(57)【要約】【課題】効率良くガス抜きができるとともに、高度で複雑な制御技術の不要化と設備点数の増加の抑制とを図ることができる射出用成形用樹脂を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係る射出成形用金型は、キャビティ２内のガスを抜くガス抜き孔１６を備えた射出成形用金型において、キャビティ２を形成する金型表面（キャビティ面４ａ）に溶融樹脂が流入できない幅の溝３１が形成され、ガス抜き孔１６が溝３１を介してキャビティ２に連通していることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティ内のガスを抜くガス抜き孔を備えた射出成形用金型において、
前記キャビティを形成する金型表面に溶融樹脂が流入できない幅の溝が形成され、前記ガス抜き孔が前記溝を介して前記キャビティに連通していることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記溝は、ハニカム構造を成す複数の六角柱の間に形成された溝であることを特徴とする請求項１に記載の射出成型用金型。
【請求項３】
前記溝は、前記キャビティを形成する金型表面の一部に形成されており、
前記金型表面の一部は、前記キャビティ内でガスが溜まり易い空間に隣接していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の射出成型用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形用金型には、キャビティ内と射出成形用金型の外部とを連通させるガス抜き孔が形成されている。そして、スプルーに射出された溶融樹脂がキャビティ内に流入すると、キャビティ内のエア及び溶融樹脂から生じたガスが、ガス抜き孔を介して射出成形用金型の外部に流出するようになっている。なお、以下において、キャビティ内のエアと溶融樹脂から生じたガスとを併せて「ガス」と総称する。
【０００３】
また、下記特許文献１には、上記するガス抜き孔と、進退自在に設けられてガス抜き孔を閉塞又は開口するピンと、ガス抜き孔に接続されてキャビティ内を減圧する減圧装置とを備えた射出成形用金型が開示されている。
そして、下記特許文献１に開示される射出成形用金型によれば、減圧装置によりキャビティ内を減圧にすることで、溶融樹脂を高速注入できるようになっている。さらに、射出された溶融樹脂がガス抜き孔に到達する前に、ガス抜き孔をピンで閉塞させ、溶融樹脂がガス抜き孔内に入り込むことを防止できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７８１８４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、上記特許文献１に開示の射出成形用金型では、射出成形用金型の外部からキャビティ内を視認することができない。よって、溶融樹脂がガス抜き孔に到達するか否かを判断するため、高度で複雑な制御技術が必要とされていた。
また、上記特許文献１に開示される射出成形用金型では、減圧装置が必要となり、設備点数の増加を招いていた。
さらに、ガス抜き孔に樹脂詰まりが生じた場合、ガス抜き孔が縮径又は閉塞し、効率良くガス抜きができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記する背景に鑑みて創案された発明であって、効率良くガス抜きができるとともに、高度で複雑な制御技術の不要化と設備点数の増加の抑制とを図ることができる射出用成形用樹脂を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本願発明に係る射出成形用金型は、キャビティ内のガスを抜くガス抜き孔を備えた射出成形用金型において、前記キャビティを形成する金型表面に溶融樹脂が流入できない幅の溝が形成され、前記ガス抜き孔が前記溝を介して前記キャビティに連通していることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、キャビティとガス抜き孔との間に、溶融樹脂が流入できない幅を有する溝が介在するため、ガス抜き孔に溶融樹脂が流入するおそれを回避できるようになっている。そのため、ガス抜き孔が縮径又は閉塞することなく、効率良くガスを抜くことが可能となる。
また、本発明によれば、キャビティに連続する空間がガス抜き孔でなく溝になっており、キャビティから見てガスの流入できる面積がガス抜き孔に比べて大きい。
そのため、従来技術の射出成形用金型に比べてキャビティ内のガスが抜け易く、良質な成形品を提供することができる。
また、本発明によれば、ガスが抜け易いため、減圧装置を必要せず、設備点数の増加を回避できる。
さらに、本発明によれば、溶融樹脂がガス抜き孔に流入しないため、溶融樹脂がガス抜き孔に到達するか否かの判断が不要となり、高度で複雑な制御技術が不要となる。
【０００９】
また、前記溝は、ハニカム構造を成す複数の六角柱間に形成された溝であることが好ましい。
【００１０】
前記する構成によれば、複数の六角柱間に形成される溝の幅が全て均一となる。
よって、複数の六角柱間に形成される全ての溝の幅を、溶融樹脂が流入できない幅に設定することができる。
一方で、六角柱以外の柱体を複数並べて、複数の柱体間に溝を形成した場合、溝の幅を均一とすることができない。
よって、複数の六角柱以外の柱体を並べて、柱体間に形成される溝を、溶融樹脂が流入できない幅に設定した場合に、最も幅が大きい溝を溶融樹脂が流入できない幅に設定され、相対的に他の溝は溶融樹脂が流入できない幅よりも狭い幅となる。
以上から、ハニカム構造により形成された溝であれば、六角柱以外の柱体を複数並べて形成される溝に比べて、キャビティから見てガスの流入できる面積が大きくすることができ、ガスの抜け易さを向上させることができる。
【００１１】
また、前記溝は、前記キャビティを形成する金型表面の一部に形成されており、前記金型表面の一部は、前記キャビティ内でガスが溜まり易い空間に隣接していることが好ましい。
【００１２】
前記する構成によれば、溝が形成される金型表面の一部が、ガスが溜まり易い空間、例えば、溶融樹脂の下流側又は溶融樹脂の合流部に隣接しているため、効率良くガス抜きを行うことができる。また、キャビティを形成する金型表面上において、溝を形成する範囲を、キャビティを形成する金型表面全部とするのでなく、一部とすることで、金型の耐久性の劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、効率良くガス抜きができるとともに、高度で複雑な制御技術の不要化と設備点数の増加の抑制とを図ることができる射出成形用金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る射出成形用金型を型締め方向に切った断面を示す断面図である。
【図２】実施形態に係る入り子とおも型の一部とを拡大した拡大図である。
【図３】実施形態に係る入り子の一部を上方から見た平面図である。
【図４】（ａ）は、実施形態に係るハニカム状の溝の幅を説明するための図であり、（ｂ）は、比較例に係る四角柱間に形成された溝の幅を説明するための図である。
【図５】実施形態に係るおも型の収容部の一部を上方から見た平面図である。
【図６】変形例に係る射出成形用金型のキャビティを図示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎに、本発明の実施形態に係る射出成形用金型について説明する。
図１に示すように、射出成形用金型１は、型合わせすることでキャビティ２が形成される可動型３と固定型４とを備え、キャビティ２内に溶融樹脂を射出されることで、キャビティ２と同一形状の成形品を製造できる金型である。
【００１６】
実施形態に係る可動型３は、キャビティ２を形成する表面３ａ（以下、キャビティ面という）が背面（上面）側に向かって緩やかに窪む雌型の金型である。また、可動型３には、キャビティ２内と可動型３の背面側とを連通させるスプルー５が形成され、可動型３の背面側からキャビティ２内に溶融樹脂を射出できるようになっている。
【００１７】
実施形態に係る固定型４は、キャビティ面４ａが可動型３に向かって突出する雄型の金型である。なお、本実施形態では、キャビティ面４ａの右端側が、キャビティ２内を流れる溶融樹脂の流路の下流側となっている。
また、固定型４は、キャビティ面４ａの一部（右端部）を形成して溶融樹脂の流路の下流側と隣接する入れ子７と、キャビティ面４ａの残部を形成するとともに入れ子７を収容する収容部６ａを有するおも型６と、を備えている。
【００１８】
図２に示すように、入れ子７は、略水平方向に広がる板状の基部８と、基部８の表面に配置された複数の六角柱９と、基部８の背面から下方に延びて、収容部６ａの底面に当接する複数の当接部１０とを備えている。
【００１９】
図２に示すように、六角柱９は、基部８の表面上からキャビティ面４ａまで延在する柱状のものである。また、図３に示すように、六角柱９は、上方から見て正六角形に形成されている。
さらに、図２、図３に示すように、複数の六角柱９のそれぞれは、基部８上で互いに離間するように配置されている。
そのため、複数の六角柱９の間には、上方であるキャビティ２に向かって開放されているとともに、水平方向に延びる空間の溝３１が形成されている。
そのため、キャビティ２内に溶融樹脂が充填された際に、キャビティ２内のガスが溝３１に流入できるようになっているとともに（図２の矢印Ａ参照）、溝３１内に流入したガスが溝３１内で水平方向にも移動できるようになっている（図３の矢印Ｂ参照）。
【００２０】
また、複数の六角柱９は、基部８上で、一つの六角柱９が他の６つの六角柱９に囲まれるとともに、一つの六角柱９における６つの側面のそれぞれが、対向する他の六角柱９の側面に対し平行となるように配置されて、いわゆるハニカム構造３０を成している。このため、複数の六角柱９を上方から見た場合、複数の六角柱９の間に形成された溝３１もハニカム状となっている。
【００２１】
図４（ａ）に示すように、複数の六角柱９がハニカム構造３０を成している場合、一つの六角柱９の側面と他の六角柱９の側面との距離が均一となり、ハニカム状の溝３１の幅ｄも均一となっている。
【００２２】
なお、上方から見た形状が正六角形以外の柱を用いた場合には、複数の柱間に形成される溝の幅を均一化できないようになっている。たとえば、図４（ｂ）に示すように、上方から見た形状が正四角形の四角柱１００を複数並べた場合、四角柱１００から見て、隣り合う四角柱１０１との距離ｄ１と、四角柱１００の斜めに配置された四角柱１０２との距離ｄ２との関係式は、約ｄ２＝１．４１４×ｄ１となり、溝の幅が均一とならないようになっている。
【００２３】
さらに、複数の六角柱９の間に形成された溝３１の幅ｄは、溶融樹脂が流入できない幅に設定され、キャビティ２内から溶融樹脂が溝３２に流入しないようになっている。
【００２４】
ここで、溶融樹脂が流入できない幅とは、成形品の材料（樹脂）の種類、射出温度、粘度（ポリプロピレン）により決まる。そのため、溶融樹脂が流入できない幅については、材料の種類、射出温度、粘度により相違するが、少なくとも２００μｍ以下、好ましくは、７０μｍ以下である。
【００２５】
なお、図４（ｂ）に示すように、複数の四角柱を並べた場合において、四角柱１００の斜めに配置された四角柱１０２との距離ｄ２が最大幅となる。
よって、六角柱９の代わりに四角柱を用いて溝３１を形成した場合には、最大幅の距離ｄ２を溶融樹脂が流入できない幅に設定する必要がある。なお、この場合には、四角柱１００と四角柱１０１との距離ｄ１は、溶融樹脂が流入できない幅よりも小さい幅となる。
【００２６】
さらに、実施形態では、上方から見たハニカム状の溝３１の総面積、言い換えれば、キャビティ２から溝３１にガスが流入できる流入面積は、後述するガス抜き孔１６にガスが流できる流入面積（図５参照）に比べて、大きくなるように形成されている。
【００２７】
つぎに、基部８の下面に設けられた複数の当接部１０について説明する。
図２に示すように、当接部１０は、基部８の下面から延在しておも型６の収容部６ａの底面に当接する柱状のものである。
また、当接部１０は、下方から見て正六角形に形成されているとともに、複数の当接部１０のそれぞれが、複数の六角柱９と同様に、ハニカム構造となるように配置されている。そのため、複数の当接部１０の間には、ガスが流入できるハニカム状の当接部用溝１１が形成されている。さらに、複数の当接部１０の一部には、下端面から上方に向かって螺刻されてなるねじ穴１２が形成されている。なお、本実施形態に係る複数の当接部１０は、複数の六角柱９と同様にハニカム構造を成しているが、本発明はこれに限定されるものでなく、適宜変形可能である。
【００２８】
基部８には、上面と下面を貫き、ハニカム状の溝３１と当接部用溝１１とを連通させる連通孔１３が形成されている。これによって、キャビティ２からハニカム状の溝３１に流入したガスが、連通孔１３を通過して、当接部用溝１１に流入できるようになっている（図２の矢印Ｃ参照）。なお、図３に示すように、基部８に形成された連通孔１３が複数となっており、さらにガスが移動し易くなっている。
【００２９】
以上、入り子７の構成について説明したが、実施形態に係る溝３１を有する入り子７の製造方法としては、薄く敷き詰めた金属粉末にレーザを照射して焼結させ、順次積層していくことで所要の立体形状を造形する、鋼材金属粉末ラピッドプロトタイピング（以下、「金属ＲＰ」という）が挙げられる。
また、金属ＲＰ以外には、レーザ加工により溝３１を彫刻して入り子７を製造する方法も挙げられる。ただし、レーザ加工の場合には、彫刻した深さに比例して、溝３１の幅ｄが収縮して、テーパ状となる。そのため、溝幅が基部８側に向かって狭くなり、ガス抜けが悪くなるおそれがあるため、金属ＲＰで製造する方が好ましい。
【００３０】
つぎに、おも型６について説明する。
図２に示すように、おも型６は、収容部６ａの底面に、おも型用溝１４と、ねじ孔１５とが形成されている。ねじ孔１５は、入り子７（複数の当接部１０）に形成されたねじ穴１２に対応するように設けられている。
そして、ねじ孔１５には、ねじ穴１２に螺着して入り子７を収容部６ａに固定するネジの軸部が通過している。
【００３１】
おも型用溝１４は、収容部６ａの底面から下方に向かって切り欠かれた空間であって、入り子７の当接部用溝１１内のガスが流入できるようになっている。
また、図５に示すように、おも型用溝１４は、上方から見て格子状に形成されている。
【００３２】
図２、図５に示すように、おも型６には、おも型用溝１４とおも型６の下面側とを連通させるガス抜き孔１６が形成されている。
そのため、キャビティ２から流れてきたおも型用溝１４内のガスが、ガス抜き孔１６を介して、射出成形用金型１の外部に排出できるようになっている。
【００３３】
以上、実施形態に係る射出成形用金型１によれば、キャビティ２内の溶融樹脂が、キャビティ２に連続するハニカム状の溝３１に流入しない。よって、溶融樹脂がガス抜き孔１６に流入してガス抜き孔１６を縮径又は閉塞させるおそれがないため、効率良くガスを抜くことが可能となる。
また、溶融樹脂がガス抜き孔１６に流入しないことにより、従来技術では必要とされた溶融樹脂がガス抜き孔１６に到達するか否かの判断が不要となり、高度で複雑な制御技術が不要となる。
【００３４】
また、実施形態の射出成形用金型１によれば、キャビティ２から溝３１にガスが流入できる面積がガス抜き孔１６の面積に比べて大きい。そのため、従来技術に比べて、キャビティ２からガスが抜け易く、品質の良い成形品を提供できるとともに、減圧装置を設ける必要がない。
【００３５】
また、実施形態の射出成形用金型１によれば、複数の六角柱９に形成される全ての溝３１の幅ｄの全てが、溶融樹脂が流入できない幅に設定されている。
一方で、上方から見た形状が正四角形である四角柱を並べた場合には、溶融樹脂が流入できない幅ｄ２の溝よりも狭い幅に設定された幅ｄ１の溝が形成される（図４（ｂ）参照）。
そのため、ハニカム構造３０により形成された溝３１であれば、六角柱以外の柱体を複数並べて形成される幅ｄ１及び幅ｄ２の溝に比べてガスの流入できる面積が大きい。ガスの抜け易さを向上させることができる
【００３６】
また、実施形態の射出成形用金型１によれば、複数の六角柱９（ハニカム構造３０）は、キャビティ面４ａの一部のみに形成され、キャビティ面４ａの全部を形成していない。また、複数の六角柱９が形成するキャビティ面４ａの一部は、キャビティ面４ａにおいて溶融樹脂の流路の下流側、言い換えれば、ガスが溜まり易い空間に隣接している部位である。
そのため、複数の六角柱９（ハニカム構造３０）でキャビティ面４ａの全部を形成する場合に比べて、固定型４の耐久性の劣化を抑えつつ、効率良くガスを抜くことができる。
【００３７】
以上、本実施形態に係る射出成形用金型１について説明したが、本発明は実施形態に係る例に限定されない。
実施形態では、固定型４に形成された溝３１は、複数の六角柱９（ハニカム構造３０）により形成されているが本発明はこれに限定されるものでなく、例えば、図４（ｂ）に示すように、複数の四角柱により形成された溝であってもよい。
【００３８】
また、実施形態では、固定型４に形成された溝３１がキャビティ面４ａの一部のみに形成されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、キャビティ面４ａの全部に形成してもよい。
【００３９】
また、実施形態では、溝３１がキャビティ面４ａの一部のみに形成された場合として、溶融樹脂の流路の下流側と隣接するように設けた例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。
たとえば、図６に示すように、射出成形用金型１に複数のゲート２０が設けられており、複数のゲート２０のそれぞれから溶融樹脂が流れ、それぞれの溶融樹脂がキャビティ２内の一部で合流するような場合がある。このような場合、溶融樹脂が合流する合流部２１に対して溝３１が隣接するように設けてもよい。当該構成であっても、ガスが溜まり易い空間である合流部２１に溝３１が隣接し、効率良くガスを抜くことができるからである。
【００４０】
また、実施形態では、固定型４に形成された溝３１とガス抜き孔１６との間に、ガスが流入できる空間として、当接部用溝１１とおも型用溝１４とが形成されていたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、当接部用溝１１及びおも型用溝１４のどちらか一方のみとしてもよい。或は、当接部用溝１１及びおも型用溝１４の両方を備えず、入り子７の連通孔１３とおも型６のガス抜き孔１６とが連続するように形成してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１      射出成形用金型
２      キャビティ
３      可動型
４      固定型
４ａ    キャビティ面
６      おも型
７      入り子
８      基部
９      六角柱
１０    当接部
１１    当接部用溝
１２    ねじ穴
１３    貫通孔
１４    おも型用溝
１５    ねじ孔
１６    ガス抜き孔
３０    ハニカム構造
３１    溝（ハニカム状の溝）
【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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