JPH08276469A - Mold for thermoplastic resin gear and hollow injection molding method - Google Patents
Mold for thermoplastic resin gear and hollow injection molding methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂製歯車の
金型及び中空射出成形方法に関する。更に詳しくは、寸
法精度、歯車精度に優れる熱可塑性樹脂製歯車の金型及
び、中空射出成形方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold for a thermoplastic resin gear and a hollow injection molding method. More specifically, it relates to a mold of a thermoplastic resin gear having excellent dimensional accuracy and gear accuracy, and a hollow injection molding method.
【0002】[0002]
【従来の技術】歯車は、自動車、一般機械、精密機械、
電気・電子などの各分野の機構部品として幅広く利用さ
れている。最近の傾向としては、大量生産性に優れる、
軽量、錆びないという理由から熱可塑性樹脂による歯車
の利用範囲が拡大している。さらには、最近の各分野の
ハイテク化に伴い、同部品に対する寸法精度の要求も高
度化してきており、これに応えることが技術的な課題と
なっている。Gears are used for automobiles, general machinery, precision machinery,
Widely used as mechanical parts in various fields such as electricity and electronics. As a recent trend, excellent mass productivity,
The range of applications of gears made of thermoplastic resin is expanding because they are lightweight and do not rust. Further, with the recent increase in technology in each field, demands for dimensional accuracy of the parts have become more sophisticated, and it is a technical subject to meet the demand.
【0003】しかし、熱可塑性樹脂は射出成形を行う
際、金型内で溶融状態から固化する過程において大きく
収縮してしまうため、金型の寸法通りに成形品を得られ
ず、精度良く製品を得ることは非常に困難である。この
ため、従来から、成形条件、樹脂の特性、金型デザイン
などから様々な改良が行われてきた。例えば、金型デザ
インにおいては成形収縮を見込んだ設計が行われてお
り、主に以下に示す3つの方法を用いて金型の設計が行
われている。 キャビティモジュールは製品と同一にし、圧力角及
び転移係数で成形収縮を見込む。 キャビティ圧力角は製品と同一にし、モジュールで
成形収縮を見込む。 モジュールと圧力角の両方で成形収縮を見込む。However, when the injection molding is carried out, the thermoplastic resin largely shrinks in the process of solidifying from the molten state in the mold, so that a molded product cannot be obtained according to the size of the mold, and the product is manufactured accurately. It's very difficult to get. Therefore, various improvements have hitherto been made in terms of molding conditions, resin characteristics, mold design, and the like. For example, a mold design is designed in consideration of mold shrinkage, and the mold is designed mainly by using the following three methods. The cavity module should be the same as the product, allowing for mold shrinkage with pressure angle and transfer coefficient. The cavity pressure angle should be the same as the product and the module should allow for mold shrinkage. Expect mold shrinkage on both module and pressure angle.
【0004】しかしながら、上記、及びの方法は
何れも収縮によるインボリュート歯形そのもののズレ、
歯筋方向の収縮は考慮されておらず、より高度な寸法精
度、歯車精度が要求される場合には、金型を試行錯誤に
よって修正を繰り返すことが必要であった。このため、
製品開発から製造までに多くの労力と時間を必要とした
ので、短期間に精度の良い歯車を製品化することは非常
に困難であった。However, both of the above and the above methods cause the deviation of the involute tooth profile itself due to contraction,
The contraction in the tooth trace direction was not taken into consideration, and when higher dimensional accuracy and gear accuracy were required, it was necessary to repeat the modification of the mold by trial and error. For this reason,
Since a lot of labor and time were required from product development to manufacturing, it was very difficult to commercialize an accurate gear in a short period of time.
【0005】また、通常の射出成形による歯車では、ウ
ェブ部を設けることにより精度を向上させることが一般
的に行われている。しかし、ウェブ部を設けることによ
る歯車自体の強度の低下を避けることが非常に困難であ
った。特開平4−299113号公報に開示されている
樹脂歯車成形金型によって得られる成形歯車の中空射出
成形法においては、金型キャビ板の成形品ウェブ部に対
応する位置にガス注入ノズルを設け、該ガス注入ノズル
より成形品内に加圧ガスを注入して該成形品に中空部を
形成するものである。しかし、同公報の歯車の中空成形
法においては、キャビ板に設けられたノズルより加圧さ
れた気体を注入するが、樹脂が固化する際に収縮するこ
とが原因となってゲート切れが発生し、ノズルと成形品
の間に生じた隙間から気体が成形品外に漏れ、成形品内
に目的の中空部を形成することは困難である。従って安
定生産には不向きな金型構造といえる。また、同公報に
示された金型構造においては、ゲート部近傍に気体圧送
用ノズルが設けられているため、成形行程完了後ランナ
ーの取り出しに手間がかかり、これも安定生産には不向
きな金型構造といえる。Further, in a gear by injection molding, the accuracy is generally improved by providing a web portion. However, it is very difficult to avoid the reduction in strength of the gear itself due to the provision of the web portion. In the hollow injection molding method of a molded gear obtained by a resin gear molding die disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-299113, a gas injection nozzle is provided at a position corresponding to a molded product web portion of a mold cavity plate. A pressurized gas is injected into the molded product from the gas injection nozzle to form a hollow portion in the molded product. However, in the hollow molding method for gears of the same publication, a pressurized gas is injected from a nozzle provided on a cabinet plate, but a gate breakage occurs due to contraction when the resin solidifies. However, it is difficult to form a desired hollow portion inside the molded product because gas leaks out of the molded product through a gap formed between the nozzle and the molded product. Therefore, it can be said that the mold structure is not suitable for stable production. Further, in the mold structure shown in the publication, since the gas pressure feeding nozzle is provided in the vicinity of the gate part, it takes a lot of time to take out the runner after the molding process is completed, which is also unsuitable for stable production. It can be said to be a type structure.
【0006】特開平6−182821号公報に開示され
ている歯の付け根部分の全周もしくは一部に中空部を持
つ熱可塑性樹脂製歯車においては、歯の付け根部分に中
空部を設けることにより歯車精度を向上させるものであ
る。しかし、同公報の熱可塑性樹脂製歯車においては、
通常の中空射出成形により歯の根元部分の全周に渡って
中空部を効果的に形成することは非常に困難である。ま
た、歯の根元部分に中空部が形成されていない箇所の歯
車精度は、通常の射出成形法による成形品と同等か、そ
れより低下する傾向にある。また、同公報の熱可塑性樹
脂製歯車は、中空射出成形における加圧流体の注入行程
で、加圧流体が選択的に歯の根元部分に中空部を形成す
るように、軸穴部分と歯の根元部分の間を薄肉(ウェ
ブ)構造としている。このため、歯車全体の強度は通常
の射出成形で製造された歯車と同等である。In the thermoplastic resin gear disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-182821, which has a hollow portion at the entire circumference or part of the tooth root portion, the gear portion is formed by providing the tooth root with a hollow portion. It improves the accuracy. However, in the thermoplastic resin gear of the publication,
It is very difficult to effectively form the hollow portion over the entire circumference of the tooth root by the ordinary hollow injection molding. Further, the accuracy of gears at a portion where the hollow portion is not formed at the root portion of the tooth tends to be equal to or lower than that of a molded product manufactured by a normal injection molding method. Further, the thermoplastic resin gear of the same publication has a shaft hole portion and a tooth portion so that the pressurized fluid selectively forms a hollow portion at the root portion of the tooth in the injection process of the pressurized fluid in hollow injection molding. The space between the roots has a thin (web) structure. Therefore, the strength of the entire gear is equivalent to that of a gear manufactured by ordinary injection molding.
【0007】特開平6−272748号公報に開示され
ている熱可塑性樹脂による高剛性歯車においてはウェブ
構造を有さず、内部に中空部を有するといった特徴を持
つことにより、寸法精度、剛性のバランスを向上させる
ものである。しかしながら、同公報の熱可塑性樹脂製歯
車においては、特開平6−182821号公報に開示さ
れた歯車と同様に、中空部が効果的に存在する部分と、
そうでない部分とでは歯車の寸法精度に差が生じるた
め、中空部を歯車の全周に渡って均一な歯車の寸法精度
を保持することは困難である。特に、中空部が形成され
ていない箇所の寸法精度は、通常の射出成形法による成
形品と同等か、低下する傾向にある。また、同公報の熱
可塑性樹脂製歯車では、軸線に対して垂直な断面におい
て、中空部が大きく偏って存在し、肉厚が不均一に形成
される。肉厚部分の冷却および固化には、肉薄部分と比
較して長い時間を要し、成形サイクル短縮の弊害となっ
ている。The high-rigidity gear made of thermoplastic resin disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-272748 has a characteristic that it does not have a web structure but has a hollow portion inside, so that dimensional accuracy and rigidity are balanced. Is to improve. However, in the thermoplastic resin gear of the same publication, like the gear disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-182821, a portion where a hollow portion effectively exists,
Since there is a difference in the dimensional accuracy of the gear from the other portion, it is difficult to maintain the uniform dimensional accuracy of the gear in the hollow portion over the entire circumference of the gear. In particular, the dimensional accuracy of a portion where the hollow portion is not formed tends to be equal to or lower than that of a molded product produced by a normal injection molding method. Further, in the thermoplastic resin gear of the same publication, the hollow portions are largely deviated in the cross section perpendicular to the axis, and the wall thickness is unevenly formed. Cooling and solidification of the thick portion requires a longer time than that of the thin portion, which is an obstacle to shortening the molding cycle.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、歯車の全周
に渡って寸法精度が均一・良好で、生産性に優れた熱可
塑性樹脂製歯車の成形金型及び、中空射出成形法を提供
するものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a molding die for a thermoplastic resin gear having uniform and good dimensional accuracy over the entire circumference of the gear and excellent productivity, and a hollow injection molding method. To do.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は以下の通
りである。 1. キャビティ内への前進及びキャビティ内からの後
退を任意に行える可動部分を少なくとも1つ有し、該可
動部分が前進した状態において、キャビティ内に突き出
された部分のうち、駆動方向に対して垂直な面に、幅が
0.5〜10mmである凸形状が少なくとも1以上、放射
状に形成されていることを特徴とする熱可塑性樹脂製歯
車の成形金型。 2. 成形時の可動部分の移動可能距離が熱可塑性樹脂
製歯車の歯幅に対して10〜90%の範囲内であること
を特徴とする上記1の熱可塑性樹脂製歯車の成形金型。 3. 可動部分がキャビティ内に前進した状態で、該可
動部分のうちキャビティ内に突き出された部分の形状が
円筒形であり、該円筒形の外径D1が該歯車の歯底円直
径の0.7〜1倍であり、内径D2が該歯車の軸穴直径
の1〜3倍である上記1の熱可塑性樹脂製歯車の成形金
型。 4. 可動部分が前進した状態においてキャビティ内に
突き出された部分のうち駆動方向に対して垂直な面に、
該面からの突き出しと、この突き出し位置からの後退が
可能である可動中子を有することを特徴とする上記1の
熱可塑性樹脂製歯車の成形金型。The present invention is as follows. 1. It has at least one movable part that can be arbitrarily advanced into the cavity and retracted from the cavity, and in a state where the movable part is advanced, a part of the part protruding into the cavity that is perpendicular to the driving direction. A molding die for a thermoplastic resin gear, characterized in that at least one convex shape having a width of 0.5 to 10 mm is radially formed on the surface. 2. The mold for molding a thermoplastic resin gear according to the above 1, wherein the movable distance of the movable portion during molding is within a range of 10 to 90% with respect to the tooth width of the thermoplastic resin gear. 3. With the movable portion advanced into the cavity, the shape of the portion of the movable portion protruding into the cavity is cylindrical, and the outer diameter D1 of the cylindrical shape is 0.7 of the root circle diameter of the gear. -1 times, and the inner diameter D2 is 1-3 times the diameter of the shaft hole of the gear. 4. On the surface perpendicular to the driving direction of the part protruding into the cavity in the state where the movable part has advanced,
The molding die for a thermoplastic resin gear according to the above 1, which has a movable core that can be projected from the surface and retracted from the projected position.
【0010】5. 上記1に記載の成形金型を用い、溶
融樹脂の射出中或いは射出完了10秒後までに加圧流体
をキャビティ内樹脂中に注入開始し、この加圧流体注入
開始と同時或いは注入中にキャビティ内の容積を拡大開
始し、キャビティ内の容積を拡大完了した状態でキャビ
ティ内樹脂中に注入された加圧流体の圧力を5〜90秒
間保持することを特徴とする熱可塑性樹脂製歯車の中空
射出成形方法。 6. 上記4に記載の可動部分と可動中子を有する成形
金型を用い、溶融樹脂の射出中或いは射出完了10秒後
までに加圧流体を樹脂中に注入開始し、この加圧流体の
注入開始と同時或いは注入中に可動部分を駆動すること
によりキャビティ内容積を拡大し、可動部分の駆動中に
可動中子の駆動し、可動部分の駆動開始から20秒後ま
での間に、可動部分と可動中子の駆動によるキャビティ
内容積の拡大工程を終了し、キャビティ内容積を拡大完
了した状態で樹脂中に注入された加圧流体の圧力を5〜
90秒間保持する工程を有することを特徴とする熱可塑
性樹脂製歯車の中空射出成形方法。 7. 加圧流体をシリンダーのノズル、成形金型のスプ
ルー部、又はランナー部より注入することにより、該加
圧流体がゲートを通過してキャビティ内樹脂中に到達す
ることを特徴とする上記5又は6の熱可塑性樹脂製歯車
の中空射出成形方法。5. Using the molding die described in 1 above, the injection of the pressurized fluid into the resin in the cavity is started during the injection of the molten resin or 10 seconds after the completion of the injection, and the cavity is injected at the same time as or during the injection of the pressurized fluid. The hollow of the thermoplastic resin gear is characterized in that the pressure of the pressurized fluid injected into the resin in the cavity is maintained for 5 to 90 seconds in a state where the volume in the cavity is started to be expanded and the volume in the cavity is completed to be expanded. Injection molding method. 6. Using the molding die having the movable part and the movable core described in 4 above, the injection of the pressurized fluid into the resin is started during the injection of the molten resin or 10 seconds after the completion of the injection, and the injection of the pressurized fluid is started. Simultaneously with or during the injection, the volume of the cavity is expanded by driving the movable part, the movable core is driven during the driving of the movable part, and the movable part is moved within 20 seconds after the driving of the movable part is started. The step of expanding the cavity internal volume by driving the movable core is completed, and the pressure of the pressurized fluid injected into the resin is increased to 5 to 5 with the cavity internal volume being expanded.
A hollow injection molding method for a thermoplastic resin gear, comprising a step of holding for 90 seconds. 7. The pressurized fluid is injected from a nozzle of a cylinder, a sprue portion of a molding die, or a runner portion so that the pressurized fluid passes through a gate and reaches the resin in the cavity. Hollow injection molding method for thermoplastic resin gears.
【0011】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
において「成形時」とは、樹脂の射出工程の開始から、
樹脂の冷却工程が完了するまでの間を指す。中空射出成
形においては、加圧流体の圧力を開放する工程が完了す
るまでの間を指す。本発明において「中空射出成形法」
とは、射出成形において熱可塑性樹脂を金型キャビティ
中に射出中、もしくは射出完了後10秒内に加圧流体を
樹脂中に注入することにより中空成形品を得る射出成形
方法である。The present invention will be described in detail below. In the present invention, “at the time of molding” means from the start of the resin injection process,
It refers to the time until the resin cooling step is completed. In hollow injection molding, it refers to the period until the step of releasing the pressure of the pressurized fluid is completed. In the present invention, "hollow injection molding method"
Is an injection molding method in which a hollow molded article is obtained by injecting a thermoplastic resin into a mold cavity during injection molding or by injecting a pressurized fluid into the resin within 10 seconds after the completion of injection.
【0012】本発明において「キャビティ」とは、金型
パーティング面に設けられた凹みのうち、成形行程完了
後に製品となる樹脂が充填される部分を指す。本発明に
おいて「中空部」とは、巣(ボイド)や発泡剤による中
空部を意味するものではない。本発明において「可動中
子」とは、金型を構成する部品のうち、可動部分の駆動
方向に対し垂直なキャビティ面から、キャビティ内への
突き出しと、この突き出し位置からの後退が可能な部分
を指す。In the present invention, the term "cavity" refers to a portion of the depression provided on the parting surface of the die, which is filled with resin to be a product after the completion of the molding process. In the present invention, the “hollow part” does not mean a hollow part or a hollow part formed by a foaming agent. In the present invention, the "movable core" is a part of the parts constituting the mold that can be projected into the cavity from the cavity surface perpendicular to the driving direction of the movable part and can be retracted from this projected position. Refers to.
【0013】本発明による熱可塑性樹脂製歯車の成形金
型は少なくとも1つの可動部分を有するが、溶融樹脂の
射出時に該可動部分の駆動方向に対して垂直なキャビテ
ィ面上に凸形状が形成されていることにより、可動部分
を駆動しキャビティ内の容積を拡大する際に、凸形状が
存在する歯車内の位置に内部リブを形成することができ
る。このことから凸形状の位置と数により歯車内に形成
する内部リブの位置と数が決定される。内部リブの数と
ゲートの数は等しいことが好ましい。内部リブの数とゲ
ートの数は等しいと、内部リブとゲート数と中空部の数
が等しい歯車を得ることができる。また、内部リブはそ
の全長に渡って均等な厚さであることが好ましいことか
ら、該内部リブの形成時には、該内部リブにかかる圧力
がその厚み方向において均等であることが好ましい。The molding die of the thermoplastic resin gear according to the present invention has at least one movable part, and when the molten resin is injected, a convex shape is formed on the cavity surface perpendicular to the driving direction of the movable part. Therefore, when the movable part is driven to increase the volume in the cavity, the internal rib can be formed at the position in the gear where the convex shape exists. From this, the position and number of internal ribs formed in the gear are determined by the position and number of convex shapes. The number of internal ribs and the number of gates are preferably equal. When the number of internal ribs and the number of gates are equal, a gear having the same number of internal ribs, gates and hollows can be obtained. Further, since it is preferable that the inner ribs have a uniform thickness over the entire length thereof, it is preferable that the pressure applied to the inner ribs is uniform in the thickness direction when the inner ribs are formed.
【0014】従って、可動部分の駆動方向に対して垂直
なキャビティ面上に形成される凸形状が一つの場合に
は、ゲートは可動部分に設けられる凸形状の軸部をはさ
んだ反対側に配置することにより、内部リブ面に均等に
圧力が掛かるので好ましい。また、可動部分の駆動方向
に対して垂直なキャビティ面上に設ける凸形状が複数の
場合には、等間隔に凸形状を配置することにより、各内
部リブ面に均等に圧力が掛かるので好ましい。従って、
ゲート又は加圧流体の注入口は、凸形状の数と同数を、
各内部リブ間に設けることが好ましく、さらに好ましく
は各内部リブとの距離が等しい位置に配置することであ
る。Therefore, when there is one convex shape formed on the cavity surface perpendicular to the driving direction of the movable portion, the gate is arranged on the opposite side of the convex shaft portion provided in the movable portion. By doing so, pressure is evenly applied to the inner rib surface, which is preferable. Further, when a plurality of convex shapes are provided on the cavity surface perpendicular to the driving direction of the movable portion, it is preferable to dispose the convex shapes at equal intervals because pressure is evenly applied to each internal rib surface. Therefore,
The number of gates or inlets for pressurized fluid is the same as the number of convex shapes,
It is preferable to provide it between the inner ribs, and more preferably to arrange the ribs at the same distance from each inner rib.
【0015】本発明において、成形金型の可動部分の駆
動方向に対し垂直である面に形成される凸形状の形によ
り、該内部リブの形状が決定される。該凸形状を放射状
に設けると、熱可塑性樹脂製歯車の内部に形成される仕
切り壁の厚さが全体に渡り均一となり、歯車強度の低下
を抑制しつつ、歯車精度を歯車全周に渡って均一に向上
させることが可能である。該凸形状の幅は0.5〜10
mmであることが好ましく、さらに好ましくは0.5〜5
mmである。これは、該凸形状の幅が10mmを越える場
合、歯車内部に形成される内部リブの厚さが5mmを越え
ることによって、歯車の成形収縮に不均一が生じる。そ
の結果、歯車精度を歯車全体に渡って均一に保持するこ
とが困難になるためである。また、該凸形状の高さは、
(該熱可塑性樹脂製歯車の歯幅−可動部分の移動距離)
×0.2〜0.8であることが好ましい。該凸形状の長
さは((D1−D2)/2)×0.4〜1であることが
好ましい。該凸形状の寸法が上記のとおりであれば、熱
可塑性樹脂性歯車の内部に、歯車強度の低下を抑制しつ
つ歯車精度を向上させるための内部リブを形成すること
が可能である。ただし、凸形状の両端部は図1に示され
ているような半円状の丸みを帯びていても、尖っていて
も、真っ直ぐでも良い。また、凸形状の両脇は丸みを帯
びていても良いし、真っ直ぐでも良い。なお、凸形状の
両脇が丸みを帯びている場合には、上記凸形状の高さは
頂点の高さを示す。In the present invention, the shape of the internal rib is determined by the shape of the convex shape formed on the surface perpendicular to the driving direction of the movable part of the molding die. When the convex shape is provided radially, the thickness of the partition wall formed inside the thermoplastic resin gear becomes uniform over the whole, and while suppressing the reduction of gear strength, the gear accuracy is maintained over the entire circumference of the gear. It is possible to improve it uniformly. The width of the convex shape is 0.5 to 10
mm is preferable, and more preferably 0.5 to 5
mm. This is because when the width of the convex shape exceeds 10 mm, the thickness of the internal ribs formed inside the gear exceeds 5 mm, so that the molding shrinkage of the gear becomes uneven. As a result, it becomes difficult to maintain the gear accuracy evenly over the entire gear. The height of the convex shape is
(Tooth width of the thermoplastic resin gear-moving distance of the movable part)
× 0.2 to 0.8 is preferable. The length of the convex shape is preferably ((D1-D2) / 2) × 0.4 to 1. When the dimension of the convex shape is as described above, it is possible to form an internal rib inside the thermoplastic resin gear to improve gear accuracy while suppressing reduction in gear strength. However, the both ends of the convex shape may be rounded in a semicircular shape as shown in FIG. 1, may be sharp, or may be straight. Further, both sides of the convex shape may be rounded or may be straight. When both sides of the convex shape are rounded, the height of the convex shape indicates the height of the apex.
【0016】本発明による熱可塑性樹脂製歯車の成形金
型においては、可動部分の駆動方向に対し垂直な面上に
凸形状を形成することを特徴とするが、該凸形状は、こ
の垂直な面にあらかじめ凸部5を形成しておいても良い
し、可動中子3を垂直な面から突き出すことで形成する
こともできる。可動中子3を有する金型においては、可
動部分のキャビティ内であって駆動方向に対し垂直であ
る面に、該可動中子3の突き出しによって凸形状を放射
状に形成することが可能な構造とすることにより、成形
品内部に形成する仕切り壁(内部リブ)の厚さが均一に
なり、歯車精度を全周に渡って均一に向上させることが
できる。また、該可動中子3を後退させることにより、
可動部分2の駆動方向に対し垂直であるキャビティ面か
ら凸形状が消滅して、該面が平面となることにより、成
形行程完了後に表面に凹凸のない中空成形歯車を得るこ
とが可能である。このことから可動中子3を有する成形
金型が好ましい。これは、表面に凹凸がないことによっ
て、成形後の製品の収縮が製品全体に渡って均一に進行
することにより、歯車精度が歯車全周に渡って均一に保
持することが可能であると推測される。The molding die of the thermoplastic resin gear according to the present invention is characterized in that a convex shape is formed on a surface perpendicular to the driving direction of the movable part, and the convex shape is the perpendicular shape. The convex portion 5 may be formed on the surface in advance, or the movable core 3 may be formed by protruding from the vertical surface. In the mold having the movable core 3, a structure capable of radially forming a convex shape by the protrusion of the movable core 3 on a surface in the cavity of the movable portion and perpendicular to the driving direction is provided. By doing so, the thickness of the partition wall (internal rib) formed inside the molded product becomes uniform, and the gear accuracy can be improved uniformly over the entire circumference. Further, by retracting the movable core 3,
Since the convex shape disappears from the cavity surface which is perpendicular to the driving direction of the movable part 2 and the surface becomes a flat surface, it is possible to obtain a hollow molded gear having no surface irregularity after the completion of the molding process. From this, a molding die having the movable core 3 is preferable. It is presumed that it is possible to maintain the accuracy of the gear evenly over the entire circumference of the gear, because the shrinkage of the product after molding progresses uniformly over the entire product due to the lack of surface irregularities. To be done.
【0017】可動部分と可動中子を有する金型において
は、可動中子の突き出しによって可動部分のキャビティ
内であって駆動方向に対し垂直である面に、凸形状を放
射状に形成するが、この凸形状の幅は0.5〜10mmで
あることが好ましく、さらに好ましくは0.5〜5mmで
ある。本発明の熱可塑性樹脂製歯車の成形金型を用いた
中空射出成形方法において、歯車精度を向上させるため
に効果的な中空部を、該熱可塑性樹脂製歯車内部に形成
するためには、熱可塑性樹脂製歯車の歯幅に対する可動
部分の成形時の移動距離が10〜90%であることが好
ましい。歯車強度の強度の低下を抑制しつつ該熱可塑製
樹脂製歯車の内部に中空部を形成するためには、歯幅に
対する可動部分の移動距離が30〜80%であることが
より好ましい。In a mold having a movable part and a movable core, a protrusion is formed radially on the surface in the cavity of the movable part and perpendicular to the driving direction by the protrusion of the movable core. The width of the convex shape is preferably 0.5 to 10 mm, more preferably 0.5 to 5 mm. In the hollow injection molding method using the molding die of the thermoplastic resin gear of the present invention, in order to form a hollow portion effective in improving the gear precision inside the thermoplastic resin gear, It is preferable that the moving distance of the movable portion at the time of molding is 10 to 90% with respect to the tooth width of the plastic resin gear. In order to form the hollow portion inside the thermoplastic resin gear while suppressing the reduction in the strength of the gear, it is preferable that the moving distance of the movable portion with respect to the tooth width is 30 to 80%.
【0018】本発明による成形金型において、可動部分
を有するため、成形工程完了後に金型を開き、該可動部
分がパーティング面を越える位置まで突き出す工程を有
することにより、製品をキャビティから取り出すことが
可能である。従って、通常の成形金型に製品をキャビテ
ィから突き出す目的で設けられている突き出しピン(エ
ジェクターピン、EPとも称する。)を設けることは不
要である。また、可動部分のうち該可動部分の前進によ
りキャビティ内に突き出される部分は筒形状であり、該
筒形状の外径D1は熱可塑性樹脂製歯車の歯底円直径の
0.7〜1倍であり、該筒形状の内径D2は熱可塑性樹
脂製歯車の軸穴直径の1〜3倍であることが、歯車強度
の低下を抑制しつつ、熱可塑性樹脂製歯車の内部に歯車
精度を向上させるための中空部を効果的に形成できるこ
とから好ましい。Since the molding die according to the present invention has the movable part, it has a step of opening the mold after the completion of the molding step and projecting the movable part to a position beyond the parting surface, thereby taking out the product from the cavity. Is possible. Therefore, it is not necessary to provide an ordinary molding die with an ejection pin (also referred to as an ejector pin, EP) provided to eject the product from the cavity. In addition, the portion of the movable portion that is projected into the cavity by the advance of the movable portion has a tubular shape, and the outer diameter D1 of the tubular shape is 0.7 to 1 times the diameter of the root circle of the thermoplastic resin gear. That the inner diameter D2 of the tubular shape is 1 to 3 times the diameter of the shaft hole of the thermoplastic resin gear, improving the gear accuracy inside the thermoplastic resin gear while suppressing the reduction in gear strength. It is preferable because the hollow portion for effecting this can be effectively formed.
【0019】可動部分の駆動源としては、油圧シリンダ
ーが考えられるが、溶融樹脂の射出圧力または、樹脂圧
により可動部分が後退しキャビティ内容積が拡大しない
構造であれば、如何なる装置、方法を用いても実施可能
である。また、可動中子の突き出し及び、後退させるた
めの駆動源においては、可動部分に連動させる方法が考
えられる。また、可動部分とは別系統であって、可動部
分の駆動源と同様な駆動源を用いることによっても実施
が可能である。何れの方法においても、溶融樹脂の射出
圧力又は、樹脂圧によって、可動中子が前進位置から後
退しないことが必要である。A hydraulic cylinder can be considered as a drive source for the movable part, but any device or method may be used as long as it has a structure in which the movable part is not retracted due to the injection pressure of the molten resin or the resin pressure and the cavity internal volume is not expanded. However, it can be implemented. In addition, a method of interlocking with the movable portion can be considered in the drive source for protruding and retracting the movable core. It can also be implemented by using a drive source that is separate from the movable part and is similar to the drive source of the movable part. In either method, it is necessary that the movable core does not retract from the advanced position due to the injection pressure of the molten resin or the resin pressure.
【0020】本発明による熱可塑性樹脂製歯車の成形金
型の断面構造の例を、図1(a)、図2(a)に示す。
図1(a)に示した成形金型構造の例は、可動部分2が
キャビティ1内に前進した状態で、可動部分2のうちキ
ャビティ1内に突き出された部分の形状が円筒形であ
り、キャビティ内に突き出された部分のうち可動部分の
駆動方向に対し垂直なキャビティ面上に所定数の凸部5
を放射状に配置した例を示したものである。An example of a cross-sectional structure of a molding die for a thermoplastic resin gear according to the present invention is shown in FIGS. 1 (a) and 2 (a).
In the example of the molding die structure shown in FIG. 1A, in the state where the movable part 2 is advanced into the cavity 1, the shape of the part of the movable part 2 protruding into the cavity 1 is cylindrical, A predetermined number of convex portions 5 are formed on the cavity surface perpendicular to the driving direction of the movable portion of the portion protruding into the cavity.
It shows an example of arranging radially.
【0021】図1(b)は、図1(a)に示した成形金
型構造の例における、可動部分2の形状の例を示したも
のである。同図中に示したD1及びD2は、該可動部分
がキャビティ1内に前進した状態で、可動部分のうちキ
ャビティ内に突き出された部分(図中のA部分)の直径
及び内径を示したものである。同図中のB部分は可動部
分の前進、後退に関わらず、キャビティ内に露見されな
い部分であり、この部分の形状は可動部分がスムーズに
駆動するために必要な形状(例えばキー溝など)を有す
ることによっても実施が可能である。FIG. 1 (b) shows an example of the shape of the movable part 2 in the example of the molding die structure shown in FIG. 1 (a). D1 and D2 shown in the same figure indicate the diameter and inner diameter of the part (A part in the figure) of the movable part that is projected into the cavity when the movable part is advanced into the cavity 1. Is. The portion B in the figure is a portion that is not exposed in the cavity regardless of whether the movable portion moves forward or backward, and the shape of this portion is the shape required for the movable portion to smoothly drive (for example, a key groove). It can also be implemented by having it.
【0022】図1(b)に示した可動部分2の形状にお
いては、該可動部分が前進した状態においてキャビティ
1内に突き出された部分のうち、駆動方向に対して垂直
な面上に、幅W1が0.5〜10mmである3個の凸部5
が放射状に配置されている例を示したものである。該凸
部の形状は、熱可塑性樹脂製歯車の内部に中空部を効果
的に形成することができれば、いかなる形状での実施も
可能である。図2(a)に示した成形金型構造の例は、
可動部分2がキャビティ1内に前進した状態で、可動部
分2のうちキャビティ内に突き出された部分の形状が円
筒形であり、キャビティ内に突き出された部分のうち可
動部分の駆動方向に対し垂直な面からの突き出しと、こ
の突き出し位置からの後退が可能である可動中子を有す
る例を示したものである。In the shape of the movable part 2 shown in FIG. 1 (b), the width of a part of the part which is protruded into the cavity 1 in the state where the movable part is advanced is formed on the surface perpendicular to the driving direction. Three convex parts 5 with W1 0.5 to 10 mm
Shows an example in which are arranged radially. The shape of the convex portion may be any shape as long as the hollow portion can be effectively formed inside the thermoplastic resin gear. The example of the molding die structure shown in FIG.
In the state where the movable part 2 is advanced into the cavity 1, the shape of the part of the movable part 2 protruding into the cavity is cylindrical, and the part of the part protruding into the cavity is perpendicular to the driving direction of the movable part. It shows an example having a movable core that can be ejected from another surface and retracted from this protruding position.
【0023】図2(b)は、図2(a)に示した成形金
型構造の例における、可動部分2の形状の例を示したも
のである。該可動部分が前進した状態においてキャビテ
ィ内に突き出された部分のうち、該可動部分の駆動方向
に対して垂直な面からの突き出しと、この突き出し位置
からの後退が可能である可動中子を有する構造の例であ
る。同図中に示したA及びBは、図1(b)と同様に可
動部分2の前進により、キャビティ内に突き出される部
分(A)と、可動部分2の前進、後退に関わらずキャビ
ティ内に露見しない部分(B)を指す。また、D1、D
2は筒形状であるA部分の外径(D1)と内径(D2)
をそれぞれ示すものである。FIG. 2 (b) shows an example of the shape of the movable part 2 in the example of the molding die structure shown in FIG. 2 (a). Among the parts that are projected into the cavity in a state where the movable part is advanced, the movable part has a movable core that can be projected from a plane perpendicular to the driving direction of the movable part and can be retracted from this projected position. It is an example of a structure. A and B shown in the figure are similar to those in FIG. 1B, the portion (A) that is projected into the cavity by the advance of the movable part 2 and the inside of the cavity regardless of the advance and retreat of the movable part 2. It refers to the part (B) that is not exposed. Also, D1, D
2 is an outer diameter (D1) and an inner diameter (D2) of the portion A which is a tubular shape
Are shown respectively.
【0024】図2(b)に示した可動中子の例は、可動
部分2から突き出された状態において、可動部分2の駆
動方向に対して垂直な面上に、幅W2である3個の凸形
状を放射状に形成する例を示したものである。可動中子
により形成される凸形状とその諸寸法、突き出し量は熱
可塑性樹脂製歯車の内部に中空部を効果的に形成するこ
とができれば、いかなる形状、寸法、突き出し量での実
施も可能である。The example of the movable core shown in FIG. 2B has three widths W2 on a plane perpendicular to the driving direction of the movable part 2 when the movable core 2 is projected from the movable part 2. It shows an example of forming a convex shape radially. The convex shape formed by the movable core, its various dimensions, and the amount of protrusion can be implemented in any shape, size, and amount of protrusion so long as the hollow portion can be effectively formed inside the thermoplastic resin gear. is there.
【0025】図3は本発明を実施する際の成形方法の一
例を示したものである。該方法の第一行程を図3(a)
に示す。第一行程は可動部分2が前進した状態で、キャ
ビティ1内に溶融樹脂を射出する。このときの溶融樹脂
の充填量は、可動部分2が前進した状態、即ち、キャビ
ティ1内容積を拡大する前のキャビティ内容積を100
%とした場合、40〜100%に相当する量が好まし
く、さらに好ましくは80〜100%に相当する量であ
る。これは、樹脂の充填量が40%未満であると、次の
第二行程において樹脂中に注入される加圧流体が樹脂を
突き破り、樹脂外へ流出しやすくなる。その結果、目的
の形状を得ることが困難になるために好ましくない。FIG. 3 shows an example of a molding method for carrying out the present invention. The first step of the method is shown in FIG.
Shown in In the first step, the molten resin is injected into the cavity 1 with the movable part 2 advanced. The filling amount of the molten resin at this time is 100 when the movable part 2 is in the advanced state, that is, the cavity internal volume before expanding the cavity 1 internal volume is 100.
%, An amount corresponding to 40 to 100% is preferable, and an amount corresponding to 80 to 100% is more preferable. This is because if the filling amount of the resin is less than 40%, the pressurized fluid injected into the resin in the next second step easily breaks through the resin and easily flows out of the resin. As a result, it is difficult to obtain a desired shape, which is not preferable.
【0026】第二行程を図3(b)に示す。溶融樹脂が
射出されて、キャビティ1内に流入した後、成形品内に
中空部を形成するための加圧流体を樹脂内に注入する行
程である。加圧流体の注入開始は樹脂の射出中から射出
完了10秒後までの間、好ましくは射出中から射出完了
5秒後までの間である。これは、溶融樹脂の射出完了か
ら10秒以上経過すると、キャビティ内の樹脂は徐々に
冷却され、キャビテイ面に接している面から固化が始ま
り、成形品内に効果的に中空部を形成することが困難な
状態になるためである。The second step is shown in FIG. 3 (b). After the molten resin is injected and flows into the cavity 1, a pressurized fluid for forming a hollow portion in the molded product is injected into the resin. The injection of the pressurized fluid is started during the injection of the resin until 10 seconds after the completion of the injection, preferably during the injection and 5 seconds after the completion of the injection. This is because when 10 seconds or more has passed from the completion of injection of the molten resin, the resin in the cavity is gradually cooled and solidification starts from the surface in contact with the cavity surface, effectively forming a hollow portion in the molded product. This is because it becomes difficult.
【0027】第三行程を図3(c)に示す。加圧流体の
注入開始と同時、或いは注入中に可動部分2を後退開始
し、キャビティ7の容積を拡大する行程である。可動部
分2の後退開始から20秒後までの間、好ましくは10
秒後までの間に後退完了することによって、成形品の寸
法精度を向上させるために効果的な中空部を形成するこ
とができる。これは、前述の通り、キャビティ内に充填
された溶融樹脂は、時間の経過と共に金型キャビティ面
より冷却され固化が進む。このため、樹脂内に中空部を
形成するためには、キャビティの容積拡大動作を、キャ
ビティ内に充填された樹脂が冷却固化する以前に完了す
る必要があるためである。The third step is shown in FIG. 3 (c). At the same time as the injection of the pressurized fluid is started or during the injection, the movable part 2 is started to retreat to expand the volume of the cavity 7. From the start of retreat of the movable part 2 to 20 seconds later, preferably 10
By completing the retreat before the elapse of seconds, it is possible to form an effective hollow portion for improving the dimensional accuracy of the molded product. This is because, as described above, the molten resin filled in the cavity is cooled from the surface of the mold cavity and solidifies as time passes. Therefore, in order to form the hollow portion in the resin, the volume expansion operation of the cavity needs to be completed before the resin filled in the cavity is cooled and solidified.
【0028】第四行程は図3(d)に示した通り、キャ
ビティの容積を拡大した状態で、樹脂内に注入した加圧
流体の圧力を一定時間保持する行程である。本発明にお
いては、効果的に中空部を設けるために必要である加圧
流体の圧力を保持する時間は可動部分の後退完了後、5
〜90秒間であり、好ましくは10〜60秒間である。
また、注入される加圧流体の圧力や、樹脂内に注入され
た加圧流体の圧力保持時間を調整することによって、成
形品寸法の調整が容易に可能でになる。As shown in FIG. 3D, the fourth step is a step in which the pressure of the pressurized fluid injected into the resin is maintained for a certain period of time with the volume of the cavity expanded. In the present invention, the time required to hold the pressure of the pressurized fluid necessary to effectively provide the hollow portion is 5 after the completion of the retreat of the movable portion.
~ 90 seconds, preferably 10-60 seconds.
Further, by adjusting the pressure of the pressurized fluid injected and the pressure holding time of the pressurized fluid injected into the resin, it becomes possible to easily adjust the dimensions of the molded product.
【0029】図4は可動中子を有する構造の金型を用い
て、本発明を実施する際の成形方法の一例を示したもの
である。該方法の第一行程を図4(a)に示す。第一行
程は可動部分2、可動中子3が前進した状態で、キャビ
ティ1内に溶融樹脂を射出する。このときの溶融樹脂の
充填量は、可動部分2、可動中子3が前進した状態、即
ち、キャビティ1内容積を拡大する前のキャビティ内容
積を100%とした場合、40〜100%に相当する量
が好ましく、さらに好ましくは80〜100%に相当す
る量である。FIG. 4 shows an example of a molding method for carrying out the present invention using a mold having a movable core. The first step of the method is shown in FIG. In the first step, the molten resin is injected into the cavity 1 with the movable part 2 and the movable core 3 advanced. The filling amount of the molten resin at this time corresponds to 40 to 100% when the movable part 2 and the movable core 3 are in the advanced state, that is, when the cavity internal volume before the cavity 1 is expanded is 100%. The amount is preferably, more preferably 80-100%.
【0030】第二行程を図4(b)に示す。溶融樹脂の
射出中、或いは、射出終了10秒後までの間に、成形品
内に中空部を形成するための加圧流体を樹脂内に注入す
る行程である。第三行程を図4(c)に示す。加圧流体
の注入開始と同時、或いは注入中に可動部分2の後退を
開始し、可動部分2の後退開始と同時、或いは後退中に
可動中子3の後退を開始することによりキャビティ内容
積を拡大する工程である。可動部分2と可動中子3の後
退は、可動部分2の後退開始から20秒後までの間に完
了することが好ましく、さらに好ましくは可動部分2の
後退開始から10秒後までの間に完了することである。
これは、前述の通りキャビティ内に射出された溶融樹脂
は、時間の経過と共にキャビティ面に接している部分か
ら冷却、固化が進む。このため、樹脂内に中空部を効果
的に形成するためには、キャビティの拡大動作をキャビ
ティ内に充填された樹脂が冷却、固化する以前に完了す
る必要があるためである。The second step is shown in FIG. 4 (b). This is a process of injecting a pressurized fluid for forming a hollow portion in the molded product into the resin during injection of the molten resin or until 10 seconds after the completion of injection. The third step is shown in FIG. At the same time as the injection of the pressurized fluid is started, or during the injection, the movable part 2 is started to retract, and at the same time as the movable part 2 is started to retract, or while the movable core 3 is retracted, the internal volume of the cavity is reduced. It is a process of expanding. The retreat of the movable part 2 and the movable core 3 is preferably completed within 20 seconds after the start of the retreat of the movable part 2, and more preferably within 10 seconds after the start of the retreat of the movable part 2. It is to be.
This is because, as described above, the molten resin injected into the cavity is cooled and solidified from the portion in contact with the cavity surface over time. Therefore, in order to effectively form the hollow portion in the resin, it is necessary to complete the expansion operation of the cavity before the resin filled in the cavity is cooled and solidified.
【0031】第四行程を図4(d)に示す。即ち、キャ
ビティ1の容積を拡大完了した状態で、樹脂内に注入し
た加圧流体の圧力を一定時間保持する行程である。本発
明で成形品内部に中空形状を得るために用いる加圧流体
としては、常温においてガス状または液状のものが用い
られる。また、射出成形の温度及び圧力下で、成形に用
いる溶融樹脂と反応又は相溶しないものが好ましい。例
えば、窒素、炭酸ガス、空気、ヘリウム、グリセリン、
流動パラフィンなどが挙げられる。通常は加圧ガスが使
用され、特に窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの
不活性ガスを使用することが好ましい。また、これらの
ガス体を用いることきは通常不純物が含まれるが、あま
り不純物が多いと成形時に樹脂の分解やヤケを生じる場
合があるので好ましくない。経済性を考慮すると工業的
には窒素ガスが好ましい。以下に加圧ガスを用いる中空
成形法の一般的な例を更に説明する。The fourth step is shown in FIG. 4 (d). That is, this is a process of maintaining the pressure of the pressurized fluid injected into the resin for a certain period of time while the volume of the cavity 1 has been expanded. As the pressurized fluid used to obtain a hollow shape inside the molded article in the present invention, a gas or liquid at room temperature is used. Further, those which do not react or be compatible with the molten resin used for molding under the temperature and pressure of injection molding are preferable. For example, nitrogen, carbon dioxide, air, helium, glycerin,
Liquid paraffin and the like can be mentioned. Usually, a pressurized gas is used, and it is particularly preferable to use an inert gas such as nitrogen, helium, neon or argon. Further, although the use of these gas bodies usually contains impurities, if too much impurities are contained, the resin may be decomposed or burned during molding, which is not preferable. Nitrogen gas is industrially preferable in consideration of economy. Hereinafter, a general example of the hollow molding method using a pressurized gas will be further described.
【0032】加圧ガスを用いた中空射出成形は、通常の
射出成形機とガス注入装置の組み合わせによって行われ
る。ガス注入装置は、樹脂の射出開始後に配管を通して
樹脂中にガスを注入し、設定時間このガスを保持する装
置である。これには注入するガスを予め高圧に圧縮し、
アキュームレーターに蓄え、ガス注入時に配管を通して
高圧ガスを導入する方法や、一定量のガス体を計量しポ
ンプにより連続で送り込み加圧していく方法等が考えら
れるが、射出中及び射出後の樹脂中にガス体を送り込め
れば如何なる方法も可能である。このとき、ガスの注入
口はシリンダーのノズル、金型のスプルー、ランナー、
製品部に設けることにより可能であるが、さらに好まし
くは、シリンダーのノズル、金型のスプルー部、ランナ
ー部のいずれかの位置に注入口を設け、加圧ガスがゲー
トを通過してキャビティ内に到達することである。Hollow injection molding using a pressurized gas is carried out by a combination of an ordinary injection molding machine and a gas injection device. The gas injection device is a device that injects a gas into the resin through a pipe after starting the injection of the resin and holds the gas for a set time. For this, the gas to be injected is compressed to high pressure in advance,
It is possible to store it in an accumulator and introduce high-pressure gas through a pipe when injecting gas, or to measure a fixed amount of gas and continuously feed it with a pump to pressurize it. Any method is possible as long as a gas body is sent to. At this time, the gas inlet is a cylinder nozzle, a mold sprue, a runner,
It is possible to provide it in the product part, but more preferably, an injection port is provided at any position of the nozzle of the cylinder, the sprue part of the mold, and the runner part, and the pressurized gas passes through the gate and enters the cavity. To reach.
【0033】本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS
樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリアセタール、
ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリ
サルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケ
トン、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、熱
可塑性エラストマー等が挙げられるが、通常の射出成形
が可能であれば、いかなる熱可塑性樹脂も用いることが
できる。特に、ポリアセタール樹脂、及びポリアミド樹
脂は耐熱性が高く、機械的物性にも優れ、さらには摺動
特性にも優れるため、歯車用の樹脂として多く用いられ
ており本発明においても好適に用いられる。The thermoplastic resin used in the present invention includes polyethylene, polypropylene, polystyrene and ABS.
Resin, polyvinyl chloride, polyamide, polyacetal,
Polycarbonate, modified polyphenylene ether, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, polyetherketone, liquid crystal polymer, polytetrafluoroethylene, thermoplastic elastomer However, any thermoplastic resin can be used as long as ordinary injection molding is possible. In particular, the polyacetal resin and the polyamide resin have high heat resistance, excellent mechanical properties, and excellent sliding properties, and are therefore widely used as resins for gears and are preferably used in the present invention.
【0034】好適な充填剤としては、ガラス繊維、炭素
繊維、金属繊維、アラミド繊維、チタン酸カルシウム、
アスベスト、炭化ケイ素、セラミック、窒化ケイ素、硫
酸バリウム、硫酸カルシウム、カオリン、クレー、パイ
ロフィライト、ベントナイト、セリサイト、ゼオライ
ト、マイカ、雲母、ネフェリンシナイト、タルク、アタ
ルパルジャイト、ウオラストナイト、PMF、フェライ
ト、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウム、ドロマイト、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネ
シウム、酸化鉄、二硫化モリブデン、黒鉛、石膏、ガラ
スビーズ、ガラスパウダー、ガラスバルーン、石英、石
英ガラスなどの強化充填剤を挙げることができ、これら
は中空であってもよい。また、これらの強化充填剤は2
種以上を併用することが可能であり、必要に応じてシラ
ン系、チタン系などのカップリング剤で予備処理して使
用することができる。Suitable fillers include glass fiber, carbon fiber, metal fiber, aramid fiber, calcium titanate,
Asbestos, Silicon Carbide, Ceramic, Silicon Nitride, Barium Sulfate, Calcium Sulfate, Kaolin, Clay, Pyrophyllite, Bentonite, Sericite, Zeolite, Mica, Mica, Nepheline Cinite, Talc, Atalpulgite, Wollastonite, PMF , Ferrite, calcium silicate, calcium carbonate, magnesium carbonate, dolomite, zinc oxide, titanium oxide, magnesium oxide, iron oxide, molybdenum disulfide, graphite, gypsum, glass beads, glass powder, glass balloon, quartz, quartz glass, etc. Mention may be made of reinforcing fillers, which may be hollow. Also, these reinforcing fillers are 2
It is possible to use a combination of two or more of them, and if necessary, they can be used after pretreatment with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanium coupling agent.
【0035】本発明によって得られる成形品は中空部を
有するが、好適な中空率は10〜90%であり、さらに
好ましくは20〜80%である。これは中空率が90%
を越える中空成形品は、製品の肉厚が極端に薄くなり、
製品の強度低下を招くために好ましくない。また、製品
の極端な薄肉化は、製品内に中空部を形成するために注
入する加圧流体が薄肉部から製品外に流出し、目的の形
状の中空成形品が得られない恐れがあるために好ましく
ない。また、中空率が10%より低い中空成形品は、加
圧ガスによる効果が薄くなり、本発明の目的である寸法
精度、歯車精度の向上が期待できない。尚、中空率とは
次式で定義される。 中空率(%)={(V×ρ−M)/(V×ρ)}×100 ただし、上式においてVは中空部を同じ樹脂で埋めたと
きの体積、ρは用いた樹脂の比重、Mは中空成形品の質
量である。The molded product obtained according to the present invention has a hollow portion, and the preferred hollow ratio is 10 to 90%, more preferably 20 to 80%. This has a hollow ratio of 90%
Hollow molded products that exceed the limit will be extremely thin.
It is not preferable because it causes a decrease in strength of the product. In addition, if the product is made extremely thin, the pressurized fluid that is injected to form the hollow inside the product may flow out of the product from the thin part, and it may not be possible to obtain a hollow molded product of the desired shape. Not good for Further, in a hollow molded product having a hollow ratio of less than 10%, the effect of the pressurized gas is weakened, and improvement in dimensional accuracy and gear accuracy, which is the object of the present invention, cannot be expected. The hollow ratio is defined by the following equation. Hollow ratio (%) = {(V × ρ−M) / (V × ρ)} × 100 where V is the volume when the hollow portion is filled with the same resin, ρ is the specific gravity of the resin used, M is the mass of the hollow molded product.
【0036】本発明における中空射出成形により得られ
る熱可塑性樹脂製歯車は、歯底円より内側に加圧ガスを
導き、中空部を効果的に形成することにより樹脂の収縮
を抑制する。中空射出成形法においては樹脂中に加圧ガ
スが供給され、樹脂の収縮を補うことにより樹脂を効果
的に金型に密着させることが可能であるため寸法精度、
歯車精度が良好になると予想される。通常の射出成形に
おいても、樹脂の収縮分を保圧をかけることにより補う
ことが可能であるが、ゲートシール後はゲート部で樹脂
が固化しているので圧力の効果が期待できない。しか
し、中空射出成形法においては、ゲートシール後も加圧
ガスによって成形品内部より圧力がかかるため、金型転
写性が良好になると推測される。しかし、単に製品内に
加圧流体を注入するだけで歯車精度を向上させることは
困難である。The thermoplastic resin gear obtained by hollow injection molding according to the present invention guides the pressurized gas to the inside of the root circle to effectively form the hollow portion, thereby suppressing the shrinkage of the resin. In the hollow injection molding method, a pressurized gas is supplied into the resin, so that the resin can be effectively brought into close contact with the mold by compensating for the shrinkage of the resin.
Gear accuracy is expected to improve. Even in normal injection molding, it is possible to compensate for the shrinkage of the resin by applying a holding pressure, but since the resin is solidified at the gate portion after the gate sealing, the effect of pressure cannot be expected. However, in the hollow injection molding method, pressure is applied from the inside of the molded product by the pressurized gas even after the gate sealing, and therefore it is presumed that the mold transfer property is improved. However, it is difficult to improve the accuracy of the gear by simply injecting the pressurized fluid into the product.
【0037】本発明の熱可塑性樹脂製歯車は、金型キャ
ビティ内の容積を拡大できる構造を持つ金型を用意し、
溶融樹脂を金型キャビティ内に射出し、溶融樹脂の射出
中或いは射出完了10秒後までの間に成形品内に加圧ガ
スを注入開始し、加圧ガス注入開始と同時、或いは注入
中にキャビティ内の容積を拡大させることにより、熱可
塑性樹脂製歯車の歯車精度を向上するための中空部を効
果的に形成することができる。For the thermoplastic resin gear of the present invention, a mold having a structure capable of expanding the volume of the mold cavity is prepared.
The molten resin is injected into the mold cavity, and pressurized gas is injected into the molded product during the injection of molten resin or until 10 seconds after the completion of injection, at the same time as or during the injection of pressurized gas. By enlarging the volume in the cavity, it is possible to effectively form the hollow portion for improving the gear precision of the thermoplastic resin gear.
【0038】本発明においては、溶融樹脂内に加圧ガス
を注入し、キャビティ1内の容積を拡大させることによ
り成形品内に中空部を得るが、キャビティ1内の樹脂が
冷却されるまでの間、中空部内に注入したガスの圧力を
保持しつつ、可動部分2を後退位置で停止させておく必
要がある。効果的に中空部を形成させるために必要な中
空部内のガス圧を保持しつつ、可動部分2の後退位置で
の停止を保つ時間は、可動部分の後退を停止してから5
〜90秒が好ましく、さらに好ましくは10〜60秒で
ある。In the present invention, a pressurized gas is injected into the molten resin to expand the volume in the cavity 1 to obtain a hollow portion in the molded product, but until the resin in the cavity 1 is cooled. Meanwhile, it is necessary to stop the movable portion 2 at the retracted position while maintaining the pressure of the gas injected into the hollow portion. The time period during which the movable portion 2 is kept stopped at the retracted position while maintaining the gas pressure in the hollow portion necessary to effectively form the hollow portion is 5 after the movable portion is retracted.
The time is preferably 90 seconds to 90 seconds, more preferably 10 to 60 seconds.
【0039】[0039]
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に
説明する。実施例、比較例においては、ポリアセタール
樹脂(旭化成工業(株)製 テナック−C 4520)
を用いて中空射出成形を行った。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. In Examples and Comparative Examples, polyacetal resin (Tenac-C 4520 manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.)
Was used for hollow injection molding.
【0040】[0040]
【実施例1〜4】図5(a)、(b)に示すような金型
構造を有し、図6(a)、(b)に示すような、モジュ
ール1、歯数60枚、歯幅8mm、軸穴の径8mmである平
歯車が成形できる金型を用意した。可動部分2のキャビ
ティ1内に突き出される部分のうち、駆動方向に対して
垂直な面上に、歯車の軸穴から歯部に向けて、幅2mm、
高さ2mm、長さ20mmの凸部5を1個設けた。ゲート1
6は、凸部5に対して歯車中心を挟んだ反対側に1点、
中心からの距離15mmの位置に設けた。成形機のシリン
ダー温度は200℃、金型温度は90℃に設定した。製
品に中空部を形成するために注入する加圧流体は窒素ガ
スとし、ガスの圧力は150kg/cm2とし、図6に示した
形状の歯車を中空射出成形により得た。Examples 1 to 4 have a mold structure as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), and have a module 1, 60 teeth, and teeth as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). We prepared a mold that can mold spur gears with a width of 8 mm and a shaft hole diameter of 8 mm. Of the part of the movable part 2 protruding into the cavity 1, on the surface perpendicular to the driving direction, from the shaft hole of the gear toward the tooth part, the width is 2 mm,
One convex portion 5 having a height of 2 mm and a length of 20 mm was provided. Gate 1
6 is one point on the opposite side of the protrusion 5 with the center of the gear interposed,
It was provided at a position 15 mm from the center. The cylinder temperature of the molding machine was set to 200 ° C and the mold temperature was set to 90 ° C. The pressurized fluid injected to form the hollow portion in the product was nitrogen gas, the gas pressure was 150 kg / cm 2, and the gear having the shape shown in FIG. 6 was obtained by hollow injection molding.
【0041】図3(a)、(b)、(c)、(d)に実
施する際の成形行程を示した。第一行程は、図3(a)
に示した通り、可動部分2を4mm前進した状態で、キャ
ビティ1内に未充填部分が残らないようキャビティ1内
に溶融樹脂を射出する行程である。第二行程は、図3
(b)に示した通り、溶融樹脂の射出終了、成形品内に
中空部を形成するための加圧ガスを樹脂内に注入する行
程である。このときの加圧ガスの圧力は前述の通り、1
50kg/cm2とした。第三行程は、図3(c)に示した通
り、加圧ガスの注入開始の注入中に可動部分2を後退さ
せることにより、キャビティ1内容積を拡大する行程で
ある。実施例1〜4において、可動部分2の後退開始タ
イミングを変えて中空射出成形を実施した。即ち、加圧
ガスの注入開始から0.5、1、2、10秒後に可動部
分の後退を開始したものである。このときの可動部分の
移動距離は4mmであり、この値は歯車の歯幅8mmに対し
て50%に相当する値である。第四行程は、図3(d)
に示した通り、キャビティの容積を拡大した状態で、樹
脂内に注入した加圧流体の圧力を30秒間保持する行程
である。第四行程終了の後、製品内のガス圧力を解放
し、金型から製品を取り出した。3 (a), 3 (b), 3 (c), and 3 (d) show the molding process for carrying out the process. The first step is shown in Figure 3 (a).
As shown in (1), the process is to inject the molten resin into the cavity 1 so that the unfilled portion does not remain in the cavity 1 with the movable portion 2 advanced by 4 mm. The second step is shown in Figure 3.
As shown in (b), it is the process of injecting the pressurized gas for forming the hollow portion in the molded product into the resin after the injection of the molten resin is completed. The pressure of the pressurized gas at this time is 1 as described above.
It was set to 50 kg / cm 2 . The third step is a step of expanding the internal volume of the cavity 1 by retracting the movable portion 2 during the injection of the injection of the pressurized gas, as shown in FIG. 3C. In Examples 1 to 4, hollow injection molding was performed by changing the retraction start timing of the movable part 2. That is, the retreat of the movable part was started 0.5, 1, 2, 10 seconds after the start of the injection of the pressurized gas. The moving distance of the movable portion at this time is 4 mm, which corresponds to 50% with respect to the gear tooth width of 8 mm. The fourth step is shown in Fig. 3 (d).
As shown in, the process is to hold the pressure of the pressurized fluid injected into the resin for 30 seconds while the volume of the cavity is expanded. After the fourth step, the gas pressure in the product was released and the product was taken out of the mold.
【0042】得られた歯車の断面図を図7(a)、
(b)に示す。得られた歯車の精度測定にはJIS歯車
精度規格(JIS B 1702)の歯形誤差、歯筋方
向誤差を用いた。いずれの誤差も理想的なインボリュー
ト歯車からの寸法のズレであり、誤差の値が小さいほど
正確に作動する歯車といえる。また、図7(a)に示し
た、、の各点において、仕切り壁15の厚さを測
定した。各点における厚さが均一なほど、歯車の成形収
縮が歯車全体で均一に進行するため、歯車精度を保持で
きる熱可塑性樹脂製歯車であるといえる。測定結果を表
1に示した。A cross-sectional view of the obtained gear is shown in FIG.
It shows in (b). For the accuracy measurement of the obtained gear, the tooth profile error and the tooth trace direction error of the JIS gear accuracy standard (JIS B 1702) were used. Any of the errors is a dimensional deviation from the ideal involute gear, and it can be said that the smaller the error value, the more accurately the gear operates. Moreover, the thickness of the partition wall 15 was measured at each point of and shown in FIG. The more uniform the thickness at each point is, the more the molding shrinkage of the gear progresses uniformly in the entire gear, and thus it can be said that the gear is made of a thermoplastic resin capable of maintaining gear precision. The measurement results are shown in Table 1.
【0043】[0043]
【比較例1】可動部分2のキャビティ1内に突き出され
る部分のうち、駆動方向に対して垂直な面を、凸部を設
けない平面構造としたこと以外は、実施例1〜4で用い
た金型と基本的に同じ構造の金型を用いて比較例1を実
施した。その他、成形機の各温度設定条件、成形条件、
加圧ガスの圧力、ガス圧力の保持時間などは実施例2に
準じた。得られた歯車断面を図8(a)、(b)に示
す。歯車精度と仕切り壁の厚さをそれぞれ測定し、測定
結果を表1に示した。COMPARATIVE EXAMPLE 1 In Examples 1 to 4, except that the surface of the movable portion 2 projecting into the cavity 1 perpendicular to the driving direction has a flat structure without a convex portion. Comparative Example 1 was carried out using a mold having basically the same structure as that of the existing mold. In addition, each temperature setting condition of molding machine, molding condition,
The pressure of the pressurized gas, the holding time of the gas pressure, etc. were in accordance with Example 2. The obtained gear cross section is shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). The gear accuracy and the thickness of the partition wall were measured, and the measurement results are shown in Table 1.
【0044】[0044]
【比較例2】比較例1と同様の金型において、可動部分
2の駆動を行わずに後退の位置で固定し、溶融樹脂射
出、加圧ガス注入、ガス圧保持、ガス圧解放、製品取り
出しといった、通常の中空射出成形と同様の行程で成形
を実施した。その他、成形機の各温度設定条件、成形条
件、加圧ガスの圧力、ガス圧力の保持時間などは実施例
2に準じた。得られた歯車断面を図9(a)、(b)に
示す。測定結果を表1に示した。[Comparative Example 2] In a mold similar to Comparative Example 1, the movable part 2 was fixed at a retracted position without being driven, and molten resin injection, pressurized gas injection, gas pressure retention, gas pressure release, and product removal. Molding was carried out in the same process as the ordinary hollow injection molding. In addition, the temperature setting conditions of the molding machine, the molding conditions, the pressure of the pressurized gas, the holding time of the gas pressure, etc. were in accordance with Example 2. The obtained gear cross section is shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). The measurement results are shown in Table 1.
【0045】[0045]
【実施例5〜8】図10(a)に示すような金型構造
と、図10(b)、(c)に示すパーティング面9とを
有する金型であって、図11(a)、(b)に示すよう
な、モジュール1、歯数36枚、歯幅35mm、軸穴の径
6mmである平歯車が成形できる金型を用意した。図10
(b)に示したように、可動部分2のキャビティ1内に
突き出される部分のうち、駆動方向に対して垂直な面上
に、歯車の軸穴から歯部に向けて、軸穴から歯部に向け
て幅3mm、高さ3mm、長さ12mmの凸部5を放射状に1
20度間隔で3個設けた。ゲート16は、図10(b)
に示したように、凸部5の中央に対応する位置に3点、
中心からの距離10mmの位置に設けた。成形機のシリン
ダー温度は200℃、金型温度は90℃に設定した。製
品に中空部を形成するために注入する加圧流体は窒素ガ
スとし、ガスの圧力は150kg/cm2とした。Embodiments 5 to 8 A mold having a mold structure as shown in FIG. 10 (a) and a parting surface 9 as shown in FIGS. 10 (b) and 10 (c). , (B), a mold capable of forming a spur gear having a module 1, 36 teeth, a tooth width of 35 mm and a shaft hole diameter of 6 mm was prepared. Figure 10
As shown in (b), of the portion of the movable portion 2 protruding into the cavity 1, on the surface perpendicular to the driving direction, from the shaft hole of the gear toward the tooth portion, and from the shaft hole to the tooth. Radial projections 5 with a width of 3 mm, a height of 3 mm, and a length of 12 mm toward the part
Three pieces were provided at intervals of 20 degrees. The gate 16 is shown in FIG.
As shown in, three points are provided at the position corresponding to the center of the convex portion 5,
It was provided at a position 10 mm from the center. The cylinder temperature of the molding machine was set to 200 ° C and the mold temperature was set to 90 ° C. The pressurized fluid injected to form the hollow portion in the product was nitrogen gas, and the gas pressure was 150 kg / cm 2 .
【0046】図3(a)、(b)、(c)、(d)に示
した成形方法にて中空射出成形を実施した。樹脂の射出
量は、キャビティ1内容積を拡大する以前の状態におけ
るキャビティ内容積を100%とした場合、80%に相
当する量とした。成形品内に中空部を形成するために注
入する加圧ガスの圧力は100(kg/cm2)とした。可動部
分2を後退させ、キャビティ内容積を拡大する行程は、
加圧ガス注入開始後1秒から行った。このときの可動部
分2の移動距離は25mmであり、図11に示した歯車の
歯幅に対して71.4%に相当する値である。キャビテ
ィ内の容積を拡大した状態で、成形品内に注入した加圧
ガスの圧力の保持時間を実施例5〜8で設定を変え、そ
れぞれ、10、20、30、60秒間とした。得られた
歯車の断面図を図12(a)、(b)に示す。歯車精度
と仕切り壁の厚さを測定し、結果を表2に示した。実施
例5〜8においては、複数の仕切り壁が形成されたの
で、各仕切り壁において3点厚さを測定し、その各点で
の平均値を表2に示した。Hollow injection molding was carried out by the molding method shown in FIGS. 3 (a), 3 (b), 3 (c) and 3 (d). The injection amount of the resin was set to an amount corresponding to 80% when the internal volume of the cavity before the expansion of the internal volume of the cavity 1 was 100%. The pressure of the pressurized gas injected to form the hollow portion in the molded product was 100 (kg / cm 2 ). The process of retracting the movable part 2 and expanding the internal volume of the cavity is
It started from 1 second after starting the pressurized gas injection. The moving distance of the movable portion 2 at this time is 25 mm, which is a value corresponding to 71.4% of the tooth width of the gear shown in FIG. With the volume inside the cavity being expanded, the setting of the pressure holding time of the pressurized gas injected into the molded product was changed in Examples 5 to 8 to be 10, 20, 30, and 60 seconds, respectively. 12A and 12B are sectional views of the obtained gear. The gear accuracy and the thickness of the partition wall were measured, and the results are shown in Table 2. In Examples 5 to 8, since a plurality of partition walls were formed, the thickness of each partition wall was measured at three points, and the average value at each point is shown in Table 2.
【0047】[0047]
【比較例3】可動部分2のキャビティ内に突き出される
部分のうち、駆動方向に対して垂直な面に凸部を設け
ず、平面としたこと以外は、実施例5〜8で用いた金型
と基本的に同じ構造の金型を用いて行った。その他、成
形機の各温度設定条件、成形条件、加圧ガスの圧力、ガ
ス圧力の保持時間などは実施例7に準じた。得られた歯
車の断面の例を図13(a)、(b)に示した。歯車精
度、仕切り壁の厚さを測定し、結果を表2にそれぞれ示
した。[Comparative Example 3] The gold used in Examples 5 to 8 except that the surface of the movable portion 2 projecting into the cavity is not a convex portion on a surface perpendicular to the driving direction but is a flat surface. It was performed using a mold having basically the same structure as the mold. In addition, the temperature setting conditions of the molding machine, the molding conditions, the pressure of the pressurized gas, the holding time of the gas pressure, etc. were in accordance with Example 7. An example of a cross section of the obtained gear is shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b). The gear precision and the thickness of the partition wall were measured, and the results are shown in Table 2.
【0048】[0048]
【比較例4】比較例3と同様の金型において、可動部分
の駆動を行わずに後退の位置で固定し、溶融樹脂射出、
加圧ガス注入、ガス圧保持、ガス圧解放、製品取り出し
といった、通常の中空射出成形と同様の行程で成形を実
施した。その他、成形機の各温度設定条件、成形条件、
加圧ガスの圧力、ガス圧力の保持時間などは実施例6に
準じた。得られた歯車の断面を図13(a)、(b)
に、測定結果を表2にそれぞれ示した。[Comparative Example 4] In a mold similar to Comparative Example 3, the movable part was fixed at the retracted position without being driven, and the molten resin was injected.
Molding was carried out in the same process as ordinary hollow injection molding, such as pressurized gas injection, gas pressure retention, gas pressure release, and product removal. In addition, each temperature setting condition of molding machine, molding condition,
The pressure of the pressurized gas, the holding time of the gas pressure, etc. were in accordance with Example 6. The cross section of the obtained gear is shown in FIGS.
Table 2 shows the measurement results.
【0049】[0049]
【実施例9〜12】図15(a)に示す金型構造と、図
15(b)示すパーティング面9を有し、図6(a)、
(b)に示す、モジュール1、歯数60枚、歯幅8mm、
軸穴の径8mmである平歯車が成形できる金型を用意し
た。可動部分2のキャビティ1内に突き出される部分の
うち、駆動方向に対して垂直な面上からの突き出し及
び、突き出し位置からの後退が可能である可動中子3
は、可動部分2から突き出された状態において、図15
(b)、図16(a)、(b)に示した通り、歯車の軸
穴から歯部に向けて、幅(w)2mm、高さ(h)2mm、
長さ(l)20mmの凸形状を120度間隔で放射状に、
3個形成できる構造とした。ゲート16は、可動中子3
の前進により形成される凸形状の中央に相当する箇所に
3点、歯車中心からの距離が15mmの位置に設けた。Embodiments 9 to 12 The mold structure shown in FIG. 15A and the parting surface 9 shown in FIG.
Module 1 shown in (b), 60 teeth, tooth width 8 mm,
We prepared a mold that can mold spur gears with a shaft hole diameter of 8 mm. Of the part of the movable part 2 protruding into the cavity 1, the movable core 3 is capable of protruding from a plane perpendicular to the driving direction and retracting from the protruding position.
15 in a state of being projected from the movable part 2.
As shown in (b), FIG. 16 (a), and (b), width (w) 2 mm, height (h) 2 mm from the shaft hole of the gear toward the tooth portion,
Radial convex shapes with a length (l) of 20 mm at intervals of 120 degrees,
The structure is such that three can be formed. The gate 16 is a movable core 3
Three points are provided at a position corresponding to the center of the convex shape formed by the forward movement of, and the distance from the center of the gear is 15 mm.
【0050】図4(a)、(b)、(c)、(d)に実
施例9〜12を実施する際の成形行程を示した。第一行
程は、図4(a)に示した通り、可動部分2を4mm前進
し、さらに可動中子を2mm前進した状態で、キャビティ
1内に未充填部分が残らないようキャビティ1内に溶融
樹脂を射出する行程である。第二行程は、図4(b)に
示した通り、溶融樹脂の射出終了、成形品内に中空部を
形成するための加圧ガスを樹脂内に注入する行程であ
る。このときの加圧ガスの圧力は実施例9〜12におい
て変化させた。即ち、80、100、150、200kg
/cm2である。第三行程は、図4(c)に示した通り、加
圧ガスの注入開始し、注入中に可動部分2及び可動中子
3を後退させることにより、キャビティ1内容積を拡大
する行程である。加圧ガスの注入開始から1秒後に可動
部分及び可動中子の後退を開始したものである。このと
きの可動部分3の移動距離は4mmであり、この値は歯車
の歯幅8mmに対して50%に相当する値である。また、
可動中子3の移動距離は2mmである。第四行程は、図4
(d)に示した通り、キャビティの容積を拡大した状態
で、樹脂内に注入した加圧流体の圧力を30秒間保持す
る行程である。第四行程終了の後、製品内のガス圧力を
解放し、金型から製品を取り出した。得られた歯車の断
面図を図17(a)、(b)に示し、測定結果を表3に
示した。FIGS. 4 (a), (b), (c) and (d) show the molding process for carrying out Examples 9-12. In the first step, as shown in FIG. 4 (a), the movable part 2 is advanced by 4 mm, and the movable core is advanced by 2 mm, and is melted in the cavity 1 so that no unfilled part remains in the cavity 1. This is the process of injecting resin. In the second step, as shown in FIG. 4B, the injection of the molten resin is completed, and a pressurized gas for forming a hollow portion in the molded product is injected into the resin. The pressure of the pressurized gas at this time was changed in Examples 9 to 12. That is, 80, 100, 150, 200 kg
/ cm 2 . As shown in FIG. 4C, the third step is a step of starting the injection of the pressurized gas and retracting the movable part 2 and the movable core 3 during the injection to expand the internal volume of the cavity 1. . One second after the injection of the pressurized gas was started, the movable part and the movable core started to retreat. The moving distance of the movable portion 3 at this time is 4 mm, which is a value corresponding to 50% with respect to the gear tooth width of 8 mm. Also,
The moving distance of the movable core 3 is 2 mm. The fourth step is Figure 4
As shown in (d), it is a process of maintaining the pressure of the pressurized fluid injected into the resin for 30 seconds in a state where the volume of the cavity is expanded. After the fourth step, the gas pressure in the product was released and the product was taken out of the mold. 17A and 17B are cross-sectional views of the obtained gear, and Table 3 shows the measurement results.
【0051】[0051]
【比較例5】実施例9〜12で用いた金型を用いて、可
動部分2と可動中子3の駆動は行わず、それぞれ後退の
位置で固定し、通常の中空射出成形を実施した。即ち、
溶融樹脂の射出、加圧ガスの注入、ガス圧の保持、ガス
圧の解放、取り出しといった行程である。各温度設定条
件は前述の通りであり、加圧ガスの圧力、圧力の保持時
間は実施例10と同一とした。得られた歯車の断面図を
図18(a)、(b)に、測定結果を表3に示した。COMPARATIVE EXAMPLE 5 Using the molds used in Examples 9 to 12, the movable part 2 and the movable core 3 were not driven, but were fixed at the retracted positions and ordinary hollow injection molding was carried out. That is,
The steps are injection of molten resin, injection of pressurized gas, retention of gas pressure, release of gas pressure, and removal. The temperature setting conditions were as described above, and the pressure of the pressurized gas and the pressure holding time were the same as in Example 10. 18A and 18B are cross-sectional views of the obtained gears, and Table 3 shows the measurement results.
【0052】[0052]
【表1】 [Table 1]
【0053】[0053]
【表2】 [Table 2]
【0054】[0054]
【表3】 [Table 3]
【0055】[0055]
【発明の効果】本発明により製造された歯車は樹脂の収
縮が抑制され、金型転写性が向上し、インボリュート歯
車として誤差が小さく良好な精度を持つ熱可塑性樹脂製
歯車である。このため、機構部品として正確な動作が行
える歯車であるといえる。従って、産業上、非常に有用
な歯車であるといえる。The gear manufactured according to the present invention is a thermoplastic resin gear with reduced resin shrinkage, improved mold transferability, small error and good accuracy as an involute gear. Therefore, it can be said that the gear is a gear that can be accurately operated as a mechanical component. Therefore, it can be said that the gear is very useful in industry.
【図1】(a)は本発明における可動部分2を有する成
形金型断面の一例を示し、(b)は(a)における金型
の可動部分2を示す。1A shows an example of a cross section of a molding die having a movable part 2 according to the present invention, and FIG. 1B shows the movable part 2 of the mold in FIG. 1A.
【図2】(a)は本発明における可動部分2と可動中子
3を有する成形金型断面の一例を示し、(b)は(a)
における金型の可動部分2と可動中子3を示す。2A shows an example of a cross section of a molding die having a movable part 2 and a movable core 3 according to the present invention, and FIG. 2B shows (a).
The movable part 2 and movable core 3 of the mold in FIG.
【図3】図1に示した成形金型を用いた中空射出成形を
実行する際の成形行程の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a molding process when performing hollow injection molding using the molding die shown in FIG.
【図4】図2に示した成形金型を用いた中空射出成形を
実行する際の成形行程の説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of a molding process when performing hollow injection molding using the molding die shown in FIG.
【図5】(a)は実施例1〜4、比較例1、2を実行す
る際に用いた成形金型の断面図であり、(b)はA−A
断面、即ち、可動側金型におけるパーティング面を示
す。5A is a cross-sectional view of a molding die used when executing Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, and FIG.
A cross section, that is, a parting surface in the movable die is shown.
【図6】実施例1〜4、比較例1、2で得られる歯車の
正面図(a)、側面図(b)を示したものである。6 is a front view (a) and a side view (b) of the gears obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.
【図7】(a)は実施例1〜4で得られた歯車の軸方向
に垂直な断面を示し、(b)はA−A断面を示す。7 (a) shows a cross section perpendicular to the axial direction of the gears obtained in Examples 1 to 4, and FIG. 7 (b) shows an AA cross section.
【図8】(a)は比較例1で得られた歯車の軸方向に垂
直な断面を示し、(b)はA−A断面を示す。8A shows a cross section perpendicular to the axial direction of the gear obtained in Comparative Example 1, and FIG. 8B shows an AA cross section.
【図9】(a)は比較例2で得られた歯車の軸方向に垂
直な断面を示し、(b)はB−B断面を示す。9A shows a cross section perpendicular to the axial direction of the gear obtained in Comparative Example 2, and FIG. 9B shows a BB cross section.
【図10】(a)は実施例1〜4、比較例1、2を実行
する際に用いた成形金型の断面図であり、(b)はA−
A断面、即ち、固定側金型におけるパーティング面であ
り、(c)はB−B断面、即ち、可動側金型におけるパ
ーティング面を示す。10 (a) is a cross-sectional view of a molding die used in carrying out Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, and FIG.
Section A, that is, the parting surface in the fixed side mold, (c) shows the section BB, that is, the parting surface in the movable side mold.
【図11】実施例5〜8、比較例3、4で得られる歯車
の正面図(a)、側面図(b)を示したものである。FIG. 11 shows a front view (a) and a side view (b) of gears obtained in Examples 5 to 8 and Comparative Examples 3 and 4.
【図12】(a)は実施例5〜8で得られた歯車の軸方
向に垂直な断面を示し、(b)はA−A’断面を示し、
(c)はA−A”断面を示す。FIG. 12 (a) shows a cross section perpendicular to the axial direction of the gears obtained in Examples 5 to 8, and FIG. 12 (b) shows an AA ′ cross section,
(C) shows an AA "cross section.
【図13】(a)は比較例3で得られた歯車の軸方向に
垂直な断面を示し、(b)はA−A断面を示す。13A shows a cross section perpendicular to the axial direction of the gear obtained in Comparative Example 3, and FIG. 13B shows an AA cross section.
【図14】(a)は比較例4で得られた歯車の軸方向に
垂直な断面を示し、(b)はB−B断面を示す。14 (a) shows a cross section perpendicular to the axial direction of the gear obtained in Comparative Example 4, and FIG. 14 (b) shows a BB cross section.
【図15】(a)は実施例1〜4、比較例1、2を実行
する際に用いた成形金型の断面図であり、(b)はA−
A断面、即ち、可動側金型におけるパーティング面を示
す。15 (a) is a cross-sectional view of a molding die used for carrying out Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, and FIG.
The A section, ie, the parting surface in the movable mold, is shown.
【図16】可動中子が金型可動産分から突き出された状
態において、(a)はその正面図を示し、(b)は側面
図を示す。FIG. 16 (a) is a front view and FIG. 16 (b) is a side view showing a state where a movable core is projected from a movable mold component.
【図17】(a)は実施例9〜12で得られた歯車の軸
方向に垂直な断面を示し、(b)はA−A’断面を示
し、(c)はA−A”断面を示す。17 (a) shows a cross section perpendicular to the axial direction of the gears obtained in Examples 9 to 12, FIG. 17 (b) shows an AA ′ cross section, and FIG. 17 (c) shows an AA ″ cross section. Show.
【図18】(a)は比較例5で得られた歯車の軸方向に
垂直な断面を示し、(b)はA−A’断面を示し、
(c)はA−A”断面を示す。FIG. 18 (a) shows a cross section perpendicular to the axial direction of the gear obtained in Comparative Example 5, (b) shows a cross section taken along the line AA ′,
(C) shows an AA "cross section.
1 キャビティ 2 可動部分 3 可動中子 4 スプルー及びランナー部 5 凸部 6 樹脂 7 加圧流体流路 8 中空部 9 パーティング面 10 キャビティ面 11 ピッチ円 12 歯先円 13 歯部 14 軸穴部 15 仕切り壁 16 ゲート 17 凹部 1 Cavity 2 Movable part 3 Movable core 4 Sprue and runner part 5 Convex part 6 Resin 7 Pressurized fluid flow path 8 Hollow part 9 Parting surface 10 Cavity surface 11 Pitch circle 12 Tip circle 13 Tooth part 14 Shaft hole part 15 Partition wall 16 Gate 17 Recess
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29D 15/00 7726−4F B29D 15/00 // B29K 101:12 B29L 15:00 22:00 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location B29D 15/00 7726-4F B29D 15/00 // B29K 101: 12 B29L 15:00 22:00
Claims (7)
からの後退を任意に行える可動部分を少なくとも1つ有
し、該可動部分が前進した状態において、キャビティ内
に突き出された部分のうち、駆動方向に対して垂直な面
に、幅が0.5〜10mmである凸形状が、少なくとも1
以上放射状に形成されていることを特徴とする熱可塑性
樹脂製歯車の成形金型。1. A driving direction of at least one movable part capable of advancing into a cavity and retracting from the cavity, and in a state where the movable part is advanced, a part of the part protruding into the cavity is driven. At least 1 convex shape with a width of 0.5 to 10 mm on the surface perpendicular to
A molding die for a thermoplastic resin gear, which is formed in a radial pattern as described above.
塑性樹脂製歯車の歯幅に対して10〜90%の範囲内で
あることを特徴とする請求項1記載の熱可塑性樹脂製歯
車の成形金型。2. The thermoplastic resin gear according to claim 1, wherein the movable distance of the movable portion during molding is within a range of 10 to 90% with respect to the tooth width of the thermoplastic resin gear. Mold for.
で、該可動部分のうちキャビティ内に突き出された部分
の形状が円筒形であり、該円筒形の外径D1が該歯車の
歯底円直径の0.7〜1倍であり、内径D2が該歯車の
軸穴直径の1〜3倍である請求項1記載の熱可塑性樹脂
製歯車の成形金型。3. The shape of a part of the movable part projecting into the cavity is cylindrical when the movable part is advanced into the cavity, and the outer diameter D1 of the cylindrical part is the root circle of the gear. The molding die for a thermoplastic resin gear according to claim 1, which has a diameter of 0.7 to 1 times and an inner diameter D2 of 1 to 3 times the shaft hole diameter of the gear.
ティ内に突き出された部分のうち駆動方向に対して垂直
な面に、該面からの突き出しと、この突き出し位置から
の後退が可能である可動中子を有することを特徴とする
請求項1記載の熱可塑性樹脂製歯車の成形金型。4. A movable member which is capable of protruding from a surface perpendicular to the driving direction and retracting from the protruding position on a surface of the portion protruding into the cavity when the movable portion is advanced, A molding die for a thermoplastic resin gear according to claim 1, further comprising a child.
樹脂の射出中或いは射出完了10秒後までに加圧流体を
キャビティ内樹脂中に注入開始し、この加圧流体注入開
始と同時或いは注入中にキャビティ内の容積を拡大開始
し、キャビティ内の容積を拡大完了した状態でキャビテ
ィ内樹脂中に注入された加圧流体の圧力を5〜90秒間
保持することを特徴とする熱可塑性樹脂製歯車の中空射
出成形方法。5. Using the molding die according to claim 1, the injection of the pressurized fluid into the resin in the cavity is started during the injection of the molten resin or 10 seconds after the completion of the injection, and the injection of the pressurized fluid is started. Simultaneously or during the injection, the volume inside the cavity is started to expand, and the pressure of the pressurized fluid injected into the resin inside the cavity is maintained for 5 to 90 seconds while the expansion of the volume inside the cavity is completed. Hollow injection molding method for plastic gears.
有する構造の金型を用い、溶融樹脂の射出中或いは射出
完了10秒後までに加圧流体を樹脂中に注入開始し、こ
の加圧流体の注入開始と同時或いは注入中に可動部分を
駆動することによりキャビティ内容積を拡大し、可動部
分の駆動中に可動中子の駆動し、可動部分の駆動開始か
ら20秒後までの間に、可動部分と可動中子の駆動によ
るキャビティ内容積の拡大工程を終了し、キャビティ内
容積を拡大完了した状態で樹脂中に注入された加圧流体
の圧力を5〜90秒間保持する工程を有することを特徴
とする中空射出成形方法。6. Using a mold having a structure having a movable part and a movable core according to claim 4, injecting a pressurized fluid into the resin during injection of the molten resin or 10 seconds after the completion of injection, Simultaneously with or during the injection of the pressurized fluid, the movable part is driven to expand the internal volume of the cavity, the movable core is driven during the driving of the movable part, and 20 seconds after the start of the driving of the movable part. In the meantime, the step of expanding the internal volume of the cavity by driving the movable part and the movable core is completed, and the pressure of the pressurized fluid injected into the resin is maintained for 5 to 90 seconds in the state where the internal volume of the cavity is completely expanded. A hollow injection molding method comprising the steps of:
型のスプルー部、又はランナー部より注入することによ
り、該加圧流体がゲートを通過してキャビティ内樹脂中
に到達することを特徴とする請求項5又は6記載の熱可
塑性樹脂製歯車の中空射出成形方法。7. A pressurized fluid is injected from a nozzle of a cylinder, a sprue portion of a molding die, or a runner portion, so that the pressurized fluid reaches a resin inside a cavity through a gate. A hollow injection molding method for a thermoplastic resin gear according to claim 5 or 6.
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JP7911995A JP3076736B2 (en) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | Hollow injection molding of thermoplastic resin gears |
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CN102179943A (en) * | 2011-03-10 | 2011-09-14 | 哈尔滨玻璃钢研究院 | Injection die for injection and pull-extrusion process and method for preparing resin matrix composite by using same |
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1995
- 1995-04-04 JP JP7911995A patent/JP3076736B2/en not_active Expired - Lifetime
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