(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部において熱硬化性樹脂を加熱可能に設けられ、加熱により軟化した熱硬化性樹脂を外部に押し出し可能なプランジャ（１２）を有し、軟化した熱硬化性樹脂を供給可能な第一金型（１０、１１、１２）と、
軟化している熱硬化性樹脂が流通可能な第一流通路（２００）を有し、前記第一金型の内部と前記第一流通路とを連通する第二流通路（１００）を前記第一金型と対向している側と前記第一金型との間に形成し、前記第一金型に対して相対移動可能な第二金型（２０）と、
熱硬化性樹脂からなる所望の形状の樹脂部材（５）を成形可能な成形空間（３００）を前記第一流通路と連通するよう前記第二金型と対向している側と前記第二金型との間に形成し、前記第一金型及び前記第二金型に対して相対移動可能な第三金型（３０）と、
前記プランジャ、前記第二金型、及び、前記第三金型の駆動を制御する制御部（４０）と、
を備え、
前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂（７１、７２、７３）と前記第二金型との間の離型抵抗は、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂と前記第一金型との間の離型抵抗に比べ小さい金型装置。
【請求項２】
前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂と前記第二金型との接触面積は、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂と前記第一金型との接触面積に比べ小さい請求項１に記載の金型装置。
【請求項３】
前記一金型に対する前記第二金型の相対移動方向を天地方向とし、前記第一金型側を地側、前記第二金型側を天側とすると、
前記第一金型において天地方向を軸として設けられ軟化した熱硬化性樹脂を貯留可能な筒状の加熱ポット（１１）をさらに備え、前記加熱ポットの天側の端面（１１１）は、前記第一金型において前記第二流通路が形成される端面（１０５）に比べ天側に位置しており、
前記第二流通路を形成する前記第二金型の内壁（２１４）の抜き勾配（α）は、前記第二流通路に面する前記加熱ポットの外壁（１１３）の抜き勾配より大きい請求項１または２に記載の金型装置。
【請求項４】
前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂と前記第二金型との間の離型抵抗は、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂と前記第一金型との間の離型抵抗及び前記第一金型内において硬化している熱硬化性樹脂（７５）と前記第一金型との間の離型抵抗の合計に比べ小さい請求項１に記載の金型装置。
【請求項５】
前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂と前記第二金型との接触面積は、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂及び前記第一金型内において硬化している熱硬化性樹脂と前記第一金型との接触面積に比べ小さい請求項４に記載の金型装置。
【請求項６】
前記一金型に対する前記第二金型の相対移動方向を天地方向とし、前記第一金型側を地側、前記第二金型側を天側とすると、
前記第一金型において天地方向を軸として設けられ軟化した熱硬化性樹脂を貯留可能な筒状の加熱ポット（１１）をさらに備え、前記加熱ポットの天側の端面（１１１）は、前記第一金型において前記第二流通路が形成される端面（１０５）に比べ天側に位置しており、
前記第二流通路を形成する前記第二金型の内壁（２１４）の抜き勾配（α）は、前記第一金型の内壁（１０４、１１２）の抜き勾配、または、前記第二流通路に面する前記加熱ポットの外壁（１１３）の抜き勾配より大きい請求項４または５に記載の金型装置。
【請求項７】
前記第一金型の内部に往復移動可能に設けられ、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂に係合可能な係合部材（１３）をさらに備え、
前記制御部は、前記係合部材の移動に追従するよう前記プランジャを移動する請求項１〜６のいずれか一項に記載の金型装置。
【請求項８】
熱硬化性樹脂を加熱可能な第一金型（１０、１１）内で加熱により軟化している熱硬化性樹脂を第二金型（２０）が有する第一流通路（２００）を介して前記第二金型の前記第一金型とは反対側に位置する第三金型（３０）と前記第二金型との間に形成されている成形空間（３００）に充填し、熱硬化性樹脂からなる所望の形状の樹脂部材（５）を成形する樹脂部材の製造方法であって、
前記第一金型が有するプランジャ（１２）の移動によって前記第一金型内の軟化している熱硬化性樹脂を前記第二金型と前記第一金型との間に形成され前記第一金型内に連通する第二流通路（１００）、前記第一流通路、及び、前記成形空間に充填し、前記樹脂部材を成形する成形工程と、
前記成形工程の後、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂（７１、７２、７３）と前記第一金型との間の離型抵抗に比べて前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂との間の離型抵抗が小さい前記第二金型から前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂が離型するよう前記第二金型及び前記第三金型を前記第一金型から離れる方向に移動する第一離型工程と、
前記第一離型工程の後、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂が前記プランジャから離型するよう前記第二金型から離れる方向に前記プランジャを移動する第二離型工程と、
前記第二離型工程の後、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂が前記第一金型から離型するよう前記第二金型に近づく方向に前記プランジャを移動する第三離型工程と、
を含む樹脂部材の製造方法。
【請求項９】
熱硬化性樹脂を加熱可能な第一金型（１０、１１）内で加熱により軟化している熱硬化性樹脂を第二金型（２０）が有する第一流通路（２００）を介して前記第二金型の前記第一金型とは反対側に位置する第三金型（３０）と前記第二金型との間に形成されている成形空間（３００）に充填し、熱硬化性樹脂からなる所望の形状の樹脂部材（５）を成形する樹脂部材の製造方法であって、
前記第一金型が有するプランジャ（１２）の移動によって前記第一金型内の軟化している熱硬化性樹脂を前記第二金型と前記第一金型との間に形成され前記第一金型内に連通する第二流通路（１００）、前記第一流通路、及び、前記成形空間に充填し、前記樹脂部材を成形する成形工程と、
前記成形工程の後、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂（７１、７２、７３）と前記第一金型との間の離型抵抗及び前記第一金型内において硬化している熱硬化性樹脂（７５）と前記第一金型との間の離型抵抗の合計に比べて前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂との間の離型抵抗が小さい前記第二金型から前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂が離型するよう前記第二金型及び前記第三金型を前記第一金型から離れる方向に移動する第一離型工程と、
前記第一離型工程の後、前記第一金型内において硬化している熱硬化性樹脂が前記プランジャから離型するよう前記第二金型から離れる方向に前記プランジャを移動する第二離型工程と、
前記第二離型工程の後、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂が前記第一金型から離型するよう前記第二金型に近づく方向に前記プランジャを移動する第三離型工程と、
を含む樹脂部材の製造方法。
【請求項１０】
前記第一離型工程において、前記第二金型及び前記第三金型が移動する距離は、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂の前記第二金型及び前記第三金型が移動する方向の長さ（ｄ７）の二倍より短い距離である請求項８または９に記載の樹脂部材の製造方法。
【請求項１１】
前記第三離型工程において、前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂に係合可能な係合部材（１３）を前記第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂に係合させたまま前記第二金型及び前記第三金型を前記第一金型から離れる方向にさらに移動し、前記第一流通路において硬化している熱硬化性樹脂（７４）を前記第二金型から離型する請求項８〜１０のいずれか一項に記載の樹脂部材の製造方法。
【請求項１２】
前記第三離型工程において、前記係合部材の移動に追従するよう前記プランジャを移動することを特徴とする請求項１１に記載の樹脂部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置、及び、熱硬化性樹脂からなる樹脂部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱により軟化している熱硬化性樹脂を成形空間に充填し熱硬化性樹脂からなる所望の形状の部材である樹脂部材を製造する金型装置が知られている。金型装置は、所望の形状をなした成形空間を形成する二つの金型を有する。例えば、特許文献１には熱硬化性樹脂を加熱可能な加熱ポットを有する下側金型、及び、軟化している熱硬化性樹脂を充填可能な成形空間を下側金型との間に形成する上側金型を備える金型装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１２４０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の金型装置は、いわゆる、ツープレート金型の構成を有している。ツープレート金型の金型装置では、二つの金型の間に形成される成形空間に樹脂が供給され樹脂部材が成形される。しかしながら、ツープレート金型の金型装置では、樹脂部材を成形するとき、二つの金型の間に形成されているランナ及びゲートを介して軟化している熱硬化性樹脂を成形空間に送るため、樹脂部材を取り出すとき、ランナで硬化した熱硬化性樹脂からなる廃材と樹脂部材とが一体に取り出される。このため、廃材と樹脂部材とを分離する工程が別途必要となる。また、ツープレート金型の金型装置では、ゲートを樹脂部材の端部に設ける必要があるため、樹脂の流動を制御するために選択されるゲートの位置の選択自由度が低い。
【０００５】
一方、二つの金型とは別に、軟化している熱硬化性樹脂を供給可能な樹脂供給用の金型を備えるスリープレート金型の金型装置が知られている。スリープレート金型の金型装置は、例えば、樹脂供給用の下側金型、下側金型に隣り合う中間金型、及び、中間金型に隣り合う上側金型を備える。当該金型装置では、下側金型と中間金型との間に形成されるランナ、中間金型が有するスプルやゲートを介して軟化している熱硬化性樹脂を成形空間に送る。スリープレート金型の金型装置では、下側金型と中間金型と上側金型とが相対的に移動可能になっているため、樹脂部材を取り出すとき、ランナやスプルなどで硬化した熱硬化性樹脂からなる廃材と樹脂部材とを別々に取り出すことができる。これにより、ゲートを樹脂部材の任意の位置に設けることができるため、ゲートの位置の選択自由度が高い。
【０００６】
しかしながら、スリープレート型の金型装置が備える中間金型は、成形された樹脂部材を中間金型から離型するためのエジェクタピンに加えてランナの廃材を離型するためのエジェクタピンも備える必要がある。このため、金型装置の体格が大きくなるとともに構成が複雑になり、金型のコストが増大したりエジェクト不良などの不具合が発生したりするおそれがある。また、金型装置の体格が大きくなると、スプルの体積が大きくなるため一度に発生する廃材の量が多くなる。一方で、ランナの廃材を取り出すためのエジェクタピンを中間金型からなくすと、廃材を取り出すとき、廃材が中間金型に貼りつき、廃材の離型不良により廃材がバラバラになるおそれがある。バラバラになった廃材が金型装置内に残ると樹脂部材の成形不良などが発生するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構成によって廃材の発生量を少なくし、かつ、廃材を一体のまま取り出し可能な金型装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の金型装置は、第一金型（１０、１１）、第二金型（２０）、第三金型（３０）、及び、制御部（４０）を備える。
第一金型は、内部において熱硬化性樹脂を加熱可能に設けられ、加熱により軟化した熱硬化性樹脂を外部に押し出し可能なプランジャ（１２）を有し、軟化した熱硬化性樹脂を供給可能に設けられている。
第二金型は、軟化している熱硬化性樹脂が流通可能な第一流通路（２００）を有し、第一金型の内部と第一流通路とを連通する第二流通路（１００）を第一金型と対向している側と第一金型との間に形成し、第一金型に対して相対移動可能に設けられている。
第三金型は、熱硬化性樹脂からなる所望の形状の樹脂部材（５）を成形可能な成形空間（３００）を第一流通路と連通するよう第二金型と対向している側と第二金型との間に形成し、第二金型及び第一金型に対して相対移動可能に設けられている。
制御部は、プランジャ、第二金型、及び、第三金型の駆動を制御する。
本発明の金型装置では、第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂（７１、７２、７３）と第二金型との間の離型抵抗は、第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂と第一金型との間の離型抵抗に比べ小さい。
【０００９】
本発明の金型装置では、樹脂部材を製造するとき、軟化している熱硬化性樹脂は、第一金型の内部から第二流通路及び第一流通路を通って成形空間に流入する。このうち、第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂及び第一流通路において硬化している熱硬化性樹脂は、廃材として金型装置から取り出される。本発明の金型装置では、第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂と第二金型との間の離型抵抗が第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂と第一金型との間の離型抵抗に比べ小さくなるよう第二金型及び第一金型が設けられている。これにより、廃材を本発明の金型装置から取り出すとき、第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂を第一金型より先に第二金型から離型することができる。したがって、第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂を第二金型から離型するためのエジェクタピンが第二金型内になくても第二金型から離型することができるため、第二金型の構成を簡素にすることができる。
【００１０】
また、第二金型の構成を簡素にすることができるため、第二金型の体格を小さくすることができる。これにより、第二流通路と成形空間とを連通する第一流通路の長さを短くすることができるため、第一流通路において硬化する熱硬化性樹脂の量が少なくなり、廃材の発生量を少なくすることができる。
また、第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂に対して第一金型からの離型より先に第二金型から離型することができるため、廃材の歪みを抑制しつつ一体のまま金型装置から廃材を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による金型装置の模式図である。
【図２】本発明の一実施形態による金型装置において発生する廃材の模式図である。
【図３】図１のＩＩＩ部拡大図である。
【図４】図１のＩＶ部拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態による樹脂部材の製造方法のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による樹脂部材の製造方法における金型装置の作用を説明する模式図である。
【図７】本発明の一実施形態による樹脂部材の製造方法における金型装置の作用を説明する模式図であって、図６とは異なる作用を説明する模式図である。
【図８】本発明の一実施形態による樹脂部材の製造方法における金型装置の作用を説明する模式図であって、図６、７とは異なる作用を説明する模式図である。
【図９】本発明の他の実施形態による金型装置の部分断面図である。
【図１０】本発明の図９とは異なる他の実施形態による金型装置の部分断面図である。
【図１１】本発明の図９、１０とは異なる他の実施形態による金型装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１３】
（一実施形態）
本発明の一実施形態による金型装置を図１〜８を参照して説明する。
一実施形態による金型装置１の模式図を図１に示す。金型装置１は、熱硬化性樹脂からなる所望の形状の部材である樹脂部材５を成形することが可能である。図１に示す金型装置１では、樹脂部材５に金属部材６がインサートされた複合部材８を成形することが可能である。なお、図１の金型装置１は、加熱により軟化している熱硬化性樹脂が充填されている状態を示している。
【００１４】
金型装置１は、いわゆる、スリープレート金型の構成を有する金型装置であって、地側金型１０、加熱ポット１１、プランジャ１２、ランナロックピン１３、「第二金型」としての中間金型２０、「第三金型」としての天側金型３０、及び、制御部４０などを備える。地側金型１０と中間金型２０との間には軟化している熱硬化性樹脂が流通可能な「第二流通路」としてのランナ１００が形成されている。中間金型２０と天側金型３０との間には熱硬化性樹脂が充填される成形空間３００が形成されている。ランナ１００と成形空間３００とは、中間金型２０が有する「第一流通路」としてのスプル２００によって連通している。なお、説明の便宜上、図１、３、４、６、７、８の上側を「天」側、図１、３、４、６、７、８の下側を「地」側として説明する。地側金型１０、加熱ポット１１、及び、プランジャ１２は、特許請求の範囲に記載の「第一金型」に相当する。
【００１５】
地側金型１０は、金型装置１の地側に位置する金属から形成される部材である。地側金型１０は、中間金型２０側に開口する孔１０１、１０２を有する。孔１０１は、例えば、内径が一定となるよう形成されている。孔１０１は、加熱ポット１１及びプランジャ１２を収容している。孔１０２は、地側の内径が天側の内径に比べ大きくなるよう形成されている。すなわち、孔１０２を形成する地側金型１０の内壁には段差面１０３が形成されている。孔１０２は、「係合部材」としてのランナロックピン１３を収容している。
【００１６】
加熱ポット１１は、金属から形成されている略筒状の部材である。加熱ポット１１は、地側金型１０に対して相対移動不能に設けられる。加熱ポット１１内には加熱され軟化している熱硬化性樹脂を貯留可能である。一実施形態では、加熱ポット１１の天側の端面１１１は、地側金型１０の天側の端面１０５と同一平面上に位置している。
プランジャ１２は、加熱ポット１１内に収容されている。プランジャ１２は、加熱ポット１１の内壁に摺動しつつ天地方向に往復移動可能である。プランジャ１２は、加熱ポット１１内のプランジャ１２の天側の空間において加熱され軟化した熱硬化性樹脂をランナ１００に押し出すことが可能である。
【００１７】
ランナロックピン１３は、天地方向に往復移動可能に収容されている。ランナロックピン１３は、天側の端部１３１が地側金型１０の端面１０５から天側に突出可能に設けられている。ランナロックピン１３は、地側金型１０の段差面１０３に係合可能な段差面１３２を有する。
【００１８】
中間金型２０は、地側金型１０の天側に位置する金属から形成される部材である。中間金型２０は、地側金型１０に対して天地方向に移動可能に設けられており、地側金型１０の端面１０５及び天側金型３０に当接可能である。中間金型２０は、地側凹部２１、「第二流通路」としてのスプル２００、天側凹部２２、地側エジェクタ部２３を有する。
【００１９】
地側凹部２１は、中間金型２０の地側に位置し、地側に開口している空間を有している。地側凹部２１が有する空間は、地側金型１０の孔１０１、１０２に対応するよう形成されている。具体的には、図３に示すように、孔１０１に対応する位置には、略円柱状の空間２１１が形成されている。空間２１１は、加熱ポット１１内のプランジャ１２の天側の空間と連通している。また、孔１０２に対応する位置には、空間２１１より内径が小さい略円柱状の空間２１２が形成されている。また、地側凹部２１は、空間２１１と空間２１２とを連通する空間２１３を有している。空間２１１、２１２、２１３は、ランナ１００を形成する。
【００２０】
スプル２００は、天地方向に延びるよう形成され、空間２１２と成形空間３００とを連通する。スプル２００は、地側から天側に向かうにつれて内径が小さくなっている。スプル２００は、軟化している熱硬化性樹脂を流通可能である。
【００２１】
天側凹部２２は、中間金型２０の天側に位置している。天側凹部２２は、天側に開口している空間を有する。天側凹部２２が有する空間は、スプル２００と連通している。
【００２２】
地側エジェクタ部２３は、複数のエジェクタピン２３１、複数のエジェクタピン２３１を連結する連結部材２３２、連結部材２３２を天側に付勢可能な付勢部材２３３、及び、中間金型２０と天側金型３０とが当接しているとき連結部材２３２の天側への移動を規制する規制部材２３４などから構成されている。複数のエジェクタピン２３１は、天側凹部２２の内壁から天側に突出可能に設けられている。これにより、地側エジェクタ部２３は、中間金型２０と天側金型３０との間において形成される複合部材８を天側に押し出すことが可能である。
【００２３】
天側金型３０は、中間金型２０の天側に位置する金属から形成される部材である。天側金型３０は、中間金型２０及び地側金型１０に対して天地方向に移動可能に設けられており、中間金型２０に当接可能である。天側金型３０は、地側凹部３１、及び、天側エジェクタ部３２を有する。
【００２４】
地側凹部３１は、天側金型３０の地側に位置している。地側凹部３１は、地側に開口している空間を有している。地側凹部３１は、天側凹部２２とともに成形空間３００、及び、樹脂部材５を成形する前に金属部材６がセットされる載置空間３０１を形成する。
【００２５】
天側エジェクタ部３２は、複数のエジェクタピン３２１、複数のエジェクタピン３２１を連結する連結部材３２２、連結部材３２２を天側に付勢可能な付勢部材３２３、及び、中間金型２０と天側金型３０とが当接しているとき連結部材３２２の地側への移動を規制する規制部材３２４などから構成されている。複数のエジェクタピン３２１は、地側凹部３１の内壁から地側に突出可能に設けられている。これにより、天側エジェクタ部３２は、中間金型２０と天側金型３０との間において形成される複合部材８を地側に押し出すことが可能である。
【００２６】
制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有するマイクロコンピュータなどから構成されている。制御部４０は、事前に入力されているプログラムに基づいて、プランジャ１２、中間金型２０、及び、天側金型３０の駆動を制御する。なお、一実施形態では、中間金型２０は、天側金型３０に連動するよう駆動する。
【００２７】
次に、金型装置１において複合部材８が製造されるとき形成される廃材７の形状について、図２、３を参照して説明する。図２は、廃材７を天側金型３０の方向からみた模式図である。廃材７は、第一ランナ部７１、第二ランナ部７２、第三ランナ部７３、「第一流通路において硬化している熱硬化性樹脂」としてのスプル部７４、「第一金型内において硬化している熱硬化性樹脂」としてのカル部７５などを有する。なお、図２、３の廃材７には、第一ランナ部７１、第二ランナ部７２、第三ランナ部７３、スプル部７４、カル部７５の境界線を便宜的に示す。第一ランナ部７１、第二ランナ部７２及び第三ランナ部７３は、特許請求の範囲に記載の「第二流通路において硬化している熱硬化性樹脂」に相当する。
【００２８】
第一ランナ部７１は、空間２１１において硬化した熱硬化性樹脂である。第一ランナ部７１は、略円錐台状に形成されている。第一ランナ部７１は、天方向に向かうにつれて内径が小さくなるよう形成されている。
第二ランナ部７２は、空間２１２において硬化した熱硬化性樹脂である。第二ランナ部７２は、第一ランナ部７１に比べて外径が小さい円柱状に形成されている。第二ランナ部７２は、ランナロックピン１３が係合可能な大きさを有している
第三ランナ部７３は、空間２１３において硬化した熱硬化性樹脂である。第三ランナ部７３は、第一ランナ部７１の径方向外側から径外方向に延びるよう形成されている略棒状部位である。第三ランナ部７３は、第一ランナ部７１と第二ランナ部７２とを接続するよう形成されている。
スプル部７４は、第二ランナ部７２の天側に形成される略円錐形状の部位である。スプル部７４の天側は、成形空間３００に位置する樹脂部材５と接続している。
カル部７５は、加熱ポット１１内のプランジャ１２の天側の空間において硬化した熱硬化性樹脂である。カル部７５は、第一ランナ部７１の地側に略円柱状に形成される。
【００２９】
金型装置１は、地側金型１０、加熱ポット１１、及び、プランジャ１２の形状と中間金型２０の形状との関係に特徴がある。ここでは、ランナ１００において熱硬化性樹脂が硬化しているときの状態を示す図３、４を参照して説明する。
【００３０】
図３に示すように、ランナ１００において硬化している熱硬化性樹脂は、中間金型２０の地側凹部２１内の空間２１１、２１２、２１３を形成する内壁に接触している。また、ランナ１００において硬化している熱硬化性樹脂は、地側金型１０の端面１０５、加熱ポット１１の端面１１１、加熱ポット１１内のプランジャ１２の天側の空間を形成する「第一金型の内壁」としての内壁１１２、及び、プランジャ１２の端面１２１に当接している。金型装置１では、地側凹部２１の内壁と廃材７との接触面積が端面１０５、端面１１１、内壁１１２、及び、端面１２１と廃材７との接触面積に比べて小さい。図３には、地側凹部２１の内壁と廃材７とが接触している部分を二点鎖線Ｓ２０で示す。また、地側金型１０の端面１０５、加熱ポット１１の端面１１１及び内壁１１２、並びに、プランジャ１２の端面１２１と廃材７とが接触している部分を一点鎖線Ｓ１０で示す。
【００３１】
また、金型装置１では、地側凹部２１の内壁のうち天地方向に沿うよう形成されている内壁の抜き勾配が加熱ポット１１の内壁のうち天地方向に沿うよう形成されている内壁の抜き勾配より大きくなるよう中間金型２０及び加熱ポット１１が形成されている。
ここで、「抜き勾配」とは、成形された部材を金型から離型するときに金型が移動する方向と、金型と部材とが接触している面と、がなす角度を指す。特に、金型と部材とが接触している面のうち金型が移動する方向に比較的近い方向に延びるよう形成されている面と金型が移動する方向とがなす角度をさす。
【００３２】
具体的には、地側凹部２１の内壁のうち天側の内壁を除く内壁が「地側凹部２１の内壁のうち天地方向に沿うよう形成されている内壁」となる。例えば、第一ランナ部７１の径方向外側の側壁７１１に接触する地側凹部２１の「第二金型の内壁」としての内壁２１４が「地側凹部２１の内壁のうち天地方向に沿うよう形成されている内壁」にあたる。したがって、内壁２１４と天地方向とがなす角度αが「地側凹部２１の内壁のうち天地方向に沿うよう形成されている内壁の抜き勾配」にあたる。
【００３３】
また、図４に示すように、「加熱ポット１１の内壁のうち天地方向に沿うよう形成されている内壁」としては、カル部７５の径方向外側の側壁７５１に接触する加熱ポット１１の内壁１１２があたる。したがって、内壁１１２と天地方向とがなす角度が「加熱ポット１１の内壁のうち天地方向に沿うよう形成されている内壁の抜き勾配」にあたる。なお、金型装置１では、内壁１１２と天地方向とがなす角度はほぼ０度である。
金型装置１では、角度αが内壁１１２と天地方向とがなす角度に比べて大きくなるよう中間金型２０及び加熱ポット１１が形成されている。
【００３４】
次に、金型装置１における樹脂部材の製造方法について、図５〜８を参照して説明する。
【００３５】
最初に、ステップ（以下、単に「Ｓ」という）１１において、成形工程として樹脂部材５を成形する。Ｓ１１においては、加熱ポット１１内に投入された熱硬化性樹脂のタブレットを加熱し流動性を有するよう軟化させるとともに、載置空間３０１に金属部材６をセットする。地側金型１０と中間金型２０、及び、中間金型２０と天側金型３０とを当接させた後、軟化している熱硬化性樹脂をプランジャ１２によって加熱ポット１１内から押し出し、ランナ１００及びスプル２００を介して成形空間３００に圧入する。その後、ランナ１００、スプル２００及び成形空間３００に充填された熱硬化性樹脂が硬化すると、樹脂部材５を有する複合部材８及び廃材７が金型装置１内に形成される。このとき、空間２１２の熱硬化性樹脂は、ランナロックピン１３が有する端部１３１と係合する状態で硬化する。
【００３６】
次に、Ｓ１２において、第一離型工程としてランナ１００において硬化している熱硬化性樹脂のうち第一ランナ部７１及び第三ランナ部７３を中間金型２０から離型する。Ｓ１２では、制御部４０は、中間金型２０と天側金型３０とを当接させたまま中間金型２０及び天側金型３０を天方向に移動させ地側金型１０から離間させる。一実施形態では、第一離型工程において中間金型２０及び天側金型３０が天方向に移動する距離は、最大でもランナ１００において硬化している熱硬化性樹脂の天地方向の厚みｄ７の二倍より短い距離とする。これにより、図６に示すように、第一ランナ部７１及び第三ランナ部７３が中間金型２０から離型する。このとき、第一ランナ部７１の地側は、加熱ポット１１の端面１１１と密着したままとなっている。また、カル部７５は、加熱ポット１１及びプランジャ１２に密着したままとなっている。また、第二ランナ部７２と接続しているスプル部７４は、スプル２００を形成する中間金型２０の内壁に密着したままとなっている。
【００３７】
次に、Ｓ１３において、第二離型工程としてカル部７５をプランジャ１２から離型する。Ｓ１３では、制御部４０は、プランジャ１２を地方向に移動させる。これにより、カル部７５は、図７に示すように、プランジャ１２から離型する。
【００３８】
次に、Ｓ１４において、第三離型工程として第一ランナ部７１を加熱ポット１１から離型する。Ｓ１４では、中間金型２０と天側金型３０とを当接させたまま中間金型２０及び天側金型３０をさらに天方向に移動する。これにより、スプル２００を形成する中間金型２０の内壁に密着したままとなっているスプル部７４は、天方向に移動する中間金型２０によって天方向に移動する。このとき、スプル部７４に接続している第二ランナ部７２もスプル部７４と同じように天方向に移動するため、第二ランナ部７２に係合しているランナロックピン１３も第二ランナ部７２と一緒に天方向に移動する。
【００３９】
Ｓ１４では、制御部４０は、天方向に移動するランナロックピン１３の動きに追従するようプランジャ１２を天方向に移動させる。天方向に移動するプランジャ１２がカル部７５の地側の端面７５２に当接した後も天方向に移動すると、カル部７５は加熱ポット１１との密着が解除され、天方向に移動する。これにより、第一ランナ部７１を加熱ポット１１から離型することができる。
【００４０】
Ｓ１４では、制御部４０は、第一ランナ部７１を加熱ポット１１から離型した後もプランジャ１２をランナロックピン１３の動きに追従するよう天方向に移動させる。これにより、スプル部７４とともに天方向に移動する第二ランナ部７２と第一ランナ部７１十が分離することを防止する。
【００４１】
次に、Ｓ１５において、ゲート切断工程として樹脂部材５とスプル部７４とを切断する。Ｓ１４において、第一ランナ部７１、第二ランナ部７２、第三ランナ部７３及びカル部７５は、スプル部７４が中間金型２０とともに天方向に移動しつつプランジャ１２によって天方向に押し上げられている。天方向に移動しているランナロックピン１３の段差面１３２が地側金型１０の段差面１０３に係合すると、第三ランナ部７３及びスプル部７４の天方向への移動が規制される。これにより、樹脂部材５とスプル部７４とがつながっている部位が切断される。樹脂部材５とスプル部７４とが分離されるのとほぼ同時にスプル部７４は中間金型２０から離型し、廃材７が金型装置１から離型する。
【００４２】
最後に、Ｓ１６において、取り出し工程として天側金型３０のみを天方向に移動する。このとき、天側金型３０の地側の端面に当接していた規制部材２３４が天方向に移動可能となり、エジェクタピン２３１が天方向に突出する。また、中間金型２０の天側の端面に当接していた規制部材３２４が地方向に移動可能となり、エジェクタピン３２１が地方向に突出する。これにより、複合部材８は、中間金型２０及び天側金型３０から離型され、金型装置１から取り出される。
【００４３】
金型装置１では、地側凹部２１の内壁と廃材７との接触面積が端面１０５、端面１１１、内壁１１２、及び、端面１２１と廃材７との接触面積に比べて小さくなるよう中間金型２０、地側金型１０、加熱ポット１１、及び、プランジャ１２が形成されている。また、地側凹部２１の内壁のうち天地方向に沿うよう形成されている内壁の抜き勾配が加熱ポット１１の内壁のうち天地方向に沿うよう形成されている内壁の抜き勾配より大きくなるよう中間金型２０及び加熱ポット１１が形成されている。これにより、ランナ１００において硬化している熱硬化性樹脂と中間金型２０との間の離型抵抗は、ランナ１００において硬化している熱硬化性樹脂と地側金型１０、加熱ポット１１及びプランジャ１２との間の離型抵抗より小さくなる。この離型抵抗の違いによって、廃材７を金型装置１から取り出すとき、ランナ１００において硬化している熱硬化性樹脂を地側金型１０などより先に中間金型２０から離型することができる。したがって、ランナ１００において硬化している熱硬化性樹脂を中間金型２０から離型するためのエジェクタピンが中間金型２０になくても中間金型２０から離型することができるため、中間金型２０の構成を簡素にすることができる。
【００４４】
中間金型２０からエジェクタピンを減らすことができるため、中間金型２０の体格を小さくすることができる。これにより、ランナ１００と成形空間３００とを連通するスプル２００の長さを短くすることができるため、ランナ１００において硬化する熱硬化性樹脂の量が少なくなり、廃材７の発生量を少なくすることができる。
また、中間金型２０の体格を小さくすることができるため、金型装置１の体格を小さくすることができ、金型装置１の設備コストを低減することができる。
【００４５】
スプル２００において硬化している熱硬化性樹脂に対して地側金型１０などより先に中間金型２０から離型することができるため、廃材７の歪みを抑制しつつ一体のまま金型装置１から廃材７を取り出すことができる。
【００４６】
また、中間金型２０の構成を簡素にすることができるため、金型装置１の構成が簡素となり、金型装置１の信頼性を向上することができる。
【００４７】
廃材７を中間金型２０から離型するためのエジェクタピンが不要となるため、エジェクタピンの作動不良によって金型装置１の作動停止を防止することができる。
また、廃材７を離型するためのエジェクタピンを備えている場合、エジェクタピンが摺動する孔には軟化している熱硬化性樹脂が入り込み、廃材にバリが発生しやすくなる。しかしながら、金型装置１が備える中間金型２０では、廃材７を金型から離間するためのエジェクタピンが不要となるため、バリの発生を抑制することができる。
【００４８】
金型装置１を用いた熱硬化性樹脂の製造方法では、第一離型工程において離型抵抗の差を利用して地側金型１０などより先に中間金型２０からランナ１００において硬化している熱硬化性樹脂を離間する。次に、第二離型工程及び第三離型工程においてプランジャ１２の駆動を利用して加熱ポット１１及びプランジャ１２からランナ１００及び加熱ポット１１内において硬化している熱硬化性樹脂を離型する。このように、金型装置１を用いた熱硬化性樹脂の製造方法では、廃材７に複数の方向から同時に力がかからないように特定の側から廃材７を逐次離型することによってランナ１００及び加熱ポット１１内において硬化している熱硬化性樹脂を離型していく。これにより、カル部７５からスプル部７４までが一体となったまま廃材７を取り出すことができる。したがって、廃材７を回収しやすくなるため、回収した熱硬化性樹脂を有効に利用することができる。また、廃材７の一部が金型装置１の外部に散乱することを防止し、金型装置１における樹脂部材の製造現場の環境をクリーンに保つことができる。
【００４９】
また、廃材７が一体となったまま金型装置１から取り出されるため、金型装置１から取り出される廃材７の形状を管理することによって廃材７の一部分が金型装置１の内部に残ることを防止する。これにより、残った廃材７の一部によって次の樹脂部材を製造する工程における不良の発生を防止することができる。
【００５０】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、ランナにおいて硬化している熱硬化性樹脂に対する離型抵抗を接触面積の大小及び抜き勾配の大小によって異ならせることとした。しかしながら、離型抵抗を異ならせる構成はこれに限定されない。接触面積の大小または抜き勾配の大小のいずれか一方であってもよい。また、ランナにおいて硬化している熱硬化性樹脂と中間金型との間の離型抵抗をランナにおいて硬化している熱硬化性樹脂と地側金型、加熱ポット及びプランジャとの間の離型抵抗に比べ小さくなるようランナにおいて硬化している熱硬化性樹脂と接触する面をめっきなどの表面処理をおこなってもよい。
【００５１】
上述の実施形態では、第一離型工程において、中間金型及び天側金型が天方向に移動する距離は、最大でもランナの廃材の天地方向の厚みの二倍より短い距離であるとした。しかしながら、中間金型及び天側金型が天方向に移動する距離はこれに限定されない。
【００５２】
上述の実施形態では、廃材は、加熱ポット内で硬化している熱硬化性樹脂であるカル部を有するとした。しかしながら、「第一金型内において硬化している熱硬化性樹脂」はなくてもよい。カル部がない場合、金型装置における樹脂部材の製造方法では、第二離型工程において、制御部は、プランジャを地方向に移動させることでランナにおいて硬化している熱硬化性樹脂がプランジャから離型する。
図９に、他の実施形態としての金型装置２の断面図を示す。金型装置２では、樹脂部材５を形成するとき、プランジャ１２は、天側の端面１２１が加熱ポット１１の端面１１１と同一平面上となるよう往復移動する。このため、加熱ポット１１内のプランジャ１２の天側の空間において硬化した熱硬化性樹脂であるカル部を有していない廃材７が形成される。この場合、金型装置２では、地側凹部２１の内壁と廃材７との接触面積が端面１０５、端面１１１、及び、端面１２１と廃材７との接触面積に比べて小さい。これにより、廃材７と中間金型２０との間の離型抵抗は、廃材７と地側金型１０、加熱ポット１１及びプランジャ１２との間の離型抵抗より小さくなる。したがって、第一離型工程において、第一ランナ部７１及び第三ランナ部７３を地側金型１０より先に中間金型２０から離型することができる。
【００５３】
上述の実施形態では、廃材の地側の抜き勾配は、加熱ポットの内壁のうち天地方向に沿うよう形成されている内壁の抜き勾配であるとした。しかしながら、廃材の地側の抜き勾配はこれに限定されない。
【００５４】
図１０に、他の実施形態としての金型装置３の断面図を示す。金型装置３では、樹脂部材５を成形するとき、プランジャ１２は、天側の端面１２１が加熱ポット１１の端面１１１と同一平面上となるよう往復移動する。この場合、金型装置３では、加熱ポット１１の天側の端面１１１が地側金型１０の端面１０５に比べて地側に形成されている。これにより、廃材７の地側の抜き勾配は、カル部７５の側壁７５３に接触する地側金型１０の「第一金型の内壁」としての内壁１０４と天地方向とがなす角度とになる。金型装置２では、角度αが内壁１０４と天地方向とがなす角度に比べて大きくなるよう中間金型２０及び地側金型１０が形成されていればよい。
【００５５】
また、図１１には、図１０とは異なる他の実施形態としての金型装置４の断面図を示す。金型装置４では、加熱ポット１１の端面１１１が地側金型１０の端面１０５に比べ天側に形成されている。この場合、廃材７の地側の抜き勾配は、一実施形態で示した内壁１１２と天地方向とがなす角度だけでなく、第一ランナ部７１の地側の側壁７１３に接触する加熱ポット１１の径方向外側の「第二流通路を形成する第一金型の壁面」としての外壁１１３と天地方向とがなす角度も含まれる。金型装置４では、角度αが内壁１１２と天地方向とがなす角度または外壁１１３と天地方向とがなす角度に比べて大きくなるよう形成されていればよい。
また、図１１において、プランジャ１２の端面１２１が地側金型１０の端面１０５に比べ天側に形成されている加熱ポット１１の端面１１１と同一平面となる位置までプランジャ１２が移動してもよい。この場合、廃材７の地側の抜き勾配は、第一ランナ部７１の地側の側壁７１３に接触する加熱ポット１１の径方向外側の「第二流通路を形成する第一金型の壁面」としての外壁１１３と天地方向とがなす角度のみとなる。
【００５６】
上述の実施形態では、第一離型工程において中間金型及び天側金型が天方向に移動する距離は、最大でもランナにおいて硬化している熱硬化性樹脂の天地方向の厚みの二倍より短い距離であるとした。しかしながら、第一離型工程において中間金型及び天側金型が天方向に移動する距離はこれに限定されない。
【００５７】
上述の実施形態では、第三離型工程において、制御部は、天方向に移動するランナロックピンの動きに追従するようプランジャを天方向に移動させるとした。制御部は、ランナロックピンの動きに追従するようプランジャを移動させなくてもよい。
【００５８】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１、２、３、４  ・・・金型装置
１０            ・・・地側金型（第一金型）
１１            ・・・加熱ポット（第一金型）
１２            ・・・プランジャ（第一金型）
２０            ・・・中間金型（第二金型）
３０            ・・・天側金型（第三金型）
４０            ・・・制御部
１００          ・・・ランナ（第二流通路）
２００          ・・・スプル（第一流通路）
３００          ・・・成形空間
【図１】
0006519450.tif 000002
【図２】
0006519450.tif 000003
【図３】
0006519450.tif 000004
【図４】
0006519450.tif 000005
【図５】
0006519450.tif 000006
【図６】
0006519450.tif 000007
【図７】
0006519450.tif 000008
【図８】
0006519450.tif 000009
【図９】
0006519450.tif 000010
【図１０】
0006519450.tif 000011
【図１１】
0006519450.tif 000012