(57)【要約】【課題】型開きしたとき、所望の型にのみ成形品を確実に残しておくことができ、信頼性及び生産効率を高めること。【解決手段】下型２の成形面４には引き止め部１０が設けられる。引き止め部１０は、例えば下型２の成形面４の傾斜部４ａに若干凹ませてあって、例えば工具等でキズを付けることでいわゆる局所的なアンダーカット部として設けられ、成形された後で上型３が上昇して型開きしたとき、樹脂の一部が食い込むことで成形品Ｓの表面部と係合して成形品Ｓを下型２内に引き止めておけるようになっており、成形品が下型２の成形面４内に止まる程度の大きさであればよく、例えば１ｍｍ以下の深さで凹んでよい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の型と他方の型とが互いに相対移動自在であり、これら双方の型間で圧縮することで樹脂材料を所望形状の成形品に成形する圧縮成形型であって、
前記成形品の表面部と係合して該成形品を所望の側の型に引き止める引き止め部を有していることを特徴とする圧縮成形型。
【請求項２】
前記引き止め部は、圧縮成形型の成形面上に設けられた凹みである請求項１記載の圧縮成形型。
【請求項３】
前記引き止め部は、圧縮成形型に取り付けられたエジェクタ−ピンの成形面上に設けられた凹みである請求項１または２記載の圧縮成形型。
【請求項４】
前記凹みの深さが１ｍｍ以下である、請求項２または３記載の圧縮成形型。
【請求項５】
前記凹みは、その凹み最深部から圧縮成形型の成形面に下ろした垂線の足が、その凹みの開口部の外側にくるように形成されている請求項２〜４いずれか一項記載の圧縮成形型。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか一項記載の圧縮成形型を用いて、熱硬化性樹脂を圧縮成形して得られる成形品。
【請求項７】
請求項１〜５いずれか一項記載の圧縮成形型を用いて、熱硬化性樹脂からなる複合材料の中間材を圧縮成形して得られる成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂を加熱しながら圧縮して所望形状の成形品に成形する圧縮成形型に係り、特に、熱硬化性樹脂を取り扱うのに好適な圧縮成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、熱硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる複合材料の中間材（以下、これらをあわせて樹脂材料ということがある。）を圧縮成形型の下型と上型間に配置した後、双方の型を閉じて加熱しながら圧縮することで所望形状の成形品を得る圧縮成形法が知られている。
ところが、熱硬化性樹脂材料を用いて圧縮成形した場合、型開き（離型）すると、成形品の収縮がおこるため、成形品が下型の上方に移動した上型に食いついた状態となって脱型しにくく、そのため、成形品を上型から作業者がいちいち取り外さなければならず、生産性が低下する不具合があった。
【０００３】
また、最近では、熱硬化性樹脂からなる複合材料の中間材として、短繊維と熱硬化性樹脂からなるシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）、一方向に引き揃えられた長繊維に熱硬化性樹脂を含浸した一方向プリプレグ、及び長繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸したファブリックプリプレグからなる繊維強化プラスチック等も用いられている。ところが、このような短繊維若しくは長繊維に含浸された熱硬化性樹脂を用いて成形した場合、剛性が高いので、圧縮成形型に密着して食いついた状態となると、型から成形品を取り外しにくい不具合があった。
上記いずれもの不具合が発生することから、第１の従来技術として、型開きしたとき、成形品を圧縮成形型から取り外すことができるように圧縮成形型そのものの設計変更を行っていた。
【０００４】
また、第２の従来技術として、予め、離型剤からなる添加剤を樹脂に混合し、離型時、添加剤によって成形品を容易に取り出せるようにする技術が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１６６４８６号公報（第２−４頁、表１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の第１の従来技術は、圧縮成形型の設計変更によって成形品が型から取り外すことができるようにしているものの、成形品が下型のみならず上型に食いつくこともあるという不安定な状態となる。つまり、成形品が下型に食いついた場合には作業者が容易に取り外すことができるので、問題ないものの、上型に食いついてしまった場合、特に大型の圧縮成形型においては、上型の移動量が数メートルにも及ぶことがあるので、作業者の手の届かない範囲まで成形品が移動してしまい、取り外すのに手間がかかって生産性が著しく損なわれるという問題があった。
【０００７】
一方、第２の従来技術は、離型剤のような添加剤を混合しているので、色等の影響で成形品の外観が損なわれるばかりでなく、成形品の機械物性にも悪影響を与える恐れがある。さらに、成形品にメッキ等を塗装した場合、その塗装剤の密着性に悪影響が生じ、その上、製品としての物性にも影響を及ぼすという問題があった。
【０００８】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、型開きしたとき、下型のような所望の型にのみ成形品を確実に残しておくことができ、信頼性及び生産効率を高めることができる圧縮成形型を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、一方の型と他方の型とが互いに相対移動自在であり、これら双方の型間で圧縮することで樹脂材料を所望形状の成形品に成形する圧縮成形型であって、前記成形品の表面部と係合して該成形品を所望の側の型に引き止める引き止め部を有していることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る圧縮成形型によれば、引き止め部により成形品の表面部と係合して該成形品が所望の型に引き止められた状態となるので、型開きしたとき、成形品が所望の型と異なる他の型に食いつくのを解消することができる。従って、型開きしたとき、常に所望の型だけに成形品を止めておくことができ、良好な圧縮成形を行うことができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の圧縮成形型において、前記引き止め部が、圧縮成形型の成形面上に設けられた凹みであることを特徴とする。
この発明に係る圧縮成形型によれば、成型品の表面部が前記凹みに係合することによって、成型品が所望の型に引き止められた状態となる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の圧縮成型型において、前記引き止め部が、圧縮成形型に取り付けられたエジェクタ−ピンの成形面上に設けられた凹みであることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る圧縮成形型によれば、引き止め部が所望の型と該型に取り付けられたエジェクターピンとのいずれかの成形面に設けられるので、成形後に型開きしたとき、所望の型に成形品を確実に引き止めておくことができる。その際、特に、交換が容易となるエジェクターピンに設けられると、型に引き止め部を設けることがないので、元々高価な型にキズを付けなくて済む。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項２または３記載の圧縮成形型において、前記凹みの深さが１ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る圧縮成形型によれば、引き止め部が１ｍｍ以下の深さで凹んで形成されるので、引き止め部を簡単かつ容易に形成することができるばかりでなく、成形品自体の形状に影響を及ぼすおそれもなく、特に引き止め部による形状物が製品の表面から見えない場合には何等外観を損なうおそれがない。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項２〜４いずれか一項記載の圧縮成形型において、前記凹みが、その凹み最深部から圧縮成形型の成形面に下ろした垂線の足が、その凹みの開口部の外側にくるように形成されていることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る圧縮成形型によれば、成型品の表面部が前記凹みに堅固に係合し、成型品が所望の型に確実に引き留められることになる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５いずれか一項記載の圧縮成形型を用いて、熱硬化性樹脂を圧縮成形して得られる成形品である。
この発明に係る成型品によれば、成形時における成形品の取り出し作業を容易に行うことができる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１〜５いずれか一項記載の圧縮成形型を用いて、熱硬化性樹脂からなる複合材料の中間材を圧縮成形して得られる成形品である。
【００２０】
この発明に係る成型品においても、成形時における成形品の取り出し作業を容易に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。なお、圧縮成形型の形状並びに引き止め部およびエジェクタ−ピンの位置等は以下の図面に示した物に限られるものではない。
図１及び図２はこの発明の第１の実施の形態に係る圧縮成形型を示す説明図、図２は型開きされた状態の要部を示す拡大説明図である。
図１に示す圧縮成形型１は、下型２と上型３とを備え、下型２に対し上型３が昇降するように構成されている。下型２及び上型３の対向する面には成形面４及び５がそれぞれ形成されている。製品成形面４及び５のうち、下型２の成形面４はすり鉢状に凹んで形成され、上型３の製品成形面５は成形面４に略対応した形状で突出して形成されている。
【００２２】
この圧縮成形型１は、下型２の成形面４に成形品Ｓの材料となる樹脂材料がセットされたとき、それに向かい上型３が図１に示すように降下して樹脂材料を加熱しながら圧縮することで熱硬化性樹脂が硬化して所望形状の成形品Ｓとして成形され、成形後、上型３が図２に示す矢印Ａのように上昇して型開き（離型）すると、下型２内の成形面４から成形品Ｓが取り外されるようになっている。なお、この実施形態では樹脂材料を加熱する手段は図示していない。
【００２３】
成形品Ｓを構成する樹脂材料は、例えば熱硬化性樹脂単体、又は短繊維と熱硬化性樹脂からなるシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）、若しくは一方向に引き揃えられた長繊維に熱硬化性樹脂を含浸した一方向プリプレグ、更には長繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸したファブリックプリプレグからなる繊維強化プラスチック等が用いられる。
【００２４】
熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。プリプレグの短繊維及び長繊維としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、高強度ポリエチレン、ＰＢＯ繊維、ステンレススチール繊維等が挙げられる。
【００２５】
前記下型２の成形面４には、圧縮成形された成形品Ｓを下型２に引き止めておくために引き止め部１０が設けられている。引き止め部１０は、例えば、図２に示すように、下型２の成形面４の傾斜部４ａに形成された凹みである。この凹みは、いかなる方法で設けても良く、例えばノミ等の工具等でキズを付けて設けてもよい。そして、引き止め部１０は、成形された後で上型３が上昇して型開きしたとき、樹脂材料の一部が食い込むことで成形品Ｓの表面部と係合して成形品Ｓを下型２内に引き止めておけるようになっている。
【００２６】
この実施形態の圧縮成形型１は、上記のように構成されているので、成形品Ｓを成形する場合には、まず上型３が上昇して上型３と下型２とが型開きされ、次いで下型２の製品成形面４上に樹脂材料がセットされた後、上型３が図１に示すように降下して上型３と下型２とで樹脂を加熱しながら圧縮することで双方の製品成形面４、５に対応する形状の成形品Ｓが成形され、その後、上型３が図２に示すように上昇して型開きされることとなる。
その際、上型３の上昇によって型開きされたとき、成形品Ｓを構成する樹脂が熱硬化性樹脂の場合には成形時の熱で硬化により収縮することや、また特に一方向プリプレグやファブリックプリプレグのような繊維強化プラスチックの場合には成形品が持つ高い剛性により双方の型２、３に密着したときに強くくいこみ、圧縮成形された成形品Ｓが所望する下型２とは異なる上型３と共に移動するおそれがある。
【００２７】
しかしながら、下型２の製品成形面４には引き止め部１０が設けられ、該引き止め部１０に樹脂の一部が食い込むことで成形品Ｓの表面部と係合して該成形品Ｓが下型２に引き止められた状態となるので、上型３の上昇によって型開きしたとき、成形品Ｓが上型３に食いつくのを防止することができる。
【００２８】
つまり、型開きしたとき、常に下型２だけに成形品Ｓを止めておくことができるので、第１の従来技術のように、成形品が上型に食いつくという不安定な問題を解消できる。これにより、上型３が下型２から数メートルも上昇するような大型の圧縮成形型であっても、上型３から成形品Ｓを取り外すことがなくなり、大型の圧縮成形型を用いるにも拘わらず圧縮成形型としての信頼性を高め、かつ生産効率を高めることができる。
【００２９】
しかも、樹脂材料に離型剤のような添加剤を入れることが不要になるので、第２の従来技術のような影響がなく、成形品Ｓの外観が悪くなるのを回避することができるばかりでなく、成形品Ｓにメッキ等を塗装した場合、メッキ等を成形品Ｓに良好に塗装することができ、その上、製品としての機械物性が損なわれるのも回避することができ、製品の信頼性を高めることもできる。このようにして、成型品Ｓの成形において、成形作業を容易に行うことができるとともに、信頼性の高い製品を得ることができる。
【００３０】
なお、引き止め部１０の凹みの深さは、成形品Ｓが所望する下型２の製品成形面４内に止まる程度の大きさであればよく、特に限定はされないが、１ｍｍ以下の深さとすると、引き止め部１０を簡単かつ容易に形成することができ、引き止め部１０によって成形品Ｓには引き止め部１０に相当する形状物が形成されることとなるものの、その大きさが微小であるので、成形品自体の形状に影響を及ぼすおそれが小さく、特に上記成形品が製品の表面から見えない場合には何等外観を損なうおそれがない。
また、成形面にメッキを施す圧縮成形型の場合、メッキを施してから凹みをつけ、その深さが１ｍｍ以下となるようにするのが好ましい。
【００３１】
凹みの形状は、特に限定はされないが、図３に示すように、その最深部から圧縮成形型の成形面に下ろした垂線Ｌの足が、その凹みの開口部の外側にくるように形成されていることが好ましい。これは、凹みの最深部から圧縮成形型の成形面に下ろした垂線の足が、凹みの開口部の内側にくるよりも外側にくる方が、下型２と成形品Ｓとの係合、すなわち、下型２への食い込みが強くなるためである。
【００３２】
さらに、この第１の実施形態の引き止め部１０は、ノミなど工具等で付けた凹みとして記載されているが、それ以外として、例えばサンドペーパーなどで擦ることで粗面部にしてもよく、また微小な孔や切欠きであってもよく、すなわち、型開きしたとき、成形品Ｓの樹脂材料を食い込ませることで所望の側の型に成形品Ｓを引き止めておくことができるものであればよい。
【００３３】
図４及び図５は、この発明の第２の実施の形態に係る圧縮成形型を示す説明図である。
この圧縮成形型１は、図４に示すように、下型２と、上型３と、下型２に設けられたエジェクターピン６を備え、下型２及び上型３間に成形品Ｓを圧縮成形した後で上型３が上昇して型開きしたとき、エジェクターピン６が上昇することで下型２の製品成形面４上の成形品Ｓを突き上げ、該成形品Ｓを下型２から取り外せるようになっている。従って、エジェクターピン６が下型２の成形面４の一部を構成している。
【００３４】
このようなエジェクターピン６を有する圧縮成形型１は、一方向プリプレグやファブリックプリプレグのような繊維強化プラスチックを用いた場合、成形品Ｓがエジェクターピン６の動作によって突き上げられても、成形品自体が極めて高い剛性を有していることから、成形品Ｓを変形することなく脱型させることができる。なお、エジェクターピン６は、図示しない駆動源によって昇降するようになっている。
【００３５】
この実施形態では、エジェクターピン６の先端面に図４及び図５に示すように引き止め部１０が設けられ、下型２及び上型３間で成形品Ｓが圧縮成形された後で型開きされたとき、成形品Ｓの表面部がエジェクターピン６の先端面に引き止められることで成形品Ｓが下型２の成形面４上にそのまま止まるようになっている。この場合の引き止め部１０も、前述した実施形態と同様に凹みとして形成されている。なお、この実施の形態の凹みの形状も、前述した図３に示したものと同様に、その最深部から圧縮成形型の成形面に下ろした垂線の足が、その凹みの開口部の外側にくるように形成されている。
【００３６】
従って、この実施形態によれば、成形後に上型３が上昇して型開きしたとき、常に下型２の製品成形面４に成形品Ｓが引き止められることとなるので、基本的には第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。これに加え、交換が容易なエジェクターピン６に引き止め部１０が設けられると、元々高価な下型２及び上型３に引き止め部１０を設けることが不要になる。
【００３７】
また、図６は、下型２にエジェクターピンの成形面側先端に連続する凹みを形成したものであるＺピン７を用意し、このＺピン７の先端面に引き止め部１０としての凹みを設けた例を示している。
この構成においても、Ｚピン７に引き止め部１０が設けられているので、成型品Ｓを下型２側に引き止めることができる。この場合、引き止め部１０を有するＺピン７を図４、図５に示すエジェクターピン６とともに設ければ、引き止め力がより高まるので、剛性の高い繊維強化プラスチックからなる成形品Ｓには極めて有益となる。
【００３８】
なお、図示実施の形態において、下型２および上型３の材質は、金属製、成形時に溶融かつ変形することのない樹脂で構成された樹脂製の型で構成することもでき、さらに他の材料で構成された圧縮成形型にも同様に適用できる。
また、成形品を構成する樹脂材料として、熱硬化性樹脂の他、ＳＭＣ、一方向プリプレグ、ファブリックプリプレグのような繊維強化プラスチックで構成された例を示したが、例えば熱可塑性樹脂のような他のプラスチックを用いる場合にも適用でき、同様の作用効果を得ることができるのは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、引き止め部により成形品の表面部と係合して該成形品が所望の側の型に引き止められ、所望の型とは異なる側の型に成形品が食いつくのを防止できるように構成したので、型開きしたとき、常に所望の側の型だけに成形品を止めておくことができ、良好な成形を行うことができる結果、圧縮成形型としての信頼性を高め、及び生産効率を高めることができる効果が得られる。
【００４０】
請求項２に係る発明によれば、成型品の表面部が前記凹みに係合することによって、型開きしたときに、成型品を所望の型に引き止めることができ、圧縮成形型として、信頼性、生産効率を高めることができる効果が得られる。
【００４１】
請求項３に係る発明によれば、引き留め部が所望の型と該型に取り付けられたエジェクターピンとのいずれかの成形面に設けられるので、成形後に型開きしたとき、所望の型に成形品を確実に引き止めておくことができ、特に、交換が容易となるエジェクターピンに設けた場合に、型に引き止め部を設けることがないので、元々高価な型にキズを付けなくて済むという効果が得られる。
【００４２】
請求項４に係る発明によれば、引き止め部が１ｍｍ以下の深さで凹んで形成されるので、引き止め部を簡単かつ容易に形成することができるばかりでなく、成形品自体の形状に影響を及ぼすおそれもなく、特に引き止め部による形状物が製品の表面から見えない場合には何等外観を損なうおそれがないという効果が得られる。。
【００４３】
請求項５に係る発明によれば、成型品の表面部が前記凹みに堅固に係合し、成型品を所望の型に確実に引き留めることができるという効果が得られる。
【００４４】
請求項６および請求項７に係る発明によれば、成形作業を容易に行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る圧縮成形型を示す説明図である。
【図２】型開きされた状態の要部を示す説明図である。
【図３】図２の要部の拡大図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態に係る圧縮成形型を示す説明図である。
【図５】図４の要部の拡大図である。
【図６】図４に示す圧縮成形型の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
１    圧縮成形型
２    下型
３    上型
４    下型の成形面
５    上型の成形面
６    エジェクターピン
１０    引き止め部
Ｓ    成形品
【図１】
2004345115.tif 000003
【図２】
2004345115.tif 000004
【図３】
2004345115.tif 000005
【図４】
2004345115.tif 000006
【図５】
2004345115.tif 000007
【図６】
2004345115.tif 000008