JP5436153B2

JP5436153B2 - 射出成形用金型の製造方法

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Publication number: JP5436153B2
Application number: JP2009257199A
Authority: JP
Inventors: 昌広樋口
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-11-10
Also published as: JP2011101967A

Description

本発明は、射出成形用金型の製造方法に係り、特に、ウェルドラインの発生防止用の加熱手段を内蔵した射出成形用金型の有利な製造方法に関する。

よく知られているように、樹脂成形品の射出成形時に生ずる成形不良の一種として、ウェルドラインがある。このウェルドラインは、射出成形用金型の内部に形成される成形キャビティ内での溶融樹脂の流動過程で、溶融樹脂が、一旦、分流された後に再合流する場合や、複数の流路からの流れが合流する場合等に、合流する溶融樹脂の流動先端の接合面同士の融合が不完全となることが原因で発生する。

意匠面に塗膜やメッキ膜等が形成される樹脂成形品においては、意匠面にウェルドラインが発生しても、塗膜やメッキ膜等の膜厚を厚くすること等によって、ウェルドラインを、ある程度、隠蔽することが出来る。しかしながら、意匠面に塗膜やメッキ膜等が何等形成されない樹脂成形品では、ウェルドラインの発生によって、外観が著しく損なわれることとなる。

意匠面に塗膜やメッキ膜等が設けられない樹脂成形品としては、例えば、顔料や染料等により予め着色した着色樹脂や、そのような着色樹脂にアルミフレーク等の光輝材が更に添加された光輝性樹脂等の、所謂材着樹脂を用いて射出成形された樹脂成形品がある。このような材着樹脂の射出成形品にあっては、成形後の塗装やメッキが実施されない分だけ、製作作業の簡略化や低コスト化が有利に図られ得ると共に、塗膜やメッキ膜の剥離による外観の低下が効果的に解消され得るといった利点がある。しかし、その反面、意匠面にウェルドライン等が生ずると、それが外部に剥き出しの状態となって、深刻な外観不良が惹起されることとなるのである。

そこで、例えば、特開２００９−２４８４２３号公報（特許文献１）には、成形キャビティ内での溶融樹脂の合流箇所からなり、溶融樹脂の合流によって、樹脂成形品にウェルドラインを発生させる、所謂ウェルドライン発生キャビティ部分に対応する部位にヒータが埋設された射出成形用金型が、提案されている。このような射出成形用金型においては、ウェルドライン発生キャビティ部分内に導入された溶融樹脂がヒータにて加熱され、それにより、合流する溶融樹脂の流動先端の接合面同士が確実に且つ完全に融合し合い、以て、射出成形される樹脂成形品でのウェルドラインの発生が有利に防止乃至は抑制され得るのである。

そのようなウェルドライン発生防止用ヒータ内蔵の射出成形用金型を製造する場合、従来では、先ず、金型の完成後に射出成形される樹脂成形品のウェルドラインの発生箇所から、金型内でのウェルドライン発生キャビティ部分の位置を見つけ出し、そうして見つけ出されたウェルドライン発生キャビティ部分に対応する部位にヒータを埋設する追加加工を行うことによって、目的とする射出成形用金型を製造する手法が採用される。

ところが、そのような従来手法では、ウェルドライン発生防止用ヒータをウェルドライン発生キャビティ部分の近傍の所望の位置に埋設することが困難となる場合があった。

すなわち、通常、射出成形用金型には、成形キャビティ内に射出、充填された溶融樹脂を冷却するための冷却媒体（例えば、冷却水）が流通する冷却流路が、成形キャビティの近傍に形成されている。それ故、成形キャビティの一部たるウェルドライン発生キャビティ部分に対応した部位にヒータを埋設しようとすると、そこには、既に冷却流路の一部が存在していたり、或いはヒータが埋設されるべき箇所の直ぐ近くに冷却流路が設けられたりしていることがあり、その場合には、冷却流路が邪魔となって、ヒータを、ウェルドライン発生キャビティ部分の直近の所望の位置に埋設出来なくなってしまうのである。

そして、そのような場合には、ヒータが、ウェルドライン発生キャビティ部分から離れた位置に埋設されることとなり、それによって、ウェルドライン発生キャビティ部分内に導入された溶融樹脂のヒータによる加熱が不十分となって、ウェルドラインの発生防止が困難となったり、或いはかかる加熱が不可能となって、ウェルドライン発生防止用ヒータを埋設したにも拘わらず、ウェルドラインの発生を防止出来なくなったりする恐れさえもあったのである。

特開２００９−２４８４２３号公報

ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、射出成形用金型の製造に際して、ウェルドライン発生防止用のヒータ等の加熱手段を、ウェルドライン発生キャビティ部分に十分に近い、金型内部の適正な位置に確実に埋設することが出来、以て、ウェルドラインのない外観性能の優れた樹脂成形品の安定的な射出成形を可能とした射出成形用金型の有利な製造方法を提供することにある。

そして、本発明にあっては、かかる課題の解決のために、射出成形されるべき樹脂成形品に対応した形状を有する成形キャビティが、内部に形成されると共に、該樹脂成形品にウェルドラインを発生させる、該成形キャビティの一部からなるウェルドライン発生キャビティ部分に対応する部位に対して、該ウェルドライン発生キャビティ部分内に導入された溶融樹脂を加熱するための加熱手段が埋設され、更に該成形キャビティ内に射出、充填された溶融樹脂を冷却するための冷却媒体が内部を流通する冷却流路が設けられてなる射出成形用金型の製造方法であって、（ａ）前記成形キャビティ内での溶融樹脂の、想定される流動挙動から、前記ウェルドライン発生キャビティ部分の位置を予測し、その予測位置に基づいて、前記加熱手段を埋設する概略位置を決定する工程と、（ｂ）前記加熱手段を収容する収容部を形成可能な領域が、前記加熱手段の埋設概略位置を含む箇所に確保されているものの、該収容部は未だ形成されていない一方、前記冷却流路が、該収容部の形成可能領域を除いた部位に設けられて、該収容部の形成や該収容部への前記加熱手段の収容作業に邪魔とならないように構成されている予備成形用金型を作製する工程と、（ｃ）該予備成形用金型を用いた射出成形により前記樹脂成形品を予備成形して、該予備成形された樹脂成形品におけるウェルドラインの発生位置から、前記ウェルドライン発生キャビティ部分の正確な位置を見つけ出す工程と、（ｄ）前記予備成形用金型に確保された前記収容部の形成可能領域のうち、前記樹脂成形品の予備成形によって見つけ出された前記ウェルドライン発生キャビティ部分の正確な位置に対して最も近い位置に、前記収容部を形成した後、該収容部内に、前記加熱手段を収容することにより、該ウェルドライン発生キャビティ部分に対応する部位に、該加熱手段を埋設する工程とを含むことを特徴とする射出成形用金型の製造方法を、その要旨とするものである。

なお、本発明に従う射出成形用金型の製造方法の有利な態様の一つによれば、前記成形キャビティ内に射出された溶融樹脂の流動解析を行って得られた、該成形キャビティ内での溶融樹脂の流動挙動の解析結果から、前記ウェルドライン発生キャビティ部分の位置が予測される。

すなわち、本発明に従う射出成形用金型の製造方法においては、予備成形用金型の作製前に、予め、ウェルドライン発生キャビティ部分の予測位置に基づいて、加熱手段を埋設する概略位置が決定される。その後、かかる加熱手段埋設概略位置を含む箇所に、加熱手段の収容部を形成可能な領域が確保された状態で、予備成形用金型が作製される。このため、作製された予備成形用金型のウェルドライン発生キャビティ部分に対応して位置する収容部の形成可能領域に冷却流路等が配設されることが、確実に回避され得る。それ故、そのような予備成形用金型に加熱手段の収容部を形成するのに、或いは形成された収容部内に加熱手段を収容するに際して、冷却流路等が邪魔となって、収容部の形成、更には形成された収容部内への加熱手段の収容が困難となることが、効果的に解消され得る。そして、それにより、加熱手段を、予備成形用金型におけるウェルドライン発生キャビティ部分に対応した所望の位置に確実に埋設して、目的とする射出成形用金型を作製することが出来る。

しかも、本発明に係る射出成形用金型の製造方法では、予備成形によって見つけ出されたウェルドライン発生キャビティ部分の正確な位置に対して最も近い位置に、加熱手段が埋設されるようになる。そのため、作製された射出成形用金型を用いた射出成形時において、ウェルドライン発生キャビティ部分のキャビティ面、更にはウェルドライン発生キャビティ部分内に導入された溶融樹脂を、加熱手段にて、より十分に加熱することが可能となる。

従って、かくの如き本発明に従う射出成形用金型の製造方法によれば、加熱手段を、ウェルドライン発生キャビティ部分に十分に近い、金型内部の適正な位置に確実に埋設することが出来、以て、ウェルドラインのない外観性能の優れた樹脂成形品を安定的に射出成形し得る射出成形用金型を極めて有利に製造することが可能となる。そして、かかる本発明手法によって製造された射出成形用金型を使用すれば、例えば、材着樹脂を用いた樹脂成形品を、高度な外観品質をもって、極めて安定的に且つ容易に成形することが出来るのである。

本発明手法に従って製造された射出成形用金型を用いて射出成形されてなる樹脂成形品の一例を示す斜視説明図である。本発明手法に従って製造された射出成形用金型の一例を示す縦断面説明図であって、図３のII−II断面に相当する図である。図２に示された射出成形用金型における可動型の平面説明図である。図２におけるIV−IV断面説明図である。本発明手法に従って、射出成形用金型を製造するのに実施される一工程例を示す説明図であって、予備成形用金型の可動型に、キャビティ形成凹所と、注入ゲート形成凹所と、ランナー形成凹所と、冷却管用の挿通孔とを形成した状態を示している。図５におけるVI−VI断面説明図である。図５に示される工程に引き続いて実施される工程を示す説明図であって、予備成形用金型の可動型に冷却管を配設した状態を示す、図６のVII−VII断面に相当する図である。図７に示された工程に引き続いて実施される工程を示す説明図であって、作製された予備成形用金型を用いて予備成形を実施した状態を示している。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明手法に従って製造された射出成形用金型を用いて射出成形された樹脂成形品の一例が、その斜視形態において示されている。かかる図１から明らかなように、樹脂成形品１０は、全体として、長手矩形の枠体形状を呈する射出成形品からなっている。

より詳細には、樹脂成形品１０は、互いに所定距離を隔てて、長手方向において平行に延びる、断面矩形状の二つの長辺部１２ａ，１２ｂと、互いに所定距離を隔てて、長手方向に直角な方向において平行に延びる、断面矩形状の二つの短辺部１４ａ，１４ｂとを有している。そして、二つの長辺部１２ａ，１２ｂの長さ方向両端部同士が、二つの短辺部１４ａ，１４ｂにて、それぞれ一体的に連結されている。それによって、樹脂成形品１０が、長手矩形の枠体形状をもって構成されている。

また、かかる樹脂成形品１０においては、各長辺部１２ａ，１２ｂと各短辺部１４ａ，１４ｂのそれぞれの外面からなる外周面と、それらの内面からなる内周面と、各長辺部１２ａ，１２ｂと各短辺部１４ａ，１４ｂの高さ方向一方側の面からなる上面とが、それぞれ意匠面とされている。そして、一つの長辺部１２ａにおける一つの短辺部１４ａとの連結部分に、ゲートマーク１５が形成されている。

なお、ここでは、樹脂成形品１０を形成する樹脂材料として、十分な強度を発揮するポリカーボネートとＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイが用いられている。また、そのような樹脂材料には、適当な顔料が添加されて、所定の色に着色されており、それによって、樹脂成形品１０が、表面に塗膜等が形成されることなしに、所望の色に着色されている。勿論、この樹脂成形品１０の形成材料は、例示のものに、特に限定されるものではない。

ところで、一般に、環状や枠状を呈する樹脂成形品が、従来構造を備えた射出成形用金型を用いて射出成形される場合には、金型内部に形成される成形キャビティ内での溶融樹脂の流動過程で、溶融樹脂が、一旦、分流された後に再合流するようになるため、合流する溶融樹脂の流動先端の接合面同士の融合が不完全となることに起因したウェルドラインの発生が懸念される。特に、樹脂成形品１０のような長手矩形の枠体形状を呈する射出成形品では、多くの場合、例えば、四隅のうちの何れか一つの隅部の近傍にゲートマークが形成されていると（成形キャビティの四隅のうちの何れか一つの隅部にゲート口が設けられていると）、かかる一つの隅部と対角線上に位置する隅部の近傍に、ウェルドラインが発生する。しかしながら、樹脂成形品１０は、本発明手法に従って製造された、ウェルドラインの発生防止対策を有する射出成形用金型を用いて射出成形されている。それ故、そのような樹脂成形品１０においては、長辺部１２ａと短辺部１４ａとの連結部分にゲートマーク１５が形成されているものの、何れの箇所にもウェルドラインの発生が認められない。

図２には、そのようなウェルドラインの発生のない樹脂成形品１０を有利に射出成形し得る射出成形用金型１６が、その縦断面形態において示されている。かかる図２から明らかなように、射出成形用金型１６は、位置固定の固定盤１８に取り付けられた固定型２０と、固定盤１８に対して接近／離隔移動可能とされた可動盤２２に取り付けられて、固定型２０と対向配置された可動型２４とを有している。

射出成形用金型１６の固定盤１８には、図示しない射出装置のノズルのノズル孔に連通するスプルー２６を備えたスプルーブッシュ２８が設けられている。固定型２０には、スプルーブッシュ２８のスプルー２６に連通するサブスプルー３０が、可動型２４側に向かって延びるように形成されている。

また、図３に示されるように、可動型２４の固定型２０との型合せ面３１（対向面）には、キャビティ形成凹所３２が形成されている。このキャビティ形成凹所３２は、樹脂成形品１０に対応した長手矩形環状の凹溝形態を有し、長手方向に延びる二つの縦溝部３４ａ，３４ｂと、それらと直交して延びる二つの横溝部３６ａ，３６ｂとを有している。更に、可動型２４の型合せ面３１におけるキャビティ形成凹所３２の側方には、注入ゲート形成凹所３８とランナー形成凹所４０とが、互いに連通するように形成されている。また、注入ゲート形成凹所３８は、縦溝部３４ａと横溝部３６ａとの間で形成される隅部において、キャビティ形成凹所３２内に開口するゲート口５２を通じて、キャビティ形成凹所３２内に開口している。

そして、図２に示されるように、射出成形用金型１６においては、可動盤２２の固定盤１８への接近移動に基づいて、可動型２４と固定型２０とが型閉めされて、可動型２４のキャビティ形成凹所３２が固定型２０の可動型２４との対向面にて覆蓋されることにより、可動型２４と固定型２０との対向面間に、樹脂成形品１０に対応した形状を有する成形キャビティ４２が形成されるようになっている。この成形キャビティ４２においては、キャビティ形成凹所３２の二つの縦溝部３４ａ，３４ｂが固定型２０にて覆蓋されてなる部分が、樹脂成形品１０の二つの長辺部１２ａ，１２ｂをそれぞれ形成する長辺部成形キャビティ部分４４ａ，４４ｂとされており、キャビティ形成凹所３２の二つの横溝部３６ａ，３６ｂが固定型２０にて覆蓋されてなる部分が、樹脂成形品１０の二つの短辺部１４ａ，１４ｂをそれぞれ形成する短辺部成形キャビティ部分４６ａ，４６ｂとされている。

また、射出成形用金型１６にあっては、可動型２４と固定型２０との型閉じ状態下において、注入ゲート形成凹所３８とランナー形成凹所４０とが固定型２０の可動型２４との対向面にて覆蓋されることにより、注入ゲート４８が、成形キャビティ４２に連通した状態で形成されると共に、ランナー５０が、注入ゲート４８と固定型２０のサブスプルー３０とに連通した状態で形成されるようになっている。更に、ここでは、注入ゲート４８の成形キャビティ４２内への開口部たるゲート口５２が、長辺部成形キャビティ部分４４ａと短辺部成形キャビティ部分４６ａとの間で形成される隅部に形成されている。

かくして、射出成形用金型１６においては、図示しない射出装置のノズルから射出された溶融樹脂が、スプルー２６とサブスプルー３０からランナー５０内に導入され、また、かかるランナー５０内から注入ゲート４８及びゲート口５２を通じて、成形キャビティ４２内に導かれるようになっている。更に、成形キャビティ４２内に導入された溶融樹脂が、ゲート口５２から、長辺部成形キャビティ部分４４ａと短辺部成形キャビティ部分４６ａとに分流して、成形キャビティ４２内を流動するようになっているのである。

そして、本実施形態の射出成形用金型１６では、特に、可動型２４に対して、加熱手段としての電熱ヒータ５４と冷却流路を構成する冷却管５６とが、特別な配置形態をもって設置されている。

すなわち、電熱ヒータ５４は、例えば、抵抗加熱式の公知の構造を有し、図２及び図４に示されるように、射出成形用金型１６の可動型２４における固定型２０との型合せ面３１とは反対側の裏面とキャビティ形成凹所３２の底面との間の部分の特定箇所に埋設されている。なお、電熱ヒータ５４を、固定型２０に埋設しても良い。

より具体的には、ここでは、射出成形用金型１６において、射出成形時に、ゲート口５２から、長辺部成形キャビティ部分４４ａと短辺部成形キャビティ部分４６ａとに分流して、成形キャビティ４２内を流動する溶融樹脂の合流箇所が、成形キャビティ４２におけるゲート口５２と対角線上に位置する箇所、つまり、長辺部成形キャビティ部分４４ｂと短辺部成形キャビティ部分４６ｂとの間で形成される隅部を含んだ長辺部成形キャビティ部分４４ｂの延出方向の端部側部分となっている。また、そのような溶融樹脂の成形キャビティ４２内での合流箇所が、溶融樹脂の合流によって、樹脂成形品１０にウェルドラインを発生させるウェルドライン発生キャビティ部分５８とされている。

そして、射出成形用金型１６の可動型２４においては、ウェルドライン発生キャビティ部分５８に対応するキャビティ形成凹所３２の縦溝部３４ｂ部分の底面と前記裏面との間に位置する高さ（厚さ）方向中間部に、収容部としての収容穴６０が、可動型２４の側面に開口し、且つ縦溝部３４ｂに沿って延びるように形成されている。また、この収容穴６０内に、電熱ヒータ５４が収容されて、かかる電熱ヒータ５４が、長さ方向一端部に一体形成された外フランジ部において、可動型２４の側面にボルト止めされている。

かくして、電熱ヒータ５４が、可動型２４のうち、ウェルドライン発生キャビティ部分５８に近い箇所に埋設されている。そして、それによって、ウェルドライン発生キャビティ部分５８を形成するキャビティ形成凹所３２の縦溝部３４ｂ部分の内面が、電熱ヒータ５４にて加熱されるようになっている。

一方、冷却管５６は、長尺な１本の管体（鋼管やホース等）からなり、一端側開口部が、例えば冷却水等の冷却媒体の供給装置（図示せず）に接続されている一方、他端側開口部が、かかる冷却媒体を排出する排出口（図示せず）とされている。また、この冷却管５６が埋設されるべき可動型２４の高さ方向中間部には、横溝部３６ａ，３６ｂの延出方向に互いに間隔を隔てた三箇所に、かかる中間部を貫通する三つの挿通孔６２ａ，６２ｂ，６２ｃが、それぞれ、キャビティ形成凹所３２の縦溝部３４ａ，３４ｂに沿って延びるように形成されている。

それら三つの挿通孔６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、可動型２４の高さ方向の形成位置が、可動型２４に埋設された電熱ヒータ５４の可動型２４の高さ方向での位置と略同じ位置とされているものの、可動型２４の高さ方向とは直角な方向での形成位置が、電熱ヒータ５４の形成位置とは異なる位置とされている。即ち、一つの挿通孔６２ａが、ゲート口５２が設けられた、キャビティ形成凹所３２の縦溝部３４ａに沿って真っ直ぐに延びるように形成されている。また、別の一つの挿通孔６２ｂは、二つの横溝部３６ａ，３６ｂのそれぞれの延出方向中間部と対応する位置において、縦溝部３４ｂに沿って真っ直ぐに延びるように形成されている。更に、残りの一つの挿通孔６２ｃは、縦溝部３４ｂを間に挟んで、縦溝部３４ａとは反対側の側方、即ち、キャビティ形成凹所３２の側方位置において、縦溝部３４ｂに沿って真っ直ぐに延びるように形成されている。

そして、それら三つの挿通孔６２ａ，６２ｂ，６２ｃの内部に、冷却管５６がそれぞれ挿通されており、それによって、冷却管５６が、可動型２４の高さ方向中間部に埋設されている。また、そのような埋設状態下で、冷却管５６は、可動型２４の高さ方向での埋設位置が、電熱ヒータ５４と略同じ位置とされている一方、かかる高さ方向とは直角な方向の位置が、電熱ヒータ５４とは異なる位置とされている。以て、冷却管５６が、成形キャビティ４２（キャビティ形成凹所３２の底面）に対して近い位置で、且つ電熱ヒータ５４とは離間した位置に埋設されている。なお、三つの挿通孔６２ａ，６２ｂ，６２ｃの内部には、冷却管５６を挿通させずに、それら三つの挿通孔６２ａ，６２ｂ，６２ｃを冷却管５６の一部として利用することも出来る。即ち、一端部において冷却媒体の供給装置に接続された１本の鋼管やホース等を、その他端部において、挿通孔６２ａの一方の開口部に接続する一方、挿通孔６２ａの他方の開口部と挿通孔６２ｂの一方の開口部とを、別の鋼管やホース等にて互いに接続し、更に、挿通孔６２ｂの他方の開口部と挿通孔６２ｃの一方の開口部とを、更に別の鋼管やホース等にて互いに接続し、そして、一端部が排出口とされた別の鋼管やホース等を、その他端部において、挿通孔６２ｃの他方の開口部に接続する。これにより、各挿通孔６２ａ，６２ｂ，６２ｃとそれらを接続する鋼管やホース等にて冷却管５６を構成し、そして、そのような冷却管５６によって、可動型２４の内部に冷却流路を形成しても良いのである。

かくして、射出成形用金型１６では、冷却管５６内に冷却水等の冷却媒体が流通させられることにより、電熱ヒータ５４やそれが埋設される可動型２４部分を無用に冷却することなく、可動型２４の全体、特に、ウェルドライン発生キャビティ部分５８を含む長辺部成形キャビティ部分４４ｂを除く成形キャビティ４２を形成するキャビティ形成凹所３２の内面が、効率的に冷却され得るようになっている。

そして、このような射出成形用金型１６においては、射出成形時に、注入ゲート４８を通じて成形キャビティ４２内に射出されて、ゲート口５２から、長辺部成形キャビティ部分４４ａと短辺部成形キャビティ部分４６ａとに分流して、成形キャビティ４２内を流動する溶融樹脂がウェルドライン発生キャビティ部分５８内に導かれたときに、ウェルドライン発生キャビティ部分５８内の溶融樹脂が、電熱ヒータ５４にて十分に加熱され得るようになっている。その際、電熱ヒータ５４による加熱が、冷却管５６による冷却によって邪魔されることがない。これによって、ウェルドライン発生キャビティ部分５８内で合流する溶融樹脂の流動先端の接合面同士が、確実に且つ完全に融合するようになり、以て、射出成形された樹脂成形品１０の意匠面にウェルドラインが発生することが、効果的に防止され得るのである。

ところで、かくの如き射出成形用金型１６を製造する際には、例えば、以下のようにして、その作業が進められることとなる。なお、本実施形態の射出成形用金型１６は、可動型２４における冷却管５６と電熱ヒータ５４の配設構造に、従来には見られない特徴が存している。それ故、以下には、可動型２４の製造工程についてのみ詳述し、可動型２４以外の射出成形用金型１６の構成部材乃至は部品の製造手法については、省略する。

すなわち、先ず、図５及び図６に示されるように、可動型２４の固定型２０との型合せ面３１に、キャビティ形成凹所３２と注入ゲート形成凹所３８とランナー形成凹所４０とを、公知の手法に従って形成する。

次いで、可動型２４と固定型２０との型閉じによって形成される成形キャビティ４２内に射出された溶融樹脂の流動解析を、例えば、コンピュータを用いたＣＡＥにより実施する。そして、かかる流動解析の結果から、成形キャビティ４２内でのウェルドライン発生キャビティ部分５８の位置を予測し、その後、そのような予測位置に基づいて、可動型２４に対して電熱ヒータ５４を埋設する概略位置を決定する。

これらの作業は、具体的には、以下のようにして進められる。即ち、流動解析によって、射出成形時に成形キャビティ４２内を流動する溶融樹脂の合流箇所が、例えば、ゲート口５２と対角線上に位置する成形キャビティ４２部分、つまり、長辺部成形キャビティ部分４４ｂと短辺部成形キャビティ部分４６ｂとの間で形成される隅部を含んだ長辺部成形キャビティ部分４４ｂの延出方向の端部側部分であって、図２、図５、及び図６に一点鎖線で囲まれたＡ領域であるとの結果が得られた場合、そのようなＡ領域の成形キャビティ４２（キャビティ形成凹所３２）内での位置が、ウェルドライン発生キャビティ部分５８の位置であると予測する。

その後、可動型２４に設けられたキャビティ形成凹所３２のうち、ウェルドライン発生キャビティ部分５８の予測位置に対応した部分を含む箇所、詳細には、キャビティ形成凹所３２の縦溝部３４ｂと横溝部３６ｂとの間で形成される隅部を含んだ縦溝部３４ｂの延出方向端部側部分を含む箇所に対応して位置する、可動型２４の高さ方向中間部からなる、図５及び図６に二点鎖線で囲まれたＢ領域を、電熱ヒータ５４を埋設する概略位置、つまり、収容穴６０を形成する概略位置として決定する。

なお、ウェルドライン発生キャビティ部分５８の位置は、あくまでも、成形キャビティ４２内での溶融樹脂の、想定される流動挙動から予測されるものである。それ故、上記に例示したＣＡＥ以外のソフトを用いた流動解析を行って、その流動解析の結果から、ウェルドライン発生キャビティ部分５８の位置を予測することも出来る。また、コンピュータ等を何等用いることなく、経験により、或いは各種の実験等により想定される、成形キャビティ４２内での溶融樹脂の流動挙動から、ウェルドライン発生キャビティ部分５８の位置を予測しても良い。

さらに、そのようなウェルドライン発生キャビティ部分５８の予測位置から決定される電熱ヒータ５４の埋設概略位置は、通常、ウェルドライン発生キャビティ部分５８に対応したキャビティ形成凹所３２部分（縦溝部３４ｂの延出方向端部側部分）の底面から、可動型２４の高さ方向において適正な距離だけ離間した位置に設定されるが、このキャビティ形成凹所３２部分の底面から電熱ヒータ５４の埋設概略位置までの距離（図６にＤにて示される寸法）は、電熱ヒータ５４の埋設概略位置への収容穴６０の形成によって肉厚が減少させられるキャビティ形成凹所３２部分の底部の強度や、そのようなキャビティ形成凹所３２部分の底部を与える可動型２４の材質に基づく伝熱性等を考慮して、適宜に決定される。

そして、電熱ヒータ５４の埋設概略位置（Ｂ領域）が決定したら、電熱ヒータ５４の埋設概略位置を避けた位置に、冷却管５６を挿通させるための三つの挿通孔６２ａ，６２ｂ，６２ｃを形成する。これによって、電熱ヒータ５４の埋設概略位置を含む可動型２４の高さ方向中間部に、冷却管５６にて邪魔されることなく、電熱ヒータ５４を収容し得る収容穴６０を形成可能な領域を確保する。

その後、図７に示されるように、可動型２４に形成された三つの挿通孔６２ａ，６２ｂ，６２ｃ内に、一端部において、図示しない冷却媒体供給装置に接続されて、他端部が冷却媒体の排出口とされた１本の冷却管５６を挿通する。これにより、可動型２４におけるキャビティ形成凹所３２の底部の近くに、内部に冷却媒体が流通可能な冷却管５６を、電熱ヒータ５４の収容穴６０の形成可能領域を避けるように蛇行して延びる状態で、埋設する。

そして、冷却管５６が内蔵され、且つ電熱ヒータ５４の収容穴６０の形成可能領域が確保されてはいるものの、電熱ヒータ５４が未だ埋設されていない可動型２４と、公知の手法に従って製造された可動盤２２と固定型２０と固定盤１８等とを用い、それらを相互に組み付けて、予備成形金型６４を作製する（図８参照）。

次に、図８に示されるように、作製された予備成形金型６４を用いて、図示しない射出装置より射出された溶融樹脂６６を成形キャビティ４２内に充填する予備成形を実施し、予備成形品（図示せず）を成形する。この予備成形で用いられる予備成形用金型６４の可動型２４には、ウェルドライン発生キャビティ部分５８内の溶融樹脂を加熱するための電熱ヒータ５４が、未だ埋設されていない。そのため、予備成形品には、ウェルドライン発生キャビティ部分５８内での溶融樹脂の合流に起因したウェルドラインが発生している。そこで、予備成形後に、かかる予備成形品を目視により観察して、ウェルドラインの発生位置を確認する。そして、そのような予備成形品でのウェルドライン発生位置から、成形キャビティ４２でのウェルドライン発生キャビティ部分５８の正確な位置を見つけ出す。

なお、ここでは、予備成形金型６４に冷却管５６が設置されているため、予備成形品が、冷却管５６内を流通する冷却媒体にて冷却されるようになっている。それ故、予備成形品の成形が、実際の樹脂成形品１０の成形と近い条件で実施される。それによって、目的とする樹脂成形品１０でのウェルドライン発生位置が、かかる予備成形品でのウェルドライン発生位置によって、より正確に把握され得ることとなる。

次に、収容穴６０の形成可能な領域として確保された電熱ヒータ５４の埋設概略位置（Ｂ領域）のうち、予備成形品の観察により見つけ出されたウェルドライン発生キャビティ部分５８の正確な位置に最も近い箇所に、収容穴６０を、可動型２４の側面において開口するように形成する。即ち、予備成形品の観察により見つけ出されたウェルドライン発生キャビティ部分５８の正確な位置が、例えば、図２、図６及び図７に細線で囲まれたＣ領域であった場合には、電熱ヒータ５４の発熱部が、Ｃ領域の最も近くに配置された状態で、電熱ヒータ５４が収容され得るように、収容穴６０が、可動型２４の高さ方向中間部に形成されるのである。なお、かかる収容穴６０を形成する際には、既に冷却管５６が可動型２４に配設されているものの、そのような冷却管５６は、可動型２４における収容穴６０の形成可能領域（Ｂ領域）を除く部位に設置されている。そのため、冷却管５６が、収容穴６０の形成に邪魔となるようなことがない。

そして、図２に示されるように、収容穴６０内に、電熱ヒータ５４を挿入、収容して、電熱ヒータ５４の端部に一体形成された外フランジ部を、可動型２４の側面にボルト止めする。これにより、成形キャビティ４２の一部からなるウェルドライン発生キャビティ部分５８の近くに電熱ヒータ５４が埋設された可動型２４を得る。そして、かかる可動型２４が、可動盤２２と固定型２０と固定盤１８に組み付けられてなる、図２及び図３に示される如き構造を備えた、目的とする射出成形用金型１６を得るのである。

このように、本実施形態の射出成形用金型１６は、射出成形時に、ウェルドライン発生キャビティ部分５８内の溶融樹脂を加熱する電熱ヒータ５４が、可動型２４の内部において、ウェルドライン発生キャビティ部分５８の正確な位置に十分に近い箇所に埋設されており、しかも、そのような電熱ヒータ５４の埋設時の作業が、可動型２４に既に設置された冷却管５６にて邪魔されることなく、容易に且つ迅速に行われ得る。

従って、かくの如き本実施形態の射出成形用金型１６を用いれば、材着樹脂からなる樹脂成形品１０が、ウェルドラインのない優れた外観性能をもって、極めて安定的に射出成形され得る。しかも、射出成形用金型１６自体も、その製造に際して、従来品とは異なって、電熱ヒータ５４が、ウェルドライン発生キャビティ部分５８の正確な位置に十分に近い箇所に容易に且つ確実に配設され得るのであり、以て、製造作業の容易化が、極めて効果的に図られ得るのである。

以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。

例えば、射出成形用金型１６に埋設される加熱手段は、成形キャビティ４２の一部からなるウェルドライン発生キャビティ部分５８内の溶融樹脂を加熱し得るものであれば、例示された抵抗加熱式の電熱ヒータ５４に代えて、或いはそれに加えて、公知の構造を有する加熱手段が、何れも使用可能である。

また、そのような加熱手段を、可動型２４に代えて、固定型２０に埋設したり、可動型２４と固定型２０の両方に埋設しても、何等差し支えない。

さらに、前記実施形態では、可動型２４に対して、その側面に開口するように形成された収容穴６０にて、収容部が構成されていたが、例えば、可動型２４を二つの分割体が組み付けられてなる構造とすると共に、それら二つの分割体のそれぞれの分割面の互いに対応する部位に対して、二つの分割体が組み付けられたときに加熱手段を収容可能な穴部を形成する溝部を設けて、それらの溝部により、収容部を構成しても良い。

加えて、本発明は、長手矩形の枠体形状を呈する樹脂成形品を射出成形するのに用いられる射出成形用金型の製造方法の他、ウェルドラインの発生が問題となる各種の樹脂成形品を射出成形するのに用いられる射出成形用金型の製造方法の何れに対しても、有利に適用可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

１０樹脂成形品１６射出成形用金型
２０固定型２４可動型
３２キャビティ形成凹所４２成形キャビティ
５４電熱ヒータ５６冷却管
５８ウェルドライン発生キャビティ部分６０収容穴
６４予備成形用金型

Claims

射出成形されるべき樹脂成形品に対応した形状を有する成形キャビティが、内部に形成されると共に、該樹脂成形品にウェルドラインを発生させる、該成形キャビティの一部からなるウェルドライン発生キャビティ部分に対応する部位に対して、該ウェルドライン発生キャビティ部分内に導入された溶融樹脂を加熱するための加熱手段が埋設され、更に該成形キャビティ内に射出、充填された溶融樹脂を冷却するための冷却媒体が内部を流通する冷却流路が設けられてなる射出成形用金型の製造方法であって、
前記成形キャビティ内での溶融樹脂の、想定される流動挙動から、前記ウェルドライン発生キャビティ部分の位置を予測し、その予測位置に基づいて、前記加熱手段を埋設する概略位置を決定する工程と、
前記加熱手段を収容する収容部を形成可能な領域が、前記加熱手段の埋設概略位置を含む箇所に確保されているものの、該収容部は未だ形成されていない一方、前記冷却流路が、該収容部の形成可能領域を除いた部位に設けられて、該収容部の形成や該収容部への前記加熱手段の収容作業に邪魔とならないように構成されている予備成形用金型を作製する工程と、
該予備成形用金型を用いた射出成形により前記樹脂成形品を予備成形して、該予備成形された樹脂成形品におけるウェルドラインの発生位置から、前記ウェルドライン発生キャビティ部分の正確な位置を見つけ出す工程と、
前記予備成形用金型に確保された前記収容部の形成可能領域のうち、前記樹脂成形品の予備成形によって見つけ出された前記ウェルドライン発生キャビティ部分の正確な位置に対して最も近い位置に、前記収容部を形成した後、該収容部内に、前記加熱手段を収容することにより、該ウェルドライン発生キャビティ部分に対応する部位に、該加熱手段を埋設する工程と、
を含むことを特徴とする射出成形用金型の製造方法。
前記成形キャビティ内に射出された溶融樹脂の流動解析を行って得られた、該成形キャビティ内での溶融樹脂の流動挙動の解析結果から、前記ウェルドライン発生キャビティ部分の位置が予測される請求項１に記載の射出成形用金型の製造方法。