JP5316845B2 - 射出成形用の成形型 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形体を成形する射出成形用の成形型に関する。

樹脂成形体の射出成形においては、成形型の内部に形成されたキャビティ内に溶融樹脂を射出するのと同時に、このキャビティ内に滞留するガスを外部へ排出する必要がある。このガスの排出を実現するため、厚さ方向に切り欠きを設けた薄板を積層した成形型が知られている（下記特許文献１参照）。この成形型によれば、キャビティ内に溶融樹脂を射出した際に、隣り合う薄板の間に形成されたスリットを通じてキャビティ内からのガスの排出を行うことが可能となる。

特開２００４−１６７７１４公報

ところで、上記特許文献１に記載の成形型においては、積層された薄板の間にスリットが形成されており、当該スリットは成形型の型面に沿って一方向に延びる形態となっている。かかる成形型においては、スリットの延びる方向と、成形型の型面において溶融樹脂が流れる方向との関係により、ガスの排出効率が異なっている。すなわち、溶融樹脂の流れる方向がスリットの延びる方向と一致している場合には、キャビティ内からのガスの排出が円滑に行われる。一方、溶融樹脂が流れる方向がスリットの延びる方向と直交している場合には、キャビティ内からのガスの排出が円滑に行われない。したがって、上記した従来の成形型においては、スリットが延びている方向によってキャビティ内に溶融樹脂を射出する方向が制約されてしまうという問題があった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、キャビティ内に溶融樹脂を射出する方向にかかわらず、キャビティ内に滞留しているガスの排出を効率的に行うことが可能な射出成形用の成形型を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の射出成形用の成形型は、樹脂成形体を成形する射出成形用の成形型であって、金型と、前記金型に形成された凹部に充填される細粒金属部と、前記細粒金属部に載置される形で前記凹部に嵌め込まれる金属板と、を備え、前記細粒金属部は、細粒状の金属材料を樹脂で固めたものであり、前記金属板は、その板面が前記金型の成形面の一部をなすとともに、当該成形面の縦横方向に所定間隔を空けて貫設された複数のガス抜き孔を有し、前記ガス抜き孔と、前記細粒金属部の前記金属材料同士の隙間とが連通していることを特徴とする。

このような構成によれば、樹脂成形体の成形時に、金属板に形成されたガス抜き孔からガス抜きを行うことができる。ここで、当該ガス抜き孔は、成形面の縦横方向に複数設けられているため、ガス抜き効率の方向依存性がなく、樹脂の流れ方向にかかわらずガス抜きを効率良く行うことができる。

また、ガス抜き孔と、細粒金属部を構成する金属材料同士の隙間とが連通しているため、ガスを、ガス抜き孔を通じて金属材料同士の隙間に速やかに逃すことができ、さらに当該隙間に蓄積することができる。したがって、ガス抜きを連続的に効率良く行うことができる。

さらに、ガス抜き孔は金属板のみに設けられているため、成形型全体を加工し直すという手間を掛けることなく、ガス抜き孔の径、個数、配置態様を適宜変更することができる。したがって、設備コストを低減しつつ、樹脂成形体の生産性を向上することが可能となる。

また、本発明に係る射出成形用の成形型において、前記金型は、前記凹部から当該金型の下面に貫通する排気孔を有し、前記排気孔は、前記細粒金属部の前記金属材料同士の隙間と連通しているものとすることができる。

このような構成によれば、細粒金属部の金属材料同士の隙間に蓄積したガスを排気孔から成形型の外側に排気することができる。したがって、連続的に樹脂成形体の成形を行う場合にも、ガス抜きを確実に、かつ効率良く行うことができる。

本発明の射出成形用の成形型によれば、キャビティ内に溶融樹脂を射出する方向にかかわらず、キャビティ内に滞留しているガスを効率的に排出することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について図１ないし図３を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る射出成形用の成形型１０の概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、成形型１０は、金型１２と、当該金型１２の一部分には凹部１４が設けられ、凹部１４内には細粒金属部１６と金属板１８とを備えている。これら凹部１４、細粒金属部１６、及び金属板１８からなる部分は、金型１２と図示しない上型との間に形成されたキャビティ内を図示しない射出成形機から供給された溶融樹脂により押し流される空気を抜くためのガス抜き部である。なお、金属板１８の上面１８ａが金型１２の成形面１２ａの一部となっており、当該成形面１２ａと図示しない上型の成形面との間に形成されたキャビティ内で樹脂成形体が形成される。

金型１２は、その成形面１２ａの中央部に平面視略矩形状の凹部１４を有する。凹部１４は、その下部を構成する第１凹部２０と、上部を構成する第２凹部２２とを有している。第１凹部２０は、第２凹部２２に比べて深さが大きく形成されている。また、第２凹部２２は、第１凹部２０に比べて開口面積が大きく形成されている。

図２は、細粒金属部１６の拡大した構成を模式的に示す図である。
第１凹部２０には、細粒金属部１６が充填されている。図２に示すように、細粒金属部１６は、例えば平均粒径３ｍｍ〜５ｍｍの細粒状のアルミニウム粒２４に、例えばエポキシ樹脂等のバインダを混合した材料からなる。この材料を第１凹部２０に充填した後、８０℃〜１３０℃で６〜１４時間加熱することにより、エポキシ樹脂が熱硬化する。その結果、細粒金属部１６は、細粒状のアルミニウム粒２４同士の間に隙間２４ａが形成された状態で、全体として所定の強度を有するものとなる。アルミニウム粒２４が、本発明の「金属材料」に対応している。

さらに、第１凹部２０の底面には、金型１２の下面１２ｂまで貫通した排気孔２６が形成されている。排気孔２６は、金属板１８の上面１８ａと図示しない上型の成形面との間に形成されたキャビティ内に溶融樹脂が射出されたときに、当該キャビティ内に滞留しているガスを成形型１０の外部へ排出するための通路となっている。

一方、第２凹部２２には、鉄製の金属板１８が嵌め込まれている。具体的には、金属板１８は、その厚さが５ｍｍ〜１０ｍｍであり、細粒金属部１６の上に載置され、当該金属板１８の角部が第２凹部２２に対してネジ部材２８によって固定されている。このように、金属板１８が第２凹部２２に嵌め込まれることにより、金属板１８の上面１８ａと金型１２の成形面１２ａとがほぼ面一となっている。

このように、金属板１８の上面１８ａが成形面１２ａの一部を形成することにより、例えば細粒金属部１６の上面を成形面とした場合に比べて、当該成形面１２ａの平滑度を高めることができ、良好な成形性を得ることが可能となる。

図３は、金属板１８の上面１８ａの構成を示す平面図である。図３に示すように、金属板１８の上面１８ａには縦横方向に所定間隔を空けて複数のガス抜き孔３０が形成されている。ガス抜き孔３０は、直径が０．０５ｍｍ程度とされ、金属板１８の厚さ方向に貫通している（図１参照）。このガス抜き孔３０は、金属板１８の下方に配された細粒金属部１６のアルミニウム粒２４同士の間に形成された隙間２４ａと連通している。なお、このようなガス抜き孔３０は、金属板１８に対してレーザー加工等を行うことで形成することができる。

次に、本実施形態に係る成形型１０の作用・効果について説明する。
金属板１８の上面１８ａには、図１に示すように、複数のガス抜き孔３０が形成されている。したがって、上面１８ａと図示しない上型の成形面との間に形成されたキャビティ内に溶融樹脂が射出されたときに、当該キャビティ内に滞留しているガスが、ガス抜き孔３０を通じて細粒金属部１６に流入する。

細粒金属部１６は、これを構成するアルミニウム粒２４同士の間に隙間２４ａを有しており、当該隙間２４ａとガス抜き孔３０とが連通している。したがって、キャビティ内のガスは、ガス抜き孔３０を通じて細粒金属部１６の隙間２４ａに逃がされる。ここで、細粒金属部１６は、金属板１８よりも通気抵抗が小さいものとなっている。そのため、細粒金属部１６を設けることで、全体を金属板１８で構成した場合に比べて、キャビティ内からより迅速にガスを逃すことができる。さらに、逃したガスを細粒金属部１６の隙間２４ａに従来よりも大量に蓄積することが可能となる。

また、金型１２の下部には、細粒金属部１６の隙間２４ａと連通する排気孔２６が設けられている。したがって、隙間２４ａに蓄積されたガスを、当該排気孔２６を通じて成形型１０の外側へ確実かつ効率的に排気することができる。この排気方法としては、樹脂成形体の成形時に生じる成形圧により自然に排気する構成としても良く、あるいは当該排気孔２６にポンプ等を取り付けて吸引排気する構成としても良い。

本実施形態に係る成形型１０は、金型１２の成形面１２ａの一部をなす金属板１８を有しており、その上面１８ａの縦横方向に所定間隔を空けて貫設された複数のガス抜き孔３０を有している。これにより、樹脂成形体の成形時に、金属板１８に形成されたガス抜き孔３０からガス抜きを行うことができる。このガス抜き孔３０は、上面１８ａの縦横方向に複数設けられているため、ガス抜き効率の方向依存性がなく、溶融樹脂を射出する方向にかかわらずガス抜きを効率良く行うことができる。

また、金属板１８は細粒金属部１６により下方から補強されることとなるため、５ｍｍ〜１０ｍｍ厚の薄板状とすることができる。厚みが小さい板材に貫設された孔では、当該孔の距離が小さくなるため通気抵抗が小さいものとなる。したがって、金属板１８を薄板状とすることにより、ガス抜き時の通気抵抗を小さくすることができ、効率良くガス抜きを行うことができる。さらに、射出圧に対して、金属板１８の中央部分の撓みを抑制することができる。

さらに、金属板１８は細粒金属部１６に載置される形で凹部１４（第２凹部２２）に嵌め込まれているため、当該金属板１８の取付け及び取外しが容易である。これにより、成形型１０全体を加工し直すという手間を掛けることなく、ガス抜き孔３０の径、個数、配置態様を適宜変更することができる。

以上、本発明の実施形態について示したが、本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１） 上記実施形態では、細粒金属部１６の隙間２４ａと排気孔２６とが直接連通した構成を例示したが、ガスの排気構成はこれに限定されない。例えば図４に示すように、細粒金属部１６の周りに通気路３２を周設して、当該通気路３２を介して排気孔２６からガスを排気する構成を採用しても良い。このような構成によれば、キャビティ内から逃したガスを成形型１０内により大量に蓄積することができ、排気孔から排気を行う頻度を低減することが可能となる。

（２）上記実施形態では、樹脂成形体を成形するための成形型が上下方向に配置されており、成形型１０が下型を構成している場合について説明したが、成形型１０が上型を構成している場合であっても本発明を適用し得る。また、樹脂成形体を成形するための成形型が左右方向に配置されており、成形型１０が左右いずれか一方の成形型を構成している場合であっても本発明を適用し得る。

（３）上記実施形態では、細粒金属部の材料として細粒状のアルミニウムを用いる例を示したが、アルミニウム以外の金属材料（例えば鉄）を用いることも可能である。

本発明の一実施形態に係る射出成形用の成形型の構成を示す断面図である。 細粒金属部の拡大した構成を模式的に示す図である。 成形型の成形面の構成を示す平面図である。 成形型の構成の一変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０…成形型
１２…金型
１４…凹部
１６…細粒金属部
１８…金属板
１８ａ…成形面
２４…アルミニウム粒（金属材料）
２４ａ…アルミニウム粒同士の隙間
２６…排気孔
３０…ガス抜き孔

Claims (2)

1. 樹脂成形体を成形する射出成形用の成形型であって、
   金型と、前記金型に形成された凹部に充填される細粒金属部と、前記細粒金属部に載置される形で前記凹部に嵌め込まれる金属板と、を備え、
   前記細粒金属部は、細粒状の金属材料を樹脂で固めたものであり、
   前記金属板は、その板面が前記金型の成形面の一部をなすとともに、当該成形面の縦横方向に所定間隔を空けて貫設された複数のガス抜き孔を有し、
   前記ガス抜き孔と、前記細粒金属部の前記金属材料同士の隙間とが連通しており、
   前記凹部は、
   前記細粒金属部が充填される第１凹部と、
   前記第１凹部より開口面積が大きく、前記金属板が嵌め込まれる第２凹部と、を有し、
   前記金属板の周端部は、前記成形面を構成する面と反対側の面において前記第２凹部の奥面に支持されるとともに、前記奥面に対して着脱可能に取り付けられており、
   前記第１凹部は、前記凹部の下部を構成し、前記第２凹部は、前記凹部の上部を構成するものとされ、
   前記第２凹部の前記奥面は、前記金型における前記第１凹部の開口縁部によって構成されていることを特徴とする射出成形用の成形型。
2. 前記金型は、前記凹部から当該金型の下面に貫通する排気孔を有し、
   前記排気孔は、前記細粒金属部の前記金属材料同士の隙間と連通しており、
   さらに、前記金型は、前記細粒金属部に周設された通気路を有し、
   前記排気孔は、前記通気路を介して、前記細粒金属部の前記金属材料同士の前記隙間と連通していることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用の成形型。

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