JP2014043077A - 軸筒の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型設計を制約することなく軸筒の外面上のゲート跡を使用者の目から完全に隠すことができる軸筒の成形方法が望まれている。
【解決手段】本発明は、二色成形によって軸筒を成形する方法であって、コアピンの外部から成形材料を供給する一次成形によってコアピンの外面上に貫通孔を有する軸筒の第１部品を成形する第１工程と、コアピンの内部から貫通孔を通して成形材料を供給する二次成形によって第１部品の外面上に軸筒の第２部品を成形する第２工程と、コアピンをコアピンの内部のランナーと共に第１部品から抜去する第３工程とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、二色成形によって軸筒を成形する方法に関する。

この種の成形方法の典型的な例として、筆記具用の軸筒を二色成形によって成形することが知られている。この場合、二色成形は、硬質樹脂から作られる軸筒本体を成形する一次成形と、軟質樹脂から作られるグリップを軸筒本体上に成形する二次成形とから成る。

二次成形では、典型的にはグリップの外周面上にゲートが設けられ、成形後にゲート跡がグリップの外周面に残される。このゲート跡は、グリップを把持したときに不快感を生じさせ又は外観上のデザイン性を低下させることがある。

この問題を軽減すべく、二次成形においてゲートをグリップの外周面上ではなくグリップの端部に設けることが特許文献１、２に開示されている。

特開２００２−６７５６７号公報 特開２００３−５４１８０号公報

特許文献１、２に記載の発明では、ゲート跡がグリップの外周面上ではなくグリップの端部に残される。しかしながら、この場合にも使用者がゲート跡を目にする機会を完全に無くすことはできない。また、面積が小さいグリップの端部にゲートが設けられるため、ゲート径又はランナーの取り回し等の金型設計について制約が発生し、ひいては成形不良の増加が引き起こされる。

そこで、金型設計を制約することなく軸筒の外面上のゲート跡を使用者の目から完全に隠すことができる軸筒の成形方法が望まれている。

本発明によれば、二色成形によって軸筒を成形する方法であって、コアピンの外部から成形材料を供給する一次成形によってコアピンの外面上に貫通孔を有する軸筒の第１部品を成形する第１工程と、コアピンの内部から貫通孔を通して成形材料を供給する二次成形によって第１部品の外面上に軸筒の第２部品を成形する第２工程と、コアピンをコアピンの内部のランナーと共に第１部品から抜去する第３工程とを含む方法が提供される。

好適な態様において、コアピンには、コアピンの軸線方向に延びるランナー空洞部と、貫通孔に対応する位置においてランナー空洞部からコアピンの外面を貫通するように延びるゲート穴部とが設けられ、第２工程において、第２部品の成形材料がランナー空洞部とゲート穴部と貫通孔とを順に通して第１部品の外面上に流し込まれる。

この場合、ゲート穴部がランナー空洞部からコアピンの外面を貫通するようにコアピンの径方向に延びることが好ましい。

本発明は、コアピンを分割してコアピンからランナーを取り出す第４工程を更に含んでもよい。

本発明は、第２工程において、コアピンのランナー空洞部及びゲート空洞部を加熱することを含んでもよい。

本発明によれば、二次成形におけるランナー及びゲートをコアピン内で比較的自由に配置することができるので、金型の設計を過度に制約することなく、ゲート跡を軸筒の内面に形成して使用者の目から完全に隠すことができる。このため、無理な金型設計によって成形不良を増加させることなく、軸筒を把持したときのゲート跡との接触による不快感、及びゲート跡によるデザイン性の低下を防止することができる。

図１は、本発明によって成形された軸筒を備えた筆記具を示す。 図２は、本発明によって成形された軸筒を示す。 図３は、一次成形における第１金型の内部を縦断面図で概略的に示す。 図４は、二次成形における第２金型の内部を縦断面図で概略的に示す。 図５は、本発明に使用されるコアピンの片半部の斜視図を示す。

以下、添付図面を参照して本発明を説明する。また、添付図面において同一の構成要素には同一の参照符号が付される。

図１は、本発明によって成形された前軸筒２を備えた筆記具１を示す。筆記具１は、この例ではノック式ボールペンである。なお、本明細書において、筆記具１の先端すなわちペン先側を筆記具１の「前」側と定義し、筆記具１の軸線に沿って筆記具１のペン先とは反対側を筆記具１の「後」側と定義する。

筆記具１は、前軸筒２と、前軸筒２に連結される後軸筒３と、前軸筒２及び後軸筒３の内部に収容されたレフィル（図示せず）と、後軸筒３の後端部に配置されたノック部４とを備える。前軸筒２は使用時に人の指によって把持される。レフィルは、インキを収容したインキ収容管の前端部にボールペンチップを装着して構成される。ノック部４は、指で前後に移動せしめられることによってレフィルの前端部（ボールペンチップ）を前軸筒２の前端部から出入させる。前軸筒２と後軸筒３とレフィルとノック部４とは、別々に作られ、その後、互いに組み立てられる。

図２は、組立前の前軸筒２を示す。前軸筒２は、軸筒本体５と、軸筒本体５の外面上に形成されたグリップ６とを備える。前軸筒２は、内部にレフィルを通すべく筒状の中空形状を有する。軸筒本体５の後部には螺旋状の溝が形成され、前軸筒２は螺合によって後軸筒３に連結される。

典型的には、軸筒本体５はポリプロピレン又はポリカーボネート等の硬質の樹脂材料によって構成され、一方、グリップ６は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等の軟質の樹脂材料によって構成される。前軸筒２は、射出成形の一種である二色成形によって成形される。二色成形は、軸筒本体５を成形する一次成形と、軸筒本体５の外面上にグリップ６を成形する二次成形とから成る。

以下、本発明に係る二色成形の方法と、二色成形に使用される金型の構成とを詳細に説明する。

図３は、一次成形における第１金型７の内部を縦断面図で概略的に示す。一次成形に使用される第１金型７は、前後に延びる円筒状のコアピン８と、コアピン８の周囲を囲む第１キャビティ９とを備える。コアピン８の外面は軸筒本体５の内面と相補的な形状である。また、コアピン８と第１キャビティ９との間の隙間は、軸筒本体５の外形に対応するように形成される。したがって、射出成形機のノズル（図示せず）から射出された成形材料をスプルー（図示せず）から第１キャビティ９内のランナー流路１０を通してこの隙間に流し込むことによって軸筒本体５を射出成形することができる。

コアピン８には、コアピン８の後端部から軸線方向に延びるランナー空洞部１１と、ランナー空洞部１１からコアピン８の外面を貫通するように径方向に延びるゲート穴部１２とが設けられる。ランナー空洞部１１及びゲート穴部１２はコアピン８内において比較的自由に配置される。例えば、ランナー空洞部１１はコアピン８の前端部から軸線方向に延びてもよい。ゲート穴部１２は、複数設けられてもよく、ランナー空洞部１１からコアピン８の外面を貫通するように斜めに延びてもよい。また、ゲート穴部１２におけるゲート径を、使用される射出成形機及び成形材料の特性等に応じて変更することができる。

ランナー空洞部１１及びゲート穴部１２は、後述する二次成形において使用される。一次成形では、ゲート穴部１２のコアピン８からの出口は第１キャビティ９の突起部１３によってシールされる。このことによって、ゲート穴部１２への成形材料の流入が防止されるとともに、第１キャビティ９の突起部１３には成形材料が流れ込まないので軸筒本体５の外面の一部に貫通孔が形成される。貫通孔は第１キャビティ９の突起部１３と相補的な形状を有する。一次成形後、軸筒本体５の外部とランナー空洞部１１とは貫通孔及びゲート穴部１２を介して連通される。

一次成形後、第１キャビティ９が型開きされ、成形された軸筒本体５を備えたコアピン８が、第１金型７から二次成形に使用される第２金型１４に回転等の手段によって移動せしめられる。図４は、二次成形における第２金型１４の内部を縦断面図で概略的に示す。第２金型１４は、第１工程で使用されたコアピン８と、コアピン８及び軸筒本体５の周囲を囲む第２キャビティ１５とを備える。軸筒本体５と第２キャビティ１５との間の隙間は、グリップ６の外形に対応するように形成される。したがって、射出成形機のノズル（図示せず）から射出された成形材料をスプルー（図示せず）からコアピン８内のランナー空洞部１１及びゲート穴部１２と軸筒本体５の貫通孔とを順に通してこの隙間に流し込むことによってグリップ６を射出成形することができる。二次成形では、グリップ６の内面が軸筒本体５の外面に溶着されるので、その後、使用時にグリップ６が軸筒本体５から抜けることが防止される。

二次成形後、コアピン８が軸筒本体５に対して後側に移動せしめられることによって軸筒本体５から抜去される。このとき、コアピン８内の硬化せしめられた成形材料（ランナー）は、コアピン８の移動による引張力によってゲート穴部１２のコアピン８からの出口においてグリップ６から分離されてコアピン８と共に軸筒本体５から抜去される。このとき、径方向に延びるゲート穴部１２内のランナーには均一な力が掛かるので、ランナーはグリップ６の内面上に残ることなくグリップ６から分離される。このため、グリップ６の内面上のゲート処理を行う必要はない。

コアピン８が抜去された後、第２キャビティ１５が型開きされて、成形された前軸筒２が取り出される。

コアピン８内に残されたランナーを処理してコアピン８を次の二色成形に再利用するためには、以下の二つの方法が考えられる。第一の方法では、コアピン８が分割可能となっており、軸筒本体５から抜去されたコアピン８を分割することによってランナーがコアピン８から取り除かれる。その後、コアピン８を再び組み立てて次の二色成形に再利用することができる。図５は、二分割されたコアピンの片半部８ａの斜視図を示す。なお、コアピン８の分割数は、コアピン８の形状に応じて三以上であってもよい。

第二の方法では、第２金型１４は、コアピン８のランナー空洞部１１及びゲート穴部１２をヒーター等によって加熱できるようになっている。このため、次の二次成形時にコアピン８内のランナーを加熱することによって再び溶解させることができるので、コアピン８を再利用することができる。この場合、当然のことながらコアピン８は分割される必要はない。

以上では、ノック式ボールペンの軸筒を成形する方法について説明してきたが、本発明の軸筒の成形方法は、上記の実施形態に限定されることなく、シャープペン等の他の筆記具の軸筒又は化粧品等の軸筒にも同様に適用することができる。

１ 筆記具
２ 前軸筒
３ 後軸筒
４ ノック部
５ 軸筒本体
６ グリップ
７ 第１金型
８ コアピン
８ａ コアピンの片半部
９ 第１キャビティ
１０ ランナー流路
１１ ランナー空洞部
１２ ゲート穴部
１３ 第１キャビティの突起部
１４ 第２金型
１５ 第２キャビティ

Claims (5)

1. 二色成形によって軸筒を成形する方法であって、
   コアピンの外部から成形材料を供給する一次成形によって該コアピンの外面上に貫通孔を有する前記軸筒の第１部品を成形する第１工程と、
   前記コアピンの内部から前記貫通孔を通して成形材料を供給する二次成形によって前記第１部品の外面上に前記軸筒の第２部品を成形する第２工程と、
   前記コアピンを該コアピンの内部のランナーと共に前記第１部品から抜去する第３工程と
   を含む方法。
2. 前記コアピンには、該コアピンの軸線方向に延びるランナー空洞部と、前記貫通孔に対応する位置において該ランナー空洞部から該コアピンの外面を貫通するように延びるゲート穴部とが設けられ、
   前記第２工程において、前記第２部品の成形材料が前記ランナー空洞部と前記ゲート穴部と前記貫通孔とを順に通して前記第１部品の外面上に流し込まれる、請求項１に記載の方法。
3. 前記ゲート穴部が前記ランナー空洞部から前記コアピンの外面を貫通するように該コアピンの径方向に延びる、請求項２に記載の方法。
4. 前記コアピンを分割して該コアピンから前記ランナーを取り出す第４工程を更に含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第２工程において、前記ランナー空洞部及びゲート穴部を加熱することを含む、請求項２又は３に記載の方法。

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