(57)【要約】【課題】回転体をインサート成形するにあたって、開型後におけるスプルー及びランナーの切断工程を省略して全体工程を簡素化することができる樹脂成形方法を提供する。【解決手段】中心に環状金属部材５を備えた回転体１１を形成するためのキャビティ１０を複数の金型によって構成し、このキャビティ１０の軸心部に環状金属部材５が外嵌する軸部４１と、環状のフィルムゲート９を形成するフランジ部４２とを有するボス金型４を配置し、軸部４１によって環状金属部材５を保持するとともに、フランジ部４２と金型との間で環状金属部材５を挟み込んだ状態で、フィルムゲート９からキャビティ１０に溶融樹脂を注入し、キャビティ１０に注入された樹脂を所定圧力下で硬化させる際に、フランジ部４２をランナー側に移動させフィルムゲート９を遮断することによって、回転体１１とランナー８とを分離し、樹脂硬化後に複数の金型を開く。【選択図】図３
2008265016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に環状金属部材を備えた回転体を形成するためのキャビティを複数の金型によって構成し、このキャビティの軸心部に前記環状金属部材が外嵌する軸部と、環状のフィルムゲートを形成するフランジ部とを有するボス金型を配置し、前記軸部によって前記環状金属部材を保持するとともに、前記フランジ部と前記金型との間で前記環状金属部材を挟み込んだ状態で、前記フィルムゲートから前記キャビティに溶融樹脂を注入し、
前記キャビティに注入された樹脂を所定圧力下で硬化させる際に、前記フランジ部をランナー側に移動させ前記フィルムゲートを遮断することによって、前記回転体と前記ランナーとを分離し、
樹脂硬化後に前記複数の金型を開くことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項２】
前記フランジ部との間で前記フィルムゲートを形成する金型と、当該フランジ部と、が接触することによって前記フィルムゲートを遮断する請求項１に記載の樹脂成形方法。
【請求項３】
中心に環状金属部材を備えた回転体を形成する射出成形装置であって、
軸心に沿ってスプルーを構成した第１の金型と、この第１の金型に対向する第２の金型とを有し、前記環状金属部材を収容するとともに回転体形成用のキャビティを構成する成形型と、
前記環状金属部材が外嵌され且つ前記第２の金型に設けられた支持孔に一端側が軸心にそって挿抜可能に嵌入される軸部と、この軸部の他方側に端部が形成され且つ内側面を前記環状金属部材の一端面に密着させるとともに外側面の外周縁部と前記第１の金型との間で環状のフィルムゲートを形成するフランジ部とを有し、前記環状金属部材を前記キャビティの軸心部に保持するボス金型と、
このボス金型を軸心に沿って移動させて前記第１の金型に対して接離させることにより、前記フィルムゲートを開閉するボス金型移動手段と、を備えることを特徴とする射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中心に環状金属部材（例えば、転がり軸受）を備えた回転体（例えば、プーリ、ギア等）をインサート成形する際に用いる樹脂成形方法及び射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の射出成形装置として、環状金属部材としての転がり軸受を収納するとともに回転体形成用のキャビティを構成する複数の金型と、前記転がり軸受を支持するとともに前記複数の金型との間にランナー及びフィルムゲートを形成するボス金型と、を備えた成形型を有する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
かかる装置にあっては、スプルーを通じてキャビティ内に溶融された樹脂を充填し、所定圧力に保った状態で樹脂を硬化させる。そして、樹脂が硬化した後、型開状態にし、次いでエジェクタピンで樹脂成形品とボス金型を押して、これらを成形型から取り出していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９８９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の樹脂成形方法又は射出成形装置により得られる樹脂成形品は、スプルー及びランナーが一体となっていることから、所望の製品を得るためには、後工程を施して、スプルー及びランナーを樹脂成形品から切断して分離しなければならなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、回転体をインサート成形するにあたって、開型後におけるスプルー及びランナーの切断工程を省略して全体工程を簡素化することができる樹脂成形方法及び射出成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明の樹脂成形方法は、中心に環状金属部材を備えた回転体を形成するためのキャビティを複数の金型によって構成し、このキャビティの軸心部に前記環状金属部材が外嵌する軸部と、環状のフィルムゲートを形成するフランジ部とを有するボス金型を配置し、前記軸部によって前記環状金属部材を保持するとともに、前記フランジ部と前記金型との間で前記環状金属部材を挟み込んだ状態で、前記フィルムゲートから前記キャビティに溶融樹脂を注入し、前記キャビティに注入された樹脂を所定圧力下で硬化させる際に、前記フランジ部をランナー側に移動させ前記フィルムゲートを遮断することによって、前記回転体と前記ランナーとを分離し、樹脂硬化後に前記複数の金型を開くことを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、樹脂硬化中に前記フランジ部をランナー側に移動させると弾性変形によってスプルーとランナーとを構成する樹脂が変形し、フランジ部がフィルムゲートを遮断し、これにより前記回転体を構成する樹脂と前記ランナー部分の樹脂とが分断される。この後、回転体とランナーとが分離された状態で硬化が進行する。従って、樹脂硬化後に前記複数の金型を開くと、回転体とランナー及びスプルーの結合体とが分離された状態で取り出すことができ、従来のような切断のための後工程を省略することができる。
【０００９】
上記構成において、前記フランジ部との間で前記フィルムゲートを形成する金型と、当該フランジ部と、が接触することによって前記フィルムゲートを遮断するように構成することが好ましい。
かかる構成によれば、前記回転体を構成する前記キャビティ内の樹脂とランナー部分の樹脂とがせん断によって分離されるため、その切断面に余分な樹脂が残留し難い。従って、成形後得られる前記回転体にバリが生じにくくなる。
【００１０】
また、前記目的を達成するための本発明の射出成型装置は、中心に環状金属部材を備えた回転体を形成する射出成形装置であって、軸心に沿ってスプルーを構成した第１の金型と、この第１の金型に対向する第２の金型とを有し、前環状金属部材を収容するとともに回転体形成用のキャビティを構成する成形型と、前記環状金属部材が外嵌され且つ前記第２の金型に設けられた支持孔に一端側が軸心にそって挿抜可能に嵌入される軸部と、この軸部の他方側に端部が形成され且つ内側面を前記環状金属部材の一端面に密着させるとともに外側面の外周縁部と前記第１の金型との間で環状のフィルムゲートを形成するフランジ部とを有し、前記環状金属部材を前記キャビティの軸心部に保持するボス金型と、このボス金型を軸心に沿って移動させて前記第１の金型に対して接離させることにより、前記フィルムゲートを開閉するボス金型移動手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、前記ボス金型移動手段が第１の金型に対してボス金型を接近させることで、前記フランジ部と第１の金型とが当接して前記フィルムゲートを遮断し、前記スプルー及びランナーと回転体とが、金型内で、金型動作のみで分離される。従って、開型後に回転体をランナーから分離するための後工程を省略できる。
【００１２】
上記構成において、前記ボス金型移動手段が、前記第２の金型の軸心に沿って往復移動可能なピンを備えることが好ましい。
かかる構成によれば、前記ピンを移動させることによって、前記ボス金型が第１の金型に対して容易に接離することができ、前記フィルムゲートの開閉を簡単に行うことができる。
【００１３】
上記構成において、前記ボス金型におけるフランジ部の外周面が、前記第１の金型の内周面に密に内嵌可能に構成されることが好ましい。
かかる構成によれば、前記ボス金型におけるフランジ部の外周面が、前記第１の金型の内周面に密に内嵌することによって、前記フィルムゲートが確実に遮断される。従って、前記回転体を構成する前記キャビティ内の樹脂とランナー部分の樹脂とが、確実に分離される。
【００１４】
また、前記ボス金型におけるフランジ部と前記第１の金型とが、前記フィルムゲート付近にある樹脂をせん断可能に接するよう構成されているのが好ましい。
かかる構成によれば、フランジ部と前記第１の金型とが接する際に、前記フィルムゲート付近にある樹脂をせん断するので、フランジ部と前記第１の金型との界面に樹脂が付着し難い。従って、成形後の回転体にバリが付着し難いので、バリ取りの後工程を設ける必要がない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回転体をインサート成形するにあたって、スプルー及びランナーと回転体とが、金型内で、金型動作のみで分離されるので、簡便な構成で工程を単純化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、回転体としての樹脂製プーリ１１の作製を例に挙げて、本発明の樹脂成形方法及び射出成形装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形装置の要部断面説明図である。この射出成形装置は、可動側金型３と固定側金型２とを備えている。可動側金型３は、樹脂製プーリ１１のディスク面５１等を形成する第２の金型としての可動側キャビティ型３３と、成形時にアンダーカット部となる樹脂製プーリ１１のＶ溝形状部５２を形成する一対のスライドキャビティ型３１とを備えている。
一方、固定側金型２は、樹脂を注入する際の流路となるスプルー７がその軸心に沿って形成されたスプルーブッシュ２０と、このスプルーブッシュ２０に隣接配置され且つ環状金属部材としての転がり軸受５を介して可動側キャビティ型３３に対向して配置され、スプルー７とランナー８と樹脂製プーリ１１のディスク面５１等とを連続して形成する第１の金型としての固定側キャビティ型２１とを備える。前述したスライドキャビティ型３１を開閉する為の一対のアンギュラピン２２が、前記固定側金型２に固定されている。
【００１７】
前記固定側キャビティ型２１と可動側キャビティ型３３との間には、前記転がり軸受５を支持するとともに、前記固定側キャビティ型２１との間にランナー８及びフィルムゲート９を形成するボス金型４が配設されている。より詳細には、このボス金型４は、その軸部４１に前記樹脂製プーリ１１を構成する転がり軸受５が外嵌し、前記可動側キャビティ型３３に設けられた支持孔３４に着脱可能に嵌入される。これにより、前記転がり軸受５は、成形型のキャビティ１０の中心に支持される。前記軸部４１の一方軸端には径方向外向きにフランジ部４２が一体形成され、当該フランジ部４２の内側面は、前記転がり軸受５を密着して受け止める。そして、前記フランジ部４２の外側面の外周縁部と前記固定側キャビティ型２１との間で、転がり軸受５の外周端面側から径方向外向きに放射状に溶融樹脂を注入させる環状のフィルムゲート９が形成される。
樹脂が充填されるキャビティ１０は、ボス金型４、スライドキャビティ型３１、可動側キャビティ型３３、及び固定側キャビティ型２１により構成される。
【００１８】
図１〜３に示すように、本実施形態に係る射出成形装置は、成形された樹脂製プーリ１１を成形型から突き出すためのエジェクタピン６１ａ，６１ｂと、その先端部が前記軸部４１の内周面に係止されたボス金型移動手段としてのゲート切断ピン７０と、を備えている。これらのピン６１ａ，６１ｂ，７０は、その基端部が、射出成形装置に付設された図１〜３における上下方向に駆動する手段（例えば、油圧シリンダー等）が接続されている突き出しバー（図示せず）と連動する突き出しプレート６２（６２ａ、６２ｂ）に一体的に取り付けられている。前記エジェクタピン６１ａ，６１ｂは、前記突出しプレート６２ａの上下動に従って上下動するものであって、図面における上方向に移動する際、隣接配置されている転がり軸受５のプーリ部分を突き上げることによって固定側金型２側に押し上げる。前記ゲート切断ピン７０は、前記突出しプレート６２ｂの上下動に従って上下動し、これによって、キャビティ１０内で前記可動側キャビティ型３３及び固定側キャビティ型２１の軸心に沿って、前記ボス金型４が前記固定側キャビティ型２１に対して接近又は離間する。又、前記ゲート切断ピン７０及びボス金型４の軸心には、これらを貫通し、また、その先端部がランナー８側に突出するように、センターピン６０が配置されている。
【００１９】
前記ボス金型４のフランジ部４２の外周面は、前記固定側キャビティ型２１の内周面に密に内嵌可能に構成されている。これによって、前記ゲート切断ピン７０を、図１〜３における上方向に駆動して、前記ボス金型４を前記固定側キャビティ型２１に接近させると、前記フランジ部の４２外周面の周縁部が、前記固定側キャビティ型２１内周面と接触して前記環状のフィルムゲート９が遮断される。
図２に示すように、成形開始時には、可動側金型３と固定側金型２は閉じており、ボス金型４は転がり軸受５の一側面（固定側キャビティ型２１側の側面）に密着した状態にある。成形時、樹脂は射出成形装置のノズルよりスプルーブッシュ２０内のスプルー７、スプルー７に連通するランナー８、及びフィルムゲート９を経て、キャビティ１０内に注入される。注入された樹脂がキャビティ１０に充填された後、キャビティ１０内の樹脂圧力は所定圧力に増大されていく。続いて一定時間所定圧力に保持する保圧状態とする。このときフィルムゲート９部分の樹脂の硬化が始まる。
図３に示すように、前記フィルムゲート９部分の樹脂の硬化が進行する際に、油圧シリンダー（図示せず）を駆動して前記突出しプレート６２ｂを上方向に移動させることによって、前記ゲート切断ピン７０とこれに係止されたボス金型４とをスプルー７側に押し上げ、前記固定側キャビティ型２１の内周面とフランジ部４２の外周面とで前記フィルムゲート９を遮断する。すると、キャビティ１０内で成形された樹脂製プーリ１１は、せん断によって、スプルー７及びランナー８側の樹脂から分離される。その後、フィルムゲート９部分で樹脂が分断された状態で樹脂の硬化が進行する。
【００２０】
更に、樹脂を硬化又は固化させるために一定時間保持した後に、可動側金型３を後退させるとともに、スライドキャビティ型３１をアンギュラピン３２により金型の外方向にスライドさせ、成形された樹脂製プーリ１１が取り出し可能な状態にまで金型を開く。ここで、スプルー７及びランナー８部を構成する樹脂は、センターピン６０の先端部と一体化して硬化しているので、金型を開くとき、センターピン６０とともに可動側金型３側と一体に移動する。従って、スプルー７及びランナー８は、固定側キャビティ型２１内に残らない。この後、図４に誇張して示すように、スプルー７及びランナー８は、成形された樹脂製プーリ１１とボス金型４とによる複合体から分離される。更に、射出成形装置に付設された突き出しバー（図示せず）により突き出しプレート６２ａを移動させ、エジェクタピン６１ａ，６１ｂを固定側方向（図面において上方向）に突き出すことによって、樹脂製プーリ１１及びボス金型４をキャビティ１０から取り出す。次いで、ゲート切断ピン７０を固定側方向（図面において上方向）に移動させることによって、ボス金型４を転がり軸受５の中心孔から引き出して前記樹脂製プーリ１１を取り出すことができる。
【００２１】
このように、本発明の射出成形装置では、前記固定側キャビティ型２１に対して前記ボス金型４が接近又は離間するように往復移動するゲート切断ピン７０を当該ボス金型４に連結するだけであり、また、前記ゲート切断ピン７０を駆動する装置に関しても成形された樹脂製プーリ１１を押し出すための従来から用いられているエジェクタピン６１ａ，６１ｂと同様に金型外に設けることができる。従って、従来の成形型の構造を大幅に改変することなく、かかる構成を導入することができるという設計上の利点がある。
【００２２】
尚、図２及び図３においては、説明のため、フィルムゲート９の厚みを誇張して描いているが、より薄く設計することができる。
又、前記フィルムゲート９の遮断及び再解放を行うタイミングは、樹脂の種類や硬化条件によって適宜変更可能であるが、ゲート切断ピン７０の移動に伴ってボス金型４が上方へ移動してもキャビティ１０内のフィルムゲート９付近に存在する樹脂が変形しない程度の硬さを有するタイミングで、前記ゲート切断ピン７０の移動を行うことが好ましい。
又、フィルムゲート９の厚さが非常に薄くゲート遮断による樹脂の歪みが非常に小さい場合は、樹脂硬化完了後に、ゲート切断ピン７０の移動に伴うボス金型４の移動によって樹脂の切断を行うこともできる。
【００２３】
又、前記固定側キャビティ型２１の前記ランナー８を構成する部分の内周面と前記フランジ部４２の外周面とのそれぞれに、互いに平行となる角度で傾斜する略円錐形状の傾斜部分を設けて、前記ゲート切断ピン７０を駆動することによって、前記フランジ部４２の外周面の傾斜部分が前記固定側キャビティ型２１のランナー８を形成する傾斜部分の内周面に密に内嵌するようにしてもよい。
【００２４】
本発明により成形される樹脂製プーリ１１の樹脂材料としては、特に限定されないが、フェノール系樹脂にガラス繊維等の繊維状強化材を含有させた樹脂組成物や、ポリアミド系樹脂からなる樹脂母材に繊維状強化材を含有させた樹脂組成物、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）に繊維状強化材を含有させた樹脂組成物等を用いるのが好ましい。樹脂製プーリ１１として必要な耐磨耗性、強度及びコストを考慮すると、フェノール系樹脂を含む樹脂材料が特に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の射出成形装置の一実施形態の要部断面説明図である。
【図２】図１に示される射出成形装置の射出工程後における断面説明図である。
【図３】図１に示される射出成形装置の遮断工程における断面説明図である。
【図４】本発明の樹脂成形方法によって金型から押し出された成型品並びにこの成形品から分離されたスプルー及びランナーを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
２      固定側金型
３      可動側金型
４      ボス金型
５      転がり軸受（環状金属部材）
７      スプルー
８      ランナー
９      フィルムゲート
１０    キャビティ
１１    樹脂製プーリ（回転体）
２１    固定側キャビティ型（第１の金型）
３３    可動側キャビティ型（第２の金型）
４１    軸部
４２    フランジ部
７０    ゲート切断ピン
【図１】
2008265016.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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