JP4294835B2

JP4294835B2 - 樹脂成形品の製法

Info

Publication number: JP4294835B2
Application number: JP2000182783A
Authority: JP
Inventors: 秀樹中野
Original assignee: 山一精工株式会社
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2020-06-19
Also published as: JP2002001763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂成形品の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５、図１６に示すような外径約３０ｍｍ程度の合成樹脂製のカラー１'がある。このカラー１'を射出成形により製作する場合、次の問題がある。カラー１'の中心部には、中心軸線Ｏ−Ｏを中心して高精度を要求される穴２を形成することが要求されている。しかし、図１６において、該穴２の近傍外側には厚肉部１ａがあり、厚さが寸法ｔの大きさで、一定であるが、この厚肉部１ａのさらに外側は厚さが一定ではない。
【０００３】
例えば、図１５において、中心軸線Ｏ−Ｏを中心として、任意の方向Ｏ−Ｂでは穴３があるため該中心軸線上での厚さがゼロになる。また、他の任意の方向Ｏ−Ｃでは肉抜き用の凹部４があるため厚さが薄くなり、外縁部近傍で再び厚さが寸法ｔの大きさになっている。他の任意の方向についても、穴５、凹部４等があるため、肉厚が一定ではない。
【０００４】
このような製品の形状特性から、該カラー１'を１回の射出により成形すると、ヒケが発生して穴２の内径部について、真円度、垂直度等の寸法精度が出ないという問題がある。因みに、真円度に関しては穴２がいびつになるし、垂直度に関しては、穴２が中膨らみの太鼓状の形状となる。
【０００５】
また、注湯方向が中心軸線Ｏ―Ｏと直交する２方向からであるため、各方向からの樹脂の合流部に樹脂の結合によるウエルドラインが発生する。このウエルドラインは、穴２の内径部にも発生するため、該カラー１'の穴２を機械装置等の軸に圧入すると圧入強度の不足からウエルドラインに沿って割れてしまうという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、製品の形状特性に因る、ヒケによって穴の内径部について寸法精度がでないという問題を解消し、高精度で強度を有する樹脂成形品を得ることのできる樹脂成形品の製法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
（１）．高精度を要求される内径部をもつ穴を有し、該穴の近傍外側には該穴の中心軸線方向に厚みを有する厚肉部があり、この厚肉部の該中心軸線方向での厚さが該中心軸線を中心とする任意の方向で肉厚が一定ではない最終成形品を樹脂成形するにあたり、この最終成形品を内側層と外側層の２つに分かち、
前記内側層を、前記穴を含みヒケによる変形の少ない形状特性を有する筒状とし、
前記外側層を、該内側層の外側に形成されて前記内側層とは異なり該中心軸線を中心とする半径方向上の肉厚が全方位で不均一な部分を有する筒状とし、
前記内側層を先に成形固化させた後、該内側層の外側に前記外側層を、前記内側層と一体成形して前記最終成形品を得る樹脂成形品の製法とした（請求項１）。
（２）．（１）記載の樹脂成形品の製法において、
軸部を第１の型で包囲して該軸部の軸長手方向から全周にわたり注湯して該軸部のまわりに筒状の前記内側層を形成した後、該軸部及び前記内側層を第２の型で包囲し、この内側層と前記第２の型との間の空隙部に樹脂を射出して前記内側層と一体的な前記外側層を形成して最終成形品を得ることとした（請求項２）。
（３）．（２）記載の樹脂成形品の製法において、
前記第１の型が前記軸部の中心軸線方向と直交する方向で開閉し、
前記第２の型が前記軸部の中心軸線方向に開閉することとした（請求項３）。
（４）．（１）乃至（３）の何れかに記載の樹脂成形品の製法において、
前記内側層が固化した後、前記外側層の射出を行なうこととした（請求項４）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する例は、最終製品の形状が図１５、図１６に示すものであるが、本発明の実施にあたっては、この例に限ることはない。要は、筒状の内側層と、該内側層の外側に形成される外側層とに分けることができるような最終製品であれば、広く本発明を適用することができる。
【０００９】
［１］本発明の基本原理
図１は前記図１５、図２は前記図１６にそれぞれ対応する。図１、図２に示すようにカラー１の外観形状及び寸法は、図１５、図１６に示したものと全く同じである。よって、主要な形状上の特徴部分には図１、図２におけるものと同じ符号を付してある。
【００１０】
異なる点は、カラ−１が２つの部分から成る点である。その一つは、中心軸線Ｏ−Ｏを中心とする半径方向上の該中心軸線方向上での肉厚が全方位で均一な内側層６の部分であり、他の一つは内側層６と一体的な外側層７である。外側層７は内側層６の外側に形成されていて、内側層６とは異なり、中心軸線Ｏ−Ｏを中心とする半径方向上の該中心軸線方向上で肉厚が一定でない部分を含んでいる。
【００１１】
本発明では、ヒケを生じないように中心軸線方向上での肉厚の変化がない形状部分をカラ−１から切り出して内側層６として構成し、残りの部分を外側層７とした。その上で、先ず一次射出として内側層を樹脂成形し、固化したのち、この内側層６と一体的に外側層７を二次射出により成形するのである。
【００１２】
内側層６はこれを単品で成形した場合、その形状上の特性により、ヒケは生じない。よって、内側層６が固化してからその外側に一体的に外側層７を成形した場合、内側層６に対して外側層７の寸法精度の歪が及ぶことはない。
【００１３】
従って、内側層６を成形後、固化してから外側層７を内側層６と一体的に成形すれば、最終製品としての形状上の特徴は維持したままで、寸法精度の良好なカラー１を得ることができる。また、従来問題となっていたウエルドラインの発生については、内側層６の軸長手方向から筒状の内側層の全周にわたり注湯することで、問題を解決した。
【００１４】
なお、内側層６と外側層７とは完全に一体に融合することは保証できないので、中心軸線Ｏ―Ｏを中心とする回転モーメントが作用すると、内側層６と外側層７との間でずれが発生するおそれがある。
【００１５】
そこで、内側層６については、その外周部に等間隔に６箇所の部位に突状部６ａを形成した。突状部６ａは中心軸線Ｏ―Ｏ方向に長さを有し、前記回転モーメントに対して内側層６と外側層７とのずれを阻止するように作用する。
【００１６】
［２］金型の構成
図１に示したような内側層６と外側層７とからなるカラー１を成形するための金型の構成を説明する。金型を、使用する順に列挙すると、内側層６を成形する手段として第１の型および外側層７を成形するための第２の型と、これら第１の型、第２の型にそれぞれ組合わせて用いられる軸部により全体の型が構成される。
【００１７】
２−１．第１の型
例えば図４に示すように、符号１４で示す第１の型は一次固定側キャビティ１０と、一次可動側キャビティ１１と、一次サイドスライダー１２からなる。軸部としての可動コアーピン１３は第１の型と組合わせて使用される。
【００１８】
図４乃至図８において、一次固定側キャビティ１０に対向して一次可動側キャビティ１１が配置されている。一次可動側キャビティ１１の、一次固定側キャビティ１１との対向面部には一次サイドスライダー１２が位置している。一次固定側キャビティ１０にはテーパのついた細長い穴からなる注湯用のゲート部１０ａが形成されている。
【００１９】
可動コアピン１３及びゲート部１０ａの各中心軸線は合致しており、図２に示した中心軸線Ｏ−Ｏとも一致する。そこで、図４においてこれら可動コアピン１３及びゲート部１０ａの各中心軸線を符号Ｏ―Ｏで示した。
【００２０】
図４において、紙面上、中心軸線Ｏ―Ｏ方向と平行な方向をｙ方向とし、ｙ方向と直交する方向をｘ方向とする。これら、ｘ、ｙ方向は図５乃至図１４においても共通の方向として図示した。
【００２１】
可動コアピン１３はｙ方向に可動である。可動コアピン１３はテーパ部１３ａと、このテーパ部１３ａの上端部よりもよりも小径で一次固定側キャビティ１０側に隣接した軸部１３ｂを有する。この軸部１３ｂは図２における内側層６の厚さと同じ寸法ｔを有している。さらに軸部１３ｂに隣接した部位にはテーパ状をした、湯の導入部１３ｃが形成されている。
【００２２】
一次サイドスライダー１２は、ｘ方向上、左右に分割された右型１２Ｒと、左型１２Ｌとからなる。右型１２Ｒ、左型１２Ｌは、軸線Ｏ―Ｏを間にしてｘ方向上、互いにから遠ざかる向きと、近づく向きに移動することができる。図４には、右型１２Ｒ、左型１２Ｌが互いに遠ざかる向きに移動して停止した状態が示されている。この状態を一次サイドスライダー１２の開位置という。
【００２３】
右型１２Ｒ、左型１２Ｌにはそれぞれ凹部１２Ｒ１、凹部１２Ｌ１が形成されている。右型１２Ｒ、左型１２Ｌを開位置から互いに近づく向きに移動させ両者を密着させた状態を閉じ位置という。閉じ位置において、凹部１２Ｒ１と凹部１２Ｌ１とはテーパ部１３ａの周面に密着する。この状態を図５に示す。
【００２４】
図４において、凹部１２Ｒ１に隣接して凹部１２Ｒ２、凹部１２Ｌ１に隣接して凹部１２Ｌ２がそれぞれ形成されている。閉じ位置において凹部１２Ｒ２と凹部１２Ｌ２とは軸部１３ｂを包囲し、図２における内側層６に相当する空隙部を形成する。この空隙部を図５において符号１４で示す。
【００２５】
図５において、空隙部１４の底部はテーパ部１３ａと軸部１３ｂとの境界の段部で密閉されている。空隙部１４の上部にはゲート部１０ａの下部が、円形をした全周部分で連通している。この連通部に相当するゲート部１０ａの下端部はテーパ状に絞られて絞り部１０ａ１を形成している。
【００２６】
２−２．第２の型
例えば図９に示すように、符号１６で示す第２の型は二次固定側キャビティ１７と、二次可動側キャビティ１８とからなる。軸部としての可動コアーピン１３は第２の型と組合わせて使用される。
【００２７】
二次固定側キャビティ１７には、中心軸線Ｏ―Ｏ上に可動コアーピン１３の導入部１３ｃを嵌入させるための穴１７ｈが形成されている。また、二次固定側キャビティ１７の下面には中心軸線Ｏ―Ｏを中心にして、図２に示した外側層７を成形するための上型１７ｃが形成されている。さらに、この上型１７ｃの領域内には、中心軸線Ｏ―Ｏを間にして対称の位置にテーパのついた細長い穴からなる注湯用のゲート部１７ａ、１７ｂの下端部が開口している。
【００２８】
二次可動側キャビティ１８には、中心軸線Ｏ―Ｏ上に可動コアーピン１３を案内する穴１８ａが形成されている。穴１８ａに隣接した上方には可動コアーピン１３と密着することのできるテーパ状の穴１８ｂが形成されている。
【００２９】
穴１８ｂの上部であって二次可動側キャビティ１８の上面に相当する位置には、上型１７ｃと協働して図２に示した外側層７を成形するための所定形状の凹形をした下型１８ｃが形成されている。
【００３０】
中心軸線Ｏ―Ｏを中心とする対称の位置であって、下型１８ｃの領域内には、２つのエジェクターピン１８ｄ、１８ｅがｙ方向に突出可能に設けられている。
【００３１】
［３］成形手順
以下にカラー１の成形手順を説明する。
（手順１）一次側型開き状態：図４参照
この一次型開き状態では全ての型は開かれた状態にある。図４において、一次固定側キャビティ１０に対して一次可動側キャビティ１１は離間しており、また、一次サイドスライダー１２は開位置にある。
【００３２】
（手順２）一次側型閉じ工程：図５参照
この一次側型閉じ工程では、図１、図２、図３に示した内側層６を成形するための型が構成される。具体的には、図４に示した状態から、図５に示すように一次サイドスライダー１２を閉じ位置に移動させた上で、一次可動側キャビティ１１を一次サイドスライダー１２と一体的にｙ方向上、矢視の向きに移動させて、ＰＬ面（型の分割面）を閉じ、内側層６に相当する空隙部１４を形成することにより一次側型閉じ状態を得ることができる。
【００３３】
（手順３）一次射出工程：図６参照
図５に示した一次側型閉じ状態のもとで、図６に示すように、ゲート部１０ａを介して空隙部１４に高温の樹脂２０を射出する。この射出に際しては、ゲート部１０ａの下端部で同芯状に導入部１３ｃが位置しているので、溶融している樹脂２０ａは導入部１３ｃの全周を包むようにして空隙部１４に進入する。よって、従来技術で問題とされたウエルドラインは生じない。
【００３４】
（手順４）一次型開き工程：図７参照
一次射出後、１０〜１５ｓｅｃ後に樹脂は冷却固化する。このような冷却固化の構成ののち、型開き動作を行なう。図７に示すように一次可動側キャビティ１１を一次サイドスライダー１２と共にｙ方向矢印の向きに移動させてＰＬ面を開く。このとき、絞り部１０ａ１で絞られた樹脂の部位（ゲート部１０ａと内側層６との境界部）が切断されてゲート部１０ａの固化した樹脂２０ｂ（スプールゲート）と内側層６とが分離した状態となる。次いで、一次サイドスライダー１２を開くことにより図７に示したように、可動コアーピン１３上に内側層６を得る。
【００３５】
（手順５）可動コアーピン後退工程：図８参照
中心軸線Ｏ―Ｏ上で可動コアピン１３をｙ方向で矢印の向きに後退させる。これは、可動コアピン１３を第２の型１６上に移動する際に第１の型１５や第２の型１６に可動コアピン１３が干渉するのを避けるためである。
【００３６】
或いは、第１の型１５に代えて第２の型１６を可動コアピン１３上に移動させる作業をする際に、これらの型と可動コアーピン１３とが干渉するのを防止するためである。
【００３７】
（手順６）可動コアピンと第２の型との位置合わせ工程：図９参照
図８に示すように可動コアピン１３を退避状態におき、可動コアピン１３を移動して、或いは第１の型１５及び第２の型１６を移動することにより、図９に示すように、可動コアピン１３の中心軸Ｏ―Ｏ上、可動コアピン１３から離間した位置に第２の型１６を位置させる。このとき、図９に示すように、二次固定側キャビティ１７と二次可動側キャビティ１８とは離間しており、第２の型１６は型開きの状態にある。
【００３８】
（手順７）可動コアピン前進工程：図１０参照
図９において退避状態にある可動コアピン１３を二次可動側キャビティ１８内に移動させる。移動後の位置は可動コアピン１３における内側層６の下端部（テーパ部１３ａと軸部１３ｂとの境界部）が下型１８ｃの底と同レベルとなる位置である。
【００３９】
（手順８）可動コアピン前進工程：図１１参照
図１１に示すように、可動コアピン１３と一体化された二次可動側キャビティ１８を中心軸Ｏ―Ｏ上、二次固定側キャビティ１７側に移動して、ＰＬ面（型の分割面）を閉じ、内側層６を第２の型１６で包囲する。これにより、内側層６のまわりには、上型１７ｃと下型１８ｃによる外側層７相当の空隙部２１が形成される。この空隙部２１に連通するようにして、注湯用のゲート部１７ａ、１７ｂが設けられている。
【００４０】
（手順９）二次射出工程：図１２参照
図１１に示した二次側型閉じ状態のもとで、図１１に示した内側層６が固化してから、図１２に示すようにゲート部１７ａ、１７ｂを介して空隙部２１に高温の樹脂２０ａを射出する。樹脂２０ａは内側層６を包囲して外側層７が形成される。
【００４１】
（手順１０）二次側型開き工程：図１３参照
手順９における二次射出の時点から外側層７が冷却するまでの適宜の時間、例えば、１０〜１５ｓｅｃ経過後、二次可動側キャビティ１８を二次固定側キャビティ１７から離間する向きに移動させてＰＬ面を開く。さらに、二次固定側キャビティ１７から固化した樹脂２０ｂ（スプールゲート）をゲート部１７ａ、１７ｂから抜く。
【００４２】
ゲート部１７ａ、１７ｂの下端部はテーパ状に絞ってあるので、固化した樹脂２０ｂは外側層７の表面部で切断され、外側層７と樹脂２０ｂとは容易に分割される。
【００４３】
（手順１１）最終成形品突き出し工程：図１４参照
外側層７の部位に接している２つのエジェクターピン１８ｄ、１８ｅを突き出すことにより、下型１８ｃの外側へ最終製品としてのカラー１を突き出す。こうして、内側層６の寸法精度が高精度に出ている最終製品を得る。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１、２記載の発明では、変形の少ない形状の内側層を先に形成し固化してからこの内側層の外側に外側層を一体的に形成して最終製品とするので、該外側層のヒケによる変形があってもその影響が内側層に及ばず、内側層の内径部について精度の高い最終製品を得ることができる。
【００４５】
請求項３記載の発明では、第１の型を軸部の中心軸線方向と直交する方向で開閉するようにしたので、筒状の内側層を損なうことなく型開きが可能であり、第２の型を軸部の中心軸線方向に開閉するようにしたので、中心軸線方向と直交する方向に半径方向を有する外側層を損なうことなく型開きが可能である。
【００４７】
請求項４記載の発明では、単体として精度に狂いの生じない内側層が固化により安定した状態となった後で、精度の狂いを生じるおそれのある外側層の射出を行ない内側層と一体的に最終製品を成形するのであるから、外側層に精度の狂いを生じても、その影響は内側層に及ばず、必要部分について高精度を維持した最終成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】最終成形品を内側層と外側層とに分けて示した正面図である。
【図２】図１におけるＥ―Ｅ矢視断面図である。
【図３】図１、図２における内側層の斜視図である。
【図４】第１の型を型開き状態で示した断面図である。
【図５】第１の型を型閉じ状態で示した断面図である。
【図６】第１の型に注湯する状態を示した断面図である。
【図７】第１の型を型開き状態で示した断面図である。
【図８】可動コアーピンを退避位置に位置させた状態を型開き状態の第１の型と共に示した断面図である。
【図９】注湯前の型開き状態で第２の型を示した断面図である。
【図１０】第２の型を型開き状態で示した断面図である。
【図１１】第２の型を型閉じ状態で示した断面図である。
【図１２】第２の型に注湯する状態を示した断面図である。
【図１３】注湯後の型開き状態で第２の型を示した断面図である。
【図１４】型開き状態の第２の型を最終成形品取り出し状態で示した断面図である。
【図１５】最終成形品を単体で示した正面図である。
【図１６】図１５におけるＡ―Ａ矢視断面図である。
【符号の説明】
６内側層
７外側層
１３軸部としての可動コアーピン
１５第１の型
１６第２の型
Ｏ―Ｏ中心軸線方向

Claims

高精度を要求される内径部をもつ穴を有し、該穴の近傍外側には該穴の中心軸線方向に厚みを有する厚肉部があり、この厚肉部の該中心軸線方向での厚さが該中心軸線を中心とする任意の方向で肉厚が一定ではない最終成形品を樹脂成形するにあたり、この最終成形品を内側層と外側層の２つに分かち、
前記内側層を、前記穴を含みヒケによる変形の少ない形状特性を有する筒状とし、
前記外側層を、該内側層の外側に形成されて前記内側層とは異なり該中心軸線を中心とする半径方向上の肉厚が全方位で不均一な部分を有する筒状とし、
前記内側層を先に成形固化させた後、該内側層の外側に前記外側層を、前記内側層と一体成形して前記最終成形品を得ることを特徴とする樹脂成形品の製法。
請求項１記載の樹脂成形品の製法において、
軸部を第１の型で包囲して該軸部の軸長手方向から全周にわたり注湯して該軸部のまわりに筒状の前記内側層を形成した後、該軸部及び前記内側層を第２の型で包囲し、この内側層と前記第２の型との間の空隙部に樹脂を射出して前記内側層と一体的な前記外側層を形成して最終成形品を得ることを特徴とする樹脂成形品の製法。
請求項２記載の樹脂成形品の製法において、
前記第１の型が前記軸部の中心軸線方向と直交する方向で開閉し、
前記第２の型が前記軸部の中心軸線方向に開閉することを特徴とする樹脂成形品の製法。
請求項１乃至３の何れかに記載の樹脂成形品の製法において、
前記内側層が固化した後、前記外側層の射出を行なうことを特徴とする樹脂成形品の製法。