JP6851232B2 - 樹脂射出成形品、この樹脂射出成形品を用いた電動工具用のケーシング - Google Patents

Description

本発明は、樹脂射出成形品に係り、特に、表面側が平坦な外面を有する外板部と、外板部の裏面側に立設される有底円筒形状をした円筒ボスと、を有し、外板部と円筒ボスとが樹脂の射出成形によって一体に形成される樹脂射出成形品に関するものである。

従来から、加熱溶融した樹脂ペレットを金型のキャビティ内に加圧注入することで成形される樹脂射出成形品が公知である。この種の樹脂射出成形品は、様々な製品のケーシングとして用いられており、その表面品質は、射出成形時のヒケ等が存在しないことが求められていた。しかしながら、製品のケーシングとして用いられる樹脂射出成形品には、その裏面にネジボス等の円筒ボスが一体形成されることが多く、円筒ボスの形成によってその形成位置にヒケが発生することがあり、表面の外観を損ねる事態が発生していた。そこで、円筒ボスを有する樹脂射出成形品において、表面の外観品質を損ねるヒケの発生を抑制するために、例えば、下記特許文献１〜３に示すような、様々な技術が提案されていた。

ここで、特許文献１に記載の技術は、円筒ボスの形成位置の根元部周囲領域を薄肉化するものであり、特許文献２に記載の技術は、円筒ボスの端面を射出成形時に加圧するものであり、特許文献３に記載の技術は、円筒ボスの形成位置の根元部に対して気体を注入するガスアシスト射出成形法に関するものである。

特開２０１０−１６６３２６号公報 実開昭６１−１１７１１号公報 特開平７−１６８８２号公報

しかしながら、上掲した特許文献１に開示された技術では、ヒケの抑制が不十分な場合があることが、本発明者によって確認されている。また、特許文献２および３に開示される製造技術を用いた場合には、製造装置が複雑化して製造コストが増大するので、樹脂射出成形品を安価に製造することが困難であった。つまり、従来技術においては、円筒ボスが一体形成される樹脂射出成形品の製造に際して、表面の外観品質を損ねるヒケの発生を抑制するとともに、安価に製造することのできる技術が存在していなかった。

本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、円筒ボスが一体形成される樹脂射出成形品の製造に際して、表面の外観品質を損ねるヒケの発生を抑制できるとともに、安価に製造することのできる技術を提供することにある。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明に係る樹脂射出成形品（１０）は、表面側が平坦な外面を有する外板部（１１）と、前記外板部（１１）の裏面側に立設される有底円筒形状をした円筒ボス（１２）と、を有し、前記外板部（１１）と前記円筒ボス（１２）とが樹脂の射出成形によって一体に形成される樹脂射出成形品（１０）であって、前記外板部（１１）は、前記円筒ボス（１２）の立設箇所の根元部である厚肉部（１１ａ）、もしくは、当該根元部の近傍領域の肉厚を厚くした部位である厚肉部（１１ａ）と、前記厚肉部（１１ａ）以外の領域であって前記厚肉部（１１ａ）より肉厚を薄くした基準肉厚部（１１ｂ）と、によって構成されており、前記基準肉厚部（１１ｂ）の厚み寸法をＡ、前記厚肉部（１１ａ）の厚み寸法をＢ、前記円筒ボス（１２）が有するボス穴（１２ａ）の底面から、前記外板部（１１）における前記基準肉厚部（１１ｂ）の表面までの、厚み方向の距離をＣ、としたときに、
Ａ＜Ｃ＜Ｂ
なる不等式が成り立つように形成したことを特徴とするものである。

また、本発明に係る樹脂射出成形品（１０）では、前記基準肉厚部（１１ｂ）の厚み寸法Ａが、１．５ｍｍ〜３．５ｍｍであるとき、前記厚肉部（１１ａ）の厚み寸法Ｂが、Ｂ＝Ａ＋（０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ）であることが好適である。

本発明は、上述した樹脂射出成形品を用いた電動工具用のケーシングを含む。

本発明によれば、円筒ボスが一体形成される樹脂射出成形品の製造に際して、表面の外観品質を損ねるヒケの発生を抑制できるとともに、安価に製造することのできる技術を提供することが可能である。

本実施形態に係る樹脂射出成形品の形状条件を定義するための形状条件値を示した図である。 発明者が行った種々の樹脂射出成形品の評価結果の一例を示す図である。 本実施形態に係る樹脂射出成形品の図１で示した以外の更なる形状条件を定義するための形状条件値を示した図である。 本実施形態に係る樹脂射出成形品の図１で示した以外の更なる形状条件を定義するための形状条件値を示した図である。 本実施形態に係る樹脂射出成形品の図１で示した以外の更なる形状条件を定義するための形状条件値を示した図である。 本実施形態に係る樹脂射出成形品を電動工具用のケーシングとして用いた場合の具体例を示す斜視図である。 図６で示した電動工具用のケーシングの平面図である。 図７中のＮ−Ｎ断面を示す断面図である。 図７中のＲ−Ｒ断面を示す断面図である。 図７中のＳ−Ｓ断面を示す断面図である。 図７中のＴ−Ｔ断面を示す断面図である。 図７中のＵ−Ｕ断面を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

まず、本発明者は、円筒ボスが一体形成される樹脂射出成形品の製造に際して、表面の外観品質を損ねるヒケの発生を抑制できるとともに、安価に製造することのできる技術を提供するためには、従来技術で提案されていたようなガスアシスト射出成形法といった特殊な成形法を採用するのではなく、ヒケの発生し難い樹脂射出成形品の最適形状が存在するのではないかとの着想に至った。そこで、円筒ボスが一体形成される樹脂射出成形品の形状条件を種々に設定し、実際に樹脂射出成形を行って当該成形品を評価することで、上記した発明の目的を達成する形状条件を見出すこととした。そこで、発明者は、図１に示すように符号Ａ〜Ｄで示す形状条件値を設定し、評価を行うこととした。ここで、図１は、本実施形態に係る樹脂射出成形品の形状条件を定義するための形状条件値を示した図である。

図１に示すように、本実施形態に係る樹脂射出成形品１０は、表面側が平坦な外面を有する外板部１１と、外板部１１の裏面側に立設される有底円筒形状をした円筒ボス１２と、を有するものであり、外板部１１と円筒ボス１２とが樹脂の射出成形によって一体に形成されるものである。また、樹脂射出成形品１０の外板部１１は、円筒ボス１２の立設箇所の根元部の近傍領域の肉厚を厚くした部位である厚肉部１１ａと、厚肉部１１ａ以外の領域であって厚肉部１１ａより肉厚を薄くした基準肉厚部１１ｂと、によって構成されているという形態的な特徴を備えている。さらに、発明者は、このような形態的特徴を備える樹脂射出成形品１０において、
基準肉厚部１１ｂの厚み寸法をＡ、
厚肉部１１ａの厚み寸法をＢ、
円筒ボス１２が有するボス穴１２ａの底面から外板部１１の表面までの厚み寸法をＣ、
円筒ボス１２における根元部から当該円筒ボス１２の先端部までの高さ寸法をＤ、
と定義することとした。

そして、本発明者は、本実施形態に係る樹脂射出成形品１０において定義した符号Ａ〜Ｄの形状条件値を種々変更した形状の樹脂射出成形品を実際に射出成形し、その品質評価を行った。その品質評価結果の一例を、図２で示す。ここで、図２は、発明者が行った種々の樹脂射出成形品の評価結果の一例を示す図である。

まず、発明者は、図２中の（ａ）で示すように、Ｂ≦Ｃとの条件、つまり、厚肉部１１ａの厚み寸法Ｂが、円筒ボス１２が有するボス穴１２ａの底面から外板部の表面までの厚み寸法Ｃ以下となるように設定した場合の形状条件を有するようにした場合の樹脂射出成形品を成形して評価を行った。その結果、外板部１１の表面側に発生するヒケ１３が深いものとなり、当該条件では、樹脂射出成形品の外観表面の品質に悪影響を及ぼすことが明らかとなった。

次に、発明者は、図２中の（ｂ）で示すように、Ａ＜Ｃ＜Ｂとの条件、つまり、厚肉部１１ａの厚み寸法Ｂが、円筒ボス１２が有するボス穴１２ａの底面から外板部の表面までの厚み寸法Ｃよりも大きく、当該厚み寸法Ｃが、基準肉厚部１１ｂの厚み寸法Ａよりも大きくなるように設定した場合の形状条件を有するようにした場合の樹脂射出成形品を成形して評価を行った。その結果、外板部１１の表面側に発生するヒケ１３は比較的浅く、その形状も平面的に滑らかな形状となり、当該条件であれば、ヒケ１３自体は発生するものの樹脂射出成形品の外観表面の品質に悪影響を及ぼすことが無いことが明らかとなった。

さらに、発明者は、図２中の（ｃ）で示すように、Ｃ≦Ａとの条件、つまり、円筒ボス１２が有するボス穴１２ａの底面から外板部の表面までの厚み寸法Ｃが、基準肉厚部１１ｂの厚み寸法Ａ以下となるように設定した場合の形状条件を有するようにした場合の樹脂射出成形品を成形して評価を行った。その結果、当該条件では、外板部１１の表面側に円環状のヒケ１３が発生してしまい、樹脂射出成形品の外観表面の品質に悪影響を及ぼすことが明らかとなった。

以上の実験結果から、本実施形態に係る樹脂射出成形品１０においては、
Ａ＜Ｃ＜Ｂ
なる不等式が成り立つように形成することで、表面の外観品質に優れた樹脂射出成形品１０を形成可能であることが明らかとなった。また、このような条件値で形成した樹脂射出成形品１０によれば、成形品内部に空洞の無い中実構造として樹脂射出成形品１０を形成できるとともに、形状条件の設定のみで好適な外観品質を有する成形品を形成できることから、本実施形態によれば、円筒ボス１２が一体形成される樹脂射出成形品１０の製造に際して、表面の外観品質を損ねるヒケ１３の発生を抑制できるとともに、安価に製造することのできる技術を提供することが可能となる。

また、発明者は、図２で示した実験のほかに、さらなる検証を行うことで、図２で示した実験に基づく知見に加えて、様々な好適条件を見出すことに成功している。具体的には、本実施形態に係る樹脂射出成形品１０において、この樹脂射出成形品１０が電動工具等のケーシングであることを想定した場合の条件値として、基準肉厚部１１ｂの厚み寸法Ａが、１．５ｍｍ〜３．５ｍｍであるとき、厚肉部１１ａの厚み寸法Ｂが、Ｂ＝Ａ＋（０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ）である場合に、外板部１１の表面側に発生するヒケ１３が極小化し、好適な外観品質が得られることが確認できている。

また、発明者は、本実施形態に係る樹脂射出成形品１０において、この樹脂射出成形品１０が電動工具等のケーシングであることを想定した場合にケーシングとして好適に用いられる条件値として、円筒ボス１２における根元部から当該円筒ボス１２の先端部までの高さ寸法Ｄが、
Ｄ≧５×Ａ
なる不等式が成り立つように形成した場合に、外板部１１の表面側に発生するヒケ１３が極小化し、好適な外観品質が得られることが確認できた。

さらに、発明者は、図１で定義した符号Ａ〜Ｄで示す条件値のほかに、他の条件値を定義することで、図２中の（ｂ）で示した場合と同様の好適な外観品質を得られる樹脂射出成形品の形状条件を見出すことに成功している。その内容を図３〜図５を用いて説明する。ここで、図３〜図５は、本実施形態に係る樹脂射出成形品の図１で示した以外の更なる形状条件を定義するための形状条件値を示した図である。

ここで、図３では、図１における符号Ａ〜Ｄで示した形状条件値のほかに、符号Ｅ〜Ｈが示されている。まず、図３で示す本実施形態に係る樹脂射出成形品１０において、基準肉厚部１１ｂと厚肉部１１ａとの接続箇所には、なだらかな傾斜面１１ｃが形成されており、この傾斜面１１ｃの形状は、外板部１１に対して平行方向（図３における紙面左右方向）の寸法が符号Ｆで、外板部１１に対して奥行方向（図３における紙面上下方向）の寸法が符号Ｅで示されている。そして、この樹脂射出成形品１０において、傾斜面１１ｃの勾配が、勾配１／３以下の平面として形成されていることが樹脂射出成形品１０の外観表面品質にとって好ましいことが確認できた。つまり、Ｅ：Ｆ≧１：３であり、Ｆ≧３×Ｅとなる条件を満たすことによって、好適な外観品質が得られることが確認できている。

また、図３における符号ＧおよびＨで示す箇所、つまり、基準肉厚部１１ｂと傾斜面１１ｃとの接続箇所（Ｇ）や、円筒ボス１２における根元部の箇所（Ｈ）、円筒ボス１２が有するボス穴１２ａの底面の周囲部分（Ｈ）に対しては、コーナーＲ形状を施すことが好適であることが確認できている。このような箇所にコーナーＲ形状を形成することで、樹脂射出成形時の形成が容易化する。また、このようなコーナーＲの形成が、外板部１１の表面側へのヒケ１３の発生に影響を与えないことが、発明者によって確認されている。

さらに、本実施形態に係る樹脂射出成形品１０が電動工具等のケーシングであることを想定した場合に、ケーシングとして好適に用いる場合には、外板部１１の裏面側に対して一体形成される円筒ボス１２が、略平板形状の部材として形成される外板部１１に対して円筒ボス１２が垂直に形成される場合だけでなく、外板部１１に対して円筒ボス１２が斜め方向に傾いた状態で立設される場合がある。そこで、発明者は、図４で示すように、外板部１１に対して円筒ボス１２が斜め方向に傾いた状態で立設された場合の形状モデルを想定し、図３と同様に、符号Ａ〜Ｈからなる形状条件値を定義した。そして、発明者は、図４の形状を有する樹脂射出成形品を形成して、その品質を確認したところ、図３で示した形状を有する樹脂射出成形品と同様の効果を発揮し得ることを確認した。つまり、発明者が見出した本実施形態に係る樹脂射出成形品１０の符号Ａ〜Ｈからなる形状条件値は、外板部１１に対して円筒ボス１２が斜め方向に傾いた状態で立設される場合であっても、好適な外観品質が得られることが確認できた。

またさらに、本実施形態に係る樹脂射出成形品１０が電動工具等のケーシングであることを想定した場合に、外板部１１は、表面側の平坦な外面が平面状に形成される場合だけではなく、表面側の平坦な外面が曲面状に形成される場合がある。このように表面側の平坦な外面が曲面状に形成された外板部１１の裏面側に対して円筒ボス１２が立設される場合においても、発明者が見出した本実施形態に係る樹脂射出成形品１０の符号Ａ〜Ｈからなる形状条件値は、好適な外観品質が得られることが確認できた。

またさらに、図３で示した本実施形態に係る樹脂射出成形品１０については、さらなる変形形態の採用が可能であり、その具体的な形態例が、図５に示されている。すなわち、図３で示した符号Ｂの厚み寸法を有する厚肉部１１ａについては、円筒ボス１２の外板部１１に対する立設箇所の根元部の近傍領域の肉厚を厚くした部位として、外板部１１と平行方向の長さ範囲を有する形状として形成されていたが、この厚肉部１１ａについては、図５で示すように、円筒ボス１２の立設箇所の根元部を厚肉部１１ａとし、この厚肉部１１ａが外板部１１と平行方向の長さ範囲を有さず、根元部から直接に傾斜面１１ｃが形成される構成を採用することが可能である。発明者は、図５の形状を有する樹脂射出成形品１０を形成して、その品質を確認したところ、図３で示した形状を有する樹脂射出成形品１０と同様の効果を発揮し得ることを確認した。つまり、発明者が見出した本実施形態に係る樹脂射出成形品１０の符号Ａ〜Ｈからなる形状条件値は、円筒ボス１２の立設箇所の根元部から直接に傾斜面１１ｃが形成される場合であっても、好適な外観品質が得られることが確認できている。

［実施例］
以上説明した本実施形態に係る樹脂射出成形品１０については、樹脂射出成形品を用いるあらゆる製品に対して適用可能であるが、具体的な実施例として、電動工具用のケーシングとして用いることが好適である。そこで、本実施形態に係る樹脂射出成形品１０の具体的な実施例として、当該樹脂射出成形品１０を電動工具用のケーシングとして用いた場合の具体例を、図６〜図１２に示す。ここで、図６は、本実施形態に係る樹脂射出成形品１０を電動工具用のケーシング２１として用いた場合の具体例を示す斜視図である。また、図７は、図６で示した電動工具用のケーシング２１の平面図である。さらに、図８は、図７中のＮ−Ｎ断面を示す断面図であり、図９は、図７中のＲ−Ｒ断面を示す断面図であり、図１０は、図７中のＳ−Ｓ断面を示す断面図であり、図１１は、図７中のＴ−Ｔ断面を示す断面図であり、図１２は、図７中のＵ−Ｕ断面を示す断面図である。

図６〜図１２で示す実施例に係る電動工具用のケーシング２１は、すべて図２の（ｂ）および図３〜図５を用いて説明した本実施形態に係る樹脂射出成形品１０の符号Ａ〜Ｈからなる形状条件値を概ね満足する形態を有するように形成されたものであり、図６〜図１２で示すケーシング２１は、すべて好適な外観品質を有する樹脂射出成形品として形成することが可能となっている。この実施例からも、本発明者が着想して具体化した本実施形態に係る樹脂射出成形品１０が、従来技術を凌駕する発明であり、表面の外観品質を損ねるヒケ１３の発生を抑制できるとともに、安価に製造することのできる技術を提供することが可能となっていることが明らかである。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態および実施例では、本発明に係る樹脂射出成形品が電動工具用のケーシング２１として用いられることを想定して説明を行ったが、本発明に係る樹脂射出成形品については、例えば、高圧洗浄機等のボディーや、電動工具用収納ケース等といった収納用具など、あらゆる樹脂製品に対して適用することが可能である。

その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ 樹脂射出成形品、１１ 外板部、１１ａ 厚肉部、１１ｂ 基準肉厚部、１１ｃ 傾斜面、１２ 円筒ボス、１２ａ ボス穴、１３ ヒケ、２１ ケーシング。

Claims (3)

1. 表面側が平坦な外面を有する外板部と、
   前記外板部の裏面側に立設される有底円筒形状をした円筒ボスと、
   を有し、
   前記外板部と前記円筒ボスとが樹脂の射出成形によって一体に形成される樹脂射出成形品であって、
   前記外板部は、
   前記円筒ボスの立設箇所の根元部である厚肉部、もしくは、当該根元部の近傍領域の肉厚を厚くした部位である厚肉部と、
   前記厚肉部以外の領域であって前記厚肉部より肉厚を薄くした基準肉厚部と、
   によって構成されており、
   前記基準肉厚部の厚み寸法をＡ、
   前記厚肉部の厚み寸法をＢ、
   前記円筒ボスが有するボス穴の底面から、前記外板部における前記基準肉厚部の表面までの、厚み方向の距離をＣ、
   としたときに、
   Ａ＜Ｃ＜Ｂ
   なる不等式が成り立つように形成したことを特徴とする樹脂射出成形品。
2. 請求項１に記載の樹脂射出成形品において、
   前記基準肉厚部の厚み寸法Ａが、１．５ｍｍ〜３．５ｍｍであるとき、
   前記厚肉部の厚み寸法Ｂが、Ｂ＝Ａ＋（０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ）であることを特徴とする樹脂射出成形品。
3. 請求項１又は２に記載の樹脂射出成形品を用いた電動工具用のケーシング。

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