JP4004869B2 - 送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型および製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、送りねじ装置に用いられる樹脂ナットの射出成形金型およびその樹脂ナットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転運動を直線運動に変換する送りねじ装置は、産業機械の送り装置や位置決め装置などに多用されている。その中でも樹脂ナットを用いた送りねじ装置は、ボールねじを用いた送りねじ装置と比較して構造が簡単なことや低価格であることからその用途が広がってきている。送りねじ装置用の樹脂ナットは、回転が円滑に行なわれなければ位置決め精度が低下するため、ねじ部の表面状態（凹凸の有無や粗さ形状）が重要であり、ねじ精度も厳しさが要求される。従来、上記のような樹脂ナットの製造方法においては、螺旋溝が形成された中子をインサートして成形し、成形された樹脂ナットからインサートされた中子を手作業または機械によって抜き出すようにしていた（例えば、特開２０００−７４１７２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の製造方法において、中子をインサートする場合、中子表面に打ち傷などを付けないように、慎重な扱いが要求される。表面に打ち傷のある中子を使用して成形すると、成形製品である樹脂ナットの内径にその傷が転写されることになる。内径部に転写された傷は、外観検査で見逃される恐れがあり、品質管理上の問題となる。また、このような製造方法では、中子をインサートする作業、および成形後に中子を抜き出す作業に多くの手間を要し、これが製造時間を長引かせ、高価格化の原因にもなっていた。さらに、中子のインサートが確実になされていないと、金型破損の原因となり、製造ラインの停止など重要な問題を引き起こすことにもなる。
【０００４】
この発明の目的は、中子のインサートとしての取り扱いが不要で、製造時間の短縮と検査工程の省略ができ、低コスト化が実現できる送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型、およびその樹脂ナットの製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型は、ねじ軸上を滑り接触しながら移動する送りねじ装置用の樹脂ナットの射出成形金型であって、樹脂ナットの一端面、または一端面およびその付近を成形する型面を有する固定型と、樹脂ナットの残りの外形面を成形するキャビティを有し固定型に対して軸方向に移動可能な可動型と、上記可動型に設けられて外径面にねじ溝成形用の螺旋溝が形成されたコアピンとを備え、上記コアピンを可動型に対して回転可能とし、このコアピンは、螺旋溝が形成された部分に続く基部の部分を、樹脂ナットとの共回りを回避する、段差を介して螺旋溝が形成された部分よりも大径としたものを用いることを特徴とする。
【０００６】
この構成によると、可動型および固定型の型面で樹脂ナットの外形面が形成され、コアピンによって雌ねじが形成される。キャビティは可動型側に設けられており、コアピンも可動型に設けられているため、型開きすると、樹脂ナットは可動型と共に固定ナットから離型される。この後、適宜の方法で可動型およびコアピンから樹脂ナットを離型させる。
このように、コアピンは可動型に設けられており、可動型の一部として型開きや型閉じが可能であるため、金型内にコアピンをインサートする手間が省け、また樹脂ナットの成形後に、金型からインサート状態の中子を抜き出す手間が省略される。量産する場合に、固定型および可動型とは別に、インサートする中子を多数本用意する必要も無くなる。また、コアピンは常に可動型に保持された状態にあるため、単独で取り扱うものと異なり、取り扱い時に表面に傷を付ける恐れがなく、製造された樹脂ナットの雌ねじ面の検査が不要になる。これらのため、製造時間の短縮と低価格化が実現される。
なお、固定型を、樹脂ナットの一端面だけでなく、一端面付近を成形する型面を有するものとする場合は、型開きしたときに樹脂ナットが可動型に付いた状態で固定型から離型されるように固定型の型面を形成する。
【０００７】
このコアピンは、可動型に対して回転可能とし、螺旋溝が形成された部分に続く基部の部分を、樹脂ナットとの共回りを回避する、段差を介して螺旋溝が形成された部分よりも大径としたものを用いるので、型開き後にコアピンを回転させて樹脂ナットの後端面がキャビティの予め定める部分に達して摩擦が無くなるときには、コアピンの螺旋溝と樹脂ナットのねじ溝との螺合が既に解けた状態となる。したがって、この段階で樹脂ナットはコアピンから引き出すだけで抜ける。コアピンの回転は、モータを駆動力として行うようにしても良い。モータ駆動とすることにより、作業者の手で回す操作が不要とでき、効率も向上する。
【０００８】
この発明において、上記コアピンを可動型に対して回転可能で軸方向移動不能に支持する支持手段を設け、上記モータを、型開き時にコアピンが樹脂ナットを送り出す方向に回転させ、型閉時に回転停止させる制御手段を設けたものとしても良い。
この構成の場合、型開き時にコアピンを回転させると、コアピンは可動型に対して軸方向移動不能に支持されているから、樹脂ナットは、形成された雌ねじ部とコアピンの螺旋溝との螺合がねじ戻され、可動型外に送り出される。したがって、成形品を可動型から離型させながら、コアピンが抜き出されることになる。型開き時のコアピンの回転は、型開き動作の完了に続いて回転が開始されるようにしても、また型開き動作を行いながら回転を行うようにしても良い。型閉じ時は、閉じ動作時から樹脂注入時にわたり、コアピンを回転させる必要がなく、回転を停止させておく。上記制御手段は、例えばモータ駆動をオンオフする開閉スイッチとされ、または可動型の移動等に上記開閉スイッチのオンオフ動作を連動させる電気的な制御部を有するものとされる。
【００１０】
この発明において、上記コアピンを可動型に対して回転可能とした場合に、可動型の進退移動を回転に変換してコアピンを回転させる動作変換機構を設けても良い。この構成の場合、可動型の進退移動によってコアピンが回転させられるため、可動体を進退させる型開閉駆動手段でコアピンが回転させられることになり、コアピンを回転させるための専用の駆動源を必要としない。そのため、構成が簡素化される。
また、コアピンを可動型に対して回転可能とした場合に、可動型内の成形された樹脂ナットを突き出す突き出しピンを設け、突き出しピンの移動を回転力に変換してコアピンを回転させる動作変換機構を設けても良い。この構成の場合、可動型内に残った樹脂ナットを突き出しピンで突き出すときに、その突き出しピンの移動によってコアピンが回転させられる。そのため、コアピンを回転させる為のモータを別途設置することを要しない。
【００１３】
この発明の送りねじ装置用樹脂ナットの製造方法は、この発明の射出成形金型を用いた製造方法である。すなわち、この発明の製造方法は、ねじ軸上を滑り接触しながら移動する送りねじ装置用の樹脂ナットの射出成形方法であって、樹脂ナットの一端面、または一端面およびその付近を成形する型面を有する固定型と、樹脂ナットの残りの外形面を成形するキャビティを有し固定型に対して軸方向に移動可能な可動型と、上記可動型に設けられて外径面にねじ溝成形用の螺旋溝が形成されたコアピンとを備える射出成形金型を用いる。この金型内に溶融樹脂を充填し樹脂ナットを成形した後、前記金型を型開きしてコアピンを回転させ、このコアピンの回転により樹脂ナットが押し出される過程でコアピンと樹脂ナットとの共回りを回避する拡径部であってねじ溝が形成されない拡径部を、樹脂ナットの内径面における反固定型側端面から所定長さ範囲に設け、樹脂ナットを取り出すことを特徴とする。
このように、コアピンが設けられた可動型を用い、型開きしてコアピンを回転させることにより樹脂ナットを取り出すようにしたため、中子のインサートとしての取り扱いが不要で、製造時間の短縮と検査工程の省略ができ、低コスト化が実現できる。コアピンの回転により樹脂ナットが押し出される過程でコアピンと樹脂ナットとの共回りを回避する拡径部であってねじ溝が形成されない拡径部を、樹脂ナットの内径面における反固定型側端面から所定長さ範囲に設けたので、型開き後にコアピンを回転させて樹脂ナットの後端面がキャビティの予め定める部分に達して摩擦が無くなるときには、コアピンの螺旋溝と樹脂ナットのねじ溝との螺合が既に解けた状態となる。したがって、この段階で樹脂ナットはコアピンから引き出すだけで抜ける。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１，図２は、この実施形態の金型で得た樹脂ナットを用いて構成される送りねじ装置の一例を示す。この送りねじ装置Ａは、樹脂ナット１およびねじ軸２からなり、樹脂ナット１の内径面およびねじ軸２の外径面に、互いに滑り接触するねじ溝１ａ，２ａが形成されている。樹脂ナット１をガイド手段（図示せず）で回転止めしておき、ねじ軸２を回転駆動することにより、樹脂ナット１がねじ軸２上を軸方向に移動する。樹脂ナット１およびねじ軸２のねじ溝１ａ，２ａは、例えば台形溝とされる。ねじ軸２は、鋼材等の金属製のものである。樹脂ナット１は、円筒部１１の一端に取付用のフランジ１２を有しており、フランジ１２の円周方向の一部に平坦面部１２ａを有している。
【００１６】
図３は、この実施形態にかかる射出成形金型を示す。この射出成形金型は、固定型３と、可動型４とを備え、可動型４にコアピン５が設けられている。固定型３は、樹脂ナット１（図２）の１端面を成形する型面３ａを有し、可動型４は樹脂ナット１の残りの外形面を成形するキャビティ４０を有している。固定型３の型面３ａは、樹脂ナット１のフランジ１２側の端面を成形する面である。可動型４のキャビティ４０は、樹脂ナット１の円筒部１１およびフランジ部１２をそれぞれ成形する部分４０ａ，４０ｂからなる。コアピン５は、外径面にねじ溝成形用の螺旋溝５１が形成されたピン状のコアである。固定型３および可動型４に続いてゲート３１，４１が設けられている。
固定型３は、固定盤６と、この固定盤６に設置された固定型本体３Ａとからなる。可動型４は、可動盤７と、この可動盤７に設置された可動型本体４Ａとでなる。可動型４は、固定型３に対して、ガイド部材７１により接近・離間方向に進退可能に設置され、流体圧シリンダ等の型開閉駆動手段７０により進退駆動される。なお、固定型３および可動型４は、それぞれ固定盤６および可動型７に対して複数の固定型本体３Ａおよび可動型本体４Ａが取付けられたものとされ、または固定型本体３Ａおよび可動型本体４Ａが、それぞれ樹脂ナット１を成形する複数の型面３ａおよびキャビティ４０を有するものとされる。
【００１７】
コアピン５は、可動型４に支持手段７２を介して回転可能でかつ軸方向移動不能に支持されている。支持手段７２は、例えば、スラスト荷重の支持が可能なラジアル型の転がり軸受である。コアピン５は、可動型４の底面を貫通した基部５０を有していて、基部５０で上記支持手段７２に支持されている。コアピン５は、モータ８に伝達機構８１を介して連結されており、モータ８の駆動により回転駆動される。伝達機構８１は、ギヤ列等からなる。可動基板７に対して、可動型本体４Ａないしキャビティ４０は複数設けられていても、単数であっても良い。可動基板７に対して複数の可動型本体４Ａないしキャビティ４０が設けられている場合、モータ８および伝達機構８１は、各キャビティ４０に対して設けられた複数のコアピン５の駆動を同時に行うものであっても良い。モータ８は、取付台８０を介して可動基板７に設置されている。
【００１８】
モータ８には、型開き時にコアピン５が樹脂ナット１を送り出す方向に回転させ、型閉時に回転停止させる制御手段１０１が設けられている。制御手段１０１は、モータ８の電源回路を開閉する開閉スイッチ１０２と、型開閉駆動手段７０の開閉駆動動作に応じて開閉スイッチ１０２を開閉させる制御部１０３とで構成される。制御部１０３において、型開き時にモータ８の回転を開始させるのは、型開きの完了に続いて行うようにしてある。
【００１９】
この射出成形金型を用いた成形方法を図４と共に説明する。図４（Ａ）は、可動型４が固定型３に対して後退した型開き状態を示す。この状態から可動型４を前進させ、図４（Ｂ）のように型閉じ状態とする。この状態で、固定型３のゲート３１からキャビティ４０内に溶融樹脂を注入し（図４（Ｃ））、射出成形により樹脂ナット１を成形する。樹脂の硬化の後、図４（Ｄ）に示すように可動型４を後退させて型開きする。
【００２０】
この後、コアピン５をモータ８（図３）で回転させる。回転方向は、コアピン５の螺旋溝５１が回転により樹脂ナット１を送り出す方向である。コアピン５は可動型４に対して軸方向移動が不能に支持されているため、このコアピン５の回転に伴い、樹脂ナット１は、形成された雌ねじのねじ溝１ａとコアピン５の螺旋溝５１との螺合がねじ戻され、可動型４のキャビティ４０外へ送り出される（同図（Ｅ））。したがって、成形品である樹脂ナット１を可動型４から離型させながら、コアピン５が樹脂ナット１から抜き出されることになる。
【００２１】
図５（Ａ）は、図４（Ｅ）の離型過程の途中段階を示す。同図に示すように、コアピン５の回転により樹脂ナット１が押し出される過程で、樹脂ナット１の後端面がキャビティ４０のフランジ成形部分４０ｂに達すると、成形樹脂ナット１の外面と可動型４のキャビティ４０内面とが非接触状態となる。このように非接触の状態になると摩擦抵抗がなくなるため、コアピン５と樹脂ナット１とが共回りして離型ができなくなることがある。特に、コアピン５の螺旋溝５１のリードが、コアピン５の呼び径の１倍以下の場合に、このような共回りが生じ易くなる。このような場合は、例えば図５（Ｂ）に示す処置を行う。
【００２２】
すなわち、樹脂ナット１の内径面における反固定型側端面から所定長さ範囲Ｌを、ねじ溝１ａが成形されない拡径部１４とする。拡径部１４は、座繰りまたは面取りからなり、コアピン５のねじ山外径と同等以上の内径とする。上記所定長さ範囲Ｌは、樹脂ナット１とキャビティ４０の摩擦がなくなる軸方向長さ、つまりキャビティ４０のフランジ成形部分４０ｂの軸方向長さｔとし、またはこれに若干の余裕寸法αを加えた長さ（ｔ＋α）とする。拡径部１４の成形は、コアピン５として、螺旋溝５１を設けた部分に対して、この部分に続く基部５０の部分を、段差を介して大径としたものを用いることで行う。
このようなコアピン５を使用すれば、樹脂ナット１の後端面がキャビティ４０のフランジ成形部分４０ｂに達して摩擦が無くなるときには、コアピン５の螺旋溝５１と樹脂ナット１のねじ溝１ａとの螺合が既に解けた状態となる。したがって、この段階で樹脂ナット１はコアピン５から引き出すだけで抜ける。
【００２３】
この構成の射出成形金型によると、このように、コアピン５が可動型４に設けられていて、可動型４の一部として型開きや型閉じが可能であるため、金型内にコアピン５をインサートする手間が省け、また樹脂ナット１の成形後に、金型からインサート状態の中子を抜き出す手間が省略される。量産する場合に、固定型３および可動型４とは別に、インサートする中子を多数本用意する必要も無くなる。また、コアピン５は常に可動型４に保持された状態にあるため、単独で取り扱うものと異なり、取り扱い時に表面に傷を付ける恐れがない。そのため、傷の転写の恐れがなく、製造された樹脂ナット１の雌ねじ面の検査が不要になる。これらのため、製造時間の短縮と低価格化が実現される。
【００２４】
図６は、この発明の他の実施形態にかかる射出成形金型を示す。この例は、可動型４の進退移動を回転に変換してコアピン５を回転させる動作変換機構８２を設け、コアピン５の駆動用モータを不要としたものである。動作変換機構８２は、可動型４の進退方向に延びる位置固定のラック８６に、可動型４に支持されたピニオン８４を噛み合わせ、ピニオン８４の回転を、伝達軸８５および傘歯車８３ａ，８３ｂを介してコアピン５に伝えるようにしたものである。ピニオン８４を取付けた伝達軸８５は、可動盤７に設けられた取付台８０ａに軸受を介して設置されている。この実施形態におけるその他の構成は、図３に示した第１の実施形態と同じである。
【００２５】
この構成の場合、図４（Ｃ）の樹脂注入の過程の後、同図（Ｄ）の型開きが進行する過程において、可動型４が後退動作すると、可動型４に支持されたピニオン８４がラック８６上を噛み合いながら回転し、その回転がコアピン５に伝えられる。そのため、可動型４が後退しながらコアピン５が回転する。この回転により、樹脂ナット１からのコアピン５の抜き出し動作と、これに伴う樹脂ナット１の可動型４からの離型とが行われることになる。このように型開き動作と離型とが同時に進行することになる。型閉じ動作時は、動作変換機構８２により、可動型４が閉じ方向に前進するに従ってコアピン５が逆に回転し、型閉じが完了した状態で回転が停止する。
なお、この実施形態では、動作変換機構８２にラック・ピニオン機構を用いたが、動作変換機構８２は、この他にカム機構やリンク機構など、各種の構成のものが採用できる。
【００２６】
図７は、この発明のさらに他の実施形態にかかる射出成形金型を示す。この例は、離型の確実のために、可動型４内の成形された樹脂ナット１を突き出す突き出しピン９を可動型４に設け、この突き出しピン９の移動を回転力に変換してコアピンを回転させる動作変換機構８２Ａを設けたものである。
突き出しピン９は、流体圧シリンダ等からなる突き出しピン駆動装置９０により、可動型４に対して進退駆動される。動作変換機構８２Ａは、突き出しピン駆動装置９０により進退させられるラック９２に、可動型４に支持されたピニオン８４を噛み合わせ、ピニオン８４の回転を、伝達軸８５および傘歯車８３ａ，８３ｂを介してコアピン５に伝えるようにしたものである。ピニオン８４を取付けた伝達軸８５は、可動盤７に設けられた取付台８０ａに軸受を介して設置されている。突き出しピン駆動装置９０は可動盤７に設置され、ラック９２は可動盤７に進退可能に設置されている。この実施形態におけるその他の構成は、図３に示した第１の実施形態と同じである。
【００２７】
この構成の場合、図４（Ｃ）の樹脂注入の過程の後、同図（Ｄ）の型開きが進行する過程において、可動型４に対して突き出しピン９を突き出しピン駆動装置９０で可動型４のキャビティ４０内へ突出させる。この突出動作によりラック９２が前進し、可動型４に支持されたピニオン８４を回転させる。この回転がコアピン５に伝えられる。そのため、可動型４が後退しながらコアピン５が回転する。この回転により、樹脂ナット１からのコアピン５の抜き出し動作と、これに伴う樹脂ナット１の可動型４からの離型とが行われることになる。このとき、樹脂ナット１は突き出しピン９で外方へ押され、離型の確実が図られる。型閉じ動作時は、突き出しピン９を突き出しピン駆動装置９０で後退させる。この後退動作により、動作変換機構８２Ａを介してコアピン５が逆に回転するが、突き出しピン９の後退が完了すると、コアピン５の回転が停止する。
なお、この実施形態では、動作変換機構８２Ａにラック・ピニオン機構を用いたが、動作変換機構８２Ａは、この他にカム機構やリンク機構など、各種の構成のものが採用できる。
【００２８】
図８，図９は、この発明の参考提案例を示す。この参考提案例は、コアピン５を、モータ８の駆動により可動型４に対して回転させながら進退させる螺進駆動手段８７を設けたものである。また、モータ８を、コアピン５が型閉時は固定型３に向かって前進し、型開時は後退する方向に回転させる制御手段１１１が設けられている。制御手段１１１は、モータ８の電源方向を正逆に変換させる切替えスイッチ１１２と、モータ８を電源回路を開閉する開閉スイッチ１１３と、型開閉駆動手段７０の開閉駆動動作に応じて切替えスイッチ１１２および開閉スイッチ１１３を切り替える制御部１１４とで構成される。制御部１１４において、型開き時にモータ８の回転を開始させるのは、型開きの完了に続いて行うようにしてある。
【００２９】
螺進駆動手段８７は、例えば送りねじ機構からなる。この送りねじ機構は、ボールねじ機構であっても、滑りねじ機構であっても良い。この送りねじ機構からなる螺進駆動手段８７のナット８７ａは可動盤７に設置され、ナット８７ａに螺合する雄ねじ部８７ｂがコアピン５の基部５０に設けられている。コアピン５は、基部５０に設けられたスプライン軸部５０ｂが、ギヤ列８１のギヤ８１ａの内径孔に形成されたスプライン溝に噛み合っており、モータ８の回転はギヤ列８１を介してコアピン５に伝達される。コアピン５は、回転が伝達されると、送りねじ機構からなる螺進駆動手段８７のナット８７ａに螺合しているため、進退動作を伴うことになる。なお、螺進駆動手段８７のねじのピッチと、コアピン５の螺旋溝５０のピッチとは一致させておく。モータ８は可動盤７に設置され、ギヤ８１ａは可動盤７に回転のみ自在に設置されている。同図では、突き出しピンの図示を省略したが、図９に示すように、可動型４には成形された樹脂ナット１を突き出す突き出しピン９、およびその進退駆動用の装置（図示せず）が設けられている。この参考提案例の金型におけるその本体の構成は第１の実施形態と同じである。
【００３０】
図９はこの参考提案例の射出成形金型を用いた成形方法を示す。同図（Ａ）は型開き状態を示す。コアピン５は、先端がキャビティ４０の開口端面に位置している。この状態から図９（Ｂ）のように可動型４を前進させて型閉じし、コアピン５を若干回転させて固定型３の成形面に押し付ける。この状態でキャビティ４０内に樹脂を注入し、射出成形で樹脂ナット１を成形する。樹脂の硬化後、駆動手段７０（図８）により可動型４を後退させて型開きする（図９（Ｃ））。
【００３１】
ついで、モータ８を駆動してコアピン５を樹脂ナット１に対してねじ戻し方向に回転させ、可動型４内の樹脂ナット１からコアピン５を後退させる（同図（Ｄ））。コアピン５が可動型４の底面まで後退すると、樹脂ナット１からコアピン５が外れる。この後、図９（Ｅ）のように、突き出しピン９を突出動作させ、キャビティ４０から押し出して樹脂ナット１を取り出す。樹脂ナット１の取り出し後、突き出しピン９を元の位置へ戻す。
【００３２】
図１０，図１１は、それぞれこの発明の参考提案例を示す。これらの参考提案例は、いずれも、型開き後にコアピン５ごと樹脂ナット１を可動型４から突出させ、取出機１２０を用いてコアピン５から樹脂ナット１を取り出すようにしたものである。
【００３３】
図１０に示す参考提案例にかかる射出成形金型は、コアピン５を、可動型４と固定型３との型開き状態で、可動型４に対して突出側へ軸方向に前進可能に設置する。上記コアピン５を進退させるコアピン進退手段１３０と、コアピン５を前進状態で回転させるモータ８とを設ける。また、コアピン５と共に可動型４から前方へ突出した樹脂ナット１に接して樹脂ナット１の回り止めを行う取出機１２０とを設ける。取出機１２０は、チャック部１２１と、このチャック部１２１を移動させる取付機駆動部１２２とを有し、チャック部１２１が上記樹脂ナット１に対する接触による回り止めを行う。チャック部１２１は、樹脂ナット１を把持可能なものであって、把持および把持解除を行う開閉機能を有する。取付機駆動部１２２は、コアピン５ごと可動型４から突出した状態の樹脂ナット１に対して接触可能な位置と待機位置との間でチャック部１２１を移動させる機能と、チャック部１２１を、モータ８の回転によるコアピン５の回転に同期して可動型４から遠ざかる方向に後退させる機能とを有するものである。上記待機位置は、チャック部１２１が固定型３に対し干渉しない位置である。コアピン５は、可動台７Ａに軸受７２を介して回転自在に支持されており、可動台７Ａは可動型４に対してコアピン軸方向に進退自在に設置されている。コアピン進退手段１３０は、この可動台７Ａを進退させることによってコアピン５を進退させるものとしてある。モータ８は、可動台７Ａに設置されていて、ギヤ列からなる伝達機構８１を介してコアピン５に回転を伝達する。可動型４には突き出しピン９が設けられている。この射出成形金型におけるその他の構成は、図３と共に説明した第１の実施形態と同じである。
【００３４】
この参考提案例の射出成形金型を用いた送りねじ装置用樹脂ナットの製造方法を図１０（Ａ）〜（Ｃ）と共に説明する。樹脂ナット１が金型内で成形されるまでの過程は、図４等と共に説明した第１の実施形態と同じであるので説明を省略する。図１０（Ａ）のように、成形が完了し、型開きを行った後、同図（Ｂ）のように、コアピン５ごと樹脂ナット１を可動型４から突出させる。この突出は、コアピン５をコアピン進退手段１３０で前進させると共に、突き出しピン９で樹脂ナット１を突き出すことにより行う。このように突出させた樹脂ナット１を、取出機１２０のチャック部１２１で把持する。この後、同図（Ｃ）のように、コアピン５をねじ戻し方向にモータ８により回転させる。この回転により、樹脂ナット１はコアピン５から軸方向に抜け出すので、この抜け出し速度に同期するように取出機１２０のチャック部１２１を可動型４から遠ざかる方向に後退させる。このようにして樹脂ナット１を取出機１２０で取り出した後、取出機１２０のチャック部１２１を待機位置に移動させる。
【００３５】
このように、取出機１２０を設けた場合、コアピン５を回転と同期させて後退させる機能を持たせなくても良いため、取出機１２０は別途に必要であるが、全体として簡単な構成とできる。
なお、樹脂ナット１の抜け出しに同期してチャック部１２１を後退させる動作は、特に駆動力の付与で行わなくても良い。取出機１２０のチャック部１２１は可動型４に比べて小さいので、駆動力を与えなくても、単に型開きの軸方向に移動自在にしておくだけでも、つまりフローティング状態にしておいても、コアピン５のねじ戻しによって樹脂ナット１が抜け出す。
【００３６】
図１１に示す参考提案例にかかる射出成形金型は、取出機１２０Ａが回転しながら後退することにより、コアピン５から樹脂ナット１を抜き出すようにしたものである。この射出成形金型は、コアピン５を、可動型４と固定型３との型開き状態で可動型３に対して突出側へ軸方向に前進可能に設置し、コアピン５を進退させるコアピン進退手段１３０Ａを設ける。取出機１２０Ａは、コアピン５と共に可動型３から前方へ突出した樹脂ナット１を把持して回転しながら軸方向移動することにより、樹脂ナット１をコアピン５から取り出すものとする。取出機１２０Ａは、チャック部１２１とこのチャック部１２１を移動させる取付機駆動部１２２Ａとを有する。チャック部１２１は、樹脂ナット１を把持可能なものであって、把持および把持解除を行う開閉機能を有する。取付機駆動部１２２Ａは、コアピン５ごと可動型４から突出した状態の樹脂ナット１に対して把持可能な位置と待機位置との間でチャック部１２１を移動させる機能と、チャック部１２１を、回転させながら可動型４に対して後退させる機能と有する。この射出成形金型におけるその他の構成は、図３と共に説明した第１の実施形態と同じである。
【００３７】
この参考提案例の射出成形金型を用いた送りねじ装置用樹脂ナットの製造方法を説明する。樹脂ナット１が金型内で成形されるまでの過程は、図４や図１０と共に説明した方法と同じである。図１１（Ａ）のように、成形が完了し、型開きを行った後、同図（Ｂ）のように、コアピン５ごと樹脂ナット１を可動型４から突出させる。この突出は、コアピン５をコアピン進退手段１３０Ａで前進させると共に、突き出しピン９で樹脂ナット１を突き出すことにより行う。このように突出させた樹脂ナット１を、取出機１２０のチャック部１２１で把持する。この後、同図（Ｃ）のように、取出機１２０のチャック部１２１を取出機駆動部１２２Ａでねじ戻し方向に回転させながら、可動型４に対して遠ざかる方向に後退させる。このようにして樹脂ナット１を取出機１２０Ａで取り出した後、取出機１２０Ａのチャック部１２１を待機位置に移動させる。
【００３８】
このように取出機１２０Ａに回転機能を持たせた場合、コアピン５を回転させる機能が不要となるので、取出機１２０Ａを除く型構造がより簡素化される。
【００３９】
次に、この発明の射出成形金型で成形する樹脂ナット１の材質例を説明する。この射出成形金型においては、樹脂ナットの材質として一般に知られている種々の樹脂材料を使用することができる。樹脂ナット１を構成するベース樹脂としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、熱可塑性ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂が採用できる。これらのベース樹脂に、強化剤や充填剤を適宜配合して樹脂材料とする。
ただし、樹脂ナット１の材質は、螺旋溝５１が形成されたコアピン５を樹脂ナット１から取り出すのに際して、コアピン５の表面を摩耗させない樹脂材料であることが好ましい。そのため、上記強化剤に用いられる繊維状の無機充填剤が、樹脂全体の３５重量部より少ない樹脂材料であることが望ましい。３５重量部を超えると、成形後の離型時におけるコアピンの摩耗が激しくなり、成形された樹脂ナット１とねじ軸２との嵌め合いにばらつきが生じる原因となる。上記繊維状の無機充填剤は、例えばガラス繊維、炭素繊維、およびチタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカなどのウィスカ類である。
上記充填剤としては、固体潤滑剤を用いることが望ましい。固体潤滑剤としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、黒鉛、二硫化モリブデン等が採用できる。固体潤滑剤を配合した樹脂材料を用いた場合や、低摩擦係数のベース樹脂を用いた場合、コアピン５との離型性を向上させる効果があり、また樹脂ナット１とねじ軸２との摺動特性が良好となり、低トルクの樹脂ナット１になる。
【００４０】
なお、上記各実施形態では、固定型３は樹脂ナット１の１端面のみを成形する型面を有するものとしたが、固定型３は、樹脂ナット１の１端面とその付近の外径面部分とを成形する型面とを有するものであっても良い。すなわち、固定型３と可動型２とのパーティングラインが樹脂ナット１の軸方向の一端付近であっても良い。
【００４１】
【発明の効果】
この発明の送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型は、ねじ軸上を滑り接触しながら移動する送りねじ装置用の樹脂ナットの射出成形金型であって、樹脂ナットの一端面、または一端面およびその付近を成形する型面を有する固定型と、樹脂ナットの残りの外形面を成形するキャビティを有し固定型に対して軸方向に移動可能な可動型と、上記可動型に設けられて外径面にねじ溝成形用の螺旋溝が形成されたコアピンとを備え、螺旋溝が形成された部分に続く基部の部分を、樹脂ナットとの共回りを回避する、段差を介して螺旋溝が形成された部分よりも大径としたものを用いるので、型開き後にコアピンを回転させて樹脂ナットの後端面がキャビティの予め定める部分に達して摩擦が無くなるときには、コアピンの螺旋溝と樹脂ナットのねじ溝との螺合が既に解けた状態となる。したがって、この段階で樹脂ナットはコアピンから引き出すだけで抜ける。また、中子のインサートとしての取り扱いが不要で、製造時間の短縮と検査工程の省略ができ、低コスト化が実現できる。
この発明の送りねじ装置用樹脂ナットの製造方法は、この発明の射出成形金型を用い、この金型内に溶融樹脂を充填し樹脂ナットを成形した後、前記金型を型開きしてコアピンを回転させ、コアピンの回転により樹脂ナットが押し出される過程でコアピンと樹脂ナットとの共回りを回避する拡径部であってねじ溝が形成されない拡径部を、樹脂ナットの内径面における反固定型側端面から所定長さ範囲に設けたので、型開き後にコアピンを回転させて樹脂ナットの後端面がキャビティの予め定める部分に達して摩擦が無くなるときには、コアピンの螺旋溝と樹脂ナットのねじ溝との螺合が既に解けた状態となる。したがって、この段階で樹脂ナットはコアピンから引き出すだけで抜ける。また、中子のインサートとしての取り扱いが不要で、樹脂ナットからのコアピンの抜き出しも容易であり、製造時間の短縮と検査工程の省略ができ、低コスト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の金型で製造される樹脂ナットを用いた送りねじ装置を示す斜視図である。
【図２】 同送りねじ装置の断面図である。
【図３】 この発明の第１の実施形態にかかる射出成形金型の概念構成を示す断面図である。
【図４】 （Ａ）〜（Ｅ）は同実施形態の金型を用いた成形方法の説明図である。
【図５】 （Ａ），（Ｂ）は各成形方法の具体例の一部を示す説明図である。
【図６】 この発明の他の実施形態にかかる射出成形金型の概念構成の断面図である。
【図７】 この発明のさらに他の実施形態にかかる射出成形金型の概念構成を示す断面図である。
【図８】 この発明の参考提案例にかかる射出成形金型の概念構成を示す断面図である。
【図９】 （Ａ）〜（Ｅ）は同参考提案例の金型を用いた成形方法の説明図である。
【図１０】 （Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の参考提案例にかかる射出成形金型を用いた成形方法の説明図である。
【図１１】 （Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の参考提案例にかかる射出成形金型を用いた成形方法の説明図である。
【符号の説明】
Ａ…送りねじ装置
１…樹脂ナット
２…ねじ軸
３…固定型
４…可動型
５…コアピン
８…モータ
４０…キャビティ
５０…螺旋溝
７２…支持手段
８２…動作変換機構
８２Ａ…動作変換機構
８７…螺進駆動手段
１０１…制御手段
１１１…制御手段
１２０，１２０Ａ…取出機
１３０，１３０Ａ…コアピン進退手段
【発明の属する技術分野】
この発明は、送りねじ装置に用いられる樹脂ナットの射出成形金型およびその樹脂ナットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転運動を直線運動に変換する送りねじ装置は、産業機械の送り装置や位置決め装置などに多用されている。その中でも樹脂ナットを用いた送りねじ装置は、ボールねじを用いた送りねじ装置と比較して構造が簡単なことや低価格であることからその用途が広がってきている。送りねじ装置用の樹脂ナットは、回転が円滑に行なわれなければ位置決め精度が低下するため、ねじ部の表面状態（凹凸の有無や粗さ形状）が重要であり、ねじ精度も厳しさが要求される。従来、上記のような樹脂ナットの製造方法においては、螺旋溝が形成された中子をインサートして成形し、成形された樹脂ナットからインサートされた中子を手作業または機械によって抜き出すようにしていた（例えば、特開２０００−７４１７２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の製造方法において、中子をインサートする場合、中子表面に打ち傷などを付けないように、慎重な扱いが要求される。表面に打ち傷のある中子を使用して成形すると、成形製品である樹脂ナットの内径にその傷が転写されることになる。内径部に転写された傷は、外観検査で見逃される恐れがあり、品質管理上の問題となる。また、このような製造方法では、中子をインサートする作業、および成形後に中子を抜き出す作業に多くの手間を要し、これが製造時間を長引かせ、高価格化の原因にもなっていた。さらに、中子のインサートが確実になされていないと、金型破損の原因となり、製造ラインの停止など重要な問題を引き起こすことにもなる。
【０００４】
この発明の目的は、中子のインサートとしての取り扱いが不要で、製造時間の短縮と検査工程の省略ができ、低コスト化が実現できる送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型、およびその樹脂ナットの製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型は、ねじ軸上を滑り接触しながら移動する送りねじ装置用の樹脂ナットの射出成形金型であって、樹脂ナットの一端面、または一端面およびその付近を成形する型面を有する固定型と、樹脂ナットの残りの外形面を成形するキャビティを有し固定型に対して軸方向に移動可能な可動型と、上記可動型に設けられて外径面にねじ溝成形用の螺旋溝が形成されたコアピンとを備え、上記コアピンを可動型に対して回転可能とし、このコアピンは、螺旋溝が形成された部分に続く基部の部分を、樹脂ナットとの共回りを回避する、段差を介して螺旋溝が形成された部分よりも大径としたものを用いることを特徴とする。
【０００６】
この構成によると、可動型および固定型の型面で樹脂ナットの外形面が形成され、コアピンによって雌ねじが形成される。キャビティは可動型側に設けられており、コアピンも可動型に設けられているため、型開きすると、樹脂ナットは可動型と共に固定ナットから離型される。この後、適宜の方法で可動型およびコアピンから樹脂ナットを離型させる。
このように、コアピンは可動型に設けられており、可動型の一部として型開きや型閉じが可能であるため、金型内にコアピンをインサートする手間が省け、また樹脂ナットの成形後に、金型からインサート状態の中子を抜き出す手間が省略される。量産する場合に、固定型および可動型とは別に、インサートする中子を多数本用意する必要も無くなる。また、コアピンは常に可動型に保持された状態にあるため、単独で取り扱うものと異なり、取り扱い時に表面に傷を付ける恐れがなく、製造された樹脂ナットの雌ねじ面の検査が不要になる。これらのため、製造時間の短縮と低価格化が実現される。
なお、固定型を、樹脂ナットの一端面だけでなく、一端面付近を成形する型面を有するものとする場合は、型開きしたときに樹脂ナットが可動型に付いた状態で固定型から離型されるように固定型の型面を形成する。
【０００７】
このコアピンは、可動型に対して回転可能とし、螺旋溝が形成された部分に続く基部の部分を、樹脂ナットとの共回りを回避する、段差を介して螺旋溝が形成された部分よりも大径としたものを用いるので、型開き後にコアピンを回転させて樹脂ナットの後端面がキャビティの予め定める部分に達して摩擦が無くなるときには、コアピンの螺旋溝と樹脂ナットのねじ溝との螺合が既に解けた状態となる。したがって、この段階で樹脂ナットはコアピンから引き出すだけで抜ける。コアピンの回転は、モータを駆動力として行うようにしても良い。モータ駆動とすることにより、作業者の手で回す操作が不要とでき、効率も向上する。
【０００８】
この発明において、上記コアピンを可動型に対して回転可能で軸方向移動不能に支持する支持手段を設け、上記モータを、型開き時にコアピンが樹脂ナットを送り出す方向に回転させ、型閉時に回転停止させる制御手段を設けたものとしても良い。
この構成の場合、型開き時にコアピンを回転させると、コアピンは可動型に対して軸方向移動不能に支持されているから、樹脂ナットは、形成された雌ねじ部とコアピンの螺旋溝との螺合がねじ戻され、可動型外に送り出される。したがって、成形品を可動型から離型させながら、コアピンが抜き出されることになる。型開き時のコアピンの回転は、型開き動作の完了に続いて回転が開始されるようにしても、また型開き動作を行いながら回転を行うようにしても良い。型閉じ時は、閉じ動作時から樹脂注入時にわたり、コアピンを回転させる必要がなく、回転を停止させておく。上記制御手段は、例えばモータ駆動をオンオフする開閉スイッチとされ、または可動型の移動等に上記開閉スイッチのオンオフ動作を連動させる電気的な制御部を有するものとされる。
【００１０】
この発明において、上記コアピンを可動型に対して回転可能とした場合に、可動型の進退移動を回転に変換してコアピンを回転させる動作変換機構を設けても良い。この構成の場合、可動型の進退移動によってコアピンが回転させられるため、可動体を進退させる型開閉駆動手段でコアピンが回転させられることになり、コアピンを回転させるための専用の駆動源を必要としない。そのため、構成が簡素化される。
また、コアピンを可動型に対して回転可能とした場合に、可動型内の成形された樹脂ナットを突き出す突き出しピンを設け、突き出しピンの移動を回転力に変換してコアピンを回転させる動作変換機構を設けても良い。この構成の場合、可動型内に残った樹脂ナットを突き出しピンで突き出すときに、その突き出しピンの移動によってコアピンが回転させられる。そのため、コアピンを回転させる為のモータを別途設置することを要しない。
【００１３】
この発明の送りねじ装置用樹脂ナットの製造方法は、この発明の射出成形金型を用いた製造方法である。すなわち、この発明の製造方法は、ねじ軸上を滑り接触しながら移動する送りねじ装置用の樹脂ナットの射出成形方法であって、樹脂ナットの一端面、または一端面およびその付近を成形する型面を有する固定型と、樹脂ナットの残りの外形面を成形するキャビティを有し固定型に対して軸方向に移動可能な可動型と、上記可動型に設けられて外径面にねじ溝成形用の螺旋溝が形成されたコアピンとを備える射出成形金型を用いる。この金型内に溶融樹脂を充填し樹脂ナットを成形した後、前記金型を型開きしてコアピンを回転させ、このコアピンの回転により樹脂ナットが押し出される過程でコアピンと樹脂ナットとの共回りを回避する拡径部であってねじ溝が形成されない拡径部を、樹脂ナットの内径面における反固定型側端面から所定長さ範囲に設け、樹脂ナットを取り出すことを特徴とする。
このように、コアピンが設けられた可動型を用い、型開きしてコアピンを回転させることにより樹脂ナットを取り出すようにしたため、中子のインサートとしての取り扱いが不要で、製造時間の短縮と検査工程の省略ができ、低コスト化が実現できる。コアピンの回転により樹脂ナットが押し出される過程でコアピンと樹脂ナットとの共回りを回避する拡径部であってねじ溝が形成されない拡径部を、樹脂ナットの内径面における反固定型側端面から所定長さ範囲に設けたので、型開き後にコアピンを回転させて樹脂ナットの後端面がキャビティの予め定める部分に達して摩擦が無くなるときには、コアピンの螺旋溝と樹脂ナットのねじ溝との螺合が既に解けた状態となる。したがって、この段階で樹脂ナットはコアピンから引き出すだけで抜ける。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１，図２は、この実施形態の金型で得た樹脂ナットを用いて構成される送りねじ装置の一例を示す。この送りねじ装置Ａは、樹脂ナット１およびねじ軸２からなり、樹脂ナット１の内径面およびねじ軸２の外径面に、互いに滑り接触するねじ溝１ａ，２ａが形成されている。樹脂ナット１をガイド手段（図示せず）で回転止めしておき、ねじ軸２を回転駆動することにより、樹脂ナット１がねじ軸２上を軸方向に移動する。樹脂ナット１およびねじ軸２のねじ溝１ａ，２ａは、例えば台形溝とされる。ねじ軸２は、鋼材等の金属製のものである。樹脂ナット１は、円筒部１１の一端に取付用のフランジ１２を有しており、フランジ１２の円周方向の一部に平坦面部１２ａを有している。
【００１６】
図３は、この実施形態にかかる射出成形金型を示す。この射出成形金型は、固定型３と、可動型４とを備え、可動型４にコアピン５が設けられている。固定型３は、樹脂ナット１（図２）の１端面を成形する型面３ａを有し、可動型４は樹脂ナット１の残りの外形面を成形するキャビティ４０を有している。固定型３の型面３ａは、樹脂ナット１のフランジ１２側の端面を成形する面である。可動型４のキャビティ４０は、樹脂ナット１の円筒部１１およびフランジ部１２をそれぞれ成形する部分４０ａ，４０ｂからなる。コアピン５は、外径面にねじ溝成形用の螺旋溝５１が形成されたピン状のコアである。固定型３および可動型４に続いてゲート３１，４１が設けられている。
固定型３は、固定盤６と、この固定盤６に設置された固定型本体３Ａとからなる。可動型４は、可動盤７と、この可動盤７に設置された可動型本体４Ａとでなる。可動型４は、固定型３に対して、ガイド部材７１により接近・離間方向に進退可能に設置され、流体圧シリンダ等の型開閉駆動手段７０により進退駆動される。なお、固定型３および可動型４は、それぞれ固定盤６および可動型７に対して複数の固定型本体３Ａおよび可動型本体４Ａが取付けられたものとされ、または固定型本体３Ａおよび可動型本体４Ａが、それぞれ樹脂ナット１を成形する複数の型面３ａおよびキャビティ４０を有するものとされる。
【００１７】
コアピン５は、可動型４に支持手段７２を介して回転可能でかつ軸方向移動不能に支持されている。支持手段７２は、例えば、スラスト荷重の支持が可能なラジアル型の転がり軸受である。コアピン５は、可動型４の底面を貫通した基部５０を有していて、基部５０で上記支持手段７２に支持されている。コアピン５は、モータ８に伝達機構８１を介して連結されており、モータ８の駆動により回転駆動される。伝達機構８１は、ギヤ列等からなる。可動基板７に対して、可動型本体４Ａないしキャビティ４０は複数設けられていても、単数であっても良い。可動基板７に対して複数の可動型本体４Ａないしキャビティ４０が設けられている場合、モータ８および伝達機構８１は、各キャビティ４０に対して設けられた複数のコアピン５の駆動を同時に行うものであっても良い。モータ８は、取付台８０を介して可動基板７に設置されている。
【００１８】
モータ８には、型開き時にコアピン５が樹脂ナット１を送り出す方向に回転させ、型閉時に回転停止させる制御手段１０１が設けられている。制御手段１０１は、モータ８の電源回路を開閉する開閉スイッチ１０２と、型開閉駆動手段７０の開閉駆動動作に応じて開閉スイッチ１０２を開閉させる制御部１０３とで構成される。制御部１０３において、型開き時にモータ８の回転を開始させるのは、型開きの完了に続いて行うようにしてある。
【００１９】
この射出成形金型を用いた成形方法を図４と共に説明する。図４（Ａ）は、可動型４が固定型３に対して後退した型開き状態を示す。この状態から可動型４を前進させ、図４（Ｂ）のように型閉じ状態とする。この状態で、固定型３のゲート３１からキャビティ４０内に溶融樹脂を注入し（図４（Ｃ））、射出成形により樹脂ナット１を成形する。樹脂の硬化の後、図４（Ｄ）に示すように可動型４を後退させて型開きする。
【００２０】
この後、コアピン５をモータ８（図３）で回転させる。回転方向は、コアピン５の螺旋溝５１が回転により樹脂ナット１を送り出す方向である。コアピン５は可動型４に対して軸方向移動が不能に支持されているため、このコアピン５の回転に伴い、樹脂ナット１は、形成された雌ねじのねじ溝１ａとコアピン５の螺旋溝５１との螺合がねじ戻され、可動型４のキャビティ４０外へ送り出される（同図（Ｅ））。したがって、成形品である樹脂ナット１を可動型４から離型させながら、コアピン５が樹脂ナット１から抜き出されることになる。
【００２１】
図５（Ａ）は、図４（Ｅ）の離型過程の途中段階を示す。同図に示すように、コアピン５の回転により樹脂ナット１が押し出される過程で、樹脂ナット１の後端面がキャビティ４０のフランジ成形部分４０ｂに達すると、成形樹脂ナット１の外面と可動型４のキャビティ４０内面とが非接触状態となる。このように非接触の状態になると摩擦抵抗がなくなるため、コアピン５と樹脂ナット１とが共回りして離型ができなくなることがある。特に、コアピン５の螺旋溝５１のリードが、コアピン５の呼び径の１倍以下の場合に、このような共回りが生じ易くなる。このような場合は、例えば図５（Ｂ）に示す処置を行う。
【００２２】
すなわち、樹脂ナット１の内径面における反固定型側端面から所定長さ範囲Ｌを、ねじ溝１ａが成形されない拡径部１４とする。拡径部１４は、座繰りまたは面取りからなり、コアピン５のねじ山外径と同等以上の内径とする。上記所定長さ範囲Ｌは、樹脂ナット１とキャビティ４０の摩擦がなくなる軸方向長さ、つまりキャビティ４０のフランジ成形部分４０ｂの軸方向長さｔとし、またはこれに若干の余裕寸法αを加えた長さ（ｔ＋α）とする。拡径部１４の成形は、コアピン５として、螺旋溝５１を設けた部分に対して、この部分に続く基部５０の部分を、段差を介して大径としたものを用いることで行う。
このようなコアピン５を使用すれば、樹脂ナット１の後端面がキャビティ４０のフランジ成形部分４０ｂに達して摩擦が無くなるときには、コアピン５の螺旋溝５１と樹脂ナット１のねじ溝１ａとの螺合が既に解けた状態となる。したがって、この段階で樹脂ナット１はコアピン５から引き出すだけで抜ける。
【００２３】
この構成の射出成形金型によると、このように、コアピン５が可動型４に設けられていて、可動型４の一部として型開きや型閉じが可能であるため、金型内にコアピン５をインサートする手間が省け、また樹脂ナット１の成形後に、金型からインサート状態の中子を抜き出す手間が省略される。量産する場合に、固定型３および可動型４とは別に、インサートする中子を多数本用意する必要も無くなる。また、コアピン５は常に可動型４に保持された状態にあるため、単独で取り扱うものと異なり、取り扱い時に表面に傷を付ける恐れがない。そのため、傷の転写の恐れがなく、製造された樹脂ナット１の雌ねじ面の検査が不要になる。これらのため、製造時間の短縮と低価格化が実現される。
【００２４】
図６は、この発明の他の実施形態にかかる射出成形金型を示す。この例は、可動型４の進退移動を回転に変換してコアピン５を回転させる動作変換機構８２を設け、コアピン５の駆動用モータを不要としたものである。動作変換機構８２は、可動型４の進退方向に延びる位置固定のラック８６に、可動型４に支持されたピニオン８４を噛み合わせ、ピニオン８４の回転を、伝達軸８５および傘歯車８３ａ，８３ｂを介してコアピン５に伝えるようにしたものである。ピニオン８４を取付けた伝達軸８５は、可動盤７に設けられた取付台８０ａに軸受を介して設置されている。この実施形態におけるその他の構成は、図３に示した第１の実施形態と同じである。
【００２５】
この構成の場合、図４（Ｃ）の樹脂注入の過程の後、同図（Ｄ）の型開きが進行する過程において、可動型４が後退動作すると、可動型４に支持されたピニオン８４がラック８６上を噛み合いながら回転し、その回転がコアピン５に伝えられる。そのため、可動型４が後退しながらコアピン５が回転する。この回転により、樹脂ナット１からのコアピン５の抜き出し動作と、これに伴う樹脂ナット１の可動型４からの離型とが行われることになる。このように型開き動作と離型とが同時に進行することになる。型閉じ動作時は、動作変換機構８２により、可動型４が閉じ方向に前進するに従ってコアピン５が逆に回転し、型閉じが完了した状態で回転が停止する。
なお、この実施形態では、動作変換機構８２にラック・ピニオン機構を用いたが、動作変換機構８２は、この他にカム機構やリンク機構など、各種の構成のものが採用できる。
【００２６】
図７は、この発明のさらに他の実施形態にかかる射出成形金型を示す。この例は、離型の確実のために、可動型４内の成形された樹脂ナット１を突き出す突き出しピン９を可動型４に設け、この突き出しピン９の移動を回転力に変換してコアピンを回転させる動作変換機構８２Ａを設けたものである。
突き出しピン９は、流体圧シリンダ等からなる突き出しピン駆動装置９０により、可動型４に対して進退駆動される。動作変換機構８２Ａは、突き出しピン駆動装置９０により進退させられるラック９２に、可動型４に支持されたピニオン８４を噛み合わせ、ピニオン８４の回転を、伝達軸８５および傘歯車８３ａ，８３ｂを介してコアピン５に伝えるようにしたものである。ピニオン８４を取付けた伝達軸８５は、可動盤７に設けられた取付台８０ａに軸受を介して設置されている。突き出しピン駆動装置９０は可動盤７に設置され、ラック９２は可動盤７に進退可能に設置されている。この実施形態におけるその他の構成は、図３に示した第１の実施形態と同じである。
【００２７】
この構成の場合、図４（Ｃ）の樹脂注入の過程の後、同図（Ｄ）の型開きが進行する過程において、可動型４に対して突き出しピン９を突き出しピン駆動装置９０で可動型４のキャビティ４０内へ突出させる。この突出動作によりラック９２が前進し、可動型４に支持されたピニオン８４を回転させる。この回転がコアピン５に伝えられる。そのため、可動型４が後退しながらコアピン５が回転する。この回転により、樹脂ナット１からのコアピン５の抜き出し動作と、これに伴う樹脂ナット１の可動型４からの離型とが行われることになる。このとき、樹脂ナット１は突き出しピン９で外方へ押され、離型の確実が図られる。型閉じ動作時は、突き出しピン９を突き出しピン駆動装置９０で後退させる。この後退動作により、動作変換機構８２Ａを介してコアピン５が逆に回転するが、突き出しピン９の後退が完了すると、コアピン５の回転が停止する。
なお、この実施形態では、動作変換機構８２Ａにラック・ピニオン機構を用いたが、動作変換機構８２Ａは、この他にカム機構やリンク機構など、各種の構成のものが採用できる。
【００２８】
図８，図９は、この発明の参考提案例を示す。この参考提案例は、コアピン５を、モータ８の駆動により可動型４に対して回転させながら進退させる螺進駆動手段８７を設けたものである。また、モータ８を、コアピン５が型閉時は固定型３に向かって前進し、型開時は後退する方向に回転させる制御手段１１１が設けられている。制御手段１１１は、モータ８の電源方向を正逆に変換させる切替えスイッチ１１２と、モータ８を電源回路を開閉する開閉スイッチ１１３と、型開閉駆動手段７０の開閉駆動動作に応じて切替えスイッチ１１２および開閉スイッチ１１３を切り替える制御部１１４とで構成される。制御部１１４において、型開き時にモータ８の回転を開始させるのは、型開きの完了に続いて行うようにしてある。
【００２９】
螺進駆動手段８７は、例えば送りねじ機構からなる。この送りねじ機構は、ボールねじ機構であっても、滑りねじ機構であっても良い。この送りねじ機構からなる螺進駆動手段８７のナット８７ａは可動盤７に設置され、ナット８７ａに螺合する雄ねじ部８７ｂがコアピン５の基部５０に設けられている。コアピン５は、基部５０に設けられたスプライン軸部５０ｂが、ギヤ列８１のギヤ８１ａの内径孔に形成されたスプライン溝に噛み合っており、モータ８の回転はギヤ列８１を介してコアピン５に伝達される。コアピン５は、回転が伝達されると、送りねじ機構からなる螺進駆動手段８７のナット８７ａに螺合しているため、進退動作を伴うことになる。なお、螺進駆動手段８７のねじのピッチと、コアピン５の螺旋溝５０のピッチとは一致させておく。モータ８は可動盤７に設置され、ギヤ８１ａは可動盤７に回転のみ自在に設置されている。同図では、突き出しピンの図示を省略したが、図９に示すように、可動型４には成形された樹脂ナット１を突き出す突き出しピン９、およびその進退駆動用の装置（図示せず）が設けられている。この参考提案例の金型におけるその本体の構成は第１の実施形態と同じである。
【００３０】
図９はこの参考提案例の射出成形金型を用いた成形方法を示す。同図（Ａ）は型開き状態を示す。コアピン５は、先端がキャビティ４０の開口端面に位置している。この状態から図９（Ｂ）のように可動型４を前進させて型閉じし、コアピン５を若干回転させて固定型３の成形面に押し付ける。この状態でキャビティ４０内に樹脂を注入し、射出成形で樹脂ナット１を成形する。樹脂の硬化後、駆動手段７０（図８）により可動型４を後退させて型開きする（図９（Ｃ））。
【００３１】
ついで、モータ８を駆動してコアピン５を樹脂ナット１に対してねじ戻し方向に回転させ、可動型４内の樹脂ナット１からコアピン５を後退させる（同図（Ｄ））。コアピン５が可動型４の底面まで後退すると、樹脂ナット１からコアピン５が外れる。この後、図９（Ｅ）のように、突き出しピン９を突出動作させ、キャビティ４０から押し出して樹脂ナット１を取り出す。樹脂ナット１の取り出し後、突き出しピン９を元の位置へ戻す。
【００３２】
図１０，図１１は、それぞれこの発明の参考提案例を示す。これらの参考提案例は、いずれも、型開き後にコアピン５ごと樹脂ナット１を可動型４から突出させ、取出機１２０を用いてコアピン５から樹脂ナット１を取り出すようにしたものである。
【００３３】
図１０に示す参考提案例にかかる射出成形金型は、コアピン５を、可動型４と固定型３との型開き状態で、可動型４に対して突出側へ軸方向に前進可能に設置する。上記コアピン５を進退させるコアピン進退手段１３０と、コアピン５を前進状態で回転させるモータ８とを設ける。また、コアピン５と共に可動型４から前方へ突出した樹脂ナット１に接して樹脂ナット１の回り止めを行う取出機１２０とを設ける。取出機１２０は、チャック部１２１と、このチャック部１２１を移動させる取付機駆動部１２２とを有し、チャック部１２１が上記樹脂ナット１に対する接触による回り止めを行う。チャック部１２１は、樹脂ナット１を把持可能なものであって、把持および把持解除を行う開閉機能を有する。取付機駆動部１２２は、コアピン５ごと可動型４から突出した状態の樹脂ナット１に対して接触可能な位置と待機位置との間でチャック部１２１を移動させる機能と、チャック部１２１を、モータ８の回転によるコアピン５の回転に同期して可動型４から遠ざかる方向に後退させる機能とを有するものである。上記待機位置は、チャック部１２１が固定型３に対し干渉しない位置である。コアピン５は、可動台７Ａに軸受７２を介して回転自在に支持されており、可動台７Ａは可動型４に対してコアピン軸方向に進退自在に設置されている。コアピン進退手段１３０は、この可動台７Ａを進退させることによってコアピン５を進退させるものとしてある。モータ８は、可動台７Ａに設置されていて、ギヤ列からなる伝達機構８１を介してコアピン５に回転を伝達する。可動型４には突き出しピン９が設けられている。この射出成形金型におけるその他の構成は、図３と共に説明した第１の実施形態と同じである。
【００３４】
この参考提案例の射出成形金型を用いた送りねじ装置用樹脂ナットの製造方法を図１０（Ａ）〜（Ｃ）と共に説明する。樹脂ナット１が金型内で成形されるまでの過程は、図４等と共に説明した第１の実施形態と同じであるので説明を省略する。図１０（Ａ）のように、成形が完了し、型開きを行った後、同図（Ｂ）のように、コアピン５ごと樹脂ナット１を可動型４から突出させる。この突出は、コアピン５をコアピン進退手段１３０で前進させると共に、突き出しピン９で樹脂ナット１を突き出すことにより行う。このように突出させた樹脂ナット１を、取出機１２０のチャック部１２１で把持する。この後、同図（Ｃ）のように、コアピン５をねじ戻し方向にモータ８により回転させる。この回転により、樹脂ナット１はコアピン５から軸方向に抜け出すので、この抜け出し速度に同期するように取出機１２０のチャック部１２１を可動型４から遠ざかる方向に後退させる。このようにして樹脂ナット１を取出機１２０で取り出した後、取出機１２０のチャック部１２１を待機位置に移動させる。
【００３５】
このように、取出機１２０を設けた場合、コアピン５を回転と同期させて後退させる機能を持たせなくても良いため、取出機１２０は別途に必要であるが、全体として簡単な構成とできる。
なお、樹脂ナット１の抜け出しに同期してチャック部１２１を後退させる動作は、特に駆動力の付与で行わなくても良い。取出機１２０のチャック部１２１は可動型４に比べて小さいので、駆動力を与えなくても、単に型開きの軸方向に移動自在にしておくだけでも、つまりフローティング状態にしておいても、コアピン５のねじ戻しによって樹脂ナット１が抜け出す。
【００３６】
図１１に示す参考提案例にかかる射出成形金型は、取出機１２０Ａが回転しながら後退することにより、コアピン５から樹脂ナット１を抜き出すようにしたものである。この射出成形金型は、コアピン５を、可動型４と固定型３との型開き状態で可動型３に対して突出側へ軸方向に前進可能に設置し、コアピン５を進退させるコアピン進退手段１３０Ａを設ける。取出機１２０Ａは、コアピン５と共に可動型３から前方へ突出した樹脂ナット１を把持して回転しながら軸方向移動することにより、樹脂ナット１をコアピン５から取り出すものとする。取出機１２０Ａは、チャック部１２１とこのチャック部１２１を移動させる取付機駆動部１２２Ａとを有する。チャック部１２１は、樹脂ナット１を把持可能なものであって、把持および把持解除を行う開閉機能を有する。取付機駆動部１２２Ａは、コアピン５ごと可動型４から突出した状態の樹脂ナット１に対して把持可能な位置と待機位置との間でチャック部１２１を移動させる機能と、チャック部１２１を、回転させながら可動型４に対して後退させる機能と有する。この射出成形金型におけるその他の構成は、図３と共に説明した第１の実施形態と同じである。
【００３７】
この参考提案例の射出成形金型を用いた送りねじ装置用樹脂ナットの製造方法を説明する。樹脂ナット１が金型内で成形されるまでの過程は、図４や図１０と共に説明した方法と同じである。図１１（Ａ）のように、成形が完了し、型開きを行った後、同図（Ｂ）のように、コアピン５ごと樹脂ナット１を可動型４から突出させる。この突出は、コアピン５をコアピン進退手段１３０Ａで前進させると共に、突き出しピン９で樹脂ナット１を突き出すことにより行う。このように突出させた樹脂ナット１を、取出機１２０のチャック部１２１で把持する。この後、同図（Ｃ）のように、取出機１２０のチャック部１２１を取出機駆動部１２２Ａでねじ戻し方向に回転させながら、可動型４に対して遠ざかる方向に後退させる。このようにして樹脂ナット１を取出機１２０Ａで取り出した後、取出機１２０Ａのチャック部１２１を待機位置に移動させる。
【００３８】
このように取出機１２０Ａに回転機能を持たせた場合、コアピン５を回転させる機能が不要となるので、取出機１２０Ａを除く型構造がより簡素化される。
【００３９】
次に、この発明の射出成形金型で成形する樹脂ナット１の材質例を説明する。この射出成形金型においては、樹脂ナットの材質として一般に知られている種々の樹脂材料を使用することができる。樹脂ナット１を構成するベース樹脂としては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、熱可塑性ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂が採用できる。これらのベース樹脂に、強化剤や充填剤を適宜配合して樹脂材料とする。
ただし、樹脂ナット１の材質は、螺旋溝５１が形成されたコアピン５を樹脂ナット１から取り出すのに際して、コアピン５の表面を摩耗させない樹脂材料であることが好ましい。そのため、上記強化剤に用いられる繊維状の無機充填剤が、樹脂全体の３５重量部より少ない樹脂材料であることが望ましい。３５重量部を超えると、成形後の離型時におけるコアピンの摩耗が激しくなり、成形された樹脂ナット１とねじ軸２との嵌め合いにばらつきが生じる原因となる。上記繊維状の無機充填剤は、例えばガラス繊維、炭素繊維、およびチタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカなどのウィスカ類である。
上記充填剤としては、固体潤滑剤を用いることが望ましい。固体潤滑剤としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、黒鉛、二硫化モリブデン等が採用できる。固体潤滑剤を配合した樹脂材料を用いた場合や、低摩擦係数のベース樹脂を用いた場合、コアピン５との離型性を向上させる効果があり、また樹脂ナット１とねじ軸２との摺動特性が良好となり、低トルクの樹脂ナット１になる。
【００４０】
なお、上記各実施形態では、固定型３は樹脂ナット１の１端面のみを成形する型面を有するものとしたが、固定型３は、樹脂ナット１の１端面とその付近の外径面部分とを成形する型面とを有するものであっても良い。すなわち、固定型３と可動型２とのパーティングラインが樹脂ナット１の軸方向の一端付近であっても良い。
【００４１】
【発明の効果】
この発明の送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型は、ねじ軸上を滑り接触しながら移動する送りねじ装置用の樹脂ナットの射出成形金型であって、樹脂ナットの一端面、または一端面およびその付近を成形する型面を有する固定型と、樹脂ナットの残りの外形面を成形するキャビティを有し固定型に対して軸方向に移動可能な可動型と、上記可動型に設けられて外径面にねじ溝成形用の螺旋溝が形成されたコアピンとを備え、螺旋溝が形成された部分に続く基部の部分を、樹脂ナットとの共回りを回避する、段差を介して螺旋溝が形成された部分よりも大径としたものを用いるので、型開き後にコアピンを回転させて樹脂ナットの後端面がキャビティの予め定める部分に達して摩擦が無くなるときには、コアピンの螺旋溝と樹脂ナットのねじ溝との螺合が既に解けた状態となる。したがって、この段階で樹脂ナットはコアピンから引き出すだけで抜ける。また、中子のインサートとしての取り扱いが不要で、製造時間の短縮と検査工程の省略ができ、低コスト化が実現できる。
この発明の送りねじ装置用樹脂ナットの製造方法は、この発明の射出成形金型を用い、この金型内に溶融樹脂を充填し樹脂ナットを成形した後、前記金型を型開きしてコアピンを回転させ、コアピンの回転により樹脂ナットが押し出される過程でコアピンと樹脂ナットとの共回りを回避する拡径部であってねじ溝が形成されない拡径部を、樹脂ナットの内径面における反固定型側端面から所定長さ範囲に設けたので、型開き後にコアピンを回転させて樹脂ナットの後端面がキャビティの予め定める部分に達して摩擦が無くなるときには、コアピンの螺旋溝と樹脂ナットのねじ溝との螺合が既に解けた状態となる。したがって、この段階で樹脂ナットはコアピンから引き出すだけで抜ける。また、中子のインサートとしての取り扱いが不要で、樹脂ナットからのコアピンの抜き出しも容易であり、製造時間の短縮と検査工程の省略ができ、低コスト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の金型で製造される樹脂ナットを用いた送りねじ装置を示す斜視図である。
【図２】 同送りねじ装置の断面図である。
【図３】 この発明の第１の実施形態にかかる射出成形金型の概念構成を示す断面図である。
【図４】 （Ａ）〜（Ｅ）は同実施形態の金型を用いた成形方法の説明図である。
【図５】 （Ａ），（Ｂ）は各成形方法の具体例の一部を示す説明図である。
【図６】 この発明の他の実施形態にかかる射出成形金型の概念構成の断面図である。
【図７】 この発明のさらに他の実施形態にかかる射出成形金型の概念構成を示す断面図である。
【図８】 この発明の参考提案例にかかる射出成形金型の概念構成を示す断面図である。
【図９】 （Ａ）〜（Ｅ）は同参考提案例の金型を用いた成形方法の説明図である。
【図１０】 （Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の参考提案例にかかる射出成形金型を用いた成形方法の説明図である。
【図１１】 （Ａ）〜（Ｃ）はこの発明の参考提案例にかかる射出成形金型を用いた成形方法の説明図である。
【符号の説明】
Ａ…送りねじ装置
１…樹脂ナット
２…ねじ軸
３…固定型
４…可動型
５…コアピン
８…モータ
４０…キャビティ
５０…螺旋溝
７２…支持手段
８２…動作変換機構
８２Ａ…動作変換機構
８７…螺進駆動手段
１０１…制御手段
１１１…制御手段
１２０，１２０Ａ…取出機
１３０，１３０Ａ…コアピン進退手段
Claims (6)
- ねじ軸上を滑り接触しながら移動する送りねじ装置用の樹脂ナットの射出成形金型であって、樹脂ナットの一端面、または一端面およびその付近を成形する型面を有する固定型と、樹脂ナットの残りの外形面を成形するキャビティを有し固定型に対して軸方向に移動可能な可動型と、上記可動型に設けられて外径面にねじ溝成形用の螺旋溝が形成されたコアピンとを備え、上記コアピンを可動型に対して回転可能とし、このコアピンは、螺旋溝が形成された部分に続く基部の部分を、樹脂ナットとの共回りを回避する、段差を介して螺旋溝が形成された部分よりも大径としたものを用いることを特徴とする送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型。
- 上記コアピンを回転させるモータを設けた請求項１に記載の送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型。
- 上記コアピンを可動型に対して回転可能で軸方向移動不能に支持する支持手段を設け、上記コアピンを回転させるモータを設け、このモータを、型開き時にコアピンが樹脂ナットを送り出す方向に回転させ、型閉時に回転停止させる制御手段を設けた請求項１に記載の送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型。
- 可動型の進退移動を回転に変換してコアピンを回転させる動作変換機構を設けた請求項１に記載の送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型。
- 可動型内の成形された樹脂ナットを突き出す突き出しピンを設け、この突き出しピンの移動を回転力に変換してコアピンを回転させる動作変換機構を設けた請求項１に記載の送りねじ装置用樹脂ナットの射出成形金型。
- ねじ軸上を滑り接触しながら移動する送りねじ装置用の樹脂ナットの射出成形金型であって、樹脂ナットの一端面、または一端面およびその付近を成形する型面を有する固定型と、樹脂ナットの残りの外形面を成形するキャビティを有し固定型に対して軸方向に移動可能な可動型と、上記可動型に設けられて外径面にねじ溝成形用の螺旋溝が形成されたコアピンとを備える射出成形金型を用い、この金型内に溶融樹脂を充填し樹脂ナットを成形した後、前記金型を型開きしてコアピンを回転させ、このコアピンの回転により樹脂ナットが押し出される過程でコアピンと樹脂ナットとの共回りを回避する拡径部であってねじ溝が形成されない拡径部を、樹脂ナットの内径面における反固定型側端面から所定長さ範囲に設け、樹脂ナットを取り出すことを特徴とする送りねじ装置用樹脂ナットの製造方法。
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