JP2002172652A

JP2002172652A - 筒状成形品及びその成形方法

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Publication number: JP2002172652A
Application number: JP2000373241A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Sato; 佳孝佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】外周面に微小段差部を有する筒状成形品を、金
型のコストアップを招くことなくより高精度に成形する
ことができる筒状成形品の成形方法を提供する。【解決手段】外周面に微小段差部２を有する筒状の成
形品１を成形するための筒状成形品の成形方法であっ
て、筒状成形品の外周面と微小段差部２とを成形するた
めの一体物の外周成形用金型４と、筒状成形品の内周面
を成形するためのコア部材６とで規定されるキャビティ
ー内に溶融した樹脂材料を充填する充填工程と、樹脂材
料の冷却固化の途中で、筒状成形品１からコア部材６を
抜き出すコア抜き工程と、樹脂材料の冷却固化が終了し
た後に、筒状成形品を外周成形用金型４から離型させる
離型工程とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外周面に微小段差
形状を有する筒状成形品を安価に形状精度よく成形する
技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、断面形状が図６に示すような円筒
形状で、その外周に微少段差２を有する樹脂成形品１を
製造する場合、その金型構造は図７に示すように樹脂成
形品１の微少段差２の端面にパーティング面５を設計
し、樹脂成形品１の微少段差２が成形品の離型方向に対
してアンダーカット形状とならないよう金型設計を行な
うのが一般的である。なお、図７の金型による成形工程
は、固定側金型３と可動側金型４で形成されるキャビテ
ィ内に溶融樹脂を充填し冷却・固化させた後、射出成形
機の動作により可動側金型４を後退させ、金型をパーテ
ィング面５にて開く。その後、エジェクターピン７の突
き出しにより樹脂成形品１を可動側金型４から離型し、
樹脂成形品１を得ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のような円筒成形品の外周部の微少段差端面にパー
ティング面を設計した金型にて樹脂成形品を製造した場
合、以下のような問題が発生する。

【０００４】（１）まず、金型構造が円筒状成形品の微
少段差端面にパーティング面５を設計しているため、図
８に示すようなバリ１０が微少段差形状のエッジ部に発
生することがある。その結果、微少段差部の形状精度が
要求される場合、要求される形状精度を確保することが
困難となる。

【０００５】（２）また、従来例の金型構造では、成形
品の形状を固定側金型３と可動側金型４にて規定してい
るため、金型の加工精度によっては成形品の肉厚や同軸
度に精度上の不具合を生じてしまう。具体的には、金型
の加工精度が不十分な場合、図８に示す固定側金型３と
コアピン６で規定される成形品肉厚８と可動側金型４と
コアピン６で規定される成形品肉厚９に肉厚差を生じ、
樹脂成形品の肉厚を成形品の全長にわたって一定に補償
することが困難となる。また、成形品に同軸度が要求さ
れた場合、固定側金型３・可動側金型４・コアピン６で
形状が規定される従来の金型構造では、成形品の同軸度
の補償が難しい。

【０００６】（３）更に、金型の加工を考えた場合、従
来の金型構造では、固定側金型３と可動側金型４双方に
形状加工が必要であり、成形品の精度要求が高くなれ
ば、金型の加工が難しくなるとともに、金型製作費用も
高価となる。

【０００７】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、外周面に微小段差部を
有する筒状成形品を、金型のコストアップを招くことな
くより高精度に成形することができる筒状成形品及びそ
の成形方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる筒状成形品の成
形方法は、外周面に微小段差部を有する筒状の成形品を
成形するための筒状成形品の成形方法であって、前記筒
状成形品の外周面と前記微小段差部とを成形するための
一体物の外周成形用金型と、前記筒状成形品の内周面を
成形するためのコア部材とで規定されるキャビティー内
に溶融した樹脂材料を充填する充填工程と、前記樹脂材
料の冷却固化の途中で、前記筒状成形品から前記コア部
材を抜き出すコア抜き工程と、前記樹脂材料の冷却固化
が終了した後に、前記筒状成形品を前記外周成形用金型
から離型させる離型工程とを具備することを特徴として
いる。

【０００９】また、この発明に係わる筒状成形品の成形
方法において、前記微小段差部の高さは、前記筒状成形
品の冷却固化による前記筒状成形品の中心軸周りの収縮
量よりも小さいことを特徴としている。

【００１０】また、この発明に係わる筒状成形品の成形
方法において、前記筒状成形品は、円筒状であることを
特徴としている。

【００１１】また、この発明に係わる筒状成形品の成形
方法において、前記筒状成形品は、多角形の筒状である
ことを特徴としている。

【００１２】また、本発明に係わる筒状成形品は、上記
の成形方法により成形されたことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、図面を参照して説明する。

【００１４】まず、本実施形態の成形プロセスで製造す
る樹脂成形品１の概略を図６に示す。樹脂成形品１は直
径が約１０ｍｍで製品肉厚が約０．２ｍｍの円筒形状で
あり、その外周には０．１ｍｍ程度の微少段差２が存在
している。この樹脂成形品１の外周に存在する微少段差
２を形状精度良く、且つ同軸度良く製造する手段の一つ
に、図５に示すような樹脂成形品１の外周形状全てを可
動側金型４のみで規定した金型を利用し射出成形する方
法がある。その理由は以下の通りである。

【００１５】（１）可動側金型４で外周形状の全てを規
定することで、従来の金型構造（図７参照）とは異な
り、微少段差２の端面にパーティングによる隙間がなく
なるため、微少段差２の端面にバリが発生することがな
い。

【００１６】（２）金型加工の際、樹脂成形品１の外周
形状と微少段差２が可動側金型４に同一の加工段取りで
加工されるため、金型の加工精度（同軸度）が向上す
る。

【００１７】なお、図５に示す金型構造について説明す
ると、３は固定側金型、４は可動側金型であり、固定側
金型３と可動側金型４はパーティング面５にて開閉さ
れ、成形品の取り出しが行なわれる。また、６は樹脂成
形品１の内側形状を規定しているコアピンであり、コア
ピン６は可動側金型４とは独立して樹脂成形品１の突出
し方向に移動可能となっている。更に、コアピン６の内
部にはエジェクターピン７が配置されており、樹脂成形
品１はエジェクターピン７により可動側金型４から突き
出される。

【００１８】しかしながら、図５に示す樹脂成形品１の
外周形状を全て可動側金型４で規定した金型にて射出成
形を行う場合、樹脂成形品１の外周に存在する帯状の微
少段差２が成形品の離型方向に対しアンダーカット形状
となる。従って、微少段差２を無理抜きすることなく形
状精度よく成形するためには、射出成形時に何らかのア
ンダーカット処理が必要となる。

【００１９】本実施形態では、このアンダーカット処理
に成形品の冷却に伴う寸法収縮を利用しており、具体的
なアンダーカット処理の方法は図１乃至図４に示す通り
である。

【００２０】まず、射出成形機の可塑化装置にて加熱溶
融された樹脂を固定側金型３と、可動側金型４と、コア
ピン６とから形成されるキャビティ内に高圧で充填し、
微少段差２を持つ円筒状の樹脂成形品１を形成する（図
１）。

【００２１】この後通常の成形工程では、樹脂成形品１
はこの状態のままキャビティ内で充分冷却された後に金
型から離型されるが、本実施形態では、キャビティ内の
樹脂成形品１の冷却途中に、固定側金型３と可動側金型
４の型開きを行なうとともに、コアピン６を樹脂成形品
１の内部から先抜きする。そして、樹脂成形品１の内部
にコアピン６による拘束がかからない状態で引き続き樹
脂成形品１の冷却を行なう（図２）。

【００２２】一般に樹脂は、高温の溶融状態から冷却さ
れ固化する過程で寸法の収縮を生じる。そのため、コア
ピン６が先抜きされ、内部に拘束のかからない状態で金
型内で冷却される樹脂成形品１は、図３のように円筒形
状の中心軸方向へ寸法収縮を生じる。その結果、樹脂成
形品１の冷却が終了すると、アンダーカット形状であっ
た樹脂成形品１の微少段差２の外周直径は可動側金型４
の微小段差部以外の部分の内周直径よりも小さくなり、
図４のようにエジェクターピン７の突き出しにより、可
動側金型４から無理抜きされることなく離型される。

【００２３】ここで、本実施形態のコアピン６の先抜き
のタイミングであるが、樹脂成形品１を充分冷却した後
に行なった場合、樹脂成形品１は内部にコアピン６の拘
束を受けた状態で冷却されるため、中心軸方向の収縮を
制限され、アンダーカット形状である微少段差２を処理
するのに充分な寸法収縮量を確保することができない。
逆に、先抜きのタイミングが早すぎる場合、材料樹脂の
温度が高く柔らかすぎるため、樹脂成形品１はコアピン
６の先抜き動作により変形を生じてしまう。従って、樹
脂成形品１を無理抜きすることなく形状精度よく金型か
ら離型するためには、コアピン６の先抜きのタイミング
が極めて重要であり、本実施形態においても数パターン
の先抜きタイミングを実際に試み、最適な先抜きタイミ
ングを設定している。

【００２４】なお、本実施形態のアンダーカット処理は
成形品の冷却に伴う寸法収縮を利用しているため、樹脂
成形品１の微少段差２の高さは、樹脂成形品１が固化す
る際の収縮量以下でなければならない。

【００２５】以上説明した様に、上記の実施形態によれ
ば、コアピンを先抜きして成形品の冷却に伴なう寸法収
縮を利用することで、外周に帯状の微少段差が存在する
円筒状樹脂成形品を特別なアンダーカット処理を行なう
ことなく形状精度良く製造することができる。

【００２６】また、上記製造方法に使用する金型におい
ては、同一の加工工程で樹脂成形品の形状が金型に加工
されるため、金型の加工精度が上がり、結果として樹脂
成形品の精度も良くなる。また、金型の形状加工が可動
側金型のみで済むため、金型の製作コストも削減するこ
とができる。

【００２７】なお、上記の実施形態では円筒状の成形品
を例に挙げて説明したが、本発明は円筒状に限定される
ことなく、外周面に微小段差部を有する筒状の成形品
（例えば多角形の筒状成形品）にも同様に適用可能であ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、外
周面に微小段差部を有する筒状成形品を、金型のコスト
アップを招くことなくより高精度に成形することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる成形プロセスを示
す図である。

【図２】本発明の一実施形態に係わる成形プロセスを示
す図である。

【図３】本発明の一実施形態に係わる成形プロセスを示
す図である。

【図４】本発明の一実施形態に係わる成形プロセスを示
す図である。

【図５】本発明の一実施形態に係わる金型構造を示す図
である。

【図６】本発明の一実施形態で製造される樹脂成形品の
形状を示す図である。

【図７】従来の金型構造を示す図である。

【図８】従来の成形方法の問題点を示す図である。

【符号の説明】

１樹脂成形品２微少段差３固定側金型４可動側金型５パーティング面６コアピン７エジェクターピン８固定側金型とコアピンで規定される成形品肉厚９可動側金型とコアピンで規定される成形品肉厚１０バリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に微小段差部を有する筒状の成形
品を成形するための筒状成形品の成形方法であって、前記筒状成形品の外周面と前記微小段差部とを成形する
ための一体物の外周成形用金型と、前記筒状成形品の内
周面を成形するためのコア部材とで規定されるキャビテ
ィー内に溶融した樹脂材料を充填する充填工程と、前記樹脂材料の冷却固化の途中で、前記筒状成形品から
前記コア部材を抜き出すコア抜き工程と、前記樹脂材料の冷却固化が終了した後に、前記筒状成形
品を前記外周成形用金型から離型させる離型工程とを具
備することを特徴とする筒状成形品の成形方法。
【請求項２】前記微小段差部の高さは、前記筒状成形
品の冷却固化による前記筒状成形品の中心軸周りの収縮
量よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の筒状
成形品の成形方法。
【請求項３】前記筒状成形品は、円筒状であることを
特徴とする請求項１に記載の筒状成形品の成形方法。
【請求項４】前記筒状成形品は、多角形の筒状である
ことを特徴とする請求項１に記載の筒状成形品の成形方
法。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
成形方法により成形されたことを特徴とする筒状成形
品。