特許 5738481 構成部分をプラスチックでインサート成形するための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5738481

(24)【登録日】2015年5月1日

(45)【発行日】2015年6月24日

(54)【発明の名称】構成部分をプラスチックでインサート成形するための装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/14 20060101AFI20150604BHJP

   B29C 33/12 20060101ALI20150604BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/14

   B29C33/12

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-511864(P2014-511864)

(86)(22)【出願日】2012年5月24日

(65)【公表番号】特表2014-517781(P2014-517781A)

(43)【公表日】2014年7月24日

(86)【国際出願番号】EP2012059652

(87)【国際公開番号】WO2012163775

(87)【国際公開日】20121206

【審査請求日】2013年11月26日

(31)【優先権主張番号】102011076747.9

(32)【優先日】2011年5月31日

(33)【優先権主張国】DE

(31)【優先権主張番号】202011103625.5

(32)【優先日】2011年5月31日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】501125231

【氏名又は名称】ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(72)【発明者】

【氏名】ペーター・クネルト

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン・オール

(72)【発明者】

【氏名】マティアス・ヴァイブラー

(72)【発明者】

【氏名】マティアス・ルードヴィック

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス・ブルーム

【審査官】 池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０３３１１６９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９１２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２０２３８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−０７２７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３３２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０２９３０９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／００−４５／８４

Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構成部分（１）をプラスチック（２）でインサート成形するための装置（１０；１０ａ）であって、少なくとも１つの第１の工具部分（１１）および少なくとも１つの第２の工具部分（１２）を有しており、これらの工具部分は、前記構成部分（１）をインサート成形するための閉じた配置において前記構成部分（１）のための収容部（１５）を形成しており、前記収容部（１５）の領域内に液状のプラスチック（２）を供給するための射出通路（３０）を有しており、前記構成部分（１）を前記収容部（１５）内に位置決めするための唯一の保持エレメント（２２）を有しており、前記保持エレメント（２２）が前記構成部分（１）を前記収容部（１５）の領域内で保持し、前記保持エレメント（２２）が、前記構成部分（１）を前記収容部（１５）内に位置決めするための第１の位置へ、および前記構成部分（１）を前記プラスチック（２）で完全にインサート成形するための第２の位置へ移動可能であり、前記保持エレメント（２２）が、ピン状に構成されていて、管状のエレメント（２３；２３ａ）によって、外周部を包囲されており、前記エレメント（２３；２３ａ）が前記保持エレメント（２２）に対して同軸的に可動に配置されている形式のものにおいて、
前記保持エレメント（２２）と前記エレメント（２３；２３ａ）とが前記第１の工具部分（１１）内に配置されており、前記第１の工具部分（１１）が、プラスチック（２）のための少なくとも１つの供給領域（１６，１７）を有していて、前記エレメント（２３；２３ａ）と前記第２の工具部分（１２）との間に射出通路（３０）が形成されており、前記射出通路（３０）の開口横断面が、前記収容部（１５）内への前記プラスチック（２）の供給を制御するために、前記エレメント（２３；２３ａ）の位置を介して制御可能であり、前記プラスチック（２）が前記射出通路（３０）の領域内において前記エレメント（２３；２３ａ）の半径方向周囲を巡って流れるようになっていることを特徴とする、構成部分（１）をプラスチック（２）でインサート成形するための装置（１０；１０ａ）。

【請求項2】

前記保持エレメント（２２）が、前記構成部分（１）に面した側に、前記構成部分（１）に形成された突起部（７）を保持するための収容領域（２８）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記保持エレメント（２２）および前記エレメント（２３；２３ａ）を移動制御するためのそれぞれ１つの操作区分（２５，２６）が、シールされていて、少なくとも１つの前記供給領域（１６，１７）から突き出していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

前記エレメント（２３ａ）がその外周壁において、前記射出通路（３０）を開閉するための、直径の減径された区分を有していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

直径の減径された前記区分が環状溝（４０）として構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記第１の工具部分（１１）は、前記第２の工具部分（１２）に面した側に、フランジ状に狭められた、第１の貫通孔（１９）を備えた壁部区分（１８）を有していて、前記第２の工具部分（１２）とは反対側に第２の貫通孔（２１）を有しており、前記２つの貫通孔（１９，２１）は、前記保持エレメント（２２）および前記管状のエレメント（２３；２３ａ）をガイドするように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前文に記載した、構成部分をプラスチックでインサート成形するための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

このような形式の装置は、特許文献１により公知である。この公知の装置は、互いに逆向きに走行可能な２つの工具半部より成る工具を有していて、これらの工具半部は、閉じた状態で構成部分をインサート成形（ｕｍｓｐｒｉｔｚｅｎ；射出成形により密閉）するための収容部を形成している。一方の工具半部内に貫通開口が形成されていて、この貫通開口内に、スライダが長手方向可動に配置されており、このスライダは、インサート成形しようとする構成部分を位置決めするために用いられる。インサート成形しようとする構成部分は、該公報によれば永久磁石エレメントであり、従ってこのような構成部分は、金属製のピン状の保持エレメントの平らな上側面上に載せるだけで位置決めさせることができる。インサート成形しようとする構成部分が部分的にインサート成形され、プラスチックが硬化すると直ちに、保持エレメントはその貫通孔内で引き戻され、次いでインサート成形の第２段階において、構成部分のまだインサート成形されていない領域がプラスチックでインサート成形される。唯一の保持エレメントが、該公報に記載されているように、例えば磁気作用によって位置決めされるようになっていなければ、インサート成形しようとする構成部分を唯一の保持エレメントによって位置決めするのは困難である。

【0003】

特許文献２によれば、構成部分をインサート成形するための別の装置が公知である。この別の装置においては、インサート成形しようとする構成部分を位置決めするための４つの保持ピンが設けられており、これらの保持ピンは、構成部分の両側から構成部分の切欠き内に挿入される。しかしながら、このような形式の複数の保持ピンを備えた装置は、その組み立てに比較的手間がかかる。何故ならば保持エレメントを可動に配置する必要があるからである。さらに、複数の保持エレメントの使用は、場合によっては、インサート成形しようとする構成部分の構成によって限定されるか、または構成部分が完全にインサート成形されるまで、構成部分をインサート成形するための複数のステップが必要となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００７０３６２６４号明細書

【特許文献2】ドイツ連邦共和国特許公告第１９６２０００２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

以上のような背景技術から出発して、本発明の課題は、請求項１の前文に記載した、構成部分をプラスチックでインサート成形するための装置を改良して、できるだけ簡単な構成の装置で、装置の収容部内にインサート成形しようとする構成部分を確実に位置決めすることができるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この課題は、請求項１に記載した特徴を有する、構成部分をプラスチックでインサート成形するための装置において、保持エレメント（スライドピン）が構成部分を収容部の領域内で形状結合（形状による束縛）若しくは緊締結合によって保持するようにしたことによって、解決される。言い換えれば、構成部分は、（唯一）の保持エレメントを成形するだけで構成部分を収容部内において確実に保持若しくは位置決めできるように、保持エレメントと作用接続されて配置される、ということである。

【0007】

本発明による、構成部分をインサート成形するための装置の好適な実施態様は、従属請求項に記載されている。請求項、明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの特徴から成るすべての組み合わせが、本発明の枠内に含まれる。

【0008】

唯一の保持エレメントの、特に好適に構成された実施態様によれば、保持エレメントが、前記構成部分に面した側に、前記構成部分を部分的に包囲するための収容領域を有している。このために保持エレメントは例えばスリーブ状に構成されていてよく、これに対して構成部分はピン状の突起部を有しており、この突起部が前記スリーブ状の収容領域内に突入する。収容領域の直径および構成部分の突起部の直径を相応に寸法設計することによって、必要な緊締結合若しくは形状結合を得ることができる。

【0009】

工具の特にコンパクトな構成および保持エレメントの特に良好なガイドを可能にする別の実施態様によれば、保持エレメントが、液状のプラスチックを前記収容部内へ流入させるために用いられる管状のエレメント（ノズルニードル）によって、少なくとも部分的に包囲されている。

【0010】

また、保持エレメントおよび管状のエレメントが一方の工具部分内に配置されていて、この際に、この一方の工具部分が、プラスチックのための少なくとも１つの供給領域を有していて、これらの供給領域内に保持エレメントおよび管状のエレメントが部分的に配置されていれば、工具の構成は、特に簡単にすることができる。これによって、他方の工具部分は、液状のプラスチックの流入に影響を及ぼすための管状のエレメント若しくは保持エレメントのための追加的なガイドに対して間隔が保たれているので、他方の工具は特に簡単に構成することができる。

【0011】

別の構造的に有利な実施態様は、液状のプラスチックが工具の収容部内に侵入する領域に関するものである。この場合、一方の工具部分内で、前記エレメントと他方の工具部分との間に射出通路が形成されており、該射出通路の開口横断面がエレメントの位置を介して制御可能であり、プラスチックが前記射出通路の領域内において前記エレメントの半径方向周囲を巡って流れるようになっている。

【0012】

この場合、前記エレメントがその外周壁において、前記射出通路を開閉するための、直径の減径された区分を有していて、しかもこの区分が環状溝として構成されていれば、前記エレメントの特に好適な構成が得られる。このような形式のエレメントにより、特にプラスチックでインサート成形しようとする構成部分の周囲を巡る特に良好な環流が得られ、さらに、保持エレメントと構成部分との間の接続部の負荷減少が得られる。何故ならば、液状のプラスチックは、構成部分の半径方向周囲を巡って流れることによって構成部分の端面側に直接ぶつかることがなく、従って接続部に引き離し力が作用することはないからである。

【0013】

本発明のその他の利点、特徴および詳細は、以下の好適な実施例の説明並びに図面に記載されている。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】構成部分をプラスチックでインサート成形するための、本発明による第１の装置の、異なるインサート成形段階中における概略的な縦断面図である。

【図2】構成部分をプラスチックでインサート成形するための、本発明による第１の装置の、異なるインサート成形段階中における概略的な縦断面図である。

【図3】構成部分をプラスチックでインサート成形するための、本発明による第１の装置の、異なるインサート成形段階中における概略的な縦断面図である。

【図4】構成部分をプラスチックでインサート成形するための、本発明による第１の装置の、異なるインサート成形段階中における概略的な縦断面図である。

【図5】構成部分をプラスチックでインサート成形するための、本発明による第１の装置の、異なるインサート成形段階中における概略的な縦断面図である。

【図6】図１乃至図５に対して変更された装置の、同様に構成部分の異なるインサート成形段階中の概略的な縦断面図である。

【図7】図１乃至図５に対して変更された装置の、同様に構成部分の異なるインサート成形段階中の概略的な縦断面図である。

【図8】図１乃至図５に対して変更された装置の、同様に構成部分の異なるインサート成形段階中の概略的な縦断面図である。

【図9】図１乃至図５に対して変更された装置の、同様に構成部分の異なるインサート成形段階中の概略的な縦断面図である。

【図10】図１乃至図５に対して変更された装置の、同様に構成部分の異なるインサート成形段階中の概略的な縦断面図である。

【図11】図７の詳細を示す拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

同じ構成部分若しくは同じ機能を有する構成部分には、図面では同じ符号が付けられている。

【0016】

図１乃至図５には、構成部分１をプラスチック２でインサート成形（つまり射出成形により密閉）するための本発明による第１の装置１０が示されている。構成部分１は、例えば電子回路３を有するセンサ４であるが、これに限定されるものではない。センサ４は、例えば２つの電気的な接続バー５，６を介して電気的に接触接続可能である。センサ４は、接続バー５，６の領域を除いてプラスチック５でインサート成形される。

【0017】

装置１０は２つの工具半部１１，１２を有しており、これらの工具半部１１，１２は、二重矢印１３の方向で、図示していない駆動装置によって互いに逆向きに走行可能である。この場合、２つの工具半部１１，１２の２つの位置は基本的に互いに異なっており、図５に示した一方の位置で、センサ４は、インサート成形の前に装置１０内にもたらされ、インサート成形後に装置１０から取り出されるようになっており、これに対して図１乃至図４に示した２つの工具半部１１，１２の閉じた位置において、収容部１５が形成され、この収容部１５に、プラスチック２でセンサ４をインサート成形するために、およびインサート成形されたセンサ４の外側輪郭を形成するために、プラスチック２が注入される。

【0018】

工具半部１１は、例えば縦断面がＬ字形に構成されていて、液状のプラスチック２のための、ほぼ環状に構成された第１の供給領域１６と、この第１の供給領域１６に対して直角に配置された第２の供給領域１７とを有しており、この第２の供給領域１７を介して、液状のプラスチック２が第１の供給領域１６に達する。第１の供給領域１６若しくは工具半部１１は、工具半部１２に面した側に、フランジ状に狭められた、貫通孔１９を備えた壁部区分１８を有している。第１の供給領域１６の、壁部区分１８とは反対側に、貫通孔１９と同軸的な別の貫通孔２１が形成されている。２つの貫通孔１９，２１は、保持エレメントとして構成されたスライドピン２２およびノズルニードル２３をガイドするために用いられる。スライドピン２２とノズルニードル２３とは、互いに同軸的に配置されていて、例えば工具半部１１の外側に配置された操作フランジ２５，２６を介して、互いに独立して可動である。この場合、少なくともノズルニードル２３はその外周面においてシールされて別の貫通孔２１内でガイドされている。

【0019】

好適な形式で、２つの操作フランジ２５，２６は、図示していない駆動装置に連結されていて、これらの駆動装置は、ノズルニードル２３およびスライドピン２２の制御運動を可能にする。

【0020】

スライドピン２２は、操作フランジ２５とは反対側に保持収容部２８を有しており、この保持収容部２８は、図示の実施例では円筒形の保持収容部２８として構成されている。保持収容部２８は、収容部１５内で構成部分１を位置決めおよび保持するために、保持収容部２８に面した側で構成部分１に形成されたピン上の突起部７と協働する。この場合に重要なことは、突起部７および保持収容部２８の寸法は、構成部分１を液状のプラスチック２でインサート成形している間、構成部分１を保持若しくは位置決めするために、保持収容部２８と突起部７若しくは構成部分１との間に構成部分１を収容部１５内に保持若しくは位置決めする形状結合若しくは緊締結合が形成されるように、互いに適合されている、ということである。

【0021】

補足説明すれば、保持収容部２８若しくは突起部７の形は、単に例として示されているだけであって、保持収容部２８若しくは突起部７のそれぞれの形は、保持収容部２８と突起部７との間に形状結合若しくは緊締結合が形成されるように、それぞれの構成部分１若しくは使用例に適合されるべきである。

【0022】

スライダピン２２は、工具半部１１内の２つの位置間で実質的に調節可能に配置されている。図１および図２に示した位置において、保持収容部２８は工具半部１２内若しくは収容部１５内に突入し、構成部分１を、収容部１５内の、このために設けられた位置に固定する。これに対して、スライダピン２２は、図３および図４に示したように、構成部分１をプラスチック２で完全にインサート成形するための、貫通孔１９の領域内に存在する位置にある。

【0023】

ノズルニードル２３は、実質的に管状に構成されていて、スライダピン２２がノズルニードル２３に対して長手方向で摺動可能であるように、スライダピン２２の外周部をほぼギャップなしで包囲する。ノズルニードル２３も、実質的に２つの位置を有しており、図１および図４に示した位置において、ノズルニードル２３の、操作フランジ２６とは反対側が、壁部区分１８の外側の端面２９と同一平面を成して、この端面２９を閉鎖している。これに対して、ノズルニードル２３は、図２および図３に示されているように、スライドピン２２と貫通孔１９との間に形成された環状の通路３０を介して液状のプラスチック２を送り出すための、第１の供給領域１６内に侵入した位置にある。

【0024】

好適には、工具半部１１は、壁部区分１８の領域内で、貫通孔１９を僅かな間隔を保って包囲する、例えば熱線の形の加熱装置３１を有しており、それによって、プラスチック２は、収容部１５内に射出される際に液状の状態を保つことが保証される。

【0025】

第２の工具半部１２は実質的に鉢状に構成されていて、工具半部１１と作用接続する、工具半部１２の位置内において、工具半部１２の環状の端面３２が工具半部１１の端面２９を密に閉鎖する。端面３２とは反対側で、工具半部１２は、その内部に、２つの収容孔３４，３５を備えたピン上の突起部３３を有しており、前記２つの収容孔３４，３５は、構成部分１の２つの接続バー５，６を密に収容するために用いられる。この場合、収容孔３４，３５は、構成部分１を収容部１５内に位置決めするために用いられるのではなく、単に接続バー５，６をシールし、それによってこの接続バー５，６がプラスチック２によってインサート成形されないように、構成されている。突起部３３と工具半部１２の内壁との間で、収容部１５は環状の部分領域３６を形成する。

【0026】

以上記載した、構成部分１をプラスチック２でインサート成形するための装置１０は、次のように作業する。図１に示した、装置１０の位置において、構成部分１はその接続バー５，６が前もって、工具半部１２の収容孔３４，３５内に位置決めされ、またスライドピン２２はその保持収容部２８が構成部分１の突起部７と作用接続せしめられる。さらに、工具半部１２はその、工具半部１１に向かって移動せしめられた位置にあり、工具半部１１の端面３２および工具半部１２の内室によって収容部１５が形成されていて、この収容部１５は外方に向かってシールされている。図１に示した位置において、好適には、液状の若しくは加熱されたプラスチック２が工具半部１１の供給領域１６，１７内に位置している。このために、ノズルニードル２３は、まず第１にプラスチック２が収容部１５内に射出されるのを阻止するために、その貫通孔１９若しくは通路３０を閉鎖する位置にある。

【0027】

次いで、図２に示したように、ノズルニードル２３は、プラスチック２が環状の通路３０を介して収容部１５内に達することができるように、収容部１５内に引き戻された位置へ移動する。収容部１５がプラスチック２で完全に満たされると直ちに、ノズルニードル２３は、その収容部１５若しくは貫通孔１９内に突入する位置へ移動され、それによって突起部７の領域もプラスチック２でインサート成形される。次いで、ノズルニードル２３は図４に示したように、再びその環状の通路３０を閉鎖する位置へ移動せしめられ、それによって収容部１５は第１の供給領域１６から分離されるので、収容部１５内で構成部分１を包囲するプラスチック２は冷却される。

【0028】

最後に、図５に示したように工具半部１２は工具半部１１から離れる方向へ移動せしめられ、従って、プラスチック２でインサート成形された構成部分１は工具半部１２から離型若しくは取り出される。

【0029】

図６乃至図１１には、本発明による第２の装置１０ａが示されている。この装置１０ａは、ノズルニードル２３ａの構成が、装置１０とは異なっている。この第２の装置１０ａにおいては、ノズルニードル２３ａは、操作フランジ２６とは反対側に、半径方向で取り囲む環状溝４０の形の、直径の減径された区分を有している。特に図１１により分かるように、装置１０とは異なり、収容部１５内にプラスチック２を注入するために、ノズルニードル２３ａは、環状溝４０が環状の通路３０の領域内にくる位置へ移動せしめられ、それによって、ノズルニードル２３ａの端部４１は、構成部分１に対して次のように軸方向で位置決めされ、つまり、ノズルニードル２３ａと貫通孔１９との間に残存する環状の通路３０を介して収容部１５内に流入するプラスチック２が半径方向外方へ変向されるように、軸方向で位置決めされ、それによってプラスチック２は構成部分１の端面８に直接ぶつかることはなく、ひいてはこの個所において、保持収容部２８から構成部分１を引き離す力が発生することはない。

【0030】

以上に記載された装置１０，１０ａは、本発明の考え方から逸脱することなしに、多くの形式で変更若しくは修正されてよい。従って特に、装置１０，１０ａは、２つ以上の工具半部１１，１２より成っていることが考えられる。さらに、接続バー５，６を有していない構成部分１が、プラスチック２でインサート成形されることも考えられる。また、スライドピン２２を引き戻す際に、構成部分１がその収容部１５内の位置からスライドさせられることなしに、スライドピン２２が確実に構成部分１から分離されることを保証するために、スライドピン２２を図４に従って構成部分１から引き戻す前に、収容部１５内にあるプラスチック２が、部分的に凝固されるようになっていてもよい。

【符号の説明】

【0031】

１ 構成部分
２ プラスチック
３ 電子回路
４ センサ
５，６ 接続バー
７ 突起部
１０ 装置
１１，１２ 工具半部、工具部分
１３ 二重矢印
１５ 収容部
１６ 第１の供給領域
１７ 第２の供給領域
１８ 壁部区分
１９，２１ 貫通孔
２２ スライドピン、保持エレメント
２３，２３ａ ノズルニードル、管状のエレメント
２５，２６ 操作フランジ、操作区分
２８ 保持収容部、収容領域
２９ 端面
３０ 通路、射出通路
３１ 加熱装置
３２ 環状の端面
３３ 突起部
３４，３５ 収容孔
４０ 環状溝
４１ 端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】