JP3146473B2

JP3146473B2 - 射出成形によるリンク

Info

Publication number: JP3146473B2
Application number: JP8174196A
Authority: JP
Inventors: 孝次郎益田; 与志信武田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 2001-03-19
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: JPH09267368A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂を射出成形し
て得られるリンクに関し、特にソリが少ないリンクに関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】コピー機、ファクシミ
リなどの各種機器類は、モータなどの駆動装置とローラ
やギアなどとをリンク機構を介して接続し、駆動装置の
回転運動を往復運動に変換してローラやギアなどを往復
動させて、それぞれの機器類に必要とされる動作を得て
いる。

【０００３】このようなリンクは、限られたスペース内
に設ける必要があること、軽量であることなどが要求さ
れるため、形状付与が容易な射出成形により所望とする
リンク形状としていた。この射出成形は、例えば、回転
するスクリューを後退させながら溶融した樹脂をシリン
ダー本体内の先端側に所定量溜める（計量工程）。次
に、スクリューを前進させてシリンダー本体の先端部の
ノズルから溶融した樹脂を射出し、金型内に形成された
リンク形状のキャビティに臨んだゲートから樹脂を充填
する（充填工程）。その後、スクリューによりシンリン
ダー本体内の樹脂に適当な圧力をかけて、冷却による収
縮分の樹脂をキャビティ内に補充する（保圧工程）とい
うものである。そして、この間、金型内のキャビティの
容積は一定であるので、成形体の樹脂密度は射出成形機
による樹脂の射出圧力に依存するため、十分に大きな樹
脂密度の成形体を得るには限界があり、場合によっては
充填した樹脂の固化に伴う収縮により充填不足を引き起
こすこともある。射出成形体における樹脂の密度が低い
と得られる成形体内に内部応力が生じやすく、このよう
な成形体をキャビティから取り出して放置しておくと、
前記内部応力の解放に伴い成形体であるリンクにソリが
生じる。前述したとおりリンクは、各種機器類に組み込
まれ駆動装置の回転運動を伝達するものであるので、該
リンクにソリが生じると駆動ギアの片当たりや騒音など
の問題が生じ、場合によっては設計通りの動きができな
くなるという問題点があった。また、樹脂密度が低かっ
たり充填不足であったりすると、寸法精度が低くなるた
め駆動時に騒音や振動が生じやすく、さらに、リンクの
強度が低下し荷重のかかる箇所で破損しやすいという問
題点もあった。

【０００４】本発明は、これらの課題を解決して、樹脂
の充填密度が大きく成形体内の内部応力が緩和されてお
り、ソリなどの少ない射出成形によるリンクを提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
射出成形によるリンクは、該リンク形状のキャビティを
有する金型を用い、前記金型を低圧で型締めした後、前
記キャビティ内に溶融樹脂を射出することにより前記金
型が僅かに開いて前記キャビティの容積を増加させなが
ら該溶融樹脂を充填し、続いて前記金型を高圧で型締め
することによりキャビティ内の余分な溶融樹脂を還流す
るとともにゲートを遮断し、該キャビティ内の溶融樹脂
を圧縮して得られたものである。このような構成を採用
することにより、まず、低圧で型締めした金型の該リン
ク形状のキャビティに溶融樹脂を射出し、この射出した
樹脂の圧力が型締めの圧力を上回ると、前記金型が僅か
に開いてキャビティの容積を増加させるように変位する
ため、この射出した樹脂の圧力が吸収され、キャビティ
内の溶融樹脂の圧力は一定となる。その後、該金型を高
圧で型締めすることにより樹脂の充填時に開いた分が復
元して、キャビティ内の余分な樹脂を還流させ、さらに
型締めすることによりゲートを遮断し、その後、キャビ
ティ内の溶融樹脂を圧縮して冷却固化する。このため、
キャビティ内に充填される溶融樹脂の圧力が均一なもの
となり、しかも、充填した溶融樹脂を十分に圧縮するこ
とができる。したがって、このような工程を経て得られ
るリンクは、密度のバラツキがないとともに内部応力が
減少しており、これによりソリが大幅に抑制されてい
る。

【０００６】

【発明の実施形態】以下、本発明の一実施例について、
添付図面を参照して説明する。図１〜図４に示すように
本実施例のリンク１は、偏平な略Ｌ字状の板状体であ
り、屈曲部に長円形の開口部２が形成されている。ま
た、一端側には枢軸孔３が形成されており、他端側に幅
方向の開口溝４と、回転運動を往復動に変換する変換孔
５とが形成されている。このようなリンク１は、図２及
び図３に示すようなリンク機構に取り付けられるもので
ある。このリンク機構は、前記リンク１と、第１〜第３
の軸11，12，13が突設された基板14と、外周面に刃部16
を有し下面に中心孔17対して偏心したカム部18とを備え
た駆動ギア15と、外周面に刃部20を有し下面外周部に突
起部21とを備えた変換ギア19とからなる。前記カム部18
はリンク１の長円形の開口部２の小径とほぼ同じ径であ
り、突起部21はリンク１の開口溝４の幅とほぼ同じ大き
さとなっている。リンク機構は、第２の軸12と開口部
２、第３の軸13と開口溝４の位置をそれぞれ合わせて前
記第１の軸11に枢軸孔３を挿入することにより、第１の
軸11を枢軸として開口溝４により規制される範囲で回動
可能に設置し、この上側から第２の軸12に駆動ギア15を
リンク１の開口部２にカム部18を挿入して回動自在に枢
着するとともに、第３の軸13に変換ギア19を変換孔５に
突起部21を挿入して回動自在に枢着することにより構成
されている。そして、図４に示すように前記駆動ギア15
を図示しない駆動装置により回転駆動させると、前記カ
ム部18は駆動ギア15の中心に対して開口部２内で偏心状
態で回動するため、リンク１は枢軸孔３を中心として往
復動し、開口溝４が第３の軸13を摺動し、また変換孔５
も往復動する。そうすると第３の軸13に枢着された変換
ギア19は、その外周部に形成された突起部21が変換孔５
に挿入されているので、該変換孔５の往復動に伴い往復
動する。このようにして駆動ギア15の回転運動を、往復
運動として変換ギア19に伝達し、その後、この変換ギア
19から各種装置にこれを伝達する、というものである。

【０００７】上述したようなリンク１は、寸法精度が低
かったりソリを生じたりすると、所定の動作ができなか
ったり、振動や騒音の原因となる。特にカム部18が嵌合
する開口部２や、突起部21が挿入する変換孔５、及び開
口溝４は寸法精度が低いと、駆動ギア15や変換ギア22を
取り付けることが困難になる場合もある。しかしなが
ら、本実施例のリンク１は、後述するような特殊な射出
成形法により得られたものであるので、成形後の各部の
寸法精度が高くソリを有しないものであり、後加工をほ
とんど施す必要がない。このようなリンク１は、例え
ば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの樹脂
製であるが、これに限らずＡＢＳ、ＰＳ、ＰＡ、ＰＯ
Ｍ、ポリカーボネート（ＰＣ）などの熱可塑性樹脂に必
要に応じてガラス繊維、炭素繊維などの強化材を適宜配
合したものを用いることもできる。

【０００８】上述したようなリンク１は、図５〜図９に
示すような金型を用いて製造されるものである。図５〜
図９において一対の型体である固定型31および可動型32
は、互いに図示上下方向（以下、型開閉方向という）に
移動して開閉し、型閉時に相互間にリンク１形状のキャ
ビティ33を形成するものである。

【０００９】前記固定型31は、図示しない射出成形機の
型締装置の固定側プラテンに取り付けられる固定側取り
付け板36の図示下側に固定側型板37が固定されており、
この固定側型板37の下面中央部には、キャビティ33を形
成する凸部38が形成されている。また、固定側取り付け
板36および固定側型板37を貫通してスプルーブッシュ39
が固定されている。このスプルーブッシュ39は、固定側
取り付け板36に固定されたローケートリング40により押
さえられている。そして、スプルーブッシュ39内には、
これを上下に貫通する材料通路41が形成されている。こ
の材料通路41の上端部は、射出成形機の成形材料供給装
置である加熱シリンダー装置42の先端部のノズル43が接
続される入口部44になっている。また、材料通路41は、
入口部44の下側において、複数本に分岐して分岐路45を
なしており、さらに、これら分岐路45の下側において、
再び合流して主スプルー部46をなしている。そして、こ
の主スプルー部46の下端部において、スプルーブッシュ
39の内径は小さくされ、キャビティ33に開口するゲート
47が形成されている。このゲート47の側面は、型開閉方
向と平行になっている。

【００１０】また、スプルーブッシュ39には、ゲート47
を開閉するゲート開閉部材であるゲート開閉ピン51が型
開閉方向へ所定範囲移動自在に組み込まれている。この
ゲート開閉ピン51は、その上部に形成されたフランジ部
52が、スプルーブッシュ39において複数の分岐路45間に
位置に形成されたシリンダー部53内に摺動自在に嵌合さ
れているとともに、主スプルー部46内に突出している。
そして、ゲート開閉ピン51の下端部にもフランジ部54が
形成されているが、このフランジ部54の上面が、材料通
路41内の成形材料である熱可塑性樹脂Ｒから下方への力
を受ける受圧部55になっている。また、フランジ部54の
側面が、前記ゲート47に摺動自在にかつ挿脱自在に嵌合
するゲート嵌合部56になっている。さらに、フランジ部
54の下面が、可動型32に突き当たる突き当て部57になっ
ている。また、ゲート開閉ピン51は、ボールプランジャ
61により閉じた位置に保持されようになっている。この
ボールプランジャ61は、図９に示すようにスプルーブッ
シュ39に組み込まれたボール62およびこのボール62をゲ
ート開閉ピン51へ押し付けるスプリング63と、ゲート開
閉ピン51のフランジ部52の側面に形成され、ボール62が
係脱自在に係合する凹部64とからなっている。

【００１１】さらに、材料通路41内の熱可塑性樹脂Ｒを
常時溶融状態に保つために、前記ゲート開閉ピン51の内
部には、加熱手段であるヒーター66が設けられていると
ともに、このヒーター66による加熱を制御するための温
度センサーである熱電対67が下端部に設けられている。
これとともに、図示していないが、スプルーブッシュ39
内の上部などにも、加熱手段であるヒーターが設けられ
ている。さらに、スプルーブッシュ39の外側の側面と固
定側型板37との間には、キャビティ33に臨む一を除い
て、エア断熱層68が形成されている。

【００１２】また、前記固定側型板37の外側には、環状
の加圧体71が型開閉方向へ所定範囲移動自在に組み込ま
れている。この加圧体71は、ボルト72により固定側取り
付け板36に支持されているが、この固定側取り付け板36
との間に装着された付勢手段であるスプリング73によ
り、可動型32の方への力が付与されている。なお、加圧
体71の外側面下部にはテーパー面74が形成されている。
また、加圧体71の内側面と固定側型板37および後述する
嵌合部材86との間にはスライドベアリング75が設けられ
ている。

【００１３】前記可動型32は、射出成形機の型締装置の
可動側プラテンに取り付けられる可動側取り付け板81の
上側に、キャビティ33を形成する可動側型板82が固定さ
れている。この可動側型板82には、リンク１の枢軸孔３
と、開口溝４と、変換孔５とを形成するための突部部材
83，84，85が形成されている。なお、86は固定側型板37
の凸部38が嵌合する嵌合部材である。また、可動側取り
付け板81には、可動側型板82を囲んで、前記加圧体71の
テーパー面74が当接する逆テーパー面87が形成されてい
る。そして、最終的なリンク１形状のキャビティ33は、
固定側型板37と、可動側型板82と、突部部材83，84，85
と、ゲート開閉ピン51とにより形成されるようになって
いる。すなわち、固定側型板37の凸部38がリンク１の下
面側を形成し、可動側型板82がリンク１の上面側を形成
し、突部部材83，84，85がそれぞれ枢軸孔３、開口溝４
および変換孔５を形成し、ゲート開閉ピン51が開口部２
を形成し、嵌合部材86がリンク１の側面を形成する。

【００１４】前記可動側型板82の内側には、成形された
製品たるリンクを突き出すための突き出しスリーブ91が
型開閉方向へ摺動自在に嵌合している。この突き出しス
リ−ブ91は、スプリング92により下方への力が付与され
ている。また、可動側取り付け板81に固定されたゲート
調整ピン93が前記突き出しスリーブ91内に嵌合してい
る。そして、型閉時には、前記ゲート開閉ピン51のゲー
ト嵌合部56が突き出しスリーブ91内に嵌合し、かつ、ゲ
ート開閉ピン51の突き当て部57がゲート調整ピン93の上
端の先端面に突き当たるようになっている。このゲート
調整ピン93は、その下部に形成されたフランジ部94がリ
ング95とともに押さえ板96により押さえられて可動側取
り付け板81に固定されている。さらに、この押さえ板96
には、突き出し板97が型開閉方向へ移動自在に組み込ま
れており、この突き出し板97に固定された突き出しピン
98が前記ゲート調整ピン93のフランジ部94およびリング
95を貫通して突き出しスリーブ91を押し上げるようにな
っている。

【００１５】次に、上述したような金型装置を用いてリ
ンク１を射出成形により製造する方法について図５〜図
９を参照して説明する。なお、図６および図７には、樹
脂Ｒの流れおよび可動型32の動きを矢印で示してある。
成形に際しては、型開時、型閉時を通じて、材料流路41
内の成形材料である熱可塑性樹脂Ｒは、ヒーター66の加
熱により常時溶融状態に保たれている。したがって、材
料通路41内には、常にある程度の樹脂圧がかかっている
が、型開時にはボールプランジャ61においてスプルーブ
ッシュ39側のボール62がゲート開閉ピン51の凹部64に係
合していることにより、固定型31においてゲート開閉ピ
ン51が上昇した位置に保持され、そのゲート嵌合部56が
ゲート47に嵌合して、このゲート47を閉塞している。

【００１６】そして、型締装置により、固定型31と可動
型32はまず弱い型締力で型閉される。これにより、固定
側型板37の凸部38が嵌合部材86内に嵌合して、固定型31
と可動型32との間にキャビティ33が形成される。これと
ともに、テーパー面74および逆テーパー面87を含めて、
加圧体71が可動側取り付け板81に突き当たるが、スプッ
リング73と型締力との均衡により、加圧体71は固定側取
り付け板36に突き当たっていない。この状態で加熱シリ
ンダー装置42のノズル43から材料通路41へ加熱により溶
融した熱可塑性樹脂Ｒが射出される。そうすると、材料
通路41内の樹脂Ｒの圧力がゲート開閉ピン51の受圧部55
に加える力がボールプランジャ61の保持力を上回ること
により、そのボール62がゲート開閉ピン51の凹部64から
外れ、図６に示すように固定型31においてゲート開閉ピ
ン51がａの分だけ下降し、ゲート47が開放される。な
お、下降したゲート開閉ピン51のゲート嵌合部56は、突
き出しスリーブ91内に嵌合し、ゲート開閉ピン51の突き
当て部57が可動型32のゲート調整ピン93に突き当たる。
こうしてゲート47が開放されると、材料通路41内の樹脂
Ｒがゲート47を通ってキャビティ33内に充填される（充
填工程）。

【００１７】加熱シリンダー装置42からの樹脂Ｒの供給
は、例えばインラインスクリュー式の場合、スクリュー
が前進限などの所定位置に達するまで行われる。それに
伴い、キャビティ33内の樹脂圧により、型締力に抗して
可動型32が加圧板71とともに押し下げられ、固定型31と
可動型32とが互いに開く。この開き量は、キャビティ33
内の樹脂圧およびスプリング73の力と型締力との均衡に
よって決まり、キャビティ33内により多くの樹脂Ｒが充
填されるほど大きくなる。換言すれば、加熱シリンダー
装置42から供給される樹脂Ｒの量に誤差があっても、前
記開き量の変化により誤差が吸収され、キャビティ33内
の樹脂の圧力が調整されて一定になる（調圧工程）。

【００１８】その後、型締装置が固定型31および可動型
32に加える型締力が強められる。これにより、加圧体71
とともに可動型32が上昇して、この可動型32が固定型31
に対して閉じていく。このように固定型31と可動型32と
が最終的に型閉されるとき、この可動型32のゲート調整
ピン93がゲート開閉ピン51を押し上げることにより、こ
のゲート開閉ピン51も可動型32と一体的に上昇する。こ
の最終的な型閉に伴い、キャビティ33内の余分な樹脂Ｒ
は、まだ開いているゲート47から材料通路41に戻り、こ
の材料通路41内の樹脂Ｒは、加熱シリンダー装置42内に
戻る。そして、図７に示すように、ゲート開閉ピン51の
ゲート嵌合部56がゲート47内に嵌合し始めるとこのゲー
ト47が閉じ、この時点で、キャビティ33内に一定量の樹
脂Ｒが残ることになる（計量工程）。その後、固定側取
り付け板36と加圧体71とが互いに突き当たるまで閉じ、
それに伴い、図８に示すように、キャビティ33内の樹脂
が加圧されて圧縮される（圧縮工程）。なお、型閉が完
了した時点で、ゲート開閉ピン51は固定型31において上
昇限に達し、ボールプランジャ61のボール62がゲート開
閉ピン51の凹部64に再び係合する。

【００１９】そして、キャビティ33内の樹脂が十分に冷
却して固化した後、型開が行われる。この型開に伴い、
キャビティ33内の樹脂Ｒすなわちリンク１は、まず固定
型31から離れる。ついで、射出成形機に設けられた図示
していない突き出しロッドが突き出し板97を押し上げ、
その突き出しピン98が突き出しスリーブ91を押し上げる
ことにより、リンク１が突き出されて可動型32から離型
する。これとともに、図示していない取り出し装置が製
品Ｐを金型装置内から取り出す。その後、再び型閉が行
われ、以上の工程が繰り返される。

【００２０】上述したような高圧射出成形法により成形
することにより、キャビティ33内に充填される樹脂Ｒの
密度を均一に制御でき、しかも、その後の圧縮工程にお
いて充填した溶融樹脂の密度をこの均一な状態のまま十
分に高めることができる。このため、得られるリンク１
は密度のバラツキがないとともに、樹脂密度が高く内部
応力が減少しており、これによりソリが大幅に抑制され
ている。また、樹脂密度が高く内部応力が減少している
ので寸法精度が高い。さらに、計量工程において、ゲー
ト開閉ピン51のゲート嵌合部56をゲート47内に嵌合させ
てゲート47を遮断してキャビティ33を分断してから樹脂
Ｒを固化しているので、得られるリンク１はゲート跡を
有しない。しかも、圧縮工程において樹脂の冷却による
固化に伴う収縮が補償されるので、リンク１内の密度が
均一になるばかりか、各リンク間でも均質なものが得ら
れるという効果も有する。その上、本実施例において
は、開口部２をゲート開閉ピン51を利用して、ここから
樹脂を放射状に射出しているので、リンク１には樹脂の
合流箇所であるウェルドがほとんでできないため、機械
的強度に優れている。

【００２１】このようにして製造される本実施例のリン
ク１は、ソリが少ないのでほとんど後加工を施すことな
く各種機器類にそのまま使用しても設計通りの動きが可
能であり、駆動時に騒音や振動が生じにくい。さらに、
ウェルドがほとんどないので、リンクの強度が高く破損
しにくいという効果も有する。

【００２２】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
リンクとしては前記実施例の形状のものに限定されず、
種々の形状のものに適用可能である。また、金型装置と
しては前記実施例に限定されるものではなく、本実施例
のようにダイレクトゲートである必要はなく、可動型32
の可動によりゲート47が開閉可能であればよく、サイド
ゲートとしてもよいなど種々の変形が可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明の請求項１の射出成形によるリン
クは、該リンク形状のキャビティを有する金型を用い、
前記金型を低圧で型締めした後、前記キャビティ内に溶
融樹脂を射出することにより前記金型が僅かに開いて前
記キャビティの容積を増加させながら該溶融樹脂を充填
し、続いて前記金型を高圧で型締めすることによりキャ
ビティ内の余分な溶融樹脂を還流するとともにゲートを
遮断し、該キャビティ内の溶融樹脂を圧縮して得られた
ものであるので、キャビティ内に充填される溶融樹脂の
圧力が均一なものとなり密度のバラツキがないのでソリ
が大幅に抑制されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるリンクを示す斜視図で
ある。

【図２】前記リンクを取り付けたリンク機構を示す分解
斜視図である。

【図３】前記リンク機構の構造を示す概略図である。

【図４】前記リンク機構の動作を示す概略図である。

【図５】前記リンクを製造する金型装置を示す一部断面
図である。

【図６】前記金型装置による射出成形工程による充填工
程を示す概略図である。

【図７】前記金型装置による射出成形工程による計量工
程を示す概略図である。

【図８】前記金型装置による射出成形工程による圧縮工
程を示す概略図である。

【図９】前記金型装置のボールプランジャ付近の拡大断
面図である。

【符号の説明】

１リンク 33 キャビティ 47 ゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−151228（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−132625（ＪＰ，Ａ) 特開平６−155611（ＪＰ，Ａ) 特開平７−315098（ＪＰ，Ａ) 特開平９−262881（ＪＰ，Ａ) 特開平８−262881（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−115121（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−156997（ＪＰ，Ｕ) 特公昭63−28004（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂の射出成形品からなるリンクであっ
て、該リンク形状のキャビティを有する金型を用い、前
記金型を低圧で型締めした後、前記キャビティ内に溶融
樹脂を射出することにより前記金型が僅かに開いて前記
キャビティの容積を増加させながら該溶融樹脂を充填
し、続いて前記金型を高圧で型締めすることによりキャ
ビティ内の余分な溶融樹脂を還流するとともにゲートを
遮断し、該キャビティ内の溶融樹脂を圧縮して得られた
ものであることを特徴とする射出成形によるリンク。