特開 2024-2188 射出成形用金型及び樹脂成形品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024002188

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】射出成形用金型及び樹脂成形品

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/26 20060101AFI20231228BHJP

   B29C 45/00 20060101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

B29C45/26

B29C45/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022101242

(22)【出願日】2022-06-23

(71)【出願人】

【識別番号】591206500

【氏名又は名称】株式会社 ダイサン

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小瀧 大蔵

【テーマコード（参考）】

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F202AM33

4F202CA11

4F202CB01

4F202CK06

4F202CP01

4F206AM33

4F206JA07

4F206JL02

4F206JQ81

(57)【要約】

【課題】成形品表面のゲート痕におけるバリの発生を抑制する。
【解決手段】射出成形用金型１０は、コア型１４とキャビティ型１２とを有し、コア型１４とキャビティ型１２とを重ね合わせ、コア型１４とキャビティ型１２との間に形成されるキャビティ１３に溶融樹脂を注入することによって樹脂成形品を成形する射出成形用金型１０であって、キャビティ型１２に形成され、キャビティ１３へ溶融樹脂を注入するピンゲート１６を備え、ピンゲート１６の開口径は、ピンゲート１６の位置におけるキャビティ１３の厚さより大きい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コア型とキャビティ型とを有し、前記コア型と前記キャビティ型とを重ね合わせ、前記コア型と前記キャビティ型との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を注入することによって樹脂成形品を成形する射出成形用金型であって、
前記キャビティ型に形成され、前記キャビティへ溶融樹脂を注入するピンゲートを備え、
前記ピンゲートの開口径は、前記ピンゲートの位置における前記キャビティの厚さより大きい、
射出成形用金型。

【請求項2】

第一態様の射出成形用金型において、前記コア型において、前記ピンゲートに対向する位置に形成され、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する際に前記キャビティ内の残留ガスを前記射出成形用金型の外部に排出する残留ガス排出部を備える、
請求項１に記載の射出成形用金型。

【請求項3】

前記コア型において、前記ピンゲートに対向する部分には、球面に沿う窪みである湯溜まりが形成され、
前記ピンゲートの開口径は、前記湯溜まりの位置における前記キャビティの最大厚さより大きい、 請求項１に記載の射出成形用金型。

【請求項4】

成形品の一方の表面にゲート痕を有し、
前記ゲート痕の直径は、前記ゲート痕の位置における樹脂の厚さより大きい、
樹脂成形品。

【請求項5】

前記ゲート痕と対向する前記成形品の他方の表面に残留ガス排出部痕を有する、
請求項４に記載の樹脂成形品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出成形用金型及び樹脂成形品に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、樹脂成形品を成形する技術として、射出成形技術が知られている。射出成形技術は、樹脂素材を溶融し、金属ブロックに溶融樹脂流路等を設ける加工を施した射出成形用金型（以下、単に「金型」とも称する。）の内部に形成されている成形空間（以下、「キャビティ」とも称する。）に溶融樹脂を射出して充填し、冷却・固化した後、金型を構成している分離可能な金型部材を分離して成形空間を開き（以下、「型開き」とも称する。）、成形品を取り出すことによって樹脂成形品を成形する技術である。

【0003】

例えば、特許文献１には、射出成形用金型として、溶融樹脂のキャビティへの入口であるピンゲートが形成された射出成形用金型が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－２０８２３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般に、ピンゲートを介してキャビティへ溶融樹脂を射出すると、溶融樹脂はコア型及びキャビティ型によって冷やされて固化する。そして、キャビティ型とコア型とを型開きし、ピンゲート内の固化樹脂とピンゲート位置のキャビティ内の固化樹脂との間に引張力を加えた際、ピンゲート開口部（以下、「ゲート開口部」ともいう。）と成形品との境界部において、樹脂が切断される。

【0006】

このように樹脂が切断される際には、特許文献１の図１におけるゲート痕１６にも示されているように、成形品上のゲートの位置を示す痕跡（以下、「ゲート痕」ともいう。）に突起状のバリが発生することがある。

【0007】

本発明は上記した問題に着目して為されたものであって、成形品状のゲート痕におけるバリの発生を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第一態様の射出成形用金型は、コア型とキャビティ型とを有し、前記コア型と前記キャビティ型とを重ね合わせ、前記コア型と前記キャビティ型との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を注入することによって樹脂成形品を成形する射出成形用金型であって、前記キャビティ型に形成され、前記キャビティへ溶融樹脂を注入するピンゲートを備え、
前記ピンゲートの開口径は、前記ピンゲートの位置における前記キャビティの厚さより大きい。

【0009】

第一態様の射出成形用金型では、キャビティ型に形成されたピンゲートの開口径が、コア型とキャビティ型との間に形成されたキャビティのピンゲートの位置における厚さ（以下、「肉厚」ともいう。）より大きい。一般に、ピンゲートを介してキャビティへ溶融樹脂を射出すると、溶融樹脂はコア型及びキャビティ型によって冷やされて固化するが、肉厚が薄い部分は、肉厚が厚い部分と比較して、熱容量の差により溶融樹脂の冷やされる速度が速く、固化するスピードも速い。

【0010】

一方、本態様では、ピンゲートの開口径をピンゲート位置におけるキャビティの厚さより大きくすることにより、ピンゲート内における溶融樹脂の量を増やして熱容量を大きくできる。これにより、溶融樹脂の射出終了後に、ゲート開口部よりも上流の溶融樹脂が周囲のキャビティ型によって冷やされ固化する際に、熱源に近いことと相俟って、固化スピードが抑制されて比較的遅くなる。

【0011】

このようにピンゲート内の溶融樹脂とピンゲート位置のキャビティ内の溶融樹脂との固化スピードの差を制御し、熱収縮の差を大きくすることにより、固化された樹脂のゲート開口部と成形品との境界部に層状に集中して歪みが生じる。

【0012】

一般に、キャビティ型とコア型とを型開きし、ピンゲート内の固化樹脂とピンゲート位置のキャビティ内の固化樹脂との間に引張力を加えた際には、ゲート開口部と成形品との境界部で固化樹脂がくびれているため、このくびれ部分に応力が集中し、応力が固化樹脂の破断強度を超えることにより、先ず、くびれ部分の外周部に部分的破断である亀裂が生じ、続いて、中心部に向かって破断が進行し、最終的に分断するに至る。

【0013】

本態様においては、歪みの集中によって脆弱化した層に沿って破断の進行が誘導されるために、固化樹脂が容易に且つ比較的滑らかに切断され易くなる。これにより、成形品上のゲート痕におけるバリ等の発生が抑制される。

【0014】

第二態様の射出成形用金型は、第一態様の射出成形用金型において、前記コア型において、前記ピンゲートに対向する位置に形成され、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する際に前記キャビティ内の残留ガスを前記射出成形用金型の外部に排出する残留ガス排出部を備える。

【0015】

樹脂成形品の形状仕様に従ってキャビティの厚さが薄い場合には、キャビティへの溶融樹脂の射出に際して、キャビティの厚さが厚い場合に比べ、高い射出圧力を要する。このため、成形機への負荷の増大、溶融樹脂の流速増大、それに伴う成形品への歪み等が発生し易い。

【0016】

そこで、本態様では、コア型において、キャビティ型に設けられたピンゲートと対向する位置に、キャビティ内に溶融樹脂を充填する際にキャビティ内の残留ガスを金型外部に排出する残留ガス排出部を形成している。これにより、溶融樹脂によってスプルー内及びランナー内からゲート開口部を通って一時的に押し出されてくる大量の残留ガスが、ピンゲート直近に設けられた残留ガス排出部から排出される。

【0017】

このため、このような残留ガス排出部がない場合に比べ、スプルー内及びランナー内からゲート開口部を通って一時的に押し出されてくる大量の残留ガスがキャビティ内の残留ガスに加わって高圧となることによりキャビティ内における溶融樹脂の流動が妨げられる度合いが緩和される。そして、比較的低い射出圧力でも速やかにキャビティ内へ溶融樹脂を充填できるようになり、薄肉成形の充填性を向上させることができる。

【0018】

また、比較的低い射出圧力で充填できるようになるため、高圧によって生じる樹脂内部における不均一な歪みが抑制される。このため、ゲート開口部と成形品との境界部で固化樹脂が容易に且つ滑らかに切断され易くなり、成形品のゲート痕におけるバリ等の発生が更に抑制される。

【0019】

第三態様の射出成形用金型は、第一態様の射出成形用金型において、前記コア型において、前記ピンゲートに対向する部分には、球面に沿う窪みである湯溜まりが形成され、前記ピンゲートの開口径は、前記湯溜まりの位置における前記キャビティの最大厚さより大きい。

【0020】

第三態様の射出成形用金型では、ピンゲートに対向するコア型部分には、球面に沿う凹状の窪みである湯溜まりが形成されている。このため、ピンゲート直下のキャビティの肉厚が湯溜まりの深さ分だけ厚くなり流路が広くなる。また、ピンゲートから高速で注入された溶融樹脂が湯溜まりの球面に沿う窪みに当たって斜め方向に跳ね返るので、溶融樹脂は球面に沿う窪みに沿って横方向に逸らされる。これにより、湯溜まりがない場合に比べ、溶融樹脂の流れがスムーズになる。そして、この部分の樹脂の均質性が向上し、ゲート開口部位置で固化樹脂が切断された際に生じる破断面の不規則な凹凸が抑制され、更に、成形品のゲート痕に破断による凹みが生じた場合でも、ゲート痕部分の肉厚が確保され、成形品の強度を維持できる。

【0021】

第四態様の樹脂成形品は、成形品の一方の表面にゲート痕を有し、前記ゲート痕の直径は、前記ゲート痕の位置における樹脂の厚さより大きい。

【0022】

第四態様の樹脂成形品は、ゲート痕を有している。一般に、ゲート痕を有する樹脂成形品は、コア型とキャビティ型との間に形成されるキャビティにゲートを介して溶融樹脂を注入することによって成形される。

【0023】

また、第四態様の樹脂成形品では、ゲート痕の直径が、樹脂の厚さより大きい。つまり、金型におけるゲートの開口径が、キャビティの厚さより大きい。ゲートを介してキャビティへ溶融樹脂を射出した場合に、溶融樹脂はコア型及びキャビティ型によって冷やされて固化する。この際、開口径が大きいゲート部分は、厚さが薄いキャビティ部分と比較して冷やされる速度が遅く、従って、両方の部分の固化速度の差が大きくなる。

【0024】

このため、キャビティ型とコア型とを型開きした際、ピンゲート位置で樹脂が切断され易くなり、成形品のゲート痕に発生する突起状バリが抑制される。すなわち、ゲート痕の直径がゲート痕の位置における樹脂の厚さより大きいことにより、比較的平旦なゲート痕が形成され、成形品のゲート位置に突出するバリ等の発生が抑制される。

【0025】

第五態様の樹脂成形品は、第四態様の樹脂成形品において、前記ゲート痕と対向する前記成形品の他方の表面に残留ガス排出部痕を有している。

【0026】

なお、残留ガス排出部痕は、第二態様でコア型に設けられた残留ガス排出部の痕跡が樹脂成形品の表面上に見られるものを指し、すなわちコア型における残留ガス排出部の境界面に沿って滲出した溶融樹脂による微かなバリや境界の内外における色調変化などによって残留ガス排出部とそれ以外のコア型部分の境界が樹脂成形品上で識別可能となっている部分を指す。

【0027】

第五態様の樹脂成型品は、第四態様の樹脂成形品と同様に、樹脂の厚さがゲート痕の直径より小さい。つまり、金型におけるキャビティの厚さが、ゲートの開口径より小さい。このようにキャビティの厚さが薄い場合、キャビティへの溶融樹脂の射出に際して、キャビティの厚さが厚い場合に比べ、注入圧を要する。

【0028】

そこで、第五態様の樹脂成形品では、ゲート痕と対向する他方の面に残留ガス排出部痕が形成されている。つまり、コア型においてゲートと対向する位置に、キャビティから残留ガスを排出する残留ガス排出部が形成されている。このため、溶融樹脂によってスプルー内及びランナー内からゲート開口部を通って一時的に押し出されてくる大量の残留ガスの一部が、この直近の残留ガス排出部から排出される。

【0029】

これにより、残留ガスがキャビティ内における溶融樹脂の流動を妨げる度合いが抑制され、速やかにキャビティ内へ溶融樹脂を充填できる。その結果、薄肉成形の充填性を向上させることができる。また、比較的低い射出圧力で充填できるようになるため、高圧によって生じる樹脂内部における不均一な歪みが抑制される。これにより、ゲート開口部と成形品との境界部で樹脂が容易に且つ滑らかに切断され易くなり、成形品のゲート痕におけるバリ等の発生が更に抑制される。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、成形品上のゲート痕における許容範囲を超えるバリの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本実施形態に係る射出成形用金型を示す断面図である。

【図2】（Ａ）は本実施形態に係る射出成形品の一例を示す断面図であり、（Ｂ）は別の一例を示す断面図であり、（Ｃ）は更に別の一例を示す断面図である。

【図3】比較例に係る射出成形品を示す断面図である。

【図4】本実施形態に係る射出成形用金型に樹脂を射出している状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一の部分及び類似の部分には、同一の符号又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚さの比率等は現実のものとは異なる。よって、具体的な厚さや平面寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

【0033】

＜射出成形用金型＞
図１に示すように、本実施形態に係る射出成形用金型１０は、キャビティ型１２とコア型１４とを有する。なお、図１には、射出成形用金型１０の一部のみが示されている。

【0034】

本発明において、射出成形用金型は、金型内部の成形空間であるキャビティに溶融樹脂を充填し、冷却、固化した後に成形品をキャビティから取り出せるように、金型が主として二つの部品に分割されている。この金型部品の内、射出成形機の溶融樹脂注入ノズルに接続され、キャビティ内への溶融樹脂の吐出口であるゲートが設けられている方の金型部品を「キャビティ型」と称す。一方で、二つに分割された金型部品の内、「キャビティ型」に対置される方の金型部品を「コア型」と称す。

【0035】

本実施形態に係る射出成形用金型１０では、キャビティ型１２とコア型１４とを重ね合わせ、キャビティ型１２とコア型１４との間に形成されるキャビティ１３（成形空間部）に溶融樹脂を注入することによって、樹脂成形品が成形される。また、射出成形用金型１０は、ピンゲート１６と、残留ガス排出部１８と、を有する。

【0036】

なお、本発明において、「残留ガス」とは、キャビティ内に溶融樹脂を充填する過程において、キャビティ内に存在するガスを意味し、最初から存在する空気と溶融樹脂の注入が開始された段階で加わるスプルーやランナーから押し出されてくる空気や樹脂の揮発成分などより成る。

【0037】

（キャビティ）
本実施形態に係るキャビティ１３は、湯溜まり１３Ａと、平面空間部１３Ｂとを備えている。湯溜まり１３Ａは、樹脂成形品３０の凸部３０Ａを成形する（図２参照）部分である。また、湯溜まり１３Ａは、コア型１４においてピンゲート１６に対向する部分に形成された、球面に沿う凹状の窪み（ディンプル）である。本発明では、湯溜まりが沿う球面の径は特に限定されるものではないが、本実施形態では、湯溜まり１３Ａが沿う球面の径は、半径で５ｍｍ程度とされている。

【0038】

また、本発明では、湯溜まりの深さも特に限定されるものではないが、本実施形態では、湯溜まり１３Ａの深さＨ１は、０．７ｍｍ程度とされている。また、深さＨ１は、コア型１４において平面空間部１３Ｂを形成する面から垂直方向の深さであって、湯溜まり１３Ａの中心部（底）の深さ、かつ、最深の深さである。

【0039】

本実施形態に係る平面空間部１３Ｂは、樹脂成形品３０の凸部３０Ａの周辺に、平面部３０Ｂを成形する（図２参照）部分である。本発明では、平面空間部の厚さは特に限定されるものではないが、本実施形態では、平面空間部１３Ｂの厚さＨ２は、０．２ｍｍ程度とされている。厚さＨ２は、平面空間部１３Ｂを形成する面に垂直な方向の厚さであり、キャビティ型１２の表面とコア型１４の表面との距離である。

【0040】

湯溜まり１３Ａが形成された部分におけるキャビティ１３の最大厚さは、厚さＨ３である。厚さＨ３は、キャビティ１３のピンゲート１６の位置における厚さであり、また、深さＨ１と深さＨ２との和である（Ｈ３＝Ｈ１＋Ｈ２）。

【0041】

（ゲート）
本実施形態では、ピンゲート１６は、キャビティ１３の湯溜まり１３Ａに向けて溶融樹脂を注入する。ピンゲート１６は、キャビティ１３へ注入する溶融樹脂が流動するスプルー１６Ａと、ゲートランド１６Ｂと、を備えている。ゲートランド１６Ｂは、ピンゲート１６の先端、すなわちキャビティ１３側の端部に設けられ、キャビティ１３側に向かって縮径するテーパ状の部分である。ゲートランド１６Ｂの先端、すなわちキャビティ１３側の端部はゲート開口部１６Ｃと称され、ゲート開口部１６Ｃの開口径φ１は、湯溜まり１３Ａの位置におけるキャビティ１３の最大厚さＨ３より大きい（φ１＞Ｈ３）。

【0042】

（残留ガス排出部）
本実施形態では、残留ガス排出部１８は、ガス抜き孔１８Ａと栓部材１８Ｂを含んで構成されている。残留ガス排出部１８は、コア型１４において、キャビティ型１２のピンゲート１６に対向する位置に形成され、キャビティ１３内の残留ガスを排出する。

【0043】

なお、本発明においては、残留ガス排出部を形成する場所は、これに限定されない。例えば、残留ガス排出部は、コア型の別の位置に設けることもできるし、キャビティ型に設けることもできる。また、残留ガス排出部はパーティング面に形成してもよい。更に、本発明では、残留ガス排出部の設置は選択肢の一つであり、必須ではない。

【0044】

（ガス抜き孔）
本実施形態に係るガス抜き孔１８Ａは、金型外部から湯溜まり１３Ａの中心部（最深部）に達する。換言すると、ガス抜き孔１８Ａは、湯溜まり１３Ａの中心部に開口する。

【0045】

ただし、本発明では、ガス抜き孔の開口位置は、湯溜まりの中心部に限定されず、例えば、湯溜まりの中心部と外縁部（平面空間部との境界）との間の任意の位置に配置できる。本実施形態に係るガス抜き孔１８Ａは、湯溜まり１３Ａの中心部から中心部近辺に残留する残留ガスを排出するように設けられている。残留ガスは、具体的には、湯溜まり１３Ａの中心部近辺に残留する空気や、樹脂揮発成分等の気体、或いはこれらの混合気体である。

【0046】

本実施形態では、樹脂成形品３０（図２参照）に対向するガス抜き孔１８Ａの開口部の形状は、２．０ｍｍ程度の径を有する円形状である。なお、本発明では、開口部の寸法、形状を適宜変更できる。本発明に係るガス抜き孔の形状は、例えば、多角形状、楕円形状等、任意の幾何学形状に設定できる。このため、樹脂成形品に形成される残留ガス排出部痕の形状も、ガス抜き孔の形状に応じて変化する。

【0047】

（栓部材）
本実施形態に係る栓部材１８Ｂは、ガス抜き孔１８Ａに着脱自在に差し込まれた状態で設けられる。栓部材１８Ｂは、ガス抜き孔１８Ａの内周に密着する円柱材である。栓部材１８Ｂは、軸部と、軸部より拡径された頭部（鍔部）と、を有する。頭部は、図示を省略するが、コア型１４に対してネジ等により脱着自在に固定出来るようになっている。栓部材１８Ｂの円柱材の軸部の外径は、ガス抜き孔１８Ａの内径に略等しい。なお、本発明では、栓部材の形状は、円柱状に限定されず、ガス抜き孔の形状に応じて、角柱状等、他の形状であってもよい。

【0048】

本実施形態に係る栓部材１８Ｂをガス抜き孔１８Ａから取り外すことによって、非成形時、栓部材１８Ｂ及びガス抜き孔１８Ａを掃除し易い。

【0049】

（ガス流路）
本実施形態に係る栓部材１８Ｂの円柱材の外周面には、溶融樹脂が通過できず且つ残留ガスが通過できる開口径を有するガス流路２０が形成される。ガス流路２０は、残留ガスは通過できるが、溶融樹脂は通過困難な、キャビティ１３内から金型外部に通じる細いガス流路である。

【0050】

本実施形態に係るガス流路２０の開口径は、１００分の２ｍｍ程度である。なお、本発明では、ガス流路の開口径は、これに限らない。例えば、金型設計時に、成形に用いられる樹脂材料の種類、溶融樹脂の温度、注入圧力等の成形条件、ガス流路の長さ・屈曲性等の要素を考慮して、それぞれの要素に適切な開口径を任意に定めることができる。

【0051】

図１中に例示されたガス流路２０は、栓部材１８Ｂの外面とガス抜き孔１８Ａの内面を密着させた状態で、ガス抜き孔１８Ａの内面と、栓部材１８Ｂの軸部の外面との間に形成される。ガス流路２０は、栓部材１８Ｂの外周面に、栓部材１８Ｂの軸方向に沿って形成された隙間１８Ｂ１によって形成されている。

【0052】

本実施形態に係る隙間１８Ｂ１は、栓部材１８Ｂの外周面を、栓部材１８Ｂの軸方向に平行な平面で切り欠いて形成している。なお、本発明では、ガス流路となる隙間は、栓部材の外周面に、栓部材の軸方向に沿う溝を形成して構成してもよい。また、ガス流路となる隙間の本数は任意であり、途中で合流或いは分岐することも任意であり、更に、隙間の断面寸法も、キャビティに接する部分において溶融樹脂が通過できず且つ残留ガスが通過できる開口径を有している限り、その他の下流部分は任意に大きくしてよい。

【0053】

＜樹脂成形品＞
本実施形態に係る射出成形用金型１０を用いることによって、図２（Ａ）に示す樹脂成形品３０（以下、単に成形品３０とも称する。）を成形できる。成形品３０は、凸部３０Ａと、凸部３０Ａの周囲に形成された平面部３０Ｂと、を備えている。

【0054】

凸部３０Ａは、射出成形用金型１０における湯溜まり１３Ａに充填された樹脂によって形成された肉厚部である。また、平面部３０Ｂは、射出成形用金型１０における平面空間部１３Ｂに充填された樹脂によって形成された薄肉部である。

【0055】

なお、本発明において、「薄肉」とは、キャビティの厚さが薄いことに起因して溶融樹脂の流動抵抗が高く、それに伴って溶融樹脂の高い射出圧力を要するため、成形機への負荷の増大、溶融樹脂の流速増大、それに伴う成形品への歪み等が発生し易い肉厚を意味し、特定の厚さ以下の肉厚であることを意味しない。

【0056】

本実施形態に係る成形品３０における凸部３０Ａの位置には、ゲート痕３２及び残留ガス排出部痕３４が形成されている。ゲート痕３２は、成形品３０の成形時にキャビティ型１２と接する側の面に形成され、ピンゲート１６（ゲートランド１６Ｂ）の開口部形状に対応する形状を有する痕跡である。一方、残留ガス排出部痕３４は、成形品３０の成形時にコア型１４と接する側の面に形成され、残留ガス排出部１８のキャビティ側端部形状に対応した形状を有する痕跡である。

【0057】

ゲート痕３２の直径φ１Ａは、ゲートランド１６Ｂの開口径φ１（図１参照）と略等しい直径であり、ゲート痕３２が形成された位置における樹脂の厚さ（肉厚）Ｈ３Ａより大きい。また、この厚さＨ３Ａは、湯溜まり１３Ａの位置におけるキャビティ１３の最大厚さＨ３（図１参照）と略等しい厚さである。

【0058】

図２（Ａ）に示した例において、ゲート痕３２は、ゲート痕３２の周囲の部分と略面一に形成されている。一方、図２（Ｂ）に示した例において、ゲート痕３２は、ゲート痕３２の周囲の部分から凹んで形成されている。また、図２（Ｃ）に示した例において、ゲート痕３２は、ゲート痕３２の周囲の部分から盛り上がって形成されている。

【0059】

これらの例に示したように、本発明において、ゲート痕は、周囲の部分と略面一でもよいし、凹んでいてもよいし、盛り上がっていてもよい。そして、これらの各場合において、ゲート痕は必ずしも裸眼による視認や蝕知できる痕跡である必要はない。ゲート痕３２は、例えば光学顕微鏡で１００倍程度以上に拡大した状態や１０００倍程度以上拡大した状態で把握できる程度の凹凸によって形成されていてもよい。残留ガス排出部痕についても同様である。なお、上述したように本発明の射出成形用金型に残留ガス排出部が必須ではないことと同様に、成形品においても残留ガス排出部痕は必須ではない。

【0060】

＜作用及び効果＞
本実施形態に係る射出成形用金型１０によれば、図１に示すように、キャビティ型１２に形成されたピンゲート１６の開口径φ１、すなわちゲート開口部１６Ｃの開口径φ１が、コア型１４とキャビティ型１２との間に形成されたキャビティ１３のピンゲート１６の位置における厚さＨ３より大きい。

【0061】

一般に、例えば図４に示すように、ピンゲートを介してキャビティへ溶融樹脂を射出すると、溶融樹脂はコア型及びキャビティ型によって冷やされて固化する。そして、肉厚が薄い部分は、肉厚が厚い部分と比較して、熱容量の差により溶融樹脂の冷やされる速度が速く、固化するスピードも速い。

【0062】

本実施形態においては、ピンゲート１６の開口径φ１をピンゲート１６の位置におけるキャビティ１３の厚さＨ３より大きくしている。これにより、ピンゲート１６内における溶融樹脂の量が増え、熱容量が大きくなる。このため、溶融樹脂の射出終了後に、ゲート開口部１６Ｃよりも上流の溶融樹脂が周囲のキャビティ型１２によって冷やされ固化する際に、熱源に近いことと相俟って、固化スピードが抑制されて比較的遅くなる。

【0063】

このようにピンゲート１６内の溶融樹脂とピンゲート１６の位置のキャビティ１３内の溶融樹脂との固化スピードの差を制御し、熱収縮の差を大きくしたことにより、固化された樹脂のゲート開口部１６Ｃと成形品との境界部に層状に集中して歪みが生じる。

【0064】

このため、本実施形態において、キャビティ型１２とコア型１４とを型開きし、ピンゲート１６内の固化樹脂とピンゲート１６位置におけるキャビティ１３内の固化樹脂との間に引張力を加えた際、ゲート開口部１６Ｃと成形品との境界部のくびれた部分に応力が集中し、先ずくびれ部の外周部に部分的破断である亀裂が生じる。そして、中心部に向かって破断が進行して最終的にこの部分で分断される。この破断の進行は歪みが集中して脆弱化した層が形成されているゲート開口部１６Ｃと成形品との境界部に沿って誘導される結果、固化樹脂が容易に且つ比較的滑らかに切断され易くなる。これにより、図２（Ａ）～（Ｃ）に示すように、成形品３０上のゲート痕３２におけるバリ等の発生が抑制される。

【0065】

また、一般に、樹脂成形品の形状仕様に従ってキャビティの厚さが薄い場合には、キャビティへの溶融樹脂の射出に際して、キャビティの厚さが厚い場合に比べ、高い射出圧力を要する。このため、成形機への負荷の増大、溶融樹脂の流速増大、それに伴う成形品への歪み等が発生し易い。

【0066】

そこで、本実施形態に係る射出成形用金型１０は、コア型１４において、キャビティ型１２に設けられたピンゲート１６と対向する位置に、キャビティ１３内の残留ガスを排出する残留ガス排出部１８を設けている。この残留ガス排出部１８は、残留ガスは通過できるが、溶融樹脂は通過困難な、キャビティ１３内から金型外部に通じる細いガス流路としてのガス流路２０を有している。これにより、溶融樹脂によってスプルー１６Ａ内（及びランナーがある場合はランナー内）からゲート開口部１６Ｃを通って一時的に押し出されてくる大量の残留ガスが、ピンゲート１６直近の残留ガス排出部１８に設けられているガス流路２０から排出されるようになっている。

【0067】

この本実施形態の構成により、このような残留ガス排出部１８がない場合に比べ、スプルー１６Ａ内からゲート開口部１６Ｃを通って一時的に押し出されてくる大量の残留ガスがキャビティ１３内の残留ガスに加わって高圧になることによりキャビティ１３内における溶融樹脂の流動が妨げられる度合いが緩和される。このため、比較的低い射出圧力でも速やかにキャビティ１３内へ溶融樹脂を充填できるようになり、即ち、薄肉成形の充填性を向上させることができる。

【0068】

また、残留ガス排出部１８を備えることにより比較的低い射出圧力で充填できるようになるため、高圧によって生じる樹脂内部における不均一な歪みが抑制される。このため、ゲート開口部１６Ｃと成形品３０（図２参照）との境界部で樹脂が容易に且つ滑らかに切断され易くなり、成形品３０のゲート痕３２におけるバリ等の発生が更に抑制される。

【0069】

また、本実施形態に係る射出成形用金型１０では、コア型１４のピンゲート１６に対向する部分に、球面に沿う凹状の窪みである湯溜まり１３Ａが形成されている。このため、ピンゲート１６直下のキャビティ１３の肉厚が湯溜まり１３Ａの深さＨ１分だけ厚くなり流路が広くなる。

【0070】

また、ピンゲート１６から高速で注入された溶融樹脂がコア型１４の壁面で垂直に跳ね返らず、球面に沿う窪みの斜面により反射が横方向に逸らされるので、湯溜まり１３Ａがない場合に比べ、溶融樹脂の流れがスムーズになる。

【0071】

これにより、湯溜まり１３Ａの部分における固化樹脂の均質性も向上し、ゲート開口部１６Ｃの位置で固化樹脂が切断された際に、ゲート痕３２における許容範囲を超える凹凸の発生が抑制される。また、図２（Ｂ）に示すように、成形品３０のゲート痕３２に破断による凹みが生じた場合でも、ゲート痕３２部分の肉厚が確保され、成形品３０の強度を維持できる。

【0072】

また、本実施形態に係る樹脂成形品３０は、図２に示すように、ゲート痕３２を有している。ゲート痕３２を有する樹脂成形品３０は、図１に示すように、コア型１４とキャビティ型１２との間に形成されるキャビティ１３にピンゲート１６を介して溶融樹脂を注入することによって成形される。

【0073】

そして、この樹脂成形品３０では、ゲート痕３２の直径φ１Ａが、ゲート痕３２が形成された位置における樹脂の厚さＨ３Ａより大きい。つまり、図１に示す金型１０におけるゲート開口部１６Ｃの開口径φ１が、キャビティ１３の厚さＨ３より大きい。

【0074】

一般に、例えば図４に示したように、ピンゲートを介してキャビティへ溶融樹脂を射出した場合には、溶融樹脂はコア型及びキャビティ型によって冷やされて硬化する。本実施形態に係る樹脂成形品３０の成形においては、開口径が大きいゲート開口部１６Ｃ部分の溶融樹脂は、厚さが薄いキャビティ１３部分の溶融樹脂に比べ、冷やされる速度が遅く、従って、両方の部分の硬化速度の差が大きくなる。

【0075】

このため、キャビティ型１２とコア型１４とを離型した際、ピンゲート１６のゲート開口部１６Ｃの位置で樹脂が容易に切断され、図２に示すように、成形品３０のゲート痕３２に発生する突起状のバリが抑制される。すなわち、ゲート痕３２の直径φ１Ａがゲート痕３２の位置における樹脂の厚さＨ３Ａより大きいことにより、図２（Ｃ）に二点鎖線で示す比較例又は図３に示す比較例に係るゲート痕３２０Ａと比べ、図２（Ａ）、（Ｂ）又は（Ｃ）に示されるような比較的平旦なゲート痕３２が形成され、成形品３０のピンゲート１６位置に突出するバリ等の発生が抑制される。

【0076】

なお、図２（Ｃ）に示したゲート痕３２０Ａにおける突起状のバリの高さは、ゲート痕３２０Ａの直径φ１Ａと略等しい例であるが、一般には、バリの高さは不規則で、ゲート痕の直径より大きい場合も小さい場合もあり、制御が困難である。一方、本発明の樹脂成形品においては、ゲート痕が周囲の部分より盛り上がって形成される場合であっても、例えば図２（Ｃ）に示されるゲート痕３２のように、バリの高さがゲート痕の直径より低くなるよう抑制される。

【0077】

図３には、比較例に係る成形品３００が示されている。成形品３００は、固化樹脂の厚さ（略キャビティの厚さ）Ｈ１００が比較的肉厚である射出成形品である。成形品３００には、ゲート痕３２０が形成されている。ゲート痕３２０は、成形品３００の成形時にキャビティ型（図示省略）と接する側の面に形成され、キャビティ型に設けられたピンゲート（図示省略）の開口部形状に対応する形状として、ゲート痕の直径がφ１００である痕跡である。

【0078】

本比較例に係るゲート痕３２０の直径φ１００は、本発明と異なり、成形品３００の厚さＨ１００より小さい（φ１００＜Ｈ１００）場合の例である。すなわち、この成形品３００を成形する金型（図示省略）におけるゲート開口部（図示省略）の開口径が、キャビティの厚さより小さい。

【0079】

本比較例に係る成形品３００を成形する際、キャビティに注入された溶融樹脂は、本発明の場合と同様に、コア型（図示省略）及びキャビティ型によって冷やされて硬化する。しかし、開口径が比較的小さいゲート開口部部分の溶融樹脂は、厚さが比較的厚いキャビティ部分の溶融樹脂と比べ、本発明の場合と異なり、冷やされる速度の差が比較的少ない。このため、ゲート開口部の位置に歪みが集中した脆弱層が十分に形成されず、従って、キャビティ型とコア型とを離型した際、ゲート開口部の位置において、固化樹脂の切断がスムーズに進行せず、図３に示すように、成形品３００のゲート痕３２０に、比較的大きな突起状のバリが発生し易い。一般に、このように引張力によって強制的に破断した場合、破断面に生じる凹凸の形状は、偶然に支配され予測出来ないが、例えば、ゲート痕の高さが、ゲート痕の直径程度或いはそれ以上になることもあり得る。（Ｈ１００≠φ１００）

【0080】

また、本実施形態に係る樹脂成形品３０では、固化樹脂の厚さＨ３Ａがゲート痕３２の直径φ１Ａより小さい。つまり、図１に示す金型１０におけるキャビティ１３の厚さＨ３が、ゲート開口部１６Ｃの開口径φ１より小さい。一般に、キャビティへの樹脂の射出に際して、キャビティの厚さが薄い場合には、キャビティの厚さが厚い場合に比べ、注入圧を要する。

【0081】

本実施形態に係る樹脂成形品３０では、ゲート痕３２と対向する他方の面に残留ガス排出部痕３４が形成されている。つまり、図１に示すコア型１４において、キャビティ型１２のピンゲート１６と対向する位置に、キャビティ１３からガスを排出する残留ガス排出部１８が形成されている。このため、溶融樹脂によってスプルー１６Ａ内からゲート開口部１６Ｃを通って一時的に押し出されてくる大量の残留ガスの一部が、この直近の残留ガス排出部１８に設けられているガス流路２０から排出される。

【0082】

これにより、残留ガスがキャビティ１３内における溶融樹脂の流動を妨げる度合いが抑制され、速やかにキャビティ１３内へ溶融樹脂を充填でき、薄肉成形の充填性を向上させることができる。また、比較的低い射出圧力で充填できるようになるため、高圧によって生じる固化樹脂内部における不均一な歪みが抑制される。これにより、ゲート開口部１６Ｃと成形品３０との境界部で樹脂が容易に且つ滑らかに切断され易くなり、成形品３０のゲート痕３２におけるバリ等の発生が更に抑制される。

【0083】

＜その他の実施形態＞
上記実施形態においては、図１に示すように、キャビティ１３が湯溜まり１３Ａと平面空間部１３Ｂとを備えているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばキャビティは湯溜まりを備えていなくてもよい。この場合は、キャビティ型に形成されたピンゲートの開口径、すなわちゲート開口部の開口径が、平面空間部の厚さより大きければよい。

【0084】

なお、湯溜まりを備えない実施形態においても、キャビティ型に設けられたピンゲートと対向する位置に、キャビティ内の残留ガスを排出する残留ガス排出部を形成することができる。

【0085】

本発明は、上記に開示した実施の形態によって説明されたが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。本発明は、上記に記載した実施形態のそれぞれを適宜組み合わせた実施の形態及び上記に記載していない様々な実施の形態等を含むと共に、本発明の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ定められるものである。

【符号の説明】

【0086】

１０ 射出成形用金型
１２ キャビティ型
１３ キャビティ
１３Ａ 湯溜まり
１４ コア型
１６ ピンゲート
１８ 残留湯ガス排出部
３０ 成形品
３２ ゲート痕
３４ 残留ガス排出部痕

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】