インサート成形品の製造方法、インサート成形品、および金型

【課題】金属部材の裏面を金型の一部で押さえることなく金属部材の位置決めおよび形状の精度を高めたインサート成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】凹部５の形状を規定するための金型１１内の凸部１９に対応して変形された金属製の板状部材７の表面を凸部１９にあてがうように金型１１内にインサートし、板状部材７の裏面を金型１１の一部で押さえることなく金型１１内に樹脂を注入することにより、樹脂の注入圧力で板状部材７を凸部１９の形状にならわせて位置決めしつつ樹脂の成形を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金型内に樹脂を充填して成形するインサート成形品の製造方法およびインサート成形品に係り、特に、金型内に金属部材をインサートすると共に樹脂を充填して成形するインサート成形品の製造方法およびインサート成形品に関する。また、本発明は、このようなインサート成形品の製造に使用する金型にも関している。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラなどのレンズ部としては、圧電素子に固定された駆動軸にレンズを保持した被駆動部材を摩擦係合させ、圧電素子の伸縮により駆動軸を軸方向に往復運動させることで被駆動部材を駆動軸に沿ってスライドさせるものがある。被駆動部材には金属面が露出した凹部が設けられ、この凹部が駆動軸と摩擦係合することで両者の間で生じる摩擦力を安定させ、被駆動部材を所望の速度で移動させることができる。このため、被駆動部材の金属部材に位置ずれ等が生じると被駆動部材の移動が不安定となり、レンズ部の光学性能が大きく低下することになる。
被駆動部材は、一般に、金型内に金属部材をインサートすると共に樹脂を充填して一体に成形されている。このようなインサート成形品において金属部材の位置ずれ等を抑制するためには、金型内にインサートされた金属部材をその金属部材の形状を規定するための金型内の凸部と高精度に位置決めすると共に凸部の表面にならわせることが重要となる。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、金型に保持突起を形成し、保持突起と金型内の凸部との間に金属部材を挟み込むことで、金属部材の位置決めおよび形状の精度を高めることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６６８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、金型内に保持突起を形成するなど金型内の構造が複雑になると共に金属部材の厚みによってはその挟み込みにおいて隙間等が生じて金属部材の位置決めおよび形状の精度が低下するおそれがある。
【０００６】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、金属部材の裏面を金型の一部で押さえることなく金属部材の位置決めおよび形状の精度を高めたインサート成形品の製造方法およびインサート成形品を提供することを目的とする。
また、本発明は、このようなインサート成形品の製造に使用する金型を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るインサート成形品の製造方法は、金属面が露出した凹部を有するインサート成形品を製造する方法であって、前記凹部の形状を規定するための金型内の凸部に対応して変形された金属製の板状部材の表面を前記凸部にあてがうように前記金型内にインサートし、前記板状部材の裏面を前記金型の一部で押さえることなく前記金型内に樹脂を注入することにより、前記樹脂の注入圧力で前記板状部材を前記凸部の形状にならわせて位置決めしつつ前記樹脂の成形を行う方法である。
【０００８】
ここで、前記凸部に対して正面から前記樹脂が流入するように前記金型内に前記樹脂を注入するのが好ましい。
また、前記板状部材は、前記凸部に対応して変形される部分が他の部分よりも低い剛性を有してもよい。また、前記板状部材は、前記凸部に対応して変形される部分の一部が切り欠かれている、あるいは、前記凸部に対応して変形される部分が他の部分よりも肉薄に形成することもできる。
【０００９】
また、前記板状部材の端面は、樹脂成形品内に埋設されることにより前記樹脂成形品からの前記板状部材の脱落を防止するための所定の形状を有することができる。また、前記板状部材の端面は、前記表面側の角部が平面あるいは曲面状に面取りすることもできる。また、前記板状部材の端面は、前記表面との間に９０度以上１８０度未満の角度を形成するように傾斜していてもよい。また、前記金属板部材の端面は、粗面化されていてもよい。
また、前記板状部材は、前記凸部に形成された吸引孔からの吸引力により位置固定されることができる。
【００１０】
また、本発明に係るインサート成形品は、上記のいずれかに記載の製造方法により製造されたものである。
【００１１】
また、本発明に係る金型は、金属面が露出した凹部を有するインサート成形品を製造する金型であって、前記凹部の形状を規定すると共に金属製の板状部材を裏面から押さえることなく表面をあてがうようにして載置するための凸部と、前記凸部に対して正面から樹脂を流入するように配置形成されたゲートとを有し、前記ゲートからの前記樹脂の注入圧力で前記板状部材を前記凸部の形状にならわせて位置決めしつつ前記樹脂の成形を行うものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、金属部材の裏面を金型の一部で押さえることなく金属部材の位置決めおよび形状の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係るインサート成形品の構成を示す正面図である。
【図２】実施形態１で用いられる板状部材の構成を示す斜視図である。
【図３】実施形態１に係る金型の構成を示す断面図である。
【図４】実施形態１で用いられる金型内の凸部の構成を示す断面図である。
【図５】板状部材を凸部の形状にならわせる方法を示す断面図である。
【図６】凸部より大きい角度を有する板状部材を凸部の形状にならわせる様子を示す断面図である。
【図７】凸部より小さい角度を有する板状部材を凸部の形状にならわせる様子を示す断面図である。
【図８】実施形態１で成形されるインサート成形品の凹部の構成を示す斜視図である。
【図９】実施形態１の変形例で用いられる板状部材を示す斜視図である。
【図１０】実施形態２で用いられる板状部材の構成を示す斜視図である。
【図１１】実施形態２で成形されるインサート成形品の凹部の構成を示す斜視図である。
【図１２】実施形態２に係るインサート成形品の板状部材の端部を示す断面図である。
【図１３】実施形態２の変形例に係るインサート成形品の板状部材の端部を示す断面図である。
【図１４】実施形態２の他の変形例に係るインサート成形品の板状部材の端部を示す断面図である。
【図１５】実施形態２のさらに他の変形例に係るインサート成形品の板状部材の端部を示す断面図である。
【図１６】実施形態３に係る金型の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、添付の図面に示す好適な実施形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
【００１５】
実施形態１
図１に、本発明の実施形態１に係るインサート成形品１の構成を示す。インサート成形品１は、例えばレンズを保持する円板状の保持部２と、保持部２に保持されたレンズの光軸と平行に設置された駆動軸Ａおよびガイド軸Ｂとそれぞれ係合するための係合部３および４とを有する。
【００１６】
係合部３は、金属面が露出したＶ字状の凹部５を有し、凹部５は圧電素子の伸縮により軸方向に往復運動する駆動軸Ａと係合する。また、係合部４は、Ｕ字状のガイド溝６を有し、ガイド溝６は両端が固定されたガイド軸Ｂと係合する。
インサート成形品１は、圧電素子が緩やかに変形すると凹部５が駆動軸Ａに係合したままガイド軸Ｂに沿って駆動軸Ａと共に移動し、圧電素子が速く変形するとインサート成形品１の質量の慣性によって駆動軸Ａだけが移動し凹部５はガイド軸Ｂに対して同じ位置に留まる。このようにして、圧電素子を伸び方向と縮み方向とで異なる速度で変形させ、これを繰り返すことで、インサート成形品１を駆動軸Ａおよびガイド軸Ｂに沿って移動させることができる。
【００１７】
図２に係合部３の凹部５に露出する金属製の板状部材７の構成を示す。板状部材７は、凹部５に露出する表面と凹部５に埋め込まれる裏面とを有し、表面を内側にして駆動軸Ａに対応したＶ字の断面形状を有する。板状部材７のＶ字の形状は、インサート成形において金型内の凸部の形状にならわせることによって形成されている。このため、板状部材７には、インサート成形時に凸部の形状に応じて変形しやすいように、その変形部分（Ｖ字の折れ目部分）の一部が切り欠かれた切欠部８を有する。
【００１８】
なお、板状部材７の周辺部が樹脂に覆われるため、インサート成形品１からの板状部材７の脱落が未然に防止されるが、特に板状部材７の脱落防止効果を高める必要がある場合には、板状部材７の一部を折り曲げる等により、樹脂内に埋設されるアンカー部を形成することが有効である。
【００１９】
図３に、本実施形態１に係る金型１１の構成を示す。金型１１は、固定型板１２と、固定型板１２に対して開閉自在に可動する可動型板１３と、固定型板１２および可動型板１３の間にスライドコア１４とを有する。固定型板１２は、外側面から可動型板１３およびスライドコア１４と接する内側面を貫通するランナー１５を有し、その外側面側には射出成形機から樹脂が供給される供給口１６が形成されると共に内側面側には供給口１６から供給された樹脂がランナー１５を介して金型１１内に注入されるゲート１７が形成されている。可動型板１３は、固定型板１２およびスライドコア１４との間でキャビティ１８を形成するように、その内側面がインサート成形品１に対応した形状に窪んでいる。また、スライドコア１４は、固定型板１２と可動型板１３の下面側から両者の間に挿入され、その上面がキャビティ１８の一部を形成しており、この上面にインサート成形品１の凹部５を形成するための凸部１９を有する。
【００２０】
図４にスライドコア１４の構成を示す。スライドコア１４の上面に形成された凸部１９は、インサート成形品１の凹部５に係合する駆動軸Ａに対応した形状を有する。凸部１９には、図５に示すように、凸部１９に対応して変形された金属製の板状部材７の表面（インサート成型品１において露出する面）をあてがうようにして板状部材７が載置され、金型１１内にインサートされている。一方、固定型板１２のゲート１７は、スライドコア１４の凸部１９に対して上方（正面）から樹脂が流入するような位置に形成されている。これにより、樹脂の注入圧力で板状部材７をスライドコア１４の凸部１９の形状にならわせて位置決めしつつインサート成形品１の成形を行うことができる。
【００２１】
次に、インサート成形品１を製造する際の金型１１の動作を説明する。
【００２２】
まず、金型１１が開いた状態で、スライドコア１４の凸部１９に対応して変形された金属製の板状部材７をその表面が凸部１９にあてがわれるようにして載置する。次に、固定型板１２と可動型板１３との間に、板状部材７を凸部１９に載置したスライドコア１４が配置されるように金型１１を閉じる。このようにして金型１１が閉じられ、固定型板１２、可動型板１３、およびスライドコア１４によりインサート成形品１を成形するためのキャビティ１８が形成される。
【００２３】
続いて、固定型板１２の供給口１６に射出成形機から樹脂が射出され、ランナー１５を通ってゲート１７からキャビティ１８内に注入される。ゲート１７はスライドコア１４の凸部１９に対して正面から樹脂が流入するように形成されており、ゲート１７から注入された樹脂は凸部１９に載置された金属製の板状部材７の裏面に直接流入する。板状部材７には凸部１９の形状に応じて変形しやすいように変形部分の一部が切り欠かれた切欠部８が形成されており、樹脂の注入圧力により板状部材７を凸部１９の形状にならわせて位置決めしつつキャビティ１８に樹脂が充填される。
【００２４】
これにより、板状部材７の裏面を金型１１の一部で押さえることなく、板状部材７の位置および形状の精度を高めることができる。
【００２５】
キャビティ１８に充填された樹脂が固化してインサート成形品１が成形されると、スライドコア１４を下方に移動し、可動型板１３を開いてインサート成形品１が取り出される。
【００２６】
続いて、スライドコア１４の凸部１９には、次のインサート成形品１に設置される板状部材７が載置される。ここで、板状部材７のＶ字の形状がスライドコア１４の凸部１９の形状と多少異なる場合であっても、樹脂の注入圧力で板状部材７の形状を凸部１９の形状にならわせて位置決めしつつインサート成形品１の成形を行うことができる。
例えば、図６に示すように、板状部材７の内側の角度がスライドコア１４の凸部１９の角度よりも大きく板状部材７が凸部１９の上部のみにあてがわれている場合であっても、樹脂の注入圧力で板状部材７の形状を凸部１９の形状にならわせて位置決めしつつインサート成形品１の成形を行うことができる。また、図７に示すように、板状部材７の内側の角度がスライドコア１４の凸部１９の角度よりも小さく板状部材７が凸部１９の下部のみにあてがわれている場合であっても、樹脂の注入圧力で板状部材７の形状を凸部１９の形状にならわせて位置決めしつつインサート成形品１の成形を行うことができる。
このように、板状部材７のＶ字の形状にばらつきが生じた場合でも、図８に示すように、成形されたインサート成形品１の凹部５において所定の位置に所定の形状で金属面を形成することができる。
【００２７】
本実施形態によれば、板状部材７の裏面を金型の一部で押さえることなく、樹脂の注入圧力で板状部材７を凸部１９の形状にならわせて位置決めしつつインサート成形品１の成形を行うことで、凹部５において露出する金属面の位置および形状の精度を高めることができる。また、板状部材７の形状にばらつきが生じた場合でも、所定の位置に所定の形状で金属面が露出された凹部５を有するインサート成形品１を得ることができる。
【００２８】
なお、本実施形態で用いられた板状部材７の切欠部８は、凸部１９に対応して変形される部分の一部を切り欠いて剛性を低めたものであったが、インサート成形時に板状部材７をスライドコア１４の凸部１９にならわせて位置決めできればよく、例えば、図９に示すように、凸部１９に対応して変形される部分が他の部分よりも肉薄に形成された肉薄部８ａを設けて剛性を低めてもよい。
【００２９】
実施形態２
図１０に実施形態２に係るインサート成形品で用いられる板状部材２１の構成を示す。板状部材２１は、凸部１９に対応して変形される部分の一部を切り欠いた切欠部８を有すると共にその端面の表面側の角部が平面状に面取りされた脱落防止部２２を有する。
実施形態１と同様にして、板状部材２１をスライドコア１４の凸部１９に載置して金型１１内にインサートし、インサート成形品を成形する。成形されたインサート成形品の係合部２４には、図１１に示すように、所定の位置に所定の形状で板状部材２１の表面が露出した凹部２３が形成される。
【００３０】
このようにして得られたインサート成形品の凹部２３では、図１２に示すように、脱落防止部２２の表面が樹脂内に埋設されることにより、実施形態１のアンカー部を形成しなくても、インサート成形品からの高い脱落防止効果を発揮することができる。
【００３１】
なお、板状部材２１の端面に形成される脱落防止部２２は、樹脂成形品内に埋設されることにより樹脂成形品からの板状部材２１の脱落を防止するための所定の形状を有していればよい。
例えば、脱落防止部２２は、図１３に示すように、板状部材２１の端面の表面側の角部が曲面状に面取りされていてもよい。また、脱落防止部２２は、図１４に示すように板状部材２１の端面と表面との間に鈍角または直角（９０度以上１８０度未満の角度）を形成するように傾斜していてもよく、図１５に示すように板状部材２１の端面が粗面化されていてもよい。
【００３２】
実施形態３
図１６に実施形態３に係る金型３１の構成を示す。この金型３１では、図３に示した実施形態１の金型１１において、スライドコア１４の凸部１９に複数の吸引孔３２を形成すると共に吸引孔３２を介して金型３１内の空気を吸引する吸引装置３３を有する。吸引孔３２は、凸部１９において板状部材７が載置される所定の位置に複数形成される。また、吸引装置は、金型３１外からスライドコア１４内を通って複数の吸引孔３２と連通するホース３４と、ホース３４に設置されて吸引する空気の圧力を計測する圧力計３５と、凸部１９側の空気を吸引する真空源３６と、圧力計３５および真空源３６と電気的に接続された制御装置３７とを有する。制御装置３７は、圧力計３５の測定値に基づいて真空源３６による吸引力を制御する。
まず、金型３１が開いた状態で、吸引装置３３の真空源３６を駆動すると共にスライドコア１４の凸部１９に板状部材７を載置することで、板状部材７が複数の吸引孔３２からの吸引力により凸部１９に吸着される。板状部材７が凸部１９に吸着されると、板状部材７で吸引孔３２が塞がれたことにより圧力計３５の圧力が低下する。制御装置３７は、圧力計３５の測定値を検出し、板状部材７が複数の貫通孔３２を全て塞ぐような凸部１９の所定の位置に吸着されているか否かを判断する。制御装置３７は、例えば約−７ｋＰａの圧力を検出すると板状部材７が凸部１９の所定の位置に吸着されていると判断する。
制御装置３７により板状部材７が凸部１９の所定の位置に吸着されたと判断されると、固定型板１２と可動型板１３との間に、板状部材７を凸部１９の所定の位置に吸着固定したスライドコア１４が配置されるように金型３１を閉じる。
このようにして金型３１が閉じられると、固定型板１２の供給口１６から樹脂が射出される。射出された樹脂がゲート１７から凸部１９に吸着された板状部材７の裏面に直接流入すると、制御装置３７により吸引装置３３の吸引が停止される。キャビティ１８に樹脂が充填され、これを固化することによりインサート成形品１が成形される。成形が完了すると金型３１が開かれてインサート成形品１が取り出され、次のインサート成形品１の成形が開始される。
【００３３】
この実施形態３によれば、吸引装置３３を設けることで、金型３１内にスライドコア１４を挿入する時などの振動により凸部１９の所定の位置からの板状部材７のずれや脱落を防止することができる。
なお、吸引装置３３の停止は、凸部１９に載置された板状部材７が成形時に所定の位置からずれない時点で行えばよく、インサート成形品１の成形中停止せずに吸引し続けてもよい。
また、実施形態３の金型３１では、複数の吸引孔３２が凸部１９に形成されているが、板状部材７を凸部１９の所定の位置に吸着させて固定できれば１つの吸引孔を凸部１９に形成してもよい。
【００３４】
なお、実施形態１〜３において、樹脂はゲート１７からスライドコア１４の凸部１９の正面に直接流入しているが、樹脂の注入圧力により板状部材７および２１が凸部１９の形状にならわせて位置決めできればよく、例えばゲート１７と凸部１９との間にガイド板を設けて樹脂の流れる方向を制御してもよい。これにより、ゲート１７が凸部１９の上方に形成できない場合でもガイド板により樹脂の方向が制御され、樹脂を凸部１９の正面に流入させることができる。
【００３５】
また、樹脂は、凸部１９の頂点部分に流入させるのが好ましい。
また、凸部１９を複数有し、各凸部１９の正面に樹脂を流入させてもよい。これにより、所定の位置に所定の形状で金属面が露出した複数の凹部を形成することができる。
また、凹部１９の正面に樹脂が流入して樹脂の注入圧力により板状部材７および２１が凸部１９の形状にならわせて位置決めできれば、複数のランナー１５およびゲート１７を有してもよい。
【００３６】
また、実施形態１〜３において、スライドコアは固定型板および可動型板のどちらか一方に取り付けられていればよい。
また、実施形態１〜３において、金型が閉じられた時に固定型板と可動型板との間にスライドコアが配置されていればよく、例えば、可動型板にスライドコアを取り付け、可動型板がある程度閉じたところでスライドコアが固定型板に押されながら移動して、固定型板と可動型板が閉じられるのとほぼ同時にスライドコアも閉まるようにすることができる。また、固定型板にスライドコアを取り付け、可動型板がある程度閉じたところでスライドコアが可動型板に押されながら移動して、固定型板と可動型板が閉じられるのとほぼ同時にスライドコアも閉まるようにすることもできる。さらに、可動型板にスライドコアを取り付け、スライドコアが閉じられた後に可動型板が閉じられ、最後に固定型板が閉じられるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１インサート成形品、２保持部、３，４係合部、５，２３凹部、６ガイド溝、７，２１板状部材、８切欠部、８ａ肉薄部、１１金型、１２固定型板、１３可動型板、１４スライドコア、１５ランナー、１６供給口、１７ゲート、１８キャビティ、１９凸部、２２脱落防止部材、３２吸引孔、３３吸引装置、３４ホース、３５圧力計、３６真空源、３７制御装置、Ａ駆動軸、Ｂガイド軸

【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属面が露出した凹部を有するインサート成形品を製造する方法であって、
前記凹部の形状を規定するための金型内の凸部に対応して変形された金属製の板状部材の表面を前記凸部にあてがうように前記金型内にインサートし、
前記板状部材の裏面を前記金型の一部で押さえることなく前記金型内に樹脂を注入することにより、前記樹脂の注入圧力で前記板状部材を前記凸部の形状にならわせて位置決めしつつ前記樹脂の成形を行う
ことを特徴とするインサート成形品の製造方法。
【請求項２】
前記凸部に対して正面から前記樹脂が流入するように前記金型内に前記樹脂を注入する請求項１に記載のインサート成形品の製造方法。
【請求項３】
前記板状部材は、前記凸部に対応して変形される部分が他の部分よりも低い剛性を有する請求項１または２に記載のインサート成形品の製造方法。
【請求項４】
前記板状部材は、前記凸部に対応して変形される部分の一部が切り欠かれている、あるいは、前記凸部に対応して変形される部分が他の部分よりも肉薄に形成されている請求項３に記載のインサート成形品の製造方法。
【請求項５】
前記板状部材の端面は、樹脂成形品内に埋設されることにより前記樹脂成形品からの前記板状部材の脱落を防止するための所定の形状を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のインサート成形品の製造方法。
【請求項６】
前記板状部材の端面は、前記表面側の角部が平面あるいは曲面状に面取りされている請求項５に記載のインサート成形品の製造方法。
【請求項７】
前記板状部材の端面は、前記表面との間に鈍角または直角を形成するように傾斜している請求項５に記載のインサート成形品の製造方法。
【請求項８】
前記金属板部材の端面は、粗面化されている請求項５に記載のインサート成形品の製造方法。
【請求項９】
前記板状部材は、前記凸部に形成された吸引孔からの吸引力により位置固定される請求項１〜８のいずれか一項に記載のインサート成形品の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とするインサート成形品。
【請求項１１】
金属面が露出した凹部を有するインサート成形品を製造する金型であって、
前記凹部の形状を規定すると共に金属製の板状部材を裏面から押さえることなく表面をあてがうようにして載置するための凸部と、
前記凸部に対して正面から樹脂が流入するように配置形成されたゲートと
を有し、
前記ゲートからの前記樹脂の注入圧力で前記板状部材を前記凸部の形状にならわせて位置決めしつつ前記樹脂の成形を行う
ことを特徴とする金型。

【図１】