JP4953797B2 - 樹脂製品の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品のその軸穴の底部に穴を形成する樹脂製品の成形方法に関し、詳しくは、樹脂製品の軸穴の内周面にウエルドが発生するのを防止すると共に、軸穴の底部の穴を製品の成形と同時に形成しようとする樹脂製品の成形方法に係るものである。

従来の樹脂製品において、中心軸に沿って結合ピンや回転軸等の軸部材を圧入するための軸穴は、一般に、貫通穴として形成する場合が多かった。この場合、例えば図１１に示すように、樹脂製品の形を形作る成形金型３１に形成されたキャビティ３２には、そのキャビティ３２を貫いて軸部材の径と略等しい径のセンターピン３３が立てられ、キャビティ３２の側面にサイドゲート３４を設けてセンターピン３３の中心軸に直交する側方からキャビティ３２内に溶融樹脂３５を注入するようになっていた。

また、サイドゲート３４の代わりに、図１１に符号３７を付して示すように、キャビティ３２の上端部にてセンターピン３３の中心軸に平行に延びるピンゲートを設け、このピンゲート３７から前記キャビティ３２の内側面とセンターピン３３の外側面との間の空間部に向けて溶融樹脂３５を注入する場合もあった。

図１１において、サイドゲート３４から注入された溶融樹脂３５は、図１２に示すように、センターピン３３の側面に衝突してそこで矢印で示す左右二方向に別れ、センターピン３３を包み込むようにして流れていく。そして、二方向に流れた溶融樹脂３５は、矢印で示す流れの先端がサイドゲート３４と反対側のセンターピン３３の側面で合流する。この場合、溶融樹脂３５の流れの先端は、冷えて温度が低下しているので、二方向から合流した溶融樹脂３５は混合せず、この合流部にウエルド３６が発生することになる。その後、図１１において、成形金型３１の上部材を開いてセンターピン３３の周りに配設されたスリーブピン３８を突き上げることにより、中心軸に沿って貫通穴が形成された樹脂製品が押し出される。

また、図１１において、サイドゲート３４の代わりに、ピンゲート３７から溶融樹脂３５を注入した場合も、図１２に示すと同様の状態で溶融樹脂３５がセンターピン３３を包み込むようにして流れて行き、ピンゲート３７が位置する側と反対側のセンターピン３３の側面で合流して、その合流部にウエルド３６が発生することになる。

このように軸穴の内周面にウエルド３６の発生した樹脂製品のその軸穴に軸部材を圧入した場合には、ウエルド３６の発生した部分で樹脂製品の強度が低下することがあり、ウエルド３６の部分で樹脂製品が割れるという問題があった。また、樹脂製品が回転体である場合には、ウエルド３６の発生部に段差が生じ、重量バランスが偏ることにより、回転の安定性を欠くという問題があった。

このようなウエルド３６の発生を防止するためには、図１３に示すように、キャビティ３２内にセンターピン３３の先端面３３ａを、キャビティ３２の頂部３２ａの手前側に所定の距離を置いた状態で配置し、センターピン３３の中心軸の延長上にてキャビティ３２の頂部３２ａにピンゲート３７を設ければよい。これにより、ピンゲート３７から注入された溶融樹脂３５は、図１４に示すようにセンターピン３３の先端面３３ａに衝突して矢印で示すように放射状に広がり、その後、図１３に示すようにセンターピン３３を包み込むようにしてセンターピン３３の後端部３３ｂ側に向かってキャビティ３２内を一様に流れて行く。したがって、この場合は、溶融樹脂３５の矢印で示す流れの先端が互いにぶつかることがなく、ウエルド３６が発生しない。その後、図１３において、成形金型３１の上部材を開いてセンターピン３３の周りに配設されたスリーブピン３８を突き上げることにより、中心軸に沿って貫通穴が形成された樹脂製品が押し出される。

しかし、この場合は、軸部材を圧入するために樹脂製品に形成された軸穴は、袋穴状となり、軸部材を圧入する際に袋穴内の空気が逃げられず圧縮されて、軸部材の圧入が妨げられるという問題があった。

そこで、このような問題に対処して、樹脂製品に軸部材を圧入するための支持穴を所定深さで形成し、その支持穴の底部に穴を形成して軸部材の圧入時に穴内部の空気をその穴から外に逃し、空気が穴内部で圧縮されて軸部材の抜け方向に力が働くのを防止するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２６８５１３号公報（図１）

しかし、このような従来の樹脂製品において、その中心軸に沿って形成された軸穴の内周面にウエルドが発生するのを防止すると共に、その軸穴の底部に穴を形成するためには、図１３に示すように、センターピン３３の中心軸の延長上にてキャビティ３２の頂部３２ａにピンゲート３７を設け、このピンゲート３７からキャビティ３２内に溶融樹脂３５を注入して固化し、ピンゲート３７を切って樹脂製品を完成した後、特許文献１に示されるように、樹脂製品の軸穴の底部に穴を後加工により形成することとなる。この場合は、穴の後加工によって加工工数が増えて製品のコストが高くなるという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、樹脂製品の中心軸に沿って形成された軸穴の内周面にウエルドが発生するのを防止すると共に、軸穴の底部の穴を製品の成形と同時に形成しようとする樹脂製品の成形方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明による樹脂製品の成形方法は、一方端に底部を有し中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品の形を形作るキャビティが形成され、このキャビティ内に前記軸穴を形成するための棒状部材が配置され、前記キャビティの外部にて前記棒状部材の軸方向の延長線上で前記キャビティに向けて延びる樹脂流路が形成され、この樹脂流路の終端側に向けてゲートスプルー及び、前記キャビティに連通してキャビティ内に溶融樹脂を注入するゲートが連続して形成されると共に、前記ゲートのゲート径が前記ゲートスプルーの径に対して小さくなるように形成されており、前記棒状部材の先端面にて前記ゲートに対向してそのゲート径と略等しい幅を有する突部が形成され、前記ゲート径よりも前記棒状部材の先端面の突部から前記ゲートまでの距離の方が小さくなるように前記棒状部材が前記キャビティ内に配置された成形金型を用い、前記樹脂流路を介して前記ゲートから前記キャビティ内に前記溶融樹脂を注入して固化させ、前記樹脂流路及び前記ゲート内で固化した樹脂を前記ゲート近傍で引きちぎる際に、前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎって、前記樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成するものである。

また、前記棒状部材の先端面に設けられた前記突部の断面形状は、先細りのテーパー状に形成されている。

第２の発明による樹脂製品の成形方法は、一方端に底部を有し中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品の形を形作るキャビティが形成され、このキャビティ内に前記軸穴を形成するための棒状部材が配置され、前記キャビティの外部にて前記棒状部材の軸方向の延長線上で前記キャビティに向けて延びる樹脂流路が形成され、この樹脂流路の終端側に向けてゲートスプルー及び、前記キャビティに連通してキャビティ内に溶融樹脂を注入するゲートが連続して形成されると共に、前記ゲートのゲート径が前記ゲートスプルーの径に対して小さくなるように形成されており、このゲート径よりも前記棒状部材の先端面から前記ゲートまでの距離の方が小さくなるように前記棒状部材が前記キャビティ内に配置された成形金型を用い、前記樹脂流路を介して前記ゲートから前記キャビティ内に前記溶融樹脂を注入して固化させ、前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂製品にて前記ゲートの周囲に、前記キャビティの内側に向けて所定深さの切欠き溝を形成し、前記樹脂流路及び前記ゲート内で固化した樹脂を前記ゲート近傍で引きちぎる際に、前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎって、前記樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成するものである。

第３の発明による樹脂製品の成形方法は、一方端に底部を有し中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品の形を形作るキャビティが形成され、このキャビティ内に前記軸穴を形成するための棒状部材が配置され、前記キャビティの外部にて前記棒状部材の軸方向の延長線上で前記キャビティに向けて延びる樹脂流路が形成され、この樹脂流路の終端側に向けてゲートスプルー及び、前記キャビティに連通してキャビティ内に溶融樹脂を注入するゲートが連続して形成されると共に、前記ゲートのゲート径が前記ゲートスプルーの径に対して小さくなるように形成されており、このゲート径よりも前記棒状部材の先端面から前記ゲートまでの距離の方が小さくなるように前記棒状部材が前記キャビティ内に配置された成形金型を用い、前記樹脂流路を介して前記ゲートから前記キャビティ内に前記溶融樹脂を注入して固化させ、前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂製品にて前記ゲートのゲート径に対応する部分に、前記樹脂製品の軸穴の底部から前記ゲートに向けて所定深さの切欠き溝を形成し、前記樹脂流路及び前記ゲート内で固化した樹脂を前記ゲート近傍で引きちぎる際に、前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎって、前記樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成するものである。

第４の発明による樹脂製品の成形方法は、一方端に底部を有し中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品の形を形作るキャビティが形成され、このキャビティ内に前記軸穴を形成するための棒状部材が配置され、前記キャビティの外部にて前記棒状部材の軸方向の延長線上で前記キャビティに向けて延びる樹脂流路が形成され、この樹脂流路の終端側に向けてゲートスプルー及び、前記キャビティに連通してキャビティ内に溶融樹脂を注入するゲートが連続して形成されると共に、前記ゲートのゲート径が前記ゲートスプルーの径に対して小さくなるように形成されており、前記棒状部材の先端部を前記ゲートのゲート径よりも小さい外径に形成し、前記ゲートに接近させてゲートの中心部に位置させ、前記ゲート径よりも前記棒状部材の先端部から前記ゲートまでの距離の方が小さくなるように前記棒状部材が前記キャビティ内に配置された成形金型を用い、前記樹脂流路を介して前記ゲートから前記キャビティ内に前記溶融樹脂を注入して固化させ、前記樹脂流路及び前記ゲート内で固化した樹脂を前記ゲート近傍で引きちぎる際に、前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎって、前記樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成するものである。

請求項１に係る発明によれば、一方端に底部を有し中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品の形を形作るキャビティが形成され、このキャビティ内に軸穴を形成するための棒状部材が配置され、キャビティに連通してキャビティ内に溶融樹脂を注入するゲートが形成されると共に、ゲートのゲート径がゲートスプルーの径に対して小さくなるように形成されており、前記棒状部材の先端面にて前記ゲートに対向してそのゲート径と略等しい幅を有する突部が形成され、前記ゲート径と、棒状部材の先端面の突部からゲートまでの距離とは、ゲート径よりも棒状部材の先端面の突部からゲートまでの距離の方が小さくなるように棒状部材がキャビティ内に配置された成形金型のキャビティ内に、樹脂流路を介してゲートから溶融樹脂を注入して固化させ、キャビティ内で固化した樹脂製品部材の軸穴底部の肉厚がゲート直下においてゲート径よりもさらに薄くなり、樹脂流路及びゲート内で固化した樹脂をゲート近傍で引きちぎる際、下端角部における応力の集中により、ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に容易に引きちぎられて、樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成することができる。また、棒状部材の先端面に設けられた突部のエッジに対応した樹脂製品部材の角部に応力を集中させることができ、この部分に亀裂を発生し易くすることができる。したがって、穴の形成をより確実に行うことができる。また、キャビティ内に配置された棒状部材の先端面に突部を設けたことにより、キャビティ内で固化した樹脂製品部材の軸穴底部の肉厚がゲート直下においてゲート径よりも薄くなり、樹脂材料が減少してコスト安を図ることができる。

また、請求項２に係る発明によれば、前記棒状部材の先端面に設けられた前記突部の断面形状は、先細りのテーパー状に形成されていることにより、上述と同様の状態で、前記ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に容易に引きちぎられて、前記樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成することができる。

さらに、請求項３に係る発明によれば、キャビティ内で固化した樹脂製品部材のゲートの周囲に形成された所定深さの切欠き溝の存在によって、樹脂流路及びゲート内で固化した樹脂をゲート近傍で引きちぎる際、切欠き溝の先端角部における応力の集中により、切欠き溝の先端角部から肉厚方向に亀裂が発生してゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎられて、樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成することができる。

また、請求項４に係る発明によれば、キャビティ内で固化した樹脂製品部材のゲート径に対応する部分に形成された所定深さの切欠き溝の存在によって、樹脂流路及びゲート内で固化した樹脂をゲート近傍で引きちぎる際、切欠き溝の先端角部における応力の集中により、該切欠き溝の先端角部から肉厚方向に亀裂が発生してゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎられて、樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成することができる。

さらに、請求項５に係る発明によれば、キャビティ内で固化した樹脂製品部材がゲート内で固化した樹脂に繋がるゲート近傍にてゲート径よりも小さい断面部分が形成され、樹脂流路及びゲート内で固化した樹脂をゲート近傍で引きちぎる際、下端角部における応力の集中により、ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎられて、樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は本発明による樹脂製品の成形方法の実施形態を示す工程図であり、図１（ａ）〜図１（ｃ）は工程の前半部を示す中央縦断面図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は工程の後半部を示す中央縦断面図である。この樹脂製品の成形方法は、一方端に底部を有し中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品のその軸穴の底部に穴を形成するものであり、溶融樹脂注入・固化工程と、ゲート切断工程と、製品取出し工程とを行う。以下、例えば円筒状の樹脂製品を射出成形する場合について、工程順に説明する。

先ず、図１（ａ）に示すような樹脂製品の形を形作るキャビティ２が形成された成形金型１を図示省略の射出成形装置の所定位置に配置する。この成形金型１は、キャビティ２に溶融樹脂５を充填して樹脂製品を成形するためのものであり、キャビティ２内に前記軸穴を形成するための棒状部材が配置され、キャビティ２の外部にて前記棒状部材の軸方向の延長線上でキャビティ２に向けて延びる樹脂流路が形成され、この樹脂流路の終端側に向けてゲートスプルー及び、キャビティ２に連通してキャビティ２内に溶融樹脂５を注入するゲートが連続して形成されると共に、前記ゲートのゲート径が前記ゲートスプルーの径に対して小さくなるように形成されており、このゲート径と、前記棒状部材の先端面から前記ゲートまでの距離とは、ゲート径よりも前記棒状部材の先端面から前記ゲートまでの距離の方が小さくなるように前記棒状部材がキャビティ２内に配置されて成る。具体的には、図１（ａ）に示すように、第１のプレート７と、第２のプレート８と、第３のプレート９とを備えて成る。

第１のプレート７は、後述の第２のプレート８と組み合わせて樹脂製品の形を形作るキャビティ２を形成するものであり、図３に示すように中央部に樹脂製品の外形と同じ内周面を有する円筒形穴１０を上下に形成し、射出成形装置に固定されている。この第１のプレート７に形成された円筒形穴１０の中心部には、丸棒状のセンターピン３が配置されている。このセンターピン３は、樹脂製品に回転軸等の軸部材を圧入する所定深さの軸穴を形成するための棒状部材となるもので、その先端面３ａを第２のプレート８の下端面８ａに接近させて配置している。また、円筒形穴１０の内周面１０ａとセンターピン３の外周面３ｃとの間には、円管状のスリーブピン１１が設けられている。このスリーブピン１１は、樹脂製品を成形金型１から押し出すものであり、その外周面１１ａを円筒形穴１０の内周面１０ａに摺接し、その内周面１１ｂをセンターピン３の外周面３ｃに摺接して矢印で示す上下方向に移動可能となっている。そして、円筒形穴１０の内周面１０ａと、センターピン３の外周面３ｃ及びその先端面３ａと、スリーブピン１１の上端面１１ｃと、第２のプレート８の下端面８ａとに囲まれた空間が樹脂製品の形を形作るキャビティ２となる。

第１のプレート７の上部には、図１（ａ）に示すように、第２のプレート８が重ねて設けられている。この第２のプレート８は、第１のプレート７に対して上下方向に動かすことができるものであり、第１のプレート７の円筒形穴１０内に配置されたセンターピン３の中心軸に略一致させて上下方向に貫通する第１の流路１２を形成し、その下端部にはキャビティ２に連通してキャビティ２内に溶融樹脂５を注入するピンゲート（以下単に「ゲート」と記載）４が形成されている。さらに、第２のプレート８の上部には、第１の流路１２に連続する第２の流路１３が形成された部材が配置されている（後述）。この第２のプレート８に形成された第１の流路１２と第２の流路１３とで溶融樹脂５を第１のプレート７に形成されたキャビティ２に導く樹脂流路１５を形成している。

第２のプレート８の上部には、第３のプレート９が重ねて設けられている。この第３のプレート９は、第１のプレート７及び、または第２のプレート８に対して上下方向に動かすことができるものであり、第２のプレート８に形成された第１の流路１２に連続する第２の流路１３の上端部側にランナーロックピン１４が配設され、その下端部にアンダーカット部１４ａを設けている。

そして、このような状態で、図３に示すように、キャビティ２内に配置されたセンターピン３の先端面３ａをキャビティ２のゲート４側の端面（第２のプレート８の下端面８ａと一致）に接近させて対向配置し、キャビティ２内で固化した樹脂製品部材における軸穴底部の肉厚ｔが、ゲート４からキャビティ２に連通するゲート径ｄの寸法よりも薄くされる。例えば、ゲート径ｄは約２mmとされ、軸穴底部の肉厚ｔは約0.5mmとされる。なお、図３において、ゲート４のキャビティ２内への注入口部の側壁は、第２のプレート８の下端面８ａに対して角度θ（例えば約６０度）で傾斜しており、キャビティ２内への注入口部が先細りに絞られている。ここで、ゲート４とは、寸法ｄで開けられた円形穴の領域をいい、また、側壁が角度θで傾斜して断面が台形状に形成されたキャビティ２内への注入口部をゲートスプルー（符号２７）という。この場合、ゲート４のゲート径ｄは、ゲートスプルー２７の台形状の太径部に対して小さくなるように形成されている。

次に、図１（ｂ）に示す溶融樹脂注入・固化工程においては、先ず、射出成形装置から供給される溶融樹脂５を、成形金型１に形成された樹脂流路１５を介してその終端のゲート４から成形金型１のキャビティ２内に注入する。この場合、ゲート４が第１のプレート７の円筒形穴１０内に配置されたセンターピン３の軸方向の延長線上にてその中心軸に略一致させて設けられているので、注入された溶融樹脂５は、図１３に示すと同様に、センターピン３の先端面３ａに衝突して放射状に広がり、その後センターピン３を包み込むようにしてセンターピン３の後端部３ｂ側に向かってキャビティ２内を一様に流れて行く。したがって、溶融樹脂５の矢印で示す流れの先端が互いにぶつかることがないので、図１１に示すようなウエルド３６は発生しない。

そして、成形金型１に形成されたキャビティ２内に溶融樹脂５が十分に充填されると、溶融樹脂５の注入が止められ、樹脂が冷却されて固化する。

次に、図１（ｃ）に示すゲート切断工程においては、樹脂が十分に固化すると、第３のプレート９が矢印Ａで示すように上方に開かれる。このとき、第２のプレート８に形成された第２の流路１３の上端部側に配設されたランナーロックピン１４の下端部にはアンダーカット部１４ａが設けられているので、このアンダーカット部１４ａに樹脂流路１５内で固化した樹脂１６ａが係止される。そのため、第３のプレート９を矢印Ａ方向に開くと、樹脂流路１５内で固化した樹脂１６ａは、第２のプレート８のゲート４の注入口部においてキャビティ２内で固化した樹脂から引きちぎられて樹脂流路１５内から引き抜かれる。

ここで、図１（ｂ）に示す溶融樹脂注入・固化工程において、成形金型１に形成されたキャビティ２内に注入された溶融樹脂５が固化した状態を図４に示す。この図４では、図３に示すゲート４からキャビティ２内に注入されて固化した樹脂製品部材１８′のゲートスプルー２７前後の部分を拡大して示している。この場合、キャビティ２内で固化した樹脂製品部材１８′における軸穴底部の肉厚ｔが、ゲート４のゲート径ｄの寸法よりも薄く（例えば1/4程度）されているので、ゲート４内で固化した樹脂に図４において矢印Ａのように上向きの力が加わると、ゲートスプルー２７で絞られた下端角部２８に応力が集中し、下端角部２８において肉厚ｔ方向に亀裂ｒが発生してゲート４に繋がる部分１６ｂ（図１（ｃ）参照）が一緒に引きちぎられる。これによって、図５に示すように樹脂製品１８の軸穴１９の底部１９ａに穴１７が形成される。

さらに、図２に示す製品取出し工程に進んで、先ず、図２（ａ）に示すように、第２のプレート８が第１のプレート７に対して矢印Ｂ方向に開かれて樹脂製品１８の端部１８ａが露出される。次に、図２（ｂ）に示すスリーブピン１１を矢印Ｃで示すように上方に突き上げて、樹脂製品１８を第１のプレート７から取り出す。このようにして、図５に示すように、中心軸に沿って所定深さに形成された軸穴１９の底部１９ａに穴１７を設けた樹脂製品１８が完成する。これにより、樹脂製品１８の成形と同時に軸穴１９の底部に穴１７を形成することができ、樹脂製品１８の製造が容易になる。

図６は、成形金型１のキャビティ２の第１の変形例を示す中央縦断面図である。この変形例は、キャビティ２内に配置されたセンターピン３の先端面３ａに、ゲート４に対向してそのゲート径ｄの寸法と略等しい幅を有する突部２０を設けてキャビティ２を形成するようにしたものである。これにより、キャビティ２内で固化した樹脂製品部材１８′の軸穴底部１９ａ（図５参照）の肉厚ｔ′がゲート４の注入口部直下においてゲート径ｄの寸法よりもさらに薄くなり、樹脂流路１５及びゲート４内で固化した樹脂をゲート４の注入口部で引きちぎる際、ゲートスプルー２７で絞られた下端角部２８における応力の集中により、ゲート４に繋がる部分の樹脂も一緒に容易に引きちぎられて、樹脂製品１８の軸穴１９の底部１９ａに穴１７が形成される。また、センターピン３の先端面３ａに設けられた突部２０のエッジ２０ａに対応した樹脂製品部材１８′の角部に応力を集中させることもでき、下端角部２８からエッジ２０ａにわたる部分に亀裂をより発生し易くすることができる。したがって、図５に示すような穴１７の形成をより確実に行うことができる。

図７は、成形金型１のキャビティ２の第２の変形例を示す中央縦断面図である。この変形例は、図６に示すセンターピン３の先端面３ａに設けられた突部２０の断面形状を、先細りのテーパー状に形成してキャビティ２を形成するようにしたものである。この場合も、図６に示すと同様に、樹脂流路１５及びゲート４内で固化した樹脂をゲート４の注入口部で引きちぎる際、ゲートスプルー２７で絞られた下端角部２８における応力の集中により、ゲート４に繋がる部分の樹脂も一緒に容易に引きちぎられて、樹脂製品１８の軸穴１９の底部１９ａに穴１７が形成される。また、センターピン３の先端面３ａに設けられた突部２０のエッジ２０ａに対応した樹脂製品部材１８′の角部に応力を集中させることができ、下端角部２８とエッジ２０ａとの間に亀裂を発生し易くすることができる。

図８は、成形金型１のキャビティ２の第３の変形例を示す中央縦断面図である。この変形例は、キャビティ２内で固化した樹脂製品部材１８′のゲート４に繋がる部分の樹脂製品にてゲート４の周囲に、キャビティ２の内側に向けて所定深さの切欠き溝２２を形成するようにしてキャビティ２を形成するものである。この場合、成形金型１の第２のプレート８において、ゲート４を形成する部分に、下向きのリング状の突起部２３が突出されている。この突起部２３は、例えば約３０度〜８０度の角度で先細りの断面形状に形成され、突起部２３の先端部２３ａはセンターピン３の先端面３ａ側に向って延びている。ここで、突起部２３の先端部２３ａとセンターピン３の先端面３ａとの間の距離は、ゲート４のゲート径ｄの寸法よりも小さく（例えば1/4程度）されている。この突起部２３の存在により、キャビティ２内に溶融樹脂５を注入すると、樹脂製品部材１８′には、ゲート４の周囲にて下方に延びた切欠き溝２２が形成される。

図８の変形例においては、図４に示すと同様に、ゲート４内で固化した樹脂に矢印Ａのように上向きの力が加わると、ゲート４の周囲にて下方に延びたリング状の突起部２３の先端部２３ａに応力が集中し、突起部２３の先端部２３ａからセンターピン３の先端面３ａに向って肉厚方向に亀裂ｒが発生してゲート４に繋がる部分１６ｂ（図１（ｃ）参照）が一緒に引きちぎられる。これによって、図５に示すように樹脂製品１８の軸穴１９の底部１９ａに穴１７が形成される。

図９は、成形金型１のキャビティ２の第４の変形例を示す中央縦断面図である。この変形例は、キャビティ２内で固化した樹脂製品部材１８′のゲート４に繋がる部分の樹脂製品にてゲート４のゲート径ｄに対応する部分に、樹脂製品１８の軸穴１９の底部１９ａからゲート４に向けて所定深さの切欠き溝２４を形成するようにしてキャビティ２を形成するものである。この場合、センターピン３の先端面３ａにおいて、ゲート４の周囲に対応する部分に、上向きのリング状の突起部２５が突出されている。この突起部２５は、例えば約３０度〜８０度の角度で先細りの断面形状に形成され、突起部２５の先端部２５ａはゲート４側に向って延びている。ここで、突起部２５の先端部２５ａとゲート４との間の距離は、ゲート４のゲート径ｄの寸法よりも小さく（例えば1/4程度）されている。この突起部２５の存在により、キャビティ２内に溶融樹脂５を注入すると、樹脂製品部材１８′には、センターピン３の先端面３ａ側にてゲート４の周囲に向けて上方に延びた切欠き溝２４が形成される。

図９の変形例においては、図４に示すと同様に、ゲート４内で固化した樹脂に矢印Ａのように上向きの力が加わると、センターピン３の先端面３ａ側にてゲート４の周囲に向けて上方に延びたリング状の突起部２５の先端部２５ａに応力が集中し、突起部２５の先端部２５ａからゲートスプルー２７の下端角部２８に向って肉厚方向に亀裂ｒが発生してゲート４に繋がる部分１６ｂ（図１（ｃ）参照）が一緒に引きちぎられる。これによって、図５に示すように樹脂製品１８の軸穴１９の底部１９ａに穴１７が形成される。なお、切欠き溝２４は、約３０度〜８０度の角度の先細りの断面形状に限られず、例えばＩ字形の断面形状に形成してもよい。

図１０は、成形金型１のキャビティ２の第５の変形例を示す中央縦断面図である。この変形例は、キャビティ２内に配置されたセンターピン３の先端部２６を、ゲート４のゲート径ｄの寸法よりも小さい（例えば1/2程度）外径に形成し、ゲート４に接近させてゲート４の中心部に位置させてキャビティ２を形成するものである。この場合、センターピン３の先端面３ａにおいて丸棒状の軸部材２６ｂが突出され、先端部２６はゲート４の中心部に向けて延長されている。ここで、センターピン３の軸部材２６ｂのエッジ２６ａとゲート４の内周縁との間の距離は、ゲート４のゲート径ｄの寸法よりも小さく（例えば1/2〜1/4程度）されている。この軸部材２６ｂの存在により、キャビティ２内に溶融樹脂５を注入すると、ゲート４の内側においてゲート径ｄの寸法よりも小さい断面部分が形成される。

図１０の変形例においては、図４に示すと同様に、ゲート４内で固化した樹脂に矢印Ａのように上向きの力が加わると、ゲート４の内側においてゲート径ｄの寸法よりも小さい断面部分に応力が集中し、ゲートスプルー２７の下端角部２８と軸部材２６ｂのエッジ２６ａとの間の部分においてやや斜め下に傾斜する亀裂ｒが発生してゲート４に繋がる部分が一緒に引きちぎられる。これによって、図５に示すように樹脂製品１８の軸穴１９の底部１９ａに穴１７が形成される。なお、センターピン３の先端面３ａに突出される軸部材２６ｂは、丸棒状に限られず、断面四角形などの多角形棒状であってもよい。

なお、以上の説明においては、ゲート４を介してキャビティ２内に溶融樹脂５を注入する樹脂流路１５が、キャビティ２内に配置されたセンターピン３の中心軸の延長線上に略一致して設けられている場合を示したが、本発明はこれに限られず、センターピン３の中心軸の延長線に対して或る角度で傾斜させて設けてもよい。或いは、センターピン３の中心軸の延長線に平行の状態にて、センターピン３の直径の幅内で左右にずらして設けてもよい。
また、成形される樹脂製品１８が円筒状である場合について説明したが、これに限られず、軸部材である結合ピンや回転軸等を圧入する軸穴１９が形成された樹脂製品１８であれば、例えばウオームギヤ、その他の樹脂製品等であっても同様に適用することができる。

本発明による樹脂製品の成形方法の実施形態を示す工程図であり、工程の前半部を示す中央縦断面図である。 本発明による樹脂製品の成形方法の実施形態を示す工程図であり、工程の後半部を示す中央縦断面図である。 本発明の実施に使用される成形金型のキャビティを拡大して示す中央縦断面図である。 図１（ｂ）に示す溶融樹脂注入・固化工程において、成形金型に形成されたキャビティ内に注入された溶融樹脂が固化した状態を示す要部断面図である。 所定深さの軸穴の底部に穴を形成した樹脂製品を示す斜視図である。 成形金型のキャビティの第１の変形例を示す中央縦断面図である。 成形金型のキャビティの第２の変形例を示す中央縦断面図である。 成形金型のキャビティの第３の変形例を示す中央縦断面図である。 成形金型のキャビティの第４の変形例を示す中央縦断面図である。 成形金型のキャビティの第５の変形例を示す中央縦断面図である。 キャビティの側面にゲートを設けた場合に、樹脂製品の軸穴の内周面にウエルドが発生することを説明する中央縦断面図である。 キャビティの側面にゲートを設けた場合に、樹脂製品の軸穴の内周面にウエルドが発生することを説明する図であり、図１１のＸ−Ｘ線断面図である。 センターピンの中心軸の延長上にてキャビティの頂部にゲートを設けた場合の溶融樹脂の流れを説明する中央縦断面図である。 センターピンの中心軸の延長上にてキャビティの頂部にゲートを設けた場合の溶融樹脂の流れを説明する図であり、図１３のＹ−Ｙ線断面図である。

符号の説明

１…成形金型
２…キャビティ
３…センターピン
３ａ…センターピンの先端面
４…ゲート（ピンゲート）
５…溶融樹脂
７…第１のプレート
８…第２のプレート
８ａ…第２のプレートの下端面
９…第３のプレート
１５…樹脂流路
１７…穴
１８…樹脂製品
１８′…樹脂製品部材
１９…樹脂製品の軸穴
１９ａ…軸穴の底部
２０…突部
２２，２４…切欠き溝
２３，２５…リング状の突起部
２６…センターピンの先端部
２６ｂ…センターピンの軸部材
２７…ゲートスプルー
２８…ゲートスプルーの下端角部
ｄ…ゲート径
ｔ…軸穴底部の肉厚
ｒ…樹脂製品部材の亀裂

Claims (5)

1. 一方端に底部を有し中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品の形を形作るキャビティが形成され、このキャビティ内に前記軸穴を形成するための棒状部材が配置され、前記キャビティの外部にて前記棒状部材の軸方向の延長線上で前記キャビティに向けて延びる樹脂流路が形成され、この樹脂流路の終端側に向けてゲートスプルー及び、前記キャビティに連通してキャビティ内に溶融樹脂を注入するゲートが連続して形成されると共に、前記ゲートのゲート径が前記ゲートスプルーの径に対して小さくなるように形成されており、前記棒状部材の先端面にて前記ゲートに対向してそのゲート径と略等しい幅を有する突部が形成され、前記ゲート径よりも前記棒状部材の先端面の突部から前記ゲートまでの距離の方が小さくなるように前記棒状部材が前記キャビティ内に配置された成形金型を用い、
   前記樹脂流路を介して前記ゲートから前記キャビティ内に前記溶融樹脂を注入して固化させ、
   前記樹脂流路及び前記ゲート内で固化した樹脂を前記ゲート近傍で引きちぎる際に、前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎって、前記樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成する、
   ことを特徴とする樹脂製品の成形方法。
2. 前記棒状部材の先端面に設けられた前記突部の断面形状は、先細りのテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂製品の成形方法。
3. 一方端に底部を有し中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品の形を形作るキャビティが形成され、このキャビティ内に前記軸穴を形成するための棒状部材が配置され、前記キャビティの外部にて前記棒状部材の軸方向の延長線上で前記キャビティに向けて延びる樹脂流路が形成され、この樹脂流路の終端側に向けてゲートスプルー及び、前記キャビティに連通してキャビティ内に溶融樹脂を注入するゲートが連続して形成されると共に、前記ゲートのゲート径が前記ゲートスプルーの径に対して小さくなるように形成されており、このゲート径よりも前記棒状部材の先端面から前記ゲートまでの距離の方が小さくなるように前記棒状部材が前記キャビティ内に配置された成形金型を用い、
   前記樹脂流路を介して前記ゲートから前記キャビティ内に前記溶融樹脂を注入して固化させ、
   前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂製品にて前記ゲートの周囲に、前記キャビティの内側に向けて所定深さの切欠き溝を形成し、
   前記樹脂流路及び前記ゲート内で固化した樹脂を前記ゲート近傍で引きちぎる際に、前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎって、前記樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成する、
   ことを特徴とする樹脂製品の成形方法。
4. 一方端に底部を有し中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品の形を形作るキャビティが形成され、このキャビティ内に前記軸穴を形成するための棒状部材が配置され、前記キャビティの外部にて前記棒状部材の軸方向の延長線上で前記キャビティに向けて延びる樹脂流路が形成され、この樹脂流路の終端側に向けてゲートスプルー及び、前記キャビティに連通してキャビティ内に溶融樹脂を注入するゲートが連続して形成されると共に、前記ゲートのゲート径が前記ゲートスプルーの径に対して小さくなるように形成されており、このゲート径よりも前記棒状部材の先端面から前記ゲートまでの距離の方が小さくなるように前記棒状部材が前記キャビティ内に配置された成形金型を用い、
   前記樹脂流路を介して前記ゲートから前記キャビティ内に前記溶融樹脂を注入して固化させ、
   前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂製品にて前記ゲートのゲート径に対応する部分に、前記樹脂製品の軸穴の底部から前記ゲートに向けて所定深さの切欠き溝を形成し、
   前記樹脂流路及び前記ゲート内で固化した樹脂を前記ゲート近傍で引きちぎる際に、前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎって、前記樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成する、
   ことを特徴とする樹脂製品の成形方法。
5. 一方端に底部を有し中心軸に沿って所定深さの軸穴を有する樹脂製品の形を形作るキャビティが形成され、このキャビティ内に前記軸穴を形成するための棒状部材が配置され、前記キャビティの外部にて前記棒状部材の軸方向の延長線上で前記キャビティに向けて延びる樹脂流路が形成され、この樹脂流路の終端側に向けてゲートスプルー及び、前記キャビティに連通してキャビティ内に溶融樹脂を注入するゲートが連続して形成されると共に、前記ゲートのゲート径が前記ゲートスプルーの径に対して小さくなるように形成されており、前記棒状部材の先端部を前記ゲートのゲート径よりも小さい外径に形成し、前記ゲートに接近させてゲートの中心部に位置させ、前記ゲート径よりも前記棒状部材の先端部から前記ゲートまでの距離の方が小さくなるように前記棒状部材が前記キャビティ内に配置された成形金型を用い、
   前記樹脂流路を介して前記ゲートから前記キャビティ内に前記溶融樹脂を注入して固化させ、
   前記樹脂流路及び前記ゲート内で固化した樹脂を前記ゲート近傍で引きちぎる際に、前記キャビティ内で固化した樹脂製品部材の前記ゲートに繋がる部分の樹脂も一緒に引きちぎって、前記樹脂製品の軸穴の底部に穴を形成する、
   ことを特徴とする樹脂製品の成形方法。

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