射出成形用金型
【課題】平板成形品の周縁部の形状に応じて配置される外枠の取り付けや交換を簡便にできるとともに、高精度な平板状成形品を形成できる射出成形用金型を提供する。
【解決手段】射出成形用金型のミドルプレート３０は、固定型板１１の主面（図中の上面）１１Ｘのほぼ中央位置に着脱自在に取り付けられるコアプレート３１と、コアプレート３１の外周に隣接して配置される４個の外枠３２と、固定型板１１の主面１１Ｘ側の外周部分に着脱自在に取り付けられる外周支持枠としての外周サポートブロック３３と、固定型板１１の主面１１Ｘ側において、外枠３２と外周サポートブロック３３との間に挿入される挿入部材としてのロッキングブロック３４とを備えている。ロッキングブロック３４は、断面くさび状（逆台形状）に形成されている。
【解決手段】射出成形用金型のミドルプレート３０は、固定型板１１の主面（図中の上面）１１Ｘのほぼ中央位置に着脱自在に取り付けられるコアプレート３１と、コアプレート３１の外周に隣接して配置される４個の外枠３２と、固定型板１１の主面１１Ｘ側の外周部分に着脱自在に取り付けられる外周支持枠としての外周サポートブロック３３と、固定型板１１の主面１１Ｘ側において、外枠３２と外周サポートブロック３３との間に挿入される挿入部材としてのロッキングブロック３４とを備えている。ロッキングブロック３４は、断面くさび状（逆台形状）に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形用金型に関する。さらに詳しくは、本発明は、平板成形品の周縁部の形状に応じて配置される外枠の取り付けや交換を簡便にできるとともに、高精度な平板状成形品を形成できる射出成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形品は、日用品、自動車部品、家電部品、電子部品、光学機器など、汎用から精密用途に至るまで広範囲に使用されている。射出成形品の品質と生産性の良否は、金型の良否に左右されるところが大きい。射出成形用金型の製作には、工作精度、品質の均一化、生産性など、あらゆる面で高度な技術が要求される。
【０００３】
射出成形用金型は、比較的納期が長く、高価なので、射出成形品の金型償却費負担が大きい。また、成形品の切り替えごとに金型を交換すると、その手間と時間的損失が大きく、射出成形機の稼働率が低下する。特に、液晶表示装置に用いられる光拡散板や、導光板などの平板成形品では、同じサイズの液晶表示装置であっても、当該装置への取り付け方法の相違などにより、平板成形品の周縁部（いわゆる、ミミ）の形状が異なるため、射出成形用金型において、形状の異なる複数種類の外枠を用意し、この外枠を入れ替えることにより、同一の金型を用いて、異なる形状、寸法の平板成形品を成形する試みがなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、コアプレートと、このコアプレートの周囲四辺に設けられる外枠とを有し、外枠を、幅寸法や形状の異なる複数種類が交換可能な構成とし、かつ、コアプレートと外枠との間に寸法の異なる複数種類の平板状入れ子を配置可能な射出成形用金型が開示されている。このような射出成形用金型によれば、コアプレートの外周に平板状の入れ子を適宜配置することにより、有効面積の異なる２種類以上の平板成形品を形成できる。また、外枠を異なる形状のものに交換することにより、平板成形品の外形を変更することができる。
【０００５】
このような射出成形用金型は、具体的には、図１６，図１７に示すような構成となっており、下記の手順により組み立てられる。図１６は、従来の射出成形用金型の構成の一部を模式的に示す断面図である。図１７は、射出成形用金型を組み立てる様子を模式的に示す分解断面図である。なお、図１６，図１７に示す射出成形用金型では、前記平板状入れ子が用いられていない構成となっている。
【０００６】
図１６に示すように、従来の射出成形用金型１００は、型板１１０と、型板１１０の主面１１０Ｘ（図中の上面）の略中央位置に配置されるコアプレート１２０と、コアプレート１２０の外周（図中の右側）に配置される外枠１３０と、型板１１０の外周部分に配置される外周支持枠１４０とを備えている。
【０００７】
外枠１３０には、形状の異なる複数種類のものが用意されている。外枠１３０は、型板１１０の法線とほぼ平行に延びるボルト１０１により、型板１１０の主面１１０Ｘに取り付けられるとともに、型板１１０の主面１１０Ｘに対して略平行に延びる複数のボルト１０２により、コアプレート１２０の外周部分に取り付けられている。
【０００８】
外周支持枠１４０には、型板１１０の主面１１０Ｘに設けられた位置決め部材１５０（ピンやキー）に嵌合する凹部１４１が形成されている。外周支持枠１４０は、位置決め部材１５０と凹部１４１とを嵌合させた状態で、型板１１０の法線とほぼ平行に延びるボルト１０３により、型板１１０の主面１１０Ｘに取り付けられている。
【０００９】
このような射出成形用金型１００の組み立ての手順について説明する。
図１７に示すように、まず、型板１１０の主面１１０Ｘにコアプレート１２０を取り付けた後、コアプレート１２０の外周に隣接して外枠１３０を配置し、ボルト１０１によって外枠１３０を型板１１０に取り付けている。この際、コアプレート１２０の上面１２０Ｘと外枠１３０の切り欠き部分の上面１３０Ｘとの間には、ほとんど段差が生じない。
【００１０】
次に、複数のボルト１０２間の締め付け具合を調整しながら、これらのボルト１０２により外枠１３０をコアプレート１２０側へ押圧する。次に、型板１１０に設けられた位置決め部材１５０に、外周支持枠１４０の凹部１４１が嵌合するようにして、型板１１０の主面１１０Ｘに外周支持枠１４０を配置し、この状態で、ボルト１０３によって外周支持枠１４０を型板１１０の主面１１０Ｘに取り付ける。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１８８６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような射出成形用金型１００では、外枠１３０をコアプレート１２０側へ押し付ける際に行う、前記複数のボルト１０２間の締め付け具合の調整が非常に煩雑であり、外枠１３０の取り付けが煩雑となっていた。特に、これらのボルト１０２の締め付け具合の調整が不十分となる場合には、平板成形品にばりが発生することがあり、平板成形品の精度が低下することがあった。また、外枠１３０を異なる形状のものに交換する場合には、型板１１０の主面１１０Ｘと略平行に延びるボルト１０２を緩めるために、わざわざ、型板１１０から外周支持枠１４０を取り外さなければならないことから、作業が煩雑になるという問題もあった。
【００１３】
本発明の目的は、平板成形品の周縁部の形状に応じて配置される外枠の取り付けや交換を簡便にできるとともに、高精度な平板状成形品を形成できる射出成形用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の射出成形用金型は、固定型と、可動型とを備え、平板成形品を形成するための射出成形用金型であって、前記固定型および前記可動型は、それぞれ型板を有し、前記固定型および前記可動型のいずれかの型板Ａの主面に着脱自在に取り付けられるコアプレートと、このコアプレートの外周に隣接して配置され、前記型板Ａの主面に着脱自在に取り付けられる外枠と、前記型板Ａの外周部分に着脱自在に取り付けられる外周支持枠と、前記型板Ａの主面側において、前記外枠および前記外周支持枠に当接した状態で、前記外枠と前記外周支持枠との間に挿入される挿入部材と、前記挿入部材を前記型板Ａの主面側へ押圧することにより、前記外周支持枠からの反力によって前記外枠を前記コアプレート側へ押圧する押圧手段と、を備えることを特徴とする。なお、挿入部材を挿入する方向は、型板の主面に垂直な方向としてもよいし、型板の主面に平行な方向としてもよい。
【００１５】
また、本発明の請求項２に記載の射出成形用金型にあっては、前記外周支持枠と前記挿入部材との当接面は、前記外周支持枠側に傾斜していることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項３に記載の射出成形用金型にあっては、前記外枠と前記挿入部材との当接面は、前記外枠側に傾斜していることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項４に記載の射出成形用金型にあっては、前記平板成形品が光学部材であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項５に記載の射出成形用金型にあっては、前記光学部材が熱可塑性樹脂からなる、光拡散板または導光板であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項６に記載の射出成形用金型にあっては、前記コアプレートのキャビティ面と、前記固定型の型板のキャビティ面と、前記可動型の型板のキャビティ面との少なくともいずれかのキャビティ面に、前記平板成形品の表面にパターン形状を付与するためのパターン形成部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項７に記載の射出成形用金型にあっては、前記コアプレートのキャビティ面と、前記固定型の型板のキャビティ面と、前記可動型の型板のキャビティ面との少なくともいずれかのキャビティ面に対応する位置に、前記平板成形品の表面にパターン形状を付与するためのパターン形成部材が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の射出成形用金型によれば、平板成形品の周縁部の形状に応じて外枠を取り付ける際に、外枠と外周支持枠とに当接した状態で、外枠と外周支持枠との間に押圧手段で挿入部材を挿入して、この挿入部材で外枠をコアプレート側へ押圧するため、従来のようなボルトを使用する場合のように、ボルト間の締め付け具合を調整する必要がなく、取り付け作業を簡便に行うことができる。
【００２２】
また、外枠を交換する場合には、挿入部材を取り出すだけで、コアプレート側への外枠の押圧を解除でき、従来のように、わざわざ外周支持枠を取り外す必要がないから、外枠の交換作業を簡便に行うことができる。
【００２３】
さらに、複数のボルトにより外枠をコアプレート側へ押圧する場合に比べて、挿入部材全体で外枠をコアプレート側へ押圧するため、外枠をコアプレート側へ均一な力で押圧できる。このため、外枠とコアプレートとの隙間を均一なものとすることができ、これにより、ばりのない高精度な平板成形品を形成できる。また、この隙間から送風される圧縮空気を均一に吹き出すことができて平板成形品の離型を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施形態に係る射出成形用金型を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る射出成形用金型１を模式的に示す断面図である。図１に示すように、射出成形用金型１は、熱可塑性樹脂からなる平板成形品を形成するためのものである。射出成形用金型１は、固定型１０と、固定型１０に対して進退可能な可動型２０と、固定型１０および可動型２０の間において、固定型１０および可動型２０のいずれかに取り付けられるミドルプレート３０とを備えている。
【００２５】
固定型１０は、固定型板１１と、ストリッパープレート１２と、固定型板１１およびストリッパープレート１２を、射出成形機の固定側ダイプレート（図示略）に取り付けるための取付板１３とを備えている。ストリッパープレート１２および取付板１３には、熱可塑性樹脂を注入するためのスプルー１２Ａが形成されている。固定型板１１には、スプルー１２Ａに連通するランナー１１Ａおよびゲート１１Ｂが形成されている。固定型板１１は、ストリッパープレート１２および取付板１３に対して進退自在に構成されている。ストリッパープレート１２は、取付板１３に対して進退自在に構成されている。また、可動型２０は、可動型板２１と、射出成形機の可動側ダイプレート（図示略）に可動型板２１を取り付けるための取付板２２とを備えている。
【００２６】
図２は、固定型板１１に取り付けられたミドルプレート３０を示す概略斜視図であり、図３は、その部分断面図である。図２，図３に示すように、ミドルプレート３０は、固定型板１１の主面（図中の上面）１１Ｘのほぼ中央位置に着脱自在に取り付けられるコアプレート３１と、コアプレート３１の外周に隣接して配置される４個の外枠３２と、固定型板１１の主面１１Ｘ側の外周部分に着脱自在に取り付けられる外周支持枠としての外周サポートブロック３３と、固定型板１１の主面１１Ｘ側において、外枠３２と外周サポートブロック３３との間に挿入される挿入部材としてのロッキングブロック３４とを備えている。
【００２７】
図３に示すように、外枠３２は、矩形の頂点の一部が矩形状に切り欠かれた形状を有し、その上面３２Ｘ側から、固定型板１１の法線と略平行に延びるボルト４ａによって、固定型板１１の主面１１Ｘ側に着脱自在に取り付けられている。この際、外枠３２における切欠き部分の上面３２Ｙ（すなわち、前記上面３２Ａより一段低くなった面）は、コアプレートの上面３１Ｘとほぼ面一となっている。
【００２８】
外周サポートブロック３３は、断面台形状に形成されている。
図４は、ロッキングブロック３４と外周サポートブロック３３とを示す分解断面図である。図３，図４に示すように、外周サポートブロック３３において、外周側（図４中の右側）の面である外側面３３Ａは、固定型板１１の主面１１Ｘに略垂直な面となっており、この外側面３３Ａとは反対側に位置するロッキングブロック３４側の面である内側面３３Ｂは、外側面３３Ａに対して角度θ度傾斜した斜面となっている。
【００２９】
また、図３に示すように、外周サポートブロック３３の下面３３Ｙには、位置決め用の凹部３３Ｃが形成されている。一方、固定型板１１の主面１１Ｘの外周側には、図３中の上方へ突出する凸状の位置決め部材３５が設けられている。外周サポートブロック３３は、凹部３３Ｃを位置決め部材３５に嵌合させることにより、固定型板１１に対して位置決め配置されている。
【００３０】
このように位置決めされた外周サポートブロック３３は、外側面３３Ａと略平行に延びるボルト６ａによって、上面３３Ｘ側から固定型板１１の主面１１Ｘに着脱自在に取り付けられている。この際、外周サポートブロック３３の上面３３Ｘは、外枠３２の上面３２Ｘとほぼ同じ高さ位置となっている。
【００３１】
ロッキングブロック３４は、断面くさび状（逆台形状）に形成されている。従って、外周サポートブロック３３とロッキングブロック３４との当接面は、その図３中の上方側が固定型板１１の主面にほぼ垂直な面から外周サポートブロック３３側（外側）に傾斜している。
【００３２】
図３，図４に示すように、ロッキングブロック３４において、外周サポートブロック３３側の面である外側面３４Ａは、外周サポートブロック３３の傾斜面である内側面３３Ｂと略平行な、角度θ度傾斜した傾斜面となっており、外枠３３側の面である内側面３４Ｂは、外枠３２の外側面３２Ａと同様に、固定型板１１の主面１１Ｘにほぼ垂直な垂直面となっている。
【００３３】
ここで、ロッキングブロック３４の外側面３４Ａおよび外周サポートブロック３３の内側面３３Ｂの角度θは、５〜３０度の範囲が好ましく、１０〜２０度がより好ましく、１３〜１７度がさらに好ましい。角度θをこれらの範囲内とすることにより、コアプレート３１に対して外枠３２を効率よく押圧することができる。
【００３４】
図３に示すように、外枠３２と外周サポートブロック３３との間にロッキングブロック３４が挿入されると、ロッキングブロック３４の外側面３４Ａが、外周サポートブロック３３の内側面３３Ｂに当接し、ロッキングブロック３４の内側面３４Ｂが、外枠３２の外側面３２Ａに当接している。
【００３５】
ロッキングブロック３４は、他のボルト４ａ，６ａと略平行に延びる、押圧手段としてのボルト５ａによって、その上面３４Ｘ側から固定型板１１の主面１１Ｘ側へ押圧された状態で、固定型板１１に着脱自在に取り付けられている。
【００３６】
ミドルプレート３０は、下記のようにして組み立てられる。図５は、図３において、前記ミドルプレートを分解した様子を示す分解断面図である。図５に示すように、まず、固定型板１１の主面１１Ｘにコアプレート３１を取り付ける。次に、固定型板１１の主面１１Ｘに設けられた位置決め部材３５に、外周サポートブロック３３の凹部３３Ｃを嵌合させて、外周サポートブロック３３の位置決めを行う。この状態で、ボルト６ａによって、外周サポートブロック３３を固定型板１１の主面１１Ｘに取り付ける。
【００３７】
ロッキングブロック３４のロックウェル硬さ（ＨＲＣ：ＪＩＳ Ｚ２２４５−２００５ Ｃスケール）は、外枠３２および／または外周サポートブロック３３の材質の硬さに比べて、１００％〜２０％であることが好ましく、８０％〜３０％であることがより好ましい。ロッキングブロック３４のロックウェル硬さが１００％より大きい場合には、外枠３２等を傷つけて精度が低下するおそれがあり、２０％よりも小さくするとロッキングブロック３４としての機能が不十分となり耐久性に劣るおそれがある。
【００３８】
また、ロッキングブロック３４における外周サポートブロック３３との当接面となる外側面３４Ａおよび外枠３２との当接面となる内側面３４Ｂにおける表面粗さは、各当接面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．０２μｍ（鏡面）〜２００μｍであることが好ましく、０．１〜１００μｍがより好ましい。当接面の算術平均粗さが０．０２μｍ未満の場合には、当接面間の摩擦力が大きくなって、ロッキングブロック３４の取り外しが困難になるおそれがある。一方、当接面の算術平均粗さが２００μｍより大きい場合には、部材間の位置精度が低下するおそれがあるとともに、耐久性が低下する。
【００３９】
なお、一般的には、部材間にグリスなどを使用して取り外し易くするが、成形品が光学部材である場合には、成形品にグリスが付着すると不良品となりうるため、グリスを用いることができない。そのかわりに、上記のように各部材の表面粗さを制御している。
【００４０】
次に、コアプレート３１の外周に隣接して外枠３２を配置し、ボルト４ａによって外枠３２を固定型板１１の主面１１Ｘに取り付ける。この際、コアプレート３１の上面３１Ｘと外枠３２の切欠き部分の上面３２Ｙとの間には段差が生じない。
【００４１】
次に、外枠３２と外周サポートブロック３３との間にロッキングブロック３４を挿入し、ロッキングブロックの内側面３４Ｂと外枠３２の外側面３２Ａを当接させ、かつロッキングブロックの外側面３４Ａと外周サポートブロック３３の内側面３３Ｂを当接させる。この状態で、ボルト５ａを締め付けることにより、固定型板１１の主面１１Ｘ側へ向けてロッキングブロック３４を押圧する。このように、ボルト５ａを締め付けてロッキングブロック３４を押圧すると、面３４Ａ，３３Ｂ同士、面３４Ｂ，３２Ａ同士が当接しつつ、ロッキングブロック３４が固定型板１１側へ移動する。この際、ロッキングブロック３４の内側面３４Ａが外周サポートブロック３３の外側面３３Ｂを押圧することによる反作用により、ロッキングブロック３３が外枠３２をコアプレート３１側へ押圧することになる。このような状態で、ロッキングブロック３４を固定型板１１の主面１１Ｘ側に取り付ける。
【００４２】
このように、ロッキングブロック３４が外枠３２をコアプレート３１側へ押圧するが、ロッキングブロック３４の外側面３４Ａ全体で外周サポートブロック３３の内側面３３Ｂを押圧するので、ロッキングブロック３４は、外枠３２の長手方向に沿って均一な力で外枠３２をコアプレート３１側へ押圧することができる。このため、コアプレート３１と外枠３２との間の隙間を均一にすることができ、平板成形品に、ばり等が生じるのを抑えることができる。
【００４３】
ところで、図６に示すように、外枠３２におけるコアプレート３１側の面である内側面３２Ｂには、切欠部３２Ｐが形成されている。また、切欠部３２Ｐに隣接して送風口３２Ｓが設けられており、成形された平板成形品をコアプレート３１から離型する離型エアである圧縮空気を切欠部３２Ｐに案内する。切欠部３２Ｐでは圧縮空気が均一に吹き出されるため、成形された平板成形品の離型、取り出しが非常に容易となる。
【００４４】
また、外枠３２の上面３２Ｘには、平板成形品を形成する際に溶融樹脂から生じ得るガス状の熱分解物を排出するための溝部３２Ｕが形成されている。これにより、平板成形品内に気泡等が生じることを防止し、成形品の精度を高めることができる。
【００４５】
ところで、図７〜図１０に示すように、コアプレート３１と固定型板１１の位置ずれを防止するために、位置決め部材としてキー３６を使用することができる。このようなキー３６を配置する際には、キー３６は、コアプレート３１もしくは固定型板１１のいずれか一方の部材が先に加熱されて膨張するかまたは冷却されて収縮する際に、後から膨張または収縮する他方の部材にゆがみ等が生じないように、熱膨張および熱収縮を逃がすことができる構造を有することが好ましい。このような構造としては、例えば、図７および図８に示すように、キー３６を固定型板１１の中央部一点に形成された溝１１Ｃに配置し、この一点でコアプレート３１を支持する構造とすることができる。
【００４６】
また、例えば、図９および図１０に示すように、位置決め部材をキー３６およびキー３７で構成し、固定型板１１中央部一点の溝１１Ｃにキー３６を配置し、この中央部から一の方向およびこの一の方向と反対の他の方向とにそれぞれ延びる線対称な位置の放射部に形成された溝１１Ｄに、矩形状のキー３７を配置してもよい。すなわち、固定型板１１およびコアプレート３１との間に、キー３７よりも大きな寸法で前記一および他の方向に平行に延びる溝１１Ｄを形成した構成とすることができる。従って、固定型板１１の長手方向では溝１１Ｄの寸法が放射部キー３７の寸法よりも長いので、コアプレート３１もしくは固定型板１１のいずれか一方の部材が膨張または収縮しても、これらの熱膨張および熱収縮を逃がすことができ、ゆがみ等を防止することができる。
【００４７】
次に、外枠３２を取り外す場合について説明する。例えば、液晶表示装置に用いられる光拡散板、導光板などの平板成形品は、同じ寸法であっても装置への取り付け方法の相違などにより、平板成形品の周縁部いわゆるミミの形状が異なる。例えば、図１１〜図１３に示すように、平板成形品２４ａ〜２４ｃでは、周縁部の形状が異なる。このような平板成形品２４ａ〜２４ｃに対しては、同一のコアプレート３１を用い、周縁部の形状に応じた外枠３２に交換することにより、ミミの形状の異なる平板成形品２４ａ〜２４ｃを成形することができる。
【００４８】
外枠３２を交換するためには、図３において、まず、ボルト５ａを緩めることにより、ロッキングブロック３４を固定型板１１から取り外す。この際、ロッキングブロック３４から外枠３２への押圧が開放されるため、ボルト４ａを簡単に緩めることができる。このため、ボルト４ａを緩めるだけで、固定型板１１から外周サポートブロック３３を取り外すことなく、固定型板１１から外枠３２を簡単に取り外すことができる。従って、本実施形態の射出成形用金型１では、ロッキングブロック３４を取り外すだけで外枠３２の取り外しが可能となるので、外枠３２を簡単に交換でき、作業が簡便になる。
【００４９】
次に、射出成形用金型１を用いて、平板成形品を形成する手順について説明する。図１４，図１５は、射出成形用金型を使用して平板成形品を成形する操作を説明するための概略図である。図１に示すように、まず、固定型１０および可動型２０が閉じられた状態で、溶融状態の熱可塑性樹脂を取付板１３の上方から射出し、スプルー１２Ａ、ランナー１１Ａ、ゲート１１Ｂを介してキャビティに溶融樹脂を充填する。
【００５０】
次に、溶融樹脂が冷却されて固化した後に、図１４に示すように、可動型２０を後退させて、可動型板２１とミドルプレート３０との間を開いて、平板成形品Ｘを露出させる。次に、図１５に示すように、可動型板２１をさらに後退させて、固定型板１１とストリッパープレート１２との間を開き、ピンポイントゲート部分の熱可塑性樹脂を切断する。
【００５１】
さらに、図６に示した外枠３２の切欠部３２Ｐから離型エアである圧縮空気を吹き出し、平板成形品Ｘをミドルプレート３０から離型して取り出す。最後に、スプルー１２Ａとランナー１１Ａとゲート１１Ｂに対応する部分をロボットなどにより取り出した後、可動型２０と固定型１０とを閉じて射出成形の１サイクルを終了する。以上のようにして、平板成形品を得ることができる。
【００５２】
また、周縁部の形状または寸法が異なる平板成形品の製造に移行する場合には、前述した手順で使用していた外枠３２を取り外した後、前述した手順で平板成形品の周縁部形状に応じた外枠３２に交換する。
【００５３】
本発明の射出成形用金型を使用して成形する平板成形品としては、特に制限はないが、表面に厳しい平面性が要求される平板成形品に好適に適用することができ、特に、光学部材が好ましい。光学部材としては、光拡散板、導光板、反射板、ライティングカーテン、フレネルレンズ、およびレンチキュラーレンズ等が含まれ、光学部材の材質は、熱可塑性樹脂が好ましく、光拡散剤を配合した熱可塑性樹脂を用いることもできる。熱可塑性樹脂としては、特に制限はないが、例えば、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、脂環式構造を有する樹脂、芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル系単量体との共重合体、ポリエーテルスルホンなどを挙げることができる。
【００５４】
これらの中で、脂環式構造を有する樹脂および芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル系単量体との共重合体を好適に用いることができ、脂環式構造を有する樹脂を特に好適に用いることができる。脂環式構造を有する樹脂は、溶融樹脂の流動性が良好なので、ピンポイントゲートを用いて金型のキャビティを充填することができ、吸湿性が極めて低いので、寸法安定性に優れ、平板成形品に反りを生ずることがなく、比重が小さいので、平板成形品を軽量化することができる。なお、（メタ）アクリル酸とは、メタクリル酸およびアクリル酸のことである。
【００５５】
なお、本発明は前記実施形態には限定されない。
例えば、射出成形用金型１を、固定型板１１、可動型板２１、ミドルプレート３０の３プレートからなるものとして構成したが、固定型板１１および可動型板２１のいずれかに、ミドルプレート３０を備えた２プレートからなる構成としてもよい。
【００５６】
また、固定型板１１としては、その内部に加熱機構を備えたホットランナーであってもよいし、加熱機構を備えていないコールドランナーであってもよい。
さらに、平板成形品の表面に所定のパターン形状を形成するためのパターン形成部材、例えばパターンが形成された薄板のスタンパーを、可動型板２１のキャビティ面および固定型板１１のキャビティ面のいずれかの面に相当する位置に配置してもよい。また、コアプレート３１のキャビティ面に前記パターン形成部材を配置してもよい。また、可動型板２１のキャビティ面および固定型板１１のキャビティ面のいずれかの面に、所定のパターン形状を形成するためのパターン形成部を直接形成してもよい。また、コアプレート３１のキャビティ面に前記パターン形成部を直接形成してもよい。このようなパターン形成部材を配置しまたはパターン形成部を設けることにより、平板成形品の成形と同時に所望のパターン形状を成形品表面に形成することができるので、別途にパターン形状を形成する場合に比べて、工数を削減することができる。
【００５７】
ここで、前記パターン形状とは、例えば、平板成形品が光拡散板である場合には、この光拡散板の表面に形成されることにより、入射された光を拡散して出射する凹凸形状のことである。パターン形状の具体的な形状としては、例えば、断面多角形状または断面半円状で、かつ線状に延びる線状部が複数ほぼ平行に並んだ形状等の凹凸形状とすることができる。前記多角形としては、例えば三角形や四角形等である。前記半円状には、半円に加えて、半楕円状、一部に曲線部分を有する形状等が含まれる。また、パターン形状としては、多角錐（三角錐、四角錐など）や、半球状（半球、半楕円球状、法物面状などの一部に曲面を有する形状など）などの凹凸形状とすることができる。なお、これらの凹凸形状を光拡散板の表面に形成する場合について説明したが、前記凹凸形状を光拡散板以外の他の平板成形品の表面に形成してもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態では、固定型板１１側へのロッキングブロック３４の押圧を、ボルト５ａの締め付けにより行っているが、例えば油圧や、ばね等の他の押圧手段によって押圧してもよい。また、ロッキングブロック３４の縦断面形状は、前述した断面くさび状には限定されず、外枠３２をコアプレート３１側に押圧できる形状であれば、他の形状であっても良い。また、上述した切欠部３２Ｐの形状や寸法に特に限定されず、圧縮空気を均一に吹き出すことができればよい。
【００５９】
さらに、上述した実施形態では、外周サポートブロック３３とロッキングブロック３４との当接面が外周サポートブロック３３側に傾斜している場合について説明したが、外枠３２とロッキングブロック３４との当接面が外枠３２側に傾斜していてもよい。さらに、外周サポートブロック３３とロッキングブロック３４との当接面が外周サポートブロック３３側に傾斜し、同時に外枠３２とロッキングブロック３４との当接面が外枠３２側に傾斜していてもよい。これらの場合において、外枠３２とロッキングブロック３４との当接面の傾斜角度は、前記外周サポートブロック３３とロッキングブロック３４との当接面の角度と同じ好適な範囲とすることができる。具体的には、傾斜角度は、５〜３０度の範囲が好ましく、１０〜２０度がより好ましく、１３〜１７度がさらに好ましい。また、外枠３２とロッキングブロック３４との当接面において、外枠３２の外側面３２Ａおよびロッキングブロック３４の内側面３４Ｂの硬さや表面粗さ等は、前記外周サポートブロック３３とロッキングブロック３４との当接面の硬さおよび表面粗さと同じ好適な範囲とすることができる。このようにして、外枠３２とロッキングブロック３４との当接面が外枠３２側に傾斜している外枠３２およびロッキングブロック３４を使用した場合にも、上述と同様に、ロッキングブロック３４を固定型板１１の主面側へ押圧することにより、外周サポートブロック３３からの反力によって外枠３２をコアプレート３１側へ押圧することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明にかかる射出成形用金型は、平板成形品の周縁部の形状に応じて外枠を交換する際に、簡略化された操作で迅速に外枠を交換することができるので、周縁部の形状が異なる平板成形品を成形する射出成形用金型に有用である。特に、厳密な平面性が要求される光拡散板、導光板、反射板などの平板成形品の成形に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態による射出成形用金型を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態による射出成形用金型の主要部を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態による射出成形用金型の主要部を示す部分断面図である。
【図４】ロッキングブロックおよび外周サポートブロックを示す概略部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態による射出成形用金型の主要部を示す分解断面図である。
【図６】外枠を示す概略斜視図である。
【図７】固定型板を示す概略平面図である。
【図８】固定型板およびコアプレートを示す概略断面図である。
【図９】固定型板を示す概略平面図である。
【図１０】固定型板およびコアプレートを示す概略断面図である。
【図１１】平板成形品を示す平面図である。
【図１２】平板成形品を示す平面図である。
【図１３】平板成形品を示す平面図である。
【図１４】射出成形用金型を使用して平板成形品を成形する操作を説明する概略図である。
【図１５】射出成形用金型を使用して平板成形品を成形する操作を説明する概略図である。
【図１６】従来の射出成形用金型の主要部を示す部分断面図である。
【図１７】従来の射出成形用金型の主要部を示す分解断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 射出成形用金型
４ａ ボルト
５ａ ボルト
６ａ ボルト
１０ 固定型
１１ 固定型板
１１Ａ ランナー
１１Ｂ ゲート
１１Ｃ 溝
１１Ｄ 溝
１１Ｘ 主面
１２ ストリッパープレート
１２Ａ スプルー
１３ 取付板
２０ 可動型
２１ 可動型板
２２ 取付板
３０ ミドルプレート
３１ コアプレート
３１Ｘ 上面
３２ 外枠
３２Ａ 外側面
３２Ｂ 内側面
３２Ｐ 切欠部
３２Ｓ 送風口
３２Ｕ 溝部
３２Ｘ 上面
３２Ｙ 上面
３３ 外周サポートブロック
３３Ａ 外側面
３３Ｂ 内側面
３３Ｃ 凹部
３３Ｘ 上面
３３Ｙ 下面
３４ ロッキングブロック
３４Ａ 外側面
３４Ｂ 内側面
３５ 位置決め部材
３６ キー
３７ キー
Ｘ 平板成形品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形用金型に関する。さらに詳しくは、本発明は、平板成形品の周縁部の形状に応じて配置される外枠の取り付けや交換を簡便にできるとともに、高精度な平板状成形品を形成できる射出成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形品は、日用品、自動車部品、家電部品、電子部品、光学機器など、汎用から精密用途に至るまで広範囲に使用されている。射出成形品の品質と生産性の良否は、金型の良否に左右されるところが大きい。射出成形用金型の製作には、工作精度、品質の均一化、生産性など、あらゆる面で高度な技術が要求される。
【０００３】
射出成形用金型は、比較的納期が長く、高価なので、射出成形品の金型償却費負担が大きい。また、成形品の切り替えごとに金型を交換すると、その手間と時間的損失が大きく、射出成形機の稼働率が低下する。特に、液晶表示装置に用いられる光拡散板や、導光板などの平板成形品では、同じサイズの液晶表示装置であっても、当該装置への取り付け方法の相違などにより、平板成形品の周縁部（いわゆる、ミミ）の形状が異なるため、射出成形用金型において、形状の異なる複数種類の外枠を用意し、この外枠を入れ替えることにより、同一の金型を用いて、異なる形状、寸法の平板成形品を成形する試みがなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、コアプレートと、このコアプレートの周囲四辺に設けられる外枠とを有し、外枠を、幅寸法や形状の異なる複数種類が交換可能な構成とし、かつ、コアプレートと外枠との間に寸法の異なる複数種類の平板状入れ子を配置可能な射出成形用金型が開示されている。このような射出成形用金型によれば、コアプレートの外周に平板状の入れ子を適宜配置することにより、有効面積の異なる２種類以上の平板成形品を形成できる。また、外枠を異なる形状のものに交換することにより、平板成形品の外形を変更することができる。
【０００５】
このような射出成形用金型は、具体的には、図１６，図１７に示すような構成となっており、下記の手順により組み立てられる。図１６は、従来の射出成形用金型の構成の一部を模式的に示す断面図である。図１７は、射出成形用金型を組み立てる様子を模式的に示す分解断面図である。なお、図１６，図１７に示す射出成形用金型では、前記平板状入れ子が用いられていない構成となっている。
【０００６】
図１６に示すように、従来の射出成形用金型１００は、型板１１０と、型板１１０の主面１１０Ｘ（図中の上面）の略中央位置に配置されるコアプレート１２０と、コアプレート１２０の外周（図中の右側）に配置される外枠１３０と、型板１１０の外周部分に配置される外周支持枠１４０とを備えている。
【０００７】
外枠１３０には、形状の異なる複数種類のものが用意されている。外枠１３０は、型板１１０の法線とほぼ平行に延びるボルト１０１により、型板１１０の主面１１０Ｘに取り付けられるとともに、型板１１０の主面１１０Ｘに対して略平行に延びる複数のボルト１０２により、コアプレート１２０の外周部分に取り付けられている。
【０００８】
外周支持枠１４０には、型板１１０の主面１１０Ｘに設けられた位置決め部材１５０（ピンやキー）に嵌合する凹部１４１が形成されている。外周支持枠１４０は、位置決め部材１５０と凹部１４１とを嵌合させた状態で、型板１１０の法線とほぼ平行に延びるボルト１０３により、型板１１０の主面１１０Ｘに取り付けられている。
【０００９】
このような射出成形用金型１００の組み立ての手順について説明する。
図１７に示すように、まず、型板１１０の主面１１０Ｘにコアプレート１２０を取り付けた後、コアプレート１２０の外周に隣接して外枠１３０を配置し、ボルト１０１によって外枠１３０を型板１１０に取り付けている。この際、コアプレート１２０の上面１２０Ｘと外枠１３０の切り欠き部分の上面１３０Ｘとの間には、ほとんど段差が生じない。
【００１０】
次に、複数のボルト１０２間の締め付け具合を調整しながら、これらのボルト１０２により外枠１３０をコアプレート１２０側へ押圧する。次に、型板１１０に設けられた位置決め部材１５０に、外周支持枠１４０の凹部１４１が嵌合するようにして、型板１１０の主面１１０Ｘに外周支持枠１４０を配置し、この状態で、ボルト１０３によって外周支持枠１４０を型板１１０の主面１１０Ｘに取り付ける。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−１８８６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような射出成形用金型１００では、外枠１３０をコアプレート１２０側へ押し付ける際に行う、前記複数のボルト１０２間の締め付け具合の調整が非常に煩雑であり、外枠１３０の取り付けが煩雑となっていた。特に、これらのボルト１０２の締め付け具合の調整が不十分となる場合には、平板成形品にばりが発生することがあり、平板成形品の精度が低下することがあった。また、外枠１３０を異なる形状のものに交換する場合には、型板１１０の主面１１０Ｘと略平行に延びるボルト１０２を緩めるために、わざわざ、型板１１０から外周支持枠１４０を取り外さなければならないことから、作業が煩雑になるという問題もあった。
【００１３】
本発明の目的は、平板成形品の周縁部の形状に応じて配置される外枠の取り付けや交換を簡便にできるとともに、高精度な平板状成形品を形成できる射出成形用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の射出成形用金型は、固定型と、可動型とを備え、平板成形品を形成するための射出成形用金型であって、前記固定型および前記可動型は、それぞれ型板を有し、前記固定型および前記可動型のいずれかの型板Ａの主面に着脱自在に取り付けられるコアプレートと、このコアプレートの外周に隣接して配置され、前記型板Ａの主面に着脱自在に取り付けられる外枠と、前記型板Ａの外周部分に着脱自在に取り付けられる外周支持枠と、前記型板Ａの主面側において、前記外枠および前記外周支持枠に当接した状態で、前記外枠と前記外周支持枠との間に挿入される挿入部材と、前記挿入部材を前記型板Ａの主面側へ押圧することにより、前記外周支持枠からの反力によって前記外枠を前記コアプレート側へ押圧する押圧手段と、を備えることを特徴とする。なお、挿入部材を挿入する方向は、型板の主面に垂直な方向としてもよいし、型板の主面に平行な方向としてもよい。
【００１５】
また、本発明の請求項２に記載の射出成形用金型にあっては、前記外周支持枠と前記挿入部材との当接面は、前記外周支持枠側に傾斜していることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項３に記載の射出成形用金型にあっては、前記外枠と前記挿入部材との当接面は、前記外枠側に傾斜していることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項４に記載の射出成形用金型にあっては、前記平板成形品が光学部材であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項５に記載の射出成形用金型にあっては、前記光学部材が熱可塑性樹脂からなる、光拡散板または導光板であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項６に記載の射出成形用金型にあっては、前記コアプレートのキャビティ面と、前記固定型の型板のキャビティ面と、前記可動型の型板のキャビティ面との少なくともいずれかのキャビティ面に、前記平板成形品の表面にパターン形状を付与するためのパターン形成部が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項７に記載の射出成形用金型にあっては、前記コアプレートのキャビティ面と、前記固定型の型板のキャビティ面と、前記可動型の型板のキャビティ面との少なくともいずれかのキャビティ面に対応する位置に、前記平板成形品の表面にパターン形状を付与するためのパターン形成部材が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の射出成形用金型によれば、平板成形品の周縁部の形状に応じて外枠を取り付ける際に、外枠と外周支持枠とに当接した状態で、外枠と外周支持枠との間に押圧手段で挿入部材を挿入して、この挿入部材で外枠をコアプレート側へ押圧するため、従来のようなボルトを使用する場合のように、ボルト間の締め付け具合を調整する必要がなく、取り付け作業を簡便に行うことができる。
【００２２】
また、外枠を交換する場合には、挿入部材を取り出すだけで、コアプレート側への外枠の押圧を解除でき、従来のように、わざわざ外周支持枠を取り外す必要がないから、外枠の交換作業を簡便に行うことができる。
【００２３】
さらに、複数のボルトにより外枠をコアプレート側へ押圧する場合に比べて、挿入部材全体で外枠をコアプレート側へ押圧するため、外枠をコアプレート側へ均一な力で押圧できる。このため、外枠とコアプレートとの隙間を均一なものとすることができ、これにより、ばりのない高精度な平板成形品を形成できる。また、この隙間から送風される圧縮空気を均一に吹き出すことができて平板成形品の離型を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施形態に係る射出成形用金型を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る射出成形用金型１を模式的に示す断面図である。図１に示すように、射出成形用金型１は、熱可塑性樹脂からなる平板成形品を形成するためのものである。射出成形用金型１は、固定型１０と、固定型１０に対して進退可能な可動型２０と、固定型１０および可動型２０の間において、固定型１０および可動型２０のいずれかに取り付けられるミドルプレート３０とを備えている。
【００２５】
固定型１０は、固定型板１１と、ストリッパープレート１２と、固定型板１１およびストリッパープレート１２を、射出成形機の固定側ダイプレート（図示略）に取り付けるための取付板１３とを備えている。ストリッパープレート１２および取付板１３には、熱可塑性樹脂を注入するためのスプルー１２Ａが形成されている。固定型板１１には、スプルー１２Ａに連通するランナー１１Ａおよびゲート１１Ｂが形成されている。固定型板１１は、ストリッパープレート１２および取付板１３に対して進退自在に構成されている。ストリッパープレート１２は、取付板１３に対して進退自在に構成されている。また、可動型２０は、可動型板２１と、射出成形機の可動側ダイプレート（図示略）に可動型板２１を取り付けるための取付板２２とを備えている。
【００２６】
図２は、固定型板１１に取り付けられたミドルプレート３０を示す概略斜視図であり、図３は、その部分断面図である。図２，図３に示すように、ミドルプレート３０は、固定型板１１の主面（図中の上面）１１Ｘのほぼ中央位置に着脱自在に取り付けられるコアプレート３１と、コアプレート３１の外周に隣接して配置される４個の外枠３２と、固定型板１１の主面１１Ｘ側の外周部分に着脱自在に取り付けられる外周支持枠としての外周サポートブロック３３と、固定型板１１の主面１１Ｘ側において、外枠３２と外周サポートブロック３３との間に挿入される挿入部材としてのロッキングブロック３４とを備えている。
【００２７】
図３に示すように、外枠３２は、矩形の頂点の一部が矩形状に切り欠かれた形状を有し、その上面３２Ｘ側から、固定型板１１の法線と略平行に延びるボルト４ａによって、固定型板１１の主面１１Ｘ側に着脱自在に取り付けられている。この際、外枠３２における切欠き部分の上面３２Ｙ（すなわち、前記上面３２Ａより一段低くなった面）は、コアプレートの上面３１Ｘとほぼ面一となっている。
【００２８】
外周サポートブロック３３は、断面台形状に形成されている。
図４は、ロッキングブロック３４と外周サポートブロック３３とを示す分解断面図である。図３，図４に示すように、外周サポートブロック３３において、外周側（図４中の右側）の面である外側面３３Ａは、固定型板１１の主面１１Ｘに略垂直な面となっており、この外側面３３Ａとは反対側に位置するロッキングブロック３４側の面である内側面３３Ｂは、外側面３３Ａに対して角度θ度傾斜した斜面となっている。
【００２９】
また、図３に示すように、外周サポートブロック３３の下面３３Ｙには、位置決め用の凹部３３Ｃが形成されている。一方、固定型板１１の主面１１Ｘの外周側には、図３中の上方へ突出する凸状の位置決め部材３５が設けられている。外周サポートブロック３３は、凹部３３Ｃを位置決め部材３５に嵌合させることにより、固定型板１１に対して位置決め配置されている。
【００３０】
このように位置決めされた外周サポートブロック３３は、外側面３３Ａと略平行に延びるボルト６ａによって、上面３３Ｘ側から固定型板１１の主面１１Ｘに着脱自在に取り付けられている。この際、外周サポートブロック３３の上面３３Ｘは、外枠３２の上面３２Ｘとほぼ同じ高さ位置となっている。
【００３１】
ロッキングブロック３４は、断面くさび状（逆台形状）に形成されている。従って、外周サポートブロック３３とロッキングブロック３４との当接面は、その図３中の上方側が固定型板１１の主面にほぼ垂直な面から外周サポートブロック３３側（外側）に傾斜している。
【００３２】
図３，図４に示すように、ロッキングブロック３４において、外周サポートブロック３３側の面である外側面３４Ａは、外周サポートブロック３３の傾斜面である内側面３３Ｂと略平行な、角度θ度傾斜した傾斜面となっており、外枠３３側の面である内側面３４Ｂは、外枠３２の外側面３２Ａと同様に、固定型板１１の主面１１Ｘにほぼ垂直な垂直面となっている。
【００３３】
ここで、ロッキングブロック３４の外側面３４Ａおよび外周サポートブロック３３の内側面３３Ｂの角度θは、５〜３０度の範囲が好ましく、１０〜２０度がより好ましく、１３〜１７度がさらに好ましい。角度θをこれらの範囲内とすることにより、コアプレート３１に対して外枠３２を効率よく押圧することができる。
【００３４】
図３に示すように、外枠３２と外周サポートブロック３３との間にロッキングブロック３４が挿入されると、ロッキングブロック３４の外側面３４Ａが、外周サポートブロック３３の内側面３３Ｂに当接し、ロッキングブロック３４の内側面３４Ｂが、外枠３２の外側面３２Ａに当接している。
【００３５】
ロッキングブロック３４は、他のボルト４ａ，６ａと略平行に延びる、押圧手段としてのボルト５ａによって、その上面３４Ｘ側から固定型板１１の主面１１Ｘ側へ押圧された状態で、固定型板１１に着脱自在に取り付けられている。
【００３６】
ミドルプレート３０は、下記のようにして組み立てられる。図５は、図３において、前記ミドルプレートを分解した様子を示す分解断面図である。図５に示すように、まず、固定型板１１の主面１１Ｘにコアプレート３１を取り付ける。次に、固定型板１１の主面１１Ｘに設けられた位置決め部材３５に、外周サポートブロック３３の凹部３３Ｃを嵌合させて、外周サポートブロック３３の位置決めを行う。この状態で、ボルト６ａによって、外周サポートブロック３３を固定型板１１の主面１１Ｘに取り付ける。
【００３７】
ロッキングブロック３４のロックウェル硬さ（ＨＲＣ：ＪＩＳ Ｚ２２４５−２００５ Ｃスケール）は、外枠３２および／または外周サポートブロック３３の材質の硬さに比べて、１００％〜２０％であることが好ましく、８０％〜３０％であることがより好ましい。ロッキングブロック３４のロックウェル硬さが１００％より大きい場合には、外枠３２等を傷つけて精度が低下するおそれがあり、２０％よりも小さくするとロッキングブロック３４としての機能が不十分となり耐久性に劣るおそれがある。
【００３８】
また、ロッキングブロック３４における外周サポートブロック３３との当接面となる外側面３４Ａおよび外枠３２との当接面となる内側面３４Ｂにおける表面粗さは、各当接面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．０２μｍ（鏡面）〜２００μｍであることが好ましく、０．１〜１００μｍがより好ましい。当接面の算術平均粗さが０．０２μｍ未満の場合には、当接面間の摩擦力が大きくなって、ロッキングブロック３４の取り外しが困難になるおそれがある。一方、当接面の算術平均粗さが２００μｍより大きい場合には、部材間の位置精度が低下するおそれがあるとともに、耐久性が低下する。
【００３９】
なお、一般的には、部材間にグリスなどを使用して取り外し易くするが、成形品が光学部材である場合には、成形品にグリスが付着すると不良品となりうるため、グリスを用いることができない。そのかわりに、上記のように各部材の表面粗さを制御している。
【００４０】
次に、コアプレート３１の外周に隣接して外枠３２を配置し、ボルト４ａによって外枠３２を固定型板１１の主面１１Ｘに取り付ける。この際、コアプレート３１の上面３１Ｘと外枠３２の切欠き部分の上面３２Ｙとの間には段差が生じない。
【００４１】
次に、外枠３２と外周サポートブロック３３との間にロッキングブロック３４を挿入し、ロッキングブロックの内側面３４Ｂと外枠３２の外側面３２Ａを当接させ、かつロッキングブロックの外側面３４Ａと外周サポートブロック３３の内側面３３Ｂを当接させる。この状態で、ボルト５ａを締め付けることにより、固定型板１１の主面１１Ｘ側へ向けてロッキングブロック３４を押圧する。このように、ボルト５ａを締め付けてロッキングブロック３４を押圧すると、面３４Ａ，３３Ｂ同士、面３４Ｂ，３２Ａ同士が当接しつつ、ロッキングブロック３４が固定型板１１側へ移動する。この際、ロッキングブロック３４の内側面３４Ａが外周サポートブロック３３の外側面３３Ｂを押圧することによる反作用により、ロッキングブロック３３が外枠３２をコアプレート３１側へ押圧することになる。このような状態で、ロッキングブロック３４を固定型板１１の主面１１Ｘ側に取り付ける。
【００４２】
このように、ロッキングブロック３４が外枠３２をコアプレート３１側へ押圧するが、ロッキングブロック３４の外側面３４Ａ全体で外周サポートブロック３３の内側面３３Ｂを押圧するので、ロッキングブロック３４は、外枠３２の長手方向に沿って均一な力で外枠３２をコアプレート３１側へ押圧することができる。このため、コアプレート３１と外枠３２との間の隙間を均一にすることができ、平板成形品に、ばり等が生じるのを抑えることができる。
【００４３】
ところで、図６に示すように、外枠３２におけるコアプレート３１側の面である内側面３２Ｂには、切欠部３２Ｐが形成されている。また、切欠部３２Ｐに隣接して送風口３２Ｓが設けられており、成形された平板成形品をコアプレート３１から離型する離型エアである圧縮空気を切欠部３２Ｐに案内する。切欠部３２Ｐでは圧縮空気が均一に吹き出されるため、成形された平板成形品の離型、取り出しが非常に容易となる。
【００４４】
また、外枠３２の上面３２Ｘには、平板成形品を形成する際に溶融樹脂から生じ得るガス状の熱分解物を排出するための溝部３２Ｕが形成されている。これにより、平板成形品内に気泡等が生じることを防止し、成形品の精度を高めることができる。
【００４５】
ところで、図７〜図１０に示すように、コアプレート３１と固定型板１１の位置ずれを防止するために、位置決め部材としてキー３６を使用することができる。このようなキー３６を配置する際には、キー３６は、コアプレート３１もしくは固定型板１１のいずれか一方の部材が先に加熱されて膨張するかまたは冷却されて収縮する際に、後から膨張または収縮する他方の部材にゆがみ等が生じないように、熱膨張および熱収縮を逃がすことができる構造を有することが好ましい。このような構造としては、例えば、図７および図８に示すように、キー３６を固定型板１１の中央部一点に形成された溝１１Ｃに配置し、この一点でコアプレート３１を支持する構造とすることができる。
【００４６】
また、例えば、図９および図１０に示すように、位置決め部材をキー３６およびキー３７で構成し、固定型板１１中央部一点の溝１１Ｃにキー３６を配置し、この中央部から一の方向およびこの一の方向と反対の他の方向とにそれぞれ延びる線対称な位置の放射部に形成された溝１１Ｄに、矩形状のキー３７を配置してもよい。すなわち、固定型板１１およびコアプレート３１との間に、キー３７よりも大きな寸法で前記一および他の方向に平行に延びる溝１１Ｄを形成した構成とすることができる。従って、固定型板１１の長手方向では溝１１Ｄの寸法が放射部キー３７の寸法よりも長いので、コアプレート３１もしくは固定型板１１のいずれか一方の部材が膨張または収縮しても、これらの熱膨張および熱収縮を逃がすことができ、ゆがみ等を防止することができる。
【００４７】
次に、外枠３２を取り外す場合について説明する。例えば、液晶表示装置に用いられる光拡散板、導光板などの平板成形品は、同じ寸法であっても装置への取り付け方法の相違などにより、平板成形品の周縁部いわゆるミミの形状が異なる。例えば、図１１〜図１３に示すように、平板成形品２４ａ〜２４ｃでは、周縁部の形状が異なる。このような平板成形品２４ａ〜２４ｃに対しては、同一のコアプレート３１を用い、周縁部の形状に応じた外枠３２に交換することにより、ミミの形状の異なる平板成形品２４ａ〜２４ｃを成形することができる。
【００４８】
外枠３２を交換するためには、図３において、まず、ボルト５ａを緩めることにより、ロッキングブロック３４を固定型板１１から取り外す。この際、ロッキングブロック３４から外枠３２への押圧が開放されるため、ボルト４ａを簡単に緩めることができる。このため、ボルト４ａを緩めるだけで、固定型板１１から外周サポートブロック３３を取り外すことなく、固定型板１１から外枠３２を簡単に取り外すことができる。従って、本実施形態の射出成形用金型１では、ロッキングブロック３４を取り外すだけで外枠３２の取り外しが可能となるので、外枠３２を簡単に交換でき、作業が簡便になる。
【００４９】
次に、射出成形用金型１を用いて、平板成形品を形成する手順について説明する。図１４，図１５は、射出成形用金型を使用して平板成形品を成形する操作を説明するための概略図である。図１に示すように、まず、固定型１０および可動型２０が閉じられた状態で、溶融状態の熱可塑性樹脂を取付板１３の上方から射出し、スプルー１２Ａ、ランナー１１Ａ、ゲート１１Ｂを介してキャビティに溶融樹脂を充填する。
【００５０】
次に、溶融樹脂が冷却されて固化した後に、図１４に示すように、可動型２０を後退させて、可動型板２１とミドルプレート３０との間を開いて、平板成形品Ｘを露出させる。次に、図１５に示すように、可動型板２１をさらに後退させて、固定型板１１とストリッパープレート１２との間を開き、ピンポイントゲート部分の熱可塑性樹脂を切断する。
【００５１】
さらに、図６に示した外枠３２の切欠部３２Ｐから離型エアである圧縮空気を吹き出し、平板成形品Ｘをミドルプレート３０から離型して取り出す。最後に、スプルー１２Ａとランナー１１Ａとゲート１１Ｂに対応する部分をロボットなどにより取り出した後、可動型２０と固定型１０とを閉じて射出成形の１サイクルを終了する。以上のようにして、平板成形品を得ることができる。
【００５２】
また、周縁部の形状または寸法が異なる平板成形品の製造に移行する場合には、前述した手順で使用していた外枠３２を取り外した後、前述した手順で平板成形品の周縁部形状に応じた外枠３２に交換する。
【００５３】
本発明の射出成形用金型を使用して成形する平板成形品としては、特に制限はないが、表面に厳しい平面性が要求される平板成形品に好適に適用することができ、特に、光学部材が好ましい。光学部材としては、光拡散板、導光板、反射板、ライティングカーテン、フレネルレンズ、およびレンチキュラーレンズ等が含まれ、光学部材の材質は、熱可塑性樹脂が好ましく、光拡散剤を配合した熱可塑性樹脂を用いることもできる。熱可塑性樹脂としては、特に制限はないが、例えば、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、脂環式構造を有する樹脂、芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル系単量体との共重合体、ポリエーテルスルホンなどを挙げることができる。
【００５４】
これらの中で、脂環式構造を有する樹脂および芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル系単量体との共重合体を好適に用いることができ、脂環式構造を有する樹脂を特に好適に用いることができる。脂環式構造を有する樹脂は、溶融樹脂の流動性が良好なので、ピンポイントゲートを用いて金型のキャビティを充填することができ、吸湿性が極めて低いので、寸法安定性に優れ、平板成形品に反りを生ずることがなく、比重が小さいので、平板成形品を軽量化することができる。なお、（メタ）アクリル酸とは、メタクリル酸およびアクリル酸のことである。
【００５５】
なお、本発明は前記実施形態には限定されない。
例えば、射出成形用金型１を、固定型板１１、可動型板２１、ミドルプレート３０の３プレートからなるものとして構成したが、固定型板１１および可動型板２１のいずれかに、ミドルプレート３０を備えた２プレートからなる構成としてもよい。
【００５６】
また、固定型板１１としては、その内部に加熱機構を備えたホットランナーであってもよいし、加熱機構を備えていないコールドランナーであってもよい。
さらに、平板成形品の表面に所定のパターン形状を形成するためのパターン形成部材、例えばパターンが形成された薄板のスタンパーを、可動型板２１のキャビティ面および固定型板１１のキャビティ面のいずれかの面に相当する位置に配置してもよい。また、コアプレート３１のキャビティ面に前記パターン形成部材を配置してもよい。また、可動型板２１のキャビティ面および固定型板１１のキャビティ面のいずれかの面に、所定のパターン形状を形成するためのパターン形成部を直接形成してもよい。また、コアプレート３１のキャビティ面に前記パターン形成部を直接形成してもよい。このようなパターン形成部材を配置しまたはパターン形成部を設けることにより、平板成形品の成形と同時に所望のパターン形状を成形品表面に形成することができるので、別途にパターン形状を形成する場合に比べて、工数を削減することができる。
【００５７】
ここで、前記パターン形状とは、例えば、平板成形品が光拡散板である場合には、この光拡散板の表面に形成されることにより、入射された光を拡散して出射する凹凸形状のことである。パターン形状の具体的な形状としては、例えば、断面多角形状または断面半円状で、かつ線状に延びる線状部が複数ほぼ平行に並んだ形状等の凹凸形状とすることができる。前記多角形としては、例えば三角形や四角形等である。前記半円状には、半円に加えて、半楕円状、一部に曲線部分を有する形状等が含まれる。また、パターン形状としては、多角錐（三角錐、四角錐など）や、半球状（半球、半楕円球状、法物面状などの一部に曲面を有する形状など）などの凹凸形状とすることができる。なお、これらの凹凸形状を光拡散板の表面に形成する場合について説明したが、前記凹凸形状を光拡散板以外の他の平板成形品の表面に形成してもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態では、固定型板１１側へのロッキングブロック３４の押圧を、ボルト５ａの締め付けにより行っているが、例えば油圧や、ばね等の他の押圧手段によって押圧してもよい。また、ロッキングブロック３４の縦断面形状は、前述した断面くさび状には限定されず、外枠３２をコアプレート３１側に押圧できる形状であれば、他の形状であっても良い。また、上述した切欠部３２Ｐの形状や寸法に特に限定されず、圧縮空気を均一に吹き出すことができればよい。
【００５９】
さらに、上述した実施形態では、外周サポートブロック３３とロッキングブロック３４との当接面が外周サポートブロック３３側に傾斜している場合について説明したが、外枠３２とロッキングブロック３４との当接面が外枠３２側に傾斜していてもよい。さらに、外周サポートブロック３３とロッキングブロック３４との当接面が外周サポートブロック３３側に傾斜し、同時に外枠３２とロッキングブロック３４との当接面が外枠３２側に傾斜していてもよい。これらの場合において、外枠３２とロッキングブロック３４との当接面の傾斜角度は、前記外周サポートブロック３３とロッキングブロック３４との当接面の角度と同じ好適な範囲とすることができる。具体的には、傾斜角度は、５〜３０度の範囲が好ましく、１０〜２０度がより好ましく、１３〜１７度がさらに好ましい。また、外枠３２とロッキングブロック３４との当接面において、外枠３２の外側面３２Ａおよびロッキングブロック３４の内側面３４Ｂの硬さや表面粗さ等は、前記外周サポートブロック３３とロッキングブロック３４との当接面の硬さおよび表面粗さと同じ好適な範囲とすることができる。このようにして、外枠３２とロッキングブロック３４との当接面が外枠３２側に傾斜している外枠３２およびロッキングブロック３４を使用した場合にも、上述と同様に、ロッキングブロック３４を固定型板１１の主面側へ押圧することにより、外周サポートブロック３３からの反力によって外枠３２をコアプレート３１側へ押圧することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明にかかる射出成形用金型は、平板成形品の周縁部の形状に応じて外枠を交換する際に、簡略化された操作で迅速に外枠を交換することができるので、周縁部の形状が異なる平板成形品を成形する射出成形用金型に有用である。特に、厳密な平面性が要求される光拡散板、導光板、反射板などの平板成形品の成形に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態による射出成形用金型を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態による射出成形用金型の主要部を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態による射出成形用金型の主要部を示す部分断面図である。
【図４】ロッキングブロックおよび外周サポートブロックを示す概略部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態による射出成形用金型の主要部を示す分解断面図である。
【図６】外枠を示す概略斜視図である。
【図７】固定型板を示す概略平面図である。
【図８】固定型板およびコアプレートを示す概略断面図である。
【図９】固定型板を示す概略平面図である。
【図１０】固定型板およびコアプレートを示す概略断面図である。
【図１１】平板成形品を示す平面図である。
【図１２】平板成形品を示す平面図である。
【図１３】平板成形品を示す平面図である。
【図１４】射出成形用金型を使用して平板成形品を成形する操作を説明する概略図である。
【図１５】射出成形用金型を使用して平板成形品を成形する操作を説明する概略図である。
【図１６】従来の射出成形用金型の主要部を示す部分断面図である。
【図１７】従来の射出成形用金型の主要部を示す分解断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 射出成形用金型
４ａ ボルト
５ａ ボルト
６ａ ボルト
１０ 固定型
１１ 固定型板
１１Ａ ランナー
１１Ｂ ゲート
１１Ｃ 溝
１１Ｄ 溝
１１Ｘ 主面
１２ ストリッパープレート
１２Ａ スプルー
１３ 取付板
２０ 可動型
２１ 可動型板
２２ 取付板
３０ ミドルプレート
３１ コアプレート
３１Ｘ 上面
３２ 外枠
３２Ａ 外側面
３２Ｂ 内側面
３２Ｐ 切欠部
３２Ｓ 送風口
３２Ｕ 溝部
３２Ｘ 上面
３２Ｙ 上面
３３ 外周サポートブロック
３３Ａ 外側面
３３Ｂ 内側面
３３Ｃ 凹部
３３Ｘ 上面
３３Ｙ 下面
３４ ロッキングブロック
３４Ａ 外側面
３４Ｂ 内側面
３５ 位置決め部材
３６ キー
３７ キー
Ｘ 平板成形品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型と、可動型とを備え、平板成形品を形成するための射出成形用金型であって、
前記固定型および前記可動型は、それぞれ型板を有し、
前記固定型および前記可動型のいずれかの型板Ａの主面に着脱自在に取り付けられるコアプレートと、
このコアプレートの外周に隣接して配置され、前記型板Ａの主面に着脱自在に取り付けられる外枠と、
前記型板Ａの外周部分に着脱自在に取り付けられる外周支持枠と、
前記型板Ａの主面側において、前記外枠および前記外周支持枠に当接した状態で、前記外枠と前記外周支持枠との間に挿入される挿入部材と、
前記挿入部材を前記型板Ａの主面側へ押圧することにより、前記外周支持枠からの反力によって前記外枠を前記コアプレート側へ押圧する押圧手段と、
を備えることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記外周支持枠と前記挿入部材との当接面は、前記外周支持枠側に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記外枠と前記挿入部材との当接面は、前記外枠側に傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形用金型。
【請求項４】
前記平板成形品は、光学部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形用金型。
【請求項５】
前記光学部材は、熱可塑性樹脂からなる、光拡散板または導光板であることを特徴とする請求項４に記載の射出成形用金型。
【請求項６】
前記コアプレートのキャビティ面と、前記固定型の型板のキャビティ面と、前記可動型の型板のキャビティ面との少なくともいずれかのキャビティ面に、前記平板成形品の表面にパターン形状を付与するためのパターン形成部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形用金型。
【請求項７】
前記コアプレートのキャビティ面と、前記固定型の型板のキャビティ面と、前記可動型の型板のキャビティ面との少なくともいずれかのキャビティ面に対応する位置に、前記平板成形品の表面にパターン形状を付与するためのパターン形成部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出成形用金型。
【請求項１】
固定型と、可動型とを備え、平板成形品を形成するための射出成形用金型であって、
前記固定型および前記可動型は、それぞれ型板を有し、
前記固定型および前記可動型のいずれかの型板Ａの主面に着脱自在に取り付けられるコアプレートと、
このコアプレートの外周に隣接して配置され、前記型板Ａの主面に着脱自在に取り付けられる外枠と、
前記型板Ａの外周部分に着脱自在に取り付けられる外周支持枠と、
前記型板Ａの主面側において、前記外枠および前記外周支持枠に当接した状態で、前記外枠と前記外周支持枠との間に挿入される挿入部材と、
前記挿入部材を前記型板Ａの主面側へ押圧することにより、前記外周支持枠からの反力によって前記外枠を前記コアプレート側へ押圧する押圧手段と、
を備えることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記外周支持枠と前記挿入部材との当接面は、前記外周支持枠側に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記外枠と前記挿入部材との当接面は、前記外枠側に傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形用金型。
【請求項４】
前記平板成形品は、光学部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形用金型。
【請求項５】
前記光学部材は、熱可塑性樹脂からなる、光拡散板または導光板であることを特徴とする請求項４に記載の射出成形用金型。
【請求項６】
前記コアプレートのキャビティ面と、前記固定型の型板のキャビティ面と、前記可動型の型板のキャビティ面との少なくともいずれかのキャビティ面に、前記平板成形品の表面にパターン形状を付与するためのパターン形成部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形用金型。
【請求項７】
前記コアプレートのキャビティ面と、前記固定型の型板のキャビティ面と、前記可動型の型板のキャビティ面との少なくともいずれかのキャビティ面に対応する位置に、前記平板成形品の表面にパターン形状を付与するためのパターン形成部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出成形用金型。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−２３００５８（Ｐ２００７−２３００５８Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３８９４（Ｐ２００６−５３８９４）
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）【国等の委託研究の成果に係る記載事項】 国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１６年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「エネルギー使用合理化学技術戦略的開発／エネルギー使用合理化技術実証研究／低消費電力バックライトの開発と省エネ製造技術の実証研究」、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）【国等の委託研究の成果に係る記載事項】 国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１６年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「エネルギー使用合理化学技術戦略的開発／エネルギー使用合理化技術実証研究／低消費電力バックライトの開発と省エネ製造技術の実証研究」、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
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