(57)【要約】【課題】  ゲートカットピンを収納する入子の角部には円弧状の湾曲があるため、ゲートカットピンは、この円弧状の湾曲に対応した位置（４隅）に面取りを施す必要がある。しかし、ゲートカットピンに施した面取りが原因で樹脂成形品のゲートカット部にバリが発生するという問題がある。【解決手段】    ゲートを遮断する方向に固定型内または可動型内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を有する射出成形用金型において、ゲートカットピンは、貫通したピン通孔を有する入子に摺動自在に組み込まれ、ゲートカットピンがゲートを遮断した場合に、ゲートカットピンの一部をキャビティに突出させるようにした。  【選択図】  図２
2008290258.tif 000002
【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、
前記ゲートを遮断する方向に前記固定型内または前記可動型内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を有する射出成形用金型において、
該ゲートカットピンは、貫通したピン通孔を有する入子に摺動自在に組み込まれ、
該ゲートカットピンが前記ゲートを遮断した場合に、該ゲートカットピンの一部を前記キャビティに突出させたことを特徴とする射出成形用金型
【請求項２】
前記ゲートカットピンに表面処理を施した請求項１に記載の射出成形用金型
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した射出成形用金型により成形した樹脂成形品  
【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こ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。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形品の成形は、射出成形装置から射出された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なうのが一般的である。
【０００３】
ランナー、ゲートおよびキャビティ内で冷却固化した樹脂は、金型から取り出され、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】特開平０７−２２３２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゲートカット機構を構成するゲートカットピンは、可動型または固定型の入子に貫通して設けられたピン通孔に挿入されている。そして、ゲートカットピンは、矩形形状であるから、ピン通孔は、ワイヤー放電加工等により孔あけ加工せざるを得ない。そうすると、入子のピン通孔の角部は、円弧状の湾曲が付くことになる。
【０００７】
このため、ピン通孔に入れるゲートカットピンの角部は、円弧状の湾曲に併せて面取り加工せざるを得ず、ゲートカットピンの角部をシャープエッジのまま使用できない。
【０００８】
かかるゲートカットピンを射出成形用金型で使用すると、特許文献１の段落０００８に記載されているように、ゲートカットピンの角部の切れが悪くなり、ゲートカットピンの角部に対応する位置において、成形品にバリが付着するという問題がある。
【０００９】
この問題を解決するために、特許文献１に記載された発明は、入子の側面に、キャビティに面し、かつゲートカットピンの摺動方向に沿って開口させてピン通孔を凹溝状に形成し、ピン通孔のキャビティ側の角部をシャープエッジのまま使用している。
【００１０】
しかし、入子の側面を凹溝状に形成すると、ゲートカットピンのキャビティ側の面の一部は、他の入子または金型部品で支える必要がある。このため、キャビティ内に樹脂圧がかかると、ゲートカットピンのキャビティ側の面と前記した他の入子または金型部品とのクリアランスが変わるため、クリアランスが大きくなると、このクリアランスに溶融樹脂が流れ込むという問題が発生する。また、クリアランスが大きくなると、ゲートカットピンの摺動が悪くなるという問題も発生する。
【００１１】
本発明は、これらの全ての問題を解決するためになされたものであり、ゲートカットピンの一部をキャビティに突出させることにより、成形品に生じるバリを無くした射出成形金型および樹脂成形品を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、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、そのうちのゲートを遮断する方向に固定型内または可動型内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を有する射出成形用金型に関する。
【００１３】
そして、このゲートカットピンは、貫通したピン通孔を有する入子に摺動自在に組み込まれているので、入子に形成したピン通孔の内周面と、ゲートカットピンの摺動面（外周面）のクリアランスは常に一定である。このため、溶融樹脂の樹脂圧により、入子に形成したピン通孔の内面とゲートカットピンの摺動面のクリアランスが変化しないので、このクリアランス中に溶融樹脂が流れ込むことがない。また、入子に形成したピン通孔の内面とゲートカットピンの摺動面のクリアランスが変化しないので、ゲートカットピンの摺動性が低下することも無い。すなわち、本発明により、射出成形用金型のメンテナンス頻度を少なくすることができる。
【００１４】
この射出成形用金型のランナーから流れ込んだ溶融樹脂は、ゲートを通って、キャビティ内に充填される。そして、溶融樹脂が冷却固化した後、固定型内または可動型内に没しているゲートカットピンをゲートに突出させてゲートを遮断した場合に、ゲートカットピンの一部をキャビティに突出させることが本発明の特徴である。
【００１５】
つまり、ゲートカットピンが可動型または固定型から突出した際に、ゲートカットピンの側面の一部をキャビティ内に突出させるのである。そうすると、キャビティ内の樹脂成形品のゲートカットピンに対応する位置に凹部が形成され、この凹部により樹脂成形品へのバリの発生を無くすことができる。
【００１６】
なぜなら、ゲートカットピンは、可動型または固定型の入子に設けられたゲートカットピンを通すピン通孔に入れられているので、ピン通孔に入れるゲートカットピンの角部は、面取り加工されているが、この面取り部が樹脂成形品に形成された前記凹部に位置するからである。
【００１７】
したがって、本発明にかかる射出成形用金型は、ゲートカットピンの角部の切れが悪くなり、ゲートカットピンの角部に対応する位置において、樹脂成形品にバリが付着するという問題が生じない。
【００１８】
また、ゲートカットピンは、Ｔａ−Ｃ（テトラヘデラルアモルファスカーボン）等の硬度が高く、摩擦係数が小さく、処理温度が低い表面処理を施しても良い。硬度を高くするのは摩耗を少なくするためであり、摩擦係数を小さくするのはゲートカットピンがピン通孔を摺動するからである。また、処理温度を低くするのは、ゲートカットピンの変形の恐れを無くすためである。
【００１９】
また、前記した射出成形用金型で成形した樹脂成形品は、キャビティのゲート側に凹部が形成されるものの、バリが無い樹脂成形品を安価に得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、射出成形用金型のメンテナンス頻度を少なくすることができ、バリが無い樹脂成形品を安価に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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】
【００２２】
本発明に係る第１実施例を、図１乃至図６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、図２はゲートカット後の射出成形用金型の側部断面図、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、図４は入子（可動側）の平面図、図５はゲートカットピンが突出して樹脂を切断したときの入子（可動側）の状態を示す平面図、図６は射出成形用金型で成形した樹脂成形品の一部を拡大した斜視図である。
【００２３】
（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で分離可能になっている。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。
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。
【００２４】
（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、断面が矩形形状であり、図４および図５に示すように入子（可動側）２０に貫通して設けられたピン通孔１９に挿入されている。そして、ゲートカットピン４の後端部は、図１に示すように、駆動装置としてのシリンダ５に接続されている。
【００２５】
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。
【００２６】
そして、ゲートカットピン４の先端部は、図３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）。
【００２７】
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たものである。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たものである。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
（入子）
射出成形用金型１４の可動型および固定型には、少なくとも入子（可動側）２０と入子（固定側）２１が設けられている。
【００３１】
入子（可動側）２０は、図４に示すように、ゲートカットピン４を挿入するための貫通したピン通孔１９が設けられている。このピン通孔は、ワイヤー放電加工あるいは形彫り放電加工により孔あけ加工するため、角部２２には円弧状の湾曲が付いている。このため、ゲートカットピン４の四隅には、各部２２に対応したＲ面取り加工が施されている。
【００３２】
この入子（可動側）２０のピン通孔１９は、図４および図５に示すように、ゲートカットピン４が突出した場合に、このゲートカットピン４の一部がキャビティ８に突出（入り込む）ようにあけられている。つまり、図４に示す点線２３の右側がキャビティ８となるが、ゲートカットピン４が突出すると、ゲートカットピン４の側面の一部がキャビティ８内に入り込むのである。
【００３３】
そうすると、図６に示すように、この射出成形用金型１４で成形した樹脂成形品２４の一端２５には、ゲートカットピン４に対応する位置に凹部２６が形成される。しかし、ゲートカットピン４のキャビティ８への突出量（図４における寸法Ｅ）を例えば０．５ｍｍとした場合に、凹部２６が樹脂成形品２４の機能上問題なければ、ゲートカット部においてバリの無い樹脂成形品２４を成形することができる。
【００３４】
また、入子（固定側）２１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ている。
【００３５】
そして、凹部９の長さＣは、ゲートカットピン４の長さ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。
【００３６】
この斜面１６は、溶融樹脂をキャビティ８に射出する時においては、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している。また、この斜面１６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している。
【００３７】
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。
【００３８】
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】
【００３９】
本発明に係る第２実施例を、図７および図８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、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。
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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７に示すように、ゲートカットピン４は、固定型２に設けた入子（固定側）２１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８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。
【００４２】
この際、ゲートカットピン４の先端は、可動型１の入子（可動側）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】
【００４３】
本発明に係る第３実施例を以下に説明する。
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。
【００４４】
第１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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
そこで、本第３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。
【００４８】
（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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。  
【００５２】
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。
【００５３】
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】
【００５４】
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】
【００５５】
【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】入子（可動側）の平面図（実施例１）
【図５】ゲートカットピンが突出して樹脂を切断したときの入子（可動側）の状態を示す平面図（実施例１）
【図６】樹脂成形品の一部を拡大した斜視図（実施例１）
【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２）
【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２）
【符号の説明】
【００５６】
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  底  
１９  ピン通孔
２０  入子（可動側）
２１  入子（固定側）
２４  樹脂成形品
【図１】
2008290258.tif 000003
【図２】
2008290258.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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【図８】
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