JP6605086B2

JP6605086B2 - 筒状品の射出成形金型及び筒状品の射出成形方法

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Publication number: JP6605086B2
Application number: JP2018137712A
Authority: JP
Inventors: 健二朗瀧
Original assignee: Enplas Corp
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Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2019-11-13
Anticipated expiration: 2034-07-15
Also published as: JP2018158590A

Description

この発明は、射出成形によって生じるウェルド部の強度を向上させる繊維強化樹脂材料製の筒状品の射出成形金型、及び射出成形方法に関するものである。

従来から、図１４に示すように、ピンポイントゲート１００から金型１０１のキャビティ１０２内に溶融樹脂を射出し、キャビティ１０２の形状が転写された筒状品１０３（図１５参照）を製造する射出成形方法が知られている（特許文献１参照）。

特許第３３８３９７１号公報

しかしながら、図１４及び図１５に示すように、従来の射出成形方法は、溶融樹脂がピンポイントゲート１００から金型１０１のキャビティ１０２内に射出されると、キャビティ１０２内で溶融樹脂が合流した部分にウェルド部１０４ができ、このウェルド部１０４が筒状品１０３の強度を低下させるという問題が指摘されている。とりわけ、繊維強化樹脂材料を使用して射出成形された筒状品１０３は、ウェルド部１０４の強化繊維１０５が一方向（溶融樹脂の流れる方向）に揃ってしまうため（図１６参照）、軸に圧入するとウェルド部１０４において割れを生じやすいという問題を有していた。

そこで、本発明は、ウェルド部の強度を向上させた筒状品の射出成形金型及び筒状品の射出成形方法を提供することを目的とする。

本発明は、強化繊維２５入りの溶融樹脂をゲート１１から第１金型３と第２金型４の突き合わせ面３ａ，４ａ側に形成されたキャビティ５内に射出することにより、前記キャビティ５内で前記強化繊維２５入りの溶融樹脂が合流してウェルド部２４が形成される筒状品１の射出成形金型２に関するものである。この発明において、前記ウェルド部２４からずれた位置には、前記キャビティ５に開口する強化繊維配向変更用凹所２０が形成されている。前記強化繊維配向変更用凹所２０は、前記キャビティ５内の前記強化繊維２５入りの溶融樹脂の一部を流入させて、前記ウェルド部２４の前記強化繊維２５の向きを乱すようになっており、前記第１金型３と前記第２金型４のいずれか一方に形成されている。また、前記強化繊維配向変更用凹所２０内で固まった強化繊維２５入り樹脂は、前記第１金型３と前記第２金型４との離型時に、前記第１金型３と前記第２金型４のいずれか一方と共に前記第１金型３と前記第２金型４のいずれか他方に対して相対移動し、前記第１金型３と前記第２金型４のいずれか他方に残留する前記筒状品１から切り離される。

本発明は、強化繊維２５入りの溶融樹脂をゲート１１から第１金型３と第２金型４の突き合わせ面３ａ，４ａ側に形成されたキャビティ５内に射出することにより、前記キャビティ５内で前記強化繊維２５入りの溶融樹脂が合流してウェルド部２４が形成される筒状品１の射出成形方法に関するものである。この発明において、前記ウェルド部２４からずれた位置には、前記キャビティ５に開口する強化繊維配向変更用凹所２０が形成されている。前記強化繊維配向変更用凹所２０は、前記キャビティ５内の前記強化繊維２５入りの溶融樹脂の一部を流入させて、前記ウェルド部２４の前記強化繊維２５の向きを乱すようになっており、前記第１金型３と前記第２金型４のいずれか一方に形成されている。また、前記強化繊維配向変更用凹所２０内で固まった強化繊維２５入り樹脂は、前記第１金型３と前記第２金型４との離型時に、前記第１金型３と前記第２金型４のいずれか一方と共に前記第１金型３と前記第２金型４のいずれか他方に対して相対移動し、前記第１金型３と前記第２金型４のいずれか他方に残留する前記筒状品１から切り離される。

本発明によれば、射出成形された筒状品におけるウェルド部及びウェルド部近傍の強化繊維の向きが乱され、筒状品のウェルド部及びウェルド部近傍の強化繊維が絡み合うため、筒状品のウェルド部が目立ち難くなると共に、筒状品のウェルド部の強度が向上する。

本発明の第１実施形態に係る筒状品の射出成形金型の構造を示す図である。図１（ａ）が図１（ｂ）に示す射出成形金型をＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す図（第２金型の平面図）であり、図１（ｂ）が射出成形金型の縦断面図（図１（ａ）のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す射出成形金型の断面図）である。本発明の第１実施形態に係る筒状品を示す図である。図２（ａ）が筒状品の正面図であり、図２（ｂ）が図２（ａ）の矢印Ｃ１に沿った方向から見た筒状品の側面図であり、図２（ｃ）が図２（ａ）のＡ３−Ａ３線に沿って切断して示す筒状品の断面図である。本発明の第１実施形態に係る射出成形金型における強化繊維配向変更用凹所と強化繊維の向きとの関係を示す図である。本発明の第２実施形態に係る筒状品の射出成形金型の構造を示す図である。図４（ａ）が図４（ｂ）に示す射出成形金型をＡ４−Ａ４線に沿って切断して示す図（第２金型の平面図）であり、図４（ｂ）が射出成形金型の縦断面図（図４（ａ）のＡ５−Ａ５線に沿って切断して示す射出成形金型の断面図）である。本発明の第２実施形態に係る筒状品を示す図である。図５（ａ）が筒状品の正面図であり、図５（ｂ）が図５（ａ）の矢印Ｃ２に沿った方向から見た筒状品の側面図であり、図５（ｃ）が図５（ａ）のＡ６−Ａ６線に沿って切断して示す筒状品の断面図である。本発明の第２実施形態に係る筒状品における溶融樹脂導入路の切り離し痕と強化繊維の向きとの関係を示す図である。本発明の第３実施形態に係る筒状品の射出成形金型の構造を示す図である。図７（ａ）が図７（ｂ）に示す射出成形金型をＡ７−Ａ７線に沿って切断して示す図（第２金型の平面図）であり、図７（ｂ）が射出成形金型の縦断面図（図７（ａ）のＡ８−Ａ８線に沿って切断して示す射出成形金型の断面図）である。本発明の第３実施形態に係る筒状品を示す図である。図８（ａ）が筒状品の正面図であり、図８（ｂ）が図８（ａ）の矢印Ｃ３に沿った方向から見た筒状品の側面図であり、図８（ｃ）が図８（ａ）のＡ９−Ａ９線に沿って切断して示す筒状品の断面図である。本発明の第４実施形態に係る筒状品の射出成形金型の構造を示す図である。図９（ａ）が図９（ｂ）に示す射出成形金型をＡ１０−Ａ１０線に沿って切断して示す図（第２金型の平面図）であり、図９（ｂ）が射出成形金型の縦断面図（図９（ａ）のＡ１１−Ａ１１線に沿って切断して示す射出成形金型の断面図）である。本発明の第４実施形態に係る筒状品を示す図である。図１０（ａ）が筒状品の正面図であり、図１０（ｂ）が図１０（ａ）の矢印Ｃ４に沿った方向から見た筒状品の側面図であり、図１０（ｃ）が図１０（ａ）のＡ１２−Ａ１２線に沿って切断して示す筒状品の断面図である。図１に示した射出成形金型のピンポイントゲートをサイドゲートに変更した構造を示す図である。図１１（ａ）が図１１（ｂ）に示す射出成形金型をＡ１３−Ａ１３線に沿って切断して示す図（第２金型の平面図）であり、図１１（ｂ）が射出成形金型の縦断面図（図１１（ａ）のＡ１４−Ａ１４線に沿って切断して示す射出成形金型の断面図）である。図１に示した射出成形金型のピンポイントゲートをトンネルゲートに変更した構造を示す図である。図１２（ａ）が図１２（ｂ）に示す射出成形金型をＡ１５−Ａ１５線に沿って切断して示す図（第２金型の平面図）であり、図１２（ｂ）が射出成形金型の縦断面図（図１２（ａ）のＡ１６−Ａ１６線に沿って切断して示す射出成形金型の断面図）である。図１に示した射出成形金型の一点ゲートを多点ゲートに変更した構造を示す図である。図１３（ａ）が図１３（ｂ）に示す射出成形金型をＡ１７−Ａ１７線に沿って切断して示す図（第２金型の平面図）であり、図１３（ｂ）が射出成形金型の縦断面図（図１３（ａ）のＡ１８−Ａ１８線に沿って切断して示す射出成形金型の断面図）である。従来例に係る筒状品の射出成形金型の構造を示す図である。従来例に係る筒状品の外観斜視図である。従来例に係る筒状品のウェルド部及びその近傍における強化繊維の配向を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。

［第１実施形態］
（筒状品の射出成形金型）
図１は、本発明の第１実施形態に係る筒状品１の射出成形金型２の構造を示す図である。なお、図１（ａ）が図１（ｂ）に示す射出成形金型２をＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す図（第２金型４の平面図）であり、図１（ｂ）が射出成形金型２の縦断面図（図１（ａ）のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す射出成形金型２の断面図）である。

図１に示すように、射出成形金型２は、第１金型３と第２金型４の突き合わせ面３ａ，４ａ側にキャビティ５が形成されている。キャビティ５は、図２に示す繊維強化樹脂材料製筒状品１（以下、筒状品と略称する）を形作る形状になっており、強化繊維入りの溶融樹脂が充填されるようになっている。筒状品１は、図２に示すように、円筒部６と、この円筒部６の一端側に一体に形成された中空円板部７と、を有している。そして、この筒状品１を形作るキャビティ５は、円筒部６を形作る第１キャビティ部８と、第１キャビティ部８の一端側に位置して中空円板部７を形作る第２キャビティ部１０と、を有している。このキャビティ５は、第２金型４に形成されており、開口端が第１金型３によって塞がれるようになっている。なお、強化繊維入りの溶融樹脂は、ＰＡ６６−ＧＦ３０（３０％ガラスファイバー入りナイロン６６）、ＰＡ６−ＧＦ２０（２０％ガラスファイバー入りナイロン６）、ＰＰＳ−ＧＦ４０（４０％ガラスファイバー入りポリフェニレンサルファイド）、ＰＯＭ−ＧＦ２５（２５％ガラスファイバー入りポリアセタール）等が使用される。

第１金型３は、第２金型４に形成された第２キャビティ部１０に開口するゲート１１（ピンポイントゲート）が形成されている。第２金型４は、第１キャビティ部８の内周面側に位置する内型部１２と、第１キャビティ部８の外周面側に位置する外型部１３と、を有している。また、第２金型４は、円筒状のエジェクトスリーブ１４が内型部１２と外型部１３との間にスライド移動できるように収容されている。なお、エジェクトスリーブ１４は、その先端が第１キャビティ部８の他端に位置し、第１金型３と第２金型４とが分離した後に図中左側へスライド移動させられ、射出成形後に冷めて固まった筒状品１をキャビティ５から押し出すようになっている。

第２金型４の内型部１２は、先端１２ａが第１金型３と第２金型４のパーティングライン（Ｐ．Ｌ．）１５よりも引っ込んで位置しており、先端１２aが第２キャビティ部１０の底面になっている。また、内型部１２の中央には、内型部１２の中心軸１６に沿って延びる軸型１７が収容されている。軸型１７は、丸棒状に形成されており、先端１７ａが第１金型３の突き合わせ面３ａに突き当てられ、第２キャビティ部１０内に位置する部分が筒状品１の中空円板部７の中央穴１８を形成するようになっている。

第２金型４の外型部１３は、第１キャビティ部８に連通する強化繊維配向変更用凹所２０が形成されている。この強化繊維配向変更用凹所２０は、第１キャビティ部８の他端側に接続される溶融樹脂導入路２１と、この溶融樹脂導入路２１を介して第１キャビティ部８に連通する溶融樹脂収容室２２と、を有している。溶融樹脂導入路２１は、第１キャビティ部８への開口面積がゲート１１の第２キャビティ部１０への開口面積と同程度の大きさに形成される。また、この溶融樹脂導入路２１の第１キャビティ部８側の開口部２３は、図１（ａ）に示すように、内型部１２の中心軸１６を中心としてゲート１１に対向する位置から更に時計回り方向に角度θ分だけ回転した位置（１８０°＋θ分だけ時計回り方向に回転した位置）に配置されている。その結果、溶融樹脂導入路２１の第１キャビティ部８側の開口部２３は、ゲート１１からキャビティ５内に射出された強化繊維入りの溶融樹脂が合流するウェルド部２４からずれて位置することになる。そして、キャビティ５内に充填された強化繊維２５入りの溶融樹脂の一部は、溶融樹脂導入路２１から溶融樹脂収容室２２内に流入させられ、ウェルド部２４の強化繊維２５の向きが乱される（図３参照）。これにより、キャビティ５内のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が複雑に絡み合い、筒状品１のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強度が向上する（図３参照）。強化繊維配向変更用凹所２０の容積は、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きを乱すことができるだけの強化繊維入りの溶融樹脂量を収容できる大きさに決定される。なお、溶融樹脂導入路２１の第１キャビティ部８側の開口部２３は、内型部１２の中心軸１６を中心としてゲート１１に対向する位置から反時計回り方向に角度θ分だけ回転した位置に配置してもよい。また、角度θは、キャビティ５の容量、第１キャビティ部８の外径寸法等に応じて最適の角度に設定される。また、溶融樹脂導入路２１の第１キャビティ部８への開口面積は、キャビティ５内に強化繊維入りの溶融樹脂が充填された後、キャビティ５内の強化繊維入りの溶融樹脂が流入するのを可能にする大きさになっていればよい。すなわち、溶融樹脂導入路２１の第１キャビティ部８への開口面積がゲート１１のキャビティ５への開口面積よりも大きい場合と、溶融樹脂導入路２１の第１キャビティ部８への開口面積がゲート１１のキャビティ５への開口面積と等しい場合と、溶融樹脂導入路２１の第１キャビティ部８への開口面積がゲート１１のキャビティ５への開口面積よりも小さい場合とが考えられる。また、溶融樹脂導入路２１は、第１キャビティ部８の他端側に開口する場合を例示したが、これに限られず、第１キャビティ部８の一端側に配置するか、又は一端側と他端側との間に配置してもよい。

また、強化繊維配向変更用凹所２０は、内型部１２の中心軸１６と溶融樹脂導入路２１の中心線２６とのなす角をα１とし、内型部１２の中心軸１６に対する溶融樹脂収容室２２の開き角をα２とすると、α２がα１と等しいか又は大きくなるように（α２≧α１となるように）形成されている。また、溶融樹脂収容室２２は、第１キャビティ部８に近接する稜線２７が内型部１２の中心軸１６と平行になるように形成され、底部２８から第２金型４の突き合わせ面４ａへ向かうにしたがって拡開する断面形状（台形形状の断面形状）になっており（図１（ｂ）参照）、平面視した形状が楕円形状になっている（図１（ａ）参照）。溶融樹脂導入路２１は、中心線２６に直交する断面形状が円形形状であり、第１キャビティ部８側から溶融樹脂収容室２２側へ向かうにしたがって穴径が漸増するテーパ穴である。

強化繊維配向変更用凹所２０内の強化繊維入り溶融樹脂は、筒状品１の射出成形後に冷えて固まり、第１金型３と第２金型４が分離され、キャビティ５内の筒状品１がエジェクトスリーブ１４によって押し出されると、筒状品１と溶融樹脂導入路２１内の樹脂とが切断され、その後に、時差突き出しピン３０によって第２金型４の強化繊維配向変更用凹所２０内から第２金型４の外部に押し出される。この際、溶融樹脂導入路２１内で固まった強化繊維入り樹脂は、時差突き出しピン３０によって溶融樹脂収容室２２内で固まった強化繊維入り樹脂が押されると、Ｙ軸方向へ沿ってスライドしながらＺ軸方向に沿って移動し、溶融樹脂導入路２１内から溶融樹脂収容室２２内へ抜け出る。これにより、強化繊維配向変更用凹所２０内で固まった強化繊維入り樹脂は、時差突き出しピン３０によって強化繊維配向変更用凹所２０内から第２金型４の外部に無理なく押し出される。

以上のような本実施形態に係る射出成形金型２によれば、射出成形された筒状品１におけるウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され（図３参照）、筒状品１のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合うため、筒状品１のウェルド部２４が目立ち難くなると共に、筒状品１のウェルド部２４の強度が向上する。

（筒状品の射出成形方法）
以下、図１に示す射出成形金型２を使用した筒状品１の射出成形方法を説明する。

先ず、第１金型３の突き合わせ面３ａと第２金型４の突き合わせ面４ａを突き合わせて型締めし、強化繊維入りの溶融樹脂を第１金型３のゲート１１からキャビティ５内に射出する。この際、ゲート１１からキャビティ５内に射出された溶融樹脂がゲート１１から周方向に１８０°回転した位置で合流し、その強化繊維入りの溶融樹脂が合流する部分にウェルド部（ウェルドライン）２４が形成される。

強化繊維入りの溶融樹脂がキャビティ５内の全域に充填されると、キャビティ５内の強化繊維入りの溶融樹脂に作用する射出圧力によってキャビティ５内の一部（ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍）の強化繊維入りの溶融樹脂がウェルド部２４からずれて位置する溶融樹脂導入路２１及び溶融樹脂収容室２２内へ押し出される。これにより、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され、キャビティ５内のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合う（図３参照）。

キャビティ５内及び強化繊維配向変更用凹所２０内の強化繊維入りの溶融樹脂が冷えて固まった後、第１金型３と第２金型４とを分離する（型開きする）。この際、第２金型４側のキャビティ５内の筒状品（射出成形品）１と第１金型３側のゲート１１とが分離され、ゲート１１の切り離し痕３１が筒状品１の中空円板部７の外表面に形成される（図２（ａ）参照）。

次に、キャビティ５内の筒状品１をエジェクトスリーブ１４でキャビティ５の外に押し出す。この際、溶融樹脂導入路２１内の固まった強化繊維入りの溶融樹脂と筒状品１とが切り離され、筒状品１の円筒部６の外表面に溶融樹脂導入路２１の切り離し痕３２が形成される（図２（ｂ）参照）。

次に、時差突き出しピン３０がエジェクトスリーブ１４よりも遅れて作動し、強化繊維配向変更用凹所２０内で固まった強化繊維入りの樹脂を時差突き出しピン３０が強化繊維配向変更用凹所２０内から押し出す。

以上のような本実施形態に係る射出成形方法によれば、射出成形された筒状品１におけるウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され、筒状品１のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合うため（図３参照）、筒状品１のウェルド部２４が目立ち難くなると共に、筒状品１のウェルド部２４の強度が向上する。

（筒状品）
図２に示す本実施形態に係る筒状品１は、上述した射出成形金型２を使用し、上述した射出成形方法によって形成されている。この筒状品１は、円筒部６と、この円筒部６の一端側に一体に形成された中空円板部７と、を有している。そして、筒状品１の一端側の中空円板部７には、ゲート１１の切り離し痕３１が形成されている。また、筒状品１の円筒部６の他端側には、溶融樹脂導入路２１の切り離し痕３２がウェルド部２４からずれた位置に形成されている。そして、筒状品１は、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が溶融樹脂導入路２１の切り離し痕３１に向かう方向へ向きを変え、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が複雑に絡み合っている。

このような本実施形態に係る筒状品１は、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合うため（図３参照）、ウェルド部２４が目立ち難くなると共に、ウェルド部２４の強度が向上する。

［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係る筒状品１の射出成形金型２を示す図であり、第１実施形態に係る射出成形金型２の変形例を示す図である。なお、図４（ａ）が図４（ｂ）に示す射出成形金型２をＡ４−Ａ４線に沿って切断して示す図（第２金型４の平面図）であり、図４（ｂ）が射出成形金型２の縦断面図（図４（ａ）のＡ５−Ａ５線に沿って切断して示す射出成形金型２の断面図）である。

本実施形態に係る射出成形金型２は、強化繊維配向変更用凹所２０の位置、及び強化繊維配向変更用凹所２０の形状が第１実施形態に係る射出成形金型２と相違するが、他の基本的構成が第１実施形態に係る射出成形金型２と同様であるため、第１実施形態に係る射出成形金型２に対応する構成部分に第１実施形態に係る射出成形金型２と同一符号を付し、第１実施形態の説明と重複する説明を省略する。

第１金型３に形成されたゲート１１は、第１実施形態に係る射出成形金型１のゲート１１と同様に、第２金型４に形成された第２キャビティ部１０に開口している。また、強化繊維配向変更用凹所２０は、第１キャビティ部８の一端側に接続される溶融樹脂導入路３３と、この溶融樹脂導入路３３を介して第１キャビティ部８に連通する溶融樹脂収容室３４と、を有している。溶融樹脂導入路３３は、ヘジテーション効果を得るため、第１キャビティ部８への開口面積がゲート１１の第１キャビティ部８への開口面積よりも小さく形成される。

また、この溶融樹脂導入路３３の第１キャビティ部８側の開口部３５は、図４（ａ）に示すように、内型部１２の中心軸１６を中心としてゲート１１に対向する位置から更に時計回り方向に角度θ分だけ回転した位置（１８０°＋θ分だけ時計回り方向に回転した位置）に配置されている。その結果、溶融樹脂導入路３３の第１キャビティ部８側の開口部３５は、ゲート１１からキャビティ５内に射出された強化繊維入りの溶融樹脂が合流するウェルド部２４からずれて位置することになる。そして、キャビティ５内に充填された強化繊維入りの溶融樹脂の一部は、溶融樹脂導入路３３から溶融樹脂収容室３４内に流入させられ、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱される（図６参照）。これにより、キャビティ５内のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が複雑に絡み合い、筒状品１のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強度が向上する。ここで、強化繊維配向変更用凹所２０の容積は、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きを乱すことができるだけの強化繊維入りの溶融樹脂量を収容できる大きさに決定されている。なお、本実施形態に係る強化繊維配向変更用凹所２０は、第１実施形態に係る射出成形金型２の強化繊維配向変更用凹所２０の容積とほぼ同様の容積となるように形成されている。また、溶融樹脂導入路３３の第１キャビティ部８側の開口部３５は、内型部１２の中心軸１６を中心としてゲート１１に対向する位置から反時計回り方向に角度θ分だけ回転した位置（１８０°−θ分だけ時計回り方向に回転した位置）に配置してもよい。また、角度θは、キャビティ５の容量、第１キャビティ部８の外径寸法等に応じて最適の角度に設定される。

本実施形態に係る射出成形金型２は、第１金型３と第２金型４が型締めされた状態において（図４に示す状態において）、強化繊維入りの溶融樹脂がゲート１１からキャビティ５内に射出されると、ゲート１１のキャビティ５への開口位置から周方向へ１８０°離れた位置で強化繊維入りの溶融樹脂が合流し、この強化繊維入りの溶融樹脂の合流部にウェルド部２４（ウェルドライン）が形成される（図６参照）。そして、強化繊維入りの溶融樹脂がキャビティ５内を満たすと、キャビティ５内の一部の強化繊維入りの溶融樹脂がキャビティ５内に作用する射出圧力によって溶融樹脂導入路３３及び溶融樹脂収容室３４内へ押し出され、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合う（図６参照）。

キャビティ５内及び強化繊維配向変更用凹所２０内の強化繊維入りの溶融樹脂が冷えて固まった後、第１金型３と第２金型４とが分離される（型開きされる）。この際、キャビティ５内の筒状品１（射出成形品）からゲート１１及び溶融樹脂導入路３３が切り離され、キャビティ５内の筒状品１にはゲート１１の切り離し痕３１と溶融樹脂導入路３３の切り離し痕３６が形成される。

次に、キャビティ５内の筒状品１は、エジェクトスリーブ１４によってキャビティ５の外部に押し出される。このようにして、図５に示す筒状品１が形成される。

以上のような本実施形態に係る射出成形金型２によれば、射出成形された筒状品１におけるウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され、筒状品１のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合うため（図６参照）、筒状品１のウェルド部２４が目立ち難くなると共に、筒状品１のウェルド部２４の強度が向上する。

また、本実施形態に係る射出成形方法によれば、射出成形された筒状品１におけるウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され、筒状品１のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合うため（図６参照）、筒状品１のウェルド部２４が目立ち難くなると共に、筒状品１のウェルド部２４の強度が向上する。

また、本実施形態に係る筒状品１は、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合うため（図６参照）、ウェルド部２４が目立ち難くなると共に、ウェルド部２４の強度が向上する。

なお、本実施形態に係る射出成形金型２において、溶融樹脂導入路３３の第１キャビティ部８への開口面積がゲート１１の第１キャビティ部８への開口面積よりも小さく形成される態様を例示したが、これに限られず、強化繊維２５入り溶融樹脂がキャビティ５に充填された後に、キャビティ５内の強化繊維２５入り溶融樹脂の一部が強化繊維配向変更用凹所２０内に押し出され、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱されるようになっていれば、溶融樹脂導入路３３の第１キャビティ部８への開口面積がゲート１１の第１キャビティ部８への開口面積と等しいか又は大きく形成されてもよい。

［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係る筒状品１の射出成形金型２を示す図であり、第１実施形態に係る射出成形金型２の変形例を示す図である。なお、図７（ａ）が図７（ｂ）に示す射出成形金型をＡ７−Ａ７線に沿って切断して示す図（第２金型４の平面図）であり、図７（ｂ）が射出成形金型２の縦断面図（図７（ａ）のＡ８−Ａ８線に沿って切断して示す射出成形金型２の断面図）である。

本実施形態に係る射出成形金型２は、キャビティ５の形状及びゲート１１の位置が第１実施形態に係る射出成形金型２と相違するが、他の基本的構成が第１実施形態に係る射出成形金型２と同様であるため、第１実施形態に係る射出成形金型２に対応する構成部分に第１実施形態に係る射出成形金型２と同一符号を付し、第１実施形態の説明と重複する説明を省略する。

図７に示すように、射出成形金型２は、射出成形する筒状品１が円筒形状であり、筒状品１が中空円板部を備えていないため（図８参照）、第１実施形態に係る射出成形金型２の第２キャビティ部１０が設けられておらず、キャビティ５が第１実施形態に係る射出成形金型２の第１キャビティ部８に対応する部分のみからなっている。そして、第１金型３には、ゲート１１がキャビティ５の一端側に開口するように形成されている。

また、第２金型４に形成された強化繊維配向変更用凹所２０の溶融樹脂導入路２１は、第１実施形態に係る射出成形金型２と同様に、内型部１２の中心軸１６を中心としてゲート１１に対向する位置から更に時計回り方向に角度θ分だけ回転した位置（１８０°＋θ分だけ時計回り方向に回転した位置）に配置されている。その結果、溶融樹脂導入路２１のキャビティ５側の開口部２３は、ゲート１１からキャビティ５内に射出された強化繊維入りの溶融樹脂が合流するウェルド部２４からずれて位置することになる。そして、キャビティ５内に充填された強化繊維入りの溶融樹脂の一部は、溶融樹脂導入路２１から溶融樹脂収容室２２内に流入させられ、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱される（図３参照）。これにより、キャビティ５内のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が複雑に絡み合い、筒状品１のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強度が向上する。なお、溶融樹脂導入路２１は、キャビティ５の他端側に開口する場合を例示したが、これに限られず、キャビティ５の一端側又は一端側と他端側との間に配置してもよい。

以上のような本実施形態に係る射出成形金型２によれば、射出成形された筒状品１におけるウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され、筒状品１のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合うため（図３参照）、筒状品１のウェルド部２４が目立ち難くなると共に、筒状品１のウェルド部２４の強度が向上する。

また、本実施形態に係る射出成形方法は、使用する射出成形金型２が第１実施形態に係る射出成形金型２と僅かに相違するものの、第１実施形態に係る射出成形方法と同様である。したがって、本実施形態に係る射出成形方法によれば、第１実施形態に係る射出成形方法と同様の効果を得ることができる。

図８は、本実施形態に係る射出成形金型２によって射出成形された筒状品１を示す図である。なお、図８（ａ）が筒状品１の正面図であり、図８（ｂ）が図８（ａ）の矢印Ｃ３方向から見た筒状品１の側面図であり、図８（ｃ）が図８（ａ）のＡ９−Ａ９線に沿って切断して示す筒状品１の断面図である。

図８に示すように、筒状品１の一端側の端面３７には、ゲート１１の切り離し痕３１が形成されている。また、筒状品１の他端側の外周面３８には、溶融樹脂導入路２１の切り離し痕３２がウェルド部２４からずれた位置に形成されている。そして、筒状品１は、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が溶融樹脂導入路２１の切り離し痕３２に向かう方向へ向きを変え、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が複雑に絡み合っている。

このような本実施形態に係る筒状品１は、第１実施形態に係る筒状品１と同様に、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合うため（図３参照）、ウェルド部２４が目立ち難くなると共に、ウェルド部２４の強度が向上する。

［第４実施形態］
図９は、本発明の第４実施形態に係る筒状品１の射出成形金型２を示す図であり、第２実施形態に係る射出成形金型２の変形例を示す図である。なお、図９（ａ）が図９（ｂ）に示す射出成形金型２のＡ１０−Ａ１０線に沿って切断して示す図（第２金型４の平面図）であり、図９（ｂ）が射出成形金型２の縦断面図（図９（ａ）のＡ１１−Ａ１１線に沿って切断して示す射出成形金型２の断面図）である。

本実施形態に係る射出成形金型２は、キャビティ５の形状が第２実施形態に係る射出成形金型２と相違するが、他の基本的構成が第２実施形態に係る射出成形金型２と同様であるため、第２実施形態に係る射出成形金型２に対応する構成部分に第２実施形態に係る射出成形金型２と同一符号を付し、第２実施形態の説明と重複する説明を省略する。

図９に示すように、射出成形金型２は、射出成形する筒状品１が円筒形状であり、筒状品１が中空円板部を備えていないため（図１０参照）、第２実施形態に係る射出成形金型２の第２キャビティ部１０が設けられておらず、キャビティ５が第２実施形態に係る射出成形金型２の第１キャビティ部８に対応する部分のみからなっている。そして、第１金型３には、ゲート１１がキャビティ５の一端側に開口するように形成されている。

また、第１金型３に形成された強化繊維配向変更用凹所２０の溶融樹脂導入路３３は、第２実施形態に係る射出成形金型２と同様に、内型部１２の中心軸１６を中心としてゲート１１に対向する位置から更に時計回り方向に角度θ分だけ回転した位置（１８０°＋θ分だけ時計回り方向に回転した位置）に配置されている。その結果、溶融樹脂導入路３３のキャビティ５側の開口部３５は、ゲート１１からキャビティ５内に射出された強化繊維入りの溶融樹脂が合流するウェルド部２４からずれて位置することになる。そして、キャビティ５内に充填された強化繊維入りの溶融樹脂の一部は、溶融樹脂導入路３３から溶融樹脂収容室３４内に流入させられ、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱される（図６参照）。これにより、キャビティ５内のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が複雑に絡み合い、筒状品１のウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強度が向上する。

また、本実施形態に係る射出成形方法は、使用する射出成形金型２が第２実施形態に係る射出成形金型２と僅かに相違するものの、第２実施形態に係る射出成形方法と同様である。したがって、本実施形態に係る射出成形方法によれば、第２実施形態に係る射出成形方法と同様の効果を得ることができる

図１０は、本実施形態に係る射出成形金型２によって射出成形された筒状品１を示す図である。なお、図１０（ａ）が筒状品１の正面図であり、図１０（ｂ）が図１０（ａ）の矢印Ｃ４方向から見た筒状品１の側面図であり、図１０（ｃ）が図１０（ａ）のＡ１２−Ａ１２線に沿って切断して示す筒状品１の断面図である。

図１０に示すように、筒状品１の一端側の端面３７には、ゲート１１の切り離し痕３１が形成されている。また、筒状品１の一端側の端面３７で且つゲート１１の切り離し痕３１から中心軸１ａの周りに１８０°＋θ分だけ時計回り方向に沿って回転させた位置には、溶融樹脂導入路３３の切り離し痕３６がウェルド部２４からずれて形成されている。そして、筒状品１は、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が溶融樹脂導入路３３の切り離し痕３６に向かう方向へ向きを変え、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維が絡み合っている（図６参照）。

このような本実施形態に係る筒状品１は、第２実施形態に係る筒状品１と同様に、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５の向きが乱され、ウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維２５が絡み合うため（図６参照）、ウェルド部２４が目立ち難くなると共に、ウェルド部２４の強度が向上する。

［その他の実施形態］
強化繊維配向変更用凹所２０は、上記第１乃至第４実施形態に係る射出成形金型２の位置に限られず、射出成形された筒状品１におけるウェルド部２４及びウェルド部２４近傍の強化繊維の向きを乱し、筒状品１のウェルド部２４の強度を向上させることができる限り、中心軸１６に沿った方向のいずれの位置に配置してもよい。

また、上記第１乃至第２実施形態において、筒状品１の円筒部６の肉厚及び中空円板部７の肉厚を一様した態様を例示したが、筒状品１の円筒部６の肉厚及び中空円板部７の肉厚を変化させてもよい。また、上記第３乃至第４実施形態において、筒状品１の肉厚を一様にした態様を例示したが、筒状品１の肉厚を変化させてもよい。

また、上記各実施形態において、ゲート１１は、ピンポイントゲートを例示したが、これに限られず、キャビティ５内で強化繊維入りの溶融樹脂が合流してウェルド部を生じさせるサイドゲート（図１１参照）やトンネルゲート（図１２参照）等の適用が考えられる。なお、図１１及び図１２に示す射出成形金型２は、図１に示した第１実施形態に係る射出成形金型２の変形例であり、第１実施形態に係る射出成形金型２と共通する構成部分に同一符号を付し、第１実施形態に係る射出成形金型２の説明と重複する説明を省略する。

また、上記各実施形態において、ゲート１１は、一つのキャビティ５に対して一箇所のみ設ける態様を例示したが、これに限られず、一つのキャビティ５に対して複数箇所設けるようにしてもよい（図１３参照）。また、強化繊維配向変更用凹所２０は、図１３に示すように、ゲート１１と同数設けられる。すなわち、強化繊維配向変更用凹所２０は、ゲート１１がＹ軸に沿った直線で且つ中心軸１６を通る直線上に一対配置される場合、Ｘ軸に沿った直線で且つ中心軸１６を通る直線に対して反時計回り方向へ所定角度（θ）だけずらして一対配置される。そして、図１３（ａ）に示すように、一対のゲート１１，１１は、中心軸１６を中心とした点対称になっている。また、図１３（ａ）に示すように、一対の強化繊維配向変更用凹所２０は、中心軸１６を中心とした点対称になっている。なお、一対の強化繊維配向変更用凹所２０は、Ｘ軸に沿った直線で且つ中心軸１６を通る直線に対して時計回り方向へ所定角度（θ）だけずらして配置してもよい。また、図１３（ａ）において、ウェルド部は、一対のゲート１１，１１からキャビティ５内に射出された強化繊維入りの溶融樹脂が合流する部分（Ｘ軸に沿った直線で且つ中心軸１６を通る直線上の部分）に形成される。また、図１３に示す射出成形金型２は、二点ゲートを例示したが、これに限られず、三点ゲート以上の多点ゲートを設けるようにしてもよい。

１……筒状品、２……射出成形金型、５……キャビティ、１１……ゲート、２０……強化繊維配向変更用凹所、２４……ウェルド部、２５……強化繊維

Claims

強化繊維入りの溶融樹脂をゲートから第１金型と第２金型の突き合わせ面側に形成されたキャビティ内に射出することにより、前記キャビティ内で前記強化繊維入りの溶融樹脂が合流してウェルド部が形成される筒状品の射出成形金型において、
前記ウェルド部からずれた位置には、前記キャビティに開口する強化繊維配向変更用凹所が形成され、
前記強化繊維配向変更用凹所は、前記キャビティ内の前記強化繊維入りの溶融樹脂の一部を流入させて、前記ウェルド部の前記強化繊維の向きを乱すようになっており、前記第１金型と前記第２金型のいずれか一方に形成され、
前記強化繊維配向変更用凹所内で固まった強化繊維入り樹脂は、前記第１金型と前記第２金型との離型時に、前記第１金型と前記第２金型のいずれか一方と共に前記第１金型と前記第２金型のいずれか他方に対して相対移動し、前記第１金型と前記第２金型のいずれか他方に残留する前記筒状品から切り離される、
ことを特徴とする筒状品の射出成形金型。
強化繊維入りの溶融樹脂をゲートから第１金型と第２金型の突き合わせ面側に形成されたキャビティ内に射出することにより、前記キャビティ内で前記強化繊維入りの溶融樹脂が合流してウェルド部が形成される筒状品の射出成形方法において、
前記ウェルド部からずれた位置には、前記キャビティに開口する強化繊維配向変更用凹所が形成され、
前記強化繊維配向変更用凹所は、前記キャビティ内の前記強化繊維入りの溶融樹脂の一部を流入させて、前記ウェルド部の前記強化繊維の向きを乱すようになっており、前記第１金型と前記第２金型のいずれか一方に形成され、
前記強化繊維配向変更用凹所内で固まった強化繊維入り樹脂は、前記第１金型と前記第２金型との離型時に、前記第１金型と前記第２金型のいずれか一方と共に前記第１金型と前記第２金型のいずれか他方に対して相対移動し、前記第１金型と前記第２金型のいずれか他方に残留する前記筒状品から切り離される、
ことを特徴とする筒状品の射出成形方法。