JP2021088152A

JP2021088152A - 射出成形装置および成形品

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Publication number: JP2021088152A
Application number: JP2019220690A
Authority: JP
Inventors: 一明青木; Kazuaki Aoki
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-06-10

Abstract

【課題】リサイクル材をほぼ出さずに、成形品の寸法精度、強度の向上を図ることができる射出成形装置の提供。【解決手段】固定プレートは、円形のゲート３３と、ゲートピン４１と、ゲートピン駆動部と、製品キャビティ３の周りを冷却する固定側冷却通路６３と、を有し、可動プレート２は、内部に挿入されたゲートピンの先端が軸線Ｏ１方向に往復動作可能な伸退部２２と、製品キャビティの周りを冷却する可動側冷却通路２３と、を有し、ゲートピンは、軸線方向に外周面が径方向に縮径された注入溝４２を有する。【選択図】図５

Description

本発明は射出成形装置および成形品に関する。

射出成形においては、環境保全の観点からも、樹脂製品のリサイクルと同時に成形時の廃棄物を減らすことが要求されている。

一般的に、成形された製品に対してランナーと称される不要部分が発生し、これをリサイクルすることがおこなわれている。

射出成形金型には、製品形状を転写する製品キャビティにランナー、ゲート、スプルーを介して溶融樹脂を射出する射出機が接続されている。

製品キャビティに対して樹脂を流し込む位置によって、製品の強度、寸法精度等が変化するため、この配置は配慮が必要である。
特に、軸対称な形状を有する製品においては、その中心付近から樹脂注入し径方向の外側に向けて樹脂を拡げるようにすることが知られている。
特許文献１には、例えば歯車などの貫通孔を有する製品として、製品キャビティを貫いて反対側の可動プレートの孔の内に挿入されるバルブピンを用いて成形することが記載されている。

特開昭６０−２５７２１４号公報

しかし、特許文献１の技術では、寸法精度、あるいは、強度が所定の基準を満たさない場合がある、という不具合があった。特に、形状の複雑な製品において、その傾向があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、リサイクル材をほぼ出さずに、製品の寸法精度、強度の向上を図る、という目的を達成しようとするものであった。

本発明の射出成形装置は、
射出成形金型と、前記射出成形金型に射出ノズルから溶融樹脂材料を射出する射出成形機と、を有し、
前記射出成形金型は、
固定プレートと、
前記固定プレートに対向して前記固定プレートとの間に製品キャビティを形成する可動プレートと、
を有し、
前記固定プレートは、
前記射出成形機から射出された溶融樹脂材料が流れる材料通路の最下流位置で前記製品キャビティの中心に開口する円形のゲートと、
前記ゲートから前記製品キャビティを貫通するとともに、前記ゲートから前記可動プレートに向かう軸線方向に往復動作して、前記ゲートを開閉するゲートピンと、
前記ゲートピンを前記軸線方向に往復動作するゲートピン駆動部と、
前記製品キャビティの周りを冷却する固定側冷却通路と、
を有し、
前記可動プレートは、
前記ゲートピンの軸線に沿って形成されその内部に挿入された前記ゲートピンの先端が前記軸線方向に往復動作可能な伸退部と、
前記製品キャビティの周りを冷却する可動側冷却通路と、
を有し、
前記ゲートピンは、前記軸線方向に外周面が径方向に縮径された注入溝
を有し、
前記注入溝は、
前記ゲートピンの軸線方向の動作によって、前記軸線方向において前記ゲートに対して前記固定プレート側となる閉塞位置と、前記軸線方向において前記ゲートに対して前記可動プレート側となる注入位置と、の間で移動して、前記製品キャビティに対する溶融樹脂の閉塞および注入を切り替える軸線方向長さを有し、
前記ゲートピン駆動部は、
前記閉塞位置において、前記ゲートピンの外周面が前記固定プレートと前記可動プレートとの間となる前記製品キャビティに最内周摺動面部として前記製品キャビティに露出する閉塞状態と、
前記注入位置において、前記注入溝が前記ゲートを跨いで前記材料通路側と前記製品キャビティ側とを繋いで溶融樹脂を前記製品キャビティ内に注入する注入状態と、
の間で前記ゲートピンを前記軸線方向に往復動作し、
前記製品キャビティは、前記ゲートピンの前記軸線に対称な形状を有し、
前記固定側冷却通路は、前記ゲートの径方向外側に配置され、
前記可動側冷却通路は、前記伸退部の径方向外側に配置され、かつ、前記固定側冷却通路よりも径方向内側で前記軸線方向において前記製品キャビティに近接する位置に配置される
ことにより上記課題を解決した。

本発明の射出成形装置において、
前記可動側冷却通路は、前記伸退部の周りを囲んで配置される
ことができる。

本発明の射出成形装置において、
前記ゲートピン駆動部は、
前記注入位置において前記可動側冷却通路によって冷却される前記ゲートピンの部分を、前記注入位置において前記ゲートよりも前記材料通路側となる前記軸線方向の位置まで、前記ゲートピンを前記軸線方向に移動する
ことができる。

本発明で上記のいずれかに記載の射出成形装置において、
前記製品キャビティは、
前記可動プレートに形成された、
前記ゲートの内周位置から径方向外側に向かう略平面の裏側最内周拡径面部と、
前記裏側最内周拡径面部の外周端から、前記軸線方向で前記固定プレートから前記可動プレートに向かう方向の略円筒面である裏側内摺動内周面部と、
前記裏側内摺動内周面部において前記裏側最内周拡径面部とは逆側の端部から径方向外側に向かう裏側内摺動端面部と、
前記裏側内摺動端面部の外周端から、前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう方向の略円筒面である裏側小段差面部と、
前記裏側小段差面部における前記軸線方向で前記固定プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側中拡径面部と、
前記裏側中拡径面部の外周端から前記軸線方向で前記固定プレートから前記可動プレートに向かう方向の略円筒面である裏側中摺動内周面部と、
前記裏側中摺動内周面部における前記軸線方向で前記可動プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側中端面部と、
前記裏側中端面部の外周端から、前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう方向の略円筒面である裏側中外周面部と、
前記裏側中外周面部における前記軸線方向で前記固定プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側外拡径面部と、
前記裏側外拡径面部の外周端から、前記軸線方向で前記固定プレートから前記可動プレートに向かう略円筒面の裏側縁内周面部と、
前記裏側縁内周面部における前記軸線方向で前記可動プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう最裏側縁端面部と、
前記最裏側縁端面部の外周端から、前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう方向の略円筒状であり周方向に凹凸を有する大歯車部と、
を有する
ことができる。

本発明の射出成形装置において、
前記製品キャビティは、
前記固定プレートに形成された、
前記ゲートの内周位置から径方向外側に向かう略平面の表側最内周拡径面部と、
前記表側最内周拡径面部の外周端から、前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう方向の略円筒面である表側内内周面部と、
前記表側内内周面部において前記表側最内周拡径面部とは逆側の端部から径方向外側に向かう表側内端面部と、
前記表側内端面部の外周端から、前記軸線方向で前記固定プレートから前記可動プレートに向かう方向の略円筒状であり周方向に凹凸を有する小歯車部と、
前記小歯車部における前記軸線方向で前記可動プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう表側中拡径面部と、
前記表側中拡径面部の外周端から前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう方向の略円筒面である表側小段差面部と、
前記表側小段差面部において前記表側中拡径面部とは逆側の端部から径方向外側に向かう表側中端面部と、
前記表側中端面部の外周端から前記軸線方向で前記固定プレートから前記可動プレートに向かう方向の略円筒面である表側中外周面部と、
前記表側中外周面部における前記軸線方向で前記可動プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう表側外拡径面部と、
前記表側外拡径面部の外周端から、前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう略円筒面の表側縁内周面部と、
前記表側縁内周面部における前記軸線方向で前記固定プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう表側縁端面部と、
を有する
ことができる。

本発明の成形品は、上記のいずれかに記載の射出成形装置によって成形された成形品であって、
中心に表裏を貫通する貫通孔を有し外周に小歯車の形成された内円筒部と、
前記内円筒部と同心状で前記内円筒部よりも拡径された中円筒部と、
前記中円筒部と同心状で前記中円筒部よりも拡径されて外周に大歯車の形成された縁円筒部と、
前記内円筒部の裏側端部と前記中円筒部の表側端部とを結んで径方向に沿って延びる中拡径部と、
前記中円筒部の裏側端部と前記縁円筒部の軸線方向の中心とを結んで径方向に沿って延びる外拡径部と、
を有し、
前記内円筒部は、
その内周面から径方向内側に向かう板状とされて内周端面に最内周摺動面の形成された内拡径部と、
前記内周面の前記内拡径部よりも裏側に形成された裏側内摺動内周面と、
前記内拡径部とは離間する裏側の端部に形成された裏側内摺動端面と、
を有し、
前記中円筒部は、内周面に形成された裏側中摺動内周面と、
を有し、
前記外拡径部は、厚みを増して周方向に互いに離間するように分割して形成されたスポーク部を
有する
ことができる。

本発明によれば、リサイクル材をほぼ出さずに、製品となる成形品の寸法精度、強度の向上を図ることができるという効果を奏することが可能となる。

本発明に係る成形品の実施形態を示す表面図である。本発明に係る成形品の実施形態を示す断面図である。本発明に係る成形品の実施形態を示す裏面図である。本発明に係る射出成形装置の実施形態を示す断面図である。本発明に係る射出成形装置の実施形態を示す拡大断面図である。本発明に係る射出成形装置の実施形態を示す拡大断面図である。

以下、本発明に係る射出成形装置および成形品の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における成形品を示す表面図であり、図２は、本実施形態における成形品を示す軸方向の断面図であり、図３は、本実施形態における成形品を示す裏面図であり、図において、符号Ｇは、製品となる成形品である。
本実施形態に係る成形品（ウォームホイールギア）Ｇは、図１〜図３に示すように、内拡径部Ｇ１と、内円筒部Ｇ２と、中拡径部Ｇ３と、中円筒部Ｇ４と、外拡径部Ｇ５と、縁円筒部Ｇ６と、を有する。

ウォームホイールギアＧは、その中心Ｏに表裏を貫通する貫通孔Ｇ０を有する。ウォームホイールギアＧは、中心Ｏを通る軸線Ｏ１に対して、軸対称な形状とされる。
ウォームホイールギアＧは、それぞれ径寸法の異なる３つの円筒である内円筒部Ｇ２と、中円筒部Ｇ４と、縁円筒部Ｇ６と、が同心状に３重の円筒として形成される。内円筒部Ｇ２と中円筒部Ｇ４とは、中拡径部Ｇ３により接続されている。中円筒部Ｇ４と縁円筒部Ｇ６とは、外拡径部Ｇ５により接続されている。

内円筒部Ｇ２は、貫通孔Ｇ０の周囲を囲み、表側と裏側とを結ぶ方向の軸線Ｏ１軸線とする円筒形状とされる。
内円筒部Ｇ２は、表側から裏側に向かう軸線Ｏ１に沿った外周に、小歯車Ｇ２６、裏側小段差面Ｇ２５が順に形成されている。内円筒部Ｇ２の外周には、小歯車Ｇ２６と裏側小段差面Ｇ２５との間に、中拡径部Ｇ３が接続される。
内円筒部Ｇ２において、小歯車Ｇ２６の表側は、表側内端面Ｇ２４に隣接する。
内円筒部Ｇ２において、裏側小段差面Ｇ２５の裏側は、裏側内摺動端面Ｇ２３に隣接する。
小歯車Ｇ２６は、軸線Ｏ１を中心に他の歯車等と噛み合って回転する。

内円筒部Ｇ２の内周側には、径方向内側に向かう板状の内拡径部Ｇ１が形成される。内拡径部Ｇ１は、円環状の板体とされ、外周縁部が内円筒部Ｇ２に接続される。内拡径部Ｇ１の内周側は円形の貫通孔とされる。
内円筒部Ｇ２の内周側は、軸線Ｏ１方向で内拡径部Ｇ１よりも表側が表側内内周面Ｇ２２とされ、裏側が裏側内摺動内周面Ｇ２１とされる。
内拡径部Ｇ１の最内周端面には、最内周摺動面Ｇ１１が形成される。

最内周摺動面Ｇ１１は、ウォームホイールギアＧが回転する際にウォームホイールギアＧを支持する支持軸等と摺動する面とされる。最内周摺動面Ｇ１１は、軸線Ｏ１と平行な円筒面として形成される。最内周摺動面Ｇ１１は、ウォームホイールギアＧの支持軸との摩擦が少なく、またウォームホイールギアＧの回転を安定させるために、寸法精度がφ８．１ｍｍ〜φ８．２ｍｍ、あるいは、表面粗さがＲｚ１０μｍとなるように形成される。

内円筒部Ｇ２の内周には、内拡径部Ｇ１よりも軸線Ｏ１方向で裏側に裏側内摺動内周面Ｇ２１が形成される。
裏側内摺動内周面Ｇ２１は、図２において、内拡径部Ｇ１よりも右側となる内円筒部Ｇ２の内周面に形成される。裏側内摺動内周面Ｇ２１は、最内周摺動面Ｇ１１よりも径寸法が大きく、軸線Ｏ１と平行な円筒面として形成される。裏側内摺動内周面Ｇ２１は、最内周摺動面Ｇ１１と同様に、ウォームホイールギアＧが回転する際にウォームホイールギアＧを支持する支持軸等と摺動する面とされる。
裏側内摺動内周面Ｇ２１は、最内周摺動面Ｇ１１と同様に、ウォームホイールギアＧの支持軸との摩擦が少なく、またウォームホイールギアＧの回転を安定させるために、寸法精度がφ１０．７５ｍｍ〜φ１０．８０ｍｍ、あるいは、表面粗さがＲｚ１０μｍとなるように形成される。

内円筒部Ｇ２には、内拡径部Ｇ１とは離間する裏側の端部に裏側内摺動端面Ｇ２３が形成される。裏側内摺動端面Ｇ２３は、裏側内摺動内周面Ｇ２１と隣接する。裏側内摺動端面Ｇ２３と裏側内摺動内周面Ｇ２１との境界部分は面取りされていることが好ましい。裏側内摺動端面Ｇ２３は、内円筒部Ｇ２の裏側端部全域に形成される。裏側内摺動端面Ｇ２３は、円環状の平面として形成される。裏側内摺動端面Ｇ２３は、軸線Ｏ１と直交する平面とされる。裏側内摺動端面Ｇ２３は、中円筒部Ｇ４によって囲まれた内部側に配置される。
裏側内摺動端面Ｇ２３は、最内周摺動面Ｇ１１および裏側内摺動内周面Ｇ２１と同様に、ウォームホイールギアＧが回転する際にウォームホイールギアＧを支持する支持軸等と摺動する面とされる。裏側内摺動端面Ｇ２３は、最内周摺動面Ｇ１１および裏側内摺動内周面Ｇ２１と同様に、ウォームホイールギアＧの支持軸との摩擦が少なく、またウォームホイールギアＧの回転を安定させるために、表面粗さがＲｚ１０μｍとなるように形成される。

内円筒部Ｇ２の裏側内摺動端面Ｇ２３に近接する外周側位置には、裏側小段差面Ｇ２５が形成される。裏側小段差面Ｇ２５は、軸線Ｏ１の周りに円筒面状に形成される。
内円筒部Ｇ２の裏側小段差面Ｇ２５に近接する外周側位置には、径方向外側に向けて拡径する中拡径部Ｇ３が接続される。内円筒部Ｇ２の外周において、裏側内摺動端面Ｇ２３と中拡径部Ｇ３との間に裏側小段差面Ｇ２５が配置される。
中拡径部Ｇ３は、円環状の平板とされる。中拡径部Ｇ３は、内円筒部Ｇ２の裏側となる端部付近と、中円筒部Ｇ４の表側となる端部付近と、を結ぶ。中拡径部Ｇ３は、その内周縁が内円筒部Ｇ２の外周に接続される。

中拡径部Ｇ３は、円環状の平板とされる。中拡径部Ｇ３は、軸線Ｏ１に直交する平面と略直交する方向に延在する。中拡径部Ｇ３の裏側面である裏側中拡径面Ｇ３３は、裏側内摺動端面Ｇ２３に略平行な平面とされる。中拡径部Ｇ３の裏側中拡径面Ｇ３３は、軸線Ｏ１方向で裏側内摺動端面Ｇ２３より表側に位置する。
中拡径部Ｇ３は、内円筒部Ｇ２の外周において、その接続位置よりも軸線Ｏ１方向で裏側に形成された裏側小段差面Ｇ２５に隣接する。中拡径部Ｇ３は、内円筒部Ｇ２の外周において、その接続位置よりも軸線Ｏ１方向で表側に形成された小歯車Ｇ２６に隣接している。

中拡径部Ｇ３は、その外周縁が中円筒部Ｇ４の内周面である裏側中摺動内周面Ｇ４１に接続される。中拡径部Ｇ３の外周は、中円筒部Ｇ４の表側中端面Ｇ４４付近に接続される。中拡径部Ｇ３は、中円筒部Ｇ４の表側中端面Ｇ４４よりも軸線Ｏ１方向でやや裏側に中拡径部Ｇ３の表側面である表側中拡径面Ｇ３４が位置する。中拡径部Ｇ３の表側面である表側中拡径面Ｇ３４は、表側小段差面Ｇ４２に隣接する。表側小段差面Ｇ４２は、軸線Ｏ１の周りに円筒面状に形成される。

中円筒部Ｇ４は、表側小段差面Ｇ４２が表側の表側中端面Ｇ４４に隣接する。中拡径部Ｇ３は、表側小段差面Ｇ４２により、中円筒部Ｇ４の表側中端面Ｇ４４よりも軸線Ｏ１方向でやや裏側となる位置に接続される。
中円筒部Ｇ４は、前記表側中端面Ｇ４４の径方向外側の端から軸線Ｏ１方向で表側から裏側に向かう方向の略円筒面である表側中外周面Ｇ４６を有する。中円筒部Ｇ４は、中円筒部Ｇ４との接続位置より裏側となる内周に裏側中摺動内周面Ｇ４１が形成される。

裏側中摺動内周面Ｇ４１は、略円筒状とされる。裏側中摺動内周面Ｇ４１は、裏側内摺動端面Ｇ２３、最内周摺動面Ｇ１１および裏側内摺動内周面Ｇ２１と同様に、ウォームホイールギアＧが回転する際にウォームホイールギアＧを支持する支持軸等と摺動する面とされる。裏側中摺動内周面Ｇ４１は、裏側内摺動端面Ｇ２３、最内周摺動面Ｇ１１および裏側内摺動内周面Ｇ２１と同様に、ウォームホイールギアＧの支持軸との摩擦が少なく、またウォームホイールギアＧの回転を安定させるために、寸法精度がφ２１．９３ｍｍ〜φ２１．９７ｍｍとなるように形成される。

中円筒部Ｇ４は、裏側中摺動内周面Ｇ４１に隣接する裏側端部に裏側中端面Ｇ４３が形成される。裏側中端面Ｇ４３は、円環状で軸線Ｏ１と直交する平面とされる。裏側中摺動内周面Ｇ４１と裏側中端面Ｇ４３との境界は面取りされていることができる。裏側中端面Ｇ４３は、摺動面とはされなくてもよい。
中円筒部Ｇ４は、裏側中端面Ｇ４３に隣接する外周が裏側中外周面Ｇ４５とされる。
中円筒部Ｇ４において、表側中外周面Ｇ４６と裏側中外周面Ｇ４５とは、略面一の円筒面とされる。表側中外周面Ｇ４６と裏側中外周面Ｇ４５とは、裏側中摺動内周面Ｇ４１と同心で裏側中摺動内周面Ｇ４１よりも大きな径寸法を有する円筒面とされる。

中円筒部Ｇ４の外周には、外拡径部Ｇ５が接続される。
外拡径部Ｇ５は、中円筒部Ｇ４の径方向外側に拡径する平板状とされる。外拡径部Ｇ５は、軸線Ｏ１に直交する平面と略直交する方向に延在する。
外拡径部Ｇ５には、厚さを増した凸部であるスポーク部Ｇ５９が形成される。
スポーク部Ｇ５９は、中円筒部Ｇ４の径方向外向きに延在する棒状に形成される。スポーク部Ｇ５９は、中円筒部Ｇ４の周方向に分割されて互いに間隔を有して離間するように配置される。スポーク部Ｇ５９は、外拡径部Ｇ５の裏側面である裏側外拡径面Ｇ５３と、外拡径部Ｇ５の表側面である表側外拡径面Ｇ５４と、にそれぞれ形成される。裏側外拡径面Ｇ５３と表側外拡径面Ｇ５４とに形成されたスポーク部Ｇ５９は、中円筒部Ｇ４の周方向において、互いにずれた位置に形成される。

スポーク部Ｇ５９は、裏側外拡径面Ｇ５３に６本、表側外拡径面Ｇ５４に６本、互いに中心角がずれて形成されることができる。さらに、同方向に延びるスポーク部Ｇ５９が、中円筒部Ｇ４の周方向に分割形成されることもできる。例えば、同方向に延びるスポーク部Ｇ５９が、同じ長さの２本に分割されていてもよい。
外拡径部Ｇ５の裏側面である裏側外拡径面Ｇ５３は、裏側内摺動端面Ｇ２３および裏側中端面Ｇ４３に略平行な平面とされる。外拡径部Ｇ５の裏側外拡径面Ｇ５３は、軸線Ｏ１方向で裏側中端面Ｇ４３より表側に位置する。

外拡径部Ｇ５の内周には、軸線Ｏ１方向で表側中外周面Ｇ４６と裏側中外周面Ｇ４５との間となる中円筒部Ｇ４の外周が接続される。
軸線Ｏ１方向における表側中外周面Ｇ４６の寸法は、軸線Ｏ１方向における裏側中外周面Ｇ４５の寸法よりも大きく設定される。つまり外拡径部Ｇ５は、軸線Ｏ１方向で裏側中端面Ｇ４３に近接する位置で中円筒部Ｇ４に接続される。

外拡径部Ｇ５の外周には、縁円筒部Ｇ６が接続される。
縁円筒部Ｇ６は、軸線Ｏ１を中心軸とする円筒状とされる。軸線Ｏ１方向における縁円筒部Ｇ６の長さ寸法は、軸線Ｏ１方向における中円筒部Ｇ４の長さ寸法より小さく設定される。
縁円筒部Ｇ６は、表側外拡径面Ｇ５４の外周端から、軸線Ｏ１方向で裏側から表側に向かう略円筒面の表側縁内周面Ｇ６２を有する。縁円筒部Ｇ６は、裏側外拡径面Ｇ５３の外周端から、軸線Ｏ１方向で表側から裏側に向かう略円筒面の裏側縁内周面Ｇ６１を有する。裏側縁内周面Ｇ６１と表側縁内周面Ｇ６２とは面一として形成される。

裏側縁内周面Ｇ６１と表側縁内周面Ｇ６２とは、スポーク部Ｇ５９を有する外拡径部Ｇ５を挟んで連続した円筒面とされる。裏側縁内周面Ｇ６１の軸線Ｏ１方向における長さ寸法と、表側縁内周面Ｇ６２の軸線Ｏ１方向における長さ寸法とは略等しく設定される。
縁円筒部Ｇ６は、表側縁内周面Ｇ６２における軸線Ｏ１方向で表側の端部から径方向外側に向かう表側縁端面Ｇ６４を有する。縁円筒部Ｇ６は、裏側縁内周面Ｇ６１における軸線Ｏ１方向で裏側の端部から径方向外側に向かう最裏側縁端面Ｇ６３を有する。

縁円筒部Ｇ６の外周には、略円筒状であり周方向に凹凸を有する大歯車Ｇ６５が形成される。大歯車Ｇ６５は、表側の端部が表側縁端面Ｇ６４に隣接する。大歯車Ｇ６５は、裏側の端部が最裏側縁端面Ｇ６３に隣接する。大歯車Ｇ６５における軸線Ｏ１方向の長さ寸法は、縁円筒部Ｇ６における軸線Ｏ１方向の長さ寸法とほぼ等しく設定される。
最裏側縁端面Ｇ６３と裏側中端面Ｇ４３とは、軸線Ｏ１に直交する同一平面上に形成されている。

縁円筒部Ｇ６には、表側縁端面Ｇ６４に凹溝Ｇ６８が形成される。凹溝Ｇ６８は、縁円筒部Ｇ６と同軸状に周方向に設けられる。凹溝Ｇ６８は、表側縁内周面Ｇ６２から径方向に等距離となるように設けられる。凹溝Ｇ６８の深さ寸法は、表側縁内周面Ｇ６２における軸線Ｏ１方向の長さ寸法とほぼ等しく設定される。

縁円筒部Ｇ６には、最裏側縁端面Ｇ６３に凹溝Ｇ６９が形成される。凹溝Ｇ６９は、縁円筒部Ｇ６と同軸状に周方向に設けられる。凹溝Ｇ６９は、裏側縁内周面Ｇ６１から径方向に等距離となるように設けられる。凹溝Ｇ６９の深さ寸法は、裏側縁内周面Ｇ６１における軸線Ｏ１方向の長さ寸法とほぼ等しく設定される。

本実施形態におけるウォームホイールギアＧは、図１〜図３に示すように、中心Ｏから裏側に、最内周摺動面Ｇ１１から径方向外側に向かう略平面の裏側最内周拡径面Ｇ１３と、裏側最内周拡径面Ｇ１３の外周端から、軸線Ｏ１方向で表側から裏側に向かう方向の略円筒面である裏側内摺動内周面Ｇ２１と、裏側内摺動内周面Ｇ２１において裏側最内周拡径面Ｇ１３とは逆側の端部から径方向外側に向かう裏側内摺動端面Ｇ２３と、裏側内摺動端部の外周端から、軸線Ｏ１方向で裏側から表側に向かう方向の略円筒面である裏側小段差面Ｇ２５と、裏側小段差面Ｇ２５における軸線Ｏ１方向で表側に近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側中拡径面Ｇ３３と、が形成される。

ウォームホイールギアＧは、裏側中拡径面Ｇ３３の外周端から軸線Ｏ１方向で表側から裏側に向かう方向の略円筒面である裏側中摺動内周面Ｇ４１と、裏側中摺動内周面Ｇ４１における軸線Ｏ１方向で裏側に近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側中端面Ｇ４３と、裏側中端面Ｇ４３の外周端から、軸線Ｏ１方向で裏側から表側に向かう方向の略円筒面である裏側中外周面Ｇ４５と、裏側中外周面Ｇ４５における軸線Ｏ１方向で表側に近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側外拡径面Ｇ５３と、が形成される。

ウォームホイールギアＧは、裏側外拡径面Ｇ５３の外周端から、軸線Ｏ１方向で表側から裏側に向かう略円筒面の裏側縁内周面Ｇ６１と、裏側縁内周面Ｇ６１における軸線Ｏ１方向で裏側に近接する側の端部から径方向外側に向かう最裏側縁端面Ｇ６３と、最裏側縁端面Ｇ６３の外周端から、軸線Ｏ１方向で裏側から表側に向かう方向の略円筒状であり周方向に凹凸を有する大歯車Ｇ６５と、が形成される。

本実施形態におけるウォームホイールギアＧは、図１〜図３に示すように、中心Ｏから表側に、最内周摺動面Ｇ１１から径方向外側に向かう略平面の表側最内周拡径面Ｇ１４と、表側最内周拡径面Ｇ１４の外周端から、軸線Ｏ１方向で裏側から表側に向かう方向の略円筒面である表側内内周面Ｇ２２と、表側内内周面Ｇ２２において表側最内周拡径面Ｇ１４とは逆側の端部から径方向外側に向かう表側内端面Ｇ２４と、表側内端面Ｇ２４の外周端から、軸線Ｏ１方向で表側から裏側に向かう方向の略円筒状であり周方向に凹凸を有する小歯車Ｇ２６と、が形成される。

ウォームホイールギアＧは、小歯車Ｇ２６における軸線Ｏ１方向で裏側に近接する側の端部から径方向外側に向かう表側中拡径部と、表側中拡径面Ｇ３４の外周端から軸線Ｏ１方向で裏側から表側に向かう方向の略円筒面である表側小段差面Ｇ４２と、表側小段差面Ｇ４２において表側中拡径面Ｇ３４とは逆側の端部から径方向外側に向かう表側中端面Ｇ４４と、表側中端面Ｇ４４の外周端から軸線Ｏ１方向で表側から裏側に向かう方向の略円筒面である表側中外周面Ｇ４６と、が形成される。

ウォームホイールギアＧは、表側中外周面Ｇ４６における軸線Ｏ１方向で裏側に近接する側の端部から径方向外側に向かう表側外拡径面Ｇ５４と、表側外拡径面Ｇ５４の外周端から、軸線Ｏ１方向で裏側から表側に向かう略円筒面の表側縁内周面Ｇ６２と、表側縁内周面Ｇ６２における軸線Ｏ１方向で表側に近接する側の端部から径方向外側に向かう表側縁端面Ｇ６４と、が形成される。

本実施形態におけるウォームホイールギアＧは、図１〜図３に示すように、最内周摺動面Ｇ１１と、裏側内摺動内周面Ｇ２１と、裏側内摺動端面Ｇ２３と、裏側中摺動内周面Ｇ４１と、が図示しないギアフレーム等に支持される。ウォームホイールギアＧは、最内周摺動面Ｇ１１と、裏側内摺動内周面Ｇ２１と、裏側内摺動端面Ｇ２３と、裏側中摺動内周面Ｇ４１と、が図示しないギアフレーム等に対して摺動することで軸線Ｏ１を回転中心軸として回転する。
ウォームホイールギアＧは、大歯車Ｇ６５が他の平歯車（ギア）あるいはウオームギアと噛み合い、また、小歯車Ｇ２６が他の平歯車（ギア）あるいはウオームギアと噛み合って、駆動力を伝達する。
ウォームホイールギアＧは、一体として樹脂成形される。

本実施形態におけるウォームホイールギアＧを射出成形する射出成形装置について説明する。

図４は、本実施形態における射出成形装置を示す断面図であり、図において、符号１００は、射出成形装置である。
本実施形態の射出成形装置は、図４に示すように、射出成形金型１１０と、射出成形機１０３とを有する。

射出成形金型１１０は、固定プレート１と、固定プレート１に対して接触・離間可能に設けられた可動プレート２と、を備えている。固定プレート１および可動プレート２は、互いに図示上下方向（型開閉方向）に移動して開閉し、型閉時に成形品（製品）であるウォームホイールギアＧを形成する製品キャビティ３を相互間に形成する。

固定プレート１は、基体としての固定側型板６と、この固定側型板６における可動プレート２と反対側の面（図示上側の面）に固定された基体としての固定側受け板７と、この固定側受け板７における可動プレート２と反対側の面にスペーサブロック８を介して固定された固定側取り付け板９とを備えている。この固定側取り付け板９は、射出成形機１０３の固定側プラテンに取り付けられるものである。また、固定側受け板７、スペーサブロック８および固定側取り付け板９間の空間部にはマニホールド１１が配設されている。このマニホールド１１と固定側受け板７および固定側取り付け板９との間には支持パッド１２が介在させてある。

マニホールド１１における固定側取り付け板９側の面には筒状のホットスプルーブッシュ（スプルーブッシュ）１３が固定されている。このホットスプルーブッシュ１３は、固定側取り付け板９を貫通しており、射出成形機１０３の射出ノズル１０３ａが接続されるものである。そして、ホットスプルーブッシュ１３の内部は、材料通路の入口部であるホットスプルー１４をなしている。また、ホットスプルーブッシュ１３の外周には、加熱手段であるヒータ１５が設けられている。ヒータ１５の外周には、ヒータ１５を覆う筒状のヒータカバーが設けられていてもよい。さらに、固定側取り付け板９の外面には、ホットスプルーブッシュ１３を囲んでロケートリング１７が固定されている。

マニホールド１１は、材料通路の分岐路であるランナー２１を内部に形成したものである。つまり、このランナー２１は、ホットスプルー１４に連通する一つの入口部２１ａから分岐し、複数の製品キャビティ３にそれぞれ対応する出口部２１ｂを固定型受け板７側の面に有している。また、マニホールド１１には、ランナー２１を加熱する加熱手段としての図示しないヒータが設けられている。

マニホールド１１におけるランナー２１の出口部２１ｂ付近にはゲートボディ３０が接続されている。より詳しく説明すると、ゲートボディ３０の一端部に形成されたフランジ部３２がマニホールド１１と固定側受け板７とにより挟まれて固定されており、ゲートボディ３０は、固定側受け板７の凹部２７および固定側型板６のヒータカバー内に挿入されている。

固定側受け板７には、製品キャビティ３に対応させてゲートボディ３０が固定されている。ゲートボディ３０は、マニホールド１１側にフランジ部３２を有し、このフランジ部３２が固定側受け板７におけるマニホールド１１側の面に形成された凹部２７内に嵌合している。ゲートボディ３０は、固定側型板６側に筒状の突出部３１を有している。突出部３１は、固定側受け板７からさらに固定側型板６を貫通している。
また、ゲートボディ３０の固定側型板６側の突出部３１内には、マニホールド１１側から突出部３１の先端面に至る材料通路４０が形成されている。

この材料通路４０は、製品キャビティ３に連通する。材料通路４０は、ゲートボディ３０の先端に形成されたゲート３３まで連通する。ゲート３３は、製品キャビティ３に向かって開口している。さらに、ゲートボディ３０の周囲には、材料通路４０を加熱する加熱手段であるヒータ３５が設けられているとともに、このヒータ３５を覆う筒状のヒータカバーが設けられていてもよい。

固定側型板６は、固定側受け板７における可動プレート２側の面に固定された位置決め板６１と、位置決め板の可動プレート２側の面に固定されたキャビティ形成部材としてのキャビティブロック６２とからなっている。キャビティブロック６２は、製品キャビティ３を形成するものである。また、キャビティブロック６２を貫通する筒状の内周押え内にはゲートブッシュ３４が嵌合され、このゲートブッシュ３４内にゲートボディ３０の突出部３１が嵌合している。キャビティブロック６２内には、冷却水などの温調用流体を通すための固定側冷却通路６３が形成されている。

ゲートブッシュ３４は、製品キャビティ３に向けて突出する突出部３４ａを有する。ぜーと３３は、突出部３４ａの先端にリング状に形成される。
ゲートボディ３０には、その内部にゲートピン４１が同軸状に配置される。ゲートピン４１は、ゲートボディ３０内で、軸方向、つまり、円形のゲート３３の中心Ｏを通り直交する軸線Ｏ１に鉛直な方向に往復動作可能とされる。ゲートピン４１は、ゲートピン駆動部１４０によって、軸線Ｏ１に沿った方向に往復駆動される。
ゲートピン駆動部１４０は、後述するように、ゲートピン４１を閉塞位置と注入位置との間で往復動作する。

ゲートピン４１は、円形のゲート３３と同じ径寸法を有する棒状に形成される。
ゲートピン４１は、外周面が径方向に縮径された注入溝４２を有する。注入溝４２は、軸線Ｏ１方向の長さが、製品キャビティ３と材料通路４０とを連通可能なように設定される。

可動プレート２は、射出成形機１０３の固定側プラテンに取り付けられる可動側取り付け板と、可動側取り付け板における固定プレート１側の面に固定された可動側受け板と、この可動側受け板における固定プレート１側の面に固定された可動側型板とを備えている。この可動側型板は、可動側受け板における固定プレート側の面に固定された位置決め枠とこの位置決め枠の内側に嵌合されたキャビティ形成部材としてのコアブロックとからなっている。これらコアブロックは、製品キャビティ３をそれぞれ形成するものである。また、位置決め枠は、固定プレート１の位置決め枠にテーパー嵌合するものである。

可動プレート２のコアブロック内には、冷却水などの温調用流体を通すための可動側冷却通路２３が形成されている。
可動プレート２には、ゲートピン４１の軸線Ｏ１に沿って形成されその内部に挿入されたゲートピン４１の先端が軸線Ｏ１方向に沿って往復動作可能な伸退部２２が形成されている。
伸退部２２は、ゲートピン４１の先端が軸線Ｏ１方向に沿って往復動作可能であれば、凹部であっても貫通孔であっても構わない。

図５は、本実施形態における射出成形装置における閉型状態のゲートおよび製品キャビティ付近を示す拡大断面図であり、図６は、本実施形態における射出成形装置における離型状態のゲートおよび製品キャビティ付近を示す拡大断面図である。
本実施形態における製品キャビティ３は、固定プレート１となるキャビティブロック６２と、可動プレート２のコアブロック面と、に形成される。

製品キャビティ３は、図５および図６に示すように、キャビティブロック６２の可動プレート２に対向する離型面６２ａに、ゲート３３の中心Ｏから軸線Ｏ１に対して軸対称に形成される。
製品キャビティ３は、キャビティブロック６２に、ゲート３３から径方向外側に向かう略平面の表側最内周拡径面部Ｋ１４と、表側最内周拡径面部Ｋ１４の外周端から、軸線Ｏ１方向で可動プレート２から固定プレート１に向かう方向の略円筒面である表側内内周面部Ｋ２２と、表側内内周面部Ｋ２２において表側最内周拡径面部Ｋ１４とは逆側の端部から径方向外側に向かう表側内端面部Ｋ２４と、表側内端面部Ｋ２４の外周端から、軸線Ｏ１方向で表側から可動プレート２に向かう方向の略円筒状であり周方向に凹凸を有する小歯車部Ｋ２６と、小歯車部Ｋ２６における軸線Ｏ１方向で裏側に近接する側の端部から径方向外側に向かう表側中拡径面部Ｋ３４と、が形成される。

製品キャビティ３は、表側中拡径面部Ｋ３４の外周端から軸線Ｏ１方向で可動プレート２から固定プレート１に向かう方向の略円筒面である表側小段差面部Ｋ４２と、表側小段差面部Ｋ４２において表側中拡径面部Ｋ３４とは逆側の端部から径方向外側に向かう表側中端面部Ｋ４４と、表側中端面部Ｋ４４の外周端から軸線Ｏ１方向で表側から裏側に向かう方向の略円筒面である表側中外周面部Ｋ４６と、表側中外周面部Ｋ４６における軸線Ｏ１方向で可動プレート２に近接する側の端部から径方向外側に向かう表側外拡径面部Ｋ５４と、が形成される。
表側外拡径面部Ｋ５４には、スポーク部Ｇ５９に対応する凹部（不図示）が形成される。

製品キャビティ３は、表側外拡径面部Ｋ５４の外周端から、軸線Ｏ１方向で可動プレート２から固定プレート１に向かう略円筒面の表側縁内周面部Ｋ６２と、表側縁内周面部Ｋ６２における軸線Ｏ１方向で固定プレート１に近接する側の端部から径方向外側に向かう表側縁端面部Ｋ６４と、表側縁端面部Ｋ６４の可動プレート２に近接する側の端部から径方向外側に向かう平面である離型面６２ａが形成される。
また、表側縁端面部Ｋ６４には、凹溝Ｇ６８に対応する突条部Ｋ６８が円環状に周設される。

製品キャビティ３は、図５および図６に示すように、可動プレート２のコアブロックの固定プレート１に対向する離型面２ａに、ゲート３３に対向するリング状の中心Ｏから軸線Ｏ１に対して軸対称に形成される。
製品キャビティ３は、可動プレート２のコアブロックに、ゲート３３に対向する位置から径方向外側に向かう略平面の裏側最内周拡径面部Ｋ１３と、裏側最内周拡径面部Ｋ１３の外周端から、軸線Ｏ１方向で固定プレート１から可動プレート２に向かう方向の略円筒面である裏側内摺動内周面部Ｋ２１と、裏側内摺動内周面部Ｋ２１において裏側最内周拡径面部Ｋ１３とは逆側の端部から径方向外側に向かう裏側内摺動端面部Ｋ２３と、が形成される。

製品キャビティ３は、裏側内摺動端面部Ｋ２３の外周端から、軸線Ｏ１方向で可動プレート２から固定プレート１に向かう方向の略円筒面である裏側小段差面面部Ｋ２５と、裏側小段差面面部Ｋ２５における軸線Ｏ１方向で固定プレート１に近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側中拡径面部Ｋ３３と、が形成される。

製品キャビティ３は、裏側中拡径面部Ｋ３３の外周端から軸線Ｏ１方向で固定プレート１から可動プレート２に向かう方向の略円筒面である裏側中摺動内周面部Ｋ４１と、裏側中摺動内周面部Ｋ４１における軸線Ｏ１方向で可動プレート２に近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側中端面部Ｋ４３と、裏側中端面部Ｋ４３の外周端から、軸線Ｏ１方向で可動プレート２から固定プレート１に向かう方向の略円筒面である裏側中外周面部Ｋ４５と、が形成される。

製品キャビティ３は、裏側中外周面部Ｋ４５における軸線Ｏ１方向で固定プレート１に近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側外拡径面部Ｋ５３と、裏側外拡径面部Ｋ５３の外周端から、軸線Ｏ１方向で固定プレート１から可動プレート２に向かう略円筒面の裏側縁内周面部Ｋ６１と、が形成される。
裏側外拡径面部Ｋ５３には、スポーク部Ｇ５９に対応する凹部（不図示）が形成される。

製品キャビティ３は、裏側縁内周面部Ｋ６１における軸線Ｏ１方向で可動プレート２に近接する側の端部から径方向外側に向かう最裏側縁端面部Ｋ６３と、最裏側縁端面部Ｋ６３の外周端から、軸線Ｏ１方向で可動プレート２から固定プレート１に向かう方向の略円筒状であり周方向に凹凸を有する大歯車部Ｋ６５と、大歯車部Ｋ６５の軸線Ｏ１方向で固定プレート１に近接する側の端部から径方向外側に向かう平面である離型面２ａが形成される。
また、最裏側縁端面部Ｋ６３には、凹溝Ｇ６９に対応する突条部Ｋ６９が円環状に周設される。

製品キャビティ３において、表側最内周拡径面部Ｋ１４は、ウォームホイールギアＧの表側最内周拡径面Ｇ１４に対応し、表側内内周面部Ｋ２２は、ウォームホイールギアＧの表側内内周面Ｇ２２に対応し、表側内端面部Ｋ２４は、ウォームホイールギアＧの表側内端面Ｇ２４に対応し、小歯車部Ｋ２６は、ウォームホイールギアＧの小歯車Ｇ２６に対応し、表側中拡径面部Ｋ３４は、ウォームホイールギアＧの表側中拡径面Ｇ３４に対応する。

製品キャビティ３において、表側小段差面部Ｋ４２は、ウォームホイールギアＧの表側小段差面Ｇ４２に対応し、表側中端面部Ｋ４４は、ウォームホイールギアＧの表側中端面Ｇ４４に対応し、表側中外周面部Ｋ４６は、ウォームホイールギアＧの表側中外周面Ｇ４６に対応し、表側外拡径面部Ｋ５４は、ウォームホイールギアＧの表側外拡径面Ｇ５４に対応し、表側縁内周面部Ｋ６２は、ウォームホイールギアＧの表側縁内周面Ｇ６２に対応し、表側縁端面部Ｋ６４は、ウォームホイールギアＧの表側縁端面Ｇ６４に対応し、突条部Ｋ６８は、ウォームホイールギアＧの凹溝Ｇ６８に対応する。

製品キャビティ３において、裏側最内周拡径面部Ｋ１３は、ウォームホイールギアＧの裏側最内周拡径面Ｇ１３に対応し、裏側内摺動内周面部Ｋ２１は、ウォームホイールギアＧの裏側内摺動内周面Ｇ２１に対応し、裏側内摺動端面部Ｋ２３は、ウォームホイールギアＧの裏側内摺動端面Ｇ２３に対応し、裏側小段差面面部Ｋ２５は、ウォームホイールギアＧの裏側小段差面Ｇ２５に対応し、裏側中拡径面部Ｋ３３は、ウォームホイールギアＧの裏側中拡径面Ｇ３３に対応し、裏側中摺動内周面部Ｋ４１は、ウォームホイールギアＧの裏側中摺動内周面Ｇ４１に対応する。

製品キャビティ３において、裏側中端面部Ｋ４３は、ウォームホイールギアＧの裏側中端面Ｇ４３に対応し、裏側中外周面部Ｋ４５は、ウォームホイールギアＧの裏側中外周面Ｇ４５に対応し、裏側外拡径面部Ｋ５３は、ウォームホイールギアＧの裏側外拡径面Ｇ５３に対応し、裏側縁内周面部Ｋ６１は、ウォームホイールギアＧの裏側縁内周面Ｇ６１に対応し、最裏側縁端面部Ｋ６３は、ウォームホイールギアＧの最裏側縁端面Ｇ６３に対応し、大歯車部Ｋ６５は、ウォームホイールギアＧの大歯車Ｇ６５に対応し、突条部Ｋ６９は、ウォームホイールギアＧの凹溝Ｇ６９に対応する。

固定プレート１には、製品キャビティ３の周りを冷却する固定側冷却通路６３が設けられる。
固定側冷却通路６３は、キャビティブロック６２において、製品キャビティ３の周りに、ゲート３３の中心Ｏから軸線Ｏ１に対して軸対称に形成される。具体的には、図４〜図６に示すように、固定側冷却通路６３は、軸線Ｏ１に沿った方向において、表側中拡径面部Ｋ３４と同じ位置で、軸線Ｏ１に直交する平面を含む位置に形成される。言い換えると、固定側冷却通路６３は、軸線Ｏ１に沿った方向において、ゲート３３と同じかやや可動プレート２に近接する位置で、ゲート３３の周囲を囲むように配置される。

固定側冷却通路６３は、軸線Ｏ１に対する径方向において、表側中外周面部Ｋ４６よりも外側で、裏側縁内周面部Ｋ６１よりも内側となる位置に配置される。
このように配置された固定側冷却通路６３によって、ゲート３３付近の製品キャビティ３に充填された溶融樹脂およびその周辺のキャビティブロック６２を冷却することが可能である。

固定側冷却通路６３は、上記の配置を満たしていれば、周方向あるいは軸方向に、複数部分からなる構成として分割されていてもよい。また、冷却用媒体を連通する流路、あるいは、熱交換器の配線等を外部に接続するための通路を有することもできる。

可動側冷却通路２３は、可動プレート２のコアブロックにおいて、製品キャビティ３の周りに、ゲート３３の中心Ｏから軸線Ｏ１に対して軸対称に形成される。具体的には、図４〜図６に示すように、可動側冷却通路２３は、軸線Ｏ１に沿った方向において、裏側内摺動端面部Ｋ２３よりも可動プレート２側に位置し、表側外拡径面部Ｋ５４よりも固定プレート1側に位置する。言い換えると、可動側冷却通路２３は、裏側中摺動内周面部Ｋ４１の軸方向となる長さに含まれる範囲に形成される。

可動側冷却通路２３は、軸線Ｏ１周りにおいて、裏側小段差面面部Ｋ２５を軸方向に延ばした円筒面を含む位置に形成される。つまり、可動側冷却通路２３は、軸線Ｏ１に対する径方向において、裏側小段差面面部Ｋ２５と伸退部２２との間に配置される。
可動側冷却通路２３は、伸退部２２内のゲートピン４１の周囲に同心状に周設される。つまり、可動側冷却通路２３は、伸退部２２を囲んでその周囲に同心状に周設される。
可動側冷却通路２３は、伸退部２２の径方向外側に配置され、かつ、固定側冷却通路６３よりも径方向内側で軸線Ｏ１に沿った方向において製品キャビティ３に近接する位置に配置される。

このように配置された可動側冷却通路２３によって、ゲート３３付近の製品キャビティ３に充填された溶融樹脂およびその周辺の可動プレート２のコアブロック、さらに、伸退部２２内のゲートピン４１を冷却することが可能である。
可動側冷却通路２３は、上記の配置を満たしていれば、周方向あるいは軸方向に、複数部分からなる構成として分割されていてもよい。また、冷却用媒体を連通する流路、あるいは、熱交換器の配線等を外部に接続するための通路を有することもできる。

ゲートピン４１における注入溝４２は、円筒状のゲートピン４１表面から径方向に縮径するように形成される。注入溝４２は、軸線Ｏ１方向に所定の長さを有する。
注入溝４２は、ゲートピン４１の周方向に複数本設けられる。これにより、軸線Ｏ１周りにおいて、溶融樹脂材料の注入を周方向に均等化することができる。

さらに、本実施形態の注入溝４２は、断面積の比：５．２９４ｍｍ^２、深さ：１ｍｍ、本数：３、キャビティへの露出する面積比：５．１９７５ｍｍ^２の条件を有することができる。

ゲートピン４１は、軸線Ｏ１方向に閉塞位置と注入位置との間で移動する。ゲートピン４１は、ゲートピン駆動部１４０によって軸線Ｏ１方向に移動する。
ここで、閉塞位置とは、ゲートピン４１が、軸線Ｏ１方向においてゲート３３に対して軸線Ｏ１方向の固定プレート１側となり、材料通路４０側と製品キャビティ３側との間を遮断する状態を意味する。

また、注入位置とは、ゲートピン４１が、軸線Ｏ１方向においてゲート３３に対して軸線Ｏ１方向の可動プレート２側となり、材料通路４０側と製品キャビティ３側との間を連通する状態を意味する。

閉塞位置におけるゲートピン４１では、注入溝４２が、ゲート３３に対して軸線Ｏ１方向の固定プレート１側に位置し、注入溝４２は製品キャビティ３に対して閉塞される。このとき、注入溝４２における軸線Ｏ１方向の固定プレート１側は、材料通路４０側に連通する。また、ゲートピン４１の外周面が製品キャビティ３に対して露出しており、ゲートピン４１の外周面が製品キャビティ３を閉塞する。同時に、ゲートピン４１の外周面が、ウォームホイールギアＧの最内周摺動面Ｇ１１に対応する製品キャビティ３の最内周摺動面部Ｋ１１として作用する。

注入位置におけるゲートピン４１では、注入溝４２における軸線Ｏ１方向の固定プレート１側が、材料通路４０側に連通する。また、注入溝４２における軸線Ｏ１方向の可動プレート２側が、製品キャビティ３側に連通する。これにより、注入溝４２は、ゲート３３を跨いで材料通路４０側と製品キャビティ３側との間を連通することができる。
また、注入位置におけるゲートピン４１では、閉塞位置においてゲート３３付近に位置する部分が、可動側冷却通路２３によって冷却された状態を維持する。

本実施形態における射出成形装置１００は、ゲートピン駆動部１４０によって、ゲートピン４１の閉塞位置において、ゲートピン４１の外周面が、固定プレート１と可動プレート２との間に形成された製品キャビティ３において、最内周摺動面部Ｋ１１として製品キャビティ３に露出する閉塞状態と、ゲートピン４１の注入位置において、注入溝４２がゲート３３を跨いで材料通路４０側と製品キャビティ３側とを繋ぎ、溶融樹脂を材料通路４０から製品キャビティ３内に注入する注入状態と、の間でゲートピン４１を軸線方向に往復動作させる。
これにより、射出成形装置１００における閉塞状態と注入状態とを切り替えることができる。

次に、本実施形態における射出成形装置を用いた製品の成形方法について説明する。

成形時には、まず固定プレート１と可動プレート２とを型閉して、離型面６２ａと離型面２ａとを接触させて、これら固定プレート１および可動プレート２間に製品キャビティ３を形成する。なお、このように型閉した状態で、可動プレート２および固定プレート１の位置決め枠が相互に嵌合する。そして、射出成形機１０３の射出ノズル１０３ａからホットスプルー１４へ熱可塑性の成形材料である溶融した熱可塑性樹脂を射出する。

このとき、ゲートピン４１は、ゲートピン駆動部１４０によって、注入位置とされる。つまり、ゲートピン４１は、注入溝４２がゲート３３を跨いで材料通路４０側と製品キャビティ３側とを繋ぎ、溶融樹脂を材料通路４０から製品キャビティ３内に注入する注入状態を同様の状態にされて、溶融樹脂材料の注入を待つ準備状態とされる。
このとき、注入位置とされたゲートピン４１では、閉塞位置においてゲート３３付近に位置する注入溝４２よりも先端側に近接する部分が、可動側冷却通路２３によって冷却された状態を維持する。

この樹脂は、スプルーブッシュ１３におけるホットスプルー１４からマニホールド１１のランナー２１に流入し、このランナー２１で分岐する。さらに、樹脂は、ランナー２１から材料通路４０を順次通って、ヒータ３５によって加熱されたゲートボディ３０から製品キャビティ３内にそれぞれ流入する。

このとき、樹脂は、材料通路４０から注入溝４２を通ってゲート３３を通過し、注入溝４２から製品キャビティ３内にそれぞれ流入する。
注入された樹脂材料は、注入溝４２からゲート３３を通過した後、表側最内周拡径面部Ｋ１４と裏側最内周拡径面部Ｋ１３との間を径方向に拡大しながら流れる。さらに、樹脂材料は、表側内内周面部Ｋ２２と小歯車部Ｋ２６との間を、表側内端面Ｇ２４まで流れる。

同時に、流入体積を増大しながら小歯車部Ｋ２６と裏側内摺動内周面Ｇ２１との間を裏側内摺動端面部Ｋ２３および裏側小段差面面部Ｋ２５まで流入する。
さらに、樹脂材料は、表側中拡径面部Ｋ３４と裏側中拡径面部Ｋ３３との間を径方向に拡大しながら流れる。さらに、表側小段差面部Ｋ４２と裏側中摺動内周面部Ｋ４１との間を、表側中端面部Ｋ４４まで流れる。また、裏側中摺動内周面部Ｋ４１と表側中外周面部Ｋ４６および裏側中外周面部Ｋ４５との間を、裏側中端面部Ｋ４３まで流れる。

さらに、樹脂材料は、裏側外拡径面部Ｋ５３と表側外拡径面部Ｋ５４との間を流れる。そして、拡がった樹脂材料は、表側縁端面部Ｋ６４と最裏側縁端面部Ｋ６３との間を、突条部Ｋ６８と突条部Ｋ６９とに対応しながら大歯車Ｇ６５まで流れる。

これにより、樹脂材料が製品キャビティ３の全体に充填される。
そして、製品キャビティ３内に樹脂が充填された後、樹脂の射出を停止する。製品キャビティ３内の樹脂が冷却する前に、ゲートピン駆動部１４０によってゲートピン４１を軸線Ｏ１方向で固定プレート１に向かう方向に駆動し、注入溝４２がゲート３３から離間した閉塞位置とする。

これにより、ゲートピン４１による閉塞状態となり、ゲートピン４１の外周面が、製品キャビティ３において最内周摺動面部Ｋ１１として製品キャビティ３内にリング状に露出する。

同時に、閉塞位置とされたゲートピン４１では、注入位置において可動側冷却通路２３によって冷却されていた注入溝４２よりも先端側に近接する部分が、ゲート３３付近に移動する。
これにより、ゲート３３付近で、ゲートピン４１の外周面に接触する溶融樹脂材料を効果的に冷却し、固化を促進することができる。
同時に、ゲートピン４１の外周面が、最内周摺動面部Ｋ１１として作用する。

製品キャビティ３内の樹脂が冷却して固化した後、固定プレート１および可動プレート２が型開されて、成形されたウォームホイールギアＧを取り出す。

本実施形態における射出成形装置１００においては、ホットランナーバルブの前進・後退動作によりゲート部開閉及びゲートカットを行うことにより、コールドランナーレスとすることができ、リサイクル材あるいは廃材が発生しない。
また、ゲートピン４１の外周面が最内周摺動面部Ｋ１１として作用することで、摺動面となる最内周摺動面Ｇ１１を所定の状態で成形することができる。また、閉塞位置のゲートピン４１により、摺動面となる最内周摺動面Ｇ１１を効果的に冷却して、冷却時間を短縮することができる。
さらに、ウォームホイールギアＧの摺動面である裏側内摺動内周面Ｇ２１、裏側内摺動端面Ｇ２３、裏側中摺動内周面Ｇ４１も、所定の状態で成形することができる。

このように、スリーブゲート方式でのダイレクトホットランナーとすること、および、上記の摺動面となる最内周摺動面部Ｋ１１、裏側内摺動内周面部Ｋ２１、裏側内摺動端面部Ｋ２３、裏側中摺動内周面部Ｋ４１の近傍に配置される固定側冷却通路６３と可動側冷却通路２３とによって、短時間で効果的に冷却・固化が可能であることにより、冷却効率をよりいっそう向上して、ギア精度の向上、強度の向上、および、歩留まりの向上を図ることができる。

同時に、軸線Ｏ１周りに対称なウォームホイールギアＧに対して、中心Ｏから径方向の外側となる大歯車Ｇ６５に向けて樹脂を注入することができるため、製品キャビティ３における樹脂材料の流入状態を所望の状態に制御して、転写性を向上し、成形した製品における強度・寸法精度を所望の状態に維持することができる。
同時に、ゲート痕がない状態で、ウエルドを防止して、簡単な構成で必要な溶融樹脂材料を削減し、排棄材を削減して、製造コストを削減して、成形された製品を容易に取り出せる。

さらに、本実施形態においては、圧力損失が少ない状態で樹脂を流し込むことができるので後収縮による変形を抑えるという効果を奏することができる。

１…固定プレート
２…可動プレート
２ａ…離型面
３…製品キャビティ
６…固定側型板
７…固定側受け板
９…固定側取り付け板
１１…マニホールド
１３…ホットスプルーブッシュ（スプルーブッシュ）
２１…ランナー
２２…伸退部
２３…可動側冷却通路
３０…ゲートボディ
３３…ゲート
３４…ゲートブッシュ
３４ａ…突出部
３５…ヒータ
４０…材料通路
４１…ゲートピン
４２…注入溝
６１…位置決め板
６２…キャビティブロック
６２ａ…離型面
６３…固定側冷却通路
１００…符号
１００…射出成形装置
１０３…射出成形機
１０３ａ…射出ノズル
１１０…射出成形金型
１４０…ゲートピン駆動部
Ｇ…成形品（ウォームホイールギア）
Ｇ０…貫通孔
Ｇ１…内拡径部
Ｇ２…内円筒部
Ｇ３…中拡径部
Ｇ４…中円筒部
Ｇ５…外拡径部
Ｇ６…縁円筒部
Ｇ１１…最内周摺動面
Ｇ１３…裏側最内周拡径面
Ｇ１４…表側最内周拡径面
Ｇ２１…裏側内摺動内周面
Ｇ２２…表側内内周面
Ｇ２３…裏側内摺動端面
Ｇ２４…表側内端面
Ｇ２５…裏側小段差面
Ｇ２６…小歯車
Ｇ３３…裏側中拡径面
Ｇ３４…表側中拡径面
Ｇ４１…裏側中摺動内周面
Ｇ４２…表側小段差面
Ｇ４３…裏側中端面
Ｇ４４…表側中端面
Ｇ４５…裏側中外周面
Ｇ４６…表側中外周面
Ｇ５３…裏側外拡径面
Ｇ５４…表側外拡径面
Ｇ５９…スポーク部
Ｇ６１…裏側縁内周面
Ｇ６２…表側縁内周面
Ｇ６３…最裏側縁端面
Ｇ６４…表側縁端面
Ｇ６５…大歯車
Ｇ６８…凹溝
Ｇ６９…凹溝
Ｋ１１…最内周摺動面部
Ｋ１３…裏側最内周拡径面部
Ｋ１４…表側最内周拡径面部
Ｋ２１…裏側内摺動内周面部
Ｋ２２…表側内内周面部
Ｋ２３…裏側内摺動端面部
Ｋ２４…表側内端面部
Ｋ２５…裏側小段差面面部
Ｋ２６…小歯車部
Ｋ３３…裏側中拡径面部
Ｋ３４…表側中拡径面部
Ｋ４１…裏側中摺動内周面部
Ｋ４２…表側小段差面部
Ｋ４３…裏側中端面部
Ｋ４４…表側中端面部
Ｋ４５…裏側中外周面部
Ｋ４６…表側中外周面部
Ｋ５３…裏側外拡径面部
Ｋ５４…表側外拡径面部
Ｋ６１…裏側縁内周面部
Ｋ６２…表側縁内周面部
Ｋ６３…最裏側縁端面部
Ｋ６４…表側縁端面部
Ｋ６５…大歯車部
Ｋ６８…突条部
Ｋ６９…突条部
Ｏ…中心
Ｏ１…軸線

Claims

射出成形金型と、前記射出成形金型に射出ノズルから溶融樹脂材料を射出する射出成形機と、を有し、
前記射出成形金型は、
固定プレートと、
前記固定プレートに対向して前記固定プレートとの間に製品キャビティを形成する可動プレートと、
を有し、
前記固定プレートは、
前記射出成形機から射出された溶融樹脂材料が流れる材料通路の最下流位置で前記製品キャビティの中心に開口する円形のゲートと、
前記ゲートから前記製品キャビティを貫通するとともに、前記ゲートから前記可動プレートに向かう軸線方向に往復動作して、前記ゲートを開閉するゲートピンと、
前記ゲートピンを前記軸線方向に往復動作するゲートピン駆動部と、
前記製品キャビティの周りを冷却する固定側冷却通路と、
を有し、
前記可動プレートは、
前記ゲートピンの軸線に沿って形成されその内部に挿入された前記ゲートピンの先端が前記軸線方向に往復動作可能な伸退部と、
前記製品キャビティの周りを冷却する可動側冷却通路と、
を有し、
前記ゲートピンは、前記軸線方向に外周面が径方向に縮径された注入溝と、
を有し、
前記注入溝は、
前記ゲートピンの軸線方向の動作によって、前記軸線方向において前記ゲートに対して前記固定プレート側となる閉塞位置と、前記軸線方向において前記ゲートに対して前記可動プレート側となる注入位置と、の間で移動して、前記製品キャビティに対する溶融樹脂の閉塞および注入を切り替える軸線方向長さを有し、
前記ゲートピン駆動部は、
前記閉塞位置において、前記ゲートピンの外周面が前記固定プレートと前記可動プレートとの間となる前記製品キャビティに最内周摺動面部として前記製品キャビティに露出する閉塞状態と、
前記注入位置において、前記注入溝が前記ゲートを跨いで前記材料通路側と前記製品キャビティ側とを繋いで溶融樹脂を前記製品キャビティ内に注入する注入状態と、
の間で前記ゲートピンを前記軸線方向に往復動作し、
前記製品キャビティは、前記ゲートピンの前記軸線に対称な形状を有し、
前記固定側冷却通路は、前記ゲートの径方向外側に配置され、
前記可動側冷却通路は、前記伸退部の径方向外側に配置され、かつ、前記固定側冷却通路よりも径方向内側で前記軸線方向において前記製品キャビティに近接する位置に配置される
ことを特徴とする射出成形装置。
前記可動側冷却通路は、前記伸退部の周りを囲んで配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
前記ゲートピン駆動部は、
前記注入位置において前記可動側冷却通路によって冷却される前記ゲートピンの部分を、前記注入位置において前記ゲートよりも前記材料通路側となる前記軸線方向の位置まで、前記ゲートピンを前記軸線方向に移動する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の射出成形装置において、
前記製品キャビティは、
前記可動プレートに形成された、
前記ゲートの内周位置から径方向外側に向かう略平面の裏側最内周拡径面部と、
前記裏側最内周拡径面部の外周端から、前記軸線方向で前記固定プレートから前記可動プレートに向かう方向の略円筒面である裏側内摺動内周面部と、
前記裏側内摺動内周面部において前記裏側最内周拡径面部とは逆側の端部から径方向外側に向かう裏側内摺動端面部と、
前記裏側内摺動端面部の外周端から、前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう方向の略円筒面である裏側小段差面部と、
前記裏側小段差面部における前記軸線方向で前記固定プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側中拡径面部と、
前記裏側中拡径面部の外周端から前記軸線方向で前記固定プレートから前記可動プレートに向かう方向の略円筒面である裏側中摺動内周面部と、
前記裏側中摺動内周面部における前記軸線方向で前記可動プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側中端面部と、
前記裏側中端面部の外周端から、前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう方向の略円筒面である裏側中外周面部と、
前記裏側中外周面部における前記軸線方向で前記固定プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう裏側外拡径面部と、
前記裏側外拡径面部の外周端から、前記軸線方向で前記固定プレートから前記可動プレートに向かう略円筒面の裏側縁内周面部と、
前記裏側縁内周面部における前記軸線方向で前記可動プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう最裏側縁端面部と、
前記最裏側縁端面部の外周端から、前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう方向の略円筒状であり周方向に凹凸を有する大歯車部と、
を有する
ことを特徴とする射出成形装置。
請求項４に記載の射出成形装置において、
前記製品キャビティは、
前記固定プレートに形成された、
前記ゲートの内周位置から径方向外側に向かう略平面の表側最内周拡径面部と、
前記表側最内周拡径面部の外周端から、前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう方向の略円筒面である表側内内周面部と、
前記表側内内周面部において前記表側最内周拡径面部とは逆側の端部から径方向外側に向かう表側内端面部と、
前記表側内端面部の外周端から、前記軸線方向で前記固定プレートから前記可動プレートに向かう方向の略円筒状であり周方向に凹凸を有する小歯車部と、
前記小歯車部における前記軸線方向で前記可動プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう表側中拡径面部と、
前記表側中拡径面部の外周端から前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう方向の略円筒面である表側小段差面部と、
前記表側小段差面部において前記表側中拡径面部とは逆側の端部から径方向外側に向かう表側中端面部と、
前記表側中端面部の外周端から前記軸線方向で前記固定プレートから前記可動プレートに向かう方向の略円筒面である表側中外周面部と、
前記表側中外周面部における前記軸線方向で前記可動プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう表側外拡径面部と、
前記表側外拡径面部の外周端から、前記軸線方向で前記可動プレートから前記固定プレートに向かう略円筒面の表側縁内周面部と、
前記表側縁内周面部における前記軸線方向で前記固定プレートに近接する側の端部から径方向外側に向かう表側縁端面部と、
を有する
ことを特徴とする射出成形装置。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の射出成形装置によって成形された成形品であって、
中心に表裏を貫通する貫通孔を有し外周に小歯車の形成された内円筒部と、
前記内円筒部と同心状で前記内円筒部よりも拡径された中円筒部と、
前記中円筒部と同心状で前記中円筒部よりも拡径されて外周に大歯車の形成された縁円筒部と、
前記内円筒部の裏側端部と前記中円筒部の表側端部とを結んで径方向に沿って延びる中拡径部と、
前記中円筒部の裏側端部と前記縁円筒部の軸線方向の中心とを結んで径方向に沿って延びる外拡径部と、
を有し、
前記内円筒部は、
その内周面から径方向内側に向かう板状とされて内周端面に最内周摺動面の形成された内拡径部と、
前記内周面の前記内拡径部よりも裏側に形成された裏側内摺動内周面と、
前記内拡径部とは離間する裏側の端部に形成された裏側内摺動端面と、
を有し、
前記中円筒部は、内周面に形成された裏側中摺動内周面と、
を有し、
前記外拡径部は、厚みを増して周方向に互いに離間するように分割して形成されたスポーク部を
有する
ことを特徴とする成形品。