(57)【要約】【課題】  成形品裏面と射出成形型の裏側キャビティ面の間に、早いタイミングで流体を注入できる技術を提供する。【解決手段】  射出成形型は、キャビティに溶融樹脂を射出することによって成形品を成形するために用いられる。その射出成形型は、成形品の表側の面を成形する表側キャビティ面と、成形品の裏側の面を成形する裏側キャビティ面２８と、裏側キャビティ面２８に開口する流路を備えている。裏側キャビティ面２８には、前記流路の開口３２またはその近傍から延びる凹部５０、５２が形成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティに溶融樹脂を射出することによって成形品を成形する射出成形型であり、
成形品の表側の面を成形する表側キャビティ面と、
成形品の裏側の面を成形する裏側キャビティ面と、
裏側キャビティ面に開口する流路を備えており、
裏側キャビティ面には、前記流路の開口またはその近傍から延びる凹部が形成されていることを特徴とする射出成形型。
【請求項２】
前記凹部が、前記流路の開口またはその近傍から放射状に延びていることを特徴とする請求項１の射出成形型。
【請求項３】
前記凹部が、キャビティに射出した溶融樹脂が侵入できない微細度を有していることを特徴とする請求項１又は２の射出成形型。
【請求項４】
成形品の表面を成形する表側キャビティ面と成形品の裏面を成形する裏側キャビティ面を持つ射出成形型のキャビティに溶融樹脂を射出する第１工程と、
裏側キャビティ面に開口する流路から、裏側キャビティ面において前記流路の開口またはその近傍から延びている凹部に、流体を注入する第２工程と、
を備えていることを特徴とする射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製の成形品を射出成形する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形型のキャビティに溶融した樹脂を射出することによって、成形品を成形する射出成形技術が知られている。射出成形技術では、キャビティに射出した樹脂が冷却して凝固してから、成形品を射出成形型から取り出す。
射出成形型のキャビティに射出した樹脂は、冷却して凝固するときに収縮する。樹脂が収縮すると、成形品がキャビティ面から剥離してしまう。成形品がキャビティ面から剥離してしまうと、成形品を意図した形状に仕上げることができない。
成形品の多くには、意図した形状に仕上げる必要がある面（表面ないし意匠面）と、仕上がりが悪いことが許容される裏面がある。以下では、表面ないし意匠面を成形するキャビティ面を「表側キャビティ面」といい、裏面を成形するキャビティ面を「裏側キャビティ面」という。
特許文献１には、射出成形型のキャビティに溶融樹脂を射出した後に、裏側キャビティ面に開口する流路から、成形品裏面に向けて流体を注入する技術が開示されている。裏側キャビティ面に開口する流路から流体を注入すると、成形品裏面と裏側キャビティ面との間に流体が入り込むことによって、成形品裏面が裏側キャビティ面から剥離する。成形品裏面が裏側キャビティ面から剥離すると、成形品の意匠面は、表側キャビティ面に密着した状態を維持する。成形品の意匠面が表側キャビティ面に密着した状態を維持すると、成形品の意匠面が意図した形状に仕上げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開１０−５８４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
流体を注入して成形品裏面を裏側キャビティ面から剥離させるタイミングは、出来るだけ早いことが好ましい。成形品裏面と裏側キャビティ面が早いタイミングで剥離すると、成形品の意匠面が表側キャビティ面から剥離するのに先立って、成形品裏面が裏側キャビティ面から剥離する関係が得られやすい。このため、成形品の意匠面は、表側キャビティ面と密着した状態で凝固して成形される。従って、成形品の意匠面は、意図した形状に仕上げられる。
裏側キャビティ面に開口する流路から流体を注入して成形品裏面を裏側キャビティ面から剥離させる場合、実際には、成形品裏面と裏側キャビティ面の間に早いタイミングで流体を注入することが難しい。樹脂の収縮が進まないと流路から送り込まれる流体が成形品裏面と裏側キャビティ面の間に浸入できない。樹脂の収縮が進めば、流路から送り込まれる流体が成形品裏面と裏側キャビティ面の間に浸入できるようになるが、その時には意匠面が表側キャビティ面から剥離していることがある。
本発明は、成形品裏面と裏側キャビティ面の間に、早いタイミングで流体を注入できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、裏側キャビティ面に凹部を形成しておくと、成形品裏面と裏側キャビティ面の間に、早いタイミングで流体を注入できる現象を利用する。キャビティに射出した樹脂は、凹部の隅々にまで充填するものではなく、充填しきれない空間を残す。本発明では、この空間を利用して成形品裏面と裏側キャビティ面の間に流体を注入する。流体は、早いタイミングで、成形品裏面と裏側キャビティ面の間に浸入する。
本発明の射出成形型は、キャビティに溶融樹脂を射出することによって成形品を成形するために用いられる。射出成形型は、成形品の表側の面を成形する表側キャビティ面と、成形品の裏側の面を成形する裏側キャビティ面と、裏側キャビティ面に開口する流路を備えている。裏側キャビティ面には、前記流路の開口またはその近傍から延びる凹部が形成されている。
溶融樹脂は粘度が高い。キャビティに溶融樹脂が射出された場合、溶融樹脂は、裏側キャビティ面に形成されている凹部の隅々にまで充填されず、充填しきれない空間を残す。この状態で、流路に加圧された流体を供給すると、その流体は、成形品裏面と裏側キャビティ面との間に注入される。樹脂の収縮に先立つ早いタイミングで、成形品裏面と裏側キャビティ面との間に流体が注入される。このため、成形品裏面と裏側キャビティ面が早いタイミングで剥離する。従って、成形品の意匠面が表側キャビティ面から剥離する事象の発生を顕著に抑制することができる。
【０００６】
上記の射出成形型の場合、凹部が、裏側キャビティ面における流路の開口またはその近傍から放射状に延びていることが好ましい。
凹部が放射状に延びていることによって、成形品裏面と裏側キャビティ面の間に広い範囲にわたって流体を注入することができる。したがって、成形品裏面と裏側キャビティ面を広い範囲にわたって早いタイミングで剥離させることができる。
【０００７】
凹部は、キャビティに射出した溶融樹脂が侵入できない微細度を有していることが好ましい。
この場合、樹脂の収縮に先立って、成形品裏面と裏側キャビティ面との間に流体が浸入する空間が確保される。成形品裏面と裏側キャビティ面の間に早いタイミングで流体を注入することができる。
もっとも、溶融樹脂が侵入できる程度に大きな凹部であっても、流体の浸入を促進する効果が認められる。流路の裏側キャビティ面における開口に連続する凹部が形成されていると、成形品裏面と裏側キャビティ面の間に早いタイミングで流体を注入することができる。しかしながら、その効果を大きなものとするためには、凹部が溶融樹脂の侵入を許さない微細度を有していることが好ましい。
【０００８】
本発明の射出成形方法は、第１工程と第２工程を備えている。第１工程は、成形品の表面を成形する表側キャビティ面と成形品の裏面を成形する裏側キャビティ面を持つ射出成形型のキャビティに溶融樹脂を射出する。第２工程は、裏側キャビティ面に開口する流路から、裏側キャビティ面において前記流路の開口またはその近傍から延びている凹部に、流体を注入する。
この射出成形方法によれば、流路に流体を供給すると、樹脂の収縮に先立つ早いタイミングで、成形品裏面と裏側キャビティ面との間に流体が注入される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の技術によれば、成形品裏面と射出成形型の裏側キャビティ面との間に、早いタイミングで流体を注入できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好適な実施形態を例示する。
（形態１）
成形品の表側の面を成形する表側キャビティ面と、成形品の裏側の面を成形する裏側キャビティ面と、裏側キャビティ面に開口する流路と、裏側キャビティ面に形成されており、前記流路の開口またはその近傍から延びる凹部とを有する射出成形型と、
その流路に加圧流体を供給す流体供給手段と、
その流体供給手段を制御する制御手段と、
を備える射出成形装置。
【実施例】
【００１１】
本発明の射出成形技術に係る一実施例を、図面を参照しながら説明する。
本実施例では、後述する射出成形装置２０を用いて、図１に示す樹脂製の成形品１２を射出成形する。成形品１２は、例えば、自動車のバンパーである。成形品１２は、意匠面（表面）１４と、裏面１６を持っている。意匠面１４は、意図した形状に仕上げる必要がある面である。裏面１６は、形状が重視されない面である。
図２に示すように、射出成形装置２０は、成形型２２と加圧部２１を備えている。成形型２２は、第１型２４と第２型２５を有している。図２は、第１型２４と第２型２５が組み合わされることによって、成形型２２が閉じた状態を示している。成形型２２が閉じた状態では、第１型２４の第１キャビティ面２７と、第２型２５の第２キャビティ面２８によって、キャビティ２６が形成される。成形型２２を開くときには、第１型２４と第２型２５を分離する。キャビティ２６の形状は、成形品１２のそれに対応している。第１型２４の第１キャビティ面２７は、成形品１２の意匠面１４を成形する。第２型２５の第２キャビティ面２８は、成形品１２の裏面１６と端面を成形する。
第１型２４には、成形型２２の外部と第１キャビティ面２７を連通するゲート３０が設けられている。ゲート３０には、成形型２２の外部に配置された射出ノズル（図示省略）から、溶融した樹脂が射出される。
第２型２５には、流路３１と流路３３が形成されている。流路３１は、その一端が開口部３２において第２キャビティ面２８に開口するとともに、他端が第２型２５の外部に開口している。流路３３も流路３１と同様に、その一端が開口部３４において第２キャビティ面２８に開口するとともに、他端が第２型２５の外部に開口している。
【００１２】
流路３１の開口部３２には、ベント部材３６が挿入されている。流路３３の開口部３４にも、ベント部材３８が挿入されている。流路３１とベント部材３６、並びに流路３３とベント部材３８は、同様の構成を有している。従って、以下においては、それらを流路３１とベント部材３６で代表して説明する。
ベント部材３６は、流路３１の開口部３２に挿入された状態で、図示しないボルトによって第２型２５に固定されている。ベント部材３５が第２型２５に固定されている状態で、ベント部材３６の外壁と開口部３２の内壁との間には、隙間５８（図３参照）が確保されている（隙間５８は、幅が狭いので、図３では線で図示されている）。
図３に示すように、第２型２５の第２キャビティ面２８には、開口部３２から反開口部方向に延びる複数の凹部５０、５２が形成されている。凹部５０は、１０本形成されており、放射状に配置されている。凹部５２は、４本形成されており、２本ずつが平行に配置されている。図４に示すように、凹部５０は、三角状の断面を有している。凹部５２も凹部５０と同様に、三角状の断面を有している。凹部５０、５２は微細な幅を有している。
【００１３】
図２に示すように、加圧部２１は、流体配管４０、フィルタ４３、レギュレータ４４、ソレノイドバルブ４５、タイマー部４６、コントローラ４８を備えている。
流体配管４０の一端４２には、高圧な工場エアーが供給されている。流体配管４０の他端側は、二叉に分岐している。流体配管４０は、二叉に分岐してから第２型２５の流路３１と流路３３に接続されている。
フィルタ４３、レギュレータ４４、ソレノイド４５は、流体配管４０に介装されている。フィルタ４３は、工場エアーから異物を除去する。レギュレータ４４は、工場エアーの圧力を所定値（例えば、０．５ＭＰａ）に調圧（減圧）する。ソレノイドバルブ４５は、開閉弁である。ソレノイドバルブ４５が開いているときには、第２型２５の流路３１と流路３３に、レギュレータ４４によって調圧された加圧空気（工場エアー）が供給される。
タイマー部４６は、ソレノイドバルブ４５に接続されている。コントローラ４８は、タイマー部４６に接続されている。コントローラ４８は、タイマー部４６や、成形型２２の開閉や、射出ノズルの動作等を統合的に制御している。コントローラ４８は、成形型２２が閉じ始めたタイミングで、タイマー部４６に型閉信号を出力する。コントローラ４８は、射出ノズルが溶融樹脂を射出したタイミングで、タイマー部４６に射出信号を出力する。タイマー部４６は、入力された型閉信号と射出信号に基づいて所定の処理を実行する。その処理については、後述にて説明する。
【００１４】
射出成形装置２０を用いて成形品１２を成形する各工程について説明する。図５に示すように、成形品１２を成形するときには、まず成形型２２を型閉めする工程を実行する。上述したように、成形型２２が閉じ始めたタイミング（型閉工程が開始されたタイミング）で、コントローラ４８はタイマー部４６に型閉信号を出力する。すると、タイマー部４６は、ソレノイドバルブ４５に閉弁信号を出力する処理を実行する。ソレノイドバルブ４５は、閉弁信号が入力されると閉じる。従って、加圧空気は、成形型２２の流路３１、３３に供給されない。
型閉工程に続いて、射出工程が実行される。射出工程が実行されると、射出ノズルから射出された溶融した樹脂がゲート３０を通過し、流動しながらキャビティ２６に充填されてゆく。タイマー部４６は、コントローラ４８から射出信号が入力されると計時を開始する。タイマー部４６は、計時した時間に基づいて、流動する樹脂が第２キャビティ面２８の凹部５０、５２が形成されている領域を覆ったタイミングで、ソレノイドバルブ４５に開弁信号を出力する。樹脂が第２キャビティ面２８の凹部５０、５２が形成されている領域を覆うタイミングが、タイマー部４６が計時を開始してからどれだけ時間が経過したときであるかは、あらかじめ設定されている。その設定にあたっては、第２キャビティ面２８の凹部５０、５２が形成されている領域の圧力計測データや、キャビティ２６内における樹脂の流動解析結果等が用いられる。上述したように、凹部５０、５２の幅は微細である。また、溶融している樹脂は粘度が高いので、微細な部分には侵入しない。このため、図６に示すように、樹脂７２と凹部５０、５２によって、通過経路５６が形成される。
【００１５】
ソレノイドバルブ４５が開くと、流路３１に加圧空気が供給される流体供給工程が行われる。図５に示すように、流体供給工程は、射出工程の途中（すなわち、樹脂が第２キャビティ面２８の凹部５０、５２が形成されている領域を覆ったタイミング）から開始される。
流路３１に供給された加圧空気は、開口部３２の隙間５８を経由して通過経路５６を通過しながら、樹脂７２の裏面と第２キャビティ面２８の間に入り込む。すると、樹脂７２の裏面と第２キャビティ面２８が剥離する。図７は、樹脂７２の裏面７３（樹脂７２が凝固して成形品１２として成形されたときには、成形品１２の裏面１６になる）が第２キャビティ面２８から剥離した状態を示している。
図５に示すように、射出工程が終了してから、保圧工程に移行する。保圧工程では、ゲート３０からキャビティ２６に、ほぼ一定の圧力を加え続ける。また、保圧工程の開始とともに、冷却工程も開始される。冷却工程では、第１型２４と第２型２５を通過している冷却配管（図２において図示省略）を通過する冷却水によって、樹脂７２が冷却されて凝固する。保圧工程が終了しても、流体供給工程と冷却工程は継続される。流体供給工程と冷却工程は、同時に終了される。流体供給工程と冷却工程が終了するタイミングで、タイマー部４６はソレノイドバルブ４５に閉弁信号を出力する。閉弁信号が入力されてソレノイドバルブ４５が閉じると、キャビティ２６への空気供給が停止される。
次に、型開き工程に移行することによって、成形型２２を開く。そして、最後に製品取出工程を実行して成形品１２を成形型２２から取り出す。
【００１６】
上述したように、加圧空気は、通過経路５６を通過しながら樹脂７２の裏面７３と第２キャビティ面２８の間に入り込むことによって、樹脂７２の裏面７３と第２キャビティ面２８が剥離する。このため、樹脂７２の裏面７３と第２キャビティ面２８が早いタイミングで剥離する。樹脂７２の裏面７３と第２キャビティ面２８が早いタイミングで剥離すると、樹脂７２の表面７４が第１キャビティ面２７から剥離するのを抑制できる。よって、成形品１２の意匠面１４は、より良好な形状（意図した形状）に仕上げられる。
これに対して、第２キャビティ面２８に凹部５０、５２が形成されていないと、加圧空気は開口部３２を中心として、徐々に樹脂７２の裏面７３と第２キャビティ面２８の間に入り込む。よって、樹脂７２の裏面７３と第２キャビティ面２８が剥離するタイミングが遅くなってしまう。そのタイミングが遅くなると、樹脂７２の表面７４が第１キャビティ面２７から剥離することがある。樹脂７２の表面７４が第１キャビティ面２７から剥離すると、成形品１２の意匠面１４が意図した形状に仕上げられない。
第２キャビティ面２８に凹部５０、５２を形成すると、樹脂７２の裏面７３と第２キャビティ面２８を、より広い範囲で剥離させることができる。樹脂７２の裏面７３と第２キャビティ面２８を、より広い範囲で剥離させることができると、成形品の意匠面のより広い範囲がより良好な形状に仕上げられる。よって、第２キャビティ面２８に開口する流路の数を少なくすることができる。
【００１７】
凹部５０、５２は、樹脂７２の侵入を許し、かつ樹脂が充填しきれない程度の大きさであってもよい。凹部５０、５２に樹脂が充填しきれなければ、加圧空気は、凹部５０、５２を通過して、樹脂７２の裏面７３と第２キャビティ面２８の間に早いタイミングで入り込む。
第２キャビティ面２８に延びる凹部５０、５２は、開口部３２から延びていなくてもよい。凹部５０、５２が開口部３２の近傍から延びていても、開口部３２から流出する加圧空気は、樹脂７２の裏面７３と第２キャビティ面２８との間を通過して、凹部５０、５２の起点に入り込む。
凹部５０、５２は、直線状に延びていなくてもよい。凹部５０、５２は、樹脂７２の裏面７３を第２キャビティ面２８から剥離させたい範囲に応じて、曲がりくねらすこともできる。
凹部５０、５２の断面形状は、三角形状に限られない。例えば、半円状や、開口部よりも深部が大きい断面形状であってもよい。凹部５０、５２の断面形状が、開口部分よりも深部が大きいと、加圧空気が通過しやすくなるので、より広い範囲に加圧空気を行き渡らせることができる。
加圧空気以外の気体や液体を注入することによって、樹脂の裏面とキャビティ面を剥離させることもできる。
【００１８】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】成形品の斜視図。
【図２】射出成形装置の構成図。
【図３】図２のIII−III線矢視図（裏側キャビティ面の凹部が形成されている部分の平面図）。
【図４】図３のIV−IV線断面図。
【図５】射出成形の工程図。
【図６】キャビティに樹脂が充填された状態の断面図。
【図７】樹脂の裏面がキャビティ面から剥がれた状態の断面図。
【符号の説明】
【００２０】
１２：成形品
１４：意匠面
１６：裏面
２０：射出成形装置
２１：加圧部
２２：成形型
２４：第１型
２５：第２型
２６：キャビティ
２７：第１キャビティ面
２８：第２キャビティ面
３０：ゲート
３１：流路
３２：開口部
３３：流路
３６、３８：ベント部材
４０：流体配管
４２：流体配管の一端
４３：フィルタ
４４：レギュレータ
４５：ソレノイドバルブ
４６：タイマー部
４８：コントローラ
５０、５２：凹部
５６：通過経路
５８：隙間
７２：樹脂
７３：樹脂の裏面
【図１】
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【図２】
2006231718.tif 000004
【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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