(57)【要約】【課題】補強リブへのヒケの発生も抑制して、樹脂成形品を成形することができる金型装置を提供する。【解決手段】この課題を解決するために、金型装置は本体部２１の裏面に補強リブ２９を備えた樹脂成形品２０を熱硬化性の樹脂で成形する装置であり、本体キャビティ部５とリブキャビティ部６とからなるキャビティ４を形成する型部１と、キャビティ４内に樹脂を充填する充填手段と、樹脂を表面側から先に加熱して硬化させる加熱手段と、加熱時に樹脂に成形圧を付与する加圧手段８と、樹脂注入時にキャビティ４内の空気を排出するエアベント１１と、加熱時にキャビティ４内に樹脂を補充する補充手段と、を備え、補充手段がリブキャビティ部６内の樹脂の硬化に伴い生じるヒケにエアベント１１を介して樹脂を補充するものとした。【選択図】図１
2012106414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部の裏面に補強リブを備えた樹脂成形品を、熱硬化性の樹脂で成形する金型装置であって、
注型用のキャビティを形成する型部と、前記キャビティ内に前記樹脂を注入して充填する充填手段と、前記キャビティ内の前記樹脂を前記本体部の表面側から先に加熱して硬化させる加熱手段と、前記加熱時に前記キャビティ内の前記樹脂に成形圧を付与する加圧手段と、前記樹脂の注入時に前記キャビティ内の空気を排出するエアベントと、前記加熱時に前記キャビティ内に前記樹脂を補充する補充手段と、を備え、
前記キャビティが、前記本体部形成用の本体キャビティ部と、前記本体キャビティ部に一端が連通した凹所からなる前記補強リブ形成用のリブキャビティ部と、からなり、
前記エアベントが前記リブキャビティ部の他端側に連通し、
前記補充手段が前記リブキャビティ部内の前記樹脂の硬化に伴い前記リブキャビティ部の他端側に生じる空隙に前記エアベントを介して前記樹脂を補充するものであることを特徴とする金型装置。
【請求項２】
前記型部が、前記本体キャビティ部の前記本体部の前記表面側を形成する第１型と、前記本体キャビティ部の前記本体部の前記裏面側及び前記リブキャビティ部を形成する第２型と、からなり、
前記加圧手段が前記第１型を前記第２型側へ押して前記成形圧を付与するものであることを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置、殊に裏面に補強リブを備えた樹脂成形品を成形する金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹脂成形品として、容器形状の本体部の内面を意匠面とした浴槽や、板状の本体部の一方の板面を意匠面としたキッチンカウンタ等がある。そして、該樹脂成形品は、熱硬化性の樹脂を材料として、該樹脂を金型装置のキャビティ内に充填した後、加熱して硬化させることで、製造されている。
【０００３】
このような金型装置は、樹脂成形品の意匠面である表面側を形成する第１型と、意匠面と反対側の他方の面である裏面側を形成する第２型と、キャビティ内を加熱する加熱手段と、を備え、第１型と第２型で熱硬化性の樹脂を充填するキャビティを形成している。そして、加熱手段は、第１型の昇温開始から所定時間経過後に第２型の昇温を開始して、樹脂成形品を表面側から先に形成することで、表面である意匠面の平滑性を高めて、樹脂成形品を形成している。
【０００４】
更に、特許文献１等の金型装置では、第１型を型閉め状態から更に第２型側に押すエアバックを備え、樹脂硬化時（加熱時）にエアバックによってキャビティを収縮させることで、樹脂の硬化収縮に追随してキャビティ内の樹脂に成形圧を付与している。そして、エアバックでキャビティを収縮させて、キャビティ内の樹脂に成形圧を付与したことで、樹脂成形品の表面及び裏面へのヒケの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２７７２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の金型装置では、裏面に補強リブを備えた樹脂成形品等を成形すると、本体部側の樹脂を補強リブ側より先に硬化させるため、先に形成された本体部が補強リブ側の樹脂への成形圧の付与を妨げてしまう。そのため、補強リブ側の樹脂は本体部形成後に成形圧が不足してしまい、例えば、図２（ａ）に示すように、本体部から最も離れた補強リブの突出先端側に、樹脂の硬化収縮に伴うヒケを生じることがある。
【０００７】
そこで、この事情を鑑み、本体部へのヒケの発生を抑制すると共に、補強リブへのヒケの発生も抑制して、強度低下を抑制した補強リブを本体部裏面に備えた樹脂成形品を成形することができる金型装置を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の金型装置は、本体部の裏面に補強リブを備えた樹脂成形品を、熱硬化性の樹脂で成形する金型装置であって、注型用のキャビティを形成する型部と、前記キャビティ内に前記樹脂を注入して充填する充填手段と、前記キャビティ内の前記樹脂を前記本体部の表面側から先に加熱して硬化させる加熱手段と、前記加熱時に前記キャビティ内の前記樹脂に成形圧を付与する加圧手段と、前記樹脂の注入時に前記キャビティ内の空気を排出するエアベントと、前記加熱時に前記キャビティ内に前記樹脂を補充する補充手段と、を備え、前記キャビティが、前記本体部形成用の本体キャビティ部と、前記本体キャビティ部に一端が連通した凹所からなる前記補強リブ形成用のリブキャビティ部と、からなり、前記エアベントが前記リブキャビティ部の他端側に連通し、前記補充手段が前記リブキャビティ部内の前記樹脂の硬化に伴い前記リブキャビティ部の他端側に生じる空隙に前記エアベントを介して前記樹脂を補充するものであることを特徴とする。
【０００９】
この金型装置として、前記型部が、前記本体キャビティ部の前記本体部の前記表面側を形成する第１型と、前記本体キャビティ部の前記本体部の前記裏面側及び前記リブキャビティ部を形成する第２型と、からなり、前記加圧手段が前記第１型を前記第２型側へ押して前記成形圧を付与するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
このような構成としたことで、本体部へのヒケの発生を抑制すると共に、補強リブへのヒケの発生も抑制して、強度低下を抑制した補強リブを本体部裏面に備えた樹脂成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の一例の金型装置の型閉め状態における説明図であり、（ａ）が充填手段による樹脂注入時であり、（ｂ）が第１加熱部による加熱開始時であり、（ｃ）が本体部形成後である。
【図２】同上の図１（ｃ）のリブキャビティ部周辺の拡大図であり、（ａ）が補充樹脂圧入前であり、（ｂ）が補充樹脂圧入後である。
【図３】同上の金型装置で成形した樹脂成形品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を例示して説明する。
【００１３】
実施形態の一例の金型装置は、図１に示すように、熱硬化性の樹脂を充填するキャビティ４を有し、該キャビティ４内に充填した樹脂を加熱硬化させて、樹脂成形品２０を成形する注型式のものである。以下、キャビティ４内に充填した樹脂を充填樹脂１５と記載する。
【００１４】
そして、該金型装置で成形する樹脂成形品２０は、例えば、図３に示すように、内側に貯湯空間２８を有した容器状の浴槽となっている。該浴槽は、内側に貯湯空間２８を有した本体部２１と、本体部２１を外側から補強する格子状の補強リブ２９と、からなり、本体部２１と補強リブ２９は金型装置を用いた樹脂成形によって一体に成形されている。
【００１５】
そして、本体部２１は、一方の面を浴槽の底面とした平面視略矩形状の底部２２と、底部２２の底面の外周全体から立ち上がる側壁２３と、側壁２３の突出先端に設けられたフランジ部２４と、からなり、本体部２１は略同じ肉厚で形成されている。更に、底部２２は浴槽底面と反対側の面に補強リブ２９が設けられており、補強リブ２９は底部２２の該面に格子状に並ぶと共に、該面から略直交する向きで浴槽外方に突出している。
【００１６】
そのため、底部２２と側壁２３に囲まれた底面側の空間が入浴用に湯を溜める貯湯空間２８となっており、貯湯空間２８側を向く本体部２１の面が、浴槽の浴室設置姿勢等の樹脂成形品２０の利用姿勢において外部（利用者側）に露見する意匠面となっている。そして、底部２２は補強リブ２９によって補強されており、底部２２は補強リブ２９による肉厚の増加に伴い、補強リブ２９の無いものに比べて、強度が高いものとなっている。
【００１７】
以下、底部２２及び側壁２３の貯湯空間２８側の面（容器内面）を本体表面２５とし、底部２２及び側壁２３の本体表面２５の反対側の面（容器外面）を本体裏面２６とする。更に、本体裏面２６のうち、補強リブ２９を設けた底部２２の面を底裏面２７として区別する。
【００１８】
金型装置は、図１（ｂ）に示すように、型閉めによって内部にキャビティ４を形成する型部１と、充填樹脂１５を加熱する加熱手段（特に図示しない）と、加熱時に充填樹脂１５に成形圧を付与する加圧手段８と、を備えている。そして、型部１には、キャビティ４内に樹脂を充填する充填手段と、樹脂注入時にキャビティ４内の空気を抜くエアベント１１と、が設けられている。
【００１９】
型部１は、樹脂成形品２０の本体表面２５側の形状を形成するための第１型２と、本体裏面２６側の形状及び補強リブ２９を形成するための第２型３と、からなり、第１型２と第２型３を組み合わせて型閉めすることで内部にキャビティ４を形成している。
【００２０】
そして、型部１で形成されるキャビティ４は、本体部２１を形成するための本体キャビティ部５と、補強リブ２９を形成するためのリブキャビティ部６と、からなり、本体キャビティ部５とリブキャビティ部６は連通している。
【００２１】
本体キャビティ部５は本体表面２５用の転写面と本体裏面２６用の転写面を備えると共に、キャビティ４内に熱硬化性の樹脂を注入して充填する充填手段（詳細は後述する）が連通している。そして、リブキャビティ部６は第２型３の本体裏面２６用の転写面に形成された凹所からなり、該凹所は一端が本体裏面２６用の転写面に開口している。更に、凹所の他端は底裏面２７用の転写面と略平行な平面となっており、補強リブ２９の突出先端用の転写面となっている。
【００２２】
また、充填手段は、熱硬化性の樹脂をキャビティ４内に供給する樹脂供給源（特に図示しない）と、第１型２に貫通して形成された円筒状の注入路１０と、からなる。
【００２３】
そして、注入路１０は筒の一端が樹脂供給源に接続されており、他端が本体キャビティ部５のフランジ部２４を形成する位置に開口している。そのため、注入路１０は円筒内部で樹脂供給源と本体キャビティ部５を連通させており、樹脂供給源は注入路１０を介して本体キャビティ部５５内に樹脂を注入している。
【００２４】
更に、注入路１０から注入された樹脂は、図１（ａ）に示すように、本体キャビティ部５のフランジ部２４、側壁２３、底部２２の順番に溜まった（充填された）後、補強リブ２９となる部位であるリブキャビティ部６にも導入されている。すなわち、充填手段は樹脂注入時に本体キャビティ部５に樹脂を充填すると共に、本体キャビティ部５を介してリブキャビティ部６にも樹脂を充填しており、充填手段は一度の注入動作でキャビティ４全体に樹脂を充填している。
【００２５】
以下、充填樹脂１５のうち、本体キャビティ部５に充填されて硬化時に本体部２１となる未硬化の樹脂を本体側樹脂１６とし、リブキャビティ部６に充填されて硬化時に補強リブ２９となる未硬化の樹脂をリブ側樹脂１７とし、硬化したものと区別する。
【００２６】
また、リブキャビティ部６には、補強リブ２９の突出方向に沿って軸芯を有した円筒状のエアベント１１の一端が連通しており、エアベント１１は第２型３に貫通して設けられると共に、円筒の他端側が第２型３から外部に突出している。
【００２７】
そして、エアベント１１は、図１（ａ）に示すように、充填手段による樹脂注入時に、樹脂に押されたキャビティ４内の空気が一端側から他端側へ流動するものとなっている。そのため、エアベント１１の外部に突出した他端はキャビティ４内から流入された空気を外部に排出する排出口１２となっており、キャビティ４内の空気は樹脂注入時にエアベント１１を介して外部へ抜かれている。
【００２８】
なお、エアベント１１は、キャビティ４内への樹脂の充填が完了すると閉塞手段（特に図示しない）によって閉塞されている。そして、該閉塞手段は、例えば、開閉弁等のエアベント１１の開閉を切り替えるものであり、エアベント１１が軟質チューブ等で構成されたものであれば、着脱自在なクリップ等で円筒を押し潰して閉塞してもよい。もちろん、該排出口１２に吸気ポンプ等の排気装置を取り付けて、排気装置でキャビティ４内の抜気動作を行って、樹脂注入時の気泡残留を能動的に抑制してもよい。
【００２９】
また、加熱手段は、図１に示すように、第１型２を昇温して充填樹脂１５を本体表面２５側から加熱する第１加熱部と、第２型３を昇温して充填樹脂１５を本体裏面２６側及び補強リブ２９側から加熱する第２加熱部と、からなる。そして、加熱手段は樹脂充填完了後に昇温動作（加熱動作）を開始すると共に、第１加熱部の昇温動作を第２加熱部の昇温動作に先立って開始する動作制御がなされている。
【００３０】
このように、第１加熱部でキャビティ４内を本体表面２５側から先に加熱したことで、充填樹脂１５が本体表面２５側から硬化して、補強リブ２９より先に本体部２１を形成することができる。そのため、本体表面２５側へのヒケの発生が抑制されて、本体裏面２６側から先に硬化させたものに比べて、本体部２１の意匠面である本体表面２５の平滑性を向上させて樹脂成形品２０を成形することができる。
【００３１】
また、加圧手段８は、第１型２を第２型３側に押す膨張収縮自在な複数のエアバック９からなり、エアバック９を略同時に且つ略同量に膨張させることで、第１型２を第２型３に向けて弾性的に押すものとなっている。
【００３２】
そして、加圧手段８は、加熱手段の加熱動作時にエアバック９の膨張を開始して、充填樹脂１５の硬化中に、キャビティ４の本体キャビティ部５を型閉め時（樹脂充填時）のサイズより収縮させるものとなっている。更に、加圧手段８の加圧動作は、加熱硬化に伴う充填樹脂１５の収縮に追随して、キャビティ４を収縮変形させる動作制御がなされており、該加圧動作は樹脂成形品２０が成形されて、加熱手段の加熱動作が停止するまで継続される。
【００３３】
このように、加圧手段８で第１型２を第２型３側へ押して充填樹脂１５を加圧したことで、本体側樹脂１６の硬化収縮に追随させて第１型２で充填樹脂１５を圧縮して、成形圧を付与した状態で本体側樹脂１６を硬化させることができる。そのため、成形圧不足に伴う本体部２１の表裏面（外観）への成形不良の発生が抑制されて、本体部２１の外観を良好に形成することができる。
【００３４】
そして、加圧手段８は空気圧によって充填樹脂１５に対して弾性的に圧力を付与しているため、本体部２１や型部１等への過剰な圧力付与を回避して、成形圧の過剰付与に伴う樹脂成形品２０や型部１の破損を抑制している。
【００３５】
更に、補強リブ２９より先に本体部２１を形成すると共に、本体表面２５側から加圧したことで、リブ側樹脂１７が硬化する際に、リブ側樹脂１７は底裏面２７側から硬化すると共に、硬化に伴い底裏面２７側に収縮し易くなる。そして、底裏面２７側に収縮し易いため、図２（ａ）に示すように、リブ側樹脂１７の硬化中（補強リブ２９形成中）に、リブ側樹脂１７の補強リブ２９の突出先端側となる部位と、リブキャビティ部６の凹所の底部７と、の間に空隙１９（ヒケ）を生じ易くなる。
【００３６】
なお、第１型２と第２型３の間の本体キャビティ部５（フランジ部２４形成部位）の外周には、加圧手段８による第１型２移動用の隙間を有すると共に、該隙間をガスケット（特に図示しない）がシールしている。そして、ガスケットは樹脂注入時にキャビティ４外への樹脂漏れを抑制すると共に、キャビティ４収縮時に圧縮変形してシール状態を確保して、充填樹脂１５のキャビティ４外への漏れを抑制するものとなっている。
【００３７】
また、補充手段は、充填樹脂１５と同じ熱硬化性の樹脂を供給する補充源（特に図示しない）と、補充源とリブキャビティ部６を連通させる補充用注入路１３と、からなり、補充用注入路１３はエアベント１１が兼ねている。以下、補充手段が補充する樹脂を補充樹脂１８とする。
【００３８】
詳しくは、補充源が、充填樹脂１５と同じ樹脂を補充樹脂１８として、キャビティ４内に圧力をかけて吐出する吐出部を有しており、吐出部はエアベント１１の排出口１２に着脱自在で接続されている。そのため、補充源は吐出部を排出口１２に接続することで、エアベント１１を介してリブキャビティ部６に連通されて、補充樹脂１８をエアベント１１からリブキャビティ部６に圧力をかけて注入する（圧入する）ことができる。
【００３９】
そして、補充手段は該樹脂圧入動作を第２加熱部の加熱動作開始時或いは加熱動作中に行っており、リブ側樹脂１７の硬化完了より前（補強リブ２９形成完了前）に補充樹脂１８をリブキャビティ部６に圧入している。
【００４０】
そのため、図２（ｂ）に示すように、リブキャビティ部６の凹所底部７側に生じた空隙１９に補充樹脂１８が充填されて、該空隙１９が埋められると共に、リブ側樹脂１７が底裏面２７側へ押されて加圧される。そして、該空隙１９を埋めた補充樹脂１８は底裏面２７側に比べて硬化が遅く未硬化である補強リブ２９の突出先端側のリブ側樹脂１７に混じり合う。そのため、補充樹脂１８はリブ側樹脂１７と一体で硬化して、補強リブ２９の突出先端を形成する。
【００４１】
このように、エアベント１１を介して補充樹脂１８をリブキャビティ部６に圧入したことで、ヒケの原因となる空隙１９を補充樹脂１８で埋めることができて、補強リブ２９へのヒケの発生を抑制することができる。
【００４２】
そして、補強リブ２９へのヒケの発生を抑制したことで、ヒケのない補強リブ２９を形成し易くなり、ヒケによる補強リブ２９の強度低下を抑制して、本体部２１の裏面に補強リブ２９を備えた樹脂成形品２０を成形することができる。更に、補強リブ２９の強度低下を抑制したことで、補強リブ２９を備えないものや補強リブ２９にヒケを有したものに比べて、高強度の樹脂成形品２０を製造することができる。
【００４３】
また、ヒケのない補強リブ２９を本体部２１と一体で成形することができるため、補強リブ２９と本体部２１を別部材で備えた樹脂成形品２０のような補強リブ２９の取付部材や取付工程等が不要となり、樹脂成形品２０の生産コストを低減することができる。
【００４４】
そして、補充手段の補充用注入路１３をエアベント１１が兼ねたことで、第２型３に設ける貫通孔の数を低減することができると共に、充填手段による樹脂注入時に補充用注入路１３を閉塞する閉塞手段等の構成を省くことができる。そのため、第２型３の強度低下を抑制することができると共に、第２型３の製造コストを低減することができる。
【００４５】
更に、浴槽等の本体裏面２６にアジャスタボルト等の支持部材を取り付けるものでは、支持部材の取付部を補強リブ２９に兼ねさせることで、取付部を容易に且つ安価に樹脂成形品２０に設けることができると共に、取付部のヒケを抑制することができる。そのため、補強リブ２９が取付部を兼ねた樹脂成形品２０において、ヒケに伴う支持力低下を抑制することができて、支持部材取付の安定性を向上させることができる。
【００４６】
また、エアベント１１の他端側を二股に分けて、二股の一方の端部を排出口１２とし、他方の端部に補充源を接続すると共に、二股の分岐点に切替弁を設けて、空気抜き動作と樹脂補充動作を切換弁で切り換えるものであってもよい。このものでは、補充源を接続した状態で、補充源の着脱動作を行わずに、エアベント１１本来の機能である空気抜き用の流路と、補充用注入路１３としての機能を容易に切り換えることができて好ましい。
【００４７】
なお、加圧手段８は本体側樹脂１６に成形圧を付与可能なものであれば、第２型３を第１型２側に押すものであってもよく、エアバック９に限らず、油圧ピストンやばね等であってもよく、弾性的に付勢するものが好ましい。そして、加熱手段は第２加熱部を備えずに、第１加熱部のみで充填樹脂１５を加熱硬化させて、樹脂成形品２０を成形するものであってもよい。
【００４８】
また、樹脂成形品２０は浴槽に限らず、半球形状で球内面を意匠面とした洗面ボウルや、上方に開口した矩形の箱状で箱内面を意匠面とした樹脂シンク等の容器形状のものであってもよい。ましてや、樹脂成形品２０は容器形状に限らず、一方の板面を意匠面とし他方の板面に補強リブ２９を備えたキッチンカウンタや防水パン等の板状のものであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  型部
２  第１型
３  第２型
４  キャビティ
５  本体キャビティ部
６  リブキャビティ部
８  加圧手段
１１  エアベント
１２  排出口
１５  充填樹脂
１８  補充樹脂
１９  空隙
２０  樹脂成形品
２１  本体部
２９  補強リブ
【図１】
2012106414.tif 000003
【図２】
2012106414.tif 000004
【図３】
2012106414.tif 000005