(57)【要約】【課題】交換用、多品種用のゴム型の製造に用いるゴム材料の使用量を低減させることができ、ゴム型の型開きを簡単な構造によって防止し、かつ光発生手段の制約を緩和することができる樹脂成形用のゴム型、樹脂成形装置及び樹脂成形方法を提供すること。【解決手段】樹脂成形用のゴム型２は、熱可塑性樹脂５の成形品６を成形するキャビティ２１３を形成してなる中子型２１と、中子型２１を内部に配置する形状を有するベースモールド型２２とからなる。中子型２１とベースモールド型２２とが合わさる接触面２３には、複数の分割型部２１１の型開きを防止するために真空状態にする型空間２４が形成してある。型空間２４は、接触面２３において、中子型２１とベースモールド型２２とが互いに接触する接触部と互いに接触しない溝部とを繰り返し交互に形成してなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を充填して成形品を成形するためのキャビティを形成してなるゴム型であって、
該ゴム型は、ゴム材料からなると共に上記キャビティを形成してなる中子型と、ゴム材料からなると共に上記中子型を内部に配置する形状を有するベースモールド型とからなり、
上記中子型は、横方向の断面が円形状、楕円形状、又はこれらに近似する多角形状を有しており、上記ベースモールド型は、上記中子型の形状に対応して、上記横方向の断面が円環形状、楕円形状、又はこれらに近似する多角環形状を有しており、
上記中子型は、上記キャビティを開放して成形品を取り出すための分割面において複数の分割型部を組み合わせてなり、上記分割面は、上記中子型を上記横方向に分割する状態に形成してあることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂成形用のゴム型において、上記中子型と上記ベースモールド型とが合わさる接触面には、該中子型と該ベースモールド型との少なくとも一方に、上記複数の分割型部の型開きを防止するために真空状態にする型空間が形成してあり、
該型空間は、上記接触面において、型同士が互いに接触する接触部と互いに接触しない溝部とを繰り返し交互に形成してなることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の樹脂成形用のゴム型において、上記中子型は、円柱形状に形成してあり、上記ベースモールド型は、上記中子型を収容する収容穴を形成した有底の断面円環形状に形成してあり、
上記中子型の外周には、ゴム材料からなるゴムチューブが螺旋状に巻き付けてあり、
該ゴムチューブを巻き付けた上記中子型を上記収容穴に収容してなることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項４】
請求項３に記載の樹脂成形用のゴム型において、上記ゴムチューブは、上記中子型の軸方向に密接して螺旋状に巻き付けてあり、
上記中子型の外周と上記ゴムチューブの外周とによって囲まれた隙間によって、上記複数の分割型部の型開きを防止するために真空状態にする型空間が形成されていることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項５】
請求項２又は４に記載の樹脂成形用のゴム型と、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光を発生させる光発生手段と、上記型空間内の真空引きを行う真空手段と、上記ゴム型を回転させる回転手段とを有する樹脂成形装置であって、
上記真空手段によって上記型空間内の真空引きを行って上記型開きを防止し、上記回転手段によって上記ゴム型を上記円形状の断面を有する中子型及び上記円環形状の断面を有するベースモールド型の中心軸線の回りに回転させると共に、上記光発生手段によって上記ベースモールド型の外周から上記光を照射して、上記キャビティ内に充填する上記熱可塑性樹脂を加熱するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項６】
請求項４に記載の樹脂成形用のゴム型と、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光を発生させる光発生手段と、上記型空間内の真空引きを行う真空手段と、上記ゴム型を回転させる回転手段と、上記ゴムチューブ内に冷却流体を供給する冷却手段とを有する樹脂成形装置であって、
上記真空手段によって上記型空間内の真空引きを行って上記型開きを防止し、上記回転手段によって上記ゴム型を上記円形状の断面を有する中子型及び上記円環形状の断面を有するベースモールド型の中心軸線の回りに回転させると共に、上記光発生手段によって上記ベースモールド型の外周から上記光を照射して、上記キャビティ内に充填する上記熱可塑性樹脂を加熱し、
上記熱可塑性樹脂の充填を行った後には、上記冷却手段によって上記ゴムチューブ内に上記冷却流体を流して、上記中子型を介して上記熱可塑性樹脂を冷却するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項７】
請求項２又は４に記載の樹脂成形用のゴム型と、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光を発生させる光発生手段と、上記型空間内の真空引きを行う真空手段と、上記ゴム型を回転させる回転手段とを用い、
上記真空手段によって上記型空間内の真空引きを行って上記型開きを防止し、上記回転手段によって上記ゴム型を上記円形状の断面を有する中子型及び上記円環形状の断面を有するベースモールド型の中心軸線の回りに回転させると共に、上記光発生手段によって上記ベースモールド型の外周から上記光を照射して、上記キャビティ内に充填する上記熱可塑性樹脂を加熱することを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項８】
請求項４に記載の樹脂成形用のゴム型と、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光を発生させる光発生手段と、上記型空間内の真空引きを行う真空手段と、上記ゴム型を回転させる回転手段と、上記ゴムチューブ内に冷却流体を供給する冷却手段とを用い、
上記真空手段によって上記型空間内の真空引きを行って上記型開きを防止し、上記回転手段によって上記ゴム型を上記円形状の断面を有する中子型及び上記円環形状の断面を有するベースモールド型の中心軸線の回りに回転させると共に、上記光発生手段によって上記ベースモールド型の外周から上記光を照射して、上記キャビティ内に充填する上記熱可塑性樹脂を加熱し、
上記熱可塑性樹脂の充填を行った後には、上記冷却手段によって上記ゴムチューブ内に上記冷却流体を流して、上記中子型を介して上記熱可塑性樹脂を冷却することを特徴とする樹脂成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂の成形品を得るための樹脂成形用のゴム型、樹脂成形装置及び樹脂成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂を用いて所定形状の樹脂成形品を得る方法としては、一般的には、射出成形、ブロー成形、押出成形、プレス成形等の種々の成形方法がある。
これに対し、例えば、特許文献１においては、シリコーンゴム等のゴム製の成形型（ゴム型）を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を真空注型法により成形する際に、成形型に対して熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる樹脂成形方法が開示されている。この樹脂成形方法においては、成形型のキャビティ内に溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する際に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射し、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を積極的に加熱することができる。
また、例えば、特許文献２においては、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターを水から構成し、水の循環をさせることによりフィルターの温度上昇を防ぐことができる樹脂成形装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１６４４７号公報
【特許文献２】特開２００８−４４２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、シリコーンゴム等のゴム製の成形型は、ゴム製であるが故に熱可塑性樹脂の成形に用いた後の熱劣化が激しく、例えば数十回のショット（成形）に用いると交換が必要になる。そのため、成形型の製造に用いるゴム材料の使用量が多くなってしまう。
また、成形品の寸法精度を向上させるためには、成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填した後、所定時間、成形型の保圧を行っている。このとき、成形型の型開きを防止する必要があり、この型開きを簡単な構造によって防止するためには更なる工夫が必要とされる。
【０００５】
また、上記従来のゴム製の成形型は、いずれもの直方体形状に形成されている。これに対し、成形する成形品の形状は、板形状に近いものから棒形状、柱形状、正方形状、管形状等種々の形状がある。そのため、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して、成形型内に充填する熱可塑性樹脂を効果的に加熱しようとすると、ハロゲンランプ等の電磁波発生手段の配置スペースに制約が生じる。
【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、交換用、多品種用のゴム型の製造に用いるゴム材料の使用量を低減させることができ、ゴム型の型開きを簡単な構造によって防止して、熱可塑性樹脂からなる安定した寸法精度の成形品を得ることができ、かつ光発生手段の制約を緩和することができる樹脂成形用のゴム型、樹脂成形装置及び樹脂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、熱可塑性樹脂を充填して成形品を成形するためのキャビティを形成してなるゴム型であって、
該ゴム型は、ゴム材料からなると共に上記キャビティを形成してなる中子型と、ゴム材料からなると共に上記中子型を内部に配置する形状を有するベースモールド型とからなり、
上記中子型は、横方向の断面が円形状、楕円形状、又はこれらに近似する多角形状を有しており、上記ベースモールド型は、上記中子型の形状に対応して、上記横方向の断面が円環形状、楕円形状、又はこれらに近似する多角環形状を有しており、
上記中子型は、上記キャビティを開放して成形品を取り出すための分割面において複数の分割型部を組み合わせてなり、上記分割面は、上記中子型を上記横方向に分割する状態に形成してあることを特徴とする樹脂成形用のゴム型にある（請求項１）。
【０００８】
第２の発明は、上記樹脂成形用のゴム型と、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光を発生させる光発生手段と、上記型空間内の真空引きを行う真空手段と、上記ゴム型を回転させる回転手段とを有する樹脂成形装置であって、
上記真空手段によって上記型空間内の真空引きを行って上記型開きを防止し、上記回転手段によって上記ゴム型を上記円形状の断面を有する中子型及び上記円環形状の断面を有するベースモールド型の中心軸線の回りに回転させると共に、上記光発生手段によって上記ベースモールド型の外周から上記光を照射して、上記キャビティ内に充填する上記熱可塑性樹脂を加熱するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項５）。
【０００９】
第３の発明は、上記樹脂成形用のゴム型と、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光を発生させる光発生手段と、上記型空間内の真空引きを行う真空手段と、上記ゴム型を回転させる回転手段と、上記ゴムチューブ内に冷却流体を供給する冷却手段とを有する樹脂成形装置であって、
上記真空手段によって上記型空間内の真空引きを行って上記型開きを防止し、上記回転手段によって上記ゴム型を上記円形状の断面を有する中子型及び上記円環形状の断面を有するベースモールド型の中心軸線の回りに回転させると共に、上記光発生手段によって上記ベースモールド型の外周から上記光を照射して、上記キャビティ内に充填する上記熱可塑性樹脂を加熱し、
上記熱可塑性樹脂の充填を行った後には、上記冷却手段によって上記ゴムチューブ内に上記冷却流体を流して、上記中子型を介して上記熱可塑性樹脂を冷却するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項６）。
【００１０】
第４の発明は、上記樹脂成形用のゴム型と、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光を発生させる光発生手段と、上記型空間内の真空引きを行う真空手段と、上記ゴム型を回転させる回転手段とを用い、
上記真空手段によって上記型空間内の真空引きを行って上記型開きを防止し、上記回転手段によって上記ゴム型を上記円形状の断面を有する中子型及び上記円環形状の断面を有するベースモールド型の中心軸線の回りに回転させると共に、上記光発生手段によって上記ベースモールド型の外周から上記光を照射して、上記キャビティ内に充填する上記熱可塑性樹脂を加熱することを特徴とする樹脂成形方法にある（請求項７）。
【００１１】
第５の発明は、上記樹脂成形用のゴム型と、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光を発生させる光発生手段と、上記型空間内の真空引きを行う真空手段と、上記ゴム型を回転させる回転手段と、上記ゴムチューブ内に冷却流体を供給する冷却手段とを用い、
上記真空手段によって上記型空間内の真空引きを行って上記型開きを防止し、上記回転手段によって上記ゴム型を上記円形状の断面を有する中子型及び上記円環形状の断面を有するベースモールド型の中心軸線の回りに回転させると共に、上記光発生手段によって上記ベースモールド型の外周から上記光を照射して、上記キャビティ内に充填する上記熱可塑性樹脂を加熱し、
上記熱可塑性樹脂の充填を行った後には、上記冷却手段によって上記ゴムチューブ内に上記冷却流体を流して、上記中子型を介して上記熱可塑性樹脂を冷却することを特徴とする樹脂成形方法にある（請求項８）。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明の樹脂成形用のゴム型は、中子型と中子型を内部に配置する形状を有するベースモールド型とからなる。
そして、熱可塑性樹脂は、中子型に形成したキャビティ内に充填することができる。これにより、熱可塑性樹脂の充填による熱の劣化の対象を中子型のみとすることができ、ベースモールド型は中子型よりも多くのショット（成形）回数使用することができる。そのため、中子型に比べてベースモールド型を長期間使用することが可能になり、劣化した中子型を交換する際に、新たに交換用の中子型の製造に用いるゴム材料の使用量を低減させることができる。
【００１３】
また、多品種の成形品の成形を行う際には、各成形品の形状に合わせたキャビティを有する多品種の中子型を準備し、ベースモールド型は共通して用いることができる。これにより、ベースモールド型の製造に用いるゴム材料の使用量を低減させることができる。
また、複数の分割型部から構成した中子型をベースモールド型内に保持することにより、簡単な構造によって複数の分割型部が型開きをすることを防止することができる。
【００１４】
また、中子型は、横方向の断面が円形状、楕円形状、又はこれらに近似する多角形状を有しており、ベースモールド型は、中子型の形状に対応して、横方向の断面が円環形状、楕円形状、又はこれらに近似する多角環形状を有している。これにより、中子型のキャビティ内に充填する熱可塑性樹脂に対して、ベースモールド型及び中子型を介してベースモールド型の表面から光を照射する際には、ベースモールド型内に中子型を収容した状態のゴム型を、これらの中心軸線の回りに回転させることができる。
【００１５】
そのため、中子型のキャビティ内に充填した熱可塑性樹脂に対して、ベースモールド型の全周から可能な限り均一に光を照射することができる。そして、キャビティにおける各部へ迅速かつ安定して熱可塑性樹脂を行き渡らせ、熱可塑性樹脂の充填不良の発生を防止することができる。
また、ゴム型を回転させる際の回転半径がほとんど変化することにならず、光発生手段とゴム型との干渉を容易に避けることができ、キャビティ内の熱可塑性樹脂に光を照射する光発生手段をゴム型に極力接近させて配置することができる。そのため、光発生手段の配置スペースの制約を緩和することができる。
【００１６】
それ故、第１の発明の樹脂成形用のゴム型によれば、交換用、多品種用のゴム型の製造に用いるゴム材料の使用量を低減させることができ、ゴム型の型開きを簡単な構造によって防止して、熱可塑性樹脂からなる安定した寸法精度の成形品を得ることができ、かつ光発生手段の制約を緩和することができる。
【００１７】
第２の発明の樹脂成形装置及び第４の発明の樹脂成形方法においては、光発生手段によってゴム型に光を照射する際には、回転手段によってゴム型を円形状の断面を有する中子型及び円環形状の断面を有するベースモールド型の中心軸線の回りに回転させる。これにより、ゴム型を回転させる際の回転半径がほとんど変化することにならず、光発生手段とゴム型との干渉を容易に避けることができ、キャビティ内の熱可塑性樹脂に光を照射する光発生手段をゴム型に極力接近させて配置することができる。そのため、光発生手段の配設位置の制約を緩和することができる。
その他、第２の発明及び第４の発明においても、第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】
それ故、第２の発明の樹脂成形装置及び第４の発明の樹脂成形方法によれば、上記樹脂成形用のゴム型の発明と同様に、交換用、多品種用のゴム型の製造に用いるゴム材料の使用量を低減させることができ、ゴム型の型開きを簡単な構造によって防止して、熱可塑性樹脂からなる安定した寸法精度の成形品を得ることができ、かつ光発生手段の制約を緩和することができる。
【００１９】
第３の発明の樹脂成形装置及び第５の発明の樹脂成形方法においては、キャビティへの熱可塑性樹脂の充填を行った後には、冷却手段によってゴムチューブ内に冷却流体を流して、中子型を冷却する。これにより、溶融状態の熱可塑性樹脂の冷却を促進することができ、熱可塑性樹脂の成形品を成形する時間を短縮することができる。
その他、第３の発明及び第５の発明においても、第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２０】
それ故、第３の発明の樹脂成形装置及び第５の発明の樹脂成形方法によっても、上記樹脂成形用のゴム型の発明と同様に、交換用、多品種用のゴム型の製造に用いるゴム材料の使用量を低減させることができ、ゴム型の型開きを簡単な構造によって防止して、熱可塑性樹脂からなる安定した寸法精度の成形品を得ることができ、かつ光発生手段の制約を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１における、樹脂成形装置を上方から見た状態で示す断面説明図。
【図２】実施例１における、真空手段によってキャビティ内及び型空間を真空にする状態の樹脂成形装置を側方から見た状態で示す断面説明図。
【図３】実施例１における、光発生手段によってキャビティ内の熱可塑性樹脂に光を照射する状態の樹脂成形装置を側方から見た状態で示す断面説明図。
【図４】実施例１における、型空間を形成するベースモールド型を側方から見た状態で示す断面説明図。
【図５】実施例１における、ゴム型に成形した成形品を側方から見た状態で示す説明図。
【図６】実施例１における、シリコーンゴムにおける光の透過率を示すグラフ。
【図７】実施例２における、真空手段によってキャビティ内及び型空間を真空にする状態の樹脂成形装置を側方から見た状態で示す断面説明図。
【図８】実施例２における、中子型の外周にゴムチューブを巻き付けた状態を示す断面説明図。
【図９】実施例２における、光発生手段によってキャビティ内の熱可塑性樹脂に光を照射する状態の樹脂成形装置を側方から見た状態で示す断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
上述した第１〜第５の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記ゴム型を介して上記熱可塑性樹脂に照射する光（電磁波）としては、波長が０．７８〜２μｍの領域の光だけでなく、これ以外の領域の光も含まれていてもよい。この場合において、ゴム型を介して熱可塑性樹脂に照射する光は、波長が０．７８〜２μｍの領域の光を、これ以外の領域の光よりも多く含むことが好ましい。
【００２３】
また、上記複数の分割型部は、一対の分割型部とすることができ、３つ以上の分割型部とすることもできる。また、分割型部は、対称形状に分割する必要はなく、種々の分割面（波状、凹凸状、のこぎり状等の分割面）によって分割することができる。
また、第２〜第５の発明において、上記光発生手段は、１個だけでなく、複数個を用いることができる。すなわち、成形品（あるいはキャビティ）の形状によっては、両側又は上下左右から光を照射した方が好ましい場合がある。
【００２４】
また、第１〜第５の発明において光照射成形に用いる熱可塑性樹脂としては、光（電磁波）を吸収し、加熱が促進されるものを用いることができる。
この熱可塑性樹脂は、熱可塑性を有する重合体を含むものであれば、特に限定されず、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン樹脂）等のゴム強化スチレン系樹脂、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、（メタ）アクリル酸エステル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、環状オレフィン樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、イミド系樹脂、ケトン系樹脂、スルホン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、感光性樹脂、液晶ポリマー、生分解性プラスチック等が挙げられる。これらは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２５】
上記熱可塑性樹脂のうち、光照射成形に用いる熱可塑性樹脂として好適なものとして、ゴム強化スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂及びポリカーボネート樹脂のアロイ、ゴム強化スチレン系樹脂及びポリカーボネート樹脂のアロイ、ゴム強化スチレン系樹脂及びポリエステル系樹脂のアロイ等が挙げられる。
【００２６】
さらに、上記熱可塑性樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂であることが好ましい。
熱可塑性樹脂の冷却速度は、ゴム型がゴム製であるため、金型の場合に比べて遅くなる。そのため、冷却中に熱可塑性樹脂の結晶性が高くなることがあり、これによって、成形品の寸法精度が低下したり、成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。これに対し、熱可塑性樹脂を非晶性熱可塑性樹脂にすることにより、上記成形品の寸法精度の低下及び耐衝撃性の低下等を防止できる場合がある。
【００２７】
また、上記ゴム型は、シリコーンゴムからなることが好ましい。
この場合には、ゴム型の作製が容易であると共に、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む光により、ゴム型をほとんど加熱することなく熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる。
また、シリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０であることが好ましい。
【００２８】
第２〜第５の発明において、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む光により、ゴム型に比べて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム型の表面に照射された０．７８〜２μｍの波長領域を含む光は、ゴム型に吸収される割合に比べて、ゴム型を透過して熱可塑性樹脂に吸収される割合が多いと考える。そのため、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光による光のエネルギーが熱可塑性樹脂に優先的に吸収されて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができると考える。
また、第１〜第５の発明のゴム型を構成する中子型においては、成形品のサンプル（マスターモデル）の形状を転写することによって容易にキャビティを形成することができる。そのため、中子型にキャビティを形成することが容易である。
【００２９】
第１の発明において、上記中子型と上記ベースモールド型とが合わさる接触面には、該中子型と該ベースモールド型との少なくとも一方に、上記複数の分割型部の型開きを防止するために真空状態にする型空間が形成してあり、該型空間は、上記接触面において、型同士が互いに接触する接触部と互いに接触しない溝部とを繰り返し交互に形成してなることが好ましい（請求項２）。
【００３０】
この場合には、ゴム型を構成する中子型におけるキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、型空間内の真空引きを行う。そして、型空間内を真空状態にする一方、ベースモールド型の周辺の圧力を大気圧以上の状態にすることにより、ベースモールド型に中子型を押圧する力を作用させることができる。これにより、複数の分割型部の分割面が開かないようにすることができ、ベースモールド型によって複数の分割型部の型締めを行うことができる。そのため、熱可塑性樹脂を充填する際の圧力が複数の分割型部に加わるときでも、この複数の分割型部が型開きをしてしまうことを防止することができる。
【００３１】
また、型空間は、接触面において、中子型とベースモールド型とが互いに接触する接触部と互いに接触しない溝部とを繰り返し交互に形成してなる。これにより、ベースモールド型から中子型を構成する分割型部に加わる圧力をできるだけ均一にすることができ、安定して型開きを防止することができる。そのため、ゴム型の型開きを簡単な構造によって防止して、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して得た成形品の寸法精度を向上させることができる。
【００３２】
また、上記中子型は、円柱形状に形成してあり、上記ベースモールド型は、上記中子型を収容する収容穴を形成した有底の断面円環形状に形成してあり、上記中子型の外周には、ゴム材料からなるゴムチューブが螺旋状に巻き付けてあり、該ゴムチューブを巻き付けた上記中子型を上記収容穴に収容するよう構成することが好ましい（請求項３）。
この場合には、ゴムチューブを巻き付ける力によって、複数の分割型部を締め付け、中子型を構成する複数の分割型部が型開きをすることを防止することができる。
【００３３】
また、この場合には、中子型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填した後には、ゴムチューブ内に空気、水、シリコーンオイル等の流体を流すことによって、熱可塑性樹脂を冷却して成形品を得ることができる。
また、使用するゴムチューブの外径を変更することによって、共通のベースモールド型に対して、外径の異なる種々の中子型を用いことができる。
また、ゴムチューブは、ゴム型を構成するゴム材料と同じゴム材料、又はゴム型を構成するゴム材料と同様の性質を有するゴム材料から構成することができる。
【００３４】
また、上記ゴムチューブは、上記中子型の軸方向に密接して螺旋状に巻き付けてあり、上記中子型の外周と上記ゴムチューブの外周とによって囲まれた隙間によって、上記複数の分割型部の型開きを防止するために真空状態にする型空間が形成されているが好ましい（請求項４）。
この場合には、ゴムチューブの外周によって、中子型の外周に接触する接触部を形成し、ゴムチューブの外周同士の間の隙間によって、中子型の外周に接触しない溝部を形成することができる。そして、溝部による型空間内を真空状態にすることにより、ベースモールド型によって保持して複数の分割型部の型締めを行うことができる。
また、ゴムチューブを巻き付ける力によって、複数の分割型部を締め付け、型締めを補助することができる。また、ゴムチューブ内を空気等の流体で加圧することによって、型締めをさらに補助することもできる。
【００３５】
また、上記ベースモールド型の収容穴には、上記中子型に隣接してゴム製のスペーサを配置することもできる。この場合にも、上記ゴムチューブの場合と同様に、スペーサの厚みを変更することによって、異なる大きさの中子型をベースモールド型内に配置することができる。
【実施例】
【００３６】
以下に、本発明の樹脂成形用のゴム型、樹脂成形装置及び樹脂成形方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の樹脂成形用のゴム型２は、図１、図２に示すごとく、熱可塑性樹脂５を充填して成形品６を成形するためのキャビティ２１３を形成してなるものである。
ゴム型２は、ゴム材料からなると共にキャビティ２１３を形成してなる中子型２１と、ゴム材料からなると共に中子型２１を内部に配置する形状を有するベースモールド型２２とからなる。中子型２１は、横方向Ｗの断面が円形状を有しており、ベースモールド型２２は、中子型２１の形状に対応して、横方向Ｗの断面が円環形状を有している。
【００３７】
図２に示すごとく、中子型２１は、キャビティ２１３を開放して成形品６を取り出すための分割面２１２において複数の分割型部２１１を組み合わせてなり、分割面２１２は、中子型２１を横方向Ｗに分割する状態に形成してある。中子型２１とベースモールド型２２とが合わさる接触面２３には、複数の分割型部２１１の型開きを防止するために真空状態にする型空間２４が形成してある。型空間２４は、接触面２３において、中子型２１とベースモールド型２２とが互いに接触する接触部２４１と互いに接触しない溝部２４２とを繰り返し交互に形成してなる。
【００３８】
図１〜図３に示すごとく、本例の樹脂成形装置１は、樹脂成形用のゴム型２と、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光（電磁波）Ｘを発生させる光発生手段３と、型空間２４内の真空引きを行う真空手段４１と、ゴム型２を回転させる回転手段４２とを有している。真空手段４１によって型空間２４内の真空引きを行って型開きを防止し、回転手段４２によってゴム型２を円形状の断面を有する中子型２１及び円環形状の断面を有するベースモールド型２２の中心軸線の回りに回転させると共に、光発生手段３によってベースモールド型２２の外周から光Ｘを照射して、キャビティ２１３内に充填する熱可塑性樹脂５を加熱するよう構成してある。
【００３９】
以下に、本例の樹脂成形用のゴム型２、樹脂成形装置１及び樹脂成形方法につき、図１〜図６を参照して詳説する。
図１、図２に示すごとく、本例の樹脂成形用のゴム型２を構成する中子型２１及びベースモールド型２２は、ゴム材料としてのシリコーンゴムからなる。このゴム型２は、成形する成形品６のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムからマスターモデルを取り出すことによって作製することができる。また、ゴム型２は、ゴム製であるため、成形後の成形品６を取り出す際の型開きを行うための分割面（パーティング面）２１２を簡単にかつ任意に形成することができる。
【００４０】
本例においては、熱可塑性樹脂５として、非晶性熱可塑性樹脂であると共にゴム変性熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂を用いる。本例の熱可塑性樹脂５は、粒子状態のものと溶融状態のものとが用いられる。すなわち、本例の中子型２１のキャビティ２１３内には、まず、粒子状態の熱可塑性樹脂５が充填され、これを加熱溶融した後、溶融状態の熱可塑性樹脂５が充填される。
【００４１】
図３、図４に示すごとく、本例の中子型２１は、円柱形状に形成してあり、ベースモールド型２２は、中子型２１を収容する収容穴２２０を形成した有底の断面円環形状に形成してある。ベースモールド型２２は、底部２２１と、底部２２１の縁部から立設した円環状の側壁部２２２とによる容器形状に形成してある。ベースモールド型２２の側壁部２２２の上端面には、蓋部２２３が配置され、蓋部２２３によってベースモールド型２２における収容穴２２０が閉塞される。蓋部２２３は、補強パイプ、補強板等の金属部材によって補強することができる。
【００４２】
本例の型空間２４は、ベースモールド型２２の内周に対して上下方向とこれに直交する横方向Ｗとに形成した格子状の溝部２４２、及びベースモールド型２２の底部２２１の内側面に対して形成した格子状の溝部２４２によって構成してある。そして、接触部２４１は、格子状に形成した溝部２４２の間に残された残部として形成されている。また、中子型２１と蓋部２２３との間にも、型空間２４に連通する連通空間２２４が形成されている。
【００４３】
本例の光発生手段３は、０．７８〜２μｍの波長領域（ほぼ近赤外線の波長領域に相当する。）を含む光Ｘを発するハロゲンランプ３１を用いて構成してある。このハロゲンランプ３１は、０．７８〜２μｍの波長領域内に（本例では約０．９μｍに）光強度のピークを有するものを用いた。
【００４４】
図１に示すごとく、本例の光発生手段３は、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光（電磁波）Ｘを発するハロゲンランプ（光源）３１と、ハロゲンランプ３１から発した光Ｘを配光して反射するリフレクタ３２と、リフレクタ３２から反射された光Ｘをさらに反射させてゴム型２へ導くための中継反射鏡３３とを有している。中継反射鏡３３は、上下及び左右に揺動可能に構成してあり、その反射面が、中継反射鏡３３を回動させるための回動中心軸線Ｃ１に対して傾斜する方向Ｃ２を向いている。
そして、光発生手段３は、リフレクタ３２から配光して反射された光Ｘが中継反射鏡３３に導かれ、中継反射鏡３３を回動中心軸線Ｃ１の回りに回動させることによって、中継反射鏡３３によって反射した光Ｘを、円を描くようにゴム型２に照射するよう構成してある。
【００４５】
本例の回転手段４２は、ゴム型２を載置する回転ベース４２１と、この回転ベース４２１を回転駆動する駆動モータとによって構成してある。
本例の光発生手段３は、回転ベース４２１に載置されたゴム型２に対する横方向Ｗの両側の側部に配設され、横方向Ｗの両側からゴム型２に対して光Ｘを照射するよう構成してある。そして、各光発生手段３を構成する中継反射鏡３３は、ゴム型２の外周に対向して配設することができる。
【００４６】
図２、図３に示すごとく、一対の分割型部２１１における分割面２１２の上部位置には、注入ノズル４３によって熱可塑性樹脂５をキャビティ２１３内に注入するための注入口２１４が形成してある。この注入口２１４は、一対の分割型部２１１の両方に跨って形成してある。そして、注入口２１４からキャビティ２１３内に熱可塑性樹脂５を注入し、注入口２１４に成形された成形物は、キャビティ２１３内に成形した熱可塑性樹脂５の成形品６と一体的に取り出すことができる。
本例の真空手段４１は、真空ポンプによって構成してあり、ベースモールド型２２の下方には、真空ポンプに接続される吸引口２２５が形成してある。
【００４７】
本例の注入ノズル４３は、中子型２１における注入口２１４に配置し、所定の圧力（例えば、０．２〜１０ＭＰａの圧力）で溶融状態の熱可塑性樹脂５をキャビティ２１３内に注入するよう構成してある。また、本例においては、中子型２１における注入口２１４には、粒子状態の熱可塑性樹脂５をキャビティ２１３内に投入するための投入ノズルも配置することができる（図示略）。
【００４８】
次に、上記樹脂成形用のゴム型２を用いた樹脂成形方法、及び本例による作用効果について説明する。
まず、図４に示すごとく、中子型２１をベースモールド型２２の収納穴２２０に配置し、図２に示すごとく、ベースモールド型２２の吸引口２２５には真空手段４１を接続して、型空間２４の真空引きを行う。そして、型空間２４内が真空状態になったときには、ベースモールド型２２の周辺の圧力を大気圧状態にすることにより、ベースモールド型２２には中子型２１を押圧する力を作用させることができる。これにより、複数の分割型部２１１の分割面２１２が開かないようにすることができ、ベースモールド型２２によって複数の分割型部２１１の型締めを行うことができる。そして、熱可塑性樹脂５を充填する際の圧力が一対の分割型部２１１に加わるときでも、この一対の分割型部２１１が型開きをしてしまうことを防止することができる。
【００４９】
次いで、図示は省略するが、中子型２１の注入口２１４に投入ノズルを配置し、投入ノズルからキャビティ２１３内に粒子状態の熱可塑性樹脂５を投入する。次いで、図１、図３に示すごとく、光発生手段３によってベースモールド型２２の表面から０．７８〜２μｍの波長領域を含む光Ｘを照射して、キャビティ２１３内における粒子状態の熱可塑性樹脂５を加熱して溶融させる。このとき、キャビティ２１３内には、熱可塑性樹脂５が未充填の空間が形成される。
【００５０】
また、光発生手段３によって加熱を行う際には、回転手段４２によってゴム型２を円形状の断面を有する中子型２１及び円環形状の断面を有するベースモールド型２２の中心軸線の回りに回転させる。
そのため、中子型２１のキャビティ２１３内に充填した熱可塑性樹脂５に対して、ベースモールド型２２の全周から可能な限り均一に光Ｘを照射することができる。そして、キャビティ２１３における各部へ迅速かつ安定して熱可塑性樹脂５を行き渡らせ、熱可塑性樹脂５の充填不良の発生を防止することができる。
【００５１】
また、ゴム型２を回転させる際に、その回転半径がほとんど変化することにならず、光発生手段３とゴム型２との干渉を容易に避けることができ、キャビティ２１３内の熱可塑性樹脂５に光Ｘを照射する光発生手段３をゴム型２に極力接近させて配置することができる。そのため、光発生手段３の配置スペースの制約を緩和することができる。
【００５２】
また、型空間２４は、接触面２３において、中子型２１とベースモールド型２２とが互いに接触する接触部２４１と互いに接触しない溝部２４２とを繰り返し交互に形成してなる。これにより、ベースモールド型２２から中子型２１を構成する分割型部２１１に加わる圧力をできるだけ均一にすることができ、安定して型開きを防止することができる。そのため、ゴム型２の型開きを簡単な構造によって防止して、キャビティ２１３内の熱可塑性樹脂５を冷却して得た成形品６の寸法精度を向上させることができる。
【００５３】
次いで、キャビティ２１３において残された未充填の空間に、溶融状態の熱可塑性樹脂５を充填する。これにより、新たに充填する溶融状態の熱可塑性樹脂５の充填量を少なくすることができ、溶融状態の熱可塑性樹脂５の充填圧力を低くすることができる。そのため、一対の分割型部２１１の型開きをより効果的に防止することができ、寸法精度の優れた熱可塑性樹脂５の成形品６を成形することができる。
【００５４】
また、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む光Ｘをベースモールド型２２の表面から照射したときには、中子型２１及びベースモールド型２２を構成するゴム材料と熱可塑性樹脂５との物性の違いにより、中子型２１及びベースモールド型２２に比べて、熱可塑性樹脂５を選択的に加熱することができる（ゴム型２に比べて熱可塑性樹脂５の加熱量を多くすることができる）。これにより、中子型２１及びベースモールド型２２の温度上昇を抑制して、熱可塑性樹脂５を効果的に加熱することができる。そのため、熱可塑性樹脂５の成形品６を成形する際に、中子型２１及びベースモールド型２２の熱劣化を効果的に防止することができる。
【００５５】
ここで、図６は、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光Ｘの透過率（％）をとって、各シリコーンゴムにおける光Ｘの透過率を示すグラフである。同図において、各シリコーンゴムは、２００〜２２００（ｎｍ）の間の波長の光Ｘを透過させることがわかる。そのため、この波長の領域である近赤外線をシリコーンゴム製のゴム型２の表面に照射すると、当該近赤外線の多くを、ゴム型２を透過させて熱可塑性樹脂５に吸収させることができる。
【００５６】
次いで、図５に示すごとく、熱可塑性樹脂５の充填を行った後には、光発生手段３による加熱を中止し、中子型２１のキャビティ２１３内において加熱溶融した熱可塑性樹脂５を冷却し、熱可塑性樹脂５を固化させて成形品６を成形することができる。
なお、キャビティ２１３内における成形品６は、中子型２１をベースモールド型２２から取り出し、中子型２１を構成する一対の分割型部２１１を開けることによって取り出すことができる。
【００５７】
本例の樹脂成形用のゴム型２は、上述したように、中子型２１と中子型２１を内部に配置する形状を有するベースモールド型２２とからなる。
そして、熱可塑性樹脂５は、中子型２１に形成したキャビティ２１３内に充填することができる。これにより、熱可塑性樹脂５の充填による熱の劣化の対象を中子型２１のみとすることができ、ベースモールド型２２は中子型２１よりも多くのショット（成形）回数使用することができる。そのため、中子型２１に比べてベースモールド型２２を長期間使用することが可能になり、劣化した中子型２１を交換する際に、新たに交換用の中子型２１の製造に用いるゴム材料の使用量を低減させることができる。
また、多品種の成形品６の成形を行う際には、各成形品６の形状に合わせたキャビティ２１３を有する多品種の中子型２１を準備し、ベースモールド型２２は共通して用いることができる。これにより、ベースモールド型２２の製造に用いるゴム材料の使用量を低減させることができる。
【００５８】
それ故、第１の発明の樹脂成形用のゴム型２によれば、交換用、多品種用のゴム型２の製造に用いるゴム材料の使用量を低減させることができ、ゴム型２の型開きを簡単な構造によって防止して、熱可塑性樹脂５からなる安定した寸法精度の成形品６を得ることができ、かつ光発生手段３の制約を緩和することができる。
【００５９】
（実施例２）
本例は、図７に示すごとく、中子型２１の外周にゴムチューブ２５を螺旋状に巻き付け、ゴムチューブ２５を巻き付けた中子型２１をベースモールド型２２の収容穴２２０に収容するよう構成したゴム型２の例である。
本例においても、中子型２１は、円柱形状に形成してあり、ベースモールド型２２は、中子型２１を収容する収容穴２２０を形成した有底の断面円環形状に形成してある。また、ゴムチューブ２５は、中子型２１の軸方向に密接して螺旋状に巻き付ける。
図９に示すごとく、本例の樹脂成形装置１は、ゴムチューブ２５内に冷却流体としての空気Ａを供給する冷却手段４４を有している。
【００６０】
本例においては、図７に示すごとく、中子型２１の外周とゴムチューブ２５の外周とによって囲まれた隙間によって、複数の分割型部２１１の型開きを防止するために真空状態にする型空間２４を形成することができる。ゴムチューブ２５の外周によって、中子型２１の外周に接触する接触部２４１を形成し、ゴムチューブ２５の外周同士の間の隙間によって、中子型２１の外周に接触しない溝部２４２を形成することができる。また、接触部２４１と溝部２４２とを螺旋状に形成することができ、これらを中子型２１の全周に対して可能な限り均一に形成することができる。
【００６１】
そして、図７に示すごとく、溝部２４２による型空間２４内を真空状態にすることにより、ベースモールド型２２によって保持して複数の分割型部２１１の型締めを行うことができる。また、ゴムチューブ２５を巻き付ける力によって、複数の分割型部２１１を締め付け、型締めを補助することができる。また、ゴムチューブ２５内を空気Ａで加圧することによって、型締めをさらに補助することもできる。
【００６２】
また、図９に示すごとく、光発生手段３によって中子型２１のキャビティ２１３の熱可塑性樹脂５を加熱、溶融させた後には、冷却手段４４によってゴムチューブ２５内に空気Ａを流すことによって、中子型２１を介して熱可塑性樹脂５を冷却して成形品６を得ることができる。そのため、冷却後の熱可塑性樹脂５の成形品６を取り出すまでの時間を短縮することができ、成形品６の成形サイクルを短縮することができる。なお、ゴムチューブ２５内には、空気Ａ以外に、水、シリコーンオイル等を流して加熱された熱可塑性樹脂５を冷却することができる。
【００６３】
また、本例においては、使用するゴムチューブ２５の外径を変更することによって、共通のベースモールド型２２に対して、外径の異なる種々の中子型２１を用いことができる。また、ゴムチューブ２５は、ゴム型２を構成するゴム材料と同じシリコーンゴムから構成してある。
本例においても、ゴム型２、樹脂成形装置１等の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。
【符号の説明】
【００６４】
１  樹脂成形装置
２  樹脂成形用のゴム型
２１  中子型
２１１  分割型部
２１２  分割面
２１３  キャビティ
２２  ベースモールド型
２２０  収容穴
２３  接触面
２４  型空間
２４１  接触部
２４２  溝部
２５  ゴムチューブ
３  光発生手段
４１  真空手段
４２  回転手段
４３  注入ノズル
４４  冷却手段
５  熱可塑性樹脂
６  成形品
Ａ  空気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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