(57)【要約】【課題】射出成形により精密な偏心体を容易に製造することが可能な偏心体の製造方法および偏心体を提供する。【解決手段】本発明の偏心体の製造方法は、成形金型１の型閉合時において固定型部２と可動型部３との間に形成される少なくとも筒状のキャビティ４内へ樹脂を射出充填することによって、キャビティ４の中心軸Ｏに対してキャビティ４へ連通するゲート５とは反対側に凹部を有する偏心体を得ることとしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形金型の筒状のキャビティ内へ、平面視において前記キャビティの中心軸とは一致しない位置において前記キャビティに連通するゲートを通じて溶融樹脂を供給すること
を特徴とする偏心体の製造方法。
【請求項２】
前記キャビティの前記中心軸に対して点対称でない配置とされた複数の前記ゲートを通じて前記キャビティ内へ前記溶融樹脂を供給すること
を特徴とする請求項１記載の偏心体の製造方法。
【請求項３】
前記複数のゲートの位置により偏心度合を調整すること
を特徴とする請求項２記載の偏心体の製造方法。
【請求項４】
中心に空洞部を有した筒状を呈してなり、
側周面に前記空洞部の軸心に平行して延在する凹部を有し、
該凹部が成形時に溶融樹脂が合流して形成されたウェルド部であること
を特徴とする偏心体。
【請求項５】
前記軸心に対して点対称でない配置とされた複数の凹部が設けられている
を特徴とする請求項４記載の偏心体。
【請求項６】
前記軸心周りに回転するカムであること
を特徴とする請求項４または５記載の偏心体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏心体の製造方法および偏心体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出成形において、成形品に中空部などを形成するために金型内にコアやピンなどを設けた場合には、溶融樹脂がキャビティ内において分岐するように流れた後、その分岐部分を回り込んだ後に再び合流して溶着した部分にウェルドラインが発生してしまう。
【０００３】
ウェルドラインは、２つ以上の流動先端部が会合した場所に発生する溝（凹部）のことを言い、射出成形においてこのウェルドラインの発生を避けることは難しく、溶融樹脂や金型温度を高くしたり射出圧力を高めたりすることによって最小限に留めることは可能であるものの、完全になくすことは困難である。このため、成形品においてウェルドラインが目立たない位置に形成されるように工夫する必要があった（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１４８７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、成形品を切削加工や研磨などによって製作する場合には、精密な切削加工や研磨を行う必要があり、コスト高になるとともに生産性が低下するなどの問題が生じていた。特に、精密な偏心体を切削や研磨加工によって製作するのは難しく、より簡単な方法が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、生産性に優れ、高精度な偏心体を容易に得ることのできる偏心体の製造方法および高精度な偏心体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の偏心体の製造方法は、上記課題を解決するために、成形金型の筒状のキャビティ内へ、平面視において前記キャビティの中心軸とは一致しない位置において前記キャビティに連通するゲートを通じて溶融樹脂を供給することとしている。
【０００８】
本発明によれば、射出成形において生じるウェルド部を利用して偏心体を簡単に得ることができる。キャビティの中心軸とは一致しない位置にあるゲートからキャビティ内に溶融樹脂が供給されると、溶融樹脂はキャビティ内において分岐して中心軸周りに流動し、再び合流することとなる。溶融樹脂が合流して溶着した部分にはウェルド部が発生するため、例えばこのウェルド部を下死点とする偏心体を得ることができる。また、射出成形であることから偏心体としての精度向上が見込めるとともに、精密な偏心体を量産することが可能である。
【０００９】
また、前記キャビティの前記中心軸に対して点対称でない配置とされた複数の前記ゲートを通じて前記キャビティ内へ前記溶融樹脂を供給することが好ましい。
本発明によれば、キャビティの中心軸に対して点対称でない複数のゲートを通じて溶融樹脂を供給することによって、成形品の側周面にゲートの数に応じた複数のウェルド部が形成されることとなる。すなわち、ゲートの数を増減することで所望の偏心率を有した偏心体が得られる。
【００１０】
また、前記複数のゲートの位置により偏心度合を調整することが好ましい。
本発明によれば、予めゲートの位置を調整しておくことにより、所望の偏心率を有した偏心体を容易に得ることができる。
【００１１】
本発明の偏心体は、中心に空洞部を有した筒状を呈してなり、側周面に前記空洞部の中心軸に平行して延在する凹部を有し、該凹部が成形時に溶融樹脂が合流して形成されたウェルド部であることを特徴としている。
本発明によれば、ウェルド部を利用した偏心体であることから、射出成形によって量産することが可能となる。また、射出成形によって得られる成形品は、切削や研磨加工に比べて再現性が高いので、高精度な偏心体となる。
【００１２】
また、中心軸周りに回転するカムであることが好ましい。
本発明によれば、射出成形によって生じるウェルド部を利用した高精度な偏心カムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の偏心体の製造方法に用いる多点ゲートの成形金型を示す断面図。
【図２】ゲートの位置を示す平面図。
【図３】各ゲートからキャビティ内に樹脂を充填する様子を示す断面図。
【図４】キャビティ内における樹脂の流動状態を示す平面図。
【図５】型開工程を示す断面図。
【図６】本発明の偏心体の製造方法によって得られる偏心体の斜視図。
【図７】第２実施形態の偏心体を示す斜視図。
【図８】キャビティ内における樹脂の流動状態を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１５】
図１は、本発明の偏心体の製造方法に用いる成形金型の概略構成を示す断面図であって、図２は、キャビティに対するゲートの位置を示す平面図である。
【００１６】
まず、本実施形態の製造方法に用いる成形金型１について述べる。図１および図２に示すように、成形金型１は、固定型部２とこれに係合する可動型部３とを具備してなり、閉型時において固定型部２と可動型部３との間に円筒状のキャビティ４を構成するものである。
【００１７】
本実施形態では、固定型部２に複数のゲート５（５ａ，５ｂ，５ｃ）が設けられており、各ゲート５ａ，５ｂ，５ｃそれぞれが上記キャビティ４に通じる所謂多点ゲート構成になっている。本実施形態では、図２に示すように、複数のゲート５ａ，５ｂ，５ｃがキャビティ４の中心軸Ｏに対して点対称でない位置に配置されており、平面視においてキャビティ４の中心軸とは一致しない位置においてそれぞれキャビティ４に連通している。
【００１８】
固定型部２は、接合面２ｂに開口する筒状のキャビティ形成部２１を有しており、可動型部３との間で閉空間とされることで上記したキャビティ４を形成するものである。
一方、可動型部３には、閉型時においてキャビティ形成部２１内に突出する軸部３１が設けられており、上記キャビティ４を円筒形状としている。軸部３１の先端３１ａは、図１に示すようにキャビティ形成部２１の上部２１ａに当接している。
【００１９】
なお、成形金型１の構造は、上述したものに限られず、目的とする成形品の形状によって適宜変更が可能なもので、本実施形態においては、可動型部３側に軸部３１を設けたが、固定型部２側に軸部３１を設けてもよし、軸部３１に代えて別部材のピン等を用いる構成としても構わない。
【００２０】
本発明の偏心体の製造方法は、樹脂充填工程Ｓ１、保圧工程Ｓ２、冷却工程Ｓ３、および型開工程Ｓ４を備えている。
樹脂充填工程Ｓ１では、各ゲート５ａ，５ｂ，５ｃを通じてキャビティ４内に溶融した溶融樹脂６を供給する。各ゲート５ａ，５ｂ，５ｃからキャビティ４内に供給された溶融樹脂６は、キャビティ形成部２１と軸部３１との間においてそれぞれキャビティ４の中心軸周りに流動していき、溶融樹脂６の流動先端部６ａが中心軸周りで隣り合うゲート５から充填された溶融樹脂６の流動先端部６ａと合流することとなる。すると、溶融樹脂６が合流した部分にウェルドラインと呼ばれる溝（以下、ウェルド部７）が形成されることとなる。本実施形態では、３つのゲート５ａ，５ｂ，５ｃからキャビティ４内へ同時に溶融樹脂６が供給されることから、キャビティ４の中心軸周りに複数のウェルド部７（凹部）が形成される。
【００２１】
ウェルド部７は、キャビティ４内を流動する溶融樹脂６が合流した部分に形成されることから、キャビティ４に連通するゲート５の位置を変えることでウェルド部７の形成位置を調整することが可能である。
【００２２】
なお、樹脂供給時には、樹脂材料とともに成形金型１を加熱しておくことが好ましい。また、各ゲート５における溶融樹脂６の充填圧力等は溶融樹脂６の種類や成形品の形状等によって適宜調整され、本工程においては各ゲート５を通じて供給される溶融樹脂６の充填圧力は等しくなっている。
【００２３】
キャビティ４内に充填される樹脂としては熱可塑性樹脂が用いられ、例えば、ポリアミド、ＡＢＳ、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＰＰＥ、ＰＰなどのポリオレフィン、ポリエステル、熱可塑性ウレタンエラストマー、ポリ塩化ビニール、ＰＥＥＫなどの射出成形できる樹脂が挙げられる。なお、成形品の剛性を高めるために、樹脂内に炭素繊維やガラス繊維などの強化材を混入させても良い。
【００２４】
保圧工程Ｓ２では、キャビティ４内に充填された溶融樹脂６に対して所定の圧力を負荷することにより、キャビティ４内に充填された溶融樹脂６のひけ（収縮）に対する溶融樹脂６の補充を行う。圧力負荷と溶融樹脂６の補充作業を交互に繰り返し行っても良い。
【００２５】
冷却工程Ｓ３では、所定時間放置することによって溶融樹脂６をなじませつつ、キャビティ４内の溶融樹脂６が硬化するまで冷却を行う。成形金型１の温度調整は、キャビティ４の周囲に設けられた不図示の温調媒体流路内に温度制御した冷却水や油等の冷却媒体を流動させることによって、キャビティ４内に充填された溶融樹脂６の冷却を均等に行えるようになっている。
なお、冷却時間は使用する溶融樹脂６の種類等によっても異なり、所望とする成形品の精度を得るために十分必要な一定時間を設定する。
【００２６】
型開工程Ｓ４では、可動型部３を可動させて固定型部２から離型させ、内部から冷却固化された偏心体８を取り出す。
【００２７】
上記製造方法によれば、ゲート５の数に応じて形成された複数のウェルド部７を有した成形品、つまり射出成形で生じるウェルドラインを利用した偏心体８を得ることができる。
また、複数のゲート５ａ，５ｂ，５ｃがキャビティ４の中心軸Ｏに対して点対称でない配置とされていることから、ゲート５の数や位置によって偏心度合を調整することとしたので、所望の偏心構造（偏心率）を有した偏心体８を精度よく形成することができる。
【００２８】
成形品の精度は、成形金型１の寸法精度を含めた成形条件に依存するので、最初にこれを適切に設定すれば、その後の製造において、高精度の偏心体８を容易に量産することができる。また、成形方法が射出成形であることも、精度向上において有利である。
【００２９】
なお、本製造方法で用いた成形金型１にはキャビティ４の上部に複数のゲート５ａ，５ｂ，５ｃが連通しており、ウェルド部７が形成されるキャビティ４の側周面に開口しているわけではないので、精度などにおいて問題はなく、ゲート跡の処理も容易となる。
【００３０】
（偏心体）
上述した製造方法によって得られる偏心体（成形品）の構成について図６を用いて説明する。
偏心体８は、中央に中空部８１を有した筒形状を呈するもので、その側周面８Ａには成形時に溶融樹脂６が合流することで生じたウェルド部７（凹部）が複数形成されている。これら複数のウェルド部７は、軸心Ｏに平行して上端部８ａから下端部８ｂにかけて延在する凹部状のウェルドラインであって、溝深さ等、各ラインの寸法形状はそれぞれ等しい。
【００３１】
複数のウェルド部７は、軸心Ｏに対して点対称でない位置関係となっている。そして、ウェルド部７の肉厚が他の部分に比べて薄肉とされており、側周面８Ａにおけるウェルド部７の配置分布によって偏心度合が調整されたものとなっている。
【００３２】
従来、ウェルド部７をなくそうと様々な工夫が取られてきたが、未だ有効な解決手段がないため、ウェルド部７の発生を最小限に留めたり精度を要しない部分に移すなどの方法が取られていた。
【００３３】
本実施形態では、射出成形時に必ず形成されるウェルド部７を利用した偏心体８となっている。つまり、なくすことが困難なウェルド部７を逆に利用した構成とすることによって精度の高い偏心体８とすることができた。射出成形によって得られる偏心体８は、切削や研磨加工などによって偏心構造を形成していた従来の成形品に比べて再現性が高いため、所望とする高精度な偏心体８が得られることになる。
【００３４】
また、本実施形態では、軸心Ｏに対して点対称でない配置とされた複数のウェルド部７によって所望の偏心率を有したものとなっている。
【００３５】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の偏心体の製造方法について述べる。図７は本実施形態の製造方法において得られる偏心体を示す斜視図であり、図８はキャビティ内における樹脂の流動状態を示す平面図である。
本実施形態の偏心体９は、キャビティに連通するゲートが１つのみとされた成形金型を用いて形成されたもので、その側周面９Ａに軸心Ｏに沿って延在する１つのウェルド部７を有している。
【００３６】
図８に示すように、成形金型１のゲート５から供給された溶融樹脂６は、キャビティ４内において分岐するように流れた後、この分岐部分における軸部３１を回り込んだ後に再度合流して接合する。溶融樹脂６のフローフロント同士が合流して接合する部位にウェルド部が形成されることとなるが、本実施形態では成形金型１に設けられているゲート５は一つであることから、ゲート５から最も離れた箇所、つまり中心軸Ｏを介してゲート５とは反対側の位置において溶融樹脂６が合流し、この部分にウェルド部７が形成される。
【００３７】
本実施形態によれば、従来、筒形状の成形品を得る際に用いられていた成形金型を利用して偏心体８を成形することも可能である。これにより、多点ゲート構造の成形金型を製作する費用を減らすことができるので、低コストで精度の良い偏心体が得られる。
【００３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３９】
第１実施形態では、多点ゲートによる射出成形について述べたが、ゲートの数は３つに限られず、目的とする成形品の形状に応じて３つ以上設けることも勿論可能である。
【００４０】
また、例えば、ウェルド部７を下死点とし、ウェルド部以外の側周面上を上死点としてストロークの端点を設定することによって、本発明に係る偏心体８を様々なカム機構に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１…成形金型、２…可動型部、３…固定金型、４…キャビティ、５（５ａ，５ｂ，５ｃ）…ゲート、６…溶融樹脂、７…キャビティ、８…偏心体，成形品、Ｏ…中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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