JP2002347059A - 射出成形装置、成形方法、及び樹脂成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形材料の転写面以外の非転写面に圧縮気体
を付与することができる金型を用いて成形する場合に、
該非転写面にひけを効果的に誘導して該転写面の高転写
性を確保しつつ、変形や成形歪の少ない高精度な成形品
が得られる射出成形装置、射出成形方法及び樹脂成形品
を提供する。 【解決手段】 圧縮空気供給手段５０によりキャビティ
２０内に射出充填された成形材料の複数の通気口１８，
１９に対応する通気口部に所定の空気圧が付与され、通
気口部（図中二点鎖線で示す部分）に選択的にひけが発
生され、転写面部にひけが発生することなく金型の転写
面が高精度に転写される。そして、圧力センサ３１で測
定した樹脂内圧が０[ＭＰａ]に到達した時点で、圧縮空
気供給手段５０による圧縮空気の供給を終了し、樹脂の
冷却固化後の不必要な圧縮空気の供給を無くし、変形や
成形歪の少ない高精度な成形品を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高精度な転写性を
有する樹脂成形品を得る為の射出成形装置、成形方法、
及び樹脂成形品に係り、特に鏡面や微細な凹凸パターン
等を高精度に転写可能な射出成形装置、成形方法、及び
樹脂成形品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出成形装置では、射出成形金型
のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、その後冷却に
より固化させて成形品を得ている。一般的に、上記射出
成形金型は、所定容積のキャビティを画成する成形面
と、その成形面に形成され所定の平滑性を有する面（例
えば、鏡面）を成形品に転写する転写面と、成形面に所
定面積で開口するゲートとを有している。

【０００３】この種の射出成形金型を用いて成形品、例
えば、ミラー、レンズ、あるいはプリズム等の光学用部
品を成形することができる。ところが、これらの光学用
部品には、高精度な鏡面および屈折率の均一性が要求さ
れているが、冷却により溶融樹脂が固化するときの収縮
により面精度が必要な鏡面にひけが生じてしまうという
不具合があった。

【０００４】また、肉厚が均一でない偏肉形状の成形品
では、薄肉部に比べ厚肉部の方が樹脂の冷却固化が遅く
樹脂温度が不均一となるため、厚肉部にひけが発生しや
すく、しかも薄肉部に残圧が発生しやすいという不具合
があった。

【０００５】また、厚肉形状の成形品では、樹脂の冷却
過程で体積収縮量が大きいためひけが発生しやすい。ひ
け発生防止のため充填圧力を高くすると、残留歪みが大
きくなり、高精度な成形品を得られない場合があった。
このような場合、成形時に金型温度を樹脂の軟化点以上
に高くして、冷却過程で成形品の各部の温度が出来るだ
け一定になるよう徐冷することにより、上記残留歪みは
低減される。しかし、その分、成形サイクルが長くなっ
てしまうという不具合が生じる。

【０００６】これらの不具合を解消するため、例えば、
特開平３−２８１２１３号公報で開示された射出成形金
型がある。この射出成形金型は、キャビティを画成する
成形面のうち、光学成形体に鏡面を成形するキャビティ
表面を鏡面（以下、「転写面」という。）にしている。
一方、キャビティの成形面のうち、光学成形体の鏡面に
対して背面を形成するキャビティ表面（転写面に対向す
る面）を粗面にしている。そして、キャビティ内への溶
融樹脂の充填完了直前に射出を停止し保圧を加えること
なく冷却固化することにより、溶融樹脂と転写面および
粗面との密着力の差によって粗面側にひけを発生させ、
転写面にひけが発生することを防止するようになってい
る。

【０００７】しかしながら、上記特開平３−２８１２１
３号公報で開示された射出成形金型では、金型の転写面
に対向する成形面を粗面にするため鏡面を片面のみ必要
とする光学素子（例えば、ミラー）は成形可能である
が、鏡面の形成位置および鏡面数が制限されてしまい、
例えばレンズまたはプリズム等の光学用部品を成形する
ことは不可能である。また、充填完了の直前に射出を停
止することは非常に難しく、停止するタイミングがずれ
ると転写面および粗面の密着力が逆転して鏡面にひけが
生じたり、溶融樹脂が不足したりしてしまうという問題
がある。

【０００８】そこで、上記問題を解決するために、特開
平６−３０４９７３号公報で、成形材料の鏡面部と所定
箇所との間に空気圧力差を発生させることにより成形材
料の充填量の管理を厳しくすることなく成形品の鏡面外
にひけを発生させて、内部歪みのない高精度な鏡面を有
する成形品を成形可能な射出成形金型が開示されてい
る。図１３（ａ）はこの射出成形金型の実施例の一例を
示すパーティング面の平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面
図、（ｃ）はそのＢ−Ｂ断面図である。また、図１４
（ａ）〜（ｃ）はその射出充填時の溶融樹脂およびキャ
ビティ内の空気の流れを説明する説明図である。

【０００９】図１３において、射出成形金型１１０は一
対の金型ベース１１１，１１２からなり、金型ベース１
１１，１１２は成形品に鏡面を転写する鏡面処理された
転写面１１３を形成された入れ子１１４，１１５を内部
に装着されており、金型ベース（以下、単にベースとも
いう）１１１，１１２の側面１１１ａ，１１２ａおよび
転写面１１３により所定容積のキャビティ１１６を画成
する成形面を構成している。

【００１０】射出成形金型１１０は、型締されたときベ
ース１１１，１１２のパーティング面１１１ｂ，１１２
ｂ間に、外部に連通し側面１１１ａに所定面積で開口し
て溶融した樹脂（成形材料）Ｍ（図１４（ａ）参照）を
図示していない公知の射出成形機によりキャビティ１１
６内へ射出充填するゲート１１７と、側面１１１ａに所
定面積で開口する複数の通気口１１８と、複数の通気口
１１８を連通させるよう形成された所定容積を有するバ
イパス（連通孔）１１９と、を画成するようベース１１
１のパーティング面１１１ｂ側に溝が刻設されている。
この通気口１１８は溶融樹脂Ｍが侵入しないよう深さ
（ｔ）を０．００５〜０．５ｍｍ、幅（ｌ）を０．００
５ｍｍ以上に形成されており、転写面１１３の側方に均
等に分布するよう設けられるとともに、ゲート１１７か
ら離隔し対向する位置に通気口１１８ａが刻設されてい
る。また、バイパス１１９は、キャビティ１１６内へ溶
融樹脂Ｍが充填され内部の空気がバイパス１１９内部に
圧縮充填されたとき通気口１１８，１１８ａを介して溶
融樹脂Ｍに所定の空気圧（圧縮圧）を付与するようにな
っている。

【００１１】そして、前記射出成形機から溶融した樹脂
Ｍがゲート１１７を介して射出されキャビティ１１６内
への充填が開始され、図１４（ａ）に示すように、キャ
ビティ１１６内の空気が通気口１１８ａ側へ圧縮される
とともに通気口１１８，１１８ａを通りバイパス１１９
内へ充填され圧縮される。そして、キャビティ１１６の
容積と略同容量の溶融樹脂Ｍがキャビティ１１６内に充
填されて前記射出成形機の射出が停止され、図１４
（ｂ）に示すように、前記空気がバイパス１１９内に圧
縮充填される。このとき、樹脂Ｍの通気口１１８，１１
８ａに対応する樹脂部（通気口部）ｍ’にはその空気が
接するとともに通気口１１８，１１８ａを介してバイパ
ス１１９内に圧縮充填された所定の空気圧が均等に付与
されるが、樹脂Ｍの転写面１１３を含む成形面に対応す
る樹脂部（鏡面部）ｍには空気圧は付与されないため樹
脂部ｍと樹脂部ｍ’との間に圧力差が発生される。

【００１２】次いで、所定の冷却速度で金型１１０が冷
却されキャビティ１１６内の樹脂Ｍが冷却される。この
とき、樹脂部ｍ’は前記空気に接しているため樹脂部ｍ
より冷却効果が低いので冷却速度が遅くなり固化が遅く
される。そして、溶融した樹脂Ｍの固化が開始され収縮
が始まると、樹脂部ｍあるいは樹脂部ｍ’の何れかでひ
けが発生するが、樹脂部ｍは前記成形面から離れるため
にはその空間の真空圧に抗して離隔しなければならない
のに対して樹脂部ｍ’は前記空気圧が通気口１１８，１
１８ａを介して付与され前記空気が侵入し易く、また固
化が遅くされるため樹脂部ｍ’にひけが発生される。し
たがって、樹脂部ｍにはひけが発生されることなく転写
面１１３が高精度に転写され鏡面が形成される。また、
樹脂Ｍはキャビティ１１６の容量と略同一容量が出射さ
れるため樹脂内圧は高圧にされず樹脂Ｍ内部に歪みは発
生されない。さらに、ひけは選択的に樹脂部ｍ’に発生
されるため、樹脂Ｍの射出充填量の制御の管理を簡易に
することができる。

【００１３】なお、上記特開平６−３０４９７３号公報
では、図１５に示すように、バイパス（連通孔）１４９
に空気を送り込むための圧縮装置１４４を連結可能に構
成した射出成形金型１４０も開示されている（図１５に
はベース１１１のみを示している）。この射出成形金型
１４０では、圧縮装置１４４によりバイパス１４９及び
通気口１１８を介して所定空気圧を樹脂部ｍ’に付与す
ることができ、その圧力を調整することができるように
なっている。したがって、樹脂部ｍ’に発生させるひけ
を調整することができ、より高品質の成形品を成形でき
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、樹脂部ｍ’
に空気圧を付与するタイミングや、付与する空気圧の大
きさによっては、樹脂の充填不良や成形品の変形等が生
じる場合がある。より具体的には、キャビティ１１６内
への樹脂の充填が完了する前に空気圧を付与すると、通
気口１１８からキャビティ１１６内に圧縮空気が流れ込
んで樹脂の充填を阻害し、キャビティ１１６端部まで樹
脂が入り込まず、樹脂の充填不良が生じる。また、キャ
ビティ１１６に射出充填された樹脂Ｍが冷却されて固化
した後も、引き続き通気口１１８から樹脂部ｍ’に空気
圧を付与し続けると、成形品の変形や成形歪みが生じて
しまう。同様に、空気圧が所定の圧力よりも大き過ぎる
と、成形品が変形したり、成形歪みが生じたりしてしま
う。

【００１５】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、成形材料の転写面以
外の非転写面に圧縮気体を付与することができる金型を
用いて成形する場合に、該非転写面にひけを効果的に誘
導して該転写面の高転写性を確保しつつ、変形や成形歪
の少ない高精度な成形品が得られる射出成形装置、射出
成形方法及び樹脂成形品を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、所定容積のキャビティを画成す
る成形面と、該成形面に少なくとも１つ以上形成され成
形品に所定の平滑性を有する面を転写する転写面と、該
成形面に開口し該キャビティ内に溶融した成形材料を射
出充填するゲートと、該成形面の転写面以外の非転写面
に所定面積で開口する少なくとも１つ以上の通気口と、
該通気口に連通して該通気口に対応する成形材料の通気
口部に所定の気体圧を付与する少なくとも１つ以上の連
通孔とを備えた射出成形金型と、該通気口を介して所定
の気体圧力を成形材料の該通気口部に付与するように該
連通孔から気体を送り込む気体供給手段とを有し、該キ
ャビティ内に溶融した成形材料を該ゲートを介して射出
充填し冷却して成形する射出成形装置において、上記キ
ャビティ内に射出充填された上記成形材料の上記転写面
近傍における圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検
出手段の検出結果に基づいて、上記気体供給手段が上記
成形材料の上記通気口部に付与する気体圧の供給条件を
制御する制御手段とを有することを特徴とするものであ
る。

【００１７】ひけはキャビティの成形面から成形材料が
離れることにより発生するものであるが、成形材料の固
化の遅い箇所、樹脂内圧の低い箇所に発し易い。また、
キャビティの成形面と成形材料との間に空気等が侵入し
ない限り負圧に抗して離れなければならないため、空気
層の存在箇所及びその真空が破壊され易い箇所等に発生
し易い。この射出成形装置では、通気口部の固化が遅ら
されるとともに所定の気体圧が加えられているため、該
通気口部に選択的にひけが発生され転写面部にひけが発
生することなく金型の転写面が高精度に転写される。し
かも、成形材料の転写面近傍における圧力に応じて、気
体圧の供給条件、例えば供給時間や供給圧力を制御する
ことができるので、成形品の非転写面にひけを効果的に
誘導して転写面の高転写性を確保しつつ、変形や成形歪
の少ない高精度な成形品を得ることが可能となる。

【００１８】請求項２の発明は、請求項１の射出成形装
置において、上記圧力検出手段が上記転写面の近傍に少
なくとも２つ以上の複数の圧力センサを有し、該複数の
圧力センサの近傍にそれぞれ上記通気口を備え、上記制
御手段が、該複数の圧力センサの検出結果に基づいて、
該複数の圧力センサの近傍に備えられた該通気口に対応
する成形材料の通気口部ごとに付与する気体圧の供給時
間を制御するように上記気体供給手段を制御することを
特徴とするものである。

【００１９】複雑な形状のキャビティに成形材料を射出
充填して成形する場合には、射出充填された成形材料の
部分によって冷却固化する時間が異なってくる。例え
ば、薄肉部分では厚肉部分に比べより早く冷却され固化
する。このため、１つの圧力センサの検出結果に基づい
て薄肉部分の通気口部と厚肉部分の通気口部とに同じ時
間だけ気体圧を付与すると、既に固化した薄肉部分に圧
力がかかりこの部分に変形や成形歪みが生じてしまう場
合がある。この射出成形装置では、複数の圧力センサの
検出結果に基づいて、該複数の圧力センサの近傍に備え
られた該通気口に対応する成形材料の通気口部ごとに付
与する気体圧の供給時間を制御するので、１つの圧力セ
ンサの検出結果に基づいて１つもしくは複数の通気口部
に同一時間気体圧を付与する場合に比べ、成形材料各部
の冷却固化状態に応じたきめ細かな気体圧供給時間の制
御が可能となる。例えば、薄肉部分では厚肉部分に比べ
冷却固化が早く成形材料の圧力も早く低下するので、こ
の圧力低下を検出して薄肉部分の通気口部に付与する気
体圧の供給時間を厚肉部分に比べ短くして変形や成形歪
みを防止することができる。これにより、複雑な形状を
有するキャビティに成形材料を射出充填して成形する場
合に、変形や成形歪みのない成形品を成形することが可
能となる。また、ひけ量を的確に制御することが可能と
なり、転写面をより高精度に成形品に転写することが可
能となる。

【００２０】請求項３の発明は、請求項１又は２の射出
成形装置において、上記制御手段は、上記気体供給手段
による上記通気口部へ付与する気体圧の供給を、上記成
形材料の上記キャビティ内への充填完了直後から開始
し、上記圧力検出手段による検出結果が０［ＭＰａ］に
なった時点で終了することを特徴とするものである。

【００２１】キャビティ内への成形材料の充填が完了す
る前に通気口部に気体を付与すると、通気口からキャビ
ティ内に気体が流れ込んで成形材料の充填を阻害し、キ
ャビティ端部まで成形材料が十分に入り込まず、成形材
料の充填不良が生じる。一方、キャビティに射出充填さ
れた成形材料が冷却されて固化した後も、引き続き通気
口部に気体を付与し続けると、成形品の変形や成形歪み
が生じてしまう。この射出成形装置では、気体供給手段
による通気口部へ付与する気体圧の供給を、成形材料の
キャビティ内への充填完了直後から開始するので、該気
体圧の供給で該キャビティ内への成形材料の充填不良が
生ずることはない。また、圧力検出手段による検出結果
が０［ＭＰａ］になった時点で気体圧の供給を終了する
ので、成形材料の冷却固化後の不必要な気体圧供給を無
くし、成形品の変形や成形歪みを防止することができ
る。

【００２２】請求項４の発明は、請求項１の射出成形装
置において、上記圧力検出手段が上記転写面の近傍に少
なくとも２つ以上の複数の圧力センサを有し、該複数の
圧力センサの近傍にそれぞれ上記通気口を備え、上記制
御手段が、該複数の圧力センサの検出結果に基づいて、
該複数の圧力センサ近傍の該通気口に対応する成形材料
の通気口部ごとに付与する気体圧の供給圧力を制御する
ように上記気体供給手段を制御することを特徴とするも
のである。

【００２３】複雑な形状のキャビティに成形材料を射出
充填して成形する場合には、射出充填された成形材料の
部分によって変形や成形歪みが生じ易い部分と生じ難い
部分とがある。例えば、薄肉部分では厚肉部分に比べ変
形や成形歪みが生じ易い。このため、１つの圧力センサ
の検出結果に基づいて薄肉部分の通気口部と厚肉部分の
通気口部とに同じ圧力の気体を付与すると、薄肉部分に
変形や成形歪みが生じてしまう場合がある。この射出成
形装置では、複数の圧力センサの検出結果に基づいて、
該複数の圧力センサの近傍に備えられた該通気口に対応
する成形材料の通気口部ごとに付与する気体圧の供給圧
力を制御するので、１つの圧力センサの検出結果に基づ
いて１つもしくは複数の通気口部に同じ圧力の気体圧を
付与する場合に比べ、成形材料各部に応じたきめ細かな
気体供給圧力の制御が可能となる。例えば、薄肉部分で
は厚肉部分に比べ冷却固化が早く成形材料の圧力も早く
低下するので、この圧力低下を検出して薄肉部分の通気
口部に付与する気体圧の供給圧力を厚肉部分に比べ早く
弱くして変形や成形歪みを防止することができる。また
例えば、薄肉部分の通気口部に付与する気体圧の供給圧
力の設定をあらかじめ厚肉部分に比べ弱くしておくこと
で、薄肉部分の変形や成形歪みを防止することができ
る。これにより、複雑な形状を有するキャビティに成形
材料を射出充填して成形する場合に、変形や成形歪みの
ない成形品を成形することが可能となる。また、ひけ量
を的確に制御することが可能となり、転写面をより高精
度に成形品に転写することが可能となる。

【００２４】請求項５の発明は、請求項１又は４の射出
成形装置において、上記制御手段が、上記圧力検出手段
の検出結果に基づいて、上記成形材料の上記通気口部に
付与する気体圧の供給圧力を段階的あるいは連続的に変
化させるように上記気体供給手段を制御することを特徴
とするものである。

【００２５】この射出成形装置では、圧力検出手段の検
出結果に基づいて、成形材料の通気口部に付与する気体
圧の供給圧力を段階的あるいは連続的に変化させる。例
えば、キャビティ内に射出充填された成形材料は冷却固
化に伴って成形材料の圧力が徐々に低下するので、この
圧力低下に伴って成形材料の通気口部に付与する気体の
供給圧力を段階的あるいは連続的に低下させる。これに
より、キャビティ内に射出充填された成形材料の冷却固
化状態にかかわらず同じ圧力の気体を成形材料の通気口
部に付与する場合に比べ、変形や成形歪みをより防止す
ることが可能となる。

【００２６】請求項６の発明は、所定容積のキャビティ
を画成する成形面と、該成形面に少なくとも１つ以上形
成され成形品に所定の平滑性を有する面を転写する転写
面と、該成形面に開口し該キャビティ内に溶融した成形
材料を射出充填するゲートと、該成形面の転写面以外の
非転写面に所定面積で開口する少なくとも１つ以上の通
気口と、該通気口に連通して該通気口に対応する成形材
料の通気口部に所定の気体圧を付与する少なくとも１つ
以上の連通孔とを備えた射出成形金型を用い、該キャビ
ティ内に溶融した成形材料を該ゲートを介して射出充填
し、該通気口を介して所定の気体圧を成形材料の該通気
口部に付与して成形する成形方法において、上記キャビ
ティ内に射出充填された成形材料の上記転写面近傍にお
ける圧力に基づいて、上記成形材料の上記通気口部に付
与する気体圧の供給条件を制御することを特徴とするも
のである。

【００２７】この射出成形装置では、請求項１に関して
述べたように、上記成形材料の転写面近傍における圧力
に応じて、気体の供給条件、例えば供給時間や供給圧力
を制御することが可能となる。これにより、成形品の非
転写面にひけを効果的に誘導して転写面の高転写性を確
保しつつ、変形や成形歪の少ない高精度な成形品が得る
ことが可能となる。

【００２８】請求項７の発明は、請求項６の成形方法に
おいて、上記キャビティ内に射出充填された上記成形材
料の上記転写面近傍における少なくとも２箇所以上の圧
力を検出し、該検出された圧力に基づいて、該２箇所以
上の圧力検出箇所近傍に設けられた通気口に対応する成
形材料の通気口部ごとに気体圧の供給時間を制御するこ
とを特徴とするものである。

【００２９】この射出成形方法では、キャビティ内に射
出充填された成形材料の転写面近傍における少なくとも
２箇所以上の圧力を検出し、該検出された圧力に基づい
て、該２箇所以上の圧力検出箇所近傍に設けられた通気
口に対応する成形材料の通気口部ごとに気体圧の供給時
間を制御する。これにより、請求項２に関して述べたよ
うに、１箇所の圧力の検出結果に基づいて１つもしくは
複数の通気口部に同一時間気体圧を付与する場合に比
べ、成形材料各部の冷却固化状態に応じたきめ細かな気
体圧供給時間の制御が可能となる。これにより、複雑な
形状を有するキャビティに成形材料を射出充填して成形
する場合に、変形や成形歪みのない成形品を得ることが
可能となる。また、ひけ量を的確に制御することが可能
となり、転写面をより高精度に成形品に転写することが
可能となる。

【００３０】請求項８の発明は、請求項６又は７の成形
方法において、上記通気口部への気体供給を、上記成形
材料の上記キャビティ内への充填完了直後から開始し、
上記転写面近傍における該成形材料の圧力が０［ＭＰ
ａ］になった時点で終了することを特徴とするものであ
る。

【００３１】この成形方法では、請求項３に関して述べ
たように、キャビティ内への成形材料の充填不良、及び
成形品の変形や成形歪みを防止することができる。

【００３２】請求項９の発明は、請求項６の成形方法に
おいて、上記キャビティ内に射出充填された上記成形材
料の上記転写面近傍における少なくとも２箇所以上の圧
力を検出し、該検出された圧力に基づいて、該２箇所以
上の圧力検出箇所近傍に設けられた通気口に対応する成
形材料の通気口部ごとに供給する気体圧の圧力を制御す
ることを特徴とするものである。

【００３３】この成形方法では、キャビティ内に射出充
填された成形材料の転写面近傍における少なくとも２箇
所以上の圧力を検出し、該検出された圧力に基づいて、
該２箇所以上の圧力検出箇所近傍に設けられた通気口に
対応する成形材料の通気口部ごとに供給する気体圧の圧
力を制御する。これにより、請求項４に関して述べたよ
うに、複雑な形状を有するキャビティに成形材料を射出
充填して成形する場合に、変形や成形歪みのない成形品
を成形することが可能となる。また、ひけ量を的確に制
御することが可能となり、転写面をより高精度に成形品
に転写することが可能となる。

【００３４】請求項１０の発明は、請求項６又は９の成
形方法において、上記キャビティ内に射出充填された成
形材料の圧力に基づいて、上記成形材料の上記通気口部
に付与する気体圧の供給圧力を段階的あるいは連続的に
変化させることを特徴とするものである。

【００３５】この射出成形方法では、キャビティ内に射
出充填された成形材料の圧力に基づいて、成形材料の通
気口部に付与する気体圧の供給圧力を段階的あるいは連
続的に変化させる。これにより、請求項５に関して述べ
たように、キャビティ内に射出充填された成形材料の冷
却固化状態にかかわらず同じ圧力の気体圧を成形材料の
通気口部に付与する場合に比べ、変形や成形歪みをより
防止することが可能となる。

【００３６】請求項１１の発明は、請求項１，２，３，
４又は５に記載の射出成形装置、又は、請求項６，７，
８，９又は１０に記載の成形方法によって得られた樹脂
成形品は、少なくとも１つ以上の光学転写面を有するこ
とを特徴とするものである。

【００３７】この樹脂成形品は、転写面の高転写性を確
保しつつ、変形や成形歪の少ない高精度な樹脂成形品と
なる。

【００３８】請求項１２の発明は、請求項１，２，３，
４又は５に記載の射出成形装置、又は、請求項６，７，
８，９又は１０に記載の成形方法によって得られた樹脂
成形品は、円筒形状で、かつ該円筒外周面に平部又は複
数の凹凸を有する歯部のうち少なくとも一方が一体で形
成されていることを特徴とするものである。

【００３９】この樹脂成形品は、転写面の高転写性を確
保しつつ、変形や成形歪の少ない高精度な樹脂成形品と
なる。

【００４０】

【発明の実施の形態】〔実施形態１〕以下、本実施形態
に係る射出成形機の一例について図面に基づいて詳述す
る。図１は、本実施形態に係る射出成形機１の断面図で
ある。図２は、制御装置（ＰＣ）２４のＣＰＵを中心と
した構成図である。又、図３は、この射出成形機１の型
締装置２に取付けられる成形型１０の拡大断面図であ
る。

【００４１】図１において、成形型１０は、固定用ダイ
プレート３と移動用ダイプレート４との間で、成形型１
０の分割された固定金型１１が固定用ダイプレート３に
取付けられるとともに、その可動金型１２が移動用ダイ
プレート４に取付けられている。

【００４２】移動用ダイプレート４は、固定用ダイプレ
ート３と駆動部であるラム５側とに取付けられた４本の
ガイドロッド６に案内されてラム５により往復移動する
ように構成されている。この移動用ダイプレート４はラ
ム５に設けられたピストンロッド７に押圧されて移動す
るタイプであり、所謂、直圧式である。この直圧式の代
りにトグル式を採用することもできる。

【００４３】この型締装置２を設けた射出成形機１は、
右側に射出部４０が設けられているとともに、射出部４
０を作動させる制御装置２４が設けられている。なお、
図１は、ポッパー４２に収容されたペレット状の成形材
料Ｍが、溶融状態にされて成形キャビティ２０内に射出
された状態の断面図である。

【００４４】型締装置２は、油圧ポンプの動力部８によ
りラム５を作動させることにより、成形型１０の型締・
型開を行う。そして、このラム５により成形型１０を型
締した後に、射出部４０より成形材料Ｍを成形型１０の
成形キャビティ２０に射出することにより成形される。
成形材料Ｍとしては、例えばポリアセタール等の樹脂材
料が用いられる。

【００４５】射出部４０の成形は、スクリューシリンダ
４７に内在する射出スクリュー４１が油圧モータ４４ａ
により回動されることにより成形材料Ｍを溶融状態にす
るとともに、油圧シリンダ４４ｂにより前進されること
により溶融された成形材料Ｍが成形型１０の成形キャビ
ティ２０内に射出される。なお、射出が完了して成形キ
ャビティ２０に成形材料Ｍが充填されても、この充填さ
れた成形材料Ｍは収縮するので、ある一定時間成形キャ
ビティ２０内の圧力を保持し、成形材料Ｍの収縮に対し
て補充する保圧を行う。

【００４６】上記射出スクリュー４１を駆動する油圧モ
ータ４４ａと油圧シリンダ４４ｂとは、制御装置２４の
指令により制御される動力装置４５とサーボバルブ４６
とを介して作動される。

【００４７】上記型締装置２は、制御装置２４の指令に
より作動する。この制御装置２４は、図２に示すように
構成されている。射出工程が保圧状態になると、成形キ
ャビティ２０内に取付けられた圧力センサ３１は、保圧
力のデータを制御装置２４に信号として入力する。

【００４８】上記制御装置２４は、図２に示すように、
ＰＣ（プログラマブルコントローラ）の演算処理装置
（ＣＰＵ）２４０、メモリ２４２、Ａ／Ｄ変換器２４
４、Ｉ／Ｏ装置２４６およびＤ／Ａ変換器２４３を設け
ている。そして、Ｉ／Ｆ２３から入力されたアナログ形
式の圧力信号はＡ／Ｄ変換器２４４でディジタル形式の
圧力信号に変換される。同様に、Ｉ／Ｆ２２から入力さ
れたアナログ形式の圧力信号はＡ／Ｄ変換器２４４でデ
ィジタル形式の圧力信号に変換される。ＣＰＵ２４０は
メモリ２４２に記憶されている制御プログラムを動作さ
せて制御動作を行う。その結果が、Ｄ／Ａ変換器２４３
を介してディジタル形式のサーボバルブ９の駆動信号と
してＩ／Ｆ２１に出力される。

【００４９】又、型締装置２の動力部８である油圧ポン
プ８ａは、制御装置２４により型締力を制御できるよう
に構成されている。つまり、制御装置２４の設定器（プ
ログラミングツール）２５よりメモリ部２４２に入力す
ることにより、動力部８である油圧ポンプ８ａの圧力を
制御できる。

【００５０】又、制御装置２４は、動力装置４５とサー
ボバルブ４６へ出力信号を与えて、射出部４０の射出成
形を制御する。この制御は、図２のＣＰＵ２４０からＤ
／ＡＣ２４３を介してデジタル形式のサーボバルブ４６
の駆動信号としてＩ／Ｆ２１ａに出力されるものであ
る。射出部４０は、成形材料Ｍを溶融して高速・高圧で
射出ノズル４３から成形型１０の成形キャビティ２０へ
射出充填する。この射出充填を行う射出スクリュー４１
の駆動は、ＣＰＵ２４０がメモリ部２４２に記憶されて
いる入力値に基づいて行う。この射出スクリュー４１の
駆動は、成形キャビティ２０内に樹脂の成形材料が満た
されてくると、圧力は略一定となって進行する。この射
出圧力を続行すると成形品にバリが発生するので、成形
材料Ｍを補充するだけの保圧力に切換える。この射出圧
力と保圧力とは、圧力センサ３１により検出されて、Ｉ
／Ｆ２３から入力されたアナログ形式の圧力信号はＡ／
ＤＣ２４４でデジタル形式の圧力信号に変換される。

【００５１】次に、本実施形態の特徴部について説明す
る。意図的、選択的に成形品の非転写面に気体圧を付与
し、ひけを発生させて転写面を形成する成形において
は、気体圧の供給条件の制御が、重要なポイントとな
る。そこで、本実施形態に係る射出成形機は、キャビテ
ィの非転写面に設けられた通気口から成形材料に付与す
る気体圧の圧力の大きさや時間を制御して、複雑な形状
の成形品であっても、変形や成形歪みがなく、しかも非
転写面にひけを効果的に誘導し成形品精度の向上を図る
ものである。

【００５２】図１において、本実施形態に係る射出成形
機１には、成形キャビティ２０に空気圧を付与するため
の圧縮空気供給手段５０が設けられている。圧縮空気供
給手段５０は、空気圧源５１、エアフィルタ５２、空気
圧用減圧弁５３、空気圧力計５４、電磁弁５５、電磁弁
５５のＯＮ／ＯＦＦを切替えるリレー５６から主に構成
されている。

【００５３】上記空気圧源５１は、例えばエアコンプレ
ッサ、あるいは工場内に設けられた圧縮空気配管等であ
る。また、上記電磁弁５５は、例えば３ポート２位置シ
ングルソレノイドバルブ等である。この電磁弁５５はＯ
Ｎのときに圧縮空気を成形キャビティ２０に供給し、逆
にＯＦＦのときには成形キャビティ２０内の空気を排気
するようになっている。また、上記リレー５６は、制御
装置２４からの制御信号に基づいて動作し、電磁弁５５
のＯＮ／ＯＦＦを切替えるものである。

【００５４】上記圧縮空気供給手段５０において、空気
圧力計５４のゲージを見ながら減圧弁５３によって成形
キャビティ２０に供給する空気圧力をあらかじめ設定
（例えば、０．６ＭＰａ）しておく。そして、制御装置
２４からの制御信号によりリレー５６が電磁弁５５をＯ
Ｎに切替えると、圧縮空気が成形キャビティ２０に供給
される。

【００５５】次に、成形型１０について詳細に説明す
る。図３に示すように、成形型１０は、固定金型１１と
可動金型１２とからなる分割型である。固定金型１１の
内部には入れ子１５が設けられており、可動金型１２の
内部には、成形品に歯形部を形成するための転写面１
３，１４を備えた入れ子１６が設けられている。これら
の入れ子１５，１６によって所定容積の成形キャビティ
２０を画成している。図示の例による成形キャビティ２
０では、円筒形状で、かつ円筒外周面に複数の凹凸を有
する歯部が一体で成形されたギヤを得ることができる。

【００５６】図４は、上記成形キャビティ２０近傍の拡
大図である。図４において、固定金型１１に設けられた
入れ子１５は、非転写面である側面１５ａに所定面積で
開口する複数の通気口１８（図示の例では２箇所）と、
この複数の通気口１８を連通した連通孔５７とが形成さ
れ、連通孔５７は圧縮空気供給手段５０に接続されてい
る。また、入れ子１５には、射出成形機１の射出部４０
からの溶融樹脂を成形キャビティ２０内へ射出充填する
ゲート１７が形成されている。また、上記可動金型１２
に設けられた入れ子１６には、非転写面である側面１６
ａに所定面積で開口する複数の通気口１９（図示の例で
は２箇所）と、この複数の通気口１９を連通した連通孔
５８とが形成され、連通孔５８は圧縮空気供給手段５０
に接続されている。上記複数の通気口１８，１９は、溶
融樹脂が侵入しないように深さを０．００５〜０．５ｍ
ｍ、幅を０．００５ｍｍ以上に形成されている。

【００５７】上記複数の通気口１８，１９を配置する位
置は、非転写面の形状に応じて様々な配置を採ることが
できるが、複数の通気孔１８，１９から供給された空気
が転写面１３，１４の端縁へ侵入することを回避するた
めに、複数の通気口１８，１９を転写面１３，１４から
１ｍｍ以上離間させるのが望ましい。また、非転写面を
有する金型部材形状にあわせて相似状に配置し、かつ肉
厚に応じて複数の通気口１８，１９の配置数を変化させ
ることが望ましい。これにより、転写面にひけの影響を
与えることなく、所望の箇所にひけをバランスよく確実
に誘導することができる。

【００５８】なお、図３に示すように、上記固定金型１
１と固定用ダイプレート３との間、及び可動金型１２と
移動用ダイプレート４との間には、それぞれ加熱及び冷
却の両機能を有した温調プレート２６，２７が設けられ
ており、これらの温調プレートによって各金型１１，１
２を所定の温度に制御可能になっている。

【００５９】次に、上記圧縮空気供給手段５０による成
形キャビティ２０への圧縮空気の供給について説明す
る。図５は、圧縮空気供給手段５０による上記複数の通
気口１８，１９への圧縮空気の供給制御の一例を説明す
るための図である。複数の通気口１８，１９への圧縮空
気の供給を、溶融樹脂の成形キャビティ２０内への充填
完了直後から開始する。具体的には、図１において、射
出部４０による成形材料Ｍの射出充填が、例えば１．８
秒間行われる。そして、この射出部４０からの射出完了
信号に基づいて、制御装置２４がリレー５６に制御信号
を出力し、電磁弁５５をＯＮにすることによって、高精
度に圧縮空気の供給を開始する。これにより、供給され
た圧縮空気が充填時の樹脂流動へ悪影響を及ぼして樹脂
の充填不良が発生することを防止できる。

【００６０】電磁弁５５がＯＮすると、複数の通気口１
８，１９には保圧時の成形キャビティ２０内のピーク圧
力（約３５ＭＰａ）よりも低い一定圧力の圧縮空気（例
えば、０．６ＭＰａ）が供給される。これにより、成形
キャビティ２０内に射出充填された成形材料Ｍの複数の
通気口１８，１９に対応する通気口部に所定の空気圧が
付与される。そのため、成形材料Ｍの転写面に対応する
転写面部には空気圧は付与されないので、転写面部と通
気口部との間に圧力差が発生される。また、冷却過程中
においては通気口部の冷却効果は空気に接しているため
低下され固化が遅らされる。なお、成形キャビティ２０
内に射出充填された成形材料Ｍは、図５の例では、射出
充填完了後、１０秒間保圧され、その後５０秒間冷却さ
れる。

【００６１】ここで、ひけは成形キャビティ２０の成形
面から成形材料Ｍが離れることにより発生するものであ
るが、成形材料Ｍの固化の遅い箇所、樹脂内圧の低い箇
所、あるいは互いの面間に空気等が侵入しない限り負圧
に抗して離れなければならないため空気層の存在箇所お
よびその真空が破壊され易い箇所等に発生し易い。した
がって、通気口部の固化が遅らされるとともに所定の空
気圧が加えられているため、通気口部（図３中２点鎖線
で示す部分）に選択的にひけが発生され、転写面部にひ
けが発生することなく金型の転写面が高精度に転写され
る。

【００６２】ここで、圧縮空気供給の終了は、転写面１
３，１４の極近傍に設けられた圧力センサ３１による樹
脂内圧測定の測定結果に基づいて行う。具体的には、圧
力センサ３１による転写面近傍における樹脂内圧が、ゲ
ージ圧で０（ゼロ）[ＭＰａ]に到達した時点で、制御装
着２４はリレー５６の制御信号を解除して電磁弁５５を
ＯＦＦにする。これにより、樹脂の冷却固化後の不必要
な圧縮空気の供給を無くし、圧縮空気供給によって生じ
る成形キャビティ２０内の局所的な温度分布を減少さ
せ、変形や成形歪の少ない高精度な成形品を得ることが
できる。

【００６３】なお、成形キャビティの形状や成形材料の
種類等によっては、圧力センサ３１の測定結果が０[Ｍ
Ｐａ]に到達した時点で圧縮空気供給を終了する制御に
限らず、それよりも手前のタイミングで終了してもよ
い。例えば、圧力センサ３１の測定結果が、１[ＭＰａ]
に下がった時点で、圧縮空気供給を終了するように制御
してもよい。

【００６４】さらに、成形キャビティの形状や成形材料
の種類等によっては、成形キャビティ２０内の樹脂圧力
が所定圧力に到達した時点から、所定時間経過後に圧縮
空気供給を終了するように制御してもよい。この場合に
は、制御装置２４のシーケンスプログラム上に、あらか
じめ設定された時間（例えば４０秒）でタイムアップす
る内部タイマを設定しておく。そして、射出充填完了後
に、圧力センサ３１の測定結果が、例えばピーク圧より
も若干低い圧力（例えば、３０[ＭＰａ]）に到達した時
点から上記内部タイマが計測を開始し、この内部タイマ
がタイムアップした時点（４０秒経過後）で圧縮空気の
供給を終了させるように制御してもよい。

【００６５】本実施形態に係る射出成形機１では、成形
品の形状に応じて、通気口に供給する圧縮空気の空気圧
の大きさや供給時間を自由に設定することができる。こ
れにより、特にキャビティ形状が複雑な場合（偏肉、微
細な凹凸パターンを有する形状等）であっても、確実に
通気口部に選択的にひけを発生させるとともに、そのひ
け量を的確に制御することができる。よって、成形品の
転写面部にひけが発生することなく金型の転写面が高精
度に転写される。また、樹脂の冷却固化後に不必要な圧
縮空気の供給を確実に無くし、圧縮空気供給によって生
じるキャビティ内の局所的な温度分布を減少させ、変形
や成形歪の少ない高精度な成形品を得ることができる。

【００６６】なお、上記実施形態１では、樹脂成形品と
してギヤを成形する場合について説明したが、ギヤに限
らず外周面が平面である円筒形状の樹脂成形品や、レン
ズなどの光学用部品等を、転写性に優れしかも高精度に
成形することができる。また、キャビティの通気口に対
応する成形材料の通気口部に圧縮空気を付与する構成に
ついて説明したが、付与する気体は圧縮空気に限らず、
例えば、高圧窒素ガスボンベを設けて圧縮窒素ガスを通
気口部に供給することもできる。さらに、油圧で作動す
る横型の射出成形機に適用した例について説明したが、
これに限られるものではなく、電動で作動するものや、
縦型の射出成形機に適用できるのはもちろんである。

【００６７】〔変形例１〕成形キャビティ２０内に射出
充填された成形材料Ｍは冷却過程で徐々に固化していく
ため、成形材料Ｍの固化に伴って複数の通気口１８、１
９に供給する圧縮空気の空気圧を減圧することが望まし
い。図６は、本変形例１に係る圧縮空気供給手段６０の
構成説明図である。また、図７は、圧縮空気供給手段６
０による上記複数の通気口１８，１９への圧縮空気の供
給制御の一例を説明するための図である。

【００６８】図６において、本変形例１に係る圧縮空気
供給手段６０は、上記実施形態１で説明した電磁弁５５
の排気ポート５５ａに速度制御弁６１とサイレンサ６２
とを接続して構成している。そして、溶融樹脂Ｍの成形
キャビティ２０内への充填完了直後に電磁弁５５をＯＮ
にして、上記複数の通気口１８，１９への圧縮空気の供
給を開始する。電磁弁５５がＯＮすると、複数の通気口
１８，１９には保圧時の成形キャビティ２０内のピーク
圧力（約３５ＭＰａ）よりも低い一定圧力の圧縮空気
（例えば、０．６ＭＰａ）が供給される。これにより、
成形キャビティ２０内に射出充填された成形材料Ｍの複
数の通気口１８，１９に対応する通気口部に所定の空気
圧が付与される。

【００６９】本変形例１では、図７に示すように、転写
面近傍における樹脂内圧がピーク圧（約３５ＭＰａ）に
到達した時点で、圧力センサ３１の検出結果に基づき、
制御装着２４はリレー５６の制御信号を解除して電磁弁
５５をＯＦＦにして圧縮空気の供給を終了する。する
と、成形キャビティ２０内の圧縮空気は電磁弁５５の排
気ポート５５ａから排気されるが、速度制御弁６１によ
り排気が制限されるため、図中二点鎖線で示すグラフの
ように連続的に徐々に減圧していく。そして、圧力セン
サ３１による転写面近傍における樹脂内圧が０[ＭＰａ]
に到達した時点と略同じタイミングで、複数の通気口１
８，１９に対応する通気口部の空気圧も０[ＭＰａ]とな
る。

【００７０】このように、速度制御弁６１を設けて、成
形キャビティ２０内に射出充填された成形材料Ｍの固化
に伴って複数の通気口１８、１９に供給する圧縮空気の
空気圧を連続的に徐々に減圧することにより、変形や成
形歪の少ないより高精度な成形品を得ることができる。

【００７１】なお、上記圧縮空気供給手段６０に替え
て、エアー圧力精密レギュレータを設けることもでき
る。そして、圧力センサ３１の検出結果に基づいて、エ
アー圧力精密レギュレータの空気圧を制御すれば、上記
速度制御弁６１による減圧に比べ、より精密な空気圧制
御が可能となる。

【００７２】〔変形例２〕上記変形例１では圧縮空気の
供給圧力を連続的に徐々に減圧する構成について説明し
たが、段階的に減圧する構成とすることもできる。図８
は、本変形例２に係る圧縮空気供給手段７０の構成説明
図である。また、図９は、圧縮空気供給手段７０による
上記複数の通気口１８，１９への圧縮空気の供給制御の
一例を説明するための図である。

【００７３】本変形例２に係る圧縮空気供給手段７０で
は、上記複数の通気口１８，１９への圧縮空気の空気圧
を切替えることができる構成となっている。図８におい
て、空気圧源５１の圧縮空気は空気圧フィルタ５２を通
過した後に、電磁弁７１で中圧ラインＬ_Ｍと高圧ライン
Ｌ_Ｈとのいずれか一方に切替えて供給される。電磁弁７
１としては、例えば３ポート２位置シングルソレノイド
バルブでノーマルオープンタイプを用いる。電磁弁７１
がＯＦＦのときは圧縮空気が中圧ラインＬ_Ｍに供給さ
れ、ＯＮのときは高圧ラインＬ_Ｈに供給されるようにな
っている。中圧ラインＬ_Ｍと高圧ラインＬ_Ｈとにはそれ
ぞれ電磁弁７２，７３が設けられている。これらの電磁
弁７２，７３としては、例えば２ポート２位置シングル
ソレノイドバルブでノーマルクローズタイプを用いる。
中圧ラインＬ_Ｍと高圧ラインＬ_ＨはＴ型配管等でつなが
っており、電磁弁７４に接続されている。電磁弁７４と
しては、例えば３ポート２位置シングルソレノイドバル
ブでノーマルクローズタイプを用いる。なお、上記４つ
の電磁弁７１，７２，７３，７４はそれぞれリレー７
５，７６，７７，７８を介して制御装置２４に接続され
ている。

【００７４】そして、図９に示すように、溶融樹脂の成
形キャビティ２０内への充填完了直後に電磁弁７１と電
磁弁７２と電磁弁７４とをＯＮにして、上記複数の通気
口１８，１９への圧縮空気の供給を開始する。各電磁弁
７１，７２，７４がＯＮすると、複数の通気口１８，１
９には高圧側の圧縮空気（例えば、０．６ＭＰａ）が供
給される。そして、圧力センサ３１による転写面近傍に
おける樹脂内圧が第１切替圧力Ｐ１（例えば、３０ＭＰ
ａ）まで下がった時点で、制御装着２４は２つのリレー
７５，７７の制御信号を解除して各電磁弁７１，７２を
ＯＦＦにし、同時に電磁弁７３をＯＮにする。すると、
複数の通気口１８，１９には中圧側の圧縮空気（例え
ば、０．３ＭＰａ）が切替えて供給される。さらに、圧
力センサ３１による転写面近傍における樹脂内圧が第２
切替圧力Ｐ２（例えば、２０ＭＰａ）まで下がった時点
で、制御装着２４は２つのリレー７６，７８の制御信号
を解除して各電磁弁７３，７４をＯＦＦにし、圧縮空気
の供給を終了する。

【００７５】このように、成形キャビティ２０内に射出
充填された成形材料Ｍの固化に伴って複数の通気口１
８、１９に供給する圧縮空気の空気圧を段階的に下げる
ことにより、変形や成形歪の少ないより高精度な成形品
を得ることができる。なお、上記高圧ラインＬ_Ｈと中圧
ラインＬ_Ｍとに加えて低圧ラインＬ_Ｌを設け、図１０に
示すように、低圧側の圧縮空気（例えば、０．１ＭＰ
ａ）を供給することにより、圧縮空気の空気圧を３段階
で減圧することができ、より高精度な成形品を得ること
ができる。

【００７６】〔実施形態２〕上記実施形態１等では、供
給する圧縮空気の圧力や供給時間は複数の連通孔で全て
同じであったが、圧縮空気の供給ラインを複数設けて連
通孔ごとに供給する圧縮空気の圧力や供給時間を異なら
せることもできる。図１１（ａ）は、レンズを成形する
場合の成形キャビティ８０を画成する一対の入れ子８
１，８２の断面拡大図である。また、図１１（ｂ）は、
同図（ａ）中の矢視Ｃ−Ｃ方向から見た入れ子８２のパ
ーティング面の平面図と、圧縮空気供給手段９０との説
明図である。

【００７７】図１１（ａ）において、成形キャビティ８
０の縦寸法は中央部付近が最も厚く、両端部側が最も薄
くなっている。そして、一対の入れ子８１，８２の非転
写面である側面８１ａ，８２ａには複数の通気口８３，
８４が形成されている。このような形状の成形キャビテ
ィ８０にゲート８５から成形材料Ｍを射出充填すると、
両端部の薄い部分が早く硬化し中央部の厚い部分の硬化
が遅れるため、複数の連通孔８３，８４に同一の条件で
圧縮空気を供給すると、両端部側の薄い部分が変形した
り、成形歪みが生じたりし易い。そこで、本実施形態で
は成形キャビティ８０内に射出充填された成形材料Ｍの
肉厚部分と肉薄部分とに対応する通気口に、異なる条件
の圧縮空気を供給するように構成した。

【００７８】図１１（ｂ）において、入れ子８２の側面
８２ａには、複数の通気口８４ａ〜ｅが形成されてい
る。ここで、成形キャビティ８０の両端部の薄い部分に
対応した通気口８４ａ，ｂは連通孔８６につながってい
て、圧縮空気供給手段９０により同一条件の圧縮空気が
供給される。一方、成形キャビティ８０の中央部の厚い
部分に対応した通気口８４ｃ，ｄ，ｅは他の連通孔８７
につながっていて、圧縮空気供給手段９０により同一条
件の圧縮空気が供給される。なお、側面８２ａと対向す
る側面８２ｂには、２組の圧力センサ８８，８９が配設
されている。一方の組の圧力センサ８８は通気口８４
ａ，ｂと対向する位置に配設され、他方の組の圧力セン
サ８９は通気口８４ｃ，ｄ，ｅと対向する位置に配設さ
れている。

【００７９】圧縮空気供給手段９０においては、空気圧
源５１の圧縮空気が空気圧フィルタ５２を介して２つの
減圧弁９１，９２に供給される。各減圧弁９１，９２は
それぞれ電磁弁９３，９４に接続されており、図中下側
の電磁弁９４は上記連通孔８６を介して通気口８４ａ，
ｂに圧縮空気を供給する。また、図中上側の電磁弁９３
は上記連通孔８７を介して通気口８４ｃ，ｄ，ｅに圧縮
空気を供給する。ここで、成形キャビティ８０の中央部
の通気口８４ｃ，ｄ，ｅに供給する圧縮空気に比べて、
両端部側の薄い部分の通気口８４ａ，ｂに供給する圧縮
空気の空気圧が低くなるように設定しておく。

【００８０】そして、成形キャビティ８０への成形材料
Ｍの射出充填完了直後に２つの電磁弁９３，９４をＯＮ
にして複数の通気口８４ａ〜ｅに圧縮空気を供給する。
そして、２組の圧力センサ８８，８９の検出結果に基づ
いて、例えば圧力センサ８８近傍の樹脂内圧が０[ＭＰ
ａ]になった時点で電磁弁９４をＯＦＦし、圧力センサ
８９近傍の樹脂内圧が０[ＭＰａ]になった時点で電磁弁
９３をＯＦＦにする制御を行う。これにより、成形キャ
ビティ８０内に射出充填された成形材料Ｍの中央部の厚
肉部分の通気口部に付与される空気圧に比べ、両端部側
の薄肉の部分の通気口部に付与される空気圧の方が圧力
が低くなる。また、厚肉部分に比べ薄肉部分の方が早く
硬化して樹脂内圧が０[ＭＰａ]になるので、圧縮空気が
付与される時間は、厚肉部分よりも薄肉部分の方が短く
なる。

【００８１】このように、複数の通気口に異なる条件で
圧縮空気を供給することができ、複数の通気口に同一条
件の圧縮空気を供給する場合に比べ、圧縮空気供給によ
って生じるキャビティ内の局所的な温度分布を減少さ
せ、変形や成形歪の少ないより高精度な成形品を得るこ
とができる。特に、薄肉部分の変形や成形歪みを防ぐこ
とができる。さらに、複雑な形状のキャビティであって
も、通気口部に均一にひけを発生させ、成形品の転写面
部にひけが発生することなく金型の転写面がより高精度
に転写される。

【００８２】なお、本実施形態２では、レンズを成形す
る場合について説明したが、レンズに限らず、ミラーや
プリズム等の他の光学用部品を高精度に成形することも
できる。

【００８３】〔変形例３〕上記実施形態２では、圧縮空
気の供給ラインを複数設けて、連通孔ごとに供給する圧
縮空気の圧力や供給時間を異ならせる構成としたが、エ
アー圧力精密レギュレータを設けて圧縮空気の圧力を任
意に制御する構成とすることもできる。図１２は、本変
形例３に係る圧縮空気供給手段９５の説明図である。

【００８４】図１２において、上記実施形態２で示した
減圧弁や電磁弁に替えて、圧縮空気の供給ラインにそれ
ぞれエアー圧力精密レギュレータ９６，９７を設けてい
る。エアー圧力精密レギュレータ９６，９７には、空気
圧フィルタ５２を介して空気圧源５１の圧縮空気が供給
される。図中下側のエアー圧力精密レギュレータ９７は
連通孔８６を介して通気口８４ａ，ｂに圧縮空気を供給
する。また、図中上側のエアー圧力精密レギュレータ９
６は連通孔８７を介して通気口８４ｃ，ｄ，ｅに圧縮空
気を供給する。各エアー圧力精密レギュレータ９６，９
７は、制御装着２４に接続されている。

【００８５】そして、制御装置２４は圧力センサ８８の
検出結果に基づいて制御信号をエアー圧力精密レギュレ
ータ９７に入力し、エアー圧力精密レギュレータ９７は
連通孔８６を介して通気口８４ａ，ｂに圧縮空気を供給
する。また、制御装置２４は圧力センサ８９の検出結果
に基づいて制御信号をエアー圧力精密レギュレータ９６
に入力し、エアー圧力精密レギュレータ９６は連通孔８
７を介して通気口８４ｃ，ｄ，ｅに圧縮空気を供給す
る。

【００８６】上記エアー圧力精密レギュレータ９６，９
７は、供給空気圧の圧力を任意に制御できるので、連続
的な減圧や段階的な減圧が可能で、圧力センサ８８，８
９の検出結果に基づいて、最適な圧力の空気圧を供給す
ることができる。これにより、複雑な形状のキャビティ
であっても、変形や成形歪の少ないより高精度な成形品
を得ることができる。また、通気口部に均一にひけを発
生させ、成形品の転写面部にひけが発生することなく金
型の転写面を高精度に転写することができる。

【００８７】

【発明の効果】請求項１乃至１０の発明によれば、成形
材料の転写面以外の非転写面に圧縮気体を付与すること
ができる金型を用いて成形する場合に、該非転写面にひ
けを効果的に誘導して該転写面の高転写性を確保しつ
つ、変形や成形歪の少ない高精度な成形品が得られると
いう優れた効果がある。この結果、高精度な成形品が得
られる。

【００８８】特に、請求項２，４，５，７，９，１０の
発明によれば、複雑な形状を有するキャビティに成形材
料を射出充填して成形する場合に、変形や成形歪みのな
い成形品を成形することが可能となるという優れた効果
がある。また、ひけ量を的確に制御することが可能とな
り、転写面をより高精度に成形品に転写することが可能
となるという優れた効果もある。

【００８９】特に、請求項３及び８の発明によれば、キ
ャビティ内への成形材料の充填不良、及び成形品の変形
や成形歪みを防止することができるという優れた効果が
ある。

【００９０】特に、請求項１１の発明によれば、少なく
とも１つ以上の光学転写面を有する樹脂成形品を成形す
るにあたって、転写面の高転写性を確保しつつ、変形や
成形歪の少ない高精度な樹脂成形品が得られるという優
れた効果がある。

【００９１】請求項１２の発明によれば、円筒形状で、
かつ外周面で平部又は複数の凹凸を有する歯部と一体化
している樹脂形成品を成形するにあたって、転写面の高
転写性を確保しつつ、変形や成形歪の少ない高精度な樹
脂成形品が得られるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る射出成形機の要部の説明図。

【図２】制御装置（ＰＣ）のＣＰＵを中心とした構成
図。

【図３】図１の成形型の断面図。

【図４】成形キャビティ２０近傍の拡大図。

【図５】圧縮空気供給手段５０による複数の通気口１
８，１９への圧縮空気の供給制御の一例の説明図。

【図６】変形例１に係る圧縮空気供給手段６０の構成説
明図。

【図７】変形例１の圧縮空気供給手段６０による複数の
通気口１８，１９への圧縮空気の供給制御の一例の説明
図。

【図８】変形例２に係る圧縮空気供給手段７０の構成説
明図。

【図９】変形例２の圧縮空気供給手段７０による複数の
通気口１８，１９への圧縮空気の供給制御の一例の説明
図。

【図１０】圧縮空気の空気圧を３段階で減圧する圧縮空
気の供給制御の一例の説明図。

【図１１】（ａ）は、実施形態２に係る、レンズを成形
する場合のキャビティ８０を画成する一対の入れ子８
１，８２の断面拡大図。（ｂ）は、同図（ａ）中の矢視
Ｃ−Ｃ方向から見た入れ子８２の平面図に、圧縮空気供
給手段９０を記載した説明図。

【図１２】変形例３に係る圧縮空気供給手段９５の説明
図。

【図１３】（ａ）は、従来例に係る、射出成形金型の一
例を示すパーティング面の平面図。（ｂ）は、同図
（ａ）中のＡ−Ａ断面図。（ｃ）は、同図（ａ）中のＢ
−Ｂ断面図。

【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、従来例に係る射出充填時
の溶融樹脂およびキャビティ内の空気の流れの説明図。

【図１５】従来例に係る、通気口１１８およびバイパス
１４９を介して圧縮装置１４４から所定圧力の空気を付
与して樹脂部ｍ’にひけを発生させる構成の射出成形金
型の説明図。

【符号の説明】

１ 射出成形機 ２ 型締装置 ３ 固定用ダイプレート ４ 移動用ダイプレート ５ 駆動部（ラム） ６ ガイドロッド ７ ピストンロッド １０ 成形型 １１ 右型 １２ 左型 １８，１９ 通気口 ２０ 成形キャビティ ２１〜２３ Ｉ／Ｆ（インターフェース） ２４ 制御置（ＰＣ） ２４０ ＣＰＵ ３１ 圧力センサ ４０ 射出部 ４１ 射出スクリュー ４２ ホッパ ４７ スクリューシリンダ ５０，７０，８０、９０、９５ 圧縮空気供給手段 ５５，７１，７２，７３，７４，９３，９４ 電磁弁 ５７，５８ 連通孔 ６１ 速度制御弁 ９６，９７ エアー圧力精密レギュレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AG26 AG28 AH12 AH74 AH75 AM34 AP02 AR02 CA11 CB01 CK11 CK90 4F206 AG26 AG28 AH12 AH74 AH75 AM34 AP02 AR02 JA07 JL02 JM05 JN25 JQ81 JQ90

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定容積のキャビティを画成する成形面
   と、該成形面に少なくとも１つ以上形成され成形品に所
   定の平滑性を有する面を転写する転写面と、該成形面に
   開口し該キャビティ内に溶融した成形材料を射出充填す
   るゲートと、該成形面の転写面以外の非転写面に所定面
   積で開口する少なくとも１つ以上の通気口と、該通気口
   に連通して該通気口に対応する成形材料の通気口部に所
   定の気体圧を付与する少なくとも１つ以上の連通孔とを
   備えた射出成形金型と、該通気口を介して所定の気体圧
   力を成形材料の該通気口部に付与するように該連通孔か
   ら気体を送り込む気体供給手段とを有し、該キャビティ
   内に溶融した成形材料を該ゲートを介して射出充填し冷
   却して成形する射出成形装置において、上記キャビティ
   内に射出充填された上記成形材料の上記転写面近傍にお
   ける圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段の
   検出結果に基づいて、上記気体供給手段が上記成形材料
   の上記通気口部に付与する気体圧の供給条件を制御する
   制御手段とを有することを特徴とする射出成形装置。
2. 【請求項２】請求項１の射出成形装置において、上記圧
   力検出手段が上記転写面の近傍に少なくとも２つ以上の
   複数の圧力センサを有し、該複数の圧力センサの近傍に
   それぞれ上記通気口を備え、上記制御手段が、該複数の
   圧力センサの検出結果に基づいて、該複数の圧力センサ
   の近傍に備えられた該通気口に対応する成形材料の通気
   口部ごとに付与する気体圧の供給時間を制御するように
   上記気体供給手段を制御することを特徴とする射出成形
   装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２の射出成形装置において、
   上記制御手段は、上記気体供給手段による上記通気口部
   へ付与する気体圧の供給を、上記成形材料の上記キャビ
   ティ内への充填完了直後から開始し、上記圧力検出手段
   による検出結果が０［ＭＰａ］になった時点で終了する
   ことを特徴とする射出成形装置。
4. 【請求項４】請求項１の射出成形装置において、上記圧
   力検出手段が上記転写面の近傍に少なくとも２つ以上の
   複数の圧力センサを有し、該複数の圧力センサの近傍に
   それぞれ上記通気口を備え、上記制御手段が、該複数の
   圧力センサの検出結果に基づいて、該複数の圧力センサ
   近傍の該通気口に対応する成形材料の通気口部ごとに付
   与する気体圧の供給圧力を制御するように上記気体供給
   手段を制御することを特徴とする射出成形装置。
5. 【請求項５】請求項１又は４の射出成形装置において、
   上記制御手段が、上記圧力検出手段の検出結果に基づい
   て、上記成形材料の上記通気口部に付与する気体圧の供
   給圧力を段階的あるいは連続的に変化させるように上記
   気体供給手段を制御することを特徴とする射出成形装
   置。
6. 【請求項６】所定容積のキャビティを画成する成形面
   と、該成形面に少なくとも１つ以上形成され成形品に所
   定の平滑性を有する面を転写する転写面と、該成形面に
   開口し該キャビティ内に溶融した成形材料を射出充填す
   るゲートと、該成形面の転写面以外の非転写面に所定面
   積で開口する少なくとも１つ以上の通気口と、該通気口
   に連通して該通気口に対応する成形材料の通気口部に所
   定の気体圧を付与する少なくとも１つ以上の連通孔とを
   備えた射出成形金型を用い、該キャビティ内に溶融した
   成形材料を該ゲートを介して射出充填し、該通気口を介
   して所定の気体圧を成形材料の該通気口部に付与して成
   形する成形方法において、上記キャビティ内に射出充填
   された成形材料の上記転写面近傍における圧力に基づい
   て、上記成形材料の上記通気口部に付与する気体圧の供
   給条件を制御することを特徴とする成形方法。
7. 【請求項７】請求項６の成形方法において、上記キャビ
   ティ内に射出充填された上記成形材料の上記転写面近傍
   における少なくとも２箇所以上の圧力を検出し、該検出
   された圧力に基づいて、該２箇所以上の圧力検出箇所近
   傍に設けられた通気口に対応する成形材料の通気口部ご
   とに気体圧の供給時間を制御することを特徴とする成形
   方法。
8. 【請求項８】請求項６又は７の成形方法において、上記
   通気口部への気体供給を、上記成形材料の上記キャビテ
   ィ内への充填完了直後から開始し、上記転写面近傍にお
   ける該成形材料の圧力が０［ＭＰａ］になった時点で終
   了することを特徴とする成形方法。
9. 【請求項９】請求項６の成形方法において、上記キャビ
   ティ内に射出充填された上記成形材料の上記転写面近傍
   における少なくとも２箇所以上の圧力を検出し、該検出
   された圧力に基づいて、該２箇所以上の圧力検出箇所近
   傍に設けられた通気口に対応する成形材料の通気口部ご
   とに供給する気体圧の圧力を制御することを特徴とする
   成形方法。
10. 【請求項１０】請求項６又は９の成形方法において、上
    記キャビティ内に射出充填された成形材料の圧力に基づ
    いて、上記成形材料の上記通気口部に付与する気体圧の
    供給圧力を段階的あるいは連続的に変化させることを特
    徴とする成形方法。
11. 【請求項１１】請求項１，２，３，４又は５に記載の射
    出成形装置、又は、請求項６，７，８，９又は１０に記
    載の成形方法によって得られた、少なくとも１つ以上の
    光学転写面を有することを特徴とする樹脂成形品。
12. 【請求項１２】請求項１，２，３，４又は５に記載の射
    出成形装置、又は、請求項６，７，８，９又は１０に記
    載の成形方法によって得られた、円筒形状で、かつ該円
    筒外周面に平部又は複数の凹凸を有する歯部のうち少な
    くとも一方が一体で形成されていることを特徴とする樹
    脂成形品。