(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂製品部分とスクラップ部分の切り離し時にバリの発生を抑制でき、バリ除去工程を不要にして生産性を向上させ、薄い樹脂製品にも対応することができる樹脂成型用金型およびこの金型を用いて製造される樹脂部品の製造方法を提供する。【解決手段】金型３のゲート５に形成されるノッチ（凸部）を樹脂製品室１に近い箇所に設置することで、切り離しの際にノッチによって樹脂が薄くなった箇所（凹部１１）に応力を集中させて、この箇所で切断する。その結果、バリの発生を抑制して樹脂製品部分１とスクラップ部分５を切り離すことができる。また、バリが発生した場合でも、このノッチの設置位置や大きさによってバリ形状などを制御できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下金型と、該下金型上に接して固定される上金型とを有するサイドゲートを有する樹脂成形用金型において、
前記下金型の表面層に、樹脂製品室となる凹部と、樹脂材料の通路でランナーとなる溝と、前記凹部と前記溝を繋ぎ前記溝の深さより浅いゲートとを有し、該ゲート上に前記凹部に接する突出部を設け、該突出部の前記下金型の表面からの深さが前記ゲートの深さより浅いことを特徴とする樹脂成形用金型。
【請求項２】
前記突出部が、上部が丸みを帯びた凸部であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形用金型。
【請求項３】
前記突出部が、楔状に突出した凸部であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形用金型。
【請求項４】
下金型と、該下金型上に接して固定される上金型とを有するサイドゲートを有する樹脂成形用金型において、
前記下金型の表面層に、樹脂製品室となる凹部と、樹脂材料の通路でランナーとなる溝と、前記凹部と前記溝を繋ぎ前記溝の深さより浅いゲートとを有し、
前記ゲートに傾斜をつけて楔部とし、前記楔部の頂点が、前記上金型に向かって突出していることを特徴とする樹脂成形用金型。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂成形用金型を用いて製造される樹脂製品の製造方法であって、
前記下金型と前記上金型を接して固定する工程と、
前記ランナーを通して樹脂製品室へ樹脂材料を注入して該樹脂を固化して成型する工程と、
前記上金型および前記下金型から固化した前記樹脂材料を取り出す工程と、
前記樹脂製品室で形成される樹脂製品部分と前記ランナーで形成されるスクラップ部分を前記凸部もしくは前記楔部で形成された樹脂部で切り離しバリの高さを抑制した樹脂製品を形成する工程と、
を含むことを特徴とする樹脂製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂製品部分とスクラップ部分の切り離しの際にバリの発生を抑制できるサイドゲートを有する樹脂成形用金型およびこの金型を用いて製造される樹脂部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に樹脂成形用金型は上金型と下金型で構成され、下金型に樹脂製品部分を形成する樹脂製品室が設けられている。また、下金型には樹脂製品室に樹脂材料を注入するためのランナーが設けられ、このランナーと接して樹脂製品部分をスクラップ部分から切り離すためのゲートが設けられている。このゲートは細い溝や貫通孔であり、樹脂製品室とランナーの境界に設けられている。このゲートには、サイドゲートとサブマリンゲートの２種類の構造がある。
【０００３】
図６は、サイドゲートを有する樹脂成形用金型５００を用いて樹脂製品を形成する様子を示した図であり、同図（ａ）は金型５００全体の断面図、同図（ｂ）は金型５００に樹脂材料５８を注型した断面図、同図（ｃ）は成形後金型から固化した樹脂材料５８を外した要部断面図、同図（ｄ）は樹脂製品部分５１ａとスクラップ部分５５ａを切り離した図である。なお、図中の符号で６０は上金型５２と下金型５３の合わせ目であり、パーティングラインと呼ばれている。
【０００４】
サイドゲートを有する樹脂成形用金型５００では、樹脂製品室５１、ゲート５４およびランナー５５を下金型５３の表面に掘り込み、成型後、樹脂製品部分５１ａとスクラップ部分５５ａは一体となって取り出される。ゲート５４は樹脂製品室５１とランナー５５を接続する部分を指し、ランナー５５よりやや浅くパーティングラインと水平に掘り込まれている。その後、スクラップ部分５５ａに力を加えて樹脂製品部分５１ａからスクラップ部分５５ａを切り離す。このサイドゲートのメリットは金型５０に掘り込みを入れてランナー５５を形成するため、ランナー５５が樹脂製品５９上面に位置するため、樹脂製品５９の厚さＰを薄くできる点である。
【０００５】
図７は、サブマリンゲートを有する樹脂成形用金型６００を用いて樹脂製品を形成する様子を示した図であり、同図（ａ）は金型６０全体の断面図、同図（ｂ）は金型６０に樹脂材料６８を注型した断面図、同図（ｃ）は成形後金型から固化した樹脂材料６８を外し樹脂製品部分６１ａとスクラップ部分６５ａを切り離した図である。
【０００６】
サブマリンゲートを有する樹脂成形用金型６００では、下金型６３に貫通孔を開けてランナー６５およびゲート６４とし、この貫通孔を通して樹脂材料６８を樹脂製品室６１へ流し込む構造である。成形後は、樹脂製品部分６１ａのみ樹脂製品室６１から取り出す。
【０００７】
このように、樹脂材料６８を流し込むランナー６５が下金型６３に開けた貫通孔であり、成形後、樹脂製品部分６１ａのみを下側から垂直に上方へ押し上げてスクラップ部分６５ａから切り離して樹脂製品６９が出来上がる。樹脂製品部分６１ａを上方へ押し上げるのは樹脂製品室６１の底部６１ｂを上方に移動させることで行なわれる。このように樹脂製品部分６１ａを持ち上げることで切り離しは刃物で切断したように行われ、バリの発生は抑制される。
【０００８】
特許文献１では、金型に形成してあるキャビテイに対して溶融樹脂を注入する部分であるゲートを、ＩＣモジュールが埋設される埋設用凹部を形成するための金型突部から最も遠い位置のキャビティ内側壁に形成し、このゲートが形成してあるキャビティ内側壁に対向するキャビティ内側壁に、前記キャビテイに連続してオーバーフロー空間を形成し、溶融樹脂を、キャビテイ内とオーバーフロー空間内に充填するように、前記ゲートから注入して射出成形を行う。これにより、薄肉部に反りや不良成形部分が発生せず、十分な曲げ負荷に対する強度を有するＩＣカード用カード基材を効率的に製造することができるＩＣカード用カード基材の製造方法とＩＣカード用カード基材の製造用金型とを提供することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−２８６２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、前記の２種類のゲートにはそれぞれデメリットが存在する。
（１）サイドゲートでは、成型時に樹脂製品部分５１ａとスクラップ部分５５ａがつながったまま出来上がる。つまり、樹脂製品部分５１ａとスクラップ部分５５ａは、スクラップ部分５５ａのゲート５４に対応する部分５４ａが薄い状態でつながっている。そして、このゲート５４に対応する薄い部分５４ａで切り離すことにより、樹脂製品部分５１ａを分離する。図８（ａ）は、図６（ｄ）におけるＣの部分を上面方向から見た図である。また図８（ｂ）は図６（ｄ）のＣの部分の拡大図である。樹脂製品部分５１ａとスクラップ部分５５ａの切り離しのときに、図８（ａ）に符号７１で示すように、ゲート５４に対応する部分５４ａ内で不規則に割れ、また、図（ｂ）に示すように、切り離し面に許容値を超える高さＲのバリ７０が形成されてしまう。そのため後工程でバリ取り作業が必要になる。この切り離し面に許容値を超える大きさのバリ７０があると、この面が他の部品との合わせ面になる樹脂製品では、相手側の面と密着して面合わせすることができなくなる。
（２）サブマリンゲートでは、下金型６３にランナー６５となる貫通孔を横方向に開ける必要があるため、樹脂製品室６１の深さは深くなり、厚みＱの厚い樹脂製品６９が対象となる。そのため、薄い樹脂製品には対応できない。
【００１１】
また、特許文献１では、サイドゲートを有する樹脂成形金型を用いて、ゲートを凸部や楔部とすることで、樹脂製品部分とスクラップ部分を切り離す時に凸部や楔部で形成された樹脂部に応力を集中させて切り離して、バリの発生を抑制すことについては記載されていない。
【００１２】
この発明の目的は、前記の課題を解決して、樹脂製品部分とスクラップ部分の切り離し時にバリの発生を抑制でき、バリ除去工程を不要にして生産性を向上させ、薄い樹脂製品にも対応することができる樹脂成型用金型およびこの金型を用いて製造される樹脂部品の製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するために、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明によれば、下金型と、該下金型上に接して固定される上金型とを有するサイドゲートを有する樹脂成形用金型において、前記下金型の表面層に、樹脂製品室となる凹部と、樹脂材料の通路でランナーとなる溝と、前記凹部と前記溝を繋ぎ前記溝の深さより浅いゲートとを有し、該ゲート上に前記凹部に接する突出部を設け、該突出部の前記下金型の表面からの深さが前記ゲートの深さより浅い構成とする。
【００１４】
また、特許請求の範囲の請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記突出部が、上部が丸みを帯びた凸部であるとよい。
また、特許請求の範囲の請求項３記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、前記突出部が、楔状に突出した凸部であるとよい。
【００１５】
また、特許請求の範囲の請求項４に記載の発明によれば、下金型と、該下金型上に接して固定される上金型とを有するサイドゲートを有する樹脂成形用金型において、前記下金型の表面層に、樹脂製品室となる凹部と、樹脂材料の通路でランナーとなる溝と、前記凹部と前記溝を繋ぎ前記溝の深さより浅いゲートとを有し、前記ゲートに傾斜をつけて楔部とし、前記楔部の頂点が、前記上金型に向かって突出しているとよい。
【００１６】
また、特許請求の範囲の請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂成形用金型を用いて製造される樹脂製品の製造方法であって、前記下金型と前記上金型を接して固定する工程と、前記ランナーを通して樹脂製品室へ樹脂材料を注入して該樹脂を固化して成型する工程と、前記上金型および前記下金型から固化した前記樹脂材料を取り出す工程と、前記樹脂製品室で形成される樹脂製品部分と前記ランナーで形成されるスクラップ部分を前記凸部もしくは前記楔部で形成された樹脂部で切り離しバリの高さを抑制した樹脂製品を形成する工程と、を含む製造方法とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、金型のゲートに形成されるノッチ（凸部）を樹脂製品部分に近い箇所に設置することで、切り離しの際にノッチによって樹脂が薄くなった箇所（凹部）に応力を集中させて、この箇所で切断する。その結果、バリの発生を抑制して樹脂製品部分とスクラップ部分を切り離すことができる。また、バリが発生した場合でも、このノッチの設置位置や大きさによってバリ形状などを制御できる。
【００１８】
また、ゲートにエッジ（楔部）を設けることで成型樹脂に鋭い切り込みを入れることができ、この箇所に応力が集中するので、樹脂製品部分とスクラップ部分の切り離しが容易となり、バリの高さを抑制できる。
【００１９】
前記のように、バリの発生が抑制されることで、後工程のバリの除去作業が不要となり、生産性が向上する。
また、樹脂成形用金型にセラミックやステンレスなど硬度の高い材料を用いることで、エッジの磨耗や欠けを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１実施例の樹脂成形用金型１００の構成図であり、（ａ）は下金型の要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した上下金型の要部断面図、（ｃ）は同図（ｂ）のＡ部の拡大図である。
【図２】図２は、樹脂成形用金型１００を用いた樹脂製品２０の製造方法であり、（ａ）〜（ｅ）は工程順に示した要部製造工程断面図である。
【図３】図１の樹脂成形用金型１００を用いて形成した樹脂製品部分１ａとスクラップ部分５ａを切り離す様子を示した図である。
【図４】この発明の第２実施例の樹脂成形用金型２００の構成図であり、（ａ）は下金型の要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した上下金型の要部断面図、（ｃ）は同図（ｂ）のＢ部の拡大図である。
【図５】図４の樹脂成形用金型２００を用いて形成した樹脂製品部分１ａとスクラップ部分５ａを切り離す様子を示した図である。
【図６】サイドゲートを有する樹脂成形用金型５００を用いて樹脂製品５９を形成する様子を示した図であり、（ａ）は金型５００全体の断面図、（ｂ）は金型５００に樹脂材料７１を注型した断面図、（ｃ）は成形後金型から固化した樹脂材料５８を外した要部断面図、（ｄ）は樹脂製品部分５１ａとスクラップ部分５５ａを切り離した図である。
【図７】サブマリンゲートを有する樹脂成形用金型６００を用いて樹脂製品６９を形成する様子を示した図であり、（ａ）は金型６００全体の断面図、（ｂ）は金型６００に樹脂材料６８を注型した断面図、（ｃ）は成形後金型から固化した樹脂材料６８を外し樹脂製品部分６１ａとスクラップ部分６５ａを切り離した図である。
【図８】図６の樹脂成形用金型５００を用いて形成した樹脂製品部分５１ａとスクラップ部分５５ａを切り離す様子を示した図であり、（ａ）は図６のＣの部分を状面から見た図、（ｂ）は図６のＣの部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態を以下の実施例で具体的に説明する。
＜実施例１＞
図１は、この発明の第１実施例の樹脂成形用金型１００の構成図であり、同図（ａ）は下金型の要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した上下金型の要部断面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ部の拡大図である。また、図３は、図１の樹脂成形用金型１００を用いて形成した樹脂製品部分１ａとスクラップ部分５ａを切り離す様子を示した図である。
【００２２】
この樹脂成形用金型１００は、樹脂製品２０を形成するための金型である。この樹脂成形用金型１００は、樹脂製品２０となる樹脂製品部分１ａが形成される樹脂製品室１と、成型後不要となるスクラップ部分５ａが形成されるランナー５とゲート４からなる下金型３と、樹脂材料２１を流し込む流入孔１３が設けられた上金型２で構成される。
【００２３】
ゲート４には、樹脂製品室１と接する凸部１１（ノッチ）がゲート４上に形成されている。この凸部１１の上部は丸みを有し、その高さＨは小さく０．２ｍｍ程度であり、幅Ｗは０．２ｍｍ程度である。また、ゲート４の長さＬは０．５ｍｍ程度である。
【００２４】
凸部１１の高さＨが高すぎると上金型２の底面（パーティングライン６）からの凸部１１の頂点１２の深さＴ４が小さくなり、この箇所で樹脂材料２１が流れにくくなる。一方、高さＨが低すぎるとこの箇所で形成される樹脂の凹部１１ａの厚さＮ２が厚くなり、バリ３０が発生しやすくなる。そのため、凸部１１の高さＨは０．１５ｍｍ以上で０．３ｍｍ以下がよい。また、凸部１１の幅Ｗは広すぎると、図３に示すバリ３０の高さＭが高くなる場合が出てくるので好ましくない。また、幅Ｗが狭すぎると凸部１１が磨耗したり欠けやすくなる。そのため、凸部１１の幅Ｗは０．１ｍｍ以上で０．３ｍｍ以下がよい。この凸部１１の高さＨと幅Ｗの値は許容できるバリ３０の高さＭにより変わり、許容するバリ３０の高さＭが高くなれば、凸部１１の高さＨは低くでき、幅Ｗは大きくできる。
【００２５】
前記したように、凸部１１がある箇所の樹脂は極めて薄い凹部１１ａが形成される。凸部１１が丸みを帯びているので、樹脂材料を流し込む際に金型にかかる圧力を小さくできて、高温高圧下で連続使用される樹脂成形用金型１００の磨耗や破損を抑えることができる。
【００２６】
なお、この凸部１１の形状は丸みを帯びた形状に限定されない。例えばより鋭利に楔状の形状としてもよい。凸部１１を楔状とする場合は、樹脂を注入する際に、楔の先端に大きな圧力が印加されるので、硬度の高い材料で金型を形成する。通常の金型に用いる鋼材より硬度の高い材料としては、セラミックやステンレスなどがある。
【００２７】
また、前記したパーティングライン６とは上金型２と下金型３の合わせ目のことをいう。このパーティングライン６を基準にして前記の凸部１１の頂点１２の深さＴ４が最も浅く、ゲート４の深さＴ３、ランナーの深さＴ２、樹脂製品室１の底部の深さＴ１の順に深くなる。そのため、樹脂製品部分１ａの厚さＮ１が最も厚く、凸部１１で形成される凹部１１ａの厚さＮ２が最も薄くなる。その結果、樹脂製品部分１ａとスクラップ部分５ａを切り離すときに、この凹部１１ａに応力が集中する。この凹部１１ａは樹脂製品部分１ａの側壁面１ｂに接しているため、バリ３０の高さＭは極めて小さくなる。
【００２８】
また、前記のＴ４は従来のゲート５４の深さと同程度であるため、凸部１１を設けても樹脂材料５８の流れ方は従来と同じである。
図２は、樹脂成形用金型１００を用いた樹脂製品２０の製造方法であり、同図（ａ）〜同図（ｅ）は工程順に示した要部製造工程断面図である。
【００２９】
まず、同図（ａ）において、上金型２と下金型３を合せる。
つぎに、同図（ｂ）において、樹脂材料２１を上金型２の注入孔１３から下金型３のランナー５とゲート４を経由して樹脂製品室１へと流し込み成形する。
【００３０】
つぎに、同図（ｃ）において、成型後、固化した樹脂材料２１が入ている下金型３から上方へ上金型２を引き上げ、下金型３と上金型２を引き離す。
つぎに、同図（ｄ）において、固化した樹脂材料２１を下金型３から取り出す。この固化した樹脂２１は樹脂製品部分１ａとスクラップ部分５ａからなる。スクラップ部分５ａと樹脂製品部分１ａの境界２３には、ゲート４の凸部１１で形成された凹部１１ａが形成されている。
【００３１】
つぎに、同図（ｅ）において、図３に示すように、スクラップ部分５ａに力を加えると、凹部１１ａに応力が集中し、スクラップ部分５ａが極めて小さなバリを発生させながら境界２３の箇所で樹脂製品部分１ａから切り離され、樹脂製品２０が出来上がる。
【００３２】
このように、バリ３０が発生しても、許容値より小さく抑制されるため、後工程でバリ取り作業が不要となり、生産性は向上する。バリ３０の許容値は、樹脂製品２０の製造仕様で種々あるが、通常、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度以内である。
【００３３】
また、凸部１１の設置位置や大きさによって、バリ形状などを制御することができる。
＜実施例２＞
図４は、この発明の第２実施例の樹脂成形用金型２００の構成図であり、同図（ａ）は下金型の要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線で切断した上下金型の要部断面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＢ部の拡大図である。
【００３４】
図１の樹脂成形用金型１００とこの図４の樹脂成形用金型２００の違いは、ゲート４に傾斜１７を付けて楔部１５（エッジ部）を形成した点である。この楔部１５の頂点１６は樹脂製品室１に接して形成される。例えば、図４（ｃ）に示すように、樹脂製品室１の側壁面１ｂは、楔部１５の頂点６まで同一平面として直線状（平面状）に連続している。このように構成することで、図５に示すように、切り込み部１５ａに露出する樹脂製品部分１ａの側面は楔部１５の頂点１６に対応する部分まで平坦となり、バリ３０を小さくすることができる。
【００３５】
また、楔部１５の樹脂製品室１の側壁面１ｂに対する角度θは０°超で９０°未満とする。この角度θが小さいと楔部１５の磨耗や欠けが生じ易くなり、大きいと樹脂製品部分１ａとスクラップ部分５ａの境界の応力集中が弱まる。そのため、この角度θを３０°〜７０°程度とすると楔部１５の磨耗や欠けが生じ難くなり、また樹脂製品部分１ａとスクラップ部分５ａの境界２３の応力集中が大きくなるのでよい。
【００３６】
ここで、樹脂製品室１の側壁面１ｂと、楔部１５の頂点１６までを、図４（ｃ）のように同一平面とはせずに、楔部１５の頂点１６までを頂点側に傾斜させてもよい。
また、パーティングライン６から楔部１５までの深さＴ５は０．２ｍｍ程度（Ｔ４と同じ）である。
【００３７】
この樹脂成形用金型２００を用いることで、樹脂成形後、上下金型２，３をパーティングライン６で切り離したときに、図５に示すように、楔部１５で形成される切り込み部１５ａの箇所で応力が集中するので、容易に樹脂製品部分１ａとスクラップ部分５ａをバリ３０の発生を抑制して（バリ３０の高さＭが許容値以下）切り離すことができる。そのため、後工程でバリ取り作業が不要となり、生産性は向上する。
【００３８】
また、樹脂成形用金型２００を鋼材などに比べて硬度が高い材質、例えば、セラミックやステンレスなどで製作することで、楔部１５の磨耗や欠けを防止することができる。
なお、これらの実施例１，２は、圧力センサのキャップなどの樹脂ケースに適用される。
【符号の説明】
【００３９】
１    樹脂製品室
１ａ  樹脂製品部分
１ｂ  側壁面
２    上金型
３    下金型
４    ゲート
５    ランナー
５ａ  スクラップ部分
６    パーティングライン
１１    凸部
１１ａ  凹部
１２，１６    頂点
１３    注入孔
１５    楔部
１５ａ  切り込み部
２０    樹脂製品
２１    樹脂材料
２３    境界
３０    バリ
Ｈ    凸部の高さ
Ｗ    凸部の幅
Ｌ    ゲートの長さ
Ｍ    バリの高さ
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５  深さ
Ｎ１，Ｎ２  厚さ
【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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