放熱構造を有する射出成形金型およびその成形品
【課題】 金型内におけるコアの偏心や修正等を行うことなく、金型内における放熱が効率的に行えるようにする。
【解決手段】 外縁部32と軸部33を有し、これらの一端側Aには略円形の端板30が一体に設けられ、該端板30により一端側Aがほぼ閉じられた構造となされ、他端側Bは開放された構造の給紙ローラー31であって、前記外縁部32と軸部33との間には略C形の肉抜き部34が形成され、肉抜き部34の両端が開放部44・45となされているような場合において、前記外縁部32に放熱用スリット41・42・43を設けることにより、射出成形時のコア内の放熱が効率的に行われる。
【解決手段】 外縁部32と軸部33を有し、これらの一端側Aには略円形の端板30が一体に設けられ、該端板30により一端側Aがほぼ閉じられた構造となされ、他端側Bは開放された構造の給紙ローラー31であって、前記外縁部32と軸部33との間には略C形の肉抜き部34が形成され、肉抜き部34の両端が開放部44・45となされているような場合において、前記外縁部32に放熱用スリット41・42・43を設けることにより、射出成形時のコア内の放熱が効率的に行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出成形品に肉抜き部を設ける場合において、射出成形時における成形品内部の放熱が促進されるようにした射出成形金型およびその成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、射出成形における成形品の変形を防止するために、成形収縮率の低い樹脂材料や異方性の少ない樹脂材料が使用されたりしているが、射出成形の条件や成形品の用途によっては、前述した樹脂材料を使用できない場合がある。
【0003】
また、基本的に金型内部の温度分布を均一化すれば、樹脂材料自体の配向要因を除いて、成形品の変形を有効に防止することができるため、金型のコア等における蓄熱箇所に複数の冷却水路を適宜配設して射出成形後の金型の温度低下を促進させることにより、成形品各部の温度差を少なくすることも行われている。
【非特許文献1】有方広洋著「射出成形加工の不良対策」日刊工業新聞社2003年等
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、例えば成形品における肉抜き部の厚さが薄い場合、該肉抜き部を形成するためのコアには冷却水路を配設するための十分なスペースが確保できないため、冷却水による放熱が行えないこととなる。また、このような場合に、金型材料としてベリリュウム合金等の放熱性の高いものが使用されたりしているが、前記ベリリュウム合金等は一般に硬度が低いため、金型としての寿命が短いという欠点がある。
【0005】
この他、射出成形時における金型内の蓄熱による成形品の変形を予想して、予めコアを所定寸法だけ偏心させたり、或いは成形品の状態をみてコアを部分的に設計変更等して成形品の寸法精度を向上させたりしている。
【0006】
しかしながら、前記の場合、金型構造が複雑になることから、金型の製作に手間と時間とコストがかかるという問題がある。
【0007】
本発明の目的は、金型のコアに冷却水路を設けることができない場合でも、金型内におけるコアの偏心や修正等を行うことなく、金型内における放熱を効率的に行うことができる射出成形金型およびその成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項1記載の本発明は、内部に肉抜き部を有する射出成形品において、肉抜き部の外側の壁部に一または複数の放熱用開口部が形成された射出成形品に関するものである。前記開口部の形状は、成形品の放熱を促進するために、任意に設計される。
【0009】
請求項2記載の本発明は、端板の一面に、横断面略C形の外縁部が形成され、外縁部の内方には同心状に軸部が設けられ、軸部と前記外縁部との間が肉抜き部となされたローラー状の射出成形品であって、前記外縁部には、放熱用開口部として、軸方向に伸びるスリットが形成されているものである。なお、前記スリットの数、長さおよび幅は、成形品の形状に応じて適宜設計される。
【0010】
請求項3記載の本発明は、前記請求項2記載の射出成形品について、スリットが外縁部の中央および両端寄り部分に形成されていることを特徴とするものである。
【0011】
請求項4記載の本発明は、前記請求項2記載の射出成形品について、スリットが外縁部の両端寄り部分に形成されていることを特徴とするものである。
【0012】
請求項5記載の本発明は、前記請求項1記載の射出成形品を成形するための射出成形金型であって、可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用突条が設けられ、可動側型板上には前記肉抜き部形成用突条に対して、その外方から接近自在な所要数のスライドコアが配置され、該スライドコアにおける肉抜き部形成用突条側面には開口部形成用凸部が設けられ、型閉め時にスライドコアの開口部形成用凸部が肉抜き部形成用突条の外側面に当接するようになされているものである。
【0013】
請求項6記載の本発明は、前記請求項2〜請求項4記載の射出成形品を成形するための射出成形金型であって、可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用の略C形突条が設けられ、可動側型板上には前記肉抜き部形成用略C形突条に対して、その外方から接近自在な所要数のスライドコアが配置され、該スライドコアにおける前記肉抜き部形成用略C形突条側面が略C形突条に対応する凹弧面となされ、且つ該凹弧面にスリット形成用凸部が設けられており、型閉め時にスライドコアのスリット形成用凸部が肉抜き部形成用略C形突条の外側面に当接するようになされているものである。
【0014】
請求項7記載の本発明は、可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用の突条が設けられ、可動側型板上には前記突条に対して、その外方から接近するスライドコアが配置され、このスライドコアにおける前記突条に対向する面は前記突条の形状に応じた面を有し、且つこの面にスリット形成用凸部が設けられ、型閉め時に前記スリット形成用凸部が前記突条の外側面に当接する射出成形金型に関するものである。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係る射出成形金型およびその成形品によれば、射出成形時において、成形品の肉抜き部を形成するための金型の肉抜き部形成用突条の外側面に、金型のスライドコアにおける成形品の開口部(スリット等)形成用凸部が当接することにより、肉抜き部形成用突条の熱が前記開口部(スリット等)形成用凸部を伝ってコア外方へ容易に排出されるため、射出成形直後のコアの放熱が効率的に行われ得る。
【0016】
そのため、金型の肉抜き部形成用突条に冷却水路を設けるためのスペースが確保できない場合でも、従来のように、熱伝導性の高い金型材料を使用したり、コアを偏心させたり、或いは金型の複雑な設計変更等を行わなくても、射出成形時における成形品の熱変形を有効に防止することができる。
【0017】
また、前述したように、本発明によれば、射出成形直後のコアの放熱が効率的に行われるため、射出成形の工程時間が短縮化でき、経済的な射出成形が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
次に、本発明の実施形態を図面に従って説明するが、本発明は以下に述べる実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【0019】
本実施形態は、図1および図2に示すような事務機用給紙ローラー31の成形に係るものである。すなわち、給紙ローラー31は、外縁部32と軸部33を有し、これらの一端側Aには略円形の端板30が一体に設けられ、該端板30により当該給紙ローラー31の一端側Aがほぼ閉じられた構造となされ、他端側Bは開放された構造となされている。
【0020】
前記外縁部32と軸部33との間には略C形の肉抜き部34が形成され、肉抜き部34の両端が開放部44・45となされている。また、前記軸部33にも複数の肉抜き部35a・35b・36a・36b・37a・37bが設けられ、そして、外縁部32の三箇所に当該ローラー31の軸方向に伸びる所定幅の放熱用スリット41・42・43が形成されている。
【0021】
次に、前述した形状の給紙ローラー31を成形するための射出成形金型の構造について説明すると、図3に示すように、射出成形金型1において、固定側取付板2の下側にストリッパープレート3が配置され、ストリッパープレート3の下側に固定側型板4が設けられており、固定側型板4の下面中央に形成された凹部5には、該凹部5の深さと同一厚さの固定側コア6が嵌め入れられて、固定側コア6下面と固定側型板4下面とが面一となされている。
【0022】
また、可動側型板7の上面中央にも凹部8が形成され、該凹部8にはその深さよりも厚い肉厚を有する可動側コア9が嵌め入れられて、可動側型板7の上面中央において可動側コア9が上方に突出した構造となされている。
【0023】
更に、可動側コア9の上面中央寄り部分には、前記給紙ローラー31における略C形の肉抜き部34を形成するための平面から見て略C形の肉抜き部形成用突条12が設けられている。また、可動側コア9の上面中央には可動側型板7から伸びる突出部11が位置している。
【0024】
そして、固定側型板4と可動側型板7との間には、後述するスライドコア13・14・15が設けられており、スライドコア13・15にはアンギュラピン16・17が挿通されていると共に、スライドコア13・14・15の後退側にはロッキングブロック18・19が配置されている。前述した固定側コア6、可動側型板7およびその突出部11、可動側コア9並びにスライドコア13・14・15等によりキャビティ20が形成されている。
【0025】
この他、前記固定側取付板2の中央にはロケートリング21およびスプルーブッシュ22が設けられ、スプルーブッシュ22下方にはキャビティ20へ伸びるスプルーランナー23が形成されている。
【0026】
図4および図5に示すように、可動側型板7におけるパーティング面付近においては、前記キャビティ20に対して、その左右両側および同図上側の三方向からスライドコア13・14・15が接近自在に配置され、各スライドコア13・14・15におけるキャビティ20側面は前記略C形の肉抜き部形成用突条12の曲率に対応した凹弧面となされ、そのほぼ中央には給紙ローラー31のスリット41・42・43を形成するためのスリット形成用凸部24が設けられている。
【0027】
そして、図4に示すように、可動側型板7上面における平面から見て略C形の肉抜き部形成用突条12の外側面に前記各スライドコア13・14・15のスリット形成用凸部24が当接するようになされている。
【0028】
また、可動側型板7における突出部11は、その先端部11aが前記略C形の肉抜き部形成用突条12の内方まで進入するものであり、突出部11の先端部11aの外側における可動側コア9上面には、給紙ローラー31の軸部33における肉抜き部35a・35b・36a・36b・37a・37bを形成するための肉抜き用小突起25a・25b・26a・26b・27a・27bが設けられている。
【0029】
本実施形態の給紙ローラー31の構造およびこれを成形するための金型1によれば、図6の左半部に示すように、略C形の肉抜き部形成用突条12と給紙ローラー31のスリット41・42・43を形成するためのスリット形成用凸部24とが当接されるため、略C形の肉抜き部形成用突条12における射出成形直後の熱がスリット形成用凸部24を介して冷却水路50側へ伝達されるため、特に前記肉抜き部形成用突条12および成形品である給紙ローラー31の放熱が促進され得る。従って、給紙ローラー31の肉抜き部34および特にその両端開放部44・45における熱変形が有効に防止され得る。
【0030】
一方、図6の右半部に示すように、前記給紙ローラー31のようなスリット41・42・43を有しない給紙ローラー51の場合、略C形の肉抜き部形成用突条12における射出成形直後の熱は、金型1および給紙ローラー51に蓄熱された状態となるため、その肉抜き部の両端開放部位における熱変形が生じ易い。
【0031】
[評価試験]
【0032】
次に、前述した給紙ローラー31におけるスリット41・42・43の有無に起因する射出成形時の蓄熱状態および給紙ローラー31の変形度合い等を調べるため、以下の評価試験を行った。
【0033】
(試験1)
【0034】
先ず、本実施形態に係る三つのスリット41・42・43を備えた給紙ローラー31とスリット41・42・43を有しない給紙ローラーとを射出成形した場合における射出成形直後のローラー内部の温度を比較した。
【0035】
図7に示すように、スリット41・42・43が形成された本実施形態に係る給紙ローラー31の略C形肉抜き部34の中央部34aでは74℃であったのに対し、図8に示すスリットのない給紙ローラー51の場合、その略C形肉抜き部52の中央部52aでは95℃であった。従って、スリット41・42・43を有する給紙ローラー31における肉抜き部34の中央部34aとスリットのない給紙ローラー51における肉抜き部52の中央部52aとで21℃もの温度差が認められた。
【0036】
そして、脱型後の前記各給紙ローラー31・51における熱収縮の状態を比較したところ、本実施形態に係る給紙ローラー31では、図9に示すように、二点鎖線81で示した射出当初の形状に対し、実線82で示した射出成形後の形状が、給紙ローラー31全体にわたってほぼ均一に僅かな熱収縮を生じたものであったのに対し、スリットがない給紙ローラー51では、図10に示すように、二点鎖線83で示した射出当初の形状に対し、実線84で示した射出成形後の形状が、肉抜き部52の両端開放部位53a・53bにおいて内方へ大きく変形したものとなった。
【0037】
次に、図1に示すように、本実施形態に係る給紙ローラー31の一端側(閉止側)Aと他端側(開放側)Bにおける合計9箇所(No.1〜No.9)とスリットがない給紙ローラー51における同部位での熱収縮率を測定した。測定結果を表1(一端側A)および表2(他端側B)に示す。具体的には、表1および表2には、前記測定部位(No.1〜No.9)における理論値と射出成形後の実測値(変位後)との比較に基づく熱収縮率が記載されている。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】
先ず、給紙ローラーの一端側Aでは、表1に示すように、本実施形態による給紙ローラー31(スリット有り)の方がスリットのない給紙ローラー51に比べて全体的に収縮率が小さく、特に給紙ローラーの肉抜き部両端における開放部位であるNo.1〜No.3およびNo.7〜No.9において、本実施形態による給紙ローラー31の方がスリットのない給紙ローラー51に比べて大幅な熱収縮率の低下が認められた。このことは、特に射出成形直後に熱変形し易い肉抜き部両端の開放部位において、本実施形態による給紙ローラー31が安定した形状を維持していることを示している。
【0041】
また、給紙ローラーの他端側Bにおいても、表2に示すように、本実施形態による給紙ローラー31の方がスリットのない給紙ローラー51に比べて全体的に熱収縮率が小さいことが認められた。
【0042】
(試験2)
【0043】
次に、前述した実施形態における給紙ローラー31の変形例として図11に示す給紙ローラー61についても図12に示すスリットのない比較例の給紙ローラー71との対比で、それらの射出成形直後の温度分布や熱収縮率等を測定した。
【0044】
図11に示すように、給紙ローラー61は、外縁部62と軸部63を有し、これらの一端側Aには略円形の端板60が一体に設けられて、一端側Aがほぼ閉じられた形状となされ、他端側Bは開放された形状となされている。そして、外縁部62と軸部63との間には略C形の肉抜き部64が形成され、また軸部63にも複数の肉抜き部65a・65b・66a・66bが設けられている。そして、外縁部62のニ箇所に放熱用スリット67a・67bが形成されており、また前記略C形肉抜き部64の両端が開放部68・69となされている。
【0045】
前記給紙ローラー61の場合、スリット67a・67bが二箇所であるため、アンダカット処理のためのスライドコアもニ箇所で済む。そして、各スリット67a・67bの幅を1mm、2mm、3.2mmとした場合と図12に示したスリットを設けない給紙ローラー71の場合について射出成形直後の給紙ローラーの温度分布および熱収縮率を図11および図12におけるNo.10〜No.12の三箇所で測定した。
【0046】
図13に示すように、給紙ローラー61の略C形肉抜き部64の中央部64aにおいては、スリット67a・67bの幅が1mmの場合の温度は76℃であり、図14および図15に示すように、スリット67a・67bの幅を2mmの場合(図14)および3mmの場合(図15)はそれぞれ75℃であった。一方、図16に示すように、外縁部72にスリットを設けなかった給紙ローラー71の場合には、その略C形肉抜き部74の中央部74aにおける温度は79℃であり、従って、前記スリット67a・67bを設けた給紙ローラー61について、若干の温度低下が認められた。また、同給紙ローラー61の肉抜き部64両端の開放部位64bにおいては、スリット67a・67bの幅を1mmとした場合が72℃(図13)、2mmとした場合(図14)および3mm(図15)とした場合がそれぞれ70℃であった。一方、外縁部72にスリットを設けなかった給紙ローラー71の場合、その肉抜き部74両端の開放部位74bにおける温度は76℃であり(図16参照)、前記スリット67a・67bを設けた給紙ローラー61について、明確な温度低下が認められた。
【0047】
次に、前記スリット67a・67bを有する給紙ローラー61とスリットを有しない給紙ローラー71について、図11および図12における前記測定部位(No.10〜No.12)での理論値と射出成形後の実測値との比較に基づく熱収縮率を測定した。測定結果を表3に示す。
【0048】
【表3】
【0049】
測定結果によれば、両給紙ローラー61・71における肉抜き部64・74の両端の開放部位64b・74b(No.10とNo.13)において、スリット67a・67bを有する給紙ローラー61の方がスリットを有しない給紙ローラー71よりも明確に低い熱収縮率が認められた。また、熱収縮率はスリット67a・67bの幅が広い方が低い値となっていることから、スリット67a・67bの存在による熱収縮率の低下が認められた。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明によれば、射出成形等における金型設計において、成形品に肉抜き部を設けるにあたり、該肉抜き部の外側部分にスリットを形成するための凸部を設けるだけで成形品の成形時の熱変形が有効に防止されるため、種々の成形品の金型に容易に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】実施形態に係る給紙ローラーの斜視図である。
【図2】同じく実施形態に係る給紙ローラーの斜視図である。
【図3】射出成形金型の垂直断面図である。
【図4】射出成形金型の水平断面図であって、スライドコアが前進した状態を示す。
【図5】射出成形金型の水平断面図であって、スライドコアが後退した状態を示す。
【図6】金型内の放熱状態を示す参考平面図である。
【図7】実施形態に係る給紙ローラーの横断面図である。
【図8】比較例に係る給紙ローラーの横断面図である。
【図9】実施形態の給紙ローラーにおける熱収縮状態を示す斜視図である。
【図10】比較例の給紙ローラーにおける熱収縮状態を示す斜視図である。
【図11】他の実施形態に係る給紙ローラーの斜視図である。
【図12】比較例に係る給紙ローラーの斜視図である。
【図13】他の実施形態に係る給紙ローラーの横断面図である。
【図14】スリット幅を広げた他の実施形態に係る給紙ローラーの横断面図である。
【図15】スリット幅を更に広げた他の実施形態に係る給紙ローラーの横断面図である。
【図16】比較例に係る給紙ローラーの横断面図である。
【符号の説明】
【0052】
1 射出成形金型
7 可動側型板
9 可動側コア
12 肉抜き部形成用突条
13〜15 スライドコア
20 キャビティ
24 スリット形成用凸部
30 端板
31 給紙ローラー
32 外縁部
33 軸部
34 肉抜き部
41〜43 放熱用スリット
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出成形品に肉抜き部を設ける場合において、射出成形時における成形品内部の放熱が促進されるようにした射出成形金型およびその成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、射出成形における成形品の変形を防止するために、成形収縮率の低い樹脂材料や異方性の少ない樹脂材料が使用されたりしているが、射出成形の条件や成形品の用途によっては、前述した樹脂材料を使用できない場合がある。
【0003】
また、基本的に金型内部の温度分布を均一化すれば、樹脂材料自体の配向要因を除いて、成形品の変形を有効に防止することができるため、金型のコア等における蓄熱箇所に複数の冷却水路を適宜配設して射出成形後の金型の温度低下を促進させることにより、成形品各部の温度差を少なくすることも行われている。
【非特許文献1】有方広洋著「射出成形加工の不良対策」日刊工業新聞社2003年等
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、例えば成形品における肉抜き部の厚さが薄い場合、該肉抜き部を形成するためのコアには冷却水路を配設するための十分なスペースが確保できないため、冷却水による放熱が行えないこととなる。また、このような場合に、金型材料としてベリリュウム合金等の放熱性の高いものが使用されたりしているが、前記ベリリュウム合金等は一般に硬度が低いため、金型としての寿命が短いという欠点がある。
【0005】
この他、射出成形時における金型内の蓄熱による成形品の変形を予想して、予めコアを所定寸法だけ偏心させたり、或いは成形品の状態をみてコアを部分的に設計変更等して成形品の寸法精度を向上させたりしている。
【0006】
しかしながら、前記の場合、金型構造が複雑になることから、金型の製作に手間と時間とコストがかかるという問題がある。
【0007】
本発明の目的は、金型のコアに冷却水路を設けることができない場合でも、金型内におけるコアの偏心や修正等を行うことなく、金型内における放熱を効率的に行うことができる射出成形金型およびその成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項1記載の本発明は、内部に肉抜き部を有する射出成形品において、肉抜き部の外側の壁部に一または複数の放熱用開口部が形成された射出成形品に関するものである。前記開口部の形状は、成形品の放熱を促進するために、任意に設計される。
【0009】
請求項2記載の本発明は、端板の一面に、横断面略C形の外縁部が形成され、外縁部の内方には同心状に軸部が設けられ、軸部と前記外縁部との間が肉抜き部となされたローラー状の射出成形品であって、前記外縁部には、放熱用開口部として、軸方向に伸びるスリットが形成されているものである。なお、前記スリットの数、長さおよび幅は、成形品の形状に応じて適宜設計される。
【0010】
請求項3記載の本発明は、前記請求項2記載の射出成形品について、スリットが外縁部の中央および両端寄り部分に形成されていることを特徴とするものである。
【0011】
請求項4記載の本発明は、前記請求項2記載の射出成形品について、スリットが外縁部の両端寄り部分に形成されていることを特徴とするものである。
【0012】
請求項5記載の本発明は、前記請求項1記載の射出成形品を成形するための射出成形金型であって、可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用突条が設けられ、可動側型板上には前記肉抜き部形成用突条に対して、その外方から接近自在な所要数のスライドコアが配置され、該スライドコアにおける肉抜き部形成用突条側面には開口部形成用凸部が設けられ、型閉め時にスライドコアの開口部形成用凸部が肉抜き部形成用突条の外側面に当接するようになされているものである。
【0013】
請求項6記載の本発明は、前記請求項2〜請求項4記載の射出成形品を成形するための射出成形金型であって、可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用の略C形突条が設けられ、可動側型板上には前記肉抜き部形成用略C形突条に対して、その外方から接近自在な所要数のスライドコアが配置され、該スライドコアにおける前記肉抜き部形成用略C形突条側面が略C形突条に対応する凹弧面となされ、且つ該凹弧面にスリット形成用凸部が設けられており、型閉め時にスライドコアのスリット形成用凸部が肉抜き部形成用略C形突条の外側面に当接するようになされているものである。
【0014】
請求項7記載の本発明は、可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用の突条が設けられ、可動側型板上には前記突条に対して、その外方から接近するスライドコアが配置され、このスライドコアにおける前記突条に対向する面は前記突条の形状に応じた面を有し、且つこの面にスリット形成用凸部が設けられ、型閉め時に前記スリット形成用凸部が前記突条の外側面に当接する射出成形金型に関するものである。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係る射出成形金型およびその成形品によれば、射出成形時において、成形品の肉抜き部を形成するための金型の肉抜き部形成用突条の外側面に、金型のスライドコアにおける成形品の開口部(スリット等)形成用凸部が当接することにより、肉抜き部形成用突条の熱が前記開口部(スリット等)形成用凸部を伝ってコア外方へ容易に排出されるため、射出成形直後のコアの放熱が効率的に行われ得る。
【0016】
そのため、金型の肉抜き部形成用突条に冷却水路を設けるためのスペースが確保できない場合でも、従来のように、熱伝導性の高い金型材料を使用したり、コアを偏心させたり、或いは金型の複雑な設計変更等を行わなくても、射出成形時における成形品の熱変形を有効に防止することができる。
【0017】
また、前述したように、本発明によれば、射出成形直後のコアの放熱が効率的に行われるため、射出成形の工程時間が短縮化でき、経済的な射出成形が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
次に、本発明の実施形態を図面に従って説明するが、本発明は以下に述べる実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【0019】
本実施形態は、図1および図2に示すような事務機用給紙ローラー31の成形に係るものである。すなわち、給紙ローラー31は、外縁部32と軸部33を有し、これらの一端側Aには略円形の端板30が一体に設けられ、該端板30により当該給紙ローラー31の一端側Aがほぼ閉じられた構造となされ、他端側Bは開放された構造となされている。
【0020】
前記外縁部32と軸部33との間には略C形の肉抜き部34が形成され、肉抜き部34の両端が開放部44・45となされている。また、前記軸部33にも複数の肉抜き部35a・35b・36a・36b・37a・37bが設けられ、そして、外縁部32の三箇所に当該ローラー31の軸方向に伸びる所定幅の放熱用スリット41・42・43が形成されている。
【0021】
次に、前述した形状の給紙ローラー31を成形するための射出成形金型の構造について説明すると、図3に示すように、射出成形金型1において、固定側取付板2の下側にストリッパープレート3が配置され、ストリッパープレート3の下側に固定側型板4が設けられており、固定側型板4の下面中央に形成された凹部5には、該凹部5の深さと同一厚さの固定側コア6が嵌め入れられて、固定側コア6下面と固定側型板4下面とが面一となされている。
【0022】
また、可動側型板7の上面中央にも凹部8が形成され、該凹部8にはその深さよりも厚い肉厚を有する可動側コア9が嵌め入れられて、可動側型板7の上面中央において可動側コア9が上方に突出した構造となされている。
【0023】
更に、可動側コア9の上面中央寄り部分には、前記給紙ローラー31における略C形の肉抜き部34を形成するための平面から見て略C形の肉抜き部形成用突条12が設けられている。また、可動側コア9の上面中央には可動側型板7から伸びる突出部11が位置している。
【0024】
そして、固定側型板4と可動側型板7との間には、後述するスライドコア13・14・15が設けられており、スライドコア13・15にはアンギュラピン16・17が挿通されていると共に、スライドコア13・14・15の後退側にはロッキングブロック18・19が配置されている。前述した固定側コア6、可動側型板7およびその突出部11、可動側コア9並びにスライドコア13・14・15等によりキャビティ20が形成されている。
【0025】
この他、前記固定側取付板2の中央にはロケートリング21およびスプルーブッシュ22が設けられ、スプルーブッシュ22下方にはキャビティ20へ伸びるスプルーランナー23が形成されている。
【0026】
図4および図5に示すように、可動側型板7におけるパーティング面付近においては、前記キャビティ20に対して、その左右両側および同図上側の三方向からスライドコア13・14・15が接近自在に配置され、各スライドコア13・14・15におけるキャビティ20側面は前記略C形の肉抜き部形成用突条12の曲率に対応した凹弧面となされ、そのほぼ中央には給紙ローラー31のスリット41・42・43を形成するためのスリット形成用凸部24が設けられている。
【0027】
そして、図4に示すように、可動側型板7上面における平面から見て略C形の肉抜き部形成用突条12の外側面に前記各スライドコア13・14・15のスリット形成用凸部24が当接するようになされている。
【0028】
また、可動側型板7における突出部11は、その先端部11aが前記略C形の肉抜き部形成用突条12の内方まで進入するものであり、突出部11の先端部11aの外側における可動側コア9上面には、給紙ローラー31の軸部33における肉抜き部35a・35b・36a・36b・37a・37bを形成するための肉抜き用小突起25a・25b・26a・26b・27a・27bが設けられている。
【0029】
本実施形態の給紙ローラー31の構造およびこれを成形するための金型1によれば、図6の左半部に示すように、略C形の肉抜き部形成用突条12と給紙ローラー31のスリット41・42・43を形成するためのスリット形成用凸部24とが当接されるため、略C形の肉抜き部形成用突条12における射出成形直後の熱がスリット形成用凸部24を介して冷却水路50側へ伝達されるため、特に前記肉抜き部形成用突条12および成形品である給紙ローラー31の放熱が促進され得る。従って、給紙ローラー31の肉抜き部34および特にその両端開放部44・45における熱変形が有効に防止され得る。
【0030】
一方、図6の右半部に示すように、前記給紙ローラー31のようなスリット41・42・43を有しない給紙ローラー51の場合、略C形の肉抜き部形成用突条12における射出成形直後の熱は、金型1および給紙ローラー51に蓄熱された状態となるため、その肉抜き部の両端開放部位における熱変形が生じ易い。
【0031】
[評価試験]
【0032】
次に、前述した給紙ローラー31におけるスリット41・42・43の有無に起因する射出成形時の蓄熱状態および給紙ローラー31の変形度合い等を調べるため、以下の評価試験を行った。
【0033】
(試験1)
【0034】
先ず、本実施形態に係る三つのスリット41・42・43を備えた給紙ローラー31とスリット41・42・43を有しない給紙ローラーとを射出成形した場合における射出成形直後のローラー内部の温度を比較した。
【0035】
図7に示すように、スリット41・42・43が形成された本実施形態に係る給紙ローラー31の略C形肉抜き部34の中央部34aでは74℃であったのに対し、図8に示すスリットのない給紙ローラー51の場合、その略C形肉抜き部52の中央部52aでは95℃であった。従って、スリット41・42・43を有する給紙ローラー31における肉抜き部34の中央部34aとスリットのない給紙ローラー51における肉抜き部52の中央部52aとで21℃もの温度差が認められた。
【0036】
そして、脱型後の前記各給紙ローラー31・51における熱収縮の状態を比較したところ、本実施形態に係る給紙ローラー31では、図9に示すように、二点鎖線81で示した射出当初の形状に対し、実線82で示した射出成形後の形状が、給紙ローラー31全体にわたってほぼ均一に僅かな熱収縮を生じたものであったのに対し、スリットがない給紙ローラー51では、図10に示すように、二点鎖線83で示した射出当初の形状に対し、実線84で示した射出成形後の形状が、肉抜き部52の両端開放部位53a・53bにおいて内方へ大きく変形したものとなった。
【0037】
次に、図1に示すように、本実施形態に係る給紙ローラー31の一端側(閉止側)Aと他端側(開放側)Bにおける合計9箇所(No.1〜No.9)とスリットがない給紙ローラー51における同部位での熱収縮率を測定した。測定結果を表1(一端側A)および表2(他端側B)に示す。具体的には、表1および表2には、前記測定部位(No.1〜No.9)における理論値と射出成形後の実測値(変位後)との比較に基づく熱収縮率が記載されている。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】
先ず、給紙ローラーの一端側Aでは、表1に示すように、本実施形態による給紙ローラー31(スリット有り)の方がスリットのない給紙ローラー51に比べて全体的に収縮率が小さく、特に給紙ローラーの肉抜き部両端における開放部位であるNo.1〜No.3およびNo.7〜No.9において、本実施形態による給紙ローラー31の方がスリットのない給紙ローラー51に比べて大幅な熱収縮率の低下が認められた。このことは、特に射出成形直後に熱変形し易い肉抜き部両端の開放部位において、本実施形態による給紙ローラー31が安定した形状を維持していることを示している。
【0041】
また、給紙ローラーの他端側Bにおいても、表2に示すように、本実施形態による給紙ローラー31の方がスリットのない給紙ローラー51に比べて全体的に熱収縮率が小さいことが認められた。
【0042】
(試験2)
【0043】
次に、前述した実施形態における給紙ローラー31の変形例として図11に示す給紙ローラー61についても図12に示すスリットのない比較例の給紙ローラー71との対比で、それらの射出成形直後の温度分布や熱収縮率等を測定した。
【0044】
図11に示すように、給紙ローラー61は、外縁部62と軸部63を有し、これらの一端側Aには略円形の端板60が一体に設けられて、一端側Aがほぼ閉じられた形状となされ、他端側Bは開放された形状となされている。そして、外縁部62と軸部63との間には略C形の肉抜き部64が形成され、また軸部63にも複数の肉抜き部65a・65b・66a・66bが設けられている。そして、外縁部62のニ箇所に放熱用スリット67a・67bが形成されており、また前記略C形肉抜き部64の両端が開放部68・69となされている。
【0045】
前記給紙ローラー61の場合、スリット67a・67bが二箇所であるため、アンダカット処理のためのスライドコアもニ箇所で済む。そして、各スリット67a・67bの幅を1mm、2mm、3.2mmとした場合と図12に示したスリットを設けない給紙ローラー71の場合について射出成形直後の給紙ローラーの温度分布および熱収縮率を図11および図12におけるNo.10〜No.12の三箇所で測定した。
【0046】
図13に示すように、給紙ローラー61の略C形肉抜き部64の中央部64aにおいては、スリット67a・67bの幅が1mmの場合の温度は76℃であり、図14および図15に示すように、スリット67a・67bの幅を2mmの場合(図14)および3mmの場合(図15)はそれぞれ75℃であった。一方、図16に示すように、外縁部72にスリットを設けなかった給紙ローラー71の場合には、その略C形肉抜き部74の中央部74aにおける温度は79℃であり、従って、前記スリット67a・67bを設けた給紙ローラー61について、若干の温度低下が認められた。また、同給紙ローラー61の肉抜き部64両端の開放部位64bにおいては、スリット67a・67bの幅を1mmとした場合が72℃(図13)、2mmとした場合(図14)および3mm(図15)とした場合がそれぞれ70℃であった。一方、外縁部72にスリットを設けなかった給紙ローラー71の場合、その肉抜き部74両端の開放部位74bにおける温度は76℃であり(図16参照)、前記スリット67a・67bを設けた給紙ローラー61について、明確な温度低下が認められた。
【0047】
次に、前記スリット67a・67bを有する給紙ローラー61とスリットを有しない給紙ローラー71について、図11および図12における前記測定部位(No.10〜No.12)での理論値と射出成形後の実測値との比較に基づく熱収縮率を測定した。測定結果を表3に示す。
【0048】
【表3】
【0049】
測定結果によれば、両給紙ローラー61・71における肉抜き部64・74の両端の開放部位64b・74b(No.10とNo.13)において、スリット67a・67bを有する給紙ローラー61の方がスリットを有しない給紙ローラー71よりも明確に低い熱収縮率が認められた。また、熱収縮率はスリット67a・67bの幅が広い方が低い値となっていることから、スリット67a・67bの存在による熱収縮率の低下が認められた。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明によれば、射出成形等における金型設計において、成形品に肉抜き部を設けるにあたり、該肉抜き部の外側部分にスリットを形成するための凸部を設けるだけで成形品の成形時の熱変形が有効に防止されるため、種々の成形品の金型に容易に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】実施形態に係る給紙ローラーの斜視図である。
【図2】同じく実施形態に係る給紙ローラーの斜視図である。
【図3】射出成形金型の垂直断面図である。
【図4】射出成形金型の水平断面図であって、スライドコアが前進した状態を示す。
【図5】射出成形金型の水平断面図であって、スライドコアが後退した状態を示す。
【図6】金型内の放熱状態を示す参考平面図である。
【図7】実施形態に係る給紙ローラーの横断面図である。
【図8】比較例に係る給紙ローラーの横断面図である。
【図9】実施形態の給紙ローラーにおける熱収縮状態を示す斜視図である。
【図10】比較例の給紙ローラーにおける熱収縮状態を示す斜視図である。
【図11】他の実施形態に係る給紙ローラーの斜視図である。
【図12】比較例に係る給紙ローラーの斜視図である。
【図13】他の実施形態に係る給紙ローラーの横断面図である。
【図14】スリット幅を広げた他の実施形態に係る給紙ローラーの横断面図である。
【図15】スリット幅を更に広げた他の実施形態に係る給紙ローラーの横断面図である。
【図16】比較例に係る給紙ローラーの横断面図である。
【符号の説明】
【0052】
1 射出成形金型
7 可動側型板
9 可動側コア
12 肉抜き部形成用突条
13〜15 スライドコア
20 キャビティ
24 スリット形成用凸部
30 端板
31 給紙ローラー
32 外縁部
33 軸部
34 肉抜き部
41〜43 放熱用スリット
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に肉抜き部を有する射出成形品において、肉抜き部の外側の壁部に一または複数の放熱用開口部が形成された、射出成形品。
【請求項2】
端板の一面に、横断面略C形の外縁部が形成され、外縁部の内方には同心状に軸部が設けられ、軸部と前記外縁部との間が肉抜き部となされたローラー状の射出成形品であって、前記外縁部には、放熱用開口部として、軸方向に伸びるスリットが形成されている、請求項1記載の射出成形品。
【請求項3】
スリットが外縁部の中央および両端寄り部分に形成されている、請求項2記載の射出成形品。
【請求項4】
スリットが外縁部の両端寄り部分に形成されている、請求項2記載の射出成形品。
【請求項5】
請求項1記載の射出成形品を成形するための射出成形金型であって、可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用突条が設けられ、可動側型板上には前記肉抜き部形成用突条に対して、その外方から接近自在な所要数のスライドコアが配置され、該スライドコアにおける肉抜き部形成用突条側面には開口部形成用凸部が設けられ、型閉め時にスライドコアの開口部形成用凸部が肉抜き部形成用突条の外側面に当接するようになされている、射出成形金型。
【請求項6】
請求項2〜請求項4記載の射出成形品を成形するための射出成形金型であって、可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用の略C形突条が設けられ、可動側型板上には前記肉抜き部形成用略C形突条に対して、その外方から接近自在な所要数のスライドコアが配置され、該スライドコアにおける前記肉抜き部形成用略C形突条側面が略C形突条に対応する凹弧面となされ、且つ該凹弧面にスリット形成用凸部が設けられており、型閉め時にスライドコアのスリット形成用凸部が肉抜き部形成用略C形突条の外側面に当接するようになされている、射出成形金型。
【請求項7】
可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用の突条が設けられ、可動側型板上には前記突条に対して、その外方から接近するスライドコアが配置され、このスライドコアにおける前記突条に対向する面は前記突条の形状に応じた面を有し、且つこの面にスリット形成用凸部が設けられ、型閉め時に前記スリット形成用凸部が前記突条の外側面に当接する、射出成形金型。
【請求項1】
内部に肉抜き部を有する射出成形品において、肉抜き部の外側の壁部に一または複数の放熱用開口部が形成された、射出成形品。
【請求項2】
端板の一面に、横断面略C形の外縁部が形成され、外縁部の内方には同心状に軸部が設けられ、軸部と前記外縁部との間が肉抜き部となされたローラー状の射出成形品であって、前記外縁部には、放熱用開口部として、軸方向に伸びるスリットが形成されている、請求項1記載の射出成形品。
【請求項3】
スリットが外縁部の中央および両端寄り部分に形成されている、請求項2記載の射出成形品。
【請求項4】
スリットが外縁部の両端寄り部分に形成されている、請求項2記載の射出成形品。
【請求項5】
請求項1記載の射出成形品を成形するための射出成形金型であって、可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用突条が設けられ、可動側型板上には前記肉抜き部形成用突条に対して、その外方から接近自在な所要数のスライドコアが配置され、該スライドコアにおける肉抜き部形成用突条側面には開口部形成用凸部が設けられ、型閉め時にスライドコアの開口部形成用凸部が肉抜き部形成用突条の外側面に当接するようになされている、射出成形金型。
【請求項6】
請求項2〜請求項4記載の射出成形品を成形するための射出成形金型であって、可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用の略C形突条が設けられ、可動側型板上には前記肉抜き部形成用略C形突条に対して、その外方から接近自在な所要数のスライドコアが配置され、該スライドコアにおける前記肉抜き部形成用略C形突条側面が略C形突条に対応する凹弧面となされ、且つ該凹弧面にスリット形成用凸部が設けられており、型閉め時にスライドコアのスリット形成用凸部が肉抜き部形成用略C形突条の外側面に当接するようになされている、射出成形金型。
【請求項7】
可動側型板におけるコア上面に肉抜き部形成用の突条が設けられ、可動側型板上には前記突条に対して、その外方から接近するスライドコアが配置され、このスライドコアにおける前記突条に対向する面は前記突条の形状に応じた面を有し、且つこの面にスリット形成用凸部が設けられ、型閉め時に前記スリット形成用凸部が前記突条の外側面に当接する、射出成形金型。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公開番号】特開2006−43951(P2006−43951A)
【公開日】平成18年2月16日(2006.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−225634(P2004−225634)
【出願日】平成16年8月2日(2004.8.2)
【出願人】(000114710)ヤマウチ株式会社 (82)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年2月16日(2006.2.16)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年8月2日(2004.8.2)
【出願人】(000114710)ヤマウチ株式会社 (82)
【Fターム(参考)】
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