(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体を樹脂成形するための成形金型であって、
流動樹脂が射出されて前記筐体を成形するキャビティ部と、
前記筐体の内側に対応する前記キャビティ部に設けられ、前記流動樹脂同士の衝突部で流動方向に延在する所定幅及び深さの凹状の断面を有するチャンネル部と
を有し、
前記チャンネル部は、前記衝突部で前記流動方向と交わる方向に延び前記チャンネル部の断面よりも狭い幅の断面を有する所定長の延長部を備えていることを特徴とする成形金型。
【請求項２】
前記筐体は前記流動方向と交わる方向に縁部を有し、前記延長部は前記筐体の縁部に対応するところまで延びていることを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
【請求項３】
前記筐体は二つの面が交わる角部を有し、前記チャンネル部は前記筐体の角部に対応するところに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
【請求項４】
筐体を樹脂成形するための成形金型であって、流動樹脂が射出されて前記筐体を成形するキャビティ部と、前記筐体の内側に対応する前記キャビティ部に設けられ、前記流動樹脂同士の衝突部で流動方向に延在する所定幅及び深さの凹状の断面を有するチャンネル部とを有し、前記チャンネル部は、前記衝突部で前記流動方向と交わる方向に延び前記チャンネル部の断面よりも狭い幅の断面を有する所定長の延長部を備えている成形金型と、
前記チャンネル部へガスを供給するガス供給手段と
を備えていることを特徴とする成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、成形品を成形するための成形金型及び成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂成形品にウェルドラインが形成されると、樹脂成形品の外観が劣化したり機械的強度が低下したりする。このため、樹脂成形品の成形に際しては、ウェルドラインを少なくしたり、ウェルドラインが存在していても見えにくくしたりするために、従来から種々の技術が考えられている。例えば、第１従来例では、樹脂成形品の板状部分のうちで樹脂の流動開始部が厚くなり樹脂同士の衝突部が薄くなる様に厚さの分布を面状に対称的に変化させ、樹脂同士の衝突角度を１３５°以上にして、ウェルドラインを少なくする。
【０００３】
第２従来例では、樹脂材料と金属粉とを混合して、ウェルドラインが存在していても見えにくくする。第３従来例では、金型のキャビティの内面に断熱層を形成し、樹脂同士の衝突時の温度を流動停止温度よりも高くし、衝突した樹脂同士を融合させ易くして、ウェルドラインを少なくする。第４従来例では、樹脂成形品に溝を設け、この溝内にウェルドラインを位置させて、ウェルドラインが存在していても見えにくくする。
【０００４】
第５従来例では、金型のキャビティ内への樹脂の供給速度を速くし、樹脂同士の衝突時の温度を流動停止温度よりも高くし、衝突した樹脂同士を融合させ易くして、ウェルドラインを少なくする。第６従来例では、樹脂同士の衝突部近傍を局所的に加熱する加熱器を金型内に内蔵させ、樹脂同士の衝突時の温度を流動停止温度よりも高くし、衝突した樹脂同士を融合させ易くして、ウェルドラインを少なくする。
【０００５】
第７従来例では、樹脂同士の衝突部近傍をレーザー照射で局所的に加熱し、樹脂同士の衝突時の温度を流動停止温度よりも高くし、衝突した樹脂同士を融合させ易くして、ウェルドラインを少なくする。第８従来例では、金型を振動させ、衝突した樹脂同士を融合させ易くして、ウェルドラインを少なくする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の第１従来例では、樹脂の流動開始部を厚くするので必要な樹脂材料が多く、また、厚さの分布を面状に変化させるこの方法は実現が容易ではない。第２従来例では、材料費が高く、樹脂の汎用性もない。第３従来例では、断熱層の寿命を金型と同等程度にすることが困難であり、また、樹脂の冷却時間が長くて成形を効率的に行うことができない。第４従来例では、デザインを変更する必要がある。第５従来例では、成形装置の制御が容易ではなく、成形装置の改良が必要な場合もある。
【０００７】
第６従来例では、加熱器を設ける必要があり、樹脂の冷却時間が長くて成形を効率的に行うこともできない。第７従来例では、レーザー装置を設ける必要があり、樹脂の冷却時間が長くて成形を効率的に行うこともできない。第８従来例では、振動発生機構を設ける必要がある。つまり、何れの従来例も、外観が優れており機械的強度も高い樹脂成形品を低コストで成形することが困難であった。
【０００８】
また、以上の従来例は、樹脂成形品の成形に際して、ウェルドラインを少なくしたり、ウェルドラインが存在していても見えにくくしたりするためのものであるが、樹脂成形品のみならずアルミニウム等を材料とする金属成形品等でもウェルドラインが問題になっている。従って、本願の発明は、外観が優れており機械的強度も高い成形品を低コストで成形することができる成形金型及び成形装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る成形金型では、流動樹脂同士の衝突部で流動方向と交わる方向へ延びてチャンネル部よりも幅の狭い延長部がチャンネル部に備えられているので、流動樹脂同士の衝突部に発生するウェルドラインを延長部の延長上の領域へ移動させることができる。
【００１０】
請求項２に係る成形金型では、筐体の縁部に対応するところまでチャンネル部の延長部が延びているので、ウェルドラインの全く存在しない成形品を成形することができる。
【００１１】
請求項３に係る成形金型では、筐体の二つの面が交わる角部に対応するところにチャンネル部が設けられている。
【００１２】
請求項４に係る成形装置では、流動樹脂同士の衝突部で流動方向と交わる方向へ延びる延長部がチャンネル部に備えられている成形金型と、チャンネル部へガスを供給するガス供給手段とが備えられている。このため、キャビティ部へ流動樹脂を充填した直後にチャンネル部へガスを供給することによって、キャビティ部にチャンネル部が設けられているにも拘らず流動樹脂の厚さの不均一さを少なくして、ヒケの少ない成形品を成形することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、ガスアシスト射出成形用の金型及び装置に適用した本願の発明の第１及び第２参考形態並びに第１及び第２実施形態を、図１〜９を参照しながら説明する。図１〜４が、第１参考形態を示している。図１、２が第１参考形態で成形した筐体１１を示しており、この筐体１１を成形するための金型にはゲート１２が設けられている。金型のキャビティの内面には凹部であるガスチャンネル１３が設けられており、ゲート１２からガスチャンネル１３を介してキャビティ内へ窒素ガスを供給するガス供給手段も設けられている。
【００１４】
筐体１１を成形するためにゲート１２からキャビティ内へ射出された流動樹脂は、ガスチャンネル１３が設けられている部分では、図３中に矢印で示されている流動方向１４へ流動する。つまり、ガスチャンネル１３は流動方向１４へ直線状に連続して延びており、筐体１１の平均厚さが３ｍｍであるのに対してガスチャンネル１３は８ｍｍ×８ｍｍの断面を有している。
【００１５】
この様な第１参考形態で筐体１１を成形するためには、ゲート１２からキャビティ内へ流動樹脂を射出した直後に、ゲート１２からキャビティ内へ窒素ガスを注入する。この窒素ガスは、ガスチャンネル１３を通ってキャビティ内へ広がるが、その際に、ガスチャンネル１３内の流動樹脂を筐体１１の外表面側へ押圧する。このため、キャビティの内面にガスチャンネル１３が存在しているにも拘らず流動樹脂の厚さの不均一さが少なくなって、ヒケの発生が抑制される。
【００１６】
一方、ゲート１２からキャビティ内へ射出されて流動方向１４へ流動した流動樹脂はゲート１２同士の中間位置で衝突するので、この衝突部にウェルドライン１５が形成される。しかし、この第１参考形態では、ガスチャンネル１３が流動樹脂の流動方向１４へ延びているので、流動方向１４に垂直な面内における樹脂流動路の断面積が大きい。このため、流動樹脂の流動抵抗が低く、流動樹脂同士の衝突部における衝突角度が大きくて、衝突した流動樹脂同士が容易に融合する。従って、図３、４に示されている様に、ウェルドライン１５が少ない。
【００１７】
図５、６が、第２参考形態を示している。この第２参考形態も、ガスチャンネル１６が流動樹脂の流動方向１４へ筐体１１の厚さの５倍の間隔１７で切断されており、この切断部を介してガスチャンネル１６が断続していることを除いて、上述の第１参考形態と実質的に同様の構成を有している。この様な第２参考形態では、第１参考形態に比べると、流動樹脂の流動抵抗が高くて、ウェルドライン１８が多い。しかし、筐体１１の成形に必要な樹脂の量は第１参考形態よりも少なくてよい。
【００１８】
図７、８が、第１実施形態を示している。この第１実施形態も、流動樹脂同士の衝突部で流動方向１４と直交する方向へ延びておりガスチャンネル１３の幅よりも狭い凹部である延長部２１がガスチャンネル１３に設けられていることを除いて、上述の第１参考形態と実質的に同様の構成を有している。
【００１９】
この様な第１実施形態では、ゲート１２からキャビティ内へ流動樹脂を射出した直後にゲート１２からキャビティ内へ窒素ガスを注入しても、この窒素ガスは延長部２１へ完全には進入せず、延長部２１内の樹脂は成形後に筐体１１のリブとして残る。しかし、この第１実施形態では、流動樹脂同士の衝突部に発生するウェルドライン２２、２３が延長部２１の延長上の領域及びガスチャンネル１３外の領域へ移動する。
【００２０】
図９が第２実施形態で成形した筐体２４を示しており、この第２実施形態も、流動樹脂同士の衝突部で流動方向１４と直交する両方向へ筐体２４の縁部まで延びている延長部２５、２６がガスチャンネル１３に設けられていることを除いて、上述の第１参考形態と実質的に同様の構成を有している。上述の第１実施形態について説明した様にウェルドラインは延長部２５、２６の延長上の領域へ移動し、この第２実施形態では延長部２５、２６が筐体２４の縁部まで延びているので、結局、ウェルドライン２７、２８は筐体２４には実際には形成されない。
【００２１】
なお、以上の第１及び第２参考形態並びに第１及び第２実施形態では、ゲート１２からガスチャンネル１３、１６を介してキャビティ内へ窒素ガスが供給されるが、ガスチャンネル１３、１６の端部近傍におけるゲート１２以外のガス供給口から窒素ガスが供給されてもよい。また、以上の第１及び第２参考形態並びに第１及び第２実施形態はガスアシスト射出成形用の金型及び装置に本願の発明を適用したものであるが、ガスチャンネル１３、１６と同様の形状で且つヒケが発生しない程度の深さの樹脂流動路がキャビティの内面に設けられている金型及び装置を用いて発泡射出成形や通常の射出成形を行う場合にも本願の発明を適用することができる。
【００２２】
また、本願の発明と既述の従来例とを組み合わせることもでき、本願の発明によってウェルドラインの発生を完全には抑制することができない場合に塗装等によってウェルドラインを見えなくしてもよい。その場合でも、本願の発明ではウェルドラインの発生が少ないので、塗装代が少なくてよい。
【００２３】
【発明の効果】
本願の発明に係る成形金型では、ウェルドラインの全く存在しない成形品を成形することができるので、外観が非常に優れており機械的強度も非常に高い成形品を低コストで成形することができる。
【００２４】
本願の発明に係る成形装置では、ウェルドラインもヒケも少ない成形品を成形することができるので、外観が非常に優れており機械的強度も高い成形品を低コストで成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の発明の第１参考形態で成形した筐体の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う位置における拡大側断面図である。
【図３】第１参考形態の要部の平面図である。
【図４】第１参考形態における樹脂の流動状態を示す平面図である。
【図５】本願の発明の第２参考形態の要部の平面図である。
【図６】第２参考形態における樹脂の流動状態を示す平面図である。
【図７】本願の発明の第１実施形態の要部の平面図である。
【図８】第１実施形態における樹脂の流動状態を示す平面図である。
【図９】本願の発明の第２実施形態で成形した筐体の斜視図である。
【符号の説明】
１３、１６…ガスチャンネル（凹部）、２１、２５、２６…延長部
【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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