(57)【要約】【課題】複数のキャビティへの樹脂の充填時間の均一化を図る。【解決手段】射出成形用成形型１０は、固定側型板１３とこれに対向して接離自在に配置された可動側型板２６とを有し、これら固定側型板１３と可動側型板２６間に形成された４個のキャビティ５０に射出口２１から４個のランナー４６を介して樹脂を射出して複数の成形品を得るもので、射出口２１と４個のランナー４６との合流点に臨んで可動側型板２６に配置され、合流点から４個のランナー４６への流路容積を変更自在な可動駒４８を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の型と、
前記第１の型に対向して配置された第２の型と、
射出口から樹脂を射出して、前記第１の型と前記第２の型との間に形成された複数のキャビティに複数の樹脂流路を介して樹脂を供給する樹脂供給部と、
前記射出口と前記複数の樹脂流路との合流点に臨んで前記第２の型に配置され、前記合流点から前記複数の樹脂流路への流路容積を変更自在な流量制御部材と、を有することを特徴とする射出成形用成形型。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形用成形型において、
前記流量制御部材はセンターピンであることを特徴とする射出成形用成形型。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の射出成形用成形型において、
前記樹脂供給部は、
ホットランナーと、
前記ホットランナーの射出口に接続され、前記複数の樹脂流路へ樹脂を均等に吐出する吐出ノズルと、を備える
ことを特徴とする射出成形用成形型。
【請求項４】
射出口から樹脂を射出して、対向配置された第１の型と第２の型との間に形成された複数のキャビティに複数の樹脂流路を介して樹脂を供給する樹脂供給工程を有し、
前記樹脂供給工程では、前記射出口と前記複数の樹脂流路との合流点に臨むように配置された流量制御部材を移動させて、前記合流点から前記複数の樹脂流路への流路容積が等しくなるように制御する
ことを特徴とする成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のキャビティに樹脂を射出して複数個の成形品を得る射出成形用成形型及び成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形型に複数のキャビティを形成し、多数個取りの射出成形を行う場合、複数のキャビティに連通する各ランナー形状の加工精度にばらつきがあると、成形時における溶融樹脂の各キャビティへの充填時間に差が生じる。すると、各キャビティに流れ込む樹脂の温度に差が発生し、充填バランスがくずれて成形品の品質バラツキの原因となる。
【０００３】
これを解決すべく、例えば、特許文献１には、樹脂を射出するノズル口が複数分岐して配置された技術が開示されている。これにより、多数個取りする際に、複数のキャビティ間のばらつきのない成形を行うことができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１３０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、ノズル口の孔径に加工バラツキがある場合や、ノズル口に異物などの詰まりが発生すると、流路面積に反比例して樹脂に流動抵抗が生じる。このため、各キャビティに流れ込む樹脂の量に差が生じ、充填時間に差が生じて充填バランスが崩れてしまう。
【０００６】
これに対し、例えば流路ごとに弁を設けようとすると、型の構造が複雑になる。このため、型が大型化し製造コストも増大する。
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、複数のキャビティへの樹脂の充填時間の均一化を図ることのできる射出成形用成形型及び成形品の製造方法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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る射出成形用成形型は、
第１の型と、
前記第１の型に対向して配置された第２の型と、
射出口から樹脂を射出して、前記第１の型と前記第２の型との間に形成された複数のキャビティに複数の樹脂流路を介して樹脂を供給する樹脂供給部と、
前記射出口と前記複数の樹脂流路との合流点に臨んで前記第２の型に配置され、前記合流点から前記複数の樹脂流路への流路容積を変更自在な流量制御部材と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る射出成形用成形型では、上記の射出成形用成形型において、
前記流量制御部材はセンターピンであることが可能である。
また、本発明に係る射出成形用成形型では、上記の射出成形用成形型において、  前記樹脂供給部は、
ホットランナーと、
前記ホットランナーの射出口に接続され、前記複数の樹脂流路へ樹脂を均等に吐出する吐出ノズルと、を備えることが可能である。
【０００９】
また、本発明に係る成形品の製造方法は、
射出口から樹脂を射出して、対向配置された第１の型と第２の型との間に形成された複数のキャビティに複数の樹脂流路を介して樹脂を供給する樹脂供給工程を有し、
前記樹脂供給工程では、前記射出口と前記複数の樹脂流路との合流点に臨むように配置された流量制御部材を移動させて、前記合流点から前記複数の樹脂流路への流路容積が等しくなるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数のキャビティへの樹脂の充填時間の均一化を図ることができる。これにより、成形品の品質を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１の射出成形用成形型の断面図である。
【図２】同上の要部拡大断面図である。
【図３】実施の形態２の射出成形用成形型の部分断面図である。
【図４】同上のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】同上の要部拡大平面図である。
【図６】実施の形態３の射出成形用成形型の部分断面図である。
【図７】同上のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１は、射出成形用成形型１０の断面図、図２は、その要部拡大断面図である。
【００１３】
図１において、射出成形用成形型１０は、パーティングラインＰＬを挟んで対向配置された固定側成形型１１と可動側成形型１２とを有している。射出成形用成形型１０としては、例えば金型を用いることができる。
【００１４】
本実施の形態では、多数個取りにおける複数のキャビティ５０に連通する流路容積を制御可能な構成とすることにより、各キャビティ５０への溶融樹脂の流量を制御して充填時間のバランスを取るようにしたものである。
【００１５】
可動側成形型１２は、固定側成形型１１に対して型開閉方向（図１の左右方向）に接離自在に配置されている。
固定側成形型１１は、第１の型としての固定側型板１３と、固定側取付板１５とを有している。固定側取付板１５は、固定側型板１３の反パーティングラインＰＬ側（可動側成形型１２と反対側）に一体的に固定されている。この固定側取付板１５は、不図示の型閉め装置の固定側プラテンに固定されている。
【００１６】
また、図示しないが固定側型板１３の外周又は内部には、固定側型板１３を加熱する固定側加熱ユニットが設けられている。この固定側加熱ユニットは、ヒータ等を内蔵したものでもよいし、水や油等の温調媒体を流す温調管を設けたものでもよい。また、固定側型板１３に温調媒体を流すための温調流路を形成したものであってもよい。
【００１７】
また、固定側型板１３には、可動側成形型１２との位置決め用の不図示のガイドピンが設けられている。このガイドピンは、後述する可動側成形型１２の不図示のガイドブッシュに嵌入される。
【００１８】
固定側取付板１５の中央位置（型中心軸Ｏ−Ｏと同心）には、スプルー２０が設けられている。本実施形態において、スプルー２０は樹脂供給部である。このスプルー２０の入口に、射出成形装置のノズル２４から溶融樹脂が注入される。注入された樹脂は、スプルー２０の先端の射出口２１から、後述する複数のキャビティ５０に供給されて充填される。また、固定側型板１３には、スプルー２０の横断面の型中心軸Ｏ−Ｏを中心として、対称に複数（本実施の形態では４個）の貫通孔１６が形成されている。
【００１９】
ここで、スプルー２０の横断面とは、型中心軸Ｏ−Ｏと直交する方向の断面をいう。
貫通孔１６には、細長い円柱状の固定側入れ子１８が嵌挿されている。
この固定側入れ子１８の先端側（パーティングラインＰＬ側）と、後述する可動側入れ子３８の先端側（パーティングラインＰＬ側）との間にキャビティ５０が形成される。
【００２０】
次に、可動側成形型１２は、第２の型としての可動側型板２６、板状の断熱板３０、円環状のスペーサブロック３１、及び可動側取付板２８を有している。
可動側型板２６は、前述した固定側型板１３とパーティングラインＰＬを挟んで対向配置されている。可動側取付板２８は、可動側型板２６の反パーティングラインＰＬ側（固定側成形型１１と反対側）に固定されている。この可動側取付板２８は、不図示の型閉め装置の可動側プラテンに固定されている。
【００２１】
また、可動側型板２６の外周又は内部には、可動側型板２６を加熱する可動側加熱ユニットが設けられている。
この可動側加熱ユニットは、ヒータ等を内蔵したものでもよいし、水や油等の温調媒体を流す温調管を設けたものでもよい。また、可動側型板２６に温調媒体を流すための温調流路を形成したものであってもよい。
【００２２】
さらに、可動側型板２６及び断熱板３０には、型中心部（型中心軸Ｏ−Ｏと同心）に中心孔３２が貫通形成されている。本実施の形態では、この中心孔３２は、段付き孔に形成されている。すなわち、この中心孔３２の先端側（パーティングラインＰＬ側）には、樹脂溜まり部４４が形成されている。この中心孔３２には、センターピン３６が摺動自在に嵌挿されている。
【００２３】
この可動側成形型１２には、固定側成形型１１との位置決め用の不図示のガイドブッシュが設けられている。このガイドブッシュに、固定側成形型１１のガイドピンが嵌入されて固定側成形型１１と可動側成形型１２との位置決め（型中心軸Ｏ−Ｏと直交方向の位置決め）が行われる。
【００２４】
この可動側型板２６には、型中心軸Ｏ−Ｏを中心として対称に複数（本実施の形態では４個）の貫通孔３４が形成されている。この貫通孔３４には、細長い円柱状の可動側入れ子３８が摺動自在に嵌挿されている。
【００２５】
こうして、可動側入れ子３８の先端側（パーティングラインＰＬ側）と固定側入れ子１８の先端側（パーティングラインＰＬ側）との間に複数（本実施の形態では４個）のキャビティ５０が形成されている。
【００２６】
また、スペーサブロック３１の内側空間には、円板状の突き出し板４０が収容されている。そして、この突き出し板４０に、センターピン３６、可動側入れ子３８の一端側（可動側取付板２８側）が一体的に固定されている。型開き時には、この突き出し板４０が不図示の駆動機構により、型開き方向（図１の右方向）に突出移動する。
【００２７】
この可動側型板２６には、パーティングラインＰＬ側の中央に樹脂溜まり部４４が形成されている。この樹脂溜まり部４４は、型閉め時にはスプルー２０に連通する。この樹脂溜まり部４４に、いわゆる樹脂が固化してできたコールドスラグが滞留する。
【００２８】
さらに、この樹脂溜まり部４４を中心として放射状に延びる複数（本実施の形態では４個）のランナー４６、さらにゲート４７が型中心軸Ｏ−Ｏと直交する方向に形成されている。これらスプルー２０とランナー４６、及びゲート４７によって、キャビティ５０への樹脂注入路が形成されている。
【００２９】
ここで、本実施の形態では、スプルー２０先端の射出口２１と４個のランナー４６との合流点に臨んで可動側型板２６に配置され、この合流点から４個のランナー４６への流路容積を変更自在な流量制御部材としての可動駒４８を有している点を特徴としている。この可動駒４８は、本実施の形態では、センターピン３６の先端側（パーティングラインＰＬ側）に取り付けられている。
【００３０】
すなわち、図２に示すように、センターピン３６は中空円筒状をなしている。このセンターピン３６には、内側に小径の細長い孔４１とこれに連通する大径の孔４２が形成されている。この孔４１と孔４２との境界には、平坦な段差面４３が形成されている。
【００３１】
このセンターピン３６の一端に、可動駒４８が取り付けられている。この可動駒４８は、半球形状の凸部４８ａと平坦面４８ｂとを有している。ただし、凸部４８ａの形状はこれに限らない。例えば、円錐形状でもよいし、又は角錐形状でもよく、さらには楕円形状等でもよい。
【００３２】
この可動駒４８の平坦面４８ｂには、型中心軸Ｏ−Ｏに沿って延びる棒状部材４９が一体的に固定されている。この棒状部材４９の他端には、ネジ部４９ａが形成されている。なお、棒状部材４９の直径は、センターピン３６に形成された小径の孔４１の直径よりも小さく形成されている。
【００３３】
この可動駒４８をセンターピン３６に取り付けるには、センターピン３６の内部の段差面４３に鍔５１を当てつけた状態で、棒状部材４９のネジ部４９ａに円板状の鍔５１を螺合する。このとき、可動駒４８の平坦面４８ｂをセンターピン３６の端面３６ａに当接した状態で、棒状部材４９を孔４１内で型中心軸Ｏ−Ｏと直交する方向（矢印Ａ方向）に移動調整する。
【００３４】
なお、本実施の形態では、棒状部材４９と鍔５１とをネジ部４９ａで螺合する場合について説明したが、これに限らない。例えば、棒状部材４９と鍔５１とをボルトとナットを用いて固定してもよいし、その他、調整可能な種々の締結手段により固定することができる。
【００３５】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
図１において、対向配置された固定側成形型１１及び可動側成形型１２を密接して成形型を閉じた状態で、不図示の射出成形機により型閉めを行う。
【００３６】
樹脂の供給工程では、射出成形機のノズル２４からスプルー２０の入口に溶融樹脂を注入する。こうして、溶融樹脂は、スプルー２０の先端の射出口２１から、型中心軸Ｏ−Ｏと直交方向に延びる４個のランナー４６及びゲート４７を通って、夫々のキャビティ５０に均一に供給・充填される。
【００３７】
なお、本実施の形態では、樹脂として、例えばシクロオレフィンポリマーを用いている。このシクロオレフィンポリマーは、吸湿しないことから、光学レンズに適した材料とされている。ただし、この材料に限るものではなく、例えばポリカーボネート等を用いてもよい。
【００３８】
なお、この樹脂充填時には、固定側成形型１１と可動側成形型１２は、不図示の固定側加熱ユニットと可動側加熱ユニット等により所定温度に加熱されている。この所定温度とは、使用される樹脂の充填に適した温度である。
【００３９】
ここで、スプルー２０の孔径に表面粗さ等の加工バラツキがある場合や、ランナー４６の断面寸法や表面粗さ等に加工バラツキがあると、各キャビティ５０に流れ込む樹脂の量に差が生じる。このため、各キャビティ５０への充填時間に差が生じる。すると、均一な成形品が得られない。
【００４０】
そこで、図２において、スプルー２０先端の射出口２１と複数のランナー４６との合流点に臨んで配置された可動駒４８を移動させて調整する。この場合、前述したように、棒状部材４９と鍔５１とを操作して可動駒４８の位置を任意に調整することができる。このときの調整は、流路抵抗が大きいランナー４６の流路容積が大きくなるように可動駒４８を移動させる。
【００４１】
こうして、スプルー２０の先端の射出口２１と複数のランナー４６とを結ぶ流路容積を変更することができる。これにより、溶融樹脂の充填時間が均等になるように制御することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、可動駒４８の位置調整を手動で行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、可動駒４８を、不図示の基板を介してセンターピン３６の端面３６ａに移動可能に取り付け、この基板を不図示の駆動機構により自動制御するようにしてもよい。
【００４３】
また、樹脂の充填後は、充填された樹脂に対して所定の圧力で保圧状態が維持される。こうして、各キャビティ５０内の樹脂にひけが生じないようにする。こうして、高精度な射出成形品を得ることができる。
【００４４】
その後、固定側成形型１１と可動側成形型１２とは、不図示の固定側加熱ユニットと可動側加熱ユニット等により所定温度にまで冷却される。この場合の冷却は、固定側加熱ユニットと可動側加熱ユニット等がヒータで構成されている場合は、その加熱温度が低く設定されることで行われる。
【００４５】
次に、不図示の型閉めユニットの型開き動作により、固定側成形型１１に対し可動側成形型１２がパーティングラインＰＬを境界として型開き方向（図１の左方向）に開かれる。次いで、突き出し板４０がパーティングラインＰＬ側に突出移動される。こうして、可動側入れ子３８等が同方向に突出されて成形品が取り出される。
【００４６】
本実施の形態によれば、多数個取りの成形型における各キャビティ５０への樹脂の充填時間を均一化することができる。これにより、成形品の品質の均一化を図ることができる。
（実施の形態２）
図３〜図５は、実施の形態２の射出成形用成形型１０の構成を示す図であり、図３は、射出成形用成形型１０の部分断面図、図４は、そのＩＶ−ＩＶ矢視図、図５は、その要部拡大平面図である。
【００４７】
なお、実施の形態１と同一又は相当する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態では、固定側成形型１１と可動側成形型１２との間に複数（本実施の形態では４個）のキャビティ５０が形成されている。これらの各キャビティ５０は、スプルー２０の型中心軸Ｏ−Ｏを中心として対称に、かつ円周方向に等間隔（９０°）に配置されている。
【００４８】
また、可動側型板２６には、固定側成形型１１のガイドピン（図示せず）が嵌入するガイドブッシュ３９が四隅に設けられている。固定側成形型１１と可動側成形型１２とは、このガイドピン（図示せず）とガイドブッシュ３９により高精度に位置決め（型中心軸Ｏ−Ｏと直交方向の位置決め）がなされている。
【００４９】
さらに、射出口２１と４個のランナー４６との合流点に臨むように、可動駒４８が可動側型板２６に位置変更自在に配置されている。この可動駒４８は、前述した図２と同様に、円錐形状又は半球形状の凸部４８ａと平坦面４８ｂとを有している。
【００５０】
本実施の形態では、可動駒４８の平坦面４８ｂとセンターピン３６の端面３６ａとの間に、四角柱のスペーサ５２を介装している点に特徴を有する。
このスペーサ５２は断面四角形を有している。このスペーサ５２を、樹脂溜まり部４４内において位置調整することで、各ランナー４６に通じる流路容積を変更する。
【００５１】
このように、可動駒４８とスペーサ５２とを組み合わせることにより、４個のランナー４６方向への流動抵抗の違いに応じて、流路容積を変更する。こうして、射出口２１から４個のランナー４６に至る流路容積を変更して、各キャビティ５０への充電時間の差をなくする。
【００５２】
すなわち、図５に示すように、樹脂溜まり部４４内において断面四角形のスペーサ５２を各ランナー４６の方向（矢印Ａ，Ｂ方向）に移動させる。そして、樹脂溜まり部４４の周壁とスペーサ５２の角部（隅部）との間のギャップｇ１〜ｇ４をきめ細かく調整する。これは、スペーサ５２の四角部により、樹脂流量の分割がしやすくなるためである。これにより、射出口２１から４個のランナー４６に至る流路容積を精度良く変更することができる。
【００５３】
本実施の形態によれば、多数個取り成形型における各キャビティ５０への樹脂の充填時間の均一化を図ることができる。その結果、成形品の品質を均一化することができる。
（実施の形態３）
図６及び図７は、実施の形態３の射出成形用成形型１０の構成を示す図であり、図６は、射出成形用成形型１０の部分断面図、図７は、そのＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。
【００５４】
なお、実施の形態１と同一又は相当する部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態では、スプルー２０の代わりにホットランナー２５を用いた点と、固定側型板１３のパーティングラインＰＬ側に扇形状の吐出ノズル２３を形成した点が実施例１と相違している。
【００５５】
図６及び図７において、固定側型板１３には、パーティングラインＰＬ側の端面に当接面２２が形成されている。また、成形型の型中心軸Ｏ−Ｏに沿ってホットランナー２５が嵌挿されている。このホットランナー２５の先端は、固定側型板１３の当接面２２に当接されている。
【００５６】
また、ホットランナー２５の周囲には、加熱ユニット１７が配設されている。この加熱ユニット１７には、ヒータ１９が内蔵されている。この加熱ユニット１７により、ホットランナー２５の内部の樹脂を常時加熱している。
【００５７】
さらに、固定側型板１３の端面に位置する当接面２２には、扇形状に４個に分割された吐出ノズル２３が形成されている。吐出ノズル２３は、例えば固定側型板１３に開けられた貫通孔である。吐出ノズル２３は、ホットランナー２５の射出口２５ａに接続されている。本実施形態においては、ホットランナー２５及び吐出ノズル２３は樹脂供給部である。
【００５８】
前述した当接面２２は、中央の円板部２２ａと、この円板部２２ａを固定側型板１３に接続するブリッジ部２２ｂとを有している。そして、ブリッジ部２２ｂとブリッジ部２２ｂの間に４個の吐出ノズル２３が形成されている。なお、吐出ノズル２３の個数や形状はこれに限るものではない。
【００５９】
この４個の吐出ノズル２３から、４個のランナー４６に向けて夫々樹脂が吐出される。
この吐出ノズル２３により、各ランナー４６に向けて吐出される樹脂量の均等化を図ることが可能となる。さらに、この場合、前述した可動駒４８の位置を変化させて、各キャビティ５０に連通する流路容積を制御することで、各キャビティ５０への樹脂の充填時間の均一化を図ることが可能となる。
【００６０】
本実施の形態によれば、実施の形態２と同様に、多数個取り成形型における各キャビティ５０への樹脂の充填時間の均一化を図ることができる。その結果、成形品の品質を均一化することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０      射出成形用成形型
１１      固定側成形型
１２      可動側成形型
１３      固定側型板
１５      固定側取付板
１６      貫通孔
１７      加熱ユニット
１８      固定側入れ子
１９      ヒータ
２０      スプルー
２１      射出口
２２      当接面
２２ａ    円板部
２２ｂ    ブリッジ部
２３      吐出ノズル
２４      ノズル
２５      ホットランナー
２６      可動側型板
２８      可動側取付板
３０      断熱板
３１      スペーサブロック
３２      中心孔
３４      貫通孔
３６      センターピン
３６ａ    端面
３８      可動側入れ子
３９      ガイドブッシュ
４０      突き出し板
４１      小径の孔
４２      大径の孔
４３      段差面
４４      樹脂溜まり部
４６      ランナー
４７      ゲート
４８      可動駒
４８ａ    円錐状の凸部
４８ｂ    平坦面
４９      棒状部材
４９ａ    ネジ部
５０      キャビティ
５１      鍔
５２      スペーサ
【図１】
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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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