JP2016000495A - 射出成形用金型及び筒状部材成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コスト化を図りつつ筒状部材の肉厚を均一にする。
【解決手段】キャビティ２の底部の突起２ａをコア３の先端面の凹部３ａに進入させ、キャビティ２の突起２ａの先端面２ｃとコア３の凹部３ａの底面３ｂとの間に隙間Ｓを形成した状態で、キャビティ２の突起２ａを、コア３の凹部３ａに連なり前方、側方に延びる複数の溝３ｃ，３ｃ同士間に形成された区画凸部３ｅの内面に当接させてコア３を両端支持し、キャビティ２の突起２ａの注入口２ｂから溶融樹脂を隙間Ｓに注入し、隙間Ｓの溶融樹脂を溝３ｃに流入させ、溝３ｃを通しコア３の前方及び側方へ流させて、隙間Ｓの樹脂により筒状部材１の底部の凹部の底１ｇを成形し、筒状部材１の底部を軸線方向に貫く支持用の貫通孔を不要としつつ、溝３ｃの樹脂により筒状部材１の内周面のリブ１ｅを成形し、溝３ｃから流出したキャビティ２とコア３との間の樹脂により筒状部材１の外形を成形する。
【選択図】図１５

Description

本発明は、射出成形用金型及びこの射出成形用金型を用いた筒状部材成形方法に関する。

従来、有底の筒状部材、例えばペンシル容器のキャップ等を製造する方法としては、雌型のキャビティ内に雄型のコア（コアピン）を挿入し、注入口（ゲート）より溶融樹脂を射出して成形する方法が広く知られているが、この成形方法では、特に軸線方向に細長い筒状部材を成形する場合、溶融樹脂をキャビティ内に射出する際の射出圧力により、片持ち支持であるコアの軸心がぶれ、成形品である筒状部材の肉厚に偏りが生じてしまうことがある。

この筒状部材の肉厚の偏りをなくす成形方法としては、キャビティ底部に凸部を設けると共に、コアの先端部に上記凸部が挿嵌可能な凹部を設け、キャビティの凸部をコアの先端部の凹部に挿嵌させコアの先端部をキャビティの凸部で支持した状態で、キャビティ内周面とコア外周面との間の空間に溶融樹脂を射出して成形する方法がある。この方法では、コアが両端支持のため、コアの軸心のぶれが抑制され、成形品の肉厚の偏りをなくすことはできるが、成形品の底部に、上記凸部に対応した貫通孔が開いてしまい、後工程で貫通孔の孔埋め作業が必要で、手間がかかっていた。また、この方法では、溶融樹脂の注入口は、貫通孔を避けて貫通孔の横に位置しており、溶融樹脂の射出時には、コアやキャビティに常に負荷がかかる状態になっていた。

そこで、以下の特許文献１にあっては、キャビティの底部に略円錐台形状の凸部を設けると共に、コアの先端部に略円錐台形状の凹部を設け、これらの略円錐台形状の凹部と凸部との間に所定の間隙を有するようにキャビティとコアを配置することで、略円錐台形状の全周の間隙に溶融樹脂が均等圧で流れるようにし、射出成形時のコアの軸心のぶれの抑制を図っている。また、注入口を横にずらす必要もなく、コアやキャビティにかかる負荷も抑えることができる。

特許４３２１８１１号公報

しかしながら、上記特許文献１の方法では、コアが片持ち支持であるという点には変わりがなく、従って、射出成形時にコアの軸心がぶれ、成形品である筒状部材の肉厚に偏りが生じてしまう。

そこで、本発明は、筒状部材の底部を軸線方向に貫く支持用の貫通孔が不要とされ、孔埋め作業の不要による低コスト化を図りつつ、射出成形時のコアの軸心のぶれを確実に防止でき、筒状部材の肉厚を均一にできる射出成形用金型、及び、この射出成形用金型を用いた筒状部材成形方法を提供することを目的としている。

本発明による射出成形用金型は、有底筒状のキャビティと、キャビティ内に挿入可能な柱状のコアと、を備え、キャビティ内にコアを挿入した状態で、キャビティの底部に設けられた注入口を通して溶融樹脂がキャビティ内に注入されることで、キャビティとコアとの間に筒状部材を成形するのを可能とする射出成形用金型であって、キャビティは、その内部に、底部から軸線方向に突出する柱状の突起を有すると共に、突起に、軸線方向に貫通する注入口を有し、コアは、その先端面に、軸線方向後端側にへこむ凹部と、凹部に連設されて前方及び側方に延び外部に開放される複数の溝と、溝により周方向に互いに離間して区画され溝及び凹部の底面より前方に凸となる区画凸部と、を有し、キャビティ内にコアを挿入した際に、キャビティの突起がコアの凹部に進入しキャビティの突起の外周面がコアの区画凸部の内面に当接すると共に、キャビティの突起の先端面とコアの凹部の底面との間に隙間が形成され、隙間と溝とが連通する構成である。

このような射出成形用金型によれば、柱状のコアの先端面には、軸線方向後端側にへこむ凹部と、凹部に連設されて前方及び側方に延び外部に開放される溝と、溝により周方向に互いに離間して区画され溝及び凹部の底面より前方に凸となる区画凸部と、が設けられ、キャビティの底部に設けられた突起がコアの凹部に進入し、キャビティの突起の先端面とコアの凹部の底面との間に隙間が形成された状態で、キャビティの突起の外周面がコアの区画凸部の内面に当接し、コアが両端支持された状態で、キャビティの突起に設けられた注入口から溶融樹脂が上記隙間に注入され、隙間に注入された溶融樹脂は溝に流入し、当該溝を通してコアの前方及び側方へ流れて行く。そして、隙間に充填された溶融樹脂により、成形品となる筒状部材の底部の凹部の底が成形され、溝に充填された溶融樹脂により、筒状部材の内周面のリブが成形され、溝から流出しキャビティとコアとの間に形成された空間に充填された溶融樹脂により、筒状部材の外形が成形されることになる。すなわち、筒状部材の底部を軸線方向に貫く支持用の貫通孔が不要とされ、孔埋め作業の不要による低コスト化を図りつつ、コアを両端支持できることにより射出成形時のコアの軸心のぶれを確実に防止でき、筒状部材の肉厚を均一にできる射出成形用金型を提供できる。

また、本発明による筒状部材成形方法は、上記射出成形用金型を用い、キャビティ内にコアを挿入し、キャビティの突起をコアの凹部に進入させてキャビティの突起の外周面をコアの区画凸部の内面に当接させると共に、キャビティの突起の先端面とコアの凹部の底面との間に隙間を形成した状態で、注入口を通して溶融樹脂を注入し、キャビティとコアとの間に形成された空間に筒状部材を成形することを特徴としている。

このような筒状部材成形方法によれば、上記射出成形用金型を用いているため、筒状部材の底部を軸線方向に貫く支持用の貫通孔が不要とされ、孔埋め作業の不要による低コスト化を図りつつ、コアを両端支持できることにより射出成形時のコアの軸心のぶれを確実に防止でき、筒状部材の肉厚を均一にできる筒状部材の成形方法を提供できる。

このように本発明によれば、筒状部材の底部において軸線方向に貫く支持用の貫通孔が不要とされ孔埋め作業の不要による低コスト化を図りつつ、コアを両端支持できることにより射出成形時のコアの軸心のぶれを確実に防止でき、筒状部材の肉厚を均一にできる。

本発明の実施形態に係る筒状部材成形方法により成形された筒状部材を示す前方斜視図である。 図１に示す筒状部材の後方斜視図である。 図１及び図２の筒状部材をリブを含む位置で切断し底部を残して示す縦断面斜視図である。 図３に示す筒状部材をリブを含む位置で切断した縦断面図である。 図３に示す筒状部材を４５°回転した位置で切断し底部を残して示す縦断面斜視図である。 図３に示す筒状部材を４５°回転した位置で切断した縦断面図である。 本発明の実施形態に係る筒状部材成形方法に用いられる射出成形用金型のうちのキャビティを示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る筒状部材成形方法に用いられる射出成形用金型のうちのコアを示す側面図である。 図８に示すコアを先端側から見た斜視図である。 図８に示すコアを図９の位置より多少左側から見た斜視図である。 図１０に示すコアの先端部の拡大斜視図である。 図１１に示すコアの先端部を溝を含む位置で切断した拡大縦断面図である。 図１１に示すコアの先端部を溝同士の間の位置で切断した拡大縦断面図である。 図７〜図１３に示す射出成形用金型を用いた筒状部材成形方法を説明するための説明図であり、筒状部材のリブを含む位置で切断した縦断面図である。 図１４に示す射出成形用金型を４５°回転した位置で切断した縦断面図である。

以下、本発明による射出成形用金型及びこの射出成形用金型を用いた筒状部材成形方法の好適な実施形態について図１〜図１５を参照しながら説明する。図１〜図６は、本発明の実施形態に係る筒状部材成形方法により成形された筒状部材を示す各図、図７は、筒状部材成形方法に用いられる射出成形用金型のうちのキャビティを示す縦断面図、図８〜図１３は、射出成形用金型のうちのコアを示す各図、図１４及び図１５は、射出成形用金型を用いた筒状部材成形方法の各説明図である。

本実施形態により得られる成形品である筒状部材は、ここでは、ペンシル型化粧料容器の容器後部を構成する軸筒とされている。図１及び図２に示すように、筒状部材１は、軸線方向に細長い有底円筒状を呈し、これより前側の構成部品（不図示）に回転可能に連結されるものである。すなわち、筒状部材１は、その先端の内周面に、前側の構成部品に軸線方向に係合し回転可能に連結される係合部１ａを備えている。係合部１ａは、ここでは、円環状の凸部とされている。なお、筒状部材１は、必ずしも先端の内周面に係合部１ａを備えていなくても良い。また、筒状部材１は、化粧料容器の構成部品に限定されるものではなく、例えば筆記用具等の構成部品であっても良く、要は、本発明に適用可能な射出成形による筒状部材であれば良い。

ここで、特に本実施形態の筒状部材１は、図２〜図６に示すように、底部１ｂの中央に、軸線方向後端側にへこむ凹部１ｃを備えている。凹部１ｃは、軸線方向視において円形を呈しへこんでいる。この凹部１ｃの内周面には、図２、図４及び図６に示すように、内外（凹部１ｃの内側と外側）を連通する開口１ｄが周方向に沿って複数個設けられてる。具体的には、開口１ｄは、底部１ｂの凹部１ｃ以外の平坦部１ｘの上面（係合部１ａ側の面）１ｙと凹部１ｃを構成する底１ｇの底面１ｚとの間で開口し、ここでは、周方向の４等配の位置に設けられている（周方向に沿って９０°ごとに離間して設けられている）。

凹部１ｃの底１ｇは所定厚に構成され、断面円形に構成されている。図３〜図６に示すように、凹部１ｃの周方向に沿って開口１ｄ、１ｄ同士の間で筒状部材１の内側には、平板状のリブ１ｅがそれぞれ設けられている。従って、リブ１ｅも周方向の４等配の位置に配置されている。なお、図３及び図５においては、図示手前側のリブ１ｅより奥側の部分が見えるように、図示手前側のリブ１ｅは破断して示されている（図３では１箇所、図５では２箇所）。

リブ１ｅは、その上面１ｆが、凹部１ｃの底１ｇの上面１ｈと面一を成すと共に、図４及び図６に示すように、その内側（軸線方向側）の側面１ｊのうちの係合部１ａ側の面が底１ｇの側面１ｉに連設されている。リブ１ｅの内側の側面１ｊは、底１ｇの側面１ｉに連設される部分を除く側面１ｑが、そのまま底部１ｂの平坦部１ｘの上面１ｙに達するまで延び、当該リブ１ｅの底面１ｋが底部１ｂの平坦部１ｘの上面１ｙに連設されると共に、リブ１ｅの外側の側面１ｍが、筒状部材１の円筒部１ｎの内周面１ｐに連設されている。

すなわち、図３〜図６に示すように、凹部１ｃを構成する底１ｇは、４箇所のリブ１ｅにより筒状部材１に連設されて支持されており、凹部１ｃの内周面において、平坦部１ｘの上面１ｙより係合部１ａ側の位置にあっては、周方向に沿って、開口１ｄ、リブ１ｅの内側の側面１ｊのうちの側面１ｑが交互に配置されて見える構成となっている。

なお、筒状部材１の凹部１ｃの内周面は、後端側に行くに従い細くなるテーパー面に構成されている。

因みに、筒状部材１のリブ１ｅは、ここでは、軸線方向に短くされているが、軸線方向先端側へ延ばし、延ばしたリブの先端部を、例えばクリック機構の一方を構成するクリック歯等とすることもできる。

次に、筒状部材１を成形するための射出成形用金型について説明する。

図１４及び図１５に示すように、本実施形態の射出成形用金型１００は、キャビティ２と、キャビティ２内に挿入可能なコア（コアピン）３と、を備える。

図７に示すように、キャビティ２は、軸線方向に長い有底円筒状を呈し、筒状部材１の外周面を成形するための内周面を有する。このキャビティ２の内部には、底部から軸線方向先端側（図示左側）へ突出する円柱状の突起２ａが設けられている。突起２ａは、筒状部材１の凹部１ｃの内周面に対応するものであり、先端側（図示左側）に行くに従い細くなるテーパー面に構成されている。そして、キャビティ２の底部及び突起２ａの中央には、これらを軸線方向に貫通し、溶融樹脂を突起２ａの先端からキャビティ２内に注入するための注入口（ゲート）２ｂが設けられている。

図８〜図１０に示すように、コア３は、軸線方向に細長い円柱状を呈し、筒状部材１の内周面を成形するための外周面を有する。コア３の先端面の中央には、図９〜図１３に示すように、軸線方向後端側にへこむ凹部３ａが設けられている。凹部３ａは、キャビティ２の突起２ａが進入するものであり、軸線方向視において円形を呈しへこんでいる。この凹部３ａは、キャビティ２の突起２ａが所定の深さまで進入するように、図１２及び図１３に示すように、所定の深さまでがキャビティ２の突起２ａのテーパ状の外周面に合致するテーパ状の内周面に構成されると共に、それより後端側の凹部３ａの底面３ｂまでが、内周面が傾斜しない断面円形の凹部とされている。

図９〜図１３に示すように、凹部３ａには、その軸心から側方及び前方に延びて外部に開放される溝３ｃが連設されている。溝３ｃは、凹部３ａの軸心から十字状に延び、各溝３ｃの底面３ｄは、凹部３ａの底面３ｂと面一にされている。そして、これらの溝３ｃにより、周方向に互いに離間して区画され溝３ｃの底面３ｄ及び凹部３ａの底面３ｂより前方に凸となる区画凸部３ｅが形成されている。この区画凸部３ｅは、軸線方向視において略扇形を呈している。

さらに、コア３は、図８〜図１０に示すように、後端部の外周面に、筒状部材１の内周面の円環状の凸部である係合部１ａを成形するための円環状の凹部３ｆを備えている。

次に、このような射出成形用金型１００を用いた筒状部材成形方法について説明する。先ず、図１４及び図１５に示すように、キャビティ２内にコア３を挿入し、図１５に示すように、キャビティ２の突起２ａにコア３の凹部３ａを被せていき（突起２ａを凹部３ａに進入させ）、キャビティ２の突起２ａのテーパ状の外周面とコア３の区画凸部３ｅのテーパ状の内面３ｇ（図１１〜図１３参照）とを合わせ当接させた状態とする。これにより、コア３は、その先端部がキャビティ２の突起２ａにより支持され、従って、両端支持された状態とされる。なお、コア３の後端部は図面上支持が省略されているが、実際には、成形装置により支持されている。

この状態では、キャビティ２の突起２ａの先端面２ｃとコア３の凹部３ａの底面３ｂとの間に隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓは、断面円形で軸線方向に短尺な空間である。このとき、隙間Ｓとコア３の溝３ｃとは連通し、且つ、キャビティ２の底面２ｄとコア３の先端面との間、及び、キャビティ２の内周面とコア３の外周面との間に、筒状部材１の外形に対応する所定の隙間（空間）が形成される。

次いで、キャビティ２の注入口２ｂから溶融樹脂を隙間Ｓに注入する。すると、隙間Ｓに注入された溶融樹脂は溝３ｃに流入し、当該溝３ｃを通してコア３の前方及び側方へ流れて行く。

そして、隙間Ｓに充填された溶融樹脂により、成形品となる筒状部材１の底部１ｂの凹部１ｃの底１ｇが成形され、溝３ｃに充填された溶融樹脂により、筒状部材１の内周面のリブ１ｅが成形され、溝３ｃから流出しキャビティ２とコア３との間に形成された空間に充填された溶融樹脂により、筒状部材１の外形が成形されることになる。ここで、キャビティ２の注入口２ｂは軸心からずれていないため（注入口２ｂを敢えて軸心からずらす必要がないため）、射出成形時のコア３やキャビティ２にかかる負荷が抑えられている。なお、キャビティ２の突起２ａの外周面とコア３の区画凸部３ｅのテーパ状の内面３ｇとは接触する合わせ面となるため、当該部分は、筒状部材１の前述した開口１ｄとなる。

次いで、キャビティ２とコア３を離型すると（コア３をキャビティ２内から引き抜くと）、図１〜図６に示す筒状部材１が得られる。この離型の際にあっては、キャビティ２の突起２ａとコア３の区画凸部３ｅの内面３ｇとがテーパ面となっているため、容易に離型できる。

このように、本実施形態の射出成形用金型及び筒状部材の成形方法によれば、円柱状のコア３の先端面に、軸線方向後端側にへこむ凹部３ａと、凹部３ａに連設されて前方及び側方に延び外部に開放される溝３ｃと、溝３ｃにより周方向に互いに離間して区画され溝３ｃ及び凹部３ａの底面より前方に凸となる区画凸部３ｅと、が設けられ、キャビティ２の底部に設けられた突起２ａがコア３の凹部３ａに進入し、キャビティ２の突起２ａの先端面２ｃとコア３の凹部３ａの底面３ｂとの間に隙間Ｓが形成された状態で、キャビティ２の突起２ａの外周面がコア３の区画凸部３ｅの内面３ｇに当接し、コア３が両端支持された状態で、キャビティ２の突起２ａに設けられた注入口２ｂから溶融樹脂が隙間Ｓに注入され、隙間Ｓに注入された溶融樹脂は溝３ｃに流入し、当該溝３ｃを通してコア３の前方及び側方へ流れて行き、隙間Ｓに充填された溶融樹脂により、筒状部材１の底部１ｂの凹部１ｃの底１ｇが成形され、溝３ｃに充填された溶融樹脂により、筒状部材１の内周面のリブ１ｅが成形され、溝３ｃから流出しキャビティ２とコア３との間に形成された空間に充填された溶融樹脂により、筒状部材１の外形が成形されることになるため、筒状部材１の底部を軸線方向に貫く支持用の貫通孔が不要とされ、孔埋め作業の不要による低コスト化を図りつつ、コア３を両端支持できることにより射出成形時のコア３の軸心のぶれを確実に防止でき、筒状部材１の肉厚を均一にすることができる。

なお、筒状部材１において、当該筒状部材１の開口１ｄは、凹部１ｃの内周面においてリブ１ｅのない部分（本実施形態では４箇所）のみであるため、貫通孔を底部の中央に大きく開け内部が丸見えになってしまう従来技術に比して、その開口１ｄの大きさが最小限に抑えられていると共に、筒状部材１の凹部１ｃの底１ｇにより蓋がされたような状態で内部が覗けないようになっている。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、コア３の溝３ｃを４個としているが、４個に限定されるものではなく、成形性を考慮し溶融樹脂がバランス良く流れるように、溝３ｃは周方向に複数個均等配置されているのが好ましい。

また、上記実施形態においては、特に好ましいとして、キャビティ２を有底円筒状、コア３をキャビティ２に対応する円柱状、成形品である筒状部材１を有底円筒状としているが、キャビティ２を有底多角筒状、コア３をキャビティに対応する多角柱状、成形品である筒状部材１を有底多角筒状とすることもできる。

また、凹部３ａ及び当該凹部３ａに進入する突起２ａは、軸線方向視において円形以外の多角形としても良く、その形状は特に限定されない。

１…筒状部材、２…キャビティ、２ａ…キャビティの突起、２ｂ…注入口、２ｃ…突起の先端面、３…コア、３ａ…コアの凹部、３ｂ…凹部の底面、３ｃ…溝、３ｄ…溝の底面、３ｅ…区画凸部、３ｇ…区画凸部の内面、１００…射出成形用金型、Ｓ…隙間。

Claims (2)

1. 有底筒状のキャビティと、前記キャビティ内に挿入可能な柱状のコアと、を備え、前記キャビティ内に前記コアを挿入した状態で、前記キャビティの底部に設けられた注入口を通して溶融樹脂が前記キャビティ内に注入されることで、前記キャビティと前記コアとの間に筒状部材を成形するのを可能とする射出成形用金型であって、
   前記キャビティは、
   その内部に、前記底部から軸線方向に突出する柱状の突起を有すると共に、前記突起に、軸線方向に貫通する前記注入口を有し、
   前記コアは、
   その先端面に、軸線方向後端側にへこむ凹部と、前記凹部に連設されて前方及び側方に延び外部に開放される溝と、前記溝により周方向に互いに離間して区画され前記溝及び前記凹部の底面より前方に凸となる区画凸部と、を有し、
   前記キャビティ内に前記コアを挿入した際に、前記キャビティの前記突起が前記コアの前記凹部に進入し前記キャビティの前記突起の外周面が前記コアの前記区画凸部の内面に当接すると共に、前記キャビティの前記突起の先端面と前記コアの前記凹部の底面との間に隙間が形成され、前記隙間と前記溝とが連通する構成であることを特徴とする射出成形用金型。
2. 請求項１に記載の射出成形用金型を用い、
   前記キャビティ内に前記コアを挿入し、前記キャビティの前記突起を前記コアの前記凹部に進入させて前記キャビティの前記突起の外周面を前記コアの前記区画凸部の内面に当接させると共に、前記キャビティの前記突起の先端面と前記コアの前記凹部の底面との間に前記隙間を形成した状態で、前記注入口を通して溶融樹脂を注入し、前記キャビティと前記コアとの間に形成された空間に前記筒状部材を成形することを特徴とする筒状部材成形方法。

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