インサート成形方法および装置
【課題】インサート物が例え柔軟な部分を含んでいても高品位の製品を安価に得ることができるインサート成形方法を提供する。
【解決手段】半製品（５０）の製作に使用された製作治具（５５）を利用して半製品（５０）の外周面を樹脂層（Ｊ１、Ｊ２）で被覆する。製作治具（５５）に保持されている半製品（５０）の上半分と固定側金型（１）の凹部（５Ｌ、５Ｒ）とにより構成されるキャビティ（Ｃ１）に射出して１次成形する（Ｊ１）。１次成形され固定側金型（１）に残っている半製品（５０）の下半分と可動側金型（２０）の凹部（３０Ｌ、３０Ｒ）とにより構成されるキャビティ（Ｃ２）に射出して２次成形する（Ｊ２）。１、２次成形を実質的に同時に実施する。
【解決手段】半製品（５０）の製作に使用された製作治具（５５）を利用して半製品（５０）の外周面を樹脂層（Ｊ１、Ｊ２）で被覆する。製作治具（５５）に保持されている半製品（５０）の上半分と固定側金型（１）の凹部（５Ｌ、５Ｒ）とにより構成されるキャビティ（Ｃ１）に射出して１次成形する（Ｊ１）。１次成形され固定側金型（１）に残っている半製品（５０）の下半分と可動側金型（２０）の凹部（３０Ｌ、３０Ｒ）とにより構成されるキャビティ（Ｃ２）に射出して２次成形する（Ｊ２）。１、２次成形を実質的に同時に実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定側金型と可動側金型との間に構成されるキャビティに部品、装置等のインサート物を挿入し、そして前記キャビティに溶融樹脂を射出して、インサート物と樹脂とを一体化するインサート成形方法および装置に関し、限定するものではないが、特に柔軟なインサート物、あるいは柔軟な要素を一部に有するインサート物の成形に適したインサート成形方法およびインサート成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型の凹部により構成されるキャビティ内にボルト・ナットのようなインサート物を挿入し、そしてキャビティに溶融樹脂を射出して、インサート物と樹脂とを一体化するインサート成形法は、文献名を挙げるまでもなく従来周知である。このインサート成形には、インサート物をキャビティの所定位置に搬入・保持するために保持治具が使用されるが、このような保持治具あるいはハンドリング装置も特許文献１等により提案されているように従来周知である。インサート物を保持治具で搬入．保持すると、一般には正確な位置に保持されている筈であるが、正確な位置に保持されているか否かを検知する検知装置も特許文献２により提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４１８７４号
【特許文献２】特開平６−１２２１２３号
【特許文献３】特開平５−３０５６３０号
【０００４】
特に、布、コード等の柔軟なインサート物はハンドリングも、所定位置に保持することも一般に困難であるが、特許文献３により柔軟な布をインサート物とするインサート成形法が提案されている。すなわち、インサート物である布に磁気吸着部を成形し、これを強磁性材料からなる金型のキャビティに磁気吸着させて位置決めし、そして溶融樹脂を射出してインサート成形品を得る成形法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、インサート成形法も、保持治具も共に従来周知で、検知装置も特許文献２により知られているので、これらを使用すると、インサート物はキャビティの所定位置に正確に保持することができ、品質の高い一体成形品を得ることはできる。しかしながら、保持治具は成形品を成形するためのキャビティを構成する部品ではないので、キャビティ内に露出しないように設ける必要があり、また成形サイクルに合わせて保持治具を駆動する必要もあり、構造は複雑になり、高価になっている。さらには、柔軟なインサート物の成形には、磁性粉末混合材料により磁気吸着部を形成する工程を別に必要とし、また金型は強磁性材料から構成する必要があり高価になっている。
【０００６】
図６には、一般的なセンサ例えば完成された製品になる前の温度センサ５０が示されている。この温度センサ５０は、検出部５１と取付固定部５２とからなり、検出部５１と取付固定部５２は柔軟な被覆線あるいはワイヤーハーネス５３により接続され、そして取付固定部５２からは同様に柔軟な導線５４が出ている。このような温度センサ５０は略全体が、一点鎖線で示されているように、耐熱樹脂５７により封止あるいは被覆されて完成された製品となる。被覆成形は色々な方法により実施することはできるが、射出成形により被覆することが望まれる。なぜならば、射出成形法によると、離型あるいは脱型が可能な範囲で３次元の成形品が容易に成形できること、形状あるいは寸法精度が高いこと、形状の自由度が高いこと、自動成形が容易であること等の利点が得られるからである。
【０００７】
ところで、図７の（ウ）は、上記の製品化される前の温度センサ５０を模式化して示す斜視図であるが、図示されているように、検出部５１、取付固定部５２、被複線５３等を２つ割り構造の上下の製作治具５５、５６を利用して、半田付けなどの製作工程終了後に、製作治具５５、５６から取り出すと、被複線５３の部分で形状が崩れてしまう。前述もしたように、射出成形により被覆するときは、インサート成形をすることになるが、柔軟な被複線５３の部分で形が崩れるので、簡単なハンドリング装置では正確な位置にインサートできないし、寸法精度の高い製品は得られない。このような理由により、柔軟な部分あるいは要素を有するインサート物の成形には、射出成形法は適用されていないのが実情である。
したがって、本発明は、インサート物がたとえ柔軟な部分を含んでいてもインサート物と樹脂とが一体化された高品位の製品を安価に得ることができるインサート成形方法およびインサート成形装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一般に、柔軟な部分を有する半製品５０は、図７にも示されているように、剛体で２つ割り構造の金属製の製作治具５５、５６により形を一定に保持した状態で製作されている。あるいは、下側の金属製の製作治具５５にセットした状態で製作されている。本発明は、半製品の製作に使用された製作治具を、そのままインサート成形に利用することにより、前記目的を達成しようとするものである。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、金属製の製作治具により製作された半製品の外周面を、射出成形により樹脂層で被覆して製品化するインサート成形法であって、半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具を一対の金型の一方の金型のパーティング面に形成されている治具用凹部にセットする工程と、前記一方の金型を前記一対の金型の他方の金型に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と前記他方の金型の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、前記１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記他方の金型の凹部に保持されるように型を開き、そして前記一方の金型のパーティング面の他の位置に形成されている凹部に整合させる２次成形準備工程と、その後、前記一方の金型を前記他方の金型に対して型締めすることにより、前記他方の金型に保持されている半製品の露出している残りの実質的半分と、前記一方の金型の凹部とに構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の残りの実質的半分を被覆して製品化する２次成形工程とから構成される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、金属製の製作治具により製作された半製品の外周面を、射出成形により樹脂層で被覆して製品化するインサート成形法であって、半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具を可動側金型のパーティング面に形成されている治具用凹部にセットする工程と、セットされた前記可動側金型を固定側金型に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と、前記固定側金型の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、前記１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記固定側金型の凹部に保持されるように型を開き、そして前記一方の金型のパーティング面の他の位置に形成されている凹部に整合させる２次成形準備工程と、その後、前記可動側金型を前記固定側金型に対して型締めすることにより、前記固定側金型に保持されている半製品の露出している残りの実質的半分と、前記可動側金型の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している残りの実質的半分を被覆して製品化する２次成形工程とから構成される。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、金属製の製作治具により製作された半製品の外周面を、射出成形により樹脂層で被覆して製品化するインサート成形法であって、半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具を可動側金型のパーティング面に形成されている治具用凹部にセットする工程と、第１の成形位置において、前記可動側金型を固定側金型に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と、前記固定側金型の一方の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記固定側金型の一方の凹部に保持されると共に前記製作治具が前記可動側金型に残るように型を開き、前記製作治具を前記可動側金型の治具用凹部から外し、そして前記治具用凹部に次に成形する半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている製作治具をセットする、２次成形準備工程と、第２の成形位置において、前記可動側金型を前記固定側金型に対して型締めすることにより、前記固定側金型に保持されている半製品の露出している残りの実質的半分と、前記可動側金型の一方の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している残りの実質的半分を被覆して製品化する２次成形工程とから構成される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の方法において、前記１次成形と２次成形とを実質的に同時に実施するように、そして請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの項に記載の方法において、柔軟な部分を含んだ半製品を被覆するように構成される。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、製作治具に保持されている半製品の外周面を、１、２次成形により樹脂層で被覆する成形装置であって、前記装置は、固定側金型と、該固定側金型に対して型開閉されると共に１次成形位置と２次成形位置とにスライド的に駆動される可動側金型とからなり、前記可動側金型のパーティング面側には、半製品の実質的半分が露出した状態で保持されている前記製作治具が着脱自在に嵌る治具用凹部と、該治具用凹部と所定の間隔をおいた両側に形成されている同じ形状で同じ大きさの第１、２の２次成形用凹部とが設けられ、前記固定側金型のパーティング面側には、所定の間隔をおいて同じ形状で同じ大きさの第１、２の１次成形用凹部が設けられ、これらの１次および２次形成用凹部の大きさは、半製品の大きさよりも樹脂層の厚さ分だけ大きいように構成され、請求項７に記載の発明は、製作治具に保持されている半製品の外周面を、１、２次成形により樹脂層で被覆する成形装置であって、前記装置は、固定側金型と、該固定側金型に対して型開閉されると共に１次成形位置と２次成形位置とにスライド的に駆動される可動側金型とからなり、前記可動側金型のパーティング面側には、半製品の実質的半分が露出した状態で保持されている前記製作治具が着脱自在に嵌る２個の治具用凹部と、これらの治具用凹部と所定の間隔をおいた両側に形成されている同じ形状で同じ大きさの第１〜３の２次成形用凹部とが設けられ、前記固定側金型のパーティング面側には、所定の間隔をおいて同じ形状で同じ大きさの４個の第１、２の１次成形用凹部が設けられ、これらの１次および２次形成用凹部の大きさは、半製品の大きさよりも樹脂層の厚さ分だけ大きいように構成される。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によると、半製品の外周面を射出成形により樹脂層で被覆して製品化するとき、半製品の製作に使用された金属製の製作治具を利用してインサート成形するので、すなわち半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている製作治具を一対の金型の一方の金型のパーティング面に形成されている治具用凹部にセットする工程と、前記一方の金型を前記一対の金型の他方の金型に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と前記他方の金型の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、前記１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記他方の金型の凹部に保持されるように型を開き、そして前記一方の金型のパーティング面の他の位置に形成されている凹部に整合させる２次成形準備工程と、その後、前記一方の金型を前記他方の金型に対して型締めすることにより、前記他方の金型に保持されている半製品の露出している残りの実質的半分と、前記一方の金型の凹部とに構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の残りの実質的半分を被覆して製品化するので、剛体なインサート物は勿論のこと、柔軟なインサート物あるいは柔軟な部分を有するインサート物も、簡単なハンドリング装置により正確な位置にインサートすることができ、したがって高品位な製品を安価に製造できるという、本発明に特有の効果が得られる。
また、他の発明によると、１次成形と２次成形とを実質的に同時に実施するので、１成形サイクル当たり１個の製品が得られる。さらに他の発明によると、固定側金型と、該固定側金型に対して型開閉されると共に１次成形位置と２次成形位置とにスライド的に駆動される可動側金型とからなり、前記可動側金型のパーティング面側には、半製品の実質的半分が露出した状態で保持されている前記製作治具が着脱自在に嵌る２個の治具用凹部と、これらの治具用凹部と所定の間隔をおいた両側に形成されている同じ形状で同じ大きさの第１〜３の２次成形用凹部とが設けられ、前記固定側金型のパーティング面側には、所定の間隔をおいて同じ形状で同じ大きさの４個の第１、２の１次成形用凹部が設けられているので、この装置を使用すると、前記のような効果に加えて、１成形サイクル当たり２個の製品を効率的に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るインサート成形装置を、可動側金型を開いた状態で示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るインサート成形装置を使用した成形状態を示す図で、その（ア）〜（エ）は、それぞれ異なる成形段階を模式化して示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るインサート成形装置を使用した成形状態を示す図で、その（ア）〜（エ）は、それぞれ次の異なる成形段階を模式化して示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るインサート成形装置を使用した成形状態を示す図で、それぞれさらに次の異なる成形段階を模式化して示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るインサート成形装置を模式化して示す図で、その（ア）は可動側金型を開いた状態を、その（イ）は１次成形状態を、その（ウ）は１、２次成形状態をそれぞれ示す断面図である。
【図６】従来の半製品の温度センサを示す正面図である。
【図７】従来の半製品の温度センサと製作治具とを示す図で、その（ア）は上側の製作治具を裏側から見た斜視図、その（イ）は半製品の温度センサが装着された状態の下側の製作治具を表側から見た斜視図、その（ウ）は半製品の温度センサを取り出した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、上記した温度センサ５０が、図７に模式化して示されているように、小径の第１の要素５１と、大径の第２の要素５２と、これらを接続している柔軟な部分５３とからなる半製品５０が、２つ割り構造の金属製の上下の製作治具５６、５５により保持されて製作され、あるいは下側の製作治具５５により約半分が保持されて製作され、これをインサート成形により樹脂で被覆あるいは封止する例について説明する。本実施の形態に適用される製作治具は、上側の製作治具５６と下側の製作治具５５とからなっている。これらの製作治具５６、５５の合わせ面５６ａ、５５ａには、第１、２の要素５１、５２と柔軟な部分５３とがそれぞれ嵌る窪み５１’、５２’、５３’、５１”、５２”、５３”が形成されている。本実施の形態によると、下側の製作治具５５の合わせ面５５ａは、型締時には後述する可動側金型のパーティング面と同一面になる。
【００１７】
第１の実施の形態に係るインサート成形装置Ｍは、図１において上方に示されている固定側金型１と、この固定側金型１に対して型開閉されると共に、図１において左右方向にスライド的に駆動される可動側金型２０とからなっている。固定側金型１は、図には示されていないが固定盤に固定的に取り付けられ、可動側金型２０は同様に図には示されていないが固定盤に対して型開閉方向に駆動される可動盤にスライド機構を介してスライド可能に取り付けられている。
【００１８】
可動側金型２０のパーティング面２６の略中央部には、前述した下側の製作治具５５が着脱自在に嵌る治具用凹部２５が形成されている。この治具用凹部２５に、下側の製作治具５５が嵌ると、可動側金型２０のパーティング面２６と下側の製作治具５５の合わせ面５５ａは同一面になり、該製作治具５５に保持されている半製品５０の第１、２の要素５１、５２と柔軟な部分５３の実質的な上半分すなわち離型できる部分は、可動側金型２０のパーティング面２６より上方へ突き出る大きさになっている。
【００１９】
治具用凹部２５の左方の、可動側金型２０のパーティング面２６には、第１の要素５１に対応した小径凹部２１と、第２の要素５２に対応した大径凹部２２と、柔軟な部分５３に対応した軸方向の凹部２３とからなる第１の２次成形用凹部３０Ｌが形成されている。この２次成形用凹部３０Ｌは、半製品５０より被覆層あるいは樹脂層の肉厚分だけ大きい。治具用凹部２５の右方の可動側金型２０のパーティング面２６にも同じ形状で同じ大きさの第２の２次成形用凹部３０Ｒが形成されている。
【００２０】
固定側金型１のパーティング面６の左方寄りには、可動側金型２０の治具用凹部２５に対応した、第１の１次成形用凹部５Ｌが形成されている。この第１の１次成形用凹部５Ｌは、半製品５０の第１の要素５１に対応した小径凹部１１と、第２の要素５２に対応した大径凹部１２と、柔軟な部分５３に対応した軸方向の凹部１３とからなる。この１次成形用凹部５Ｌは、半製品５０よりも樹脂層の肉厚分だけ大きい。固定側金型１のパーティング面６の右方寄りには、上記第１の１次成形用凹部５Ｌと同じ形状で同じ大きさの第２の１次成形用凹部５Ｒが形成されている。
【００２１】
固定側金型１には、ホットスプル１６と、このスプル１６から分岐したホットランナ１７、１８が設けられ、これらのホットランナ１７、１８には適宜開閉弁等が介装され、そしてゲートを介して１次成形時には、固定側金型１の第１の１次成形用凹部５Ｌ、５Ｒの小径凹部１１に開口し、２次成形時には可動側金型２０の第１、２の２次成形用凹部３０Ｌ、３０Ｒの小径凹部２１、２１に開口するようになっている。
【００２２】
次に、主として図２〜４によって、第１の実施の形態に係る前記金型１、２０を使用したインサート成形例を説明する。図２の（ア）、（イ）に示されているように、可動側金型２０をスライドさせて固定側金型１の第１の１次成形用凹部５Ｌに、可動側金型２０の治具用凹部２５を整合させる。半製品５０がセットされている下側の製作治具５５を可動側金型２０の治具用凹部２５に嵌め込む。そうして、可動側金型２０を固定側金型１に対して型締めする。そうすると、小径凹部１１と大径凹部１２と軸方向の凹部１３とからなる第１の１次成形用凹部５Ｌと、半製品５０の上半分とにより１次成形用のキャビティＣ１が構成される。可塑化された、例えば耐熱樹脂を射出ユニットＳＵからスプル１６およびランナ１７を通して射出する。この１次成形により、半製品５０の上半分が１次の樹脂層Ｊ１により被覆される。１次成形の途中の段階が図２の（ウ）に示されている。
【００２３】
冷却固化を待って、可動側金型２０を開く。このとき、形状、吸着力の大小等により、図２の（エ）に示されているように、１次の樹脂層Ｊ１が固定側金型１に残った状態で、すなわち半製品５０が固定側金型１に残った状態で開かれる。半製品５０の上半分は１次の樹脂層Ｊ１で被覆され、下半分は下側の製作治具５５から露出している。可動側金型２０をスライドさせて、第１の２次成形用凹部３０Ｌを固定側金型１に保持されている半製品５０に整合させる。また、治具用凹部２５から下側の製作治具５５を取り出す。整合させ、取り出している状態が図３の（ア）に示されている。
【００２４】
半製品５０が保持されている、次に成形する下側の製作治具５５を治具用凹部２５に嵌め込む。そうして、型締めする。この型締により、半製品５０の上半分と、固定側金型１の第２の１次成形用凹部５Ｒとにより１次成形用のキャビティＣ１が構成される。同時に半製品５０の下半分と、可動側金型２０の第１の２次成形用凹部３０Ｌとにより２次成形用のキャビティＣ２が構成される。このような状態が図３の（イ）、（ウ）に示されている。
【００２５】
射出ユニットＳＵからホットスプル１６およびホットランナ１７、１８を介して、１、２次成形用のキャビティＣ１、Ｃ２に実質的に同時に射出する。射出・充填している途中の段階が図３の（エ）に示されている。冷却固化を待って可動側金型２０を開く。開いた状態が図４の（ア）に示されている。可動側金型２０の第１の２次成形用凹部３０Ｌでは、半製品５０は１、２次の樹脂層Ｊ１、Ｊ２で被覆されて製品５０Ｐとなり、固定側金型１の第２の１次成形用凹部５Ｒには１次の樹脂層Ｊ１が形成された半製品５０が保持されている。
【００２６】
図４の（イ）に示されているように、製品５０Ｐを突き出し、空になった下側の製作治具５５を治具用凹部２５から取り出し、そして半製品５０が保持されている次に成形する下側の製作治具５５を治具用凹部２５に嵌め込む。可動側金型２０にセットされた下側の製作治具５５を固定側金型の第１の１次成形用凹部５Ｌと整合させる。そうすると、可動側金型２０の第２の２次成形用凹部３０Ｒは、固定側金型１に保持されている１次の樹脂層Ｊ１で被覆されている半製品５０に整合する。
【００２７】
可動側金型２０を型締めする。この型締により、半製品５０の上半分と、固定側金型１の第１の１次成形用凹部５Ｌとにより１次成形用のキャビティＣ１が構成される。同時に半製品５０の下半分と、可動側金型２０の第２の２次成形用凹部３０Ｒとにより２次成形用のキャビティＣ２が構成される。この型締状態が図４の（ウ）に示されている。
【００２８】
図４の（エ）に示されているように、射出ユニットＳＵからホットスプル１６およびホットランナ１７、１８を介して、１、２次成形用のキャビティＣ１、Ｃ２に実質的に同時に射出する。冷却固化を待って可動側金型２０を開く。可動側金型２０の第２の２次成形用凹部３０Ｒでは、半製品５０は２次の樹脂層Ｊ２で被覆されて製品５０Ｐとなり、固定側金型１の第１の１次成形用凹部５Ｌでは１次の樹脂層Ｊ１が形成された半製品５０となる。以下、同様にして成形する。
【００２９】
上記第１の実施の形態によると、１成形サイクル当たり１個の製品５０Ｐが得られるが、図５に、２個当たりの製品が同時に得られる第２の実施の形態が模式的に示されている。第１の実施の形態と同じ要素には同じ参照数字を付け、同じような要素には同じ参照数字にダッシュ「’」を付けて詳しい説明はしないが、第２の実施の形態によると、図５の（ア）に示されているように、可動側金型２０’のパーティング面側には２個の治具用凹部２５、２５と、第１、２および３の３個の２次成形用凹部３０Ｌ、３０Ｌ’、３０Ｒが形成されている。一方、固定側金型１’のパーティング面には第１〜４の４個の１次成形用凹部５Ｌ、５Ｌ’、５Ｒ’、５Ｒが形成されている。
【００３０】
したがって、２個の治具用凹部２５、２５のそれぞれに、半製品５０が保持されている下側の製作治具５５を嵌め込み、可動側金型２０’を固定側金型１’に対して型締めすると、半製品５０、５０の上半分と、固定側金型１’の第１、３の１次成形用凹部５Ｌ、５Ｒとにより１次成形用のキャビティＣ１、Ｃ１が２個構成される。２個の１次成形用のキャビティＣ１、Ｃ１に溶融樹脂を射出充填している途中の段階が図５の（イ）に示されている。
【００３１】
１次の樹脂層Ｊ１、Ｊ１が固化したら、可動側金型２０’を開く。このとき、第１の実施の形態の作用の項で述べたように、１次の樹脂層Ｊ１で被覆された半製品５０、５０は固定側金型１’の方に残って開かれる。下側の製作治具５５、５５を取り出し、半製品５０が保持されている次の下側の製作治具５５、５５を嵌め込む。可動側金型２０’を移動させて型締めする。型締めすると、可動側金型２０’に保持されている半製品５０、５０の上半分と、固定側金型１’の第２、４の１次成形用凹部５Ｌ’、５Ｒ’とにより１次成形用のキャビティＣ１、Ｃ１が構成される。同時に、固定側金型１’に残っている半製品５０、５０の下半分と、可動側金型２０’の第１、２の２次成形用凹部３０Ｌ、３０Ｌ’とにより２次成形用のキャビティＣ２、Ｃ２が構成される。このように１、２次成形用のキャビティＣ１、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ２が構成され、これらのキャビティに実質的に同時に射出・充填している状態が、図５の（ウ）に示されている。以下、同様にして第１の実施の形態に準じて成形する。第２の実施の形態によると１成形サイクル当たり２個の製品が得られる。なお、インサート成形装置が複雑になり、成形サイクルが長くなることをいとわなければ、１成形サイクル当たり３個以上の製品を同時に得るように実施することもできる。
【００３２】
上記実施の形態は変形可能である。例えば、固定側金型と可動側金型は相対的であるので、スプル、ランナ等の樹脂通路の構造は多少複雑になるが、固定盤にスライド機構を介して可動金型すなわちスライド金型を設けることもできる。このように実施すると、前述した可動側金型の構造は簡単になる。また、上記実施の形態では、インサート物は、柔軟な要素を含んでいるが、全体が柔軟の要素からなるインサート物も、あるいは全体がハンドリングに適した剛体からなるインサート物にも同様にして成形できることは明らかである。さらには、上記第１、２の実施の形態では１、２次成形を実質的に同時に実施するようになっているが、時間差をもって別々に実施できることは明らかである。
【００３３】
また、半製品は１次成形で上半分、２次成形で残りの下半分を成形する旨説明され、特許請求の範囲においてもそのように記載されているが、離型できる形状あるいは構造であれば、上下半分に限定されないことは明らかである。
【符号の説明】
【００３４】
Ｍ インサート成形装置
１、１’ 固定側金型
５Ｌ、５Ｌ’、５Ｒ、５Ｒ’ 第１〜４の１次成形用凹部
２０、２０’ 可動側金型
２５ 治具用凹部
３０Ｌ、３０Ｌ’、３０Ｒ 第１〜３の２次成形用凹部
５０ 半製品
５０Ｐ 製品
Ｊ１ １次の樹脂層
Ｊ２ ２次の樹脂層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定側金型と可動側金型との間に構成されるキャビティに部品、装置等のインサート物を挿入し、そして前記キャビティに溶融樹脂を射出して、インサート物と樹脂とを一体化するインサート成形方法および装置に関し、限定するものではないが、特に柔軟なインサート物、あるいは柔軟な要素を一部に有するインサート物の成形に適したインサート成形方法およびインサート成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型の凹部により構成されるキャビティ内にボルト・ナットのようなインサート物を挿入し、そしてキャビティに溶融樹脂を射出して、インサート物と樹脂とを一体化するインサート成形法は、文献名を挙げるまでもなく従来周知である。このインサート成形には、インサート物をキャビティの所定位置に搬入・保持するために保持治具が使用されるが、このような保持治具あるいはハンドリング装置も特許文献１等により提案されているように従来周知である。インサート物を保持治具で搬入．保持すると、一般には正確な位置に保持されている筈であるが、正確な位置に保持されているか否かを検知する検知装置も特許文献２により提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４１８７４号
【特許文献２】特開平６−１２２１２３号
【特許文献３】特開平５−３０５６３０号
【０００４】
特に、布、コード等の柔軟なインサート物はハンドリングも、所定位置に保持することも一般に困難であるが、特許文献３により柔軟な布をインサート物とするインサート成形法が提案されている。すなわち、インサート物である布に磁気吸着部を成形し、これを強磁性材料からなる金型のキャビティに磁気吸着させて位置決めし、そして溶融樹脂を射出してインサート成形品を得る成形法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、インサート成形法も、保持治具も共に従来周知で、検知装置も特許文献２により知られているので、これらを使用すると、インサート物はキャビティの所定位置に正確に保持することができ、品質の高い一体成形品を得ることはできる。しかしながら、保持治具は成形品を成形するためのキャビティを構成する部品ではないので、キャビティ内に露出しないように設ける必要があり、また成形サイクルに合わせて保持治具を駆動する必要もあり、構造は複雑になり、高価になっている。さらには、柔軟なインサート物の成形には、磁性粉末混合材料により磁気吸着部を形成する工程を別に必要とし、また金型は強磁性材料から構成する必要があり高価になっている。
【０００６】
図６には、一般的なセンサ例えば完成された製品になる前の温度センサ５０が示されている。この温度センサ５０は、検出部５１と取付固定部５２とからなり、検出部５１と取付固定部５２は柔軟な被覆線あるいはワイヤーハーネス５３により接続され、そして取付固定部５２からは同様に柔軟な導線５４が出ている。このような温度センサ５０は略全体が、一点鎖線で示されているように、耐熱樹脂５７により封止あるいは被覆されて完成された製品となる。被覆成形は色々な方法により実施することはできるが、射出成形により被覆することが望まれる。なぜならば、射出成形法によると、離型あるいは脱型が可能な範囲で３次元の成形品が容易に成形できること、形状あるいは寸法精度が高いこと、形状の自由度が高いこと、自動成形が容易であること等の利点が得られるからである。
【０００７】
ところで、図７の（ウ）は、上記の製品化される前の温度センサ５０を模式化して示す斜視図であるが、図示されているように、検出部５１、取付固定部５２、被複線５３等を２つ割り構造の上下の製作治具５５、５６を利用して、半田付けなどの製作工程終了後に、製作治具５５、５６から取り出すと、被複線５３の部分で形状が崩れてしまう。前述もしたように、射出成形により被覆するときは、インサート成形をすることになるが、柔軟な被複線５３の部分で形が崩れるので、簡単なハンドリング装置では正確な位置にインサートできないし、寸法精度の高い製品は得られない。このような理由により、柔軟な部分あるいは要素を有するインサート物の成形には、射出成形法は適用されていないのが実情である。
したがって、本発明は、インサート物がたとえ柔軟な部分を含んでいてもインサート物と樹脂とが一体化された高品位の製品を安価に得ることができるインサート成形方法およびインサート成形装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一般に、柔軟な部分を有する半製品５０は、図７にも示されているように、剛体で２つ割り構造の金属製の製作治具５５、５６により形を一定に保持した状態で製作されている。あるいは、下側の金属製の製作治具５５にセットした状態で製作されている。本発明は、半製品の製作に使用された製作治具を、そのままインサート成形に利用することにより、前記目的を達成しようとするものである。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、金属製の製作治具により製作された半製品の外周面を、射出成形により樹脂層で被覆して製品化するインサート成形法であって、半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具を一対の金型の一方の金型のパーティング面に形成されている治具用凹部にセットする工程と、前記一方の金型を前記一対の金型の他方の金型に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と前記他方の金型の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、前記１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記他方の金型の凹部に保持されるように型を開き、そして前記一方の金型のパーティング面の他の位置に形成されている凹部に整合させる２次成形準備工程と、その後、前記一方の金型を前記他方の金型に対して型締めすることにより、前記他方の金型に保持されている半製品の露出している残りの実質的半分と、前記一方の金型の凹部とに構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の残りの実質的半分を被覆して製品化する２次成形工程とから構成される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、金属製の製作治具により製作された半製品の外周面を、射出成形により樹脂層で被覆して製品化するインサート成形法であって、半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具を可動側金型のパーティング面に形成されている治具用凹部にセットする工程と、セットされた前記可動側金型を固定側金型に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と、前記固定側金型の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、前記１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記固定側金型の凹部に保持されるように型を開き、そして前記一方の金型のパーティング面の他の位置に形成されている凹部に整合させる２次成形準備工程と、その後、前記可動側金型を前記固定側金型に対して型締めすることにより、前記固定側金型に保持されている半製品の露出している残りの実質的半分と、前記可動側金型の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している残りの実質的半分を被覆して製品化する２次成形工程とから構成される。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、金属製の製作治具により製作された半製品の外周面を、射出成形により樹脂層で被覆して製品化するインサート成形法であって、半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具を可動側金型のパーティング面に形成されている治具用凹部にセットする工程と、第１の成形位置において、前記可動側金型を固定側金型に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と、前記固定側金型の一方の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記固定側金型の一方の凹部に保持されると共に前記製作治具が前記可動側金型に残るように型を開き、前記製作治具を前記可動側金型の治具用凹部から外し、そして前記治具用凹部に次に成形する半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている製作治具をセットする、２次成形準備工程と、第２の成形位置において、前記可動側金型を前記固定側金型に対して型締めすることにより、前記固定側金型に保持されている半製品の露出している残りの実質的半分と、前記可動側金型の一方の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している残りの実質的半分を被覆して製品化する２次成形工程とから構成される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の方法において、前記１次成形と２次成形とを実質的に同時に実施するように、そして請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの項に記載の方法において、柔軟な部分を含んだ半製品を被覆するように構成される。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、製作治具に保持されている半製品の外周面を、１、２次成形により樹脂層で被覆する成形装置であって、前記装置は、固定側金型と、該固定側金型に対して型開閉されると共に１次成形位置と２次成形位置とにスライド的に駆動される可動側金型とからなり、前記可動側金型のパーティング面側には、半製品の実質的半分が露出した状態で保持されている前記製作治具が着脱自在に嵌る治具用凹部と、該治具用凹部と所定の間隔をおいた両側に形成されている同じ形状で同じ大きさの第１、２の２次成形用凹部とが設けられ、前記固定側金型のパーティング面側には、所定の間隔をおいて同じ形状で同じ大きさの第１、２の１次成形用凹部が設けられ、これらの１次および２次形成用凹部の大きさは、半製品の大きさよりも樹脂層の厚さ分だけ大きいように構成され、請求項７に記載の発明は、製作治具に保持されている半製品の外周面を、１、２次成形により樹脂層で被覆する成形装置であって、前記装置は、固定側金型と、該固定側金型に対して型開閉されると共に１次成形位置と２次成形位置とにスライド的に駆動される可動側金型とからなり、前記可動側金型のパーティング面側には、半製品の実質的半分が露出した状態で保持されている前記製作治具が着脱自在に嵌る２個の治具用凹部と、これらの治具用凹部と所定の間隔をおいた両側に形成されている同じ形状で同じ大きさの第１〜３の２次成形用凹部とが設けられ、前記固定側金型のパーティング面側には、所定の間隔をおいて同じ形状で同じ大きさの４個の第１、２の１次成形用凹部が設けられ、これらの１次および２次形成用凹部の大きさは、半製品の大きさよりも樹脂層の厚さ分だけ大きいように構成される。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によると、半製品の外周面を射出成形により樹脂層で被覆して製品化するとき、半製品の製作に使用された金属製の製作治具を利用してインサート成形するので、すなわち半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている製作治具を一対の金型の一方の金型のパーティング面に形成されている治具用凹部にセットする工程と、前記一方の金型を前記一対の金型の他方の金型に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と前記他方の金型の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、前記１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記他方の金型の凹部に保持されるように型を開き、そして前記一方の金型のパーティング面の他の位置に形成されている凹部に整合させる２次成形準備工程と、その後、前記一方の金型を前記他方の金型に対して型締めすることにより、前記他方の金型に保持されている半製品の露出している残りの実質的半分と、前記一方の金型の凹部とに構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の残りの実質的半分を被覆して製品化するので、剛体なインサート物は勿論のこと、柔軟なインサート物あるいは柔軟な部分を有するインサート物も、簡単なハンドリング装置により正確な位置にインサートすることができ、したがって高品位な製品を安価に製造できるという、本発明に特有の効果が得られる。
また、他の発明によると、１次成形と２次成形とを実質的に同時に実施するので、１成形サイクル当たり１個の製品が得られる。さらに他の発明によると、固定側金型と、該固定側金型に対して型開閉されると共に１次成形位置と２次成形位置とにスライド的に駆動される可動側金型とからなり、前記可動側金型のパーティング面側には、半製品の実質的半分が露出した状態で保持されている前記製作治具が着脱自在に嵌る２個の治具用凹部と、これらの治具用凹部と所定の間隔をおいた両側に形成されている同じ形状で同じ大きさの第１〜３の２次成形用凹部とが設けられ、前記固定側金型のパーティング面側には、所定の間隔をおいて同じ形状で同じ大きさの４個の第１、２の１次成形用凹部が設けられているので、この装置を使用すると、前記のような効果に加えて、１成形サイクル当たり２個の製品を効率的に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るインサート成形装置を、可動側金型を開いた状態で示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るインサート成形装置を使用した成形状態を示す図で、その（ア）〜（エ）は、それぞれ異なる成形段階を模式化して示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るインサート成形装置を使用した成形状態を示す図で、その（ア）〜（エ）は、それぞれ次の異なる成形段階を模式化して示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るインサート成形装置を使用した成形状態を示す図で、それぞれさらに次の異なる成形段階を模式化して示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るインサート成形装置を模式化して示す図で、その（ア）は可動側金型を開いた状態を、その（イ）は１次成形状態を、その（ウ）は１、２次成形状態をそれぞれ示す断面図である。
【図６】従来の半製品の温度センサを示す正面図である。
【図７】従来の半製品の温度センサと製作治具とを示す図で、その（ア）は上側の製作治具を裏側から見た斜視図、その（イ）は半製品の温度センサが装着された状態の下側の製作治具を表側から見た斜視図、その（ウ）は半製品の温度センサを取り出した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、上記した温度センサ５０が、図７に模式化して示されているように、小径の第１の要素５１と、大径の第２の要素５２と、これらを接続している柔軟な部分５３とからなる半製品５０が、２つ割り構造の金属製の上下の製作治具５６、５５により保持されて製作され、あるいは下側の製作治具５５により約半分が保持されて製作され、これをインサート成形により樹脂で被覆あるいは封止する例について説明する。本実施の形態に適用される製作治具は、上側の製作治具５６と下側の製作治具５５とからなっている。これらの製作治具５６、５５の合わせ面５６ａ、５５ａには、第１、２の要素５１、５２と柔軟な部分５３とがそれぞれ嵌る窪み５１’、５２’、５３’、５１”、５２”、５３”が形成されている。本実施の形態によると、下側の製作治具５５の合わせ面５５ａは、型締時には後述する可動側金型のパーティング面と同一面になる。
【００１７】
第１の実施の形態に係るインサート成形装置Ｍは、図１において上方に示されている固定側金型１と、この固定側金型１に対して型開閉されると共に、図１において左右方向にスライド的に駆動される可動側金型２０とからなっている。固定側金型１は、図には示されていないが固定盤に固定的に取り付けられ、可動側金型２０は同様に図には示されていないが固定盤に対して型開閉方向に駆動される可動盤にスライド機構を介してスライド可能に取り付けられている。
【００１８】
可動側金型２０のパーティング面２６の略中央部には、前述した下側の製作治具５５が着脱自在に嵌る治具用凹部２５が形成されている。この治具用凹部２５に、下側の製作治具５５が嵌ると、可動側金型２０のパーティング面２６と下側の製作治具５５の合わせ面５５ａは同一面になり、該製作治具５５に保持されている半製品５０の第１、２の要素５１、５２と柔軟な部分５３の実質的な上半分すなわち離型できる部分は、可動側金型２０のパーティング面２６より上方へ突き出る大きさになっている。
【００１９】
治具用凹部２５の左方の、可動側金型２０のパーティング面２６には、第１の要素５１に対応した小径凹部２１と、第２の要素５２に対応した大径凹部２２と、柔軟な部分５３に対応した軸方向の凹部２３とからなる第１の２次成形用凹部３０Ｌが形成されている。この２次成形用凹部３０Ｌは、半製品５０より被覆層あるいは樹脂層の肉厚分だけ大きい。治具用凹部２５の右方の可動側金型２０のパーティング面２６にも同じ形状で同じ大きさの第２の２次成形用凹部３０Ｒが形成されている。
【００２０】
固定側金型１のパーティング面６の左方寄りには、可動側金型２０の治具用凹部２５に対応した、第１の１次成形用凹部５Ｌが形成されている。この第１の１次成形用凹部５Ｌは、半製品５０の第１の要素５１に対応した小径凹部１１と、第２の要素５２に対応した大径凹部１２と、柔軟な部分５３に対応した軸方向の凹部１３とからなる。この１次成形用凹部５Ｌは、半製品５０よりも樹脂層の肉厚分だけ大きい。固定側金型１のパーティング面６の右方寄りには、上記第１の１次成形用凹部５Ｌと同じ形状で同じ大きさの第２の１次成形用凹部５Ｒが形成されている。
【００２１】
固定側金型１には、ホットスプル１６と、このスプル１６から分岐したホットランナ１７、１８が設けられ、これらのホットランナ１７、１８には適宜開閉弁等が介装され、そしてゲートを介して１次成形時には、固定側金型１の第１の１次成形用凹部５Ｌ、５Ｒの小径凹部１１に開口し、２次成形時には可動側金型２０の第１、２の２次成形用凹部３０Ｌ、３０Ｒの小径凹部２１、２１に開口するようになっている。
【００２２】
次に、主として図２〜４によって、第１の実施の形態に係る前記金型１、２０を使用したインサート成形例を説明する。図２の（ア）、（イ）に示されているように、可動側金型２０をスライドさせて固定側金型１の第１の１次成形用凹部５Ｌに、可動側金型２０の治具用凹部２５を整合させる。半製品５０がセットされている下側の製作治具５５を可動側金型２０の治具用凹部２５に嵌め込む。そうして、可動側金型２０を固定側金型１に対して型締めする。そうすると、小径凹部１１と大径凹部１２と軸方向の凹部１３とからなる第１の１次成形用凹部５Ｌと、半製品５０の上半分とにより１次成形用のキャビティＣ１が構成される。可塑化された、例えば耐熱樹脂を射出ユニットＳＵからスプル１６およびランナ１７を通して射出する。この１次成形により、半製品５０の上半分が１次の樹脂層Ｊ１により被覆される。１次成形の途中の段階が図２の（ウ）に示されている。
【００２３】
冷却固化を待って、可動側金型２０を開く。このとき、形状、吸着力の大小等により、図２の（エ）に示されているように、１次の樹脂層Ｊ１が固定側金型１に残った状態で、すなわち半製品５０が固定側金型１に残った状態で開かれる。半製品５０の上半分は１次の樹脂層Ｊ１で被覆され、下半分は下側の製作治具５５から露出している。可動側金型２０をスライドさせて、第１の２次成形用凹部３０Ｌを固定側金型１に保持されている半製品５０に整合させる。また、治具用凹部２５から下側の製作治具５５を取り出す。整合させ、取り出している状態が図３の（ア）に示されている。
【００２４】
半製品５０が保持されている、次に成形する下側の製作治具５５を治具用凹部２５に嵌め込む。そうして、型締めする。この型締により、半製品５０の上半分と、固定側金型１の第２の１次成形用凹部５Ｒとにより１次成形用のキャビティＣ１が構成される。同時に半製品５０の下半分と、可動側金型２０の第１の２次成形用凹部３０Ｌとにより２次成形用のキャビティＣ２が構成される。このような状態が図３の（イ）、（ウ）に示されている。
【００２５】
射出ユニットＳＵからホットスプル１６およびホットランナ１７、１８を介して、１、２次成形用のキャビティＣ１、Ｃ２に実質的に同時に射出する。射出・充填している途中の段階が図３の（エ）に示されている。冷却固化を待って可動側金型２０を開く。開いた状態が図４の（ア）に示されている。可動側金型２０の第１の２次成形用凹部３０Ｌでは、半製品５０は１、２次の樹脂層Ｊ１、Ｊ２で被覆されて製品５０Ｐとなり、固定側金型１の第２の１次成形用凹部５Ｒには１次の樹脂層Ｊ１が形成された半製品５０が保持されている。
【００２６】
図４の（イ）に示されているように、製品５０Ｐを突き出し、空になった下側の製作治具５５を治具用凹部２５から取り出し、そして半製品５０が保持されている次に成形する下側の製作治具５５を治具用凹部２５に嵌め込む。可動側金型２０にセットされた下側の製作治具５５を固定側金型の第１の１次成形用凹部５Ｌと整合させる。そうすると、可動側金型２０の第２の２次成形用凹部３０Ｒは、固定側金型１に保持されている１次の樹脂層Ｊ１で被覆されている半製品５０に整合する。
【００２７】
可動側金型２０を型締めする。この型締により、半製品５０の上半分と、固定側金型１の第１の１次成形用凹部５Ｌとにより１次成形用のキャビティＣ１が構成される。同時に半製品５０の下半分と、可動側金型２０の第２の２次成形用凹部３０Ｒとにより２次成形用のキャビティＣ２が構成される。この型締状態が図４の（ウ）に示されている。
【００２８】
図４の（エ）に示されているように、射出ユニットＳＵからホットスプル１６およびホットランナ１７、１８を介して、１、２次成形用のキャビティＣ１、Ｃ２に実質的に同時に射出する。冷却固化を待って可動側金型２０を開く。可動側金型２０の第２の２次成形用凹部３０Ｒでは、半製品５０は２次の樹脂層Ｊ２で被覆されて製品５０Ｐとなり、固定側金型１の第１の１次成形用凹部５Ｌでは１次の樹脂層Ｊ１が形成された半製品５０となる。以下、同様にして成形する。
【００２９】
上記第１の実施の形態によると、１成形サイクル当たり１個の製品５０Ｐが得られるが、図５に、２個当たりの製品が同時に得られる第２の実施の形態が模式的に示されている。第１の実施の形態と同じ要素には同じ参照数字を付け、同じような要素には同じ参照数字にダッシュ「’」を付けて詳しい説明はしないが、第２の実施の形態によると、図５の（ア）に示されているように、可動側金型２０’のパーティング面側には２個の治具用凹部２５、２５と、第１、２および３の３個の２次成形用凹部３０Ｌ、３０Ｌ’、３０Ｒが形成されている。一方、固定側金型１’のパーティング面には第１〜４の４個の１次成形用凹部５Ｌ、５Ｌ’、５Ｒ’、５Ｒが形成されている。
【００３０】
したがって、２個の治具用凹部２５、２５のそれぞれに、半製品５０が保持されている下側の製作治具５５を嵌め込み、可動側金型２０’を固定側金型１’に対して型締めすると、半製品５０、５０の上半分と、固定側金型１’の第１、３の１次成形用凹部５Ｌ、５Ｒとにより１次成形用のキャビティＣ１、Ｃ１が２個構成される。２個の１次成形用のキャビティＣ１、Ｃ１に溶融樹脂を射出充填している途中の段階が図５の（イ）に示されている。
【００３１】
１次の樹脂層Ｊ１、Ｊ１が固化したら、可動側金型２０’を開く。このとき、第１の実施の形態の作用の項で述べたように、１次の樹脂層Ｊ１で被覆された半製品５０、５０は固定側金型１’の方に残って開かれる。下側の製作治具５５、５５を取り出し、半製品５０が保持されている次の下側の製作治具５５、５５を嵌め込む。可動側金型２０’を移動させて型締めする。型締めすると、可動側金型２０’に保持されている半製品５０、５０の上半分と、固定側金型１’の第２、４の１次成形用凹部５Ｌ’、５Ｒ’とにより１次成形用のキャビティＣ１、Ｃ１が構成される。同時に、固定側金型１’に残っている半製品５０、５０の下半分と、可動側金型２０’の第１、２の２次成形用凹部３０Ｌ、３０Ｌ’とにより２次成形用のキャビティＣ２、Ｃ２が構成される。このように１、２次成形用のキャビティＣ１、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ２が構成され、これらのキャビティに実質的に同時に射出・充填している状態が、図５の（ウ）に示されている。以下、同様にして第１の実施の形態に準じて成形する。第２の実施の形態によると１成形サイクル当たり２個の製品が得られる。なお、インサート成形装置が複雑になり、成形サイクルが長くなることをいとわなければ、１成形サイクル当たり３個以上の製品を同時に得るように実施することもできる。
【００３２】
上記実施の形態は変形可能である。例えば、固定側金型と可動側金型は相対的であるので、スプル、ランナ等の樹脂通路の構造は多少複雑になるが、固定盤にスライド機構を介して可動金型すなわちスライド金型を設けることもできる。このように実施すると、前述した可動側金型の構造は簡単になる。また、上記実施の形態では、インサート物は、柔軟な要素を含んでいるが、全体が柔軟の要素からなるインサート物も、あるいは全体がハンドリングに適した剛体からなるインサート物にも同様にして成形できることは明らかである。さらには、上記第１、２の実施の形態では１、２次成形を実質的に同時に実施するようになっているが、時間差をもって別々に実施できることは明らかである。
【００３３】
また、半製品は１次成形で上半分、２次成形で残りの下半分を成形する旨説明され、特許請求の範囲においてもそのように記載されているが、離型できる形状あるいは構造であれば、上下半分に限定されないことは明らかである。
【符号の説明】
【００３４】
Ｍ インサート成形装置
１、１’ 固定側金型
５Ｌ、５Ｌ’、５Ｒ、５Ｒ’ 第１〜４の１次成形用凹部
２０、２０’ 可動側金型
２５ 治具用凹部
３０Ｌ、３０Ｌ’、３０Ｒ 第１〜３の２次成形用凹部
５０ 半製品
５０Ｐ 製品
Ｊ１ １次の樹脂層
Ｊ２ ２次の樹脂層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の製作治具により製作された半製品の外周面を、射出成形により樹脂層で被覆して製品化するインサート成形法であって、
半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具を一対の金型の一方の金型のパーティング面に形成されている治具用凹部にセットする工程と、
前記一方の金型を前記一対の金型の他方の金型に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と前記他方の金型の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、
前記１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記他方の金型の凹部に保持されるように型を開き、そして前記一方の金型のパーティング面の他の位置に形成されている凹部に整合させる２次成形準備工程と、
その後、前記一方の金型を前記他方の金型に対して型締めすることにより、前記他方の金型に保持されている半製品の露出している残りの実質的半分と、前記一方の金型の凹部とに構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の残りの実質的半分を被覆して製品化する２次成形工程とからなることを特徴とするインサート成形方法。
【請求項２】
金属製の製作治具（５５）により製作された半製品（５０）の外周面を、射出成形により樹脂層（Ｊ１，Ｊ２）で被覆して製品化（５０Ｐ）するインサート成形法であって、
半製品（５０）の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具（５５）を可動側金型（２０）のパーティング面に形成されている治具用凹部（２５）にセットする工程と、
セットされた前記可動側金型（２０）を固定側金型（１）に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と、前記固定側金型（１）の凹部（５Ｌ、５Ｒ）とにより構成されるキャビティ（Ｃ１）に溶融樹脂を射出して半製品（５０）の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、
前記１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記固定側金型（１）の凹部（５Ｌ、５Ｒ）に保持されるように型を開き、そして前記一方の金型のパーティング面の他の位置に形成されている凹部に整合させる２次成形準備工程と、
その後、前記可動側金型（２０）を前記固定側金型（１）に対して型締めすることにより、前記固定側金型（１）に保持されている半製品（５０）の露出している残りの実質的半分と、前記可動側金型（２０）の凹部（３０Ｌ、３０Ｌ’）とにより構成されるキャビティ（Ｃ２）に溶融樹脂を射出して半製品の露出している残りの実質的半分を被覆して製品化（５０Ｐ）する２次成形工程とからなることを特徴とするインサート成形方法。
【請求項３】
金属製の製作治具（５５）により製作された半製品（５０）の外周面を、射出成形により樹脂層（Ｊ１，Ｊ２）で被覆して製品化（５０Ｐ）するインサート成形法であって、
半製品（５０）の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具（５５）を可動側金型（２０）のパーティング面に形成されている治具用凹部（２５）にセットする工程と、
第１の成形位置において、前記可動側金型（２０）を固定側金型（１）に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と、前記固定側金型（１）の一方の凹部（５Ｌ）とにより構成されるキャビティ（Ｃ１）に溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆（Ｊ１）する１次成形工程と、
１次成形工程で成形された半製品（５０）の、その実質的半分が前記固定側金型（１）の一方の凹部（５Ｌ）に保持されると共に前記製作治具（５５）が前記可動側金型（２０）に残るように型を開き、前記製作治具（５５）を前記可動側金型（２０）の治具用凹部から外し、そして前記治具用凹部に次に成形する半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている製作治具（５５）をセットする、２次成形準備工程と、
第２の成形位置において、前記可動側金型（２０）を前記固定側金型（１）に対して型締めすることにより、前記固定側金型（１）に保持されている半製品（５０）の露出している残りの実質的半分と、前記可動側金型（２０）の一方の凹部（３０Ｌ）とにより構成されるキャビティ（Ｃ２）に溶融樹脂を射出して半製品の露出している残りの実質的半分を被覆（Ｊ２）して製品化（５０Ｐ）する２次成形工程とからなることを特徴とするインサート成形方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記１次成形と２次成形とを実質的に同時に実施することを特徴とするインサート成形方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの項に記載の方法において、柔軟な部分を含んだ半製品を被覆する、インサート成形方法。
【請求項６】
製作治具（５５）に保持されている半製品（５０）の外周面を、１、２次成形により樹脂層（Ｊ１、Ｊ２）で被覆する成形装置であって、
前記装置は、固定側金型（１）と、該固定側金型に対して型開閉されると共に１次成形位置と２次成形位置とにスライド的に駆動される可動側金型（２０）とからなり、
前記可動側金型（２０）のパーティング面側には、半製品（５０）の実質的半分が露出した状態で保持されている前記製作治具（５５）が着脱自在に嵌る治具用凹部（２５）と、該治具用凹部（２５）と所定の間隔をおいた両側に形成されている同じ形状で同じ大きさの第１、２の２次成形用凹部（３０Ｌ、３０Ｒ）とが設けられ、
前記固定側金型（１）のパーティング面側には、所定の間隔をおいて同じ形状で同じ大きさの第１、２の１次成形用凹部（５Ｌ、５Ｒ）が設けられ、
これらの１次および２次形成用凹部（５Ｌ、５Ｒ、３０Ｌ、３０Ｒ）の大きさは、半製品（５０）の大きさよりも樹脂層（Ｊ１、Ｊ２）の厚さ分だけ大きい、インサート成形装置。
【請求項７】
製作治具（５５）に保持されている半製品（５０）の外周面を、１、２次成形により樹脂層（Ｊ１、Ｊ２）で被覆する成形装置であって、
前記装置は、固定側金型（１）と、該固定側金型に対して型開閉されると共に１次成形位置と２次成形位置とにスライド的に駆動される可動側金型（２０）とからなり、
前記可動側金型（２０）のパーティング面側には、半製品（５０）の実質的半分が露出した状態で保持されている前記製作治具（５５）が着脱自在に嵌る２個の治具用凹部（２５）と、これらの治具用凹部（２５）と所定の間隔をおいた両側に形成されている同じ形状で同じ大きさの第１〜３の２次成形用凹部（３０Ｌ、３０Ｌ’、３０Ｒ）とが設けられ、
前記固定側金型（１）のパーティング面側には、所定の間隔をおいて同じ形状で同じ大きさの４個の第１、２の１次成形用凹部（５Ｌ、５Ｌ’、５Ｒ、５Ｒ’）が設けられ、
これらの１次および２次形成用凹部（５Ｌ、５Ｌ’、５Ｒ、５Ｒ’、３０Ｌ、３０Ｌ’、３０Ｒ）の大きさは、半製品（５０）の大きさよりも樹脂層（Ｊ１、Ｊ２）の厚さ分だけ大きい、インサート成形装置。
【請求項１】
金属製の製作治具により製作された半製品の外周面を、射出成形により樹脂層で被覆して製品化するインサート成形法であって、
半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具を一対の金型の一方の金型のパーティング面に形成されている治具用凹部にセットする工程と、
前記一方の金型を前記一対の金型の他方の金型に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と前記他方の金型の凹部とにより構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、
前記１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記他方の金型の凹部に保持されるように型を開き、そして前記一方の金型のパーティング面の他の位置に形成されている凹部に整合させる２次成形準備工程と、
その後、前記一方の金型を前記他方の金型に対して型締めすることにより、前記他方の金型に保持されている半製品の露出している残りの実質的半分と、前記一方の金型の凹部とに構成されるキャビティに溶融樹脂を射出して半製品の残りの実質的半分を被覆して製品化する２次成形工程とからなることを特徴とするインサート成形方法。
【請求項２】
金属製の製作治具（５５）により製作された半製品（５０）の外周面を、射出成形により樹脂層（Ｊ１，Ｊ２）で被覆して製品化（５０Ｐ）するインサート成形法であって、
半製品（５０）の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具（５５）を可動側金型（２０）のパーティング面に形成されている治具用凹部（２５）にセットする工程と、
セットされた前記可動側金型（２０）を固定側金型（１）に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と、前記固定側金型（１）の凹部（５Ｌ、５Ｒ）とにより構成されるキャビティ（Ｃ１）に溶融樹脂を射出して半製品（５０）の露出している実質的半分を被覆する１次成形工程と、
前記１次成形工程で成形された半製品の、その実質的半分が前記固定側金型（１）の凹部（５Ｌ、５Ｒ）に保持されるように型を開き、そして前記一方の金型のパーティング面の他の位置に形成されている凹部に整合させる２次成形準備工程と、
その後、前記可動側金型（２０）を前記固定側金型（１）に対して型締めすることにより、前記固定側金型（１）に保持されている半製品（５０）の露出している残りの実質的半分と、前記可動側金型（２０）の凹部（３０Ｌ、３０Ｌ’）とにより構成されるキャビティ（Ｃ２）に溶融樹脂を射出して半製品の露出している残りの実質的半分を被覆して製品化（５０Ｐ）する２次成形工程とからなることを特徴とするインサート成形方法。
【請求項３】
金属製の製作治具（５５）により製作された半製品（５０）の外周面を、射出成形により樹脂層（Ｊ１，Ｊ２）で被覆して製品化（５０Ｐ）するインサート成形法であって、
半製品（５０）の実質的半分が露出する状態で保持されている前記製作治具（５５）を可動側金型（２０）のパーティング面に形成されている治具用凹部（２５）にセットする工程と、
第１の成形位置において、前記可動側金型（２０）を固定側金型（１）に対して型締めすることにより、セットした半製品の露出している実質的半分と、前記固定側金型（１）の一方の凹部（５Ｌ）とにより構成されるキャビティ（Ｃ１）に溶融樹脂を射出して半製品の露出している実質的半分を被覆（Ｊ１）する１次成形工程と、
１次成形工程で成形された半製品（５０）の、その実質的半分が前記固定側金型（１）の一方の凹部（５Ｌ）に保持されると共に前記製作治具（５５）が前記可動側金型（２０）に残るように型を開き、前記製作治具（５５）を前記可動側金型（２０）の治具用凹部から外し、そして前記治具用凹部に次に成形する半製品の実質的半分が露出する状態で保持されている製作治具（５５）をセットする、２次成形準備工程と、
第２の成形位置において、前記可動側金型（２０）を前記固定側金型（１）に対して型締めすることにより、前記固定側金型（１）に保持されている半製品（５０）の露出している残りの実質的半分と、前記可動側金型（２０）の一方の凹部（３０Ｌ）とにより構成されるキャビティ（Ｃ２）に溶融樹脂を射出して半製品の露出している残りの実質的半分を被覆（Ｊ２）して製品化（５０Ｐ）する２次成形工程とからなることを特徴とするインサート成形方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記１次成形と２次成形とを実質的に同時に実施することを特徴とするインサート成形方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの項に記載の方法において、柔軟な部分を含んだ半製品を被覆する、インサート成形方法。
【請求項６】
製作治具（５５）に保持されている半製品（５０）の外周面を、１、２次成形により樹脂層（Ｊ１、Ｊ２）で被覆する成形装置であって、
前記装置は、固定側金型（１）と、該固定側金型に対して型開閉されると共に１次成形位置と２次成形位置とにスライド的に駆動される可動側金型（２０）とからなり、
前記可動側金型（２０）のパーティング面側には、半製品（５０）の実質的半分が露出した状態で保持されている前記製作治具（５５）が着脱自在に嵌る治具用凹部（２５）と、該治具用凹部（２５）と所定の間隔をおいた両側に形成されている同じ形状で同じ大きさの第１、２の２次成形用凹部（３０Ｌ、３０Ｒ）とが設けられ、
前記固定側金型（１）のパーティング面側には、所定の間隔をおいて同じ形状で同じ大きさの第１、２の１次成形用凹部（５Ｌ、５Ｒ）が設けられ、
これらの１次および２次形成用凹部（５Ｌ、５Ｒ、３０Ｌ、３０Ｒ）の大きさは、半製品（５０）の大きさよりも樹脂層（Ｊ１、Ｊ２）の厚さ分だけ大きい、インサート成形装置。
【請求項７】
製作治具（５５）に保持されている半製品（５０）の外周面を、１、２次成形により樹脂層（Ｊ１、Ｊ２）で被覆する成形装置であって、
前記装置は、固定側金型（１）と、該固定側金型に対して型開閉されると共に１次成形位置と２次成形位置とにスライド的に駆動される可動側金型（２０）とからなり、
前記可動側金型（２０）のパーティング面側には、半製品（５０）の実質的半分が露出した状態で保持されている前記製作治具（５５）が着脱自在に嵌る２個の治具用凹部（２５）と、これらの治具用凹部（２５）と所定の間隔をおいた両側に形成されている同じ形状で同じ大きさの第１〜３の２次成形用凹部（３０Ｌ、３０Ｌ’、３０Ｒ）とが設けられ、
前記固定側金型（１）のパーティング面側には、所定の間隔をおいて同じ形状で同じ大きさの４個の第１、２の１次成形用凹部（５Ｌ、５Ｌ’、５Ｒ、５Ｒ’）が設けられ、
これらの１次および２次形成用凹部（５Ｌ、５Ｌ’、５Ｒ、５Ｒ’、３０Ｌ、３０Ｌ’、３０Ｒ）の大きさは、半製品（５０）の大きさよりも樹脂層（Ｊ１、Ｊ２）の厚さ分だけ大きい、インサート成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０２９（Ｐ２０１３−１０２９Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３６２０３（Ｐ２０１１−１３６２０３）
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【Ｆターム（参考）】
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