(57)【要約】【課題】  射出圧縮成形により一方の金型と他方の金型の間で形成されるキャビティ内で薄板成形品の成形を行う薄板成形品の成形金型において、簡単な金型構造によりゲートカットが可能であり、カジリが極めて発生しにくくすることが可能な薄板成形品の成形金型を提供する。【解決手段】  射出圧縮成形により一方の金型１３と他方の金型１２の間で形成されるキャビティ１４内で薄板成形品Ｐの成形を行う薄板成形品の成形金型１１において、一方の金型１３に設けられキャビティ形成ブロック４２に隣接して固定的に設けられる固定ゲートカッタ４５と、他方の金型１２に設けられ前記固定ゲートカッタ４５との間でゲートＰ３を切断状態となすよう進退される可動ゲートカッタ２４が設けられ、前記可動ゲートカッタ２４の硬度は、固定ゲートカッタ４５の硬度よりも高く設けられている。【選択図】  図３
2009073185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出圧縮成形により一方の金型と他方の金型の間で形成されるキャビティ内で薄板成形品の成形を行う薄板成形品の成形金型において、
一方の金型に設けられキャビティ形成ブロックに隣接して固定的に設けられる固定ゲートカッタと、
他方の金型に設けられ前記固定ゲートカッタとの間でゲートを切断状態となすよう進退される可動ゲートカッタが設けられ、
前記可動ゲートカッタの硬度は、固定ゲートカッタの硬度よりも高く設けられていることを特徴とする薄板成形品の成形金型。
【請求項２】
他方の金型は可動金型であり、金型本体部を形成する部材よりも硬度が高いコアブロックと、コアブロックに隣接して進退され、前記コアブロックよりも硬度が高い可動ゲートカッタが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の薄板成形品の成形金型。
【請求項３】
前記可動ゲートカッタと固定ゲートカッタは、板状部材であり、それぞれ単独で交換可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄板成形品の成形金型。
【請求項４】
前記可動ゲートカッタには硬質材料が表面処理されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の薄板成形品の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出圧縮成形により一方の金型と他方の金型の間で形成されるキャビティ内で薄板成形品の成形を行う薄板成形品の成形金型に関するものであり、特にはゲートカットを行うことができる薄板成形品の成形金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導光板等の薄板成形品を射出圧縮成形（射出プレス成形を含む）により成形する場合、特許文献１に記載されるように、ゲートを切断せずにスプルやランナと一体に取出すことが一般的である。しかしこの方式では後で導光板等の薄板成形品からスプルやランナを切断装置で切断する必要があった。一方、成形金型内でゲートを切断するものとしては，特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載の方法が知られている。特許文献２についてはトンネルゲートまたはサブマリンゲートと呼ばれる方法であり、特許文献３もその変形である。これらの導光板成形用金型はゲートとそれに接続されるランナ通路がいずれか一方の金型のコマ内部に設けられている。従ってランナの取出しのため金型構造が複雑になるという問題があった。また特許文献４については、型開閉方向と直交する方向にゲートカットを行うため、成形される導光板のサイズが一定しないという問題があった。またこれら特許文献２ないし特許文献４では、ゲートの切断のため大型のブロックを移動させる必要があり、駆動機構が大型化する上に、ゲートを切断するための可動部が大きいためにカジリが発生した場合の交換部品の費用が高額になるという問題があった。また前記特許文献２ないし特許文献４では、ゲートの形状とゲートカッタの形状について不明でありどのようにしてゲートカットを行うか明確でなかった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４５５９３号公報（請求項４、図２）
【特許文献２】特開２００３−３２６５５７号公報（請求項１、図２）
【特許文献３】特開２００１−３４１１７７号公報（請求項１、図４）
【特許文献４】特開２００４−３４４４３号公報（００２１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明では上記の問題を鑑みて、射出圧縮成形により一方の金型と他方の金型の間で形成されるキャビティ内で薄板成形品の成形を行う薄板成形品の成形金型において、簡単な金型構造によりゲートカットが可能であり、カジリが極めて発生しにくくすることが可能な薄板成形品の成形金型を提供することを目的とする。更には可動ゲートカッタに低摩擦の硬質材料の表面処理がされたものについては、可動ゲートカッタの作動を良好に行うことも可能な薄板成形品の成形金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の薄板成形品の成形金型によれば、射出圧縮成形により一方の金型と他方の金型の間で形成されるキャビティ内で薄板成形品の成形を行う薄板成形品の成形金型において、一方の金型に設けられキャビティ形成ブロックに隣接して固定的に設けられる固定ゲートカッタと、他方の金型に設けられ前記固定ゲートカッタとの間でゲートを切断状態となすよう進退される可動ゲートカッタが設けられ、可動ゲートカッタの硬度は、固定ゲートカッタの硬度よりも高く設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の薄板成形品の成形金型によれば、射出圧縮成形により一方の金型と他方の金型の間で形成されるキャビティ内で薄板成形品の成形を行う薄板成形品の成形金型において、一方の金型に設けられキャビティ形成ブロックに隣接して固定的に設けられる固定ゲートカッタと、他方の金型に設けられ前記固定ゲートカッタとの間でゲートを切断状態となすよう進退される可動ゲートカッタが設けられ、可動ゲートカッタの硬度は、固定ゲートカッタの硬度よりも高く設けられているので、簡単な金型構造によりゲートカットが可能であり、カジリが極めて発生しにくいという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の薄板成形品の成形金型について、図１ないし図６を参照して説明する。図１は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型締後、射出開始前の状態を示す図である。図２は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって射出時にキャビティ内の容積が拡大された状態を示す図である。図３は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であってキャビティ内の樹脂が加圧されゲートカットされた状態を示す図である。図４は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の拡大断面図であり、可動ゲートカッタが前進した状態の説明図である。図５は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の拡大断面図であり、可動ゲートカッタが後退した状態を説明する説明図である。図６は、本実施形態の射出圧縮成形金型における固定金型の要部の拡大図である。
【０００８】
本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型１１は、薄板成形品の一種である対角寸法３インチ、板厚０．４ｍｍの携帯電話用サイドライト型導光板（以下導光板と略す。）を射出圧縮成形により成形する薄板成形品の成形金型である。射出圧縮成形は、成形開始時から成形終了時までの間に可動金型１２と固定金型１３の距離が可変となりキャビティ１４内の溶融樹脂が加圧可能なものである。従って型閉後の停止位置において溶融樹脂を射出後に可動金型を前進させ加圧する射出プレス成形と呼ばれるタイプも射出圧縮成形に含まれるものとする。これら射出圧縮成形では、成形完了時に比較して、射出開始前または射出開始後にキャビティが僅かに開いた状態であるので高速射出能力を有する射出装置が必要なく、溶融樹脂を比較的低速・低圧で射出することができる。また射出開始後に可動金型を型締方向に移動させて溶融樹脂に加圧できることから、キャビティのゲート部から遠い位置において溶融樹脂の流れを早くしたり、微細な転写を良好に行うことができるという利点がある。更にはゲートを切断した後については、通常の射出成形金型では、射出装置から保圧を及ぼすことはできないが、射出圧縮成形の場合は、キャビティ内の溶融樹脂を加圧して冷却固化による収縮に対応することができる。このような射出圧縮成形は、特に出光面等の側面の面積と比較して板厚が薄い導光板等の薄板成形品（例えば板厚０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ）の成形を行う際に特に有利である。
【０００９】
図１ないし図３は、本発明の射出圧縮成形金型１１の断面である。射出圧縮成形金型１１は、一方の金型である固定金型１３と他方の金型である可動金型１２とからなり、型合わせされた両金型１２，１３の間には容積および厚さが可変のキャビティ１４が形成されるようになっている。図示しない射出圧縮成形機の可動盤に取付けられる可動金型１２には、可動盤側に断熱板２１が取付けられた金型本体部１５と、溶融樹脂を加圧するブロックであるコアブロック１６と、可動枠部１９等が設けられている。金型本体部１５や後述する可動枠部１９は、ステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）からなっている。金型本体部１５の固定金型側の面における略中央には、導光板Ｐの形状に略合致した略四角形のコアブロック１６が固着されている。コアブロック１６は、後述する可動枠部１９と相対的に移動するので硬質材料から形成されている。具体的にはコアブロック１６は、ステンレス鋼の焼入れ焼き戻し鋼からなり、ＥＬＭＡＸ（商品名：ウッデホルム社の商品名：ＨＲＣ硬度５７〜６０）が用いられている。またそれ以外にＳＴＡＶＡＸ（ウッデホルム社の商品名：ロックウエルＣスケール硬度（ＨＲＣ硬度）５２〜５３）が用いられる場合もある。従ってコアブロック１６は、金型本体部１５や可動枠部１９よりも硬度が高い部材から形成されている。または他の例としてコアブロック１６は、ステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）等のマルテンサイト系  ステンレス鋼や他の熱間ダイス鋼や冷間ダイス鋼としてもよい。ＳＵＳ４２０ＪＳの場合、硬度は、ＨＲＣ硬度５０〜５４、ビッカース硬度（ＨＶ硬度）５１０〜５７７程度である。
【００１０】
本実施形態ではコアブロック１６の固定金型１３と対向する面には、金属メッキ層（無電解ニッケルリンメッキ）１６ａが形成され、前記金属メッキ層１６ａにパターンが刻設されたキャビティ形成面１６ｂが形成されている。またコアブロック１６を前記よりも低い硬度の部材とし、可動枠部１９や後述する可動ゲートカッタ２４と対向する部分、またはパターン刻設後のキャビティ形成面１６ｂを前記硬質材料でコーティングとしてもよい。またコアブロック１６の内部には、複数本の冷却媒体流路１７が形成されている。
【００１１】
前記金型本体部１５の固定金型側の面における上下４箇所には、凹部が形成され、該凹部内にはバネ１８が前記固定金型側に向けて取付けられている。そして前記バネ１８の前記固定金型側は、前記コアブロック１６の周囲を囲むよう配設された可動枠部１９に取付られている。よって可動枠部１９は、前記バネ１８により金型本体部１５およびコアブロック１６に対して型開閉方向に移動可能となっている。従って換言すれば可動枠部１９によって形成された空洞部の中にコアブロック１６が配設され、成形時にコアブロック１６が他の金型構成部材である可動枠部１９に対して相対的に移動可能となっている。そしてコアブロック１６の四周は、可動枠部１９と僅かな間隙の気体流通路３４ａを介して配設されている。また可動枠部１９の固定金型１３と対向する面は当接面１９ａ（パーティング面）となっており、ゲート側の一部はランナ形成面３２となっている。また可動枠部１９のゲート側と反対側には入光面を形成するための入光面形成ブロック２０が着脱自在に配設されている。
【００１２】
図１ないし図５に示されるように、コアブロック１６の下方には、コアブロック１６と可動枠部１９の一部であるランナ形成面３２が形成された部分との間に、ゲートカッタのうちの可動ゲートカッタ２４が進退自在に設けられている。従って可動ゲートカッタ２４とコアブロック１６（金属メッキ層１６ａを含む）、可動ゲートカッタ２４と可動枠部１９の間にはカジリを生じず、かつ溶融樹脂が入り込まない僅かな間隙が形成されている。可動ゲートカッタ２４は板厚が１．２〜３．０ｍｍの各面が平面からなる薄板である。また可動ゲートカッタ２４は、溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅が１０〜２０ｍｍとなっており、導光板の側面（入光面とは反対側の側面）の長さの１／２〜１／４程度の長さとなっている。前記可動ゲートカッタ２４は、前面２４ａのキャビティ側（図４において上側）の角部が、固定ゲートカッタ４５のカッタ４５ｂと協働して溶融状態のゲートＰ３を切断するためのカッタ２４ｂとなっている。前記可動ゲートカッタ２４におけるキャビティ側の側面２４ｃの一部は、図４に示されるようにゲートカット後にキャビティ形成面を構成する。そして本実施形態では、可動ゲートカッタ２４は、粉末ハイス鋼であるＨＡＰ４０（日立金属の商品名）が用いられている。前記ＨＡＰ４０の硬度は、ＨＲＣ６４〜６７であり、少なくともコアブロック１６より硬度が高いことが望ましい。そして可動ゲートカッタ２４の硬度は、ＨＲＣ６０〜７３（タングステンチタン鋼等の場合）が望ましい。
【００１３】
また金型本体部１５の内部にはゲートカッタ駆動機構の一部であるガイドピン２５やバネ２６を収容するための孔および空間部が形成されている。そして前記金型本体部１５の孔内にはガイドピン２５が配設されている。ガイドピン２５は円筒状部材の周囲の面には転動するボール２７が形成されたボールガイドからなる。そして前記ガイドピン２５のボール２７が、孔内に当接状態に設けられ、ガイドピン２５の前後進時には、ボール２７が転動してガイドピン２５を保芯しながら移動されるようになっている。そして金型本体部１５の空間部内には前記ガイドピン２５が固定されるようにプレート２８が配設されている。そして前記プレート２８における固定盤側中央には可動ゲートカッタ２４が可動盤側から挿入され係合されている。また可動ゲートカッタ２４の基部は円柱形をしており、前記基部の周囲にはプレート２８および可動ゲートカッタ２４を可動盤側に付勢するようにバネ２６が前記空間部内に配設されている。そして本実施形態ではプレート２８前面が金型本体部１５の空間部の壁面のストッパに当接することにより可動ゲートカッタ２４前進時の停止位置が規定されるようになっている。
【００１４】
また可動ゲートカッタ２４を駆動するゲートカット駆動機構のうちのアクチュエータは、図示しない可動盤内または可動盤から型締装置側に配設されている。アクチュエータとしては、サーボバルブにより制御される油圧シリンダ、またはサーボモータとボールネジ機構が用いられる。サーボバルブにより制御される油圧シリンダの場合は、速度制御または圧力制御により可動ゲートカッタ２４の前進時のクローズドループ制御を行う。またゲートカッタ駆動機構をサーボモータとする場合は、可動ゲートカッタ２４の位置制御または速度制御が行われる。
【００１５】
また可動枠部１９において、後述する固定金型１３のスプルブッシュ４４やインサートブロック４３と対向する面は、ランナ形成面３２となっている。またランナ形成面３２については、可動ゲートカッタ２４に隣接する部分（可動ゲートカッタ２４よりも突き出しピン２３側）に、固定金型１３側に向けてキャビティ形成面１６ｂよりも突出した凸部３２ａが形成され、凸部３２ａの傾斜面３２ｂよりも突き出しピン２３側はキャビティ形成面１６ｂと平行な平坦面３２ｃが形成されている。そして前記平坦面３２ｃの部分は可動枠部１９の当接面１９ａよりも可動盤側に一段低い溝状となっている。そして可動ゲートカッタ２４の前面２４ａは、後退時に前記凸部３２ａよりも低い位置（可動盤側）にあり、キャビティ形成面１６ｂと同じ高さとなっている。その理由は射出時に、射出装置のノズルの通路先端で固まっていた樹脂が凸部３２ａよりもスプルブッシュ４４側の部分、特に後述する食い込み部２３ａによって受け止められることによりキャビティ１４へ流入しないためと、射出圧が可動ゲートカッタ２４の前面にかかり過ぎ、可動ゲートカッタ２４と他部材の間隙にバリ等が発生することを防止するためである。なおランナとゲートは直線的にキャビティに接続されるものでもよい。
【００１６】
また金型本体部１５と可動枠部１９の内部に亘ってエジェクタ装置のエジェクタプレート２２を介して前後進される突き出しピン２３が配設されている。そして突き出しピン２３の先端はランナ形成面３２に臨み、スプルＰ１とランナＰ２が保持しやすいよう断面Ｚ字状に食い込み部２３ａが設けている。また突き出しピン２３の周囲であり可動ゲートカッタ２４の近傍にはランナおよびスプルブッシュの可動金型側を冷却するための冷却媒体流路３３が形成されている。なおコアブロック１６とランナ形成面３２は、同一ブロックから形成されるようにし、ゲートおよびランナ部分も他の金型構成部材である可動枠部に対して相対的に移動されるようにしてもよい。そして離型時に離型用エアが吹出される気体流通路３４が、コアブロック１６と可動枠部１９の間に形成されている。なお気体流通路は、可動ゲートカッタ２４と孔３１の間にも設けてもよい。
【００１７】
次に固定金型１３について説明すると、図１〜図３に示されるように、射出圧縮成形機の固定盤に取付けられる射出圧縮成形金型１１の一方の金型である固定金型１３には、金型本体部４１、キャビティ形成ブロック４２、インサートブロック４３、スプルブッシュ４４、固定ゲートカッタ４５、当接ブロック４６等から形成されている。そして金型本体部４１の固定盤側には、断熱板４７が取付けられるとともに、図示しない射出装置のノズルが挿入される穴４８が形成され、その周囲にはロケートリング４９が取付けられている。金型本体部４１の可動金型側にはキャビティ形成ブロック４２が取付けられ、該キャビティ形成ブロック４２の可動金型１２と対向する面は、可動金型１２と同様に金属メッキ層（無電解ニッケルリンメッキ）４２ａが形成され、前記金属メッキ層４２ａにパターンが刻設されたキャビティ形成面４２ｂの主要面が形成されている。またキャビティ形成ブロック４２の周囲を取り巻くように溝状の気体流通路５３が形成されている。
【００１８】
更に金型本体部４１には、キャビティ形成ブロック４２とともにインサートブロック４３が配設されている。インサートブロック４３は、その中央部に可動盤側に向けて拡径された孔が設けられたスプルブッシュ４４が配設されている。そしてスプルブッシュ４４の周囲にはスプルＰ１およびランナＰ２を冷却する冷却媒体流路５１が形成されている。また図４ないし図６に示されるように、スプルブッシュ４４の先端４４ａからキャビティ形成面４２ｂに向けて、インサートブロック４３において可動金型１２と対向する側には、固定金型１３側のランナＰ２を形成する面であるランナ形成面５４が形成されている。そしてランナ形成面５４の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、スプルブッシュ４４に隣接する部分からキャビティ１４に向けて徐々に広くなっている。従ってスプルブッシュ４４から導入された溶融樹脂がキャビティ１４内に略放射状に広がって射出されるようになっている。なおインサートブロック４３と当接ブロック４６は同一部材としてもよい。
【００１９】
そしてランナ形成面５４は、可動金型１２のランナ形成面３２とほぼ等間隔を保つように、前記平坦面３２ｃに対向してキャビティ１４に向けて拡大された平坦面５４ａが形成されている。従って前記平坦面５４ａの正面視形状は、前記平坦面３２ｃと同一形状であり、溶融樹脂の流動方向に向けて横幅が広くなっている。そして前記平坦面５４ａは、当接ブロック４６の当接面４６ａと同じ高さとなっている。またランナ形成面５４としては、平坦面５４ａに続いて、凸部３２ａに対向する位置に、インサートブロック４３の平坦面５４ａに接続される傾斜面５４ｂと底面５４ｃ、当接ブロック４６の側面４６ｂ、および固定ゲートカッタ４５の側面４５ｃから構成される凹部が当接面４６ａよりも一段低く設けられている。従って可動ゲートカッタ２４と対向する部分は、前記凹部のうちの底面５４ｃとなっている。そして前記凹部の固定ゲートカッタ４５のカッタ４５ｂの部分から底面５４ｃまでの深さＢは、１．０ｍｍとなっている。従って換言すれば、固定ゲートカッタ４５は、凹部の底面５４ｃから１．０ｍｍ突出している。なおランナＰ２が形成されるための溝状の部分は可動金型１２、固定金型１３の少なくとも一方に設けられたものであればよい。また射出後にランナＰ２およびゲートＰ３部分の厚みが可変なものでは固定金型１３側が溝状に形成される。
【００２０】
そしてインサートブロック４３とキャビティ形成ブロック４２との間には、固定ゲートカッタ４５が固定されている。そして固定ゲートカッタ４５の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、ランナ形成面５４の底面５４ｃの幅と同じか、僅かに幅広に形成されている。また固定ゲートカッタ４５の板厚は、０．４〜１．０ｍｍ程度である。そして固定ゲートカッタ４５の前面４５ａは、キャビティ形成面１６ｂと対向しており、キャビティ形成面の一部となっている。また固定ゲートカッタ４５の角部が刃であるカッタ４５ｂを形成している。また固定ゲートカッタ４５の側面４５ｃは、その一部が可動金型１２の可動ゲートカッタ２４が前進時に僅かな間隔を隔てて対向する面（平面）となっている。また図６に示されるように、固定ゲートカッタ４５のカッタ４５ｂの幅Ｅは、スプルブッシュ４４の中心からカッタ４５ｂまでの長さＦよりも短くなっている。
【００２１】
固定ゲートカッタ４５は、高硬度焼入鋼であるＳＫＤ１１（ＨＲＣ硬度６０〜６２、ＨＶ硬度６１３程度）等の硬質金属部材からなる長方形の薄板であり、カジリを防止するために可動ゲートカッタ２４の母材や表面処理された硬質材料とは異なる金属となっている。また前記固定ゲートカッタ４５の硬度は、可動ゲートカッタ２４の硬度よりも低くなっており、ＨＲＣは５７（ＥＬＭＡＸの場合等）以上が望ましい。固定ゲートカッタ４５を、ステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）からなるキャビティ形成ブロック４２と別の部材としたのは、固定ゲートカッタ４５の角部の刃であるカッタ４５ｂの磨耗を防止するために硬質金属を用いるためであり、万一可動ゲートカッタ２４との間でカジリを生じた際に、僅かな部材だけの交換で済むようにするためである。そして可動ゲートカッタ２４の方が、固定ゲートカッタ４５よりも硬度の高い金属としたのは、可動ゲートカッタ２４の方が、硬度の高いコアブロック１６等の他の部材とも摺動によりカジリを生じる可能性が高いためである。またインサートブロック４３と固定ゲートカッタ４５を別の部材としたのは、カジリを生じた際に僅かな部材だけの交換で済むようにするためと、キャビティ面の高さの調節を容易にするためである。
【００２２】
なお本実施形態では、可動ゲートカッタ２４および固定ゲートカッタ４５は、母材を加工した状態のままであり、その後に表面熱処理や別の耐摩耗コーティング等の表面処理を行なっていない。しかし更に前記加工を行ってもよい。また本実施形態の材料よりも硬度が低い材料に表面熱処理や耐摩耗コーティングを行って、耐久性に優れた硬度を得たものを用いても良い。ただし前記においても、可動ゲートカッタ２４の方が硬度が高くすることと、可動ゲートカッタ２４と固定ゲートカッタ４５の間でカジリを生じにくい組合せの材料を選択とする必要がある。
【００２３】
次に本実施形態の射出圧縮成形金型１１による射出圧縮成形方法について説明する。本実施形態では、可動金型１２のキャビティ形成面１６ｂを冷却する冷却媒体流路１７、突き出しピン２３およびランナ形成面３２近傍を冷却する冷却媒体流路３３、固定金型１３のキャビティ形成面４２ｂを冷却する冷却媒体流路５０、スプルブッシュ４４近傍およびランナ形成面５４近傍を冷却する冷却媒体流路５１へ、温調器により成形される樹脂であるポリカーボネートのガラス転移温度Ｔｇより４０〜７０℃低い、８０〜１２０℃程度に温度制御された冷却媒体（冷却水）を流している。
【００２４】
また射出装置の前部ゾーン（最もノズルに近いゾーン）は３５０℃に温度設定され、ポリカーボネートの溶融樹脂が計量されている。そして図示しない型締装置が作動され、固定盤に取付けられた固定金型１３に対して可動盤に取付けられた可動金型１２を当接させることにより型閉が行われる。この型閉の際の可動金型１２のコアブロック１６と可動枠部１９の関係は、図２の状態に近い。次に型締力を５０〜２００ｋＮに上昇させて型締を行う。そのことにより図１に示されるように、バネ１８の弾発力に打ち勝って可動金型１２の金型本体部１５と可動枠部１９とが当接され、コアブロック１６に対して可動枠部１９が最後退した位置となる。
【００２５】
次に所定の遅延時間が経過すると、図示しない射出装置のノズルからスプルブッシュ４４を介して１００〜３８０ｍｍ／ｓｅｃの射出速度により溶融樹脂を射出する。可動盤および可動金型１２の金型本体部１５およびコアブロック１６は、射出時の圧力により、再び図２に示される位置に後退される。そのことにより可動金型１２の可動枠部１９は、コアブロック１６よりも相対的に前方位置となり、固定金型１３のキャビティ形成面４２ｂ等と可動金型１２のキャビティ形成面１６ｂとの間隔は、図１に示される最初に型締力が及ぼされた位置と比較して最大５０〜２００μｍほど広がった後、型締力により再び圧縮され狭められる。その結果、溶融樹脂を比較的低速・低圧で射出することができることから、特に導光板のゲート近傍に内部応力が発生することがないという利点がある。その際、図５に示されるように、可動ゲートカッタ２４と固定ゲートカッタ４５の間には、後退位置にある可動ゲートカッタ２４と固定ゲートカッタ４５との間には、成形品である導光板の板厚０．４ｍｍに僅かな収縮分を加えた間隔Ａ（０．４ｍｍ＋α）のフィルム状のゲートＰ３が形成されている。
【００２６】
そして射出装置によりスクリュ位置が所定の保圧切換位置に到達すると、射出制御から保圧制御に切換えられる。本実施形態では可動金型１２の保圧切換位置への到達と同時か或いは僅かに遅れて、型締力を低下させ同時に、図示しない可動ゲートカッタ２４のアクチュエータを作動させて可動ゲートカッタ２４を前進させ、ゲートＰ３のゲートカットを行う。なおゲートカットの際、ゲートＰ３部分の溶融樹脂は完全に固化した状態でないことは言うまでもない。本実施形態では可動ゲートカッタ２４を高速で固定金型１３に向けて０．５ｍｍ前進させ、可動ゲートカッタ２４のカッタ２４ｂと固定ゲートカッタ４５のカッタ４５ｂの間でゲートＰ３の切断が行われる。従ってゲートＰ３がフィルムゲートであるので、可動ゲートカッタ２４の前進距離が小さくて済み、可動ゲートカッタ２４により押し退けられる溶融樹脂の量が少なくて済む。
【００２７】
そして可動ゲートカッタ２４は、更に前進され可動ゲートカッタ２４の固定ゲートカッタ４５との交差量Ｃが、０．２ｍｍとなったところで、金型本体部１５のストッパに当接されて当て止めにより停止されるよう調整されている。なおこの際の交差量Ｃは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍが望ましい。この際の可動ゲートカッタ２４の側面２４ｃと固定ゲートカッタ４５の側面４５ｃとの間にはカジリが生じない僅かな間隙が形成されている。また本実施形態では固定金型１３のインサートブロック４３の一部が当接ブロック４６に対して凹状に設けられる形で凹部が形成され、前記凹部には底面５４ｃのほか当接ブロック４６の側面４６ｂが形成されるが、前記側面４６ｂのうちの可動ゲートカッタ２４と対向する部分との間隙もバリやカジリが発生しない僅かな間隙となっている。そして固定ゲートカッタ４５の高さは１．０ｍｍとなっているから、可動ゲートカッタ２４が０．２ｍｍ交差することにより、０．８ｍｍの薄肉部がランナＰ２として残ることになる。なおこの際の可動ゲートカッタ２４の前面２４ａと底面５４ｃの間隔Ｄは、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍが望ましい。従って可動ゲートカッタ２４の前進により局部的に溶融樹脂の圧力が極めて高圧になることがない。
【００２８】
本実施形態において、可動ゲートカッタ２４、固定ゲートカッタ４５の間にカジリを生じることがないのは、可動ゲートカッタ２４がボールガイドにより保芯され、前進時にも先端側でブレを生じない精度が保たれていることがあげられる。そしてフィルムゲートであるので、可動ゲートカッタ２４の前進距離が少なくて済むので、より一層可動ゲートカッタ２４の直進方向以外へのブレが小さくなりカジリが生じにくい。また可動ゲートカッタ２４と固定ゲートカッタ４５は硬度が高いが金属化学的に類似していない金属を使用しているので、金属間の直接接触による凝着を小さく押えることができるので、可動ゲートカッタ２４と固定ゲートカッタ４５が接触してもカジリが生じることが少ない。そして万一修復が必要なほどのカジリが生じた場合、硬度が低い方の固定ゲートカッタ４５に発生する可能性が高いが、その場合、薄板状の固定ゲートカッタ４５のみを交換すればよいので、特許文献２〜４のものと比較して交換コストが廉価で済むという利点がある。
【００２９】
そして可動ゲートカッタ２４によりゲートＰ３の切断が行われた後は、可動ゲートカッタ２４は前進位置に保持される。そのことにより射出装置側からキャビティ１４内の溶融樹脂へは完全に保圧が及ばなくなるが、射出圧縮成形では型締装置の駆動によって可動金型１２が前進されるので、キャビティ１４内の溶融樹脂の圧縮を行うことができる。従って冷却による収縮があっても、ヒケが発生せず、良好な薄板成形品である導光板の転写成形ができる。また可動ゲートカッタ２４は、１．２ｍｍ〜３．０ｍｍの薄板であるが、前進位置においても両側に樹脂が存在しているので、キャビティ１４の導光板Ｐの樹脂またはランナＰ２の樹脂を圧縮しても可動ゲートカッタ２４に対して横方向から強い力が加えられることはない。そしてその間に射出装置の側では次の成形に使用する溶融樹脂の計量が行われる。そして所定時間が経過すると可動金型１２の可動枠部１９とコアブロック１６の間の気体流通路３４、およびキャビティ形成ブロック４２と当接ブロック４６の間の気体流通路５３等からキャビティ１４へ離型用エアを及ぼす。次に型締装置を作動させ圧抜、型開を順に行う。その際、導光板Ｐと、スプルＰ１およびランナＰ２はそれぞれ可動金型１２側に保持された状態で取出される。なお成形された導光板Ｐについては、固定金型１３によって形成される反射面側の端部に固定ゲートカッタ４５の前面４５ａとキャビティ形成面４２ｂとの間隙の痕跡が僅かに残る場合があるが、キャビティ形成面４２ｂ以外の面は、主要面である反射面を形成しないので問題ない。
【００３０】
そして可動金型１２が型開完了位置に停止するとほぼ同時にエジェクタ装置の突き出しピン２３の前進が行なわれる。また取出用ロボットが作動され、スプルＰ１およびランナＰ２の把持と、導光板Ｐの吸着が別個に保持される。なお前記取出時に、可動ゲートカッタ２４は前進位置で停止した状態であり、導光板Ｐと、スプルＰ１およびランナＰ２が可動金型１２から落下しないように保持する役割の一端を担っている。そしてエジェクタ装置の突き出しピン２３および可動ゲートカッタ２４の後退により、前記取出用ロボットが導光板ＰとスプルＰ１およびランナＰ２を完全に保持し、取出がなされる。可動ゲートカッタ２４の後退は、アクチュエータの後退作動により、バネ２６が伸びる方向に反発することにより後退する。なお本実施形態の導光板Ｐのゲート跡部分は、余分な突起もなく切断されており、入光面になる部分ではないので、このまま仕上げ処理しないでも導光板として使用することができる。
【００３１】
次に図７により別の実施形態の薄板成形品の成形金型とその可動ゲートカッタ２４について説明する。なお図７においては、先の実施形態と同一部材については同一符号で表わす。別の実施形態では可動金型１２に設けられる可動ゲートカッタ２４に硬質材料Ｗがコーティングにより表面処理されている。硬質材料Ｗは、コアブロック１６や可動枠部１９（または場合によってはランナ形成ブロック等）との摺動時の摩擦係数が低く、硬度が高い材料が望ましく、タングステン系のタングステンカーバイド（ＷＣ、Ｗ２Ｃ、Ｗ３Ｃ）や、タングステンカーバイドカーボンコンポジット（ＷＣ／Ｃ）が特にステンレス系の鋼との摩擦係数に優れており好適に用いられる。タングステンカーバイド系のＷＣ／Ｃの場合では、ＳＵＳ４２０Ｊ２との摩擦係数（無潤滑）は、０．２であり、ビーカース硬度ＨＶ１０００〜１８００程度である。また硬質材料Ｗとしてはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）も好適に用いられる。ＤＬＣの場合も、ＳＵＳ４２０Ｊ２との摩擦係数（無潤滑）は、０．２前後であり、ビーカース硬度ＨＶ２０００〜４０００程度である。他にも硬質材料ＷとしてはＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＣｒＮ、ＴｉＡＩＮ等の窒化物も用いることが可能であるがいずれもＳＵＳ４２０Ｊ２との摩擦係数（無潤滑）は、０．４前後であるので、出来れば前記摩擦係数が０．３以下の硬質材料の方が低摩擦という点で好ましい。
【００３２】
次に表で示すのは無潤滑下での金属部材の摺動テストである。テストでは超精密研磨機（ＳＰＥＥＤ ＦＡＭ）にそれぞれの異なる金属材料のテストピースを取付け、回転および円運動により１０，０００回の摺動耐久テストを行った。その結果ＷＣ／Ｃコーティングを行わなかったサンプル１，２では摩耗粉の発生や表面傷が発生したが、ＷＣ／Ｃコーティングを行ったサンプル３，４では摩耗粉、振動・異音、表面状態ともに良好な結果が示された。
【００３３】
【表１】
2009073185.tif 000003
【００３４】
また可動ゲートカッタ２４の母材は、高速度鋼であるＳＫＨ５１が用いられている。可動ゲートカッタ２４の母材の材質としては、他の高速度鋼や、熱間ダイス鋼、冷間ダイス鋼などが用いられる。そして母材へのＷＣ／Ｃのコーティングは、真空室内に前記母材とＷＣ／Ｃの蒸着物質や不活性ガス等を導入し蒸着により行われ、膜厚は１〜１０μｍ程度に形成される。従って前記母材が置かれている底面以外の５面について一度にコーティングが行われる。よって可動ゲートカッタ２４の４面の摺動面はいずれもＷＣ／Ｃコーティングにより摩擦係数が低くコアブロック１６、可動枠部１９、および固定ゲートカッタ４５との間でカジリが極めて生じにくい。ただし母材に対する硬質材料の表面処理については、蒸着を行う場合は蒸着方法は限定されず、メッキや溶射処理を行った上で仕上処理したものでもよい。また可動ゲートカッタ２４に対する硬質材料のコーティングは、全ての面にされておらず、例えば固定ゲートカッタ４５と当接または対向される部分のみにされる場合についても本発明に含まれる。
【００３５】
また固定ゲートカッタ４５については、同じくＳＫＤ１１が表面処理せずに用いられており、可動ゲートカッタ２４の方が硬度が高い。従って両者の間には、カジリが極めて生じにくい上に、固定ゲートカッタ４５が摩耗しても固定ゲートカッタ４５の部分だけを交換すればよい。
【００３６】
そしてまた可動ゲートカッタ２４と、コアブロック１６および可動枠部１９との間の摩擦係数が低いことから、可動ゲートカッタ２４とコアブロック１６等との間隙を狭く設定することができ、可動ゲートカッタ２４とコアブロック１６等との間隙に出来るバリの大きさも小さくて済むようになった。更に可動ゲートカッタ２４の前面および側面が低摩擦の硬質材料Ｗであることから溶融樹脂に対しても抵抗が少なく前進することが出来、導光板Ｐに対してもストレスを少なくしてゲートカットが出来る。そしてまた可動ゲートカッタ２４が低摩擦で前進可能なので、特にキャビティ１４が２面以上ある場合、各可動ゲートカッタ２４の前進がより一層均一になり、各キャビティ１４のゲートバランスが均一になった。また前記において可動ゲートカッタ２４の前進後、バネ２６による可動ゲートカッタ２４の後退についても、可動ゲートカッタ２４を正確な前進開始位置まで戻すことが確実に行えるようになった。そして前記において成形時に樹脂から発生したガスや固定ゲートカッタ４５等の摩耗粉が可動ゲートカッタ２４に付着したとしても前記低摩擦性は大幅に低下せずに良好である。
【００３７】
本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。本実施形態では対角寸法３インチの導光板Ｐの射出圧縮成形金型１１について説明したが、薄板成形品であれば、導光板以外の成形品であってもよくサイズや形状も選ばない。また樹脂の種類もポリカーボネートに限定されない。
【００３８】
また、上記実施形態では一方の金型である固定金型１３に固定ゲートカッタ４５が設けられ、他方の金型である可動金型１２に可動ゲートカッタ２４が設けられる例について説明したが、反対でもよい。即ち、固定金型に可動ゲートカッタを配設し、可動金型に固定ゲートカッタを配設してもよい。また本実施形態ではキャビティ１４が１個の例について説明したが、キャビティが２個以上のものでもよく、その場合、それぞれのキャビティごとにゲートカッタが設けられる。
【００３９】
更に上記実施形態ではコアブロック１６に対して可動枠部１９が相対的に位置変更可能な平当金型と呼ばれるタイプについて説明したが、一方の金型の凹部内に他方の金型の凸部が挿入され、その間に容積可変のキャビティが形成されるインロー金型と呼ばれるタイプについても本発明を適用することができる。また型締装置によらず金型のコア圧縮のみにより射出圧縮成形を行うものでもよい。また水平方向に型開閉が行われる射出成形機に取付けられる射出圧縮成形金型について説明したが、垂直方向に型開閉が行われるものでもよい。
【００４０】
またゲートカッタの形状については、可動ゲートカッタの前面が平坦な面でなく、カッタが鋭角なもの等でもよい。更には可動ゲートカッタの前進により一方の金型のゲート形成面が後退し、可動ゲートカッタが嵌合されてゲートカットされるものでもよい。その場合は嵌合される部分の角が、固定ゲートカッタを構成する。
【００４１】
また本実施形態の導光板Ｐは、板厚が０．４ｍｍであるので射出圧縮成形方法が用いられるが、板厚が薄い場合（例えば０．１〜０．５ｍｍ程度）の場合は射出プレス方法を行うことも考えられる。射出プレスは、型閉位置において既にキャビティの間隔が広げられているので、板厚が極めて薄いものでも比較的低速・低圧で射出することができ、射出後に可動金型をそのまま前進させ圧縮を行う。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型締後、射出開始前の状態を示す図である。
【図２】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって射出時にキャビティ内の容積が拡大された状態を示す図である。
【図３】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であってキャビティ内の樹脂が加圧されゲートカットされた状態を示す図である。
【図４】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の拡大断面図であり、可動ゲートカッタが前進した状態の説明図である。
【図５】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の拡大断面図であり、可動ゲートカッタが後退した状態を説明する説明図である。
【図６】本実施形態の射出圧縮成形金型における固定金型の要部の拡大図である。
【図７】別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１    射出圧縮成形金型
１２    可動金型
１３    固定金型
１４    キャビティ
１６    コアブロック
１９    可動枠部
２４    可動ゲートカッタ
２４ｂ，４５ｂ    カッタ
４５    固定ゲートカッタ
Ｗ    硬質材料
Ｐ    導光板
Ｐ３    ゲート
【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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