专利名称：插入成型品、插入成型用金属模具及插入成型方法
技术领域：
本发明涉及预先把别的部件插入金属模具的模腔内，使该部件与 树脂一体化的插入成型技术。
本发明特别涉及把螺旋弹簧插入成型品的一部分中，使该弹簧与 成型品一体化的插入成型的成型品以及成型方法。
本发明还涉及上述的成型品是轴承部件、把螺旋弹簧的一端侧插 入在该轴承部件内成型的成型品。
背景技术：
已往，将螺旋弹簧与树脂成型品组合而使之一体化的制品，大多 是把分别制成的螺旋弹簧和树脂成型品，在后面的工序中组装而使 之一体化。
作为一个普通的现有例，图9表示已往的复合成型品，它是把分 别制成的螺旋弹簧和树脂成型品，在后面的工序中 一体化而形成的。 图9中，l是螺旋弹簧，2是注射成型的树脂制轴承。
图9所示的轴承部件是本申请人制造的用于组装在图像成型装 置(复印机、打印机)中的墨盒上的轴承部件。图ll表示组装有上 述轴承部件的墨盒的一部分。图11中，30是轴承部件，31是墨盒 框体，32是轴部件，33是螺旋弹簧。
上述构造为，将一对轴承部件30隔开间隔地组装在墨盒框体31 内，对巴轴部件32从轴岸义部件30的开口部插入，用轴承两端保持着 轴部件32。
在该构造中，在各自的工序制成的螺旋弹簧1和轴承2，利用自 动机器等组装机构，把螺旋弹簧1压入轴承2中，由此使它们一体
另外，在螺旋弹簧1和轴承2的嵌合设定成间隙配合的场合，根
据需要，大多采用粘接等方法使螺旋弹簧1和轴承2—体化。
使螺旋弹簧和树脂成型品一体化的技术，在日本实开平03-013853号公报中已有揭示，关于插入成型的技术，在日本登录实用 新型第2525487号公报、日本特开平5 - 147066号公报中已有揭示。 但是，上述那样已往的把螺旋弹簧1压入轴承2的构造中，存在 着在把螺旋弹簧1压入轴承2时，由树脂材料构成的轴承2被螺旋 弹簧1刮削而产生树脂屑的问题。若该树脂屑从轴承2落下，附着 在别的部件上，则有可能引起墨盒的功能损坏。另外，也有可能造 成螺旋弹簧1与轴承2的结合强度降低，影响轴承功能这样的较为 严重的缺陷。
另外，在使螺旋弹簧1与轴承2的组装嵌合为间隙配合的场合， 在把螺旋弹簧1插入轴承2时，虽然不会发生由树脂材料构成的轴 承2被螺旋弹簧1刮削而产生树脂屑的问题，但是，为了使螺旋弹 簧1不从轴承2上脱落下来，需要采用粘接等其它措施，把螺旋弹 簧1固定在轴承2上，因此存在工时增加、成本升高的问题。
另外，用自动机器等对将螺旋弹簧1压入轴承2这样构成的制品 进行组装时，在零件供给部上，有时螺旋弹簧1彼此缠绕不能分离， 而产生螺旋弹簧1的供给不足、自动机器频频停止的问题。另外， 相互缠绕着的螺旋弹簧1的分离，必须由人用手工作业进行，所以 存在比较麻烦的问题。另外，即使在螺旋弹簧1的运送、压入工序 中，由于螺旋弹簧1具有可挠性，所以，必须对自动机器等进行微 调节，也存在着难以稳定的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是摒弃把螺旋弹簧压入 由树脂材料做成的轴承内的方法，防止在压入时产生树脂屑。
另夕卜，本发明的其他目的是能简便地、低成本地将树脂部件与螺旋弹簧一体化。
另外，本发明的其他目的是防止螺旋弹簧彼此缠绕，从而可无障 碍地供给螺旋弹簧。
另外，本发明的其他目的是提供一种像螺旋弹簧那样具有弹性的 部件，该部件具有在向需要弹性功能的部件进行弹性作用时能防止 其脱落的功能，特别是将螺旋弹簧插入成型的轴承部件。
即，把螺旋弹簧安装到轴承部件上的场合，如上所述，在轴承部 件的螺旋弹簧安装位置上形成突起部，把螺旋弹簧的一端部分套入 在该突起上地将其安装时，会产生出现上述的刮削屑、螺旋弹簧容 易脱落的问题。本发明就是解决该问题的。
为了解决上述课题、实现上述目的，根据本发明的第l个技术方 案的插入成型品的特征在于，把螺旋弹簧插入到金属模具的模腔内， 使该螺旋弹簧的一部分露出到上述模腔内，向上述模腔内注射熔融 树脂材料并使其固化，使上述螺旋弹簧的露出到模腔内的露出部与 树脂材料结合而使其一体化。
另外，根据本发明的第2个技术方案的插入成型用金属模具的特
征在于，具有模腔和保持部；上述模腔通过向其内注射熔融树脂而 成型成型品；上述保持部以使上述螺旋弹簧的一部分露出在上述模 腔内的状态保持该螺旋弹簧。
另外，根据本发明的第3个技术方案的插入成型方法的特征在 于，采用上述的插入成型用金属模具。
另外，根据本发明的第4个技术方案的插入成型品的特征在于， 采用上述的插入成型用金属模具成型的。
另外，根据本发明的第5个技术方案的插入成型方法，是将螺旋 弹簧部件插入成型的方法，其特征在于，在固定模具和移动模具上 形成用于成型轴承部件的模腔；在该模腔内形成保持部用模腔部， 该保持部用模腔部用于成型保持上述螺旋弹簧部件的一端部分的保 持部；把上述螺旋弹簧部件插入该保持部用模腔部，关闭上述模具， 注入树脂材料，将上述螺旋弹簧部件插入成型于上述轴承部件上。
另外，根据本发明的第6个技术方案的插入成型方法，是将螺旋 弹簧部件插入成型于轴承部件的方法，其特征在于，在成型上述轴
承部件的固定模具和移动模具上形成用于成型上述轴承部件的轴承 部件用模腔；与该轴承部件用模腔相对地形成用于插入上述螺旋弹 簧部件的插入部；把上述螺旋弹簧部件插入该插入部内；在4巴该螺 旋弹簧部件朝着上述轴承用模腔推压的状态下注入树脂材料。
另外，根据本发明的第7个技术方案的插入成型方法，是将螺旋 弹簧部件插入成型于轴承部件的方法，其特征在于，具有以下工序
在把固定块和移动块打开规定尺寸的状态下， 一度停止合模动作的 工序；把螺旋弹簧部件定位到规定的位置的工序；再开始进行合模 动作、将固定块和移动块关闭而形成模腔的工序；将树脂材料注入 上述模腔内的工序。
另外，根据本发明的第8个技术方案的插入成型品的特征在于， 在成型轴承部件的成型模具上设置用于成型上述轴承部件的模腔； 把螺旋弹簧部件的一端部分插入该模腔内；通过向上述模腔内注入 树脂材料，将上述螺旋弹簧部件的一端部分插入成型在上述轴承部 件上，使该螺旋弹簧部件的另一端部分成为自由端。
另外，根据本发明的第9个技术方案的插入成型品，是将金属制 的螺旋弹簧插入成型的成型品，其特征在于，与金属模具的用于成 型上述成型品的成型品用模腔相邻地设置保持部用模腔，该保持部 用模腔用于成型保持上述螺旋弹簧的保持部；与上述成型品用模腔 相邻地配置上述金属制的螺旋弹簧、关闭上述金属模具；将树脂注 入上述成型品用模腔和保持部用模腔，由此将螺旋弹簧插入成型于 上述成型品上。
图l是表示本发明第1实施方式之树脂成型品的图。 图2是表示本发明第2实施方式之树脂成型品的图。 图3是表示本发明第3实施方式之树脂成型品的图。
图4是说明本发明实施方式中的注射成型用金属模具的图。 图5是说明本发明实施方式中的注射成型用金属模具的图。 图6是说明本发明实施方式中的注射成型用金属模具的图。 图7是表示本发明第4实施方式之树脂成型品的图。 图8是说明本发明实施方式中的螺旋弹簧的图。 图9是说明已往的树脂成型品的图。 图IO是说明将螺旋弹簧在轴方向上压缩的状态的图。 图11是说明组装在墨盒上的轴承部件的图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的一个优选的实施方式。
图1是表示本发明第1实施方式之树脂成型品的图。图1中，3 是螺旋弹簧，4是轴承。
上述构造中，预先把螺旋弹簧3插入金属模具内，以使其端部 3a0露出于金属模具的模腔内，然后，向该模腔内注射熔融树脂。这 样，熔融树脂在形成轴承4的形状的同时，进入螺旋弹簧3的内径 部，流动到插入在螺旋弹簧3的内径部的芯销(未图示)的前端， 形成螺旋弹簧3与轴承4的结合部。 一体化了的螺旋弹簧3和轴承4, 经过规定的冷却时间后，被取出到模具外。
图2是表示本发明第2实施方式之树脂成型品的图。图2中，5 是其与螺旋弹簧的结合部，6是轴承。
上述构造中，结合部5构成为包围着螺旋弹簧的外周，预先插入 到金属模具内的螺旋弹簧，其外周的一部分露出到模腔内，熔融树 脂在螺旋弹簧的露出的外周部呈圆形地流动，形成结合部5的形状。 在这种场合，螺旋弹簧以外周被保持的形状与轴承6 —体化。
图3是表示本发明第3实施方式之树脂成型品的图。图3中，7 是螺旋弹簧的外径结合部，8是螺旋弹簧的内径结合部，9是轴承。
上述构造中，外径结合部7构成为包围着螺旋弹簧的外周，内径 结合部8构成为突出到螺旋弹簧的内径部。预先插入到金属模具内
的螺旋弹簧，其端部露出到模腔内，熔融树脂夹着螺旋弹簧的露出
的外径部和内径部地流动，从而形成外径结合部7和内径结合部8 的形状。在这种场合，螺旋弹簧以外径和内径均被保持的形式，与 轴承9一体化。
下面，图4表示用于插入成型上述螺旋弹簧而制造轴承部件的注 射成型用金属模具的构造的一个例子。
图4中，IO是移动块，ll是固定块，12是保持螺旋弹簧的芯销， 3是螺旋弹簧，14是部分地将螺旋弹簧在径方向上压缩保持着的保 持部，15是第1滑动块部件，16是中心块部件，17是第2滑动块部 件。
上述构造中，移动块IO安装在未图示的移动侧金属模具上。在 移动块10上形成有插入保持块22的空间部，在保持块22上形成了 配置螺旋弹簧3的空间部(凹槽)10a。在移动块10的中央部分配 置有滑动块部件15、 17。在滑动块部件15、 17上形成有用于注入(注 射)树脂材料的模腔15a、 17a。标记16是中心块部件，配置在滑动 块部件15、 17的才莫腔15a、 17a内。中心块部件16的前端部分呈半 圆形状，在半圆的基部部分上形成有突起。标记12是芯销部件，呈 具有粗径部、中径部、小径部的圆筒形状。芯销部件12配置在形成 于移动块IO及保持块部件22上的空间部10a内。
在将螺旋弹簧3设置在凹槽10a内后，芯销12被朝着螺旋弹簧 3的轴线方向(图中箭头A方向)作用推压力的加压机构移动，插 入到螺旋弹簧3内。这时，芯销12以其台阶部12a将螺旋弹簧3在 其轴线方向上压缩规定的量。另外，在移动块10和固定块11上设 有将螺旋弹簧3的一部分在径方向上压缩保持的保持部14,该保持 部14的尺寸形成为能压缩保持螺旋弹簧3的一部分，具体来说是与 树脂结合一侧的螺旋弹簧外径部，该螺旋弹簧插入在保持块22的凹 槽10a内，内径由芯销12保持着。并且螺旋弹簧3的端部3a伸出 到由第1滑动块部件15、中心块部件16、第2滑动块部件17构成 的模腔内，与注射到模腔内的树脂一体化。
图IO是表示将螺旋弹簧在轴方向上压缩的状态的图。
将由滑动块部件15、 17、中心块部件16和芯销12形成的空间 部分作为形成成型品的轴承部件的模腔。
再回到图4中，标记11是固定块部件，与移动块部件IO相对地 固定在未图示的固定用模具部件上。
在固定块部件11上形成有用于插入推压块20的空间部，推压块 20具有半圓形状的空间部10b,该空间部10b与形成在保持块22上 的插入螺旋弹簧3用的半圆形空间部10a相对应。另外，其上还安 装有把推压块部件20推压在保持块22上的螺旋弹簧部件21。
上述构造中，由滑动块部件15、 17和中心块部件16形成模腔空 间，由该模腔空间形成用于注射成型成型品的轴承部件的树脂注入 用模腔。并且滑动块部件15、 17的螺旋弹簧配置用空间部内配置有 螺旋弹簧3，该螺旋弹簧3与树脂注入用模腔空间部相对地配置。通 过用芯销12的推压力把螺旋弹簧3推压在中心块部件16的半圆形 头部部分上，将螺旋弹簧3配置成部分地进入树脂注入用模腔内的 状态。然后，把树脂材料注入到树脂注入用模腔内，由此螺旋弹簧 的前端部分3a以插入在成型品上的状态4皮固定。
下面，说明采用上述构造的成型金属模具，把螺旋弹簧插入成型 在轴承部件内的成型操作。
本实施方式中使用的树脂材料是POM(聚甲醛)。从未图示的 注射成型装置侧的注射筒，经由图4所示的成型金属模具的一次立 浇口 34、流道35、 二次立浇口 36、浇口 37注射熔融树脂材冲+。注 射出的熔融树脂材料从浇口 37注入到轴承部件成型用模腔内，依次 向模腔内填充。随着树脂材料被注射注入到模腔内，树脂材料也绕 入到位于成型品模腔内的螺旋弹簧3的模腔部分(保持部用模腔部 分)中，这样，树脂材料注入到螺旋弹簧3的前端部分(螺旋弹簧 内径部分)的一部分中。
图5是说明本发明实施方式中的插入金属模具的图，是简略地表 示固定块、移动块、推压块、保持块的关系的图。图5中，ll是固定块，IO是移动块，20是可在固定块11内移 动的推压块，21是设在推压块20上的螺旋弹簧，22是在移动块10 内保持螺旋弹簧3的保持块，3是被插入的螺旋弹簧。推压块20和 保持块22，作为一对保持块将螺旋弹簧3弹性地压缩保持着。
上述构造中，在注射树脂前关闭金属模具时，在将固定块ll和 移动块IO的P L (合模线)面打开到图中A所示尺寸的状态时，一 度停止合模动作。这时，设在固定块11 一侧的推压块20由于被螺 旋弹簧21推压，所以，从固定块11朝着移动块IO—侧伸出，被螺 旋弹簧21的弹压力压靠在移动块10 —侧保持螺旋弹簧3的保持块 22上。在该状态下，插入的螺旋弹簧3在轴方向上移动，并被定位 在规定的位置上。然后，再开始进行合模动作，使固定块ll和移动 块10的P L面的间隙消失，合模动作结束。
图6是说明本发明的实施方式中的插入金属模具的图，是螺旋弹 簧与树脂的结合部分的放大图。图6中，22是保持块，3是螺旋弹 簧，26是挡块。
上述构造中，在把螺旋弹簧3插入到金属模具内的保持块22的 规定位置中时，在螺旋弹簧3与树脂的结合部处设置有挡块26,以 便使螺旋弹簧3突出到模腔内的尺寸不超过规定尺寸。
图7是说明本发明的第4实施方式之插入成型品的图。图7中， 27是轴承，3是螺旋弹簧，29是设在轴承27与螺旋弹簧3的结合部 处的爪。
上述构造中，爪29构成为用树脂覆盖螺旋弹簧3的外径的一部 分或全周。
图8是说明本发明的实施方式中的螺旋弹簧的图。图8中，3是 螺旋弹簧，3a是螺旋弹簧端部的安装定位圈部。
上述构造中，螺旋弹簧的安装定位圏部3a的定位圏数是3圏或 4圈。螺旋弹簧3的安装定位圏部3a的宽度A大于由螺旋弹簧的线 圏节距产生的间隙B。另外，线圈直径cl) C大于由螺旋弹簧的线圏 节距产生的间隙B 。
这里所举的例子仅表示 一个例子，树脂成型品和螺旋弹簧的形状 组合可以有多种形式，本发明并不限定于上述例子。
如上所述，通过把螺旋弹簧插入到金属模具内，使该螺旋弹簧的 一部分露出到模腔内，使该螺旋弹簧的露出部与树脂一体化，具有 可以取消组装工序，减少工作量，降低成本等效果。另外，除了可 以防止在后面工序中把螺旋弹簧插入树脂部件内进行组装时产生的 树脂屑之外，还具有抑制在后面工序中把螺旋弹簧插入树脂部件内 进行组装时产生的自动机器的频繁停止的效果。
另外，将螺旋弹簧插入金属模具内，使该螺旋弹簧的一部分露出 到模腔内，使该螺旋弹簧的露出部与树脂一体化时，由于在径方向 上压缩保持着螺旋弹簧的一部分，所以具有了解决螺旋弹簧因注射 树脂时产生的压力而发生错位、产生毛刺的问题的效果。
另外，将螺旋弹簧插入金属模具内，使该螺旋弹簧的一部分露出 到模腔内，使该螺旋弹簧的露出部与树脂一体化时，在进行使金属 模具合模的动作之前，将金属模具临时合模，使保持螺旋弹簧的保 持块彼此之间具有规定的间隔，然后，使该螺旋弹簧移动到该保持 块的规定位置进行定位，这样，使保持螺旋弹簧的保持块能在合模 方向上移动，从而可进行正式的合模动作，由于设置了这样的结构， 所以具有可以正确地进行螺旋弹簧的定位的效果。
另外，将螺旋弹簧插入金属模具内，使该螺旋弹簧的一部分露出 到模腔内，使该螺旋弹簧的露出部与树脂一体化时，通过在螺旋弹 簧的长度方向上实施压缩，具有可以防止发生螺旋弹簧因树脂压力 而错位、产生毛刺的问题的效果。
另外，将螺旋弹簧插入金属模具内，使该螺旋弹簧的一部分露出 到模腔内，使该螺旋弹簧的露出部与树脂一体化时，通过在螺旋弹 簧与树脂的结合部处设置挡块，具有可以防止螺旋弹簧伸出到模腔 内的尺寸大于所需要的尺寸的效果。
另外，将螺旋弹簧插入金属模具内，使该螺旋弹簧的一部分露出 到模腔内，使该螺旋弹簧的露出部与树脂一体化时，用树脂覆盖螺旋弹簧的外径的一部分或全周，由此，具有提高树脂与弹簧的结合 强度的效果。
另外，将螺旋弹簧插入金属模具内，使该螺旋弹簧的一部分露出 到模腔内，使该螺旋弹簧的露出部与树脂一体化时，通过螺旋弹簧
端部的安装定位圏数是3圏或至少4圈，由此，具有能充分确保树 脂与螺旋弹簧的结合长度、提高树脂与螺旋弹簧的结合强度的效果。
另外，将螺旋弹簧插入金属模具内，使该螺旋弹簧的一部分露出 到模腔内，使该螺旋弹簧的露出部与树脂一体化时，通过该螺旋弹 簧的定位安装部的宽度大于因螺旋弹簧的线圈节距而产生的间隙， 具有可以防止螺旋弹簧彼此缠绕而在插入成型时给螺旋弹簧的供给 造成障碍的效果。
另外，将螺旋弹簧插入金属模具内，使该螺旋弹簧的一部分露出 到模腔内，使该螺旋弹簧的露出部与树脂一体化时，由于螺旋弹簧 的线圈直径大于因螺旋弹簧的线圏节距而产生的间隙，具有可以防 止螺旋弹簧彼此缠绕而在插入成型时给螺旋弹簧的供给造成障碍的 效果。
另外，将螺旋弹簧插入金属模具内，使该螺旋弹簧的一部分露出 到模腔内，使该螺旋弹簧的露出部与树脂一体化时，通过采用上述 插入成型用的金属模具和螺旋弹簧，具有可以以低成本进行质量稳 定的成型的效果。
如上所述，根据上述实施方式，可以摒弃把螺旋弹簧压入由树脂 材料构成的轴承内的方法，从而可以防止在压入时产生的树脂屑。
另外，可以简便地、低成本地将树脂部件与螺旋弹簧一体化。
另外，可以防止螺旋弹簧彼此缠绕，可以无障碍地供给螺旋弹簧。
权利要求
1.一种插入成型方法，是将螺旋弹簧部件插入成型于轴承部件上的方法，其特征在于，由成型上述轴承部件的固定模具、移动模具和芯销形成用于成型上述轴承部件的轴承部件用模腔；与该轴承部件用模腔相对地在上述移动模具上形成用于插入上述螺旋弹簧部件的插入部；把上述螺旋弹簧部件插入该插入部内；将上述芯销插入该螺旋弹簧部件的内径部，并且向上述轴承部件用模腔推压上述螺旋弹簧部件并将其定位，在上述螺旋弹簧部件部分地进入上述轴承部件用模腔的状态下进行合模，并注入树脂材料到上述芯销的前端，而将上述螺旋弹簧部件插入成型于上述轴承部件上。
2. 如权利要求1所述的插入成型方法，其特征在于，上述螺旋 弹簧部件由保持块弹性地压缩保持，所述保持块设置于上述固定模具和移动模具中的至少 一个上，在上述移动模具的合模方向弹性地 可移动地一皮支7 义。
3. 如权利要求1或2所述的插入成型方法，其特征在于，在向 上述轴承部件用模腔推压上述螺旋弹簧部件将其定位之前，进行合 模直到使上述固定模具和移动模具成为只打开了规定尺寸的状态。
4. 一种插入成型用金属模具，是将螺旋弹簧部件插入成型于轴 承部件上的插入成型用金属模具，其特征在于，具有固定模具、移 动模具和芯销，它们形成用于成型上述轴承部件的轴承部件用模腔， 并且与该轴承部件用模腔相对地在上述移动模具上形成用于插入上 述螺旋弹簧部件的插入部；上述芯销能在上述插入部上移动，并由 向上述轴承部件用模腔作用推压力的加压机构使其移动。
5. 如权利要求4所述的插入成型用金属模具，其特征在于，上 述芯销具有用于以规定量压缩上述螺旋弹簧部件的台阶部。
6. 如权利要求4所述的插入成型用金属模具，其特征在于，上 述插入部上具有保持块，该保持块设置于上述固定模具和移动模具中的至少一个上，并在上述移动才莫具的合才莫方向上弹性地可移动地 被支承。
全文摘要
本发明提供一种插入成型品、插入成型用金属模具及插入成型方法，其目的是摒弃将螺旋弹簧压入由树脂材料构成的轴承中的方法，以防止压入时产生的树脂屑。为了实现该目的，把螺旋弹簧插入到金属模具的模腔内，使该螺旋弹簧的一部分露出到模腔内，向模腔内注射熔融树脂材料并使其固化，使螺旋弹簧的露出到模腔内的露出部与树脂材料结合而使其一体化。
文档编号B29C33/12GK101186100SQ20071016080
公开日2008年5月28日 申请日期2004年7月16日 优先权日2003年7月18日
发明者屉谷悦明, 户田弘志, 植松克重 申请人:佳能株式会社