特開 2024-25423 成形装置および成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024025423

(43)【公開日】2024-02-26

(54)【発明の名称】成形装置および成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 43/36 20060101AFI20240216BHJP

   B29C 43/56 20060101ALI20240216BHJP

   B29C 33/18 20060101ALI20240216BHJP

   B29C 33/06 20060101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

B29C43/36

B29C43/56

B29C33/18

B29C33/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022128852

(22)【出願日】2022-08-12

(71)【出願人】

【識別番号】520285880

【氏名又は名称】中部電力ミライズ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000213297

【氏名又は名称】中部電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003052

【氏名又は名称】弁理士法人勇智国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 良

(72)【発明者】

【氏名】赤坂 千春

【テーマコード（参考）】

4F202

4F204

【Ｆターム（参考）】

4F202AJ02

4F202AJ05

4F202AK03

4F202CA01

4F202CB01

4F202CN01

4F202CN24

4F202CN30

4F202CP06

4F202CR03

4F204AA03

4F204AA13

4F204AA21

4F204AA23

4F204AA24

4F204AA28

4F204AJ05

4F204AM28

4F204FA01

4F204FB01

4F204FN11

4F204FN15

4F204FQ15

(57)【要約】

【課題】ゴム製の型を用いた成形技術において成形不良の発生を抑制できる技術を提供する。
【解決手段】成形装置は、ゴム製の上型と下型とを有し、積層方向に重ね合わされた前記上型と前記下型との間の内部空間として、樹脂材料が充填されるキャビティと、真空引き用の流路とが形成される成形部と、前記上型と前記下型の外部からの電磁波の照射、または、前記上型と前記下型の外部からの加熱により、前記キャビティ内の前記樹脂材料を昇温させて溶融させる昇温部と、成形中に、前記流路と前記キャビティとを真空引きする真空ポンプと、成形中に、前記上型と前記下型の変形と前記キャビティの容積の変化とが抑制されるように、前記上型の上面と前記下型の下面とを押圧する状態で前記上型と前記下型とを締結する締結部材と、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱可塑性を有する樹脂材料を溶融させて成形する成形装置であって、
成形時に、互いの相対位置が固定された状態で積層方向に重ね合わされるゴム製の上型と下型とを有し、前記積層方向に重ね合わされた前記上型と前記下型との間の内部空間として、前記樹脂材料が充填されるキャビティと、前記キャビティに連通している真空引き用の流路とが成される成形部と、
前記上型と前記下型の外部からの電磁波の照射、または、前記上型と前記下型の外部からの加熱により、前記キャビティ内の前記樹脂材料を昇温させて溶融させる昇温部と、
前記成形部の前記流路に接続され、成形中に、前記流路と前記キャビティとを真空引きする真空ポンプと、
前記上型および前記下型よりも熱変形しにくい部材によって構成され、成形中に、前記上型と前記下型の変形と前記キャビティの容積の変化とが抑制されるように、前記上型の上面と前記下型の下面とを押圧する状態で前記上型と前記下型とを締結する締結部材と、
を備える、成形装置。

【請求項2】

請求項１記載の成形装置であって、
前記締結部材は、
前記上型の上面全体に面接触する第１板状部材と、
前記下型の下面全体に面接触する第２板状部材と、
を含む、成形装置。

【請求項3】

請求項２記載の成形装置であって、
前記締結部材は、さらに、前記上型と前記下型の側方に配置され、前記第１板状部材と前記第２板状部材とを連結して締結する複数の棒状の連結部材を含む、成形装置。

【請求項4】

請求項２記載の成形装置であって、
前記締結部材は、さらに、前記上型と前記下型の側面に密着して覆う板状の側面被覆部材を含み、
前記昇温部は、前記上型と前記下型の外部から前記締結部材を通じて熱を付与することにより、前記キャビティ内の前記樹脂材料を加熱する、成形装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の成形装置であって、さらに、
前記積層方向に重ね合わされた前記上型と前記下型の境界を封止するように前記上型と前記下型の側面に接着される帯状部材を備える、成形装置。

【請求項6】

熱可塑性を有する樹脂材料を溶融させて成形する成形方法であって、
ゴム製の上型と下型とを積層方向に互いに重ね合わせて、前記上型と前記下型との間の内部空間として、キャビティと、前記キャビティに連通する真空引き用の流路と、を形成するとともに、前記キャビティを前記樹脂材料が充填された状態とする工程と、
前記上型および前記下型よりも熱変形しにくい部材によって構成された締結部材によって、成形中に前記上型と前記下型の変形と前記キャビティの容積の変化とが抑制されるように、前記上型の上面と前記下型の下面とを押圧する状態で、前記上型と前記下型とを締結する工程と、
真空ポンプによって、前記流路と前記キャビティとを真空引きした状態で、前記上型と前記下型の外部からの電磁波の照射、または、前記上型と前記下型の外部からの加熱により、前記上型と前記下型の相対位置を固定したまま、前記キャビティ内の前記樹脂材料を溶融さて成形する工程と、
を備える、成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、樹脂材料を溶融させて成形する成形装置および成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、金型ではなくゴム製の型を用いて熱可塑性を有する樹脂材料を成形する種々の技術が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、一対のゴム型部の間のキャビティに樹脂材料を配置し、一対のゴム型部を透過する光を照射することによって樹脂材料を溶融させて成形する、光成形と呼ばれる技術が開示されている。このように、金型ではなく、ゴム製の型を用いれば、型の制作を短期間で、かつ、安価におこなうことができ、成形品の製造効率を高めることができる。また、ゴム製の型を用いれば、少量多品種の成形品を効率よく、高い成形精度で作製することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－２４０５３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、一般に、ゴム製の型を用いた成形の場合には、金型を用いた場合よりも、キャビティ内の樹脂材料の溶融状態の制御が容易ではなく、成形不良の発生を抑制するための様々な工夫が必要となる。例えば、上記の特許文献１の技術では、溶融した樹脂材料がキャビティ内に行きわたるように、樹脂材料を溶融させながら上型と下型とを接近させていき、キャビティの容積を低減させつつ成形を行っている。しかしながら、このように、成形中に上型と下型の相対位置を変化させる方法では、上型と下型の位置関係の制御によっては、成形品の寸法精度が低下する可能性がある。

【0005】

また、一般に、ゴム製の型は、金型よりも熱による変形を生じやすいため、ゴム型の変形による成形不良が発生する可能性もある。上記の特許文献１では、そうしたゴム型の熱変形については考慮されていない。

【0006】

このように、光成形に限らず、ゴム製の型を用いた成形技術については、その成形不良の発生を抑制することについて、依然として改良の余地があった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願発明は、以下の形態として実現することが可能である。

【0008】

［第１形態］第１形態は、熱可塑性を有する樹脂材料を溶融させて成形する成形装置として提供される。第１形態の成形装置は、成形時に、互いの相対位置が固定された状態で積層方向に重ね合わされるゴム製の上型と下型とを有し、前記積層方向に重ね合わされた前記上型と前記下型との間の内部空間として、前記樹脂材料が充填されるキャビティと、前記キャビティに連通している真空引き用の流路とが成される成形部と、前記上型と前記下型の外部からの電磁波の照射、または、前記上型と前記下型の外部からの加熱により、前記キャビティ内の前記樹脂材料を昇温させて溶融させる昇温部と、前記成形部の前記流路に接続され、成形中に、前記流路と前記キャビティとを真空引きする真空ポンプと、前記上型および前記下型よりも熱変形しにくい部材によって構成され、成形中に、前記上型と前記下型の変形と前記キャビティの容積の変化とが抑制されるように、前記上型の上面と前記下型の下面とを押圧する状態で前記上型と前記下型とを締結する締結部材と、を備える。
第１形態の成形装置によれば、締結部材による上型と下型の押圧によって、成形時の上型および下型の熱変形を抑制することができるため、上型と下型の間に隙間が生じることを抑制できる。よって、真空ポンプによる真空引きの不良が発生することを抑制でき、真空引きの不良に起因する成形不良の発生を抑制できる。さらに、締結部材によって成形中の上型および下型の熱変形によるキャビティの容積や形状の変化を抑制できるため、キャビティの変形による成形不良の発生を抑制できる。その他に、第１形態の成形装置によれば、上型と下型の相対位置を固定したまま成形することができるため、成形工程が容易であり、成形効率を高めることができる。

【0009】

［第２形態］上記第１形態の成形装置において、前記締結部材は、前記上型の上面全体に面接触する第１板状部材と、前記下型の下面全体に面接触する第２板状部材と、を含んでいてもよい。
第２形態の成形装置によれば、締結部材の第１板状部材および第２板状部材により、成形中の上型と下型に対して積層方向に一様に面圧を付与することができるため、成形中の上型と下型の熱変形をさらに抑制することができる。よって、上型および下型の熱変形による成形不良の発生をさらに抑制することができる。

【0010】

［第３形態］上記第２形態の成形装置において、前記締結部材は、さらに、前記上型と前記下型の側方に配置され、前記第１板状部材と前記第２板状部材とを連結して締結する複数の棒状の連結部材を含んでいてもよい。
第３形態の成形装置によれば、複数の連結部材の間から上型と下型の側面が露出した状態で第１板状部材と第２板状部材とで上型と下型とを積層方向に挟んで締結することができる。よって、成形時には、複数の連結部材の間の隙間から、樹脂材料を昇温させるための電磁波や熱を、上型および下型に付与することが容易にできる。

【0011】

［第４形態］上記第２形態または上記第３形態の成形装置において、さらに、前記上型と前記下型の側面に密着して覆う板状の側面被覆部材を含み、前記昇温部は、前記上型と前記下型の外部から前記締結部材を通じて熱を付与することにより、前記キャビティ内の前記樹脂材料を加熱してよい。
第４形態の成形装置によれば、側面被覆部材によって、上型および下型の熱変形を側面方向からも抑制することができる。よって、成形不良の発生をさらに抑制することができる。

【0012】

［第５形態］上記第１形態、第２形態、第３形態、および、第４形態のいずれかに記載の成形装置は、さらに、前記積層方向に重ね合わされた前記上型と前記下型の境界を封止するように前記上型と前記下型の側面に接着される帯状部材を備えてよい。
第５形態の成形装置によれば、帯状部材によって、成形中に上型と下型との境界に隙間が生じることを抑制することができ、そのような隙間の発生によって真空引きの不良が発生することを抑制することができる。

【0013】

［第６形態］第６形態は、熱可塑性を有する樹脂材料を溶融させて成形する成形方法として提供される。第６形態の成形方法は、ゴム製の上型と下型とを積層方向に互いに重ね合わせて、前記上型と前記下型との間の内部空間として、キャビティと前記キャビティに連通する真空引き用の流路とを形成するとともに、前記キャビティを前記樹脂材料が充填された状態とする工程と、前記上型および前記下型よりも熱変形しにくい部材によって構成された締結部材によって、成形中に前記上型と前記下型の変形と前記キャビティの容積の変化とが抑制されるように、前記上型の上面と前記下型の下面とを押圧する状態で、前記上型と前記下型とを締結する工程と、真空ポンプによって、前記流路と前記キャビティとを真空引きした状態で、前記上型と前記下型の外部からの電磁波の照射、または、前記上型と前記下型の外部からの加熱により、前記上型と前記下型の相対位置を固定したまま、前記キャビティ内の前記樹脂材料を溶融さて成形する工程と、を備える。
第６形態の成形方法によれば、締結部材による上型と下型の押圧によって、成形時の上型および下型の熱変形を抑制することができるため、上型と下型の間に隙間が生じることを抑制できる。よって、真空引きの不良が発生することを抑制でき、真空引きの不良に起因する成形不良の発生を抑制できる。さらに、締結部材によって成形中の上型および下型の熱変形によるキャビティの容積や形状の変化を抑制できるため、キャビティの変形による成形不良の発生を抑制できる。その他に、第６形態の成形方法によれば、上型と下型の相対位置を固定したまま成形することができるため、成形工程が容易であり、成形効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の成形装置の構成を示す概略図。

【図2】上型の下面を示す概略図。

【図3】下型の上面を示す概略図。

【図4】成形工程の手順を示す工程フロー図。

【図5】成形の実行中における成形装置の様子を示す模式図。

【図6】比較例の成形装置による成形工程を示す模式図。

【図7】第２実施形態の成形装置の構成を示す概略図。

【図8】第３実施形態の成形装置の構成を示す概略図。

【図9】第４実施形態の成形装置の構成を示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

１．第１実施形態：
図１、図２、および、図３を参照して、第１実施形態の成形装置１００Ａの構成を説明する。図１は、第１実施形態の成形装置１００Ａの構成を示す概略図である。図２は、成形装置１００Ａが備える上型１１の下面１３を示す概略図であり、図３は、下型１５の上面１７を示す概略図である。

【0016】

図１～図３にはそれぞれ、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、および、Ｚ方向を示す矢印が図示されている。Ｘ方向およびＹ方向は、成形装置１００Ａに設置された姿勢での上型１１の上面１２および下型１５の下面１６に沿った方向に相当し、Ｚ方向は、成形装置１００Ａの成形実行時に上型１１と下型１５とが重ね合わされる積層方向に相当する。

【0017】

図１では、成形部１０および締結部材３０については、Ｘ方向およびＺ方向に平行で、キャビティ２０を通る切断面における断面構成が図示されている。また、図２および図３には、成形装置１００Ａにおいて上型１１および下型１５が締結部材３０によって締結されているときの締結部材３０の配置領域を一点鎖線で図示してある。

【0018】

成形装置１００Ａは、熱可塑性を有する樹脂材料Ｍを溶融させて成形する。樹脂材料Ｍは、非晶性樹脂であってもよく、結晶性樹脂であってもよい。樹脂材料Ｍとしては、例えば、以下に例示するもののうちから採用されてもよい。なお、以下は、例示であり、樹脂材料Ｍは下記以外の樹脂によって構成されてもよい。
＜非晶性樹脂＞
アクリロニトリルスチレンアクリルゴム（ＡＳＡ）、アクリロニトリルスチレン共重合体（ＡＳ）、エービーエス樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート樹脂／ポリメタクリル酸メチル樹脂／アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等
＜結晶性樹脂＞
ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等

【0019】

成形装置１００Ａは、ゴム製の上型１１と下型１５とを有する成形部１０と、上型１１と下型１５を締結する締結部材３０と、成形実行時に真空引きを実行する真空ポンプ５０と、成形時に樹脂材料Ｍを昇温させて溶融させる昇温部６０ａと、を備える。

【0020】

成形部１０が有する上型１１および下型１５は、例えば、透明または半透明のシリコーンゴムによって構成される。他の実施形態では、上型１１および下型１５は、シリコーンゴム以外の他のゴムによって構成されてもよい。

【0021】

第１実施形態では、上型１１および下型１５は矩形形状を有しており、成形時には、上型１１の下面１３と下型１５の上面１７とが互いに対向する状態で積層方向に重ね合わされる。なお、第１実施形態では、上型１１と下型１５とはＸ方向およびＹ方向の寸法が互いに一致しており、積層方向に重ね合わされた上型１１と下型１５とは、四角柱形状を構成する。

【0022】

積層方向に重ね合わされた上型１１と下型１５との間の内部空間として、成形品を模った空間であるキャビティ２０と、真空引き用の流路２１とが形成される。上型１１の下面１３と下型１５の上面１７とには、キャビティ２０および流路２１を形成するための凹凸構造が形成されている。第１実施形態では、下型１５の上面１７に、キャビティ２０を構成する空間を含む凹部１８が形成されており、上型１１の下面１３に、その凹部１８に嵌合する凸部１４が形成されている。キャビティ２０は、下型１５の凹部１８の底面部と、上型１１の凸部１４の上面部との間の空間として形成される。

【0023】

図１に示すように、キャビティ２０には、成形前に、ペレット状の樹脂材料Ｍが充填される。他の実施形態では、キャビティ２０に充填される樹脂材料Ｍは、ペレット状でなくてもよく、粉体として構成されていてもよいし、様々な形状の粒子状に構成されていてもよい。

【0024】

第１実施形態では、真空引き用の流路２１は、下型１５の上面１７に設けられた溝流路の上部開口が上型１１の下面１３によって閉塞されることにより形成されている。流路２１は、キャビティ２０に連通している。流路２１は、例えば、図３に示すように、キャビティ２０を囲む第１流路２２と、第１流路２２とキャビティ２０を構成する凹部１８とを連通する第２流路２３と、第１流路２２と真空ポンプ５０とを接続する第３流路２４と、を含むように構成することができる。他の実施形態では、流路２１は、第１流路２２や第２流路２４に相当する流路を有しておらず、キャビティ２１と真空ポンプ５０とを接続する流路のみが形成される構成としてもよい。なお、上型１１の凸部１４の外壁面と下型１５の凹部１８の内壁面との間には、流路２１を通じての真空引きが可能なように微小な間隙が形成されている。

【0025】

締結部材３０は、キャビティ２０が形成されるように重ね合わされた上型１１と下型１５とを積層方向に締結する。締結部材３０は、上型１１および下型１５を構成するゴム材料よりも熱変形しにくい部材によって構成されている。また、締結部材３０は、上型１１および下型１５を構成するゴム材料よりも高い剛性を有する材料によって構成されていることが好ましい。第１実施形態では、締結部材３０は、例えば、ＳＵＳ等の金属によって構成される。

【0026】

締結部材３０は、上型１１の上面１２全体に面接触する平坦な第１板状部材３１と、下型１５の下面１６全体に面接触する平坦な第２板状部材３２と、を有する。第１実施形態では、第１板状部材３１と第２板状部材３２とはそれぞれ、上型１１の上面１２および下型１５の下面１６から側方に延び出ている周縁部３１ｅ，３２ｅを有している。

【0027】

締結部材３０は、さらに、上型１１と下型１５の側方に配置され、第１板状部材３１と第２板状部材３２とを連結する複数の棒状の連結部材３３を有する。各連結部材３３は、上型１１および下型１５の周囲に所定の間隔をあけて配列されており、第１板状部材３１と第２板状部材３２の周縁部３１ｅ，３２ｅに設けられた貫通孔に挿通されることにより、第１板状部材３１と第２板状部材３２とを連結している。第１実施形態では、第１板状部材３１の上面から突出している各連結部材３３の上端部には、図示しないねじ部が設けられており、そのねじ部にナット３４が螺合している。また、各連結部材３３の下端部は径が他の部位より大きくなっていることにより、第２板状部材３２の下面側に係止されている。

【0028】

締結部材３０は、重ね合わされた上型１１と下型１５とを第１板状部材３１と第２板状部材３２とによって積層方向に挟み込み、上型１１と下型１５の全体に積層方向の押圧力を付与する。第１実施形態では、締結部材３０によって上型１１と下型１５とに付与される押圧力は、連結部材３３におけるナット３４の螺合位置によって調整することができる。

【0029】

真空ポンプ５０は、上述した流路２１の第３流路２４に接続されている。真空ポンプ５０は、成形中に、流路２１とキャビティ２０とを真空引きする。真空ポンプ５０による真空度の調整により、成形中の上型１１と下型１５の型締力を調整することができる。流路２１が真空引きされることにより、上型１１と下型１５の密着性が高められ、キャビティ２０の密閉性が高められる。キャビティ２０が真空引きされることにより、脱気されるとともに型締力が高められ、成形中のキャビティ２０全体の昇温を促進させることができ、キャビティ２０全体に溶融した樹脂材料Ｍを行きわたらせることができる。

【0030】

第１実施形態の昇温部６０ａは、電磁波発生部６１を有している。電磁波発生部６１は、上型１１および下型１５を透過し、キャビティ２０内の樹脂材料Ｍを昇温させることができる波長の電磁波を発生させる。昇温部６０ａは、例えば、０．７８～２．００μｍの範囲内の赤外線領域の光の波長の電磁波を照射する。キャビティ２０内の樹脂材料Ｍは、赤外線領域の電磁波により、自身が発熱するとともに、その熱が伝達されて昇温したキャビティ２０の壁面の熱を受けて昇温して溶融される。

【0031】

第１実施形態では、昇温部６０ａは、締結部材３０の連結部材３３の間から露出している上型１１と下型１５の側面に向かってその電磁波を照射する。成形時には、昇温部６０ａが照射する電磁波が、キャビティ２０に到達することにより、キャビティ２０内の樹脂材料Ｍが昇温して溶融する。

【0032】

なお、他の実施形態では、昇温部６０ａは、赤外線領域の波長の電磁波の代わりに、マイクロ波を照射してもよい。この場合には、そのマイクロ波により上型１１と下型１５とを昇温させ、上型１１と下型１５から伝達される熱により、キャビティ２０内の樹脂材料Ｍを昇温させて溶融させる。昇温部６０ａが照射する電磁波の波長は、上型１１および下型１５の材料の種類や、樹脂材料Ｍの種類に応じて適宜、定められればよい。

【0033】

図４は、成形装置１００Ａにおいて実行される成形工程の手順を示す工程フロー図である。

【0034】

工程Ｐ１では、キャビティ２０が形成されるように、上型１１と下型１５とが積層方向に重ね合わされ、キャビティ２０に、ペレット状の樹脂材料Ｍが充填される。第１実施形態では、下型１５の凹部１８に樹脂材料Ｍを配置した後に、凹部１８を閉塞するように、上型１１の凸部１４を凹部１８に押し込むことにより、樹脂材料Ｍがキャビティ２０内に充填された状態にする。

【0035】

なお、工程Ｐ１において、上型１１と下型１５とが重ね合わされてキャビティ２０が閉じられると、上型１１と下型１５とは互いの相対位置が固定された状態となる。この後、成形が完了するまで、上型１１と下型１５の相対位置はほぼ一定に保持される。このように、上型１１と下型１５の相対位置を固定したまま成形することができれば、上型１１と下型１５の相対位置を変化させながら成形を実行する構成よりも、成形工程が容易である。よって、成形品の成形効率が高められる。

【0036】

工程Ｐ２では、締結部材３０によって上型１１と下型１５とを締結する。まず、工程Ｐ１において積層方向に重ね合わされた上型１１と下型１５とが、締結部材３０の第１板状部材３１と第２板状部材３２とによって積層方向に挟まれる。続いて、連結部材３３が、第１板状部材３１の周縁部３１ｅと第２板状部材３２の周縁部３２ｅとに設けられた貫通孔に挿通されて、第１板状部材３１と第２板状部材３２とが連結される。次に、各連結部材３３の上端部にナット３４が螺合されることにより、上型１１と下型１５とが、積層方向に押圧力が付与された状態で締結される。

【0037】

工程Ｐ３では、真空ポンプ５０が、上型１１と下型１５との間に形成された流路２１の第３流路２４に接続され、真空ポンプ５０により、流路２１とキャビティ２０の真空引きが開始される。この後、成形実行中には、樹脂材料Ｍの温度や溶融の状態に応じて、真空ポンプ５０によって流路２１およびキャビティ２０内の圧力が、キャビティ２０の容積が一定に保持されるように調整される。

【0038】

工程Ｐ４では、昇温部６０ａがキャビティ２０内の樹脂材料Ｍを昇温させて溶融させることにより、キャビティ２０内で成形品が成形される。上述したように、第１実施形態では、昇温部６０ａは、上型１１と下型１５の外部から電磁波を照射することにより、キャビティ２０内の樹脂材料Ｍを昇温させて溶融させる。

【0039】

昇温部６０ａによる樹脂材料Ｍの昇温を所定の時間継続した後、樹脂材料Ｍが硬化するまで上型１１と下型１５は冷却される。その後、上型１１から下型１５が離されてキャビティ２０が開かれ、成形品が離型される。

【0040】

図５および図６を参照して、締結部材３０を用いることによる効果を説明する。図５は、上述した工程Ｐ４の成形の実行中における成形装置１００Ａの様子を示す模式図である。図６は、比較例として、締結部材３０によって上型１１と下型１５とを締結しないまま成形を実行した場合の様子を示す模式図である。図５および図６では、真空ポンプ５０および昇温部６０ａの図示は便宜上、省略してある。図５および図６では、溶融した樹脂材料Ｍに網点のハッチングを付してある。

【0041】

図５に示すように、上型１１および下型１５が締結部材３０によって締結されていると、締結部材３０から受ける押圧力により、成形中に、上型１１および下型１５が変形することが抑制される。上型１１および下型１５の変形が抑制されれば、上型１１と下型１５の間に隙間が生じることが抑制されるため、流路２１およびキャビティ２０の気密性が保持され、真空ポンプ５０による真空引きの不良が発生することが抑制される。よって、成形中の真空引きにより、キャビティ２０内の型締力を適切に得ることができ、溶融した樹脂材料Ｍをキャビティ内の隅々まで行きわたらせることができる。よって、真空引きの不良により、キャビティ２０内に溶融しないままの樹脂材料Ｍが残存する成形不良の発生を抑制することができる。また、締結部材３０によって、成形中にキャビティ２０の変形が抑制されるため、キャビティ２０の変形による成形不良の発生が抑制される。

【0042】

一方、図６に示すように、上型１１および下型１５が締結部材３０によって締結されていないと、成形中の発熱により、上型１１と下型１５とが反るように熱変形する場合がある。上型１１と下型１５とが熱変形すると、上型１１と下型１５と間に隙間が生じ、流路２１とキャビティ２０の気密性が損なわれ、真空ポンプ５０による真空引きの不良が発生する。真空引きの不良が発生すると、キャビティ２０における型締力が不足して、キャビティ２０全体に溶融した樹脂材料Ｍを行きわたらせることができなくなる可能性が高まる。また、上型１１と下型１５が熱変形すると、キャビティ２０が変形し、キャビティ２０内での樹脂材料Ｍの配置状態が変化し、一部に溶融できない樹脂材料Ｍが生じる可能性が高まる。また、キャビティ２０の変形は、成形品の成形精度の低下を引き起こす。

【0043】

以上のように、第１実施形態の成形装置１００Ａおよび成形方法によれば、成形中に上型１１と下型１５を締結部材３０によって締結することにより、上型１１と下型１５の熱変形を抑制でき、成形不良の発生を抑制できる。

【0044】

また、第１実施形態の成形装置１００Ａおよび成形方法によれば、締結部材３０の第１板状部材３１と第２板状部材３２によって、上型１１の上面および下型１５の下面の全体にわたって積層方向の押圧力を一様に付与することができる。よって、成形中の上型１１と下型１５の反りの発生をより効果的に抑制することができ、上型１１と下型１５の熱変形に起因する成形不良の発生をさらに抑制することができる。

【0045】

第１実施形態の成形装置１００Ａおよび成形方法によれば、締結部材３０の第１板状部材３１と第２板状部材３２とは、互いに離間して配列されている複数の棒状の連結部材３３によって連結されている。そのため、昇温部６０ａは、連結部材３３の間から、キャビティ２０内の樹脂材料Ｍを昇温させるための電磁波を上型１１と下型１５の側面から照射することが容易にできる。

【0046】

その他に、第１実施形態の成形装置１００Ａおよび成形方法によれば、例えば、上型１１と下型１５のＸ方向およびＹ方向の寸法が２０ｃｍを超えるような場合でも、成形中の上型１１と下型１５の熱変形をより効果的に抑制することができる。よって、そうした２０ｃｍを超える寸法の成形品を精度よく、効率的に成形することが可能である。

【0047】

また、第１実施形態の締結部材３０は、上型１１と下型１５に対して、それらの外形形状やキャビティ２０の形状が変更されるなどの設計変更がされたとしても、寸法が合う限り、転用することができる。締結部材３０は、様々な成形部１０に使いまわすことができるため、上型１１と下型１５の設計変更に伴う材料消費量の増加を抑制することができる。

【0048】

２．第２実施形態：
図７は、第２実施形態の成形装置１００Ｂの構成を示す概略図である。第２実施形態の成形装置１００Ｂは、第１実施形態の昇温部６０ａの代わりに、成形部１０を外部から加熱する第２実施形態の昇温部６０ｂを備えている点以外は、第１実施形態の成形装置１００Ａの構成とほぼ同じである。

【0049】

第２実施形態の昇温部６０ｂは、加熱部６２と送風機６３とによって構成されている。加熱部６２は、例えば、電熱ヒーターによって構成することができる。送風機６３は、例えば、電動ファンによって構成され、加熱部６２の後方から成形部１０に向かって送風するように設置される。昇温部６０ｂは、加熱部６２によって加熱された熱風を、加熱対象である上型１１および下型１５に向けて送り出す。昇温部６０ｂは、その熱風によって、上型１１と下型１５の外部からキャビティ２０内の樹脂材料Ｍを加熱して溶融させる。

【0050】

第２実施形態では、昇温部６０ｂは、加熱部６２および送風機６３によって、上型１１と下型１５の側方から加熱する。上型１１と下型１５の側方からの加熱であれば、連結部材３３の間に間隙があるため、加熱部６２の熱を効率よく上型１１と下型１５とに伝達することができる。

【0051】

なお、第２実施形態の昇温部６０ｂは、図７に図示されているように、第１板状部材３１の上方や、第２板状部材３２の下方に設けられた加熱部６２および送風機６３によって、第１板状部材３１および第２板状部材３２を通じて上型１１と下型１５を加熱し、キャビティ２０内の樹脂材料Ｍを昇温させてもよい。

【0052】

なお、第１板状部材３１の上方や第２板状部材３２の下方の加熱部６２および送風機６３は省略されてもよい。また、昇温部６０ｂは、送風機６３を備えていなくてもよく、加熱部６２のみによって構成されてもよい。ただし、送風機６３を用いれば、上型１１および下型１５を、さらに効率よく加熱することができる。

【0053】

第２実施形態の昇温部６０ｂによれば、加熱部６２による加熱により、第１実施形態の昇温部６０ａと同様に、キャビティ２０内の樹脂材料Ｍを溶融させて成形することができる。また、第２実施形態の成形装置１００Ｂおよび成形方法によれば、第１実施形態で説明したのと同様な種々の効果を奏することができる。

【0054】

３．第３実施形態：
図８は、第３実施形態の成形装置１００Ｃの構成を示す概略図である。第３実施形態の成形装置１００Ｃは、締結部材３０に側面被覆部材３５が追加されている点以外は、第２実施形態の成形装置１００Ｂの構成とほぼ同じである。

【0055】

締結部材３０の側面被覆部材３５は、例えば、金属性の板状部材によって構成することができる。側面被覆部材３５は、上型１１と下型１５の側面に密着し、当該側面を覆うように取り付けられる。第３実施形態では、上型１１と下型１５の４つの側面がそれぞれ、側面被覆部材３５によって覆われる。第３実施形態では、昇温部６０ｂは、締結部材３０を構成する第１板状部材３１、第２板状部材３２、および、側面被覆部材３５を通じて、上型１１と下型１５を加熱し、キャビティ２０内の樹脂材料Ｍを昇温させる。

【0056】

第３実施形態の成形装置１００Ｃによれば、側面被覆部材３５によって、上型１１および下型１５の熱変形をその側面方向からも抑制することができる。よって、上型１１および下型１５の熱変形による成形不良の発生を、より一層、抑制することができる。その他に、第３実施形態の成形装置１００Ｃおよび成形方法によれば、第１実施形態および第２実施形態で説明したのと同様な種々の効果を奏することができる。

【0057】

４．第４実施形態：
図９は、第４実施形態の成形装置１００Ｄの構成を示す概略図である。第４実施形態の成形装置１００Ｄは、帯状部材４０が追加されている点以外は、第１実施形態の成形装置１００Ａの構成とほぼ同じである。

【0058】

帯状部材４０は、例えば、テフロンテープによって構成される（「テフロン」は登録商標）。帯状部材４０は、成形前に、積層方向に重ね合わされた上型１１と下型１５の境界を封止するように上型１１と下型１５の側面に巻かれて接着される。帯状部材４０によって、上型１１と下型１５の相対位置の固定性が高められる。また、帯状部材４０によって、成形中に上型１１と下型１５との境界に隙間が生じることが、さらに抑制される。よって、上型１１と下型１５の間の隙間の発生によって、真空引きの不良が発生することを、より一層、抑制することができ、成形不良の発生をさらに抑制することができる。その他に、第４実施形態の成形装置１００Ｄおよび成形方法によれば、上記の各実施形態で説明したのと同様な種々の効果を奏することができる。

【0059】

４．他の実施形態：
本開示の技術は、上記の実施形態において説明された構成に限定されることはない。上記の実施形態の構成は、例えば、以下のように改変することも可能である。以下に説明する、他の実施形態の構成は、上記の実施形態中で説明された構成と同様に、本開示の技術を実施するための一形態として位置づけられる。

【0060】

（１）他の実施形態１：
上型１１および下型１５の構成は、上記の各実施形態で説明した構成には限定されない。上型１１および下型１５は、矩形形状を有していなくともよく、様々な外形形状を有していてもよい。上型１１および下型１５のＸ方向およびＹ方向の寸法は一致していなくてもよい。上型１１および下型１５において、キャビティ２０や流路２１は、上型１１の下面１３の凹部と下型１５の上面１７の凹部とによって形成されてもよい。

【0061】

（２）他の実施形態２：
締結部材３０の構成は、上記の各実施形態で説明した構成には限定されない。締結部材３０は、例えば、第１板状部材３１および第２板状部材３２の代わりに、上型１１の上面１２と下型１５の下面１６とを、それぞれの側面で押圧するように配列された複数の棒状部材によって構成されていてもよい。締結部材３０は、例えば、連結部材３３の代わりに、ベルトによって、第１板状部材３１と第２板状部材３２とを締結し、上型１１および下型１５に積層方向の押圧力を付与するように構成されていてもよい。締結部材３０は、例えば、連結部材３３の代わりに、第３実施形態で説明した側面被覆部材３５によって第１板状部材３１と第２板状部材３２とが連結されるように構成されていてもよい。

【0062】

（３）他の実施形態３：
上記第２実施形態および第３実施形態において、昇温部６０ｂの加熱部６２は、上型１１と下型１５、あるいは、締結部材３０に直接的に接触して加熱する熱源体によって構成されてもよい。昇温部６０ｂの加熱部６２は、例えば、誘導加熱により、第１板状部材３１や第２板状部材３２、側面被覆部材３５を昇温させることにより、上型１１および下型１５を加熱する構成であってもよい。昇温部６０ｂは電気炉によって構成されてもよい。

【0063】

（４）他の実施形態４：
上記第４実施形態の帯状部材４０は、第２実施形態の成形装置１００Ｂや、第３実施形態の成形装置１００Ｃに適用されてもよい。

【0064】

（５）他の実施形態５：
上記第３実施形態の成形装置１００Ｃにおいて、側面被覆部材３５を、電磁波を透過可能な部材で構成し、第１実施形態で説明した電磁波を照射する昇温部６０ａを適用してもよい。

【符号の説明】

【0065】

１０…成形部、１１…上型、１２…上面、１３…下面、１４…凸部、１５…下型、１６…下面、１７…上面、１８…凹部、２０…キャビティ、２１…流路、２２…第１流路、２３…第２流路、２４…第３流路、３０…締結部材、３１…第１板状部材、３１ｅ…周縁部、３２…第２板状部材、３２ｅ…周縁部、３３…連結部材、３４…ナット、３５…側面被覆部材、４０…帯状部材、５０…真空ポンプ、６０ａ，６０ｂ…昇温部、６１…電磁波発生部、６２…加熱部、６３…送風機、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ…成形装置、Ｍ…樹脂材料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】