JP3908593B2 - 射出圧縮成形用金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出圧縮成形用金型に関し、詳細には、溶融樹脂の射出、圧縮が固定側と可動側の合わせ面が密着する状態を維持させながら行え、ゲートの切断のための特別な部品が不要で製品にゲート跡がなく、ゲートを切断する際の固定側と可動側間でかじりを生じることのない小型化が可能な射出圧縮成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ内で光を液晶に導くバックライトユニットなどの中に組み込まれる透明樹脂からなる導光板など高精度が要求される平板状の製品の多くは射出圧縮成形により製造されている。従来より、かかる射出圧縮成形は、図６に示す金型１００の可動型６０に取り付けられた油圧、空気圧等の駆動手段８０を用いて可動型６０を型閉じ方向に移動させ、キャビティ空間９５内に射出された溶融樹脂を圧縮して成形する方法、図７に示す金型１００の可動型６０と固定型７０の合わせ面９０を完全に閉じ、型締め力よりも僅かに大きな力を発生させる射出圧力でキャビティ空間９５内に溶融樹脂を射出することで（射出圧力により合わせ面が開く）、可動型６０を型開き方向に移動させ、固定型７０と可動型６０の合わせ面９０間に圧縮するのに必要な拡幅された空間部を作り、射出後型締め力を上昇させ圧縮して成形する方法、図８に示す金型１００の可動型６０と固定型７０の合わせ面９０を閉じず、かつ溶融樹脂がキャビティ空間９５外に漏れ出さないように固定型７０と可動型６０に設けた嵌め合い部９１を嵌合させた状態で溶融樹脂をキャビティ空間９５内に射出し、射出が完了した時点で射出成形機の型締め力を利用して金型１００を閉じて圧縮して成形する方法などで行われている。
【０００３】
また、射出圧縮成形用金型で成形された製品は、ゲートを切断しなければならない。従来より、製品のゲートの切断は、溶融樹脂が固化してから切断する方法、射出圧縮成形用金型内にゲートを切断するためのカットブロック（ブッシュ）を設ける方法（特開平６−２７８１６６号公報参照）、固定型と可動型を係合させながらゲートを遮断する方法（特開平１１−７０５５５号公報参照）などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６の金型を用いる成形法によれば、製品部の大部分に作用する射出圧力に抗しながら可動型を型閉じ方向に移動させるために高い圧力で押圧しなければならず、駆動手段の大型化、ひいては金型自体の大型化を招き、省スペース化には不向きであった。また、図７の金型を用いる成形法によれば、圧縮前に合わせ面は開いた状態になるため、射出された溶融樹脂が漏れだし、導光板にバリ等の不具合が発生する虞があった。図８の金型を用いる成形法によれば、型開きして製品を取り出した後の型閉じの際に嵌め合い部９１の位置合わせが難しくなり、かじりなどにより金型に痛みを生じる虞があった。
【０００５】
また、溶融樹脂が固化してから切断する方法によれば、ゲートの切断面に傷が生じ、また切断粉により製品を汚染する虞があり、特開平６−２７８１６６号公報に記載されるようなカットブロック（ブッシュ）を設ける方法によれば、部品点数が多くなり、射出圧縮成形用金型が複雑化し高コストとなることがあり、また、特開平１１−７０５５５号公報に記載の固定型と可動型を係合させながらゲートを遮断する方法によれば、固定型と可動型の位置合わせに精度を必要とし、精度不良があれば固定型と可動型の係合によるかじりを生じ、摩耗粉により製品を汚染する虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、省スペース化に好適で製品にバリ等が発生するという不具合を防止でき、金型の傷みを防止できると共に、ゲートの切断に起因するゲート跡の後加工などの不具合を防止し効率的にゲートを切断できる射出圧縮成形用金型を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために構成された本発明は、溶融樹脂を固定側と可動側との間に形成されるキャビティ空間内へ射出した後、型締めにより溶融樹脂を圧縮して平板状の製品を成形する射出圧縮成形用金型において、可動側入れ子の外周又は固定側入れ子の外周を摺動可能に囲繞する外枠型と、前記射出圧縮成形用金型の可動側若しくは固定側又は射出成形機の可動側若しくは固定側に設けられ、前記外枠型を進退自在に移動させる油圧シリンダーとを備え、溶融樹脂の射出時には、前記油圧シリンダーにより前記外枠型が前進し、溶融樹脂の圧縮時には、型締め力により前記外枠型が後退し、各々、前記外枠型と前記固定側入れ子との合わせ面又は前記外枠型と前記可動側入れ子との合わせ面を密着状態に維持させ、また、前記外枠型内にトンネルで設けられたゲートは、溶融樹脂の射出時には、前記キャビティ空間の長さ方向の端部と連通し、溶融樹脂の圧縮時には、型締め力による前記外枠型の後退により遮断され、さらに、型開き後、前記油圧シリンダーが前記外枠型を後退させ、製品の外周が外枠型に引っかかるのを防止し、製品の取り出しを容易にすることを特徴とする射出圧縮成形用金型を要旨とする。
【０００８】
上記構成の発明によれば、可動側入れ子又は固定側入れ子の外周に油圧シリンダーにより進退自在な外枠型が設けられるので、固定側と可動側の合わせ面の密着状態を維持しながら溶融樹脂の射出及び圧縮が行え、バリ等の発生を回避できる。また、外枠型内に設けられたゲートは、溶融樹脂の射出時には、キャビティ空間の長さ方向の端部と連通し、溶融樹脂の圧縮時には、型締め力による前記外枠型の後退により遮断されるので、固化した製品のゲートの切断が不要となる。さらに、製品はその外周を外枠型に引っかけることなく容易に取り出せる。
【０００９】
上記発明において、キャビティ空間に射出された溶融樹脂の全面を圧縮しても良い。また、平板状の製品は導光板でも良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の射出圧縮成形用金型の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下の各実施形態における金型は、製品として導光板を製造するものである。
【００１１】
〔第１実施形態〕
図１は、キャビティ空間３０に溶融樹脂が充填された状態を概略的に示す部分断面図で、図２は溶融樹脂を型締めにより圧縮する状態を概略的に示す部分断面図で、図３は型開き後の成形品が取り出される前の状態を概略的に示す部分断面図である。本実施形態の射出圧縮成形用金型５０は、固定側入れ子１の外周に外枠型２を摺動可能に囲繞させたものである。
【００１２】
固定側入れ子１は、縦断面視において凸状をなす角柱体で、可動側入れ子３との間にキャビティ空間３０を形成する。また、固定側入れ子１の型閉じ方向（図中右方向）側の端部は、固定プラテン１０に固定されている。なお、固定側入れ子１は、縮径部のみとし、固定側入れ子１と固定プラテン１０との間に主型などを介在させ、該主型などを固定プラテン１０に固定する形態としても良い。
【００１３】
外枠型２は、中空状の角柱体をなし、固定側入れ子１の縮径部の外周に摺動可能に嵌入されている。すべてを図示しないが、固定側入れ子１の拡径部内の４隅には、公知の構成の油圧シリンダー６が配設されている。溶融樹脂の射出時には（図１参照）、油圧シリンダー６が、型締め力（図中右方向に作用）に抗して外枠型２を前進させ可動側入れ子３に当接密着させる。また、溶融樹脂の圧縮時には（図２参照）、油圧シリンダー６の作動力より大きな型締め力により外枠型２が後退（後退は、油圧シリンダー６が移動し、キャビティ空間３０を縮小させる方向をいう。また、前進は油圧シリンダー６が移動し、キャビティ空間３０を拡張させる方向をいう）する。なお、ここで言う作動力より大きな型締め力とは相対的な概念で、油圧シリンダー６の作動力がそのままで型締め力を増大させても、あるいは型締め力がそのままで油圧シリンダー６の作動力を減弱させても良い。また、油圧シリンダー６の数は、前記４台に限定されるものではなく、適宜増減できる。
【００１４】
可動側入れ子３は、角柱体で、型開き方向（図中左方向）側の端部は可動プラテン２０に固定されている。
【００１５】
上部の外枠型２内の中央には、ゲート５がトンネル（トンネルゲート）で設けられている。ゲート５は、外枠型２内に設けられたランナー７を介してスプルー８と連通している。溶融樹脂の射出時において、ゲート５は、キャビティ空間３０の長手方向の上端部と連通するように設けられている。可動側入れ子３内には、エジェクターピン１１が設けられている。また、図示は省略するが、外枠型２内のスプルー８は延設され、固定側入れ子１内のスプルーと連通している。なお、外枠型２は、延設されるスプルー８と摺動しながら移動できるように構成されている。
【００１６】
次いで、上記のように構成される射出圧縮成形用金型５０の作用について説明する。
予め開いた状態に維持されているキャビティ空間３０にゲート５から溶融樹脂が射出されると、外枠型２の型開き方向側の端部は、油圧シリンダー６の作動力により可動側入れ子３に当接密着させられているため、合わせ面９から溶融樹脂が漏れることなく充填され、導光板にバリ等を発生させることがない。この際、外枠型２に作動する油圧シリンダー６の作動力は、ランナー７を含む小さな面積に作用する射出圧力にのみ抗すれば良いので大きな作動力が不要で、図６に示す従来の金型のように油圧装置３０を大型化する必要がなく、ひいては射出圧縮成形用金型５０自体の小型化が可能となる。
【００１７】
また、図８に示す従来の金型のように可動型６０と固定型７０の嵌め合い部９１を嵌合させる必要がないので、かじりなどにより射出圧縮成形用金型５０に傷みを生じることがない。なお、油圧シリンダー６は、射出圧縮成形用金型５０や図示しない射出成形機に設ける他、外付けの構成とすることもできる。また、外枠型２の型閉じ方向側の端部に作動するのではなく、外枠型２の外周部など端部以外の部位に作動する構成とすることも可能である。
【００１８】
キャビティ空間３０内に溶融樹脂が充填されると、油圧シリンダー６の作動力より大きな型締め力により可動側入れ子３がキャビティ空間３０に充填された溶融樹脂の全面を圧縮する。同時に、型締め力により外枠型２が後退するので、外枠型２内のゲート５は、固定側入れ子１により遮断される。そのため、ゲート５の切断に用いる特別の部品が不要であり、またゲート５の切断による不良品の発生を防止できる。また、外枠型２内のゲート５は外枠型２自体が移動（後退）して遮断されるため、上記従来の金型のように固定型と可動型の係合によるかじりを生じることもない。
【００１９】
成形が完了すると、可動側入れ子３と外枠型２とが分離して型開きされ、更に油圧シリンダー６が作動して外枠型２を後退させることができるので、外枠型２に引っかかることなく製品４０を容易に取り出すことができる（図３参照）。また、同時にゲート５とランナー７は、エジェクターピン１１により排出される。
【００２０】
以上説明した射出圧縮成形用金型５０を用いて製造される製品は、側端面の全周のどこにもゲート跡がない。また、ゲート５位置の設定がどこにも可能である。くさび形状の導光板では、溶融樹脂を厚肉の入光面から射出すれば、肉薄側に均一に拡散するので輝度ムラの少ない高品質の導光板が得られる。しかしながら、肉厚の入光面側にゲートを設定すると、ゲート跡を切断処理しても入射光の乱反射などの不都合が生じるため、後加工が必要でコスト増の要因となった。それを避けるために入光面以外にゲートを設定した場合、溶融樹脂がキャビティ空間の一部に流れ均一に拡散できないことがあった。また、側端面には、プリズム加工やパターン加工がなされることがあるが、導光板の製造後に後加工として行うか、非加工面にゲートを設定する必要があった。ところが、上記で説明した本発明の射出圧縮成形用金型を用いて製造すれば、入光面側から溶融樹脂を射出でき輝度ムラが少なくゲート跡のない高品質な導光板が得られ、しかも金型にプリズム加工あるいはパターン加工のための処理を予め施しておけば、成形工程で同時にプリズム加工などがゲート位置にとらわれず行える。
【００２１】
〔第２実施形態〕
本実施形態は、可動側入れ子３の外周に摺動可能に囲繞する外枠型２が設けられた点で第１実施形態と異なるもので、第１実施形態と重複する記載は極力割愛する。図４は、キャビティ空間３０に溶融樹脂が充填された状態を概略的に示す部分断面図で、図５は溶融樹脂を型締めにより圧縮する状態を概略的に示す部分断面図である。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を用いる。
【００２２】
可動側入れ子３は、縦断面視において凸状をなす角柱体で、固定側入れ子１との間にキャビティ空間３０を形成する。また、可動側入れ子３の型開き方向側の端部は、可動プラテン２０に固定されている。
【００２３】
外枠型２は、中空状の角柱体をなし、可動側入れ子３の縮径部の外周に摺動可能に嵌入されている。すべてを図示しないが、可動側入れ子３の拡径部内の４隅には、公知の構成の油圧シリンダー６が配設されている。溶融樹脂の射出時には（図４参照）、油圧シリンダー６が外枠型２を前進させ固定側入れ子１に当接密着させる。 また、溶融樹脂の圧縮時には（図５参照）、油圧シリンダー６の作動力より大きな型締め力により外枠型２が後退（後退は、油圧シリンダー６が移動し、キャビティ空間３０を縮小させる方向をいう。また、前進は油圧シリンダー６が移動し、キャビティ空間３０を拡張させる方向をいう。）する。
【００２４】
固定側入れ子１は、角柱体で、型閉じ方向（図中右方向）側の端部は、固定プラテン１０に固定されている。
【００２５】
上部の外枠型２内の中央には、第１実施形態と同様にゲート５がトンネル（トンネルゲート）で設けられている。
【００２６】
本実施形態の射出圧縮成形用金型５０は、上記のように構成されるため、型締め力により外枠型２が後退し、外枠型２内のゲート５は、可動側入れ子３により遮断される。
【００２７】
本発明は、以下に例示するようにその技術的範囲に属する限り種々形態を変更して具体化できる。
（１）固定側入れ子、可動側入れ子あるいは外枠型は、上記形態に限定されるものではなく、目的の製品の形態に応じて種々変更できる。これらは、各々複数のブロックに分けて製造し、金型の組立時に各ブロックを組み立てる構成にしてもよい。このように構成することにより固定側入れ子、可動側入れ子あるいは外枠型を効率的に製造でき、また金型の組み立てが容易になる。また、外枠型が囲繞する固定側入れ子又は可動側入れ子は、特に凸状に限定されものではなく、例えば単に角柱体あるいは円柱体などに構成しても良い。
（２）本発明は、特に導光板の製造に限定されるものではなく、平板状の様々な製品を製造できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されるため、以下の効果を奏する。
本発明の射出圧縮成形用金型は、油圧シリンダーにより可動側入れ子の外周又は固定側入れ子の外周を進退自在に移動する外枠型が設けられるので、固定側と可動側の合わせ面の密着状態を維持しながら溶融樹脂の射出及び圧縮が行え、製品にバリ等が発生する不具合を回避でき、また成形時間の短縮化を図ることができる。また、かじりなどにより金型を傷めることがないので、金型の保全に資することができる。特に、製品が導光板の場合、バリ等の発生のない均一な導光板を成形時間を短縮して製造でき、また転写性が良く輝度ムラの少ない高品質な導光板の製造が可能となる。また、成形が完了し、可動側入れ子と外枠型とを分離して型開きした後、油圧シリンダーが外枠型を後退させることができるので、製品の外周を外枠型に引っかかることなく容易に取り出せる。
【００２９】
また、外枠型内に設けられるゲートは、溶融樹脂の射出時にはキャビティ空間の長さ方向の端部と連通し、溶融樹脂の圧縮時には外枠型の後退により遮断されるので、ゲートの切断による製品の切断傷の発生、切断粉による製品の汚染、固定型と可動型のかじりによる摩耗粉による製品の汚染を回避ができ、簡単な構成で上記の効果と相俟ってゲート跡のない高品質な製品の成形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の射出圧縮成形用金型のキャビティ空間に溶融樹脂が充填された状態を概略的に示す部分断面図である。
【図２】第１実施形態の射出圧縮成形用金型の溶融樹脂を型締めにより圧縮する状態を概略的に示す部分断面図である。
【図３】第１実施形態の射出圧縮成形用金型の型開き後の成形品が取り出される前の状態を概略的に示す部分断面図である。
【図４】第２実施形態の射出圧縮成形用金型のキャビティ空間に溶融樹脂が充填された状態を概略的に示す部分断面図である。
【図５】第２実施形態の射出圧縮成形用金型の溶融樹脂を型締めにより圧縮する状態を概略的に示す部分断面図である
【図６】従来例の金型を示す模式的切断縦断面図である。
【図７】従来例の金型を示す模式的切断縦断面図である。
【図８】従来例の金型を示す模式的切断縦断面図である。
【符号の説明】
１ 固定側入れ子
２ 外枠型
３ 可動側入れ子
５ ゲート
６ 油圧シリンダー
９ 合わせ面
３０ キャビティ空間
５０ 射出圧縮成形用金型

Claims (3)

1. 溶融樹脂を固定側と可動側との間に形成されるキャビティ空間内へ射出した後、型締めにより溶融樹脂を圧縮して平板状の製品を成形する射出圧縮成形用金型において、可動側入れ子の外周又は固定側入れ子の外周を摺動可能に囲繞する外枠型と、前記射出圧縮成形用金型の可動側若しくは固定側又は射出成形機の可動側若しくは固定側に設けられ、前記外枠型を進退自在に移動させる油圧シリンダーとを備え、溶融樹脂の射出時には、前記油圧シリンダーにより前記外枠型が前進し、溶融樹脂の圧縮時には、型締め力により前記外枠型が後退し、各々、前記外枠型と前記固定側入れ子との合わせ面又は前記外枠型と前記可動側入れ子との合わせ面を密着状態に維持させ、また、前記外枠型内にトンネルで設けられたゲートは、溶融樹脂の射出時には、前記キャビティ空間の長さ方向の端部と連通し、溶融樹脂の圧縮時には、型締め力による前記外枠型の後退により遮断され、さらに、型開き後、前記油圧シリンダーが前記外枠型を後退させ、製品の外周が外枠型に引っかかるのを防止し、製品の取り出しを容易にすることを特徴とする射出圧縮成形用金型。
2. キャビティ空間に射出された溶融樹脂の全面を圧縮することを特徴とする請求項１記載の射出圧縮成形用金型。
3. 平板状の製品は、導光板であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の射出圧縮成形用金型。

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