射出圧縮成形金型
【課題】 成形時の側面形成ブロックとコアブロックの間でのカジリの発生を防止するとともに成形品への問題となるバリの形成を防止することができる射出圧縮成形金型を提供する。
【解決手段】 金型本体部１５と一体に設けられるコアブロック１８と、コアブロック１８に対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロック２９，３０，３１とが第１の金型１２に設けられ、側面形成ブロック２９，３０，３１と第２の金型１３とが面当接されて容積可変のキャビティＣ１，Ｃ２が形成される射出圧縮成形金型１１において、側面形成ブロック２９，３０はコアブロック１８に向けて押圧されるとともに、側面形成ブロック２９，３０，３１の内側面２９ｂ，３０ｂ，３１ｂおよびコアブロック１８の外側面１８ｂの少なくとも一方には耐摩耗加工Ｗがなされている。
【解決手段】 金型本体部１５と一体に設けられるコアブロック１８と、コアブロック１８に対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロック２９，３０，３１とが第１の金型１２に設けられ、側面形成ブロック２９，３０，３１と第２の金型１３とが面当接されて容積可変のキャビティＣ１，Ｃ２が形成される射出圧縮成形金型１１において、側面形成ブロック２９，３０はコアブロック１８に向けて押圧されるとともに、側面形成ブロック２９，３０，３１の内側面２９ｂ，３０ｂ，３１ｂおよびコアブロック１８の外側面１８ｂの少なくとも一方には耐摩耗加工Ｗがなされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出圧縮成形金型に関するものであり、特には金型本体部と一体に設けられるコアブロックとコアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが第１の金型に設けられ、第１の金型の側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて、容積可変のキャビティが形成されるタイプの射出圧縮成形金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第１の金型と第２の金型の間に容積可変のキャビティが形成され、前記キャビティ内に射出された溶融樹脂が圧縮される射出圧縮成形金型としては、特許文献１ないし特許文献３に記載のものが知られている。特許文献１は、いわゆるインロー金型と称されるもので、可動金型の凸状部が固定金型の凹状部に侵入して容積可変のキャビティを形成するものである。しかしながら特許文献１は、金型を取付ける際の位置のずれや、固定盤に対する可動盤の位置ずれなどにより前記凸状部と前記凹状部が正確に嵌合できずカジリが生じる場合があるものであった。また前記カジリに対応するために、前記凸状部と前記凹状部のクリアランスを大きくすると成形時に大きなバリが発生するものであった。
【０００３】
また前記問題に対応する射出圧縮成形金型として特許文献２、特許文献３に記載された成形金型が知られている。特許文献２、特許文献３に記載された成形金型は、平当金型と称されるもので、可動金型のコアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更可能な側面形成ブロックが固定金型と当接されることにより容積可変のキャビティを形成するものである。しかし特許文献２と特許文献３に示されるように従来の平当金型は、コアブロックと側面形成ブロックの間に、５〜２０μｍ程度のベント（間隙）やクリアランスが形成され、両方の面が摺動によってカジリを生じないようにしている。また特に特許文献３では円盤プレートの外周面に硬度の高いコーティング層を形成することにより、かじりの発生をより防止することが記載されている。しかしながら成形時においては、前記クリアランスに溶融樹脂が入り込みバリが形成されるという問題があった。そして前記バリは成形品として問題となる場合の他、バリが折れた小片や粉体が成形品の他の部分やキャビティ内に付着して問題となる場合があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４１１７７号公報（００３６、図１）
【特許文献２】特開２００３−１４５５９３号公報（００２４、図３）
【特許文献３】特開２００２−３６１６８８号公報（００３６、００３７、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では上記の問題を鑑みて、成形時の側面形成ブロックとコアブロックの間でのカジリの発生を防止するとともに成形品への問題となるバリの形成を防止することができる射出圧縮成形金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の射出圧縮成形金型は、金型本体部と一体に設けられるコアブロックとコアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが第１の金型に設けられ、側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて容積可変のキャビティが形成される射出圧縮成形金型において、側面形成ブロックはコアブロックに向けて押圧されるとともに、側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面の少なくとも一方には耐摩耗加工がなされていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の射出圧縮成形金型は、金型本体部と一体に設けられるコアブロックとコアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが第１の金型に設けられ、側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて容積可変のキャビティが形成される射出圧縮成形金型において、側面形成ブロックは型開閉方向と直交方向に移動可能に設けられるとともに、側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面の少なくとも一方には耐摩耗加工がなされていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の射出圧縮成形金型は、請求項１または請求項２において、側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面は摺動面であり、キャビティ側接合部において当接していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の射出圧縮成形金型は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、耐摩耗加工は、ＷＣ／ＣまたはＤＬＣからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の射出圧縮成形金型は、第１の金型に金型本体部と一体に設けられるコアブロックと、コアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが設けられ、側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて、第１の金型と第２の金型の間に容積可変のキャビティが形成される射出圧縮成形金型において、側面形成ブロックはコアブロックに向けて押圧されるとともに、側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面の少なくとも一方には耐摩耗加工がなされているので、カジリの発生を防止するとともに成形品への問題となるバリの形成を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の射出圧縮成形金型について、図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型当接された際の状態を示す図である。図２は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の可動金型の正面図である。図３は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の断面図である。
【００１２】
本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型１１は、対角寸法３インチ、板厚０．３ｍｍの携帯電話用導光板を射出圧縮成形により成形する金型である。射出圧縮成形は、成形開始時から成形終了時までの間に可動金型１２のキャビティ主面形成面１８ａと固定金型１３のキャビティ主面形成面４２ａの間隔が可変となりキャビティＣ１，Ｃ２の容積が変更されるものである。従って型閉完了位置より手前に可動金型１２を停止させ、溶融樹脂を射出後に可動金型１２をそのまま前進させ圧縮する射出プレスと呼ばれるタイプも射出圧縮成形に含まれる。このような射出圧縮成形は、特に出光面等の面積と比較して板厚が薄い導光板（サイズについては限定されない）の成形を行う際に特に有利である。
【００１３】
図１に示されるように射出圧縮成形金型１１は、第１の金型である可動金型１２と第２の金型である固定金型１３とからなり、型合わせされた両金型１２，１３の間には容積および厚さが可変のキャビティＣ１，Ｃ２が形成されるようになっている。図示しない射出圧縮成形機の可動盤に取付けられる可動金型１２には、可動盤側に断熱板１４が取付けられた金型本体部１５と、本体部側のコアブロック１７、キャビティ主面形成用のコアブロック１８、ランナ形成ブロック１９等から形成されるコアブロック１６と、枠基部２０と側面形成ブロック２９，３０，３１等から形成される可動枠部２２が設けられている。
【００１４】
本体部側のコアブロック１７を挟んで金型本体部１５と一体に設けられるキャビティ主面形成用のコアブロック１８の固定金型１３と対向する面は、導光板の一方の主面である出光面を形成するキャビティ主面形成面１８ａとなっており、成形される導光板の形状に略一致した略四角形をしている。前記キャビティ主面形成面１８ａは、鏡面からなっているが、グルーブや粗面加工等がなされたものでもよい。また前記キャビティ主面形成用のコアブロック１８内には、キャビティ主面形成面１８ａと平行に冷却媒体流路２４が配設され、キャビティＣ１，Ｃ２内の溶融樹脂が冷却されるようになっている。本実施形態ではキャビティ主面形成用のコアブロック１８は、ステンレス鋼の焼入焼戻し鋼からなり、ＥＬＭＡＸ（商品名：ウッデホルム社の商品名：ロックウエルＣスケール硬度（ＨＲＣ硬度）５７〜６０）が用いられている。またそれ以外にＳＴＡＶＡＸ（ウッデホルム社の商品名：ＨＲＣ硬度５２〜５３）や、ステンレス鋼であるＳＵＳ４２０Ｊ２（ＨＲＣ硬度５０〜５４）等を用いてもよい。
【００１５】
また金型本体部１５の固定金型１３側の面における略中央であって２個のキャビティ主面形成用のコアブロック１８の間には、ランナ形成ブロック１９が金型本体部１５と一体に設けられている。そして図２に示されるようにランナ形成ブロック１９の前面にはランナ形成面１９ａが形成されている。また図１に示されるように前記ランナ形成ブロック１９には、金型本体部１５を貫通して、エジェクタ装置の突き出しピン２５が前後進可能に配設されている。そしてランナ形成ブロック１９の内部には突き出しピン２５を囲むように冷却媒体流路２６が形成されている。更にランナ形成ブロック１９と上記キャビティ主面形成用のコアブロック１８との間には、ゲートカッタ装置のゲートカッタ２７が前後進可能に配設されている。なお可動金型１２のゲートカッタ２７についても後述するＷＣ／Ｃをコーティングしてもよい。
【００１６】
前記金型本体部１５の固定金型１３側の面における上下の四隅近傍の４箇所には、凹部が形成され、該凹部内にはバネ２８が前記固定金型１３側に向けて取付けられている。そして前記バネ２８の前記固定金型１３側は、前記コアブロック１６の周囲を囲むよう配設された可動枠部２２のうちの枠基部２０に固定されている。枠基部２０は、本体側のコアブロック１７の周囲を一定の間隙を隔てて取囲むよう形成されている。また前記金型本体部１５には図示しないガイドロッドが固定金型１３側に向けて設けられ、ガイドロッドが枠基部２０の穴に挿通されることにより、枠基部２０の型開閉方向の移動が安定するようにガイドしている。
【００１７】
図１ないし図３に示されるように、枠基部２０の固定金型１３側には、側面形成ブロック２９，３０，３１が配設されている。側面形成ブロック２９，３０，３１は、それらを合わせてキャビティ主面形成用のコアブロック１８を囲繞する枠形状となっている。側面形成ブロック２９，３０，３１の内側面２９ｂ，３０ｂ，３１ｂは、キャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂと少なくとも型開閉方向に相対位置変更可能に略当接されている。また側面形成ブロック２９，３０，３１の前面は固定金型１３との当接面２９ａ，３０ａ，３１ａとなっている。本実施形態では側面形成ブロックはプリハードン鋼であるＨＰＭ３８が用いられている。ただし他のプリハードン鋼、焼入焼戻し鋼、或いはマルテンサイト系ステンレス鋼のＳＵＳ４２０Ｊ２等であってもよい。側面形成ブロック３１を除く側面形成ブロック２９，３０はそれぞれ、キャビティ主面形成用のコアブロック１８に向けて押圧手段であるバネ３４，３５により押圧されている。そして側面形成ブロック２９，３０，３１の内側面２９ｂ，３０ｂ，３１ｂとキャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂが摺動面として当接されるようになっている。なお側面形成ブロック２９，３０，３１は、他の数に分割されるものでもよい。また側面形成ブロック３０には入光面を形成する入光面形成ブロックを設けてもよい。
【００１８】
側面形成ブロック２９，３０とキャビティ主面形成用のコアブロック１８の関係は、どちらも略同じであるので、側面形成ブロック３０とキャビティ主面を形成するブロック１８の関係について図３により詳しく説明する。枠基部２０の上方（または下方）には、ブラケット２３が固定金型１３側に延設されるよう張り出して固定されている。そして該ブラケット２３の内側面には凹部が形成され、該凹部には押圧手段であるバネ３４が固着されている。そして前記バネ３４の先端は、側面形成ブロック３０の外壁面に当接されている。また側面形成ブロック３０は、型開閉方向に貫通孔３２が設けられ、前記貫通孔３２の内径よりも本体の外径が小さいショルダボルト３３が挿通されて枠基部２０のネジ穴に固定されている。従って側面形成ブロック３０は、キャビティ主面形成用のコアブロック１８の中心方向に向けて押圧された状態で枠基部２０に固定されている。そして前記側面形成ブロック３０による押圧力は、バネ３４または別の固定ボルトを調整することにより、貫通孔３２内のショルダボルト３３の位置が僅かに移動されてキャビティＣ１内の射出樹脂圧に対抗できてかつ摺動面１８ｂ１，３０ｂ２の摺動に支障をきたさない適切な押圧力に調整することができる。
【００１９】
図２に示されるように本実施形態では、側面形成ブロック３０の内側面３０ｂはキャビティ主面形成用のコアブロック１８の他に、側面形成ブロック２９の側面２９ｃに向けても押圧されている。そして側面形成ブロック２９については、バネ３５を用いてキャビティ主面形成用のコアブロック１８のみに向けて押圧されている。しかし一方の側面形成ブロック２９のみがバネで前記コアブロック１８に押圧されることにより、前記コアロック１８に対して両側の側面形成ブロック２９が圧着されるものでもよい。従って本発明においては全ての側面形成ブロックがコアブロックに押圧されていなくてもよく、押圧される側面形成ブロックは少なくとも１以上であればよい。また押圧手段はバネ以外のボルトの締め込みで押圧されるものやシリンダ等のアクチュエータにより型開閉方向と直交方向に移動可能に設けられたものでもよい。更には常時はコアブロックと側面形成ブロックとの間隙はバネにより一定間隔に開いているが、型閉時に他方の金型にガイドされてコアブロックに対して側面形成ブロックが型開閉方向と直交する方向に移動されて押圧され、型開時には再びバネの弾発力によりコアブロックから離れる方向に側面形成ブロックが移動されるものでもよい。
【００２０】
そして側面形成ブロック３０の固定金型１３と対向する前面は、固定金型１３との当接面３０ａとなっており、内側面３０ｂにおける前側部分（固定金型１３寄り部分）は、キャビティ側面形成面３０ｂ１となっている。また前記内側面３０ｂのうちキャビティＣ１近傍側のキャビティ主面形成用のコアブロック１８と当接する部分は、所定幅（一例として１０〜２０ｍｍ）の摺動面３０ｂ２となっており、その金型本体部１５近傍側には摩擦面を減らす目的とガスを逃がす目的から一部にスリット３０ｂ３が形成されている。なお側面形成ブロック３０のキャビティ側面形成面３０ｂ１と摺動面３０ｂ２は、キャビティ主面形成用のコアブロック１８の移動によりその割合が変化する。
【００２１】
また前記側面形成ブロック３０が当接されるキャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂについても摺動面となっている。そして前記コアブロック１８の外側面１８ｂもキャビティ側は所定幅の部分が摺動面１８ｂ１となっており、キャビティＣ１へ臨むキャビティ側接合部２１において当接している。
【００２２】
本実施形態ではキャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂは、硬質材料Ｗがコーティングされ、耐摩耗加工されている。硬質材料Ｗは、側面形成ブロック３０等との摺動時の摩擦係数が低く、硬度が高い材料が望ましく、タングステン系のタングステンカーバイド（ＷＣ、Ｗ２Ｃ、Ｗ３Ｃ）や、タングステンカーバイドカーボンコンポジット（ＷＣ／Ｃ）が特にステンレス系の鋼との摩擦係数に優れており好適に用いられる。なかでもタングステンカーバイド系の硬質材料ＷであるＷＣ／Ｃの場合では、側面形成ブロック３０等を構成するＨＰＭ３８やＳＵＳ４２０Ｊ２との摩擦係数（無潤滑）は、０．２であり、ビーカース硬度ＨＶ１０００〜１８００程度であり、コスト面でも好適な硬質材料Ｗである。
【００２３】
次に表で示すのは無潤滑下での金属部材の摺動テストである。テストでは超精密研磨機（ＳＰＥＥＤ ＦＡＭ）にそれぞれの異なる金属材料のテストピースを取付け、回転および円運動により１０，０００回の摺動耐久テストを行った。その結果ＷＣ／Ｃコーティングを行わなかったサンプル１，２では摩耗粉の発生や表面傷が発生したが、ＷＣ／Ｃコーティングを行ったサンプル３，４では摩耗粉、振動・異音、表面状態ともに良好な結果が示された。
【００２４】
【表１】
【００２５】
なお前記外側面１８ｂへのＷＣ／Ｃのコーティングは、真空室内に前記コアブロック１８を載置した上で、ＷＣ／Ｃの蒸着物質と不活性ガス等を導入し蒸着により行われ、膜厚は１〜１０μｍ程度に形成される。従ってキャビティ主面形成面１８ａにマスキングをし、本体部側を底面としてキャビティ主面形成用のコアブロック１８を載置すれば同時に４側面のコーティングが可能である。なお前記外側面１８ｂに対する耐摩耗加工については、蒸着を行う場合は蒸着方法は限定されず、メッキや溶射処理を行った上で仕上加工したものでもよい。
【００２６】
なお硬質材料Ｗとしては前記のＷＣ／Ｃ以外に、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）も好適に用いられる。ＤＬＣの場合も、ＳＵＳ４２０Ｊ２との摩擦係数（無潤滑）は、０．２前後であり、ビーカース硬度ＨＶ２０００〜４０００程度である。他にも硬質材料ＷとしてはＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＣｒＮ、ＴｉＡＩＮ等の窒化物等も用いることが可能であるが、いずれもＳＵＳ４２０Ｊ２との摩擦係数（無潤滑）は、０．４前後であるので、出来れば前記摩擦係数が０．３以下の硬質材料の方が低摩擦という点で好ましい。
【００２７】
なお上記においてはキャビティ主面形成用のコアブロック１８側に耐摩耗加工が行った例について記載したが、側面形成ブロック３０等に耐摩耗加工を行ってもよく、前記コアブロック１８と側面形成ブロック３０等の少なくとも一方に耐摩耗加工が行われたものであればよい。ただし側面形成ブロック３０等に耐摩耗加工を行う場合、耐摩耗加工を行う部品点数が多くなるという不利がある。なお両面に耐摩耗加工を行う場合は、硬質材料を替えることが望ましい。またコアブロック１８または側面形成ブロック３０等のうちカジリが発生しやすい部分のみ耐摩耗加工を行い、耐摩耗加工がされていない部分があってもよい。更にはランナ形成ブロック１９の側面や側面形成ブロック３１の内側面３１ｂにも対摩耗加工を行ってもよい。
【００２８】
またキャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂと側面形成ブロック３０等の内側面３０ｂ等の形状的な部分に関しては、金型本体部１５側に形成されるスリット３０ｂ３は前記コアブロック１８の外側面１８ｂに形成してもよい。更には、前記コアブロック１８と側面形成ブロック３０等とを金型本体部１５側で面当接させ、側面形成ブロック３０等を押圧した状態で、キャビティ近傍側の両者の間隙が２μｍ以下の間隙を保つようにしてもよい。または前記コアブロック１８の外側面１８ｂと側面形成ブロック３０の内側面３０ｂのキャビティ近傍側の部分を一部だけ摺動面１８ｂ１，３０ｂ２とし前記摺動面１８ｂ１，３０ｂ２の間に間隙が２μｍ以下のスリットを形成したり、摺動面を微細な波状面としてもよい。更には前記コアブロック１８または側面形成ブロック３０等のいずれか一方にキャビティ主面形成面１８ａと平行方向にエア供給溝を形成し、前記エア供給溝と金型外部を管路により接続し、前記間隙や溝からキャビティＣ１等に向けて離型エアを供給するようにしてもよい。
【００２９】
次に固定金型１３について説明すると、図１に示されるように、図示しない射出圧縮成形機の固定盤に取付けられる固定金型１３には、金型本体部４１、キャビティ主面形成用のブロック４２、インサートブロック４３、スプルブッシュ４４、固定ゲートカッタ４５、当接ブロック４６が配設されている。そして金型本体部４１の固定盤側には、断熱板４７が取付けられるとともに、図示しない射出装置のノズルが挿入される穴４８が形成され、その周囲にはロケートリング４９が取付けられている。金型本体部４１の可動金型１２側にはキャビティ主面形成用のブロック４２が取付けられ、該キャビティ主面形成用のブロック４２の可動金型１２と対向する面は、キャビティ主面形成面４２ａとなっている。本実施形態においてこのキャビティ主面形成面４２ａは、導光板の反射面を形成する部分であり、微細なドットが刻設されている。なおキャビティ形成面についてはスタンパが表面に配設されるものであってもよい。またキャビティ主面形成用のブロック４２の内部には、前記キャビティ主面形成面４２ａと平行に、冷却媒体流路５０が形成されており、金型外部の温調器に接続されている。
【００３０】
また前記キャビティ主面形成用のブロック４２の下方には、インサートブロック４３が金型本体部４１に固着されている。そしてインサートブロック４３の内部には、スプルブッシュ４４が固定され、スプルブッシュ４４の先端面とインサートブロック４３のランナ形成面は、可動金型１２のランナ形成ブロック１９のランナ形成面１９ａと対向している。そして前記ランナ形成面は、前記ランナ形成面１９ａとともにランナＰ２を形成する面である。前記ランナ形成面の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、スプルブッシュ４４に隣接する部分からキャビティＣ１，Ｃ２に向けて徐々に広くなっている。そしてインサートブロック４３の内部には前記スプルブッシュ４４を囲むように冷却媒体流路５１が形成されている。
【００３１】
そしてインサートブロック４３と、キャビティ主面形成用のブロック４２との間には、固定ゲートカッタ４５が固着されている。そして固定ゲートカッタ４５の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、可動側のゲートカッタ２７と同じか僅かに幅広に形成されている。当接ブロック４６の可動金型１２側は、側面形成ブロック２９，３０，３１の当接面２９ａ，３０ａ，３１ａと当接する当接面４６ａとなっている。なお固定金型１３のキャビティ主面形成用のブロック４２と当接ブロック４６の間には図示しないエア通路を形成してもよい。
【００３２】
次に本実施形態の射出圧縮成形金型１１を用いた導光板の射出圧縮成形方法について説明する。そして本実施形態では対角寸法３インチ、板厚０．３ｍｍの導光板を射出圧縮成形の一種である射出プレスにより成形する。図示しない型締装置の駆動により、固定盤に取付けられた固定金型１３に対して可動盤に取付けられた可動金型１２を当接させることにより型閉が行われ、図１に示されるように容積可変のキャビティＣ１，Ｃ２が形成される。次に所定の遅延時間が経過すると、図示しない射出装置のノズルからスプルブッシュ４４を介して１００〜４００ｍｍ／ｓｅｃの射出速度により３２０〜３８０℃（加熱筒前部温度）のポリカーボネートの溶融樹脂を射出する。
【００３３】
そして射出によりスクリュが所定位置まで前進したことが検出されると、図示しない型締装置を駆動させ型締を行う。型締装置の駆動によって可動金型１２が前進されることにより側面形成ブロック２９，３０，３１に対して相対的にキャビティ主面形成用のコアブロック１８等からなるコアブロック１６が前進し、キャビティＣ１，Ｃ２内の溶融樹脂の圧縮を行うことができる。この際、前記コアブロック１８の外側面１８ｂにはＷＣ／Ｃがコーティングされているので、側面形成ブロック２９，３０が前記コアブロック１８に向けてバネ３４，３５により押圧され、側面形成ブロック２９，３０，３１の内側面２９ｂ，３０ｂ，３１ｂと前記外側面１８ｂが摺動状態であっても摩擦係数が低く、カジリを生じることはない。また両者のキャビティＣ１，Ｃ２側の面は摺動面１８ｂ１，３０ｂ２でありキャビティ側接合部２１において当接しているので、溶融樹脂により成形される導光板にバリが形成されることが全くないか、或いは問題となるほどの大きさのバリとはならない。
【００３４】
なお成形を重ねるにつれてキャビティ主面形成用のコアブロック１８は溶融樹脂により昇温され熱膨張するが、側面形成ブロック２９，３０がバネ３４，３５で押圧されており、僅かに型開閉方向に直交方向に移動可能であるので、前記コアブロック１８が熱膨張しても常に略一定の当接状態が保たれる。また前記の場合に、可動枠部２２のうち枠基部２０は移動されずに側面形成ブロック２９，３０のみが移動されるので、バネ２８による押圧方向は、常に型開閉方向と平行であり、摺動面１８ｂ１，３０ｂ２等にカジリを発生させる原因とならない。なお本実施形態ではキャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂと側面形成ブロック３０等の内側面３０ｂには、潤滑材等はまったく使用せずに成形を行うことができる。
【００３５】
コアブロック１６（キャビティ主面形成用のコアブロック１８とゲートカッタ２７とランナ形成ブロック１９を含む）が前進し、所定時間が経過すると、ゲートカッタ装置によりゲートカッタ２７を前進して、ゲートＰ３の切断を行う。本実施形態では、ゲートカッタ２７によりゲートＰ３の切断が行われた後は、キャビティＣ１，Ｃ２内の溶融樹脂へは射出装置側からの保圧が完全に及ばなくなるが、型締装置の駆動によって可動金型１２が前進されることにより側面形成ブロック２９，３０，３１に対して相対的にキャビティ主面形成用のコアブロック１８等が前進し、キャビティＣ１，Ｃ２内の溶融樹脂の圧縮を行うことができる。そして冷却媒体流路２４，２６，５０，５１には冷却媒体が流されているから、キャビティＣ１，Ｃ２やランナＰ２、スプルＰ１の溶融樹脂の冷却・固化が進行する。そして離型エアを用いる場合は、型開前から離型エアがキャビティＣ１，Ｃ２に向けて及ぼされ、圧抜・型開とともに、更に離型が促進される。また圧抜が行われると、バネ２８の力によりキャビティ主面形成用のコアブロック１８に対して側面形成ブロック２９，３０，３１が前方に向けて相対的に移動する。そして型開されると図示しない取出用ロボットにより取出しが行われる。
【００３６】
次に別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型について図４の要部の断面図により説明する。なお別の実施形態を示す図４については、先の実施形態と同一部材については同一符号で表わし、説明についても相違点のみ説明を行う。別の実施形態ではキャビティ主面形成用のコアブロック１８の側面形成ブロック３０等に隣接する部分に帯状の突条部６１が備えられている。突条部６１は頂上面部６１ａと斜面部６１ｂからなり、その高さは２０〜１００μｍ、基部の幅は２０〜２００μｍとなっている。そして突条部６１の外側面は、摺動面１８ｂ１でありＷＣ／Ｃ等のコーティングがされている。なお前記突条部６１は、最もバリが発生しやすいキャビティ主面形成用のコアブロック１８の両側部分と側面形成ブロック２９，２９との間だけに形成してもよい。
【００３７】
前記突条部６１が形成されていれば、射出時の樹脂圧力により側面形成ブロック３０等のバネ３４等が僅かに収縮し、摺動面１８ｂ１と３０ｂ２の間が僅かに開いてその部分によりバリが出来てしまう場合であっても導光板の出光面等よりも低い位置にバリが形成されるのでバリがほとんど問題とならない。またバネ３４等の押圧力が余りに強すぎると摺動面１８ｂ１，３０ｂ２等にカジリが生じたり、側面形成ブロック３０等が円滑に移動できない可能性があるが、この突条部６１を設ければ、バネ３４等の押圧力を必要以上に強力なものとしなくてもよい。そして前記の場合でも問題となるバリは形成されない。
【００３８】
本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。上記の本実施形態および別の実施形態では第１の金型が可動金型１２であり第２の金型が固定金型１３の例について説明したが、第１の金型が固定金型であり第２の金型が可動金型であってもよい。また第１の金型と第２の金型は、縦型射出成形機の上型と下型（いずれか一方が可動金型でありいずれか他方が固定金型）であってもよい。
【００３９】
また射出圧縮成形金型で成形される成形品は、導光板に限定されず、ディスク基板、レンズ、各種パネル、各種枠体、自動車部品等、限定されない。また成形材料についても樹脂の種類は限定されず、また樹脂以外の材料であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型当接された際の状態を示す図である。
【図２】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の可動金型の正面図である。
【図３】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の断面図である。
【図４】別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１ 射出圧縮成形金型
１２ 可動金型
１３ 固定金型
１５ 金型本体部
１６ コアブロック
１８ キャビティ主面形成用のコアブロック
１８ａ キャビティ主面形成面
１８ｂ 外側面
１８ｂ１、３０ｂ２ 摺動面
２２ 可動枠部
２９，３０，３１ 側面形成ブロック
２９ｂ，３０ｂ，３１ｂ 内側面
Ｃ キャビティ
Ｗ 硬質材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出圧縮成形金型に関するものであり、特には金型本体部と一体に設けられるコアブロックとコアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが第１の金型に設けられ、第１の金型の側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて、容積可変のキャビティが形成されるタイプの射出圧縮成形金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第１の金型と第２の金型の間に容積可変のキャビティが形成され、前記キャビティ内に射出された溶融樹脂が圧縮される射出圧縮成形金型としては、特許文献１ないし特許文献３に記載のものが知られている。特許文献１は、いわゆるインロー金型と称されるもので、可動金型の凸状部が固定金型の凹状部に侵入して容積可変のキャビティを形成するものである。しかしながら特許文献１は、金型を取付ける際の位置のずれや、固定盤に対する可動盤の位置ずれなどにより前記凸状部と前記凹状部が正確に嵌合できずカジリが生じる場合があるものであった。また前記カジリに対応するために、前記凸状部と前記凹状部のクリアランスを大きくすると成形時に大きなバリが発生するものであった。
【０００３】
また前記問題に対応する射出圧縮成形金型として特許文献２、特許文献３に記載された成形金型が知られている。特許文献２、特許文献３に記載された成形金型は、平当金型と称されるもので、可動金型のコアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更可能な側面形成ブロックが固定金型と当接されることにより容積可変のキャビティを形成するものである。しかし特許文献２と特許文献３に示されるように従来の平当金型は、コアブロックと側面形成ブロックの間に、５〜２０μｍ程度のベント（間隙）やクリアランスが形成され、両方の面が摺動によってカジリを生じないようにしている。また特に特許文献３では円盤プレートの外周面に硬度の高いコーティング層を形成することにより、かじりの発生をより防止することが記載されている。しかしながら成形時においては、前記クリアランスに溶融樹脂が入り込みバリが形成されるという問題があった。そして前記バリは成形品として問題となる場合の他、バリが折れた小片や粉体が成形品の他の部分やキャビティ内に付着して問題となる場合があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４１１７７号公報（００３６、図１）
【特許文献２】特開２００３−１４５５９３号公報（００２４、図３）
【特許文献３】特開２００２−３６１６８８号公報（００３６、００３７、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では上記の問題を鑑みて、成形時の側面形成ブロックとコアブロックの間でのカジリの発生を防止するとともに成形品への問題となるバリの形成を防止することができる射出圧縮成形金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の射出圧縮成形金型は、金型本体部と一体に設けられるコアブロックとコアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが第１の金型に設けられ、側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて容積可変のキャビティが形成される射出圧縮成形金型において、側面形成ブロックはコアブロックに向けて押圧されるとともに、側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面の少なくとも一方には耐摩耗加工がなされていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の射出圧縮成形金型は、金型本体部と一体に設けられるコアブロックとコアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが第１の金型に設けられ、側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて容積可変のキャビティが形成される射出圧縮成形金型において、側面形成ブロックは型開閉方向と直交方向に移動可能に設けられるとともに、側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面の少なくとも一方には耐摩耗加工がなされていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の射出圧縮成形金型は、請求項１または請求項２において、側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面は摺動面であり、キャビティ側接合部において当接していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の射出圧縮成形金型は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、耐摩耗加工は、ＷＣ／ＣまたはＤＬＣからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の射出圧縮成形金型は、第１の金型に金型本体部と一体に設けられるコアブロックと、コアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが設けられ、側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて、第１の金型と第２の金型の間に容積可変のキャビティが形成される射出圧縮成形金型において、側面形成ブロックはコアブロックに向けて押圧されるとともに、側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面の少なくとも一方には耐摩耗加工がなされているので、カジリの発生を防止するとともに成形品への問題となるバリの形成を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の射出圧縮成形金型について、図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型当接された際の状態を示す図である。図２は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の可動金型の正面図である。図３は、本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の断面図である。
【００１２】
本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型１１は、対角寸法３インチ、板厚０．３ｍｍの携帯電話用導光板を射出圧縮成形により成形する金型である。射出圧縮成形は、成形開始時から成形終了時までの間に可動金型１２のキャビティ主面形成面１８ａと固定金型１３のキャビティ主面形成面４２ａの間隔が可変となりキャビティＣ１，Ｃ２の容積が変更されるものである。従って型閉完了位置より手前に可動金型１２を停止させ、溶融樹脂を射出後に可動金型１２をそのまま前進させ圧縮する射出プレスと呼ばれるタイプも射出圧縮成形に含まれる。このような射出圧縮成形は、特に出光面等の面積と比較して板厚が薄い導光板（サイズについては限定されない）の成形を行う際に特に有利である。
【００１３】
図１に示されるように射出圧縮成形金型１１は、第１の金型である可動金型１２と第２の金型である固定金型１３とからなり、型合わせされた両金型１２，１３の間には容積および厚さが可変のキャビティＣ１，Ｃ２が形成されるようになっている。図示しない射出圧縮成形機の可動盤に取付けられる可動金型１２には、可動盤側に断熱板１４が取付けられた金型本体部１５と、本体部側のコアブロック１７、キャビティ主面形成用のコアブロック１８、ランナ形成ブロック１９等から形成されるコアブロック１６と、枠基部２０と側面形成ブロック２９，３０，３１等から形成される可動枠部２２が設けられている。
【００１４】
本体部側のコアブロック１７を挟んで金型本体部１５と一体に設けられるキャビティ主面形成用のコアブロック１８の固定金型１３と対向する面は、導光板の一方の主面である出光面を形成するキャビティ主面形成面１８ａとなっており、成形される導光板の形状に略一致した略四角形をしている。前記キャビティ主面形成面１８ａは、鏡面からなっているが、グルーブや粗面加工等がなされたものでもよい。また前記キャビティ主面形成用のコアブロック１８内には、キャビティ主面形成面１８ａと平行に冷却媒体流路２４が配設され、キャビティＣ１，Ｃ２内の溶融樹脂が冷却されるようになっている。本実施形態ではキャビティ主面形成用のコアブロック１８は、ステンレス鋼の焼入焼戻し鋼からなり、ＥＬＭＡＸ（商品名：ウッデホルム社の商品名：ロックウエルＣスケール硬度（ＨＲＣ硬度）５７〜６０）が用いられている。またそれ以外にＳＴＡＶＡＸ（ウッデホルム社の商品名：ＨＲＣ硬度５２〜５３）や、ステンレス鋼であるＳＵＳ４２０Ｊ２（ＨＲＣ硬度５０〜５４）等を用いてもよい。
【００１５】
また金型本体部１５の固定金型１３側の面における略中央であって２個のキャビティ主面形成用のコアブロック１８の間には、ランナ形成ブロック１９が金型本体部１５と一体に設けられている。そして図２に示されるようにランナ形成ブロック１９の前面にはランナ形成面１９ａが形成されている。また図１に示されるように前記ランナ形成ブロック１９には、金型本体部１５を貫通して、エジェクタ装置の突き出しピン２５が前後進可能に配設されている。そしてランナ形成ブロック１９の内部には突き出しピン２５を囲むように冷却媒体流路２６が形成されている。更にランナ形成ブロック１９と上記キャビティ主面形成用のコアブロック１８との間には、ゲートカッタ装置のゲートカッタ２７が前後進可能に配設されている。なお可動金型１２のゲートカッタ２７についても後述するＷＣ／Ｃをコーティングしてもよい。
【００１６】
前記金型本体部１５の固定金型１３側の面における上下の四隅近傍の４箇所には、凹部が形成され、該凹部内にはバネ２８が前記固定金型１３側に向けて取付けられている。そして前記バネ２８の前記固定金型１３側は、前記コアブロック１６の周囲を囲むよう配設された可動枠部２２のうちの枠基部２０に固定されている。枠基部２０は、本体側のコアブロック１７の周囲を一定の間隙を隔てて取囲むよう形成されている。また前記金型本体部１５には図示しないガイドロッドが固定金型１３側に向けて設けられ、ガイドロッドが枠基部２０の穴に挿通されることにより、枠基部２０の型開閉方向の移動が安定するようにガイドしている。
【００１７】
図１ないし図３に示されるように、枠基部２０の固定金型１３側には、側面形成ブロック２９，３０，３１が配設されている。側面形成ブロック２９，３０，３１は、それらを合わせてキャビティ主面形成用のコアブロック１８を囲繞する枠形状となっている。側面形成ブロック２９，３０，３１の内側面２９ｂ，３０ｂ，３１ｂは、キャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂと少なくとも型開閉方向に相対位置変更可能に略当接されている。また側面形成ブロック２９，３０，３１の前面は固定金型１３との当接面２９ａ，３０ａ，３１ａとなっている。本実施形態では側面形成ブロックはプリハードン鋼であるＨＰＭ３８が用いられている。ただし他のプリハードン鋼、焼入焼戻し鋼、或いはマルテンサイト系ステンレス鋼のＳＵＳ４２０Ｊ２等であってもよい。側面形成ブロック３１を除く側面形成ブロック２９，３０はそれぞれ、キャビティ主面形成用のコアブロック１８に向けて押圧手段であるバネ３４，３５により押圧されている。そして側面形成ブロック２９，３０，３１の内側面２９ｂ，３０ｂ，３１ｂとキャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂが摺動面として当接されるようになっている。なお側面形成ブロック２９，３０，３１は、他の数に分割されるものでもよい。また側面形成ブロック３０には入光面を形成する入光面形成ブロックを設けてもよい。
【００１８】
側面形成ブロック２９，３０とキャビティ主面形成用のコアブロック１８の関係は、どちらも略同じであるので、側面形成ブロック３０とキャビティ主面を形成するブロック１８の関係について図３により詳しく説明する。枠基部２０の上方（または下方）には、ブラケット２３が固定金型１３側に延設されるよう張り出して固定されている。そして該ブラケット２３の内側面には凹部が形成され、該凹部には押圧手段であるバネ３４が固着されている。そして前記バネ３４の先端は、側面形成ブロック３０の外壁面に当接されている。また側面形成ブロック３０は、型開閉方向に貫通孔３２が設けられ、前記貫通孔３２の内径よりも本体の外径が小さいショルダボルト３３が挿通されて枠基部２０のネジ穴に固定されている。従って側面形成ブロック３０は、キャビティ主面形成用のコアブロック１８の中心方向に向けて押圧された状態で枠基部２０に固定されている。そして前記側面形成ブロック３０による押圧力は、バネ３４または別の固定ボルトを調整することにより、貫通孔３２内のショルダボルト３３の位置が僅かに移動されてキャビティＣ１内の射出樹脂圧に対抗できてかつ摺動面１８ｂ１，３０ｂ２の摺動に支障をきたさない適切な押圧力に調整することができる。
【００１９】
図２に示されるように本実施形態では、側面形成ブロック３０の内側面３０ｂはキャビティ主面形成用のコアブロック１８の他に、側面形成ブロック２９の側面２９ｃに向けても押圧されている。そして側面形成ブロック２９については、バネ３５を用いてキャビティ主面形成用のコアブロック１８のみに向けて押圧されている。しかし一方の側面形成ブロック２９のみがバネで前記コアブロック１８に押圧されることにより、前記コアロック１８に対して両側の側面形成ブロック２９が圧着されるものでもよい。従って本発明においては全ての側面形成ブロックがコアブロックに押圧されていなくてもよく、押圧される側面形成ブロックは少なくとも１以上であればよい。また押圧手段はバネ以外のボルトの締め込みで押圧されるものやシリンダ等のアクチュエータにより型開閉方向と直交方向に移動可能に設けられたものでもよい。更には常時はコアブロックと側面形成ブロックとの間隙はバネにより一定間隔に開いているが、型閉時に他方の金型にガイドされてコアブロックに対して側面形成ブロックが型開閉方向と直交する方向に移動されて押圧され、型開時には再びバネの弾発力によりコアブロックから離れる方向に側面形成ブロックが移動されるものでもよい。
【００２０】
そして側面形成ブロック３０の固定金型１３と対向する前面は、固定金型１３との当接面３０ａとなっており、内側面３０ｂにおける前側部分（固定金型１３寄り部分）は、キャビティ側面形成面３０ｂ１となっている。また前記内側面３０ｂのうちキャビティＣ１近傍側のキャビティ主面形成用のコアブロック１８と当接する部分は、所定幅（一例として１０〜２０ｍｍ）の摺動面３０ｂ２となっており、その金型本体部１５近傍側には摩擦面を減らす目的とガスを逃がす目的から一部にスリット３０ｂ３が形成されている。なお側面形成ブロック３０のキャビティ側面形成面３０ｂ１と摺動面３０ｂ２は、キャビティ主面形成用のコアブロック１８の移動によりその割合が変化する。
【００２１】
また前記側面形成ブロック３０が当接されるキャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂについても摺動面となっている。そして前記コアブロック１８の外側面１８ｂもキャビティ側は所定幅の部分が摺動面１８ｂ１となっており、キャビティＣ１へ臨むキャビティ側接合部２１において当接している。
【００２２】
本実施形態ではキャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂは、硬質材料Ｗがコーティングされ、耐摩耗加工されている。硬質材料Ｗは、側面形成ブロック３０等との摺動時の摩擦係数が低く、硬度が高い材料が望ましく、タングステン系のタングステンカーバイド（ＷＣ、Ｗ２Ｃ、Ｗ３Ｃ）や、タングステンカーバイドカーボンコンポジット（ＷＣ／Ｃ）が特にステンレス系の鋼との摩擦係数に優れており好適に用いられる。なかでもタングステンカーバイド系の硬質材料ＷであるＷＣ／Ｃの場合では、側面形成ブロック３０等を構成するＨＰＭ３８やＳＵＳ４２０Ｊ２との摩擦係数（無潤滑）は、０．２であり、ビーカース硬度ＨＶ１０００〜１８００程度であり、コスト面でも好適な硬質材料Ｗである。
【００２３】
次に表で示すのは無潤滑下での金属部材の摺動テストである。テストでは超精密研磨機（ＳＰＥＥＤ ＦＡＭ）にそれぞれの異なる金属材料のテストピースを取付け、回転および円運動により１０，０００回の摺動耐久テストを行った。その結果ＷＣ／Ｃコーティングを行わなかったサンプル１，２では摩耗粉の発生や表面傷が発生したが、ＷＣ／Ｃコーティングを行ったサンプル３，４では摩耗粉、振動・異音、表面状態ともに良好な結果が示された。
【００２４】
【表１】
【００２５】
なお前記外側面１８ｂへのＷＣ／Ｃのコーティングは、真空室内に前記コアブロック１８を載置した上で、ＷＣ／Ｃの蒸着物質と不活性ガス等を導入し蒸着により行われ、膜厚は１〜１０μｍ程度に形成される。従ってキャビティ主面形成面１８ａにマスキングをし、本体部側を底面としてキャビティ主面形成用のコアブロック１８を載置すれば同時に４側面のコーティングが可能である。なお前記外側面１８ｂに対する耐摩耗加工については、蒸着を行う場合は蒸着方法は限定されず、メッキや溶射処理を行った上で仕上加工したものでもよい。
【００２６】
なお硬質材料Ｗとしては前記のＷＣ／Ｃ以外に、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）も好適に用いられる。ＤＬＣの場合も、ＳＵＳ４２０Ｊ２との摩擦係数（無潤滑）は、０．２前後であり、ビーカース硬度ＨＶ２０００〜４０００程度である。他にも硬質材料ＷとしてはＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＣｒＮ、ＴｉＡＩＮ等の窒化物等も用いることが可能であるが、いずれもＳＵＳ４２０Ｊ２との摩擦係数（無潤滑）は、０．４前後であるので、出来れば前記摩擦係数が０．３以下の硬質材料の方が低摩擦という点で好ましい。
【００２７】
なお上記においてはキャビティ主面形成用のコアブロック１８側に耐摩耗加工が行った例について記載したが、側面形成ブロック３０等に耐摩耗加工を行ってもよく、前記コアブロック１８と側面形成ブロック３０等の少なくとも一方に耐摩耗加工が行われたものであればよい。ただし側面形成ブロック３０等に耐摩耗加工を行う場合、耐摩耗加工を行う部品点数が多くなるという不利がある。なお両面に耐摩耗加工を行う場合は、硬質材料を替えることが望ましい。またコアブロック１８または側面形成ブロック３０等のうちカジリが発生しやすい部分のみ耐摩耗加工を行い、耐摩耗加工がされていない部分があってもよい。更にはランナ形成ブロック１９の側面や側面形成ブロック３１の内側面３１ｂにも対摩耗加工を行ってもよい。
【００２８】
またキャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂと側面形成ブロック３０等の内側面３０ｂ等の形状的な部分に関しては、金型本体部１５側に形成されるスリット３０ｂ３は前記コアブロック１８の外側面１８ｂに形成してもよい。更には、前記コアブロック１８と側面形成ブロック３０等とを金型本体部１５側で面当接させ、側面形成ブロック３０等を押圧した状態で、キャビティ近傍側の両者の間隙が２μｍ以下の間隙を保つようにしてもよい。または前記コアブロック１８の外側面１８ｂと側面形成ブロック３０の内側面３０ｂのキャビティ近傍側の部分を一部だけ摺動面１８ｂ１，３０ｂ２とし前記摺動面１８ｂ１，３０ｂ２の間に間隙が２μｍ以下のスリットを形成したり、摺動面を微細な波状面としてもよい。更には前記コアブロック１８または側面形成ブロック３０等のいずれか一方にキャビティ主面形成面１８ａと平行方向にエア供給溝を形成し、前記エア供給溝と金型外部を管路により接続し、前記間隙や溝からキャビティＣ１等に向けて離型エアを供給するようにしてもよい。
【００２９】
次に固定金型１３について説明すると、図１に示されるように、図示しない射出圧縮成形機の固定盤に取付けられる固定金型１３には、金型本体部４１、キャビティ主面形成用のブロック４２、インサートブロック４３、スプルブッシュ４４、固定ゲートカッタ４５、当接ブロック４６が配設されている。そして金型本体部４１の固定盤側には、断熱板４７が取付けられるとともに、図示しない射出装置のノズルが挿入される穴４８が形成され、その周囲にはロケートリング４９が取付けられている。金型本体部４１の可動金型１２側にはキャビティ主面形成用のブロック４２が取付けられ、該キャビティ主面形成用のブロック４２の可動金型１２と対向する面は、キャビティ主面形成面４２ａとなっている。本実施形態においてこのキャビティ主面形成面４２ａは、導光板の反射面を形成する部分であり、微細なドットが刻設されている。なおキャビティ形成面についてはスタンパが表面に配設されるものであってもよい。またキャビティ主面形成用のブロック４２の内部には、前記キャビティ主面形成面４２ａと平行に、冷却媒体流路５０が形成されており、金型外部の温調器に接続されている。
【００３０】
また前記キャビティ主面形成用のブロック４２の下方には、インサートブロック４３が金型本体部４１に固着されている。そしてインサートブロック４３の内部には、スプルブッシュ４４が固定され、スプルブッシュ４４の先端面とインサートブロック４３のランナ形成面は、可動金型１２のランナ形成ブロック１９のランナ形成面１９ａと対向している。そして前記ランナ形成面は、前記ランナ形成面１９ａとともにランナＰ２を形成する面である。前記ランナ形成面の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、スプルブッシュ４４に隣接する部分からキャビティＣ１，Ｃ２に向けて徐々に広くなっている。そしてインサートブロック４３の内部には前記スプルブッシュ４４を囲むように冷却媒体流路５１が形成されている。
【００３１】
そしてインサートブロック４３と、キャビティ主面形成用のブロック４２との間には、固定ゲートカッタ４５が固着されている。そして固定ゲートカッタ４５の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、可動側のゲートカッタ２７と同じか僅かに幅広に形成されている。当接ブロック４６の可動金型１２側は、側面形成ブロック２９，３０，３１の当接面２９ａ，３０ａ，３１ａと当接する当接面４６ａとなっている。なお固定金型１３のキャビティ主面形成用のブロック４２と当接ブロック４６の間には図示しないエア通路を形成してもよい。
【００３２】
次に本実施形態の射出圧縮成形金型１１を用いた導光板の射出圧縮成形方法について説明する。そして本実施形態では対角寸法３インチ、板厚０．３ｍｍの導光板を射出圧縮成形の一種である射出プレスにより成形する。図示しない型締装置の駆動により、固定盤に取付けられた固定金型１３に対して可動盤に取付けられた可動金型１２を当接させることにより型閉が行われ、図１に示されるように容積可変のキャビティＣ１，Ｃ２が形成される。次に所定の遅延時間が経過すると、図示しない射出装置のノズルからスプルブッシュ４４を介して１００〜４００ｍｍ／ｓｅｃの射出速度により３２０〜３８０℃（加熱筒前部温度）のポリカーボネートの溶融樹脂を射出する。
【００３３】
そして射出によりスクリュが所定位置まで前進したことが検出されると、図示しない型締装置を駆動させ型締を行う。型締装置の駆動によって可動金型１２が前進されることにより側面形成ブロック２９，３０，３１に対して相対的にキャビティ主面形成用のコアブロック１８等からなるコアブロック１６が前進し、キャビティＣ１，Ｃ２内の溶融樹脂の圧縮を行うことができる。この際、前記コアブロック１８の外側面１８ｂにはＷＣ／Ｃがコーティングされているので、側面形成ブロック２９，３０が前記コアブロック１８に向けてバネ３４，３５により押圧され、側面形成ブロック２９，３０，３１の内側面２９ｂ，３０ｂ，３１ｂと前記外側面１８ｂが摺動状態であっても摩擦係数が低く、カジリを生じることはない。また両者のキャビティＣ１，Ｃ２側の面は摺動面１８ｂ１，３０ｂ２でありキャビティ側接合部２１において当接しているので、溶融樹脂により成形される導光板にバリが形成されることが全くないか、或いは問題となるほどの大きさのバリとはならない。
【００３４】
なお成形を重ねるにつれてキャビティ主面形成用のコアブロック１８は溶融樹脂により昇温され熱膨張するが、側面形成ブロック２９，３０がバネ３４，３５で押圧されており、僅かに型開閉方向に直交方向に移動可能であるので、前記コアブロック１８が熱膨張しても常に略一定の当接状態が保たれる。また前記の場合に、可動枠部２２のうち枠基部２０は移動されずに側面形成ブロック２９，３０のみが移動されるので、バネ２８による押圧方向は、常に型開閉方向と平行であり、摺動面１８ｂ１，３０ｂ２等にカジリを発生させる原因とならない。なお本実施形態ではキャビティ主面形成用のコアブロック１８の外側面１８ｂと側面形成ブロック３０等の内側面３０ｂには、潤滑材等はまったく使用せずに成形を行うことができる。
【００３５】
コアブロック１６（キャビティ主面形成用のコアブロック１８とゲートカッタ２７とランナ形成ブロック１９を含む）が前進し、所定時間が経過すると、ゲートカッタ装置によりゲートカッタ２７を前進して、ゲートＰ３の切断を行う。本実施形態では、ゲートカッタ２７によりゲートＰ３の切断が行われた後は、キャビティＣ１，Ｃ２内の溶融樹脂へは射出装置側からの保圧が完全に及ばなくなるが、型締装置の駆動によって可動金型１２が前進されることにより側面形成ブロック２９，３０，３１に対して相対的にキャビティ主面形成用のコアブロック１８等が前進し、キャビティＣ１，Ｃ２内の溶融樹脂の圧縮を行うことができる。そして冷却媒体流路２４，２６，５０，５１には冷却媒体が流されているから、キャビティＣ１，Ｃ２やランナＰ２、スプルＰ１の溶融樹脂の冷却・固化が進行する。そして離型エアを用いる場合は、型開前から離型エアがキャビティＣ１，Ｃ２に向けて及ぼされ、圧抜・型開とともに、更に離型が促進される。また圧抜が行われると、バネ２８の力によりキャビティ主面形成用のコアブロック１８に対して側面形成ブロック２９，３０，３１が前方に向けて相対的に移動する。そして型開されると図示しない取出用ロボットにより取出しが行われる。
【００３６】
次に別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型について図４の要部の断面図により説明する。なお別の実施形態を示す図４については、先の実施形態と同一部材については同一符号で表わし、説明についても相違点のみ説明を行う。別の実施形態ではキャビティ主面形成用のコアブロック１８の側面形成ブロック３０等に隣接する部分に帯状の突条部６１が備えられている。突条部６１は頂上面部６１ａと斜面部６１ｂからなり、その高さは２０〜１００μｍ、基部の幅は２０〜２００μｍとなっている。そして突条部６１の外側面は、摺動面１８ｂ１でありＷＣ／Ｃ等のコーティングがされている。なお前記突条部６１は、最もバリが発生しやすいキャビティ主面形成用のコアブロック１８の両側部分と側面形成ブロック２９，２９との間だけに形成してもよい。
【００３７】
前記突条部６１が形成されていれば、射出時の樹脂圧力により側面形成ブロック３０等のバネ３４等が僅かに収縮し、摺動面１８ｂ１と３０ｂ２の間が僅かに開いてその部分によりバリが出来てしまう場合であっても導光板の出光面等よりも低い位置にバリが形成されるのでバリがほとんど問題とならない。またバネ３４等の押圧力が余りに強すぎると摺動面１８ｂ１，３０ｂ２等にカジリが生じたり、側面形成ブロック３０等が円滑に移動できない可能性があるが、この突条部６１を設ければ、バネ３４等の押圧力を必要以上に強力なものとしなくてもよい。そして前記の場合でも問題となるバリは形成されない。
【００３８】
本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。上記の本実施形態および別の実施形態では第１の金型が可動金型１２であり第２の金型が固定金型１３の例について説明したが、第１の金型が固定金型であり第２の金型が可動金型であってもよい。また第１の金型と第２の金型は、縦型射出成形機の上型と下型（いずれか一方が可動金型でありいずれか他方が固定金型）であってもよい。
【００３９】
また射出圧縮成形金型で成形される成形品は、導光板に限定されず、ディスク基板、レンズ、各種パネル、各種枠体、自動車部品等、限定されない。また成形材料についても樹脂の種類は限定されず、また樹脂以外の材料であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の断面図であって型当接された際の状態を示す図である。
【図２】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の可動金型の正面図である。
【図３】本実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の断面図である。
【図４】別の実施形態の導光板の射出圧縮成形金型の要部の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１ 射出圧縮成形金型
１２ 可動金型
１３ 固定金型
１５ 金型本体部
１６ コアブロック
１８ キャビティ主面形成用のコアブロック
１８ａ キャビティ主面形成面
１８ｂ 外側面
１８ｂ１、３０ｂ２ 摺動面
２２ 可動枠部
２９，３０，３１ 側面形成ブロック
２９ｂ，３０ｂ，３１ｂ 内側面
Ｃ キャビティ
Ｗ 硬質材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型本体部と一体に設けられるコアブロックと前記コアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが第１の金型に設けられ、前記側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて容積可変のキャビティが形成される射出圧縮成形金型において、
前記側面形成ブロックは前記コアブロックに向けて押圧されるとともに、
前記側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面の少なくとも一方には耐摩耗加工がなされていることを特徴とする射出圧縮成形金型。
【請求項２】
金型本体部と一体に設けられるコアブロックと前記コアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが第１の金型に設けられ、前記側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて容積可変のキャビティが形成される射出圧縮成形金型において、
前記側面形成ブロックは型開閉方向と直交方向に移動可能に設けられるとともに、
前記側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面の少なくとも一方には耐摩耗加工がなされていることを特徴とする射出圧縮成形金型。
【請求項３】
前記側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面は摺動面であり、キャビティ側接合部において当接していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出圧縮成形金型。
【請求項４】
前記耐摩耗加工は、ＷＣ／ＣまたはＤＬＣからなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の射出圧縮成形金型。
【請求項１】
金型本体部と一体に設けられるコアブロックと前記コアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが第１の金型に設けられ、前記側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて容積可変のキャビティが形成される射出圧縮成形金型において、
前記側面形成ブロックは前記コアブロックに向けて押圧されるとともに、
前記側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面の少なくとも一方には耐摩耗加工がなされていることを特徴とする射出圧縮成形金型。
【請求項２】
金型本体部と一体に設けられるコアブロックと前記コアブロックに対して型開閉方向に相対位置変更される側面形成ブロックとが第１の金型に設けられ、前記側面形成ブロックと第２の金型とが当接されて容積可変のキャビティが形成される射出圧縮成形金型において、
前記側面形成ブロックは型開閉方向と直交方向に移動可能に設けられるとともに、
前記側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面の少なくとも一方には耐摩耗加工がなされていることを特徴とする射出圧縮成形金型。
【請求項３】
前記側面形成ブロックの内側面およびコアブロックの外側面は摺動面であり、キャビティ側接合部において当接していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の射出圧縮成形金型。
【請求項４】
前記耐摩耗加工は、ＷＣ／ＣまたはＤＬＣからなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の射出圧縮成形金型。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−３６４９５（Ｐ２０１０−３６４９５Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０３３１４（Ｐ２００８−２０３３１４）
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（０００１５５１５９）株式会社名機製作所 (255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月６日（２００８．８．６）
【出願人】（０００１５５１５９）株式会社名機製作所 (255)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]