JPH0234302B2 - Koseidopurasuchitsukuseibojotainoseikeihoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂に
より面粗度１ミクロン以下、平行度0.06mm以下と
いう極めて精度の高いプラスチツク製棒状体を成
形する方法を提供せんとするものである。

近年、機器類の小型、軽量化に伴い、精度の高
い各種部材の需要が拡大しているが、その求めら
れている寸法精度は１／100mm〜ミクロン単位と
その精密度のレベルが高く、例え全体が単純な形
状の棒状体であつても、その製造には高度の技術
が必要であつた。

従来、このような精密棒状体は、精度を出すた
め、ステンレスを素材としてこれを電解研磨する
ことによつて実現していた。しかし、この従来の
方法は熟練した高度の技術が必要なうえ作業時間
がかかりすぎて、大量生産が難かしくその製造コ
ストが高くなる欠点があつた。

また、熱可塑性樹脂を用いた金形成型による製
造方法は、最初に成形金型さえつくれば、あとは
加熱溶融した樹脂を注入固化するだけで、簡単に
大量生産できる製造技術といえるが、単に成形金
型内に該樹脂を充填加圧した後、冷却固化すると
いう一般的方法では外観にしわ模様や、つぶつぶ
やつなぎめ模様が出来たり、あるいは全体にたる
みやまがりが出来たりして要求されている精度を
実現することが難しい欠点があつた。

本発明は上記の技術的難点を解消し、製造手段
の簡単な熱可塑性樹脂を用いた金形成型法により
要求されている精度条件を満足させる高精度プラ
スチツク製棒状体を成形する方法を提供せんとす
るものである。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。ここに示す実施例の棒状体は長さが15
〜20mm程度、外径が２〜３mmの丸棒体で、その用
途はカセツトデツキのキヤプスタン用のものであ
る。該キヤプスタンはその使用目的からして平行
度や面粗度が重要なフアクターとなり、普通平行
度が0.02mm以下、面粗度は0.8ミクロン以下が望
ましいとされている。このような高精度条件を満
足させる棒状体を熱可塑性樹脂を素材として成形
金型により製造しようとしても、単に成形金型の
中に加熱溶融した熱可塑性樹脂を充填加圧すると
いう従来より行われている方法を採用したのでは
たとえ加圧力や各種樹脂の組合せ方、溶融温度、
冷却方法等の条件を様々に変えてみても精度は高
まらず、最も良いものでせいぜいその平行度は
0.02mm面粗度は15ミクロン程度と要求されている
精度条件を満足させることは出来なかつた。本件
発明者はその原因について研究した結果溶融樹脂
の量がある程度以上になつた場合には溶融樹脂の
温度や密度、加圧力、固化速度等を全体にわたつ
て均等に保つことが因難なためであることを知つ
た。このような知見に基づき、成形金型の転写性
を高めるためまず棒状体の外皮層を形成し、その
後芯部分を充填固化する二段注入固化法を開発
し、これによつて精度を高めんとしたのが本発明
である。本発明に係る成形方法を実現するための
成形装置として第１図に示すような装置を用意す
る。この装置は、成形しようとする棒体形状に対
応する空間を有する成形金型１内に、突き出し棒
２が、その成形金型の奥方端部３から前方の開口
端部４まで軸芯にそつて突き出し自在なるように
設けて成るものである。しかも当該突き出し棒２
は、成形金型１の空間内径より少し小径に形成さ
れている。例えば、外径が２〜３mm長さが15〜20
mm程度の棒状体を成形する場合には、成形金型１
の内面と突き出し棒２との間隔は１mm以下に設定
するのが望ましい。また、成形金型１の奥方端部
３には突き出し棒２が、当該成形金型１の軸芯に
そつて確実に突き出したり引き抜けたりするよう
にガイド体５が設けられており、前方の開口端部
４には加熱溶融した熱可塑性樹脂６を射出する射
出口７が配設されている。該射出口７は成形金型
１の前方開口端部４に当接し前記樹脂６を該成形
金型４内に射出充遺するが、樹脂が固化した後は
開口端部４から離れて成形金型１を開放状態とす
る。また、突き出し棒２は図示しない適当な駆動
手段により、成形金型１内に突き出したり、引き
抜かれたりするよう構成されている。

次に上記成形装置を使つて、プラスチツク棒を
実際に成形する方法について具体的に説明する。
まず成形金型１の前方の開口端部４に射出口７を
当接し、突き出し棒２を成形金型１の奥方端部３
から前方の開口端部４近傍まで突出させた状態で
開口端部４より加熱溶融した熱可塑性樹脂６を注
入し、成形金型と突き出し棒２との小間隙８に該
樹脂６を充填加圧する。これによつて成形金型１
との転写度の高い外皮層９を成する。（第２図）
このとき、射出口７より射出注入される熱可塑性
樹脂６は、突き出し棒２の先端にまず衝当拡散し
て、注入樹脂の流れにむらや圧力差がなくなり、
均質な状態に充填加圧される。また成形金型１と
突き出し棒２との間隙が小さく樹脂の量も少ない
ので温度や密度や加圧力等が均等となり、熱可塑
性樹脂のしわ模様や、空気を含んだつぶつぶや、
温度と固化速度のずれから生ずるつなぎ目模様等
が出来ず、成形金型に対する転写性が非常に良好
な外皮層９が成形される（第１図）。外皮層９が
固化を始めた適当な時間経過後、成形金型１内に
突出されている突き出し棒２を奥方端部３まで引
き抜きながら、その引き抜き芯部分１０に溶融し
た熱可塑性樹脂を圧入充填して外皮層９と芯部分
１０とを一体化し、これを固化する。このときの
突き出し棒２の引き抜きは真空吸引と同じ効果を
生ずるうえ、射出注入の際の圧入力が加わるた
め、該樹脂６はすみずみまで確実に充填されるこ
とになる（第３図）。このようにして前記外皮層
９と芯部分１０とが一体化し転写性の高い高精度
のプラスチツク製棒状体が成形される。（第４図）
尚、突き出し棒２の引き抜きのタイミングは早す
ぎると外皮層にたるみを起こし曲がりの原因をつ
くるし、遅すぎると加圧力が過剰に高まつて突き
出し棒２を折曲したり、成形金型１を破損したり
することになる。熱可塑性樹脂の固化状態との関
係があるので、該樹脂の種類による固化速度の差
異や溶融されている温度との関係によつて多少の
異いはあるが、外皮層９形成のための熱可塑性樹
脂の注入を始めてから0.4秒ないし1.2秒後に突き
出し棒２を引き抜き、同時にその引き抜き芯部分
１０に前記樹脂を圧入充填するようにするのが好
適であつた。尚突き出し棒２の引き抜きタイミン
グのとり方として、最初に突き出し棒２を突き出
したままの圧入を続け、その加圧力が高まつて一
定の圧力以上になつたときに突き出し棒２を引き
抜くようにしてもよい。

このようにして固化成形されたプラスチツク製
棒状体は、次に射出口７を成形金型１の開口端部
４から離して開口させた後、突き出し棒２を突き
出すことにより押し出し採取する。あとは、上記
工程を繰り返すことにより量産することが出来る
ものである。

本発明は叙上のように、棒体形状の空間を有す
る成形金型１内に、当該空間内径より少し小径の
突き出し棒２が成形金型１の奥方端部３から前方
の開口端部４まで軸芯にそつて突き出し自在なる
よう設けておき、まず該突き出し棒２を成形金型
１の奥方端部３から前方の開口端部４近傍まで突
出させた状態で開口端部４より加熱溶融した熱加
塑性樹脂６を注入し、成形金型１と突き出し棒２
との小間隙８に該樹脂６を充填加圧して成形金型
１との転写度の高い外皮層９を成形した後、突出
されている突き出し棒２を奥方端部３まで引き抜
きながら、その引き抜き芯部分に熱可塑性樹脂６
を圧入充填して前記外皮層９と芯部分１０とを一
体化し、これを固化した後、取り出すようにした
ことを特徴とする高精度プラスチツク製棒状体の
成形方法である。

すなわち、成形金型２内への熱可塑性樹脂６の
注入を外皮層９部分への注入と芯部分１０への注
入とに分けて行ない、まず成形金型１との転写性
にすぐれた外皮層９を成形した後、タイミングを
遅らせて芯部分１０を充填成形して面粗度、平行
度にすぐれた棒状体を成形する方法である。本発
明に係る成形方法を用いて外径が３mm長さが18mm
の棒状体をポリアセタールにより成形したとこ
ろ、面粗度0.8ミクロン以下、平行度0.02mm以下
の棒状体を大量に成形することが出来本発明の効
果について確認した。このとき空き出し棒と成形
金型の内径との小間隙は0.4mmであり、突き出し
棒の引き抜きタイミングは0.6秒に設定して行な
つた結果である。尚、この実験における最高精度
の棒状体は、面粗度が0.3ミクロン平行度が0.01
mmであつた。

このように本発明に係る成形方法を用いれば、
面粗度１ミクロン以下平行度0.06mm以下という極
めて高精度なプラスチツク製棒状体を簡単且つ迅
速に大量生産できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図までは本発明に用いる成形装
置の要部縦断側面図とその成形方法を工程順に示
した説明図であり、そのうち、第１図は突き出し
棒を突出して熱可塑性樹脂が注入する直前の状態
を示す断面説明図、第２図は外皮層を形成した状
態を示す断面説明図、第３図は突き出し棒が引き
抜かれると共に、その芯部分へ樹脂が注入されて
くる状態を示す断面説明図、第４図は外皮層と芯
部分が充填加圧され一体化した状態を示す断面説
明図で、第５図は突き出し棒の突出によつて出来
上つたプラスチツク製棒状体を取り出している状
態を示す断面説明図である。 １……成形金型、２……突き出し棒、３……奥
方端部、４……開口端部、６……熱可塑性樹脂、
７……射出口、８……小間隔、９……外皮層、１
０……芯部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 棒体形状の空間を有する成形金型内に、当該
   空間内径より少し小径の突き出し棒が、成形金型
   の奥方端部から前方の開口端部まで軸芯にそつて
   突き出し自在なるよう設けておき、まず該突き出
   し棒を成形金型の奥方端部から前方の開口端部近
   傍まで突出させた状態で開口端部より加熱溶融し
   た熱可塑性樹脂を注入し成形金型と突き出し棒と
   の小間隙に該樹脂を充填加圧して成形金型との転
   写度の高い外皮層を成形した後、突出されている
   突き出し棒を奥方端部まで引き抜きながら、その
   引き抜き芯部分に熱可塑性樹脂を圧入充填して前
   記外皮層を芯部分とを一体化し、これを固化した
   後取り出すようにしたことを特徴とする高精度プ
   ラスチツク製棒状体の成形方法。 ２ 成形金型の棒体形状の空間内径と突き出し棒
   の外径とが形成する小間隔を１mm以下にしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高精度
   プラスチツク製棒状体の成形方法。 ３ 突き出し棒を突出した状態で成形金型と突き
   出し棒との小間隙に熱可塑性樹脂を注入してから
   0.4秒ないし1.2秒後に突き出し棒を引き抜きなが
   らその引き抜き芯部分に熱可塑性樹脂を圧入充填
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の高精度プラスチツク製棒状体の成形
   方法。