(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形する樹脂成形装置において、前記キャビティの任意の部分に開口して前記金型外部と前記キャビティ内を連通する外気導入部が前記金型に形成され、前記金型の前記キャビティ内に、当該キャビティ内に流入された前記溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に段差部が形成され、前記段差部には、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、前記溶融樹脂を前記段差部により形成された前記キャビティの薄肉部から肉厚部へ流動させることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項２】
金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形する樹脂成形装置において、前記キャビティの任意の部分と前記金型外部とを連通するスリットが前記金型に形成され、前記金型の前記キャビティ内に、当該キャビティ内に導入された前記溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に段差部が形成され、前記段差部には、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、前記溶融樹脂を前記段差部により形成された前記キャビティの薄肉部から肉厚部へ流動させることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項３】
前記外気導入部または前記スリットは、前記段差部または当該段差部の段差の境目に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂成形装置。
【請求項４】
前記段差部は、連続して複数の段差が形成されており、当該複数の段差と段差の間の領域で前記キャビティに連通する状態で、前記外気導入部または前記スリットが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の樹脂成形装置。
【請求項５】
前記樹脂成形装置は、前記外気導入部または前記スリットに所定の気体を強制的に送入する気体送入手段をさらに備え、前記溶融樹脂の前記キャビティ内への流入中及び流入後に、前記気体送入手段で前記外気導入部または前記スリットを通して前記気体を前記キャビティ内に送入することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の樹脂成形装置。
【請求項６】
前記樹脂成形装置は、前記外気導入部または前記スリットに所定の気体を強制的に送入する気体送入手段をさらに備え、前記溶融樹脂の前記キャビティ内への流入後に、前記気体送入手段で前記外気導入部または前記スリットを通して前記気体を前記キャビティ内に送入することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の樹脂成形装置。
【請求項７】
金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形する樹脂成形方法において、前記金型に形成され前記キャビティの任意の部分に開口して前記金型外部と前記キャビティ内を連通する所定の外気導入部から前記キャビティ内に外気を導入しつつ、当該キャビティ内に導入された前記溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に前記金型の前記キャビティ内に形成され、かつ連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる段差部において、当該段差部によって形成された前記キャビティの薄肉部から肉厚部へ流動するように、前記溶融樹脂を流入させることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項８】
金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形する樹脂成形方法において、前記金型に形成され前記キャビティの任意の部分と前記金型外部とを連通するスリットから前記キャビティ内に外気を導入しつつ、当該キャビティ内に導入された前記溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に前記金型の前記キャビティ内に形成され、かつ連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる段差部において、当該段差部によって形成された前記キャビティの薄肉部から肉厚部へ流動するように、前記溶融樹脂を流入させることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項９】
前記外気導入部または前記スリットが、前記段差部または当該段差部の段差の境目に形成されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の成形品成形方法。
【請求項１０】
前記段差部は、連続して複数の段差が形成されており、当該複数の段差と段差の間の領域で前記キャビティに連通する状態で、前記外気導入部または前記スリットが形成されていることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載の樹脂成形方法。
【請求項１１】
前記外気導入部または前記スリットに、所定の気体を強制的に送入する気体送入手段で、前記溶融樹脂の前記キャビティ内への流入中及び流入後に、前記気体を前記外気導入部または前記スリットを通して前記キャビティ内に送入することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の樹脂成形方法。
【請求項１２】
前記外気導入部または前記スリットに、所定の気体を強制的に送入する気体送入手段で、前記溶融樹脂の前記キャビティ内への流入後に、前記気体を前記外気導入部または前記スリットを通して前記キャビティ内に送入することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の樹脂成形方法。
【請求項１３】
前記外気導入部または前記スリット部分に非転写部を形成することを特徴とする請求項７，請求項８，請求項１１，請求項１２のいずれかに記載の樹脂成形方法。
【請求項１４】
前記段差部または当該段差部の段差の境目に非転写部を形成することを特徴とする請求項７，請求項８，請求項９，請求項１０のいずれかに記載の樹脂成形方法。
【請求項１５】
前記金型として、前記段差部よりも前記溶融樹脂の流動方向下流側の前記キャビティ内に、歯車の歯部を成形する歯部用凹部が形成された金型を使用して、歯部を形成することを特徴とする請求項７から請求項１２のいずれかに記載の樹脂成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形装置及び樹脂成形方法に関し、詳細には、ひけを任意の場所に誘導して、高精度な成形を行う樹脂成形装置及び樹脂成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー方式のディジタル複写機、レーザープリンタやファクシミリ装置等の光書込光学系には、レーザビームの結像及び各種補正機器を有する矩形のレンズあるいはミラー等の光学素子が用いられている。
【０００３】
近年、これらの光学素子は、製品のコストダウンの要求から、その材料がガラスからプラスチックへと変化し、形状も、必要な光学性能に応じて、レンズ厚が厚肉、薄肉、あるいは、長手方向で一定の均肉形状または一定ではない偏肉形状と、多種多様化している。
【０００４】
そして、樹脂成形においては、一般に、肉厚部、変肉部を有する成形品を高精度に成形することは困難であり、機能上精度が必要な部分や微細表面形状の転写が必要な部分にもひけや収縮分布による転写精度の不良現象が生じやすい。
【０００５】
そこで、従来、転写精度の必要な樹脂部分の裏側、あるいは近傍を流体、あるいは気体の圧力によって、転写面側に押し付ける成形方法が提案されている（特開平１０−１５６８６１号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような成形方法にあっては、転写精度の必要な樹脂部分の裏側、あるいは近傍を流体、あるいは気体の圧力によって、転写面側に押し付けているため、高圧の流体源及び当該流体源からの流体の圧力と導入タイミングを制御する制御装置等の高価で複雑な設備を必要とするとともに、流体として高圧ガスを使用する場合には、高圧ガス使用の許可や装置の設置場所の許可等が必要となり、設備を導入するまでの制限事項が多く、利用性が悪いという問題があった。
【０００７】
そこで、請求項１記載の発明は、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、キャビティの任意の部分に開口して金型外部とキャビティ内を連通する外気導入部を金型に形成し、金型のキャビティ内に、当該キャビティ内に流入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に段差部を形成し、段差部には、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、溶融樹脂を段差部により形成されたキャビティの薄肉部から肉厚部へ流動させることにより、段差部を転写面以外の任意の部分に形成して当該段差部部分の樹脂に選択的にひけを発生させ、かつ、段差部に当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができ、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる耐久性の良好な樹脂成形装置を提供することを目的としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、キャビティの任意の部分と金型外部とを連通するスリットを金型に形成し、金型のキャビティ内に、キャビティ内に導入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に段差部を形成し、段差部には、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、溶融樹脂を段差部により形成されたキャビティの薄肉部から肉厚部へ流動させることにより、段差部を転写面以外の任意の部分に形成して当該段差部部分の樹脂に選択的にひけを発生させ、かつ、段差部に当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができ、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、金型部材に何らの制限を設けることなく、高精度に形成したキャビティを用いて、より一層安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる耐久性の良好な樹脂成形装置を提供することを目的としている。
【０００９】
請求項３記載の発明は、外気導入部またはスリットを、段差部または当該段差部の段差の境目に形成することにより、段差部と外気導入部またはスリットを転写面以外の任意の部分に形成して、当該外気導入部またはスリットの形成された段差部に選択的にひけを発生させ、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止して、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる樹脂成形装置を提供することを目的としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、段差部を、連続して複数の段差が形成されたものとし、当該複数の段差と段差の間の領域でキャビティに連通する状態で、外気導入部またはスリットを形成することにより、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる樹脂成形装置を提供することを目的としている。
【００１２】
請求項５記載の発明は、外気導入部またはスリットに所定の気体を強制的に送入する気体送入手段を接続し、溶融樹脂のキャビティ内への流入中及び流入後に、当該気体送入手段で外気導入部またはスリットを通して気体をキャビティ内に送入することにより、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる樹脂成形装置を提供することを目的としている。
【００１３】
請求項６記載の発明は、外気導入部またはスリットに所定の気体を強制的に送入する気体送入手段を接続し、溶融樹脂のキャビティ内への流入後に、当該気体送入手段で外気導入部またはスリットを通して気体をキャビティ内に挿入することにより、樹脂による気体の巻き込みを抑制しつつ、外気導入部またはスリット周辺の樹脂表面を金型表面から離隔させて、任意の個所にひけを誘導するとともに、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる樹脂成形装置を提供することを目的としている。
【００１４】
請求項７記載の発明は、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、金型に形成されキャビティの任意の部分に開口して金型外部とキャビティ内を連通する所定の外気導入部からキャビティ内に外気を導入しつつ、当該キャビティ内に導入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に金型のキャビティ内に形成され、かつ連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させる段差部において、当該段差部によって形成されたキャビティの薄肉部から肉厚部へ流動するように、溶融樹脂を流入させることにより、転写面以外の任意の部分に形成された段差部部分の樹脂に選択的にひけを発生させ、かつ、段差部を、連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させるものとすることにより、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのでき、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００１５】
請求項８記載の発明は、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、金型に形成されキャビティの任意の部分と金型外部とを連通するスリットからキャビティ内に外気を導入しつつ、当該キャビティ内に導入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に金型のキャビティ内に形成され、かつ連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させる段差部において、当該段差部によって形成されたキャビティの薄肉部から肉厚部へ流動するように、溶融樹脂を流入させることにより、転写面以外の任意の部分に形成された段差部部分の樹脂に選択的にひけを発生させ、かつ、段差部を、連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させるものとすることにより、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのでき、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、金型部材に何らの制限を設けることなく、高精度に形成したキャビティを用いて、より一層安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００１６】
請求項９記載の発明は、外気導入部またはスリットを、段差部または当該段差部の段差の境目に形成することにより、段差部と外気導入部またはスリットを転写面以外の任意の部分に形成して、当該外気導入部またはスリットの形成された段差部に選択的にひけを発生させ、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止して、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、段差部を、連続して複数の段差が形成されており、当該複数の段差と段差の間の領域でキャビティに連通する状態で、外気導入部またはスリットが形成されたものとすることにより、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、外気導入部またはスリットに、所定の気体を強制的に送入する気体送入手段で、溶融樹脂のキャビティ内への流入中及び流入後に、気体を外気導入部またはスリットを通してキャビティ内に送入することにより、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、外気導入部またはスリットに、所定の気体を強制的に送入する気体送入手段で、溶融樹脂のキャビティ内への流入後に、気体を外気導入部またはスリットを通してキャビティ内に挿入することにより、樹脂による気体の巻き込みを抑制しつつ、外気導入部またはスリット周辺の樹脂表面を金型表面から離隔させて、任意の個所にひけを誘導するとともに、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのできる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００２１】
請求項１３記載の発明は、外気導入部またはスリット部分に非転写部を形成することにより、当該非転写部の近傍の転写面の転写性が良好で、高精度な転写面を有する樹脂成形品を成形することができる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００２２】
請求項１４記載の発明は、段差部または当該段差部の段差の境目に非転写部を形成することにより、当該非転写部の近傍の転写面の転写性が良好で、高精度な転写面を有する樹脂成形品を成形することができる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００２３】
請求項１５記載の発明は、金型として、段差部よりも溶融樹脂の流動方向下流側のキャビティ内に、歯車の歯部を成形する歯部用凹部が形成された金型を使用して、歯部を形成することにより、凹凸形状の動力伝達部である歯部の転写性を高め、高精度な歯車形状の樹脂成形品を成形することができる樹脂成形方法を提供することを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の樹脂成形装置は、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形する樹脂成形装置において、前記キャビティの任意の部分に開口して前記金型外部と前記キャビティ内を連通する外気導入部が前記金型に形成され、前記金型の前記キャビティ内に、当該キャビティ内に流入された前記溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に段差部が形成され、前記段差部には、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、前記溶融樹脂を前記段差部により形成された前記キャビティの薄肉部から肉厚部へ流動させることにより、上記目的を達成している。
【００２５】
上記構成によれば、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、キャビティの任意の部分に開口して金型外部とキャビティ内を連通する外気導入部を金型に形成し、金型のキャビティ内に、当該キャビティ内に流入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に段差部を形成するので、外気導入部を転写面以外の任意の部分に形成して当該外気導入部部分の樹脂に選択的にひけを発生させることができ、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
また、段差部には、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成しているので、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止することができ、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００２６】
請求項２記載の発明の樹脂成形装置は、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形する樹脂成形装置において、前記キャビティの任意の部分と前記金型外部とを連通するスリットが前記金型に形成され、前記金型の前記キャビティ内に、当該キャビティ内に導入された前記溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に段差部が形成され、前記段差部には、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、前記溶融樹脂を前記段差部により形成された前記キャビティの薄肉部から肉厚部へ流動させることにより、上記目的を達成している。
【００２７】
上記構成によれば、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、キャビティの任意の部分と金型外部とを連通するスリットを金型に形成し、金型のキャビティ内に、キャビティ内に導入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に段差部を形成するので、スリットを転写面以外の任意の部分に形成して当該スリット部分の樹脂に選択的にひけを発生させることができ、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、金型部材に何らの制限を設けることなく、高精度に形成したキャビティを用いて、より一層安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
また、段差部には、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成しているので、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止することができ、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００２８】
上記各場合において、例えば、請求項３に記載するように、前記外気導入部または前記スリットは、前記段差部または当該段差部の段差の境目に形成されていてもよい。
【００２９】
上記構成によれば、外気導入部またはスリットを、段差部または当該段差部の段差の境目に形成しているので、段差部と外気導入部またはスリットを転写面以外の任意の部分に形成して、当該外気導入部またはスリットの形成された段差部に選択的にひけを発生させることができ、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止して、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００３２】
さらに、例えば、請求項４に記載するように、前記段差部は、連続して複数の段差が形成されており、当該複数の段差と段差の間の領域で前記キャビティに連通する状態で、前記外気導入部または前記スリットが形成されていてもよい。
【００３３】
上記構成によれば、段差部を、連続して複数の段差が形成されたものとし、当該複数の段差と段差の間の領域でキャビティに連通する状態で、外気導入部またはスリットを形成しているので、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止することができ、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００３４】
また、例えば、請求項５に記載するように、前記樹脂成形装置は、前記外気導入部または前記スリットに所定の気体を強制的に送入する気体送入手段をさらに備え、前記溶融樹脂の前記キャビティ内への流入中及び流入後に、前記気体送入手段で前記外気導入部または前記スリットを通して前記気体を前記キャビティ内に送入するものであってもよい。
【００３５】
上記構成によれば、外気導入部またはスリットに所定の気体を強制的に送入する気体送入手段を接続し、溶融樹脂のキャビティ内への流入中及び流入後に、当該気体送入手段で外気導入部またはスリットを通して気体をキャビティ内に送入するので、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止することができ、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００３６】
さらに、例えば、請求項６に記載するように、前記樹脂成形装置は、前記外気導入部または前記スリットに所定の気体を強制的に送入する気体送入手段をさらに備え、前記溶融樹脂の前記キャビティ内への流入後に、前記気体送入手段で前記外気導入部または前記スリットを通して前記気体を前記キャビティ内に送入するものであってもよい。
【００３７】
上記構成によれば、外気導入部またはスリットに所定の気体を強制的に送入する気体送入手段を接続し、溶融樹脂のキャビティ内への流入後に、当該気体送入手段で外気導入部またはスリットを通して気体をキャビティ内に挿入するので、樹脂による気体の巻き込みを抑制しつつ、外気導入部またはスリット周辺の樹脂表面を金型表面から離隔させて、任意の個所にひけを誘導することができるとともに、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止することができ、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００３８】
請求項７記載の発明の樹脂成形方法は、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形する樹脂成形方法において、前記金型に形成され前記キャビティの任意の部分に開口して前記金型外部と前記キャビティ内を連通する所定の外気導入部から前記キャビティ内に外気を導入しつつ、当該キャビティ内に導入された前記溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に前記金型の前記キャビティ内に形成され、かつ連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる段差部において、当該段差部によって形成された前記キャビティの薄肉部から肉厚部へ流動するように、前記溶融樹脂を流入させることにより、上記目的を達成している。
【００３９】
上記構成によれば、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、金型に形成されキャビティの任意の部分に開口して金型外部とキャビティ内を連通する所定の外気導入部からキャビティ内に外気を導入しつつ、当該キャビティ内に導入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に金型のキャビティ内に形成された段差部を越える状態で、溶融樹脂を流入させるので、転写面以外の任意の部分に形成された外気導入部部分の樹脂に選択的にひけを発生させることができ、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
また、段差部を、連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させるものとしているので、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止することができ、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００４０】
請求項８記載の発明の樹脂成形方法は、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形する樹脂成形方法において、前記金型に形成され前記キャビティの任意の部分と前記金型外部とを連通するスリットから前記キャビティ内に外気を導入しつつ、当該キャビティ内に導入された前記溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に前記金型の前記キャビティ内に形成され、かつ連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる段差部において、当該段差部によって形成された前記キャビティの薄肉部から肉厚部へ流動するように、前記溶融樹脂を流入させることにより、上記目的を達成している。
【００４１】
上記構成によれば、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、金型に形成されキャビティの任意の部分と金型外部とを連通するスリットからキャビティ内に外気を導入しつつ、当該キャビティ内に導入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に金型のキャビティ内に形成された段差部を越える状態で、溶融樹脂を流入させるので、転写面以外の任意の部分に形成されたスリット部分の樹脂に選択的にひけを発生させることができ、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、金型部材に何らの制限を設けることなく、高精度に形成したキャビティを用いて、より一層安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
また、段差部を、連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させるものとしているので、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止することができ、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００４２】
上記請求項７及び請求項８の場合において、例えば、請求項９に記載するように、前記外気導入部または前記スリットが、前記段差部または当該段差部の段差の境目に形成されていてもよい。
【００４３】
上記構成によれば、外気導入部またはスリットを、段差部または当該段差部の段差の境目に形成するので、段差部と外気導入部またはスリットを転写面以外の任意の部分に形成して、当該外気導入部またはスリットの形成された段差部に選択的にひけを発生させることができ、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止して、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００４６】
さらに、例えば、請求項１０に記載するように、前記段差部は、連続して複数の段差が形成されており、当該複数の段差と段差の間の領域で前記キャビティに連通する状態で、前記外気導入部または前記スリットが形成されていてもよい。
【００４７】
上記構成によれば、段差部を、連続して複数の段差が形成されており、当該複数の段差と段差の間の領域でキャビティに連通する状態で、外気導入部またはスリットが形成されたものとしているので、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止することができ、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００４８】
また、例えば、請求項１１に記載するように、前記外気導入部または前記スリットに、所定の気体を強制的に送入する気体送入手段で、前記溶融樹脂の前記キャビティ内への流入中及び流入後に、前記気体を前記外気導入部または前記スリットを通して前記キャビティ内に送入してもよい。
【００４９】
上記構成によれば、外気導入部またはスリットに、所定の気体を強制的に送入する気体送入手段で、溶融樹脂のキャビティ内への流入中及び流入後に、気体を外気導入部またはスリットを通してキャビティ内に送入しているので、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止することができ、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００５０】
さらに、例えば、請求項１２に記載するように、前記外気導入部または前記スリットに、所定の気体を強制的に送入する気体送入手段で、前記溶融樹脂の前記キャビティ内への流入後に、前記気体を前記外気導入部または前記スリットを通して前記キャビティ内に送入してもよい。
【００５１】
上記構成によれば、外気導入部またはスリットに、所定の気体を強制的に送入する気体送入手段で、溶融樹脂のキャビティ内への流入後に、気体を外気導入部またはスリットを通してキャビティ内に挿入しているので、樹脂による気体の巻き込みを抑制しつつ、外気導入部またはスリット周辺の樹脂表面を金型表面から離隔させて、任意の個所にひけを誘導することができるとともに、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止することができ、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【００５２】
請求項１３記載の発明の樹脂成方法は、前記外気導入部または前記スリット部分に非転写部を形成することにより、上記目的を達成している。
【００５３】
上記構成によれば、外気導入部またはスリット部分に非転写部を形成するので、当該非転写部の近傍の転写面の転写性が良好で、高精度な転写面を有するものとすることができる。
【００５４】
請求項１４記載の発明の樹脂成形方法は、前記段差部または当該段差部の段差の境目に非転写部を形成することにより、上記目的を達成している。
【００５５】
上記構成によれば、段差部または当該段差部の段差の境目に非転写部を形成するので、当該非転写部の近傍の転写面の転写性が良好で、高精度な転写面を有するものとすることができる。
【００５６】
請求項１５記載の発明の樹脂成形方法は、前記金型として、前記段差部よりも前記溶融樹脂の流動方向下流側の前記キャビティ内に、歯車の歯部を成形する歯部用凹部が形成された金型を使用して、歯部を形成することにより、上記目的を達成している。
【００５７】
上記構成によれば、金型として、段差部よりも溶融樹脂の流動方向下流側のキャビティ内に、歯車の歯部を成形する歯部用凹部の形成された金型を使用して、歯部を形成するので、凹凸形状の動力伝達部である歯部の転写性を高めることができ、高精度な歯車形状を有するものとすることができる。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００５９】
図１〜図８は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品に関する実施の形態を説明するための第１の参考例を示す図であり、図１は、樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第１の参考例を適用した樹脂成形用金型１の平面断面図である。
【００６０】
図１において、樹脂成形装置である樹脂成形用金型１は、その中央部にキャビティ２に開口する複数のゲート３が形成されており、キャビティ２は中空の円盤形状に形成されている。樹脂成形用金型１は、ゲート３からキャビティ２内に導入された溶融樹脂１０（図２及び図３参照）が、図１に矢印で示すように、中空の略円盤形状の中央部から径方向に広がって流動して、キャビティ２内に充填される。
【００６１】
この成形材料である溶融樹脂１０としては、結晶性樹脂、非晶質樹脂、エラストマー等の樹脂で、材料の固化時に収縮する性質を有するものを用いることができ、上記以外には、例えば、無機物フィラー、金属粉、あるいは磁性粉を含有する樹脂材料を用いることができる。
【００６２】
キャビティ２内には、図１から図５に示すように、ゲート３からキャビティ２内に導入された溶融樹脂１０の流動方向に対して直交する方向に、すなわち、円周方向に円形状に段差部４が形成されているとともに、図１から図４に示すように、段差部４よりも外側部分に微細な外気導入部５が溶融樹脂１０の流動方向に対して直交する方向に、すなわち、円周方向に円形状に形成されており、外気導入部５は、図２及び図３に示すように、樹脂成形用金型１の外部に開口する連通路６により外気と連通されている。上記外気導入部５及び連通路６は、全体として外気導入部として機能している。
【００６３】
キャビティ２内は、図２及び図３に示すように、段差部４よりも外周側の方がその開口径が大きく形成されており、段差部４は、図６及び図７に示すように、その段差Ｓが２０μｍ以上の大きさで、樹脂成形品全体の設計において許容される範囲内でできるだけ大きく形成されている。特に、段差Ｓは、成形品の肉厚ｔに対して、ｓ≧ｔ／１０の大きさに形成されていることが望ましい。
【００６４】
外気導入部５は、多孔質部材、１つ以上の微細スリット（隙間）、あるいは、可動部材で形成されており、溶融樹脂１０がキャビティ２内を流動中に、外気導入部５をまたぐ方向、すなわち、キャビティ２の中央部から径方向に流動する溶融樹脂１０がまたぐ周方向に形成されている。
【００６５】
次に、本参考例の作用を説明する。樹脂成形用金型１は、キャビティ２の中央部に複数形成されたゲート３から溶融樹脂１０が注入されると、図１に矢印で示すように、注入された溶融樹脂１０がキャビティ２の中央部から径方向に流動し、周方向に形成された段差部４及び外気導入部５を順次通過して、キャビティ２の最外部に充填される。
【００６６】
そして、キャビティ２内は、図２、図３、図６及び図７に示すように、段差部４を境にして、その開口径が大きくなっており、成形品の薄肉部から厚肉部へと変化する。このようにキャビティ２内に段差部４があるため、溶融樹脂１０は、薄肉部から肉厚部に流れると、圧力が開放され、樹脂成形用金型１の壁面に溶融樹脂１０を押しつける力が弱まる。したがって、この段差部４のエッジ部には、溶融樹脂１０が充分には入り込まず、非転写部分が形成されやすい。この非転写部分は、他の部分よりも樹脂成形用金型１に対する密着力が小さいため、冷却工程においてひけを誘発するきっかけとなりやすい。特に、段差部４の段差Ｓを、成形品の肉厚ｔに対して、ｓ≧ｔ／１０の大きさにすると、効果的である。
【００６７】
そして、段差部４は、図１〜図７に示したように、溶融樹脂１０の流動方向に対して直交する方向に形成されていることが重要であり、図８に示すように、溶融樹脂１０の流動方向（図８に矢印で示す方向）に対して平行の方向に形成されていると、溶融樹脂１０が段差部４のエッジ部に入り込み、上記効果を得ることができない。
【００６８】
また、溶融樹脂１０は、流入過程において、溶融樹脂１０の表面層が樹脂成形用金型１に密着するため、瞬時に樹脂成形用金型１に熱を奪われて固まる。この現象は、樹脂流路、すなわち、キャビティ２の形状が薄肉の場合や狭い場合に特に顕著であり、このときの溶融樹脂１０の流れ方は、ファウンテンフローと呼ばれている。逆に、キャビティ２の形状が厚肉の場合には、溶融樹脂１０は必ずしも樹脂成形用金型１に密着しないで流動することとなり、ジェッティング現象のように、ファウンテンフローとは異なった流れ方となる。
【００６９】
そして、本実施の形態の樹脂成形用金型１には、厚肉部分に溶融樹脂１０の流動方向に対して直交する方向に連通孔６により外部に連通された微細な外気導入部５が形成されており、流動する溶融樹脂１０は、外気導入部５から導入される外気により、肉厚部に対してひけを発生させることとなる。
【００７０】
キャビティ２内への溶融樹脂１０の充填が完了すると、ゲート３を封止して、保圧工程を行うが、この保圧工程時においても、樹脂１０の外気導入部５に面している部分は、外気と接した状態となっており、ひけが進行することとなる。すなわち、溶融樹脂１０の充填が完了した後、ゲート部の樹脂が冷え固まり、ゲート３が封止されるまでの間の保圧工程においても、樹脂１０の外気導入部５に面している部分は、外気と接した状態となっており、他の部分よりもひけを発生しやすい状況を保っている。
【００７１】
保圧工程が完了すると、冷却工程を行うが、この冷却工程において、一般的に、樹脂１０は、体積収縮するが、樹脂成形用金型１内の樹脂１０の圧力がゼロでない間、表面部の樹脂１０は、樹脂成形用金型１との密着性を保ち続けるが、冷却に伴って、樹脂成形用金型１内の樹脂圧力が低下して、圧力がゼロに近づいたときに、肉厚部の中心部が最も最後に冷えて固まって収縮する。したがって、肉厚部の中心部の周囲の樹脂１０が肉厚部の中心部に向かって引っ張られる。そして、樹脂１０の表層部と樹脂成形用金型１との密着力が最も弱い部分が樹脂成形用金型１から離れやすいため、樹脂１０は、肉厚部の中心部に向かって移動を起こし、ひけと呼ばれる窪んだ非転写部が形成されることとなる。
【００７２】
ところが、本参考例の樹脂成形用金型１は、外気導入部５が肉厚部に形成されており、外気と接した状態となっているため、この外気導入部５に面した部分のみが樹脂成形用金型１との密着力が解除された状態となり、樹脂成形用金型１との密着力の弱いこの外気導入部５に面した部分が肉厚中心部に向かって引っ張られやすくなって、移動する。
【００７３】
したがって、外気導入部５に面した樹脂１０部分、すなわち、成形品部分に選択的にひけを発生させることができ、非転写部が形成することができる。
【００７４】
一度ひけが発生すると、その部分は、樹脂成形用金型１からの冷却が阻害されるため、樹脂成形用金型１と接している部分よりも相対的に高温となり、樹脂１０の粘度が低いため、より動きやすくなって、ひけが進行する。
【００７５】
このひけを進行させることによって、その分だけ、転写させたい部分は肉厚部に引っ張られることが少なくなり、転写部にひけが発生したり、収縮変形することが防止される。
【００７６】
したがって、成形品の非転写部となる位置の樹脂成形用金型１に外気導入部５を形成することで、外気導入部５に面する部分に非転写部を形成して、転写部の転写性を向上させ、成形品の形状精度を向上させるとともに、しぼ等の面状態の転写、あるいは、微細面形状の転写等を容易かつ高精度に行うことができる。
【００７７】
なお、外気導入部５に面する部分の非転写部でのひけを大きくすると、より効果的であるが、溶融樹脂１０を充填させる射出充填工程及び保圧工程においてあまり溶融樹脂１０の圧力を高くすると、溶融樹脂１０の内圧がゼロになる前に溶融樹脂１０が冷え固まってしまい、ひけが発生しにくくなって、上記外気導入部５に面する部分の非転写部でのひけの発生効果を適切に得られなくなる。したがって、射出充填工程及び保圧工程において、低圧成形を行うことが重要である。
【００７８】
そして、低圧成形を行うと、成形品への残留応力を低減することができ、経時的に安定性の優れた成形品を成形することができる。
【００７９】
また、本参考例の場合、図９に示すように、連通路６にポンプ等の気体送入機（気体送入手段）７を接続し、空気等の所定の気体を連通路６及び外気導入部５を通してキャビティ２内に導入するようにしてもよい。この場合、気体送入機７で導入する気体は、１〜６ｋｇｆ／ｃｍ２程度の低圧であってもよい。
【００８０】
気体送入機７は、キャビティ２内に溶融樹脂１０の充填中及び充填後に駆動されて、連通路６及び外気導入部５を通してキャビティ２内に気体を導入してもよいし、キャビティ２内に溶融樹脂１０が充填された後にのみ駆動されて、連通路６及び外気導入部５を通してキャビティ２内に気体を導入してもよい。
【００８１】
このようにすると、外気導入部５に面する部分の樹脂１０をより一層効率的に冷却して、ひけ発生タイミングを速くすることができ、この部分の樹脂１０のひけをより一層大きくして、転写面の転写性をより一層向上させることができる。特に、充填中に気体送入機７を駆動させてキャビティ２内に気体を導入した場合、外気導入部５に面する部分の樹脂１０を樹脂成形用金型１の金型面に密着し難くすることができる。これによって、冷却工程においても、この部分の樹脂が金型面から離れやすく、ひけを形成しやすくなる。この部分のひけをより一層大きくすることによって、転写面の転写性をより一層向上させることができる。
【００８２】
さらに、本参考例の場合、図１０に示すように、外気導入部５と転写面９との間の樹脂成形用金型１のキャビティ２面に、成形品に突状突起あるいはリブを形成する凹部８が形成されていてもよい。そして、外気導入部５に連通する連通路６には、気体送入機７が接続されており、キャビティ２内に溶融樹脂１０の充填中及び充填後または充填後に、気体送入機７を駆動して、連通路６及び外気導入部５を通して、キャビティ２内に気体を導入する。
【００８３】
このようにすると、外気導入部５に面する樹脂１０のひけ発生位置に近い位置に転写面９がある場合にも、発生した表面のひけ領域は、成形品凸状リブの部分の樹脂冷却固化が速いため、リブを越えて広がることができない。したがって、転写面９の比較的近くで発生した表面のひけが転写面まで及び、転写面９の精度が悪化することを防止することができ、転写面９の転写性をより一層向上させることができる。
【００８４】
なお、図１０では、外気導入部５に連通している連通路６に図９と同様の気体送入機７が接続されている場合を示しているが、気体送入機７が設けられていない場合にも、同様の効果を得ることができるが、気体送入機７を設けると、外気導入部５に面する部分の樹脂１０をより一層効率的に冷却して、ひけ発生タイミングを速くすることができ、この部分の樹脂１０のひけをより一層大きくして、転写面９の転写性をより一層向上させることができる。特に、樹脂充填後に、気体送入機７を駆動させると、外気導入部５に面する部分の樹脂１０の内圧がゼロになる前に、気体導入圧より樹脂圧が低くなったタイミングで樹脂１０がひけ始めるので、この部分の樹脂１０のひけをより一層大きくして、転写面９の転写性をより一層向上させることができる。
【００８５】
図１１〜図１５は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第２の参考例の形態を示す図であり、図１１は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第２の参考例を適用した樹脂成形用金型２０の平面図である。
【００８６】
なお、第２の参考例は、上記第１の参考例の樹脂成形用金型１と同様の樹脂成形用金型に適用したものであり、上記第１の参考例と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８７】
図１１において、樹脂成形装置である樹脂成形用金型２０は、その中央部にキャビティ２に開口する複数のゲート３が形成されており、キャビティ２は中空の円盤形状に形成されている。樹脂成形用金型２０は、ゲート３からキャビティ２内に導入された溶融樹脂１０が、図１１に矢印で示すように、キャビティ２の中央部から径方向に広がって流動して、キャビティ２内に充填される。
【００８８】
キャビティ２内には、図１１〜図１５に示すように、ゲート３からキャビティ２内に導入された溶融樹脂１０の流動方向に対して直交する方向に、すなわち、円周方向に円形状に段差部４が形成されているとともに、図１１から図１４に示すように、段差部４よりも外側部分に微細なスリット２１が溶融樹脂１０の流動方向に対して直交する方向に、すなわち、円周方向に円形状に形成されており、スリット２１は、樹脂成形用金型２０の外部の外気と連通されている。
【００８９】
スリット２１は、その幅Ｌが１μｍ〜３０μｍ程度に形成されており、溶融樹脂１０がキャビティ２内を流動中に、スリット２１をまたぐ方向、すなわち、キャビティ２の中央部から径方向に流動する溶融樹脂１０がまたぐ周方向に形成されている。
【００９０】
次に、第２の参考例の作用を説明する。第２の参考例の樹脂成形用金型２０は、キャビティ２の中央部に複数形成されたゲート３から溶融樹脂１０が注入されると、図１１に矢印で示すように、注入された溶融樹脂１０がキャビティ２の中央部から径方向に流動し、周方向に形成された段差部４及びスリット２１を順次通過して、キャビティ２の最外部方向に充填されていく。
【００９１】
そして、キャビティ２内は、図１２〜図１５に示すように、段差部４を境にして、その開口径が大きくなっており、成形品の薄肉部から厚肉部へと変化する。このようにキャビティ２内に段差部４があるため、溶融樹脂１０は、薄肉部から肉厚部に流れると、圧力が開放され、樹脂成形用金型２０の壁面に溶融樹脂１０を押しつける力が弱まる。したがって、この段差部４のエッジ部には、溶融樹脂１０が充分には入り込まず、非転写部分が形成されやすい。この非転写部分は、他の部分よりも樹脂成形用金型２０に対する密着力が小さいため、冷却工程においてひけを誘発するきっかけとなりやすい。特に、段差部４の段差Ｓを、成形品の肉厚ｔに対して、ｓ≧ｔ／１０の大きさにすると、効果的である。
【００９２】
また、溶融樹脂１０は、流入過程において、樹脂表面層が樹脂成形用金型２０に密着するため、瞬時に樹脂成形用金型２０に熱を奪われて固まる。
【００９３】
そして、樹脂成形用金型２０は、厚肉部分に溶融樹脂１０の流動方向に対して直交する方向にスリット２１が形成されており、ファウンテンフローで樹脂成形用金型２０の内面に密着しながら流れる流動中の溶融樹脂１０は、スリット２１上を流れる際に、微細なスリット２１に入り込むことができず、スリット２１から導入される外気と接した状態で、移動して、このスリット２１から導入される外気により、肉厚部に対してひけが発生することとなる。
【００９４】
すなわち、キャビティ２内への溶融樹脂１０の充填が完了した後、ゲート部の樹脂１０が冷え固まり、ゲート３が封止されるまでの間の保圧工程においても、図２４に示すように、樹脂１０のスリット２１に面している部分は、外気と接した状態となっており、他の部分よりもひけを発生しやすい状況を保っている。
【００９５】
保圧工程が完了すると、冷却工程を行うが、この冷却工程において、一般的に、樹脂１０は、体積収縮するが、樹脂成形用金型２０内の樹脂１０の圧力がゼロでない間、表面部の樹脂１０は、樹脂成形用金型２０との密着性を保ち続けるが、冷却に伴って、樹脂成形用金型２０内の樹脂圧力が低下して、圧力がゼロに近づいたときに、図１４に示すように、肉厚部の中心部が最も最後に冷えて固まって収縮する。したがって、肉厚部の中心部の周囲の樹脂１０が肉厚部の中心部に向かって引っ張られる。そして、樹脂１０の表層部と樹脂成形用金型２０との密着力が最も弱い部分が樹脂成形用金型２０から離れやすいため、樹脂１０は、肉厚部の中心部に向かって移動を起こし、ひけと呼ばれる窪んだ非転写部が形成されることとなる。
【００９６】
ところが、第２の参考例の樹脂成形用金型２０は、スリット２１が肉厚部に形成されており、外気と接した状態となっているため、このスリット２１に面した部分のみが樹脂成形用金型２０との密着力が解除された状態となり、樹脂成形用金型２０との密着力の弱いこのスリット２１に面した部分が肉厚中心部に向かって引っ張られやすくなって、移動する。
【００９７】
したがって、図１４に示すように、スリット２１に面した樹脂１０部分、すなわち、成形品部分に選択的にひけを発生させることができ、非転写部が形成することができる。
【００９８】
一度ひけが発生すると、その部分は、樹脂成形用金型２０からの冷却が阻害されるため、樹脂成形用金型２０と接している部分よりも相対的に高温となり、樹脂１０の粘度が低いため、より動きやすくなって、ひけが進行する。
【００９９】
このひけを進行させることによって、その分だけ、転写させたい部分は肉厚部に引っ張られることが少なくなり、転写部にひけが発生したり、収縮変形することが防止される。
【０１００】
したがって、成形品の非転写部となる位置の樹脂成形用金型２０にスリット２１を形成することで、スリット２１に面する部分に非転写部を形成して、転写部の転写性を向上させ、成形品の形状精度を向上させるとともに、しぼ等の面状態の転写、あるいは、微細面形状の転写等を容易かつ高精度に行うことができる。
【０１０１】
なお、スリット２１に面する部分の非転写部でのひけを大きくすると、より効果的であるが、溶融樹脂１０を充填させる射出充填工程及び保圧工程においてあまり樹脂１０の圧力を高くすると、樹脂１０の内圧がゼロになる前に樹脂１０が冷え固まってしまい、ひけが発生しにくくなって、上記スリット２１に面する部分の非転写部でのひけの発生効果を適切に得られなくなる。したがって、本実施の形態においても、射出充填工程及び保圧工程において、低圧成形を行うことが重要である。
【０１０２】
そして、低圧成形を行うと、成形品への残留応力を低減することができ、経時的に安定性の優れた成形品を成形することができる。
【０１０３】
図１６〜図２６は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第３の参考例の形態を示す図であり、図１６は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第３の参考例の形態を適用した樹脂成形品を成形する樹脂成形用金型３０の平面図である。
【０１０４】
なお、第３の参考例は、上記第１の参考例の樹脂成形用金型１と同様の樹脂成形用金型に適用したものであり、上記第１の参考例と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１０５】
図１６において、樹脂成形装置である樹脂成形用金型３０は、その中央部にキャビティ２に開口する複数のゲート３が形成されており、ゲート３からキャビティ２内に導入された溶融樹脂１０が、図１６に矢印で示すように、キャビティ２の中央部から径方向に広がって流動して、キャビティ２内に充填される。
【０１０６】
キャビティ２内には、図１６から図２１に示すように、ゲート３からキャビティ２内に導入された溶融樹脂１０の流動方向に対して直交する方向に、すなわち、円周方向に円形状に段差部３１が形成されているとともに、当該段差部３１の部分にスリット３２が形成されている。スリット３２は、段差部３１の厚肉部側に形成されており、樹脂成形用金型３０の外部の外気と連通されている。
【０１０７】
キャビティ２内は、図１７、図１８及び図２０、図２１に示すように、段差部４よりも外周側の方がその開口径が大きく形成されており、段差部４は、図２０及び図２１に示すように、その段差Ｓが２０μｍ以上の大きさで、成形品全体の設計において許容される範囲内でできるだけ大きく形成されている。特に、段差Ｓは、成形品の肉厚ｔに対して、ｓ≧ｔ／１０の大きさに形成されていることが望ましい。
【０１０８】
スリット３２は、その幅Ｌが１〜３０μｍ程度に形成されており、溶融樹脂１０がキャビティ２内を流動中に、スリット３２をまたぐ方向、すなわち、キャビティ２の中央部から径方向に流動する溶融樹脂１０がまたぐ周方向に形成されている。
【０１０９】
次に、第３の参考例の作用を説明する。第３の参考例の樹脂成形用金型３０は、図２３に示すように、キャビティ２の中央部に複数形成されたゲート３から溶融樹脂１０が注入されると、図１６及び図２２に示すたように、注入された溶融樹脂１０がキャビティ２の中央部から径方向に流動し、周方向に形成された段差部３１及びスリット３２を順次通過して、キャビティ２の最外部方向に充填されていく。
【０１１０】
そして、キャビティ２内は、図１６〜図１８、図２０〜図２４に示すように、段差部３１を境にして、その開口径が大きくなっており、成形品の薄肉部から厚肉部へと変化する。このようにキャビティ２内に段差部３１があるため、溶融樹脂１０は、薄肉部から肉厚部に流れると、圧力が開放され、樹脂成形用金型３０の壁面に溶融樹脂１０を押しつける力が弱まる。したがって、この段差部３１のエッジ部には、溶融樹脂１０が充分には入り込まず、非転写部分が形成されやすい。この非転写部分は、他の部分よりも樹脂成形用金型３０に対する密着力が小さいため、冷却工程においてひけを誘発するきっかけとなりやすい。特に、段差部３１の段差Ｓを、成形品の肉厚ｔに対して、ｓ≧ｔ／１０の大きさにすると、効果的である。
【０１１１】
また、段差部３１にスリット３２が形成されており、ファウンテンフローで樹脂成形用金型３０の内面に密着しながら流れる流動中の溶融樹脂１０は、段差部３１では、上述のように、スリット３２の形成されているエッジ部には入り込まず、スリット３２上を流れる際に、微細なスリット３２に入り込むことができない。したがって、溶融樹脂１０は、スリット３２から導入される外気と接した状態で、移動して、このスリット３２から導入される外気により、段差部３１に対向する部分にひけが発生することとなる。
【０１１２】
すなわち、キャビティ２内への溶融樹脂１０の充填が完了した後、ゲート部の樹脂１０が冷え固まり、ゲート３が封止されるまでの間の保圧工程においても、図２４に示すように、樹脂１０のスリット３２に面している部分は、外気と接した状態となっており、他の部分よりもひけを発生しやすい状況を保っている。このとき、溶融樹脂１０のうち、図２４に楕円形状で示すキャビティ２の中央部分の溶融樹脂１０ａは、周囲より温度が高い状態となる。
【０１１３】
保圧工程が完了すると、冷却工程を行うが、この冷却工程において、一般的に、樹脂１０は、体積収縮するが、樹脂成形用金型３０内の樹脂１０の圧力がゼロでない間、表面部の樹脂１０は、樹脂成形用金型３０との密着性を保ち続けるが、冷却に伴って、樹脂成形用金型３０内の樹脂圧力が低下して、圧力がゼロに近づいたときに、図２４に示すように、肉厚部の中心部１０ａが最も最後に冷えて固まって収縮する。したがって、肉厚部の中心部１０ａの周囲の樹脂１０が、図２４に矢印で示すように、肉厚部の中心部１０ａに向かって引っ張られる。
【０１１４】
そして、樹脂１０の表層部と樹脂成形用金型３０との密着力が最も弱い部分が樹脂成形用金型３０から離れやすいため、従来では、樹脂１０は、肉厚部の中心部に向かって移動を起こし、図２５に示すように、成形品１００は、ひけと呼ばれる窪んだ非転写部１０１が形成されることとなる。
【０１１５】
ところが、第３の参考例の樹脂成形用金型３０は、スリット３２が段差部３１に形成されており、外気と接した状態となっているため、この段差部３１のスリット３２に面した部分のみが樹脂成形用金型３０との密着力が解除された状態となり、樹脂成形用金型３０との密着力の弱いこのスリット３２に面した部分が肉厚中心部に向かって引っ張られやすくなって、移動する。
【０１１６】
したがって、スリット３２に面した樹脂１０部分、すなわち、非転写部分に選択的にひけを発生させることができる。
【０１１７】
一度ひけが発生すると、その部分は、樹脂成形用金型３０からの冷却が阻害されるため、樹脂成形用金型３０と接している部分よりも相対的に高温となり、樹脂１０の粘度が低いため、より動きやすくなって、ひけが進行する。
【０１１８】
このひけを進行させることによって、その分だけ、転写させたい部分は肉厚部に引っ張られることが少なくなり、転写部にひけが発生したり、収縮変形することが防止される。
【０１１９】
したがって、図２６に示すように、成形品１１０の非転写部１１１となる位置の樹脂成形用金型３０にスリット３２を形成することで、スリット３２に面する部分に非転写部１１１を形成して、転写部１１２の転写性を向上させ、成形品１１０の形状精度を向上させることができるとともに、しぼ等の面状態の転写、あるいは、微細面形状の転写等を容易かつ高精度に行うことができる。
【０１２０】
なお、スリット３２に面する部分の非転写部でのひけを大きくすると、より効果的であるが、溶融樹脂１０を充填させる射出充填工程及び保圧工程においてあまり樹脂１０の圧力を高くすると、樹脂１０の内圧がゼロになる前に樹脂１０が冷え固まってしまい、ひけが発生しにくくなって、上記スリット３２に面する部分の非転写部１１１でのひけの発生効果を適切に得られなくなる。したがって、射出充填工程及び保圧工程において、低圧成形を行うことが重要である。
【０１２１】
そして、低圧成形を行うと、成形品への残留応力を低減することができ、経時的に安定性の優れた成形品を成形することができる。
【０１２２】
なお、第３の参考例においては、キャビティ２が、段差部３１で成形品の薄肉部から厚肉部へと変化するように、その開口径が小さい状態から大きい状態へと変化しているが、図２７及び図２８に示すように、段差部３３が、キャビティ２の開口径が大きい状態から小さい状態へと変化するものであり、この段差部３３にスリット３４が形成されていてもよい。この場合においても、上記参考例と同様の効果を得ることができる。
【０１２３】
また、第３の参考例では、図２９に示すように、スリット３２にポンプ等の気体送入機３５を接続し、空気等の所定の気体をスリット３２を通してキャビティ２内に導入するようにしてもよい。この場合、気体送入機３５で導入する気体は、１〜６ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の低圧であってもよい。
【０１２４】
気体送入機３５は、キャビティ２内に溶融樹脂１０の充填中と充填後または充填後のみに駆動されて、スリット３２を通してキャビティ２内に気体を導入する。
【０１２５】
このようにすると、スリット３２に面する部分の樹脂１０をより一層効率的に冷却して、ひけ発生タイミングを速くすることができ、この部分の樹脂１０のひけをより一層大きくして、転写面の転写性をより一層向上させることができる。特に、樹脂充填後に、気体送入機３５を駆動させると、スリット３２に面する部分の樹脂１０の内圧がゼロになる前に、気体導入圧より樹脂圧が低くなったタイミングで樹脂１０がひけ始めるので、この部分の樹脂１０のひけをより一層大きくして、転写面の転写性をより一層向上させることができる。
【０１２６】
さらに、第３の参考例の場合、図３０に示すように、スリット３２と転写面３６との間の樹脂成形用金型３０のキャビティ２面に、成形品に突状突起あるいはリブを形成する凹部３７が形成されていてもよい。そして、スリット３２には、気体送入機３５が接続されており、キャビティ２内に溶融樹脂１０の充填中と充填後または充填後のみに、気体送入機３５を駆動して、スリット３２を通して、キャビティ２内に気体を導入する。
【０１２７】
このようにすると、スリット３２に面する樹脂１０のひけ発生位置に近い位置に転写面３６がある場合にも、発生した表面のひけ領域は、成形品凸状リブの部分の樹脂冷却固化が速いため、リブを越えて広がることができない。したがって、転写面３６の比較的近くで発生した表面のひけが転写面まで及び、転写面３６の精度が悪化することを防止することができ、転写面３６の転写性をより一層向上させることができる。
【０１２８】
なお、図３０では、スリット３２に図２９と同様の気体送入機３５が接続されている場合を示しているが、気体送入機３５が設けられていない場合にも、同様の効果を得ることができるが、気体送入機３５を設けると、スリット３２に面する樹脂１０のひけ発生位置に近い位置に転写面３６がある場合にも、発生した表面のひけ領域は、成形品凸状リブの部分の樹脂冷却固化が速いため、リブを越えて広がることができない。したがって、転写面３６の比較的近くで発生した表面のひけが転写面３６まで及んで転写面３６の精度が悪化することを防止することができ、転写面３６の転写性をより一層向上させることができる。
【０１２９】
図３１及び図３２は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第４の参考例を示す図であり、図３１は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第４の参考例を適用した樹脂成形品を成形する樹脂成形用金型４０の正面断面図である。
【０１３０】
なお、第４の参考例は、上記第１の参考例の樹脂成形用金型１と同様の樹脂成形用金型に適用したものであり、上記第１の参考例と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１３１】
図３１において、樹脂成形装置である樹脂成形用金型４０は、平板形状のキャビティ２の下方にリブ部４１が形成されており、リブ部４１の下面の中央部に複数のゲート３が形成されており、ゲート３からリブ部４１を通してキャビティ２内に導入された溶融樹脂１０が、キャビティ２の中央部のリブ部４１から径方向に広がって流動して、キャビティ２内に充填される。
【０１３２】
リブ部４１のキャビティ２近傍に、段差部４２がリブ部４１の周方向に形成されており、段差部４２の部分にスリット４３が形成されている。スリット４３は、段差部４２の厚肉部側に周方向に形成されており、外気と連通されている。
【０１３３】
次に、第４の参考例の作用を説明する。第４の参考例の樹脂成形用金型４０は、図３１に示すように、リブ部４１の下面の中央部に形成されたゲート３から溶融樹脂１０が注入されると、注入された溶融樹脂１０がリブ部４１を上昇して、リブ部４１の周方向に形成された段差部４２及びスリット４３を順次通過して、キャビティ２内に充填されていく。
【０１３４】
そして、リブ部４１は、段差部４２を境にして、その開口径が大きくなっており、成形品の薄肉部から厚肉部へと変化する。このようにキャビティ２のリブ部４１に段差部４２があるため、溶融樹脂１０は、薄肉部から肉厚部に流れると、圧力が開放され、樹脂成形用金型４０の壁面に溶融樹脂１０を押しつける力が弱まる。したがって、この段差部４２のエッジ部には、溶融樹脂１０が充分には入り込まず、非転写部分が形成されやすい。この非転写部分は、他の部分よりも樹脂成形用金型４０に対する密着力が小さいため、冷却工程においてひけを誘発するきっかけとなりやすい。
【０１３５】
また、段差部４２にスリット４３が形成されており、ファウンテンフローで樹脂成形用金型４０の内面に密着しながら流れる流動中の溶融樹脂１０は、段差部４２では、上述のように、スリット４３の形成されているエッジ部には入り込まず、スリット４３上を流れる際に、微細なスリット４３に入り込むことができない。したがって、溶融樹脂１０は、スリット４３から導入される外気と接した状態で、移動して、このスリット４３から導入される外気により、段差部４２に対向する部分にひけが発生することとなる。
【０１３６】
したがって、スリット４３に面した樹脂１０部分に選択的にひけを発生させることができ、一度ひけが発生すると、その部分は、樹脂成形用金型４０からの冷却が阻害されるため、樹脂成形用金型４０と接している部分よりも相対的に高温となり、樹脂１０の粘度が低いため、より動きやすくなって、ひけが進行する。
【０１３７】
このひけを進行させることによって、その分だけ、転写させたい部分は肉厚部に引っ張られることが少なくなり、転写部にひけが発生したり、収縮変形することが防止される。
【０１３８】
したがって、図３２に示すように、成形品１２０の非転写部１２１となる位置の樹脂成形用金型４０にスリット４３を形成することで、スリット４３に面する部分に非転写部１２１を形成して、転写部１２２の転写性を向上させ、成形品１２０の形状精度を向上させることができるとともに、しぼ等の面状態の転写、あるいは、微細面形状の転写等を容易かつ高精度に行うことができる。
【０１３９】
図３３〜図３５は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第５の参考例を示す図であり、図３３は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第５の参考例を適用した樹脂成形品を成形する樹脂成形用金型５０の平面図、図３４は、樹脂成形用金型５０の正面断面図である。
【０１４０】
図３３及び図３４において、樹脂成形用金型５０は、その内部に成形品として歯車１３０（図３５参照）の形状のキャビティ５１が形成されており、キャビティ５１は、歯車１３０の歯部１３１の形成される歯車部１３２となる大径部５１ａと、歯車１３０の軸部１３３となる小径部５１ｂと、大径部５１ａの外周面に突出する状態で歯車１３０の歯部１３１となる歯部形成部５１ｃと、が形成されている。
【０１４１】
樹脂成形用金型５０には、キャビティ５１の小径部５１ｂに連通するゲート５２が形成されており、当該小径部５１ｂと大径部５１ａの境界部分には、１段の周方向に段差部５３が形成されており、段差部５３は、小径部５１ｂから大径部５１ａ方向にその径が大きくなる段差である。この段差部５３には、スリット５４が形成されており、スリット５４は、段差部５３の大径側（圧肉部側）に周方向に形成されて、外気と連通されている。
【０１４２】
次に、第５の参考例の作用を説明する。第５の参考例の樹脂成形用金型５０は、図３３に示すように、キャビティ５１の小径部５１ｂに連通するゲート５２から溶融樹脂１０が注入されると、注入された溶融樹脂１０が小径部５１ｂを上昇及び下降して、キャビティ５１の下方の大径部及び上方の大径部５１ａ方向に流動し、小径部５１ｂの周方向に形成された段差部５３及びスリット５４を順次通過して、大径部５１ａ内に充填されていく。
【０１４３】
キャビティ５１の小径部５１ｂから大径部５１ａに流入した溶融樹脂１０は、径方向に流動して、歯部形成部５１ｃに流入する。
【０１４４】
そして、小径部５１ｂは、段差部５３を境にして、その開口径が大きくなっており、成形品の歯車１３０の軸部１３３の薄肉部から厚肉部へと変化する。このようにキャビティ５１の小径部５１ｂに段差部５３があるため、溶融樹脂１０は、段差部５３の薄肉部から肉厚部に流れると、圧力が開放され、樹脂成形用金型５０の壁面に溶融樹脂１０を押しつける力が弱まる。したがって、この段差部５３のエッジ部には、溶融樹脂１０が充分には入り込まず、非転写部分が形成されやすい。この非転写部分は、他の部分よりも樹脂成形用金型５０に対する密着力が小さいため、冷却工程においてひけを誘発するきっかけとなりやすい。
【０１４５】
また、段差部５３にスリット５４が形成されており、ファウンテンフローで樹脂成形用金型５０の内面に密着しながら流れる流動中の溶融樹脂１０は、段差部５３では、上述のように、スリット５４の形成されているエッジ部には入り込まず、スリット５４上を流れる際に、微細なスリット５４に入り込むことができない。したがって、溶融樹脂１０は、スリット５４から導入される外気と接した状態で、移動して、このスリット５４から導入される外気により、段差部５３に対向する部分にひけが発生することとなる。
【０１４６】
したがって、スリット５４に面した樹脂１０部分に選択的にひけを発生させることができ、一度ひけが発生すると、その部分は、樹脂成形用金型５０からの冷却が阻害されるため、樹脂成形用金型５０と接している部分よりも相対的に高温となり、樹脂１０の粘度が低いため、より動きやすくなって、ひけが進行する。
【０１４７】
このひけを進行させることによって、その分だけ、転写させたい部分は肉厚部に引っ張られることが少なくなり、転写部にひけが発生したり、収縮変形することが防止される。
【０１４８】
したがって、図３５に示すように、成形品１３０の非転写部１３４となる位置の樹脂成形用金型５０にスリット５４を形成することで、スリット５４に面する部分に非転写部１３４を形成して、転写部である歯部１３１の転写性を向上させ、成形品１３０の形状精度を向上させることができるとともに、しぼ等の面状態の転写、あるいは、微細面形状の転写等を容易かつ高精度に行うことができる。
【０１４９】
なお、本参考例においては、樹脂成形用金型５０に１段の段差部５３を形成しているが、段差部５３の段差は、１段に限るものではなく、例えば、図３６に示すように、２段の段差部５５あるいはさらに多くの段差の段差部を形成し、当該段差部５５にスリット５４を形成するようにしてもよい。このように複数段の段差部、例えば、２段の段差部５５を形成すると、上記同様に当該段差部５５にひけを発生させて、図３７に示すように、成形品である歯車１３５の非転写部１３６とすることができるとともに、当該非転写部１３６を滑らかな形状にすることができる。
【０１５０】
図３８及び図４０は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第１の実施の形態を示す図であり、図３８は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第１の実施の形態を適用した樹脂成形用金型６０の正面断面図である。
【０１５１】
なお、本実施の形態は、上記第１の参考例の樹脂成形用金型１と同様の樹脂成形用金型に適用したものであり、上記第１の参考例と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１５２】
図３８において、樹脂成形装置である樹脂成形用金型６０は、平板形状のキャビティ２の下方にリブ部６１が形成されており、リブ部６１の下面の中央部に複数のゲート３が形成されており、ゲート３からリブ部６１を通してキャビティ２内に導入された溶融樹脂１０が、キャビティ２の中央部のリブ部６１から径方向に広がって流動して、キャビティ２内に充填される。
【０１５３】
リブ部６１のキャビティ２近傍に、段差部６２がリブ部６１の周方向に形成されており、段差部６２には、図３８及び図３９に示すように、複数の段差が形成されている。この段差部６２の最初の段差部分にスリット６３が形成されている。スリット６３は、段差部６２の最初の段差の厚肉部側に周方向に形成されており、外気と連通されている。
【０１５４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の樹脂成形用金型６０は、図３８に示すように、リブ部６１の下面の中央部に形成されたゲート３から溶融樹脂１０が注入されると、注入された溶融樹脂１０がリブ部６１を上昇して、リブ部６１の周方向に形成された段差部６２及びスリット６３を順次通過して、キャビティ２内に充填されていく。
【０１５５】
そして、リブ部６１は、複数の段差からなる段差部６２を境にして、その開口径が徐々に大きくなっており、成形品１４０（図４０参照）の薄肉部から厚肉部へと変化する。このようにキャビティ２のリブ部６１に複数の段差からなる段差部６２があるため、溶融樹脂１０は、薄肉部から肉厚部に流れると、圧力が広域にわたって開放され、樹脂成形用金型６０の壁面に溶融樹脂１０を押しつける力が弱まる。したがって、この段差部６２のエッジ部には、溶融樹脂１０が充分には入り込まず、非転写部分が形成されやすい。この非転写部分は、他の部分よりも樹脂成形用金型６０に対する密着力が小さいため、冷却工程においてひけを誘発するきっかけとなりやすい。
【０１５６】
また、段差部６２にスリット６３が形成されており、ファウンテンフローで樹脂成形用金型６０の内面に密着しながら流れる流動中の溶融樹脂１０は、段差部６２では、上述のように、スリット６３の形成されているエッジ部には入り込まず、スリット６３上を流れる際に、微細なスリット６３に入り込むことができない。したがって、溶融樹脂１０は、スリット６３から導入される外気と接した状態で、移動して、このスリット６３から導入される外気により、複数の段差からなる段差部６２に対向する部分に広域にわたってひけが発生することとなる。
【０１５７】
したがって、スリット６３に面した樹脂１０部分に選択的に広域にわたってひけを発生させることができ、一度ひけが発生すると、その部分は、樹脂成形用金型６０からの冷却が阻害されるため、樹脂成形用金型６０と接している部分よりも相対的に高温となり、樹脂１０の粘度が低いため、より動きやすくなって、ひけが進行する。
【０１５８】
このひけを進行させることによって、その分だけ、転写させたい部分は肉厚部に引っ張られることが少なくなり、転写部にひけが発生したり、収縮変形することが防止される。
【０１５９】
したがって、図４０に示すように、成形品１４０の非転写部１４１となる位置の樹脂成形用金型６０に複数段の段差からなる段差部６２とスリット６３を形成することで、段差部６２及びスリット６３に面する部分に非転写部１４１を形成して、転写部１４２の転写性を向上させ、成形品１４０の形状精度を向上させることができるとともに、しぼ等の面状態の転写、あるいは、微細面形状の転写等を容易かつ高精度に行うことができる。
【０１６０】
図４１〜図４３は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第２の実施の形態を示す図であり、図４１は、本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第２の実施の形態を適用した樹脂成形用金型７０の正面断面図である。
【０１６１】
なお、本実施の形態は、上記第１の参考例の樹脂成形用金型１と同様の樹脂成形用金型に適用したものであり、上記第１の参考例と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１６２】
図４１において、樹脂成形装置である樹脂成形用金型７０は、平板形状のキャビティ２の下方にリブ部７１が形成されており、リブ部７１の下面の中央部に複数のゲート３が形成されており、ゲート３からリブ部７１を通してキャビティ２内に導入された溶融樹脂１０が、キャビティ２の中央部のリブ部７１から径方向に広がって流動して、キャビティ２内に充填される。
【０１６３】
リブ部７１のキャビティ２近傍に、段差部７２がリブ部７１の周方向に形成されており、段差部７２には、図４２及び図４３に示すように、複数の段差が形成されているとともに、幅広の段差７２ａが形成されている。この段差部７２の幅広の段差７２ａ部分に、図４２に示すように、外気導入部７３が、溶融樹脂１０の流動方向に対して直交する方向に、すなわち、円周方向に円形状に形成されており、外気導入部７３は、図４１に示すように、樹脂成形用金型７０の外部に開口する連通路７４により外気と連通されている。
【０１６４】
外気導入部７３は、多孔質部材、１つ以上の微細スリット（隙間）、あるいは、可動部材で形成されている。
【０１６５】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の樹脂成形用金型７０は、図４１に示すように、リブ部７１の下面の中央部に形成されたゲート３から溶融樹脂１０が注入されると、注入された溶融樹脂１０がリブ部７１を上昇して、リブ部７１の周方向に形成された段差部７２及び外気導入部７３を順次通過して、キャビティ２内に充填されていく。
【０１６６】
そして、リブ部７１は、複数の段差からなる段差部７２を境にして、その開口径が徐々に大きくなっており、成形品１５０（図４３参照）の薄肉部から厚肉部へと変化する。このようにキャビティ２のリブ部７１に複数の段差からなる段差部７２があるため、溶融樹脂１０は、薄肉部から肉厚部に流れると、圧力が広域にわたって開放され、樹脂成形用金型７０の壁面に溶融樹脂１０を押しつける力が弱まる。したがって、この段差部７２のエッジ部には、溶融樹脂１０が充分には入り込まず、非転写部分が形成されやすい。この非転写部分は、他の部分よりも樹脂成形用金型７０に対する密着力が小さいため、冷却工程においてひけを誘発するきっかけとなりやすい。
【０１６７】
また、段差部７２の幅広の段差７２ａに外気導入部７３が形成されており、ファウンテンフローで樹脂成形用金型７０の内面に密着しながら流れる流動中の溶融樹脂１０は、段差部７２では、上述のように、外気導入部７３の形成されているエッジ部には入り込まず、外気導入部７３上を流れる際に、外気導入部７３から導入される外気により、複数の段差からなる段差部７２に対向する部分に広域にわたってひけが発生することとなる。
【０１６８】
したがって、外気導入部７３に面した樹脂１０部分に選択的に広域にわたってひけを発生させることができ、一度ひけが発生すると、その部分は、樹脂成形用金型７０からの冷却が阻害されるため、樹脂成形用金型７０と接している部分よりも相対的に高温となり、樹脂１０の粘度が低いため、より動きやすくなって、ひけが進行する。
【０１６９】
このひけを進行させることによって、その分だけ、転写させたい部分は肉厚部に引っ張られることが少なくなり、転写部にひけが発生したり、収縮変形することが防止される。
【０１７０】
したがって、図４３に示すように、成形品１５０の非転写部１５１となる位置の樹脂成形用金型７０に複数段の段差からなる段差部７２と外気導入部７３を形成することで、段差部７２及び外気導入部７３に面する部分に非転写部１５１を形成して、転写部１５２の転写性を向上させ、成形品１５０の形状精度を向上させることができるとともに、しぼ等の面状態の転写、あるいは、微細面形状の転写等を容易かつ高精度に行うことができる。
【０１７１】
そして、上記各実施の形態において、段差部の形状を種々変化させることで、例えば、図４４から図４７に示すように、成形品１６０に、各種形状の非転写部１６１〜１６４を形成することができる。例えば、図４４は、１段の段差を有し、溶融樹脂１０の流動方向（図４４に矢印で示す方向）に小径形状から大径形状へと直角に変化する段差部とスリットを有する樹脂成形用金型で樹脂流入中及び流入後にスリットから外気送入機で外気を導入して成形した場合の成形品１６０の非転写部１６１を示しており、図４５は、１段の段差を有し、溶融樹脂１０の流動方向（図４５に矢印で示す方向）に小径形状から大径形状へと直角に変化する段差部とスリットを有する樹脂成形用金型で樹脂流入後に外気送入機で外気を導入して成形した場合の成形品１６０の非転写部１６２を示している。図４６は、複数段の段差を有し、溶融樹脂１０の流動方向（図４６に矢印で示す方向）に小径形状から大径形状へとテーパー状に変化する段差部とスリットを有する樹脂成形用金型で樹脂流入中及び流入後に外気送入機で外気を導入して成形した場合の成形品１６０の非転写部１６３を示しており、図４７は、複数段の段差を有し、溶融樹脂１０の流動方向（図４７に矢印で示す方向）に小径形状から大径形状へとテーパー状に変化する段差部とスリットを有する樹脂成形用金型で樹脂流入後に外気送入機で外気を導入して成形した場合の成形品１６０の非転写部１６４を示している。
【０１７３】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１７４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の樹脂成形装置によれば、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、キャビティの任意の部分に開口して金型外部とキャビティ内を連通する外気導入部を金型に形成し、金型のキャビティ内に、当該キャビティ内に流入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に段差部を形成し、段差部には、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、溶融樹脂を段差部により形成されたキャビティの薄肉部から肉厚部へ流動させるので、段差部を転写面以外の任意の部分に形成して当該段差部部分の樹脂に選択的にひけを発生させることができ、かつ、段差部に当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができ、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１７５】
請求項２記載の発明の樹脂成形装置によれば、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、キャビティの任意の部分と金型外部とを連通するスリットを金型に形成し、金型のキャビティ内に、キャビティ内に導入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に段差部を形成し、段差部には、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、溶融樹脂を段差部により形成されたキャビティの薄肉部から肉厚部へ流動させるので、段差部を転写面以外の任意の部分に形成して当該段差部部分の樹脂に選択的にひけを発生させることができ、かつ、段差部に当該部分にて前記溶融樹脂にひけを発生させる連続した複数の階段状の段差を形成し、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができ、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、金型部材に何らの制限を設けることなく、高精度に形成したキャビティを用いて、より一層安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１７６】
請求項３記載の発明の樹脂成形装置によれば、外気導入部またはスリットを、段差部または当該段差部の段差の境目に形成しているので、段差部と外気導入部またはスリットを転写面以外の任意の部分に形成して、当該外気導入部またはスリットの形成された段差部に選択的にひけを発生させることができ、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止して、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１７８】
請求項４記載の発明の樹脂成形装置によれば、段差部を、連続して複数の段差が形成されたものとし、当該複数の段差と段差の間の領域でキャビティに連通する状態で、外気導入部またはスリットを形成することにより、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１７９】
請求項５記載の発明の樹脂成形装置によれば、外気導入部またはスリットに所定の気体を強制的に送入する気体送入手段を接続し、溶融樹脂のキャビティ内への流入中及び流入後に、当該気体送入手段で外気導入部またはスリットを通して気体をキャビティ内に送入することにより、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１８０】
請求項６記載の発明の樹脂成形装置によれば、外気導入部またはスリットに所定の気体を強制的に送入する気体送入手段を接続し、溶融樹脂のキャビティ内への流入後に、当該気体送入手段で外気導入部またはスリットを通して気体をキャビティ内に送入することにより、樹脂による気体の巻き込みを抑制しつつ、外気導入部またはスリット周辺の樹脂表面を金型表面から離隔させて、任意の個所にひけを誘導するとともに、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１８１】
請求項７記載の発明の樹脂成形方法によれば、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、金型に形成されキャビティの任意の部分に開口して金型外部とキャビティ内を連通する所定の外気導入部からキャビティ内に外気を導入しつつ、当該キャビティ内に導入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に金型のキャビティ内に形成され、かつ連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させる段差部において、当該段差部によって形成されたキャビティの薄肉部から肉厚部へ流動するように、溶融樹脂を流入させるので、転写面以外の任意の部分に形成された段差部部分の樹脂に選択的にひけを発生させることができ、かつ、段差部を、連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させるものとすることにより、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することのでき、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１８２】
請求項８記載の発明の樹脂成形方法によれば、金型のキャビティ内に溶融樹脂を流入させて固化させ、樹脂成形品を成形するに際して、金型に形成されキャビティの任意の部分と金型外部とを連通するスリットからキャビティ内に外気を導入しつつ、当該キャビティ内に導入された溶融樹脂の流動方向に対して直交する方向に金型のキャビティ内に形成され、かつ連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させる段差部において、当該段差部によって形成されたキャビティの薄肉部から肉厚部へ流動するように、溶融樹脂を流入させることにより、転写面以外の任意の部分に形成された段差部部分の樹脂に選択的にひけを発生させ、かつ、段差部を、連続した複数の階段状の段差が形成されて、当該部分にて溶融樹脂にひけを発生させるものとすることにより、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができ、特別で高価な装置を用いることなく、また、低圧の成形条件で、転写させたい面にひけが発生することを防止して、金型部材に何らの制限を設けることなく、高精度に形成したキャビティを用いて、より一層安価かつ低消費エネルギーで、高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１８３】
請求項９記載の発明の樹脂成形方法によれば、外気導入部またはスリットを、段差部または当該段差部の段差の境目に形成することにより、段差部と外気導入部またはスリットを転写面以外の任意の部分に形成して、当該外気導入部またはスリットの形成された段差部に選択的にひけを発生させ、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止して、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１８５】
請求項１０記載の発明の樹脂成形方法によれば、段差部を、連続して複数の段差が形成されており、当該複数の段差と段差の間の領域でキャビティに連通する状態で、外気導入部またはスリットが形成されたものとすることにより、非転写部により広域的にひけを発生させて、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１８６】
請求項１１記載の発明の樹脂成形方法によれば、外気導入部またはスリットに、所定の気体を強制的に送入する気体送入手段で、溶融樹脂のキャビティ内への流入中及び流入後に、気体を外気導入部またはスリットを通してキャビティ内に送入することにより、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１８７】
請求項１２記載の発明の樹脂成形方法によれば、外気導入部またはスリットに、所定の気体を強制的に送入する気体送入手段で、溶融樹脂のキャビティ内への流入後に、気体を外気導入部またはスリットを通してキャビティ内に挿入することにより、樹脂による気体の巻き込みを抑制しつつ、外気導入部またはスリット周辺の樹脂表面を金型表面から離隔させて、任意の個所にひけを誘導するとともに、ひけの発生するタイミングを速くして、ひけ位置からやや離れた部分の面を転写させたい場合など、転写させたい面にひけが発生することをより一層効果的に防止し、冷却を速く進行させて、比較的薄肉の成形品においても、より一層高精度な転写面を有する成形品を成形することができる。
【０１８８】
請求項１３記載の発明の樹脂成形方法によれば、外気導入部またはスリット部分に非転写部を形成することにより、当該非転写部の近傍の転写面の転写性が良好で、高精度な転写面を有するものとすることができる。
【０１８９】
請求項１４記載の発明の樹脂成形方法によれば、段差部または当該段差部の段差の境目に非転写部を形成することにより、当該非転写部の近傍の転写面の転写性が良好で、高精度な転写面を有するものとすることができる。
【０１９０】
請求項１５記載の発明の樹脂成形方法によれば、金型として、段差部よりも溶融樹脂の流動方向下流側のキャビティ内に、歯車の歯部を成形する歯部用凹部が形成された金型を使用して、歯部を形成することにより、凹凸形状の動力伝達部である歯部の転写性を高め、高精度な歯車形状を有するものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第１の参考例を適用した樹脂成形用金型の平面断面図。
【図２】図１の樹脂成形用金型の段差部の拡大正面断面図。
【図３】図２の樹脂成形用金型の段差部に溶融樹脂が流入されている際の拡大正面断面図。
【図４】図２の樹脂成形用金型の段差部の拡大平面図。
【図５】図２の樹脂成形用金型の段差部の斜視図。
【図６】図２の段差部の段差及び肉厚の大きさを示す拡大正面断面図。
【図７】図２の段差部の段差部に溶融樹脂が流入されている際の段差及び肉厚の大きさを示す拡大正面断面図。
【図８】図５の樹脂成形用金型の段差部に平行に樹脂が流入されているとしたときの斜視図。
【図９】図１の樹脂成形用金型の外気導入部に気体送入機を接続した状態の部分拡大正面断面図。
【図１０】図９の樹脂成形用金型に樹脂を充填している状態の部分拡大正面断面図。
【図１１】本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第２の参考例を適用した樹脂成形用金型の平面断面図。
【図１２】図１１の樹脂成形用金型の段差部の拡大正面断面図。
【図１３】図１２の樹脂成形用金型の段差部に溶融樹脂が流入されている際の拡大正面断面図。
【図１４】図１３の樹脂成形用金型の段差部に流入してきた溶融樹脂のスリット部分にひけが発生している状態を示す拡大正面断面図。
【図１５】図１３の樹脂成形用金型の段差部の斜視図。
【図１６】本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第３の参考例を適用した樹脂成形用金型の平面断面図。
【図１７】図１６の樹脂成形用金型の段差部の拡大正面断面図。
【図１８】図１７の樹脂成形用金型の段差部に溶融樹脂が流入されている際の拡大正面断面図。
【図１９】図１７の樹脂成形用金型の段差部の平面図。
【図２０】図１７の段差部の段差及び肉厚の大きさを示す拡大正面断面図。
【図２１】図１７の段差部の段差部に溶融樹脂が流入されている際の段差及び肉厚の大きさを示す拡大正面断面図。
【図２２】図１６の樹脂成形用金型の正面断面図。
【図２３】図２２の樹脂成形用金型の段差部分まで溶融樹脂が流入している状態の正面断面図。
【図２４】図２２の樹脂成形用金型のキャビティに溶融樹脂が充填されてひけが発生している状態を示す正面断面図。
【図２５】従来の樹脂成形用金型で成形して転写部にひけが発生している状態の成形品の正面図。
【図２６】図１６の樹脂成形用金型で成形して非転写部にひけが発生している状態の成形品の正面図。
【図２７】樹脂成形用金型の段差部がキャビティの開口径が大きい状態から小さい状態へと変化する場合の当該段差部の拡大正面断面図。
【図２８】図２７の樹脂成形用金型の段差部に溶融樹脂が流入されている状態の拡大正面断面図。
【図２９】図１６の樹脂成形用金型のスリットに気体送入機を接続した状態の部分拡大正面断面図。
【図３０】図２９の樹脂成形用金型に樹脂を充填している状態の部分拡大正面断面図。
【図３１】本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第４の参考例を適用した樹脂成形用金型の正面断面図。
【図３２】図３１の樹脂成形用金型で成形した成形品の正面図。
【図３３】本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第５の参考例を適用した樹脂成形用金型の平面断面図。
【図３４】図３３の樹脂成形用金型の正面断面図。
【図３５】図３３の樹脂成形用金型で成形された成形品としての歯車の正面図。
【図３６】図３３の樹脂成形用金型の段差部が複数の段差が形成されている場合の樹脂成形用金型の正面断面図。
【図３７】図３６の樹脂成形用金型で成形された成形品としての歯車の正面図。
【図３８】本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第１の実施の形態を適用した樹脂成形用金型の正面断面図。
【図３９】図３８の樹脂成形用金型の段差部の拡大正面断面図。
【図４０】図３８の樹脂成形用金型で成形された成形品の正面図。
【図４１】本発明の樹脂成形装置、樹脂成形方法及び樹脂成形品の第２の実施の形態を適用した樹脂成形用金型の正面断面図。
【図４２】図４１の樹脂成形用金型の段差部の拡大正面断面図。
【図４３】図４１の樹脂成形用金型で成形された成形品の正面図。
【図４４】段差部の段差が１段の樹脂成形用金型で成形された樹脂成形品の非転写部の拡大正面図。
【図４５】段差部の段差が１段の樹脂成形用金型で成形された樹脂成形品の他の例の非転写部の拡大正面図。
【図４６】段差部の段差がテーパー形状に形成されるとともに複数形成されている樹脂成形用金型で成形された樹脂成形品の非転写部の拡大正面図。
【図４７】段差部の段差がテーパー形状に形成されるとともに複数形成されている樹脂成形用金型で成形された樹脂成形品の他の例の非転写部の拡大正面図。
【符号の説明】
１  樹脂成形用金型
２  キャビティ
３  ゲート
４  段差部
５  外気導入部
６  連通路
７  気体送入機
８  凹部
９  転写面
１０  溶融樹脂
２０  樹脂成形用金型
２１  スリット
３０  樹脂成形用金型
３１  段差部
３２  スリット
３３  段差部
３４  スリット
３５  気体送入機
３６  転写面
３７  凹部
４０  樹脂成形用金型
４１  リブ部
４２  段差部
４３  スリット
５０  樹脂成形用金型
５１  キャビティ
５１ａ  体径部
５１ｂ  小径部
５１ｃ  歯車形成部
５２  ゲート
５３  段差部
５４  スリット
５５  段差部
６０  樹脂成形用金型
６１  リブ部
６２  段差部
６３  スリット
７０  樹脂成形用金型
７１  リブ部
７２  段差部
７２ａ  段差
７３  外気導入部
７４  連通路
８０  スリット
１００  成形品
１０１  非転写部
１１０  成形品
１１１  非転写部
１１２  転写部
１３０  歯車
１３１  歯部
１３２  歯車部
１３３  軸部
１３４  非転写部
１３５  歯車
１３６  非転写部
１４０  成形品
１４１  非転写部
１４２  転写部
１５０  成形品
１５１  非転写部
１５２  転写部
１６０  成形品
１６１〜１６４  非転写部
【図１】
0004108269.tif 000002
【図２】
0004108269.tif 000003
【図３】
0004108269.tif 000004
【図４】
0004108269.tif 000005
【図５】
0004108269.tif 000006
【図６】
0004108269.tif 000007
【図７】
0004108269.tif 000008
【図８】
0004108269.tif 000009
【図９】
0004108269.tif 000010
【図１０】
0004108269.tif 000011
【図１１】
0004108269.tif 000012
【図１２】
0004108269.tif 000013
【図１３】
0004108269.tif 000014
【図１４】
0004108269.tif 000015
【図１５】
0004108269.tif 000016
【図１６】
0004108269.tif 000017
【図１７】
0004108269.tif 000018
【図１８】
0004108269.tif 000019
【図１９】
0004108269.tif 000020
【図２０】
0004108269.tif 000021
【図２１】
0004108269.tif 000022
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
0004108269.tif 000027
【図２７】
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【図２８】
0004108269.tif 000029
【図２９】
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【図３０】
0004108269.tif 000031
【図３１】
0004108269.tif 000032
【図３２】
0004108269.tif 000033
【図３３】
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【図３４】
0004108269.tif 000035
【図３５】
0004108269.tif 000036
【図３６】
0004108269.tif 000037
【図３７】
0004108269.tif 000038
【図３８】
0004108269.tif 000039
【図３９】
0004108269.tif 000040
【図４０】
0004108269.tif 000041
【図４１】
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【図４２】
0004108269.tif 000043
【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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