JP2012250510A - 射出成形金型、射出成形品及び射出成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い面精度が要求される高品質要求面の一部のみが、他の部分よりも高い面精度を要求されている射出成形品において、他の部分よりも高い面精度を要求されている部分に発生するヒケを、要求される面精度が低い他の部分よりも抑制すること。
【解決手段】
成形空間へ射出されて固化した溶融樹脂により形成される射出成形品を製造する射出成形金型が備え、射出成形品が有する高品質要求面と対応する高品質要求面形成用入れ子６を、高品質要求面のうち高面精度要求部に対応する第一入れ子部材１２と、高品質要求面のうち高面精度要求部よりも要求される面精度が低い部分である高面精度非要求部に対応し、且つ第一入れ子部材１２よりも熱伝導率が低い第二入れ子部材１４を備える構成とし、第一入れ子部材１２と第二入れ子部材１４とを連結して、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４を成形空間と対向させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、光学プリズム等、一つの面の一部のみに形成された、高い面精度が要求される高面精度要求部を有する射出成形品と、その射出成形品を製造する射出成形金型及び射出成形方法に関する。

従来、例えば、光学素子（プリズム）のような、高い面精度（平面度等）を要求される高品質要求面を有する射出成形品を製造する射出成形金型としては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１に開示されている射出成形金型は、ベース部材上に形成されて成形型を構成する表面層を有しており、この表面層は、ベース部材よりも熱伝導率が小さくなるように形成されている。

特開２００５‐２３８６３１号公報

ところで、射出成形品（光学プリズム）には、高品質要求面の中心及びその周辺部分等、高品質要求面の一部のみが、他の部分よりも高い面精度を要求されているものがある。
そして、特許文献１に開示されている射出成形金型では、成形型のうち、射出成形品の意匠面を成形する面の全体に、ベース部材よりも熱伝導率が小さい表面層を設けることにより、射出成形品の意匠面における金型との熱交換を均一化している。

このため、特許文献１に開示されている射出成形金型では、高品質要求面における金型との熱交換が均一化されることとなる。したがって、上述したような、高品質要求面の一部のみが、他の部分よりも高い面精度を要求されている射出成形品の製造に関しては、高品質要求面のうち、他の部分よりも高い面精度を要求されている部分で発生するヒケを、他の部分に発生するヒケよりも抑制することは困難である。
本発明の課題は、高い面精度が要求される高品質要求面の一部のみが、他の部分よりも高い面精度を要求されている射出成形品において、他の部分よりも高い面精度を要求されている部分に発生するヒケを、要求される面精度が低い他の部分よりも抑制することである。

以上の課題を解決するため、本発明の一態様に係る射出成形金型（例えば、図１の射出成形金型１）は、型閉じ及び型開きが可能な一組の金型（例えば、図１の固定側金型２と可動側金型４）のうち少なくとも一方に取り付けられている高品質要求面形成用入れ子（例えば、図１の高品質要求面形成用入れ子６）と、前記型閉じ状態において前記高品質要求面形成用入れ子を含む前記一組の金型間に形成され、且つ溶融樹脂（例えば、図３の溶融樹脂Ｒ）が射出される成形空間を形成する成形空間形成部（例えば、図１の、固定側開口部８の内壁面、可動側金型４のうち固定側開口部８と対向する面、高品質要求面形成用入れ子６のうち固定側開口部８と対向する面）と、を備え、前記高品質要求面形成用入れ子は、前記成形空間と対向する第一入れ子部材（例えば、図２の第一入れ子部材１２）と、当該第一入れ子部材よりも熱伝導率が低く且つ前記第一入れ子部材に連結されて前記成形空間と対向する第二入れ子部材（例えば、図２の第二入れ子部材１４）と、を備えることを特徴としている。

このような構成により、成形空間へ射出されて表面が固化した溶融樹脂の内部における固化の進行は、第一入れ子部材と接触している部分よりも、第二入れ子部材と接触している部分で遅くなる。
これにより、内部の固化が進行する際に溶融樹脂に発生する収縮のうち、高品質要求面形成用入れ子と接触している面に発生する収縮を、第二入れ子部材と接触している部分に集中して発生させることが可能となる。
このため、内部の固化が進行する溶融樹脂のうち、高品質要求面形成用入れ子と接触している面において、第一入れ子部材と接触している部分に発生するヒケを抑制することが可能となるため、射出成形品の品質を向上させることが可能となる。

また、本発明の一態様に係る射出成形金型は、前記高品質要求面形成用入れ子は、前記第一入れ子部材及び前記第二入れ子部材のうち前記成形空間と対向する面を覆う層である入れ子表層部（例えば、図２の入れ子表層部１６）を備えることを特徴としている。
このような構成により、第一入れ子部材と第二入れ子部材との間に段差が形成されている場合であっても、内部の固化が進行する溶融樹脂の、高品質要求面形成用入れ子と接触している面のうち、第一入れ子部材と第二入れ子部材との連結部分と対応する位置に段差が形成されることが抑制される。
これにより、第一入れ子部材と第二入れ子部材との連結部分に段差が形成されている場合であっても、内部の固化が進行する溶融樹脂の、高品質要求面形成用入れ子と接触している面を、要求される高い面精度を有する面に形成することが可能となる。

また、本発明の一態様に係る射出成形金型は、前記入れ子表層部の熱伝導率は、前記第一入れ子部材の熱伝導率よりも高いことを特徴としている。
このような構成により、入れ子表層部を形成する材料として、第一入れ子部材を形成する材料よりも熱伝導率が低い材料を用いた場合と比較して、内部の固化が進行する溶融樹脂の、高品質要求面形成用入れ子と接触している面における、第一入れ子部材との熱交換による冷却を、第二入れ子部材との熱交換による冷却よりも早く進行させることが可能となる。

これにより、第一入れ子部材と第二入れ子部材との連結部分に段差が形成されている場合であっても、この段差を入れ子表層部により抑制することが可能であるとともに、内部の固化が進行する際に溶融樹脂に発生する収縮のうち、高品質要求面形成用入れ子と接触している面に発生する収縮を、第二入れ子部材と接触している部分に集中して発生させることが可能となる。

また、本発明の一態様に係る射出成形金型は、前記入れ子表層部の熱伝導率は、前記第一入れ子部材の熱伝導率以下であり且つ前記第二入れ子部材の熱伝導率よりも高いことを特徴としている。
このような構成により、入れ子表層部の熱伝導率を、第一入れ子部材の熱伝導率よりも高くした場合と比較して、入れ子表層部を形成する材料の選択肢が増加する。
これにより、射出成形金型の設計自由度を向上させることが可能となる。

また、本発明の一態様に係る射出成形品（例えば、図５の射出成形品Ｐ）は、固化した溶融樹脂により形成され、高品質要求面（例えば、図５の高品質要求面Ｐ１）と、当該高品質要求面よりも面精度が低い高品質非要求面（例えば、図５の高品質非要求面Ｐ２）と、を有し、前記高品質要求面は、高面精度要求部（例えば、図５の高面精度要求部Ａ１）と、当該高面精度要求部よりも面精度が低い高面精度非要求部（例えば、図５の高面精度非要求部Ａ２）と、を有することを特徴としている。

このような構成により、溶融樹脂の内部の固化が進行する際に高品質要求面で発生する収縮を、高品質要求面のうち高面精度非要求部に集中して発生させることが可能となるため、高面精度要求部の面精度を優先して向上させることが可能となる。
これにより、高品質要求面のうち、高面精度非要求部よりも高い面精度を要求されている高面精度要求部に発生するヒケを、高面精度非要求部よりも抑制することが可能となるため、射出成形品の品質を向上させることが可能となる。

また、本発明の一態様に係る射出成形品は、前記高面精度要求部は、前記高品質要求面の中心及びその周辺を形成し、前記高面精度非要求部は、前記高品質要求面のうち前記高面精度要求部よりも高品質要求面の中心から離れた部分を形成し、前記高面精度非要求部の面精度は、前記高面精度要求部と前記高面精度非要求部との境界から離れるほど低下していることを特徴としている。

このような構成により、高面精度非要求部の面精度は、高面精度要求部と高面精度非要求部との境界から離れるほど低下する
これにより、高品質要求面のうち、中心から離れた部分、すなわち、高い面精度が要求されない部分に発生するヒケが大きい射出成形品を製造することが可能となり、射出成形品に要求されている品質の低下を抑制することが可能となる。

また、本発明の一態様に係る射出成形方法は、型閉じ及び型開きが可能な一組の金型のうち少なくとも一方に取り付けられている高品質要求面形成用入れ子を含む前記一組の金型間に前記型閉じ状態において形成されている成形空間へ、溶融樹脂を射出する射出工程と、前記射出工程において前記成形空間へ射出された前記溶融樹脂を前記高品質要求面形成用入れ子と接触した状態で冷却して固化させる冷却工程と、を有し、前記冷却工程では、前記高品質要求面形成用入れ子が備える第一入れ子部材、及び当該第一入れ子部材よりも熱伝導率が低い第二入れ子部材と接触した状態の前記溶融樹脂を、前記第一入れ子部材及び前記第二入れ子部材との熱交換で冷却して固化させることを特徴としている。

このような構成により、冷却工程において、成形空間へ射出されて表面が固化した溶融樹脂の内部における固化の進行は、第一入れ子部材と接触している部分よりも、第二入れ子部材と接触している部分で遅くなる。
これにより、冷却工程において、内部の固化が進行する際に溶融樹脂に発生する収縮のうち、高品質要求面形成用入れ子と接触している面に発生する収縮を、第二入れ子部材と接触している部分に集中して発生させることが可能となる。
このため、内部の固化が進行する溶融樹脂のうち、高品質要求面形成用入れ子と接触している面において、第一入れ子部材と接触している部分に発生するヒケを抑制することが可能となり、射出成形品の品質を向上させることが可能となる。

また、本発明の一態様に係る射出成形方法は、前記冷却工程では、前記第一入れ子部材及び前記第二入れ子部材のうち前記成形空間と対向する面を覆う層である入れ子表層部と接触した状態の前記溶融樹脂を、前記入れ子表層部を介して前記第一入れ子部材及び前記第二入れ子部材との熱交換で冷却して固化させることを特徴としている。
このような構成により、第一入れ子部材と第二入れ子部材との間に段差が形成されている場合であっても、冷却工程において、内部の固化が進行する溶融樹脂の、高品質要求面形成用入れ子と接触している面のうち、第一入れ子部材と第二入れ子部材との連結部分と対応する位置に段差が形成されることが抑制される。
これにより、第一入れ子部材と第二入れ子部材との連結部分に段差が形成されている場合であっても、冷却工程において、内部の固化が進行する溶融樹脂の、高品質要求面形成用入れ子と接触している面を、要求される高い面精度を有する面に形成することが可能となる。

射出成形金型の概略構成を示す図である。 高品質要求面形成用入れ子の構成を示す図である。 射出工程において溶融樹脂を成形空間へ射出した状態の、射出成形金型の概略構成を示す図である。 取り出し工程において固定側金型と可動側金型を型開き状態とした状態の、射出成形金型の概略構成を示す図である。 射出成形品の構成を示す図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る射出成形品と、射出成形金型及び射出成形方法の実施の形態（実施形態）を説明する。
（第一実施形態）
（構成）
まず、図１及び図２を用いて、第一実施形態における、射出成形金型の構成について説明する。
図１は、射出成形金型１の概略構成を示す図であり、射出成形金型１の断面図である。
図１中に示す射出成形金型１は、型閉じ及び型開きが可能な一組の金型が、型閉じ状態である場合において、一組の金型間に形成される成形空間（キャビティ）内に溶融樹脂を射出し、この射出した溶融樹脂を固化させて射出成形品を製造する装置である。なお、成形空間に関する説明は、後述する。

ここで、第一実施形態では、一例として、射出成形品が、光の透過性を有しており、断面形状が直角三角形または略直角三角形であるプリズム形状である場合について説明する。これは、例えば、印刷機（プリンター）が備えるインクカートリッジに設けた、インク残量を検出するために光を透過させる部品である。
このため、第一実施形態では、溶融樹脂材料として、透明な樹脂を用いる場合について説明する。なお、射出成形品及び溶融樹脂材料の構成は、上記の構成に限定するものではない。

ここで、溶融樹脂材料としては、例えば、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ・Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ・Ｓｔｙｒｅｎｅ共重合合成樹脂）、ＰＳ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ＡＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ・Ｓｔｙｌｅｎｅ共重合化合物）、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ Ｍｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、環状オレフィン系等の樹脂を用いることが可能である。

また、上記のように、射出成形品を、光を透過させる部品とする場合、この射出成形品には、少なくとも光の入射面や出射面を形成する面（機能面）が、所望の形状からの変化度合いが少ない面であることが要求される。これは、例えば、射出成形品の面（機能面）に、所望の形状として平面が設定されている場合に、この面（機能面）には、凹凸や表面粗さ等の変化度合いが少ない面であることが要求されることを意味している。
したがって、第一実施形態では、射出成形品を、一例として、固化した溶融樹脂により形成され、高い面精度を要求される機能面である高品質要求面と、高品質要求面よりも面精度が低い高品質非要求面を有する光学プリズムとした場合を説明する。

さらに、第一実施形態では、射出成形品の構成を、高品質要求面の一部のみ、具体的には、高品質要求面の中心及びその周辺部分のみが、高品質要求面の他の部分よりも高い面精度として、高い平面度を要求されている高面精度要求部である場合を説明する。これに伴い、第一実施形態では、高品質要求面のうち、高面精度要求部以外の部分（他の部分）を、高面精度非要求部と記載する。

射出成形金型１は、図１中に示すように、上述した一組の金型として、固定側金型２と、可動側金型４を備えている。これに加え、射出成形金型１は、高品質要求面形成用入れ子６を備えている。なお、図１中では、型閉じ状態の射出成形金型１を示している。
固定側金型２は、ボルト等を用いて、射出成形金型１を保持するための固定盤（図示せず）に取り付けられており、その内部に、固定側開口部８と、入れ子収容空隙部１０と、樹脂通路（図示せず）が設けられている。

固定側開口部８は、溶融樹脂を充填する空間であり、固定側金型２のうち、可動側金型４と対向する面（図１中では、下側の面）に開口している。
入れ子収容空隙部１０は、高品質要求面形成用入れ子６を内部に収容可能な空間であり、固定側開口部８と連続している。
樹脂通路は、溶融樹脂が移動可能に形成されている。また、樹脂通路の一端側は、固定側開口部８に開口しており、樹脂通路の他端側は、図外の樹脂射出装置に連通している。
樹脂射出装置は、射出成形品の容積・形状等に応じて、溶融樹脂材料（固形樹脂材料等）を計量・可塑化し、この計量・可塑化した溶融樹脂を、樹脂通路へ射出する装置である。

また、固定側金型２は、固定側開口部８内へ突出可能なエジェクターピン（図示せず）を有している。このエジェクターピンは、固定側開口部８内に突出していない状態が通常の状態である。
なお、エジェクターピンを駆動させるための具体的な構成例としては、例えば、エジェクターピン及び公知のリターンピンが設けられた上側板材と、エジェクターピン及びリターンピンを押さえて固定するための下側板材を備えた構成がある。この場合、射出成形金型１が有する公知のエジェクター装置により、固定側開口部８内へエジェクターピンを突出させ、固定側開口部８内で固化させた射出成形品を取り出すこととなる。

可動側金型４は、図外の駆動機構に連結されており、駆動機構が発生する駆動力を用いて、上下方向（図１中における上下方向）へ移動可能に形成されている。なお、駆動機構とは、例えば、モーターの回転運動を用いた機械式のものや、油等の液体に圧力を加えた液圧式のものがある。
高品質要求面形成用入れ子６は、平板状に形成されており、入れ子収容空隙部１０内へ収容されている。なお、第一実施形態では、一例として、射出成形金型１の構成を、高品質要求面形成用入れ子６を一つのみ備えた構成とする。

ここで、第一実施形態では、上述したように、射出成形品の構成を、高品質要求面と高品質非要求面を有し、断面形状が直角三角形または略直角三角形であるプリズム形状としている。
このため、第一実施形態では、固定側金型２と、可動側金型４と、高品質要求面形成用入れ子６を、型閉じ及び型開きが可能な一組の金型、すなわち、固定側金型２と可動側金型４が型閉じ状態である場合において、固定側開口部８の内壁面と、可動側金型４のうち固定側開口部８と対向する面と、高品質要求面形成用入れ子６のうち固定側開口部８と対向する面との間に形成される成形空間が、断面形状が直角三角形または略直角三角形であるプリズム形状に対応するように形成する。

すなわち、第一実施形態では、固定側開口部８の内壁面と、可動側金型４のうち固定側開口部８と対向する面と、高品質要求面形成用入れ子６のうち固定側開口部８と対向する面が、成形空間を形成する成形空間形成部を構成している。したがって、第一実施形態の射出成形金型１は、型閉じ状態において高品質要求面形成用入れ子６を含む固定側金型２と可動側金型４との間に形成され、溶融樹脂が射出される成形空間を形成する成形空間形成部を備えている。

ここで、第一実施形態では、射出成形品が有する面のうち、成形空間内において高品質要求面形成用入れ子６と対向する面を、所望の形状として平面が設定されており、凹凸や表面粗さ等の変化度合いが少なく、高い面精度を要求される機能面である高品質要求面とする。これに伴い、第一実施形態では、射出成形品が有する面のうち、成形空間内において高品質要求面形成用入れ子６と対向しない面を、高品質要求面よりも面精度が低い高品質非要求面とする。

また、高品質要求面形成用入れ子６は、図２中に示すように、第一入れ子部材１２と、二つの第二入れ子部材１４と、入れ子表層部１６を備えている。なお、図２は、高品質要求面形成用入れ子６の構成を示す図であり、図２（ａ）は、図１のＩＩ線矢視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ線矢視図である。また、図２中では、説明のために、高品質要求面形成用入れ子６以外の図示を省略している。

第一入れ子部材１２は、六面体に形成されており、固定側開口部８と対向する面が、平面に形成されている。これは、上述したように、第一実施形態では、射出成形品の高面精度要求部が、高品質要求面の他の部分よりも高い面精度として、高い平面度を要求されているためである。なお、第一実施形態では、第一入れ子部材１２を、直方体に形成した場合を説明する。
なお、第一実施形態では、第一入れ子部材１２を形成する材料として、銅合金を用いた場合を説明する。

二つの第二入れ子部材１４は、共に、六面体に形成されており、固定側開口部８と対向する面が、平面に形成されている。すなわち、第一入れ子部材１２の固定側開口部８と対向する面と、第二入れ子部材１４の固定側開口部８と対向する面は、同一平面を形成している。なお、第一実施形態では、二つの第二入れ子部材１４を、直方体に形成した場合を説明する。

また、二つの第二入れ子部材１４は、それぞれ、第一入れ子部材１２を挟んで対向した状態で、金属接合等の方法を用いて、第一入れ子部材１２に連結されている。さらに、第二入れ子部材１４の固定側開口部８と対向する面は、第一入れ子部材１２の固定側開口部８と対向する面と連続している。なお、第一入れ子部材１２と第二入れ子部材１４とを連結する方法としては、金属接合以外に、例えば、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４の内部にボルトを挿通する方法を用いてもよい。
これにより、第一入れ子部材１２が、高品質要求面形成用入れ子６のうち、射出成形品の高面精度要求部と対応する部分を形成することとなる。これに加え、第二入れ子部材１４が、高品質要求面形成用入れ子６のうち、射出成形品の高面精度非要求部と対応する部分を形成することとなる。

また、第二入れ子部材１４は、第一入れ子部材１２を形成する材料よりも熱伝導率が低い材料で形成されている。すなわち、第二入れ子部材１４の熱伝導率は、第一入れ子部材１２の熱伝導率よりも低くなっている。
ここで、第一実施形態では、上記のように、第一入れ子部材１２を形成する材料として銅合金を用いているため、第二入れ子部材１４を形成する材料として、第一入れ子部材１２を形成する銅合金よりも熱伝導率が低い材料である、鉄を用いた場合を説明する。
なお、第二入れ子部材１４を形成する材料は、鉄に限定するものではなく、例えば、セラミックやタングステン等、第一入れ子部材１２を形成する材料よりも熱伝導率が低い材料であればよい。

入れ子表層部１６は、連結した第一入れ子部材１２及び各第二入れ子部材１４のうち、固定側開口部８と対向する面に形成されており、連結した第一入れ子部材１２及び各第二入れ子部材１４ののうち成形空間と対向する面を覆う層である。すなわち、第一入れ子部材１２及び各第二入れ子部材１４は、入れ子表層部１６を間に挟んで、成形空間と対向している。

入れ子表層部１６を形成する方法としては、例えば、めっき、スパッタリング、溶射等の、表面皮膜の生成方法として一般的な方法を用いる。また、入れ子表層部１６を形成する方法としては、表面皮膜の生成方法以外に、例えば、厚さの平均値が１［ｍｍ］以下（好ましくは、数［μｍ］〜数十［μｍ］の範囲内）の金属を、拡散接合や接着等により貼り付ける方法を用いてもよい。

入れ子表層部１６の厚さ（膜厚）は、入れ子表層部１６の固定側開口部８と対向する面が、高品質要求面に要求される高い面精度に応じた面となる厚さである。このような厚さの入れ子表層部１６は、例えば、第一入れ子部材１２及び各第二入れ子部材１４に入れ子表層部１６を形成した後、入れ子表層部１６の固定側開口部８と対向する面に研磨や切削等の加工を行うことにより形成する。
なお、第一実施形態では、一例として、入れ子表層部１６の厚さの平均値を、数［μｍ］〜数十［μｍ］の範囲内とした場合を説明する。

また、第一実施形態では、一例として、入れ子表層部１６を形成する材料として、第一入れ子部材１２を形成する銅（Ｃｕ）合金よりも熱伝導率が高い材料である、銀（Ａｇ）を用いた場合を説明する。すなわち、入れ子表層部１６の熱伝導率は、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４の熱伝導率よりも高くなっている。

（射出成形方法）
次に、図１及び図２を参照しつつ、図３及び図４を用いて、上述した構成の射出成形金型１を用いて、射出成形品を製造する工程について説明する。
第一実施形態では、射出成形品を製造する際に、射出工程と、保圧工程と、冷却工程と、取り出し工程を有する、射出成形方法を用いる。

（射出工程、保圧工程及び冷却工程）
以下、射出工程、保圧工程及び冷却工程における射出成形金型１の動作を説明する。なお、以下の説明は、型閉じ及び型開きが可能な一組の金型、すなわち、固定側金型２と可動側金型４が型開き状態である状態を前提とする。
射出工程は、上述した成形空間へ溶融樹脂を射出する工程であり、まず、可動側金型４を固定側金型２側へ移動させて、可動側金型４と固定側金型２とを接触させ、図１中に示すように、固定側金型２と可動側金型４を型閉じ状態とする。

可動側金型４を移動させて、成形空間を射出成形品に応じた形状とした後、図３中に示すように、計量・可塑化した溶融樹脂Ｒを成形空間へ射出して、射出工程を終了し、保圧工程へ移行する。なお、図３は、射出工程において溶融樹脂を成形空間へ射出した状態の、射出成形金型１の概略構成を示す図であり、射出成形金型１の断面図である。
保圧工程では、可動側金型４の位置を保持して、成形空間において、射出工程で射出した溶融樹脂Ｒを保圧し、保圧工程を終了した後、冷却工程へ移行する。

冷却工程では、上記の射出・保圧工程において成形空間へ射出された溶融樹脂Ｒを、高品質要求面形成用入れ子６と接触した状態で、高品質要求面形成用入れ子６を含む固定側金型２と、可動側金型４との熱交換作用により冷却して固化させる。
具体的には、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４と接触した状態の溶融樹脂Ｒを、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４との熱交換で冷却して固化させる。
このとき、溶融樹脂Ｒには、内部の固化が進行する際に発生する収縮により、ヒケが発生する。

ここで、第一実施形態の高品質要求面形成用入れ子６は、射出成形品の高面精度要求部と対応する部分を形成する第一入れ子部材１２と、射出成形品の高面精度非要求部と対応する部分を形成し、第一入れ子部材１２を形成する材料よりも熱伝導率が低い材料で形成されている第二入れ子部材１４を備えている。
このため、冷却工程では、射出成形品の高品質要求面のうち、射出成形品の高面精度要求部となる部分における第一入れ子部材１２との熱交換による冷却が、射出成形品の高面精度非要求部となる部分における第二入れ子部材１４との熱交換による冷却よりも促進されることとなる。

これにより、表面が固化した溶融樹脂Ｒの内部における固化の進行は、第一入れ子部材１２と接触している部分、すなわち、射出成形品の高面精度要求部となる部分よりも、第二入れ子部材１４と接触している部分、すなわち、射出成形品の高面精度非要求部となる部分で遅くなる。
したがって、第一実施形態の射出成形金型１及び射出成形方法であれば、内部の固化が進行する際に溶融樹脂Ｒに発生する収縮のうち、射出成形品の高品質要求面に発生する収縮を、第二入れ子部材１４と接触している部分、すなわち、射出成形品の高面精度非要求部となる部分に集中して発生させることが可能となる。

以上により、第一実施形態の射出成形金型１及び射出成形方法であれば、内部の固化が進行する溶融樹脂Ｒのうち、射出成形品の高品質要求面において、高面精度要求部に発生するヒケを抑制することが可能となる。
これにより、溶融樹脂Ｒの固化が完了して射出成形品が形成されると、高品質要求面のうち、高面精度要求部に形成されたシンクマーク（ひけマーク）の窪み量が、高面精度非要求部に形成されたシンクマークの窪み量よりも小さい状態の、射出成形品が形成される。射出成形品が形成されると、冷却工程を終了して、取り出し工程へ移行する。

すなわち、固化した溶融樹脂Ｒにより形成された射出成形品の高品質非要求面では、高面精度要求部に形成されたシンクマークの窪み量が、高面精度非要求部に形成されたシンクマークの窪み量よりも大きいため、高面精度非要求部の面精度は、高面精度要求部の面精度よりも低くなる。
ここで、上記の「シンクマーク（ひけマーク）」とは、射出成形品の表面に形成された浅い窪みであり、成形空間内に射出された溶融樹脂が冷却されるに従って生じる局部的な内部収縮により、射出成形品の表面が窪むことで形成される部位である。

また、第一実施形態の高品質要求面形成用入れ子６は、連結した第一入れ子部材１２及び各第二入れ子部材１４のうち、固定側開口部８と対向する面に、入れ子表層部１６を形成した構成となっている。
すなわち、第一実施形態の射出成形方法では、冷却工程において、入れ子表層部１６と接触した状態の溶融樹脂Ｒを、入れ子表層部１６を介して第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４との熱交換で冷却して固化させる。

このため、冷却工程では、射出成形品の高品質要求面が、入れ子表層部１６の固定側開口部８と対向する面、すなわち、高品質要求面に要求される高い面精度に応じた面と接触した状態で、溶融樹脂Ｒが固化することとなる。
したがって、第一実施形態の射出成形金型１及び射出成形方法であれば、第一入れ子部材１２と第二入れ子部材１４との連結部分に段差が形成されている場合であっても、射出成形品の高品質要求面を、要求される高い面精度を有する面に形成することが可能となる。

また、第一実施形態の高品質要求面形成用入れ子６は、入れ子表層部１６を形成する材料として、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４を形成する材料よりも熱伝導率が高い材料を用いている。
このため、入れ子表層部１６を形成する材料として、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４を形成する材料よりも熱伝導率が低い材料を用いた場合と比較して、射出成形品の高品質要求面における、第一入れ子部材１２との熱交換による冷却を、第二入れ子部材１４との熱交換による冷却よりも早く進行させることが可能となる。

また、第一実施形態の高品質要求面形成用入れ子６は、第一入れ子部材１２の固定側開口部８と対向する面に入れ子表層部１６を形成しているため、鉄等と比較して耐熱性の低い銅を用いて形成した第一入れ子部材１２が、溶融樹脂Ｒと接触して劣化（損傷・変質等）することを抑制することが可能となる。

（取り出し工程）
以下、取り出し工程における射出成形金型１の動作を説明する。
取り出し工程では、まず、型閉じ状態の固定側金型２及び可動側金型４に対し、可動側金型４を固定側金型２から離れる方向へ移動させて、図４中に示すように、可動側金型４と固定側金型２とを離間させ、固定側金型２と可動側金型４を型開き状態とする。なお、図４は、取り出し工程において固定側金型２と可動側金型４を型開き状態とした状態の、射出成形金型１の概略構成を示す図であり、射出成形金型１の断面図である。

そして、固定側金型２と可動側金型４を型開き状態とした後、固定側開口部８内へエジェクターピンを突出させて、固定側開口部８内（成形空間内）で固化させた射出成形品Ｐを取り出して、射出成形品Ｐの製造を終了する。なお、図４中では、射出成形品Ｐの高品質要求面を、符号「Ｐ１」を付して示し、射出成形品Ｐの高品質非要求面を、符号「Ｐ２」を付して示している。
以上により、第一実施形態の射出成形方法であれば、冷却工程において内部の固化が進行する溶融樹脂Ｒのうち、射出成形品Ｐの高品質要求面Ｐ１において、高面精度要求部に発生するヒケを抑制することが可能となる。
これにより、射出成形品Ｐの品質を向上させることが可能となる。

（射出成形品Ｐの構成）
次に、図１から図４を参照しつつ、図５を用いて、上述した構成の射出成形金型１及び射出成形方法を用いて製造した射出成形品Ｐの構成について説明する。
図５は、射出成形品Ｐの構成を示す図であり、図５（ａ）は、射出成形品Ｐの側面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ線矢視図である。
上述したように、射出成形品Ｐは、固化した溶融樹脂Ｒにより形成されており、図５中に示すように、高品質要求面Ｐ１と、高品質要求面Ｐ１よりも面精度が低い高品質非要求面Ｐ２を有している。

また、図５中に示すように、高品質要求面Ｐ１は、高面精度要求部Ａ１と、高面精度要求部Ａ１よりも面精度が低い高面精度非要求部Ａ２を有している。
高面精度要求部Ａ１は、上述した射出成形金型１において、高品質要求面形成用入れ子６のうち、入れ子表層部１６を間に挟んで第一入れ子部材１２と対向する部分であり、高品質要求面Ｐ１の中心及びその周辺部分を形成している。なお、図５（ｂ）中には、高面精度要求部Ａ１のうち、射出成形品Ｐに要求される機能を実際に使用する範囲である実使用範囲Ａ１Ｒを、点線で囲んだ領域で示している。また、図５（ｂ）中には、高面精度要求部Ａ１と高面精度非要求部Ａ２との境界を、二本の破線で示している。

高面精度非要求部Ａ２は、上述した射出成形金型１において、高品質要求面形成用入れ子６のうち、入れ子表層部１６を間に挟んで第二入れ子部材１４と対向する部分であり、高品質要求面Ｐ１のうち、高面精度要求部Ａ１以外の部分を形成している。
第一実施形態では、上述したように、射出成形品Ｐを製造する際に、冷却工程において、高面精度要求部Ａ１となる部分における第一入れ子部材１２との熱交換による冷却が、高面精度非要求部Ａ２となる部分における第二入れ子部材１４との熱交換による冷却よりも促進された状態で、溶融樹脂Ｒの内部における固化が進行する。

このため、冷却工程において内部の固化が進行する際に溶融樹脂Ｒに発生する収縮のうち、高品質要求面Ｐ１に発生する収縮が、高面精度非要求部Ａ２となる部分に集中して発生し、高面精度要求部Ａ１に発生するヒケを、高面精度非要求部Ａ２に発生するヒケよりも抑制することが可能となる。
以上により、高品質要求面Ｐ１のうち、高面精度要求部Ａ１は、高面精度非要求部Ａ２よりも高い面精度を有しているため、射出成形品Ｐに要求されている品質の低下を抑制することが可能となっている。

また、一般的に、固化した溶融樹脂により形成される射出成形品は、面の中心及びその周辺に発生するヒケが、他の部分に発生するヒケよりも大きくなる
しかしながら、第一実施形態であれば、二つの第二入れ子部材１４により第一入れ子部材１２を挟んで、高品質要求面形成用入れ子６を形成しているため、高品質要求面Ｐ１の中心及びその周辺に発生するヒケが、他の部分に発生するヒケよりも小さい射出成形品Ｐを製造することが可能となる。

また、二つの第二入れ子部材１４により第一入れ子部材１２を挟んで、高品質要求面形成用入れ子６を形成しているため、高品質要求面Ｐ１の中心及びその周辺から離れるほど、発生したヒケが大きい射出成形品Ｐを製造することが可能となる。
このため、高面精度要求部Ａ１が、高品質要求面Ｐ１の中心及びその周辺を形成し、高面精度非要求部Ａ２が、高品質要求面Ｐ１のうち高面精度要求部Ａ１よりも高品質要求面Ｐ１の中心から離れた部分を形成することとなる。

これにより、高面精度非要求部Ａ２の面精度は、高面精度要求部Ａ１と高面精度非要求部Ａ２との境界から離れるほど低下するため、高品質要求面Ｐ１のうち、中心から離れた部分、すなわち、高い面精度が要求されない部分に発生するヒケが大きい射出成形品Ｐを製造することが可能となり、射出成形品Ｐに要求されている品質の低下を抑制することが可能となっている。

また、第一実施形態では、上述したように、連結した第一入れ子部材１２及び各第二入れ子部材１４のうち固定側開口部８と対向する面に、入れ子表層部１６が形成されているため、第一入れ子部材１２と第二入れ子部材１４との間に段差が形成されている場合であっても、高品質要求面Ｐ１のうち、第一入れ子部材１２と第二入れ子部材１４との連結部分と対応する位置に段差が形成されることが抑制される。さらに、第一入れ子部材１２と第二入れ子部材１４との間に段差が形成されている場合であっても、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４や射出成形品Ｐに対する、切削や研磨等の二次加工を必要とせずに、高品質要求面Ｐ１の面精度を確保することが可能となる。

（変形例）
以下、第一実施形態の変形例を列挙する。
第一実施形態においては、高品質要求面形成用入れ子６の構成を、入れ子表層部１６を備えている構成としたが、これに限定するものではなく、入れ子表層部１６を備えていない構成としてもよい。この場合、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４と溶融樹脂Ｒとの熱交換に、入れ子表層部１６による影響が及ぼされることを防止することが可能となる。
なお、上記のように、高品質要求面形成用入れ子６の構成を、入れ子表層部１６を備えていない構成とした場合は、切削や研磨等の加工により、第一入れ子部材１２と第二入れ子部材１４との間に形成される段差を低減させることが好適である。

また、上記のように、高品質要求面形成用入れ子６の構成を、入れ子表層部１６を備えていない構成とした場合、冷却工程では、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４と接触した状態の溶融樹脂Ｒを、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４との熱交換で冷却して固化させる。

また、第一実施形態においては、入れ子表層部１６の熱伝導率を、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４の熱伝導率よりも高くしたが、これに限定するものではなく、入れ子表層部１６の熱伝導率を、第一入れ子部材１２の熱伝導率以下とするとともに、第二入れ子部材１４の熱伝導率よりも高くしてもよい。
この場合、入れ子表層部１６の熱伝導率を、第一入れ子部材１２及び第二入れ子部材１４の熱伝導率よりも高くした場合と比較して、入れ子表層部１６を形成する材料の選択肢が増加するため、射出成形金型１の設計自由度を向上させることが可能となる。

また、第一実施形態においては、射出成形品Ｐの高面精度要求部Ａ１が、高面精度非要求部Ａ２よりも高い面精度として、高い平面度を要求されているため、第一入れ子部材１２の固定側開口部８と対向する面を、平面に形成したが、第一入れ子部材１２の構成はこれに限定するものではない。すなわち、高面精度要求部Ａ１に要求されている高い面精度が、例えば、曲率に高い精度が要求される曲面である場合は、第一入れ子部材１２の固定側開口部８と対向する面を、球面等、曲面に対応する形状に形成してもよい。

また、第一実施形態においては、二つの第二入れ子部材１４により第一入れ子部材１２を挟んで、高品質要求面形成用入れ子６を形成したが、高品質要求面形成用入れ子６の構成は、これに限定するものではない。すなわち、例えば、高面精度要求部Ａ１を、高品質要求面Ｐ１の中心から離れた部分に形成する場合には、二つの第一入れ子部材１２により第二入れ子部材１４を挟んで、高品質要求面形成用入れ子６を形成してもよい。

また、第一実施形態においては、射出成形金型１の構成を、高品質要求面形成用入れ子６を一つのみ備えた構成としたが、これに限定するものではなく、射出成形品Ｐの構成が、複数の高品質要求面Ｐ１を有している構成である場合には、射出成形金型１の構成を、高品質要求面形成用入れ子６を複数備えた構成としてもよい。
また、第一実施形態においては、固定側金型２に高品質要求面形成用入れ子６が取り付けられている構成としたが、これに限定するものではなく、可動側金型４に高品質要求面形成用入れ子６が取り付けられている構成としてもよい。また、固定側金型２及び可動側金型４に、それぞれ、高品質要求面形成用入れ子６が取り付けられている構成としてもよい。

また、第一実施形態においては、高品質要求面形成用入れ子６の一つの面のみが、固定側開口部８と対向している構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、射出成形品Ｐの構成が、隣り合う二つの高品質要求面Ｐ１を有している構成である場合には、高品質要求面形成用入れ子６のうち隣り合う二つの面が、固定側開口部８と対向している構成としてもよい。

１ 射出成形金型、２ 固定側金型、４ 可動側金型、６ 高品質要求面形成用入れ子、８ 固定側開口部、１０ 入れ子収容空隙部、１２ 第一入れ子部材、１４ 第二入れ子部材、１６ 入れ子表層部、Ｒ 溶融樹脂、Ｐ 射出成形品、Ｐ１ 高品質要求面、Ｐ２ 高品質非要求面、Ａ１ 高面精度要求部、Ａ２ 高面精度非要求部、Ａ１Ｒ 実使用範囲

Claims (8)

1. 型閉じ及び型開きが可能な一組の金型のうち少なくとも一方に取り付けられている高品質要求面形成用入れ子と、
   前記型閉じ状態において前記高品質要求面形成用入れ子を含む前記一組の金型間に形成され、且つ溶融樹脂が射出される成形空間を形成する成形空間形成部と、を備え、
   前記高品質要求面形成用入れ子は、前記成形空間と対向する第一入れ子部材と、当該第一入れ子部材よりも熱伝導率が低く且つ前記第一入れ子部材に連結されて前記成形空間と対向する第二入れ子部材と、を備えることを特徴とする射出成形金型。
2. 前記高品質要求面形成用入れ子は、前記第一入れ子部材及び前記第二入れ子部材のうち前記成形空間と対向する面を覆う層である入れ子表層部を備えることを特徴とする請求項１に記載した射出成形金型。
3. 前記入れ子表層部の熱伝導率は、前記第一入れ子部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項２に記載した射出成形金型。
4. 前記入れ子表層部の熱伝導率は、前記第一入れ子部材の熱伝導率以下であり且つ前記第二入れ子部材の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項２に記載した射出成形金型。
5. 固化した溶融樹脂により形成され、高品質要求面と、当該高品質要求面よりも面精度が低い高品質非要求面と、を有し、
   前記高品質要求面は、高面精度要求部と、当該高面精度要求部よりも面精度が低い高面精度非要求部と、を有することを特徴とする射出成形品。
6. 前記高面精度要求部は、前記高品質要求面の中心及びその周辺を形成し、
   前記高面精度非要求部は、前記高品質要求面のうち前記高面精度要求部よりも高品質要求面の中心から離れた部分を形成し、
   前記高面精度非要求部の面精度は、前記高面精度要求部と前記高面精度非要求部との境界から離れるほど低下していることを特徴とする請求項５に記載した射出成形品。
7. 型閉じ及び型開きが可能な一組の金型のうち少なくとも一方に取り付けられている高品質要求面形成用入れ子を含む前記一組の金型間に前記型閉じ状態において形成されている成形空間へ、溶融樹脂を射出する射出工程と、
   前記射出工程において前記成形空間へ射出された前記溶融樹脂を前記高品質要求面形成用入れ子と接触した状態で冷却して固化させる冷却工程と、を有し、
   前記冷却工程では、前記高品質要求面形成用入れ子が備える第一入れ子部材、及び当該第一入れ子部材よりも熱伝導率が低い第二入れ子部材と接触した状態の前記溶融樹脂を、前記第一入れ子部材及び前記第二入れ子部材との熱交換で冷却して固化させることを特徴とする射出成形方法。
8. 前記冷却工程では、前記第一入れ子部材及び前記第二入れ子部材のうち前記成形空間と対向する面を覆う層である入れ子表層部と接触した状態の前記溶融樹脂を、前記入れ子表層部を介して前記第一入れ子部材及び前記第二入れ子部材との熱交換で冷却して固化させることを特徴とする請求項７に記載した射出成形方法。

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