(57)【要約】【課題】構成を複雑化することなく、しかも低コストで、樹脂成形品のボス部の意匠面に生じるヒケを抑制できる樹脂成形金型を提供すること。【解決手段】裏面１ｂに複数のボス２を有する樹脂成形品１を成形する樹脂成形金型において、上記樹脂成形品１の表面１ａを成形するためのキャビティー１０と、上記ボス２の内周面２ｂを成形するためのセンターピン１２と、上記センターピン１２の少なくとも上記キャビティー１０側の先端部を上記キャビティー１０よりも高温に加熱する電気ヒータ１２０とを具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面にボスを有する樹脂成形品を成形する樹脂成形金型において、
上記樹脂成形品の表面を成形するためのキャビティーと、
上記ボスのボス穴を成形するためのピンと、
上記ピンの少なくとも上記キャビティー側の端部を上記キャビティーよりも高温に加熱する加熱手段と、
を具備していることを特徴とする樹脂成形金型。
【請求項２】
上記加熱手段は、上記ピンの上記キャビティー側の端部に埋設されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形金型。
【請求項３】
上記加熱手段は、上記ピンの上記キャビティーと反対側の端部側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形金型。
【請求項４】
裏面にボスを有する樹脂成形品を成形する樹脂成形金型において、
上記樹脂成形品の表面を成形するためのキャビティーと、
上記ボスのボス穴を成形するためのピンと、
上記ピンの少なくとも上記キャビティー側の端部に設けられ、上記樹脂成形品と上記ピンの間を断熱する断熱手段と、
を具備することを特徴とする樹脂成形金型。
【請求項５】
上記断熱手段は、上記ピンの少なくとも上記キャビティー側の端部の表面に被覆され、上記キャビティーよりも熱伝導率の低い材料からなる膜であることを特徴とする請求項４記載の樹脂成形金型。
【請求項６】
上記断熱手段は、上記ピンの少なくとも上記キャビティー側の端部に設けられ、上記キャビティーよりも熱伝導率の低い材料からなる部材であることを特徴とする請求項４記載の樹脂成形金型。
【請求項７】
樹脂成形品の裏面に形成されるボスのボス穴を成形するために用いられ、上記樹脂成形品の表面を成形するキャビティーと共に樹脂成形金型を構成するピンにおいて、
ピン本体と、
上記ピン本体の上記キャビティー側の端部を上記キャビティーよりも高温に加熱する加熱手段と、
を具備していることを特徴とするピン。
【請求項８】
樹脂成形品の裏面に形成されるボスのボス穴を成形するために用いられ、上記樹脂成形品の表面を成形するキャビティーと共に樹脂成形金型を構成するピンにおいて、
ピン本体と、
上記樹脂成形品と上記ピン本体の間を断熱する断熱手段と、
を具備していることを特徴とするピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコンや携帯電話等の筐体に使用される樹脂成形品を成形するための樹脂成形金型およびこれに用いられるピンに関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコンや携帯電話等の筐体として使用される樹脂成形品の成形において、樹脂成形金型を用いることがある。この樹脂成形金型は、意匠面となる樹脂成形品の表面を成形するキャビティーと、樹脂成形品の裏面を成形するコアと、ネジ締結用のボス穴を成形するセンターピンとにより構成されている。
【０００３】
ところで、従来の樹脂成形金型を使用して樹脂成形品を成形すると、意匠面のボスと対応する位置にヒケが発生することがある。これは、樹脂成形品にボスを形成すると、ボスの根元にその周辺よりも肉厚な部分が形成され、この肉厚部分に熱が溜まることに起因している。肉厚部分に熱が溜まると、この部分の冷却が周辺部分より遅れるため、肉厚部分の樹脂が収縮する際に、その周辺部分の樹脂を引っ張り、樹脂成形品の表面にヒケを発生させるのである。樹脂成形品の表面は筐体の意匠面となるため、ヒケが発生すると商品として使用できなくなる。そのため、樹脂成形品の表面に発生するヒケを防止するために、様々な方法が開発されてきた。
【０００４】
例えば、ボス根元周辺に肉盗みを施し、樹脂成形品の肉厚を略均一にする方法がある。この方法を用いれば、樹脂成形品の各所における冷却時間が均一化するため、冷却時間の不均一に起因するヒケが発生し難くなる。
【０００５】
また、コアをキャビティーより高温に加熱し、キャビティーと接触する樹脂成形品の意匠面を先に固化させる方法もある。この方法を用いれば、ボスの根元部分が固化するときには既に意匠面の固化が進んでいるため、ヒケがボス根元周辺に誘導され、樹脂成形品の意匠面にヒケが発生し難くなる。コアを加熱する手段としては、局所ヒータ（セラミックヒータ、電気ヒータ等）、熱媒体（液体、蒸気、気体等）、高周波誘導加熱、マイクロ波加熱、レーザ加熱等がある。
【０００６】
また、コアを加熱する代わりに、コアを断熱材でコーティングし、ボスの近傍の樹脂が冷却され難くする方法もある（例えば、特許文献１を参照。）。この方法を用いても、ヒケが発生する部分がボス根元周辺に誘導され、意匠面にはヒケが発生し難くなる。コアを断熱する手段としては、断熱コーティング（ポリイミド膜等）、低熱伝導入れ子をボス周囲に配置する方法、断熱層（圧縮空気、圧縮窒素等）をボス周囲に形成する方法等がある。
【０００７】
また、化学発泡や窒素ガス等の超臨界流体を利用して樹脂内で発泡を起こさせ、樹脂を内部から加圧することでヒケを防止する方法もある。
【０００８】
また、高圧気体や液体等をボス周辺の肉厚部分に導入することで、樹脂を内部から加圧してヒケを防止する方法もある。
【特許文献１】特開平８−２８１６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ボスの根元周囲に肉盗みを施した場合、樹脂の流動が阻害され、樹脂の流動方向に対してボスの下流側の領域に未充填部が発生し易くなるという問題がある。さらに、ボスの曲げ強度や衝撃強度が低下するという問題もある。
【００１０】
また、ボスの根元周囲にヒケを誘導した場合、ボスの根元部分に応力集中が生じ、ボスの曲げ強度や衝撃強度が低下するという問題がある。
【００１１】
また、化学発泡により発生したガスを利用して内部から樹脂を加圧する場合、高額な発泡剤を使用する必要があり、コストが上昇するという問題がある。また、流体を利用した発泡成形では超臨界状態を作るための設備が高額であり、コストが上昇するという問題もある。
【００１２】
また、高圧ガスを樹脂成形品内に導入する場合、高額な設備等が必要となり、コストが上昇するという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、構成を複雑化することなく、しかも低コストで、樹脂成形品のボス部の意匠面に生じるヒケを抑制できる樹脂成形金型およびこれに用いられるピンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の樹脂成形金型およびこれに用いられるピンは次のように構成されている。
【００１５】
（１）裏面にボスを有する樹脂成形品を成形する樹脂成形金型において、上記樹脂成形品の表面を成形するためのキャビティーと、上記ボスのボス穴を成形するためのピンと、上記ピンの少なくとも上記キャビティー側の端部を上記キャビティーよりも高温に加熱する加熱手段とを具備していることを特徴とする。
【００１６】
（２）（１）に記載された樹脂成形金型であって、上記加熱手段は、上記ピンの上記キャビティー側の端部に埋設されていることを特徴とする。
【００１７】
（３）（１）に記載された樹脂成形金型であって、上記加熱手段は、上記ピンの上記キャビティーと反対側の端部側に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
（４）裏面にボスを有する樹脂成形品を成形する樹脂成形金型において、上記樹脂成形品の表面を成形するためのキャビティーと、上記ボスのボス穴を成形するためのピンと、上記ピンの少なくとも上記キャビティー側の端部に設けられ、上記樹脂成形品と上記ピンの間を断熱する断熱手段とを具備することを特徴とする。
【００１９】
（５）（４）に記載された樹脂成形金型であって、上記断熱手段は、上記ピンの少なくとも上記キャビティー側の端部の表面に被覆され、上記キャビティーよりも熱伝導率の低い材料からなる膜であることを特徴とする。
【００２０】
（６）（４）に記載された樹脂成形金型であって、上記断熱手段は、上記ピンの少なくとも上記キャビティー側の端部に設けられ、上記キャビティーよりも熱伝導率の低い材料からなる部材であることを特徴とする。
【００２１】
（７）樹脂成形品の裏面に形成されるボスのボス穴を成形するために用いられ、上記樹脂成形品の表面を成形するキャビティーと共に樹脂成形金型を構成するピンにおいて、ピン本体と、上記ピン本体の上記キャビティー側の端部を上記キャビティーよりも高温に加熱する加熱手段とを具備していることを特徴とする。
【００２２】
（８）樹脂成形品の裏面に形成されるボスのボス穴を成形するために用いられ、上記樹脂成形品の表面を成形するキャビティーと共に樹脂成形金型を構成するピンにおいて、ピン本体と、上記樹脂成形品と上記ピン本体の間を断熱する断熱手段とを具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
構成を複雑化することなく、しかも低コストで、樹脂成形品のボス部の意匠面に生じるヒケを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２５】
まず、図１〜図４を用いて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る樹脂成形金型を示す模式図である。
【００２７】
図１において、１は樹脂成形品、２はネジ締結用のボス、３はボス２の根元部分に形成される肉厚部分を示している。
【００２８】
本実施の形態に係る樹脂成形金型は、意匠面となる樹脂成形品１の表面１ａを成形するキャビティー１０と、ボス２の外周面２ａを含む樹脂成形品１の裏面１ｂを成形するコア１１と、ボス２の内周面２ｂ（ボス穴）を成形するセンターピン１２（ピン）と、ボス２の端面２ｃを成形するコアピン１３とを具備している。
【００２９】
樹脂成形品１は、成形機（図示しない）のシリンダ内にある２００℃〜３００℃程度の流動性を有する樹脂を油圧または電動モータにより所定の圧力で樹脂成形金型内に充填することで成形される。樹脂の種類としては、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂が用いられる。また、成形時、キャビティー１０、コア１１、コアピン１３は、成形機（図示しない）の加熱装置により８０℃〜１００℃程度に加熱されている。
【００３０】
図２は同実施の形態に係るセンターピン１２を示す概略図である。
【００３１】
図２に示すように、このセンターピン１２は丸棒状に形成されており、そのキャビティー１０側に配置される端部（以下、「先端部」と称する。）には電気ヒータ１２０（加熱手段）が埋設されている。この電気ヒータ１２０は、配線１２１から電力を供給することで、センターピン１２の少なくとも先端部を１２０℃程度に加熱する。
【００３２】
なお、本実施の形態では、センターピン１２の先端部を加熱するために、電気ヒータ１２０を用いているが、これに限定されるものではなく、例えばセラミックヒータ等を用いてもよい。
【００３３】
次に、上記構成の樹脂成形金型を使用して樹脂成形品１を成形する際の作用について説明する。
【００３４】
上記樹脂成形金型を用いて樹脂成形品１を成形する場合、まず油圧モータまたは電動モータを用いてシリンダ内にある２００℃〜３００℃の流動性を有する樹脂を樹脂成形金型内に充填する。この樹脂は、キャビティー１０、コア１１、センターピン１２、コアピン１３と接触することにより熱を奪われ、冷却、固化する。
【００３５】
樹脂が冷却、固化する速度は、樹脂が接触する樹脂成形金型の温度による。本実施の形態では、キャビティー１０、コア１１、コアピン１３が８０℃〜１００℃程度であり、センターピン１２は１２０℃程度であるため、最初にキャビティー１０、コア１１、コアピン１３と接触する樹脂成形品１の表面１ａ、裏面１ｂ、及びボス２の外周面２ａが固化し、最後にセンターピン１２の近傍の肉厚部分３が固化していく。
【００３６】
言い換えれば、肉厚部分３が固化するときには、既にキャビティー１０、コア１１、コアピン１３と接触する樹脂成形品１の表面１ａ、裏面１ｂ、及びボス２の外周面２ａの固化が進んでいる。
【００３７】
そのため、肉厚部分３の樹脂が収縮するときには、相対的に高温でかつ軟らかいボス２の内周面２ｂにヒケ５が誘導されるから、樹脂成形品１の表面１ａ、裏面１ｂ、及びボス２の外周面２ａに発生するヒケが抑制される。
【００３８】
本発明の樹脂成形金型によれば、構成を複雑化することなく、しかも低コストで、意匠面となる樹脂成形品１の表面１ａにヒケが生じるのを抑制することができる。さらに、ボス２の外周面２ａ近傍にもヒケが発生し難くなるから、機械的強度が低下するのを防止することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、センターピン１２の先端部に電気ヒータ１２０を埋設しているが、これに限定されることはなく、センターピン１２の基端部側に電気ヒータ１２０を設け、電気ヒータ１２０から供給される熱をセンターピン１２そのものを介して、その先端部に伝達するようにしてもよい。
【００４０】
次に、図４を用いて本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、上記実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図４は本発明の第２の実施の形態に係るセンターピン１２Ａを示す概略図である。
【００４２】
図４に示すように、本実施の形態に係るセンターピン１２Ａは、丸棒状に形成されており、その表面には全体に亘って熱伝導率の低い材料により膜２０が形成されている。膜２０の材料としては、ポリアミド等の樹脂やジルコニア等のセラミックスが用いられる。
【００４３】
このように、センターピン１２Ａの表面に熱伝導率の低い材料で膜２０を形成すると、センターピン１２Ａ周囲の樹脂が冷却され難くなるため、樹脂成形品１の表面１ａはボス２の内周面２ｂよりも早く固化する。
【００４４】
このようにしても、上記実施の形態と同様に、構成を複雑化することなく、しかも低コストで、意匠面となる表面１ａに生じるヒケを抑制することができる。なお、本実施の形態では、センターピン１２Ａ全体に熱伝導率の低い材料で膜２０を形成しているが、センターピン１２Ａのキャビティー１０側に配置される先端部だけに熱伝導率の低い材料で膜を形成してもよい。
【００４５】
次に、図５を用いて本発明の第３の実施の形態を説明する。なお、上記実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
図５は本発明の第３の実施の形態に係るセンターピン１２Ｂを示す概略図である。
【００４７】
図５に示すように、本実施の形態に係るセンターピン１２Ｂは、熱伝導率の低い材料により丸棒状に形成されている。センターピン１２Ｂの材料としては、ジルコニア等のセラミック、チタン、ＳＵＳ等が用いられる。
【００４８】
このように、センターピン１２Ｂそのものを熱伝導率の低い材料で形成しても、上記実施の形態と同様に、構成を複雑化することなく、しかも低コストで、意匠面となる表面１ａに生じるヒケを抑制することができる。
【００４９】
次に、図６を用いて本発明の第４の実施の形態を説明する。なお、上記実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
図６は本発明の第４の実施の形態に係るセンターピン１２Ｃを示す概略図である。
【００５１】
図６に示すように、このセンターピン１２Ｃは、鋼材等により丸棒状に形成されており、そのキャビティー１０側に配置される先端部には熱伝導率の低い材料からなる部材４２が設けられている。この部材４２としては、ジルコニア等のセラミックやチタン等が用いられる。
【００５２】
このようにセンターピン１２Ｃの先端部に熱伝導率の低い材料からなる部材４１を設けても、上記実施の形態と同様に、構成を複雑化することなく、しかも低コストで、意匠面となる表面１ａに生じるヒケを抑制することができる。
【００５３】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００５４】
具体的に言えば、本発明の樹脂成形金型の成形対象は、本実施の形態のような裏面１ｂにボス２を備えた樹脂成形品１に限定されるものではない。すなわち、裏面１ｂに狭小間隔で突出部と没入部を備えた樹脂成形品１であれば、様々なものの成形に適用することができる。
【００５５】
例えば、裏面１ｂに複数のリブを狭小間隔で設け、リブとリブの間を中子で形成するような場合、中子の先端部に電気ヒータ等の加熱手段を埋設したり、中子の先端部の表面に熱伝導率の低い材料で膜を形成したりしておくことで、上記同様の効果が得ることができる。
【００５６】
また、本発明に係る技術と従来から使用されている技術を組み合せて使用してもよい。例えば、センターピン１２を多孔質材料で形成し、センターピン１２の基端側から先端部側にエアーを供給するようにすれば、供給されるエアーの圧力により樹脂を内側から加圧できるから、さらに一層樹脂成形品１の意匠面となる表面１ａにヒケが発生するのを抑制することができる。
【００５７】
従来から使用されている技術としては、［技術背景］の欄で紹介した、樹脂内で発泡を起こさせる技術や、高圧気体や液体等をボス周辺の肉厚部分に導入する技術等がある。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る樹脂成形金型を示す模式図。
【図２】同実施の形態に係るセンターピンを示す概略図。
【図３】同実施の形態に係る樹脂成形金型により成形された樹脂成形品を示す概略図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るセンターピンを示す概略図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るセンターピンを示す概略図。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るセンターピンを示す概略図。
【符号の説明】
【００５９】
１…樹脂成形品、１ａ…表面、１ｂ…裏面、２…ボス、２ｂ…ボスの内周面（ボス穴）、１０…キャビティー、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ…センターピン（ピン）、２０…膜、４１…部材、１２０…電気ヒータ（加熱手段）。
【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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