JP2022126119A - 樹脂射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】スプル部の断面積を大きくすることなく、コストを抑えつつ、冷却時間の短縮ならびにサイクルタイムが短縮できる樹脂射出成形用金型を提供する。
【解決手段】分割面ＰＬを境として固定側型部Ａと可動側型部Ｂとに二分され、固定側型部Ａおよび可動側型部Ｂにて形成される製品部に溶融樹脂を充填して樹脂製品を成形する樹脂射出成形用金型１００で、固定側型部Ａは、溶融樹脂を射出充填する中空のスプル部９を備えたスプルブッシュ８を有し、スプル部９において溶融樹脂が射出充填される充填方向Ｘが長手方向Ｘとなる固化遅延ピン１６を備え、固定側型部Ａと可動側型部Ｂとが分割面ＰＬにて密接されるとスプル部９内に固化遅延ピン１６が挿入される。
【選択図】図１

Description

本願は、樹脂射出成形用金型に関するものである。

従来は、工業製品に用いられている多くの金属部品は、軽量化およびコストダウンの要求によって樹脂部品への置き換えが進んでいる。その樹脂部品の成形手段の１つである射出成形において、樹脂部品を効率よく成形するためには、”溶融樹脂の射出および保圧、冷却および計量、金型開閉、樹脂部品の突出しなどの工程で構成される一連の成形プロセスに要する時間（以下、当該時間のことをサイクルタイムと称す）”を短縮することが求められる。

樹脂部品の形状およびサイズ、使用する樹脂および要求される品質などにより左右されるため一概には言えないが、このサイクルタイムの中で特に時間を要する工程が、冷却工程である。冷却工程は、射出ユニット内部で高温に加熱溶融された樹脂が、金型温調機により３０℃～１５０℃に調整された金型表面に接触するときの熱交換により冷却されて、固化する工程である。この冷却工程は、樹脂部品を金型に彫り込んだ形状を転写した状態で金型外に取り出すために不可欠な工程である。

高温で溶融した樹脂が金型内部に射出されるときに最初に通過するスプル部は、その時点から金型表面との間で熱交換が開始され、スプル部の冷却固化は経時的に進んでいく。このスプル部が完全に固化すると、その先に繋がっているランナ部、ゲート部、および樹脂部品形状を彫り込んだ製品部に溶融樹脂が充填されず、ショートまたはヒケと言ったあらゆる成形不良を引き起こす原因となる。

そのため、スプル部はランナ部などの他の部分に比べて樹脂断面積が大きくなるように設計することが一般的であり、その結果、金型内で最後に冷却固化が完了する冷却時間の律速部になることが多い。従って、サイクルタイムを短縮して、樹脂部品の生産性を向上するためには、スプル部の冷却時間を短縮する方法が効果的であり、例えば、従来、スプルブッシュの外側に冷却水の通路を設け、この通路を流れる冷却水によってスプル部の樹脂を冷却する。この構成により、スプル部の樹脂の冷却固化が促進されるため、サイクルタイムの短縮している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－２１８７３５号公報

従来の樹脂射出成形用金型は、スプルブッシュ内部に冷却水の通路を設けるため構造が複雑であり、製造コストが高くなるのに加えて、冷却水を循環するために新たなエネルギーが必要となりランニングコストも嵩む。また、射出および保圧工程中にスプル部の樹脂が冷却固化してしまわないように、スプル部の面積を通常よりも太くしておく必要があり、廃棄する樹脂材料が増加し製造コストが嵩むという問題点があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、スプル部の断面積を大きくすることなく、コストを抑えつつ、冷却時間の短縮ならびにサイクルタイムが短縮できる樹脂射出成形用金型を提供することを目的とする。

本願に開示される樹脂射出成形用金型は、
分割面を境として固定側型部と可動側型部とに二分され、前記固定側型部および前記可動側型部が前記分割面で密接された状態で、前記固定側型部および前記可動側型部にて形成される製品部に溶融樹脂を充填して樹脂製品を成形する樹脂射出成形用金型において、
前記固定側型部は、外部から前記溶融樹脂を射出充填する中空のスプル部を備えたスプルブッシュを有し、
前記スプル部において前記溶融樹脂が射出充填される充填方向が長手方向となる固化遅延ピンを備え、前記固定側型部と前記可動側型部とが前記分割面にて密接されると前記スプル部内に前記固化遅延ピンが挿入されるものである。

本願に開示される樹脂射出成形用金型によれば、スプル部の断面積を大きくすることなく、コストを抑えつつ、冷却時間の短縮ならびにサイクルタイムが短縮できる。

実施の形態１による樹脂射出成形用金型の構成を示す断面図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型の固化遅延ピンの構成を示す断面図である。 図２Ａに示した樹脂射出成形用金型の固化遅延ピンのＺ－Ｚ線断面を示す断面図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型を用いた樹脂成形プロセスを説明する断面図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型を用いた樹脂成形プロセスを説明する断面図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型を用いた樹脂成形プロセスを説明する断面図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型を用いた樹脂成形プロセスを説明する断面図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型を用いた樹脂成形プロセスを説明する断面図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型を用いた樹脂成形プロセスを説明する断面図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型の固化遅延ピンの他の例の構成を示した模式図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型の固化遅延ピンの他の例の構成を示した模式図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型の固化遅延ピンの他の例の構成を示した模式図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型の固化遅延ピンの他の例の構成を示した模式図である。 図１に示した樹脂射出成形用金型の固化遅延ピンの他の例の構成を示した模式図である。 実施の形態２による樹脂射出成形用金型の構成を示す断面図である。 図１４に示した樹脂射出成形用金型の固化遅延ピンの他の例の構成を示す断面図である。 実施の形態３による樹脂射出成形用金型の構成を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による樹脂射出成形用金型（以下、金型と称す）１００の構成を示す断面図である。図２Ａは、図１に示した金型１００の固化遅延ピン１６の構成を示す断面図である。図２Ｂは、図２Ａに示した金型１００の固化遅延ピンのＺ－Ｚ線断面を示す断面図である。図３から図８は、図１に示した金型１００を用いた樹脂成形プロセスを説明する断面図である。図３は、型閉じ工程を示した図である。図４は、射出充填、保圧、冷却工程を示した図である。図５は、型開き工程を示した図である。図６は、離型工程を示した図である。図７は取り出工程を示した図である。図８はエジェクタピン戻り工程を示した図である。図９から図１３は図１に示した金型１００の固化遅延ピンの他の構成を示した図である。

図１において、金型１００は、分割面（一般的に、パーティングラインとも称す）ＰＬにて二分される固定側型部Ａと可動側型部Ｂとを備える。固定側型部Ａおよび可動側型部Ｂの分割面ＰＬが密接された状態で、固定側型部Ａおよび可動側型部Ｂにて形成される製品部Ｃが形成される。金型１００は、製品部Ｃに溶融樹脂を充填して樹脂製品を成形する。

固定側型部Ａは、固定側取付板１、固定側型板２、スプル部９を有するスプルブッシュ８、製品部Ｃとしての固定側製品部１２を備える。
可動側型部Ｂは、可動側型板３、スペーサブロック５、上エジェクタプレート６、下エジェクタプレート７、連通部としてのランナ部１０、連通部としてのゲート部１１、製品部Ｃとしての可動側製品部１３、製品エジェクタピン１４、ランナエジェクタピン１５、固化遅延ピン１６を備える。
可動側型部Ｂを設置する取付部Ｄとして、可動側取付板４、固定ボルト１７、上固定プレート１８、下固定プレート１９、ボルト２０を備える。

尚、近年は金型１００の内部に樹脂温度、金型温度、速度、樹脂圧力などを測定できる各種センサを実装して、金型１００内部における溶融樹脂の流動時、固化時の挙動を観察して、成形現象のメカニズム解明および樹脂部品の品質管理等に活用する取り組みが多方面で検討実施されている。この場合、可動側取付板４と下エジェクタプレート７の間に、例えば金属製のスペーサを挟むなどして、各種センサの配線が可動側取付板４と下エジェクタプレート７の間に挟み込まないように設計している場合が多い。そのため、可動側取付板４と下エジェクタプレート７が、必ずしも接触するように構成する必要はない。

固定側型板２と可動側型板３は、樹脂部品２１の分割面ＰＬを境として接触しており、可動側型板３の他端側の面はスペーサブロック５に接触して構成される。固定側取付板１および固定側型板２の内部には、スプルブッシュ８が内挿されている。スプルブッシュ８は、外部の図示しないシリンダ内部で加熱された溶融樹脂を金型１００に導入するために取り付けられており、スプルブッシュ８の内部には中空の溶融樹脂の流路となるスプル部９が設けられている。

スプル部９において溶融樹脂が射出充填される方向を充填方向Ｘとし、入口側Ｘ１、出口側Ｘ２とする。スプル部９を通過した溶融樹脂は二方向に分流されたランナ部１０に導入された後、ゲート部１１を介して製品部Ｃとしての固定側製品部１２および可動側製品部１３に充填される。よって、ランナ部１０とゲート部１１は、製品部Ｃとスプル部９とを連通する連通部である。連通部は、スプル部９から製品部Ｃへの溶融樹脂の流れを良好に保つために設置されるものである。

尚、本実施の形態１では、一例として取り数２個、サイドゲートを利用した金型１００を示しているが、取り数、ゲート方式は本実施の形態１に記載の条件に限定されるものではない。例えば、取り数が４個、８個、１６個などさらに多数個取りの場合でもよいし、ピンゲートまたはサブマリンゲートなど射出成形機の離型動作に伴って自動で切断されるゲート方式を採用してもよい。

製品部Ｃとしての固定側製品部１２および可動側製品部１３は、樹脂部品２１の外形状を規定するように彫り込まれており、図示しないシリンダの内部で加熱された溶融樹脂が、スプル部９、ランナ部１０、ゲート部１１を経て充填された後、図示しない温度調節機構により温度調節された固定側型板２および可動側型板３により冷却固化された後に、金型１００から取り出すことで固定側製品部１２および可動側製品部１３の形状を有する樹脂部品２１が成形できる。

可動側型板３は、固定側型板２およびスペーサブロック５と、対向する一面が接触して構成される。スペーサブロック５は、可動側型板３と可動側取付板４の間にて突き出し動作を行うための空間を保つために構成されており、スペーサブロック５により設けられた空間には上エジェクタプレート６および下エジェクタプレート７が設置される。上エジェクタプレート６と下エジェクタプレート７の２枚のエジェクタプレート６、７は一面を密接させた状態で螺合されている。

また、上エジェクタプレート６と下エジェクタプレート７の２枚のエジェクタプレート６、７の間には、製品エジェクタピン１４およびランナエジェクタピン１５が固定されている。ここで、固定側型板２および可動側型板３を構成する材料は特に限定されないが、例えば冷間金型用合金工具鋼（ＳＫＤ（Ｓｔｅｅｌ Ｋｏｇｕ Ｄｉｃｅの略称）－１１）、ステンレス鋼（ＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓの略称）－４２０、ＳＵＳ－４４０）などの鋼材が用いられる。

図２は本実施の形態１によるスプル部９の固化遅延ピン１６の機構を説明する構成図であり、金型１００が閉じている状態を示している。スプルブッシュ８のスプル部９の内側に、固化遅延ピン１６を内挿する。固化遅延ピン１６は、スプル部９において溶融樹脂が射出充填される充填方向Ｘが長手方向Ｘとなる。固化遅延ピン１６は、可動側型部Ｂを設置するための取付部Ｄの固定ボルト１７に螺合され一体化して固定されるとともに、上エジェクタプレート６と下エジェクタプレート７の間に固定されたランナエジェクタピン１５とランナ部１０に面する一方の面が同一になるように内挿されている。このように固化遅延ピン１６は、可動側型部Ｂに備えられる。固定ボルト１７が固化遅延ピン１６の固定部となる。

図２Ａに示すように、固定側型部Ａと可動側型部Ｂとが分割面ＰＬにて密接されると、固化遅延ピン１６は、固定側型部Ａのスプルブッシュ８のスプル部９内に挿入される。また、固化遅延ピン１６は、例えば円柱形状にて形成される。ここでは、図２Ｂに示すように、スプル部９の中心に沿って、固化遅延ピン１６が配置される。尚、これに限られることはなく、固化遅延ピン１６は、スプル部９内に溶融樹脂が射出充填できる箇所であればいずれの箇所に設置されていてもよい。

固定ボルト１７は、可動側取付板４に嵌装する上固定プレート１８と下固定プレート１９の２枚のプレート１８、１９の間で固定されている。上固定プレート１８と下固定プレート１９の２枚のプレート１８、１９は、ボルト２０により可動側取付板４を一体化構成される。固化遅延ピン１６は熱伝導率の高い金属材料、例えばベリリウム銅合金またはアルミ合金などで構成されていることが好ましい。

図示しないシリンダで加熱された溶融樹脂がスプルブッシュ８のスプル部９に射出充填される際に、固化遅延ピン１６と溶融樹脂の間でせん断熱が発生する。このせん断熱により固化遅延ピン１６の表面温度は即座に高くなり、スプル部９に射出充填された溶融樹脂が冷却固化されるのを遅延できる。

一方で、射出充填、保圧工程が終わり、スプル部９における溶融樹脂の移動が停止して、固化遅延ピン１６と溶融樹脂の間のせん断熱も次第に小さくなる。これに伴って固化遅延ピン１６の表面温度も徐々に低下して、スプル部９に充填されている溶融樹脂の冷却固化を促進することが期待できる。

また、図２Ｂに示したＺ－Ｚ断面図から分かるように、固化遅延ピン１６が内挿されたスプル部９の流路は中空円柱形状となる。例えば、スプル部９の直径Ｒ１を５ｍｍ、固化遅延ピン１６の直径Ｒ２を３ｍｍとした場合、スプル部９の実効的な樹脂流路断面積は（２．５^２－１．５^２）×π^２＝４π^２となり、スプル部９の直径Ｒ１が４ｍｍの樹脂流路断面積と同等になる。

比較例として、金型においてスプル部の直径が４ｍｍの場合、スプルブッシュの内周面からスプル部の中心までのスプル部に射出充填される樹脂の厚みは２ｍｍになる。一方で、本実施の形態１に記載の構成であれば、スプル部９の直径Ｒ１が５ｍｍ、固化遅延ピン１６の直径Ｒ２が３ｍｍのため、スプルブッシュ８の内周面８０から固化遅延ピン１６の外周面までのスプル部９に射出充填される樹脂の厚みは１ｍｍとなり、比較例に比べてスプル部に射出充填される樹脂の厚みが薄くなる。これにより、実効的な樹脂流路断面積を同じにしたまま、冷却工程におけるスプル部９の冷却時間を短縮することが期待できる。また、樹脂流路断面積が同等であるため、樹脂流動特性が低下したり、廃棄樹脂量が多くなったりするなどの問題が生じることもない。

次に、上記のように構成された実施の形態１の金型１００を用いた樹脂成形プロセスを図３から図８を用いて説明する。ここでは、金型１００を用いて、樹脂部品２１を成形する一連の樹脂成形プロセスを示す。図３に示すように、型閉じ工程では、可動側取付板４を固定した射出成形機のプラテンがもう一方の固定側取付板１に向けて移動して、固定側型板２と可動側型板３とが分割面ＰＬを挟んで密接される。この型閉じ工程により、固定ボルト１７に固定された固化遅延ピン１６は、スプル部９に内挿される。

次に、図４に示すように、射出充填、保圧、冷却工程に移行する。射出充填工程では、前述の通り、シリンダで加熱された溶融樹脂がスプル部９、ランナ部１０、ゲート部１１を経て、固定側製品部１２および可動側製品部１３に充填される。このとき、スプル部９に射出充填される溶融樹脂とスプルブッシュ８の内周面８０および固化遅延ピン１６の外周面との間でせん断熱が発生する。熱伝導率が高い金属材料で構成される固化遅延ピン１６の表面温度は即座に高くなり、射出充填工程におけるスプル部９の溶融樹脂の冷却固化を遅延できる。また、この効果は保圧工程時も継続される。

その後、冷却工程に移行すると、シリンダ内部のスクリュの前進が停止して、次ショットに備えた溶融樹脂の計量のためにスクリュが後退し始める。金型１００への溶融樹脂の移動が停止するため、溶融樹脂と固化遅延ピン１６との間に発生していたせん断熱も停止する。これに伴って、スプル部９の溶融樹脂の冷却が進行する。

ここで、図示していないが、固定側型板２および可動側型板３の内部には媒体流路が配置されており、金型１００の外部に設置された媒体供給装置に接続されて、温度調節回路を構成している。この媒体供給装置は、水または油などの温度調節媒体の温度を設定された温度に維持する機能を有しており、所望の温度に調節された温度調節媒体を媒体供給装置から固定側型板２および可動側型板３の媒体流路に流通して、固定側型板２および可動側型板３の温度を調節する。

このとき、固定側型板２および可動側型板３の媒体流路に対して、同一の媒体供給装置から同一温度の温度調節媒体を流通する必要はなく、複数の媒体供給装置に対して固定側型板２と可動側型板３の媒体流路を個別に接続して、同一温度または異なる温度に調節された温度調節媒体を流通してもよい。

次に、金型１００の内部に充填された溶融樹脂の冷却固化が進行すると、図５に示すように、型開き工程に移行する。可動側取付板４を固定した射出成形機のプラテンが固定側取付板１から離れるように移動させ、固定側型板２と可動側型板３とを離間させる。このとき、スプル部９および固定側製品部１２に充填された樹脂は、可動側製品部１３に充填された樹脂と一体となり、樹脂部品２１として固定側型板２から離型する。尚、ここでは、便宜上、樹脂部品２１として、スプル部９、ランナ部１０およびゲート部１１内に充填され硬化した樹脂部分も含む。当然のことながら、樹脂部品２１において、実際に製品として利用される部分は、製品部Ｃ内にて形成された部分である。

次に、図６に示すように、離型工程では、図示しない射出成形機に配置されているエジェクタロッドが移動することにより、上エジェクタプレート６および下エジェクタプレート７が可動側型板３に近づくように移動する。この動作に伴って、上エジェクタプレート６と下エジェクタプレート７の２枚のエジェクタプレート６、７の間に固定された、製品エジェクタピン１４およびランナエジェクタピン１５も同じ方向に移動することで、図５の型開き工程の可動側型板３のランナ部１０、ゲート部１１および可動側製品部１３から樹脂部品２１が離型する。

固化遅延ピン１６は、固定ボルト１７により可動側取付板４に固定されているため、製品エジェクタピン１４およびランナエジェクタピン１５と連動せず、ランナエジェクタピン１５がスプル部９を突き出すことにより、固化遅延ピン１６がスプル部９内に形成された樹脂部品２１から離型される。

次に、図７に示すように、取り出し工程において、可動側型板３から離型された樹脂部品２１は、取り出しロボットまたは自動落下、人の手により金型１００の外部に取り出される。次に、図８に示すように、エジェクタピン戻り工程では、エジェクタロッドが可動側型板３から離れるように移動することで、上エジェクタプレート６と可動側型板３の間に配置されるスプリングの反力により上エジェクタプレート６および下エジェクタプレート７が可動側取付板４に近づくように押し戻される。この状態から、再び図３に示す型閉じ工程に移行して、以後図３から図８の工程を繰り返しながら樹脂部品２１の量産成形が執り行われる。

図９から図１３は本実施の形態１における固化遅延ピン１６の他の構成例を示す。各図において、上記実施の形態１の場合と異なる部分を中心に説明する。他の部分は上記実施の形態１と同様であるため、その説明は適宜省略する。

図９に示す固化遅延ピン１６０は、直径が長手方向Ｘの溶融樹脂の入口側Ｘ１から出口側Ｘ２に向かって大きくなるように形成され、外形３１が長手方向Ｘに傾斜して形成される。よって、固化遅延ピン１６０は、例えば、円錐台形状にて形成される。この構成により、最も溶融樹脂の固化が遅く、冷却時間ならびにサイクルタイムの長期化を招く原因になるスプル部９の溶融樹脂の出口側Ｘ２（根元側）の肉盗み量が多くなり、冷却時間短縮の効果を促進できる。また、固化遅延ピン１６０の外形３１に傾斜を持たせることで、固化遅延ピン１６０とスプル部９との離型性が向上し、図６の離型工程に起因する成形不良を抑制できる。さらに、固化遅延ピン１６０の出口側Ｘ２（根元部）を他の箇所より太く形成できるため、破損に対する懸念が低減できる。

次に、図１０に示す固化遅延ピン１６１は、長手方向Ｘにおいて、溶融樹脂の入口側Ｘ１の端面３２がＲ形状の曲面形状にて形成される。尚、図１０において、全体を曲面形状にて形成する例を示したが、これに限られることはなく、部分的に曲面形状を形成してもよい。この構成により、シリンダで加熱された溶融樹脂がスプル部９に射出充填されるときに、固化遅延ピン１６１に負荷する応力の集中を抑制できるとともに、先に示した、離型性の向上が期待できる。

次に、図１１に示す固化遅延ピン１６２は、セラミックスまたは熱硬化性樹脂の芯材３３と、芯材３３を覆うセラミックスまたは熱硬化性樹脂の熱伝導率より高い熱伝導率を有する部材にてなる被膜部としての熱伝導薄膜３４とにて形成される。この構成により、シリンダで加熱された溶融樹脂がスプル部９に射出充填されるときに、熱伝導薄膜３４と溶融樹脂との間で発生するせん断熱が、固化遅延ピン１６２の芯材３３を伝って、他の箇所としての、固定ボルト１７およびランナエジェクタピン１５を経由して可動側型板３に逃げるのを抑制でき、熱伝導薄膜３４および芯材３３を有する固化遅延ピン１６２の保温効果が高くなる。このため、スプル部９の直径をさらに小さくしても溶融樹脂の流動性を確保でき、射出成形後に廃棄するスプル部の樹脂材料を低減できる。

この効果は、例えば、固化遅延ピン１６を固定するための固定部としての固定ボルト１７を、固化遅延ピン１６の熱伝導率よりも熱伝導率が低い例えば、セラミックスまたは熱硬化性樹脂にて形成しても同様の効果を得ることができる。

また、図１２に示すようにスプルブッシュ８の外周面にセラミックスまたは熱硬化性樹脂など、スプルブッシュ８を設置する固定側取付板１および固定側型板２よりも熱伝導率が低い部材で構成する断熱層２３を形成しても同様に効果が期待できる。尚、スプルブッシュ８の外周面に対してセラミックスの断熱層２３を形成する方法としては、例えばコールドスプレなどの溶射による方法が適切である。

次に、図１３に示すように、固化遅延ピン１６３の表面に微細な凹凸形状を設ける。これにより、スプル部９に射出充填される溶融樹脂の流動速度が局所的に変化するため乱流化し、スプル部９において溶融樹脂が攪拌される。これにより、スプル部９における溶融樹脂の温度ムラが低減し、圧力損失低減および溶融樹脂の流動性確保に効果が期待できる。冷却工程においては微細な凹凸形状により溶融樹脂と固化遅延ピン１６３の接触面積が増大するため、冷却効率が促進される。尚、図１３は凹凸形状が理解できるように、実際より大きく図示している。

但し、離型性が低下することが懸念されるため、固化遅延ピン１６３の凹凸形状の表面にＰＴＦＥ（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）を含む薄膜など離型性および潤滑性に富んだ潤滑層２４を形成することが考えられる。

上記のように構成された実施の形態１の樹脂射出成形用金型によれば、
分割面を境として固定側型部と可動側型部とに二分され、前記固定側型部および前記可動側型部が前記分割面で密接された状態で、前記固定側型部および前記可動側型部にて形成される製品部に溶融樹脂を充填して樹脂製品を成形する樹脂射出成形用金型において、
前記固定側型部は、外部から前記溶融樹脂を射出充填する中空のスプル部を備えたスプルブッシュを有し、
前記スプル部において前記溶融樹脂が射出充填される充填方向が長手方向となる固化遅延ピンを備え、前記固定側型部と前記可動側型部とが前記分割面にて密接されると前記スプル部内に前記固化遅延ピンが挿入されるので、
溶融樹脂がスプル部内に射出充填される際に、固化遅延ピンと溶融樹脂と間に発生するせん断熱により固化遅延ピンが加熱され、固化遅延ピンと溶融樹脂と間における熱交換効率が低下し、スプル部内における溶融樹脂の冷却固化を抑制できる。さらに、スプルブッシュの内部の流路が、固化遅延ピンの挿入により中空形状となるため、流路断面積が同じスプル部に対して流路の厚みを小さくできるため、冷却工程におけるスプル部の冷却時間を短縮できる。よって、スプル部の断面積を大きくすることなく、コストを抑えつつ、冷却時間の短縮ならびにサイクルタイムが短縮できる。

また、前記固化遅延ピンは、前記可動側型部を設置する取付部に固定して設置されるので、
固化遅延ピンが確実に固定できる。

また、前記固化遅延ピンは、直径が前記長手方向の前記スプル部の前記溶融樹脂の入口側から出口側に向かって大きくなるように形成され、外形が前記長手方向に傾斜して形成されるので、
溶融樹脂の固化が遅く、冷却時間ならびにサイクルタイムの長期化を招く原因になるスプル部の出口側（根元）の肉盗み量が多くなり、冷却時間短縮の効果を促進できる。また、固化遅延ピンの外形に傾斜を持たせることでスプル部の離型性が向上でき、離型工程に起因する成形不良を抑制できる。さらに、固化遅延ピンの出口側（根元）を太くできるため、破損に対する懸念が低減できる。

また、前記固化遅延ピンの前記長手方向の前記スプル部の前記溶融樹脂の入口側の端面は、部分的、または全体的に曲面形状にて形成されるので、
溶融樹脂がスプル部に射出充填されるときに固化遅延ピンに負荷する応力が集中することを、固化遅延ピンの曲面形状にて抑制するとともに、離型性の向上が期待できる。

また、前記固化遅延ピンは、芯材がセラミックスまたは熱硬化性樹脂にて形成され、前記セラミックスまたは熱硬化性樹脂の熱伝導率よりも熱伝導率が高い部材が前記芯材を覆って形成される被膜部を備えたので、
溶融樹脂がスプル部に射出充填されるときに固化遅延ピンの被膜部と溶融樹脂との間で発生するせん断熱が、固化遅延ピンの芯材を伝って他の箇所を経由して逃げるのを抑制でき、固化遅延ピンの保温効果が高くなる。このため、スプル部の直径をさらに小さくしても溶融樹脂の流動性を確保でき、射出成形後に廃棄するスプル部の樹脂材料を低減できる。

また、前記固化遅延ピンを固定する固定部は、前記固化遅延ピンの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する部材にて形成されるので、
溶融樹脂がスプル部に射出充填されるときに固化遅延ピンと溶融樹脂との間で発生するせん断熱が、固化遅延ピンを伝って、他の箇所、例えば、固定ボルトまたはランナエジェクタピンを経由して可動側型板に逃げるのを抑制でき、固化遅延ピンの保温効果が高くなる。このため、スプル部の直径をさらに小さくしても溶融樹脂の流動性を確保でき、射出成形後に廃棄するスプル部の樹脂材料を低減できる。

また、前記スプルブッシュの外周面に、セラミックスまたは熱硬化性樹脂にて形成される断熱層を備えるので、
スプル部に射出充填されるときに、スプルブッシュの内壁面と溶融樹脂の間で発生するせん断熱が、スプルブッシュを伝って、他の箇所に逃げるのを抑制でき、スプル部の溶融樹脂の固化を遅延できる。このため、スプル部の直径をさらに小さくしても溶融樹脂の流動性を確保でき、射出成形後に廃棄するスプル部の樹脂材料を低減できる。

また、前記固化遅延ピンの表面は、凹凸形状を備えたので、
固化遅延ピンの表面の凹凸形状により、スプル部に射出充填される溶融樹脂の流動速度が局所的に変化するため乱流化し、スプル部において溶融樹脂が攪拌される。これにより、スプル部における溶融樹脂の温度ムラが低減し、圧力損失低減および溶融樹脂の流動性確保に効果が期待できる。冷却工程においては当該凹凸形状により溶融樹脂と固化遅延ピンとの接触面積が増大するため、冷却効率が促進される。

また、前記スプルブッシュの前記スプル部から前記製品部に連通する連通部を備えたので、
スプル部から製品部への溶融樹脂の流れが容易にできる。

実施の形態２．
図１４は、実施の形態２による樹脂射出成形用金型の構成を示す断面図である。図１５は、図１４に示した樹脂射出成形用金型の固化遅延ピンの他の例の構成を示す断面図である。

図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。上記実施の形態１においては、固化遅延ピン１６は、可動側型部Ｂの取付部Ｄとしての可動側取付板４に固定ボルト１７にて螺合して一体化されている例を示したが、これに限られることはなく、図１４に示すように、可動側型板３に固定した固定ボルト１７０に対して、固化遅延ピン１６を螺合して一体化して固定してもよい。よって、固化遅延ピン１６を固定する固定部は固定ボルト１７０となる。

この構成により、より簡易な構造で固化遅延ピン１６を配置できるため、金型１００の加工費用の低減を見込むことができるとともに、連続成形時における摺動部の破損および摩耗に対しても信頼性が向上する。また、別の構成としては、固化遅延ピン１６を可動側型板３に直接螺合することも可能であり、固定ボルト１７０が不要となるためさらに金型１００の構造を簡易にできる。この場合、固化遅延ピン１６を固定する固定部は可動側型板３となる。

また、図１５に示すように、固化遅延ピン１６４の内部に、可動側型板３に配置した温度調節媒体（流通方向を矢印Ｔにて示す）を流通する媒体流路２５に連通する媒体流路２５０を構成する。この構成により、固化遅延ピン１６４の温度は、媒体流路２５０に流通する温度調節媒体により、射出充填時、保圧時、冷却時で変化できる。例えば、冷却時は低温に温度調節された温度調節媒体を媒体流路２５０に流通し冷却効率を促進して、冷却時間およびサイクルタイムを短縮できる。尚、媒体流路２５０に流通する温度調節媒体は、可動側型板３に螺合により固定された金属製のバッフル板２６により固化遅延ピン１６の内部に導くことができる。また、固化遅延ピン１６は円柱状など単純な構成のため、媒体流路２５０は単純に形成できる。

上記のように構成された実施の形態２の樹脂射出成形用金型によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、
前記固化遅延ピンは、固定して設置されるので、
簡易な構造で固化遅延ピンを配置できるため、金型の加工費用の低減を見込むことができるとともに、連続成形時における摺動部の破損および摩耗に対しての信頼性が向上する。

また、前記固化遅延ピンの内部に、温度調節媒体を挿入出可能な媒体流路を備えたので、
固化遅延ピンの温度を各工程時で変化できるため、例えば冷却時は低温に温度調節された温度調節媒体を媒体流路に流通することにより冷却効率が促進できる。

実施の形態３．
図１６は、実施の形態３による樹脂射出成形用金型の構成を示す断面図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。上記各実施の形態においては、金型１００は、固定側型部Ａを１枚の固定側型板２を備え、連通部としてのランナ部１０、ゲート部１１を可動側型部Ｂに備える、サイドゲート方式の例を示したが、これに限られることは無く、本実施の形態３においては、ピンゲート方式の例を示す。図１６に示すように、固定側型部Ａとして２枚の固定側型板２、２００を備える。そして、スプル部９から製品部Ｃに連通する連通部を固定側型板２００に、ランナ部１０１、ゲート部１１０を備える。

そして、図１６に示すように、固定側型板２００に固定した固定ボルト１８０に対して、固化遅延ピン１６を螺合して一体化して固定してもよい。よって、固化遅延ピン１６を固定する固定部は固定ボルト１８０となる。尚、この場合、製品部Ｃは、固定側型部Ａの分割面ＰＬと可動側型部Ｂの可動側製品部１３にて形成されることとなる。

上記実施の形態３に示したように金型１００が形成される場合であっても、上記各実施の形態に示したように、スプルブッシュ８、スプル部９および固化遅延ピン１６との関係は同様であるため、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 固定側取付板、１０ ランナ部、１００ 金型、１１ ゲート部、
１２ 固定側製品部、１３ 可動側製品部、１４ 製品エジェクタピン、
１５ ランナエジェクタピン、１６ 固化遅延ピン、１６０ 固化遅延ピン、
１６１ 固化遅延ピン、１６２ 固化遅延ピン、１６３ 固化遅延ピン、
１６４ 固化遅延ピン、１７ 固定ボルト、１７０ 固定ボルト、
１８ 上固定プレート、１８０ 固定ボルト、１９ 下固定プレート、２ 固定側型板、
２０ ボルト、２１ 樹脂部品、２２ 熱伝導薄膜、２３ 断熱層、２４ 潤滑層、
２５ 媒体流路、２６ バッフル板、３ 可動側型板、３３ 芯材、４ 可動側取付板、
５ スペーサブロック、６ 上エジェクタプレート、７ 下エジェクタプレート、
８ スプルブッシュ、９ スプル部、Ａ 固定側型部、Ｂ 可動側型部、Ｃ 製品部、
Ｄ 取付部、Ｒ１ 直径、Ｒ２ 直径、Ｘ 長手方向（充填方向）、Ｘ１ 入口側、
Ｘ２ 出口側、ＰＬ 分割面。

Claims (9)

1. 分割面を境として固定側型部と可動側型部とに二分され、前記固定側型部および前記可動側型部が前記分割面で密接された状態で、前記固定側型部および前記可動側型部にて形成される製品部に溶融樹脂を充填して樹脂製品を成形する樹脂射出成形用金型において、
   前記固定側型部は、外部から前記溶融樹脂を射出充填する中空のスプル部を備えたスプルブッシュを有し、
   前記スプル部において前記溶融樹脂が射出充填される充填方向が長手方向となる固化遅延ピンを備え、前記固定側型部と前記可動側型部とが前記分割面にて密接されると前記スプル部内に前記固化遅延ピンが挿入される樹脂射出成形用金型。
2. 前記固化遅延ピンは、直径が前記長手方向の前記スプル部の前記溶融樹脂の入口側から出口側に向かって大きくなるように形成され、外形が前記長手方向に傾斜して形成される請求項１に記載の樹脂射出成形用金型。
3. 前記固化遅延ピンの前記長手方向の前記スプル部の前記溶融樹脂の入口側の端面は、部分的、または全体的に曲面形状にて形成される請求項１または請求項２に記載の樹脂射出成形用金型。
4. 前記固化遅延ピンは、芯材がセラミックスまたは熱硬化性樹脂にて形成され、前記セラミックスまたは熱硬化性樹脂の熱伝導率よりも熱伝導率が高い部材が前記芯材を覆って形成される被膜部を備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂射出成形用金型。
5. 前記固化遅延ピンを固定する固定部は、前記固化遅延ピンの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する部材にて形成される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の樹脂射出成形用金型。
6. 前記スプルブッシュの外周面に、セラミックスまたは熱硬化性樹脂にて形成される断熱層を備える請求項１から請求項５いずれか１項に記載の樹脂射出成形用金型。
7. 前記固化遅延ピンの表面は、凹凸形状を備えた請求項１から請求項６いずれか１項に記載の樹脂射出成形用金型。
8. 前記固化遅延ピンの内部に、温度調節媒体を挿入出可能な媒体流路を備えた請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の樹脂射出成形用金型。
9. 前記スプルブッシュの前記スプル部から前記製品部に連通する連通部を備えた請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の樹脂射出成形用金型。

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