JP2018153945A - 樹脂成型体、歯車、樹脂成型用型および樹脂成型方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成型時の成型不良を抑制することができる樹脂成型体を提供する。
【解決手段】樹脂成型体１は、第１表面１１に設けられるゲート位置６と、第１表面１１の反対側の第２表面１２と、第２表面１２に設けられゲート位置６に対向する近接部１４であって、ゲート位置６との距離が第１表面１１と第２表面１２との距離より小さくなるように設けられる近接部１４と、備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成型体、歯車、樹脂成型用型および樹脂成型方法に関する。

従来、樹脂を材料として樹脂品を作製する場合、射出成型法を用いる場合がある。ゲートと呼ばれる樹脂流入口からキャビティに樹脂を流入させ、キャビティ内の樹脂が固まった後に型を離型することにより、樹脂品を取り出すことができる。

ところで、このように樹脂材料を成型する際に、流入する樹脂の勢いに応じて、キャビティ内部に気泡が生じることがあり、当該気泡が離型後の表面不良に寄与してしまう、という現象が生じ得る。
このような現象は、一般的にジェッティングと呼ばれる成型不良として知られる。通常の射出成形の工程では、ゲートから入流された樹脂は、ゲート周辺から金型の内壁に沿うように樹脂が充填される。換言すると、かかる樹脂は、ゲート周辺から遠方に向けてまるで水面の波紋のように充填される。
しかし、ジェッティング現象では、先に入った樹脂の速度が速い場合、ゲート周辺にとどまらず一気に遠方へと進出した樹脂と、その後のゲート周辺から充填している樹脂とが合流してしまう。
このジェッティング現象が発生すると、樹脂の融合が悪く製品表面に蛇行模様状の外観不良を発生させる。具体的には、例えば、ジェッティング症状により、半溶解状態の樹脂が成形用型キャビティ内の空気を巻き込んで固化してしまい、製品に気泡として残ってしまう。

この成型不良を抑制する技術として、例えば、特許文献１が知られている。当該特許文献１においては、ゲートの正面に特別に壁を設けることで、樹脂が流入される際の勢いを弱め、樹脂を金型の内部に徐々に行き渡らせる技術が開示されている。
しかしながら、このような方法では、特別に壁を設けたことにより、樹脂の流動性に偏りが生じる場合があり、成型後の樹脂品の強度低下や外観劣化等の少なくとも一つの品質低下が生じうる。例えば、分流が生じることによる、いわゆるウェルドラインが原因の一つとなり得る。

特許第３０２７１４８号公報

本発明は、以上の事情に鑑み、成型不良を抑制することができる樹脂成型体、歯車、樹脂成型用型および樹脂成型方法を提供することを目的とする。

本発明の樹脂成型体一の側面は、第１表面に設けられるゲート位置と、前記第１表面の反対側の第２表面と、前記第２表面に設けられ前記ゲート位置に対向する近接部であって、前記ゲート位置との距離が前記第１表面と前記第２表面との距離より小さくなるように設けられる近接部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の樹脂成型体一の側面は、前記第１表面に設けられる凹部を備え、前記ゲート位置は前記凹部に設けられることを特徴とする。
また、本発明の歯車一の側面は、前記の樹脂成型体が前記第１表面から突出する回転軸を備えることで歯車として構成されることを特徴とする。
また、本発明の樹脂成型用型一の側面は、樹脂が流入可能なゲートが設けられる第１型と、キャビティから浮出すように形成される浮出部であって前記ゲートが設けられる部位に対向する浮出部を備えることを特徴とする。
また、本発明の樹脂成型方法一の側面は、ゲートから樹脂を流入する第１工程と、流入した樹脂が前記ゲートに対向する浮出部に突き当たる第２工程と、前記浮出部に突き当たった樹脂が周囲に拡散する第３工程と、樹脂を前記浮出部から離型する第４工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、樹脂成型時の成型不良を抑制することができる。

実施形態の樹脂成型体の断面図である。 実施形態の第１変形例の樹脂成型体の断面図である。 実施形態の第２変形例の樹脂成型体の断面図である。 実施形態の樹脂成型用型の模式図である。 実施形態の樹脂成型方法の工程図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。
図１は、実施形態の樹脂成型体の断面図である。例えば、樹脂成型体１は歯車として構成される。
樹脂成型体１は、例えば、回転の中心となる軸４を備える。また、例えば、他部品と係合する場合の係合部１０を備える。例えば、係合部１０は、歯車の歯面を構成するが、面どうしが摩擦係合するものも含まれる。

樹脂成型体１は、その外形を画定する面として、一方の面を第１表面１１とし、他方の面を第２表面１２とする。第２表面１２は第１表面１１の反対側の面として設けられる。第１表面１１から軸４が突出しており、軸４に沿う方向をＺ軸と規定すれば、第１表面１１はＸＹ平面に存在する。

第１表面１１にはゲート位置６が突出して設けられる。ゲート位置６は、後述する樹脂成型方法により樹脂が流入する樹脂流入口に対応する位置に設けられる。
ゲート位置６は、例えば、Ｚ軸方向に向けて突出する凸状に形成されるが、凸状の形状として把握できずとも目に見える印として存在していればよい。このようなゲート位置６は、一般的には所定の長さにカットされ、ゲート跡と称されるものも含まれる。

第２表面１２には、窪んだ形状の窪み部８が設けられる。窪み部８の底面には近接部１４が設けられる。近接部１４とゲート位置６との距離は、第１距離Ｗ１として設定される。一方、第１表面１１と第２表面１２との距離は、第２距離Ｗ２として設定される。ここで、第１距離Ｗ１は第２距離Ｗ２より小さい。また、例えば、これら第１距離Ｗ１および第２距離Ｗ２は樹脂成型体１の厚みとして設定される。この厚みは前述のＺ軸方向で規定される。

ここで、近接部１４は、厚み方向（Ｚ方向）から見て、ゲート位置６に重なる位置に配置される。近接部１４とゲート位置６とは少なくも一部が重なっていればよい。なお、ゲート位置６が厚み方向（Ｚ方向）から見て、近接部１４に内包されていてもよい。
また、近接部１４は、面方向（ＸＹ方向）において、窪み部８の内部に形成される。窪み部８は、側面をテーパ面として形成される。

次に、図１、図４、図５を参照しつつ、樹脂成型体１の成型方法について説明する。図４は、樹脂成型用型の模式図である。図５は、樹脂成型方法の工程図である。

本方法は、射出成型法により樹脂を型１００の内部に流入させる工程（第１工程２１０）を含む。流入される樹脂は、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）である。ＬＣＰは、融点を超えても分離せず、ガラス転移温度がない、という特性を有する材料として知られ、その高い剛性により種々の用途で用いられる。

型１００は、コア１１０（第１型）と、キャビティ１２０（第２型）により構成される。コア１１０には樹脂を流入させるゲート１１２が形成される。また、キャビティ１２０には部分的に盛り上がった浮出部１２２が形成される。ゲート１１２と浮出部１２２とは互いに対向する位置に形成されている。

ゲート１１２から流入した樹脂は、ゲート直下の浮出部１２２に突き当たる（第２工程２２０）。
ここで、従来の射出成型法によれば、ゲート直下のキャビティとの間隔よりゲート径が十分小さいと（例えば、間隔／ゲート径＞２．０）、ジェッティングという現象を引き起こしやすく、その際にキャビティ内の空気を巻き込むおそれがあった。

これに対して、本実施形態においては、浮出部１２２がゲート１１２に近接しているので、ゲート１１２を通過した樹脂は即座に減速され、ジェッティングにより樹脂内に気泡を内包する事態を抑制できるようになる。
例えば、ゲート１１２のゲート径Ｒ１は、ゲート１１２と浮出部１２２との間隔Ｄ１に近い値として設定され、例えば、間隔Ｄ１／ゲート径Ｒ１≦２．０、として設定されることがある。さらに、間隔Ｄ１／ゲート径Ｒ１≦１．５とすることが好ましい。このような設定により、前述の作用効果が有効に奏されるようになる。
なお、ゲート１１２と浮出部１２２との間隔Ｄ１は、前述の近接部１４とゲート位置６との第１距離Ｗ１に対応する値であり、間隔Ｄ１と第１距離Ｗ１とはほぼ等しい。

浮出部１２２に突き当たった樹脂は、周囲のキャビティ１２０内に拡散する（第３工程２３０）。これにより、ゲート１１２から流入した樹脂がキャビティ内部に行き渡る。この際、ゲート１１２を通過した樹脂が、その直後に浮出部１２２に突き当たり流動するため、樹脂流入速度は減速されるので，ジェッティング現象を引き起こし難くなり、キャビティ内の空気を巻き込むおそれが抑制される。

例えば、浮出部１２２の側面はテーパ状に形成される。これにより、流入された樹脂が、浮出部１２２のテーパによって、樹脂流入速度は減速されつつ、同心円状に拡散されるので、気泡を内包する確率が低下し、気泡の発生を抑制することができる。

キャビティ１２０の内部に行き渡った樹脂を固化したのち、コア１００とキャビティ１２０とを分離し離型することで、樹脂成型品１を取り出すことができる（第４工程２４０）。例えば、樹脂成型品１として歯車１を取り出すことができる。
以上説明したように、本実施形態においては、第１表面１１に設けられるゲート位置６と、第１表面１１の反対側の第２表面１２と、第２表面１２に設けられゲート位置６に対向する近接部１４であって、ゲート位置６との距離が第１表面１１と第２表面１２との距離より小さくなるように設けられる近接部１４と、を備えるため、流入された樹脂が減速されつつ、同心円状に拡散されるので、気泡を内包する確率が低下し、気泡の発生を抑制することができる。

次に、上記の実施形態の変形例について図２を参照して説明する。図２は、実施形態の第１変形例の樹脂成型体２０の断面図である。上記の実施形態と重複する構成については同一の符号を付することで説明を省略する。
第１変形例の特徴は、第１表面１１に凹部２２が設けられており、凹部２２の内部にゲート位置６が設けられている点である。このような構成の一例として、いわゆるピンゲートを適用した構成があげられる。
これにより、浮出部１２２がゲート１１２にさらに近接する構成となるので、ジェッティングにより樹脂内に気泡を内包する事態を抑制できるようになる。

なお、本変形例においては、窪み部２８がテーパ状ではなく、円柱面状に形成される。但し、本変形例において、窪み部２８をテーパ状としてもよい。

次に、他の変形例について、図３を参照して説明する。図３は、実施形態の第２変形例の樹脂成型体３０の断面図である。上記の実施形態と重複する構成については同一の符号を付することで説明を省略する。
第１変形例の特徴は、近接部３１４が第２表面１２に向けて盛り上がった形状となる点である。窪み部８と近接部３１４とで構成される凹形状がすり鉢状であると換言してもよい。
これにより、浮出部１２２がゲート１１２から流入する樹脂の勢いを低下させることに寄与するので、ジェッティングにより樹脂内に気泡を内包する事態を抑制できるようになる。

なお、以上の変形例における樹脂成型体は、実施形態において説明した型１００と同等の型を用いて、同じく実施形態において説明した樹脂成型方法により、製造することができる。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変更が可能である。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１、２０、３０…樹脂成型体、歯車
６…ゲート位置
８、２８…窪み部
１１…第１表面
１２…第２表面
１４、３１４…近接部
２２…凹部
１００…型
１１０…コア
１２０…キャビティ
１１２…ゲート
１２２…浮出部
２１０…第１工程
２２０…第２工程
２３０…第３工程
２４０…第４工程
Ｗ１…第１距離
Ｗ２…第２距離
Ｒ１…ゲート径
Ｄ１…間隔

Claims (5)

1. 第１表面に設けられるゲート位置と、
   前記第１表面の反対側の第２表面と、
   前記第２表面に設けられ前記ゲート位置に対向する近接部であって、前記ゲート位置との距離が前記第１表面と前記第２表面との距離より小さくなるように設けられる近接部と、
   を備える樹脂成型体。
2. 前記第１表面に設けられる凹部を備え、
   前記ゲート位置は前記凹部に設けられる
   請求項１の樹脂成型体。
3. 請求項１または請求項２の樹脂成型体は、
   前記第１表面から突出する回転軸を備える歯車。
4. 樹脂が流入可能なゲートが設けられる第１型と、
   キャビティから浮出すように形成される浮出部であって前記ゲートが設けられる部位に対向する浮出部を備える樹脂成型用型。
5. ゲートから樹脂を流入する第１工程と、
   流入した樹脂が前記ゲートに対向する浮出部に突き当たる第２工程と、
   前記浮出部に突き当たった樹脂が周囲に拡散する第３工程と、
   樹脂を前記浮出部から離型する第４工程と、
   を備える樹脂成型方法。