| 【発明の名称】 |
射出成形用金型および樹脂成形品 |
| 【発明者】 |
【氏名】山根 功滋
【氏名】古市 仁
【氏名】高橋 均
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| 【要約】 |
【課題】ゲートカットを確実なものとするため、ゲートカットピンの先端部を金型に設けた凹部に突入させることが望ましい。しかし、凹部の深さが深いと、溶融樹脂をキャビティに射出する際に凹部に溶融樹脂が衝突し、溶融樹脂中に空気が入り込んだり、溶融樹脂に乱流が発生し、成形不良が発生するという問題がある。
【構成】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーティングライン面で分離可能な固定型と可動型との間に、キャビティ、ゲートおよびランナーが形成され、
該固定型内に前記ゲートを遮断する方向に出没可能に設けられた断面が矩形形状のゲートカットピンと、
該ゲートカットピンの後端部に接続された駆動装置とを有する射出成形用金型において、
該ゲートカットピンの先端部は、前記パーティングライン面と平行な先端面を有し、
該先端面の一部は、前記ランナー側で斜めに面取りされており、
前記可動型の前記ゲートカットピンの先端面付近に深さが０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の凹部を形成し、
前記ゲートカットピンが突出した場合に、該ゲートカットピンの先端面と前記凹部の底との間にクリアランスが設けられていることを特徴とする射出成形用金型
【請求項２】
パーティングライン面で分離可能な固定型と可動型との間に、キャビティ、ゲートおよびランナーが形成され、
該可動型内に前記ゲートを遮断する方向に出没可能に設けられた断面が矩形形状のゲートカットピンと、
該ゲートカットピンの後端部に接続された駆動装置とを有する射出成形用金型において、
該ゲートカットピンの先端部は、前記パーティングライン面と平行な先端面を有し、
該先端面の一部は、前記ランナー側で斜めに面取りされており、
前記固定型の前記ゲートカットピンの先端面付近に深さが０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の凹部を形成し、
前記ゲートカットピンが突出した場合に、該ゲートカットピンの先端面と前記凹部の底との間にクリアランスが設けられていることを特徴とする射出成形用金型
【請求項３】
前記ゲートカットピンの表面にＴａ−Ｃコーティングを施したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出成形用金型
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３に記載された射出成形用金型により射出成形した樹脂成形品
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲートカット機能を有する射出成形用金型および該射出成形用金型により射出成形した樹脂成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、樹脂成形品の成形は、射出成形装置からの溶融樹脂を金型のランナーからゲートを通してキャビティに注入し、溶融樹脂を冷却固化することにより行われている。
【０００３】
そして、ランナー、ゲートおよびキャビティ内で固化した樹脂を金型から取り出し、ゲート部分で不要な樹脂をカットすることにより、所望の樹脂成形品が得られる。
【０００４】
かかるゲートカット作業は、多くの工数を要するため、金型のゲート部分でカットを自動的に行うゲートカット機構付きの金型が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特開２００１−９８７８号公報に記載された発明は、ゲートブロックの先端のゲートカット部（ゲートカット刃）が半円形に切り欠かれているため、ゲートカット部の先端を突入させる凹部をキャビティ型に深く形成しなければならない。このため、溶融樹脂をキャビティ内に射出する際に、溶融樹脂がキャビティ型に形成した凹部に入り込むため、この凹部に樹脂成形品の離型時に取り除けない固化した樹脂が残留するという問題がある。
【０００７】
つまり、キャビティに新たに溶融樹脂を射出する際に、キャビティ型の凹部の底等に残留した固化した樹脂が溶融樹脂と共にキャビティ内に入り込むという問題がある。かかる問題は、樹脂成形品がレンズ等の場合、致命的な問題となる。
【０００８】
また、キャビティ型に形成した凹部の深さが深いと、溶融樹脂をキャビティに射出する際に、凹部に溶融樹脂が衝突し、溶融樹脂中に空気が入り込むという問題がある。かかる問題は、樹脂成形品中に気泡が生じるため、樹脂成形品がレンズの場合、致命的な問題となる。
【０００９】
さらに、キャビティ型に形成した凹部の深さが深いと、溶融樹脂をキャビティ内に射出する際に、凹部に溶融樹脂が衝突して溶融樹脂に乱流が発生し、樹脂成形品にシルバーストリークが発生するという問題がある。
【００１０】
また、凹部の深さが深いと、ゲートカット刃の動く距離を長くする必要があるため、ゲートカット部の摺動部の摩耗等により、ゲートカット刃のメンテナンス頻度が多くなるという問題もある。さらに、ゲートカット刃の先端が尖っていると、ゲートカット刃の摩耗が早く、かつゲートカット刃が欠け易いので、ゲートカット刃の寿命が短くなるという問題もある。
【００１１】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、ゲートカット部の先端を突入させる凹部の深さを０．５ｍｍから２ｍｍの間のいずれかの寸法とすることにより、凹部に起因する成形不良を無くした射出成形金型を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の射出成形用金型は、パーティングライン面で分離可能な固定型と可動型との間に、キャビティ、ゲートおよびランナーが形成され、固定型内にゲートを遮断する方向に出没可能に設けられた断面が矩形形状のゲートカットピンと、ゲートカットピンの後端部に接続された駆動装置とを有する射出成形用金型において、ゲートカットピンの先端部は、パーティングライン面と平行な先端面を有し、先端面の一部は、ランナー側で斜めに面取りされており、可動型のゲートカットピンの先端面付近に深さが０．５ｍｍ〜２ｍｍの凹部を形成し、ゲートカットピンが突出した場合に、ゲートカットピンの先端面と凹部の底との間にクリアランスが設けられているものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の射出成形用金型は、パーティングライン面で分離可能な固定型と可動型との間に、キャビティ、ゲートおよびランナーが形成され、可動型内にゲートを遮断する方向に出没可能に設けられた断面が矩形形状のゲートカットピンと、ゲートカットピンの後端部に接続された駆動装置とを有する射出成形用金型において、ゲートカットピンの先端部は、パーティングライン面と平行な先端面を有し、先端面の一部は、ランナー側で斜めに面取りされており、固定型のゲートカットピンの先端面付近に深さが０．５ｍｍ〜２ｍｍの凹部を形成し、ゲートカットピンが突出した場合に、ゲートカットピンの先端面と凹部の底との間にクリアランスが設けられているものである。
【００１４】
尚、凹部は、ゲートカット時に、ゲートカットピンの先端部を突入させるために設けられている。そして、ゲートカットピンの先端部を凹部に突入させれば、キャビティ内で冷却固化した成形品へのバリの付着を確実に防止することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の射出成形用金型は、ゲートカットピンの表面にＴａ−Ｃコーティングを施したものである。Ｔａ−Ｃコーティングをゲートカットピンに施せば、１００℃程度の低温で表面処理を施すことができる。そうすると、表面処理時にゲートカットピンに加える温度を低くできるので、高精度に加工されたゲートカットピンの変形を防止することができる。また、Ｔａ−Ｃコーティングにより、ゲートカットピンの耐摩耗性が向上し、ゲートカットピンの寿命を長くすることができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の樹脂成形品は、請求項１、請求項２または請求項３に記載の射出成形用金型により射出成形した樹脂成形品に関するものである。請求項１、請求項２または請求項３に記載の射出成形用金型を用いて射出成形した樹脂成形品は、ゲートカットピンとゲートカットピンの先端面付近に設けた凹部により確実にゲートカットができるので、バリが無い。
【００１７】
さらに、凹部の深さが０．５ｍｍ〜２ｍｍであるから、溶融樹脂をキャビティに射出する際に、溶融樹脂に乱流が発生せず、溶融樹脂に空気の混入が無いので、樹脂成形品中に気泡が無くシルバーストリークも無いという特徴を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、凹部内に固化した樹脂が残留せず、溶融樹脂の射出時において凹部により溶融樹脂に乱流が生じたり、溶融樹脂中に空気が混入したりしないため、レンズ等の高精度な樹脂成形品であっても良品を安定して製造できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明に係る第１実施例を、図１乃至図４を用いて説明する。
図１は、ゲートカット前の射出成形用金型の側部断面図であり、図２は、ゲートカット後の射出成形用金型の側部断面図である。そして、図３は、図２におけるゲートカットピン４の先端部の部分拡大図であり、図４は、ゲートカットピン４の先端部の斜視図である。
【００２１】
（射出成形用金型）
図１に示すように、射出成形用金型１４は、可動型１と固定型２からなり、パーティングライン面１３で分離可能に構成されている。そして、可動型１と固定型２の間には、ランナー６、ゲート７およびキャビティ８が形成されており、図示しない射出成形装置から射出された溶融樹脂が、スプルー３からランナー６およびゲート７を通って、キャビティ８に注入されるようになっている。
ここで、ゲート７とは、溶融樹脂が、後述するゲートカットピン４によって切断される箇所をいう。
【００２２】
（ゲートカットピン）
可動型１には、ゲート７の上流側においてランナー６に対して先端部が出没可能なゲートカットピン４が設けられている。このゲートカットピン４は、図４に示すように、断面が矩形形状であり、図１に示すように、後端部に駆動装置としてのシリンダ５が接続されている。
【００２３】
このゲートカットピン４は、キャビティ８内に溶融樹脂が満たされ、溶融樹脂の保圧が終了した時点で、図２に示すように、シリンダ５を動作させ、ランナー６を遮断する方向に突出させるものである。
【００２４】
そして、ゲートカットピン４の先端部は、図３および図４に示すように、パーティングライン面１３に平行な先端面１０を有し、この先端面１０の一部がランナー側で斜めに面取りされている（面取り１１）。
【００２５】
この面取り１１は、ゲートカットピン４が突出した際に、溶融樹脂がキャビティ８側に流れず、ランナー６側に流れるようにするために設けられている。また、先端面１０は、ゲートカットピン４の先端部の摩耗を防止し、ゲートカットピン４の寿命を長くするために設けられている。
【００２６】
尚、ゲートカットピン４の先端面１０のゲート側にも、面取り１１よりも面取り寸法の小さい（例えばＣ０．５）面取り１２を設けても良い。この面取り１２は、例えば半径０．５ｍｍ程度のＲ（Ｒａｄｉｕｓ）０．５であっても良い。
【００２７】
本実施例においては、図３に示すように、ゲートカットピン４の長さ寸法をＢとし、ゲートカットピン４の先端面１０におけるパーティングライン面１３と平行な部分の寸法をＤとした場合に、Ｄ＝０．５×Ｂとなるように面取り１１が設けられている。
【００２８】
（凹部）
一方、固定型２におけるゲートカットピン４の先端面１０の付近、つまり、ゲートカットピン４の先端部と対向する固定型２の面には、ゲートカットピン４の先端部が突入する凹部９が設けられている。この凹部９は、深さＡが２ｍｍであり、ゲートカットピン４の先端面１０と凹部９の底１５との間に０．５ｍｍのクリアランスが設けられるように構成されている。
【００２９】
そして、凹部９の長さ寸法Ｃは、ゲートカットピン４の長さ寸法Ｂの１．５倍に設定されており、凹部９のランナー６側（上流側）には、斜面１６が形成されている。
【００３０】
この斜面９は、溶融樹脂のキャビティ８への射出時においては、溶融樹脂の流れをスムーズにし、凹部９における乱流の発生を防止する機能を有する。また、この斜面９は、ゲートカットピン４の突出時においては、溶融樹脂がランナー側に流れ易く（逃げ易く）し、かつ、凹部９において固化した樹脂が可動型２から離型し易くする機能も有する。
【００３１】
尚、凹部９の深さ寸法Ａは、２ｍｍ以下でなければならない。なぜなら、凹部９の深さＡが２ｍｍよりも大きいと、キャビティ８への溶融樹脂の射出時に、この凹部９に入り込む溶融樹脂の量が多くなるため、溶融樹脂に乱流が発生したり、溶融樹脂中に空気が混入するため、成形品にシルバーストリークが発生したり、成形品中に気泡が生じたりするからである。
【００３２】
また、凹部９の深さＡは、０．５ｍｍ以上であることが望ましい。ゲートカットピン４によるゲートカットを確実なものとするため、ゲートカットピン４の先端部を凹部９に突入させなければならないからである。この場合においても、ゲートカットピン４の先端面１０と、凹部９の底１５のクリアランスは、０．２ｍｍ程度設けなければならない。ゲートカットピン４の先端面１０と可動型２の衝突を回避し、ゲートカットピン４の寿命を長くするためである。
【実施例２】
【００３３】
本発明に係る第２実施例を、図５および図６を用いて以下に説明する。
図５は、ゲートカット前の射出成形用金型の側部断面図であり、図６は、ゲートカット後の射出成形用金型の側部断面図である。
尚、第１実施例との相違点のみ説明し、第１実施例と同一の部分については、説明を省略する。
【００３４】
第１実施例との相違点は、ゲートカットピン４を固定型２に設け、凹部９を可動型１に設けた点のみである。
【００３５】
つまり、キャビティ８内への溶融樹脂の射出時においては、図５に示すように、ゲートカットピン４は、固定型２内に没している。そして、キャビティ８に溶融樹脂を満たし、保圧終了後に、図６に示すように、ゲートカットピン４を突出させ、ゲート７において、ゲートカットを行う。
【００３６】
この際、ゲートカットピン４の先端は、可動型１に設けられた凹部９に突入させるので、ゲート７におけるゲートカットは、確実に行われる。また、凹部の深さＡは、０．５ｍｍから２ｍｍの範囲内のいずれかの値に設定されているので、溶融樹脂の射出の際に、凹部９に溶融樹脂が衝突しても溶融樹脂に乱流は発生せず、溶融樹脂への空気の混入も発生しない。本実施例においては、凹部の深さＡ＝０．５ｍｍに設定して凹部を形成した。
【実施例３】
【００３７】
本発明に係る第３実施例を、図７乃至図１０を用いて以下に説明する。
図７は、ゲートカット前の射出成形用金型の側部断面図であり、図８は、ゲートカット後の射出成形用金型の側部断面図である。また、図９は、ゲートカット前の射出成形用金型におけるゲートカットピンの先端部の部分拡大図であり、図１０は、ゲートカット後の射出成形用金型におけるゲートカットピンの先端部の部分拡大図である。
【００３８】
尚、第１実施例との相違点のみ説明し、第１実施例と同一の部分については、説明を省略する。
第１実施例との相違点は、ゲートカットピン４に設けた面取り１１にランナー６を通過する溶融樹脂が直接当たるように構成した点のみである。
【００３９】
つまり、図９に示すように、ゲートカットピン４の先端面１０のみならず、この先端面１０の一部に設けた面取り１１についても、溶融樹脂の流路であるランナー６を構成する面としたものである。
【００４０】
そして、ゲートカットピン４は、キャビティ８内に溶融樹脂が満たされ、溶融樹脂の保圧が終了した時点で、図１０に示すように、ランナー６を遮断する方向に突出させることにより、ゲートカットを確実に行うことができる。
【００４１】
また、かかる構成により、溶融樹脂に乱流を発生することなく、溶融樹脂をスムーズにキャビティ内に導くことができるという効果を奏する。
【実施例４】
【００４２】
本発明に係る第４実施例を、図１１乃至図１３を用いて以下に説明する。
図１１は、ゲートカット前の射出成形用金型の側部断面図であり、図１２は、ゲートカット後の射出成形用金型の側部断面図である。また、図１３は、エジェクタピンを突き出した後の可動型の側部断面図である。
【００４３】
尚、第３実施例との相違点のみ説明し、第３実施例と同一の部分については、説明を省略する。
【００４４】
第３実施例との相違点は、ゲートカットピン４の駆動装置をエジェクタピンと共通にし、射出成形装置のエジェクタロッドとした点と、ゲートカットピン４にエジェクタピンとしての機能を持たせた点である。
【００４５】
（射出成形用金型）
射出成形用金型１４は、可動型１と、固定型２とからなり、パーティングライン面１３で分離可能に構成されている。そして、可動型１は、図示しない射出成形装置に固定されている。
【００４６】
（可動型）
可動型１の内部には、後述するエジェクタロッド１７の動作により上下動するエジェクタプレート下１９およびエジェクタプレート上２０がある。エジェクタプレート上２０は、エジェクタプレート下１９に対して図示しないボルトにて固定されており、エジェクタプレート下１９の下面には、可動型１の下方に突出しているロッド２１が固定されている。このロッド２１は、射出成形装置のエジェクタロッド１７に突き合わされており、射出成形装置の信号により、エジェクタプレート下１９およびエジェクタプレート上２０と共に上下動する。
【００４７】
（ゲートカットピン）
また、ゲートカットピン４は、エジェクタプレート下１９およびエジェクタプレート上２０の間に挟まれて固定されている。このため、ゲートカットピン４は、エジェクタプレート下１９およびエジェクタプレート上２０の上下動に従って、上下動する。
【００４８】
（エジェクタピン）
また、エジェクタピン１８は、エジェクタプレート下１９およびエジェクタプレート上２０に挟まれているが、エジェクタプレート上２０には、エジェクタロッド１７が動作してもエジェクタピン１８が一定距離動かなくなるように空間２２が設けられている。このため、図１１に示す状態から図１２に示す状態、すなわち、ゲートカットピン４をランナー６に突出させた場合は、エジェクタピン１８は、キャビティ８およびランナー６に突出することがない。
【００４９】
そして、図１２に示した状態において、溶融樹脂が冷却固化した後、図１３に示すように、可動型１と固定型２とを分離し、エジェクタロッド１７をさらに突き出すと、エジェクタピン１８が固化した樹脂（樹脂成形品およびランナー）を可動型１から離型する。
【００５０】
つまり、本第４実施例においては、ゲートカットピン４の駆動装置として、射出成形装置のエジェクタロッド１７を用いることにより、可動型１にシリンダ等からなる独立した駆動装置を設ける必要がなく、エジェクタピン１８と駆動源を共通にすることができる。また、ゲートカットピン４自体にエジェクタピンとしての機能を付加することができる。
【実施例５】
【００５１】
本発明に係る第５実施例を以下に説明する。
尚、第４実施例との相違点のみ説明し、第４実施例と同一の部分については、説明を省略する。
【００５２】
第４実施例との相違点は、ゲートカットピン４の表面にＴａ−Ｃコーティングを施した点のみである。ここで、Ｔａ−Ｃコーティングとは、テトラヘデラル
アモルファス カーボン（Tetrahedral
Amorphous Carbon）による表面処理のことであり、かかるコーティングが施された物は、耐熱性、耐摩耗性、離型性を有する。
【００５３】
ゲートカットピン４は、樹脂成形品へのバリが付着することが無いように、その先端部を繰り返して凹部９に高精度に突入させなければならない。したがって、ゲートカットピン４は、高精度に加工されている。
【００５４】
また、ゲートカットピン４は、樹脂成形品が成形される都度動作され、ランナー６へ出没する回数が多いので、耐摩耗性が必要である。このゲートカットピン４に耐摩耗性を付与する方法としては、表面処理が一般的であるが、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクコーティング）を施すためには、ゲートカットピン４が２００℃から３００℃に加熱される。そうすると、高精度に加工されたゲートカットピン４が熱変形するという問題がある。
【００５５】
そこで、本第５実施例においては、ゲートカットピン４を高温に加熱することなく、ゲートカットピン４自体に耐熱性、耐摩耗性、離型性を付与するために、低温（約１００℃）でＴａ−Ｃコーティングを施したものである。
【００５６】
（Ｔａ−Ｃコーティング）
ゲートカットピン４に施したＴａ−Ｃコーティングについて、以下に具体的に説明する。
【００５７】
ゲートカットピン４の材質は、ＳＵＳ、Ｆｅ等であるため、まず、チタン（Ｔｉ）からなる第１バインダ層をゲートカットピン４の上に０．１μｍの厚さで設ける。そして、この第１バインダ層の上に、バイアス電位を高くしたＴａ−Ｃからなる第２バインダ層を０．１μｍの厚さで設ける。これらの２層のバインダ層は、Ｔａ−Ｃコーティングをゲートカットピン４の表面に強固に付着させるために設けるものである。
【００５８】
その次に、第２バインダ層の上に、Ｔａ−Ｃからなる中間層を２μｍの厚さで設け、最後に、Ｔａ−Ｃからなる耐摩耗層を０．３μｍの厚さで設ける。尚、バイアス電位の大きさは、第２バインダ層＞中間層＞耐摩耗層である。
【００５９】
かかる層構造のＴａ−Ｃコーティングをゲートカットピン４の表面に設けることにより、ゲートカットピン４は、熱変形することなく、高精度を保ったまま耐摩耗性を付与することができる。このため、ゲートカットピン４の寿命を長くすることができ、ゲートカットピン４のメンテナンス頻度を減らすことができる。
【００６０】
上述の実施例は、説明のために例示したもので、本発明としてそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識する事ができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００６１】
例えば、前記した実施例においては、図３において、Ｂ＝０．５×Ｄ、Ｃ＝１．５×Ｂとしたものを示したが、これに限定されることはなく、ゲートカットピン４の先端部に、先端面１０が形成されていれば、Ｂ＝０．５×Ｄでなくても良い。また、ゲートカットピン４の突出により、凹部９内の溶融樹脂をランナー６側（上流側）に逃がす必要があるので、Ｃ＞１．５×Ｂであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、樹脂成形品の成形に用いられる射出成形用金型およびこの射出成形用金型により製造された樹脂成形品に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】ゲートカット前の射出成形用金型の側部断面図（実施例１）
【図２】ゲートカット後の射出成形用金型の側部断面図（実施例１）
【図３】ゲートカットピンの先端部の部分拡大図（実施例１）
【図４】ゲートカットピンの先端部の斜視図（実施例１）
【図５】ゲートカット前の射出成形用金型の側部断面図（実施例２）
【図６】ゲートカット後の射出成形用金型の側部断面図（実施例２）
【図７】ゲートカット前の射出成形用金型の側部断面図（実施例３）
【図８】ゲートカット後の射出成形用金型の側部断面図（実施例３）
【図９】ゲートカットピンの先端部の部分拡大図（実施例３）
【図１０】ゲートカットピンの先端部の部分拡大図（実施例３）
【図１１】ゲートカット前の射出成形用金型の側部断面図（実施例４）
【図１２】ゲートカット後の射出成形用金型の側部断面図（実施例４）
【図１３】エジェクタピンを突き出した後の可動型の側部断面図（実施例４）
【符号の説明】
【００６４】
１ 可動型
２ 固定型
３ スプルー
４ ゲートカットピン
５ 駆動装置
６ ランナー
７ ゲート
８ キャビティ
９ 凹部
１０ 先端面
１１ 面取り
１３ パーティングライン面
１４ 射出成形用金型
１５ 凹部の底
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２５１２８８
【氏名又は名称】鈴鹿富士ゼロックス株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年７月２８日（２００６．７．２８） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００８−３０２９５（Ｐ２００８−３０２９５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年２月１４日（２００８．２．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−２０５９６９（Ｐ２００６−２０５９６９） |
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