(57)【要約】【課題】転写面の高転写性を確保し、かつ離型時の変形の少ない高精度な成形品が得られる射出成形方法および装置を提供することにある。【解決手段】精度を必要としない非転写面に空間部を形成する射出成形方法において、前記空間部を吸引１５させた後に、成形品１２を取り出すことを特徴とする射出成形方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
精度を必要としない非転写面に空間部を形成する射出成形方法において、前記空間部を吸引させた後に、成形品を取り出すことを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
非転写面を構成する金型部材に通気孔を設け、金型外部より樹脂にエアを付与することによって、上記空間部を形成することを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
【請求項３】
非転写面を構成する金型部材の一部を樹脂から離隔することによって上記空間部を形成することを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
【請求項４】
非転写面を構成する樹脂の一部にガス体を注入することによって、上記空間部を形成することを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
【請求項５】
前記空間部形成後から成形品突き出し直前までの間の任意の時間内に、前記空間部を吸引することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の射出成形方法。
【請求項６】
金型内に溶融樹脂を射出充填し、冷却後成形品を取り出す射出成形装置において、精度を必要としない非転写面に空間部を形成する空間部形成手段と、前記空間部を吸引する吸引手段と、前記両手段を切り替え制御する切り替え制御手段と、を備えたことを特徴とする射出成形装置。
【請求項７】
前記空間部形成手段が、前記非転写面を構成する金型部材に設けられた通気孔と、金型外部に設けられ、前記通気孔と連結されたエア供給装置とによって構成されたことを特徴とする請求項６記載の射出成形装置。
【請求項８】
前記空間部形成手段が、非転写面を構成する金型部材の一部を樹脂から離反させる離隔装置によって構成されたことを特徴とする請求項６記載の射出成形装置。
【請求項９】
前記空間部形成手段が、非転写面を構成する樹脂の一部にガス体を注入するガス注入装置によって構成されたことを特徴とする請求項６記載の射出成形装置。
【請求項１０】
前記切り替え制御手段が、タイマー制御による電磁弁によって構成されたことを特徴とする請求項６記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精度不要の部分にひけを誘導することによって、転写精度を要する面を高精度に転写させる射出成形方法および射出成形装置に関し、とくに微細な凹凸パターン等を高精度に転写可能な射出成形方法および射出成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック成形品の成形方法としては、金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、その後冷却により固化させて成形品を得る方法が最も一般的である。しかしながら、上記従来技術では、偏肉な成形品を成形する場合に、冷却時に厚肉部と薄肉部で樹脂温度が不均一になり、薄肉部に残圧が発生したり、あるいは厚肉部にひけが発生してしまうという不具合があった。
また、厚肉形状の成形品においては、樹脂の冷却過程で体積収縮量が大きいためひけが発生しやすく、一方で、ひけ発生防止のため充填圧力を高くすると、残留歪みが大きくなり、高精度な成形品を得られないという欠点があった。
このような場合、成形時に金型温度を樹脂の軟化点以上に高くし、冷却過程で成形品の各部の温度ができるだけ一定になるよう徐冷することにより、上記不具合は低減されるが、その分成形サイクルが長くなってしまうという問題が発生する。
このような不具合を解消する手段として、特開平６−３０４９７３号公報には成形品の非転写面に接する金型面に圧縮気体源と連通する通気口や多孔質部材を配設し、成形品の非転写面を前記通気口や多孔質部材を介して流入する気体にて押圧させることにより、上記問題点を解決する射出成形金型が提案されている。この技術では、精度不要の部分にひけを誘導することによって、転写精度を要する面を高精度に転写させることができる。成形条件が低圧成形であるので、成形品と型との密着力も小さく、離型も容易となる。
【特許文献１】特開平６−３０４９７３号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、型開時にパーティング面より、成形品が浮き出る（トラレ）現象が起こりやすく、上記技術を外周面に転写部である歯部を備えたハスバ歯車成形に適用する場合には、歯面端部に変形、傷等が生じるという問題点あった。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、転写面の高転写性を確保し、かつ離型時の変形の少ない高精度な成形品が得られる射出成形方法および射出成形装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、精度を必要としない非転写面に空間部を形成する射出成形方法において、前記空間部を吸引させた後に、成形品を取り出す射出成形方法を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、非転写面を構成する金型部材に通気孔を設け、金型外部より樹脂にエアを付与することによって、上記空間部を形成する請求項１記載の射出成形方法を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、非転写面を構成する金型部材の一部を樹脂から離隔することによって上記空間部を形成する請求項１記載の射出成形方法を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、非転写面を構成する樹脂の一部にガス体を注入することによって、上記空間部を形成する請求項１記載の射出成形方法を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記空間部形成後から成形品突き出し直前までの間の任意の時間内に、前記空間部を吸引する請求項１〜４のいずれか１項記載の射出成形方法を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、金型内に溶融樹脂を射出充填し、冷却後成形品を取り出す射出成形装置において、精度を必要としない非転写面に空間部を形成する空間部形成手段と、前記空間部を吸引する吸引手段と、前記両手段を切り替え制御する切り替え制御手段とを備えた射出成形装置を最も主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記空間部形成手段が、前記非転写面を構成する金型部材に設けられた通気孔と、金型外部に設けられ、前記通気孔と連結されたエア供給装置とによって構成された請求項６記載の射出成形装置を主要な特徴とする。
請求項８記載の発明では、前記空間部形成手段が、非転写面を構成する金型部材の一部を樹脂から離反させる離隔装置によって構成された請求項６記載の射出成形装置を主要な特徴とする。
請求項９記載の発明では、前記空間部形成手段が、非転写面を構成する樹脂の一部にガス体を注入するガス注入装置によって構成された請求項６記載の射出成形装置を主要な特徴とする。
請求項１０記載の発明では、前記切り替え制御手段が、タイマー制御による電磁弁によって構成された請求項６記載の射出成形装置を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による射出成形装置の実施の形態を示す概略図である。図１に示すように、本実施の形態における射出成形装置は、固定金型１と可動金型２とからなる。
固定金型１の内部にはキャビティ入れ子３が設けられており、可動金型２の内部には、成形品に歯形部（例：ハスバ形状）を形成するための転写面を備えたコア入れ子４が設けられている。これらのキャビティ入れ子３、コア入れ子４によって所定容積の成形キャビティを画成している。
また、キャビティ入れ子３には、射出成形機の射出部からの溶融樹脂を成形キャビティ内へ射出充填する複数のゲート（ピンゲート）５が形成されている。図１の紙面の上方には、温度検出手段６を備えた第１温度調整手段７が、そして紙面の下方には、第２温度調整手段８が設けられる。
可動金型２にはコアプレート９、固定金型１にはキャビティプレート１０が配置されている。キャビティ入れ子３とコア入れ子４との間には樹脂歯車成形品１２を成形するためのギヤ駒１１が置かれている。樹脂歯車成形品１２の中央にはセンターコアピン１３が嵌め込まれている。
図１の射出成形金型には、さらに精度を必要としない非転写面に空間部を形成する空間部形成手段（エア供給装置）１４と、空間部を吸引する吸引手段（真空ポンプ）１５と、前記両手段を切り替え制御する切り替え制御手段（電磁弁）１６とが設けられる。
図２は図１の射出成形装置によって成形されたハスバ歯車を示す概略斜視図である。図３は図２のハスバ歯車の断面図である。図２および３において、ハスバ歯車は、歯部１７（転写面）と、リム１８と、ウェブ（非転写面）１９およびボス２０とで構成され、ポリアセタールなどの結晶性樹脂を射出成形することにより一体成形される。
【０００６】
図４は非転写面に空間部を形成する空間部形成手段の実施の形態（成形品の側面）を示す概略図である。空間部形成手段は非転写面（ウェブ）１９を構成する金型部材に設けられた通気孔２１と、金型外部に設けられ、通気孔２１と連結されたエア供給装置１４とによって構成される。
通気孔２１は、キャビティ入れ子３およびコア入れ子４において、非転写面であるリム１８の内周面と隣接する面に所定面積で開口するリング状であり、通気孔２１はエア供給装置１４に接続されている。なお、圧縮エアは、射出成形機からの制御信号を受けて成形キャビティに供給される。
図５は空間部形成手段の実施の形態を示す概略模式図である。空間部形成手段は非転写面（ウェブ）１９を構成する金型部材に設けられた通気孔２１と、金型外部に設けられ、通気孔２１と連結されたエア供給装置１４、真空ポンプ１５およびエア供給装置１４および真空ポンプ１５の切り替え制御を行う電磁弁１６とによって構成される。
また、付与するエアは圧縮エアに限らず、例えば、高圧窒素ガスボンベを設けて圧縮窒素ガスを通気孔部に供給することもできるのはもちろんである。
上記手段により非転写面に空間部を形成した後に、真空ポンプ（吸引手段）１５にて吸引を行うが、そのさいの切り替えは、タイマー制御による電磁弁１６によるオン  ／オフ制御にて実施する。これにより、所望時に非転写面に形成された空間部を確実にかつ効果的に吸引することができる。
【０００７】
図６は空間部形成手段の変形例を示す概略模式図である。非転写面に空間部を形成する空間部形成手段は、非転写面（ウェブ）１９を構成する金型部材の一部を樹脂から離反させる離隔装置２２によって構成される。これによれば、射出成形装置における非転写面に空間部を形成する手段が、非転写面を構成する金型部材の一部を樹脂から離反させる離隔装置によって構成されたことにより、非転写面に確実に空間部（ひけ）を発生させることができる。
図７は空間部形成手段の他の変形例を示す概略模式図である。非転写面に空間部を形成する手段は、非転写面（ウェブ）１９を構成する樹脂の一部にガス体を注入するガス注入装置２３によって構成される。非転写面を構成する樹脂の一部にガス体を注入することによって、上記空間部を形成することにより、非転写面に確実に空間部（ひけ）を発生させることができる。
図７のガスインジェクション成形法において、ガス体としては、窒素やヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガスが挙げられるが、樹脂に対して不活性であればいかなるガス体も用いることができる。
図５、図６および図７には、ゲート５、空間部形成手段（エア供給装置）１４、吸引手段（真空ポンプ）１５、切り換え制御手段（電磁弁）１６、歯部（転写面）１７、ウェブ（非転写面：空間部形成箇所）１９、離隔装置２２、ガス注入装置２３および可動駒２４が示してある。
上記手段により非転写面に空間部を形成した後に、真空ポンプ（吸引手段）１５にて吸引を行うが、そのさいの切り替えは、タイマー制御による電磁弁１６によるオン  ／オフ制御にて実施する。これにより、所望時に非転写面に形成された空間部を確実にかつ効果的に吸引することができる。
図８はエア供給、吸引および時間の関係を示す図である。吸引は、空間部形成後から成形品突き出し直前までの間の任意の時間内に行い、その後、成形品の突き出しを行う。
これにより、型開時のパーティング面からの成形品の浮き（トラレ）がない状態での取り出しが可能となり、高転写性を維持しつつ離型時の変形の少ない高精度な成形品を得ることができる。なお、説明においては、実施の形態として、ハスバ歯車を取り挙げたが、鏡面および微細な凹凸パターン等を有する部品の成形にも有効である。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、精度を必要としない非転写面に空間部を形成する射出成形方法において、前記空間部を吸引させた後に、成形品を取り出すことにより、型開時のパーティング面からの成形品の浮き（トラレ）を防止することができ、その結果離型時の変形の少ない高精度な成形品が得られる。請求項２によれば、非転写面を構成する金型部材に通気孔を設け、金型外部より樹脂にエアを付与することによって、空間部を形成することにより、非転写面に容易に空間部（ひけ）を発生させることができる。
請求項３によれば、非転写面を構成する金型部材の一部を樹脂から離隔することによって、上記空間部を形成することにより、非転写面に確実に空間部（ひけ）を発生させることができる。
請求項４によれば、非転写面を構成する樹脂の一部にガス体を注入することによって、上記空間部を形成することにより、非転写面に確実に空間部（ひけ）を発生させることができる。
請求項５によれば、空間部形成後から成形品突き出し直前までの間の任意の時間内に、前記空間部を吸引することにより、型開時にパーティング面より、成形品が浮き出る（トラレ）現象を防止することができ、その結果離型時の変形の少ない高精度な成形品が得られる。
請求項６によれば、射出成形装置が、精度を必要としない非転写面に空間部を形成する空間部形成手段と、この空間部を吸引する吸引手段とを有し、かつ両手段を切り替え制御する切り替え制御手段が設けられていることから、所望時に非転写面に形成された空間部を確実に吸引することができる。
その結果、型開時のパーティング面からの成形品の浮き（トラレ）を防ぎ、離型時の変形の少ない高精度な成形品が得られる。
請求項７によれば、射出成形装置における非転写面に空間部を形成する手段が、非転写面を構成する金型部材に設けられた通気孔と、金型外部に設けられ、前記通気孔と連結されたエア供給装置とによって構成されたことにより、非転写面に容易に空間部（ひけ）を発生させることができる。
請求項８によれば、射出成形装置における非転写面に空間部を形成する手段が、非転写面を構成する金型部材の一部を樹脂から離反させる離隔装置によって構成されたことにより、非転写面に確実に空間部（ひけ）を発生させることができる。
請求項９によれば、射出成形装置における非転写面に空間部を形成する手段が、非転写面を構成する樹脂の一部にガス体を注入するガス注入装置によって構成されたことにより、非転写面に確実に空間部（ひけ）を発生させることができる。
請求項１０によれば、切り替え制御手段が、タイマー制御による電磁弁によって構成されたことにより、所望時に非転写面に形成された空間部を確実に吸引することができ、その結果、型開時のパーティング面からの成形品の浮き（トラレ）を防ぎ、離型時の変形の少ない高精度な成形品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による射出成形装置の実施の形態を示す概略図である。
【図２】図１の射出成形装置によって成形されたハスバ歯車を示す概略斜視図である。
【図３】図２のハスバ歯車の断面図である。
【図４】非転写面に空間部を形成する空間部形成手段の実施の形態を示す概略図である。
【図５】空間部形成手段の実施の形態を示す概略模式図である。
【図６】図５の空間部形成手段の変形例を示す概略模式図である。
【図７】空間部形成手段の他の変形例を示す概略模式図である。
【図８】エア供給、吸引および時間の関係を示す図である。
【符号の説明】
１  固定金型
２  可動金型（金型部材）
４  コア入れ子（金型部材）
１２  成形品（樹脂歯車成形品）
１４  空間部形成手段（エア供給装置）
１５  吸引手段（真空ポンプ）
１６  切り換え制御手段（電磁弁）
１８  リム
１９  ウェブ（非転写面：空間部形成箇所）
２１  通気孔（スリット）
２２  離隔装置
２３  ガス注入装置
【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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【図８】
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