(57)【要約】【課題】補強繊維基材を配置した成形空間に液状樹脂を注入し樹脂成形体を製造するに当り、ボイド、カスレのない樹脂成形体を製造する。【解決手段】ランナー１３に相対的に断面積の小さい絞りランナー１３’の区間を設ける。そして、絞りランナー１３’をゲートに開口させる。ランナーとゲートは、例えば、成形型１のパーティングライン１１面に配置する。ゲートは成形空間の上方周囲に位置するリングゲート１４とする。絞りランナー１３’は、液状樹脂の注入速度が速くなりすぎないように制御する働きをしている。【選択図】　　図１
2004136530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状樹脂を、ランナーからゲートを経て成形空間に注入し加熱硬化させる樹脂成形型であって、
前記ランナーに相対的に断面積の小さい絞りランナーの区間を設け、当該絞りランナーをゲートに開口させたことを特徴とする樹脂成形型。
【請求項２】
ランナーとゲートを成形型のパーティングライン面に配置し、ゲートを成形空間上方周囲に位置するリングゲートとしたことを特徴とする請求項１記載の樹脂成形型。
【請求項３】
請求項１又は２記載の樹脂成形型の成形空間に補強繊維基材を配置し、減圧状態にした成形空間に注入した液状樹脂を前記補強繊維基材に浸透させて加熱硬化させることを特徴とする樹脂成形体の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状樹脂を成形空間に注入し加熱硬化させる樹脂成形型に関する。
また、この成形型の成形空間に補強繊維基材を配置して樹脂成形体を製造する方法に関する。この樹脂成形体は、自動車部品等として用いる歯車に適したものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記樹脂製歯車は、歯の噛み合い時の騒音発生を抑えるために金属製歯車と噛み合う相手歯車として用いられ、耐摩耗性と高強度が要求される。
【０００３】
従来、樹脂製歯車として、リング状の補強繊維基材に樹脂を含浸した樹脂成形体に歯を加工したものが提案されている。例えば、特許文献１に開示される次のような技術である。
補強繊維を束ねた糸を織った、又は編んだ筒状体を準備する。この筒状体を端部から軸方向に巻き上げてリング状の補強繊維基材とする。そして、リング状の補強繊維基材とその中央に位置する金属製ブッシュとを成形型に収容する。成形型はリング状の補強繊維基材の厚み方向に開閉動作するものであり、型締めの動作によりリング状の補強繊維基材を圧縮し、これにより径方向に広がったリング状の補強繊維基材を金属製ブッシュの周囲に圧接してその形状になじませる。次に、液状樹脂を、全区間に亘って一様な断面積をもったランナーを通過させて、型締めした成形型に注入し、リング状の補強繊維基材に浸透させた液状樹脂を加熱硬化して金属製ブッシュをインサートとする円板を成形する。そして、成形した円板の周囲に切削加工により歯を形成する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１５６１２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、型締めした成形型内を真空状態にし、ランナーを通して注入した液状樹脂を補強繊維基材に浸透させるが、この方法では液状樹脂を基材内部までむらなく浸透させることが難しく、その結果、肉眼で確認できるほどの大きさのボイド、カスレが樹脂成形体内部に発生することがある。液状樹脂を注入した直後にエアにより強制的に樹脂を加圧し、前記不具合の解消を図ることを試みても、十分な解決策にはなっていない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、補強繊維基材を配置した成形空間に液状樹脂を注入し樹脂成形体を製造するに当り、成形型の構造を改良して、エア加圧を必須としなくとも、ボイド、カスレのない樹脂成形体の製造を可能とすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
図３に示すように、補強繊維基材２と必要に応じてインサート物（樹脂製歯車製造の場合は、ブッシュ３）を成形型１内に配置し、型締めした成形空間を脱気し減圧状態にした後、大気圧又は積極的なエア加圧により液状樹脂を成形空間に注入し、補強繊維基材２に浸透させるが、液状樹脂が補強繊維基材２に浸透する速度には限界がある。成形空間の残存空気は、インサート物に空間があると当該空間にほとんど集まるが、注入した液状樹脂の流れのバラツキの影響で補強繊維基材１の内部に空気が取り残されると、製造した成形体内部にボイド、カスレとして残る。補強繊維基材２内部の空気の取り残されは、液状樹脂の注入速度と基材への浸透速度が大きく関係している。
図４に示すように、一様な断面積のランナー１３からリングゲート１４を経て成形空間に注入した液状樹脂は、先ず成形型１に接する補強繊維基材２の表面部分に浸透してから基材内部に到達する。この結果、行き場を失った残留空気は補強繊維基材２の内部に取り残されたままとなり、硬化した樹脂成形体にボイド、カスレとして現れる（図４において、補強繊維基材２中に描いた斜線が液状樹脂の浸透状況を示している）。この現象は、液状樹脂の注入速度が補強繊維基材２への浸透速度を越えると顕著になってくる。
【０００８】
上記のような不都合を回避するために、本発明に係る樹脂成形型は、ランナーに相対的に断面積の小さい絞りランナーの区間を設ける。そして、当該絞りランナーをゲートに開口させたことを特徴とする。前記ランナーとゲートは、例えば、成形型のパーティングライン面に配置し、前記ゲートは成形空間上方周囲に位置するリングゲートとする。
【０００９】
液状樹脂の注入速度は、速すぎると補強繊維基材への浸透が追いつかず浸透不十分のまま樹脂が硬化するために樹脂成形体にボイド、カスレが発生するが、逆に、液状樹脂の注入速度が遅すぎる場合にも最初に注入した液状樹脂と最後に注入した液状樹脂の間で硬化反応の進行にずれを生じ、樹脂成形体にカスレが発生することになる。このため、液状樹脂の適切な注入速度の設定が必要となってくる。本発明においては、相対的に断面積の小さい絞りランナーの区間が、液状樹脂の注入速度が速くなりすぎないように制御している。しかし、ランナーの全区間の断面積を一様に小さくしたのでは本発明の課題を解決することはできず、絞りランナー区間へ続く相対的に断面積の大きいランナー区間を後方に配置することが、課題解決のために必要となる。液状樹脂は、相対的に断面積の大きいランナーに貯溜された後、補強繊維基材への浸透速度に合うように、絞りランナーの区間で適切な注入速度に制限される。前記相対的に断面積の大きいランナー区間は、樹脂が浸透するまでの時間に余裕をもたせる作用をしている。ランナーの全区間の断面積を一様にする限りは、その断面積を如何様に設定しようとも本発明の課題を解決することはできない。
【００１０】
【発明実施の形態】
本発明の実施形態について、図１、図２を参照しながら説明する。
図１（ｂ）は、成形型１の成形空間にリング状の補強繊維基材２とブッシュ３を配置し、型締めした状態を示している。この状態で脱気した後に液状樹脂を注入する。
本発明では、樹脂注入口１２から供給した液状樹脂の成形空間への注入速度を調整するため、リングゲート１４には、相対的に断面積の小さい絞りランナー１３’を開口させ、絞りランナー１３’の区間へ続く相対的に断面積の大きいランナー１３の区間を後方に配置する。成形方法は殊更特別なものではなく、補強繊維基材２とブッシュ３を成形型に配置し、型締め、脱気後、樹脂注入口１２から液状樹脂を注入する。注入された液状樹脂は、相対的に断面積の大きいランナー１３に貯溜された後、補強繊維基材２への浸透速度に合うように、絞りランナー１３’の区間で適切な注入速度に制限される。　注入速度自体はランナーの断面積を一定にしても調節可能であるが、リングゲート１４への樹脂の供給分布にばらつきが発生してカスレの原因となる。従って、リングゲート１４に絞りランナー１３’を配置することが重要である。
【００１１】
この結果、液状樹脂の補強繊維基材２への浸透状態は、図４に示した状態から図２に示した状態へ変えることができる。すなわち、液状樹脂は、補強繊維基材２の上方から下方へ順次浸透し、補強繊維基材２内部に空気が取り残されることが極めて少なくなる。図２において、補強繊維基材２中に描いた斜線が、補強繊維基材２の上方から下方へ液状樹脂が浸透していく状況を示している。
【００１２】
図１、図２に示した成形型１は、さらに詳細には、ランナーとゲートを成形型１のパーティングライン１１面に配置してある。パーティングライン１１面に配置した絞りランナー１３’は、幅を狭くする及び／又は深さを浅くすることにより形成することができる。絞りランナー１３’が開口するリングゲート１４は、成形空間の上方に位置し、上方が広くなったコップ形状である。絞りランナー１３’から勢いよくリングゲート１４に入った液状樹脂は、リングゲート１４全周を均一に満たし、リングゲート１４の下方周囲から成形空間に注入される。
【００１３】
【実施例】
メタ系アラミド繊維とパラ系アラミド繊維を質量比で５０／５０の割合で配合して集積し形成した帯状のフェルトを筒状に重ね巻きし、さらに筒状の軸方向に蛇腹状に折畳み、外径９０ｍｍ、内径５５ｍｍ、厚み２０ｍｍのリング状の補強繊維基材を準備する。
中央に金属製ブッシュに嵌め込んだ上記リング状の補強繊維基材を、上述した発明の実施の形態の成形型に配置し、型締め、脱気を行なった後に液状樹脂（架橋ポリアミノアミド前駆体）を注入する。注入に際してエア加圧は行なわない。
そして、加熱硬化させる。
【００１４】
成形型のランナー１３と絞りランナー１３’を表１に示すとおりの各仕様として成形を行ない、製造した樹脂成形体の断面観察を行なって、内部のボイド、カスレの有無を調査した。その結果を表１に併せて示す。
【００１５】
【表１】
2004136530.tif 000003
【００１６】
【発明の効果】
表１から明らかなように、補強繊維基材を配置した成形型に液状樹脂を注入し加熱硬化させるに当たり、本発明に係る樹脂成形型を用いることにより、成形体内部のボイド、カスレの発生率を大幅に低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の樹脂成形型を示し、パーティングライン面からみた平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図２】図１に示した樹脂成形型を用いた樹脂成形体の成形時における液状樹脂の浸透状況を模式的に示した説明図である。
【図３】従来の樹脂成形型を示し、パーティングライン面からみた平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図４】図３に示した樹脂成形型を用いた樹脂成形体の成形時における液状樹脂の浸透状況を模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
１：成形型
１１：パーティングライン
１２：樹脂注入口
１３：ランナー
１３’：絞りランナー
１４：リングゲート
２：補強繊維基材
３：ブッシュ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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