(57)【要約】【課題】固定型と可動型との型合わせ誤差の影響を受けることなく円筒状の成形品を高い同軸度で製造する。【解決手段】射出成形用金型１は、内周面Ｍｂ及び外周面Ｍａを有する円筒状の成形品Ｍを成形するためのものである。射出成形用金型１は、固定型２と、この固定型２に対して接近・離反可能に移動する可動型３とを備える。可動型３は、成形品Ｍの内周面Ｍｂを成形する内型部８と、成形品Ｍの外周面Ｍａを成形する外型部９と、内型部８と外型部９との相対位置を調整する調整機構１０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面及び外周面を有する円筒状の成形品を成形する射出成形用金型において、
固定型と、前記固定型に対して接近・離反可能に移動する可動型とを備え、
前記可動型は、前記成形品の前記内周面を成形する内型部と、前記成形品の前記外周面を成形する外型部と、前記内型部と前記外型部との相対位置を調整する調整機構と、を備えることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記外型部は、円形の内周面を有し、
前記調整機構は、前記外型部を加圧する加圧部材を備え、
前記加圧部材は、前記外型部をその半径方向に移動させるテーパ面を備える請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記内型部と前記外型部とを前記成形品の軸心方向に相対的に移動させることにより、前記成形品の前記内周面から前記内型部を離型させる移動機構を備える請求項１又は２に記載の射出成形用金型。
【請求項４】
前記移動機構は、前記外型部に対して前記内型部を移動させる請求項３に記載の射出成形用金型。
【請求項５】
前記移動機構は、前記内型部に対して前記外型部を移動させる請求項３に記載の射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば円筒状の成形品を成形可能な金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、射出成形用金型は、固定型と、この固定型に対して接近・離間する方向に移動して型締め及び型開きを行う可動型とにより構成される。例えば、軸受、転動体、軸受のハウジング等に使用される樹脂製円筒体を成形する場合には、内周面と外周面との高い同軸度が要求されることから、固定型及び可動型によって構成されるキャビティには、この同軸度を高めるための機能が必要となる。
【０００３】
特許文献１には、その内周面がキャビティの外壁面となり、半径方向に移動可能な外型部と当該外型部の半径方向位置を調整する調整機構とを固定型に備え、その外周面がキャビティの内壁面を構成する内型部（コアピン）を可動型に備えてなる射出成形用金型が開示される。この射出成形用金型では、試成形された成形品の同軸度を測定しつつ、調整機構により外型部と内型部との相対位置を調整する。射出成形用金型は、調整された射出成形用金型による本成形を行うことにより、高い同軸度を有する成形品を製造できる（同文献の段落００１９、００２０等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８８４８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の射出成形用金型では、成形用部品である内型部、外型部及び調整機構が、固定型と可動型とに分かれて配設されているため、内型部と外型部との相対位置の精度は、固定型と可動型との型合わせ誤差の影響を受けることになる。通常、固定型と可動型との間には、可動型を固定型に案内するガイドピンが設けられるが、このガイドピンをもってしても幾らかの型合わせ誤差は残存してしまう。また、内型部と外型部との相対位置の精度は、複数の成形品を同時成形する多数個取りの場合に、固定型及び可動型における温度のバラツキに起因する不定の線膨張によっても大きく影響を受ける。加えて、射出成形用金型は、１ショット毎に型開きと型締めとを行うため、その度に型合わせ誤差も変化する。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、固定型と可動型との型合わせ誤差の影響を受けることなく円筒状の成形品を高い同軸度で製造することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、内周面及び外周面を有する円筒状の成形品を成形する射出成形用金型において、固定型と、前記固定型に対して接近・離反可能に移動する可動型とを備え、前記可動型は、前記成形品の前記内周面を成形する内型部と、前記成形品の前記外周面を成形する外型部と、前記内型部と前記外型部との相対位置を調整する調整機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、円筒状の成形品における内周面と外周面とを成形するための部品である内型部、外型部、調整機構の全てを可動型に備えることで、固定型と可動型との型合わせ誤差の影響を受けることなく、内型部と外型部との相対位置を調整機構によって調整できる。したがって、固定型と可動型との型合わせ誤差の影響を受けることなく円筒状の成形品を高い同軸度で製造することが可能になる。
【０００９】
上記構成の射出成形用金型において、前記外型部は、円形の内周面を有し、前記調整機構は、前記外型部を加圧する加圧部材を備え、前記加圧部材は、前記外型部をその半径方向に移動させるテーパ面を備えることが望ましい。
【００１０】
本発明に係る射出成形用金型は、前記内型部と前記外型部とを前記成形品の軸心方向に相対的に移動させることにより、前記成形品の前記内周面から前記内型部を離型させる移動機構を備えることが望ましい。かかる構成によれば、移動機構によって内型部を移動させて成形品から離脱させることにより、成形品の離型性を向上させることが可能になる。
【００１１】
前記移動機構は、前記外型部に対して前記内型部を移動させてもよく、或いは前記内型部に対して前記外型部を移動させる構成であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、固定型と可動型との型合わせ誤差の影響を受けることなく円筒状の成形品を高い同軸度で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る射出成形用金型の断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】成形品の斜視図である。
【図４】射出成形用金型による成形方法を示す断面図である。
【図５】射出成形用金型による成形方法を示す断面図である。
【図６】射出成形用金型による成形方法を示す断面図である。
【図７】射出成形用金型による成形方法を示す断面図である。
【図８】第２実施形態に係る射出成形用金型の断面図である。
【図９】射出成形用金型による成形方法を示す断面図である。
【図１０】射出成形用金型による成形方法を示す断面図である。
【図１１】射出成形用金型による成形方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図７は、本発明に係る射出成形用金型の第１実施形態を示す。
【００１５】
図１は、本発明に係る射出成形用金型を概念的に示す縦断面図である。射出成形用金型１は、固定型２と、当該固定型２に対して軸方向（成形品Ｍの軸線方向）に移動可能な可動型３とで構成される。固定型２と可動型３とは、溶融樹脂が充填されるキャビティ４を構成する。
【００１６】
固定型２は、第１スプルー５ａと、ランナ６と、第２スプルー５ｂと、ゲート７とを備える。固定型２は、溶融樹脂を第１スプルー５ａ、ランナ６、第２スプルー５ｂの順に流通させ、ゲート７を通じてキャビティ４に充填する。
【００１７】
溶融樹脂としては、非晶性樹脂・結晶性樹脂の何れをベース樹脂として用いても良く、これらは成形品Ｍに求められる特性に応じて適宜選択可能である。非晶性樹脂としては、ポリサルフォン（ＰＳＵ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等が使用可能で、また、結晶性樹脂としては、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が使用可能である。これらはあくまでも例示であり、使用可能なベース樹脂を限定するものではない。これらのベース樹脂には、必要に応じて強化材（繊維状、粉末状等の形態は問わない）や潤滑剤、導電材等の各種充填材を一種または二種以上配合することもできる。
【００１８】
図２は、可動型３の要部を示しており、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２に示すように、可動型３は、その外周面８ａがキャビティ４の内壁面を構成する内型部８と、その内周面９ｂがキャビティ４の外壁面を構成する外型部９と、外型部９の位置を調整するための機構（調整機構）１０と、成形品Ｍを離型させる複数の取出部材１１と、内型部８、外型部９、及び調整機構１０を支持する型本体１２と、型本体１２に取り付けられる蓋体１３と、を備える。なお、可動型３は、例えば図示しないガイドピンにより、固定型２に案内される。
【００１９】
図１に示すように、内型部８は、型本体１２を貫通する円柱状の棒状部材（コアピン）により構成される。内型部８は、型本体１２に対して接近・離反可能に構成される受け部材１４に固定されている。受け部材１４は、型本体１２を支持する支持面１４ａと、取出部材１１が挿通されるガイド孔１４ｂとを有する。支持面１４ａは、図１に示すように、型本体１２の下面に接触することで、当該型本体１２を支持する。
【００２０】
受け部材１４は、第１移動機構１５に連結されている。第１移動機構１５は、内型部８と外型部９とを成形品Ｍの軸心方向に相対的に移動させることにより、成形品Ｍから内型部８を離型させるための機構である。第１移動機構１５は、シリンダ機構その他の各種アクチュエータにより構成される。
【００２１】
外型部９は、板状部材または筒状部材により構成される。外型部９は、ベース部１６ａと、円筒部１６ｂと、貫通孔１７とを備える。ベース部１６ａは、図２に示すように、四角形の板形状に構成される。ベース部１６ａの外周面は、外型部９の外周面９ａを構成する。ベース部１６ａの各辺部は、調整機構１０に接触する。円筒部１６ｂは、ベース部１６ａの一方の面から突出する。貫通孔１７は、外型部９の中心位置において、ベース部１６ａ及び円筒部１６ｂを貫通する円形の孔である。貫通孔１７の内周面は、外型部９の内周面９ｂを構成する。
【００２２】
調整機構１０は、外型部９の第１の方向（図２中、Ｘ軸方向）の位置決めを行うべく、断面矩形状をなす外型部９の外壁面の１８０°対向する位置に配置された第１加圧部材１８および第１支持部材２０と、外型部９の第２の方向（図中、Ｙ軸方向）の位置決めを行うべく、上記と同様に、外型部９の外壁面の１８０°対向する位置に配置された第２加圧部材１９および第２支持部材２１とを備える。各加圧部材１８，１９および各支持部材２０，２１には、例えば調整ねじ等、精密送りが可能な送り手段２２が接続されており、これを進退動作させることにより、各加圧部材１８，１９および各支持部材２０，２１の位置調整、すなわち外型部９の半径方向の位置決めが行われる。
【００２３】
本実施形態で、第１加圧部材１８の外面には、外型部９をＸ軸方向に移動させるべく、Ｙ軸に対して角度αだけ傾斜する第１テーパ面Ａが設けられている。例えば第１加圧部材１８をＬだけ図中Ｙ軸方向に前進させると、それと同時に第１加圧部材１８はＸ軸方向にＬ×ｔａｎαだけ前進する。つまりこの場合、第１加圧部材１８によって外型部９に付与される送り量（外型部９の移動量）はＸ軸方向にＬ×ｔａｎαとなるので、第１テーパ面Ａの傾斜角αを４５°未満に設定しておけば、直接的に外型部９を移動させる場合に比べ、外型部９のＸ軸方向への移動量をＬ×（１−ｔａｎα）分だけ減少させることができる。
【００２４】
同様に、第２加圧部材１９の外面には、外型部９をＹ軸方向に移動させるべく、Ｘ軸に対して角度αだけ傾斜する第２テーパ面Ｂが設けられている。従って、上記同様に、直接的に移動させる場合に比べ、外型部９のＹ軸方向への移動量をＬ×（１−ｔａｎα）分だけ減少させることができる。
【００２５】
型本体１２は、図示しないシリンダ機構、トグル機構等から構成される型開き機構により、固定型２に対して接近・離反可能に構成される。型本体１２は、外型部９のベース部１６ａを支持する面（支持面）１２ａと、外型部９の貫通孔１７に連通するとともに内型部８を案内する第１ガイド孔２３と、取出部材１１を案内する第２ガイド孔２４と、を備える。
【００２６】
支持面１２ａは、外型部９のベース部１６ａ、調整機構１０の各加圧部材１８，１９及び各支持部材２０，２１を摺動可能に支持するとともに、これらの軸方向における位置を規制する。
【００２７】
第１ガイド孔２３及び第２ガイド孔２４は、型本体１２を貫通する相互に平行な直線状の孔である。各ガイド孔２３，２４の内周面は、断面視において円形状に構成される。
【００２８】
図２に示すように、型本体１２は、第１加圧部材１８を案内する第１ガイド部１２ｂと、第２加圧部材１９を案内する第２ガイド部１２ｃとを有する。
【００２９】
第１ガイド部１２ｂは、テーパ面により構成されており、当該テーパ面の為す角度は、第１加圧部材１８の第１テーパ面Ａの角度αに等しい。第１ガイド部１２ｂは、第１テーパ面Ａに面接触している。第１ガイド部１２ｂは、第１テーパ面Ａが図２に示すＹ軸の方向に移動すると、当該第１テーパ面Ａを外型部９の半径方向、すなわちＸ軸方向へと案内する。
【００３０】
同様に、第２ガイド部１２ｃは、テーパ面により構成されており、当該テーパ面の為す角度は、第２加圧部材１９の第２テーパ面Ｂの為す角度αに等しい。第２ガイド部１２ｃは、第２テーパ面Ｂに面接触している。第２ガイド部１２ｃは、第２テーパ面Ｂが図２において−Ｘ軸方向に移動することで、第２テーパ面Ｂを外型部９の半径方向、すなわち−Ｙ軸方向へと案内する。
【００３１】
蓋体１３は、内型部８、外型部９及び調整機構１０を被覆するように、型本体１２に固定される。蓋体１３の一方の面１３ａは、内型部８及び外型部９とともに、可動型３の型開き面（パーティングライン）を構成する。蓋体１３の他方の面１３ｂは、型本体１２の支持面１２ａと対向している。この他方の面１３ｂと支持面１２ａとの間には、内型部８、外型部９、及び調整機構１０を収容する空間（収容部）２５が形成される。蓋体１３の他方の面１３ｂは、各加圧部材１８，１９、各支持部材２０，２１及び外型部９のベース部１６ａに接触し、これらを摺動可能に支持している。
【００３２】
図１に示すように、蓋体１３は、外型部９の円筒部１６ｂ及び固定型２の一部が挿通される開口部１３ｃを有する。開口部１３ｃは、円筒部１６ｂの外径よりも若干大きな内径を有する円形状に構成される。
【００３３】
取出部材１１は、型本体１２を貫通する円柱状の棒状部材（エジェクタピン）により構成される。取出部材１１は、型本体１２の第２ガイド孔２４、及び受け部材１４のガイド孔１４ｂに挿通されている。取出部材１１の一端部は成形品Ｍに接触可能であり、他端部は連結部材２６に固定されている。連結部材２６は、シリンダ機構等のアクチュエータからなる第２移動機構２７に連結される。複数の取出部材１１は、連結部材２６及び第２移動機構２７の動作により、第２ガイド孔２４及びガイド孔１４ｂに沿って同時に進退するように構成される。
【００３４】
図３は、本実施形態に係る射出成形用金型１により成形される成形品Ｍの例を示す。成形品Ｍは、例えば複写機に使用されるローラの軸部を支持する軸受（すべり軸受）である。成形品Ｍである軸受は、外周面Ｍａと内周面Ｍｂとを有する。ローラの高精度な回転を実現するために、成形品Ｍ（軸受）の外周面Ｍａ及び内周面Ｍｂには高い同軸度が要求される。図３に示す成形品Ｍは、例示であり、射出成形用金型１はこの構成に限らず、外周面Ｍａと内周面Ｍｂとを有する種々の筒状体を成形する場合に適用される。
【００３５】
以下、上記構成の射出成形用金型１を使用して成形品Ｍを成形する方法（製造方法）について説明する。
【００３６】
まず、固定型２と可動型３とを型締めしてキャビティ４を構成し、その後に当該キャビティ４に溶融樹脂を充填する（充填工程）。図４に示すように、溶融樹脂が固化することにより、キャビティ４に成形品Ｍが形成される。その後、図５に示すように、可動型３が固定型２から下方に離反する（型開き工程）。次に、第１移動機構１５が作動し、受け部材１４を下方に移動し、型本体１２から離反する。これにより、図６に示すように、内型部８が第１ガイド孔２３に沿って下方に後退し、成形品Ｍの内周面Ｍｂから離脱する（内型部離型工程）。最後に、図７に示すように取出部材１１が上方に前進し、成形品Ｍを外型部９から離型させる（外型部離型工程）。
【００３７】
本方法では、上記の工程を実行することにで、射出成形用金型１による試成形を行う。試成形では、調整機構１０によって外型部９の位置が調整される（調整工程）。すなわち、試成形によって構成された成形品Ｍの同軸度が測定され、測定結果に応じて内型部８に対する外型部９の相対位置が各加圧部材１８，１９及び各支持部材２０，２１によって微調整される。調整が終了すると、本成形が実行され、上記の工程を繰り返すことによって高い同軸度を有する多数の成形品Ｍが製造される。
【００３８】
以上説明した本実施形態に係る射出成形用金型１によれば、円筒状の成形品Ｍにおける外周面Ｍａと内周面Ｍｂとを成形するための構成部品である内型部８、外型部９及び調整機構１０の全てを可動型３に備えることで、固定型２と可動型３との型合わせ誤差の影響を受けることなく、内型部８と外型部９との相対位置を調整機構１０によって調整できる。これにより、固定型２と可動型３との型合わせ誤差の影響を受けることなく円筒状の成形品Ｍを高い同軸度で製造できる。また、成形品Ｍを離型させる工程において、先に成形品Ｍを内型部８から離型させておくことで、取出部材１１による成形品Ｍの取出作業を容易に行うことが可能になる。
【００３９】
図８乃至図１１は、本発明に係る射出成形用金型の第２実施形態を示す。上記の第１実施形態では、第１移動機構１５により、外型部９に対して内型部８を移動させることで成形品Ｍの内周面Ｍｂを当該内型部８から離型させる例を示したが、本実施形態では、内型部８に対して外型部９を移動させることにより、成形品Ｍの内周面Ｍｂを内型部８から離型させる。
【００４０】
本実施形態において、型本体１２及び第２移動機構２７の連結部材２６は、図示しないリンク機構を介して型開き機構に連結されている。本実施形態では、当該リンク機構及び型開き機構が第１実施形態の第１移動機構１５に相当し、すなわち内型部８と外型部９とを相対的に移動させる移動機構となる。具体的には、移動機構は、型本体１２を受け部材１４から離反するように移動させることにより、内型部８に対して外型部９を成形品Ｍの軸心方向に相対的に移動させる。
【００４１】
図８に示すように、型本体１２における第１ガイド孔２３の内周面は、キャビティ４に近づくにつれて縮径するテーパ面として構成される。また、内型部８は、成形品Ｍの内周面を形成するストレート状の外周面（円筒面）８ａと、第１ガイド孔２３の内周面に接触するテーパ面８ｂとを有する。この構成により、第１ガイド孔２３の内周面は、内型部８のテーパ面８ｂとのテーパタッチにより、当該内型部８を位置決めする。
【００４２】
以下、本実施形態に係る射出成形用金型１による成形方法について説明する。図８に示すようにキャビティ４に成形品Ｍが形成されると、可動型３は、図９に示すように固定型２から離反する。その後、移動機構は、図１０に示すように、型本体１２を上方に前進させ、受け部材１４から離反させる。このとき、第２移動機構２７の連結部材２６は、型本体１２に連動して上方に移動する。型本体１２が受け部材１４から離反するように移動すると、内型部８に対して外型部９が移動することになり、その結果、成形品Ｍの内周面Ｍｂが内型部８の外周面８ａから離型する。その後、図１１に示すように、取出部材１１の動作によって、成形品Ｍの外周面Ｍａが外型部９の内周面９ｂから離型する。
【００４３】
本実施形態に係る射出成形用金型１のように、移動機構によって外型部９を内型部８に対して移動させることで、成形品Ｍの内周面Ｍｂを好適に離型させることができる。したがって、その後の取出部材１１による成形品Ｍの取出作業を容易に行うことができる。また、内型部８のテーパ面８ｂと、第１ガイド孔２３とのテーパタッチによって、カジリを生じさせることなく、内型部８を精度良く位置決めできる。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４５】
上記の実施形態では、各加圧部材１８，１９にテーパ面Ａ，Ｂを形成し、型本体１２の各ガイド部１２ｂ，１２ｃをテーパ面として構成した例を示したが、これに限らず、各加圧部材１８，１９のテーパ面のみにより、あるいは、型本体１２のガイド部１２，１２ｃのテーパ面のみによって、各加圧部材１８，１９を移動させてもよい。または、加圧部材１８，１９のテーパ面Ａ，Ｂのみによって各加圧部材１８，１９を移動させてもよい。上記の実施形態では、各加圧部材１８，１９の各テーパ面Ａ，Ｂ、及び各ガイド部１２ｂ，１２ｃの傾斜角を共にαとしていたが、これらの傾斜角は相互に異ならせることもできる。
【００４６】
また、上記の実施形態では、調整機構１０によって外型部９を半径方向に移動させる構成について説明を行ったが、外型部９を固定し、内型部８を半径方向に移動させる構成としてもよい。
【００４７】
上記の実施形態に係る射出成形用金型１は、内型部８を移動させる第１移動機構１５と取出部材１１を移動させる第２移動機構２７とを個別に備えていたが、これに限定されず、内型部８及び取出部材１１を同一の移動機構により移動させてもよい。
【００４８】
上記の実施形態では、内型部８と外型部９とを成形品Ｍの軸心方向に沿って相対的に移動させることにより、成形品Ｍの内周面Ｍｂから内型部８を離型させる移動機構（第１移動機構１５）を備える金型を例示したが、本発明はこの構成に限定されない。射出成形用金型１は、当該移動機構を備えることなく取出部材１１のみによって成形品Ｍを離型させることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１          射出成形用金型
２          固定型
３          可動型
８          内型部
９          外型部
９ｂ        外型部の内周面
１０          調整機構
１４          第１移動機構
１８          第１加圧部材
１９          第２加圧部材
Ａ          テーパ面
Ｂ          テーパ面
Ｍ          成形品
Ｍａ        成形品の外周面
Ｍｂ        成形品の内周面
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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