KR20190106651A - 인서트 성형 방법 및 그 성형 방법에 의한 인서트 성형체 - Google Patents

인서트 성형 방법 및 그 성형 방법에 의한 인서트 성형체 Download PDF

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KR20190106651A
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노리유키 가노
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가부시키가이샤 쇼나이 고교
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Abstract

[과제] 수지재(3A)와 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))와의 접착 일체성이 강화된 조밀 충전이 가능해져 전체의 기계적 강도가 현저하게 향상하는 완강한 로트 제품(예를 들면, 수지 패널)의 제작이 가능해지는 인서트 성형 방법 및 인서트 성형체를 제공한다.
[해결 수단] 캐비티(4a)에 대한 용융 수지(4)의 주입 충전 만료에 수반하여, 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))와 캐비티(4a)의 제1 내면부(4c)(제2 내면부(4d))와의 사이의 근소한 틈새(Pw)에 충분한 수지재(3A)의 용융류(4h)가 효과적으로 돌아, 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))는, 구멍부(10a, 11a)에 용융류(4h)를 적극적으로 통과시키고, 성형 금형(3)의 캐비티(4a)내에서 용융 수지(4)와 골고루 충분히 접촉하여 용융 수지(4)와의 젖음성이 높아져 조밀 충전을 가능하게 한다.

Description

인서트 성형 방법 및 그 성형 방법에 의한 인서트 성형체{INSERT MOLDING METHOD AND INSERT MOLDING USING THE SAME}
본 발명은, 박형의 유공(有孔) 시트를 보강용의 인서트체로서 이용하는 인서트 성형 방법 및 그 성형 방법에 의해 성형된 인서트 성형체에 관한 것이다.
일반적으로 사출 성형품에서는, 인서트체를 캐비티내에 확실하게 보존유지한 상태에서, 위치 정밀도가 높은 인서트 성형을 가능하게 하는 것이 바람직하다(특허 문헌 1 참조). 이것에 의해, 보존유지 자국이 성형품에 생기는 일이 없고, 또한 성형품의 표면에 싱크마크가 발생하는 것을 억제할 수 있기 때문이다.
이 때문에, 특허 문헌 1의 사출 성형 방법에서는, 캐비티내에 진퇴 가능하게 마련하고, 전진시킨 슬라이드 핀으로 성형체를 고정시킨 상태로 하며, 이 상태의 캐비티에 용융 수지를 주입하고 있다.
또, 캐비티내에 코어 등의 장애물이 있는 경우, 게이트로부터 주입되는 용융 수지는, 분기류로 되어 다시 합류하는 유동 형태를 구성한다. 이 경우, 특허 문헌 2, 3에서는, 합류 지점에서 직선적인 웰드 라인(weld line)(접착 불량)의 출현, 혹은 플로우 프런트(flowfront)의 만남 부분에 발생하는 V노치 모양이나 실모양의 선모양 자국을 문제로 하고 있다.
이 문제에 대해서, 특허 문헌 2에서는, 사출 플런저 또는 스크류의 위치에 관한 검출 신호에 기초하여, 게이트부와 캐비티와의 상대 위치를 제어하고 있다. 이것에 의해, 웰드라인의 발생 위치를 원하는 대로 제어 가능하게 하며, 성형품의 강도 및 품질의 향상을 의도하고 있다.
특허 문헌 3에서는, 유동 규제부를 마련하여 용융 수지의 흐름을 규제함으로써, 강한 웰드라인의 발생을 억제하고, 제품 외관면에 충전 말단부가 발생하는 것을 방지하고 있다.
또, 다른 인서트 성형 장치에서는, 제1 사출 성형 작업에 의해, 인서트재를 융착시킨 반제품을 형성하고 있다(특허 문헌 4 참조). 제1 사출 성형 작업을 끝낸 후에, 후속의 제2 사출 성형 작업을 행하여, 반제품에 인서트재를 매설시킨 성형품 전체를 완성시키도록 하고 있다.
특허 문헌 5에서는, 희토류 본드 자석의 제조에 적합한 사출 성형 금형이 개시되어 있다. 이 사출 성형 금형에서는, 지지 부재가 금형의 성형 공간에 진퇴 가능하게 마련되어 있고, 인서트재를 성형 공간의 밑면으로부터 소정량 띄운 상태에서 지지하고 있다. 주(主)러너로부터 분기하는 부(副)러너에 침입한 사출재에 의해서 후퇴하는 구동 부재가 마련되고, 지지 부재에 구동 부재에 의해서 작동되도록 구성되어 있다.
일본공개특허공보 특개평08－25410호 일본공개특허공보 특개2016－215406호 일본공개특허공보 특개2010－274439호 일본공개특허공보 특개평09－19940호 일본공개특허공보 특개2008－49592호 일본공개특허공보 특허 제6059841호
특허 문헌 1∼5에 기재된 사출 성형법 및 사출 성형품은, 웰드라인의 억제를 도모하면서도, 인서트체를 확실하게 캐비티내에 보존유지한 상태에서 위치 정밀도가 높은 인서트 성형품을 성형하는 점에서 우수하다. 이러한 우수한 점을 가지면서도, 사출 성형 장치 자체가 대형화하는데다, 성형 상의 공정수(工程數)가 많아서 성형 비용이 증가하고, 생산성도 저하할 우려가 있다.
여기서, 종래의 기술에 있어서의 수지 성형의 보강 방법으로서는, 분체 등의 충전과 보강재의 인서트 성형에 관한 기술을 들 수 있다. 기계적 강도를 높이기 위한 인서트 성형에서는, 강판 등의 단단한 재질의 재료를 넣은 성형이 주류이다. 그렇지만, 강판 등의 단단한 재질의 재료가 중량화를 초래하는 결정적인 난점이 생긴다.
그 외에, 몇개의 강화 방법이 있지만, 자동차의 외판 등의 얇고, 복잡한 형상의 복합 패널 등의 성형품을 간이하고 저렴하게 제조하는 방법은 알려져 있지 않고, 연구 개발에 의한 모색이 계속되고 있다.
기계적 강도에서는, 두께가 있는 구조체의 굽힘 강도는, 표면 부분의 인장 세기에 크게 의존하고 있다. 판모양 제품의 경우, 강화재가 상하 양쪽의 표면에 골고루 널리 퍼져 있으면, 굽힘 변형을 받는 제품의 표면이 강화재에 의해 보호되어 각별한 강도 증대를 기대할 수 있다. 게다가, 그 강화재가 매트릭스(수지재)에 의해서 완전히 싸여 수지와 일체로 되어 고착되어 있는 경우, 새로운 강도의 증대로 된다.
수지 성형 중에는, 특허 문헌 6에 개시되어 있는 바와 같이, 사출 성형 등의 수단에 의해, 다공성의 보강판을 수지재에 매설하여 합성판을 구성하는 패널이 있다. 이 패널에서는, 보강판과 수지재의 상면(하면) 사이에는, 틈새가 부분적으로 막혀 있기 때문에, 수지의 용융류가 틈새까지 도착하기 어려워, 충전 부족으로 되어 전체 강도가 저하할 우려가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 두께가 작은 유공 판재를 수지재에 매설하여 합성판을 구성하는 사정에 있으면서도, 유공 판재의 구멍부에 용융 수지를 적극적으로 통과시킴으로써, 유공 판재와 수지재의 제1 내면부(제2 내면부)와의 사이의 배면의 근소한 틈새에 충분한 수지재의 용융류가 효과적으로 돌도록 구성된 인서트 성형 방법 및 그 성형 방법에 의한 인서트 성형체를 제공하는 것에 있다.
이것에 의해, 수지재와 유공 판재와의 접착 일체성이 강화되고, 조밀 충전이 가능해져 전체 강도가 현저하게 향상하는 강고한 인서트 성형 방법 및 그 성형 방법에 의한 인서트 성형체가 얻어진다.
본 발명의 다른 목적은, 유공 판재를 완전하게 용융 수지내의 적정 위치에 확실하게 보존유지하고, 전체 구조의 간소화를 도모하며, 아울러 공정수를 억제하여 성형 비용의 저감화에 기여하는 인서트 성형 방법 및 그 성형 방법에 의한 인서트 성형체를 제공하는 것에 있다.
(청구항 1에 대해서)
인서트 성형 방법에서는, 성형 금형의 캐비티내에, 다함께 다수의 구멍부가 천설 형성된 제1 유공 판재 및 제2 유공 판재를 각각 배치한다. 이 상태에서, 캐비티내에 용융 수지를 주입 충전하여 용융 수지와 제1 유공 판재 및 제2 유공 판재를 평행 상태에서 일체적으로 성형한다. 캐비티의 서로 평행 상태에서 대향하는 내측부를 제1 내면부 및 제2 내면부로 한다.
재배치 공정에서는, 캐비티의 서로 평행 상태에서 대향하는 내측부를 제1 내면부 및 제2 내면부로 하고, 용융 수지의 주입 충전 만료에 수반하는 보압(保壓) 상태에서, 제1 내면부에 설치되어 제1 원점 위치에 있는 제1 유공 판재를 제1 내면부로부터 캐비티의 중앙부 방향으로 소정량만큼 전진이동(往移動)시키고 나서 후퇴이동(復移動)으로 제1 내면부의 근방에까지 뒤로 물린 제1 정지 위치에서 제1 유공 판재를 정지시킨다.
이것과 동시에, 제2 내면부에 설치되어 제2 원점 위치에 있는 제2 유공 판재를 제2 내면부로부터 캐비티의 중앙부 방향으로 소정량만큼 전진이동시키고 나서 후퇴이동으로 제2 내면부의 근방에까지 뒤로 물린 제2 정지 위치에서 제2 유공 판재를 정지시킨다.
청구항 1에서는, 제1 유공 판재(제2 유공 판재)를 제1 내면부(제2 내면부)의 제1 원점 위치(제2 원점 위치)로부터 캐비티의 중앙부 방향으로 소정량만큼 전진이동으로 진출하고, 그 후에 제1 내면부(제2 내면부) 근방으로 후퇴이동시켜 되돌려 배치한다.
이 과정에서, 캐비티에 대한 용융 수지(4)의 주입 충전의 만료의 보압(保壓)상태시, 제1 유공 판재(제2 유공 판재)는, 전진이동 및 후퇴이동에 수반하여 각 구멍부에 용융류를 정역 번갈아 적극적으로 통과시키도록 된다.
이것에 의해, 제1 유공 판재(제2 유공 판재)와 캐비티의 제1 내면부(제2 내면부)와의 사이의 배면의 근소한 틈새에 충분한 수지재의 용융류가 효과적으로 돌고, 제1 유공 판재(제2 유공 판재)는, 성형 금형의 캐비티내에서 용융 수지와 골고루 충분히 접촉하여 용융 수지와의 습윤성(濡潤性)이 높게 되어 있다.
이 결과, 수지재와 제1 유공 판재(제2 유공 판재)와의 접착 일체성이 강화된 조밀 충전이 가능해져 전체의 기계적 강도가 현저하게 향상하는 강고한 로트 제품(예를 들면, 수지 패널)의 제작이 가능해진다.
(청구항 2에 대해서)
상형 및 하형에는, 각각 한쌍의 조작 바(桿)를 구성하는 지지봉이 구동 수단에 의해 캐비티에 대해서 전진과 후퇴의 쌍방향으로 왕복 구동되도록 되어 있다.
지지봉의 각 선단부에는, 제1 유공 판재 및 제2 유공 판재(11)에 대한 흡착과 그 해제를 행하기 위하여 통전과 무통전이 제어 장치에 의해 제어되는 전자석 코일이 부착되어 있다. 제1 정지 위치 및 제2 정지 위치에서는, 지지봉의 전자석 코일이 무통전으로 되어, 제1 유공 판재 및 제2 유공 판재를 제1 정지 위치 및 제2 정지 위치에 각각 남겨서 지지봉이 전자 코일과 함께 후퇴한다.
청구항 2에서는, 간소한 구조의 지지봉으로 끝나기 때문에, 전체 구조의 간소화를 도모하고, 아울러 공정수를 억제하여 성형 비용의 저감화를 도모할 수가 있다.
(청구항 3에 대해서)
제1 유공 판재 및 제2 유공 판재가 쌍방 모두 강재제의 펀칭 메탈이기 때문에, 당해 기술 분야의 업자 등으로부터 비교적 저렴하게 입수하기 쉬운 이점이 있다.
(청구항 4에 대해서)
용융 수지는 에폭시 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 열 경화성 수지이다. 열 경화성 수지는, 당초는 액상의 모노머이며, 유동성이 우수하기 때문에, 용융 수지의 충전에 수반하여, 제1 유공 판재 및 제2 유공 판재의 구멍부를 원활·신속하게 통과 가능하게 되며, 이들 유공 판재의 각 배면으로 돌아들어가기 쉽게 되어, 밀도가 높은 조밀 충전에 기여할 수가 있다.
(청구항 5에 대해서)
제1 유공 판재 혹은 제2 유공 판재에는, 미리 단선 혹은 연선(撚線)으로 이루어지는 신호선을 부착해 두고, 캐비티에 용융 수지를 충전하는 데 수반하여, 신호선을 용융 수지(수지재)와 일체로 성형하고 있다.
인서트 성형체를 차량의 비품 등에 사용하는 경우, 인서트 성형체(예를 들면, 수지 패널)에 대한 신호선의 부착 작업이 필요하지 않게 되어 작업성이 향상한다.
신호선은, 인서트 성형체의 적용 관련품으로서 매설하여 이용하므로, 신호선은 피매설체로서 제1 유공 판재나 제2 유공 판재와 대응하는 특별한 기술적 특징(STF)을 가지는 것이다.
본 발명에 관계된 인서트 성형 방법 및 인서트 성형체에 의하면, 유공 판재를 완전히 용융 수지내의 적정 위치에 확실하게 보존유지하여 인서트 성형체의 충분한 강도가 확보 가능해지며, 아울러 공정수를 억제하여 성형 비용을 낮게 억제하는 것이 가능해진다.
도 1의 (a)는 인서트 성형체를 나타내는 사시도, 도 1의 (b)는 제1 유공 판재를 나타내는 사시도, 도 1의 (c)는 제2 유공 판재를 나타내는 사시도이다(실시예 1).
도 2는 인서트 성형 장치를 구동 수단과 함께 나타내는 개략적인 종단면이다(실시예 1).
도 3의 (a), (b)는 성형 금형 하형에 있어서, 인서트 성형체의 성형 공정을 나타내는 종단면도이다(실시예 1).
도 4의 (c), (d)는 성형 금형 하형에 있어서, 인서트 성형체의 성형 공정을 나타내는 종단면도이다(실시예 1).
도 5는 성형 종료시, 캐비티내에 있는 인서트 성형체를 나타내는 종단면도이다(실시예 1).
도 6은 금형을 개방하여 인서트 성형체를 꺼낼 때의 성형 금형의 종단면도이다(실시예 1).
도 7은 구동 수단에 있어서의 작동을 나타내는 구동 블록도이다(실시예 1).
도 8의 (a)는 통신선을 매설한 인서트 성형체를 나타내는 사시도, 도 8의 (b)는 인서트 성형체의 부분적 측면도이다(실시예 2).
본원 발명에 관계된 인서트 성형 방법에서는, 간소한 구조에 의해 유공 판재(강재판)를 완전하게 용융 수지내의 적정 위치에 확실하게 보존유지하고, 기계적 강도가 확실하고 강고한 일체 구조의 간소화를 도모하며, 아울러 공정수를 억제하여 성형 비용의 저감화에 기여한다.
[실시예 1]
본 발명의 실시예 1을 도 1 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.
도 1의 (a)는, 수지재(3A)를 이용하여 도 1의 (b)의 제1 유공 판재(10) 및 도 1의 (c)의 제2 유공 판재(11)로부터 성형한 인서트 성형체(1)를 나타낸다. 이 인서트 성형체(1)는, 도 2에 나타내는 인서트 성형 장치(2)에 의해 성형 제조된다.
인서트 성형 장치(2)에서는, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 인서트 성형 방법에 의해 양 유공 판재(10, 11)의 전표면을 수지재(3A)로 완전 매설한 인서트 성형체(1)를 완성시킨다.
제1 유공 판재(10) 및 제2 유공 판재(11)의 쌍방의 1예로서는, 육각형으로 천설 형성된 다수의 구멍부(10a, 11a)가 벌집모양으로 배열한 두께가 얇은(薄肉) 강재제의 펀칭 메탈(예를 들면, 두께 치수 t가 0.05mm∼3.0mm)을 채용하고 있다.
펀칭 메탈은, 자성체인 강판이나 고장력 강판 등의 평탄한 금속판에 구멍부(10a)를 고밀도로 배치한 것이다. 제1 유공 판재(10) 및 제2 유공 판재(11)는 보강재로서 기능하는 한, 강판제의 펀칭 메탈뿐만 아니라, 자성재제의 메시판, 면모양 직물, 익스팬디드 메탈, 혹은 자성이 부여된 수지 등의 비금속판으로 형성해도 좋다.
인서트 성형 장치(2)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 상형(3a)과 하형(3b)을 가지는 성형 금형(3)을 구비하고 있다. 상형(3a)과 하형(3b) 사이에는 캐비티(4a)가 형성되고, 캐비티(4a)의 내면 프로필에 기초하여 인서트 성형체(1)의 외곽 형상이 수지 패널로서 정해진다.
인서트 성형 장치(2)에 있어서는, 성형 금형(3)의 캐비티(4a)내에, 다수의 구멍부(10a, 11a)가 천설 형성된 제1 유공 판재(10) 및 제2 유공 판재(11)를 상하에 평행 상태로 배치한다. 이 상태에서, 캐비티(4a)내에 용융 수지(4)를 주입 충전하여 용융 수지(4)와 제1 유공 판재(10) 및 제2 유공 판재(11)가 일체로 된 인서트 성형체(1)를 성형한다. 캐비티(4a)의 서로 평행 상태에서 도시하는 상하로 대향하는 내측부를 제1 내면부(4c) 및 제2 내면부(4d)로 한다.
인서트 성형 방법에 있어서, 성형 금형(3)에 주입 충전하는 용융 수지(4)로서는, 일반적으로 열 가능성 및 열 경화성의 쌍방의 수지를 포함한다. 인젝션 성형 또는 주입 성형 가능(수지 성형 가능)이면, 용융 수지(4)는, 고성능 플라스틱을 포함하는 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 에폭시 혹은 폴리우레탄 등의 수지군으로부터의 하나를 선택 가능하며, 성형 수지의 종류는 불문한다. 이 경우, 비교적 저렴한 수지를 선택함으로써, 인서트 성형체(1)의 제조 비용의 저감화에 기여할 수가 있다.
성형 금형(3)에 있어서의 하형(3b)의 도시하는 왼쪽에는, 용융 수지(4)의 주입 게이트(5)가 형성되고, 하형(3b)의 중앙부 근방에는, 사출 성형 종료시에 인서트 성형체(1)를 꺼내기 위한 압출 핀(5A)이 접동(摺動, 미끄럼 이동) 가능하게 마련되어 있다. 압출 핀(5A)을 사이에 두는 도시하는 좌우 양측에는, 후술하는 지지봉(7)을 삽입통과시키기 위해서, 소정의 외경을 가지는 삽입통과구멍(6)이 하형(3b)의 내저부(內底部)를 관통하는 상태로 마련되어 있다.
각 삽입통과구멍(6)에는, 소정의 길이 및 외경을 가지는 지지봉(7)이 한쌍의 조작 바를 구성하고, 축방향을 따라 접동 변위 가능하게 삽입통과되어 있다. 이 지지봉(7)의 외곽 형상은, 삽입통과구멍(6)과 같은 형태이며 동일 치수로 되어 있고, 후술하는 구동 수단(8)에 의해 캐비티(4a)에 대해서 전진과 후퇴의 쌍방향으로 왕복 구동되도록 되어 있다(구동 공정).
이것에 의해, 성형 금형(3)의 상형(3a) 및 하형(3b)의 쌍방에는, 각각 한쌍의 조작 바를 구성하는 지지봉(7)이 구동 수단(8)에 의해 캐비티(4a)에 대해서 전진과 후퇴의 쌍방향으로 왕복 구동되는 것을 의미한다.
성형 금형(3)에 있어서의 상형(3a)의 도시하는 좌우 양측에는, 소정의 외경을 가지는 삽입통과구멍(6a)이 상형(3a)의 천정부(3e)를 관통하는 상태로 마련되어 있다.
각 삽입통과구멍(6a)에는, 하형(3b)과 마찬가지인 지지봉(7)이 한쌍의 조작 바를 구성하고, 하형(3b)과 마찬가지인 구동 수단(8)에 의해 캐비티(4a)에 대해서 전진과 후퇴의 쌍방향으로 왕복 구동되도록 되어 있다(구동 공정).
구동 수단(8)에서의 각 지지봉(7)의 선단부에는, 전자석 코일(15)이 부착되어 있다. 전자석 코일(15)은, 제어 장치(16a)에 의해, 후술하는 바와 같이 제1 유공 판재(10) 및 제2 유공 판재(11)의 각 위치에 따라서 통전과 무통전을 제어하도록 구성되어 있다.
삽입통과구멍(6, 6a)내에는, 전도통(15a, 電導筒)이 긴밀하게 끼워맞춰져 있으며, 지지봉(7)과 함께 전자석 코일(15)이 전도통(15a)을 통해 삽입통과구멍(6, 6a)에 삽입통과되는 상태에 있다. 이것에 의해, 전자석 코일(15)이 전도통(15a)을 통해 제어 장치(16a)에 접속된 상태로 된다.
구동 수단(8)은, 예를 들면, 피스톤(17)과 실린더(18)를 구비한 왕복 기구를 이용하고 있으며, 축유 탱크(Ts)를 가지는 전동 장치 혹은 유압 장치(Ps)에 의해 구동된다.
피스톤(17)은, 지지봉(7)의 도시하는 하단과 일체적으로 연결되어 있으며, 예를 들면 압축 코일 스프링(19)에 의해, 지지봉(7)이 캐비티(4a)의 중앙부(Px)로부터 제1 내면부(4c)(제2 내면부(4d))가 있는 제1 원점 위치(U0)(제2 원점 위치(V0))로 되돌아가는 방향으로 항상 부세(付勢, 밀어부침)하고 있다. 이 때, 유압 장치(Ps)에 의한 구동 수단(8)의 기동은, 프로그램화한 CPU(도시하지 않음)가 내장된 컨트롤러(20)에 의해서 제어된다.
인서트 성형 방법에 있어서, 캐비티(4a)에 대한 용융 수지(4)를 용융류(4h)로서 주입 충전하는 전단계, 즉, 성형 금형(3)의 금형개방 상태에서, 제2 유공 판재(11)를 제2 내면부(4d)의 제2 원점 위치(V0)에 설치하기 위해서 하형(3b)에 있어서의 전자석 코일(15)이 통전되고 있다.
이것에 의해, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제2 유공 판재(11)가 제2 내면부(4d)에 설치된 제2 원점 위치(V0)에서 전자석 코일(15)에 흡착된 상태에 있다.
이 상태에서, 캐비티(4a)에 대한 용융 수지(4)의 주입이 시작되고, 용융 수지(4)의 주입 충전 만료에 수반하는 보압 상태로 된다. 이 주입 충전 만료시에 있어서, 제2 유공 판재(11)(제1 유공 판재(10))가 후술하는 바와 같이, 제2 원점 위치(V0)(제1 원점 위치(U0))로부터 중앙부(Px) 방향으로 소정량만큼 전진이동한 후, 제2 정지 위치(P4)(제1 정지 위치(P3))로의 후퇴이동이 행해진다. 충전 만료란, 충전 종료 직전을 포함하는 충전 최종 단계의 과정이더라도 좋다.
그러나, 제2 유공 판재(11)가 전자석 코일(15)에 흡착된 상태에서, 구동 수단(8)에 의해 하형(3b)의 지지봉(7)이, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 캐비티(4a)내로 진출한다. 이 때문에, 제2 유공 판재(11)가 제2 내면부(4d)에 설치된 제2 원점 위치(V0)로부터 캐비티(4a)의 중앙부(Px) 방향으로 소정량으로서 거리 P1만큼 전진이동으로 진출(상승)한다(재배치 공정).
이 제2 유공 판재(11)의 진출(상승) 과정에서는, 용융류(4h)가 제2 유공 판재(11)의 구멍부(11a)를 적극적으로 통과하는 하강 용융류로서 생기고 있다(도 3의 (b)의 화살표 참조).
제2 유공 판재(11)를 중앙부(Px) 방향으로 거리 P1만큼 전진이동시킨 후, 후퇴이동에 의해 제2 내면부(4d)의 근방에까지 후퇴시켜 뒤로 물린 제2 정지 위치(P4)에서 제2 유공 판재(11)를 정지시킨다(도 4의 (d) 참조). 이 때, 제2 유공 판재(11)로부터 제2 내면부(4d)에 이르기까지는, 거리 P2만큼 사이를 떼고 있다. 다시 말해, 제2 유공 판재(11)는, 제2 내면부(4d)로부터 중앙부(Px) 방향으로 거리 P2만큼 이간하고 있다.
제2 유공 판재(11)가 제2 정지 위치(P4)로 후퇴이동에 의해 후퇴(하강)하는 과정에서는, 용융류(4h)가 제2 유공 판재(11)의 구멍부(11a)를 적극적으로 통과하는 상승 용융류로서 생기고 있다(도 4의 (c)의 화살표 참조).
이 후, 하형(3b)의 전자석 코일(15)이 무통전으로 되고, 구동 수단(8)에 의해 하형(3b)의 지지봉(7)이 도 5에 나타내는 바와 같이, 전자석 코일(15)과 함께 캐비티(4a)로부터 후퇴 이동시켜진다.
이 때, 제2 유공 판재(11)에 대한 전자석 코일(15)의 흡착은 해제되어 있기 때문에, 제2 유공 판재(11)를 제2 정지 위치(P4)에 남긴 채로 전자석 코일(15)이 지지봉(7)과 함께 캐비티(4a)로부터 후퇴 이동한다. 구동 수단(8)의 작동이 멈추어 지지봉(7)이 이동을 정지했을 때에는, 제2원점 위치(V0)에서 전자석 코일(15)의 머리부(15c)가 제2 내면부(4d)와 같은 높이(面一)로 되어 있다(도 5 참조).
이 과정에서, 보압 상태에서 캐비티(4a)에 대한 용융 수지(4)의 충만 유동이 행해져서 캐비티(4a)가 수지재(3A)에 의해 충전 만료로 된다.
재배치 공정에서는, 캐비티(4a)에 대한 용융 수지(4)의 주입 후의 충전 만료의 보압 상태에서, 지지봉(7)은 상형(3a)에서도 하형(3b)과 마찬가지인 작동을 행한다. 이 때문에, 제1 유공 판재(10)의 이동 변위는, 오로지 도 1에 기초하는 설명으로 된다.
즉, 상형(3a)의 전자석 코일(15)로 제1 유공 판재(10)를 흡착한 지지봉(7)이 제1 원점 위치(U0)로부터 캐비티(4a)의 중앙부(Px) 방향으로 전진이동으로 진출한다. 이 후, 제1 유공 판재(10)가 지지봉(7)에 의해 후퇴이동으로 제1 정지 위치(P3)까지 되돌아간다.
제1 정지 위치(P3)에서, 상형(3a)의 전자석 코일(15)이 무통전으로 되고, 지지봉(7)이 제1 유공 판재(10)를 제1 정지 위치(P3)에 남긴 채로 제1 원점 위치(U0)로 후퇴해서 되돌아간다. 그리고, 구동 수단(8)의 작동이 멈추었을 때에는, 상형(3a)의 전자석 코일(15)의 머리부(15c)가 제1 내면부(4c)와 같은 높이로 되어 있다.
제1 유공 판재(10)의 진출 과정에서는, 제2 유공 판재(11)의 경우와 마찬가지로, 용융류(4h)가 제1 유공 판재(10)의 구멍부(10a)를 적극적으로 통과하는 상승 용융류로서 생기고 있다.
또, 제2 유공 판재(11)의 경우와 마찬가지로, 제1 유공 판재(10)가 제1 정지 위치(P3)로 후퇴이동에 의해 후퇴하는 과정에서는, 용융류(4h)가 제1 유공 판재(10)의 구멍부(10a)를 적극적으로 통과하는 하강 용융류로서 생기고 있다.
이 과정에서, 상형(3a)에서도 하형(3b)과 동시에, 캐비티(4a)에 대한 용융 수지(4)의 보압 상태에서 충만 유동이 행해져서 캐비티(4a)가 수지재(3A)에 의해 충전 만료로 된다.
재배치 공정 완료 후의 성형이 종료하면, 타이머 제어(도시하지 않음)에 의해 구동 기구(도시하지 않음)를 통해 성형 금형(3)의 금형개방을 행한다(도 6 참조).
금형개방 후에는, 압출 핀(5A)을 압출 구동해서 인서트 성형체(1)를 로트 제품으로서 성형 금형(3)으로부터 외부로 꺼낸다.
여기서, 구동 수단(8)을 도 7에 나타내는 구동 블록도로 설명한다. 성형 금형(3)의 금형개방 상태에서, 제1 유공 판재(10)를 제1 원점 위치(U0)에 설치하고, 제2 유공 판재(11)를 제1 원점 위치(U0)에 설치하는 데 수반하여, CPU화된 컨트롤러(20)에 의해 상형(3a) 및 하형(3b)의 전자 코일(15)이 제어 장치(16a)를 통해 통전된다. 이것에 의해, 상형(3a)의 전자 코일(15)이 상형(3a)의 제1 유공 판재(10)를 흡착함과 함께, 하형(3b)의 전자 코일(15)이 하형(3b)의 제2 유공 판재(11)를 흡착한다.
그 다음에, 유압 장치(Ps)가 구동되고, 축유 탱크(Ts)로부터의 유압을 왕복 기구의 실린더(18)에 압송하고, 피스톤(17)을 압축 코일 스프링(19)의 부세력(누르는 힘)에 저항하여 밀어올린다. 이것에 의해, 지지봉(7)을 전진 이동시키고, 제1 유공 판재(10) 및 제2 유공 판재(11)를 중앙부(Px) 방향으로 각각 전진이동시킨다.
이 이동 위치를 전진이동 센서(도시하지 않음)가 검지하고, 컨트롤러(20)가 유압 장치(Ps)를 역방향으로 작동시킨다. 이것에 의해, 실린더(18)로부터 유압이 빼내어져 피스톤(17)을 압축 코일 스프링(19)의 부세력에 도움을 받으면서 끌어내려 후퇴 이동시킨다. 이것에 수반하여, 지지봉(7)이 후퇴 이동하고, 제1 유공 판재(10)를 제1 정지 위치(P3)로 후퇴이동으로 뒤로 물리고, 제2 유공 판재(11)를 제2 정지 위치(P4)에 후퇴이동으로 뒤로 물린다. 이것을 후퇴이동 센서(도시하지 않음)가 검지하여 후퇴이동 신호를 컨트롤러(20)에 보낸다.
이것에 의해, 상형(3a) 및 하형(3b)의 전자 코일(15)이 제어 장치(16a)를 통해 무통전으로 된다. 이 때, 제1 유공 판재(10) 및 제2 유공 판재(11)에 대한 전자 코일(15)의 흡착이 해제되기 때문에, 제1 유공 판재(10) 및 제2 유공 판재(11)가 각각 전자 코일(15)로부터 해방된다.
이것에 수반하여, 전자 코일(15)이 제1 유공 판재(10)를 제1 정지 위치(P3)에 남기고, 제2 유공 판재(11)를 제2 정지 위치(P4)에 남긴 채로 지지봉(7)과 함께 후퇴하며, 전자 코일(15)의 머리부(15c)를 제1 원점 위치(U0)(제2 원점 위치(V0))에서 제1 내면부(4c)(제2 내면부(4d))와 같은 높이로 하는 원래의 상태로 되돌린다.
이것을 복귀 센서(도시하지 않음)가 검지하고, 복귀 신호를 컨트롤러(20)에 보내어 유압 장치(Ps)의 구동을 정지한다.
또한, 상기에서 이용한 상형(3a)의 제1 원점 위치(U0)와 하형(3b)의 제2 원점 위치(V0)는, 「원점 위치」라고 하는 점에서 공통의 개념을 가진다. 제1 정지 위치(P3)와 제2 정지 위치(P4)는, 「정지 위치」라고 하는 점에서 공통의 개념을 가진다. 이 때문에, 제1 원점 위치(U0)는 「상형 원점 위치(U0)」로 하며, 제2 원점 위치(V0)는 「하형 원점 위치(V0)」로 해도 좋다. 또, 마찬가지로 제1 정지 위치(P3)를 「상형 정지 위치(P3)」로 하며, 제2 정지 위치(P4)를 「하형 정지 위치(P4)」로 해도 좋다.
(실시예 1의 효과]
실시예 1에서는, 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))를 제1 내면부(4c)(제2 내면부(4d))의 제1 원점 위치(U0)(제2 원점 위치(V0))로부터 캐비티(4a)의 중앙부(Px) 방향으로 소정량만큼 이동하게 하며, 그 후에 제1 내면부(4c)(제2 내면부(4d)) 근방으로 다시 후퇴이동시켜 되돌려 배치한다.
이것에 의해, 캐비티(4a)에 대한 용융 수지(4)의 주입 충전의 만료의 보압 상태시, 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))는, 전진이동 및 후퇴이동에 수반하여 각 구멍부(10a, 11a)에 용융류(4h)를 적극적으로 통과시키도록 된다.
즉, 도 3의 (b) 및 도 4의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))의 진퇴 변위에 수반하여, 용융류(4h)가 구멍부(10a, 11a)를 활발하게 통과하는 것에 의해, 용융 수지(4)내에서 적극적인 하강 용융류와 상승 용융류가 번갈아 발생하도록 된다.
이것에 수반하여, 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))와 캐비티(4a)의 제1 내면부(4c)(제2 내면부(4d))와의 사이의 배면인 근소한 틈새(Pw)에 충분한 수지재(3A)의 용융류(4h)가 효과적으로 돌아가서 도착한다. 이 때문에, 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))는, 성형 금형(3)의 캐비티(4a)내에서 용융 수지(4)와 골고루 충분히 접촉하여 용융 수지(4)와의 젖음 내지 함침성이 높게 되어 있다.
이 결과, 수지재(3A)와 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))와의 접착 일체성이 강화된 조밀 충전이 가능해져 전체의 기계적 강도가 현저하게 향상하는 강고한 로트 제품(예를 들면, 수지 패널)의 제작이 가능해진다.
또한, 수지재(3A)로서 열경화 수지를 이용한 경우, 수지재(3A)가 중합 수축에 의해 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))의 전면을 균등하게 단단히 조이기 때문에, 더욱더 접착 일체성이 강화된 조밀 충전이 가능해진다. 또, 인젝션 몰드를 이용한 경우에도, 수지재(3A)의 열수축 작용에 의해 중합 수축과 같은 조밀 결합이 가능해진다.
[실시예 2]
도 8은 본 발명의 실시예 2를 나타낸다. 실시예 2에서는, 실시예 1에 있어서의 제1 유공 판재(10)의 중앙부(Px)와 대면하는 내측에는, 미리 단선 혹은 연선으로 이루어지는 신호선(40)을 고정 수단(도시하지 않음)을 통해 부착하고 있다.
이것에 의해, 캐비티(4a)에 용융 수지(4)를 충전 만료에 수반하여, 제1 유공 판재(10)에 더하여 신호선(40)을 인서트 성형에 의해 용융 수지(4)(수지재(3A))와 일체로 매설 성형할 수가 있다(도 8의 (a), (b) 참조).
인서트 성형체(1)를 차량의 비품(엔진의 칸막이벽, 천정, 바닥(床)) 등에 사용하는 경우, 인서트 성형체(1)(예를 들면, 수지 패널)에 대한 신호선의 부착 작업이 필요하지 않게 되어 작업성이 향상한다. 게다가, 신호선(40) 주위는, 수지재(3A)로 전기 절연체이기 때문에, 신호선(40)은 나선(裸線)이라도 좋다.
신호선은, 인서트 성형체(1)의 적용 관련품으로서 매설하여 이용하므로, 신호선(40)은 피매설체로서 제1 유공 판재(10)나 제2 유공 판재(11)와 대응하는 특별한 기술적 특징(STF)을 가지는 것이다.
또한, 신호선(40)은, 제1 유공 판재(10) 대신에, 제2 유공 판재(11)에 부착해도 좋다. 또, 신호선(40)은, 복수의 전선을 묶어서 이루어지는 배선(도시하지 않음)으로 해도 좋다.
[변형예]
(1) 본 발명의 각 실시예 1, 2에서는, 적은 수지의 충전량으로 고강도를 확보하기 위하여, 강한 압력을 부담하는 사출 성형(인젝션 몰드 성형)으로 인서트 성형체(1)를 형성 가능하지만, 일반적인 주입 성형을 이용해도 좋다.
(2) 지지봉(7)의 갯수에 대해서는, 좌우 배치형의 한쌍에 한정되지 않고, 단일, 혹은 3개, 4개 등과 같이 복수이더라도 좋다.
(3) 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))가 제1 정지 위치(P3(P4))에서 각각 정지하는 타이밍이나, 전자 코일(15)이 제1 유공 판재(10) 및 제2 유공 판재(11)를 해방하는 타이밍은 사용 상황이나 적용 대상 등에 따라서 원하는 대로 설정해도 좋다.
(4) 유공 판재(10, 11)의 구멍부(10a, 11a)는 육각형에 한정되지 않고, 원형, 직사각형, 타원형, 오각형, 육각형 등의 다각형으로 예시되는 바와 같이 사용 상황이나 적용 대상에 따라 여러 가지 형상으로 변경해도 좋다. 이 경우, 삽입통과구멍(6, 6a)의 각 형상도, 구멍부(10a, 11a)에 따른 외곽 형상 및 내곽 형상으로 된다.
(5) 본 발명의 각 실시예 1, 2에서는, 제1 유공 판재(10)(제2 유공 판재(11))로서 평탄모양의 펀칭 메탈을 이용했지만, 평탄모양에 한정되지 않고, 곡면모양이더라도 좋으며, 혹은, 펀칭 메탈의 강도 분포에 변화를 갖게 하기 위해서, 구멍부의 밀도 분포 또는 개구 밀도를 형성 부분마다 변경시켜도 좋다.
(6) 또, 상기의 각 실시예 1, 2에서는, 용융 수지(4)의 주입 충전 만료에 수반하는 보압 상태시, 제2 유공 판재(11)(제1 유공 판재(10))를 제2 원점 위치(V0)(제1 원점 위치(U0))로부터 중앙부(Px) 방향으로 소정량만큼 이동한 후, 제2 정지 위치(P4)(제1 정지 위치(P3))로의 후퇴이동을 행하고 있다.
그렇지만, 제2 유공 판재(11)(제1 유공 판재(10))가 중앙부(Px) 방향으로 소정량만큼 전진이동한 후, 제2 정지 위치(P4)(제1 정지 위치(P3))로 후퇴이동하는 것을 생략하고, 제2 유공 판재(11)(제1 유공 판재(10))를 제2 원점 위치(V0)(제1 원점 위치(U0))로부터 직접적으로 제2 정지 위치(P4)(제1 정지 위치(P3))로 이동시켜 정지 상태로 해도 좋다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명에 관계된 인서트 성형 방법 및 인서트 성형체에서는, 유공 판재를 완전히 용융 수지내의 적정 위치에 확실하게 보존유지하여 인서트 성형체의 충분한 강도가 확보 가능해지며, 아울러 공정수를 억제하여 성형 비용을 낮게 억제하는 것이 가능해진다. 이러한 발명의 우수한 효과에 수요가 환기되어 관련 부품의 유통을 통해 기계·화학 업계에의 발전에 기여한다.
1: 인서트 성형체
2: 인서트 성형 장치
3: 성형 금형
3a: 성형 금형의 상형
3b: 성형 금형의 하형
3A: 용융 수지가 냉각 고화한 수지재
4: 용융 수지
4a: 성형 금형의 캐비티
4c: 제1 내면부
4d: 제2 내면부
4h: 용융류
7: 지지봉(한쌍의 조작 바)
8: 구동 수단
10: 제1 유공 판재
11: 제2 유공 판재
Pw: 캐비티의 중앙부
P3: 제1 정지 위치
P4: 제2 정지 위치
U0: 제1 원점 위치
V0: 제2 원점 위치

Claims (5)

  1. 성형 금형의 캐비티내에, 다수의 구멍부가 천설 형성된 제1 유공 판재 및 제2 유공 판재를 각각 배치하고, 상기 캐비티내에 용융 수지를 주입 충전하여 상기 용융 수지와 상기 제1 유공 판재 및 상기 제2 유공 판재를 평행 상태에서 일체적으로 성형하는 인서트 성형 방법에 있어서,
    상기 캐비티의 서로 평행 상태에서 대향하는 내측부를 제1 내면부 및 제2 내면부로 하고, 상기 용융 수지의 주입 충전 만료에 수반하는 보압 상태에서, 상기 제1 내면부에 설치되어 제1 원점 위치에 있는 상기 제1 유공 판재를 상기 제1 내면부로부터 상기 캐비티의 중앙부 방향으로 소정량만큼 이동시키고 나서 후퇴이동으로 상기 제1 내면부의 근방에까지 뒤로 물린 제1 정지 위치에서 상기 제1 유공 판재를 정지시킨 상태로 하게 함과 함께,
    상기 제2 내면부에 설치되어 제2 원점 위치에 있는 상기 제2 유공 판재를 상기 제2 내면부로부터 상기 캐비티의 중앙부 방향으로 소정량만큼 이동시키고 나서 후퇴이동으로 상기 제2 내면부의 근방에까지 뒤로 물린 제2 정지 위치에서 상기 제2 유공 판재를 정지시킨 상태에서, 상기 캐비티에 대한 상기 용융 수지의 충만을 행하는 재배치 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 인서트 성형 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상형 및 상기 하형에는, 각각 한쌍의 조작 바를 구성하는 지지봉이 구동 수단에 의해 상기 캐비티에 대해서 전진과 후퇴의 쌍방향으로 왕복 구동되도록 되어 있고, 상기 지지봉의 각 선단부에는, 상기 제1 유공 판재 및 상기 제2 유공 판재에 대한 흡착과 상기 흡착의 해제를 행하기 위하여 통전과 무통전이 제어 장치에 의해 제어되는 전자석 코일이 부착되어 있고, 상기 제1 정지 위치 및 상기 제2 정지 위치에서는, 상기 지지봉의 상기 전자석 코일이 무통전으로 되어, 상기 제1 유공 판재 및 상기 제2 유공 판재를 상기 제1 정지 위치 및 상기 제2 정지 위치에 각각 남겨서 상기 지지봉이 상기 전자 코일과 함께 후퇴하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 인서트 성형 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 유공 판재 및 상기 제2 유공 판재는, 강재제의 펀칭 메탈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인서트 성형 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 용융 수지는, 에폭시 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 열 경화성 수지인 것을 특징으로 하는 인서트 성형 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 유공 판재 혹은 상기 제2 유공 판재에는, 미리 단선 혹은 연선으로 이루어지는 신호선을 부착해 두고, 상기 캐비티에 상기 용융 수지를 충전하는 데 수반하여, 상기 신호선을 상기 용융 수지와 일체로 성형하는 것을 특징으로 하는 인서트 성형 방법.
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