特開 2024-65333 素形体

(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】P2024065333

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】素形体

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/42 20060101AFI20240508BHJP

   B29C 70/12 20060101ALI20240508BHJP

   B29C 39/24 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

B29C70/42

B29C70/12

B29C39/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022174149

(22)【出願日】2022-10-31

(71)【出願人】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】株式会社レゾナック

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100169454

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100183438

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 泰史

(72)【発明者】

【氏名】青柳 達也

(72)【発明者】

【氏名】田原 伸一

(72)【発明者】

【氏名】橋本 康行

【テーマコード（参考）】

4F204

4F205

【Ｆターム（参考）】

4F204AB25

4F204AC05

4F204AD16

4F204AH12

4F204AM32

4F204EA03

4F204EB01

4F204EF27

4F204EK24

4F205AB25

4F205AC05

4F205AD16

4F205AH12

4F205AM32

4F205HA06

4F205HA12

4F205HA27

4F205HA36

4F205HA47

4F205HB01

4F205HC08

4F205HF23

4F205HK31

4F205HM02

4F205HT05

(57)【要約】

【課題】最終製品の品質を向上させることができる素形体を提供すること。
【解決手段】素形体１は、短繊維２１及び樹脂２２を含む立体形状の素形体であって、互いに対向する端面部分である上面１１及び下面１２を有し、軸線方向から見て、上面１１及び下面１２においてボイドが視認されない。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維及び樹脂を含む立体形状の素形体であって、
互いに対向する端面部分である第１の面及び第２の面を有し、
軸線方向から見て、前記第１の面及び前記第２の面においてボイドが視認されない、素形体。

【請求項2】

前記第１の面及び前記第２の面に、最大径１００ミクロン以上のボイドが存在しない、請求項１記載の素形体。

【請求項3】

前記軸線方向における前記素形体の前記第２の面側の領域であって、前記軸線方向から見た中央領域の周辺部の領域に、ボイドが存在しない、請求項２記載の素形体。

【請求項4】

繊維及び樹脂を含む立体形状の素形体の製造方法であって、
上型の立体形状の突出部及び下型の間の充填領域に繊維をセットする工程と、
前記突出部の側面を伝って前記充填領域に樹脂が流れ込むように、樹脂を注入する工程と、
樹脂を硬化させる工程と、を含み、
前記樹脂を注入する工程では、前記突出部の下面に形成された複数の溝部を通って、前記突出部の側面を伝ってきた樹脂が該下面の各領域に導かれ、該下面の各領域から前記充填領域に樹脂が流れ込む、素形体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一態様は、素形体に関する。

【背景技術】

【0002】

樹脂製歯車は、軽量で且つ静粛性に優れており、例えば車両用又は産業用の歯車として広く用いられている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１５１０００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

樹脂製歯車は、例えば短繊維及び樹脂を含む素形体を加工することにより生成される。このような素形体は、例えば、金型に短繊維をセットした状態で金型に樹脂を注入し、樹脂を硬化させることにより生成される。

【0005】

ここで、樹脂を金型に注入する過程においては、ボイドが発生してしまう場合がある。ボイドが製品部分に残留してしまうことを回避するために、例えば、樹脂硬化後に削られる一端面側にボイドを集めるためのボイド溜めが金型に設けられる。金型において均等に樹脂を含浸させることができた場合には、上述したボイド溜めにボイドを集めることができるが、一般的に、均等に樹脂を含浸させることは難しく、含浸のばらつきによって、ボイド溜め外の削られない部分（すなわち、製品部分）にボイドが残留してしまうことがある。これにより、最終製品の品質が低下するおそれがある。

【0006】

本発明の一態様は上記実情に鑑みてなされたものであり、最終製品の品質を向上させることができる素形体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る素形体は、短繊維及び樹脂を含む立体形状の素形体であって、互いに対向する端面部分である第１の面及び第２の面を有し、軸線方向から見て、第１の面及び第２の面においてボイドが視認されない。このように、第１の面及び第２の面においてボイドが視認されないことにより、素形体の外観品質を向上させることができ、最終製品の品質を向上させることができる。

【0008】

上記素形体においては、第１の面及び第２の面に、最大径１００ミクロン以上のボイドが存在していなくてもよい。これにより、第１の面及び第２の面においてボイドが視認されることを適切に回避することができ、最終製品の品質を向上させることができる。

【0009】

上記素形体においては、軸線方向における第２の面側の領域であって、軸線方向から見た中央領域の周辺部の領域に、ボイドが存在していなくてもよい。ボイド溜めが軸線方向から見た中央領域にのみ設けられている場合には、ボイド溜めの外部（中央領域の周辺部の領域）にボイドが残留しやすくなる。この点、第１の面及び第２の面だけでなく、例えば第２の面の周辺部の領域（素形体の内部の領域を含む）にボイドが残留していない構成とされることにより、最終製品の品質を向上させることができる。

【0010】

本発明の一態様に係る素形体の製造方法は、繊維及び樹脂を含む立体形状の素形体の製造方法であって、上型の立体形状の突出部及び下型の間の充填領域に繊維をセットする工程と、突出部の側面を伝って充填領域に樹脂が流れ込むように、樹脂を注入する工程と、樹脂を硬化させる工程と、を含み、樹脂を注入する工程では、突出部の下面に形成された複数の溝部を通って、突出部の側面を伝ってきた樹脂が該下面の各領域に導かれ、該下面の各領域から充填領域に樹脂が流れ込む。

【0011】

本実施形態に係る素形体の製造方法によれば、樹脂を注入する工程では、突出部の下面に形成された複数の溝部を通って、突出部の側面を伝ってきた樹脂が該下面の各領域に導かれ、該下面の各領域から充填領域に樹脂が流れ込む。このように、複数の溝部が設けられていることによって、複数の溝部を介して、下面の全面から充填領域に樹脂が充填されることになり、樹脂を均一に充填させることができる。このことで、樹脂が均一に充填されない場合に問題になる製品部分へのボイドの残留を抑制し、素形体の最終製品の品質を向上させることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一態様によれば、最終製品の品質を向上させることができる素形体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、一実施形態に係る素形体の斜視図である。

【図2】図２は、素形体の製造方法を説明する図である。

【図3】図３（ａ）は上型の断面図であり、図３（ｂ）は上型の底面図である。

【図4】図４（ａ）は下型の平面図であり、図４（ｂ）は下型の断面図である。

【図5】図５（ａ）はボイド溜めの平面図であり、図５（ｂ）はボイド溜めの断面図である。

【図6】図６は、樹脂の充填途中の状態を示す図である。

【図7】図７（ａ）は樹脂の充填率が３０％の状態を示す図であり、図７（ｂ）は樹脂の充填率が４５％の状態を示す図であり、図７（ｃ）は樹脂の充填率が６０％の状態を示す図である。

【図8】図８（ａ）は端部が削られる前の素形体の上面側を示す斜視図であり、図８（ｂ）は端部が削られる前の素形体の下面側を示す斜視図である。

【図9】図９（ａ）は第１の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が３０％の状態を示す図であり、図９（ｂ）は第１の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が４５％の状態を示す図であり、図９（ｃ）は第１の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が６０％の状態を示す図である。

【図10】図１０（ａ）は第２の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が３０％の状態を示す図であり、図１０（ｂ）は第２の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が４５％の状態を示す図であり、図１０（ｃ）は第２の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が６０％の状態を示す図である。

【図11】図１１（ａ）は端部が削られる前の円環状の素形体の上面側を示す斜視図であり、図１１（ｂ）は端部が削られる前の円環状の素形体の下面側を示す斜視図である。

【図12】図１２（ａ）は端部が削られる前の板状の素形体の上面側を示す斜視図であり、図１２（ｂ）は端部が削られる前の板状の素形体の下面側を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0015】

図１は、本実施形態に係る素形体１の斜視図である。素形体１は、短繊維及び樹脂を含む立体形状の部材である。素形体１は、例えば、自転車用、車両用、又は産業用の歯車として用いられる樹脂製歯車（いわゆる高強度樹脂ギヤ）に加工される部材である。素形体１は、例えば抄造法によって形成される。

【0016】

素形体１の短繊維としては、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、セラミック繊維、超高強力ポリエチレン繊維、ポリケトン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリイミド繊維、及びポリビニルアルコール系繊維から選ばれた少なくとも１種以上の短繊維を使用することが好ましい。特に、パラ系アラミド繊維と、メタ系アラミド繊維との混合繊維を短繊維として用いた場合には、耐熱性、強度、樹脂成形後の加工性のバランスが優れている。短繊維の融点、又は、短繊維の分解温度は、２５０℃以上であることが好ましい。このような短繊維を用いることで、成形時の成形温度又は加工温度、実使用時の雰囲気温度において、短繊維が熱劣化を起こすことなく、耐熱性に優れた素形体１を生成することができる。

【0017】

スラリとしては、有機溶媒、有機溶媒と水との混合物、又は、水等を用いることができる。スラリとしては、特に経済的で、環境への負荷が少ない、水を使用することが好ましい。有機溶媒を用いる場合には、安全面に充分注意し、メタノール、エタノール、アセトン、トルエン、ジエチルエーテル等の有機溶媒を使用することも可能である。

【0018】

樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれであってもよいが、製造される樹脂製歯車の強度を向上させる観点から、熱硬化性樹脂であると好ましい。より具体的には、エポキシ樹脂、ポリアミノアミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等から選ばれた１以上の樹脂と、選択された樹脂の種類に応じた硬化剤とを組み合わせたものが使用できる。これらの中でも、樹脂硬化物の強度、耐熱性等の点からポリアミノアミド樹脂が好ましく、耐熱性、強度が優れる２，２’－（１，３フェニレン）ビス２－オキサゾリンとアミン硬化剤の混合物１００質量部に対し、触媒には硬化促進剤として、例えば、ｎ－オクチルブロマイドが５質量部以下からなる樹脂を使用することが好ましい。

【0019】

素形体１は、その軸線方向において互いに対向する端面部分（立体の底面部分）である上面１１（第１の面）及び下面１２（第２の面）を有する。以下では、軸線方向のうち、上面１１を基準とした下面１２方向を「下」、下面１２を基準とした上面１１方向を「上」と記載する場合がある。素形体１では、その軸線方向から見て、上面１１及び下面１２においてボイドが視認されない。

【0020】

ボイドとは、成形品（ここでは素形体）の製造過程において生じた空隙状の欠陥である。ボイドは、物性的な欠陥となりうる。また、ボイドは、端面部分に視認可能な態様で存在することにより外観的な欠陥となりうる。上述したように、素形体１では、端面部分である上面１１及び下面１２においてボイドが視認されない。すなわち、素形体１では、ボイドが外観的な欠陥として問題にならない。

【0021】

より具体的には、素形体１において、上面１１及び下面１２に、最大径１００ミクロン以上のボイドが存在しない。これにより、上面１１及び下面１２においてボイドが視認されることを適切に回避することができる。なお、上面１１及び下面１２には、ボイドが全く存在していなくてもよいし、１００ミクロン未満のボイドのみが存在していてもよい。

【0022】

また、素形体１においては、軸線方向における素形体１の下面１２側の領域であって、軸線方向から見た中央領域（円の中心領域）の周辺部の領域に、ボイドが存在していなくてもよい。ここでの「軸線方向における素形体１の下面１２側の領域」とは、下面１２だけでなく、例えば軸線方向における下面１２と上面１１との中間の領域よりも下面１２寄りの領域を言い、素形体１の内部の領域を含んでいる。また、ここでの「軸線方向から見た中央領域の周辺部の領域」とは、例えば素形体の径方向における外端部と中心との中間の領域よりも中心寄りの領域を言う。

【0023】

同様に、素形体１においては、軸線方向における素形体１の上面１１側の領域であって、軸線方向から見た中央領域（円の中心領域）の周辺部の領域に、ボイドが存在していなくてもよい。ここでの「軸線方向における素形体１の上面１１側の領域」とは、上面１１だけでなく、例えば軸線方向における下面１２と上面１１との中間の領域よりも上面１１寄りの領域を言い、素形体１の内部の領域を含んでいる。また、ここでの「軸線方向から見た中央領域の周辺部の領域」とは、例えば素形体の径方向における外端部と中心との中間の領域よりも中心寄りの領域を言う。

【0024】

次に、素形体１の製造方法について、図２～図８を参照して説明する。図２は、素形体１の製造方法を説明する図である。図２においては、素形体１の製造に係る金型を構成する上型１１０、下型１２０、及びボイド溜め１３０が示されている（詳細は後述）。素形体１の製造方法は、短繊維２１をセットする第１工程と、樹脂２２を注入する第２工程と、樹脂２２を硬化させる第３工程と、を含んでいる。

【0025】

図３（ａ）は上型１１０の断面図であり、図３（ｂ）は上型１１０の底面図である。図２及び図３（ａ）（ｂ）を参照して、上型１１０の構成について説明する。上型１１０は、水平方向に延びる平板部１１１と、平板部１１１の一端部側から下方に延びる立体形状の突出部１１２と、を有する。

【0026】

平板部１１１は、平面視矩形の板状部分である。平板部１１１は、上下方向において下型に対向するように設けられており、下型１２０の上部に設けられている。平板部１１１の長手方向における一端部側には、上述した突出部１１２が設けられている。また、平板部１１１の長手方向における他端部側（且つ、短手方向における中央部）には、平板部１１１を厚さ方向に貫通する貫通孔１１１ｘが形成されている。貫通孔１１１ｘは、注入される樹脂２２の流路である。

【0027】

突出部１１２は、平板部１１１の長手方向における一端部側（且つ短手方向における中央部）から下方に延びる立体形状の部分である。突出部１１２の下面１１２ａの略全域には、下方に向かって延びる複数の突起１１２ｘが設けられている。突起１１２ｘは、例えば四角のブロック形状とされている。下面１１２ａにおいて、複数の突起１１２ｘは整列して設けられており、複数の突起１１２ｘ間には樹脂２２が通る一直線上の複数の溝部１１２ｙが形成されている。複数の突起１１２ｘは、例えば、上述した平板部１１１の長手方向及び短手方向において整列して設けられている。この場合、図３（ｂ）に示されるように、上記長手方向又は短手方向に一直線状に延びる複数の溝部１１２ｙが形成される。このような複数の溝部１１２ｙを樹脂２２が流れることにより、下面１１２ａの略全域に樹脂２２が流れ込むこととなる。このように、溝部１１２ｙは、整流溝として機能する。

【0028】

図４（ａ）は下型１２０の平面図であり、図４（ｂ）は下型１２０の断面図である。図２及び図４（ａ）（ｂ）を参照して、下型１２０の構成について説明する。下型１２０は、略直方体形状の基部１２１を有する。基部１２１は、上下方向において上型１１０に対向するように設けられており、上型１１０の下部に設けられている。下型１２０の長手方向における一端部側（且つ、短手方向における中央部）には、中空円筒状の収容空間１２１ｘが形成されている。

【0029】

収容空間１２１ｘは、上型１１０の突出部１１２に対応する形状とされており、該突出部１１２を収容する。詳細には、収容空間１２１ｘは、径方向において突出部１１２よりも一回り大きく形成されており、突出部１１２の側面１１２ｂを伝う樹脂２２が下方に向かって流れることができる程度に側面１１２ｂから離間するように形成されている。また、収容空間１２１ｘの深さは、突出部１１２の上下方向の長さよりも深く形成されている。このため、図２に示されるように、突出部１１２の下面１１２ａと収容空間１２１ｘの下面１２１ａとの間には、樹脂２２が充填される充填領域１２１ｙが形成されている。このような充填領域１２１ｙは、樹脂２２の注入前において予め短繊維２１がセットされる領域（空間）である。

【0030】

図４（ｂ）に示されるように、収容空間１２１ｘの下方には、中空円筒状のエジェクタピン空間１２１ｚが形成されている。エジェクタピン空間１２１ｚは、収容空間１２１ｘと同心円状且つ収容空間１２１ｘよりも小径に形成されている。エジェクタピン空間１２１ｚには、後述するエジェクタピン１４０が挿入される。

【0031】

基部１２１の上面１２１ｕには、平板部１１１の貫通孔１１１ｘに連続する樹脂２２の流路である流路１２１ｂが形成されている。流路１２１ｂは、上面１２１ｕに形成された凹部である。流路１２１ｂは、図２及び図４（ａ）に示されるように、貫通孔１１１ｘに連続すると共に収容空間１２１ｘ方向に直線状に延びるように形成された第１部分１２１ｃと、第１部分１２１ｃに連続すると共に収容空間１２１ｘの外縁に沿って円状に形成された第２部分１２１ｄ（図４参照）と、を有している。

【0032】

樹脂２２の流れについて、図２を参照して説明する。上型１１０及び下型１２０がセットされた状態で、上型１１０の貫通孔１１１ｘの上端から樹脂２２が注入される。注入された樹脂２２は、貫通孔１１１ｘ、第１部分１２１ｃ、及び第２部分１２１ｄを介して突出部１１２の側面１１２ｂに到達する。そして、樹脂２２は側面１１２ｂを伝って側面１１２ｂと収容空間１２１ｘを区画する壁部１２１ｗとの間の隙間を通って下方に向かい、突出部１１２の下面１１２ａに到達する。更に、樹脂２２は、突出部１１２の下面１１２ａに形成された複数の溝部１１２ｙを通って下面１１２ａの略全域に流れ込む。このため、図６に示されるように、下面１１２ａの略全域から充填領域１２１ｙに向かって、概ね均一に樹脂２２が含浸することとなる。

【0033】

図５（ａ）はエジェクタピン１４０及びボイド溜め１３０の平面図であり、図５（ｂ）はエジェクタピン１４０及びボイド溜め１３０の断面図である。図２及び図５（ａ）（ｂ）を参照して、エジェクタピン１４０及びボイド溜め１３０の構成について説明する。エジェクタピン１４０は、エジェクタピン空間１２１ｚ（図４（ｂ）参照）に収容され、充填領域１２１ｙから成形品である素形体１を取り出すための部品である。ボイド溜め１３０は、エジェクタピン１４０の先端（すなわち上面）に設けられている。ボイド溜め１３０は、例えば四角のブロック形状とされた複数の突起１３１と、複数の突起１３１の間に形成された溝部１３２と、を有する。このような構成によれば、複数の突起１３１の間の溝部１３２にボイドが集められ、ボイドを溜める（収集する）ことができる。

【0034】

図６は、樹脂２２の充填途中の状態を示す図である。図７（ａ）は樹脂２２の充填率が３０％の状態を示す図であり、図７（ｂ）は樹脂２２の充填率が４５％の状態を示す図であり、図７（ｃ）は樹脂２２の充填率が６０％の状態を示す図である。図２、図６、及び図７（ａ）～（ｃ）を参照して、素形体１の製造方法を説明する。

【0035】

第１工程では、図２に示されるように、上型１１０の立体形状の突出部１１２及び下型１２０の間の充填領域１２１ｙに短繊維２１をセットする。

【0036】

第２工程では、突出部１１２の側面１１２ｂを伝って充填領域１２１ｙに樹脂２２が流れ込むように、樹脂２２を注入する。上述したように、貫通孔１１１ｘから注入された樹脂２２は、貫通孔１１１ｘ、第１部分１２１ｃ、及び第２部分１２１ｄを介して突出部１１２の側面１１２ｂに到達し、側面１１２ｂを伝って側面１１２ｂと収容空間１２１ｘを区画する壁部１２１ｗとの間の隙間を通って下方に向かい、突出部１１２の下面１１２ａに形成された複数の溝部１１２ｙを通って下面１１２ａの略全域に流れ込む。そして、図６に示されるように、下面１１２ａの略全域から充填領域１２１ｙに向かって、概ね均一に樹脂２２が含浸する。

【0037】

図７（ａ）～図７（ｃ）に示されるように、充填領域１２１ｙにおける樹脂２２の充填率が上がっていく過程において、樹脂２２は概ね均一に含浸していく。ここで、充填領域１２１ｙの下方、且つ、軸線方向から見た中央領域にはボイド溜め１３０が設けられている。ボイド溜め１３０には、樹脂２２の含浸過程において生じたボイド３００が集められる（図７（ｃ）参照）。

【0038】

第３工程では、充填領域１２１ｙに充填した樹脂２２を硬化させることにより素形体１を生成する。

【0039】

図８（ａ）は端部が削られる前の素形体１の上面側を示す斜視図であり、図８（ｂ）は端部が削られる前の素形体１の下面側を示す斜視図である。第３工程までの処理で生成された素形体１は、上面側において、複数の突起１１２ｘ及び複数の溝部１１２ｙに応じた穴部２０１が形成されている（図８（ａ）参照）。また、第３工程までの処理で生成された素形体１は、下面側において、ボイド溜め１３０に応じた穴部２０２が形成されている。そのため、第３工程後において、素形体１の上面側及び下面側が削られる。これにより、図１に示されるような立体形状（例えば円柱状）の素形体１が生成される。

【0040】

素形体１は、その後、切削工程及び歯切加工工程等が行われて、樹脂製歯車とされてもよい。切削工程では、例えば、素形体１を旋盤等の工作機械によって切削加工する。具体的には、切削工程では、素形体１の外径部分及び内径部側面を削り、素形体１を所定の寸法に加工する。また、歯切加工工程では、素形体１の歯切加工を行う。適用される歯切加工としては、ホブ盤又はシェービング盤による仕上げ加工が挙げられる。ホブ盤としては、例えば三菱重工業株式会社製のＧＥ１５Ａ（商品名）を用いることができる。ホブ盤による切削量は、２００μｍ以上になる。シェービング盤としては、例えば三菱重工業株式会社製のＦＥ３０Ａ（商品名）を用いることができる。シェービング加工による切削量は少なく、２０～１５０μｍ程度になる。歯切加工工程により、素形体１に歯形が形成され、樹脂製歯車が製造される。

【0041】

次に、本実施形態に係る素形体１及び素形体１の製造方法の作用効果について説明する。

【0042】

最初に、比較例に係る製造方法においてボイドが生じる態様について説明する。図９（ａ）は第１の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が３０％の状態を示す図であり、図９（ｂ）は第１の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が４５％の状態を示す図であり、図９（ｃ）は第１の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が６０％の状態を示す図である。図１０（ａ）は第２の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が３０％の状態を示す図であり、図１０（ｂ）は第２の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が４５％の状態を示す図であり、図１０（ｃ）は第２の比較例に係る製造方法における樹脂の充填率が６０％の状態を示す図である。

【0043】

図９（ａ）～（ｃ）に示される態様及び図１０（ａ）～（ｃ）に示される態様では、いずれも充填領域１２１ｙに短繊維２１がセットされた状態で、上型の側面の全周に設けられたフィルムゲート４００から樹脂が充填されている。ここで、例えば短繊維２１（アラミド繊維等）が一部のフィルムゲート４００に染み込むことによって、該一部のフィルムゲートからの樹脂の含浸速度が遅れ、樹脂が均一に充填されない場合がある。樹脂が均一に充填されないことによって、短繊維２１内にウェルドが発生する場合がある。

【0044】

例えば、図９（ａ）～（ｃ）に示される第１の比較例のように、ボイド溜め５３０が軸線方向から見た中央領域にのみ設けられている場合には、不均一に充填される樹脂によって、含浸速度が速い樹脂によってボイド溜め５３０が埋まってしまい、ボイド溜め５３０の外部（製品部分）にボイド８００（図９（ｃ）参照）が残留してしまうことが考えられる。

【0045】

また、例えば図１０に示される第２の比較例のように、ボイド溜め６３０が比較的高範囲に設けられている場合であっても、樹脂が不均一に充填されることによって、ボイド溜め６３０よりも上側の領域（製品部分）にボイド８００（図１０（ｃ）参照）が残留してしまうことが考えられる。

【0046】

この点、本実施形態に係る素形体１の製造方法によれば、図６に示されるように、樹脂２２を注入する工程では、突出部１１２の下面１１２ａに形成された複数の溝部１１２ｙを通って、突出部１１２の側面１１２ｂを伝ってきた樹脂２２が該下面１１２ａの各領域に導かれ、該下面１１２ａの各領域から充填領域１２１ｙに樹脂２２が流れ込む。このように、複数の溝部１１２ｙが設けられていることによって、溝部１１２ｙ内で樹脂２２が合流することとなり、短繊維２１内でウェルドが発生しにくい。そして、複数の溝部１１２ｙが設けられていることによって、複数の溝部１１２ｙを介して、下面１１２ａの全面から充填領域１２１ｙに樹脂２２が充填されることになり、樹脂２２を均一に充填させることができる。このことで、上述した比較例のように、樹脂が均一に充填されない場合に問題になる製品部分へのボイドの残留を抑制し、素形体１の最終製品の品質を向上させることができる。

【0047】

このようにして製造された素形体１は、短繊維２１及び樹脂２２を含む立体形状の素形体であって、互いに対向する端面部分である上面１１及び下面１２を有し、軸線方向から見て、上面１１及び下面１２においてボイドが視認されない。このように、上面１１及び下面１２においてボイドが視認されないことにより、素形体１の外観品質を向上させることができ、最終製品の品質を向上させることができる。

【0048】

また、素形体１においては、上面１１及び下面１２に、最大径１００ミクロン以上のボイドが存在しない。これにより、上面１１及び下面１２においてボイドが視認されることを適切に回避することができ、最終製品の品質を向上させることができる。

【0049】

また、素形体１においては、軸線方向における下面１２側の領域であって、軸線方向から見た中央領域の周辺部の領域に、ボイドが存在しない。ボイド溜めが軸線方向から見た中央領域にのみ設けられている場合には、ボイド溜めの外部（中央領域の周辺部の領域）にボイドが残留しやすくなる。この点、本実施形態に係る製造方法（樹脂２２を均一に充填する製造方法）によって製造された素形体１では、上面１１及び下面１２だけでなく、例えば下面１２の周辺部の領域（素形体１の内部の領域を含む）にボイドが残留していないため、最終製品の品質を向上させることができる。

【0050】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、立体形状の素形体として、円環状の素形体が生成されてもよい。図１１（ａ）は端部が削られる前の円環状の素形体１Ａの上面側を示す斜視図であり、図１１（ｂ）は端部が削られる前の円環状の素形体１Ａの下面側を示す斜視図である。上述した第３工程までの処理で生成された素形体１Ａは、上面側の略全域において、穴部２０１Ａが形成されている（図１１（ａ）参照）。また、第３工程までの処理で生成された素形体１Ａは、下面側の中央部において、ボイド溜めに応じた穴部２０２Ａが形成されている。また、素形体１Ａにおいては、中央部に貫通孔５００が形成されている。素形体１Ａの上面側及び下面側が削られることにより、円環状の素形体１Ａが生成される。

【0051】

また、立体形状の素形体として、板状の素形体が生成されてもよい。図１２（ａ）は端部が削られる前の板状の素形体１Ｂの上面側を示す斜視図であり、図１２（ｂ）は端部が削られる前の板状の素形体１Ｂの下面側を示す斜視図である。上述した第３工程までの処理で生成された素形体１Ｂは、上面側の略全域において、穴部２０１Ｂが形成されている（図１２（ａ）参照）。また、第３工程までの処理で生成された素形体１Ｂは、下面側の中央部において、ボイド溜めに応じた穴部２０２Ｂが形成されている。素形体１Ｂの上面側及び下面側が削られることにより、板状の素形体１Ｂが生成される。

【符号の説明】

【0052】

１…素形体、１１…上面（第１の面）、１２…下面（第２の面）、２１…短繊維（繊維）、２２…樹脂、１１０…上型、１１２…突出部、１１２ａ…下面、１１２ｂ…側面、１２０…下型、１２１ｙ…充填領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】