JP7118647B2 - 金型、及び、該金型を用いた樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形品の射出成形に用いられる金型、及び、該金型を用いた樹脂成形品の製造方法に関するものである。

図９は、従来の給電装置の平面図である（特許文献１を参照）。この給電装置３０１は、自動車に搭載されて、車両フロア側からスライドシートにワイヤハーネスを配索し、スライドシートに取り付けられた電装機器に給電を行う装置である。前記スライドシートは、スライドシート取付部３０４によって支持されており、該スライドシート取付部３０４が、車両フロアに取り付けられたシートレール３０５にスライド自在に取り付けられている。

図９に示すように、給電装置３０１は、ワイヤハーネスと、ワイヤハーネスを収容するケース３０２と、ワイヤハーネスを保持し、シートレール３０５にスライド自在に取り付けられたプロテクタ３０３と、を備えている。

ケース３０２は、シートレール３０５に沿って延びたハーネス余長吸収部３０７と、余長吸収部３０７の一端部に連なったハーネス案内部３０８と、を有している。ハーネス余長吸収部３０７は、ワイヤハーネスの余長部分をＵ字状に曲げた状態で収容する。ハーネス案内部３０８は、ワイヤハーネスをハーネス余長吸収部３０７から１８０度折り返してシートレール３０５の一端部に導く。また、ケース３０２は、合成樹脂製のベース部と、合成樹脂製のカバー部３２１とが上下方向（矢印Ｚ）に組み付けられて構成されている。

図１０，１１は、上述したカバー部３２１を成形する金型の概略図である。図１０，１１に示すように、金型４０１は、上型４０２と、下型４０３と、で構成されており、キャビティ４０４と、ゲート４０５と、を有している。射出成形機のノズルから射出された溶融樹脂がゲート４０５を介してキャビティ４０４に注入され、該溶融樹脂が金型４０１内で冷却固化されることで、図９に示したカバー部３２１が成形される。

また、図１１に示すように、前記溶融樹脂には、カバー部３２１の強度を高めるためのガラス繊維Ｆが含まれている。ゲート４０５は、キャビティ４０４の長手方向（矢印Ｙ）の一端に連通するように設けられている。このゲート４０５から注入された溶融樹脂が、キャビティ４０４の長手方向の一端側から他端側に注入されることで、ガラス繊維Ｆが規則正しく配列され、カバー部３２１の長手方向における強度が更に高められる。

特開２０１６－１３６８１０号公報

しかしながら、上述した従来の金型４０１を用いた射出成形においては、以下に示す問題があった。即ち、金型４０１は、ガラス繊維Ｆの配列を揃えてカバー部３２１の強度を確保するため、ゲート４０５が一箇所のみ設けられており、溶融樹脂の射出圧を高くする必要があった。射出圧が高いと、上型４０２と下型４０３とのパーティング面４１０（図１０）に微小な隙間が生じ、この隙間に樹脂が流れ込み、バリが発生する恐れがあるという問題があった。

上述したバリの問題を解消するために、図１２に示すように、１つのキャビティ５０４に対し、複数のゲート５５１，５５２，５５３を設けた金型５０１を用い、溶融樹脂の射出圧を分散させる方法が考えられる。しかしながら、このように単純にゲート５５１，５５２，５５３を複数箇所に設けた場合、ガラス繊維Ｆの配列が不揃いになってしまい、図１１のように強度を更に高めることができないという新たな問題が生じることになる。

そこで、本発明は、バリが生じ難く、より高強度な樹脂成形品を製造することが可能な金型、及び、該金型を用いた樹脂成形品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の金型は、射出成形機のノズルから射出された溶融樹脂が注入されるスプルーと、前記溶融樹脂が注入されるゲート及びキャビティと、前記スプルーと前記ゲートとを繋いだランナーと、を有し、前記溶融樹脂を冷却固化して樹脂成形品を成形する金型であって、前記キャビティが、長手方向と短手方向を有する形状であり、前記長手方向の一端に位置する第１の部分と、前記短手方向の一端に位置し、前記長手方向に延びた第２の部分と、を有し、前記ゲートとして、前記第１の部分に連通した第１のゲートと、前記第２の部分の長手方向中間部に連通した第２のゲートと、が設けられ、前記ランナーは、前記スプルーから前記第１のゲートと前記第２のゲートに分岐しており（分岐位置にランナー切替用部材が配置されたものを除く）、前記第１のゲートが、前記第１の部分に向かって前記長手方向に延びており、前記第２のゲートが、前記第２の部分に向かって前記長手方向の一端側から他端側に、前記長手方向に対して斜めに延びていることを特徴とする。また、前記「第２の部分の長手方向中間部」とは、第２の部分の長手方向中央部に限らず、長手方向一端から他端の間の部分を意味する。

本発明によれば、１つのキャビティに対し、第１のゲートと第２のゲートを設けることにより、溶融樹脂の射出圧を分散させることができるので、小さい型締力でバリを生じ難くすることができる。また、第２のゲートが、第２の部分の長手方向中間部に連通し、かつ、キャビティの長手方向に対して斜めに延びているので、繊維を含んだ溶融樹脂をキャビティに注入する際、繊維の配列を揃えることができ、樹脂成形品の長手方向における強度をより高くすることができる。

本発明の第１の実施形態にかかる金型によって成形される樹脂成形品の斜視図である。 図１の樹脂成形品を成形する金型の概略図である。 本発明の第２の実施形態にかかる金型によって成形される樹脂成形品の斜視図である。 図３の樹脂成形品を成形する金型の概略図である。 図４中のＡ部の拡大図である。 本発明の第３の実施形態にかかる金型によって成形される樹脂成形品の斜視図である。 図６の樹脂成形品を成形する金型の概略図である。 図７中のＢ部の拡大図である。 従来の給電装置の平面図である。 図９の樹脂成形品を成形する従来の金型の概略図である。 図１０の金型を上から見た概略図である。 参考例の金型の概略図である。

本発明の第１の実施形態にかかる「金型」及び、該金型を用いた「樹脂成形品の製造方法」について、図１～２を参照して説明する。

本例の金型は、射出成形により図１に示す樹脂成形品１０１Ａを成形するものである。樹脂成形品１０１Ａは、図１に示す樹脂成形品１０２と上下方向に組み付けられて給電装置のケース１０３を構成する。給電装置は、背景技術の項で説明した給電装置３０１と同様に、自動車に搭載されて、車両フロア側からスライドシートにワイヤハーネスを配索し、スライドシートに取り付けられた電装機器に給電を行う装置である。また、ケース１０３は、ワイヤハーネスを収容するためのものである。

樹脂成形品１０１Ａは、ガラス繊維を含んだ樹脂で構成されており、上壁１４０と、上壁１４０の外縁から下垂した側壁１４１，１４２，１４６，１４７と、を有する浅い箱状に形成されている。

上壁１４０は、矢印Ｙ方向を長手方向とし、矢印Ｘを短手方向とする細長い板状に形成されている。上壁１４０の長手方向の一端及び他端に位置する外縁は、円弧状に形成されている。また、上壁１４０の短手方向の一端及び他端に位置する外縁は、直線状に形成されている。このため、上壁１４０の長手方向の一端から下垂した側壁１４１及び他端から下垂した側壁１４６は、曲面状になっており、上壁１４０の短手方向の一端から下垂した側壁１４２及び他端から下垂した側壁１４７は、平面状になっている。

図２に示す金型１Ａは、上述した樹脂成形品１０１Ａを成形するものであり、上型２と、下型３と、で構成されている。この金型１Ａは、樹脂成形品１０１Ａの形状に対応したキャビティ４Ａと、第１のゲート５１と、第２のゲート５２Ａと、ランナー６と、スプルー７と、を有している。

キャビティ４Ａは、長手方向（矢印Ｙ方向）と短手方向（矢印Ｘ方向）を有する形状であり、長手方向の一端に位置する第１の部分４１と、短手方向の一端に位置し、前記長手方向に延びた第２の部分４２Ａと、その他の部分と、を有している。第１の部分４１は、樹脂成形品１０１Ａの側壁１４１を成形する部分である。第２の部分４２Ａは、樹脂成形品１０１Ａの側壁１４２を成形する部分４２を有している。これら第１の部分４１、第２の部分４２Ａ及びその他の部分は、互いに連通している。

第１のゲート５１は、第１の部分４１の短手方向（キャビティ４Ａの短手方向であり、矢印Ｘ方向）中央部に連通している。また、第１のゲート５１は、ランナー６から第１の部分４１に向かってキャビティ４Ａの長手方向に延びている。

第２のゲート５２Ａは、第２の部分４２Ａの長手方向（キャビティ４Ａの長手方向であり、矢印Ｙ方向）中央部に連通している。また、第２のゲート５２Ａは、ランナー６から第２の部分４２Ａに向かって第２の部分４２Ａの長手方向の一端側から他端側に、前記長手方向に対して斜めに延びている。即ち、上記側壁１４２を成形する部分４２の長手方向の一端側（第１の部分４１側）と第２のゲート５２Ａとは、鋭角を成している。

ランナー６は、スプルー７から第１のゲート５１と第２のゲート５２Ａに分岐する部分である。

スプルー７は、射出成形機のノズルから射出された溶融樹脂が注入される部分である。

続いて、上述した金型１Ａを用いた樹脂成形品１０１Ａの製造方法について説明する。射出成形機の射出部において加熱溶融された樹脂とガラス繊維とが攪拌され、このガラス繊維を含んだ溶融樹脂がノズルから射出されてスプルー７に注入される。スプルー７内の溶融樹脂は、ランナー６を通って第１のゲート５１と第２のゲート５２Ａとに分岐し、第１のゲート５１、第２のゲート５２Ａ、それぞれからキャビティ４Ａに注入される。この際、第２のゲート５２Ａからの注入圧は、第１のゲート５１からの注入圧よりも低くされている。各ゲート５１，５２Ａからキャビティ４Ａに注入された溶融樹脂は、キャビティ４Ａの一端側から他端側に流れ、キャビティ４Ａの全域に充填される。その後、溶融樹脂は、金型１Ａ内で所定の時間を経ることで冷却固化され、上型２及び下型３が開かれて金型１Ａから取り出される。最後にゲート５１，５２Ａ及びランナー６内で固化した不要な部位が切断され、樹脂成形品１０１Ａが完成する。

このような製造方法によれば、溶融樹脂の射出圧を第１のゲート５１と第２のゲート５２Ａとに分散させることができるので、従来の金型を用いた樹脂成形品の製造方法（図１０，１１を参照）と比較して、小さい型締力でバリ（上型２と下型３とのパーティング面に樹脂が流れ込んで生じるもの）を生じ難くすることができる。

また、第２のゲート５２Ａが、第２の部分４２Ａの長手方向中間部に連通し、かつ、キャビティ４Ａの長手方向に対して斜めに延びているので、第１のゲート５１から注入された溶融樹脂と第２のゲート５２Ａから注入された溶融樹脂とが合流する箇所においても、溶融樹脂の流れは殆ど乱れることなく、キャビティ４Ａの一端側から他端側に流れる。このことにより、ガラス繊維の配列を揃えることができ、樹脂成形品１０１Ａの長手方向における強度をより高くすることができる。

さらに、本例では、第２のゲート５２Ａからの溶融樹脂の注入圧が、第１のゲート５１からの注入圧よりも低くされているので、第１のゲート５１から注入された溶融樹脂と第２のゲート５２Ａから注入された溶融樹脂とが合流する箇所において、溶融樹脂の流れが乱れることをより一層抑制することができる。

本発明の第２の実施形態にかかる「金型」及び、該金型を用いた「樹脂成形品の製造方法」について、図３～５を参照して説明する。図３～５において、前述した第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本例の金型は、射出成形により図３に示す樹脂成形品１０１Ｂを成形するものである。樹脂成形品１０１Ｂは、第１の実施形態と同様に給電装置のケースを構成する。樹脂成形品１０１Ｂは、ガラス繊維を含んだ樹脂で構成されており、側壁１４２の長手方向（矢印Ｙ方向）中央部に平面視三角形の凸部１４４が設けられていること以外は、第１の実施形態の樹脂成形品１０１Ａと同一構成である。

図４，５に示す金型１Ｂは、上述した樹脂成形品１０１Ｂを成形するものであり、上型２と、下型３と、で構成されている。この金型１Ｂは、樹脂成形品１０１Ｂの形状に対応したキャビティ４Ｂと、第１のゲート５１と、第２のゲート５２Ｂと、ランナー６と、スプルー７と、を有している。

キャビティ４Ｂは、第１の部分４１と、第２の部分４２Ｂと、その他の部分と、を有している。第２の部分４２Ｂは、第１の実施形態の第２の部分４２Ａの構成に加えて、樹脂成形品１０１Ｂの凸部１４４を成形する部分４４を有している。

第２のゲート５２Ｂは、第２の部分４２Ｂの長手方向中央部の上記部分４４に連通している。さらに詳細には、第２のゲート５２Ｂは、図５に示すように、上記部分４４のうち、凸部１４４の側面１４４ａ（図３）を成形する部分４４ａに連通している。また、第２のゲート５２Ｂは、前記部分４４ａに略垂直に交わる。また、第２のゲート５２Ｂは、第１の実施形態と同様に、ランナー６から第２の部分４２Ｂに向かって第２の部分４２Ｂの長手方向の一端側から他端側に、前記長手方向に対して斜めに延びている。

上述した金型１Ｂを用いた樹脂成形品１０１Ｂの製造方法については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。本例においても、第１の実施形態と同様に、小さい型締力でバリを生じ難くすることができる。また、ガラス繊維の配列を揃えることができ、樹脂成形品１０１Ｂの長手方向における強度をより高くすることができる。

さらに、前述した第１の実施形態では、第２のゲート５２Ａが側壁１４２を成形する部分４２に斜めに交わるが、本例では、第２のゲート５２Ｂが凸部１４４の側面１４４ａを成形する部分４４ａに略垂直に交わるので、第２のゲート５２Ｂにおける前記部分４４ａとの境界面の面積を、第２のゲート５２Ａにおける前記部分４２との境界面よりも小さくすることができる。このことにより、樹脂成形品１０１Ｂの成形性を向上させることができる。

本発明の第３の実施形態にかかる「金型」及び、該金型を用いた「樹脂成形品の製造方法」について、図６～８を参照して説明する。図６～８において、前述した第１，２の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本例の金型は、射出成形により図６に示す樹脂成形品１０１Ｃを成形するものである。樹脂成形品１０１Ｃは、第１の実施形態と同様に給電装置のケースを構成する。樹脂成形品１０１Ｃは、ガラス繊維を含んだ樹脂で構成されており、側壁１４２の長手方向（矢印Ｙ方向）中央部に平面視三角形の凹部１４５が設けられていること以外は、第１の実施形態の樹脂成形品１０１Ａと同一構成である。

図７，８に示す金型１Ｃは、上述した樹脂成形品１０１Ｃを成形するものであり、上型２と、下型３と、で構成されている。この金型１Ｃは、樹脂成形品１０１Ｃの形状に対応したキャビティ４Ｃと、第１のゲート５１と、第２のゲート５２Ｃと、ランナー６と、スプルー７と、を有している。

キャビティ４Ｃは、第１の部分４１と、第２の部分４２Ｃと、その他の部分と、を有している。第２の部分４２Ｃは、前述した第２の実施形態の凸部１４４を成形する部分４４の代わりに、樹脂成形品１０１Ｃの凹部１４５を成形する部分４５を有しており、それ以外は、第２の実施形態の第２の部分４２Ｂと同一構成である。

第２のゲート５２Ｃは、第２の部分４２Ｃの長手方向中央部の上記部分４５に連通している。さらに詳細には、第２のゲート５２Ｃは、図８に示すように、上記部分４５のうち、凹部１４５の内面１４５ａ（図６）を成形する部分４５ａに連通している。また、第２のゲート５２Ｃは、前記部分４５ａに略垂直に交わる。また、第２のゲート５２Ｃは、第１の実施形態と同様に、ランナー６から第２の部分４２Ｃに向かって第２の部分４２Ｃの長手方向の一端側から他端側に、前記長手方向に対して斜めに延びている。

上述した金型１Ｃを用いた樹脂成形品１０１Ｃの製造方法については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。本例においても、第１の実施形態と同様に、小さい型締力でバリを生じ難くすることができる。また、ガラス繊維の配列を揃えることができ、樹脂成形品１０１Ｃの長手方向における強度をより高くすることができる。

さらに、前述した第１の実施形態では、第２のゲート５２Ａが側壁１４２を成形する部分４２に斜めに交わるが、本例では、第２のゲート５２Ｃが凹部１４５の内面１４５ａを成形する部分４５ａに略垂直に交わるので、第２のゲート５２Ｃにおける前記部分４５ａとの境界面の面積を、第２のゲート５２Ａにおける前記部分４２との境界面よりも小さくすることができる。このことにより、樹脂成形品１０１Ｃの成形性を向上させることができる。

上述した第１～３の実施形態では、ガラス繊維を含んだ溶融樹脂を金型内に注入する例を説明したが、本発明では、ガラス以外の繊維を含んだ溶融樹脂を金型内に注入してもよい。また、本発明では、強化用の繊維を含まない溶融樹脂を使用することも可能である。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 金型
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ キャビティ
４１ 第１の部分
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ 第２の部分
５１ 第１のゲート
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ 第２のゲート
１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ 樹脂成形品

Claims (3)

1. 射出成形機のノズルから射出された溶融樹脂が注入されるスプルーと、前記溶融樹脂が注入されるゲート及びキャビティと、前記スプルーと前記ゲートとを繋いだランナーと、を有し、前記溶融樹脂を冷却固化して樹脂成形品を成形する金型であって、
   前記キャビティが、長手方向と短手方向を有する形状であり、前記長手方向の一端に位置する第１の部分と、前記短手方向の一端に位置し、前記長手方向に延びた第２の部分と、を有し、
   前記ゲートとして、前記第１の部分に連通した第１のゲートと、前記第２の部分の長手方向中間部に連通した第２のゲートと、が設けられ、
   前記ランナーは、前記スプルーから前記第１のゲートと前記第２のゲートに分岐しており（分岐位置にランナー切替用部材が配置されたものを除く）、
   前記第１のゲートが、前記第１の部分に向かって前記長手方向に延びており、
   前記第２のゲートが、前記第２の部分に向かって前記長手方向の一端側から他端側に、前記長手方向に対して斜めに延びている
   ことを特徴とする金型。
2. 請求項１に記載の金型を用いて樹脂成形品を成形する
   ことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
3. 繊維を含んだ溶融樹脂を前記第１のゲート及び前記第２のゲートから前記キャビティに注入し、かつ、前記第２のゲートからの注入圧を、前記第１のゲートからの注入圧よりも低くした
   ことを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形品の製造方法。

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