JP5580116B2 - 射出成形による樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形による樹脂成形品の製造方法に係り、特に、樹脂成形品本体の内部にインサート部品として端子を備える樹脂成形品の製造方法に関する。

樹脂成形品の製造技術として金型を用いた射出成形技術がある。この技術のひとつにコアバック成形があり、一般的に用いられている。コアバック成形では、発泡剤（ガスもしくは化学発泡剤）入りの樹脂を射出／充填後に金型が所定量だけ開かれ、樹脂が発泡するようになっている。つまり、コアバック成形では金型のコアを移動させて、金型のキャビティの拡大が行われている。コアバック成形の種類としては、プラテンの動作によるコアバック、テーパー状の受圧ブロックの移動によるコアバック、型締め圧/射出圧を受圧可能な可動式コァバックプレートを移動させるコアバックなどがある。

図９に、コアバック成形において、速度制御や停止位置精度の確保を実現することを目的とした装置（成形機１）を示す。この成形機１にあっては、１つ又は２つ以上の固定型４と、その固定型４と同数の可動型３とを対向に配設し、固定型４と可動型３とを各組型締め状態とする。その後、全ての可動型３を、対向する固定型４に対して型開きに所定距離移動させ、固定型４に着脱可能に附設された受圧ブロック８を固定型４から取り外す。その後、固定型４を、型開き方向にサーボモーター制御もしくは油圧制御により所定距離移動させる。

特開２００８−１０４０７２号公報

ところで、端子金具等のインサート部品を内部に備える樹脂成形品にあっては、端子金具等の不適切な露出や、それらの位置精度や変形が課題となっていた。つまり、端子金具等が露出するとショートの発生や異物の付着を引き起こしかねない。また、成形時の端子金具の位置精度が悪いと変形が生じ、製品不良発生の原因となる。上記特許文献１に開示の技術では、インサート部品については何ら考慮がされておらず、そのまま適用することはできないため別の技術が求められていた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる技術を提供することを目的とする。

本発明のある態様は、固定金型、可動金型及びスライド金型とを備えそれら金型によって形成された空間に樹脂材を射出する射出成形装置を用いて、端子金具をインサート部品として備える樹脂成形品を製造する樹脂成形品製造方法に関する。この樹脂成形品製造方法は、前記固定金型に設けられた前記端子金具の第１の端部を挿入する第１の端子挿入手段と、前記固定金型に設けられコアバック動作可能に配置されたコアバック金型の外面に形成された端子配置溝とに、前記端子金具を配置する端子金具配置工程と、前記端子金具が配置された後に、前記可動金型を所定の位置に移動させる可動金型配置工程と、前記固定金具と前記可動金型とで形成された空間に、前記スライド金型を所定位置に移動させ、その移動に伴って前記スライド金型に設けられた第２の端子挿入手段に前記端子金具の前記第１の端部と反対側の第２の端部を挿入させるスライド金型配置工程と、前記コアバック金型を所定量だけ前記端子金具から離間する方向に移動させるコアバック工程と、前記樹脂材を前記固定金型と前記可動金型と前記スライド金型とで形成された空間に射出及び充填する樹脂材射出工程と、を備える。
また、前記端子金具は、略直角に屈曲する形状を呈しており、前記屈曲部分から前記第１の端子挿入手段に挿入され、前記第１の端子挿入手段の前記第１の端子が挿入される開口部分は、前記可動金具配置工程において前記可動金型が配置されたときに前記可動金型に覆われず、前記樹脂材射出工程において、射出された前記樹脂材が前記端子金具を覆ってもよい。

本発明によれば、端子金具等のインサート部品を内部に備える樹脂成形品を製造する際に、インサート部品が不適切な位置で露出してしまうことを防止でき、また、その位置精度を所望に確保できる技術を提供することができる。

本発明の実施形態に係る、接続端子装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る、射出成形装置の断面構造の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る、接続端子装置の製造工程を説明する図である。 本発明の実施形態に係る、接続端子装置の製造工程を説明する図である。 本発明の実施形態に係る、金型コアバック部の外形を示す図である。 本発明の実施形態に係る、接続端子装置が形成されたときの状態を金型コアバック部と共に示す図である。 本発明の実施形態に係る、図６（ｂ）から金型コアバック部を取り除いた状態の接続端子装置の断面図を示す図である。 本発明の実施形態に係る、樹脂射出時の背面リブ形状部分の樹脂による押圧について示している射出成形装置の断面構造を示す図である。 従来技術に係る、コアバック式の成形機を示す図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、樹脂成形品の射出成形において、所定の金型を移動させながら成形を行うコアバック射出成形に関するものであり、以下では射出成形におけるコアバックのための金型の移動に着目して説明する。

図１は、本実施形態に係る接続端子装置６０の概略構成を示す図であり、図１（ａ）が斜視図、図１（ｂ）が断面図である。接続端子装置６０は、例えば、自動車のＥＣＵケース等に用いられ、対応する別の接続装置に嵌合接続する。接続端子装置６０は、図示のように、内部にケースキャビティ部７１を形成した樹脂製の端子ケース７０と、インサート部品である端子９０とを備えている。ここで、端子９０の数として９本の構造を例示している。それぞれの端子９０は、導電性の棒状の金属が途中で直角に屈曲した形状を有しており、端子ケース７０を成形する際に、一体に埋め込まれて所定の位置に配置される。端子９０において、鉛直方向の延びる部分である端子外部接続部部９１は、端子ケース７０の背面に形成された背面リブ形状７７から露出して延出しており、外部の回路基板等に接続される。また、水平方向に延びる部分である端子内部接続部９２は、端子先端部９３を所定長だけケースキャビティ部７１に露出させている。以下、この接続端子装置６０を製造する技術について説明する。

図２は、射出成形装置１００の断面構造の概略構成を示している。ここでは、金型に着目した断面構造を示しており、樹脂の射出装置（ホットランナ等）や金型の移動手段（油圧シリンダ等）については、省略している。また、以降の図における符号は、各構成要素の代表に付しており、適宜省略している。

図示のように、射出成形装置１００は、金型固定部２０と、金型可動部３０と、金型スライド部４０と、金型コアバック部５０とを備えている。ここでは、金型固定部２０が下側に配置され、金型可動部３０が金型固定部２０に対抗するように上側に配置される。さらに、金型固定部２０と金型可動部３０とで形成される空間に、金型スライド部４０が左側から挿入される。また、金型コアバック部５０が金型固定部２０のコアバックセット部２１に可動状態に配置されている。そして、インサート部品である端子９０を所定の位置に配置して、金型キャビティ部８０に樹脂を射出し、金型コアバック部５０をコアバックさせて、図１に示した所望の形状の樹脂成形品である端子ケース７０が形成される。

以下、具体的な製造工程および各部品の特徴的な構造について説明する。
図３および図４が、接続端子装置６０の製造工程を説明する図である。図３（ａ）に示すように、まず、インサート部品である端子９０が、金型固定部２０にセットされる。具体的には、金型固定部２０の上面であるキャビティ面２５から鉛直に所定形状の空間がコアバックセット部２１として外部と連通して形成されている。この空間の形状は、略直方体を呈しており、金型コアバック部５０が可動状態に配置可能になっている。

ここで金型コアバック部５０について説明する。図５に金型コアバック部５０の外形を示す。図５（ａ）は金型コアバック部５０のみを、図５（ｂ）は端子９０が配置された状態を、さらに図５（ｃ）は端子９０が配置された後に金型コアバック部５０がコアバックとして所定量Ｄだけ下方向に移動した状態を示している。

図示のように、金型コアバック部５０は、端子９０の端子内部接続部９２を配置するための形状として、端子保持溝５１を有している。より具体的には、金型コアバック部５０の上面５５には、端子保持溝５１が前後方向に所定深さで形成されている。図５（ｂ）に示すように、端子保持溝５１の幅ｄ１は、端子９０（端子外部接続部部９１）の幅ｄ２と略同一になっており、端子内部接続部９２がスムーズに配置可能になっている。さらに、端子保持溝５１の上側開口部分は外側に開くように形成されたテーパー状の斜面５２が設けられている。なお、端子保持溝５１の深さや斜面５２の形状（寸法や開口角度）は、後述の金型コアバック部５０が移動させて樹脂成形する際における、樹脂の流動性等を考慮して設計される必要がある。

図３の説明に戻る。端子９０を金型固定部２０に配置する際に、金型固定部２０の右側に設けられたインサート用溝部２２に端子外部接続部部９１が挿入される。インサート用溝部２２は、端子９０の端子外部接続部部９１の形状に合わせた形状で形成されている。そして、金型コアバック部５０が、金型固定部２０のコアバックセット部２１において、所定位置に配置されている。なお、インサート用溝部２２は、金型キャビティ部８０に形成されることから、インサート用溝部２２の上側、つまり、端子９０の屈曲部分は、樹脂成形時に樹脂が覆うようになっており、樹脂成形によって背面リブ形状７７が形成される。

そして、図３（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、端子９０が所定位置に全数量（ここでは９本）適正に配置されると、図３（ｃ）に示すように、金型固定部２０の上面に対抗するように、金型可動部３０が移動して所定の位置に配置される。

つづいて、図４（ａ）に示すように、端子ケース７０のケースキャビティ部７１の形状を定める金型として金型スライド部４０が、金型固定部２０と金型可動部３０との間に形成された空間に、図示で左側から右側方向に所定位置に挿入される。金型スライド部４０には、端子先端部９３が樹脂成形後に所定量だけ適正に露出するように、端子先端部９３を挿入可能な空間として端子先端保持部４１が形成されている。図４（ｂ）が金型スライド部４０が挿入された状態を示す。このとき、金型コアバック部５０の端子保持溝５１に端子９０の端子内部接続部９２が配置されているため、端子先端部９３の位置精度が確保されていることから、端子先端部９３は端子先端保持部４１に挿入される。金型コアバック部５０を用いない構成であると、端子先端部９３の方向がずれていることが発生した場合に、金型スライド部４０の挿入に伴い、金型スライド部４０が端子９０を曲げたり折ってしまったりして、完成品の接続端子装置６０に不良が発生することがあった。しかし、本実施形態のように、金型コアバック部５０の端子保持溝５１が一種のガイド機能を果たすため、端子９０は適正に配置され、向きが不適切になることが防止される。

つづいて、図４（ｂ）に示す状態に金型スライド部４０が挿入され適正に配置されると、金型コアバック部５０が下方向に所定量Ｄだけ移動する。図５（ｃ）が、金型コアバック部５０がコアバックしたときの端子９０との関係を示している。このとき、端子先端部９３が金型スライド部４０に挿入され保持され、また、端子外部接続部部９１がインサート用溝部２２に挿入され保持されていることから、端子９０は位置の固定状態が保持されている。そして、図４（ｃ）の状態で、溶融状態の樹脂材が、金型固定部２０、金型可動部３０および金型スライド部４０で形成された空間である金型キャビティ部８０に射出される。

図６に、接続端子装置６０（端子ケース７０）が形成されたときの状態を金型コアバック部５０と共に示している。図６（ａ）は斜視図であり、図６（ｂ）は金型コアバック部５０が配置される領域の横方向の断面図である。また、図７に、図６（ｂ）から金型コアバック部５０を取り除いた状態の接続端子装置６０の断面図を示す。

図６（ｂ）や図７に示すように、金型コアバック部５０が所定量移動したことに伴う部分、つまり、端子９０の端子内部接続部９２の下面と端子保持溝５１の間に、樹脂壁７５が形成される。この構造によって、端子内部接続部９２が不適切に露出することがなく、また、端子先端部９３を保護する機能として強度を向上できる。

以上、本実施形態の製造工程を簡単にまとめると以下の通りである。つまり、当該製造方法は、端子金具配置工程と、可動金型配置工程と、スライド金型配置工程と、コアバック工程と、樹脂材射出工程と、を有する。端子金具配置工程は、金型コアバック部５０の端子保持溝５１と金型固定部２０のインサート用溝部２２に端子９０を配置する。つづいて可動金型配置工程として、金型可動部３０が所定位置に移動され、さらに、スライド金型配置工程として金型スライド部４０が金型固定部２０と金型可動部３０で形成された空間に挿入される。このとき、端子９０の端子先端部９３が端子先端保持部４１に挿入さる。その後、コアバック工程として、金型コアバック部５０が下方向に所定量Ｄだけ移動され、樹脂材射出工程として、金型キャビティ部８０に樹脂が射出され、図１に示した接続端子装置６０が完成する。

このような射出成形装置１００及び製造方法によると、金型コアバック部５０の可動タイミングを、インサート部品である端子９０（端子先端部９３）を金型スライド部４０の端子先端保持部４１に挿入後にすることによって、端子９０の位置の精度が向上する。また、金型コアバック部５０を射出成形前に所定量Ｄだけ可動する事により、金型コアバック部５０と端子９０との間に樹脂壁７５が形成され、端子９０の不適切な露出、ショート及び異物の付着等の防止が可能となる。さらにまた、図８に示すように、端子ケース７０の背面において、端子９０の屈曲部分近傍（端子外部接続部部９１の上方部分）に背面リブ形状７７（図１参照）が形成される構造としたことで、射出成形時の樹脂圧（図示の矢印Ａ、Ｂ）を利用し、端子９０を押さえることができる。その結果、端子９０の位置精度や変形防止の向上が実現できる。

以上、本発明を実施形態を基に説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１００ 射出成形装置
２０ 金型固定部
２１ コアバックセット部
２２ インサート用溝部
２５ キャビティ面
３０ 金型可動部
４０ 金型スライド部
４１ 端子先端保持部
５０ 金型コアバック部
５１ 端子保持溝
５２ 斜面
６０ 接続端子装置
７０ 端子ケース
７１ ケースキャビティ部
７５ 樹脂壁
７７ 背面リブ形状
９０ 端子
９１ 端子外部接続部
９２ 端子内部接続部
９３ 端子先端部

Claims (2)

1. 固定金型、可動金型及びスライド金型とを備えそれら金型によって形成された空間に樹脂材を射出する射出成形装置を用いて、端子金具をインサート部品として備える樹脂成形品を製造する樹脂成形品製造方法であって、
   前記固定金型に設けられた前記端子金具の第１の端部を挿入する第１の端子挿入手段と、前記固定金型に設けられコアバック動作可能に配置されたコアバック金型の外面に形成された端子配置溝とに、前記端子金具を配置する端子金具配置工程と、
   前記端子金具が配置された後に、前記可動金型を所定の位置に移動させる可動金型配置工程と、
   前記固定金型と前記可動金型とで形成された空間に、前記スライド金型を所定位置に移動させ、その移動に伴って前記スライド金型に設けられた第２の端子挿入手段に前記端子金具の前記第１の端部と反対側の第２の端部を挿入させるスライド金型配置工程と、
   前記コアバック金型を所定量だけ前記端子金具から離間する方向に移動させるコアバック工程と、
   前記樹脂材を前記固定金型と前記可動金型と前記スライド金型とで形成された空間に射出及び充填する樹脂材射出工程と、
   を備えることを特徴とする樹脂成形品製造方法。
   
2. 前記端子金具は、略直角に屈曲する形状を呈しており、前記屈曲部分から前記第１の端子挿入手段に挿入され、
   前記第１の端子挿入手段の前記第１の端子が挿入される開口部分は、前記可動金具配置工程において前記可動金型が配置されたときに前記可動金型に覆われず、前記樹脂材射出工程において、射出された前記樹脂材が前記端子金具を覆う
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品製造方法。

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