(57)【要約】【課題】３ｍｍ程度の小径の薄肉で有底円筒状の部品用の射出成形装置の金型構造を提供する。さらに、該円筒上部の開口の周辺に円形のフランジ部分を、該フランジ部分の下部にも円筒を取り囲むフランジ形状の円形凸形状部を有する有底円筒状の部品を提供する。【解決手段】３つ以上の射出孔を有し、金型を閉じた状態で該各射出孔に対向する中心金型ピンの先端上部に斜面を設け、該金型ピンが樹脂射出時に中心軸を維持する金型構造である。射出孔が中心軸に対する同心円上に設けられている。中心金型ピンの先端上部の断面構造が凹型である。２〜４ｍｍの小径の薄肉で長さ４０〜６０ｍｍの上部が開口した有底円筒状の部品であって、該フランジ部分の円筒下部中間部にも円筒を取り囲むフランジ形状の円形凸形状部を有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つ以上の射出孔を有し、
金型を閉じた状態で該各射出孔に対向する中心金型ピンの先端上部に斜面を設け、該斜面と前記射出孔を対向配置させることにより上記該金型ピンが樹脂射出時に中心軸を維持することを特徴とする射出成形機の金型構造。
【請求項２】
前記射出孔が中心軸に対する同心円上に設けられていることを特徴とする前記請求項１記載の射出成形機の金型構造。
【請求項３】
前記中心金型ピンの先端上部の断面構造が凹型であり、前記斜面が該凹型形状の一部であることを特徴とする前記請求項１、または２記載の射出成形機の金型構造。
【請求項４】
前記断面構造が、湾曲した皿状、逆円錐形状、または断面台形形状であることを特徴とする前記請求項３記載の射出成形機の金型構造。
【請求項５】
前記中心金型ピンの先端上部の断面構造が凸型であり、前記斜面が該凸型形状の一部であることを特徴とする前記請求項１、または２記載の射出成形機の金型構造。
【請求項６】
前記断面構造が、湾曲した逆皿状、円錐形状、または断面台形形状であることを特徴とする前記請求項５記載の射出成形機の金型構造。
【請求項７】
２〜４ｍｍの小径の薄肉で長さ４０〜６０ｍｍの上部が開口した有底円筒状の部品であって、
該円筒上部の開口の周辺に円形のフランジ部分を、また、該フランジ部分の円筒下部中間部にも円筒を取り囲むフランジ形状の円形凸形状部を有することを特徴とする小径の薄肉で有底円筒状の部品。
【請求項８】
前記上部が開口した有底円筒状の部品が、スマート・ホンの線状アンテナ収容部であり、前記フランジ部分の円筒下部中間部の円筒を取り囲むフランジ形状の円形凸形状部が前記円筒上部の開口の周辺の円形のフランジ部分との間にＯリングを収納固定するための構造であることを特徴とする前記請求項７記載の有底円筒状の部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、図1に示されるような、約３ｍｍ程度の小径の薄肉で有底円筒状の部品用の射出成形装置の金型構造、並びに該成形された部品形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図1に示されるような、径３ｍｍ程度で小径の薄肉で有底円筒状の部品（以下、製品という。）を射出成形で製造するのは困難であった。図２は、上記図１の部品の横断面図及び側面図（９）を示す。なお、上記有底円筒状の部品（製品１）は、円筒部分の上部５は開口し、底部６は封止されている。いわば、極端に細長いコップのイメージである。該円筒形状２はストローを連想すればよい。すなわち、ストローを所定の長さに切って底面を付けた形状とイメージされる。開口部には円形のフランジ３が設けられる。
【０００３】
上記小径の薄肉で有底円筒状の部品は、図３に示されるように、例えば、スマート・ホン１９のロッド・アンテナ１５の収納部１２に用いられる。スマート・ホンには、ワンセグを受信するため、線状の二段、もしくは三段の伸縮型ロッド・アンテナが収納される種類のものがある。
【０００４】
スマート・ホン筐体１０の内部は防水構造となっていて、上記ロッド・アンテナ収容部１は該防水構造の一部として備えられる。すなわち、アンテナ１５及びアンテナ収納部１２内部及びアンテナ収納空間１３には外部から水が入っても、該アンテナ収納部１２内部及びアンテナ収納空間１３からスマート・ホンの回路部分へは防水構造となっていて回路部分に水が浸透することがない。アンテナ１５と回路基板とは小さい孔を介した配線、あるいは、容量結合で接続される。小さい孔の場合、樹脂封止がなされる。
【０００５】
なお、図１に示されるように、円筒上部の開口５の周辺に円形のフランジ部分３を有し、また、該フランジ部分３の下部にも円筒を取り囲むフランジ形状の円形凸形状部４を有する。該円形のフランジ部分３とフランジ形状の円形凸形状部４との間には回路基板と共にアンテナ収容部１が筐体１０に組み立てられる時に図３に示されるようにＯリング１１が収納される。なお、Ｏリングは、アンテナ収納部１２への防水構造となる。
【０００６】
上記製品１は射出成形による製造が困難なため、従来の方法は、図１２に示されるように、ストロー５１を短く切り、上部フランジ５３及び底部５４を熱溶着等によって形成していた。しかし、この方法は量産化に適さないためコスト高になると同時に、仕上がりが悪く製品としての商品価値が劣るものであった。また、前記フランジ形状の円形凸形状部４（図１）を形成するのが困難であるので、開口の周辺に円形のフランジ部分５３を形成しただけの部品形状で間に合わせていた。このためＯリングが固定されず、装着後衝撃によりずれる等の不具合が生じ易かった。
【０００７】
前記小径の薄肉で有底円筒状の部品の射出成形が困難な理由は、以下のとおりである。
図４には、本発明の小径の薄肉で有底円筒状の部品の射出成形機の金型の断面構造を示す。図４の金型の樹脂射出孔２５の付近の拡大図を図８に示す。
【０００８】
図８に示されるように、金型の樹脂射出孔２５の先端には複数の樹脂射出用の小孔３１，３２，３３が空けられている。図８において、１が前記小径の薄肉で有底円筒状の部品１に相当し、上記小孔３１，３２，３３から射出された樹脂が図８における製品１を形成する空間に射出され、射出した後、３５の線で切り離されて製品１が成形される。なお、通常は上記射出孔は１つであり、これが本発明の従来例となる。
【０００９】
ところで、製品１は径３ｍｍ程度で長さが５０ｍｍ程度の小径の薄肉で有底円筒状の部品であるので、図８において、円筒の厚みＷが０．２ｍｍ程度とすると、金型の中心軸となるピン２１は径が約２．６ｍｍとなる。製品１の径が４ｍｍだとしても中心軸となるピン２１は径が約３．６ｍｍである。すなわち、中心軸となるピン２１は径が約３ｍｍ程度である。なお、ピン２１の長さは、図５に見られるように、上記製品１対応部で５０ｍｍ程度、及び金型構造上（金型ピン取り付け板２０と製品対応部の間）で５０ｍｍ程度となり、総計の長さ１００ｍｍ程度の線状のものとなる。
【００１０】
従来のように前記射出孔を１つで該製品１を製造しようとすると以下の問題が生じる。これを図１１によって説明する。
【００１１】
図１１において、図１１（ａ）のように前記射出孔２５の先端と前記金型ピン２１が正確に正対している場合は問題がない。樹脂は４５，４６の如く、ピン２１の左右に均等に分配されて射出される。しかし、前記のごとく、中心軸となるピン２１は径が約３ｍｍ程度で長さ１００ｍｍ程度の線状のものとなるので、射出孔２５の先端と前記金型ピンが正確に正対せず、ずれる可能性が高い。これが少しでもずれると、以下に述べるように、図１１（ｂ），図１１（ｃ）の如く、左右の薄肉部分（円筒の厚み）が不均一になってしまって、不良品になってしまう。なお、図１１（ｂ）は、射出孔２５の先端と前記金型ピン２１の軸が左右にずれた場合であり、図１１（ｃ）は、射出孔２５の先端と前記金型ピン２１の軸が斜行してずれた場合である。
【００１２】
図１１（ｂ），図１１（ｃ）の場合、樹脂の流れは４７，４８、あるいは４９，５０の如く、左右で不均一になってしまう。いずれも射出圧力が数トンにも及ぶため、少しのずれでも上記金型ピンの上部に掛かる圧力が不均等になり、金型ピンの上部を左右に（図の場合、左方に）傾けてしまうのである。
【００１３】
すなわち、円筒の筒部分の肉厚は０．２ｍｍ程度と薄肉であり、図４に示すように、製品１の円筒部分の外側金型（スライダ２３）の内部に円筒の中側中空部分を形成するための軸金型ピン２１を必要とするが、樹脂射出ピンゲートより射出される樹脂の速度は約２１０ｍ／ｓｅｃと高圧なため、ピンゲートから射出された樹脂が上記軸金型２１の頂上２７（図５)に激しくぶつかることにより、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、該軸金型ピン２１の頂上部２７が偏心してしまうのである。軸金型ピン２１の先端が偏心すると、前記円筒形状の肉厚が左右で不均となるので不良品となってしまう。
【００１４】
さらに、本発明の対象とする小径の薄肉で有底円筒状の部品は、図1に示されるように、円筒上部の開口５の周辺に円形のフランジ部分３を有する。また、該フランジ部分３の下部にも円筒を取り囲むフランジ形状の円形凸形状部４を有する。該フランジ形状の円形凸形状部４を形成するのは、射出成形以外では困難である。仮に、接着剤や熱溶着等で接着するとしても手間が掛かり、機械化が難しく量産に適さないためコスト的に引き合わない。
【００１５】
また、径が約３ｍｍ程度で長さ１００ｍｍ程度の線状のものを正確に射出孔の中心軸に合わせるのは困難であって、このため、本発明の形状の小径の薄肉で有底円筒状の部品を従来の射出成形の製法で製造することは事実上不可能であった。事実、このような製品を射出成形で請け負う工場は１社もなかったようである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、３ｍｍ程度の小径の薄肉で有底円筒状の部品用の射出成形装置の金型構造を提供し、さらに、該成形された部品形状であって、円筒上部の開口の周辺に円形のフランジ部分を、また、該フランジ部分の下部にも円筒を取り囲むフランジ形状の円形凸形状部を有する小径の薄肉で有底円筒状の部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は、前記従来の欠点を改良し、３つ以上の射出孔を有し、金型を閉じた状態で該各射出孔に対向する中心金型ピンの先端上部に斜面を設け、該斜面と前記射出孔を対向配置させることにより上記金型ピンが樹脂射出時に中心軸を維持することを特徴とする射出成形機の金型構造である。
【００１８】
さらに、前記射出孔が中心軸に対する同心円上に設けられていることや、前記中心金型ピンの先端上部の断面構造が凹型であり、前記斜面が該凹型形状の一部であることを特徴とする。また、前記断面構造が、湾曲した皿状、逆円錐形状、または断面台形形状であることを特徴とする。
【００１９】
あるいは、前記中心金型ピンの先端上部の断面構造が凸型であり、前記斜面が該凸型形状の一部であることを特徴とする。また、前記断面構造が、湾曲した逆皿状、円錐形状、または断面台形形状であることを特徴とする。
【００２０】
あるいはまた、本発明の有底円筒状の部品は、２〜４ｍｍの小径の薄肉で長さ４０〜６０ｍｍの上部が開口した有底円筒状の部品であって、該円筒上部の開口の周辺に円形のフランジ部分を、また、該フランジ部分の円筒下部中間部にも円筒を取り囲むフランジ形状の円形凸形状部を有することを特徴とする。さらに、前記上部が開口した有底円筒状の部品が、スマート・ホンの線状アンテナ収容部であり、前記フランジ部分の円筒下部中間部の円筒を取り囲むフランジ形状の円形凸形状部が前記円筒上部の開口の周辺の円形のフランジ部分との間にＯリングを収納固定するための構造であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の構成によれば、約３ｍｍ程度（２〜３ｍｍ）の小径の薄肉で長さ５０ｍｍ程度（４０〜６０ｍｍ）の有底円筒状の部品を射出成形で製造することが可能になった。また、該成形された部品形状であって、円筒上部の開口の周辺に円形のフランジ部分を、また、該フランジ部分の下部にも円筒を取り囲むフランジ形状の円形凸形状部を有する小径の薄肉で有底円筒状の部品を安価に大量に量産できると共に、該部品構造は、スマート・ホンの線状アンテナ収納部品としてＯリングの固定に有用であり、また、耐水性や仕上がり品質にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の３ｍｍ程度の小径の薄肉で有底円筒状の部品の斜視図である。
【図２】図１の本発明の有底円筒状の部品の横断面図及び側面図である。
【図３】本発明の有底円筒状の部品をスマート・ホン筐体に組み込んだ場合の説明図である。
【図４】本発明の有底円筒状の部品製造のための射出成型用金型の断面図である。
【図５】図４の射出成型用金型の引き離し動作の説明図である。
【図６】図４の射出成型用金型が開いた後スライドが開く動作の説明図である。
【図７】図４の射出成型用金型の製品押し出し動作の説明図である。
【図８】図４の射出成型用金型の樹脂射出孔付近の拡大図である。
【図９】本発明の図４の射出成型用金型の樹脂射出孔付近の動作説明図である。
【図１０】本発明の金型ピンの他の実施例を示す図である。
【図１１】図４の射出成型用金型の樹脂射出孔付近の従来の欠点の説明図である。
【図１２】従来のストローから製作されたアンテナ収容部品の断面図及び底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（発明の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の前提となる射出成形機の構造について説明する。
【００２４】
図４は、該射出成形機の主要部の断面構造を示す。図４は金型が閉まった状態を、図５は金型が開いた状態を、また、図６は製品取り出し動作状態を示す。
図４において、１６は移動側取り付け板、１７はエジェクタプレート、２１は金型ピン、２２はストリッパープレート、２３はスライド部品（スライダ）、１８は固定側取り付け板を示す。なお、２５はスプールランナー形成部である。
【００２５】
樹脂は図示されないスプールランナー部２５の右側２４から注入され、スプールランナー部２５の先端に空けられた樹脂射出孔から製品１の形成部（金型空間）に射出される。射出速度は、約２１０m／secである。２１は前記金型の中心軸となるピン２１であって、その先端（図の右側）は、径約３ｍｍ程度で、製品１に対応する部分の長さは５０ｍｍ程度の線状のものとなる。なお、この場合、図４において、スライダ２３の長さが製品１に対応する部分の長さも５０ｍｍである。
【００２６】
金型ピンの径が２ｍｍ以下では金型ピン先端の加工が難しく、金型ピンの径が４ｍｍ以上では本発明の効果が顕著ではない。また、該ピンの製品に対応する長さが６０ｍｍを越えると後述する中心維持力が十分働かず、該ピンの製品に対応する長さが４０ｍｍ以下の場合も本発明の効果が顕著ではない。
【００２７】
図５は、射出成形後の動作を示し、樹脂射出後、固定側から移動側が離脱し、製品１がスライダ２３に挟まれた状態で図面左側に摺動する。このとき、製品１とスプール間も強制的に切断される。その後、図６に示すように、スライダ２３が上下に開く。次いで、図７に示す如く、ストリッパープレート２２がスライダ２３及び製品１を右方に押し出す。製品は落下し、スプールランナーも別途アームロボットにより取り出されて、１サイクルが終了する。１サイクルは約０．５秒である。
【００２８】
（実施例１）
図８は、本発明の前記射出部、すなわち、スプールランナー部２５と金型ピン２１との間の空間の拡大図を示す。
【００２９】
本発明の射出部の先端には図８に示すように射出孔３１，３２，３３が３つ以上同心円上に設けられている。また、一方、前記金型ピン２１の上部先端には凹部３７が形成されている。該凹部の直径Ａは上記射出孔の設けられている同心円の直径より大きい。
【００３０】
このことにより、前記樹脂射出時に上記金型ピンの軸は左右前後にずれることがなく、中心に保たれる。
以下、その理由を図９を用いて説明する。
【００３１】
図９（ａ）は、金型ピン２１が正常に中心軸に保たれている状態を示す。射出された樹脂は４０に示すように金型ピンの上部凹部にぶつかり、その後４１，４２，４３，４４に示されるように左右前後の金型空間に流れていく。
【００３２】
図９（ｂ）は上記金型ピンの中心軸が左の方にずれた場合を示す。この場合、射出されて前記金型ピンの上部にぶつかる樹脂は、上記凹部は中心からの距離に応じて水平面となす角度が徐々に大きくなるように形成されているので、凹部の斜面にぶつかることにより金型ピンに対して左右への移動力の差を生じる。
【００３３】
図９（ｂ）のように、金型ピンが射出孔に対して左方にずれた場合、射出孔３１から射出された樹脂が上記凹部にぶつかり、金型ピンを左方向に押す力（ベクトル力）は、射出孔３２から射出された樹脂が上記凹部にぶつかり、金型ピンを右方向に押す力（ベクトル力）より小さい。なお、実際は、射出孔が同心円上に存在するので、全周方向に上記と同様の中心への移動力が働く。
【００３４】
このことにより、金型ピンの先端は中心方向に移動し、結果的に金型ピンは射出孔３１，３２と金型ピン２１の先端間にずれがあっても、常に金型ピンは射出孔の同心円の中心に保たれることになるのである。
【００３５】
このフィードバック動作は、図９（ｃ）のように金型ピンの中心軸の角度が少しずれた場合でも同じである。金型ピンの中心軸の角度がずれたことにより、射出される樹脂の前記凹部にぶつかるときの凹部の角度が変わるので、射出される樹脂の前記凹部にぶつかるときの左右へのベクトル力に差が生じ、常にピンの先端を中心方向に維持させるフィードバック力が発生する。
【００３６】
このようにして、射出孔と金型ピンの先端間に軸の位置ずれや軸の角度ずれが多少あっても、常に金型ピンは射出孔の同心円の中心に保たれることになる。
【００３７】
（実施例２）
前記実施例１では、金型ピン２１の先端は凹部であったが、前記動作説明で理解されるように、金型ピンの先端は凹部（図１０（ａ））に限らず、図１０（ｂ）のように、逆円錐状でもよい。
【００３８】
図１０（ｂ）の場合、金型ピンの先端が左右にずれても樹脂のぶつかる斜面の角度は図９（ｂ）のようには変わらないが、左右にずれることにより樹脂のぶつかるまでの距離に差が生じ、実施例１と同様中心軸を維持する力が働く。
【００３９】
（実施例３）
また、射出孔と相対する金型ピンの先端に斜面があればいいので、前記射出孔の存在する同心円上と対応する以外の金型ピン２１の先端形状は平坦でもあるいは他の形状でもよい。図１０（ｃ）は、金型ピン２１の先端の断面形状が台形の場合を示す。動作は図１０（ｂ）と同じである。逆角錐形状でもよい。例えば、射出孔が３つの場合、逆３角錐形状が考えられる。
【００４０】
（実施例４）
射出孔の数は３つ以上であれば、いくつでもよい。円周全方向に中心軸維持力が働く必要があるので、射出孔は最低でも３つは必要である。これら射出孔は同心円上に設けられるのが望ましい。ただし、上記のように、中心軸への維持力の働く射出孔や金型ピンの先端形状であれば他の形態も考えられる。
【００４１】
例えば、射出孔の大きさを変えれば、必ずしも同心円上に設けなくても前記同様の左右前後でバランスの取れた中心軸維持力を生じさせることはできる。
また、射出孔の大きさとこれに相対する金型ピン先端の斜面の角度を調整すれば、さらにバランスの取れた中心軸維持力を生じさせるような金型ピンの先端凹部の形状も種々考えられる。
【００４２】
（実施例５）
前記の原理的説明で理解されるように、前記複数の射出孔と対抗する金型ピンの先端部分に斜面が存在し、各射出孔から射出される樹脂がピン上面にぶつかるときに生じる水平方向の分力が互いに引き合い、もしくは、押し合い、結果として、ピン先端の形状が上記分力のバランスによってピンの先端を中心に維持する構造であればよい。
【００４３】
従って、前記実施例の如く、金型ピンの上端は断面凹型形状のみならず、凸型形状でよいことも理解される。図は省略するが、凸型形状としては前記と逆で、山型（まんじゅう形状）、円錐型、角錐型、その他、中心維持力の働く形状のいずれでもよい。
【００４４】
前記射出部、すなわち、スプールランナー部２５と金型ピン２１との間の空間は、製品の底面に相当する箇所である。従って、製品仕様によって、底面の断面構造が最も適した金型ピンを用いればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の小径薄肉の有底円筒状部品の射出成形装置の金型構造によれば、径３ｍｍ程度で小径の薄肉で有底円筒状の部品を射出成形で製造することが可能となるので、品質のよい上記形状の製品を量産化でき、コストも低減できると共に、従来の方法では困難であった円筒中間部のフランジ形状の凸形状部分（棚部分）の形成も問題がない。このため、産業上の利用性が高い。
【００４６】
また、上記３ｍｍ程度の小径の薄肉で有底円筒状、かつ、該円筒の中間部分にフランジ形状の凸形状部分（棚部分）を有する部品は、例えば、スマート・ホンのアンテナ収容部に用いた場合、Ｏリングを固定する効果があるので、アンテナ収容部の信頼性が高まる。このため、産業上の利用性が高い。
【符号の説明】
【００４７】
１  製品（アンテナ収容部）
２  円筒
３  フランジ
４  フランジ形状の円形凸形状部
５  開口
６  底部
１０  筐体
１１  Ｏリング
１２  アンテナ収納部
１５  アンテナ
１６  移動側取り付け板
１７  エジェクタプレート
１８  固定側取り付け板
２０  移動側金型ピン取り付け板
２１  金型ピン
２２  ストリッパープレート
２３  スライド部品
２５  スプールランナー形成部  
３１，３２，３３  射出孔
【図１】
2013220563.tif 000003
【図１２】
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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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