(57)【要約】【課題】樹脂材料からなるタブレットを、金型内部で短時間にかつ均一に溶融させる。【解決手段】樹脂材料１８を成形するためのキャビティ１０を有する一対の金型と、この一対の金型のいずれか一方に設けられて、ゲート部１３、スプール部１２を介して前記キャビティ１０につながる空洞部１１と、この空洞部１１に供給された樹脂材料１８を溶融させた後、この溶融させた樹脂材料１８を押圧して前記キャビティ１０へ移送、充填するプランジャー部とを備えた金型装置であって、前記プランジャー部はヘッド部１５と、このヘッド部１５を押圧する押圧機構１６とからなり、前記ヘッド部１５の天面に凹、凸部１９、２０を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料を成形するためのキャビティを有する一対の金型と、この一対の金型のいずれか一方に設けられて、ゲート部、スプール部を介して前記キャビティにつながる空洞部と、この空洞部に供給された樹脂材料を溶融させた後、この溶融させた樹脂材料を押圧して前記キャビティへ移送、充填するプランジャー部とを備えた金型装置であって、前記プランジャー部はヘッド部と、このヘッド部を押圧する押圧機構とからなり、前記ヘッド部の天面に凹、凸部を設けた成形用金型装置。
【請求項２】
凹部の面積は、凸部の面積より大きい請求項１に記載の成形用金型装置。
【請求項３】
凸部の先端部の角度は鋭角である請求項１に記載の成形用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱硬化性樹脂を成形するための成形用金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、熱硬化性樹脂の成形に用いられるトランスファー成形用金型装置の要部断面図を示している。予め計量された樹脂材料（タブレット）１を、一対の金型２のいずれか一方に設けた空洞部３に投入して金型２内部で加熱した後、プランジャー４で押圧することにより樹脂材料１を溶融させる。そして、スプール、ゲートを介して溶融した樹脂材料１を成形部であるキャビティへ移送させて充填させるものである。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平６−１２４９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来例では、プランジャー４のヘッド部５と金型２とで挟持することで、樹脂材料１を加熱して溶融させる。このとき、熱は主に当接面から熱伝導により樹脂材料１に伝わるのであるが、ヘッド部５が平坦であるため、樹脂材料１全体を加熱するのに時間がかかり、生産性が低下する課題があった。
【０００５】
そこで本発明は、投入される樹脂材料を速やかに溶融させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、樹脂材料を成形するためのキャビティを有する一対の金型と、この一対の金型のいずれか一方に設けられて、ゲート部、スプール部を介して前記キャビティにつながる空洞部と、この空洞部に供給された樹脂材料を溶融させた後、この溶融させた樹脂材料を押圧して前記キャビティへ移送、充填するプランジャー部とを備えた金型装置であって、前記プランジャー部はヘッド部と、このヘッド部を押圧する押圧機構とからなり、前記ヘッド部の天面に凹、凸部を設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明は、樹脂材料を押圧して加熱するプランジャーのヘッド部天面に、凹部、凸部を設け、さらにこの凹部の面積を凸部より大きくするので、容易に凸部を樹脂材料中へ埋没させることができる。そのため、樹脂材料をその内部より加熱させることができ、また、樹脂材料中に残存する未溶融部と、ヘッド部との距離を実質的に短くすることができるので、空洞部へ投入した樹脂材料（タブレット）を短時間で溶融させることができる効果を奏する。また、この凸部の先端の角度を鋭角とすることにより、溶融させた樹脂材料中への気泡の混入を低減することができ、高い品質で成形物を成形できる効果も同時に奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の成形用金型装置に関して図を用いて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施の形態による成形用金型装置を説明する要部断面図である。本実施の形態では、上型キャビティ部６と、下型キャビティ部７とをそれぞれ有する上、下型８、９を、これら上、下型キャビティ部６、７どうしを対向して当接させた後、型締めすることで樹脂材料を成形するためのキャビティ１０を形成している。
【００１０】
このキャビティ１０は、下型９および下型キャビティ部７を貫通して設けた空洞部１１と、スプール部１２、ゲート部１３とを介してつながっている。この空洞部１１の内側には、ダイス鋼や高速度鋼、または上、下型８、９と同じ材料である超硬などを用いたポットと呼ばれる筒状体１４を挿入している。そしてこの筒状体１４の内側に、その内径に略等しく上下移動可能に支持されたヘッド部１５と、このヘッド部１５を押圧する押圧機構１６とからなるプランジャー部を設けている。尚、この押圧機構１６は、弾性体や油圧機構などからなり、ヘッド部１５を一定の圧力で上昇させて押圧可能である。
【００１１】
また、上、下型８、９には、それぞれ上、下型キャビティ部６、７を囲むようにヒータ１７を挿通してあり、空洞部１１に供給された樹脂材料からなるタブレット１８を、このヒータ１７によりこれら上、下キャビティ部６、７と、ヘッド部１５とを介して加熱して溶融させる。そしてこの溶融した樹脂材料は、押圧機構１６を介してヘッド部１５を一定圧力で上昇させて押圧することにより、スプール部１２、ゲート部１３を介してキャビティ１０へ移送、注入されて充填するものである。尚、ヒータ１７の替わりに、金型装置の周囲に高周波誘導加熱装置を設けることで、金型装置全体を加熱してもよい。
【００１２】
図２は、本発明の特徴であるヘッド部１５の、一実施の形態を説明する図である。図２（ａ）は上面図を、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−ＡＡ断面図をそれぞれ示している。
【００１３】
本実施の形態では、ヘッド部１５の天面部１５ａに同心円状の凹、凸部１９、２０を設けて、さらにこの同心円状の凹、凸部１９、２０を溝部２１により四つに分割している。そして、天面部１５ａに占める凹部１９の面積（凹部１９の底面部１９ａの面積）を、必ず凸部２０の占める面積(凸部２０の天面部２０ａの面積)よりも大きくしている。ヘッド部１５の天面部１５ａに凸部２０を設けることで、押圧機構１６(図１)による圧力をこの凸部２０に集中させることができる。そのため、この凸部２０に当接したタブレット１８（図１）の底面１８ａはすぐに溶融して、面積の大きな凹部１９に流れ込み広がることで、凸部２０を容易にタブレット１８の底面部１８ａへ埋没させることができる。その結果、タブレット１８の内部より加熱させることができるので、空洞部１１内での加熱時間が短く、かつ未溶融部分のない均一な溶融が可能となり、成形の生産性を高めることができる。
【００１４】
また、これら凸部２０をタブレット１８の底面１８ａへ埋没させることは、天面部１５ａが平坦な場合に比較して、実質的にタブレット１８の高さを低くする効果があるので（凸部２０の天面部２０ａと、タブレット１８内部に残る未溶融部までの距離が短くなるので）、特に、熱伝導係数が低く、外形の大きなタブレット１８を用いる場合に、内部に未溶融部分が残ることなく、均一に溶融させることができるものである。
【００１５】
図３は、ヘッド部１５の別の実施の形態を説明する図である。図３（ａ）は上面図を、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−ＢＢ断面図をそれぞれ示している。
【００１６】
図２との違いは、凸部２０の先端部を鋭角として、円錐形状としたところである。このように、凸部２０の形状を、その先端部が鋭角な円錐形状とすることにより、先端部がタブレット１８の底面部１８ａに埋没するにつれて、凸部２０間の底面に残存する空気を四方に確実に押出すことができる。そのため、溶融した樹脂材料中に空気が混入することが無いので、ピンホールなどがない高い品質の成形を実現することができる。
【００１７】
次に、成形方法について説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、上記の成形用金型装置を用いた成形方法の一実施の形態を説明するための、工程の要部断面図である。
【００１８】
まず初めに、図４（ａ）に示すごとく、上、下型（図１）を開いて、予め計量したエポキシなどの熱硬化性樹脂からなるタブレット１８を空洞部１１へ供給した後、上、下型８、９（図１）を型締めする。このとき、供給したタブレット１８の天面部１８ｂが下型キャビティ部７の天面より突出しないように、プランジャー部のヘッド部１５を下方に回避させておく。
【００１９】
次に図４（ｂ）に示すごとく、押圧機構１６（図１）によりヘッド部１５に一定の圧力をかけることにより、ポット１４に沿って上昇させることで、タブレット１８の天面部１８ｂを空洞部１１の底部１１ａ、すなわち上型キャビティ部６の底面に当接させて挟持する。このとき、上、下型キャビティ部６、７と、これらを介してヘッド部１５とは加熱されており、タブレット１８との当接面であるヘッド部１５の天面部１５ａおよび空洞部１１の底部１１ａを介して、主に熱伝導によりタブレット１８は加熱される。そして、ヘッド部１５の天面部１５ａに設けた円錐形状の凸部２０は、ヘッド部１５の圧力が集中することで、タブレット１８の底面部１８ａへ埋没する。このように、凸部２０を円錐形状とすることで、タブレット１８の底面部１８ａへの埋没を容易に行うことができて、その内部からタブレット１８を加熱することができる。
【００２０】
次に図４（ｃ）に示すごとく、プランジャー部のヘッド部１５をさらに上昇させることで、タブレット１８を溶融させた樹脂材料１８ｃを、空洞部１１全体に充填させる。ヘッド部１５の天面部１５ａに設けた凸部２０は、タブレット１８に埋没することでその内部より加熱するとともに、凸部２０の先端からタブレット１８の内部に残る未溶融部までの距離が短くなることで確実に溶融させることができる。また、凸部２０の形状を、その先端が鋭角な円錐形状とすることで、タブレット１８を溶融する際に気泡の混入を防止することができる。
【００２１】
次に、図４（ｄ）に示すごとく、さらにヘッド部１５を上昇させることにより、空洞部１１内に充填した溶融させた樹脂材料１８ｃを、スプール部１２、ゲート部１３を介してキャビティ１０へ注入、移送して充填させる。そして、上、下型キャビティ部６、７を冷却した後、上、下型８、９（図１）を開放して内部の成形物を取り出す。
【００２２】
このように、プランジャー部のヘッド部１５に凸部２０を設けることにより、タブレット１８を短時間で均一かつ確実に溶融させることができるので、成形の生産性を高めることができる。また、凸部２０の先端を鋭角とすることで、タブレット１８の溶融時に気泡が混入することがないので、ピンホールなどの発生しない高い品質の成形を実現することができる。
【００２３】
尚、上記の製造方法は、ヘッド部の天面部に、円錐状の凸部を設けた例であるが、角錐形状や、凹部の面積を凸部の占める面積より広くした凹凸部を形成しても同様の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係る成形用金型装置は、樹脂材料を押圧して加熱するプランジャーのヘッド部天面に、凹部、凸部を設け、さらにこの凹部の面積を凸部より大きくするので、容易に凸部を樹脂材料中へ埋没させることができる。そのため、樹脂材料をその内部より加熱させることができ、また、樹脂材料中に残存する未溶融部と、ヘッド部との距離を実質的に短くすることができるので、空洞部へ投入した樹脂材料（タブレット）を短時間で溶融させることができる効果を奏する。また、この凸部の先端の角度を鋭角とすることにより、溶融させた樹脂材料中への気泡の混入を低減することができ、高い品質で成形物を成形できる効果も同時に奏するので、熱硬化性樹脂を成形するための成形用金型装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態を説明する成形用金型装置の要部断面図
【図２】（ａ）同成形用金型のプランジャー部の一例を説明する上面図、（ｂ）図２（ａ）のＡ−ＡＡ断面図
【図３】（ａ）本発明の他の実施形態の成形用金型の別のプランジャー部の一例を説明する上面図、（ｂ）図３（ａ）のＢ−ＢＢ断面図
【図４】（ａ）同装置を用いた成形方法を説明する工程の要部断面図、（ｂ）同装置を用いた成形方法を説明する工程の要部断面図、（ｃ）同装置を用いた成形方法を説明する工程の要部断面図、（ｄ）同装置を用いた成形方法を説明する工程の要部断面図
【図５】従来のトランスファー成形用金型装置を説明する要部断面図
【符号の説明】
【００２６】
１０  キャビティ
１１  空洞部
１２  スプール部
１３  ゲート部
１５  ヘッド部
１６  押圧機構
１８  樹脂材料（タブレット）
１９  凹部
２０  凸部
【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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