JP6169431B2 - 射出成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、ピンポイントゲート形式の射出成形金型におけるピンポイントゲートのゲート形状に関する。

従来、プラスチックの射出成形金型構造の一つに、ピンポイントゲート（以降、ピンゲートと称する）形式を取った３枚型構造のものがある。ピンゲート形式の金型は、金型構造は複雑になるが、ゲート残りを小さくし、ゲートカットを不要とすることができることから、比較的多用されている金型である。

このピンゲート形式の射出成形金型において、ゲート残りを小さくし、ゲートカットを不要とする技術は、従来から、様々な技術が提案されている。（例えば、下記の特許文献１）

以下、特許文献１に示された技術について、図１１〜図１３を用いて説明する。なお、図１１は特許文献１に示された金型の要部縦断面図、図１２は図１１におけるＸ−Ｘ線矢視図、図１３は図１１で示された金型で成形された樹脂製品の要部廻りの斜視図を示している。

特許文献１に示されたゲート残り防止策の金型構造は、図１１に示されるように、キャビティプレート１にピンゲート４を設けている。また、キャビティプレート１とコアプレート２との間に樹脂製品Ｗを成形するためのキャビティ３を設けている。

ピンゲート４は、キャビティ３に向かって漸次縮経する抜き勾配を持って形成され、その先端の内周面が、図１２に示すように、内周面が平面視略星形状をなして、粗面になるように形成されている。なお、特許文献１では、平面視略星形状は厳密な形状でなく、内周面が凹凸状になっていれば良いとしている。

また、キャビティプレート１には、キャビティ３内に開口されたピンゲート４の開口部周り９が、樹脂製品Ｗに略半球面状の凹部ｗ１が形成されるように凸状に形成されている。即ち、ピンゲート４の中心線に対して樹脂製品Ｗの構成面が直角ではなく、鋭角または凹湾曲となるようにピンゲート４が形成されている。

特許文献１によれば、以上の金型構造を取ることによって、ピンゲート４の開口部周り９を凸状にしたこと、つまり、ピンゲート４の中心線に対して、樹脂製品Ｗの構成面が鋭角または凹湾曲としたこと、ピンゲート４の内周面を凹凸状に形成し、且つ、粗面とすることにより、樹脂製品Ｗと接するゲートの先端部に引っ張り応力が集中して、確実にゲートが切断されるとしている。

従来技術にあっては、ピンゲート形式におけるゲート口周辺の金型構造は、一般に、図１４に示すような金型構造が取られている。図１４はピンゲート形式の金型のゲート口の周辺部を示した断面図で、引用文献１で用いられた符号と同じ符号を用いて示している。図１４において、ピンゲート４はキャビティプレート１に設けられており、そのゲート口４ａはキャビティ３に連通している。ゲート口４ａを取り囲む周辺のキャビティプレート１には凸部１ａを設けている。
また、キャビティ３はキャビティプレート１とコアプレート２との間に設けられるが、ピンゲート４の凸部１ａに対向するコアプレート２には凹部２ａを設けており、凸部１ａと凹部２ａとの間には所要の隙間ｈを設けている。

以上のような構造を取る金型に溶融樹脂を射出して樹脂成形を行い、ゲートカットを行うと、ゲートカットの破断面は図１５、図１６に示すような形状が得られる。

図１５において、網掛け表示で表した５はピンゲート４内に樹脂が充填されて形成されたランナーである。また、キャビティ３内に樹脂が充填して形成された樹脂製品Ｗも網掛けで表示している。溶融樹脂をピンゲート４を介してキャビティ３内に充填し、その後に、金型を冷却して樹脂を固化し、キャビティプレート１を下方に押しさげると、ランナーロックピン（図示していない）に固定された固化したランナー５がピンゲート４から離型する。そのとき、ゲート口４ａのランナー５は樹脂製品Ｗと分断されて樹脂製品Ｗと分離し、図１５に示す状態の形状、または図１６に示す状態の破断形状が得られる。

図１５は、破断形状として、樹脂製品Ｗ側に凸状のゲート残り６が発生した状態を示している。これは、ランナー５の先端の一部分が樹脂製品Ｗ側に引っ張られて残り、樹脂製品Ｗの破断面Ｗａが凸状に盛り上がった状態をなし、樹脂製品Ｗ側にゲート残り６が発生した状態を示している。なお、樹脂製品Ｗ側にゲート残り６が発生した場合には、ランナー５の先端部は凹状に切り取られた破断面５ａの形状が現れる。

図１６は、破断形状として、樹脂製品Ｗ側に凹状のゲートトラレ７が発生した状態を示している。樹脂製品Ｗの一部分がランナー５に引っ張られて凹状に切り取られた状態になり、樹脂製品Ｗの破断面Ｗａは凹状に引きちぎられて、ゲートトラレ７が現れた形状をなす。なお、このゲートトラレ７が現れた場合には、ランナー５の先端部は凸状の破断面５ａの形状が現れる。

図１５に示すゲート残り６が発生するか、あるいは、図１６に示すゲートトラレ７が発生するかは、前もって予測することはできない。そこで、金型構造に次のような対策を盛り込んだ構造を取っている。
ゲート残り対策としては、図１４に示すように、ピンゲート４のゲート口４ａ周辺のキャビティプレート１に凸部１ａを設け、ゲート口４ａ周辺の樹脂製品Ｗに凹部が形成されるようにしている。そして、その凹部内にゲート残りが納まるようにしている。しかしながら、ゲート残りが凹部から飛び出すようなことになれば、機能的な問題も発生することにもなり、後工程でゲート残りを削除することが必要とされる。
また、ゲートトラレ対策としては、図１４に示すように、コアプレート２のゲート口４ａと対向する面に凹部２ａを設け、キャビティプレート１の凸部１ａ面とコアプレート２の凹部２ａ面との隙間（距離）ｈを所要の隙間に設けている。そして、樹脂製品Ｗのゲート口４ａ周辺の肉厚の厚みを厚く形成し、凹状なるゲートトラレが発生しても、樹脂製品Ｗに破れなどが発生しないようにしている。

特開２００７−２８３５０５号公報（図１、２、３）

特許文献１に記載されたゲート残り防止方法は、ピンゲート４の開口部周り９を凸状にし、ピンゲート４の中心線に対して、樹脂製品Ｗの構成面が鋭角または凹湾曲になるようにピンゲート４を形成するものである。また、ピンゲート４の先端の内周面が平面視略星形状となるように凹凸状に形成し、且つ、粗面に形成するものである。
引用文献１によれば、ピンゲート４の中心線に対して、樹脂製品Ｗの構成面が鋭角または凹湾曲としたこと、ピンゲート４の先端の内周面が凹凸状をなして、且つ、粗面にしたことから、樹脂製品Ｗと接するゲートの先端部に引っ張り応力が集中して、確実にゲートが切断されるとしている。
しかしながら、ピンゲート４の開口部周り９を凸状にし、ピンゲート４の中心線に対して、樹脂製品Ｗの構成面が鋭角または凹湾曲になるようにピンゲート４を形成する構成は、図１４を用いて説明した従来技術の構成と大きく相違するものではなく、ゲート残りの発生状況や大きさは余り変わらない。また、ゲート残りの大きさはゲート口のゲート口径の大きさに大きく影響を受ける。ゲート口径についても、図１４を用いて説明した従来技術でのゲート口径と大きく変わらなければ、ゲート残りの大きさも余り変わらない。

また、引用文献１は、ピンゲート４の先端の内周面が凹凸状になって、且つ、粗面を形成すものであるが、しかしながら、内周面が凹凸状をなして粗面をなしていると、ピンゲート4の内周面と樹脂との密着力が強くなり、ランナーのピンゲート４の内周面からの離型性は非常に悪化する。そして、その離型性の悪化によって、ランナーのゲートカットができずに金型のランナーロックピン（図示していない）が抜けてしまうという問題も生じる。これは、金型の破損にもつながる。また、ゲート先端部が離型時に擦れてゲートカスが発生することも起こる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、ゲート残りの大きさやゲートトラレの大きさを小さくし、機能面並びに外観面で問題の無い品質が得られる射出成形金型を提供するものである。

上記の課題を解決するための手段として、本発明の射出成形金型は、ピンゲート形式の射出成形金型において、キャビティに樹脂を注入する前記ピンゲートのゲート先端口が仕切り板によって複数のゲート口に仕切られており、前記仕切り板の表面は鏡面であることを特徴とするものである。

仕切り板によってゲート先端口が複数のゲート口に仕切られていると、ゲートを通過してキャビティに流れる樹脂は、ゲート先端口の複数のゲート口に分枝して流れるようになる。そのため、それぞれのゲート口においては、ゲート口の面積が小さくなって、流れる樹脂の量が少なくなる。そのため、金型冷却が施されて樹脂が固化すると、それぞれのゲート口の所で固化した樹脂の太さは細くなる。そして、ランナーの離型を行うと、ゲート先端におけるゲート口の所の樹脂は細いために切れ易くなり、ゲート残りやゲートトラレなどの大きさを小さく抑えられる。
つまり、複数のゲート口に仕切られていると、それぞれのゲート口では、ゲート口径は小さくなり、ゲートカットした時、ゲート残りやゲートトラレの大きさも小さく抑制されるようになる。

また、ゲート先端口が複数のゲート口に仕切られていて、それぞれのゲート口の面積が小さくなって、流れる樹脂量が少なくなって樹脂が細くなると、金型冷却において、樹脂の冷却による固化を早めることができる。これは、樹脂の冷却作用を早める効果を生む。
また、仕切り板の表面が鏡面であると、樹脂と仕切り板との剥離性が良くなり、ランナーの仕切り板からの離型が容易に行えるようになる。

また、本発明においては、ピンゲート形式の射出成形金型において、キャビティに樹脂を注入する前記ピンゲートのゲート先端口が仕切り板によって複数のゲート口に仕切られており、前記仕切り板の前記キャビティに面している側の端面には、先端が鋭角に尖った突起が設けられているのが好ましい。

溶融樹脂がゲート口からキャビティに流れ込んで行ったとき、キャビティに面している仕切り板の端面が平坦面をなしていると、その平坦面の裏側への樹脂の流れが悪くなって、樹脂の流れの渦が生まれるようになる。そして、空気が巻き込まれる現象が発生する。
樹脂に空気が巻き込まれるとキャビティの末端まで流れて行き、樹脂製品全体に気泡が発生し、成形品質を悪くする。
仕切り板のキャビティ側に面する面側に先端が鋭角に尖った突起があると、鋭角に尖った突起の面に沿って樹脂がキャビティ内にスムーズに流れ込んで行くので、樹脂の渦現象は発生しなくなる。そのため、製品に気泡が発生することがなくなる。

また、本発明においては、仕切り板のキャビティに面している側の端面に対して反対側にあたる端面は、中心部に向かって凹形状をなしているのが好ましい。

仕切り板のキャビティに面している側の端面に対して反対側にある端面が中心部に向って凹形状をなしていると、つまり、ピンゲートの内周壁面に繋がった部分の仕切り板の丈寸法が大きく、中心部に行くに従って丈寸法が小さくなって端面が凹形状をなしていると、仕切り板強度を保ちつつ樹脂の流動損失は小さく抑えられる。

また、本発明においては、仕切り板が板状の形状をなして、ゲート先端口の中心部を通ると共に、中心部の周りを等角度で仕切った板からなるのが好ましい。

中心部の周りを等角度で仕切った仕切り板で形成した複数のゲート口は、それぞれ等しい面積をなす。従って、それぞれのゲート口から流入する樹脂の量は少なくなって、ほぼ同じ細さの量となる。樹脂の充填後の金型冷却後においては、それぞれのゲート口で固化する樹脂の太さが同じ細さをなして、樹脂が破断し易くなる。ランナーが離型した時に、ゲート残りやゲートトラレなどが小さく抑えられる。

また、本発明においては、仕切り板によって形成した複数のゲート口は均一なる面積でもって２〜４個有するのが好ましい。

複数のゲート口のそれぞれの面積が均一であると、それぞれのゲート口に流れる樹脂の量が均一になると共に、その量は少なくなる。そのため、前述した如く、ゲート口で固化した樹脂の太さは細くなって破断し易くなり、ゲートカットしたときに、ゲート残りやゲートトラレなどが小さく抑えられる。
また、ゲート口の数が２〜４個が好ましい。４個より多くなると、圧力損出が大きくなり、キャビティへの充填不足が起きる可能性が生じる。樹脂製品に充填不足が生じると、ヒケ、ボイドなどが発生し、品質を悪化させるようになる。また、場合によっては、成形時間を長くする必要も生まれ、成形コストの問題も生じてくる。

また、本発明においては、仕切り板が、前記キャビティに面している側の板厚が厚く、前記キャビティから遠のくに従って板厚が薄くなって傾斜角が付いているのが好ましい。

傾斜角が付いて、仕切り板のキャビティに面している側の板厚が一番厚いと、板厚の一番厚い部位においてゲート口の大きさが一番小さくなる。そして、ゲートカットしたとき、ゲート口の一番小さい部位でゲートのカットが起きる。板厚の一番厚い部位がキャビティ側に面している位置にあると、ゲート先端口の所でゲートのカットが起きる。
また、仕切り板に、ランナーが離型する方向に板厚が薄くなって傾斜角が付いていると、仕切り板からのランナーの離型が容易になる。

また、本発明においては、仕切り板のキャビティに面している側の端面に対して反対側にあたる端面には、先端が鋭角に尖った突起を設けられているのが好ましい。

複数のゲート口に分枝して流れる際に、仕切り板の端面に鋭角に尖った突起があると、溶融樹脂が突起なる鋭角の面に沿って分枝して流れて行くので、溶融樹脂の流れがスムーズに行われる。又、ゲートカット時のランナーの離型性も向上する。

また、本発明においては、複数のゲート口のコーナ部分はＲ形状をなしているのが好ましい。

仕切り板によって仕切られたゲート口のコーナ部分がＲ形状に仕上げられていると、仕切り板のコーナ部分の強度が強められる。仕切り板の破損防止効果を生む。

本発明によれば、ゲート残りやゲートトラレを小さく押えることのできる射出成形金型を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る射出成形金型の要部断面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 図１における矢印Ｂ部の拡大図とその断面図で、図３（ａ）は矢印Ｂ部の拡大図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示された仕切り板の平面図で、キャビティ側から見た平面図である。 仕切り板を部品単体で形成し、固定側型板に組み立て固定して2つのゲート口を形成した説明図で、図４（ａ）は仕切り板単体の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示した仕切り板を固定側型板に組み込んだ時における組み立て斜視図で、キャビティ側から見た斜視図である。 図１に示される射出成形金型での射出成形製品のゲート残り状態を説明する説明図である。 図１に示される射出成形金型での射出成形製品のゲートトラレ状態を説明する説明図である。 図７（ａ）は本発明の第2実施形態に係る射出成形金型のピンゲート先端口に設けた仕切り板の要部断面図で、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 仕切り板の形状で湾曲した凹形状以外の形状を示すもので、図８（ａ）は角度を付けて段状を形成した凹形状の断面図で、図８（ｂ）は三角形の角部を中心部に形成した凹形状の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る射出成形金型のピンゲートのゲート先端口の方角から見た仕切り板の斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る射出成形金型のピンゲートのゲート先端口の方角から見た仕切り板の斜視図である。 特許文献１に示された金型の要部縦断面図である。 図１１におけるＸ−Ｘ線矢視図である。 図１１で示された金型で成形された樹脂製品の要部廻りの斜視図である。 従来技術におけるピンゲート形式の金型のゲート口の周辺部を示した断面図である。 従来技術におけるゲート部での樹脂の切れの悪さによってゲート残りが発生した状態を説明する説明図である。 従来技術におけるゲート部での樹脂の切れの悪さによってゲートトラレが発生した状態を説明する説明図である。

［第１実施形態の説明］
以下、本発明の第１実施形態に係る射出成形金型ついて、図１〜図６を用いて説明する。なお、図１は本発明の第１実施形態に係る射出成形金型の要部断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図を示している。また、図３は図１における矢印Ｂ部の拡大図で、図３（ａ）は矢印Ｂ部の拡大図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示された仕切り板の平面図で、キャビティ側から見た平面図を示している。また、図４は、仕切り板の他の製造方法を説明する説明斜視図である。図５は図１に示される射出成形金型での射出成形製品のゲート残り状態を説明する説明図、図６は図１に示される射出成形金型での射出成形製品のゲートトラレ状態を説明する説明図を示している。

本発明の射出成形金型１０は、ピンゲート形式の射出成形金型に関するもので、特に、本発明の特徴はピンゲートの構成の部分に大きな特徴を有する。従って、ピンゲートの構成の部分を主体にして本発明の説明を行う。

本発明の第１実施形態において、樹脂がピンゲートを通ってキャビティに流れる箇所の金型構造は図１に示す構造をなしている。図１において、ランナープレート１１と固定側型板１２に連通してピンゲート１４が設けられている。また、このピンゲート１４が形成されたゲート先端口１４ａの周辺の固定側型板１２は凸部１２ａを設けた構造をとっている。符号１６はキャビティであるが、図中において、固定側型板１２とコア１５とによって囲まれている部分が樹脂製品を成形するキャビティ１６である。このキャビティ１６は、可動側型板（図示はしていない）に設けたコア１５と固定側型板１２との間に囲まれて形成され、そのキャビティ１６の所定の位置にピンゲート１４の先端口１４ａが連通した構造をなしている。従って、溶融樹脂がピンゲート１４を通ってキャビティ１６に充填して成形された樹脂製品には、固定側型板１２の凸部１２ａに対応する位置に、凸部１２ａの高さに相当する量の凹部なるへこみが形成される。

第１実施形態では、ゲート先端口１４ａの周辺の固定側型板１２に凸部１２ａを設け、樹脂製品にへこみなる凹部を形成する構造をとっている。これは、ゲートカットを行ったときに発生するゲート残りを樹脂製品の凹部内に納め、機能に影響を及ぼさないようにしたものである。

また、第１実施形態の射出成形金型１０は、図１、図２に示すように、キャビティ１６に連通する所のピンゲート１４のゲート先端口１４ａに、1個の板状の仕切り板１３を設けた構造をとっている。図３は仕切り板１３の拡大図を示したもので、図１の矢印で示したＢ部を拡大して示したものである。
仕切り板１３の形状は、図１、図２、図３に示すように、板状の形状をなしていて、第１実施形態では、円形なるゲート先端口１４ａの真ん中に設けて、ゲート先端口１４ａを２つに仕切っている。図３（ｂ）において、１４ｃと１４ｄは２つに仕切られたゲート口を表している。そして、この２つに仕切られたゲート口１４ｃ、１４ｄは、ゲート先端口１４ａの中心部Oを通って、中心部Oの周りを１８０°で二等分して仕切った仕切り板１３で形成しており、ほぼ同じ位の面積をなしている。

図３（ａ）において、仕切り板１３のキャビティ１６に面している側の端面の両端の部位をＰ、Ｑと表示している。また、第1実施形態においては、板状の形状をなす仕切り板１３の左右の表面１３ｃ、１３ｄ（図３（ａ）参照）には、傾斜角を設けている。キャビティ１６に面している側の板厚が厚く、キャビティ１６から遠のくに従って板厚を薄くなる傾斜角が付いている。従って、Ｐ、Ｑで表示される部位の板厚が一番厚くなっている。この傾斜角は、ゲート先端口１４ａでゲートカットが容易に行えるようにするためと、ゲートカットしたときにランナーの仕切り板１３からの離型が容易になるようにするために設けており、第1実施形態においては、この傾斜角は４〜５°付けている。

Ｐ、Ｑの部位の厚みをｔとし、Ｐ、Ｑからの仕切り板１３の丈寸法をｍとすると、厚みｔは上記した傾斜角を設けていることにより、仕切り板１３の一番厚みの厚い寸法をなしている。また、仕切り板１３の厚みｔ寸法と丈ｍ寸法は所要の寸法を持っている。ピンゲート１４を通って流れた溶融樹脂は仕切り板１３の所で２つのゲート口１４ｃ、１４ｄに分枝して流れ、キャビティ１６に流入する。そのため、仕切り板１３には樹脂の射出圧やゲートカット時の破断力が負荷的に掛かるので、所要の強度を必要とする。第1実施形態においては、ゲート先端口１４ａの直径を２．０ｍｍφ位に設定していることから、仕切り板１３の厚みｔ寸法を０．２〜０．３ｍｍ、丈ｍ寸法を１．０ｍｍに設定し、必要とする強度を確保している。

なお、仕切り板１３の厚みｔ寸法が大きすぎると、仕切られた２つのゲート口１４ｃ、１４ｄのそれぞれ面積は小さくなる。ゲート口１４ｃ、１４ｄの面積が小さくなると、そのゲート口に流動する樹脂は仕切り板１３や固定側型板の金型温度に影響を受け、樹脂温度が低下して流動性が悪くなり、圧力損失が発生する。
そして、その圧力損失によってキャビティ１６への充填性が悪くなるという問題が発生する。この厚みt寸法はゲート先端口１４ａの直径との関係や仕切り板１３の強度などによって適宜に設定するのが好ましい。また、仕切り板１４の丈ｍ寸法は、ゲートカット時の破断力や樹脂流動時の流動損失などを考慮して適宜に設定するのが好ましい。

ここで、図３（ａ）の断面図において、ピンゲート１４のゲート先端口１４ａなる円形の両端の部位をＲ、Ｓとすると、仕切り板１３のＰ、Ｑの部位は、ＲとＳを結んだ直線上にある。つまり、ゲート先端口１４ａのライン上にある。このようにすると、ゲート口１４ｄにおいてはＲとＰ間の距離が一番小さく、ゲート口１４ｃにおいてはＱとＳ間の距離が一番小さくなり、固化する樹脂の太さも一番細くなる。ゲートカットを行った時の樹脂の破断は、樹脂の太さが一番細い部位で破断を起こすので、ゲート口１４ｄではＲとＰ間の所、ゲート口１４ｃではＱとＳ間の所に破断が起きる。
更に、ゲート口１４ｃ、１４ｄでの距離の一番小さい部位が、即ち、樹脂の太さの一番細い部位が真横に一直線上に並んでいるので、ゲートカットしたとき、2つのゲート口１４ｃ、１４ｄではほぼ等しい破断力が同時に掛かるようになる。そして、その結果としてゲートカットした時、２つのゲート口１４ｃ、１４ｄでのゲート残りの大きさやゲートトラレの大きさは同程度の大きさに抑えられ、且つ、小さく抑制される。

また、仕切り板１３は、キャビティ１６に面している側の端面には先端が鋭角に尖った突起１３ａを設けている。

溶融樹脂がゲート口１４ｃ、１４ｄからキャビティ１６に流れ込んで行ったとき、キャビティ１６に面している仕切り板１３の端面が平坦面をなしていると、その平坦な端面の裏側では、ゲート口１４ｃ、１４ｄからの樹脂の廻り込みが悪くなり、樹脂の流れの渦が生まれる。そして、その渦の中に空気が巻き込まれる現象が発生する。そして、巻き込まれた空気はキャビティの末端まで流れて行き、樹脂製品全体に気泡が発生し、成形品質を悪くする場合がある。
仕切り板のキャビティ側に面する面側に先端が鋭角に尖った突起があると、鋭角に尖った突起の面に沿って樹脂がキャビティ内にスムーズに流れ込んで行くので、樹脂の渦現象は発生しなくなり、仕切り板により製品に気泡が発生することがなくなる。
なお、この突起１３ａはゲート先端口１４ａのラインよりキャビティ１６側に飛び出して設けるのが好ましい。

また、第1実施形態においては、仕切り板１３のキャビティ１６に面している側の端面に対して反対側にあたる端面にも、先端が鋭角に尖った突起１３ｂを設けている。

２つのゲート口１４ｃ、１４ｄに分枝して流れる際に、仕切り板１３の端面に鋭角に尖った突起１３ｂを設けると、溶融樹脂が突起１３ｂの角度に沿って分枝して流れて行くので、溶融樹脂の流れがスムーズに行われる。また、ゲートカット時のランナーの離型も容易に行われるようになる。

なお、キャビティ１６に面している側の端面に設けた突起１３ａ、並びに、仕切り板１３のキャビティ１６に面している側の端面に対して反対側にあたる端面に設けた突起１３ｂは先端が鋭角に尖った突起を表すものであるが、その鋭角なる角度については、特に厳密に規制するものではなく、概ね３０°〜９０°の範囲が好適である。

また、図３（ｂ）に示すように、２つのゲート口１４ｃ、１４ｄのそれぞれのコーナ部ｃは、Ｒ形状に仕上げている。
仕切り板１３によって仕切られたゲート口１４ｃ、１４ｄのコーナ部ｃにＲ付けがなされていると、仕切り板１３のコーナ部分の強度が強められる。これは、仕切り板１３の破損防止効果を生む。

上記の構成をなす仕切り板１３は、第1実施形態においては、電極を用いて放電加工によって形成している。最初に、固定側型板１２に形成するピンゲート１４を所要の深さまで放電加工によって形成し、次に、２つのゲート口１４ｃ、１４ｄ形成用の電極を用いて放電加工でゲート口１４ｃ、１４ｄを形成する。この時、仕切り板１３の鋭角に尖った突起１３ｂは、突起１３ｂも形成できる電極を制作し、放電加工でゲート口１４ｃ、１４ｄそれぞれの形成と同時に形成する。
次に、仕切り板１３の鋭角に尖った突起１３ａは、固定側型板１２を裏返しにして２つのゲート口１４ｃ、１４ｄを上に向け、研削方法にて鋭角なる突起１３ａを形成するが、同時に、固定側型板１２の凸部１２ａの上面も研削して、上記で述べたＲ、Ｐ、Ｑ、Ｓの部位が一直線上に並ぶように形成する。
以上のような形成方法を取ることにより仕切り板１３を形成することができる。なお、突起１３ａの形成は、研削加工方法に限らず放電加工方法で形成することも可能である。

上記の製造方法は、固定側型板１２に直接仕切り板１３を形成した方法であるが、固定側型板１２に直接加工するのではなく、入れ子（ブッシュ）方式で形成する方法も取れる。これは、ピンゲート１４と仕切り板１３を形成した入れ子を別途に制作し、この入れ子を固定側型板１２に圧入固定する方法である。入れ子方式の形成方法を取っても、本構造と同じ働きをなす射出成形金型を得るものである。

また、仕切り板１３の別な形成方法として、図４に示す形成方法を取ることもできる。図４は仕切り板を部品単体で形成し、固定側型板に組み立て固定して2つのゲート口を形成した説明図で、図４（ａ）は仕切り板単体の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示した仕切り板を固定側型板に組み込んだ時における組み立て斜視図で、キャビティ側から見た斜視図である。

図４（ａ）において、この仕切り板１３は、板状の形状をなし、両端に四角いブロック状の鍔部１３ｇを有する。また、仕切り板１３の板状の両表面１３ｄ、１３ｃ（表面１３ｄの反対側の表面を表している）はそれぞれ４〜５°の傾斜角が付いていて、図中において、突起１３ａを設けた側の端面の板厚が厚く、突起１３ａの反対側の端面の板厚は薄くなっている。また、この両表面１３ｄ、１３ｃは鏡面仕上げがなされている。また、両端の鍔部１３ｇと板とのコーナｃ部分はＲ付けの仕上げを施している。また、仕切り板１３には、キャビティに面する側の端面には、図示してあるように、先端が鋭角に尖った突起１３ａを設けている。
このような形状をなす仕切り板１３は、機械加工（フライス加工、研削加工）方法などで形成することができる。

次に、図４（ｂ）に示すように、固定側型板１２の凸部１２ａを含んだ固定側型板１２に摺割り溝１２ｄを形成する。この摺割り溝１２ｄは仕切り板１３の鍔部１３ｇが係合する所要の幅と深さをもって、ゲート先端口の中心部Oを通る位置に形成する。この摺割り溝１２ｄは放電加工などの方法で形成することができる。

このようにして固定側型板１２に形成した摺割り溝１２ｄに単体で形成した仕切り板１３を組み込んで、ロー付けなどの公知の方法で仕切り板１３を固定側型板１２に固定すれば、図４（ｂ）に示された中心部Oを通る仕切り板１３が得られる。そして、ピンゲート１４は２つに仕切ったゲート口１４ｃ、１４ｄが形成される。

上記のように、仕切り板１３を予め部品として形成し、固定側型板１２に組み込み方式で形成する方法を取ると、加工方法も簡単であるので短時間で形成でき、コスト的にも安く仕切り板１３を設けることができる。

更に、仕切り板１３の両表面１３ｄ、１３ｃを研磨加工によって鏡面に仕上げることができる。表面が鏡面に仕上げられていると、樹脂との剥離性が高められて、離型性を更に良くすることができる。

以上、図４を用いて仕切り板１３を単体で部品加工する形成方法について説明した。しかしながら、仕切り板１３の形成方法はこれに限るものではなく、電鋳加工方法でも形成することが可能である。仕切り板１３の形成方法は、寸法精度や面の粗さ、樹脂との離型性、加工コストなどを考慮して好適な方法を選択するのが好ましい。

次に、仕切り板１３を設けたことによる効果を図５、６を用いて説明する。図５、６において、網掛け表示した符号１７はランナーである。このランナー１７はランナープレート１１及び固定側型板１２に形成されたピンゲート１４内に充填して形成された樹脂からなるものである。また、網掛け表示した符号Ｗは樹脂製品である。樹脂製品Ｗは、図１に示した金型構造のピンゲート１４を介してキャビティ１６内に樹脂を充填して形成されたものが樹脂製品である。

図５は、ランナー１７をゲートカットしたときに、樹脂製品Ｗにゲート残りが発生した状態を表したもので、図６は、ランナー１７をゲートカットしたときに、樹脂製品Ｗにゲートトラレが発生した状態を表したものである。

図５において、金型を冷却してランナー１７及び樹脂製品Ｗを固化した後に、固定側型板１２を矢印の方向に移動させて、固定側型板１２をランナープレート１１から離間させたとき、図示していないランナーロックピンによってランナープレート１１側に固定されたランナー１７は、ピンゲート１４のゲート先端口１４ａの2カ所のゲート口で引きちぎられて、即ち、2カ所のゲート口の所で破断して樹脂製品Ｗと分離する。このとき、ランナー１７の破断面１７ａと樹脂製品Ｗの破断面Ｗａはお互いに相反する形状をなす。例えば、図５に示す破断面は、樹脂製品Ｗ側の破断面Ｗａには凸状のゲート残り１８が発生し、ランナー１７の破断面１７ａには凹状のへこみが現れる。

また、図６に示すように、樹脂製品Ｗ側の破断面Ｗａには凹状のゲートトラレ１９が発生し、ランナー１７の破断面１７ａには凸状の突起が現れる。
樹脂製品Ｗ側に発生する凹状のゲートトラレ１９は、樹脂製品Ｗの厚みが薄いと、残肉部が破れて穴が開くという問題を引き起こす。従って、ゲートトラレ１９が発生する部位は破れることがないように、必要とする残肉量を設ける必要がある。

第１実施形態においては、ピンゲート１４のゲート先端口１４ａは、図３（ｂ）に示すように、仕切り板１３によってゲート口１４ｃとゲート口１４ｄの２つに仕切られている。そのため、キャビティ１６に流入する樹脂は２手に分かれて流入する。この２つのゲート口１４ｃ、１４ｄは同じ面積でもって形成しているので、それぞれのゲート口に流れる樹脂量はほぼ同じとなり、ゲート先端口１４ａの全体量から見ると約１／２量となって少なくなる。つまり、ゲート口１４ｃ、並びにゲート口１４の部分で固化する樹脂の太さはそれぞれ１／２細くなる。
一般に、ゲート残りやゲートトラレの大きさは固化した樹脂の太さに影響され、ほぼ比例すると言われている。
前述したように、２つのゲート口１４ｃ、１４ｄでの樹脂の太さが一番細くなる部位がゲート先端口１４ａのラインに有って、その太さがほぼ１／２に細くなっていることから、図５で示した２つのゲート口１４ｃ、１４ｄでのゲート残り１８の大きさや、または、図６で示した２つのゲート口１４ｃ、１４ｄでのゲートトラレ１９の大きさは、ほぼ同じ大きさをなして非常に小さくなる。
そして、図５に示すように、樹脂製品の凹状のへこみの内にゲート残り１８が納められ、また、図６に示すように、凹状のへこみの中でゲートトラレ１９を小さい大きさに押さえることができるという効果を得る。

次に、樹脂製品Ｗの取り出し方法について説明する。図１、２、５、６において、ＰＬはパーティングラインを表していて、固定側型板１２と可動側型板（図示していない）との合わせ面を示している。
固定側型板１２がランナープレート１１から切り離されるとランナー１７は２つのゲート口１４ｃ、１４ｄでゲートカットされて固定側型板１２から離型する。その後に、コア１５を設けた可動側型板（図示していない）が移動してパーティングラインＰＬの所で固定側型板１２から離間する。可動側型板が固定側型板１２から離間することによってコア１５内に形成された樹脂製品Ｗは固定側型板１２から離型する。
次に、可動側型板のコア１５内に形成された樹脂製品Ｗを、図示していないエジェクタービンによってコア１５の外に押し出すことによって、樹脂製品Ｗがコア１５から離型して、成形金型の外に排出される。
以上の手順の下で樹脂製品Ｗは取り出される。

第１実施形態においては、１枚の板なる仕切り板１３を用いて、ピンゲート１４のゲート先端口１４ａを２つのゲート口に仕切った構成を取ったものである。本発明においては、ゲート口の数は３個、４個と更に増やすことは可能である。ゲート口の数を増やすと、ゲート口一つ一つに流れる樹脂量は更に少なくなり、そこで固化する樹脂の太さも細くなる。そして、細くなることによって、ゲート残りやゲートトラレの大きさは更に小さく押えることができるようになる。

しかしながら、本発明においては、仕切り板によって仕切られるゲート口の数は4個が最大である。これより多くなると、ゲート口の面積は小さくなり、樹脂の流れが悪くなって充填不足などの品質問題が発生する。

［第２実施形態の説明］
次に、本発明の第２実施形態に係る射出成形金型について、図７を用いて説明する。図７は本発明の第2実施形態に係る射出成形金型のピンゲート先端口に設けた仕切り板の仕様を説明する断面図で、図７（ａ）は仕切り板の要部断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ断面図を示したものである。なお、第2実施形態及び以降の説明において、前述の第１実施形態と同じ部品名称をとるものは、同一符号を付与して説明する。

第２実施形態に係る仕切り板１３は、仕切り板１３のキャビティ１６に面している側の端面に、図７（ａ）に示すように、鋭角に尖った突起１３ａを設けている。この突起１３ａ部分はゲート先端口１４ａよりキャビティ１６側に飛び出して設けられている。また、キャビティ１６に面している側の端面に対して反対側にあたる端面は、図７（ｂ）に示すように、湾曲した面をなして、中心部Oに向かって凹形状１３ｆをなしている。

第2実施形態において、前述の第1実施形態に係る仕切り板１３と異なる所は、キャビティ１６に面している側の端面に対して反対側にあたる端面を、第1実施形態においては、直線をなして先端が鋭角に尖った突起１３ｂを設けているに対して、第2実施形態では、中心部Oに向かって湾曲した凹形状１３ｆに仕上げている点である。

図７（ｂ）において仕切り板１３のキャビティ１６に面している側の端面に対して反対側にあたる端面は、中心部Oの部分が一番低く、ピンゲート１４の内周面の部分が一番高い。即ち、中心部Oに向かって湾曲した凹形状１３ｆに仕上げられている。従って、仕切り板１３の丈は、中心部Oの領域部分は丈が短く、ピンゲート１４の内周壁に近い部分は丈が長い形状をなしている。

このように、湾曲した凹形状１３ｆに仕上げることによって、樹脂流動に特に影響があるゲート中心部温度を低下し難くし、樹脂流動への影響が少ない外周側の仕切り板丈を高くすることになる。つまり、仕切り板強度を保ちつつ樹脂の流動損失は小さく抑えられる。
この湾曲した凹形状１３ｆは、湾曲の丘陵性によってその効果も異なる。湾曲がなだらかな傾斜をなすとその効果は薄く、湾曲が急な傾斜をなすとその効果は大きく現れる。

なお、第2実施形態において、仕切り板１３のキャビティ１６に面している側の端面に対して反対側にあたる端面は、図7（ｂ）に示したように、湾曲した凹形状で構成したが、凹形状は特に湾曲した形状に限るものではなく、例えば、図８に示す形状のものでも同様に適用できるものである。

図８は仕切り板の形状で湾曲した凹形状以外の形状を示すもので、図８（ａ）は、角度を付けて段状を形成した凹形状の断面図で、端面の2カ所に角度を設けて皿状の凹形状を形成した構成のものである。また図８（ｂ）は三角形の角部を中心部に形成した凹形状の断面図で、中心部に三角形の角部設けて凹形状を形成した構成のものである。形状的には特に大きく限定するものではなく、例えば、2段、3段と段状をなして凹形状をなすものでも適用できるものである。

なお、第２実施形態においては、凹形状をなす端面は平坦面をなすものであるが、前述の第１実施形態と同様に、端面に鋭角に尖った突起１３ｂを設けても良い。

［第3実施形態の説明］
次に、本発明の第3実施形態に係る仕切り板の構成を図９を用いて説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係る仕切り板をゲート先端口の方角から見た仕切り板の斜視図である。

第3実施形態の仕切り板１３は、図９に示すように、中心部Oを基点にして、ゲート先端口を１２０°間隔に3つに仕切った仕切り板１３からなる。即ち、仕切り板１３は中心部Oを通って3つに枝分かれした仕切り板１３−１、仕切り板１３−２、仕切り板１３−３とから構成している。そして、この3つの仕切り板１３−１、１３−２、１３−３で、ピンゲート１４のゲート先端口を３つのゲート口１４ｅ、１４ｆ、１４ｇに分割している。

この3つのゲート口１４ｅ、１４ｆ、１４ｇは中心部Oの周りを１２０°間隔に分割したものであるので、それぞれのゲート口１４ｅ、１４ｆ、１４ｇの大きさはみな同じ面積をなしている。従って、それぞれのゲート口１４ｅ、１４ｆ、１４ｇを流れる溶融樹脂の量は、ゲート先端口に流れる全体の流量からすると、それぞれ１／３の流量となり、金型の冷却時においては、ゲート口１４ｅ、１４ｆ、１４ｇで固化する樹脂の太さは非常に細くなる。それにより、ゲートカット時の破断面におけるゲート残りやゲートトラレの大きさを小さく抑える効果が得られる。

更に、第3実施形態においては、仕切り板１３を構成する3つの仕切り板１３−１、１３−２、１３−３は、それぞれキャビティに面している側の板厚が厚く、キャビティから遠のくに従って板厚が薄くなっており、４°〜５°の傾斜角を持った傾斜面をなしている。このような傾斜角を設けることで、ゲート先端口でゲートカットができるようにすると共に、固化した樹脂の仕切り板１３−１、１３−２、１３−３からの離型性を良くしている。

また、キャビティに面している側の端面には、先端が鋭角に尖った突起１３ａを設けており、キャビティへの樹脂の廻り込みを円滑に行なわれるようにし、気泡の発生を防止している。

また、図示はしていないが、キャビティに面している側の端面に対して反対側にあたる端面にも先端が鋭角に尖った突起を設けていて、溶融樹脂の分流がスムーズに行われるようにすると共に，固化した樹脂の離型性を良くしている。

また、3つのゲート口１４ｅ、１４ｆ、１４ｇのそれぞれのコーナｃ部分はＲ付けを行い、仕切り板１３の強度補強を施している。

なお、第3実施形態においては、キャビティに面している側の端面に対して反対側にあたる端面には先端が鋭角に尖った突起を設けた構成を取ったが、更に、前述の第2実施形態で説明したように、中心部Oに向かって凹形状を設けた構成にすることも可能である。

また、第3実施形態の仕切り板１３は、固定側型板１２に一体的に形成した構成をなしたが、前述の第1実施形態での図４で示したように、仕切り板１３を部品として単体で製作し、固定側型板１２に仕切り板１３の取り付け溝を形成し、固定側型板１２に仕切り板１３を組み立て固定する構成を取ることも可能である。

以上述べたように、仕切り板１３によって3つのゲート口１４ｅ、１４ｆ、１４ｇを設けることによって、前述の第1実施形態での２つのゲート口を設けた構成より、ゲートカットにおけるゲート残りやゲートトラレの大きさを更に小さく抑える効果が得られる。

［第4実施形態の説明］
次に、本発明の第４実施形態に係る仕切り板の構成を図１０を用いて説明する。なお、図１０は、本発明の第４実施形態に係る仕切り板をゲート先端口の方角から見た仕切り板の斜視図である。

第４実施形態の仕切り板１３は、図１０に示すように、中心部Oを基点にして、ゲート先端口を９０°間隔に４つに仕切った仕切り板１３からなる。即ち、仕切り板１３は中心部Oを通って４つに枝分かれした仕切り板１３−１、仕切り板１３−２、仕切り板１３−３、仕切り板１３−４とから構成している。そして、この４つの仕切り板１３−１、１３−２、１３−３、１３−４で、ピンゲート１４のゲート先端口を４つのゲート口１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋに分割している。

この４つのゲート口１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋは中心部Oの周りを９０°間隔に分割したものであるので、それぞれのゲート口１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋの大きさはみな同じ面積をなしている。従って、それぞれのゲート口１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋを流れる溶融樹脂の量は、ゲート先端口に流れる全体の流量からすると、それぞれ１／４の流量となり、金型の冷却時においては、ゲート口１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋで固化する樹脂の太さは、前述の第3実施形態での３つのゲート口の場合より、更に細くなる。それゆえに、ゲートカットした時、ゲート残りやゲートトラレの大きさを更に小さく抑えられる。

また、第４実施形態の仕切り板１３は、キャビティに面している側の板厚が厚く、キャビティから遠のくに従って板厚を薄くしての傾斜角を設けている。また、キャビティに面している側の端面には、先端が鋭角に尖った突起１３ａをキャビティ側に突き出る状態で設けている。

また、図示はしていないが、キャビティに面している側の端面に対して反対側にあたる端面にも先端が鋭角に尖った突起を設けている。

また、４つのゲート口１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋのそれぞれのコーナｃ部分はＲ付けを行い、仕切り板１３の強度補強を施している。

以上述べたように、仕切り板１３で４つのゲート口１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋを設けることによって、前述の第３実施形態での３つのゲート口を設けた構成より、ゲートカットのゲート残りやゲートトラレの大きさを更に小さくする効果が得られる。

以上、第1実施形態〜第4実施形態において、仕切り板によってゲート先端口を２〜４つのゲート口に仕切った構成を説明した。本発明においては、ゲート口を増せば増すほど樹脂圧を大きくしなければ溶融樹脂の流れが悪くなり、充填不足問題が起きる。様々な試みの結果、本発明においては、ゲート口を２〜４つに設定するのが好適で、それ以上多くすると充填不足問題などが発生して好ましくない。

１０ 射出成形金型
１１ ランナープレート
１２ 固定側型板
１２ａ 凸部
１２ｄ 摺割り溝
１３、１３−１、１３−２、１３−３、１３−４ 仕切り板
１３ａ、１３ｂ 鋭角に尖った突起
１３ｃ、１３ｄ 表面
１３ｆ 凹形状
１３ｇ 鍔部
１４ ピンゲート
１４ａ ゲート先端口
１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋ ゲート口
１５ コア
１６ キャビティ
１７ ランナー
１７ａ、Ｗａ 破断面
１８ ゲート残り
１９ ゲートトラレ
O 中心部
ＰＬ パーティングライン
Ｗ 樹脂製品
ｔ 厚み
ｍ 丈
ｃ コーナ

Claims (8)

1. ピンゲート形式の射出成形金型において、キャビティに樹脂を注入する前記ピンゲートのゲート先端口が仕切り板によって複数のゲート口に仕切られており、前記仕切り板の表面は鏡面であることを特徴とする射出成形金型。
2. ピンゲート形式の射出成形金型において、キャビティに樹脂を注入する前記ピンゲートのゲート先端口が仕切り板によって複数のゲート口に仕切られており、前記仕切り板の前記キャビティに面している側の端面には、先端が鋭角に尖った突起が設けられていることを特徴とする射出成形金型。
3. ピンゲート形式の射出成形金型において、キャビティに樹脂を注入する前記ピンゲートのゲート先端口が仕切り板によって複数のゲート口に仕切られており、前記仕切り板の前記キャビティに面している側の端面に対して反対側にあたる端面は、前記中心部に向かって凹形状をなしていることを特徴とする射出成形金型。
4. 前記仕切り板は、板状の形状をなして、前記ゲート先端口の中心部を通ると共に、前記中心部の周りを等角度で仕切った板からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の射出成形金型。
5. 前記仕切り板によって形成した前記複数のゲート口は均一なる面積でもって２〜４個有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の射出成形金型。
6. 前記仕切り板は、前記キャビティに面している側の板厚が厚く、前記キャビティから遠のくに従って板厚が薄くなって傾斜角が付いていることを特徴とする請求項1から５のいずれか1項に記載の射出成形金型。
7. 前記仕切り板の前記キャビティに面している側の端面に対して反対側にあたる端面には、先端が鋭角に尖った突起が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか1項に記載の射出成形金型。
8. 前記複数のゲート口のコーナ部分はＲ形状をなしていることを特徴とする請求項１から３のいずれか1項に記載の射出成形金型。

Images