JP4011947B2 - 樹脂長尺体の成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂長尺体の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中空状の樹脂ローラー（樹脂長尺体）を射出成形により成形する場合、金型空間部内（金型内面）にシャフトを配設して環状断面を有するキャビティを構成し、そのキャビティに溶融樹脂を注入して行われている。従来、中空状の樹脂長尺体を成形する金型は、図９（ａ）に示すように、シャフト40の装着が容易となるよう、金型空間部を縦断する方向の割り面を有する割り金型41を使用しており、シャフト40の金型空間部への設置は、この割り金型40を型開きした状態で、人が手作業によりシャフト40を金型の固定孔部42，42へ挿着し、図９（ｂ）に示すように割り金型41を閉じて、環状断面のキャビティを形成している。
また図10に示すように、長手方向に割り面を有さない金型43を用いる場合、端部金型46の固定孔部42ａにシャフト40を差し込み、金型43と端部金型46とを軸方向に接近させて、金型43の開口部44側から細長い金型空間部45内へ長尺のシャフト40を挿入しながら型閉めし、金型43内の固定孔部42ｂにシャフト40の端部を挿入している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示す割り金型41を使用して射出成形を行うと、長手方向に割り面があるため、成形品（樹脂ローラー）の表面にパーティングライン（痕跡）が残り、成形品の表面精度を上げるために研磨工程が必要であり、作業工数が多く発生するという問題点がある。
また、図10に示すように、長手方向に割り面を有さない金型43を用いる場合、金型43と端部金型46とを接近させる型閉め用駆動手段等の動作により、金型43及び端部金型46が振動するためシャフト40も振動し、シャフト40と固定孔部42ｂとの芯合わせは困難であった。従って、細長い金型空間部45の奥部にある固定孔部42ｂに、シャフト40の端部をはめ込む際、かじりが生ずるおそれがあった。また、固定孔部42ｂの孔径が摩耗により徐々に大きくなり、製品精度に影響を与える原因となるおそれがあった。そのため、固定孔部42ｂの孔径を予め大きくすることで、これらの装着は多少容易になるが、この場合、成形される製品の精度が悪くなるという問題点がある。
さらに図10に示す金型43を使用した場合、シャフト40の装着及び成形品の取り出しの際の型開きのストロークは、（シャフト長＋余長）の寸法が必要となるため非常に大きくなり、設備全体が大がかりとなり、高価なものとなっていた。
【０００４】
そこで本発明は、細長い金型空間部内でもシャフトを容易に装着でき、かつ、精度の高い樹脂長尺体を成形できる樹脂長尺体の成形方法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】
上述の目的を達成するために、本発明に係る樹脂長尺体の成形方法は、シャフトを備えた細長状キャビティ内に溶融樹脂を注入して樹脂長尺体を成形する成形方法であって、金型本体部と第一蓋部と第二蓋部とを用いて、樹脂長尺体の製品外形状を形成する金型とし、該第一蓋部を、該第一蓋部の本体部の凹孔部に上記シャフトよりも柔らかい材料から成る嵌め込み部材を取り外し自在に嵌着して、形成し、上記金型を閉状態とした後、該金型の長手方向一端部側の上記第一蓋部における上記嵌め込み部材の挿通孔部から上記シャフトを挿入し、該シャフトの一端部を該金型の長手方向他端部側の上記第二蓋部の固定孔部へ差し込んでキャビティを形成し、次に、上記シャフトを、該シャフトの他端部側において上記金型に位置固定して、該キャビティ内に溶融樹脂を注入し、該溶融樹脂の注入後、該金型の上記第二蓋部側において型開きし、該第二蓋部と上記金型本体部とを軸心直交方向へ相互に離間させ、上記金型本体部の開口部から、樹脂長尺体を該金型本体部より抜き出すものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００７】
図１と図２と図３とは、本発明の樹脂長尺体の成形方法において使用される成形装置の実施の一形態を示しており、成形前の準備工程にある金型２の側部断面図である。この成形装置が有する金型２は、右から第一蓋部11と金型本体部９と第二蓋部12とを有するものである。そして、図２に示すように、これら第一蓋部11と金型本体部９と第二蓋部12とが、閉じて内面（内部）に細長状の空間部３を形成している。
【０００８】
本発明の樹脂長尺体の成形方法は、シャフト１を中心部に備えた細長状キャビティ10内に溶融樹脂Ｒを注入してパイプ状（ローラー）の樹脂長尺体を成形する成形方法である。即ち上記空間部３の長手方向にシャフト１を配設してキャビティ10を形成している。そこで本発明は、シャフト１の金型２の空間部３への装着は、樹脂長尺体の製品外形状を形成する金型２を閉状態とした後に行われるもので、シャフト１を金型２の空間部３へ装着後、溶融樹脂の注入（射出成形）が行われる。なお、ここで言う閉状態とは、第一蓋部11と金型本体部９と第二蓋部12とが相互の合わせ面同志当接した状態であって、金型２の一端部４（第一蓋部11）側において一部孔（挿通孔部５）空き状の状態である。
【０００９】
つまり、本発明の成形方法は、金型２を閉じて細長状空間部３を形成した後、その細長状空間部３の長手方向一端部４に予め形成した（後述する）挿通孔部５からシャフト１を挿入して、細長状キャビティ10を形成する。そして次に、そのキャビティ10内に溶融樹脂Ｒを注入することにより行われる。
【００１０】
従って、この金型２により成形される樹脂成形品は、シャフト１の外周面側に樹脂が被覆されるものであり、金型２から成形品を取り出した後、シャフト１を樹脂成形品から抜き出せば、細長状の樹脂ローラーとすることができる。または、シャフト１を成形品から抜き出すことなく金属製のシャフト１を芯部材とした樹脂ローラーとしてもよい。また、金型２（空間部３）の断面形状は円形に限らず他の形状であってもよい。
【００１１】
具体的にこの成形方法について説明すると、図１から図２に示すように、金型２において、第一蓋部11と閉状態にある金型本体部９と、第二蓋部12とを開状態から閉状態とする。なおこの閉動作の時、シャフト１は金型２（空間部３）内へ装着せず、図１に示すように、シャフト１は、金型２の第一蓋部11より外方位置において、金型２の長手方向延長上（後述する挿通孔部５の軸心上）に待機している。
【００１２】
金型２が閉状態となった後、図２に示すように、図外のシャフト駆動手段等により、待機状態のシャフト１をその軸心方向金型２側に移動（金型２に接近）させて、シャフト１の一端部（先端部）１ａを、金型２の長手方向一端部４側の第一蓋部11に形成した貫通状の挿通孔部５（入口側）へ進入させる。そして、図２から図３に示すように、シャフト１を挿通孔部５から金型２の長手方向他端部６側へ、その軸心方向にさらに移動（挿通孔部５を挿通）させ、シャフト１の一端部（先端部）１ａを金型２の他端部６側の第二蓋部12に形成した固定孔部７へ差し込んで環状断面のキャビティ10を形成する。
即ち、図３に示すように、金型本体部９と第一蓋部11と第二蓋部12と、シャフト１と、によりキャビティ10が閉塞状態となり、金型２のキャビティ10内に溶融樹脂Ｒを注入する。
【００１３】
金型２について説明すると、この金型２は長手方向の一端部４側（第一蓋部11）に、空間部３（金型２内部）と外部とが貫通状の孔28を有している。さらにこの孔28は、金型２の長手方向（軸心方向）に貫通状であり、金型２の軸心と孔28の軸心とは一致するよう構成している。
さらに説明すると、この金型２の第一蓋部11（一端部４）の孔28は、シャフト１の外径と略同一乃至僅かに大きい孔径を有する挿通孔部５を有している。従って、シャフト１を挿通孔部５へ挿通する際に、挿通孔部５はシャフト１のガイドとして作用し、たとえ挿通前（図１の状態で）シャフト１が上下にふらついていても（振動していても）、金型２の空間部３内を進行中のシャフト１は、その軸心を一定としたまま（ふらつかせずに）移動させることができる。また、図示省略するが、挿通孔部５の入口部を外方（外部）側へ向かって拡径するテーパー形状とし、シャフト１の一端部１ａの進入（挿入）を容易にさせてもよい。
【００１４】
さらに、第一蓋部11において、上記挿通孔部５を嵌め込み部材（ブッシュ）13に形成し、この嵌め込み部材13を、第一蓋部本体部11ａに形成した凹孔部に取り外し自在（取り替え自在）に嵌着（又は止めネジ等の固定部材により固定）させている。これによれば、多数回この金型２を使用して成形を行った際、シャフト１が挿通孔部５に差し込まれると、挿通孔部５がシャフト１と接触して摩耗するおそれがあるが、金型本体部９と第一蓋部11とを開状態とし、嵌め込み部材13のみを交換すればよく、第一蓋部11全体を交換する必要がないため経済的である。また嵌め込み部材13はシャフト１より柔らかい（硬度が低い）材料とし、シャフト１の摩耗を防いでいる。
【００１５】
金型２の第二蓋部12は、金型本体部９との合わせ面中心部に、有底の固定孔部７を形成したものであり、シャフト１の一端部１ａの外径と略同じ乃至僅かに大きい孔径を有している。
金型２の金型本体部９は、円形空間部を有する筒状の型部材であり、長手方向に割面を有しておらず一体ものの金型部材である。そして、第一蓋部11の挿通孔部５の軸心、及び第二蓋部12の固定孔部７の軸心が、金型本体部９の軸心と一致するよう配設（型閉め）される（同一線上に配置される）。従って、一定断面形状のシャフト１は、金型２に装着状態で、その軸心が金型２（金型本体部９）の軸心に一致することとなる。
そして、図外の金型開閉手段により、第二蓋部12と、第一蓋部11と閉状態にある金型本体部９とを、その軸心方向に接近・離間させ、金型２を開閉自在とすることができる。
【００１６】
次に、溶融樹脂Ｒのキャビティ10への注入工程について説明すると、金型２に挿着されたシャフト１は、シャフト１の他端部１ｂ側において、固定手段14により金型２に位置固定して溶融樹脂Ｒの注入が行われる。
この固定手段14は、シャフト１の一端部１ａが固定孔部７に挿入されかつ他端部１ｂ側が挿通孔部５に保持された状態で、シャフト１が動かないよう固定するもので、図４に示すように、シャフト１の他端部１ｂを外嵌する保持孔16を有し第一蓋部11の孔28の外方側に形成された雌ネジ部にネジ止めされるプラグ部材15により、シャフト１を固定している。
【００１７】
図４において、第一蓋部11についてさらに説明すると、第一蓋部11（第一蓋部本体部11ａ）の内方側（キャビティ10側）に嵌め込み部材13を嵌挿させ、外方側（孔28）に雌ネジ部を形成し、プラグ部材15をこの雌ネジ部に螺合させることにより、プラグ部材15の有底状の保持孔16にシャフト１の他端部１ｂが挿入され、シャフト１が固定される。
【００１８】
また、固定手段14の他の実施の形態を図５に示す。この固定手段14は、シャフト１を金型２の所定位置に装着後、第一蓋部11の側面の所定位置に形成した差し込みスロット17に板状ストッパー部材18を差し込んで、シャフト１の端面にストッパー部材18が当接し、シャフト１を固定するよう構成されている。
【００１９】
さらに、別の実施の形態を図６に示すが、シャフト１の固定をコレットチャック19により行うものである。さらに説明すると、第一蓋部11を、ガイド部20と固定部21とに分割されたものとし、ガイド部20に嵌め込み部材13を装着し、固定部21に固定手段14を装着している。即ち、ガイド部20と離間状態にした固定部21（コレットチャック19）を、シャフト１の金型２への所定位置装着後、ガイド部20へ接近させ、コレットチャック19のテーパー面による作用により、シャフト１を挟持して固定し、その状態でガイド部20と固定部21とを固定することで行われる。なお、第一蓋部11のガイド部20と固定部21とは離間している（隙間を有している）が、シャフト１の挿入前の状態は、金型２は上述の閉状態である。
【００２０】
なお、以上の実施の形態では、金型本体部９と、第一蓋部11とが割り金型の形式としているが、これらが一体ものとしてもよい。また、図６のように、第一蓋部11の一部（固定部21）が割り構造としてもよい。
従って、この固定手段14により、シャフト１は金型２に固定され、溶融樹脂Ｒの注入圧等により、シャフト１が抜け出たり、位置ズレ（芯ズレ）が防止でき、正確に、かつ、精度よく、成形品の成形が可能である。
また、図１〜図６は、金型２の長手方向が水平方向となるよう示したが、図示省略するが、金型２の長手方向を鉛直方向としてもよい。
【００２１】
さらに、溶融樹脂Ｒの注入工程において説明すると、溶融樹脂Ｒの注入は金型２のキャビティ10の端部側から行われ、この溶融樹脂Ｒのキャビティ10への注入の際に、図７に示すように、溶融樹脂Ｒがキャビティ10の注入口近傍に予め装着したリング状のピストン（抵抗付加体）22を軸心方向（矢印Ａ）に押しながら、充填させてもよい。即ちピストン22は、キャビティ10内を摺動可能に装着されたもので、キャビティ10に供給される溶融樹脂Ｒに対して、注入口方向へ（矢印Ｂ方向の）所定の流動抵抗を与えるものである。これにより、キャビティ10に供給された溶融樹脂Ｒは、そのキャビティ10での流動速度分布が横断面内において均一とすることができる。従って、この流動速度制御機能により、成形品の形状を長手方向全域に渡って均一にでき、寸法精度が高い長尺の成形品の形成が可能となる。なお、溶融樹脂Ｒの注入口は、図示省略したが、金型２の端部側（一端部４又は他端部６側）に形成されている。
【００２２】
次に、溶融樹脂Ｒ注入後の製品取り出し工程について説明する。キャビティ10（金型２）へ溶融樹脂Ｒの注入後、金型２の第二蓋部12側において型開きをする。即ち、図８に示すように、第二蓋部12を金型開閉用の第一駆動手段23により、金型本体部９と軸心方向へ移動させる（矢印Ｇ）。この軸方向移動は、閉状態の合わせ面同志を離間させる程度のものでよく、第一駆動手段23のストロークは小さくてよい。この際、金型本体部９と第一蓋部11とは、閉状態でよく、金型本体部９と第一蓋部11とにより金型ブロック体25としている。
【００２３】
次に、図示省略の第二駆動手段により、第二蓋部12と金型本体部９（金型ブロック体25）とを軸心直交方向へ相互に離間させる（矢印Ｈ）。この第二駆動手段による金型ブロック体25の移動は、一方向への直線移動でもよく、また、回転テーブルにより回転移動としてもよい。即ち、成形作業位置Ｅにおいて溶融樹脂Ｒの注入を行い、取り出し作業位置Ｆに金型ブロック体25を移動させ、成形品を取り出すよう構成している。さらに、図８のように、２台の金型ブロック体25，25を回転テーブルに配設し、成形作業位置Ｅ及び取り出し作業位置Ｆとに双方を交互に移動させれば、生産性を上げることができる。
【００２４】
従って、取り出し作業位置Ｆにある金型本体部９の開口部側は、第二蓋部12等の型や装置が無い空間部であり、金型本体部９の開口部から、樹脂長尺体Ｍをシャフト１と共に、シャフト１を挿通孔部５から押し出して、該金型本体部９より抜き出す（矢印Ｉ）ことができる。なおこの際、図示省略するが、上述（図４）の固定手段14によるシャフト１の固定を解除してから、樹脂長尺体Ｍの取り出しを行えばよい。また、図８の実施の形態においては、第二蓋部12の鍔部26に形成した取り出し孔27から、樹脂長尺体Ｍを取り出すことができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００２６】
シャフト１を金型２へ装着する際、挿通孔部５がガイドとして作用するため、シャフト１の芯振れ（振動）を抑えることができ、シャフト１を正確かつスムーズに金型２内に装着できる。従って、シャフト１と金型２との間でかじりが生じず、金型２及びシャフト１を傷つけることがない。
従って、成形に際し、準備工程が迅速に行え、工数低減が図れ生産コストを下げることができる。
【００２７】
また、シャフト１を金型２へ装着する際、挿通孔部５がガイドとして作用するため、シャフト１の芯振れ（振動）を抑えることができ、シャフト１の一端部１ａを正確かつスムーズに反対側の固定孔部７へ挿着できる。従って、シャフト１が固定孔部７とかじることがなく、金型２及びシャフト１を傷つけることがない。
従って、成形に際し、準備工程が迅速に行え、工数低減が図れ生産コストを下げることができる。
また、溶融樹脂Ｒをキャビティ10へ注入時のシャフト１の抜止めが行え、さらにシャフト１の位置決めが簡単に行える。従って、精度の高い樹脂長尺体Ｍの成形が可能となる。
【００２８】
また、第二蓋部12と金型本体部９とを軸心直交方向にずらして後、樹脂長尺体Ｍを取り出すため、第二蓋部12と金型本体部９との型開きのための軸方向移動（ストローク）は、閉状態の合わせ面同志を離間させる程度のものでよく、金型２の開閉のストロークを小さくすることができる。即ち、設備を小さくでき、かつ省力化が可能である。
また、多数回金型２を使用して成形を行った際、挿通孔部５がシャフト１と接触して摩耗するおそれがあるが、金型本体部９と第一蓋部 11 とを開状態とし、嵌め込み部材 13 のみを交換すればよく、第一蓋部 11 全体を交換する必要がないため経済的である。また嵌め込み部材 13 はシャフト１より柔らかい材料なので、シャフト１の摩耗を防ぎ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の成形方法の準備工程にある金型の側部断面図である。
【図２】 本発明の成形方法の準備工程にある金型の側部断面図である。
【図３】 本発明の成形方法の準備工程にある金型の側部断面図である。
【図４】 シャフト装着状態の金型の側部断面図である。
【図５】 シャフト装着状態の金型の側部断面図である。
【図６】 シャフト装着状態の金型の側部断面図である。
【図７】 溶融樹脂注入状態を説明する金型の要部断面図である。
【図８】 取り出し工程を説明する成形装置の側部断面図である。
【図９】 従来の成形方法を説明する金型の側部断面図である。
【図10】 従来の成形方法を説明する金型の側部断面図である。
【符号の説明】
１ シャフト
１ａ 一端部
１ｂ 他端部
２ 金型
４ 一端部
５ 挿通孔部
６ 他端部
７ 固定孔部
９ 金型本体部
10 キャビティ
11 第一蓋部
11 ａ 本体部
12 第二蓋部
13 嵌め込み部材
Ｍ 樹脂長尺体
Ｒ 溶融樹脂

Claims (1)

1. シャフト１を備えた細長状キャビティ10内に溶融樹脂Ｒを注入して樹脂長尺体を成形する成形方法であって、金型本体部９と第一蓋部11と第二蓋部12とを用いて、樹脂長尺体Ｍの製品外形状を形成する金型２とし、該第一蓋部 11 を、該第一蓋部 11 の本体部 11 ａの凹孔部に上記シャフト１よりも柔らかい材料から成る嵌め込み部材 13 を取り外し自在に嵌着して形成し、上記金型２を閉状態とした後、該金型２の長手方向一端部４側の上記第一蓋部11における上記嵌め込み部材 13の挿通孔部５から上記シャフト１を挿入し、該シャフト１の一端部１ａを該金型２の長手方向他端部６側の上記第二蓋部12の固定孔部７へ差し込んでキャビティ10を形成し、次に、上記シャフト１を、該シャフト１の他端部１ｂ側において上記金型２に位置固定して、該キャビティ10内に溶融樹脂Ｒを注入し、該溶融樹脂Ｒの注入後、該金型２の上記第二蓋部 12 側において型開きし、該第二蓋部 12 と上記金型本体部９とを軸心直交方向へ相互に離間させ、上記金型本体部９の開口部から、樹脂長尺体Ｍを該金型本体部９より抜き出すことを特徴とする樹脂長尺体の成形方法。

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