(57)【要約】      （修正有）【課題】射出成形における金型内部のガス圧を可能な限り低減させるために、金型に窄設されたランナーの末端とゲートの間に設置できる、更なる効果的ガス抜きのための付加的な構造を追求する。【解決手段】ランナー１末端において、充填される充填物により圧縮されるガスの流れに更なる微妙な圧力変化を生み出すために、ランナー１とゲート３の間に乱流室５を介置して、乱流室５にガス抜き装置２を設置してガス抜き効果を高め、射出成形におけるガス抜き効果の高い金型を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス抜き装置を備えたランナーの末端と成形品金型に連続するゲートとの間にランナーと断面積が異なる乱流室を設け、該乱流室にガス抜き装置を設置してなる射出成形におけるガス抜き効果の高い金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】      本発明は合成樹脂の射出成形用金型、特に射出成形におけるガス抜き効果の高い金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】      本件発明者は過去に、射出成形用の金型のガス抜きに使用するガス抜き装置あるいはガス抜き効果を備えた突き出しピン等を開発し、実際の使用を重ねながらそれら装置をより有効に使用する研究を重ねてきた。それらの技術内容は下記の特許文献に開示されている。従来から射出成形においては金型内部のガスを予め抜くことが成形品の仕上がりに大きな影響を有していることが知られており、種々のガス抜き方法が研究されたが良好な結果が得られず、下記特許に開示された発明によって初めて望ましいガス抜きの手段が世に紹介された。これらの発明、すなわち「排気通路に連続するプラグ室に挿入した断面円形あるいは多角形のプラグの外周面に、該プラグの軸線に沿って切り欠き部、プラグ室の断面積に対するプラグ以外の断面積が狭くなった狭隘部及びガス抜き溝を連続的に穿設し、該プラグ室を射出成形用の型のランナーに一個以上設置してなる、射出成形におけるガス抜き装置」を適用した射出成形の概念ならびに、ランナーの形状ならびに配置によるガス抜き効率の向上に関しては下記に示した特許文献に全て開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】  特許第４０８５１８２号公報
【特許文献２】  特許第４０９６３２７号公報
【特許文献３】  特願２０１０−１７１１０６
【発明の概要】
【０００４】      前記の文献に開示された発明を使用して、更なる効率のよいガス抜きを追及する経過において、特許文献３に開示した「ランナーの断面形状と、平面的な屈曲配置により、ランナー内を移動するガスに微妙な圧力変化を与え、それによってガス抜き効果を高める」という思想から、ランナーの適当箇所にランナーと断面形状の異なる空間を設置し、その部分で更なるガス圧の変化を得るという発想に至った発明者は、金型の製品成形部分に一番近いゲートの直前にそのような空間を設置することに想到しこれを乱流室と命名した。
本発明は、製品を成形する型内部の状態をできる限り低圧、望ましくは真空状態に一歩でも近づけるため、ランナーと充填用のゲートの間にガス抜き装置あるいはガス抜きピンをより効率的に作用させるための乱流室なるガス抜き用空間を設置して、ガス抜きをより効率的に行える状態を備えた金型を得る。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】      上記文献に示されている発明を現場の射出成形作業に適用した結果、これまでに実現できなかった各種の射出成形が可能になり、それによって更に高度な射出成形作業の可能性を追求する必要が生じた。より高度な作業とは、例えばこれまでの限度をはるかに越えたより大きな完成品を得ること、同様により薄い又はより細密な完成品を得ること及び従来は避けることができなかった金型内部に残存してしまうガス溜まりを除去することなどで、それらに加えて従来は射出成形が困難であった材料あるいは配合材料による完成品を得ることも要求されている。従来はこのような困難を解決するために射出圧力を過大に上昇させたり、金型温度を上昇させたりする手法が手探りで行われていたが、いずれも望ましい結果は得られていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】      射出成形にとって、金型およびランナーの内部の残留ガス圧を可能な限り低くすること、理想的には合成樹脂の充填に先立って金型内部が真空になっていることが望ましい、と言う発明者の技術思想に基づいて上記の特許文献に示されている発明が完成されたが、この特許を実施することによって射出成形による完成品の仕上がりが良好になればなるほど、更なる品質向上とこれまでは不可能とされていた種類の射出成形の実現を要求される事態が増加し、発明者は前記発明品を技術現場に適用するだけでなく、発明品を適用する射出成形用の金型にまで研究の範囲を広げる必要に迫られた。【０００７】      本発明は特に細密な金型を使用して射出成形をするという要求に対して、ガス抜き効果がより高くなるランナー構造を模索する間に発見された新規の構造で、ガス抜きをより効率的に行える乱流室なるガス抜き用空間をランナーの末端に設置し、ランナー各部からのガス抜きに加えてその乱流室からもガス抜きを行うことによって、その乱流室とゲートによって連結されている金型内部のガス抜きをより一層真空に近い状態に到達させようとするものである。【０００８】      本発明に使用されるランナーの断面形状、平面的配置形状、ガス抜きピンの形式は、前記の各特許文献に詳細に説明されているが、ランナー１、ガス抜き部２、乱流室５、ゲート３、成形品Ｍを成形する金型部の断面的概念図は図１２に示す通りであり、ランナー１を急速に移動してくる充填材料により圧力を高められた乱流室５内のガスは、ガス抜き部２から外部へ排出され、その際に成形品Ｍを成形する金型部内のガスをもほぼ同時にガス抜き部２から外部へ排出されることにより、ゲート３に到達した充填材料はほとんど抵抗なく成形品Ｍを成形する金型部内に迅速確実に充填されることになる。
【発明の効果】
【０００９】      本発明によると、ランナー並びに金型内部に残留するいわゆるガスと総称される気体を、ランナー並びに金型内部に充填される材料の進行に先立ってほとんど抜き去ることができるので、金型内部の残留ガス圧の影響で成形品に頻発するショートやエア溜まり等の不具合が解消されるとともに、完成した成形品表面は最も望ましい美的仕上がりを維持することがで、さらに射出成形が可能な材料の範囲を大きく拡大できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】  本発明による第一の実施例の成形品及びランナー部分の斜面図である。
【図２】  本発明の第一の実施例に示されている成形品の拡大斜面図である。
【図３】  従来の形式による成形品とランナーの斜面図である。
【図４】  従来の形式による成形品とランナーにガス抜きコマを増設した斜面図である。
【図５】  従来の形式による成形品とランナーにガス抜きコマを増設した斜面図である。
【図６】  従来の形式による成形品とランナーに補強リブを付設したものの斜面図である。
【図７】  本発明による成形品とランナーに付設した乱流室にガス抜きコマを増設したものの斜面図である。
【図８】  従来品により成形された製品表面の顕微鏡写真である。
【図９】  従来品により成形された製品の不具合部分の顕微鏡写真である。
【図１０】  本発明により成形された製品の図７と同等の部位の顕微鏡写真である。
【図１１】  本発明により成形された製品の図８と同等の部位の顕微鏡写真である。
【図１２】  本発明を示す断面的な概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】      本発明は、新規形状の成形品をＡＢＳ樹脂で成形しようと試みた製造者が、その成形品の構造の細密さの故に成形が不可能であるとの結論を出したことを受けて、本件発明者が問題解決のために努力した結果生まれたものである。その新規形状の成形品Ｍは図２に示されるごとき合成樹脂製の網と呼べるもので、実際の形状を忠実に図面化することができないため、図２は形状の概略を示す一種の概念図として提示されており、その詳細な形状は横１０５ｍｍ、縦１２４ｍｍ、厚さ２．４ｍｍの板状の物体に１２２４個の透孔が配列され、その透孔内部がそれぞれ巾０．４ｍｍの隔壁によって田の字型に仕切られ、結果として横０．７ｍｍ、縦０．９ｍｍの小孔が４８９６個穿設された構造である。
【００１２】      このような成形品Ｍのための金型に図３の如くランナー１とガス抜き部２を使用したこれまでと同様の射出を行うと、金型のゲート３から距離が離れた部分ほど樹脂のまわりが悪くなり、最悪の場合には成形未完の部分の発生すなわち「ショート」なる現象が発生する。前項で製造者が成形不可能と結論を出したのはこのショートを解決できなかったためである。その実例を顕微鏡写真で示すと、従来の形式（図３）で射出したもののゲート近くの部分の顕微鏡拡大写真が図８に、また、ゲートから離れた部分のショート状態が図９に示されている。因みに、本件明細書においては、金型、ランナー、ガス抜き装置自体を図示すると説明が煩雑になるため、それらを使用して射出成形され取り出された樹脂を図示して説明が施されている。
【００１３】      前項のショートを防止するためには、金型内部のガス抜き効果をさらに高める必要があると考えた発明者は、ゲート３に至るまでのランナー１上に複数のガス抜き装置（図示せず）を直線的に整列させてガス抜き部２を追加し、図４に示す如き成形を行ったが、特に顕著な改良は見受けられなかった。また、図５の如くランナー１から直角に突出した側室１ａにガス抜き部２を付設した試みにおいても、特に顕著な仕上がりの改善を見出すことが出来なかった。
【００１４】      これら二つの結果から、ランナー内を走行するガスに前記の特願２０１０−１７１１０６に開示した微妙なガス圧の変化を生じる場所をランナー１のゲート３に近接した位置に設置して、その部分からガス抜きを行うことによってガス抜きを一層効果のあるものにすることが出来るであろうと考えた結果、本発明が完成されるに至った。
【実施例】
【００１５】      ランナー末端のゲートに近い部分でさらにランナーを屈曲させてガス圧の変化を生み出すことは設計的に困難があるため、本発明においては従来から採用されている強化リブの部分に着目した。強化リブ４はランナー１とゲート３で繋がった成形品Ｍを金型外部へ取り出す際のランナー１の破断を避けて取り出し作業を迅速円滑に行うために、広く採用されている図６に示す如きものである。本発明においては、この図６の強化リブ４部分の厚みを増加させ、図７の如くこれまでこの業界で何人も想到しなかった乱流室５を設置し、その乱流室５に追加のガス抜き装置（図示せず）を設置して、乱流室５からガス抜き部２が突出する図７の設計を完成させた。乱流室５はそこに到達するランナー１と断面積を異にするものであることが必要条件で、その断面積の差によってガス圧とガス流の必要な変化を生み出している。【００１６】      この場合、重要なのは乱流室５の形状ではなく、ランナーを高速で移動してくるガスの流れや圧力に微妙な変化を与える空間を、ゲート近くに設置することである。しかしながら金型の設計上の空間的制約が存在するため、強化リブ４と言う既成の部分を改造して乱流室５を確保した物である。【００１７】      乱流室５から更なるガス抜きを行うこの形式によって成形した製品の顕微鏡写真は図１０と図１１に示されているが、図１０はゲート３に近い部分、図１１はゲート３から遠い部分の成形品表面の拡大写真で、いずれも金型製作の際の切削痕が成形品表面に転写されるほどの良好な充填が行われていることが分かる。【００１８】      以上の内容を整理して、金型製作上の制約を考慮せずに最も望ましい状態を示す図１において、１は断面が矩形で屈曲して配置されたランナー、２はランナー１の屈曲位置ごとに設置されたガス抜き部、３はゲート、５はランナー１とゲート３の間に設置され且ガス抜き部２を備えた乱流室、Ｍはゲート部３からの充填によって成形された成形品である。【００１９】      図１の矢印Ｓに示す如く樹脂の充填が開始されると、樹脂に先行するガスはランナー１の屈曲位置ごとに設けられたガス抜き部２から排出されつつ進行し、乱流室５に到達してそのガス抜き部２から更なる排出が行われる。この乱流室５からのガスの排出によって乱流室５とゲート３によって連結されている成形品Ｍのための金型内部の圧力がさらに急激に引き下げられ、その状態でガスに後続する樹脂の充填が行われるので、金型の細密さにほとんど影響を受けない充填による緻密な成形品を得ることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２０】      これまで合成樹脂の射出成形現場で求められていた技術的改良は、より大きな完成品、より薄い完成品、そしてそれらの完成品の表面及び周面の上質な仕上がり、の三点を達成することであったが、本発明はさらにそれらに加えてこれまで樹脂がショートして完成できなかった細密な成形品を射出成形により製造する道を開いたもので、細密緻密な成形品を得ることが出来ると同時に、これまで求められていた技術改良の完成度をさらに高めることが出来る、極めて応用範囲の広い技術と言える。
【符号の説明】
【００２１】１    ランナー
２    ガス抜き部
３    ゲート
４    強化リブ
５    乱流室
Ｍ    成形品
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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