JP2014046636A - 成形部品及びその成形部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲート残り部を処理するための特別な工程段階及び成形設備を必要とせずに、ゲート残り部が別の部品と干渉しないように構成された成形部品及びその成形部品の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、一次成形によって成形される一次成形品１０と、二次成形によって一次成形品の外表面に成形される二次成形品２０とから構成される成形部品５であって、一次成形品の外表面には凹部１３が設けられ、凹部内部に一次成形品のゲート残り部１７ｂが収容されている、成形部品を提供する。
【選択図】図６Ｂ

Description

本発明は、成形部品とその成形部品の製造方法とに関する。

二色成形技術を用いることによって、一次成形により形成した、軸体となる一次成形品の外周面に、グリップとなる二次成形品を二次成形することにより構成される、筆記具の前軸となる成形部品が公知である。この前軸は、後軸と接続することにより筆記具の軸筒を形成する。このような成形部品を成形するために、成形金型には、成形品の形状に対応するキャビティに成形部材を注入するためのゲートが設けられる。成形品が成形された後には通常、成形品にはゲート残りと呼ばれる成形部材のゲート位置から突出するゲート残り部が形成されることになる。

一般的には、軸体となる一次成形品の部材は比較的硬質な成形材料から構成される。したがって、一次成形品のゲート残り部が筆記具の外表面に形成されていると、使用者がその筆記具を把持したときに、使用者の手や指がこのゲート残り部に触れ、不快感を与えてしまうおそれがある。そのため、筆記具の外表面にゲート残り部が含まれないようにするために、前軸の後端面にゲートを設ける場合がある。

特開平１１−０３４５６９号公報

しかしながら、前軸の後端面にゲート残り部が設けられた場合、そのゲート残り部が前軸から後ろ方向に、ひいては後軸が在る方向に突出することになる。ゲート残り部を含む前軸の後端面が後軸の前端面と当接するような設計の軸筒の場合、前軸が後軸と接続するときに、実際にはこのゲート残り部が後軸の前端面と当接することになる。例えば、前軸が後軸と螺合接続によって接続する場合、本来前軸の後端面と当接すべき後軸の部分が、ゲート残り部と干渉つまり当接した時点で、前軸と後軸とが接続されたものと使用者が勘違するおそれがある。さらには、ゲート残り部の突出高さに相当する隙間が前軸と後軸との間の接続部に生じ、その結果、前軸と後軸との接続が十分にされないおそれがある。

このようなゲート残り部の干渉を防ぐために、ゲート残り部を処理すべくこれらを切断及び／又は研磨する工程段階を導入すると製造工程が増え、製造コストの増加につながることになる。別の方法として、バルブゲート方式の成形金型を採用してゲート残りを発生しないようにすることもできる（特許文献１参照）。しかしながら、金型製造のコストの増大につながるだけでなく、金型製造自体も困難にもなるおそれがある。

したがって、本発明の目的は、ゲート残り部を処理するための特別な工程及び成形設備を必要とせずに、ゲート残り部が別の部品と干渉しないように構成された成形部品及びその成形部品の製造方法と、その成形部品を含む軸筒とを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明によれば、
一次成形によって成形される一次成形品と、二次成形によって一次成形品の外表面に成形される二次成形品とから構成される成形部品であって、
一次成形品の外表面には凹部が設けられ、
凹部内部に一次成形品のゲート残り部が収容されている、
成形部品が提供される。

さらに、上述の成形部品に別の部品を接続することによって構成される軸筒が提供される。

さらに、上記課題を解決するために、本発明によれば、
成形部品を製造する方法であって、
一次成形によって一次成形品を成形する一次成形段階であって、
一次成形品の外表面には凹部が設けられ、
凹部内部に一次成形品のゲート残り部が存在する、
一次成形段階と、
二次成形を行うために、一次成形品と二次成形金型部分とによって、二次成形部材を注入するキャビティを作成する二次キャビティ作成段階であって、
一次成形品のゲート残り部が、凹部から一次成形品の外表面を越えて突出するときに、二次成形金型によって押し潰されて凹部内に収容されるように構成される、
二次キャビティ作成段階と、
二次成形によって一次成形部品の外表面に二次成形部品を成形する二次成形段階と、
を含む、
成形部品の製造方法が提供される。

本発明により、ゲート残り部を処理するための特別な工程段階及び金型を必要とせずに、ゲート残り部が別の部品と干渉しないように構成された成形部品及びその成形部品の製造方法と、その成形部品を含む軸筒とを提供することができる。

本発明の実施形態に係る、軸筒が適用される筆記具の正面図。 図１の軸筒の部品図。 図２の軸筒の断面図。 本発明の実施形態に係る成形部品である前軸の外観形状を示す正面図。 図４の成形部品のＶ−Ｖ線による断面図。 一次成形段階後の、本発明の実施形態に係る成形部品である前軸の図５のＶＩ部の拡大断面図。 図５のＶＩ部拡大図。 本発明の実施形態に係る成形部品の一次成形をするための一次成形装置の断面図。 本発明の実施形態に係る成形部品の二次成形をするための二次成形装置の断面図。

本発明は上述の図面を参照しつつより詳細に記載される。なお、図面は、本発明の理解を容易にし、図面の記載を簡略化するために実際の構成要素の大きさ、縮尺、形状とは異なって描かれる場合があることに留意されたい。

これより、図１〜図６Ｂを参照して本発明の実施形態に係る軸筒１及び前軸５（成形部品）について説明する。図１は、本発明の実施形態である軸筒１が適用される筆記具１００の正面図であり、その一例としてノック式ボールペンを示している。なお説明の便宜上、本明細書において、図１に示したように、筆記具１００の先端すなわちペン先側を筆記具１００の「前」側と定義し、筆記具１００の軸線Ｌに沿って筆記具１００のペン先とは反対側を筆記具１００の「後」側と定義する。

図１の筆記具１００は、前後方向に延在する軸筒１と、筆記具用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ている、軸筒１の内部に配置されたリフィル（図示せず）と、軸筒１の後端部に設けられたクリップ部３とを有する。リフィルを後方に付勢する、軸筒１内部に配置されたばね（図示せず）の付勢力に抗してクリップ部３を前後方向に移動させることで、リフィルの先端を軸筒１の前端部から進退させることができる。

図２は、図１の軸筒１の部品図である。図２に示される軸筒１は、筒形状の前軸５および後軸７を有し、前軸５は、二色成形技術により射出成形される成形品である。前軸５は、図２では先端部が外表面に露出している、例えば軸体を構成する第一成形品１０と、その外周面に装着された、例えばグリップ部を構成する第二成形品２０とを有する。

図３は、図２の軸筒の断面図である。図３では、クリップ部及び軸筒内部のリフィル及びバネ等の構成要素を省略している。前軸５は、その先端部にかけて外径が徐々に小さくなっており、全体的に先細形状になっている。前軸５の後端部の外周面に設けられているネジ部６が、後軸７の前端部の内周面に設けられているネジ部８と噛み合うことによって、前軸５及び後軸７が螺合接続されている。このため、後軸７は前軸５に着脱可能であり、前軸５から後軸７を取り外すことで、軸筒内部のリフィルを容易に交換することができるようになっている。

前述のように、二次成形品２０は、二色成形によって一次成形品１０の外周面に装着されている。すなわち、一次成形品１０の外周面を被覆するように、二次成形品２０が一次成形品１０に一体に融着されている。

第一成形品１０は、前軸５と後軸７とが接続したときに後軸７の前端部に隣接する位置に径方向に突出した鍔部１０ｆを有する。鍔部１０ｆの上に装着されている二次成形品２０は、鍔部１０ｆが突出している分だけ厚さが薄くなっている。しかしながら、この鍔部１０ｆは必ずしも必要ではなく、当該部分では、第一成形品１０の外径はその隣接する部分と同じであってもよい。

本実施形態では、一次成形品１０は、例えばポリプロピレンや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ている。なお、後軸７も、一次成形品１０と同一の樹脂材によって構成されている。二次成形品２０は、例えば熱可塑性エラストマー等の軟質の樹脂材料によって構成されている。このため、二次成形品２０の弾性係数は、一次成形品１０および後軸７の弾性係数よりも小さい。なお、後軸７は、一次成形品１０とは別の材料によって製造されることもできるし、さらにいえば、成形技術によって製造されるものでなくてもよい。

図４は、本発明の成形部品の実施形態である前軸５の外観形状を示す正面図であり、図５は、図４の成形部品のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図４及び図５を参照すると一次成形品１０の後端部外表面に、径方向に窪んでいる凹部１３が設けられている。また、図４を参照すると、凹部１３は、径方向外側から見て円形形状をしている。

図６Ａは、一次成形後の、本発明の実施形態に係る成形部品である前軸５の図５のＶＩ部拡大断面図を示す。本実施形態では、凹部１３の底部に、後述する一次成形金型から成形材料を注入する箇所であるゲート３７（図７）の位置に対応する一次成形品１０の箇所であるゲート位置１５が設けられている。これにより、前軸５を成形するときの一工程段階である一次成形段階の後に、後述する一次成形金型のランナー３９（図７）から切断されたゲート残り部１７ａが、凹部１３内部に存在し、例えばこのゲート位置１５から径方向外向きに延びて凹部１３から突出することになる。

図６Ｂは、二次成形後の、本発明の実施形態に係る成形部品である前軸５の図５のＶＩ部の拡大断面図、つまり図５のＶ部の拡大図を示す。図６Ｂには、後述するように、ゲート残り部１７ａ（図６Ａ）が、二次キャビティ作成段階の際に、二次成形金型によって押し潰されて凹部１３の内部に収容されているゲート残り部１７ｂが示されている。ここで、「収容されている」とは、ゲート残り部１７ｂが、図６Ｂに示されているように一次成形品１０内部に凹部１３が形成する空間からはみ出さないように収められている状態のみならず、前軸５と後軸７とを接続する際に、後軸７がゲート残り部１７ｂと干渉しない程度であれば、ゲート残り部１７ｂが凹部１３の形成する空間から若干はみ出している状態も含むものとする。

凹部１３の窪みの容積は、ゲート残り部１７が押し潰されて収容されるだけの容積に十分に足りるように決められる。好ましくは、凹部１３の深さは０．２ｍｍ以上あることが望ましい。また、深さの最大は凹部１３が設置される部分における一次成形品１０の肉厚に応じて変わるが、凹部下の肉厚を０．３ｍｍ以上確保できる寸法が望ましい。
凹部１３の深さが０．２ｍｍ未満であると凹部１３空間の容積が十分でなく、凹部下の一次成形品１０の肉厚が０．３ｍｍ未満であると、薄くなりすぎて成形不良を引き起こすおそれがあるからである。

これより図７及び図８を参照して、上述の実施形態に係る成形部品である前軸５の製造方法を説明する。図７は、一次成形品１０を成形するための一次成形装置３０を示す断面図である。一次成形装置３０は、一次成形品１０の、ひいては前軸５の内表面の形状を画定するコアピン３１と一次成形品１０の外表面の形状を画定する一次成形金型３３とから構成される。コアピン３１と一次成形金型３３とによって包囲された空間に一次キャビティ３５が形成される。コアピン３１及び一次成形金型３３は、これらの境界において、一次キャビティ３５をシールするように、互いに当接している。

一次成形段階では、一次成形品１０の凹部１３の、上述の実施形態では底部に位置するゲート位置１５に対応する位置に設けられた、一次成形金型３３のゲート３７からランナー３９を介して、一次成形品１０の材料が注入されて、一次成形品１０が成形される。

次いで、一次成形品１０とコアピン３１とが一体となって、一次成形金型３３から取り除かれて、二次成形装置４０に移される。

図８は、二次成形品２０を成形するための二次成形装置４０を示す断面図である。図８を参照すると、一次成形品１０及びコアピン４１（コアピン３１と同一のものである。）が、二次成形品２０の外表面の形状を画定する二次成形金型４１に包囲されるように、二次成形装置４０内部に配置されている。それにより、一次成形品１０と二次成形金型４１とに包囲された空間に二次キャビティ４５が形成される。一次成形品１０及び二次成形金型４１は、これらの境界において二次キャビティ４５をシールするように、互いに当接している。

図８は現在、二次成形品２０に対応する二次キャビティ４５を作成する二次キャビティ作成段階にある。この段階では、図８から理解できるように、二次成形金型４３の一部が一次成形品１０の凹部１３の開口部に位置することになる。さらに、二次成形金型４３は一次成形部品１０の材料よりもはるかに硬質な金属等の材料から作成されており、かつ二次キャビティ４５をシールするための力が二次成形金型４１に印加される。したがって、図６Ａに示されているように、ゲート残り部１７ａが凹部１３から突出している場合に、この突出する部分が二次成形金型４３に当接して押し潰される。押し潰されたゲート残り部１７ｂは、図６Ｂに示されているように、凹部１３内部に収容され、もはや凹部１３から突出しない。

上述の実施形態の場合では、二次成形金型４３によって、凹部１３内部に存在しかつ凹部１３から突出するゲート残り部１７ａを押し潰すという構成から、凹部１３上に二次成形品２０が成形されることがない。したがって、この場合では、二次成形品２０が成形された後においても、凹部１３は、外部に、特に径方向外側に露出している。

次いで、二次成形段階では、二次成形金型４３のゲート（図示しない）からランナー（図示しない）を介して、二次成形品２０の材料が注入されて、二次成形品２０が成形される。この工程段階において、前述したように二次成形品２０が一次成形品１０に融着する。

以上の工程段階を経ることにより、上述の実施形態の成形部品である前軸５が成形される。

上述の実施形態に係る前軸５及び軸筒１、及び上述の実施形態に係る前軸５の製造方法によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）ゲート残り部１７ａが凹部１３に収容されることから、前軸５（成形部品）のゲート残り部１７ｂが後軸７（別の部品）に干渉しない。
（２）二次成形段階の際に一次成形品１０のゲート残り部１７ａの処理をするために、このための特別な工程段階を必要とせず、バルブゲートのような特殊な金型構造を持つ成形金型を使用する必要もなく、製造コストの増大を引き起こさない。
（３）一見すると、凹部１３なしに二次成形金型４３で一次成形品１０のゲート残り部１７ａを潰すことも考えられるが、この場合では、ゲート残り部１７ａが潰されて収容される空間がないために、一次成形品１０及び／又は二次成形金型４３が損傷するおそれがある。しかしながら、上述の実施形態では凹部１３が設けられ、ゲート残り部１７ａが潰されて収容される空間があるので、そのような欠点がない。

上述の実施形態では、凹部１３の表面形状は円形であるが、ゲート残り部１７ａを押し潰して収容できる空間を提供できるのであれば、矩形や正方形、五角形など、どのような形状でもよい。凹部１３の表面形状が円形であることは、ゲート残り部１７の材料が、押し潰されるときに全ての方向に均等に拡がることができるので好ましい。

上述の実施形態では、ゲート位置１５は凹部１３の底部に設けられたが、前軸５の成形後にゲート残り部１７ｂが凹部１３の内部に収容されるように構成されていれば、ゲート位置１５は凹部１３内表面のいずれの場所に設けられてもよい。

上述の実施形態では、ゲート残り部１７ａは、凹部１３から径方向に突出しているが、ゲート残り部１７ａの突出高さが低く、凹部１３内部に収容されている場合も考えられる。この場合では、二次成形金型４３によってゲート残り部１７ａを押し潰す必要がなく、一次成形品１０の外表面に凹部１３を設置してその内表面、特に底部にゲート位置１５を設けたことのみをもって上述した本発明の目的が達成されることになる。

上述の実施形態では、前軸５は、二色成形によって作成されているが、二色以上の、いわゆる多色成形によって製造されてもよい。多色成形の場合では、他の部品（後軸７）と干渉させたくないゲート残り部１７ａを含む成形品（上述の実施形態の場合は、一次成形品１０）を成形した後の工程段階における成形金型で、ゲート残り部１７ａを押し潰せばよいことが理解できるであろう。

上述の実施形態では、前軸５が二色成形で成形されているが、後軸７を二色成形で成形してもよい。この場合では、前軸５は、後軸７の一次成形品と同じ材料で構成されてもよいし、別の材料で構成されていてもよい。あるいは、前軸５及び後軸７の両方が二色成形技術により成形されていてもよい。

以上の記載では、上述した構成を有する、本発明に係る成形部品を含む、ノック式ボールペンに適用する軸筒について説明したが、本発明の成形部品を、シャープペンや万年筆等、他の筆記具の成形部品又は軸筒にも同様に適用することができる。あるいは本発明の成形部品及び軸筒を、化粧品等、筆記具以外の成形部品にも同様に適用することができる。すなわち、本発明の特徴及び機能を実現できる限り、本発明の成形部品及び軸筒は実施の形態に示されたものに限定されない。

１ 軸筒
５ 前軸（成形部品）
７ 後軸（別の部品）
１０ 第一成形品
１３ 凹部
１７，１７ａ，１７ｂ ゲート残り部
２０ 二次成形品
４３ 二次成形金型
４５ 二次キャビティ

Claims (5)

1. 一次成形によって成形される一次成形品と、二次成形によって一次成形品の外表面に成形される二次成形品とから構成される成形部品であって、
   一次成形品の外表面には凹部が設けられ、
   凹部内部に一次成形品のゲート残り部が収容されている、
   成形部品。
2. 二次成形品が成形された後においても、凹部が外部に露出している、
   請求項１に記載の成形部品。
3. ゲート残り部が押し潰されている、
   請求項２に記載の成形部品。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形部品に別の部品を接続することによって構成される軸筒。
5. 成形部品を製造する方法であって、
   一次成形によって一次成形品を成形する一次成形段階であって、
   一次成形品の外表面には凹部が設けられ、
   凹部内部に一次成形品のゲート残り部が存在する、
   一次成形段階と、
   二次成形を行うために、一次成形品と二次成形金型部分とによって、二次成形部材を注入する二次キャビティを作成する二次キャビティ作成段階であって、
   一次成形品のゲート残り部が、凹部から一次成形品の外表面を越えて突出するときに、二次成形金型によって押し潰されて凹部内に収容されるように構成される、
   二次キャビティ作成段階と、
   二次成形によって一次成形部品の外表面に二次成形部品を成形する二次成形段階と、
   を含む、
   成形部品の製造方法。

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