KR20190025846A

KR20190025846A - 원심 성형형 및 중공 원통체의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190025846A
Application number: KR1020187037464A
Authority: KR
Inventors: 다츠야 와타나베
Original assignee: 콰드란트 폴리펜코 재팬 가부시키가이샤
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2019-03-12
Also published as: CN109476053A; WO2018003346A1; TW201805136A; JP2018001553A; KR102338697B1; CN109476053B

Abstract

중공 원통체의 단면의 외주 가장자리에 버가 형성되어도, 이 버와 중공 원통체의 결합 강도가 높아, 중공 원통체를 탈형했을 때에 버가 중공 원통체와 함께 원심 성형형으로부터 취출되는 원심 성형형 및 중공 원통체의 제조 방법을 제공한다. 원심 성형형 (10A) 의 덮개 (12A) 의 내면에 원추형의 내측 덮개 (42A) 가 형성되어 있다. 내측 덮개 (42A) 의 외주 가장자리 (42e) 는, 금형 본체 (11) 의 내주면 (31) 보다 소정 거리 L 만큼 이격되어 있다. 성형된 원통체 (2) 의 단면 (2a) 은, 테이퍼면으로 이루어지는 제 1 단면 (2d) 과, 축심선 방향과 대략 수직인 제 2 단면 (2e) 으로 구성된다.

Description

원심 성형형 및 중공 원통체의 제조 방법

본 발명은, 원심 성형형에 관한 것으로, 상세하게는, 중공 원통체를 성형하기 위한 관상의 금형 본체와, 그 금형 본체의 양단 개구에 착탈 가능하게 형성되는 폐색 부재를 갖는 원심 성형형에 관한 것이다. 또, 본 발명은, 이 원심 성형형을 사용한 중공 원통체의 제조 방법에 관한 것이다.

수지제 중공 원통체를 성형하는 방법으로서, 관상의 금형 본체와, 그 금형 본체의 개구를 폐색하는 덮개로 이루어지는 원심 성형형 내에 원료 수지를 주입하고, 그 금형을 축선을 중심으로 하여 회전시키면서 원료 수지를 경화시키는 원심 성형법이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

도 4 는 특허문헌 1 에 기재된 원심 성형형을 나타낸다. 이 원심 성형형 (10) 은, 관상의 금형 본체 (11) 와, 그 금형 본체 (11) 의 양단 개구를 덮는 1 쌍의 덮개 (12) 를 갖는다. 일방의 덮개를 금형 본체에 장착한 상태로 금형 본체 (11) 내에 원료 수지를 주입하고, 타방의 덮개를 장착하여 금형 본체의 양단 개구를 폐색한다. 이어서, 금형 축선을 중심으로 하여 성형형 (10) 을 고속 회전 시킴으로써, 금형 본체 (11) 의 내주면을 따른 통상 (筒狀) 의 성형품이 성형된다.

덮개 (12) 를 금형 본체 (11) 에 고정시키기 위한 로크 장치 (21) 는, 본 형태예에서는, 덮개 (12) 의 외주 3 개 지점에 등간격으로 형성된 로크 클로 지지부 (22) 와, 각 로크 클로 지지부에 핀 (23) 에 의해 각각 경동 (傾動) 가능하게 장착된 로크 클로 (24) 와, 이 로크 클로 (24) 를 로크 방향으로 탄성 지지하기 위한 로크 스프링 (25) 을 갖는 것으로서, 로크 클로 (24) 의 선단부에 형성한 걸림부 (26) 를, 금형 본체 (11) 의 양 단부에 형성되어 있는 플랜지 (13) 의 외측 가장자리에 각각 걸리게 함으로써, 덮개 (12) 를 금형 본체 (11) 의 개구를 덮은 상태로 고정시킬 수 있도록 되어 있다. 로크 클로 (24) 의 후단부는, 덮개 외면보다 돌출된 상태로 되어 있고, 이 돌출 부분을 덮개 내주 방향으로 경동시킴으로써, 걸림부 (26) 와 플랜지 (13) 의 걸림 상태, 즉 로크 상태를 해제할 수 있다.

덮개 (12) 의 내면에는, 상기 금형 본체 (11) 의 관상부 개구 (31) 를 덮는 시일판 (32) 이 형성되어 있다. 이 시일판 (32) 은, 덮개 (12) 를 관통하는 3 개의 가이드 볼트 (33) 에 의해 금형 축선 방향으로 이동 가능하게 지지됨과 함께, 이 가이드 볼트 (33) 에 외장 (外裝) 된 압접 스프링 (34) 에 의해 상기 관상부 개구 (31) 의 방향을 향하여 탄성 지지되어 있다.

상기 압접 스프링 (34) 은, 덮개 (12) 를 금형 본체 (11) 에 장착하여 상기 로크 클로 (24) 의 걸림부 (26) 를 플랜지 (13) 에 걸리게 한 상태에서, 상기 시일판 (32) 을 강한 힘으로 금형 본체 단면 (端面) 에 가압한다. 이로써, 관상부 개구 (31) 를 확실하게 시일함과 동시에, 상기 걸림부 (26) 와 플랜지 (13) 의 걸림 상태를 상기 로크 스프링 (25) 과 함께 유지한다.

시일판 (32) 의 내면에, 관상부 개구 (31) 의 단면을 시일하기 위한 원반상의 패킹 (41) 을 형성함과 함께, 이 패킹 (41) 의 내면측에, 관상부 개구 (31) 의 구경에 대응한 외경을 갖는 원반상의 금속제 내측 덮개 (42) 를 형성하고 있다.

상기 패킹 (41) 은, 시일판 (32) 의 내면 전체를 덮도록 형성되어 있다. 이 패킹 (41) 으로서, 시일판 (32) 측에 적당한 쿠션성을 갖는 실리콘계 패킹재 (41a) 를, 금형 본체 (11) 측에 내열성이 우수한 불소 수지계 패킹재 (41b) 를 적층 배치하고, 이로써 충분한 시일성을 얻으면서, 충분한 내열성을 얻을 수 있도록 하고 있다.

상기 금속제 내측 덮개 (42) 는, 금형 본체 (11) 의 관상 부분의 단부에 삽입된 상태가 되는 대략 원반상으로서, 중앙이 금형 내부 방향으로 돌출된 원추면으로 형성되어 있다. 이 금속제 내측 덮개 (42) 는, 시일판 (32) 의 중심을 관통한 볼트 (43) 에 의해, 시일판 (32) 의 내면과의 사이에 상기 패킹 (41) 을 두도록 하여 고정되어 있다.

시일판 (32) 의 내면에 이와 같은 금속제 내측 덮개 (42) 를 형성함으로써, 금형 본체 (11) 내에 주입된 원료 수지는, 그 대부분이 금속제 내측 덮개 (42) 와 접촉한다. 이 결과, 패킹 (41) 과 원료 수지의 접촉이 현저하게 적어지므로, 패킹 (41) 이 장기 수명화된다. 또, 금속제 내측 덮개 (42) 의 내면을 원추면으로 한 것에 의해, 성형 후의 제품과 금속제 내측 덮개 (42) 의 박리성이 향상된다. 또, 금속제 내측 덮개 (42) 를 교환하는 것만으로 관상부의 직경이 상이한 복수 종의 금형 본체에 대응하는 것이 가능해진다.

도 5 는, 이 원심 성형형 (10) 내에 원료 수지 (R) 를 주입하고, 성형형 (10) 을 그 축심 둘레로 회전시켜 원심 성형한 상태를 나타내고, 도 6a 는 이 원심 성형에 의해 성형되고, 성형형 (10) 으로부터 탈형 (脫型) 된 직후의 원통체 (1) 를 나타내고 있다. 도 6b 는, 도 6a 의 VIb 부분의 확대도이다.

이 원심 성형에서는, 원료 수지 (R) 에 원심력이 작용하기 때문에, 금형 본체 (11) 의 단면과 불소 수지계 패킹재 (41b) 사이에 원료 수지 (R) 가 비집고 들어가기 쉽다. 그 때문에, 탈형하여 얻어진 원통체 (1) 의 단면 (1a) 의 외주 가장자리로부터는 방사 방향으로 연장되는 버 (1b) 가 형성되기 쉽다.

이 버 (1b) 가 성형품 즉, 원통체 (1) 와 일체가 되어 탈형된다면, 원심 성형형 내에 버 (1b) 가 잔류하지 않는다. 그런데, 도 4 의 원심 성형형에서는, 원추상의 내측 덮개 (42) 의 외주 가장자리가 금형 본체 (11) 의 내주면의 바로 근처에 위치하고 있으므로, 원통체 (1) 의 단면 (1a) 과 외주면 (1c) 이 교차하는 외주 가장자리는, 그 단면 형상이 90°미만의 예각상으로 되어 있다. 그 때문에, 이 원통체 (1) 에 있어서는, 버 (1b) 의 루트 부분, 즉 버 (1b) 와 원통체 (1) 의 연결 부분이 얇아져 있어, 버 (1b) 가 그 루트로부터 분단되기 쉽다. 탈형시에 버 (1b) 가 루트로부터 분단되면, 버 (1b) 가 원심 성형형 (10) 내에 잔류하여, 다음 회의 원심 성형 공정에서 불량품을 발생시킬 우려가 있다.

일본 공개특허공보 2004-142109호

본 발명은, 중공 원통체의 단면의 외주 가장자리에 버가 형성되어도, 이 버와 중공 원통체의 결합 강도가 높아, 중공 원통체를 탈형했을 때에 버가 중공 원통체와 함께 원심 성형형으로부터 취출되는 원심 성형형과, 이 원심 성형형을 사용한 중공 원통체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 원심 성형형은, 중공 원통체를 원심 성형하기 위한 관상의 금형 본체와, 그 금형 본체의 개구를 폐색하는 폐색 부재를 갖는다. 그 폐색 부재의 원심 성형형 내방을 향하는 폐색 부재 내면에, 원심 성형형 내방으로 돌출하는 볼록부가 형성되어 있고, 그 볼록부의 외주 가장자리가 금형 본체의 내주면으로부터 소정 거리 L 만큼 이격되어 있고, 그 폐색 부재 내면의 그 볼록부보다 외주측은, 원심 성형형의 축심선 방향과 대략 수직인 평면으로 되어 있다.

본 발명의 일 양태에서는, 상기 볼록부는, 원심 성형형 내방을 향해 축경 (縮徑) 하는 원추형 또는 원추대형이다. 원추형 볼록부는, 외주측과 중심측에서 경사 각도가 상이해도 된다. 볼록부는 원반형이어도 된다.

본 발명의 일 양태에서는, 상기 소정 거리 L 은 0.5 ㎜ 이상, 50.0 ㎜ 이하이다.

본 발명의 중공 원통체의 제조 방법은, 본 발명의 원심 성형형에 원료 수지를 주입하고, 원심 성형함으로써 중공 원통체를 성형하고, 이어서 탈형하는 공정을 갖는다.

이 중공 원통체의 제조 방법의 일 양태에서는, 원료 수지가 상기 원심 성형형의 상기 볼록부와, 그 볼록부보다 외주측의 클리어런스면에 접한 상태에서 중공 원통체가 성형되도록 상기 원료 수지를 상기 원심 성형형 내에 주입하여, 중공 원통체를 성형한다.

본 발명의 원심 성형형 및 중공 원통체의 제조 방법에 의해 성형된 중공 원통체는, 그 단면의 외주측이 중공 원통체의 축심선 방향과 대략 수직인 클리어런스면을 갖는다. 이 때문에, 중공 원통체의 단면의 외주 가장자리에 형성되는 버의 루트 부분의 두께가 종래 (도 6a, 6b) 보다 커져, 버와 중공 원통체의 본체 부분의 결합 강도가 높은 것이 된다.

그 때문에, 원심 성형형으로부터 중공 원통체를 탈형할 때에 버가 루트로부터 분단되는 것이 방지되어, 버가 중공 원통체와 일체가 되어 탈형된다. 이 결과, 버가 원심 성형형 내에 잔류하는 것이 방지되어, 다음 회 이후의 성형 사이클에서 성형되는 중공 원통체에 불량품이 발생하는 것이 방지된다.

도 1 은, 실시형태에 관련된 원심 성형형의 단면도이고, 원심 성형형의 축심선 방향 일단측에 있어서의 축심선 방향을 따른 단면을 나타내고 있다.
도 2a 는 실시형태에 관련된 원심 성형 방법에 의해 성형된 중공 원통체의 단면도이고, 중공 원통체의 축심선 방향 일단측에 있어서의 축심선 방향을 따른 단면을 나타내고 있다. 도 2b 는 도 2a 의 IIb 부분의 확대도이다.
도 3a 는 다른 실시형태에 관련된 원심 성형형의 단면도이고, 원심 성형형의 축심선 방향 일단측에 있어서의 축심선 방향을 따른 단면을 나타내고 있다. 도 3b 는 도 3a 의 원심 성형형을 사용하여 원심 성형된 중공 성형체의 일부의 단면도이다.
도 4 는, 종래의 원심 성형형의 단면도이다.
도 5 는, 도 4 의 원심 성형형을 사용한 원심 성형 방법을 나타내는 단면도이다.
도 6a 는 도 4 의 원심 성형형을 사용하여 원심 성형한 성형체의 단면도, 도 6b 는 도 6a 의 VIb 부분의 확대도이다.
도 7 은, 실시형태에 관련된 원심 성형형의 단면도이다.
도 8 은, 실시형태에 관련된 원심 성형형의 단면도이다.
도 9 는, 실시형태에 관련된 원심 성형형의 단면도이다.
도 10 은, 실시형태에 관련된 원심 성형형의 단면도이다.
도 11 은, 실시형태에 관련된 원심 성형형의 단면도이다.
도 12a 는 실시형태에 관련된 원심 성형형의 단면도이다. 도 12b 는 도 12a 의 원심 성형형을 사용하여 원심 성형된 중공 성형체의 일부의 단면도이다.
도 13a 는 실시형태에 관련된 원심 성형형의 단면도이다. 도 13b 는 도 13a 의 원심 성형형을 사용하여 원심 성형된 중공 성형체의 일부의 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 실시형태에 대해 설명한다. 도 1, 2a, 2b 는 제 1 실시형태를 나타내는 것으로, 도 1 은 원심 성형형 (10A) 을 나타내고, 도 2a, 2b 는 이 원심 성형형 (10A) 을 사용하여 원심 성형된 원통체 (2) 를 나타내고 있다.

이 실시형태의 원심 성형형 (10A) 에서는, 덮개 (12A) 와 내측 덮개 (42A) 가 일체로 되어 있다. 내측 덮개 (42A) 는 도 4 의 원심 성형형 (10) 의 내측 덮개 (42) 보다 소직경의 원추형으로 되어 있고, 내측 덮개 (42A) 의 외주 가장자리 (42e) 는 금형 본체 (11) 의 내주면 (31) 으로부터 소정 거리 L 만큼 이격되어 있다.

도 1 에 나타내는 r1 은, 회전축으로부터 외주 가장자리 (42e) (폐색 부재 내면 볼록부의 외주 가장자리) 까지의 최단 거리를 나타내고, r2 는, 회전축으로부터 금형 본체의 단부 내주 가장자리까지의 최단 거리를 나타낸다. 소정 거리 L 은, 원심 성형형에 있어서의, 폐색 부재 내면 볼록부의 외주 가장자리와 금형 본체의 내주면 단부 내주 가장자리의 클리어런스를 의미하고, L = r2 － r1 이다.

본 발명의 원심 성형형을 사용하여 얻어지는 중공 원통체의 단면은, 전체 둘레에 걸친 볼록 형상 (이하, 「단부 볼록 형상」) 을 갖는다.

L 의 크기는 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.5 ㎜ 이상, 50.0 ㎜ 이하로서, 특히 바람직하게는 0.8 ㎜ 이상, 2.0 ㎜ 이하, 나아가서는, 1.3 ㎜ 이하이다.

원심 성형형 (10A) 의 그 밖의 구성은, 도 4 의 원심 성형형 (10) 과 동일하다. 금형 본체 (11) 는, 도 4 와 동일한 형상을 갖고, 관상부 개구 (31) 를 갖는다.

이 실시형태에서는, 덮개 (12A) 가 폐색 부재이고, 내측 덮개 (42A) 가 폐색 부재 내면의 볼록부이다. 외주 가장자리 (42e) 가, 폐색 부재 내면의 볼록부의 외주 가장자리이다. 덮개 (12A) 와 금형 본체 (11) 의 단면 사이에 O 링 등의 패킹을 개재시켜도 된다.

이 원심 성형형 (10A) 을 사용하여 원통체 (2) 를 성형하는 경우, 원료 수지의 주입량은, 금형 본체 (11) 의 내주면을 따라 원심 성형되는 원통체 (2) 의 단면 (2a) 이, 내측 덮개 (42A) 의 원추면에도 접하는 양으로 한다. 이로써, 성형체 (2) 의 단면 (2a) 은, 내측 덮개 (42A) 의 원추면에 접함으로써 형성된 테이퍼면으로 이루어지는 제 1 단면 (2d) 과, 상기 L 의 범위에 접함으로써 형성된, 성형체 (2) 의 축심선 방향과 대략 수직인 제 2 단면 (2e) 에 의해 구성된다.

원통체 (2) 의 반경 방향에 있어서의 제 2 단면 (2e) 의 폭 t₂ 는, 상기 거리 L 에 합치한 값이 된다. 제 1 단면 (2d) 의 그 반경 방향에 있어서의 폭 t₁ 과 그 폭 t₂ 의 합 (T = t₁ ＋ t₂) 이 원통체 (2) 의 반경 방향의 두께이다. 또한, 제 2 단면 (2e) 은, 반드시 성형체 (2) 의 축심선과 수직이 아니어도 된다.

원통체 (2) 의 축심선과 수직인 면에 대한 제 1 단면 (2d) 의 경사 각도 θ 는 한정되지 않지만 90°미만이고, 보다 이형성을 향상시키기 위해, 10 ∼ 50°가 특히 바람직하고, 나아가서는 15 ∼ 40°정도가 바람직하다. 또한, 후술하는 도 11 에 나타내는 내측 덮개 (70') 와 같이, 입상부 (立上部) (외주측) 와 중심부 (중심측) 의 경사 각도를 바꾸는 것도 바람직하다.

도 10 에 나타내는 원심 성형형 (10D) 과 같이, 내측 덮개 (42D) 가 원반 형상이어도 된다. 도 10 의 그 밖의 구성은 도 1 과 동일하고, 동일 부호는 동일 부분을 나타내고 있다.

제 2 단면 (2e) 의 폭 t₂ 즉 거리 L 은, 원통체 (2) 의 두께 T 에 따라 다르기도 하지만, 0.5 ㎜ 이상, 50.0 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 특히는 0.8 ㎜ 이상, 2.0 ㎜ 이하, 더욱 바람직하게는, 1.3 ㎜ 이하이다. t₂ 가 작으면 버 (2b) 의 루트 부근의 두께가 충분히는 커지지 않는다. t₂ 가 과도하게 크면 상대적으로 t₁ 이 작아져, 원추상 내측 덮개 (42A) 를 형성한 것의 효과가 낮아진다.

이와 같은 제 2 단면 (2e) 을 형성한 것에 의해, 단면 (2a) 의 외주 가장자리 (단면 (2a) 과 외주면 (2c) 의 교차각 가장자리부) 로부터 방사 방향으로 연장되도록 형성되는 버 (2b) 는, 루트의 두께가 종래 (도 6a, 6b) 보다 커져, 버 (2b) 와 원통체 (2) 의 연결 강도가 커진다. 그 결과, 원통체 (2) 를 탈형할 때에, 버 (2b) 가 루트 부근에서 분단되지 않고, 원통체 (2) 의 본체 부분과 일체가 되어 탈형된다. 이로써, 버 (2b) 가 원심 성형형 내에 잔류하는 것이 방지되어, 불량품 발생이 방지된다.

도 12a, 13a 는, 도 1 의 원심 성형형 (10A) 에 약간의 형상 변경을 더한 금형 (10A', 10A") 을 나타낸다. 도 12b , 13b 는 도 12a, 13a 의 원심 성형형을 사용하여 원심 성형된 원통체의 일부의 단면도이다.

도 12a 의 원심 성형형 (10A') 에서는, 금형 본체 (11') 의 내주면 (31) 과 단면의 교차각부에 테이퍼면 (31t) 이 형성되어 있다. 이 원심 성형형 (10A') 에서는, 상기 L 의 범위는, 테이퍼면 (31t) 과 금형 본체 (11) 의 단면의 교점으로부터 외주 가장자리 (42e) 까지의 범위이다. 원심 성형형 (10A') 의 그 밖의 구성은 도 1 의 원심 성형형 (10A) 과 동일하고, 동일 부호는 동일 부분을 나타내고 있다.

이 원심 성형형 (10A') 을 사용하여 성형된 원통체 (2') 에 있어서는, 그 원통체 (2') 의 단면 근방의 외주부에 테이퍼면 (31t) 에 의해 성형된 테이퍼형 단면 형상의 후육부 (2t) 가 형성된다. 이로써, 버 (2b) 와 원통체 (2') 의 연결 강도가 커진다. 원통체 (2') 의 그 밖의 구성은 원통체 (2) 와 동일하고, 동일 부호는 동일 부분을 나타내고 있다.

도 13a 의 원심 성형형 (10A") 에서는, 외주 가장자리 (42e) 가 도 12a 의 원심 성형형 (10A') 보다 외주측에 위치하고 있다. 원심 성형형 (10A") 의 그 밖의 구성은 원심 성형형 (10A') 과 동일하고, 동일 부호는 동일 부분을 나타내고 있다.

이 원심 성형형 (10A") 을 사용하여 성형된 원통체 (2") 에 있어서는, 테이퍼면으로 이루어지는 제 1 단면 (2d) 의 폭이 원통체 (2') 보다 크다. 원통체 (2") 의 그 밖의 구성은 원통체 (2') 와 동일하고, 동일 부호는 동일 부분을 나타내고 있다.

상기 실시형태에서는, 내측 덮개 (42A) 는 원추형이고, 내측 덮개 (42A) 의 내면 (원심 성형형 (10A) 의 내부를 향하는 면) 은 전체로서 원추면으로 되어 있지만, 도 3a 에 나타내는 원심 성형형 (50) 과 같이, 시일판 (60) 의 내면측에 장착된 내측 덮개 (70) 를 원추대 형상으로 해도 된다. 즉, 이 내측 덮개 (70) 의 원심 성형형 (50) 내를 향하는 면은, 외주 가장자리 근방이 테이퍼면 (71) 으로 되어 있고, 그 이외에는 원심 성형형 (50) 의 축심선 방향과 수직인 평면 (72) 으로 되어 있다. 내측 덮개 (70) 의 외주 가장자리는, 원통형의 금형 본체 (51) 의 내주면으로부터 거리 L 만큼 이격되어 있다.

시일판 (60) 의 판앙부 (板央部) 에는 개구 (61) 가 형성되어 있고, 내측 덮개 (70) 로부터 돌출 형성된 볼록부 (73) 가 그 개구 (61) 에 끼워 맞추어져 있다. 내측 덮개 (70) 는, 시일판 (60) 을 관통하여 내측 덮개 (70) 에 나사 결합된 볼트 (도시 생략) 에 의해 시일판 (60) 에 고정되어 있지만, 내측 덮개 (70) 의 고정 방식은 이것에 한정되지 않는다.

시일판 (60) 과 내측 덮개 (70) 사이에 개재된 패킹 (80) 은, 시일판 (60) 과 중첩되는 실리콘계 패킹재 (81) 와, 내측 덮개 (70) 와 중첩되는 불소 수지계 패킹재 (82) 를 적층 배치한 것으로 되어 있다.

원심 성형형의 금형 본체 (51) 의 단부에는 플랜지 (53) 가 형성되어 있다. 금형 본체 (51) 의 단면에 대해 패킹 (80) 을 개재하여 시일판 (60) 이 중첩된다.

도시는 생략하지만, 시일판 (60) 을 금형 본체 (51) 에 고정시키기 위한 덮개가 형성되어 있다. 이 덮개로는, 상기 덮개 (12) 와 동일한 구성의 것을 사용할 수 있다. 시일판 (60), 내측 덮개 (70) 및 패킹 (80) 과 그 덮개에 의해 폐색 부재가 구성된다.

이 원심 성형형 (50) 을 사용하여 원통체 (3) 를 성형하는 경우, 원료 수지의 주입량은, 금형 본체 (51) 의 내주면을 따라 원심 성형되는 원통체 (3) 의 단면 (3a) 이, 내측 덮개 (70) 의 테이퍼면 (71) 과 평면 (72) 의 외주측에도 접하는 양으로 한다. 이로써, 원통체 (3) 의 단면 (3a) 은, 평면 (72) 에 접함으로써 형성된, 원통체 (3) 의 축심선 방향과 수직인 수직면 (3f) 과, 테이퍼면 (37) 에 접함으로써 형성된 테이퍼면 (3d) 과, 상기 L 의 범위에 있어서의 패킹 (80) (불소 수지계 패킹재 (82)) 에 접함으로써 형성된, 성형체 (3) 의 축심선 방향과 수직인 수직면 (3e) 에 의해 구성된다. 수직면 (3e) 의 반경 방향 폭 t₃ 의 바람직한 범위는 상기 도 2 의 t₂ 와 동일하다.

이 원통체 (3) 에 있어서도, 단면 (3a) 과 외주면 (3c) 의 교차 외주 가장자리로부터 연장되는 버 (3b) 의 루트 부근의 두께가 커진다. 이로써, 탈형시에 버 (3b) 가 분단되는 것이 방지되어, 불량품 발생이 방지된다.

도 3 의 실시형태에서는, 내측 덮개 (70) 가 원심 성형형 (50) 의 내방으로 돌출하는 볼록부를 구성한다. 또한, 도 11 의 원심 성형형 (50') 에서는, 내측 덮개 (70') 가 테이퍼면 (71) 과, 그것보다 경사가 완만한 제 2 테이퍼면 (72') 을 갖고 있다. 내측 덮개 (70') 에서는, 원추면의 입상부와 중심부의 테이퍼 각도가 상이하다. 도 11 의 그 밖의 구성은 도 3a 와 동일하고, 동일 부호는 동일 부분을 나타내고 있다.

도 7 은, 도 4 의 원심 성형형 (10) 에 있어서, 내측 덮개 (42) 보다 소직경의 덮개 (42B) 를 사용함으로써, L 의 범위를 형성한 원심 성형형 (10B) 을 나타내고 있다. 이 원심 성형형 (10B) 의 그 밖의 구성은 도 4 와 동일하다. 42e 는 내측 덮개 (42B) 의 외주 가장자리를 나타낸다.

이 원심 성형형 (10B) 에 의해 중공 원통체를 성형하면, 도 3b 와 마찬가지로 제 1 단면 (2d) 과 제 2 단면 (2e) 을 가진 원통체 (2) 가 성형된다. 따라서, 원심 성형형 (10B) 으로부터 원통체 (2) 를 탈형할 때에, 버 (2b) 가 루트 부근에서 분단되지 않고, 원통체 (2) 의 본체 부분과 일체가 되어 탈형된다. 이로써, 버 (2b) 가 원심 성형형 내에 잔류하는 것이 방지되어, 불량품 발생이 방지된다.

또한, 이 실시형태에서는, 시일판 (32), 패킹 (41) 및 내측 덮개 (42B) 와 덮개 (12) 에 의해 폐색 부재가 구성되어 있다. 내측 덮개 (42B) 가 폐색 부재 내부로부터 원심 성형형 (10B) 내방으로 돌출하는 볼록부로 되어 있다.

도 7 의 원심 성형형 (10B) 에서는, 도 4 에 나타내는 로크 기구를 구비하는 것으로 하고 있지만, 로크 기구는 이것에 한정되지 않고, 각종의 것을 채용할 수 있다. 이러한 로크 기구가 형성된 원심 성형형의 일례를 도 8, 9 에 나타낸다.

도 8 의 원심 성형형 (100) 은, 관상의 금형 본체 (111) 와, 그 금형 본체 (111) 의 개구를 폐색하기 위한 덮개 (112) 를 갖는다. 덮개 (112) 에 상기 오목부 또는 볼록부가 형성되어 있다. 금형 본체 (111) 내에 원료 수지를 주입하고, 덮개 (112) 를 장착한 후, 금형 축선을 중심으로 하여 고속 회전시킴으로써, 금형 본체 (111) 의 내주면을 따른 통상의 성형품이 성형된다. 덮개 (112) 는, 금형 본체 (111) 의 개구 단면을 폐색하는 원반상의 덮개판 (113) 과, 그 덮개판 (113) 의 외주로부터 금형 본체 (111) 의 외주면에 대해 일정 간격을 두고 따르도록 형성된 통상의 측통부 (114) 를 갖고 있다.

덮개 (112) 를 금형 본체 (111) 에 고정시키기 위한 로크 장치 (121) 는, 덮개 (112) 의 측통부 (114) 에 복수 지점, 예를 들어 등간격으로 3 ∼ 4 개 지점에 형성된 로크 클로 지지부 (122) 와, 각 로크 클로 지지부 (122) 에 각각 장착된 로크 클로 (123) 와, 그 로크 클로 (123) 를 로크 위치 방향으로 탄성 지지하는 스프링 (124) 과, 측통부 (114) 의 선단에 형성된 로크 해제 링 (125) 을 갖고 있다.

로크 클로 지지부 (122) 는, 로크 클로 (123) 를 축 지지하기 위한 핀 (지지축) (126) 을 장착하는 핀공과, 상기 스프링 (124) 을 장착하기 위한 스프링 수납부 (127) 와, 상기 로크 해제 링 (125) 을 지지하는 볼트 (128) 를 장착하는 암나사부를 갖고 있다. 또한, 볼트 (128) 를 장착하는 암나사부는, 측통부 (114) 의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되는 로크 해제 링 (125) 을 지지하는 것이기 때문에, 로크 클로 지지부 (122) 의 위치와는 관계없이, 측통부 (114) 의 임의의 위치에 형성할 수 있다.

로크 해제 링 (125) 은, 금형 본체 외주면과 측통부 내주면 사이에 삽입되는 로크 해제편 (131) 과, 측통부 외주면을 따른 상태의 장착편 (132) 과, 장착편 (131, 132) 을 연결하는 연결편 (133) 으로 이루어지는 단면 コ 자상인 것이다. 상기 장착편 (132) 에는, 상기 볼트 (128) 의 장착 위치에 대응하도록, 금형 축선 방향으로 장축을 갖는 장공 (134) 이 형성되어 있다. 이 로크 해제 링 (125) 은, 장공 (134) 을 삽입 통과한 상기 볼트 (128) 에 의해, 측통부 (114) 의 선단에 금형 축선 방향에 대해 이동 가능한 상태로 장착된다.

로크 클로 (123) 는, 상기 핀 (126) 에 기단부가 지지되어 회동 (回動) 가능한 상태로 되어 있고, 회동단 (端) (내단) 은, 측통부 내주면으로부터 금형 본체측으로 돌출하여 금형 본체 외주면에 맞닿음 가능한 상태로 되어 있다. 이 로크 클로 (123) 는, 상기 스프링 (124) 에 의해 돌출 방향으로 탄성 지지되어 있고, 덮개 (112) 를 금형 본체 (111) 에 장착하고 있지 않은 상태에서는, 로크 해제 링 (125) 에 있어서의 로크 해제편 (131) 의 선단에 맞닿는 위치까지 회동한 상태로 유지되어 있다. 이 때, 로크 해제 링 (125) 은, 스프링 (124) 에 의해 탄성 지지된 로크 클로 (123) 에 의해 측통부 선단으로부터 떨어진 위치 (반 (反) 덮개판측) 에 가압된 상태가 됨과 함께, 이 때의 로크 클로 (123) 의 회동단은, 금형 본체 (111) 의 외주면에 상당하는 위치보다 내주측으로 돌출된 상태로 되어 있다.

이와 같이 형성한 로크 장치 (121) 는, 덮개 (112) 를 금형 본체 (111) 에 장착할 때에, 로크 클로 (123) 의 회동단이 금형 본체 (111) 의 외주면에 접촉함으로써, 스프링 (124) 의 탄성력에 저항하여 로크 클로 (123) 가 덮개판 (113) 측으로 되밀리는 상태가 된다. 덮개 (112) 가 금형 본체 (111) 의 개구를 폐색하는 위치가 되고, 덮개판 (113) 에 형성한 패킹 (115) 이 눌려 찌부러진 폐색 상태가 되면, 로크 클로 (123) 는, 스프링 (124) 의 탄성력에 의해 회동단이 금형 본체 (111) 의 외주면에 맞닿은 상태로 유지된다.

그리고, 이 폐색 상태에 있어서, 로크 클로 (123) 의 회동단이 금형 본체 (111) 의 외주면에 맞닿는 위치는, 상기 핀 (126) 보다 개구측 (덮개판 (113) 측) 에 위치하도록 각 부의 치수나 위치 관계가 설정되어 있다. 이로써, 핀 (126) 을 중심으로 하여 회동하는 로크 클로 (123) 는, 핀 (126) 과 회동단 맞닿음부의 위치 관계에 의해, 금형 본체와 측통부 사이에 쐐기상으로 파고든 로크 상태가 된다. 따라서, 개방 방향으로의 덮개 (112) 의 이동이 저지되게 되어, 덮개 (112) 가 금형 본체 (111) 의 개구를 폐색한 상태로 유지되게 된다. 즉, 덮개 (112) 는, 금형 본체 (111) 에 대해 축선 방향으로 장착하는 것만으로 자동적으로 폐색 상태로 유지되게 된다.

성형 후에 덮개 (112) 를 금형 본체 (111) 로부터 떼어내는 경우에는, 상기 로크 해제 링 (125) 을 덮개판 (113) 측으로 이동시키고, 로크 해제편 (131) 에 의해 로크 클로 (123) 를 덮개판측으로 회동시킴으로써, 회동단과 금형 본체 (111) 의 외주면의 맞닿음 상태, 즉 로크 클로 (123) 에 의한 로크 상태를 해제할 수 있다.

도 9 의 원심 성형형 (200) 은, 관상의 금형 본체 (211) 와, 그 금형 본체 (211) 의 개구를 폐색하기 위한 덮개 (212) 를 갖는 것으로서, 덮개 (212) 에 상기 오목부 또는 볼록부가 형성되어 있다. 금형 본체 (211) 내에 원료 수지를 주입하고, 덮개 (212) 를 장착한 후, 금형 축선을 중심으로 하여 고속 회전시킴으로써, 금형 본체 (211) 의 내주면을 따른 통상의 성형품을 얻는 것이다.

덮개 (212) 를 금형 본체 (211) 에 고정시키기 위한 로크 장치 (221) 는, 덮개 (212) 의 외주 3 개 지점에 등간격으로 형성된 로크 클로 지지부 (222) 와, 각 로크 클로 지지부 (222) 에 각각 장착된 로크 클로 (223) 를 갖고 있다. 로크 클로 지지부 (222) 는, 로크 클로 (223) 를 사이에 두는 1 쌍의 지지편 (224) 을 갖는 것으로서, 각 지지편 (224) 은, 덮개 (212) 의 외주를 절삭하여 형성됨과 함께, 로크 클로 지지부 (222) 의 상면 (222a) 을 덮개 외주측이 내려가도록 경사시킨 상태로 되어 있다. 또, 지지편 (224) 에는, 로크 클로 (223) 를 지지하기 위한 핀 (225) 을 장착하는 핀공이 형성되어 있다.

로크 클로 (223) 는, 그 선단부에, 금형 본체 (211) 에 형성되어 있는 플랜지 (213) 에 걸리는 걸림부 (226) 를 가짐과 함께, 후단부에, 너트 나사 결합용의 수나사부를 갖고 있다. 이 로크 클로 (223) 는, 중간부에 형성된 클로 길이 방향의 장공 (227) 에 상기 핀 (225) 을 삽입 통과시킨 상태로 상기 지지편 (224) 에 축 지지됨으로써, 금형 축선 방향으로 이동 가능하고 또한 법선 방향으로 경동 가능한 상태로 되어 있다.

또, 로크 클로 (223) 는, 덮개 (212) 에 장착할 때에, 후단부의 수나사부에 나사 결합시킨 너트 (228) 와 상기 로크 클로 지지부 (222) 사이에, 와셔 (229) 를 개재하여 코일 스프링 (230) 을 압축 상태로 장착하고 있다. 이 코일 스프링 (230) 은, 선단측이 로크 클로 지지부 (222) 의 상면 (222a), 즉 코일 스프링 맞닿음면에 대해 외주측이 클로 선단 방향으로 변위된 상태에서 압접하기 때문에, 외주측의 휨량에 비해 내주측의 휨량이 커진다. 따라서, 로크 클로 (223) 에는, 코일 스프링 (230) 의 복원력에 의해 후단부측 (너트측) 이 덮개 외주로 넘어지는 방향의 힘이 작용하여, 걸림부 (226) 를 플랜지 (213) 에 걸리게 하는 방향의 힘이 된다.

이와 같이 형성한 로크 장치 (221) 는, 덮개 (212) 를 금형 본체 (211) 에 장착한 상태에서는, 상기 코일 스프링 (230) 의 작용으로 로크 클로 (223) 의 걸림부 (226) 가 플랜지 (213) 에 확실하게 걸린 상태가 됨과 함께, 덮개 (212) 를 금형 본체 (211) 의 개구에 가압한 상태가 된다. 이 때, 코일 스프링 (230) 의 성능을 적당하게 선택함으로써, 필요 충분한 가압력으로 덮개 (212) 를 금형 본체 (211) 에 밀착시킬 수 있다. 또, 로크 클로 (223) 에 대한 너트 (228) 의 나사 결합량을 바꿈으로써, 코일 스프링 (230) 에 의한 가압력을 미세 조정하는 것이 가능하다.

로크 장치 (221) 의 로크 해제는, 로크 클로 (223) 의 후단을 덮개 내주측으로 경동시킴으로써 실시할 수 있다. 이 로크 클로 (223) 의 경동 조작은, 내주로 덮개측이 확개 (擴開) 된 원추상의 테이퍼면을 갖는 로크 해제 지그 (도시 생략) 를 금형 축선 방향으로 가압함으로써 용이하게 실시할 수 있다. 또, 로크 해제 지그의 테이퍼면을 덮개 (212) 에 대응한 최대 직경을 갖는 원추면상으로 형성해 둠으로써, 3 개 지점의 로크 클로 (223) 를, 이들 위치에 관계없이 동시에 경동시킬 수 있다. 따라서, 이와 같은 원추면을 갖는 로크 해제용의 지그와 덮개 (212) 를 파지시키는 지그를 조합함으로써, 금형 본체 (211) 에 대한 덮개 (212) 의 착탈 및 로크 장치 (221) 의 개폐 조작을 자동적으로 실시하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 중공 원통체의 내공 (內孔) 은 중공 원통체의 외주면과 완전히 동축상일 필요는 없고, 약간 편심되어 있어도 된다.

상기 실시형태에서는, 모두 내측 덮개 (42A, 70) 은 원추형 (즉 테이퍼형) 또는 테이퍼면 (71) 을 갖는 형상으로 되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도시는 생략하지만, 도 3 에 있어서의 내측 덮개 (70) 의 테이퍼면 (71) 을 원심 성형형 (50) 의 축심선 방향과 평행한 면 (패킹 (80) 과 수직인 면) 으로 해도 된다.

상기 실시형태는 본 발명의 일례이고, 본 발명은 상기 이외의 구성으로 되어도 된다. 본 발명에 따라 성형된 중공 원통체의 내면에 도금 (예를 들어 크롬 도금) 이나 플라즈마 처리 등의 표면 처리를 실시해도 된다. 또, 중공 원통체의 내면에 실리콘계 재료나 불소계 재료 등의 층을 형성하여 적층 구조로 해도 된다.

본 발명에서 사용하는 수지 재료에 특별히 한정은 없지만, 회전 성형에 의한 성형성으로부터, 모노머 캐스트법에 의해 얻어지는 폴리아미드 등의 아니온 중합성 폴리아미드 MC 나일론, 2 액 경화형 우레탄 수지 등 각종의 것이 적용 가능하다. 그 중에서도, 기계 강도 등의 이유로부터, 아니온 중합성 폴리아미드를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명 방법에 의해 성형된 중공 원통체는, 이것을 사용하여 수지 기어를 제조하는 데에 바람직하다. 중공 원통체로부터 수지 기어를 제조하기 위해서는, 중공 원통체를 소정 두께로 가로로 둥글게 자르는 형상으로 절단하여 링체로 한다. 그리고, 이 링체의 내공에 금속제 허브를 끼워 장착하고, 링체의 외주를 절삭 가공하여 톱니를 형성한다.

이 링체는 버의 발생이 억제되기 때문에, 금형에 잔존하는 이물질을 방지할 수 있다. 그 중에서도, 연속 성형에 적합하다. 또, 예리한 형상의 버가 형성되기 어려워, 안전 면에서 우수하기 때문에, 자동차나 전자 장치 등의 부품으로서 사용되는 수지 기어로서 적합하다.

본 발명을 특정한 양태를 사용하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않고 여러 가지 변경이 가능한 것은 당업자에게 분명하다.

본 출원은, 2016년 6월 30일자로 출원된 일본 특허출원 2016-130411에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.

1, 2, 2', 2", 3 : 원통체
1a, 2a, 3a : 단면
1b, 2b, 3b : 버
10, 10A, 10A', 10A", 10B, 10D, 50, 100, 200 : 원심 성형형
11, 51 : 금형 본체
32, 60 : 시일판
41, 80 : 패킹
42, 42A, 42B, 42D, 70, 70' : 내측 덮개

Claims

중공 원통체를 원심 성형하기 위한 관상의 금형 본체와, 그 금형 본체의 개구를 폐색하는 폐색 부재를 갖는 원심 성형형으로서,
그 폐색 부재의 원심 성형형 내방을 향하는 폐색 부재 내면에, 원심 성형형 내방으로 돌출하는 볼록부가 형성되어 있고,
그 볼록부의 외주 가장자리가 금형 본체의 내주면으로부터 소정 거리 L 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 성형형.
제 1 항에 있어서,
상기 볼록부는, 원심 성형형 내방을 향해 축경하는 원추형 또는 원추대형인 것을 특징으로 하는 원심 성형형.
제 2 항에 있어서,
상기 원추형은, 외주측과 중심측에서 경사 각도가 상이한 것을 특징으로 하는 원심 성형형.
제 1 항에 있어서,
상기 볼록부는 원반 형상인 것을 특징으로 하는 원심 성형형.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소정 거리 L 는 0.5 ㎜ 이상, 50.0 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 원심 성형형.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 원심 성형형에 원료 수지를 주입하고, 원심 성형함으로써 중공 원통체를 성형하고, 이어서 탈형하는 공정을 갖는 중공 원통체의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
원료 수지가 상기 원심 성형형의 상기 볼록부와, 그 볼록부보다 외주측의 상기 L 의 범위의 면에 접한 상태에서 중공 원통체가 성형되도록 상기 원료 수지를 상기 원심 성형형 내에 주입하고, 중공 원통체를 성형하는 것을 특징으로 하는 중공 원통체의 제조 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
아니온 중합성 폴리아미드계 조성물을 사용하는, 중공 원통체의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 원심 성형형을 사용하여 얻어지는 중공 원통체의 내경면에, 금속 심재를 끼워 넣어 고정시키는 금속 수지 복합체의 제조 방법.