(57)【要約】【課題】            キャビティ残りの不良を予防可能で、コア型からの脱型抵抗を適度なレベルに調整可能な形状を有する樹脂成形体を提供する【解決手段】        中空の筒状部１１を有する樹脂成形体１は、合成樹脂の射出成形により形成された部材である。筒状部１１の内周面は、脱型方向にアンダーカットが無く、かつ、内周面が複数の部分領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃに分割されて、隣接する部分領域が互いに筒状部の半径方向にオフセットするように段差１１ｄ、１１ｅが設けられている。筒状部１１の外周面１１ｆは、脱型方向にアンダーカットが無く、内周面のような段差を有しない。内周面の段差の存在により、コア型からの脱型抵抗が適度に高められる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂の射出成形により形成され、中空の筒状部を有する樹脂成形体であって、
前記筒状部の内周面は、脱型方向にアンダーカットが無く、かつ、内周面が複数の部分領域に分割されて、隣接する部分領域が互いに筒状部の半径方向にオフセットするように段差が設けられており、
前記筒状部の外周面は、脱型方向にアンダーカットが無く、内周面のような段差を有しない樹脂成形体。
【請求項２】
筒状部の内周面が、筒状部の周方向に沿って延在するリング状の部分領域に分割されて、内周面の段差が筒状部の周方向に沿ってリング状に延在している請求項１に記載の樹脂成形体。
【請求項３】
筒状部の内周面が、脱型方向に沿って延在する部分領域に分割されて、内周面の段差が脱型方向に沿って直線状に延在している請求項１に記載の樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂の射出成形により形成される樹脂成形体に関する。特に、中空の筒状部を有する樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空筒状部を有する樹脂成形体は、樹脂パイプ、樹脂キャップ、樹脂栓、樹脂カバー、あるいは、チューブなどの管路を接続するためのコネクタ部材などとして、広く使用されている。このような中空筒状部を有する樹脂成形体は、合成樹脂の、好ましくは熱可塑性樹脂の、射出成形により形成することができる。射出成形によりこれら成形体を形成すると、樹脂成形体を精度よく効率的に製造できるというメリットがある。
【０００３】
中空筒状部を有する樹脂成形体を射出成形により製造する場合には、通常、筒状部は、筒状部内周面形状を規定するコア型と、筒状部外周面形状を規定するキャビティ型とにより形成される。そして、金型を型開きして、樹脂成形体を取出す際には、通常、まず型開きの際にコア型の方に成形体が残るようにしながらキャビティ型から成形体を脱型し、その後、コア型の側に設けられた突き出しピンなどを用いてコア型から成形体を脱型するよう、樹脂成形体の取出しが行なわれる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、パイプ状の中空筒状部を有する樹脂成形体を形成する金型が開示されている。当該金型では、樹脂成形体の脱型性を良好なものとするために、金型のセンターピン（コア型）の外周面や、キャビティ型の内周面に、滑り性の高い被膜をコーティングすることが開示されている。そして、成形体の金型からの脱型に関し、まず成形体をキャビティ型から脱型し、その後、成形体をセンターピン（コア型）から脱型することが開示されている（特許文献１の図３等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１９４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、射出成形金型では、成形体を脱型すべき順序が定められているため、成形体が脱型される実際の順番が変わってしまうと、成形品を取出すことができなくなり、製造不良となってしまう。例えば、図６のように、成形体９をコア型９１に残しつつキャビティ型９２から脱型して型開きし（図６（ａ））、その後、突き出しピン９３を動作させて成形体をコア型９１から脱型する（図６（ｂ））ように金型が構成されている場合に、図７に示すように、型開きした際に成形体９がキャビティ型９２に残ってしまうと（図７（ａ））、もはやコア型９１の側に設けられた突き出しピン９３を動作させても、成形品９をキャビティ型９２から取出すことはできなくなり、いわゆるキャビティ残りの不良となる（図７（ｂ））。樹脂成形体を次々と量産する過程で、このような成形品の取り出し不良が発生すると、一連の射出成形工程を停止させて正常な状態への修復を図る必要が生ずるほか、金型が壊れたりすることもあり、好ましくない。
【０００７】
型開き時に成形体を確実にコア型の側に残存させるために、図８のように、成形体９９の筒状部の内周面を、脱型方向にアンダーカットを生ずる形状とすることも考えられる。コア型９９１と成形体内周面がアンダーカット形状となっていれば、アンダーカット分が噛み合って、成形体を強制変形させないとコア型を脱型できない状態となり、コア型の脱型抵抗が高められるので、型開き時に成形体９９を確実にコア型９９１の側に残存させることができる。
【０００８】
しかしながら、発明者の検討によれば、成形体筒状部の内周面にアンダーカットを設けることによって、別の弊害を生ずることがあることが判明した。コア型９９１側に残された成形品９９は、その後突き出しピンなどにより、コア型９９１から脱型されるが、その際の脱型抵抗が大きいため、突き出しピンの力によって、樹脂成形体が変形してしまって、所定の形状精度が出せなくなってしまったり、樹脂成形品表面にピン跡が残ってしまい外観不良となったりすることがある。特に、樹脂成形品が、高い精度を要求されるような精密樹脂成形品であるような場合には、この問題が顕著に現れやすい。即ち、成形体筒状部の内周面にアンダーカットを設けると、コア型からの脱型抵抗が過大となりがちであることが判明した。
【０００９】
本発明の目的は、キャビティ残りの不良を予防可能で、コア型からの脱型抵抗を適度なレベルに調整可能な形状を有する樹脂成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は、鋭意検討の結果、筒状部の内周面にアンダーカットにならない段差を設ける一方で、筒状部の外周面にはそのような段差を設けないようにすると、上記目的を達成できることを知見し、本発明を完成させた。
【００１１】
本発明は、合成樹脂の射出成形により形成され、中空の筒状部を有する樹脂成形体であって、前記筒状部の内周面は、脱型方向にアンダーカットが無く、かつ、内周面が複数の部分領域に分割されて、隣接する部分領域が互いに筒状部の半径方向にオフセットするように段差が設けられており、前記筒状部の外周面は、脱型方向にアンダーカットが無く、内周面のような段差を有しない樹脂成形体である（第１発明）。
【００１２】
第１発明においては、筒状部の内周面が、筒状部の周方向に沿って延在するリング状の部分領域に分割されて、内周面の段差が筒状部の周方向に沿ってリング状に延在していることが好ましい（第２発明）。あるいは、第１発明では、筒状部の内周面が、脱型方向に沿って延在する部分領域に分割されて、内周面の段差が脱型方向に沿って直線状に延在していることが好ましい（第３発明）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の樹脂成形体（第１発明）によれば、成形品の取り出し時のキャビティ残りの不良を予防でき、コア型からの脱型抵抗を適度なレベルに調整できる。また、第２発明や第３発明のようにされていれば、キャビティ残りの不良予防とコア型の脱型抵抗の調整をより効果的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の樹脂成形体を示す図である。
【図２】第１実施形態の樹脂成形体を成形するための金型の構造を型閉じ状態で示す模式図である。
【図３】第１実施形態の樹脂成形体を成形するための金型の構造を型開き状態で示す模式図である。
【図４】第１実施形態の樹脂成形体における脱型工程を模式的に示す図である。
【図５】第２実施形態の樹脂成形体を示す図である。
【図６】従来の樹脂成形体における脱型工程を模式的に示す図である。
【図７】従来の樹脂成形体における脱型工程でのキャビティ残り不良を模式的に示す図である。
【図８】樹脂成形体の筒状部内周面にアンダーカットを設けた形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面を参照しながら、棒やパイプの端部に装着される樹脂製キャップを例として、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。
【００１６】
図１には第１実施形態の樹脂成形体１を示す。図１の上側の図は樹脂成形体の筒状部の軸線に沿った断面図として示し、下側の図は筒状部の開放端部から見た外観の図として示している。樹脂成形体１は、合成樹脂製の部材であり、射出成形により形成されている。そして、樹脂成形体１は中空の筒状部１１を有する。本実施形態では、樹脂成形体１は中空筒状部１１と底部１２とによって、カップ状に形成されている。本実施形態においては、筒状部１１は、円筒状に形成されている。
【００１７】
本実施形態の樹脂成形体１は、棒やパイプの先端部に取り付けられるキャップ部材として使用される部材である。なお、樹脂成形体の具体的用途は特に限定されない。
【００１８】
後述するように、樹脂成形体１は、合成樹脂の射出成形により形成される。射出成形工程においては、樹脂成形体１の筒状部１１は、コア型とキャビティ型の間の円筒状の空間（キャビティ）で形成されて、筒状部の軸線方向に沿って、キャビティ型やコア型から脱型される。
【００１９】
樹脂成形体１の筒状部１１の外周面１１ｆは、平滑な円筒状に形成されている。そして、筒状部の外周面１１ｆには、脱型方向にアンダーカットとなる部分がない。また、外周面１１ｆは、段差の無い平坦な曲面に形成されている。
【００２０】
樹脂成形体１の筒状部１１の内周面は、複数の部分領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃに分割されている。そして、互いに隣接する部分領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃが、筒状部の半径方向にオフセットするように、部分領域の境界には段差が設けられている。そして、筒状部の内周面には脱型方向にアンダーカットとなる部分が生じないように、筒状部内周面が構成されている。
【００２１】
本実施形態においては、筒状部１１の内周面は、筒状部の周方向に沿って延在する３つのリング状の部分領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃに分割されて、それぞれの部分領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃは平滑な円筒状に形成されていると共に、部分領域１１ａ、１１ｂの間に筒状部の周方向に沿ってリング状に延在する段差１１ｄが、部分領域１１ｂ、１１ｃの間に筒状部の周方向に沿ってリング状に延在する段差１１ｅが位置している。
【００２２】
部分領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、この順番に、筒状部の半径方向内側から外側に並ぶように配置されている。このため、脱型方向で奥側に位置する部分領域１１ａが他の部分領域１１ｂ、１１ｃよりも筒状部半径方向内側に配置され、脱型方向で筒状部の開放側に位置する部分領域１１ｃが他の部分領域１１ｂ、１１ａよりも筒状部半径方向外側に配置されるようになり、脱型方向にアンダーカットを生じないようになっている。
【００２３】
段差１１ｄ、１１ｅは、筒状部の軸線に直交する平面におおむね沿うような中空円盤状の形態で設けられている。段差１１ｄ、１１ｅは、軸線に対し傾いた略円錐面に沿うような形態のものであっても良い。
【００２４】
筒状部の直径が２０ｍｍ、長さが１０ｍｍ、肉厚が１．０ｍｍである場合の、段差１１ｄ、１１ｅの大きさ（段差の筒状部半径方向の大きさ）は、例えば、０．００５〜０．２ｍｍ、より好ましくは、０．０１〜０．１ｍｍ程度である。段差１１ｄ、１１ｅは、筒状部の肉厚の０．５〜２０％程度、より好ましくは１〜１０％程度の大きさとなるように設けられることが好ましい。
【００２５】
図１に示した第１実施形態の樹脂成形体１では、筒状部内周面が３つの部分領域に分割された例を示したが、部分領域の数は適宜変更してよい。また、樹脂成形体１の底部１２に貫通穴が設けられていても良い。
【００２６】
樹脂成形体１を構成する合成樹脂は、射出成形により成形可能な樹脂であれば特に限定されない。好ましくは、ポリプロピレン樹脂などのオレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂などの熱可塑性樹脂や、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマーなどが使用できる。本実施形態の樹脂成形体１はポリアミド樹脂により形成されている。
【００２７】
樹脂成形体１の製造方法、及び製造に使用される金型について説明する。樹脂成形体１は樹脂の射出成形によって製造される。図２、図３に、樹脂成形体１の射出成形に供される金型２を示す。図２は、金型２を型閉じした状態を模式的に示しており、図３は、金型２を型開きした状態を模式的に示している。図２及び図３には、キャビティ型２２およびコア型２１を断面図で示している。なお、図２及び図３においては、図を見やすくするために、キャビティ型２２およびコア型２１の断面のハッチングは省略し、型閉じした際にキャビティ型２２とコア型２１により形成されるキャビティ部分（成形体が形成される部分）にハッチングをかけている。
【００２８】
金型２は、コア型２１とキャビティ型２２とを有する。コア型２１によって樹脂成形体１の筒状部１１の内周面が形成され、キャビティ型２２によって樹脂成形体１の筒状部１１の外周面が形成される。従って、コア型２１には、樹脂成形体の筒状部１１の内周面形状１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅに対応する形状が与えられていて、キャビティ型２２には、樹脂成形体の筒状部１１の外周面形状１１ｆに対応する形状が与えられている。
【００２９】
後述する脱型工程では、型開き時にコア型の側に成形体が残るように工程が設計されており、最終的にコア型２１から樹脂成形体１を取り外すために、コア型には突き出しピン２３が設けられている。金型に突き出しピンを構成する観点から、コア型２１の側が移動金型の側となり、キャビティ型２２の側が固定金型の側となるように金型２を構成することが好ましい。
【００３０】
金型２が型閉じされてキャビティが形成された状態で、金型に設けられたスプルーやランナー、ゲートを通じて樹脂の射出が行なわれ、樹脂成形体１が形成される。図２〜４においてこれらの詳細は図示を省略している。ランナーやゲートの種類は、特に限定されず、種々のものが採用可能である。樹脂を射出した後、樹脂が固化するのを待って、金型２から樹脂成形体１を取出す。図４にその脱型工程を模式的に示す。樹脂成形体１が形成されると、まず、コア型２１とキャビティ型２２が型開きされる。このとき、樹脂成形体１はコア型２１の側に残る（図４（ａ））。その後、コア型に設けられた突き出しピン２３を作動させて、樹脂成形体１をコア型２１から取り外す（図４（ｂ））。金型２から取出した樹脂成形体１は、搬送ロボットなどによって回収する。
【００３１】
発明の作用および効果について説明する。
樹脂成形体１によれば、図４（ａ）に示された型開き工程の際に、樹脂成形体１がコア型２１の方に残りやすくでき、いわゆるキャビティ残りの不具合を予防・抑制できる。そして、コア型２１から樹脂成形体１を取り外す工程において樹脂成形体が変形したりしないように、脱型抵抗を過大なものとせず、適度なレベルに調整できる。
【００３２】
樹脂成形体１は、筒状部１１の外周面が、脱型方向にアンダーカットが無く、内周面のような段差を有しないように構成される一方で、筒状部１１の内周面は、脱型方向にアンダーカットが無く、かつ、内周面が複数の部分領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃに分割されて、隣接する部分領域が互いに筒状部の半径方向にオフセットするように段差１１ｄ、１１ｅが設けられている。このように、内周面に段差が設けられていると、内周面側において樹脂成形体と金型表面が接触する面の形状が複雑となり、かつ接触面積が増えるため、内周面側（コア型側）の脱型抵抗が増加し、型開き時に樹脂成形体がコア型２１側に残りやすくなるのである。
【００３３】
内周面側（コア型側）の脱型抵抗を高めるという観点からは、部分領域や段差の数を多くして、内周面をより複雑な形状とすることが好ましい。また、部分領域と段差の境界部をより明瞭な、即ち、角Ｒ、隅Ｒが小さいものとすることが好ましく、このようになっていると、角Ｒ部や隅Ｒ部で樹脂と金型の離型抵抗が高まりやすく、効果的に脱型抵抗を高めることができる。
【００３４】
そして、樹脂成形体１は、筒状部１１の外周面にも内周面にも脱型方向にアンダーカットとなる部分を有しないため、金型から樹脂成形体１を脱型する際に、形成された樹脂成形体が強制変形を受けることが無く、脱型抵抗は過大なものとはならない。従って、脱型時の樹脂成形体の変形等を予防・抑制できる。
【００３５】
また、本実施形態の樹脂成形体１のように、筒状部１１の内周面がリング状の部分領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃに分割されて、内周面の段差１１ｄ、１１ｅが筒状部の周方向にリング状に延在していると、平坦な部分領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃの抜き勾配を小さくすることができ、コア型からの脱型抵抗をより効果的に高めることができる。また、部分領域や段差をリング状に設ければ、これら形状を成形体筒状部の周方向にわたって均一に設定することができ、成形体筒状部の形状の精度（例えば真円度）が高められうる。
【００３６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に本発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分については、その詳細な説明を省略する。また、これら実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を互いに置き換えて実施することができる。
【００３７】
図５には、第２実施形態の樹脂成形体３を示す。本実施形態においては、樹脂成形体３の筒状部内周面の形態が異なっている。本実施形態においては、樹脂成形体の筒状部３１の内周面は、筒状部の軸線方向に沿って部分領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・・に分割されている。部分領域３１ａと、部分領域３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・・は、周方向に交互に配置されており、部分領域３１ａが部分領域３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・・よりも、半径方向内側に位置している。そして、部分領域３１ａと部分領域３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・・の境界部には段差が設けられている。即ち、樹脂成形体の筒状部３１の内周面は、部分領域３１ａに対応する円筒状の面に、部分領域３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・・に対応する溝が設けられたような形態となっている。
【００３８】
本実施形態のように、筒状部の内周面が脱型方向に沿って延在する部分領域に分割されて、内周面の段差が脱型方向に沿って直線状に延在しているような構成であっても、第１実施形態と同様に、成形品の取り出し時のキャビティ残りの不良を予防でき、コア型からの脱型抵抗を適度なレベルに調整できる。
【００３９】
また、本実施形態のように、筒状部の内周面が脱型方向に沿って延在する部分領域に分割されて、内周面の段差が脱型方向に沿って直線状に延在しているような構成とされていれば、部分領域を周方向に多数設けることができて、脱型抵抗の調整幅を広くすることができ、より効果的に脱型抵抗の適正化を図りうる。
【００４０】
なお、第２実施形態で溝状に形成されていた部分を、凸条に形成するようにしても、同様に脱型抵抗の調整ができる。また、第２実施形態では、溝状に形成された部分（部分領域３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・に対応する部分）は、角溝状に形成されていたが、この溝状の部分は、丸溝状としてもよく、その場合は、部分領域３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・を曲面とすればよい。
【００４１】
また、本実施形態の樹脂成形体では、樹脂成形体３の筒状部内周面の溝に相当する部分の部分領域３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ・・・の部分が、その他の部分領域３１ａよりも、抜け勾配が小さくされている。このように、内周面の一部の部分領域の抜け勾配を他の部分領域に比べて小さくすることによっても、脱型抵抗の調整幅を広くすることができ、より効果的に脱型抵抗の適正化を図りうる。
【００４２】
なお、上記実施形態においては、筒状部の外周面（１１ｆ、３１ｆ）に全く段差がない実施形態について説明したが、発明はこれに限定されず、脱型性に影響するような段差が外周面に実質的に存在していなければ良い。
【００４３】
また、本実施形態の樹脂成形体３では、成形体の底部３２に穴が設けられて、パイプ状の連結部３２ａが形成されている。本発明では、中空筒状部を有する限り、樹脂成形体の筒状部以外の部分の形状については、特に限定されるものではなく、樹脂成形体は、他の部分、例えば中空筒状部の端部にフランジ部を備えるものであっても良い。
【００４４】
また、樹脂成形体は、互いに平行に配置される複数の筒状部を有するものであっても良い。この場合、これら複数の筒状部のうち、少なくとも１つの筒状部において、上記実施形態のように、筒状部の内周面で脱型方向にアンダーカットが無く、かつ、内周面が複数の部分領域に分割されて、隣接する部分領域が互いに筒状部の半径方向にオフセットするように段差が設けられて、筒状部外周面で、脱型方向にアンダーカットが無く、内周面のような段差を有しないようにされていれば、同様の効果が得られる。
【００４５】
また、上記実施形態の説明では、筒状部が円筒状である場合について説明したが、筒状部の形状は、円筒状のほか、角筒状、たとえば、方形筒状であっても良い。
また、筒状部内周面に設けられる段差は、脱型抵抗の調整幅を大きくする観点からは、内周面の全体にわたって設けられることが好ましいが、それは必須ではなく、筒状部内周面の一部のみを部分領域に分けて、段差を設けるようにしても良い。
【００４６】
樹脂成形体が使用される具体的な適用分野は特に限定されない。合成樹脂製の樹脂成形体が適用可能な分野に、広く適用できる。例えば、本発明の樹脂成形体は、樹脂キャップや、樹脂栓、スペーサ、カバーなどに使用できる。更に、筒状部を有する樹脂成形体が利用できる樹脂ケースや樹脂タンクなどの構成部品、シール部材、機構部品などとして、本発明の樹脂成形体を使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の樹脂成形体は、例えば樹脂の射出成形により効率的に製造できて、産業上の利用価値が高い。
【符号の説明】
【００４８】
１      樹脂成形体
１１        筒状部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ    部分領域
１１ｄ、１１ｅ            段差
１１ｆ                    外周面
１２        底部
２      金型
２１        コア型
２２        キャビティ型
２３        突き出しピン
３      樹脂成形体
３１        筒状部
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、    部分領域
３１ｆ                    外周面
３２        底部
９      成形体
９１        コア型
９２        キャビティ型
９３        突き出しピン
【図１】
2015107619.tif 000003
【図２】
2015107619.tif 000004
【図３】
2015107619.tif 000005
【図４】
2015107619.tif 000006
【図５】
2015107619.tif 000007
【図６】
2015107619.tif 000008
【図７】
2015107619.tif 000009
【図８】
2015107619.tif 000010