JP2007015291A - 筒状部品 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形により成形される筒状部品にて、簡単な構成により形状精度のよい筒状部品を提供すること。
【解決手段】筒状部品である円筒部材１は、周方向に略均一な肉厚をもつ両端面縁部１ｂが開放された筒状形状を有し、筒状部を形成する筒状中央部１ａの外周１ｈに沿って薄肉部を形成するための帯状溝部１ｃと、両端面縁部１ｂの外周１ｈに沿って肉厚縁部１ｄが設けられる。帯状溝部１ｃおよび肉厚縁部１ｄを設けていることから円筒部材１は、成形時に中央部が相対的に高温にならず、端面部が相対的に低温にならず、成形収縮率が全体的に均一化し、形状精度のよい筒状部材が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形される筒状部品に関する。

従来の成形技術にて、筒状樹脂部品を射出成形で製作した場合、中央付近の径が収縮して小さくなる傾向にあった。そのように中央部分が小さくなる理由を図２３，２４を用いて説明する。

図２３は、従来の樹脂製筒状部品の成形時において、樹脂の充填が終了したときの金型１０１、および、筒状部品１０３の温度分布を等温線表示した図である。図中の矢印方向は、等温線上の温度が低くなる方向を示している。

溶融した樹脂材料を金型１０１のキャビティ内に充填したとき、樹脂の熱が金型に移動し、金型１０１の温度が上昇する。その際、筒状部品１０３の内周面中央付近は熱の逃げ場の少ないため、筒状部品１０３の中央部１０３ａ内側付近は樹脂温度が高く、金型温度も特に高くなる。逆に筒状部品１０３の外周付近の金型温度は比較的低い。また、筒状部品１０３の両端部１０３ｂは金型の３つの面で接しているため、樹脂の熱が金型に移動しやすく、この付近の樹脂温度は低くなる。

ところで、溶融した樹脂が冷却し、固化する際、充填状態での樹脂温度が高いと収縮率が大きく（言い換えれば、成形後の寸法が小さくなり）、樹脂温度が低いと収縮率が小さく（言い換えれば、成形後の寸法が相対的に大きく）なる性質がある。

図２３に示す樹脂製筒状部品１０３を型から取り出した状態では、充填状態での樹脂温度が高かった筒状部品１３中央部１０３ａ付近の温度が高かったために、収縮量が大きく、径が小さくなり、筒状部品の端部１０３ｂ付近は収縮量が小さく、相対的に径が大きめになっている。図２４は、成形後の従来の樹脂製筒状部品１０３の径方向の収縮状態を誇張して示した断面図である。具体的には樹脂製筒状部品１０３は、外径３０ｍｍ，長さ３０ｍｍ，厚さ１．６ｍｍの場合、中央部と端部との半径上の寸法差（変形量）δ0 が０．０３ｍｍ程度の鼓形状となる。

上述した従来の成形技術により成形された筒状部品１０３のように中央付近の径が小さく、かつ、端部付近の径が相対的に大きく変形したものを精密機械の部品、例えば、カメラの鏡枠部品の１つであるカム枠として使用した場合、以下のような不具合が生じる。

図２５，２６は、カメラ鏡枠装置において、従来技術として上述のように変形した筒状部品を適用した例であって、カム枠１０４と、進退駆動されるズーム枠１０５との嵌合状態を示す断面図であって、図２５は、ズーム枠のカムフォロア１０６がカム枠１０４の中央部のカム溝で嵌合している状態を示し、図２６は、上記カムフォロア１０６がカム枠１０４の端部のカム溝で嵌合している状態を示している。

上記カメラ鏡枠装置において、カム枠１０４の内周には台形断面のカム溝１０４ｃが一体で形成されている。カム枠１０４の内周にはズーム枠１０５が進退可能な状態で嵌合している。ズーム枠１０５の外周にはカム溝１０４ｃに対して摺動可能に嵌入するカムフオロア１０６が固着されている。ズーム枠１０５が相対的に回転することにより、ズーム枠１０５はカム枠１０４に対して光軸Ｏ方向に相対的に進退する。

図２５の嵌合状態では、カム枠１０４の内周とズーム枠１０５の外周との隙間、および、中央部１０３ａのカム溝１０４ｃとカムフオロア１０６との嵌合隙間がそれぞれ極めて小さく、カム枠１０４とズーム枠１０５の相対位置が高精度に保たれている。

この状態からズーム枠１０５を回転させると、カムフォロア１０６が回転しながらカム溝１０４ｃに沿って摺動し、ズーム枠１０５が図２６に示す位置まで繰り出される。しかし、図２６の状態では、ズーム枠１０５は、カム枠１０４の端部１０４ｂ近傍の径が大きく変形した部分で嵌合することから、ズーム枠１０５とカム枠１０４との径方向隙間Ｓ1 が増大し、同時にカムフォロア１０６とカム溝１０４ｃとの嵌合隙間Ｓ2 も生じる。従って、カム枠１０４とズーム伜１０５の光軸Ｏ方向の相対位置精度が悪くなり、所望の光学性能を得ることができなくなってしまうといった問題が生じる。

このような場合、従来は金型修正で対応していたが多大な工数増と技術的な困難さが伴っていた。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、射出成形により成形される筒状部品において、簡単な構成により形状精度のよい筒状部品を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の筒状部品は、射出成形により成形される筒状部品において、両端面が開放された筒状部と、上記筒状部中央の周方向に設けられた帯状の溝部とを有する。

本発明の請求項２に記載の筒状部品は、請求項１に記載の筒状部品において、上記帯状の溝部は、上記筒状部の外周に設けられている。

本発明の請求項３に記載の筒状部品は、請求項１に記載の筒状部品において、上記帯状の溝部は、上記筒状部の内周に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の筒状部品。

本発明の請求項４に記載の筒状部品は、請求項１に記載の筒状部品において、さらに、上記筒状部の両端面縁部の周方向に、肉厚に設けられた肉厚縁部を有する。

本発明の請求項５に記載の筒状部品は、射出成形により成形される筒状部品において、両端面が開放された筒状部と、上記筒状部の両端面縁部の周方向に肉厚に設けられた肉厚縁部とを有する。

本発明の請求項６に記載の筒状部品は、請求項５に記載の筒状部品において、さらに、上記筒状部中央の周方向に設けられた帯状の溝部を有する。

本発明の請求項７に記載の筒状部品は、射出成形により成形される筒状部品において、両端面が開放された略均一な肉厚を有する筒状部と、上記筒状部の両端面縁部の周方向に肉厚に設けられた肉厚縁部とを有する。

本発明の請求項８に記載の筒状部品は、射出成形により成形される筒状部品において、両端面が開放され、外周、もしくは、内周面に螺旋状の溝を有する筒状部と、上記筒状部中央の周方向に並び、上記螺旋状の溝を挟むように設けられた複数の凹部とを有する。

本発明の請求項９に記載の筒状部品は、射出成形により成形される筒状部品において、両端面が開放され、雌ねじが形成された内周面部と、該雌ねじが形成されていない平滑な内周面部とを有する円筒状部と、上記円筒状部の外周であって、上記平滑な内周面部の外周に設けられた帯状の溝部とを有する。

本発明の請求項１０に記載の筒状部品は、射出成形により成形される筒状部品において、両端面が開放され、該両端面近傍を除いて一定の外径を有し、雌ねじが形成された内周面部と、該雌ねじが形成されていない平滑な内径の一定の内周面部とを有する円筒状部と、上記円筒状部の外周であって、かつ上記両端面縁部の周方向に肉厚に設けられた肉厚縁部とを有する。

本発明の請求項１１に記載の筒状部品は、請求項１０に記載の筒状部品において、上記両端面縁部に設けられた上記肉厚縁部は、外径が互いに異なる。

本発明の請求項１２に記載の筒状部材は、射出成形により成形される筒状部品において、両端面が開放された円筒状部と、上記円筒状部の一端部近傍外周に設けられた雄ねじ部と、上記円筒状部の他端面縁部の周方向に、肉厚に設けられた肉厚縁部とを有する。

本発明によれば、射出成形により成形される筒状部品において、簡単な構成により形状精度のよい筒状部品を提供することができる。

以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。図２は、上記円筒部材の成形時、樹脂の充填が終了したときの金型、および、上記円筒部材の温度分布を等温線表示した図である（図中の矢印方向は、等温線上の温度が低くなる方向を示している）。図３は、図２に示す円筒部材の要部の肉厚（横軸）と樹脂温度（充填終了時の上記各要部温度，縦軸）との関係を示す線図である。図４は、上記円筒部材の成形による変形状態を拡大表示したもので上半部断面で示した側面図である。

本実施形態の円筒部材１は、射出成形により製作され、端面が開放された樹脂製筒状部品であって、図１に示すように軸心Ｏを有する円筒形状の部材であり、例えば、精密機器であるカメラの鏡枠部材として利用が可能なものである。

円筒部材１は、周方向に略均一な肉厚をもつ両端面縁部１ｂが開放された筒状形状の長さＬ，外径Ｄ（肉厚縁部を含む），略均一な肉厚ｔ0 を有している。そして、筒状部を形成する筒状中央部１ａの外周１ｈに沿って薄肉部を形成するための帯状溝部１ｃが設けられる。筒状部を形成する両端面縁部１ｂの外周１ｈに沿って肉厚縁部１ｄが設けられる。

帯状溝部１ｃの溝幅をＡＬとし、その肉厚減分を与える深さをＡｔとする。肉厚縁部１ｄの幅をＢＬ、肉厚縁部１ｄの肉厚増分（段差）をＢｔとする。

円筒部材１は、加熱溶融した樹脂を該溶融樹脂のよりも低い温度の金型２２に射出注入され、その流動状態が終わり次第（充填終了）、冷却固形化する。例えば、ポリカーボネイト樹脂の場合、溶融温度は、約３００°Ｃであり、金型温度は、約１００°Ｃである。図２は、上記溶融樹脂を金型２２に注入し、流動終了（充填完了）時の温度分布を示しており、樹脂の熱は、もっとも温度が高い筒状中央部１ａの内周から金型２２内部に向けて伝達される。また、筒状中央部１ａの外周からも金型２２の外方に伝達される。しかし、円筒部材１では、筒状中央部１ａに外周１ｈに沿った帯状溝部１ｃが設けられ、その部分が薄肉であることからその分、保有する熱量が少なく、図２１に示した従来の筒状部材１０３の場合よりも冷えやすく充填終了時の温度が高温にならない。

一方、両端面縁部１ｂから３方向の金型２２に熱が伝達され、両端面縁部１ｂは、他の部分よりも温度が低くなる傾向にある。しかし、円筒部材１においては、両端面縁部１ｂに肉厚縁部１ｄが設けられているのでその部分に保有する熱量が多くなっている。従って、従来例と比較して筒製品全体の温度分布が均一となる（その状態は、図２の両端面縁部１ｂの等温線に示される）。

固形化後、室温まで冷却された円筒部材１の形状としては、図４に示すように筒状中央部１ａに帯状溝部１ｃが設けられているために充填終了時に高温とはならないので、収縮量が抑えられ、内周１ｉ中央部１ｉａが内側に収縮せず、逆に僅かに相対的に外側に凹む。また、両端面縁部１ｂは、肉厚縁部１ｄが設けられているので従来例と比較して温度の低下が抑えられたことから収縮量の差異が少なくなり（図２１の従来の筒状部材に比較して）、結果的に端部の広がりによる半径上の寸法差（変形量）δ1 を小さく抑えることができる。

円筒部材１の各要部の肉厚と樹脂温度（充填完了時）との関係について説明する。軸方向位置で肉厚の異なる円筒部材１の帯状溝部１ｃまわりのＰａ部分、肉厚縁部１ｄまわりのＰｂ部分、平均肉厚部であるＰｃ部分において、その肉厚に対して、それぞれが位置する円筒部材１の固有の形状から上記樹脂温度が図３に示すように肉厚に応じて変化する。各部の成形収縮量の差が出ないようにするためには上述したように上記Ｐａ部分、Ｐｂ部分、Ｐｃ部分の上記樹脂温度をできるだけ均一に保つ必要がある。例えば、後述するようにＰｃ部分の平均肉厚ｔ0 を１．６ｍｍとした場合、Ｐａ部分の肉厚を１．６ｍｍ−溝深さＡｔ、具体的に後述する寸法を適用すると１．６ｍｍ−０．１２ｍｍ＝１．４８ｍｍとし、Ｐｂ部分の肉厚を１．６ｍｍ＋肉盛り量Ｂｔ、同様に後述する寸法を適用すると１．６ｍｍ＋０．１２ｍｍ＝１．７２ｍｍとすれば、図３に示すように上記樹脂温度が同一となり、収縮量に差が極めて少なくなる。

上述したように円筒部材１の中央付近は、帯状溝部１ｃにより肉を薄くしてあるため樹脂が冷えやすく、この付近の内両面の金型２２の温度が高いが、この付近の樹脂温度は他の部分との差違が少ない。さらに、円筒部材１の両端部は肉が厚いため樹脂が冷えにくく、金型２２と３つの面で接していて樹脂の熱が金型に移動しやすいとしても、肉厚縁部１ｄを設けたために両端部の樹脂温度も他の部分との差違が少ない。すなわち、円筒部材１内の樹脂温度は全体的により均等な温度になるような傾向にある。したがって、成形による収縮率も均等化され、円筒部材１の成形による変形を抑えることができる。

長さＬ，外径Ｄ，平均肉厚ｔ0を有する円筒部材１に対する好ましい帯状溝部１ｃおよび肉厚縁部１ｄの形状としては、
帯状溝部１ｃの溝幅ＡＬは、
０．１５×Ｌ≦ＡＬ≦０．４×Ｌ …（１）
帯状溝部１ｃの深さＡｔは、
０．０５×ｔ0 ≦Ａｔ≦０．１×ｔ0 …（２）
肉厚縁部１ｄの幅ＢＬは、
ｔ0 ≦ＢＬ≦２×ｔ0 …（３）
肉厚縁部１ｄの肉盛り量Ｂｔは、
０．０５×ｔ0 ≦Ｂｔ≦０．１×ｔ0 …（４）
を満たす寸法を採用することが望ましいことが解った。

いま、実験的に長さＬ＝３０ｍｍ，外径Ｄ＝３０ｍｍ，肉厚ｔ0 ＝１．６ｍｍの形状の円筒部材１に対して、帯状溝部１ｃの溝幅ＡＬ＝０．２×Ｌ＝６ｍｍとし、帯状溝部１ｃの深さＡｔ＝０．０７５×ｔ0 ＝０．１２ｍｍとし、さらに、肉厚縁部１ｄの幅ＢＬ＝１．２５×ｔ0 ＝０．１２ｍｍとし、肉厚縁部１ｄの肉盛り量Ｂｔ＝０．０７５×ｔ0 ＝０．１２ｍｍの形状を採用した場合、図４に示すように端部の広がりによる半径寸法の差（変形量）δ1 ＝０．０１ｍｍという好ましい結果が得られている。

上述したように本実施の形態の円筒部材１の形状を採用することにより複雑な成形装置を用いることなく、また、煩雑な金型修正を施すことなく、成形変形の少ない円筒部品を得ることができる。

次に、上述した第一の実施形態の円筒部材１に対する６つの変形例について図５〜１２を用いて説明する。
図５，６は、第一変形例および第二変形例の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。

第一変形例の円筒部材２は、図５に示すように筒状中央部２ａの内周２ｉに帯状溝部２ｅが設けられ、両端面縁部２ｂに外周２ｈに沿った肉厚縁部２ｄが設けられる。

第二変形例の円筒部材３は、図６に示すように筒状中央部３ａの内周３ｉに帯状溝部３ｅが設けられ、両端面縁部３ｂに内周３ｉに沿った肉厚縁部３ｆが設けられる。なお、第一，二変形例とも他の形状は、第一の実施形態のものと同一とする。

図７，８は、第三変形例および第四変形例の筒状部品である円筒部材の上半部断面で示す側面図である。

第三変形例の円筒部材４は、図７に示すように筒状中央部４ａの内周４ｉに帯状溝部４ｅが設けられ、一端面縁部４ｂに外周４ｈに沿った肉厚縁部４ｄが設けられ、さらに、他端面縁部４ｂに内周４ｉに沿った肉厚縁部４ｆが設けられる。

第四変形例の円筒部材５は、図８に示すように筒状中央部５ａの外周５ｈおよび内周５ｉに帯状溝部５ｃと５ｅが設けられ、両端面縁部５ｂに外周５ｈおよび内周５ｉに沿った肉厚縁部５ｄ，５ｆが設けられる。なお、第三，四変形例とも他の形状は、第一の実施形態のものと同一とする。

なお、上記肉厚縁部は両端部に設けることが望ましいか、一方の端部のみに設けてもよく、少なくとも上記肉厚縁部を設けた側の変形を抑えることができる。

図９は、第五変形例の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。図１０は、上記円筒部材の要部の拡大断面図である。

本変形例の円筒部材６は、外周６ｈの中央部６ａ，両端部縁部６ｂに形成される帯状溝部６ｃおよび肉厚縁部６ｄが第一の実施形態のように段状に形成されず、徐々に厚みが変化する傾斜面、あるいは、曲面で形成される点が異なっている。この場合、帯状溝部６ｃの溝幅ＡＬ（全溝深さｔ2 のうち、実効溝深さｔ1 以上の部分の溝幅）は、
０．０５×ｔ0 ≦Ａｔ≦０．１×ｔ0 …（５）
の範囲を指し、また、肉厚縁部６ｄの幅ＢＬ（全肉盛り量ｔ3 のうち、実効肉盛り量ｔ4 以上を与える幅）は、
０．０５×ｔ0 ≦Ｂｔ≦０．１×ｔ0 …（６）
の範囲の幅を指し、前述した第一の実施形態の場合の溝幅ＡＬ，幅ＢＬの値を適用することができる。

図１１は、第六変形例の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。図１２は、図１１のＧ矢視図である。

本変形例の円筒部材７は、内周７ｉに軸心Ｏに沿った溝７ｇを有する部材に対して適用可能ものであるが、この場合も第一の実施形態の場合と同様に中央部７ａの外周７ｈの周方向に沿って帯状溝部７ｃ、また、両端面縁部７ｂの外周７ｈの周方向に沿って肉厚縁部７ｄを設けたものである。

本変形例において第一の実施形態に適用した帯状溝部および肉厚縁部の形状をそのまま採用可能である。但し、円筒部材７の平均肉厚ｔ0 は、溝７ｇ部分以外の肉厚を適用する。

上述した各変形例の円筒部材２，３，４，５，６，７は、それぞれ第一の実施形態の円筒部材１と同様な作用により成形時の収縮量の不均性が抑えられ、成形による変形の少ない高精度の形状の筒状部品が得られる。

次に、本発明の第二の実施形態の円筒部材について、図１３、および、１４を用いて説明する。
図１３は、本発明の第二の実施形態の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。図１４は、上記円筒部材の成形による変形状態を拡大表示したもので上半部を断面で示した側面図である。

本実施形態の円筒部材８は、射出成形により製作され、端面が開放された円筒形状の樹脂製筒状部品であって、図１３に示すように軸心Ｏを有し、一定の外径Ｄの外周面と略均一な肉厚ｔ0 とを有している。そして、前述第一の実施形態の円筒部材１に対して両端面縁部８ｂに設けられる肉厚縁部をなくし、中央部８ａの外周８ｈに沿った薄肉部を形成する帯状溝部８ｃのみを設けたものである。このように中央部８ａに帯状溝部８ｃのみを設けた場合、中央部８ａが薄肉状態となり、樹脂温度が抑えられる。従って、図１４に示すように内周８ｉの中央部８ｉａが内側に大きく収縮せず、逆に相対的に外側に僅かに凹む傾向にあり、内周と端面縁部との半径方向の寸法差（変形量）が減る。

なお、帯状溝部８ｃの好ましい形状として、円筒部材８の全長をＬ、円筒部肉厚をｔ0 として、溝幅ＡＬは、
０．１５×Ｌ≦ＡＬ≦０．４×Ｌ …（７）
であって、かつ、溝深さＡｔは、
０．０７５×ｔ0 ≦Ａｔ≦０．２×ｔ0 …（８）
である。

実験的に外径３０ｍｍ，長さ３０ｍｍ，厚さ１．６ｍｍの円筒部材８に対して帯状溝部８ｃの溝幅ＡＬ＝０．２×Ｌ＝６ｍｍとし、溝深さＡｔ＝０．１ｔ＝０．１６ｍｍを適用した場合、内周８ｉと端面縁部８ｂとの半径上の寸法差（変形量）δ2 は、０．０２ｍｍとなり、図２２に示した従来の円筒部材１０３の変形量より小さかった。

本実施形態の円筒部材８では、成形時、内周８ｉの中央部８ａ付近における金型の温度が高くなる。しかしながら、円筒部材８の中央部付近は肉が薄いため、樹脂が冷えやすい。そのため、円筒部材８の中央部付近の成形収縮が特に大きくなることがなく、成形変形量も抑えられる。このように本実施形態によれば、第一の実施形態による効果に加え、中央部８ａのみの肉厚を変更するだけてよいため、成形品形状の規制が少なく、自由度が高い。

次に、本発明の第三の実施形態の円筒部材について、図１５、および、１６を用いて説明する。
図１５は、本発明の第三の実施形態の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。図１６は、上記円筒部材の成形による変形状態を拡大表示したもので上半部を断面で示した側面図である。

本実施形態の円筒部材９は、射出成形により製作され、端面が開放された円筒形状の樹脂製筒状部品であって、図１５に示すように軸心Ｏを有し、一定の外径（Ｄ−２×Ｂｔ）の外周面を有している。そして、前述第一の実施形態の円筒部材１に対して中央部９ａの帯状溝部をなくし、両端面縁部９ｂの外周９ｈに沿った肉厚縁部９ｄのみを設けたものである。このように肉厚縁部９ｄのみを設けた場合、図１６に示すように内周９ｉの中央部９ｉａの内側への膨みがあっても、内周９ｉに対する両端面縁部９ｂの半径方向の変形が少なく、内周９ｉと端面縁部９ｂとの半径方向の差が減る。

なお、肉厚縁部９ｄの好ましい形状として、円筒部材８の均一な円筒部肉厚をｔ0 として、肉厚縁部９ｄの幅ＢＬは、
ｔ0 ≦ＢＬ≦２×ｔ0 …（９）
であって、かつ、肉盛り量Ｂｔは、
０．１×ｔ0 ≦Ｂｔ≦０．３×ｔ0 …（１０）
である。

実験的に外径３０ｍｍ，長さ３０ｍｍ，厚さ１．６ｍｍの円筒部材９に対して肉厚縁部９ｄの幅ＢＬ＝１．２５×ｔ0 ＝２ｍｍとし、肉盛り量Ｂｔ＝０．２×ｔ0 ＝０．３２ｍｍを適用した場合、内周９ｉと端面縁部９ｂとの半径上の寸法差（変形量）δ３ は、０．０１ｍｍとなり、図２２に示した従来の円筒部材１０３の寸法差より小さかった。

本実施形態の円筒部材９では、成形時、両端面縁部９ｂは金型と３つの面て接しているため、樹脂の熱が金型に移動しやすい。しかしながら、円筒部材９の両端面縁部には肉厚縁部９ｄが設けられているために樹脂が冷えにくく、金型と三面で接し、樹脂の熱が金型に移動しやすい状態であっても両端面縁部の肉厚中心付近における樹脂温度が特に低くなることはない。そのため、両端面縁部９ｂが中央部に比較して収縮量の差異が抑えられ、成形による変形が少なくなる。

このように本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加え、さらに、両端部のみの肉厚を変更するだけてよく、成形品の形状の自由度が高い。なお、肉厚縁部は両端部に設けることが望ましいが、一方の端部のみに設けてもよく、少なくとも肉厚縁部を設けた側の変形量は少なくなる。

次に、本発明の第四の実施形態の円筒部材について、図１７、および、１８を用いて説明する。
図１７は、本発明の第四の実施形態の筒状部品である円筒部材の軸心に沿った断面図である。図１８は、上記円筒部材を内周側から見た展開図である。

本実施形態の円筒部材１０は、射出成形により製作され、端面が開放された円筒形状の樹脂製筒部品であって、図１７に示すように軸心Ｏを有し、一定の外径Ｄと長さＬを有している。内周１０ｉに軸心Ｏに対して斜行する螺旋状有底溝である複数本のカム溝１０ｋが設けられている。円筒部材１０においても充填された樹脂が中央部１０ａまわりで特に高温になることから第一の実施形態の場合と同様に中央部１０ａが内周側に膨らむように変形する可能性がある。特に本実施形態の場合、カム溝が内周に配されていることから上述のように変形するとカムフォロアと上記カム溝との嵌合状態に支障が生じる可能性がある。

そこで、本実施形態の円筒部材１０では、図１８に示すように円筒部材１０の中央部１０ａの近傍であって、隣り合うカム溝１０ｋの間にて薄肉部を形成するために内周１０ｉ上のスペースに該カム溝を挟まれた状態の周方向に配される複数の凹部１０ｍを設ける。凹部１０ｍは、深さＡｔと軸方向溝幅ＡＬを有しており、この凹部１０ｍを設けることによって円筒部材１０の中央部１０ａ近傍の肉厚が薄肉化され、樹脂温度が抑えられる。従って、内周１０ｉの中央部１０ａが内側に膨らまず、相対的に外側に僅かに凹む傾向にあり、内周と端面縁部との半径方向の寸法差が減る。

なお、凹部１０ｍの好ましい形状として、円筒部材１０の溝幅ＡＬで囲まれた中央内周の面積をＳ0 として、複数の凹部１０ｍの和の総面積をＳ1 とすると、
Ｓ1 ≧Ｓ0 ／２ …（１１）
の関係を持たせる。

なお、凹部１０ｍの周方向幅は、より幅広にする方が効果が大きくなるが、隣り合うカム溝１０ｋの間の内周１０ｉ上のスペース上の円周方向の幅のおよそ１／２に設定することが望ましい。また、凹部１０ｍの周方向両側の領域部１０ｍ′を多少薄肉にすればさらに効果が増す。

本実施形態の円筒部材１０によれば、内周面にカム溝が設けられた円筒部材の成形による変形を抑えることができる。さらに、カム溝、以外の直進溝や開口穴なとがある円筒部材に対しても同様な形状を適用し、同等の効果を得ることができる。

なお、中央部１０ａに薄肉の凹部１０ｍを設けるのではなく、カム溝を有する円筒部材の端部に肉厚部を設けることによっても成形による変形を抑えることが可能である。

また、上記カム溝が内周面のカム溝に代えて、後述する本実施形態の第一の変形例のように外周面に凹状のカム部を設けた円筒部材に対しても同様に中央部に薄肉部を設けることによって成形による変形を抑えることができる。さらには、後述する本実施形態の第二の変形例のように一方の端部所定幅に外周面に雄ねじ部を有する円筒部材に対しては、他方の端部に厚肉部を形成することによって同様に成形による変形を抑えることができる。

図１９は、第四の実施形態の円筒部材に対する第一の変形例の円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。

本変形例の円筒部材１３は、射出成形により製作され、端面が開放された円筒形状の樹脂製筒部品であって、図１９に示すように内周略全長にわたって軸心Ｏに対して斜行する螺旋状有底溝である複数本のカム溝１３ｋが設けられている。円筒部材１３の中央部１３ａの外周面に設けられたカム溝１３ｋの周囲に薄肉部を形成する複数の凹部１３ｍ，１３ｎを設ける。この凹部１３ｍ，１３ｎを設けることによって円筒部材１３の中央部１３ａ近傍の肉厚が薄肉化され、樹脂温度が抑えられる。従って、中央部１０ａの内周が内側に収縮せず、相対的に外側に僅かに凹む傾向にあり、中央内周と端面縁部との半径方向の寸法差を減らすことができる。

図２０は、第四の実施形態の円筒部材に対する第二の変形例の円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。
本変形例の円筒部材１４は、射出成形により製作され、端面が開放された円筒形状の樹脂製筒部品であって、図２０に示すように一方の端面縁部１４b1側の外周に光軸Ｏ方向所定幅の雄ねじ部（雄ヘリコイドネジ）１４ｋが設けられ、他方の端面縁部１４b2の外周に肉厚縁部１４ｄを設けられる。この円筒部材１４においては、一方の端面縁部１４b1側の雄ねじ部１４ｋが肉厚縁部として機能し、かつ、他方端面縁部１４b2側に肉厚縁部１４ｄが配されていることから円筒中央部に対して両端縁部１４b1，１４b2の収縮量が中央部と略同等となり、成形変形を小さく抑えることができる。

次に、本発明の第五の実施形態の円筒部材について、図２１を用いて説明する。
図２１は、本発明の第五の実施形態の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示した側面図である。

本実施形態の円筒部材１１は、射出成形により製作され、端面が開放された円筒形状の樹脂製筒部品であって、図２１に示すように軸心Ｏを有し、端部を除いて一定の外径を有している。内周の右半部には、内径（雌ねじが形成された内周面部）１１ｉを有する雌ねじ部１１ｍが設けられ、左半部は、内径１１ｉから連続する同一径の平滑な内周面部１１ｊを有している。この円筒部材１１においても充填された樹脂の端面縁部１１ｂ，１１ｂ′が三面の金型で冷やされることから端面縁部１１ｂ，１１ｂ′の内径１１ｉ，内周１１ｊに対する収縮量の差により端部が外方に変形した形状になる可能性がある。特に本実施形態の場合、雌ねじ部の螺合状態に支障が生じる可能性がある。

そこで、本実施形態の円筒部材１１では、図２１に示すように円筒部材１１の右端面縁部１１ｂの外周に肉厚縁部１１ｄを設け、左端面縁部１１ｂ′の外周に厚みの異なる肉厚縁部１１ｄ′を設ける。これらの肉厚縁部を設けることによって両端部の樹脂が冷えにくくなり、上述のように金型と三面で接し、樹脂の熱が金型に移動しやすい状態であっても両端面縁部の肉厚中心付近における樹脂温度が特に低くなることはなくなる。そのため、端面縁部１１ｂ，１１ｂ′の収縮量が中央部と略同等となり、成形変形を小さく抑えることができる。

なお、円筒部材１１は、右半部に雌ねじ部１１ｍが配されていることから右，左半部における平均肉厚が異なっている。そのために右側の肉厚縁部１１ｄの肉盛り量Ｂt2と左側の肉厚縁部１１ｄ′の肉盛り量Ｂt1とは、異なった値にする必要がある。

すなわち、左半部の円筒部肉厚ｔ10を右半部の雌ねじ部１１ｍの内径面１１ｉの範囲の肉厚とし、雌ねじ部１１ｍの谷底までの肉厚ｔ11とした場合、肉厚ｔ10とｔ11との平均で示される雌ねじ部平均肉厚ｔ12として、右端面縁部１１ｂ側の肉厚縁部１１ｄの肉盛り量Ｂt2は、
０．１×ｔ12≦Ｂt2≦０．３×ｔ12 …（１２）
を採用し、また、右半部の肉厚も上記円筒部肉厚ｔ10と等しく、左端面縁部１１ｂ′側の肉厚縁部１１ｄ′の肉盛り量Ｂt1は、
０．１×ｔ10≦Ｂt1≦０．３×ｔ10 …（１３）
を採用することが望ましい。

なお、肉厚縁部１１ｄ，１１ｄ′の軸方向幅は、第一の実施形態の場合に適用した（３）式による値を採用することが望ましい。但し、（３）式の肉厚ｔ0 には、上記雌ねじ部平均肉厚ｔ12、または、円筒部肉厚ｔ10を適用する。

本実施形態の円筒部材１１によると、内周に雌ねじ部１１ｍのように凹，凸部があっても、前記第三の実施形態の円筒部材と同様の効果を得ることができる。但し、円筒部材１１も左右の最大外径ＤＬ、ＤＲは必然的に異なる。

なお、本実施形態の場合、円筒部材１１に雌ねじ部１１ｍを設けたものを対象としたが、円筒部材の外周に雄ねじ部等の凸部、または、凹部を設けた円筒部材に対しても同様に端面縁部に肉厚縁部を設けることによって同様の効果が得られる。但し、雄ねじ部が設けられる端部側の肉厚縁部は、内周側に肉盛りして配する等の変更が必要となる。

次に、本発明の第五の実施形態である円筒部材の変形例について、図２２を用いて説明する。
図２２は、上記変形例の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示した側面図である。

上述した第五の実施形態の円筒部材１１においては、円筒部肉厚ｔ10と雌ねじ部平均肉厚ｔ12とが異なることから左右の肉厚縁部の肉盛り量Ｂt1とＢt2とが必然的に異なってくる。従って、その差の分だけ左右の最大外径ＤＬ，ＤＲが異なることは避けられない（ＤＬ＞ＤＲ）。本変形例の円筒部材１２は、円筒部材が組み込まれる機器によって左右の最大外径の差のないものが要求される場合に適用可能なものである。

本変形例の円筒部材１２は、図２２に示すように第一の実施形態の円筒部材１１と同様の略構造を有しており、内周の右半部には、内径（雌ねじが形成された内周面部）１２ｉを有する雌ねじ部１２ｍが設けられ、左半部は、内径１２ｉから連続する同一径の平滑な内周面部１２ｊを有している。特に本変形例においては、雌ねじ部１２ｍが設けられていない範囲の左方外周に周方向に沿った凹部１２ｋを設ける。

そして、同様に円筒部材１２の右端面縁部１２ｂの外周に右肉厚縁部１２ｄを設け、左端面縁部１２ｂ′の外周に左肉厚縁部１２ｄ′を設ける。これらの肉厚縁部を設けることによって左右端面縁部１２ｂ，１２ｂ′の収縮量を中央部と略同等とし、成形変形が小さく抑えられる。

本変形例の円筒部材１２においては、上述した左方外周に凹部１２ｋを設けることによって左方円筒部の肉厚ｔ10′を薄くし、左肉厚縁部１２ｄ′の必要とする肉盛り量Ｂt1′を小さくすることができ、これによって左右最大外径ＤＬ，ＤＲを等しくすることができる。

なお、雌ねじ部１２ｍの谷底までの肉厚ｔ11と円筒部肉厚ｔ10との雌ねじ部平均肉厚をｔ12として、右端面縁部１２ｂ側の右肉厚縁部１２ｄの肉盛り量Ｂt2は、第五の実施形態の場合と同様に式（１２）による値を採用する。左肉厚縁部１２ｄ′の肉盛り量Ｂt1′は、
０．１×ｔ10′≦Ｂt1′≦０．３×ｔ10′…（１４）
を採用することが望ましい。

上述したように本変形例の円筒部材１２によれば、内周に雌ねじ部１２ｍのように凹，凸部がある場合でも前記第五の実施形態の円筒部材と同様の効果を得ることができると同時に、円筒部材の左右の最大外径を等しく設定することが可能である。

上述した各実施形態および各変形例の筒状部品は、円筒形状の部材を適用するとしたが、該筒状部品としては、これに限らず、円筒以外の形状の筒部材、例えば、楕円断面の筒部材や角柱に近い形状の筒部材にも同様の構造を適用することができる。

この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

本発明の筒状部品は、射出成形により成形される筒状部品において、簡単な構成により形状精度のよい筒状部品として利用が可能である。

本発明の第一の実施形態の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。 図１の円筒部材の成形時、樹脂の充填が終了したときの金型、および、上記円筒部材の温度分布を等温線表示した図である。 図１の円筒部材の要部の肉厚と樹脂温度との関係を示す線図である。 図１の円筒部材の成形による変形状態を拡大表示したもので上半部断面で示した側面図である。 図１の第一の実施形態の円筒部材に対する第一変形例の上半部を断面で示す側面図である。 図１の第一の実施形態の円筒部材に対する第二変形例の上半部を断面で示す側面図である。 図１の第一の実施形態の円筒部材に対する第三変形例の上半部断面で示す側面図である。 図１の第一の実施形態の円筒部材に対する第四変形例の上半部断面で示す側面図である。 図１の第一の実施形態の円筒部材に対する第五変形例の上半部を断面で示す側面図である。 図９の円筒部材の要部の拡大断面図である。 図１の第一の実施形態の円筒部材に対する第六変形例の上半部を断面で示す側面図である。 図１１のＧ矢視図である。 本発明の第二の実施形態の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。 図１３の円筒部材の成形による変形状態を拡大表示したもので上半部を断面で示した側面図である。 本発明の第三の実施形態の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示す側面図である。 図１５の円筒部材の成形による変形状態を拡大表示したもので上半部を断面で示した側面図である。 本発明の第四の実施形態の筒状部品である円筒部材の断面図である。 図１７の円筒部材を内周側から見た展開図である。 図１７の第四の実施形態の筒状部品の第一の変形例の上半部を断面で示す側面図である。 図１７の第四の実施形態の筒状部品の第二の変形例の上半部を断面で示す側面図である。 本発明の第五の実施形態の筒状部品である円筒部材の上半部を断面で示した側面図である。 図１７の第五の実施形態の円筒部材に対する変形例の上半部を断面で示した側面図である。 従来の樹脂製筒状部品成形時における樹脂の充填が終了したときの金型、および、筒状部品の温度分布を等温線表示した図である。 図２４の従来の樹脂製筒状部品の成形後の径方向の収縮状態を誇張して示した断面図である。 従来のカメラ鏡枠装置に図２４のように変形した筒状部品を適用した例であって、カム枠とズーム枠とが中央部で嵌合する状態を示す断面図である。 図２５のカム枠とズーム枠とにおいて、端部で嵌合する状態を示す断面図である。

符号の説明

１，２，３，４，５，６，７，８，９，
１０，１１，１２
…円筒部材（筒状部品）
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，
７ａ，８ａ，９ａ，１０ａ
…筒状中央部（筒状部）
１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂ，
７ｂ，８ｂ，９ｂ，１０ｂ，１１ｂ，
１１ｂ′，１２ｂ，１２ｂ′
…端面縁部（筒状部）
１ｃ，２ｅ，３ｅ，４ｅ，５ｃ，５ｅ，
６ｃ，７ｃ，８ｃ
…帯状溝部（帯状の溝部）
１ｄ，２ｄ，３ｆ，４ｄ，４ｆ，５ｄ，
５ｆ，６ｄ，７ｄ，９ｄ，１１ｄ，
１１ｄ′，１２ｄ，１２ｄ′，１４ｄ
…肉厚縁部
１ｈ，２ｈ，４ｈ，５ｈ，６ｈ，７ｈ，
８ｈ，９ｈ，１１ｈ，１２ｈ
…外周（筒状部の外周）
１ｉ，２ｉ，３ｉ，４ｉ，５ｉ，７ｉ，
９ｉ，１０ｉ
…内周（筒状部の内周）
１０ｋ…カム溝（螺旋状の溝）
１０ｍ，１３ｎ，１３ｍ
…凹部（複数の凹部）
１１ｍ，１２ｍ
…雌ねじ部（雌ねじ）
１１ｉ，１２ｉ
…内径（雌ねじが形成された内周面部）
１１ｊ，１２ｊ
…内周面部（平滑な内周面部）
１４ｋ…雄ねじ部
ＤＬ，ＤＲ
…最大外径部（外径）

Claims (12)

1. 射出成形により成形される筒状部品において、
   両端面が開放された筒状部と、
   上記筒状部中央の周方向に設けられた帯状の溝部と、
   を有したことを特徴とする筒状部品。
2. 上記帯状の溝部は、上記筒状部の外周に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の筒状部品。
3. 上記帯状の溝部は、上記筒状部の内周に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の筒状部品。
4. さらに、上記筒状部の両端面縁部の周方向に、肉厚に設けられた肉厚縁部を有することを特徴とする請求項１に記載の筒状部品。
5. 射出成形により成形される筒状部品において、
   両端面が開放された筒状部と、
   上記筒状部両端面縁部の周方向に肉厚に設けられた肉厚縁部と、
   を有したことを特徴とする筒状部品。
6. さらに、上記筒状部中央の周方向に設けられた帯状の溝部を有することを特徴とする請求項５に記載の筒状部品。
7. 射出成形により成形される筒状部品において、
   両端面が開放された略均一な肉厚を有する筒状部と、
   上記筒状部両端面縁部の周方向に肉厚に設けられた肉厚縁部と、
   を有することを特徴とする筒状部品。
8. 射出成形により成形される筒状部品において、
   両端面が開放され、外周、もしくは、内周面に螺旋状の溝を有する筒状部と、
   上記筒状部中央の周方向に並び、上記螺旋状の溝を挟むように設けられた複数の凹部と、
   を有することを特徴とする筒状部品。
9. 射出成形により成形される筒状部品において、
   両端面が開放され、雌ねじが形成された内周面部と、該雌ねじが形成されていない平滑な内周面部とを有する円筒状部と、
   上記円筒状部の外周であって、上記平滑な内周面部の外周に設けられた帯状の溝部と、
   を有することを特徴とする筒状部品。
10. 射出成形により成形される筒状部品において、
    両端面が開放され、該両端面近傍を除いて一定の外径を有し、雌ねじが形成された内周面部と、該雌ねじが形成されていない平滑な内径の一定の内周面部とを有する円筒状部と、
    上記円筒状部の外周であって、かつ上記両端面縁部の周方向に肉厚に設けられた肉厚縁部と、
    を有することを特徴とする筒状部品。
11. 上記両端面縁部に設けられた上記肉厚縁部は、外径が互いに異なることを特徴とする請求項１０に記載の筒状部品。
12. 射出成形により成形される筒状部品において、
    両端面が開放された円筒状部と、
    上記円筒状部の一端部近傍外周に設けられた雄ねじ部と、
    上記円筒状部の他端面縁部の周方向に、肉厚に設けられた肉厚縁部と、
    を有することを特徴とする筒状部品。

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