、ケース１０の枠体部１１及びフランジ部１３を嵌合（内挿）させて、治具３０にケース１０を相対移動不能に保持させる。この状態では、治具３０の突起部３４の各々が、ケース１０の対応する孔部１４と同軸的に位置する状態が保持される。

次いで、図３に示すように、治具３０の突起部３４の各々に、カラー２０をそれぞれ挿入・保持させる（仮固定させる）。上述のように、突起部３４の外径は、カラー２０の内径と略等しいので、この状態では、図３（ｂ）に示すように、各カラー２０が、対応する突起部３４（孔部１４）と同軸的に位置する状態が保持される。また、上述したように、孔部１４の内径は、カラー２０の外径よりも大きいので、この状態では、カラー２０の外壁面と孔部１４の内壁面との間に、円環状の隙間Ｓが形成される（図３（ｂ）参照）。

次いで、図４に示すように、４つのフランジ部１３それぞれに形成された隙間Ｓに、ポッティング剤注入機５０を用いてポッティング剤４０を注入して、隙間Ｓにポッティング剤４０を充填させる。このとき、カラー２０が突起部３４に相対移動不能に保持されているため、カラー２０にポッティング剤４０の注入圧が作用しても、孔部１４に対するカラー２０の位置ズレが発生し難い。注入されたポッティング剤４０は、カラー２０の外壁面に形成された複数の凹部２１の内部にも充填される。ポッティング剤４０としては、ケース１０を構成する樹脂材料と同じ樹脂材料が使用されることが好適である。

隙間Ｓに充填されたポッティング剤４０は、所定時間の経過後に硬化する。これにより、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、各カラー２０が、ポッティング剤４０を介してフランジ部１３の孔部１４に固定されて、成形体１が完成する。なお、カラー２０の凹部２１に充填されたポッティング剤４０が硬化することで、カラー２０に凹部２１が形成されていない場合と比べて、カラー２０が孔部１４により一層強固に固定され得る。

そして、図５に示すように、完成した成形体１を治具３０から分離する。これにより、完成した成形体１が得られる。

以上、本発明の実施形態に係る成形体１の製造方法、及び成形体１によれば、治具３０によりケース１０の孔部１４にカラー２０を相対移動不能に仮固定した上で、カラー２０と孔部１４との間の隙間Ｓにポッティング剤４０を注入することにより、カラー２０とケース１０とを一体化した成形体１を製造できる。このため、ポッティング剤４０の注入時、治具３０（突起部３４）の働きにより、カラー２０が目標とする成形位置からズレることが、従来のインサート成形法に比べて抑制される。

更に、カラー２０の中空部に治具３０の突起部３４を挿入することで、カラー２０を保持できる。このため、カラー２０と孔部１４との間にポッティング剤４０を注入するときも、突起部３４が注入の妨げにならない。

更に、ケース１０とポッティング剤４０とが同じ樹脂材料から成形される。よって、完成した成形体１を実際に使用する際、過酷な温度変化や外力の影響を受けた場合であっても、カラー２０が成形体１から意図せず分離すること等を抑制できる。

＜他の形態＞
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、上記実施形態では、治具３０に形成された突起部３４をカラー２０に挿入することで、カラー２０を治具３０（ケース１０）に対して相対移動不能に保持している。これに対し、カラー２０に挿入される突起部３４とは異なる保持具によって、カラー２０を治具３０（ケース１０）に対して相対移動不能に保持してもよい。

更に、上記実施形態では、カラー２０が円筒状の形状を有し且つ孔部１４が円柱状の形状を有している。これに対し、カラー２０が角筒状の形状を有し且つ孔部１４が角柱状の形状を有していてもよい。この場合、隙間Ｓとして、矩形の環状隙間が形成される。

ここで、上述した本発明に係る成形体１の製造方法、及び成形体１の実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）～（４）に簡潔に纏めて列記する。
（１）
筒状のカラー（２０）が一体成形された成形体（１）の製造方法であって、
前記カラー（２０）を挿入可能な孔部（１４）を有する予備成形体（１０）を準備する工程と、
前記カラー（２０）を保持可能な保持具（３４）を有すると共に前記保持具（３４）と前記予備成形体（１０）とが相対移動しないように前記予備成形体（１０）を保持可能な治具（３０）に、前記予備成形体（１０）を保持させる工程と、
前記保持具（３４）に前記カラー（２０）を保持させる工程と、
前記カラー（２０）と前記孔部（１４）との間の隙間（Ｓ）に充填剤（４０）を注入し、前記予備成形体（１０）に前記カラー（２０）が固定された前記成形体（１）を構成する工程と、
前記治具（３０）から前記成形体（１）を分離する工程と、を備えた、
成形体の製造方法。
（２）
上記（１）に記載の製造方法において、
前記保持具（３４）は、
前記カラー（２０）の中空部に挿入される突起形状を有する、
成形体の製造方法。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の製造方法において、
前記予備成形体（１０）と前記充填剤（４０）とが同じ樹脂材料から構成される、
成形体の製造方法。
（４）
筒状のカラー（２０）が一体成形された成形体（１）であって、
前記カラー（２０）の成形位置に構成されて前記カラー（２０）が挿入される孔部（１４）と、
前記カラー（２０）と前記孔部（１４）との間を埋める充填剤（４０）と、を備えた、
成形体（１）。

１ 成形体
１０ ケース（予備成形体）
１４ 孔部
２０ カラー
３０ 治具
３４ 突起部（保持具）
４０ ポッティング剤（充填剤）

Claims (3)

1. 筒状のカラーが一体成形された成形体の製造方法であって、
   前記カラーを挿入可能な孔部を有する予備成形体を準備する工程と、
   前記カラーを保持可能な保持具を有すると共に前記保持具と前記予備成形体とが相対移動しないように前記予備成形体を保持可能な治具に、前記予備成形体を保持させる工程と、
   前記保持具に前記カラーを保持させる工程と、
   前記カラーと前記孔部との間の隙間に充填剤を注入し、前記予備成形体に前記カラーが固定された前記成形体を構成する工程と、
   前記治具から前記成形体を分離する工程と、を備えた、
   成形体の製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法において、
   前記保持具は、
   前記カラーの中空部に挿入される突起形状を有する、
   成形体の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の製造方法において、
   前記予備成形体と前記充填剤とが同じ樹脂材料から構成される、
   成形体の製造方法。

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