JP2007160683A - 樹脂成形用金型、樹脂成形品およびその成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェルドラインの発生を抑制することができ、高精度な樹脂射出成形を可能とする樹脂成形用金型等を提供する。
【解決手段】成形金型４０は、固定側型板４１と可動側型板４２とによって、ウォームギア３２のギア素形３２Ａと対応する型空間としてのキャビティ４４と、キャビティ４４に接続された駆動軸３１の周囲を巡る薄い円環状の第二ゲート４５と、第二ゲート４５に接続された駆動軸３１の周囲を巡る円環状の樹脂溜まり４６と、樹脂溜まり４６に溶融樹脂を圧入する第一ゲート４７と、を備えている。第二ゲート４５は、樹脂溜まり４６に第一ゲート４７が接続したゲート位置４５Ｇの流路間隔ＧＳより、駆動軸３１を挟んで対称の反ゲート位置４５Ｘの流路間隔ＸＳが広く設定されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、型空間に溶融樹脂を射出して樹脂成形品を成形するための樹脂成形用金型、それによる樹脂成形品およびその成形方法に関する。

従来金属を機械加工して形成していた機械部品を、射出成形による樹脂部品に置換することで、設計の自由度と生産性を向上させてコストダウンを図ることが行われている。
たとえば、電子写真方式を用いる画像形成装置等における駆動系（動力伝達系）の一部を、金属製歯車に代えてプラスチック歯車で構成することが行われる（特許文献１参照）。これにより、低騒音化、軽量化及びコスト低減化等の利点がある。
なお、歯車を射出成形によって樹脂で形成する場合、平歯車であればその型抜き方向を歯の延設方向に一致させることで単純な型抜きが可能であるが、たとえば、はすば歯車のように型抜き方向に対して歯がねじれていると、特許文献２に開示のごとき複雑な型構造が必要となる。

ここで、前述の駆動系等の歯車を射出成形による樹脂製に置換する際には、インサート成形によって樹脂歯車をその装着される軸に一体に成形すれば、後の組み立て工程を省略できるために合理的である。
インサート成形は、射出成形の金型の内部にインサート部材（この場合、軸）を挿置し、金型とインサート部材との間のキャビティ内に、加熱溶融した樹脂材（溶融樹脂）を射出圧入して冷却固化させて行う。インサート部材の樹脂部材が形成される部位には、樹脂部材とインサート部材の相対移動を防いで固定するために、樹脂部材が嵌入する係合部が形成される。

特開２００５−９１８２６号公報 実開平２−１２８１１号公報

ところで、樹脂射出成形では、ゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂が、キャビティ内で合流すると、その合わせ目に筋（ウェルドライン）を生じさせることがある。
ウェルドラインは、外観上好ましくないだけでなく、その発生位置の曲げ強度や衝撃強度が他の部分に比較して低下するといった不都合や、樹脂製品の部品精度にばらつきを生じさせる。また、円形の成形品の場合、真円度を低下させる原因となる。
特に、歯車等の中心部に軸穴等を有する成形品では、ゲートからキャビティ内に圧入された溶融樹脂が、軸穴等を形成するためのコアピンで一度左右に分流されて、コアピンを回り込んだ後に再度合流することからウェルドラインを生じやすい。また、軸がインサートされたものも同様に、軸を回り込む樹脂によってウェルドラインを生じやすい。このため、歯車等を射出成形によって形成する場合には、ウェルドラインを極力生じさせないようにゲートの形状や配置を設定することが重要である。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、ウェルドラインの発生を抑制することができ、高精度な樹脂射出成形を可能とする樹脂成形用金型等を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の樹脂成形用金型は、略円筒状の樹脂成形品を射出成形によって成形する金型であって、樹脂成形品と対応する略円筒状のキャビティと、キャビティの周方向全周に亘って、たとえばキャビティの内周に沿って設けられキャビティに接続するフィルムゲートと、キャビティの周方向全周に亘って設けられてフィルムゲートに接続する樹脂溜まりと、樹脂溜まりに接続されて樹脂溜まりに樹脂を供給する樹脂供給路と、を備え、フィルムゲートは、その流路間隔が、樹脂溜まりへの樹脂供給路の接続位置より、接続位置から最も離間した対称位置では広く設定されていることを特徴とする。

また、他の発明の樹脂成形用金型として、軸状の内挿金物が一体に形成されたインサート樹脂成形品を射出成形によって成形する金型であって、インサート樹脂成形品と対応する略円筒状のキャビティと、キャビティの略中央に内挿金物を支持する支持部と、支持部によって支持された内挿金物の周囲を囲む環状に形成されてキャビティに連続するフィルムゲートと、内挿金物の周囲を囲む環状に形成されてフィルムゲートに接続する樹脂溜まりと、樹脂溜まりに樹脂を供給する樹脂供給路と、を備え、フィルムゲートは、その流路間隔が、樹脂溜まりへの樹脂供給路の接続位置より、接続位置から最も離間した対称位置では広く設定されていることを特徴とする。
ここで、フィルムゲートの対称位置における流路間隔は、たとえば、接続位置における流路間隔の１．５乃至２．０倍に設定されていることを特徴とする。

本発明の樹脂成形品は、金型を用いる射出成形によって成形された樹脂成形品であって、金型によって成形された略円筒状の本体部と、本体部のたとえば内周に沿って周方向全周に亘って設けられて本体部と連続するフィルムゲート部と、フィルムゲート部の周方向全周に亘って設けられてフィルムゲート部と連続する樹脂溜まり部と、を備え、フィルムゲート部は、その厚さが、樹脂溜まり部への樹脂注入位置より、樹脂注入位置から最も離間した対称位置では厚く形成されていることを特徴とする。

また、本発明の他の樹脂成形品は、金型を用いるインサート成形によって軸状の内挿金物が一体に成形された樹脂成形品であって、金型によって成形された略円筒状の本体部と、本体部の略中央に一体に挿置された内挿金物と、内挿金物の全周囲に亘って設けられて本体部と連続するフィルムゲート部と、内挿金物の全周囲に亘って設けられてフィルムゲート部と連続する樹脂溜まり部と、を備え、フィルムゲート部は、その厚さが、樹脂溜まり部への樹脂注入位置より、樹脂注入位置から最も離間した対称位置では厚く形成されていることを特徴とする。
ここで、フィルムゲート部の対称位置における厚さは、たとえば、樹脂注入位置における厚さの１．５乃至２．０倍に設定されていることを特徴とする。

本発明の樹脂成形品の成形方法は、略円筒状の樹脂成形品を、樹脂成形品と対応する型空間を有する金型を用いて射出成形によって成形する方法であって、金型に形成された供給路を介して型空間と対応する円環状の樹脂溜まりに圧入された溶融樹脂を、樹脂溜まりから、型空間内に、型空間と略対応する薄膜円環状に絞った形状で、供給路から樹脂溜まりへの供給側とは対称側により多く供給して注入することを特徴とする。

また、本発明の他の樹脂成形品の成形方法は、軸状の内挿金物が一体に形成されたインサート樹脂成形品を、樹脂成形品と対応する型空間を有する金型を用いて射出成形によって成形する方法であって、金型に形成された供給路を介して型空間と対応する形状の樹脂溜まりに圧入された溶融樹脂を、樹脂溜まりから、型空間内に、内挿金物の全周を巡る薄膜状に絞った形状で、供給路から樹脂溜まりへの供給側とは対称側により多く供給して注入することを特徴とする。

以上のように構成された本発明の樹脂成形用金型等によれば、ウェルドラインの発生を抑制して、高精度な樹脂成形品を得ることが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用された画像形成装置１０の概念図、図２はその感光体ドラム駆動機構２０の説明図であり、図１と対応している。
画像形成装置１０は、タンデム型と呼ばれる中間転写方式のデジタルカラープリンタであって、各色の階調データに対応して画像形成を行う複数の画像形成ユニット１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）を備えている。各画像形成ユニット１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）は周回駆動される中間転写ベルト１３の移動方向に沿って並列に配置されている。そして、画像形成ユニット１１Ｙはイエロー、画像形成ユニット１１Ｍはマゼンタ、画像形成ユニット１１Ｃはシアン、画像形成ユニット１１Ｋはブラックのそれぞれ画像形成を行う。なお、以下の説明では、特に各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋと対応させて区別する必要のある場合にのみ、各部材の符号の後にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付し、その他の場合には省略する。

各画像形成ユニット１１には、トナー像を担持する感光体ドラム１２がそれぞれ設けられている。各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２は、感光体ドラム駆動機構２０によって等しい回転速度で同期して回転駆動されるようになっている。
そして、画像形成装置１０は、電子写真方式によって各画像形成ユニット１１が形成した各色成分トナー像を中間転写ベルト１３に順次転写（一次転写）してカラー画像とし、この中間転写ベルト１３上に転写された重畳トナー画像を記録媒体としての記録用紙Ｐに一括転写（二次転写）した後、定着させて出力するものである。

感光体ドラム駆動機構２０は、図２に示すように、駆動ウォームギア軸３０と、駆動モータ２１と、駆動モータ２１からの駆動力を駆動ウォームギア軸３０に伝達するギア列２２と、から構成されており、画像形成装置１０の背面側に設けられている。
駆動ウォームギア軸３０は、剛性を確保するためにたとえばＳＵＳ（ステンレス合金鋼）等の金属材料で形成された駆動軸３１に、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ（各感光体ドラム１２）とそれぞれ対応する４個のウォームギア３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋを備えて構成されている。

そして、駆動ウォームギア軸３０は、駆動軸３１が少なくとも２箇所で軸受け３３によって回転自在に支持されて、その軸方向を各感光体ドラム１２のドラム回転軸１２Ａに対して直交する方向として配設されている。その両端には、駆動軸３１の回転ムラを抑制した状態で駆動軸３１を保持するための球体３４が、画像形成装置１０の図示しないフレームに固定された球体受け板３５によって落下不能に設けられている。
駆動軸３１に固定された各ウォームギア３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋは、それぞれ各感光体ドラム１２の各ドラム回転軸１２Ａに固定されたウォームホイール２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋと噛合している。
このような構成の感光体ドラム駆動機構２０は、駆動モータ２１の回転によってギア列２２を介して駆動ウォームギア軸３０が回転駆動され、その各ウォームギア３２がそれぞれウォームホイール２３を回転駆動する。これにより、駆動ウォームギア軸３０の回転によって、各感光体ドラム１２を同時に等しい速度で回転駆動するようになっているものである。

なお、感光体ドラム駆動機構２０は、感光体ドラム１２と接触する部材が同期して回転する場合には、感光体ドラム１２を回転駆動するのみでなくそれらの駆動手段を兼ねるように構成しても良い。例えば、本実施の形態のごとき中間転写ベルト１３を備えた画像形成装置１０の場合では、中間転写ベルト１３の駆動手段として機能させることができ、また、記録用紙を直接搬送する装置の場合では、記録用紙の搬送機構における駆動手段としての機能を兼ねることができる。

ここで、駆動ウォームギア軸３０のウォームギア３２およびこれと噛合するウォームホイール２３には、回転ムラを抑制してモーションクオリティを向上させるために高い精度が求められる。ここにいう精度とは、真円度や歯形精度（例えば、歯形誤差、歯すじ誤差、歯溝のふれ、ピッチ誤差等）等である。
駆動ウォームギア軸３０のウォームギア３２と、ウォームホイール２３とは、樹脂射出成形によって形成されており、ここに、本発明の実施の形態が適用されている。詳しくは後述するが、駆動ウォームギア軸３０は、インサート成形によって駆動軸３１とウォームギア３２とが一体に成形されて、また、ウォームホイール２３は通常の成形型によって成形されている。

ウォームギア３２およびウォームホイール２３の樹脂材料としては、摺動性や耐磨耗性に優れる熱可塑性樹脂が好ましい。ウォームギア３２の樹脂材料としては、たとえば、ナイロン系の樹脂にチタン酸カリウムウィスカを配合したものや、ポロフェニレンサルファイド系樹脂にチタン酸カリウムウィスカを配合したもの等が用いられる。また、ウォームホイール２３の樹脂材料としては、たとえば、ＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂およびそれにフッ素樹脂、ガラス繊維または炭素繊維を配合したもの等が用いられる。

つぎに、駆動ウォームギア軸３０の成形について説明する。駆動ウォームギア軸３０は、前述のごとくインサート成形によって、ウォームギア３２と駆動軸３１とが一体に成形される。
図３は駆動ウォームギア軸３０をインサート成形する成形金型４０の可動側型板４２の平面図である。図４（ａ）は成形金型４０によって成形されるギア組素材３０Ａを示し，（ｂ）はその駆動軸３１を示す。また、図５は成形金型４０の割面（パーティングラインＰＬ）と直交する断面図である。図６（ａ）は型空間（キャビティ４４）と樹脂流路を説明する透視斜視図，（ｂ）は成形品（ギア組素材３０Ａ）の斜視図である。図７（ａ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面図，（ｂ）は図６（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、図５および図６は概念を示すもので、図２とは異なり一つのウォームギアギア素形３２Ａに駆動軸３１をインサート成形する図になっている。

図３に示す成形金型４０は、一度の成形工程で二組の駆動ウォームギア軸３０（ギア組素材３０Ａ）を成形することのできる二個取りの金型である。本実施の形態では、各ウォームギア３２の最終的な歯は切削加工によって形成される。このため、成形金型４０は図４（ａ）に示すように各ウォームギア３２を歯のない円柱状のギア素形３２Ａに成形する。射出成形によって最終的な歯形を形成することも可能であるが、その場合には、回転しながらその歯部位を型抜きする型構造が必要となる。なお、ギア素形３２Ａは、ウォームギア３２に単純に切削代のみを加えた形状ではなく、後述する第二ゲート４５及び樹脂溜まり４６によって形成される部位（第二ゲート部４５Ａ及び樹脂溜まり部４６Ａ）が付加された形状となっている。これら第二ゲート部４５Ａ及び樹脂溜まり部４６Ａは成形のためのものであってウォームギア３２の機能としては必要のないものであり、成形後に切除しても良いものである。しかし、ウォームギア３２の機能を阻害しない形状として、付加したままにして切除加工によるコストアップを抑制するものである。

成形金型４０は、図５に示すように、固定側型板４１と可動側型板４２との一対の型板によって構成されている。
両型板４１，４２は、両者の間にセットされる内挿金物としての駆動軸３１の軸芯に設定されたパーティングラインＰＬで分割されており、その分割部にギア組素材３０Ａと対応する形状の凹型部４３が形成されている。
凹型部４３は、駆動軸３１を保持する保持部４３Ａと、ウォームギア３２のギア素形３２Ａと対応する形状の型部４３Ｂとで形成されている。そして、保持部４３Ａに駆動軸３１を保持した状態で、駆動軸３１と型部４３Ｂとによってウォームギア３２のギア素形３２Ａと対応する型空間としてのキャビティ４４を形成するようになっている。このキャビティ４４に樹脂が射出圧入されることで、ウォームギア３２のギア素形３２Ａと駆動軸３１とが一体に成形される。なお、駆動軸３１のギア素形３２Ａ形成部位には、図４（ｂ）に示すように係合部３１Ａが形成されており、両者が移動不能に強固に一体化するようになっている。この係合部３１Ａは、軸の一部を断面Ｄ字形に切削加工して形成されてものである。
キャビティ４４には、樹脂供給路としての第一ゲート４７（図５には表れない）を介して可動側型板４２に削成されたランナ４８（図５には表れない）が接続されている。ランナ４８には、固定側型板４１に形成されたスプール４９が接続される。

そして、固定側型板４１は射出成形装置の固定側取り付け板５１に固定され、可動側型板４２は可動側取り付け板５２に固定される。これら型板４１，４２は、可動側取り付け板５２の移動によって図５中左右方向に開閉される。
また、可動側取り付け板５２には、可動側型板４２を貫通して先端が保持部４３Ａまたはスプール４９に達するエジェクタピン５３が、エジェクタプレート５４によって固定されて設けられている。このエジェクタピン５３は、型開き時に図示しないエジェクタロッドによるエジェクタプレート５４の操作によって可動側型板４２から突出し、成形終了後のギア組素材３０Ａを可動側型板４２から取り出すように作用する。

ここで、中央に駆動軸３１が位置して円筒状を呈するキャビティ４４に、仮に、サイドゲート等のゲートを直接接続して、そのゲートから溶融樹脂を射出注入した場合、溶融樹脂の流れが駆動軸３１によって分岐されて２つ以上のフローフロント(流動先端部)が形成される。その結果、ゲートと反対の側でそのフローフロントが会合してウェルドラインを生じてしまう。
本実施の形態では、このようなウェルドラインの生成を防ぐために、第一ゲート４７とキャビティ４４の間に樹脂溜まり４６と第二ゲート４５とを備えている。
樹脂溜まり４６は、駆動軸３１の周囲を巡る円環状に所定容量として形成されており、その周面にサイドゲートである第一ゲート４７が接続されている。
第二ゲート４５は、駆動軸３１の周面に沿って薄い円環状に形成されたフィルムゲートであって、樹脂溜まり４６とキャビティ４４とを接続している。
そして、ランナ４８から供給された溶融樹脂は、第一ゲート４７から一旦樹脂溜まり４６に流入した後、第二ゲート４５からキャビティ４４に射出注入されるようになっている。

このような樹脂流路構成では、溶融樹脂は第一ゲート４７から圧入されて樹脂溜まり４６に充満した後、薄膜円環状の第二ゲート４５で駆動軸３１の周囲を巡る薄板円環状に絞られて、円環状のキャビティ４４に射出注入される。このため、キャビティ４４に射出注入された溶融樹脂のフローフロントは、キャビティ４４の内部を第二ゲート４５の側から逆側に向かって同時に進むこととなり、フローフロントの会合がなくウェルドラインは生じ難い。

さらに、第二ゲート４５は、その断面図である図７（ａ）に示すように、樹脂溜まり４６に第一ゲート４７が接続した位置（ゲート位置４５Ｇ）と、駆動軸３１を挟んだ対称位置（反ゲート位置４５Ｘ）とでは、流路間隔が異なっている。すなわち、駆動軸３１を挟んでゲート位置４５Ｇと対称の位置にある（換言すれば最も離間した位置にある）反ゲート位置４５Ｘの流路間隔ＸＳが、ゲート位置４５Ｇの流路間隔ＧＳより広く設定されている。図７（ａ）の例では、断面が真円の駆動軸３１に対して、断面が真円の第二ゲート４５を反ゲート位置４５Ｘ側に所定量偏心して位置させることで、流路間隔ＧＳ，ＸＳの差が設定されている。

このように、ゲート位置４５Ｇの流路間隔ＧＳより反ゲート位置４５Ｘの流路間隔ＸＳが広く設定された第二ゲート４５では、第一ゲート４７から樹脂溜まり４６に圧入された溶融樹脂を、第一ゲート４７からの距離の遠近に拘わらずより均等な状態でキャビティ４４内に射出注入することができる。
すなわち、第二ゲート４５の間隔が周方向で均一である場合には、第二ゲート４５を通過するための条件は周方向どこも同じである。従って、第一ゲート４７から樹脂溜まり４６に圧入された溶融樹脂は第一ゲート４７の近傍の部位からキャビティ４４に流入し易い。その結果、第一ゲート４７の近傍の部位で溶融樹脂のキャビティ４４への流入が先行し、反ゲート位置４５Ｘとの間で溶融樹脂のキャビティ４４への流入の開始時間および流入量に差を生ずる虞がある。つまり、第二ゲート４５の周方向で溶融樹脂のキャビティ４４への流入が不均一となる虞がある。その結果、フローフロントの会合によるウェルドラインを生ずる可能性が出てくる。

本構成では、反ゲート位置４５Ｘにおける第二ゲート４５の流路間隔が、ゲート位置４５Ｇより広く形成されているため、第一ゲート４７から樹脂溜まり４６に圧入された溶融樹脂は、相対的に間隔の広い反ゲート位置４５Ｘからキャビティ４４に流入し易くなる。従って、反ゲート位置４５Ｘとゲート位置４５Ｇとの流路間隔ＧＳ，ＸＳの差を、第一ゲート４７からの距離が近いことによるキャビティ４４への流入し易さと、流路間隔ＸＳが広いことによるキャビティ４４への流入し易さとがバランスするように設定することで、第二ゲート４５の周方向で溶融樹脂のキャビティ４４への流入の開始時間および流入量を均一化することが可能となる。そのように設定することにより、樹脂溜まり４６に圧入された溶融樹脂が、駆動軸３１の周囲を巡る周方向に均等な円環状で第二ゲート４５から逆側に向かって同時に進んでキャビティ４４内に注入されることとなり、ウェルドラインを生ずる虞が極めて小さいものとなる。

第二ゲート４５の流路間隔は、キャビティ４４に溶融樹脂を良好に注入し得るようにゲート位置４５Ｇにおける流路間隔ＧＳをまず設定し、これを基準として反ゲート位置４５Ｘにおける流路間隔ＸＳを所定量広く設定する。たとえば、反ゲート位置４５Ｘにおける流路間隔ＸＳを、ゲート位置４５Ｇにおける流路間隔ＧＳの約１．５〜２倍に設定することが好ましい。
一例を示すと、駆動軸３１の直径が８ｍｍで、第二ゲート４５を厚さ０．２〜０．４ｍｍで均等に形成して樹脂溜まり４６からキャビティ４４に溶融樹脂を良好に射出注入できる場合、ゲート位置４５Ｇはその厚さを適用して０．３ｍｍとし、反ゲート位置４５Ｘではその約１．５〜２倍の０．４５〜０．６ｍｍに設定すれば良い。実際にこのような仕様で成形実験を行ったところ、ウェルドラインの発生の全くない極めて良好な結果が得られた。

このように、ゲート位置４５Ｇの流路間隔ＧＳより反ゲート位置４５Ｘの流路間隔ＸＳが広く設定された第二ゲート４５を備えた成形金型４０によって成形されたウォームギアギア素形３２Ａは、第二ゲート４５によって成形された第二ゲート部４５Ａの厚さが周方向で不均一になる。すなわち、図７（ｂ）に示すように、ゲート位置４５Ｇと対応するゲート部４５ＡＧが薄く、反ゲート位置４５Ｘと対応する反ゲート部４５ＡＸが厚く形成される。この第二ゲート部４５Ａは、前述のごとく機能的には不要の部位であって周方向で厚さが不均等であっても何ら問題はなく、必要であれば切除しても良いものである。
なお、本実施の形態の型構造は、パーティングラインを駆動ウォームギア軸３０（ギア組素材３０Ａ）の駆動軸３１の中心に設定した例であるが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。たとえば、一つのウォームギア３２（ギア素形３２Ａ）と軸とインサート成形によって形成する場合には、軸と直交する方向にパーティングラインを設定した型構造としても良い。だたし、その場合、樹脂溜まり４６と第二ゲート４５がアンダーカットとなるために、つぎに説明するウォームホイール２３の場合と同様にスライドコア等を用いることが必要となる。

つぎに、ウォームホイール２３に本発明を適用した実施の形態を説明する。これは、前述の実施の形態とは異なり、インサート成形ではない通常の射出成形によってその歯（ヘリカルギア２３Ｇ）も同時に成形する例である。
図８は成形品であるウォームホイール２３を示し、（ａ）は縦断面図，（ｂ）はそのＣ−Ｃ断面図である。また、図９はその一個取りの成形金型７０のパーティングラインＰＬと直交する断面図である。
ウォームホイール２３は、図８に示すように、中央に軸穴２３Ｂを備えるリング状で、その外周面にヘリカルギア２３Ｇが形成されている。この構成例においても、後述する第二ゲート６２によって成形された第二ゲート部６２Ａと、樹脂溜まり６３によって成形された樹脂溜まり部６３Ａとが付加されている。

ウォームホイール２３を成形する成形金型７０は、図９に示すように、固定側型板７１と可動側型板７２との一対の型板と、軸穴２３Ｂを形成するコアピン７３と、可動側型板７２に装着されたギア型７４と、型板７１，７２の間に介設されたスライドコア７６，７７とによって構成されている。
パーティングラインＰＬは、可動側型板７２とスライドコア７６，７７との分割面に設定されている。そして、可動側型板７２とコアピン７３とがウォームホイール２３と対応する形状の型空間としてのキャビティ６１を形成し、アンダーカットとなる第二ゲート６２および樹脂溜まり６３をスライドコア７６，７７が形成する型構造となっている。
固定側型板７１には、樹脂供給路としての第一ゲート６４およびランナ６５が形成されている。この固定側型板７１は、ストリッパープレート７１Ａを介して射出成形装置の固定側取り付け板８１に固定されている。ランナ６５には、固定側取り付け板８１およびストリッパープレート７１Ａに貫通形成されたスプール６６が接続している。

可動側型板７２は、ウォームホイール２３の外周のヘリカルギア２３Ｇを形成する略円筒状のギア型７４が、ボールベアリング７５を介して回転自在に装着されると共に、その中央にコアピン７３が設けられている。そして、コアピン７３と、ギア型７４と、スライドコア７６，７７とで、ウォームホイール２３と対応する形状のキャビティ６１を形成している。この可動側型板７２は、受け板７２Ａを介して可動側取り付け板８２に固定されている。
また、可動側取り付け板８２には、受け板７２Ａおよび可動側型板７２を貫通して先端がキャビティ６１に達するエジェクタピン７８がエジェクタプレート７９によって固定されている。エジェクタピン７８は、型開き時にエジェクタロッド８３によるエジェクタプレート７９の操作によって可動側型板７２から突出し、成形終了後のウォームホイール２３を可動側取り付け板８２から取り出すように作用する。

スライドコア７６，７７は、キャビティ６１の中心（コアピン７３の中心）でパーティングラインＰＬと直交する方向（図９中上下）に分割されており、コアピン７３との間に、キャビティ６１に接続するフィルムゲートである薄膜状の第二ゲート６２と、この第二ゲート６２に接続する樹脂溜まり６３とを形成している。これらスライドコア７６，７７はパーティングラインＰＬと直交する方向にスライド移動して開閉する。そのスライド駆動構造は、詳細は省略するが、アンギュラピンによって可動側型板７２の移動に伴って駆動される構造や、油圧シリンダによって移動駆動する構造が適用できる。
樹脂溜まり６３は、コアピン７３の周囲に円環状に形成され、その側面に固定側型板７１に形成されたピンゲートである第一ゲート６４が接続されている。
第二ゲート６２は、コアピン７３の周囲に薄い円環状に形成され、樹脂溜まり６３とキャビティ６１とを接続している。

ここで、第二ゲート６２は、前述の実施の形態における第二ゲート４５（図７参照）と同様に、樹脂溜まり６３に第一ゲート６４が接続した位置（接続位置）とコアピン７３を挟んだ対称位置とでは流路間隔が異なり、その対称位置（接続位置から最も離間した位置）の流路間隔が接続位置より広く設定されている。これにより、樹脂溜まり６３に圧入された溶融樹脂が、コアピン７３の周囲を巡る円環状に連続して周方向のどこも同じタイミングで第二ゲート６２からキャビティ６１内に充填されることとなり、ウェルドラインの発生のない成形が可能となる。
このような構造の第二ゲート６２を有する成形金型７０によって成形されたウォームホイール２３は、図８（ｂ）に示すように、その第二ゲート部６２Ａの厚さが第二ゲート６２の形状を反映して周方向で異なる。つまり、樹脂溜まり６３に第二ゲート６２が接続された樹脂注入位置であるゲート部６２ＡＧより、その対称位置である反ゲート部６２ＡＸが厚くなる。この第二ゲート部６２Ａおよび第二ゲート部６２Ａを介して連結する樹脂溜まり部６３Ａは、前述の実施の形態と同様に使用環境が許せばそのままとしても良く、また、切除しても良いものである。

上記のごとく構成された成形金型７０では、第一ゲート６４から樹脂溜まり６３に圧入された溶融樹脂が、第二ゲート６２からキャビティ６１に射出注入されて樹脂成形が行われる。この第二ゲート６２からのキャビティ６１への溶融樹脂の注入時、溶融樹脂は前述のごとくコアピン７３の周囲を巡る円環形状で注入され、ウェルドラインのない成形が行える。成形終了後は、可動側型板７２およびスライドコア７６，７７を退避移動させて、ウォームホイール２３をエジェクタピン７８によってキャビティ６１から押し出す。このとき、ボールベアリング７５の作用によってギア型７４が回転し、かじりを生ずることなくヘリカルギア２３Ｇを型抜きできる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、樹脂成形品の形状や型構造等は適宜変更可能なものである。

図１は本実施の形態が適用された画像形成装置の概念図である。 感光体ドラム駆動機構の説明図である。 駆動ウォームギア軸を成形する成形金型の可動側型板の平面図である。 （ａ）は成形金型によって成形されるギア組素材を示す図，（ｂ）はその駆動軸を示す図である。 成形金型のパーティングラインと直交する断面図である。 （ａ）はキャビティと樹脂流路を説明する透視斜視図，（ｂ）はギア組素材の斜視図である。 （ａ）は図６（ａ）のＡ−Ａ断面図，（ｂ）は図６（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 ウォームホイールを示し、（ａ）は縦断面図，（ｂ）はそのＣ−Ｃ断面図である。 ウォームホイールを成形する成形金型のパーティングラインと直交する断面図である。

符号の説明

２３…ウォームホイール（樹脂成形品，本体部）、３０…駆動ウォームギア軸、３１…駆動軸（内挿金物）、３２…ウォームギア（樹脂成形品，本体部）、３２Ａ…ギア組素形（本体部）、４０，７０…成形金型、４４，６１…キャビティ（型空間）、４５，６２…第二ゲート（フィルムゲート）、４５Ａ，６２Ａ…第二ゲート部、４５ＡＧ，６２ＡＧ…ゲート部（樹脂注入位置）、４５ＡＸ，６２ＡＸ…反ゲート部（樹脂注入位置から最も離間した対称位置）、４５Ｇ…ゲート位置（樹脂供給路の接続位置）、４５Ｘ…反ゲート位置（接続位置から最も離間した対称位置）、４６，６３…樹脂溜まり、４６Ａ，６３Ａ…樹脂溜まり部、４７，６４…第一ゲート（樹脂供給路）、ＧＳ，ＸＳ…流路間隔

Claims (10)

1. 略円筒状の樹脂成形品を射出成形によって成形する金型であって、
   前記樹脂成形品と対応する略円筒状のキャビティと、
   前記キャビティの周方向全周に亘って設けられて当該キャビティに接続するフィルムゲートと、
   前記キャビティの周方向全周に亘って設けられて前記フィルムゲートに接続する樹脂溜まりと、
   前記樹脂溜まりに接続されて当該樹脂溜まりに樹脂を供給する樹脂供給路と、
   を備え、
   前記フィルムゲートは、その流路間隔が、前記樹脂溜まりへの前記樹脂供給路の接続位置より、当該接続位置から最も離間した対称位置では広く設定されていることを特徴とする樹脂成形用金型。
2. 前記フィルムゲートは、前記キャビティの内周に沿って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形用金型。
3. 軸状の内挿金物が一体に形成されたインサート樹脂成形品を射出成形によって成形する金型であって、
   前記インサート樹脂成形品と対応する略円筒状のキャビティと、
   前記キャビティの略中央に前記内挿金物を支持する支持部と、
   前記支持部によって支持された前記内挿金物の周囲を囲む環状に形成されて前記キャビティに連続するフィルムゲートと、
   前記内挿金物の周囲を囲む環状に形成されて前記フィルムゲートに接続する樹脂溜まりと、
   前記樹脂溜まりに樹脂を供給する樹脂供給路と、
   を備え、
   前記フィルムゲートは、その流路間隔が、前記樹脂溜まりへの前記樹脂供給路の接続位置より、当該接続位置から最も離間した対称位置では広く設定されていることを特徴とする樹脂成形用金型。
4. 前記フィルムゲートの前記対称位置における流路間隔は、前記接続位置における流路間隔の１．５乃至２．０倍に設定されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の樹脂成形用金型。
5. 金型を用いる射出成形によって成形された樹脂成形品であって、
   前記金型によって成形された略円筒状の本体部と、
   前記本体部の周方向全周に亘って設けられて当該本体部と連続するフィルムゲート部と、
   前記フィルムゲート部の周方向全周に亘って設けられて当該フィルムゲート部と連続する樹脂溜まり部と、
   を備え、
   前記フィルムゲート部は、その厚さが、前記樹脂溜まり部への樹脂注入位置より、当該樹脂注入位置から最も離間した対称位置では厚く形成されていることを特徴とする樹脂成形品。
6. 前記フィルムゲート部は、前記本体部の内周に沿って設けられていることを特徴とする請求項５に記載の樹脂成形品。
7. 金型を用いるインサート成形によって軸状の内挿金物が一体に成形された樹脂成形品であって、
   前記金型によって成形された略円筒状の本体部と、
   前記本体部の略中央に一体に挿置された前記内挿金物と、
   前記内挿金物の全周囲に亘って設けられて前記本体部と連続するフィルムゲート部と、
   前記内挿金物の全周囲に亘って設けられて前記フィルムゲート部と連続する樹脂溜まり部と、
   を備え、
   前記フィルムゲート部は、その厚さが、前記樹脂溜まり部への樹脂注入位置より、当該樹脂注入位置から最も離間した対称位置では厚く形成されていることを特徴とする樹脂成形品。
8. 前記フィルムゲート部の前記対称位置における厚さは、前記樹脂注入位置における厚さの１．５乃至２．０倍に設定されていることを特徴とする請求項５，６または７に記載の樹脂成形品。
9. 略円筒状の樹脂成形品を、当該樹脂成形品と対応する型空間を有する金型を用いて射出成形によって成形する方法であって、
   前記金型に形成された供給路を介して前記型空間と対応する円環状の樹脂溜まりに圧入された溶融樹脂を、当該樹脂溜まりから、前記型空間内に、当該型空間と略対応する薄膜円環状に絞った形状で、前記供給路から前記樹脂溜まりへの供給側とは対称側により多く供給して注入することを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
10. 軸状の内挿金物が一体に形成されたインサート樹脂成形品を、当該樹脂成形品と対応する型空間を有する金型を用いて射出成形によって成形する方法であって、
    前記金型に形成された供給路を介して前記型空間と対応する形状の樹脂溜まりに圧入された溶融樹脂を、当該樹脂溜まりから、前記型空間内に、前記内挿金物の全周を巡る薄膜状に絞った形状で、前記供給路から前記樹脂溜まりへの供給側とは対称側により多く供給して注入することを特徴とする樹脂成形品の成形方法。

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