射出成形装置及び射出成形方法
【課題】短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入して、キャビティ内の樹脂原料を押圧することができ、樹脂成形品の表側面にヒケ等のひずみ状態が発生することを効果的に防止できる射出成形装置及び射出成形方法を提供すること。
【解決手段】射出成形装置１の成形型２は、樹脂原料８０を充填するためのキャビティ２０と、キャビティ２０の裏側成形面２０２に開口するガス導入口２１とを形成してなる。ガス導入口２１内には、ガス導入口２１の開口面積を変化させる弁部材３が挿入配置してある。弁部材３を閉位置に前進させたときには、キャビティ２０内に充填する樹脂原料８０がガス導入口２１内へ浸入することを防止する。一方、弁部材３を開位置３０２に後退させたときには、ガス導入口２１の開口面積を拡大させ、キャビティ２０の裏側成形面２０２と、キャビティ２０内の樹脂原料８０との間に十分な流量及び圧力のガスＧを導入する。
【解決手段】射出成形装置１の成形型２は、樹脂原料８０を充填するためのキャビティ２０と、キャビティ２０の裏側成形面２０２に開口するガス導入口２１とを形成してなる。ガス導入口２１内には、ガス導入口２１の開口面積を変化させる弁部材３が挿入配置してある。弁部材３を閉位置に前進させたときには、キャビティ２０内に充填する樹脂原料８０がガス導入口２１内へ浸入することを防止する。一方、弁部材３を開位置３０２に後退させたときには、ガス導入口２１の開口面積を拡大させ、キャビティ２０の裏側成形面２０２と、キャビティ２０内の樹脂原料８０との間に十分な流量及び圧力のガスＧを導入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビティ内に充填した樹脂原料をガスによって押圧して、表面精度に優れた樹脂成形品を得る射出成形装置及び射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂原料を成形型のキャビティ内に射出成形して、樹脂成形品を得る技術においては、樹脂成形品の意匠表面に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が形成されることを防止するために、キャビティにおける裏側成形面と、キャビティ内における樹脂原料との間にガスを導入し、当該樹脂原料をキャビティにおける表側成形面へ押圧（加圧）している。これにより、樹脂成形品の意匠表面の外観及び形状を安定させている。
このように樹脂成形品の意匠表面にヒケ等が生じることを防止する技術としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１の合成樹脂射出成形品のひけ防止方法においては、合成樹脂射出成形品の裏面側を成形するコアに、成形型内に圧力流体を導入する間隙部を形成している。
この間隙部は、コアの中央部に、筒状の導孔を形成すると共にこの導孔の上端出口に成形型内に開口する円錐状の弁座を形成し、導孔内に弁棒を挿通すると共に弁座内に弁体を配置して形成している。そして、弁棒を成形型内から後退させたときには、弁体によって弁座を閉塞し、弁棒を成形型内へ前進させたときには、弁体を弁座から離隔して、この弁体と弁座との間に、成形型内に圧力流体を導入するための間隙を形成している。こうして、合成樹脂成形品の成形表面を成形型内の表面に圧接させて、ひけの発生を防止している。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１においては、弁棒を成形型内に向けて前進させ、弁体を弁座から離隔させるときには、弁体と弁座との間の間隙から成形型内に圧力流体を導入するだけでなく、弁体により成形型内の合成樹脂成形品を加圧している。
そのため、弁体を弁座との間に形成する間隙の大きさ（開口面積）には限界があり、短時間で十分な流量及び圧力の圧力流体を導入することが困難になっている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５０−７５２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入して、キャビティ内の樹脂原料を押圧することができ、樹脂成形品の表側面に、ヒケ等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる射出成形装置及び射出成形方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、樹脂原料を充填して樹脂成形品を得るためのキャビティと、該キャビティ内に上記樹脂原料を導入するための樹脂導入口と、上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の裏側面を成形する裏側成形面に開口し、該裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するためのガス導入口とを形成してなる成形型を備えた射出成形装置において、
上記ガス導入口内には、該ガス導入口の開口面積を変化させる弁部材が挿入配置してあり、
該弁部材は、上記キャビティ内に充填する上記樹脂原料が上記ガス導入口内へ浸入することを防止するための閉位置と、該閉位置から後退して上記ガス導入口の開口面積を拡大させ、上記裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するための開位置とに移動するよう構成してあることを特徴とする射出成形装置にある（請求項１）。
【０００８】
本発明の射出成形装置は、上記キャビティ、樹脂導入口及びガス導入口を形成してなる成形型を備えており、ガス導入口内には、上記弁部材を挿入配置してなる。
本発明の射出成形装置を用いて射出成形を行い、樹脂成形品を得る際には、まず、弁部材を上記閉位置に移動させておく。このとき、弁部材とガス導入口との間には、ほとんど間隙を形成しないことができる（ガス導入口を、略完全に閉じることができる。）。
【０００９】
また、この弁部材を閉位置に移動させたときには、キャビティ内に充填する樹脂原料がガス導入口内へほとんど浸入しない間隙を形成することもできる（ガス導入口の開口面積を、このガス導入口への樹脂原料の浸入を防止できる程度に縮小させることができる。）。
【００１０】
そして、弁部材が閉位置にあり、弁部材とガス導入口との間の間隙からガス導入口内へ樹脂原料が浸入してしまうことを防止した状態で、樹脂導入口からキャビティ内に樹脂原料を充填する。
次いで、キャビティ内に導入した樹脂原料が、ガス導入口の配設位置まで到達した後には、弁部材を、キャビティから後退させて、上記開位置に移動させる。このとき、弁部材を後退させる距離に制約はなく、ガス導入口の開口面積（又は弁部材とガス導入口との間の間隙量）を十分に大きくすることができる。
【００１１】
そのため、ガス導入口から、キャビティにおける裏側成形面と、キャビティ内における樹脂原料との間にガスを導入する際には、短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入することができる。これにより、樹脂原料を、キャビティにおける表側成形面へ十分に押圧することができ、樹脂成形品の表側面に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
【００１２】
それ故、本発明の射出成形装置によれば、短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入して、キャビティ内の樹脂原料を押圧することができ、樹脂成形品の表側面に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
【００１３】
第２の発明は、樹脂原料を充填して樹脂成形品を得るためのキャビティと、該キャビティ内に上記樹脂原料を導入するための樹脂導入口と、上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の裏側面を成形する裏側成形面に開口し、該裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するためのガス導入口とを有し、該ガス導入口内には、該ガス導入口の開口面積を変化させる弁部材を挿入配置してなる成形型を用いて、射出成形を行う方法において、
上記弁部材を、上記ガス導入口の開口面積を縮小させた閉位置に移動させた状態で、上記樹脂導入口から上記キャビティ内に樹脂原料を充填する原料充填工程と、
上記弁部材を、上記キャビティから後退させて上記ガス導入口の開口面積を拡大させた開位置に移動させた状態で、上記裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入し、当該樹脂原料を上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の表側面を成形する表側成形面へ押圧する押圧工程とを含むことを特徴とする射出成形方法にある（請求項４）。
【００１４】
本発明の射出成形方法においては、上記キャビティ、樹脂導入口、ガス導入口及び弁部材を有する成形型を用いて、上記原料充填工程及び押圧工程を行い、樹脂成形品を得る。
原料充填工程を行う際には、弁部材は、ガス導入口の開口面積を縮小させた閉位置に移動させておく。このとき、ガス導入口は、略完全に閉じることができるだけでなく、ガス導入口への樹脂原料の浸入を防止できる程度に開口面積を縮小させることもできる。
そして、弁部材が閉位置にあり、弁部材とガス導入口との間の間隙からガス導入口内へ樹脂原料が浸入してしまうことを防止した状態で、樹脂導入口からキャビティ内に樹脂原料を充填する。
【００１５】
次いで、押圧工程においては、キャビティ内に導入した樹脂原料が、ガス導入口の配設位置まで到達した後に、弁部材を、キャビティから後退させて、ガス導入口の開口面積を拡大させる開位置に移動させる。このとき、弁部材を後退させる距離に制約はなく、ガス導入口の開口面積（又は弁部材とガス導入口との間の間隙量）を十分に大きくすることができる。
【００１６】
そのため、ガス導入口から、キャビティにおける裏側成形面と、キャビティ内における樹脂原料との間にガスを導入する際には、短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入することができる。これにより、樹脂原料を、キャビティにおける表側成形面へ十分に押圧することができ、樹脂成形品の表側面に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
【００１７】
それ故、本発明の射出成形方法によれば、短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入して、キャビティ内の樹脂原料を押圧することができ、樹脂成形品の表側面に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に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】
【００１８】
上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１、第２の発明において、上記樹脂成形品は、ラジエータグリル、バックガーニッシュ、サイドモール、ホイールカバー、インストルメントパネル等とすることができる。また、上記成形型内に注入するガスは、空気又は窒素等の高圧ガスとすることができる。
【００１９】
また、上記ガス導入口は、上記キャビティに開口する先端側の部位に、当該ガス導入口の断面積を最も縮小させた縮小通路部を有すると共に、該縮小通路部に連通する部位に、該縮小通路部よりも当該ガス導入口の断面積を拡大させた拡大通路部を有しており、上記弁部材は、上記縮小通路部内に挿入する挿入部を有していると共に、上記閉位置に移動したときには、上記縮小通路部内に上記挿入部を挿入して、当該ガス導入口の開口面積を縮小させると共に、上記開位置に移動したときには、上記挿入部を上記拡大通路部内に配置して、当該ガス導入口の開口面積を拡大させるよう構成することが好ましい（請求項２、５）。
【００２０】
この場合には、弁部材を閉位置と開位置とに移動させて、ガス導入口の開口面積を変化させることが容易である。
すなわち、弁部材をキャビティへ前進させて、閉位置に移動させたときには、挿入部を縮小通路部内に挿入して、ガス導入口の開口面積を容易に縮小させることができる。一方、弁部材をキャビティから後退させて、開位置に移動させたときには、挿入部を縮小通路部から抜き出すと共に拡大通路部内に配置して、ガス導入口の開口面積を十分に拡大させることができる。
【００２１】
また、上記ガス導入口における上記縮小通路部は、上記キャビティから離れるに連れて当該ガス導入口の断面積を拡大させるテーパ形状を有しており、上記弁部材における上記挿入部は、上記テーパ形状の縮小通路部に対面するテーパ形状を有していることが好ましい（請求項３、６）。
この場合には、弁部材を閉位置から開位置に移動させる際に、ガス導入口の開口面積を迅速に拡大させることができる。そのため、弁部材を開位置に移動させる際に、一層短時間で、十分な流量及び圧力のガスによって、キャビティ内における樹脂材料を押圧することができる。
【実施例】
【００２２】
以下に、本発明の射出成形装置及び射出成形方法にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例の射出成形装置１は、図１、図２に示すごとく、樹脂原料８０を充填して樹脂成形品８を得るためのキャビティ２０を形成してなる成形型２を備えている。この成形型２には、キャビティ２０に開口し、このキャビティ２０内に樹脂原料８０を導入するための樹脂導入口２２が形成してある。また、成形型２には、図２〜図６に示すごとく、キャビティ２０において樹脂成形品８の裏側面８０２を成形する裏側成形面２０２に開口し、この裏側成形面２０２と、キャビティ２０内における樹脂原料８０との間にガスＧを導入するためのガス導入口２１が形成してある。
【００２３】
上記ガス導入口２１内には、このガス導入口２１の開口面積を変化させる弁部材３が挿入配置してある。この弁部材３は、図２〜図４に示すごとく、キャビティ２０へ前進してガス導入口２１を閉じる閉位置３０１と、図５、図６に示すごとく、キャビティ２０から後退してガス導入口２１を開ける開位置３０２とに移動するよう構成してある。
そして、弁部材３は、図３、図４に示すごとく、閉位置３０１に移動したときには、キャビティ２０内に充填する樹脂原料８０がガス導入口２１内へ浸入することを防止するよう構成してある。また、弁部材３は、図５、図６に示すごとく、開位置３０２に移動したときには、閉位置３０１に位置するときよりもガス導入口２１の開口面積を拡大させ、キャビティ２０における裏側成形面２０２と、キャビティ２０内における樹脂原料８０との間に十分な流量及び圧力のガスＧを導入するよう構成してある。
【００２４】
以下に、本例の射出成形装置１及び射出成形方法につき、図１〜図６と共に詳説する。
本例の射出成形装置１においては、キャビティ２０内に、短時間で十分な流量及び圧力のガスＧを導入して、キャビティ２０内における樹脂原料８０を十分に押圧するために、上記弁部材３を開位置３０２に移動させたときに、上記ガス導入口２１の開口面積を十分に大きくするための工夫を行っている。
【００２５】
図４、図６に示すごとく、本例のガス導入口２１は、キャビティ２０に開口する先端側の部位に、当該ガス導入口２１の断面積を最も縮小させた縮小通路部２１１を有すると共に、この縮小通路部２１１に連通する部位に、縮小通路部２１１よりも当該ガス導入口２１の断面積を拡大させた拡大通路部２１２を有している。また、本例の弁部材３は、ロッド３１の先端部に、縮小通路部２１１内に挿入する挿入部３２を形成してなる。
また、本例のガス導入口２１及び弁部材３は、断面円形状を有している。
【００２６】
本例の拡大通路部２１２は、縮小通路部２１１を拡径して形成してある。
また、本例の縮小通路部２１１は、キャビティ２０から離れるに連れて拡径してなるテーパ形状を有している。また、弁部材３における挿入部３２は、テーパ形状の縮小通路部２１１に対面するテーパ形状を有している。
【００２７】
そして、弁部材３は、図４に示すごとく、閉位置３０１に前進したときには、挿入部３２を縮小通路部２１１内に挿入して、当該ガス導入口２１を閉じるよう構成してある。また、弁部材３は、図６に示すごとく、開位置３０２に後退したときには、挿入部３２を拡大通路部２１２内に配置し、縮小通路部２１１の全体をキャビティ２０に対して開口させて、当該ガス導入口２１を開けるよう構成されている。
【００２８】
図４に示すごとく、閉位置３０１にある弁部材３の先端面は、裏側成形面２０２よりも若干キャビティ２０内に突出させることができる。また、閉位置３０１にある弁部材３の先端面は、キャビティ２０における裏側成形面２０２と略同一面を形成することもできる。なお、図７に示すごとく、縮小通路部２１１は、ストレート形状に形成することもできる。
【００２９】
図４に示すごとく、上記閉位置３０１にある弁部材３とガス導入口２１との間の隙間Ｓは、０〜５０μｍとすることができる。また、弁部材３が閉位置３０１にあるときのガス導入口２１の開口面積Ａ１は、０〜０．１ｍｍ2とすることができる。
一方、図６に示すごとく、弁部材３が開位置３０２にあるときのガス導入口２１の開口面積Ａ２は、３〜１２０ｍｍ2とすることができる。なお、本例においては、この弁部材３が開位置３０２にあるときのガス導入口２１の開口面積Ａ２は、ガス導入口２１における縮小通路部２１１の断面積となる。
また、弁部材３を開位置３０２にした際に、拡大通路部２１２とガス導入口２１との間に形成される隙間の断面積は、縮小通路部２１１の断面積よりも大きくすることができる。
【００３０】
また、ガス導入口２１は、窒素ガスを蓄圧する蓄圧タンク（図示略）に接続してある。この蓄圧タンクは、キャビティ２０へのガスＧ導入時にガス導入口２１に圧力降下がほとんど生じないよう十分な容量を有している。蓄圧タンク内の圧力は、例えば、３〜３０ＭＰａとすることができ、蓄圧タンクの容量は、例えば、０．５〜１０Ｌとすることができる。また、ガス導入口２１と蓄圧タンクとを繋ぐ配管は、圧力降下がほとんど生じないよう十分な断面積を有している。
なお、蓄圧タンクとガス導入口２１との間の配管には、圧力レギュレータを配設することができる。この場合には、キャビティ２０内に導入するガスＧの圧力を、圧力レギュレータによって設定した圧力に維持することができる。
【００３１】
図１に示すごとく、本例において成形する樹脂成形品８は、板状本体部８１と、この板状本体部８１の裏側面８０２から立設した立壁部８２とを有している。本例の立壁部８２は、板状本体部８１の裏側面８０２の外縁部と中間部とに形成してある。
また、図２に示すごとく、キャビティ２０は、板状本体部８１を成形する本体部用キャビティ２３と、立壁部８２を成形する立壁部用キャビティ２４とからなる。そして、ガス導入口２１からガスＧを導入する本体部用キャビティ２３における裏側成形面２０２の周囲は、立壁部用キャビティ２４によって囲まれている。
【００３２】
また、本例の射出成形装置１は、熱可塑性樹脂の射出成形を行うものであり、キャビティ２０内に導入する樹脂原料８０の射出圧力は、例えば、３０〜５０ＭＰａとし、キャビティ２０内に導入する樹脂原料８０の加熱温度は、例えば、２００〜２５０℃とする。また、ガス導入口２１からキャビティ２０内に導入するガスＧの圧力は、例えば、３〜３０ＭＰａとする。本例のガスＧは、窒素ガスとした。
【００３３】
なお、図示は省略するが、弁部材３は、シリンダー、ソレノイド、モータ等のアクチュエータによって、ガス導入口２１を閉じる閉位置３０１と、ガス導入口２１を開ける開位置３０２とに移動可能である。弁部材３の移動動作は、シーケンサ（プログラマブルコントローラ）等の制御手段によって制御可能である。
【００３４】
次に、上記射出成形装置１を用いて樹脂成形品８を成形する方法につき説明し、射出成形装置１及び射出成形方法による作用効果を説明する。
本例の射出成形方法においては、以下の原料充填工程及び押圧工程を行って、樹脂成形品８を得る。
【００３５】
原料充填工程を行う際には、図２に示すごとく、弁部材３をキャビティ２０へ前進させた閉位置３０１に移動させておく。このとき、弁部材３における挿入部３２が、ガス導入口２１における縮小通路部２１１内に挿入される。また、このとき、ガス導入口２１は、完全に閉じている必要はなく、ガス導入口２１への樹脂原料８０の浸入を防止できる程度に開口面積を縮小させておくことができる。
そして、図３、図４に示すごとく、弁部材３が閉位置３０１にあり、弁部材３とガス導入口２１との間の間隙からガス導入口２１内へ樹脂原料８０が浸入してしまうことを防止した状態で、樹脂導入口２２からキャビティ２０内に加熱溶融した樹脂原料８０を充填する。
【００３６】
次いで、押圧工程においては、図５、図６に示すごとく、キャビティ２０内に導入した樹脂原料８０が、ガス導入口２１の配設位置まで到達した後に、弁部材３を、キャビティ２０から後退させて、ガス導入口２１の開口面積を拡大させる開位置３０２に移動させる。このとき、弁部材３における挿入部３２が、縮小通路部２１１内から抜き出されて、拡大通路部２１２内に配置されることにより、縮小通路部２１１の全体が開口される。
【００３７】
そして、ガス導入口２１からキャビティ２０内へガスＧが導入される。このとき、裏側成形面２０２に対面する樹脂原料８０の部分は、硬化を始めており、スキン層を形成している。そのため、ガス導入口２１から導入されたガスＧは、キャビティ２０内における樹脂原料８０の内部に浸入することなく、裏側成形面２０２とこれに対面する樹脂原料８０のスキン層との間に留まる。
こうして、キャビティ２０内に充填した樹脂原料８０を冷却・固化させて、樹脂成形品８を成形することができる。
【００３８】
上記弁部材３を開位置３０２に移動させたとき、弁部材３を後退させる距離に制約はなく、ガス導入口２１の開口面積（弁部材３とガス導入口２１との間の間隙量）を十分に大きくすることができる。本例においては、ガス導入口２１の開口面積は、縮小通路部２１１の断面積と同じ大きさで開口させることができ、さらに十分に大きくすることができる。
【００３９】
そのため、ガス導入口２１から、キャビティ２０における裏側成形面２０２と、キャビティ２０内における樹脂原料８０との間にガスＧを導入する際には、短時間で十分な流量及び圧力のガスＧを導入することができる。これにより、樹脂原料８０を、キャビティ２０における表側成形面２０１へ十分に押圧することができ、樹脂成形品８の表側面（意匠表面）８０１に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
【００４０】
また、上記押圧工程において、ガス導入口２１からキャビティ２０内へガスＧを導入するタイミングは、原料充填工程完了後、迅速に行うことが好ましい。これに対し、裏側成形面２０２に対面する樹脂原料８０の部分が未硬化であると、キャビティ２０内に導入されたガスＧが樹脂原料８０の内部に浸入してしまい、押圧工程による押圧効果を得ることができないおそれがある。
【００４１】
そのため、ガスＧの導入は、裏側成形面２０２に対面する樹脂原料８０の部分が硬化を始め、スキン層を形成した後であり、かつ原料充填工程完了後できるだけ早く（０．５秒以内に）行うことが好ましい。一方、充填工程完了後、０．５秒経過後にガスＧの導入を開始した場合には、スキン層の固化が進んで、押圧工程による押圧効果を得ることができないおそれがある。
よって、０．５秒以内という短時間に十分な流量及び圧力のガスＧを導入するためには、本例のガス導入口２１及び弁部材３を用いた射出成形装置１及び射出成形方法を採用することが最も有効である。
【００４２】
また、本例においては、上記ガスＧの導入タイミングの違いが、樹脂成形品８のリブ（上記立壁部８２）の表面に生じるヒケ（表面に形成される凹み）に与える影響について調査した。
そして、キャビティ２０内へ５ＭＰａのガスＧを導入するタイミングを、キャビティ２０への樹脂原料８０の充填完了後、０．１〜２秒後の間で変化させたときのヒケの大きさ（凹み量）を測定した結果を図８に示す。
【００４３】
同図において、横軸は、キャビティ２０への樹脂原料８０の充填完了後にガスＧの導入を開始し、キャビティ２０内におけるガスＧの圧力が５ＭＰａになるまでの時間（立上り時間）（秒）を示し、縦軸は、リブのヒケの大きさ（μｍ）を示す。そして、この立上り時間とリブのヒケの大きさとの関係はほぼ比例した関係にあることがわかった。
そして、ヒケの目標値（許容されるヒケの大きさ）を、２μｍ以下とすると、上記立上り時間は、少なくとも０．５秒以下にする必要があることがわかった。また、ヒケの目標値を２μｍ以下にするためには、立上り時間は、０．２秒以下にすることがより好ましいことがわかった。
【００４４】
上記測定結果に対し、本例の構成（上記ガス導入口２１及び弁部材３を用いた構成）によれば、上記立上り時間を容易に０．２秒程度にすることができ、ヒケの目標を容易に達成できる（ヒケの目標値を２μｍ以下にできる）ことがわかった。
一方、従来の構成（弁部材３を用いておらず、樹脂原料８０の浸入を防止できる狭い間隙からキャビティ２０内にガスＧを導入する構成）においては、上記立上り時間を０．６秒未満にすることが困難であり、ヒケの目標を達成することが困難であることがわかった。
【００４５】
それ故、本例の射出成形装置１及び射出成形方法によれば、短時間で十分な流量及び圧力のガスＧを導入して、キャビティ２０内の樹脂原料８０を押圧することができ、樹脂成形品８の表側面８０１に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
【００４６】
（実施例２）
本例は、図９〜図１４に示すごとく、成形型２Ｚのキャビティ２０Ｚにおける裏側成形面２０２に複数のガス導入口２１Ａ〜Ｃを形成し、各ガス導入口２１Ａ〜Ｃからキャビティ２０Ｚ内にガスＧを導入する順序に工夫を行った例である。
本例の樹脂成形品８Ｚは、図９、図１０に示すごとく、ラジエータグリルである。そして、本例の本体部用キャビティ２３は、立壁部用キャビティ２４によって囲まれた領域である閉空間４を複数形成してなる。また、複数の閉空間４は、樹脂導入口２２に近い順に、第１閉空間４Ａ、第２閉空間４Ｂ、第３閉空間４Ｃとして形成されている。
【００４７】
また、図１０に示すごとく、本例の樹脂導入口２２は、キャビティ２０Ｚにおける中央部分に設けてあり、本例のキャビティ２０Ｚにおいては、樹脂導入口２２から導入した樹脂原料８０を左右方向Ｗに分岐させて充填させる。
図１１に示すごとく、本例のガス導入口２１は、各閉空間４における裏側成形面２０２にそれぞれ設けてあり、第１閉空間４Ａに設けた第１ガス導入口２１Ａ、第２閉空間４Ｂに設けた第２ガス導入口２１Ｂ、及び第３閉空間４Ｃに設けた第３ガス導入口２１Ｃとして形成してある。
そして、第１ガス導入口２１Ａには、第１弁部材３Ａが挿入配置してあり、第２ガス導入口２１Ｂには、第２弁部材３Ｂが挿入配置してあり、第３ガス導入口２１Ｃには、第３弁部材３Ｃが挿入配置してある。
【００４８】
本例においては、原料充填工程を行っているときに押圧工程を開始する。この押圧工程においては、キャビティ２０Ｚ内において樹脂原料８０が先に充満される閉空間４に設けたガス導入口２１から先に、ガスＧの導入を開始する。
具体的には、まず、射出成形を開始する前には、図１１に示すごとく、上記各弁部材３Ａ〜Ｃを閉位置３０１に移動させておく。そして、原料充填工程として、図１２に示すごとく、樹脂導入口２２からキャビティ２０Ｚ内に樹脂原料８０の充填を開始し、キャビティ２０Ｚ内を流動する樹脂原料８０が、第１閉空間４Ａを充満したときには、第１弁部材３Ａを閉位置から後退させて、開位置に移動させる。
【００４９】
このとき、第１ガス導入口２１Ａから、第１閉空間４Ａにおける裏側成形面２０２と、第１閉空間４Ａ内の樹脂原料８０との間に、ガスＧが導入される。これにより、第１閉空間４Ａ内における樹脂原料８０を、第１閉空間４Ａにおける表側成形面２０１へ押圧することができる。
【００５０】
次いで、図１３に示すごとく、キャビティ２０Ｚ内を流動する樹脂原料８０が、第２閉空間４Ｂを充満したときには、第２弁部材３Ｂを閉位置から後退させて、開位置に移動させる。
このとき、第２ガス導入口２１Ｂから、第２閉空間４Ｂにおける裏側成形面２０２と、第２閉空間４Ｂ内の樹脂原料８０との間に、ガスＧが導入される。これにより、第２閉空間４Ｂ内における樹脂原料８０を、第２閉空間４Ｂにおける表側成形面２０１へ押圧することができる。
【００５１】
次いで、図１４に示すごとく、キャビティ２０Ｚ内を流動する樹脂原料８０が、第３閉空間４Ｃを充満したときには、第３弁部材３Ｃを閉位置から後退させて、開位置に移動させる。
このとき、第３ガス導入口２１Ｃから、第３閉空間４Ｃにおける裏側成形面２０２と、第３閉空間４Ｃ内の樹脂原料８０との間に、ガスＧが導入される。これにより、第３閉空間４Ｃ内における樹脂原料８０を、第３閉空間４Ｃにおける表側成形面２０１へ押圧することができる。
【００５２】
こうして、キャビティ２０Ｚ内に充填した樹脂原料８０を冷却・固化させて、樹脂成形品８Ｚを成形することができる。
なお、第３閉空間４Ｃに導入したガスＧによる樹脂原料８０の押圧が完了するまで、第１閉空間４Ａに導入したガスＧによる樹脂原料８０の押圧、及び第３閉空間４Ｃに導入したガスＧによる樹脂原料８０の押圧を継続することができる。
【００５３】
本例においては、キャビティ２０Ｚ内において、樹脂原料８０が先に充満される部位（第１閉空間４Ａ）から順に、すなわちスキン層（樹脂原料８０の硬化部分）が先に形成される部位から順に、順次樹脂原料８０を押圧することができる。そのため、樹脂成形品８Ｚの表側面８０１の全体において、ヒケ等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１における、樹脂成形品とこれに対応する成形型のキャビティを示す斜視説明図。
【図２】実施例１における、射出成形装置を示す断面説明図。
【図３】実施例１における、キャビティ内に樹脂原料を充填した状態の射出成形装置を示す断面説明図。
【図４】実施例１における、閉位置にある弁部材の周辺を拡大して示す断面説明図。
【図５】実施例１における、キャビティ内にガスを導入した状態の射出成形装置を示す断面説明図。
【図６】実施例１における、開位置にある弁部材の周辺を拡大して示す断面説明図。
【図７】実施例１における、他のガス導入口及び弁部材の周辺を拡大して示す断面説明図。
【図８】実施例１における、横軸にキャビティ内におけるガス圧力（５ＭＰａ）の立上り時間（秒）をとり、縦軸にリブのヒケの大きさ（μｍ）をとって、両者の関係を示すグラフ。
【図９】実施例２における、樹脂成形品とこれに対応する成形型のキャビティを示す斜視説明図。
【図１０】実施例２における、成形型のキャビティを示す平面説明図。
【図１１】実施例２における、射出成形装置を示す断面説明図。
【図１２】実施例２における、第１弁部材からキャビティ内にガスを導入する状態の射出成形装置を示す断面説明図。
【図１３】実施例２における、第２弁部材からキャビティ内にガスを導入する状態の射出成形装置を示す断面説明図。
【図１４】実施例２における、第３弁部材からキャビティ内にガスを導入する状態の射出成形装置を示す断面説明図。
【符号の説明】
【００５５】
１ 射出成形装置
２ 成形型
２０ キャビティ
２０１ 表側成形面
２０２ 裏側成形面
２１ ガス導入口
２１１ 縮小通路部
２１２ 拡大通路部
２２ 樹脂導入口
３ 弁部材
３０１ 閉位置
３０２ 開位置
３２ 挿入部
８ 樹脂成形品
８０ 樹脂原料
８０１ 表側面
８０２ 裏側面
Ｇ ガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビティ内に充填した樹脂原料をガスによって押圧して、表面精度に優れた樹脂成形品を得る射出成形装置及び射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂原料を成形型のキャビティ内に射出成形して、樹脂成形品を得る技術においては、樹脂成形品の意匠表面に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が形成されることを防止するために、キャビティにおける裏側成形面と、キャビティ内における樹脂原料との間にガスを導入し、当該樹脂原料をキャビティにおける表側成形面へ押圧（加圧）している。これにより、樹脂成形品の意匠表面の外観及び形状を安定させている。
このように樹脂成形品の意匠表面にヒケ等が生じることを防止する技術としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１の合成樹脂射出成形品のひけ防止方法においては、合成樹脂射出成形品の裏面側を成形するコアに、成形型内に圧力流体を導入する間隙部を形成している。
この間隙部は、コアの中央部に、筒状の導孔を形成すると共にこの導孔の上端出口に成形型内に開口する円錐状の弁座を形成し、導孔内に弁棒を挿通すると共に弁座内に弁体を配置して形成している。そして、弁棒を成形型内から後退させたときには、弁体によって弁座を閉塞し、弁棒を成形型内へ前進させたときには、弁体を弁座から離隔して、この弁体と弁座との間に、成形型内に圧力流体を導入するための間隙を形成している。こうして、合成樹脂成形品の成形表面を成形型内の表面に圧接させて、ひけの発生を防止している。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１においては、弁棒を成形型内に向けて前進させ、弁体を弁座から離隔させるときには、弁体と弁座との間の間隙から成形型内に圧力流体を導入するだけでなく、弁体により成形型内の合成樹脂成形品を加圧している。
そのため、弁体を弁座との間に形成する間隙の大きさ（開口面積）には限界があり、短時間で十分な流量及び圧力の圧力流体を導入することが困難になっている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５０−７５２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入して、キャビティ内の樹脂原料を押圧することができ、樹脂成形品の表側面に、ヒケ等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる射出成形装置及び射出成形方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、樹脂原料を充填して樹脂成形品を得るためのキャビティと、該キャビティ内に上記樹脂原料を導入するための樹脂導入口と、上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の裏側面を成形する裏側成形面に開口し、該裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するためのガス導入口とを形成してなる成形型を備えた射出成形装置において、
上記ガス導入口内には、該ガス導入口の開口面積を変化させる弁部材が挿入配置してあり、
該弁部材は、上記キャビティ内に充填する上記樹脂原料が上記ガス導入口内へ浸入することを防止するための閉位置と、該閉位置から後退して上記ガス導入口の開口面積を拡大させ、上記裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するための開位置とに移動するよう構成してあることを特徴とする射出成形装置にある（請求項１）。
【０００８】
本発明の射出成形装置は、上記キャビティ、樹脂導入口及びガス導入口を形成してなる成形型を備えており、ガス導入口内には、上記弁部材を挿入配置してなる。
本発明の射出成形装置を用いて射出成形を行い、樹脂成形品を得る際には、まず、弁部材を上記閉位置に移動させておく。このとき、弁部材とガス導入口との間には、ほとんど間隙を形成しないことができる（ガス導入口を、略完全に閉じることができる。）。
【０００９】
また、この弁部材を閉位置に移動させたときには、キャビティ内に充填する樹脂原料がガス導入口内へほとんど浸入しない間隙を形成することもできる（ガス導入口の開口面積を、このガス導入口への樹脂原料の浸入を防止できる程度に縮小させることができる。）。
【００１０】
そして、弁部材が閉位置にあり、弁部材とガス導入口との間の間隙からガス導入口内へ樹脂原料が浸入してしまうことを防止した状態で、樹脂導入口からキャビティ内に樹脂原料を充填する。
次いで、キャビティ内に導入した樹脂原料が、ガス導入口の配設位置まで到達した後には、弁部材を、キャビティから後退させて、上記開位置に移動させる。このとき、弁部材を後退させる距離に制約はなく、ガス導入口の開口面積（又は弁部材とガス導入口との間の間隙量）を十分に大きくすることができる。
【００１１】
そのため、ガス導入口から、キャビティにおける裏側成形面と、キャビティ内における樹脂原料との間にガスを導入する際には、短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入することができる。これにより、樹脂原料を、キャビティにおける表側成形面へ十分に押圧することができ、樹脂成形品の表側面に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
【００１２】
それ故、本発明の射出成形装置によれば、短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入して、キャビティ内の樹脂原料を押圧することができ、樹脂成形品の表側面に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
【００１３】
第２の発明は、樹脂原料を充填して樹脂成形品を得るためのキャビティと、該キャビティ内に上記樹脂原料を導入するための樹脂導入口と、上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の裏側面を成形する裏側成形面に開口し、該裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するためのガス導入口とを有し、該ガス導入口内には、該ガス導入口の開口面積を変化させる弁部材を挿入配置してなる成形型を用いて、射出成形を行う方法において、
上記弁部材を、上記ガス導入口の開口面積を縮小させた閉位置に移動させた状態で、上記樹脂導入口から上記キャビティ内に樹脂原料を充填する原料充填工程と、
上記弁部材を、上記キャビティから後退させて上記ガス導入口の開口面積を拡大させた開位置に移動させた状態で、上記裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入し、当該樹脂原料を上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の表側面を成形する表側成形面へ押圧する押圧工程とを含むことを特徴とする射出成形方法にある（請求項４）。
【００１４】
本発明の射出成形方法においては、上記キャビティ、樹脂導入口、ガス導入口及び弁部材を有する成形型を用いて、上記原料充填工程及び押圧工程を行い、樹脂成形品を得る。
原料充填工程を行う際には、弁部材は、ガス導入口の開口面積を縮小させた閉位置に移動させておく。このとき、ガス導入口は、略完全に閉じることができるだけでなく、ガス導入口への樹脂原料の浸入を防止できる程度に開口面積を縮小させることもできる。
そして、弁部材が閉位置にあり、弁部材とガス導入口との間の間隙からガス導入口内へ樹脂原料が浸入してしまうことを防止した状態で、樹脂導入口からキャビティ内に樹脂原料を充填する。
【００１５】
次いで、押圧工程においては、キャビティ内に導入した樹脂原料が、ガス導入口の配設位置まで到達した後に、弁部材を、キャビティから後退させて、ガス導入口の開口面積を拡大させる開位置に移動させる。このとき、弁部材を後退させる距離に制約はなく、ガス導入口の開口面積（又は弁部材とガス導入口との間の間隙量）を十分に大きくすることができる。
【００１６】
そのため、ガス導入口から、キャビティにおける裏側成形面と、キャビティ内における樹脂原料との間にガスを導入する際には、短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入することができる。これにより、樹脂原料を、キャビティにおける表側成形面へ十分に押圧することができ、樹脂成形品の表側面に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
【００１７】
それ故、本発明の射出成形方法によれば、短時間で十分な流量及び圧力のガスを導入して、キャビティ内の樹脂原料を押圧することができ、樹脂成形品の表側面に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に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】
【００１８】
上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１、第２の発明において、上記樹脂成形品は、ラジエータグリル、バックガーニッシュ、サイドモール、ホイールカバー、インストルメントパネル等とすることができる。また、上記成形型内に注入するガスは、空気又は窒素等の高圧ガスとすることができる。
【００１９】
また、上記ガス導入口は、上記キャビティに開口する先端側の部位に、当該ガス導入口の断面積を最も縮小させた縮小通路部を有すると共に、該縮小通路部に連通する部位に、該縮小通路部よりも当該ガス導入口の断面積を拡大させた拡大通路部を有しており、上記弁部材は、上記縮小通路部内に挿入する挿入部を有していると共に、上記閉位置に移動したときには、上記縮小通路部内に上記挿入部を挿入して、当該ガス導入口の開口面積を縮小させると共に、上記開位置に移動したときには、上記挿入部を上記拡大通路部内に配置して、当該ガス導入口の開口面積を拡大させるよう構成することが好ましい（請求項２、５）。
【００２０】
この場合には、弁部材を閉位置と開位置とに移動させて、ガス導入口の開口面積を変化させることが容易である。
すなわち、弁部材をキャビティへ前進させて、閉位置に移動させたときには、挿入部を縮小通路部内に挿入して、ガス導入口の開口面積を容易に縮小させることができる。一方、弁部材をキャビティから後退させて、開位置に移動させたときには、挿入部を縮小通路部から抜き出すと共に拡大通路部内に配置して、ガス導入口の開口面積を十分に拡大させることができる。
【００２１】
また、上記ガス導入口における上記縮小通路部は、上記キャビティから離れるに連れて当該ガス導入口の断面積を拡大させるテーパ形状を有しており、上記弁部材における上記挿入部は、上記テーパ形状の縮小通路部に対面するテーパ形状を有していることが好ましい（請求項３、６）。
この場合には、弁部材を閉位置から開位置に移動させる際に、ガス導入口の開口面積を迅速に拡大させることができる。そのため、弁部材を開位置に移動させる際に、一層短時間で、十分な流量及び圧力のガスによって、キャビティ内における樹脂材料を押圧することができる。
【実施例】
【００２２】
以下に、本発明の射出成形装置及び射出成形方法にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例の射出成形装置１は、図１、図２に示すごとく、樹脂原料８０を充填して樹脂成形品８を得るためのキャビティ２０を形成してなる成形型２を備えている。この成形型２には、キャビティ２０に開口し、このキャビティ２０内に樹脂原料８０を導入するための樹脂導入口２２が形成してある。また、成形型２には、図２〜図６に示すごとく、キャビティ２０において樹脂成形品８の裏側面８０２を成形する裏側成形面２０２に開口し、この裏側成形面２０２と、キャビティ２０内における樹脂原料８０との間にガスＧを導入するためのガス導入口２１が形成してある。
【００２３】
上記ガス導入口２１内には、このガス導入口２１の開口面積を変化させる弁部材３が挿入配置してある。この弁部材３は、図２〜図４に示すごとく、キャビティ２０へ前進してガス導入口２１を閉じる閉位置３０１と、図５、図６に示すごとく、キャビティ２０から後退してガス導入口２１を開ける開位置３０２とに移動するよう構成してある。
そして、弁部材３は、図３、図４に示すごとく、閉位置３０１に移動したときには、キャビティ２０内に充填する樹脂原料８０がガス導入口２１内へ浸入することを防止するよう構成してある。また、弁部材３は、図５、図６に示すごとく、開位置３０２に移動したときには、閉位置３０１に位置するときよりもガス導入口２１の開口面積を拡大させ、キャビティ２０における裏側成形面２０２と、キャビティ２０内における樹脂原料８０との間に十分な流量及び圧力のガスＧを導入するよう構成してある。
【００２４】
以下に、本例の射出成形装置１及び射出成形方法につき、図１〜図６と共に詳説する。
本例の射出成形装置１においては、キャビティ２０内に、短時間で十分な流量及び圧力のガスＧを導入して、キャビティ２０内における樹脂原料８０を十分に押圧するために、上記弁部材３を開位置３０２に移動させたときに、上記ガス導入口２１の開口面積を十分に大きくするための工夫を行っている。
【００２５】
図４、図６に示すごとく、本例のガス導入口２１は、キャビティ２０に開口する先端側の部位に、当該ガス導入口２１の断面積を最も縮小させた縮小通路部２１１を有すると共に、この縮小通路部２１１に連通する部位に、縮小通路部２１１よりも当該ガス導入口２１の断面積を拡大させた拡大通路部２１２を有している。また、本例の弁部材３は、ロッド３１の先端部に、縮小通路部２１１内に挿入する挿入部３２を形成してなる。
また、本例のガス導入口２１及び弁部材３は、断面円形状を有している。
【００２６】
本例の拡大通路部２１２は、縮小通路部２１１を拡径して形成してある。
また、本例の縮小通路部２１１は、キャビティ２０から離れるに連れて拡径してなるテーパ形状を有している。また、弁部材３における挿入部３２は、テーパ形状の縮小通路部２１１に対面するテーパ形状を有している。
【００２７】
そして、弁部材３は、図４に示すごとく、閉位置３０１に前進したときには、挿入部３２を縮小通路部２１１内に挿入して、当該ガス導入口２１を閉じるよう構成してある。また、弁部材３は、図６に示すごとく、開位置３０２に後退したときには、挿入部３２を拡大通路部２１２内に配置し、縮小通路部２１１の全体をキャビティ２０に対して開口させて、当該ガス導入口２１を開けるよう構成されている。
【００２８】
図４に示すごとく、閉位置３０１にある弁部材３の先端面は、裏側成形面２０２よりも若干キャビティ２０内に突出させることができる。また、閉位置３０１にある弁部材３の先端面は、キャビティ２０における裏側成形面２０２と略同一面を形成することもできる。なお、図７に示すごとく、縮小通路部２１１は、ストレート形状に形成することもできる。
【００２９】
図４に示すごとく、上記閉位置３０１にある弁部材３とガス導入口２１との間の隙間Ｓは、０〜５０μｍとすることができる。また、弁部材３が閉位置３０１にあるときのガス導入口２１の開口面積Ａ１は、０〜０．１ｍｍ2とすることができる。
一方、図６に示すごとく、弁部材３が開位置３０２にあるときのガス導入口２１の開口面積Ａ２は、３〜１２０ｍｍ2とすることができる。なお、本例においては、この弁部材３が開位置３０２にあるときのガス導入口２１の開口面積Ａ２は、ガス導入口２１における縮小通路部２１１の断面積となる。
また、弁部材３を開位置３０２にした際に、拡大通路部２１２とガス導入口２１との間に形成される隙間の断面積は、縮小通路部２１１の断面積よりも大きくすることができる。
【００３０】
また、ガス導入口２１は、窒素ガスを蓄圧する蓄圧タンク（図示略）に接続してある。この蓄圧タンクは、キャビティ２０へのガスＧ導入時にガス導入口２１に圧力降下がほとんど生じないよう十分な容量を有している。蓄圧タンク内の圧力は、例えば、３〜３０ＭＰａとすることができ、蓄圧タンクの容量は、例えば、０．５〜１０Ｌとすることができる。また、ガス導入口２１と蓄圧タンクとを繋ぐ配管は、圧力降下がほとんど生じないよう十分な断面積を有している。
なお、蓄圧タンクとガス導入口２１との間の配管には、圧力レギュレータを配設することができる。この場合には、キャビティ２０内に導入するガスＧの圧力を、圧力レギュレータによって設定した圧力に維持することができる。
【００３１】
図１に示すごとく、本例において成形する樹脂成形品８は、板状本体部８１と、この板状本体部８１の裏側面８０２から立設した立壁部８２とを有している。本例の立壁部８２は、板状本体部８１の裏側面８０２の外縁部と中間部とに形成してある。
また、図２に示すごとく、キャビティ２０は、板状本体部８１を成形する本体部用キャビティ２３と、立壁部８２を成形する立壁部用キャビティ２４とからなる。そして、ガス導入口２１からガスＧを導入する本体部用キャビティ２３における裏側成形面２０２の周囲は、立壁部用キャビティ２４によって囲まれている。
【００３２】
また、本例の射出成形装置１は、熱可塑性樹脂の射出成形を行うものであり、キャビティ２０内に導入する樹脂原料８０の射出圧力は、例えば、３０〜５０ＭＰａとし、キャビティ２０内に導入する樹脂原料８０の加熱温度は、例えば、２００〜２５０℃とする。また、ガス導入口２１からキャビティ２０内に導入するガスＧの圧力は、例えば、３〜３０ＭＰａとする。本例のガスＧは、窒素ガスとした。
【００３３】
なお、図示は省略するが、弁部材３は、シリンダー、ソレノイド、モータ等のアクチュエータによって、ガス導入口２１を閉じる閉位置３０１と、ガス導入口２１を開ける開位置３０２とに移動可能である。弁部材３の移動動作は、シーケンサ（プログラマブルコントローラ）等の制御手段によって制御可能である。
【００３４】
次に、上記射出成形装置１を用いて樹脂成形品８を成形する方法につき説明し、射出成形装置１及び射出成形方法による作用効果を説明する。
本例の射出成形方法においては、以下の原料充填工程及び押圧工程を行って、樹脂成形品８を得る。
【００３５】
原料充填工程を行う際には、図２に示すごとく、弁部材３をキャビティ２０へ前進させた閉位置３０１に移動させておく。このとき、弁部材３における挿入部３２が、ガス導入口２１における縮小通路部２１１内に挿入される。また、このとき、ガス導入口２１は、完全に閉じている必要はなく、ガス導入口２１への樹脂原料８０の浸入を防止できる程度に開口面積を縮小させておくことができる。
そして、図３、図４に示すごとく、弁部材３が閉位置３０１にあり、弁部材３とガス導入口２１との間の間隙からガス導入口２１内へ樹脂原料８０が浸入してしまうことを防止した状態で、樹脂導入口２２からキャビティ２０内に加熱溶融した樹脂原料８０を充填する。
【００３６】
次いで、押圧工程においては、図５、図６に示すごとく、キャビティ２０内に導入した樹脂原料８０が、ガス導入口２１の配設位置まで到達した後に、弁部材３を、キャビティ２０から後退させて、ガス導入口２１の開口面積を拡大させる開位置３０２に移動させる。このとき、弁部材３における挿入部３２が、縮小通路部２１１内から抜き出されて、拡大通路部２１２内に配置されることにより、縮小通路部２１１の全体が開口される。
【００３７】
そして、ガス導入口２１からキャビティ２０内へガスＧが導入される。このとき、裏側成形面２０２に対面する樹脂原料８０の部分は、硬化を始めており、スキン層を形成している。そのため、ガス導入口２１から導入されたガスＧは、キャビティ２０内における樹脂原料８０の内部に浸入することなく、裏側成形面２０２とこれに対面する樹脂原料８０のスキン層との間に留まる。
こうして、キャビティ２０内に充填した樹脂原料８０を冷却・固化させて、樹脂成形品８を成形することができる。
【００３８】
上記弁部材３を開位置３０２に移動させたとき、弁部材３を後退させる距離に制約はなく、ガス導入口２１の開口面積（弁部材３とガス導入口２１との間の間隙量）を十分に大きくすることができる。本例においては、ガス導入口２１の開口面積は、縮小通路部２１１の断面積と同じ大きさで開口させることができ、さらに十分に大きくすることができる。
【００３９】
そのため、ガス導入口２１から、キャビティ２０における裏側成形面２０２と、キャビティ２０内における樹脂原料８０との間にガスＧを導入する際には、短時間で十分な流量及び圧力のガスＧを導入することができる。これにより、樹脂原料８０を、キャビティ２０における表側成形面２０１へ十分に押圧することができ、樹脂成形品８の表側面（意匠表面）８０１に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
【００４０】
また、上記押圧工程において、ガス導入口２１からキャビティ２０内へガスＧを導入するタイミングは、原料充填工程完了後、迅速に行うことが好ましい。これに対し、裏側成形面２０２に対面する樹脂原料８０の部分が未硬化であると、キャビティ２０内に導入されたガスＧが樹脂原料８０の内部に浸入してしまい、押圧工程による押圧効果を得ることができないおそれがある。
【００４１】
そのため、ガスＧの導入は、裏側成形面２０２に対面する樹脂原料８０の部分が硬化を始め、スキン層を形成した後であり、かつ原料充填工程完了後できるだけ早く（０．５秒以内に）行うことが好ましい。一方、充填工程完了後、０．５秒経過後にガスＧの導入を開始した場合には、スキン層の固化が進んで、押圧工程による押圧効果を得ることができないおそれがある。
よって、０．５秒以内という短時間に十分な流量及び圧力のガスＧを導入するためには、本例のガス導入口２１及び弁部材３を用いた射出成形装置１及び射出成形方法を採用することが最も有効である。
【００４２】
また、本例においては、上記ガスＧの導入タイミングの違いが、樹脂成形品８のリブ（上記立壁部８２）の表面に生じるヒケ（表面に形成される凹み）に与える影響について調査した。
そして、キャビティ２０内へ５ＭＰａのガスＧを導入するタイミングを、キャビティ２０への樹脂原料８０の充填完了後、０．１〜２秒後の間で変化させたときのヒケの大きさ（凹み量）を測定した結果を図８に示す。
【００４３】
同図において、横軸は、キャビティ２０への樹脂原料８０の充填完了後にガスＧの導入を開始し、キャビティ２０内におけるガスＧの圧力が５ＭＰａになるまでの時間（立上り時間）（秒）を示し、縦軸は、リブのヒケの大きさ（μｍ）を示す。そして、この立上り時間とリブのヒケの大きさとの関係はほぼ比例した関係にあることがわかった。
そして、ヒケの目標値（許容されるヒケの大きさ）を、２μｍ以下とすると、上記立上り時間は、少なくとも０．５秒以下にする必要があることがわかった。また、ヒケの目標値を２μｍ以下にするためには、立上り時間は、０．２秒以下にすることがより好ましいことがわかった。
【００４４】
上記測定結果に対し、本例の構成（上記ガス導入口２１及び弁部材３を用いた構成）によれば、上記立上り時間を容易に０．２秒程度にすることができ、ヒケの目標を容易に達成できる（ヒケの目標値を２μｍ以下にできる）ことがわかった。
一方、従来の構成（弁部材３を用いておらず、樹脂原料８０の浸入を防止できる狭い間隙からキャビティ２０内にガスＧを導入する構成）においては、上記立上り時間を０．６秒未満にすることが困難であり、ヒケの目標を達成することが困難であることがわかった。
【００４５】
それ故、本例の射出成形装置１及び射出成形方法によれば、短時間で十分な流量及び圧力のガスＧを導入して、キャビティ２０内の樹脂原料８０を押圧することができ、樹脂成形品８の表側面８０１に、ヒケ（表面に形成される凹み）等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
【００４６】
（実施例２）
本例は、図９〜図１４に示すごとく、成形型２Ｚのキャビティ２０Ｚにおける裏側成形面２０２に複数のガス導入口２１Ａ〜Ｃを形成し、各ガス導入口２１Ａ〜Ｃからキャビティ２０Ｚ内にガスＧを導入する順序に工夫を行った例である。
本例の樹脂成形品８Ｚは、図９、図１０に示すごとく、ラジエータグリルである。そして、本例の本体部用キャビティ２３は、立壁部用キャビティ２４によって囲まれた領域である閉空間４を複数形成してなる。また、複数の閉空間４は、樹脂導入口２２に近い順に、第１閉空間４Ａ、第２閉空間４Ｂ、第３閉空間４Ｃとして形成されている。
【００４７】
また、図１０に示すごとく、本例の樹脂導入口２２は、キャビティ２０Ｚにおける中央部分に設けてあり、本例のキャビティ２０Ｚにおいては、樹脂導入口２２から導入した樹脂原料８０を左右方向Ｗに分岐させて充填させる。
図１１に示すごとく、本例のガス導入口２１は、各閉空間４における裏側成形面２０２にそれぞれ設けてあり、第１閉空間４Ａに設けた第１ガス導入口２１Ａ、第２閉空間４Ｂに設けた第２ガス導入口２１Ｂ、及び第３閉空間４Ｃに設けた第３ガス導入口２１Ｃとして形成してある。
そして、第１ガス導入口２１Ａには、第１弁部材３Ａが挿入配置してあり、第２ガス導入口２１Ｂには、第２弁部材３Ｂが挿入配置してあり、第３ガス導入口２１Ｃには、第３弁部材３Ｃが挿入配置してある。
【００４８】
本例においては、原料充填工程を行っているときに押圧工程を開始する。この押圧工程においては、キャビティ２０Ｚ内において樹脂原料８０が先に充満される閉空間４に設けたガス導入口２１から先に、ガスＧの導入を開始する。
具体的には、まず、射出成形を開始する前には、図１１に示すごとく、上記各弁部材３Ａ〜Ｃを閉位置３０１に移動させておく。そして、原料充填工程として、図１２に示すごとく、樹脂導入口２２からキャビティ２０Ｚ内に樹脂原料８０の充填を開始し、キャビティ２０Ｚ内を流動する樹脂原料８０が、第１閉空間４Ａを充満したときには、第１弁部材３Ａを閉位置から後退させて、開位置に移動させる。
【００４９】
このとき、第１ガス導入口２１Ａから、第１閉空間４Ａにおける裏側成形面２０２と、第１閉空間４Ａ内の樹脂原料８０との間に、ガスＧが導入される。これにより、第１閉空間４Ａ内における樹脂原料８０を、第１閉空間４Ａにおける表側成形面２０１へ押圧することができる。
【００５０】
次いで、図１３に示すごとく、キャビティ２０Ｚ内を流動する樹脂原料８０が、第２閉空間４Ｂを充満したときには、第２弁部材３Ｂを閉位置から後退させて、開位置に移動させる。
このとき、第２ガス導入口２１Ｂから、第２閉空間４Ｂにおける裏側成形面２０２と、第２閉空間４Ｂ内の樹脂原料８０との間に、ガスＧが導入される。これにより、第２閉空間４Ｂ内における樹脂原料８０を、第２閉空間４Ｂにおける表側成形面２０１へ押圧することができる。
【００５１】
次いで、図１４に示すごとく、キャビティ２０Ｚ内を流動する樹脂原料８０が、第３閉空間４Ｃを充満したときには、第３弁部材３Ｃを閉位置から後退させて、開位置に移動させる。
このとき、第３ガス導入口２１Ｃから、第３閉空間４Ｃにおける裏側成形面２０２と、第３閉空間４Ｃ内の樹脂原料８０との間に、ガスＧが導入される。これにより、第３閉空間４Ｃ内における樹脂原料８０を、第３閉空間４Ｃにおける表側成形面２０１へ押圧することができる。
【００５２】
こうして、キャビティ２０Ｚ内に充填した樹脂原料８０を冷却・固化させて、樹脂成形品８Ｚを成形することができる。
なお、第３閉空間４Ｃに導入したガスＧによる樹脂原料８０の押圧が完了するまで、第１閉空間４Ａに導入したガスＧによる樹脂原料８０の押圧、及び第３閉空間４Ｃに導入したガスＧによる樹脂原料８０の押圧を継続することができる。
【００５３】
本例においては、キャビティ２０Ｚ内において、樹脂原料８０が先に充満される部位（第１閉空間４Ａ）から順に、すなわちスキン層（樹脂原料８０の硬化部分）が先に形成される部位から順に、順次樹脂原料８０を押圧することができる。そのため、樹脂成形品８Ｚの表側面８０１の全体において、ヒケ等のひずみ状態が発生することを効果的に防止することができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１における、樹脂成形品とこれに対応する成形型のキャビティを示す斜視説明図。
【図２】実施例１における、射出成形装置を示す断面説明図。
【図３】実施例１における、キャビティ内に樹脂原料を充填した状態の射出成形装置を示す断面説明図。
【図４】実施例１における、閉位置にある弁部材の周辺を拡大して示す断面説明図。
【図５】実施例１における、キャビティ内にガスを導入した状態の射出成形装置を示す断面説明図。
【図６】実施例１における、開位置にある弁部材の周辺を拡大して示す断面説明図。
【図７】実施例１における、他のガス導入口及び弁部材の周辺を拡大して示す断面説明図。
【図８】実施例１における、横軸にキャビティ内におけるガス圧力（５ＭＰａ）の立上り時間（秒）をとり、縦軸にリブのヒケの大きさ（μｍ）をとって、両者の関係を示すグラフ。
【図９】実施例２における、樹脂成形品とこれに対応する成形型のキャビティを示す斜視説明図。
【図１０】実施例２における、成形型のキャビティを示す平面説明図。
【図１１】実施例２における、射出成形装置を示す断面説明図。
【図１２】実施例２における、第１弁部材からキャビティ内にガスを導入する状態の射出成形装置を示す断面説明図。
【図１３】実施例２における、第２弁部材からキャビティ内にガスを導入する状態の射出成形装置を示す断面説明図。
【図１４】実施例２における、第３弁部材からキャビティ内にガスを導入する状態の射出成形装置を示す断面説明図。
【符号の説明】
【００５５】
１ 射出成形装置
２ 成形型
２０ キャビティ
２０１ 表側成形面
２０２ 裏側成形面
２１ ガス導入口
２１１ 縮小通路部
２１２ 拡大通路部
２２ 樹脂導入口
３ 弁部材
３０１ 閉位置
３０２ 開位置
３２ 挿入部
８ 樹脂成形品
８０ 樹脂原料
８０１ 表側面
８０２ 裏側面
Ｇ ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂原料を充填して樹脂成形品を得るためのキャビティと、該キャビティ内に上記樹脂原料を導入するための樹脂導入口と、上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の裏側面を成形する裏側成形面に開口し、該裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するためのガス導入口とを形成してなる成形型を備えた射出成形装置において、
上記ガス導入口内には、該ガス導入口の開口面積を変化させる弁部材が挿入配置してあり、
該弁部材は、上記キャビティ内に充填する上記樹脂原料が上記ガス導入口内へ浸入することを防止するための閉位置と、該閉位置から後退して上記ガス導入口の開口面積を拡大させ、上記裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するための開位置とに移動するよう構成してあることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
請求項１において、上記ガス導入口は、上記キャビティに開口する先端側の部位に、当該ガス導入口の断面積を最も縮小させた縮小通路部を有すると共に、該縮小通路部に連通する部位に、該縮小通路部よりも当該ガス導入口の断面積を拡大させた拡大通路部を有しており、
上記弁部材は、上記縮小通路部内に挿入する挿入部を有していると共に、上記閉位置に移動したときには、上記縮小通路部内に上記挿入部を挿入して、当該ガス導入口の開口面積を縮小させると共に、上記開位置に移動したときには、上記挿入部を上記拡大通路部内に配置して、当該ガス導入口の開口面積を拡大させるよう構成してあることを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記ガス導入口における上記縮小通路部は、上記キャビティから離れるに連れて当該ガス導入口の断面積を拡大させるテーパ形状を有しており、
上記弁部材における上記挿入部は、上記テーパ形状の縮小通路部に対面するテーパ形状を有していることを特徴とする射出成形装置。
【請求項４】
樹脂原料を充填して樹脂成形品を得るためのキャビティと、該キャビティ内に上記樹脂原料を導入するための樹脂導入口と、上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の裏側面を成形する裏側成形面に開口し、該裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するためのガス導入口とを有し、該ガス導入口内には、該ガス導入口の開口面積を変化させる弁部材を挿入配置してなる成形型を用いて、射出成形を行う方法において、
上記弁部材を、上記ガス導入口の開口面積を縮小させた閉位置に移動させた状態で、上記樹脂導入口から上記キャビティ内に樹脂原料を充填する原料充填工程と、
上記弁部材を、上記キャビティから後退させて上記ガス導入口の開口面積を拡大させた開位置に移動させた状態で、上記裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入し、当該樹脂原料を上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の表側面を成形する表側成形面へ押圧する押圧工程とを含むことを特徴とする射出成形方法。
【請求項５】
請求項４において、上記ガス導入口は、上記キャビティに開口する先端側の部位に、当該ガス導入口の断面積を最も縮小させた縮小通路部を有すると共に、該縮小通路部に連通する部位に、該縮小通路部よりも当該ガス導入口の断面積を拡大させた拡大通路部を有しており、
上記弁部材は、上記縮小通路部内に挿入する挿入部を有していると共に、上記閉位置に移動したときには、上記縮小通路部内に上記挿入部を挿入して、当該ガス導入口の開口面積を縮小させると共に、上記開位置に移動したときには、上記挿入部を上記拡大通路部内に配置して、当該ガス導入口の開口面積を拡大させるよう構成してあることを特徴とする射出成形方法。
【請求項６】
請求項４又は５において、上記ガス導入口における上記縮小通路部は、上記キャビティから離れるに連れて当該ガス導入口の断面積を拡大させるテーパ形状を有しており、
上記弁部材における上記挿入部は、上記テーパ形状の縮小通路部に対面するテーパ形状を有していることを特徴とする射出成形方法。
【請求項１】
樹脂原料を充填して樹脂成形品を得るためのキャビティと、該キャビティ内に上記樹脂原料を導入するための樹脂導入口と、上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の裏側面を成形する裏側成形面に開口し、該裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するためのガス導入口とを形成してなる成形型を備えた射出成形装置において、
上記ガス導入口内には、該ガス導入口の開口面積を変化させる弁部材が挿入配置してあり、
該弁部材は、上記キャビティ内に充填する上記樹脂原料が上記ガス導入口内へ浸入することを防止するための閉位置と、該閉位置から後退して上記ガス導入口の開口面積を拡大させ、上記裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するための開位置とに移動するよう構成してあることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
請求項１において、上記ガス導入口は、上記キャビティに開口する先端側の部位に、当該ガス導入口の断面積を最も縮小させた縮小通路部を有すると共に、該縮小通路部に連通する部位に、該縮小通路部よりも当該ガス導入口の断面積を拡大させた拡大通路部を有しており、
上記弁部材は、上記縮小通路部内に挿入する挿入部を有していると共に、上記閉位置に移動したときには、上記縮小通路部内に上記挿入部を挿入して、当該ガス導入口の開口面積を縮小させると共に、上記開位置に移動したときには、上記挿入部を上記拡大通路部内に配置して、当該ガス導入口の開口面積を拡大させるよう構成してあることを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記ガス導入口における上記縮小通路部は、上記キャビティから離れるに連れて当該ガス導入口の断面積を拡大させるテーパ形状を有しており、
上記弁部材における上記挿入部は、上記テーパ形状の縮小通路部に対面するテーパ形状を有していることを特徴とする射出成形装置。
【請求項４】
樹脂原料を充填して樹脂成形品を得るためのキャビティと、該キャビティ内に上記樹脂原料を導入するための樹脂導入口と、上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の裏側面を成形する裏側成形面に開口し、該裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入するためのガス導入口とを有し、該ガス導入口内には、該ガス導入口の開口面積を変化させる弁部材を挿入配置してなる成形型を用いて、射出成形を行う方法において、
上記弁部材を、上記ガス導入口の開口面積を縮小させた閉位置に移動させた状態で、上記樹脂導入口から上記キャビティ内に樹脂原料を充填する原料充填工程と、
上記弁部材を、上記キャビティから後退させて上記ガス導入口の開口面積を拡大させた開位置に移動させた状態で、上記裏側成形面と上記キャビティ内における上記樹脂原料との間にガスを導入し、当該樹脂原料を上記キャビティにおいて上記樹脂成形品の表側面を成形する表側成形面へ押圧する押圧工程とを含むことを特徴とする射出成形方法。
【請求項５】
請求項４において、上記ガス導入口は、上記キャビティに開口する先端側の部位に、当該ガス導入口の断面積を最も縮小させた縮小通路部を有すると共に、該縮小通路部に連通する部位に、該縮小通路部よりも当該ガス導入口の断面積を拡大させた拡大通路部を有しており、
上記弁部材は、上記縮小通路部内に挿入する挿入部を有していると共に、上記閉位置に移動したときには、上記縮小通路部内に上記挿入部を挿入して、当該ガス導入口の開口面積を縮小させると共に、上記開位置に移動したときには、上記挿入部を上記拡大通路部内に配置して、当該ガス導入口の開口面積を拡大させるよう構成してあることを特徴とする射出成形方法。
【請求項６】
請求項４又は５において、上記ガス導入口における上記縮小通路部は、上記キャビティから離れるに連れて当該ガス導入口の断面積を拡大させるテーパ形状を有しており、
上記弁部材における上記挿入部は、上記テーパ形状の縮小通路部に対面するテーパ形状を有していることを特徴とする射出成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−２６８８２１（Ｐ２００７−２６８８２１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９６２２９（Ｐ２００６−９６２２９）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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