JPH01301218A - 円筒状合成樹脂成形品の射出成形用金型及び射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はギヤ、カム、シロッコファンのロータ、ねじポ
ンプのねじロータ、スクリュー型圧縮機又はポンプのス
クリューロータ等に用いられる円筒状合成柑脂成形品の
射出成形用金型及び射出成形方法に関する。

（従来の技術及びその課題） 従来、スクリュー型圧縮機のスクリューロータは機械構
造用炭素鋼等の高強度鉄鋼材料を機械加工することによ
って製造されており、特に、そのスクリューは専用の加
工機械を用いてシングルカッタ又はホブ等により精密に
加工されている。

従って、このスクリューロータはスクリューの加工に多
大の工数を必要とするのみならず切削誤差による精度の
ばらつきが大きい。

また、このスクリューロータはその全体が鉄鋼材料から
なるので、その重量は大きく、従って、その回転時の１
性が大きいためスクリューロータの起動のために大ぎな
動力を必要とする。

そこで、スクリューロータのｍ景を低減するため、例え
ば、特開昭５９−３２６８８号公報に示されるように、
合成樹脂を射出成形することによって、スクリューロー
タを製造することが提案された。

しかしながら、このスクリューロータは射出成形時の成
形収縮が大きく、従って、スクリューロータに要求され
る寸法精度を得ることが困難なため、後加工が必要とな
り、その結果、工数低減には限度があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するためになされたものであっ
て、寸法精度が高い円筒状合成樹脂成形品を提供するこ
とを目的とする。

この目的を達成するため、本発明の射出成形用金型は円
筒状合成樹脂成形品の円筒面を形成するキャビティにそ
の軸線を中心とする環状の冷却媒体流路を上記軸線方向
に沿って複数個配設し、これら複数の冷却媒体流路に供
給される冷却媒体の温度又は流量を互いに独立して変化
させる手段を設けたことを特徴としている。

前記キャビティとそれを支持する可動側型板との間に断
熱材を配置することができる。

また、本発明の射出成形用金型は円筒状合成樹脂成形品
の端面を形成する金型部材に温度調節手段を配設したこ
とを特徴としている。

また、本発明の射出成形方法は円筒状合成樹脂成形品の
射出成形時、この成形品の円筒面を形成するキャビティ
の軸線方向中央部の温度を軸線方向両端部の温度より低
温に維持することを特徴としている。

また、本発明の射出成形方法は円筒状合成樹脂成形品の
射出成形時、この成形品の端面を形成する金型部材の温
度をこの成形品の円筒面を形成するキャビティの温度よ
り高温に維持することを特徴としている。

また、本発明の射出成形方法は円筒状合成樹脂成形品の
射出成形時、この成形品の円筒面を形成するキャビティ
の軸線方向中央部の温度を軸線方向両端部の温度より低
温に維持すると同時にこの成形品の端面を形成する金型
部材の温度を上記キャビティの温度より高温に維持する
ことを特徴としている。

（作用） 本発明においては、円筒状合成樹脂成形品の射出成形時
、複数の環状冷却媒体流路に供給される冷却媒体の温度
又は！盪を互いに独立して変化させ、キャビティの軸線
方向中央部の温度を軸線方向両端部より低温に維持する
ことにより円筒状合成樹脂成形品の径方向の成形収縮量
を軸線方向に沿って均一化する。

また、円筒状合成樹脂成形品の射出成形時、端面を形成
する金型部材に設けられた温度調節手段によりこの温度
をキャビティの温度より高温に維持することにより円筒
状合成樹脂成形品の両端部の成形収縮量を抑制する。

また、円筒状合成樹脂成形品の射出成形時、キャビティ
の軸線方向中央部の温度を軸線方向両端部の温度より低
温に維持すると同時に金型部材の温度をキャビティの温
度より高温に維持することによって円筒状合成樹脂成形
品の径方向の成形収縮量をその軸線方向に沿って均一化
し、かつ、円筒状合成樹脂成形品の両端部の成形収縮量
を抑制する。

（実施例） 以下、本発明をスクリュー・型圧縮機の雄スクリユーロ
ータに適用した１実施例について図面を参照しながら４
体的に説明する。

第２図及び第３図に雄スクリユーロータが示され、この
スクリューロータ】は鉄鋼等からなる金属製シャフト２
とこれを被覆する合成樹脂層３からなる。

合成樹脂層３は全体としてほぼ円筒状をなし、両端面は
シャフト２に直交し、外周面には４条のスクリューが形
成されている。この合成樹脂層３はスクリューロータ１
に要求される機械的強度、耐熱性等を満足する材料、例
えば、ガラス繊維強化ポリフェニレンサルファイドＩＭ
脂からなる。

第１図にはこの雄スクリユーロータ１を射出成形するた
めの成形型の啓示的断面図が示されている。

成形型は合成樹脂層３の外周面を形成するキャビティ１
１と合成樹脂層３の両端面を形成する金型部材１３．１
４によって構成されている。キャビティ１１は可動側型
板１０内に固定され、可動側型板１０は図示しない手段
によって約１５０　’Ｃに維持されている。なお、１５
はエジェクタシャフト、１６はストッパ、１７ばコイル
スプリング、Ｊ８は溶融状態の合成樹脂供給ノズル、１
９は供給路である。

キャビティ１１の外周にはその軸線を中心とする環状の
冷却媒体流路２０．２１．２２が軸線方向に所定の間隔
を隔てて形成されている。また、金型部材１４の外端面
には円形の冷却媒体流路２３が形成されている。また、
キャビティ１１にはその温度を調べるための熱電対ａ、
ｂ、ｃが軸方向両端部及び中央にそれぞれ取り付けられ
ている。冷却媒体流路２０．２１．２２．２３はそれぞ
れ独立して温度又は流量を変更することができる図示し
ない温３ＩｉＩ器に接続されている。なお、２４は冷却
媒体流路２０．２１．２２．２３内を流れる冷却媒体の
漏洩を防止するためのシールリングである。

しかして、スクリューロータＩの製造時、金属製シャフ
ト２が成形型内に配置され、高温で溶融状態の合成樹脂
をノズル１８から供給路１９を経て成形型内に射出する
ことによって金属製シャフト２を被覆する合成樹脂層３
が形成される。

冷却媒体流路２０．２１．２２．２３のそれぞれに同一
温度の冷却媒体を流した状態で、即ち、キャビティの軸
線方向の温度分布を均一化した状態で射出成形された合
成樹脂層３の外径寸法の軸線方向に沿う変化が第４回に
破線で示されている。

第４財の破線から明らかなように、合成樹脂層３はその
中央部の外径より両端部の外径が急増した形状を呈する
。これは合成樹脂層３の中央部における熱の移動が半径
方向のみであるのに対し、両端部では半径方向と軸方向
との２方向に熱移動が行われるため、両端部は中央部に
比較して冷却速度が速く、従って、中央部が徐冷される
ことによるものと推測される。

そこで、両端の冷却媒体流路２０及び２２に１６０°Ｃ
に温度管理された油を流し、中央の冷却媒体流路２１に
１００℃に温度管理された水を流して、平衡状態に達し
た後、合成樹脂を射出して合成樹脂層３を形成した。こ
の場合のキャビティＩＩの点ａ、ｂ、Ｃの温度分布が第
５図に示されている。また、このようにして得られた合
成樹脂層３の外径寸法の軸線方向に沿う変化が第４図に
実線で示されている。

第４図の実線から明らかなように、合成樹脂層３の中央
部の寸法が冷却媒体を流さなかった場合に比べて６０〜
８０μｍ増大し、中央部と両端部の外径寸法の寸法差は
減少している。なお、キャビティ１１と可動側型板１０
が接しているため、キャビティ１１からこれよりボリュ
ームの大きい可動側型板１０に熱が逃げるので、中央部
と両端部の温度差が１５℃程度と小さいが、キャビティ
１１と可動側型板ＩＯの間に断熱材３０等を設置すれば
、合成樹脂層３の形状の改善効果は大きくなると予測さ
れる。

冷却媒体流路２０及び２２に１６０℃に温度管理された
油を流し、冷却媒体流路２１に１００℃　に温度管理さ
れた水を流し、冷却媒体流路２３に１８０°Ｃに温度管
理された油を流して平衡状態に達した時、溶融状態の合
成樹脂を成形型内に射出した。このようにして成形され
た合成樹脂層３の中央部の外径寸法は端部の外径寸法と
の差が４０μｍ程度になり、その寸法差は更に減少した
。

なお、ゲート側の金型部材１３は射出成形の都度取り外
されるため、冷却媒体流路が設けられていないが、これ
に冷却媒体流路を設けて冷却媒体流路２３と同様に温度
管理された油を流せば、合成樹脂層３の両端部の外径寸
法と中央部の外径寸法の差を小さくできることは勿論で
ある。

なお、金型部材１４はモールドベース２５に接している
ため、金型部材１４からモールドベース２５に熱が逃げ
ているが、両者間を断熱すると、更に効果がある。

上記実施例においては、−１−ヤビティ１１に３個の冷
却媒体流路を形成しているが、４又はそれ以」二の冷却
媒体流路を設けることができる。また、キャビティを軸
方向に沿って複数個に分割してそれぞれの間を断熱し、
各分割されたキャビティをそれぞれ独立して温度調節す
ることができる。

また、上記実施例においては、金型部材に冷却媒体流路
を設けているが、これに代えて電気ヒータ等の温度調節
手段を設けることができる。

以上、本発明を雄スクリユーロータに適用し、た例につ
いて具体的に説明したが、本発明は雄スクリユーロータ
に限られることなく種々のロータに適用できることは勿
論である。

（発明の効果） 円筒状合成樹脂成形品の射出成形時、キャビティに配設
された複数の環状冷却媒体流路に供給される冷却媒体の
温度又は流量を互いに独立して変化させ、キャビティの
軸線方向中央部の温度を軸線方向両端部より低温に維持
することにより、この円筒状合成樹脂成形品の径方向の
成形収縮を軸線方向に沿って均一化することができる。

また、円筒状合成樹脂成形品の射出成形時、端面を形成
する金型部材の温度を温度調節手段によって調節するこ
とによってキャビティの温度より高温に維持することに
より円筒状合成樹脂成形品の両端部の成形収縮量を抑制
することができ、また、円筒状合成樹脂成形品の射出成
形時、キャビティの軸線方向中央部の温度を軸線方向両
端部の温度より低温に維持すると同時に端面を形成する
金型部材の温度をキャビティの温度より？：Ｅ温に維持
することにより射出成形時の成形収縮量の軸線方向に沿
う変化を少なくして高精度の円筒状合成樹脂成形品を得
ることができる。

かくして、射出成形のみによって高精度の円筒状合成樹
脂成形品を得ることができるので、後加工を要せず、従
って、円筒状合成樹脂成形品を安価に大量生産すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明をスクリュー圧縮機の雄ス
クリユーロータに適用した１実施例を示し、第１図は射
出成形用金型のキャビティまわりの啓示的断面図、第２
図はｔＪｉｔスクリューロータの縦断面図、第３図は第
２図の■−■線に沿う断面図、第４図は径方向寸法の軸
線方向に沿う変化を示す線図、第５図は射出成形時にお
けるキャビティの温度を示す線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）円筒状合成樹脂成形品の円筒面を形成するキャビテ
   ィにその軸線を中心とする環状の冷却媒体流路を上記軸
   線方向に沿って複数個配設し、これら複数の冷却媒体流
   路に供給される冷却媒体の温度又は流量を互いに独立し
   て変化させる手段を設けたことを特徴とする円筒状合成
   樹脂成形品の射出成形用金型。 ２）前記キャビティとそれを支持する可動側型板との間
   に断熱材を配置したことを特徴とする請求項１記載の円
   筒状合成樹脂成形品の射出成形用型。 ３）円筒状合成樹脂成形品の端面を形成する金型部材に
   温度調節手段を配設したことを特徴とする円筒状合成樹
   脂成形品の射出成形用金型。 ４）円筒状合成樹脂成形品の射出成形時、この成形品の
   円筒面を形成するキャビティの軸線方向中央部の温度を
   軸線方向両端部の温度より低温に維持することを特徴と
   する円筒状合成樹脂成形品の射出成形方法。 ５）円筒状合成樹脂成形品の成形時、この成形品の端面
   を形成する金型部材の温度をこの成形品の円筒面を形成
   するキャビティの温度より高温に維持することを特徴と
   する円筒状合成樹脂成形品の射出成形方法。 ６）円筒状合成樹脂成形品の射出成形時、この成形品の
   円筒面を形成するキャビティの軸線方向中央部の温度を
   軸線方向両端部の温度より低温に維持すると同時にこの
   成形品の端面を形成する金型部材の温度を上記キャビテ
   ィの温度より高温に維持することを特徴とする円筒状合
   成樹脂成形品の射出成形方法。