CN102712119B - 树脂成型元件和树脂成型模具 - Google Patents

Abstract

一种树脂成型元件（3），包括薄壁部和布置成从薄壁部的背面突出的肋状突起（6）。肋状突起包括布置成彼此分隔开的多个板状突起。每个板状突起布置成使得连接其底面长边上的点到设置于薄壁部中的浇口（7）的连线与所述底面长边之间形成的夹角（15）在介于10度至80度的范围内。

Description

树脂成型元件和树脂成型模具

技术领域

本发明涉及一种在薄壁部的背面上设有肋状突起的树脂成型元件，更加具体地，涉及形状制成为可防止在注射成型过程中在正面出现不利影响（例如白色条纹）的肋状突起，还涉及用于成型的树脂成型模具。

背景技术

肋状突起设置在树脂成型元件的薄壁部的背面，以加强薄壁部或在其与另一元件附连时对元件进行定位。

在进行注射成型时，肋状突起会干扰从注射浇口注入到用于形成薄壁成型元件的模具的模腔内的树脂流动。这会影响树脂成型元件的薄壁部的正面，即肋状突起的正面，使得有时会在其上出现颜色不均匀、光泽不均匀、失去光泽、凹痕等等。

作为避免颜色不均匀、光泽不均匀、失去光泽、凹痕等的手段，日本专利申请特开No.2001-171455论述公开了一种方法，其中，通过在对应于成型过程中出现树脂流动干扰的部分处切开肋来防止对树脂流动的干扰。日本专利申请特开No.7-276445公开了一种方法，其中，在肋的相交部和形成有肋的表面之间（此处容易出现树脂扰动）提供间隙。日本专利申请特开No.2009-29252公开了一种方法，其中，将肋的根部的厚度设定成比肋的远端部的厚度大。

日本专利申请特开No.2009-45918公开了一种用于形成树脂成型元件的方法，其中，使用了在模腔中设置排气口以形成肋状突起的模具，模具温度设定为从60摄氏度（℃）至树脂注射温度的范围，以及将薄壁部的厚度设定成肋状突起的厚度的2.7倍以上。

但是，近年来，对用于外观面为专门设计的光泽面、镜面和高质量压花面的树脂成型元件的装置的要求越来越高，以及对用于具有用于反射图像等的高功能性镜面的树脂成型元件的光学装置的要求越来越高。

然而，在日本专利申请特开Nos.2001-171455、7-276445和2009-29252中分别公开的方法不能充分地获得在专门设计的薄壁部的外观面上抑制不均匀等缺陷的效果。

根据日本专利申请特开No.2009-45918公开的方法，如果模具温度设定得较高，则需要将冷却时间设定得较长。因此，成型周期时间变长。如果形成有光泽面的薄壁部的厚度设定成肋的最小必要厚度的2.7倍以上，则薄壁部的厚度变得比所需的更厚。这样，所用树脂的量增加导致产品的成本和重量增大，并需要更长的时间来冷却产品。此外，即使在从模具取出产品后树脂也继续收缩，从而收缩量增大。因此，会出现其他问题，例如产品的总长度及其翘曲量发生变化。另一方面，如果薄壁部的厚度设定成必要的最小量，则需要减小肋的厚度。因此，不能确保满足肋功能所需的厚度。在这种情况下，将不得不放弃肋和薄壁部的一体成型。将要通过粘合、焊接等将相应于肋的元件与成型本体相连。

引用专利1

日本专利申请特开No.2001-171455

引用专利2

日本专利申请特开No.2009-29252

引用专利3

日本专利申请特开No.2009-45918

发明内容

本发明可防止在背面设有肋状突起的薄壁部的正面出现颜色不均匀、光泽不均匀、失去光泽等等。本发明能够形成专门设计的树脂成型元件。

根据本发明的一个方面，树脂成型元件包括薄壁部和布置成从薄壁部的背面突出的肋状突起。肋状突起包括多个布置成彼此分隔开的板状突起。每个板状突起布置成使得连接其底面长边上的点到设置于薄壁部中的浇口的连线与所述底面长边之间形成的夹角在介于10度至80度的范围内。

通过下面参考附图对示例性实施例的详细描述，本发明的其他特征和方面将变得明显。

附图说明

并入且构成说明书一部分的附图示出了本发明的示范性实施例、特征和方面，并与以下的说明一起用于解释本发明的原理。

图1是具有应用了本发明的文档读取装置的多功能打印机的透视图。

图2是应用了本发明的文档盖被打开的状态的透视图。

图3是应用了本发明的文档盖的第一示例性实施例的平面图。

图4A和4B是示出了树脂流与肋状突起垂直的情况的剖视图。

图5是示出了树脂流与肋状突起平行的状态的剖视图。

图6是示出了树脂流相对于肋状突起倾斜的情况的剖视图。

图7是应用了本发明的文档盖的第二示例性实施例的平面图。

图8是应用了本发明的文档盖的第三示例性实施例的平面图。

图9是传统文档盖的平面图。

图10是示出了观察获得的白色条纹数据与肋状突起相对于树脂流动方向的角度之间关系的曲线。

图11A和11B是板状突起的示意图。

具体实施方式

下面参考附图详细地描述本发明的各个示例性实施例、特征和方面。

图4A和4B是用于形成树脂成型元件的常规树脂成型模具中模腔的示意性剖视图。如图4A所示，空隙部21是用于形成树脂成型元件薄壁部的模腔的薄壁部，空隙部22是用于形成设置于树脂成型元件薄壁部背面的肋状突起的模腔的肋状突起。树脂23从浇口注入模具的模腔。图4B是沿图4A所示的线A-A截开的剖视图，示出了肋状突起空隙部22。肋状突起空隙部22在与绘图纸平面垂直的方向具有一定的深度。肋状突起空隙部22的每个长边形成为沿与图纸平面垂直的方向延伸。肋状突起空隙部22的每个短边形成为沿与图纸平面平行的方向延伸。

图4A是树脂成型模具的模腔的剖视图，示出了肋状突起空隙部22和薄壁空隙部21的横截面。具体地，图4A示出了沿与肋状突起空隙部22的长边垂直的线截开的剖视图。如图4A所示，从浇口注入的树脂23流入与图纸平面平行的薄壁空隙部21。然后，树脂23沿图4A所示箭头指示的方向（即与肋状突起空隙部22的长边垂直的方向）流入肋状突起空隙部22。当沿图4A的箭头所指示的方向流动的树脂23到达肋状突起空隙部22时，一部分树脂23开始填充肋状突起空隙部22。此时，树脂23的厚度急剧变化，使得树脂23流动出现干扰。这样，从将要形成为树脂成型元件的树脂的薄壁部正面24（即薄壁空隙部21正面的树脂成型元件表面）施加的树脂压力变成低压。因此，产生了凹入到薄壁正面24中的集气部25。当肋状突起空隙部22的厚度（即短边的厚度）过厚时，由于树脂23的成型收缩而会在肋状突起空隙部22的薄壁正面24上产生凹痕，这是在填充到模腔时熔融的树脂23冷却并凝固所导致的。因此，肋状突起空隙部22的厚度应该设定为最小必要值。这样，局部产生了树脂压力减小的部分。因此，即使在施加保持压力时也不能彻底去除集气部25中的气体。由于残留的气体，会出现不均匀等缺陷。

图5是树脂成型模具中的模腔的剖视图，示出了肋状突起空隙部和薄壁空隙部的横截面。如图5所示，从浇口注入的树脂23流入薄壁空隙部21。接着，树脂23从图纸平面的近侧朝图纸平面另一侧的方向（即与肋状突起空隙部22的长边方向平行的方向）流入肋状突起空隙部22。具体地，从浇口注入的树脂23从图纸平面的近侧到后侧流入模腔中薄壁空隙部21的狭窄空隙中。然后，当树脂23到达肋状突起空隙部22时，一部分树脂23开始填充肋状突起空隙部22。此时，树脂23的厚度急剧变化，使得树脂23的流动出现干扰。这样，从将要形成为树脂成型元件的树脂的薄壁正面24（即薄壁空隙部21的正面的树脂成型元件表面）施加的树脂压力变成低压。因此，产生了凹入到薄壁正面24中的集气部25。由于肋状突起空隙部22的厚度较薄（即短边的厚度较小），局部产生了树脂压力减小的部分。因此，即使在施加保持压力时也不能彻底去除集气部25中的气体。由于残留的气体，会出现不均匀等缺陷。

这样，根据本发明，从浇口注入的树脂23设定成相对于肋状突起空隙部长边方向倾斜地流入肋状突起空隙部22。因此，减轻了在薄壁正面24上产生的不均匀。

图6是树脂成型模具的模腔的剖视图。具体地，图6示出了肋状突起空隙部22和薄壁空隙部21的横截面。图6示出的每个横截面以30度的角度与肋状突起空隙部22的长边相交。横截面与长边相交的角度不限于30度。如图6所示，从浇口注入的树脂23平行于图纸平面地从相对于肋状突起空隙部22的长边方向倾斜的方向（即相对于肋状突起空隙部22的长边成30度角度的方向）流入肋状突起空隙部22。具体地，如图6所示，从浇口注入的树脂23流入模腔中薄壁部空隙部21的狭窄空隙中。如图6所示的箭头所示，当树脂23到达肋状突起空隙部22时，一部分树脂23开始填充肋状突起空隙部22。然而，由于树脂23从相对于肋状突起空隙部的长边方向成30度角度的方向流入肋状突起空隙部22，因此肋状突起在树脂流动方向的厚度较厚。因此，不会局部地出现从将要形成为树脂成型元件的树脂的薄壁正面24（即薄壁空隙部21的正面的树脂成型元件的表面）施加的树脂压力减小的部分。此外，压降较小。这样，在薄壁正面24中难以形成凹进的集气部25。

接着，在下文描述实施根据本发明的树脂成型元件的第一示例性实施例。参考附图描述作为示例性实例的具有文档读取装置的多功能打印机。

图1是具有应用了本发明的文档读取装置的多功能打印机的透视图。多功能打印机1包括用黑色树脂成型的壳体2和文档盖3。打印机1的正面为镜面。尽管根据本示例性实施例的打印机1的正面为镜面，但是使用其他表面例如专门设计的光泽面或高质量压花面来作为打印机1的正面也能够获得同样的优点。文档盖3由在背面具有肋状突起的薄壁树脂成型元件形成。本发明应用于文档盖3。

图2是处于打开状态的文档盖3的背面透视图。打印机构（未示出）布置在本体壳体2的下部。文档读取装置布置在本体壳体2的上部。台架装置5设置在玻璃制的压板4的下部。读取文档时，使图像传感器（未示出）沿台架装置5扫描文档。这样，就可读取文档。将文档放置在压板4上，使文档的读取表面朝下。然后，关闭文档盖3，以使文档与压板4之间无间隙地紧密附着。

在文档盖3面对压板4的表面上设有多个肋状突起6。通过将白色聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）板粘贴在聚氨酯泡沫（未示出）上形成文档挤压垫，用双面胶板之类把该文档挤压垫的聚氨酯泡沫侧贴附在多个肋状突起6的远端。文档挤压垫配置成使得文档挤压垫的面积比读取目标文档的面积大，以使文档挤压垫能够挤压整个文档区域。读取文档时，将文档放置在压板4上。然后，关闭文档盖3。这样，通过文档挤压垫而使文档与压板4毫无间隙地附着。因此，就能通过平整地针对文档的整个表面而读取文档。由多个肋状突起6的远端形成的平面大体上平行于压板4。此外，多个肋状突起6大体上以均匀的间隔布置，以便能够均匀地将文档挤压垫压靠在压板4上。

接着，下文将参考图3描述应用了本发明的文档盖3。图3是面对压板4的平面的平面图。

图3示出的树脂成型元件的薄壁部8是根据本示例性实施例的文档盖3的薄壁。在对文档盖3进行注射成型时用于注入熔融树脂的浇口7设置在根据本示例性实施例的文档盖3的薄壁部8的大致中央部。如图3中箭头所指示地，从浇口7注入的树脂在文档盖3的薄壁部8上围绕浇口位置径向地流动。

薄壁部8具有多个肋状突起6，用于均匀地使文档挤压垫保持为平面。具体地，肋状突起6设置成多个分开的肋状突起。多个肋状突起6以恒定的间隔彼此分隔并分别指向不同的方向。有时，由于成型条件等的变化而导致树脂流动的不稳定，从而在薄壁部8的表面上产生白色条纹。根据本示例性实施例，肋状突起6设置成多个具有合适长度的分开的肋状突起。此外，多个肋状突起6布置成彼此间隔开。这样，白色条纹能够不太显眼。

接着，参考图11A和11B描述肋状突起6。图11A是沿图3示出的线C-C截开的剖视图，示出了图3中肋状突起6的画圈的B部分。图11B是肋状突起6的俯视图。如图11A和11B所示，板状突起形成为从薄壁部突起，使得其横截面为具有长边和短边的矩形形状。在本说明书中，板形肋状突起6称为板状突起。板状突起的根部（即板状突起的与薄壁部接触的部分）的横截面称为底面。板状突起的与其底面相反的表面称为顶面。板状突起形成为分开的肋状突起6。这样，板状突起6能够布置成分别指向不同的方向。具体地，可以使在树脂流动方向和所有板状突起6的每个长边之间形成的角度保持在预定的角度范围内。

优选地，考虑到成型元件各表面（外观设计表面）的外观质量以及为了保证作为肋的功能，长边的长度17大于等于10毫米（mm）且小于等于30mm。当使用本示例性实施例作为文档盖时，如果板状突起6的长度设定成小于10mm，则板状突起6的远端有时会咬入文档挤压垫的聚氨酯泡沫中。如果板状突起6的长度设定成大于10mm，则在成型元件的正面（外观设计表面）上会出现白色条纹。

回到图3继续描述。至少在浇口的外周部上形成的每个板状突起布置成使得在树脂流动方向和底面的长边17之间的夹角处于预定的范围内。树脂围绕浇口7径向地流动。这样，树脂流动方向和底面长边之间的夹角等于底面长边与板状突起6的底面长边上的点到浇口7的连线之间的夹角。至少在浇口7的外周部上形成的板状突起6布置成使得板状突起6的底面长边上的点到浇口7的连线与底面长边之间的夹角在介于10度至80度的范围内。在本说明书中，术语“底面长边与连线之间的夹角”指定为锐角侧夹角15。显然，如果锐角侧夹角为30度，则钝角侧夹角16为180度-30度=150度。板状突起6的底面长边上的点到浇口7的连线与底面长边之间的夹角随板状突起6的底面长边上点的位置而不同。但是，板状突起6布置成使得夹角-更加具体地是浇口7到板状突起6的底面长边上的任意点的连线与底面长边之间的锐角侧夹角15-在介于10度至80度的范围内。

如图3所示，板状突起6布置成使得连接板状突起6的底面中心的各条连线18平行于文档盖3的外周19的四个侧边中的相关的两个。这样，能够均匀地保持文档挤压垫。文档挤压垫能够被均匀地推靠在压板4上。根据本示例性实施例，板状突起6相对于树脂流动方向的角度配置成使得板状突起6的底面长边与浇口7到在板状突起6的底面的各顶点中最接近浇口7的顶点的连线之间的角度大体上恒定。将该角度设定为恒定能够有利于文档盖3的设计，和更加均匀地布置板状突起6。这样，至少在图3所示的浇口7的外周部中，相邻的板状突起6彼此不平行。相邻的板状突起6布置成使得相邻板状突起6相对于文档盖3的每个外周边的角度彼此不同。

板状突起6形成为使得它们之间的间隔为20mm至40mm。通过设置这样的间隔能够防止表面状态的恶化，例如出现白色条纹和失去光泽。此外，利用文档挤压垫能够将读取目标文档均匀地压靠在压板4上。

这样，每个板状突起6设置成相对于树脂流动方向倾斜地延伸。在将要形成为每个树脂成型元件的树脂的正面部（薄壁部正面）（正面部与形成有板状突起6的表面相反）上难以出现集气部。因此，能够防止外观设计表面的表面状态恶化，例如出现白色条纹和失去光泽。

下文中通过作为示例性实例描述具有文档读取装置的多功能打印机，将参考附图描述用于实施根据本发明的树脂成型元件的第二示例性实施例。

图8是根据本示例性实施例的文档盖3的面对压板的表面的平面图。根据本示例性实施例的树脂成型元件的薄壁部8是文档盖3的薄壁。根据本示例性实施例，在对文档盖3进行注射成型时用来将熔融树脂注入模腔的浇口7设置在文档盖3的薄壁部8的中央部。如图8中的箭头所指示地，从浇口7注入的树脂围绕文档盖3的薄壁部8上的浇口位置径向地流动。肋状突起36布置成如同纵横延伸的网格。

图9是传统文档盖33的面对压板的表面的平面图。肋状突起36布置成如同纵横延伸的网格。省略了对用图8中已经描述过的附图标记表示的构成元件的描述。本示例性实施例与传统文档盖33的不同之处在于：根据本示例性实施例，肋状突起布置在平行于肋状突起6并横跨浇口7延伸的一定范围之外。

平行于肋状突起（即平行于网格）并跨过浇口7延伸的一定范围是图8中所示椭圆D和E包围的部分。具体地，该一定范围是在形成肋状突起36的区域中没有形成肋状突起的那部分区域。在该区域中，肋状突起36大体上垂直于或平行于树脂流动方向延伸。具体地，该范围是使得浇口7到肋状突起36的底面长边上的每个点的连线与底面长边之间形成的锐角侧夹角为小于等于10度或大于等于80度。

例如，如果读取的目标文档尺寸为A4，则文档盖3的长边的必要长度为大于或等于300mm。在这种情况下，浇口7到距其最远的肋状突起36的距离大体上为140mm。当肋状突起36和树脂流动方向之间形成的最小角度9为10度时，肋状突起36之间的最小间隔10为50mm（最小间隔10=tan10（度）×140（mm）×2≈50（mm））。如果间隔增大过多，则读取的目标文档不能被文档挤压垫均匀地压靠在压板4上。因此，优选地，平行于肋状突起（即平行于网格）且跨过浇口7延伸的一定区域为使得在每个布置了肋状突起36的区域之间的间隔为从50mm至70mm。

在纵向和横向肋状突起36彼此相交的肋状突起36的部位（参见图8中的附图标记13）设置切除部（参见图8中的附图标记14），能够有效地保持良好的表面状态。

下文中将通过描述作为示例性实例的具有文档读取装置的多功能打印机，来参考附图描述实施根据本发明的树脂成型元件的第三示例性实施例。

图7示出的情况中，在对文档盖3进行注射成型时用于注入熔融树脂的浇口7设置在文档盖3的薄壁部8的外周侧中央部。

如图7所示，浇口7设置在文档盖3下侧的大致中央侧。如宽箭头所指示地，熔融树脂从该部分注入模腔。与第一示例性实施例一样，如箭头所指示地，注入的树脂在文档盖3的薄壁部8上从浇口7径向地流动。根据第三示例性实施例，浇口7设置在文档盖3的外周部，使得树脂以扇状方式流动。

至少每个在浇口7的外周部上形成的板状突起6布置成使得树脂流动方向和底面长边17之间的夹角处于一定的范围内。至少在浇口7的外周部上形成的板状突起6布置成使得板状突起6的底面长边上的点与底面长边之间的夹角在介于10度至80度的范围内。板状突起6的底面长边上的点到浇口7的连线与底面长边之间的角度随板状突起6的底面长边上的点的位置不同而不同。但是，板状突起6布置成使得夹角-更具体地是浇口7到板状突起6的底面长边上的任意点的连线与底面长边之间的锐角侧夹角15-在介于10度至80度的范围内。与第一示例性实施例一样，优选地，考虑到实际外观设计表面的外观质量以及为了保证板状突起作为肋的功能，长边的长度大于等于10毫米（mm）且小于等于30mm。

根据上面的第一至第三示例性实施例，本发明应用于文档读取装置的文档盖。但是，应用本发明的目标不限于文档盖。本发明能够应用于各种装置的外观设计表面。应用本发明的外观设计表面不限于黑色的镜面。本发明能够应用于在表面上很容易注意到颜色不均匀和白色条纹的那些深色树脂成型元件。

可应用本发明的表面不限于镜面。本发明可以应用于通过在树脂表面上施加凹凸图案而形成的光泽压花表面。应用本发明的表面不限于外观设计表面。本发明可以应用于表面用于执行光学功能的树脂成型元件，例如在光学装置中使用的树脂图像反射镜。

肋状突起的功能不限于保持文档挤压垫。本发明可以应用于用来增大薄壁部强度的增强肋。

此外，如果本发明不是应用于外观设计表面而是应用于光学功能表面，那么根据本发明的肋状突起可以作为用于保持高精度平面的分隔件。

下文中参考实例更加具体地描述本发明。但是，本发明不限于下面的实际示例性实例。

下面描述根据本发明的第一示例性实例。成型用于读取文档的图像读取装置的文档盖，该图像读取装置的读取文档尺寸为A4，该文档盖包括具有黑色光泽镜面的薄壁部。模具的模腔制成为使得薄壁部的基础树脂厚度为2.7mm。浇口位置设置在模具中从文档盖的长边中心向右偏离大约10%。然后，通过将模具温度设定为50℃执行注射成型。

通过改变板状突起的位置和树脂流动方向之间的关系制造文档盖。此外，观察薄壁部的表面状态。根据表面状态的观察结果，通过把评价值设定成使得当白色条纹最为清晰可见时将评价值设定为5以及当看不到白色条纹时将评价值设定为0，从而对表面状态进行5级目测评价。

制备出使板状突起的位置和树脂流动方向之间满足以下关系的模具。具体地，制备模具，分别对应于用作板状突起的底面长边与浇口到在板状突起底面的各顶点中最接近浇口的顶点的连线之间的锐角侧夹角的值10度、20度、30度、40度、45度、50度、60度、70度和80度。接着，使用每种模具实施注射成型。这样，制造了板状突起的底面长边与浇口到最接近浇口的顶点的连线之间的角度彼此不同的文档盖。

下文将描述比较实例。制造作为各比较实例的文档盖，分别对应于用作板状突起的底面长边与浇口到在板状突起底面的各顶点中最接近浇口的顶点的连线之间的锐角侧夹角的值5度和85度。接着，根据与相应于第一示例性实例的方法相同的方法实施注射成型。

图10示出了第一示例性实例和比较实例的评价结果。

当板状突起和树脂流动方向之间形成的角度处于0至5度的范围内或者介于85度至90度的范围内时，确认了在薄壁部上出现白色条纹。

在对应于10度和80度的板状突起6的相反表面上生成的白色条纹不会玷污外观设计。这样，产生的白色条纹是可容许的。

当板状突起和树脂流动方向之间形成的锐角侧夹角接近30度时，表面状态最稳定。但是，在10度至80度的范围中，可以确定防止出现集气部的足够效果。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解本发明不限于所公开的示例性实施例。随附权利要求的范围应给予最宽泛的解释，以涵盖所有这类修改和等同的结构和功能。

本申请要求2010年1月13日提交的日本专利申请No.2010-005183的优先权，在此通过引用将该申请全文引入。

Claims (4)

1.一种树脂成型元件，包括：

薄壁部；和

布置成从薄壁部的背面突出的多个板状突起，

其中，所述多个板状突起布置成彼此分隔开，

其中，所述多个板状突起布置成使得连接各多个板状突起的底面中心的各条连线平行于树脂成型元件外周的两个侧边，

其中，所述多个板状突起布置成使得在连接每个板状突起的底面长边上的点到设置于薄壁部中的浇口的连线与所述底面长边之间形成的夹角在介于10度至80度的范围内，以及

其中，在所述多个板状突起中，在连接各多个板状突起的底面中心的连线与各多个板状突起的底面长边之间形成的角度是不同的。

2.根据权利要求1所述的树脂成型元件，其中，所述多个板状突起布置成以20mm至40mm的间隔彼此分隔开。

3.根据权利要求1所述的树脂成型元件，其中，薄壁部的正面为镜面或压花面。

4.根据权利要求1所述的树脂成型元件，该树脂成型元件包括文档读取装置的文档盖。