JP7398778B2 - 樹脂成形装置 - Google Patents

Description

本開示は、凹状に陥没した陥没部を有する樹脂製品の成形装置に関する。

例えば、特許文献１に記載の樹脂成形装置では、第１金型と第２金型とが対向する部位に隙間が設けられている。そして、成形時に発生するガスは、当該隙間を介して外部に排出される。

特許第３０５０８６４号公報

上記の隙間は、陥没部を成形するための型空間（キャビティ）に連通している。このため、当該型空間に溶融状態の樹脂が充填されたときに、当該樹脂の一部が隙間に流れ込んだ状態で固まってしまう。そして、隙間に流れ込んだ樹脂は、成形終了後に、いわゆる「バリ」となってしまう。

なお、上記「バリ」の発生を抑制するには、隙間を廃止すればよい。しかし、隙間が廃止された樹脂成形装置では、成形時に発生したガスを排出できないため、樹脂製品の成形不良が発生する。

また、樹脂が隙間に流れ込み難くなる程度まで当該隙間の寸法を小さくすれば、上記「バリ」の発生を抑制でき得る。しかし、隙間の寸法が小さくなると、ガスの流通抵抗が大きくなるため、ガスを十分に排出することができず、樹脂製品の成形不良が発生する。

本開示は、上記点に鑑み、「バリ」の発生を抑制しつつ、成形時に発生するガスを確実に排出可能な樹脂成形装置の一例を開示する。

凹状に陥没した陥没部（Ｗ１）を有する樹脂製品（Ｗ）の成形装置は、例えば、以下の構成要件のうち少なくとも１つを備えることが望ましい。
すなわち、当該構成要件は、陥没部（Ｗ１）を成形するための凸部（１１、２１）を有する第１金型（１０）及び第２金型（２０）を備え、第１金型（１０）と第２金型（２０）とが対向する部位には、成形時に発生するガスが流通可能な隙間（３０）であって、吸引用ポンプ（Ｐ１）の吸入側に連通する隙間（３０）が設けられ、少なくとも第１金型（１０）のうち第２金型（２０）と対向する部位には、隙間（３０）の一部を拡大するように凹んだ凹部（４０）が設けられており、さらに、凹部（４０）のうち凸部（１１）側には、当該凸部（１１）の先端側に近づくほど凹み寸法が小さくなるように傾斜したテーパ部（４１）が設けられていることである。

これにより、当該樹脂成形装置では、ガスの流通抵抗が過度に大きくなることが抑制されるとともに、隙間（３０）の寸法が小さくなり得る。したがって、当該樹脂成形装置では、「バリ」の発生が抑制されるとともに、成形時に発生するガスを確実に排出でき得るので、成形不良の発生が抑制され得る。

すなわち、隙間（３０）のうち上記型空間（Ｃ１）と凹部（４０）とを繋ぐ部分（以下、吸引隙間という。）におけるガスの流通抵抗は、吸引隙間の長さが短くなるほど小さくなり、かつ、吸引隙間の隙間寸法が小さくなるほど大きくなる。

そして、当該樹脂成形装置では、隙間（３０）の一部を拡大するように凹んだ凹部（４０）が設けられ、かつ、当該凹部（４０）のうち凸部（１１）側には、当該凸部（１１）の先端側に近づくほど凹み寸法が小さくなるように傾斜したテーパ部（４１）が設けられている。

このため、当該樹脂成形装置では、吸引隙間の長さが短くなる。したがって、当該樹脂成形装置では、吸引隙間の隙間寸法が小さくなってもガスの流通抵抗が過度に大きくなることが抑制され得る。

つまり、凹部（４０）は、吸引隙間に比べて広い空間であるので、ガスの流通抵抗は、ほぼ吸引隙間の流通抵抗によって決まる。したがって、吸引隙間の長さが短くなると、ガスの流通抵抗が小さくなり得る。

さらに、吸引隙間の隙間寸法が小さくなるので、吸引隙間に樹脂が流れ込むことが抑制され得る。延いては、当該樹脂成形装置は、「バリ」の発生を抑制しつつ、成形時に発生するガスを確実に排出でき得る。

ところで、例えば、テーパ部（４１）が廃止されて凹部が凸部（１１、２１）の先端側に近接配置された構成であっても、吸引隙間の長さが短くなる。しかし、当該構成では、凹部と上記型空間（Ｃ１）とを区画する部位の厚み寸法が小さくなるため、上記型空間に充填される樹脂の圧力により、当該「区画する部位」が早期に損傷してしまうおそれが高い。

これに対して、当該樹脂成形装置では、凹部（４０）のうち凸部（１１）側には、当該凸部（１１）の先端側に近づくほど凹み寸法が小さくなるようなテーパ部（４１）が設けられている。これにより、凹部と上記型空間（Ｃ１）とを区画する部位の平均厚み寸法が上記構成に比べて大きくなる。

したがって、上記型空間に充填される樹脂の圧力により、当該「区画する部位」が早期に損傷してしまうことが抑制され得る。つまり、当該樹脂成形装置では、金型が早期に損傷してしまうことが抑制され得る。

因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関を示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されない。

Ａ及びＢは、第１実施形態に係る樹脂製品を示す図である。 第１実施形態に係る樹脂成形装置を示す図である。 第１実施形態に係る樹脂成形装置を示す図である。 他の樹脂成形装置を示す図である。 第２実施形態に係る樹脂成形装置を示す図である。 図５のＡ矢視図である。

以下の「発明の実施形態」は、本開示の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されない。

なお、各図に付された方向を示す矢印及び斜線等は、各図相互の関係及び各部材又は部位の形状を理解し易くするために記載されたものである。したがって、本開示に示された発明は、各図に付された方向に限定されない。斜線が付された図は、必ずしも断面図を示すものではない。

少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位は、「１つの」等の断りがされた場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２以上設けられていてもよい。本開示に示された樹脂成形装置は、少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位等の構成要素を備える。

（第１実施形態）
本実施形態は、樹脂製品を成形するための樹脂成形装置に本開示に係る樹脂成形装置及び樹脂製品の成形方法の一例が適用されたものである。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、樹脂製品Ｗは、凹状に陥没した陥没部Ｗ１を有する。

＜１．樹脂成形装置の構成＞
本実施形態に係る樹脂成形装置１に用いられる金型は、図２に示されるように、少なくとも第１金型１０及び第２金型２０等を有して構成されている。第１金型１０及び第２金型２０は、樹脂製品Ｗを成形するための型空間（キャビティ）Ｃ１を構成する。

そして、キャビティＣ１に溶融状態の樹脂は充填されることにより、樹脂製品Ｗが成形される。このため、第１金型１０及び第２金型２０それぞれには、図３に示されるように、陥没部Ｗ１を成形するための凸部１１、２１が設けられている。

つまり、第１金型１０の凸部１１（以下、第１凸部１１という。）、及び第２金型２０の凸部２１（以下、第２凸部２１という。）が協働して陥没部Ｗ１を成形するための型形状を構成している。

第１金型１０と第２金型２０とが対向する部位には、隙間３０が設けられている。隙間３０は、成形時に発生するガスが流通可能なガス通路であって、吸引用ポンプＰ１（図２参照）の吸入側に連通している。

このため、成形時にキャビティＣ１内に充満しているガスは、隙間３０を流通してキャビティＣ１外に排出される。なお、本実施形態は、樹脂成形装置１の構成要件として吸引用ポンプＰ１を備える構成、及び構成要件として吸引用ポンプＰ１を備えておらず、外部の吸引用ポンプＰ１を利用する構成のうちいずれの構成であってもよい。

本実施形態では、第１金型１０のうち第２金型２０と対向する部位、つまり第１金型１０のうち隙間３０を構成する部位に凹部４０が設けられている。凹部４０は、隙間３０の一部を拡大するように凹んだ部位である。

そして、凹部４０のうち第１凸部１１側には、当該第１凸部１１の先端側に近づくほど凹み寸法Ｄ１が小さくなるように傾斜したテーパ部４１が設けられている。つまり、隙間３０により構成されるガス通路の通路断面積は、テーパ部４１において徐々に拡大する。

凹み寸法Ｄ１は、第１金型１０のうち第２金型２０と対向する部位を基準とする寸法である。なお、テーパ部４１の傾斜角θは、３０度以上、６０度以下（本実施形態では、約４５度）である。

さらに、隙間部分３１の隙間寸法Ｔ１は、隙間部分３２の隙間寸法Ｔ２より小さくなっている。なお、隙間部分３１は、隙間３０のうち陥没部Ｗ１を成形するための型空間Ｃ１と凹部４０とを繋ぐ部分である。隙間部分３２は、隙間３０のうち凹部４０と吸引用ポンプＰ１の吸入側とを繋ぐ部分である。

つまり、隙間３０により構成されるガス通路の通路断面積は、隙間部分３１が最も小さく、テーパ部４１において徐々に拡大しながら凹部４０にて最大となり、かつ、隙間部分３２にて隙間部分３１より大きくなる程度まで縮小する。

＜２．本実施形態に係る樹脂成形装置の特徴＞
本実施形態に係る成形方法は、樹脂成形装置１を用いて樹脂製品の成形を実施する。具体的には、第１金型１０及び第２金型２０を用い、キャビティＣ１内に溶融状態の樹脂を充填する。

このとき、当該樹脂成形装置１では、隙間３０をガスが流通する際の流通抵抗が過度に大きくなることが抑制されるとともに、隙間３０の寸法が小さくなり得る。したがって、当該樹脂成形装置１では、「バリ」の発生が抑制されるとともに、成形時に発生するガスを確実に排出でき得るので、成形不良の発生が抑制され得る。

すなわち、隙間３０のうちキャビティＣ１と凹部４０とを繋ぐ部分、つまり隙間部分３１における流通抵抗は、隙間部分３１の長さが短くなるほど小さくなり、かつ、隙間部分３１の隙間寸法が小さくなるほど大きくなる。

そして、本実施形態に係る樹脂成形装置１では、隙間３０の一部を拡大するように凹んだ凹部４０が設けられ、かつ、当該凹部４０のうち第１凸部１１側には、当該第１凸部１１の先端側に近づくほど凹み寸法Ｄ１が小さくなるように傾斜したテーパ部４１が設けられている。

このため、当該樹脂成形装置１では、隙間部分３１の長さが短くなる。したがって、当該樹脂成形装置１では、隙間部分３１の隙間寸法が小さくなっても流通抵抗が過度に大きくなることが抑制され得る。

つまり、凹部４０は、隙間部分３１に比べて広い空間であるので、流通抵抗は、ほぼ隙間部分３１の流通抵抗によって決まる。したがって、隙間部分３１の長さが短くなると、流通抵抗が小さくなり得る。

さらに、隙間部分３１の隙間寸法Ｔ１が小さくなるので、溶融状態の樹脂がキャビティＣ１に充填されたときに、当該樹脂が隙間部分３１に流れ込むことが抑制され得る。したがって、当該樹脂成形装置１を用いて成形を実施すれば、「バリ」の発生を抑制しつつ、成形時に発生するガスを確実に排出でき得る。

ところで、例えば図４に示される構成、つまりテーパ部４１が廃止されて凹部４０が第１凸部１１の先端側に近接配置された構成であっても、隙間部分３１の長さが短くなる。なお、図４に示された隙間部分３１の長さは、図３に示された隙間部分３１の長さと同じである。

しかし、図４に示される構成では、凹部４０と上記キャビティＣ１とを区画する部位１２の厚み寸法が隙間部分３１の長さと同じになる。つまり、隙間部分３１の長さが短くなるほど、部位１２の厚み寸法が小さくなるため、キャビティＣ１に充填される樹脂の圧力により、部位１２が早期に損傷してしまうおそれが高い。

これに対して、本実施形態に係る樹脂成形装置１では、図３に示されるように、凹部４０のうち第１凸部１１側にはテーパ部４１が設けられている。これにより、部位１２の平均厚み寸法が、図４に示された構成、つまり隙間部分３１の長さより大きくなる。

したがって、キャビティＣ１に充填される樹脂の圧力により、部位１２が早期に損傷してしまうことが抑制され得る。つまり、当該樹脂成形装置１では、金型が早期に損傷してしまうことが抑制され得る。

なお、上記の効果は、陥没部Ｗ１の陥没寸法が小さい場合に特に有効である。つまり、陥没寸法が小さくなると、図４に示される構成では、部位１２の厚み寸法もこれに比例するように小さくなるからである。

さらに、本実施形態に係る樹脂成形装置１では、隙間部分３１の隙間寸法Ｔ１は、隙間部分３２の隙間寸法Ｔ２より小さくなっている。これにより、凹部４０内に流入したガスが確実にキャビティＣ１外に排出される。延いては、樹脂製品Ｗの成形不良の発生が確実に抑制される。

（第２実施形態）
本実施形態に係る樹脂成形装置１は、図５に示されるように、第１凸部１１の先端及び第２凸部２１の先端それぞれに、少なくとも１つの線状の溝部５１、５２が設けられている。

各溝部５１、５２は、図６に示されるように、ガスが流通可能な溝であって、隙間部分３１に連通するとともに当該隙間部分３１の延び方向に対して交差する方向に延びる溝部である。

第１凸部１１に設けられた溝部５１と第２凸部２１に設けられた溝部５２とは、隙間部分３１の延び方向に対して千鳥状に配置されている。なお、図６における隙間部分３１は、環状の陥没部Ｗ１に沿うように、円弧状に延びている。各溝部５１、５２は、当該円弧の曲率中心に向かうように放射状に延びている。

そして、成形時に発生するガスの少なくとも一部は、溝部５１、５２及び隙間３０を介して吸引用ポンプＰ１に吸引される。これにより、本実施形態に係る樹脂成形装置１では、キャビティＣ１内のガスが確実に外部に排出される。

なお、上述の実施形態と同一の構成要件等は、上述の実施形態と同一の符号が付されている。このため、本実施形態では、重複する説明は省略されている。
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、第１金型１０が特許請求の記載された第１金型に相当し、第２金型２０が特許請求の記載された第２金型に相当する構成であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、第２金型２０が特許請求の記載された第１金型に相当し、第１金型１０が特許請求の記載された第２金型に相当する構成であってもよい。

上述の実施形態に係る樹脂成形装置１では、第１金型１０に凹部４０が設けられていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、第２金型２０に凹部４０が設けられた構成、又は第１金型１０及び第２金型２０に凹部４０が設けられた構成であってもよい。

上述の実施形態に係る陥没部Ｗ１は環状であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、直線状の陥没部Ｗ１、又はクレータ状に窪んだ陥没部Ｗ１等であってもよい。

上述の実施形態に係る樹脂成形装置１では、隙間部分３１の隙間寸法Ｔ１が隙間部分３２の隙間寸法Ｔ２より小さくなっていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、隙間寸法Ｔ１が隙間寸法Ｔ２より大きい構成、又は隙間寸法Ｔ１と隙間寸法Ｔ２とが同一である構成であってもよい。

上述の第２実施形態では、第１凸部１１に設けられた溝部５１と第２凸部２１に設けられた溝部５２とは、隙間部分３１の延び方向に対して千鳥状に配置されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。

上述の第２実施形態では、第１金型１０及び第２金型２０それぞれに溝部が設けられていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、第１金型１０及び第２金型２０のうちいずれか一方にみに溝部が設けられた構成であってもよい。

さらに、本開示は、上述の実施形態に記載された開示の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態が組み合わせられた構成、又は上述の実施形態において、図示された構成要件もしくは符号を付して説明された構成要件のうちいずれかが廃止された構成でもよい。

１… 樹脂成形装置
１０… 第１金型
１１… 第１凸部
２０… 第２金型
２１… 第２凸部
３０… 隙間
４０… 凹部
４１… テーパ部
５１、５２… 溝部

Claims (4)

1. 凹状に陥没した陥没部を有する樹脂製品の成形装置において、
   前記陥没部を成形するための凸部を有する第１金型及び第２金型を備え、
   前記第１金型と前記第２金型とが対向する部位には、前記凸部で開口して成形時に発生するガスが流通可能な隙間であって、吸引用ポンプの吸入側に連通する隙間が設けられ、
   前記第１金型のうち前記第２金型と対向する部位には、前記隙間の一部のみを拡大するように凹んだ凹部が設けられ、かつ、前記第２金型のうち前記隙間の内壁を構成する部位全域は、凹凸のない形状であり、
   前記凹部のうち前記凸部側には、当該凸部の先端側に近づくほど凹み寸法が小さくなるように傾斜したテーパ部が設けられ、
   さらに、前記隙間のうち前記凹部と前記吸引用ポンプの吸入側とを繋ぐ部分の隙間寸法は、前記凹部の凹み寸法より小さい樹脂成形装置。
2. 前記隙間のうち前記陥没部を成形するための型空間と前記凹部とを繋ぐ部分の隙間寸法は、前記隙間のうち前記凹部と前記吸引用ポンプの吸入側とを繋ぐ部分の隙間寸法より小さい請求項１に記載の樹脂成形装置。
3. 前記第１金型の前記凸部の先端、及び前記第２金型の前記凸部の先端のうち少なくとも一方の先端には、前記隙間に連通するとともに当該隙間の延び方向に対して交差する方向に延びる線状の溝部が設けられており、
   さらに、成形時に発生するガスの少なくとも一部は、前記溝部及び前記隙間を介して前記吸引用ポンプに吸引される請求項１又は２に記載の樹脂成形装置。
4. 前記溝部は、前記第１金型及び前記第２金型それぞれに設けられており、
   さらに、前記第１金型に設けられた前記溝部と前記第２金型に設けられた前記溝部とは、前記隙間の延び方向に対して千鳥状に配置されている請求項３に記載の樹脂成形装置。