樹脂注入成形装置およびそれを用いたＲＴＭ成形方法
【課題】樹脂注入成形型のシール性能を向上でき、シール材と溝の清掃を不要化可能であり、かつ、シール材の傷つきを防止可能であり、しかも、シール材の装着性を向上させつつ、シール材が成形品と一緒に抜けることを防止可能な樹脂注入成形装置、およびそれを用いたＲＴＭ成形方法を提供する。
【解決手段】互いに対向し樹脂が注入されるキャビティを形成する少なくとも一対の型と、一方の型のキャビティ周囲に設けられた溝と、溝中に装着され他方の型の型締めにより押圧されるシール材を備えた樹脂注入成形装置において、シール材の断面形状が、溝の両内側面に沿って延びる側面を有し、シール材装着時の溝からの突出部が矩形に形成されていることを特徴とする樹脂注入成形装置、およびそれを用いたＲＴＭ成形方法。
【解決手段】互いに対向し樹脂が注入されるキャビティを形成する少なくとも一対の型と、一方の型のキャビティ周囲に設けられた溝と、溝中に装着され他方の型の型締めにより押圧されるシール材を備えた樹脂注入成形装置において、シール材の断面形状が、溝の両内側面に沿って延びる側面を有し、シール材装着時の溝からの突出部が矩形に形成されていることを特徴とする樹脂注入成形装置、およびそれを用いたＲＴＭ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂注入成形装置およびそれを用いたＲＴＭ（Resin Transfer Molding）成形方法に関し、とくに、型のシール部の構造を改良した技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂注入成形装置においては、樹脂が注入されるキャビティを形成する少なくとも一対に型が使用されるが、型間は、キャビティの周囲で良好にシールされることが求められる。より具体的には、このシール部には、優れた気密性や耐樹脂漏れ性能が求められる。
【０００３】
従来の樹脂注入成形型のシール部には、一般に、Ｏ断面形状のシール材（例えば、図６に示すようなＯリング２０１、例えば特許文献１の図２）やキノコ断面形状のシール材が使用されている。図６に示す例では、シール材としてのＯリング２０１が下型２０２に設けられたシール溝２０３に装着され、上型２０４が型締めされてＯリング２０１が弾性変形されることによりシール機能が発揮されるようになっている。また、Ｏリング２０１は、樹脂注入成形後の硬化樹脂とともに外れるのを抑制するため、直径２０５が溝幅２０６よりも少し大き目のＯ断面形状に形成され、それを溝２０３内に入れるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、図６に示したような従来のシール構造においては、Ｏ断面形状のシール材２０１とシール溝２０３間の隙間に樹脂が入りこみやすく、入りこんだ樹脂がその状態で硬化することがある。シール材２０１とシール溝２０３間の隙間は狭いので、硬化樹脂の清掃に時間がかかるという問題がある。また、この硬化樹脂を取り除くときにシール材２０１を傷つけてしまうおそれがある。また、シール溝２０３に対して断面サイズの大きいシール材２０１は、そのままでは溝２０３に挿入するのが困難であるので、例えば、シール材２０１を伸ばして径を小さくしながら挿入するようにしている。しかし、その伸ばし具合が作業者によってまちまちとなるため、脱型時にシール材２０１が成形品と一緒に抜けることを防止するためのシール溝２０３からの抜けにくさや、気密性や耐樹脂漏れ性能を保つためのシール材２０１の潰し量を所定の性能や量に制御することが困難になり、シール部の性能が大きくばらつくことになる。
【０００６】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、樹脂注入成形型のシール性能（気密性、耐樹脂漏れ性能）を向上可能であり、シール材と溝の清掃を不要化可能であり、かつ、シール材の傷つきを防止可能であり、しかも、シール材の装着性を向上させつつ、シール材が成形品と一緒に抜けることを防止可能な樹脂注入成形装置、およびそれを用いたＲＴＭ成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る樹脂注入成形装置は、互いに対向し樹脂が注入されるキャビティを形成する少なくとも一対の型と、一方の型のキャビティ周囲に設けられた溝と、該溝中に装着され他方の型の型締めにより押圧されるシール材を備えた樹脂注入成形装置において、前記シール材の断面形状が、前記溝の両内側面に沿って延びる側面を有し、シール材装着時の前記溝からの突出部が矩形に形成されていることを特徴とするものからなる。
【０００８】
このような本発明に係る樹脂注入成形装置においては、シール材の断面形状が溝の両内側面に沿って延びる側面を有しているので、シール材の側面と溝の内側面とは互いに平行な面同士としてその領域において隙間なく良好に密着され、両面間に樹脂が入り込みにくくなり、気密性、耐樹脂漏れ性能が向上されるとともに、溝に入り込む樹脂の清掃の不要化が可能になる。また、溝内に入り込んだ硬化樹脂の清掃の不要化により、該硬化樹脂を取り除く際に発生するおそれのあったシール材の傷付きも防止可能となる。また、シール材の溝への装着時には、シール材を伸ばしたり、シール材と溝を有する型との間の線膨張率差を利用したりすることにより、シール材の側面と溝の内側面との間には装着に必要な隙間を持たせる必要があるが、装着後には、伸ばしていたシール材を弾性復元させたり、型との間の線膨張率差を利用して持たせていた隙間の形成を解消したりすることにより、シール材の側面と溝の内側面とが互いに平行な面部位を有するので、これら同士を広い範囲にわたって強固に密着させることができるようになり、作業者による装着強度のばらつきは殆ど気にする必要が無くなって、上述の如くこの間の良好なシール性能が確保されるとともに、一旦装着されたシール材は溝から極めて離脱しにくくなる。したがって、脱型時に、シール材が硬化樹脂とともに外れることが適切に防止される。そして、シール材装着時の溝からの突出部が矩形に形成されていることにより、突出部の先端部が他方の型に広い領域にわたって密着できるようになるとともに、矩形突出部は角部を有しかつその上端面が他方の型の押圧面に密着できるので、円形断面のシール材の場合のような楔形の樹脂が侵入してきやすい樹脂侵入路が形成されにくくなり、気密性、耐樹脂漏れ性能が大幅に向上される。さらに、この矩形突出部は、他方の型による型締め時に押圧されて両側に隆起するように弾性変形されるので、一方の型と他方の型間の隙間がより緊密にシールされることになり、シール性能が一層向上される。しかも、この隆起部は脱型時には元の形状へと弾性復元可能であるから、シール材自体のこの部分の弾性復元により、この部分では硬化樹脂からシール材を自然に自動的に剥離させることが可能になる。したがって、この面からも、シール材が硬化樹脂とともに外れることがより確実に防止され、装着されたシール材を実質的にそのまま繰り返し使用することが可能になる。
【０００９】
上記本発明に係る樹脂注入成形装置においては、上記シール材の装着時における幅が、上記溝の幅とほぼ同じまたは溝の幅よりも小さいことが好ましい。つまり、シール材の側面と溝の内側面との間に装着に必要な隙間を持たせるために、初期的に、装着可能な寸法関係に設定しておくのである。このようなシール材の幅と溝の幅との差は、例えば０．０１ｍｍ以上持たせておくことが好ましい。
【００１０】
また、上記のような寸法関係とともに、あるいはそれとは独立に、上記シール材の線膨張率を、上記一方の型の線膨張率よりも大きくしておくことができる。このように構成すれば、シール材の装着時にはシール材を一方の型よりも低温にすることにより、シール材の側面と溝の内側面との間に装着に必要な隙間を持たせたり、シール材の装着後にシール材を一方の型とともに加温することにより、線膨張率差を利用してそれまで存在していた隙間を埋めてシール材の側面と溝の内側面とを強固に密着させたりすることができるようになり、容易にシール材の装着強度とシール材によるシール性能の向上をはかることができる。また、シール材の装着動作の容易化をはかることもできる。例えば、線膨張率が30×10-6以下の範囲にある場合、シール材の線膨張率それよりも大きいことが好ましく、線膨張率の差は大きい方が好ましい。このようにすれば、シール材を溝に入れてから型を加熱、もしくはシール材単体が温まることで、シール溝に対して接圧を発生する。その接圧は成形品脱型時にシール材が製品とともに溝から脱落しないようにする、シール材の引抜抵抗力となる。
【００１１】
また、上記型締め時における上記一方の型の上記他方の型への当たり面が、上記溝に対し反キャビティ側の位置のみに形成されている構成も好ましい。このように構成すれば、型締め時に、単に他方の型の当たり面を上記一方の型に当接させるだけで、上記シール材の溝からの矩形突出部の押圧量（潰し代）を常に一定の所望の量に自然に制御することが可能になり、ばらつきの極めて少ない優れたシール性能が確保される。
【００１２】
とくに、上記シール材の突出部の上記溝からの突出量Ａと、上記一方の型の上記他方の型への当たり面の上記溝からの高さである型隙Ｂとの比Ｂ／Ａが、０．１＜Ｂ／Ａ＜０．９の範囲、より好ましくは０．２＜Ｂ／Ａ＜０．７の範囲にあることが望ましい。このように突出部の突出量Ａと型隙Ｂとの比を適切な範囲内に設定しておくことで、上述の矩形突出部の押圧量（潰し代）を最適な範囲内の量にすることができ、より確実に優れたシール性能が得られる。また、成形品にバリが発生した場合にあっても、バリとシール材の突出部との接触部の面積を適切に低減でき、脱型時のこの部位での剥離が容易化される。また、型とシール材との間の接触圧の管理も容易になり、適切な接触圧に管理することで、シール性能が一層向上される。また、シール材の突出部の潰しすぎによるシール材の千切れ等も防止できるようになる。さらに、型開け時の前述のようなシール材の自己復元力を利用した自動脱型も一層容易化されることになる。
【００１３】
また、上記シール材の側面と上記溝の内側面とが高さ方向に断面直線状に延びる接触面を有し、該接触面の高さが２ｍｍ以上であることが好ましい。このように構成すれば、シール材の側面と溝の内側面との間の良好でかつ強固な密着面の面積が適切に広く確保されることになるので、優れたシール性能の実現に寄与することができる。
【００１４】
なお、シール材の断面形状における縦、横比は特に限定されないが、例えば、好ましくは１／１０＜縦／横＜５、さらに好ましくは１／３＜縦／横＜３の範囲とすることにより、シール材と溝との間の接触面積を容易に大きく確保でき、シール材を一層溝から抜け難くすることができる。
【００１５】
また、シール材自体は、弾性復元可能な材料、例えばゴム、から構成されていることが好ましい。これにより、溝へのシール材の装着の容易化、装着後の溝からの抜けにくさの確保、さらには前述のような矩形突出部の自己弾性復元による効果樹脂からのっ自然剥離を、より容易に実現できる。
【００１６】
なお、シール材のより具体的な材質については、特に限定されず、望ましいシール材の材質は樹脂との相性によっても異なるが、シリコーン系やフッ素系の材質であることが好ましい。すなわち、このような材質では、樹脂に対し優れた離型性を有するので、シール材を長持ちさせることができる。
【００１７】
また、シール材の硬さについては、例えば、ISO7619に基づき、デュロメータ硬さ、ショアAでA10〜90の範囲であることが好ましく、さらに好ましくはA30〜70の範囲である。硬い場合には樹脂がシール溝とシール材間に入ることを抑制でき、一方で柔らかい場合には潰し代の設計範囲が広く工業的に利用しやすい。これらの両者の兼ね合いから、上記のような範囲が好ましい。
【００１８】
また、前述の如く、型はシール材よりも線膨張率が小さいことが好ましく、好ましくは線膨張率が30×10-6以下の範囲である。この線膨張率の範囲は、-20℃〜300℃の温度域の少なくとも一部に含まれていることが好ましい。本発明における成形は樹脂成形であり、ダイキャストなどとは異なるため、樹脂成形温度域のみで上記のような範囲の線膨張率を発現できれば十分である。
【００１９】
また、型（金型）のシール溝の仕上げ面には、シール材の傷みを抑制するためにツールマークが無いことが好ましい。また、仕上げ面の表面粗さとしては、一定値以下に保つことが好ましく、Ra：2.5（μｍ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１）に基づく。）以下が好ましい。
【００２０】
上記のような本発明に係る樹脂注入成形装置は、例えば、ＲＴＭ成形装置として好適なものである。ＲＴＭ成形では、例えば強化繊維基材が所定の成形型のキャビティ内に配置され、キャビティ内にマトリックス樹脂が注入されて強化繊維基材に含浸され、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）等の複合材料の成形品が成形される。
【００２１】
注入される樹脂の最低粘度としては、2000cP以下であることが好ましい。とくにシール材まで樹脂が到達する場合に本発明が活用できるため、樹脂は低粘度である方が本発明による作用、効果の面から好ましい。
【００２２】
本発明に係るＲＴＭ成形方法は、上記のような樹脂注入成形装置を用いたＲＴＭ成形方法であって、上記シール材の線膨張率と上記一方の型の線膨張率の差を利用して、上記シール材の上記溝への装着時には、シール材の側面と溝の内側面との間に隙間を持たせ、装着後型を成形温度に加温したときには、シール材の幅が溝の幅よりも大きくなるようにシール材と一方の型との間に熱膨張量差を持たせてシール材を溝に対して固定することを特徴とする方法からなる。
【００２３】
このＲＴＭ成形方法においては、上記溝中に装着されたシール材の溝からの矩形突出部を、上記他方の型の型締めによる押圧によりシール材の幅方向に隆起するように弾性変形させ、その状態にてキャビティ内に樹脂を注入してＲＴＭ成形を行い、他方の型を開放して脱型する際には、シール材の幅方向への隆起部を元の形状に向けて弾性復元させることにより、成形後の樹脂（硬化樹脂）から剥離させるようにすることができる。
【００２４】
また、溝中に装着されたシール材を、複数回のＲＴＭ成形に繰り返しそのまま使用することが可能である。さらに、シール材に離型剤（ＲＴＭ成形樹脂と離型性に優れる）を塗布、散布することが好ましく、さらに好ましくは、離型剤に加え、離型剤を配合したＲＴＭ成形樹脂を使用してもよい。
【発明の効果】
【００２５】
このように、本発明に係る樹脂注入成形装置によれば、シール材に、溝の内側面に沿って延びる側面と溝からの矩形突出部を形成することにより、気密性、耐樹脂漏れ性能を向上してシール性能を大幅に向上することができ、その優れたシール性能をばらつくことなく実現することができる。また、シール材の装着性を向上させることができるとともに、シール部の清掃の不要化が可能であり、かつ、シール材の傷つきも防止可能である。また、矩形突出部の弾性復元を利用してシール材と硬化樹脂との剥離性を向上させ、耐久性に優れたシール材を実現できる。さらに、このような優れたシール性能を有する樹脂注入成形装置をＲＴＭ成形方法に適用することにより、円滑なＲＴＭ成形が可能になり、生産性の大幅な向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施態様に係る樹脂注入成形装置をＲＴＭ成形方法に適用した場合の一例を示すＲＴＭ成形装置の概略縦断面図である。
【図２】図１の装置のシール部におけるシール材の装着から脱型までの一連の工程を示す概略拡大縦断面図である。
【図３】本発明におけるシール部の好ましい例と好ましくない例とを示す概略縦断面図である。
【図４】本発明におけるシール材と溝の形状例を示す概略縦断面図である。
【図５】本発明におけるシール材と溝の別の形状例を示す概略縦断面図である。
【図６】従来の樹脂注入成形装置における一般的なシール部の構造を例示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る樹脂注入成形装置をＲＴＭ成形方法に適用した場合の一例を示している。図１において、１は、本発明の一実施態様に係る樹脂注入成形装置としてのＲＴＭ成形装置を示しており、２は本発明における一方の型としての下型を、３は、プレス機構４によって型締めされる、本発明における他方の型としての上型を、それぞれ示している。下型２と上型３との間には、所定形状の成形を行うためのキャビティ５が形成され、このキャビティ５内に、例えば強化繊維基材６またはそれを予め賦形したプリフォームが配置される。この強化繊維基材６がキャビティ５内に配置された状態で、上型３が下型２に対し型締めされ、樹脂供給路７からＦＲＰを構成するための樹脂が供給され、強化繊維基材６に対し適切な位置で開口された樹脂注入口８を介して、キャビティ５内に樹脂が注入されて強化繊維基材６に含浸される。樹脂注入口８は、例えばピン状の弁体９によって開閉される。下型２と上型３は、例えば熱媒流通路１０に流通される熱媒によって加熱、冷却され、樹脂注入時には加熱されて樹脂の良好な含浸がはかられ、樹脂含浸後には、冷却(自然放冷も可能)されて注入、含浸された樹脂が硬化されて、所定のＦＲＰ成形品が作製される。
【００２８】
このような樹脂注入成形装置としてのＲＴＭ成形装置１において、キャビティ５の周囲にシール材１１を備えたシール部１２が設けられる。このシール部１２の構造およびシール材１１の装着から脱型までの一連の工程を、図２を参照しながら説明する。
【００２９】
図２（Ａ）に示すように、下型２のキャビティ５の周囲には、シール材１１を挿入するための溝１３がキャビティ５の外周に沿って延在するように設けられている。この溝１３中に、図２（Ｂ）に示すようにシール材１１が装着され、図２（Ｃ）に示すように上型３型締めによりシール材１１の溝１３からの突出部１４が押圧されて、下型２と上型３との間が気密にシールされる。シール材１１の断面形状は、図２（Ａ）に示すように、溝１３の両内側面１５に沿って断面で直線状に延びる側面１６を有しており、シール材１１装着時の溝１３からの突出部１４が、図２（Ｂ）にも示すように矩形に形成されている。シール材１１の上端面１７は、上型３の下面に沿って広がる平坦面に形成されている。
【００３０】
シール材１１は、弾性変形、弾性復元可能なゴム等の材質で構成されており、例えば、溝１３が設けられた下型２よりも線膨張率の大きな材質から構成されている。そして、図２（Ａ）に示すように、シール材１１の装着時における両側面１６間の幅１８は、溝１３の両内側面１５間の幅１９とほぼ同じか、または溝１３の幅１９よりも若干小さく設定されている。このように構成しておけば、成形温度よりも低い温度(例えば、常温)の時に、シール材１１を容易に溝１３内に挿入することができ、挿入後温度が上げられた状態では(例えば成形温度に上昇された状態では)、シール材１１の幅１８は、線膨張率差により、溝１３の幅１９よりも大きくなるので、シール材１１の両側面１６が溝１３の両内側面１５に強固に密着され、シール材１１は容易には溝１３から抜けなくなる。また、シール材１１の側面１６と溝１３の内側面１５とは、高さ方向に断面直線状に延びる接触面を有することになるが、この接触面の高さが２ｍｍ以上であると、シール材１１の側面１６と溝１３の内側面１５との密着領域が適切に大きく確保されるので、シール材１１は容易には溝１３から抜けなくなる。
【００３１】
また、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、シール材１１の溝１３からの矩形突出部１４は、上型３の型締めによる押圧で押し潰され、該突出部１４はシール材１１の幅方向に隆起するように弾性変形されるが（隆起部２０）、このときの突出部１４の押し潰し量は、下型２の上型３への当たり面２１によって規制可能である。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、型締め時における下型２の上型３への当たり面２１を、溝１３に対しキャビティ５の反対側の位置のみに形成しておき、シール材１１の突出部１４の溝１３からの突出量Ａと、下型２の当たり面２０の溝１３からの高さである型隙Ｂとの比Ｂ／Ａを、０．１＜Ｂ／Ａ＜０．９の範囲、好ましくは０．２＜Ｂ／Ａ＜０．７の範囲に設定しておくことにより、図２（Ｃ）に示すように、上型３を型締めした際の突出部１４の押し潰し量を、Ａ−Ｂに制御できる。このＡ−ＢあるいはＢ／Ａを適切に設定しておけば、シール材１１の優れた耐久性とシール材１１による優れたシール性能とを両立させることができる。
【００３２】
上型３を型締めし、シール材１１の溝１３からの矩形突出部１４を適切に押し潰すことにより、図２（Ｃ）に示すようなシール部の状態となる。この状態では、突出部１４の上端面１７は上型３の下面に良好に密着され、下型２と上型３との間において突出部１４はシール材１１の幅方向に隆起部２０を形成するように(膨出するように)弾性変形されているので、キャビティ５側から加わる樹脂圧２２に対し、十分に高いシール性能が発揮される。そして、この樹脂圧２２は、突出部１４のキャビティ５側隆起部２０を、下型２と上型３に対しより強固に密着させる方向に弾性変形させることになり、従来の丸型断面のシール材の場合のような楔形の樹脂侵入路は形成されないから、さらにシール性能が高められる。しかも、このとき前述の如くシール材１１の側面１６と溝１３の内側面１５とは強固に密着されているので、キャビティ５側から加わる樹脂圧２２に対し、一層優れた耐樹脂漏れ性能が発揮される。
【００３３】
上記のような優れたシール性能の条件下で樹脂の硬化、成形が行われ、次いで、図２（Ｄ）、（Ｅ）に示すような脱型工程が実施される。図２（Ｄ）に示すように上型３が型開けされる際には、弾性変形されていたシール材１１の突出部１４が(隆起部２０が)自然に元の矩形断面形状に弾性復元され、シール材１１の側面１６が硬化樹脂２３から自然に剥離されて、シール材１１の側面１６と硬化樹脂２３との間には隙間２４が形成される。つまり、シール材１１の自己復元力により、シール材１１を自動的に硬化樹脂２３から剥離させることが可能になる。
【００３４】
また、上記シール材１１の自己復元力によって完全にシール材１１を硬化樹脂２３から剥離させることができない場合にあっても、例えば図２（Ｅ）に示す如く、前述したようにシール材１１の側面１６と溝１３の内側面１５との断面直線状に延びる接触面の高さを２ｍｍ以上とし、さらに好ましくは、この部分におけるシール材１１の断面形状における縦寸法２５と横寸法１８との比を、例えば、１／１０＜縦／横＜５の範囲、好ましくは１／３＜縦／横＜３の範囲とすることにより、シール材１１と溝１３との間の密着力を大きく確保して溝１３から抜け難くすることができるので、シール材１１が硬化樹脂２３と一緒に取り除かれることが防止される。
【００３５】
このように、本発明のシール部構造を採用することにより、シール材１１の溝１３への装着から脱型工程まで、不具合を発生させることなく円滑に行われるようになり、ＦＲＰなどの樹脂注入成形による成形品の生産性が大幅に高められる。また、シール材１１は硬化樹脂２３と一緒に取り除かれないので、複数回繰り返しそのまま使用することが可能になり、シール材１１の材料費が低減されるとともに、成形ごとのシール材１１の設定や清掃作業が削減され、生産性向上とともに成形品の製造コストの低減が可能になる。
【００３６】
上記の図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示したようなシール部の構造には、例えば図３に示すような変形例が考えられるが、その場合の好ましい状態と好ましくない状態とについて以下に説明する。例えば、図３（Ａ）に示すように、シール材３１や下型２の溝３２の隅にわずかな丸みや面取り部３３が存在する場合、上型３でシール材３１を押圧してもシール材３１と溝３２の間に間隙３４が残ることになるが、この図のように、押圧しても押し下げられないか、除荷後にシール材３１の形状が復元するのであれば、問題ない。
【００３７】
しかし図３（Ｂ）に示すように、上型３が下型２に接するまで降ろされてもシール溝４２上のシール材４１と上型３の間に、例えば図３（Ａ）の場合に比べて比較的大きな楔状の隙間４３が形成される場合、成形中に隙間４３に侵入した樹脂の樹脂圧によりシール材４１が容易に押し下げられるおそれがあるため、好ましくない。
【００３８】
また、図３（Ｃ）に示すように、上型３が下型２に接するまで降ろされたときにシール材５１の溝５２の壁面に接する部分が押し下げられ（押し下げ変形部５３）、上型３を上げた除荷後もシール材５１、とくにその押し下げ変形部５３が復元しないので、好ましくない。
【００３９】
上記のような本発明のシール部構造は種々の形状を採り得、シール材の溝からの突出部の形状としては、基本的には、シール材装着時にシール材の溝からの突出部が矩形（実質的に、略矩形の概念も含む）に形成されていればよい。すなわち、このシール材の溝からの突出部は、溝に装着される前にはたとえ矩形以外の形状であったとしても、溝に装着された時に、シール材の溝からの突出部が矩形に形成されればよい。
【００４０】
装着時にシール材の溝からの突出部を矩形に形成する方法としては、例えば、次のようの方法が挙げられる。
（１）シール材断面の突出部が矩形を有しており、突出部以外が溝断面形状と略一致した形状のシール材を溝に挿入する装着方法。この場合には、シール材断面の突出部は、あらかじめ矩形に形成されていればよい。
（２）シール材を溝に挿入した後に、シール材が溝内面に押圧されること等により、シール材の溝からの突出部を矩形に形成する装着方法。この場合、シール材の断面形状としては甲丸、四角形、ホームベース形、四角形のエッジトリム形状などが挙げられる。ただし、前記突出部が略矩形に形成されればこれらに限定されない。
【００４１】
上記（１）の方法について、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に例示する。図に示すように、各シール材６１、７１、８１は、シール材断面の突出部６２、７２、８２があらかじめ矩形に形成されており、突出部以外の部分６３、７３、８３が溝６４、７４、８４の断面形状と略一致した形状に形成されている（図４（Ｂ）に示す例では、隙間７５が形成される）。シール材６１、７１、８１は、装着後にも、その突出部６２、７２、８２が矩形に保たれる。
【００４２】
上記（２）の方法について、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に例示する。図５（Ａ）に示す例では、上方に向けて山形の突出部９２を有し、その下部９３が矩形に形成されたホームベース形のシール材９１が、下方に向けて山形の断面の溝９４に挿入されると、シール材９１が弾性変形し、山形形状であった上記突出部９２が、矩形の突出部９５に形成される。図５（Ｂ）に示す例では、上方に向けて山形の突出部１０２を有し、その下部１０３が矩形に形成されたホームベース形のシール材１０１が、下方に向けて山形の断面の溝１０４に挿入されると、シール材１０１が弾性変形し、山形形状であった上記突出部１０２が、略矩形の突出部１０５に形成される。また、図５（Ｃ）に示す例では、下方に向けて山形の下部１１２を有し、その上部１１３（本発明における突出部）が矩形に形成されたホームベース形のシール材１１１が、下方に向けて山形の断面の溝１１４に挿入されると、シール材１１１が弾性変形し、矩形形状であった上部（突出部）１１３が、略矩形の突出部１１５に形成される。このように、溝に装着された時に、シール材の溝からの突出部が矩形（略矩形を含む）に形成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る樹脂注入成形装置における改良されたシール部の構造は、あらゆる樹脂注入成形に適用可能であり、とくに、ＲＴＭ成形に採用して好適なものである。
【符号の説明】
【００４４】
１ 本発明に係る樹脂注入成形装置としてのＲＴＭ成形装置
２ 一方の型としての下型
３ 他方の型としての上型
４ プレス機構
５ キャビティ
６ 強化繊維基材
７ 樹脂供給路
８ 樹脂注入口
９ 弁体
１０ 熱媒流通路
１１ シール材
１２ シール部
１３ 溝
１４ シール材の溝からの突出部
１５ 溝の内側面
１６ シール材の側面
１７ シール材の上端面
１８ シール材の装着時における両側面間の幅
１９ 溝の両内側面間の幅
２０ 隆起部
２１ 当たり面
２２ 樹脂圧
２３ 硬化樹脂
２４ 隙間
２５ シール材の断面形状におけるある部位の縦寸法
３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１１１ シール材
３２、４２、５２、６４、７４、８４、９４、１０４、１１４ 溝
３３ 丸みや面取り部
３４ 間隙
４３ 隙間
５３ 変形部
６２、７２、８２、９２、１０２、１１３ 突出部
６３、７３、８３ 突出部以外の部分
７５ 隙間
９３、１０３、１１２ 下部
９５、１０５、１１５ 装着後の突出部
Ａ シール材の突出部の溝からの突出量
Ｂ 当たり面の溝からの高さである型隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂注入成形装置およびそれを用いたＲＴＭ（Resin Transfer Molding）成形方法に関し、とくに、型のシール部の構造を改良した技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂注入成形装置においては、樹脂が注入されるキャビティを形成する少なくとも一対に型が使用されるが、型間は、キャビティの周囲で良好にシールされることが求められる。より具体的には、このシール部には、優れた気密性や耐樹脂漏れ性能が求められる。
【０００３】
従来の樹脂注入成形型のシール部には、一般に、Ｏ断面形状のシール材（例えば、図６に示すようなＯリング２０１、例えば特許文献１の図２）やキノコ断面形状のシール材が使用されている。図６に示す例では、シール材としてのＯリング２０１が下型２０２に設けられたシール溝２０３に装着され、上型２０４が型締めされてＯリング２０１が弾性変形されることによりシール機能が発揮されるようになっている。また、Ｏリング２０１は、樹脂注入成形後の硬化樹脂とともに外れるのを抑制するため、直径２０５が溝幅２０６よりも少し大き目のＯ断面形状に形成され、それを溝２０３内に入れるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、図６に示したような従来のシール構造においては、Ｏ断面形状のシール材２０１とシール溝２０３間の隙間に樹脂が入りこみやすく、入りこんだ樹脂がその状態で硬化することがある。シール材２０１とシール溝２０３間の隙間は狭いので、硬化樹脂の清掃に時間がかかるという問題がある。また、この硬化樹脂を取り除くときにシール材２０１を傷つけてしまうおそれがある。また、シール溝２０３に対して断面サイズの大きいシール材２０１は、そのままでは溝２０３に挿入するのが困難であるので、例えば、シール材２０１を伸ばして径を小さくしながら挿入するようにしている。しかし、その伸ばし具合が作業者によってまちまちとなるため、脱型時にシール材２０１が成形品と一緒に抜けることを防止するためのシール溝２０３からの抜けにくさや、気密性や耐樹脂漏れ性能を保つためのシール材２０１の潰し量を所定の性能や量に制御することが困難になり、シール部の性能が大きくばらつくことになる。
【０００６】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、樹脂注入成形型のシール性能（気密性、耐樹脂漏れ性能）を向上可能であり、シール材と溝の清掃を不要化可能であり、かつ、シール材の傷つきを防止可能であり、しかも、シール材の装着性を向上させつつ、シール材が成形品と一緒に抜けることを防止可能な樹脂注入成形装置、およびそれを用いたＲＴＭ成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る樹脂注入成形装置は、互いに対向し樹脂が注入されるキャビティを形成する少なくとも一対の型と、一方の型のキャビティ周囲に設けられた溝と、該溝中に装着され他方の型の型締めにより押圧されるシール材を備えた樹脂注入成形装置において、前記シール材の断面形状が、前記溝の両内側面に沿って延びる側面を有し、シール材装着時の前記溝からの突出部が矩形に形成されていることを特徴とするものからなる。
【０００８】
このような本発明に係る樹脂注入成形装置においては、シール材の断面形状が溝の両内側面に沿って延びる側面を有しているので、シール材の側面と溝の内側面とは互いに平行な面同士としてその領域において隙間なく良好に密着され、両面間に樹脂が入り込みにくくなり、気密性、耐樹脂漏れ性能が向上されるとともに、溝に入り込む樹脂の清掃の不要化が可能になる。また、溝内に入り込んだ硬化樹脂の清掃の不要化により、該硬化樹脂を取り除く際に発生するおそれのあったシール材の傷付きも防止可能となる。また、シール材の溝への装着時には、シール材を伸ばしたり、シール材と溝を有する型との間の線膨張率差を利用したりすることにより、シール材の側面と溝の内側面との間には装着に必要な隙間を持たせる必要があるが、装着後には、伸ばしていたシール材を弾性復元させたり、型との間の線膨張率差を利用して持たせていた隙間の形成を解消したりすることにより、シール材の側面と溝の内側面とが互いに平行な面部位を有するので、これら同士を広い範囲にわたって強固に密着させることができるようになり、作業者による装着強度のばらつきは殆ど気にする必要が無くなって、上述の如くこの間の良好なシール性能が確保されるとともに、一旦装着されたシール材は溝から極めて離脱しにくくなる。したがって、脱型時に、シール材が硬化樹脂とともに外れることが適切に防止される。そして、シール材装着時の溝からの突出部が矩形に形成されていることにより、突出部の先端部が他方の型に広い領域にわたって密着できるようになるとともに、矩形突出部は角部を有しかつその上端面が他方の型の押圧面に密着できるので、円形断面のシール材の場合のような楔形の樹脂が侵入してきやすい樹脂侵入路が形成されにくくなり、気密性、耐樹脂漏れ性能が大幅に向上される。さらに、この矩形突出部は、他方の型による型締め時に押圧されて両側に隆起するように弾性変形されるので、一方の型と他方の型間の隙間がより緊密にシールされることになり、シール性能が一層向上される。しかも、この隆起部は脱型時には元の形状へと弾性復元可能であるから、シール材自体のこの部分の弾性復元により、この部分では硬化樹脂からシール材を自然に自動的に剥離させることが可能になる。したがって、この面からも、シール材が硬化樹脂とともに外れることがより確実に防止され、装着されたシール材を実質的にそのまま繰り返し使用することが可能になる。
【０００９】
上記本発明に係る樹脂注入成形装置においては、上記シール材の装着時における幅が、上記溝の幅とほぼ同じまたは溝の幅よりも小さいことが好ましい。つまり、シール材の側面と溝の内側面との間に装着に必要な隙間を持たせるために、初期的に、装着可能な寸法関係に設定しておくのである。このようなシール材の幅と溝の幅との差は、例えば０．０１ｍｍ以上持たせておくことが好ましい。
【００１０】
また、上記のような寸法関係とともに、あるいはそれとは独立に、上記シール材の線膨張率を、上記一方の型の線膨張率よりも大きくしておくことができる。このように構成すれば、シール材の装着時にはシール材を一方の型よりも低温にすることにより、シール材の側面と溝の内側面との間に装着に必要な隙間を持たせたり、シール材の装着後にシール材を一方の型とともに加温することにより、線膨張率差を利用してそれまで存在していた隙間を埋めてシール材の側面と溝の内側面とを強固に密着させたりすることができるようになり、容易にシール材の装着強度とシール材によるシール性能の向上をはかることができる。また、シール材の装着動作の容易化をはかることもできる。例えば、線膨張率が30×10-6以下の範囲にある場合、シール材の線膨張率それよりも大きいことが好ましく、線膨張率の差は大きい方が好ましい。このようにすれば、シール材を溝に入れてから型を加熱、もしくはシール材単体が温まることで、シール溝に対して接圧を発生する。その接圧は成形品脱型時にシール材が製品とともに溝から脱落しないようにする、シール材の引抜抵抗力となる。
【００１１】
また、上記型締め時における上記一方の型の上記他方の型への当たり面が、上記溝に対し反キャビティ側の位置のみに形成されている構成も好ましい。このように構成すれば、型締め時に、単に他方の型の当たり面を上記一方の型に当接させるだけで、上記シール材の溝からの矩形突出部の押圧量（潰し代）を常に一定の所望の量に自然に制御することが可能になり、ばらつきの極めて少ない優れたシール性能が確保される。
【００１２】
とくに、上記シール材の突出部の上記溝からの突出量Ａと、上記一方の型の上記他方の型への当たり面の上記溝からの高さである型隙Ｂとの比Ｂ／Ａが、０．１＜Ｂ／Ａ＜０．９の範囲、より好ましくは０．２＜Ｂ／Ａ＜０．７の範囲にあることが望ましい。このように突出部の突出量Ａと型隙Ｂとの比を適切な範囲内に設定しておくことで、上述の矩形突出部の押圧量（潰し代）を最適な範囲内の量にすることができ、より確実に優れたシール性能が得られる。また、成形品にバリが発生した場合にあっても、バリとシール材の突出部との接触部の面積を適切に低減でき、脱型時のこの部位での剥離が容易化される。また、型とシール材との間の接触圧の管理も容易になり、適切な接触圧に管理することで、シール性能が一層向上される。また、シール材の突出部の潰しすぎによるシール材の千切れ等も防止できるようになる。さらに、型開け時の前述のようなシール材の自己復元力を利用した自動脱型も一層容易化されることになる。
【００１３】
また、上記シール材の側面と上記溝の内側面とが高さ方向に断面直線状に延びる接触面を有し、該接触面の高さが２ｍｍ以上であることが好ましい。このように構成すれば、シール材の側面と溝の内側面との間の良好でかつ強固な密着面の面積が適切に広く確保されることになるので、優れたシール性能の実現に寄与することができる。
【００１４】
なお、シール材の断面形状における縦、横比は特に限定されないが、例えば、好ましくは１／１０＜縦／横＜５、さらに好ましくは１／３＜縦／横＜３の範囲とすることにより、シール材と溝との間の接触面積を容易に大きく確保でき、シール材を一層溝から抜け難くすることができる。
【００１５】
また、シール材自体は、弾性復元可能な材料、例えばゴム、から構成されていることが好ましい。これにより、溝へのシール材の装着の容易化、装着後の溝からの抜けにくさの確保、さらには前述のような矩形突出部の自己弾性復元による効果樹脂からのっ自然剥離を、より容易に実現できる。
【００１６】
なお、シール材のより具体的な材質については、特に限定されず、望ましいシール材の材質は樹脂との相性によっても異なるが、シリコーン系やフッ素系の材質であることが好ましい。すなわち、このような材質では、樹脂に対し優れた離型性を有するので、シール材を長持ちさせることができる。
【００１７】
また、シール材の硬さについては、例えば、ISO7619に基づき、デュロメータ硬さ、ショアAでA10〜90の範囲であることが好ましく、さらに好ましくはA30〜70の範囲である。硬い場合には樹脂がシール溝とシール材間に入ることを抑制でき、一方で柔らかい場合には潰し代の設計範囲が広く工業的に利用しやすい。これらの両者の兼ね合いから、上記のような範囲が好ましい。
【００１８】
また、前述の如く、型はシール材よりも線膨張率が小さいことが好ましく、好ましくは線膨張率が30×10-6以下の範囲である。この線膨張率の範囲は、-20℃〜300℃の温度域の少なくとも一部に含まれていることが好ましい。本発明における成形は樹脂成形であり、ダイキャストなどとは異なるため、樹脂成形温度域のみで上記のような範囲の線膨張率を発現できれば十分である。
【００１９】
また、型（金型）のシール溝の仕上げ面には、シール材の傷みを抑制するためにツールマークが無いことが好ましい。また、仕上げ面の表面粗さとしては、一定値以下に保つことが好ましく、Ra：2.5（μｍ）（ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１）に基づく。）以下が好ましい。
【００２０】
上記のような本発明に係る樹脂注入成形装置は、例えば、ＲＴＭ成形装置として好適なものである。ＲＴＭ成形では、例えば強化繊維基材が所定の成形型のキャビティ内に配置され、キャビティ内にマトリックス樹脂が注入されて強化繊維基材に含浸され、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）等の複合材料の成形品が成形される。
【００２１】
注入される樹脂の最低粘度としては、2000cP以下であることが好ましい。とくにシール材まで樹脂が到達する場合に本発明が活用できるため、樹脂は低粘度である方が本発明による作用、効果の面から好ましい。
【００２２】
本発明に係るＲＴＭ成形方法は、上記のような樹脂注入成形装置を用いたＲＴＭ成形方法であって、上記シール材の線膨張率と上記一方の型の線膨張率の差を利用して、上記シール材の上記溝への装着時には、シール材の側面と溝の内側面との間に隙間を持たせ、装着後型を成形温度に加温したときには、シール材の幅が溝の幅よりも大きくなるようにシール材と一方の型との間に熱膨張量差を持たせてシール材を溝に対して固定することを特徴とする方法からなる。
【００２３】
このＲＴＭ成形方法においては、上記溝中に装着されたシール材の溝からの矩形突出部を、上記他方の型の型締めによる押圧によりシール材の幅方向に隆起するように弾性変形させ、その状態にてキャビティ内に樹脂を注入してＲＴＭ成形を行い、他方の型を開放して脱型する際には、シール材の幅方向への隆起部を元の形状に向けて弾性復元させることにより、成形後の樹脂（硬化樹脂）から剥離させるようにすることができる。
【００２４】
また、溝中に装着されたシール材を、複数回のＲＴＭ成形に繰り返しそのまま使用することが可能である。さらに、シール材に離型剤（ＲＴＭ成形樹脂と離型性に優れる）を塗布、散布することが好ましく、さらに好ましくは、離型剤に加え、離型剤を配合したＲＴＭ成形樹脂を使用してもよい。
【発明の効果】
【００２５】
このように、本発明に係る樹脂注入成形装置によれば、シール材に、溝の内側面に沿って延びる側面と溝からの矩形突出部を形成することにより、気密性、耐樹脂漏れ性能を向上してシール性能を大幅に向上することができ、その優れたシール性能をばらつくことなく実現することができる。また、シール材の装着性を向上させることができるとともに、シール部の清掃の不要化が可能であり、かつ、シール材の傷つきも防止可能である。また、矩形突出部の弾性復元を利用してシール材と硬化樹脂との剥離性を向上させ、耐久性に優れたシール材を実現できる。さらに、このような優れたシール性能を有する樹脂注入成形装置をＲＴＭ成形方法に適用することにより、円滑なＲＴＭ成形が可能になり、生産性の大幅な向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施態様に係る樹脂注入成形装置をＲＴＭ成形方法に適用した場合の一例を示すＲＴＭ成形装置の概略縦断面図である。
【図２】図１の装置のシール部におけるシール材の装着から脱型までの一連の工程を示す概略拡大縦断面図である。
【図３】本発明におけるシール部の好ましい例と好ましくない例とを示す概略縦断面図である。
【図４】本発明におけるシール材と溝の形状例を示す概略縦断面図である。
【図５】本発明におけるシール材と溝の別の形状例を示す概略縦断面図である。
【図６】従来の樹脂注入成形装置における一般的なシール部の構造を例示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る樹脂注入成形装置をＲＴＭ成形方法に適用した場合の一例を示している。図１において、１は、本発明の一実施態様に係る樹脂注入成形装置としてのＲＴＭ成形装置を示しており、２は本発明における一方の型としての下型を、３は、プレス機構４によって型締めされる、本発明における他方の型としての上型を、それぞれ示している。下型２と上型３との間には、所定形状の成形を行うためのキャビティ５が形成され、このキャビティ５内に、例えば強化繊維基材６またはそれを予め賦形したプリフォームが配置される。この強化繊維基材６がキャビティ５内に配置された状態で、上型３が下型２に対し型締めされ、樹脂供給路７からＦＲＰを構成するための樹脂が供給され、強化繊維基材６に対し適切な位置で開口された樹脂注入口８を介して、キャビティ５内に樹脂が注入されて強化繊維基材６に含浸される。樹脂注入口８は、例えばピン状の弁体９によって開閉される。下型２と上型３は、例えば熱媒流通路１０に流通される熱媒によって加熱、冷却され、樹脂注入時には加熱されて樹脂の良好な含浸がはかられ、樹脂含浸後には、冷却(自然放冷も可能)されて注入、含浸された樹脂が硬化されて、所定のＦＲＰ成形品が作製される。
【００２８】
このような樹脂注入成形装置としてのＲＴＭ成形装置１において、キャビティ５の周囲にシール材１１を備えたシール部１２が設けられる。このシール部１２の構造およびシール材１１の装着から脱型までの一連の工程を、図２を参照しながら説明する。
【００２９】
図２（Ａ）に示すように、下型２のキャビティ５の周囲には、シール材１１を挿入するための溝１３がキャビティ５の外周に沿って延在するように設けられている。この溝１３中に、図２（Ｂ）に示すようにシール材１１が装着され、図２（Ｃ）に示すように上型３型締めによりシール材１１の溝１３からの突出部１４が押圧されて、下型２と上型３との間が気密にシールされる。シール材１１の断面形状は、図２（Ａ）に示すように、溝１３の両内側面１５に沿って断面で直線状に延びる側面１６を有しており、シール材１１装着時の溝１３からの突出部１４が、図２（Ｂ）にも示すように矩形に形成されている。シール材１１の上端面１７は、上型３の下面に沿って広がる平坦面に形成されている。
【００３０】
シール材１１は、弾性変形、弾性復元可能なゴム等の材質で構成されており、例えば、溝１３が設けられた下型２よりも線膨張率の大きな材質から構成されている。そして、図２（Ａ）に示すように、シール材１１の装着時における両側面１６間の幅１８は、溝１３の両内側面１５間の幅１９とほぼ同じか、または溝１３の幅１９よりも若干小さく設定されている。このように構成しておけば、成形温度よりも低い温度(例えば、常温)の時に、シール材１１を容易に溝１３内に挿入することができ、挿入後温度が上げられた状態では(例えば成形温度に上昇された状態では)、シール材１１の幅１８は、線膨張率差により、溝１３の幅１９よりも大きくなるので、シール材１１の両側面１６が溝１３の両内側面１５に強固に密着され、シール材１１は容易には溝１３から抜けなくなる。また、シール材１１の側面１６と溝１３の内側面１５とは、高さ方向に断面直線状に延びる接触面を有することになるが、この接触面の高さが２ｍｍ以上であると、シール材１１の側面１６と溝１３の内側面１５との密着領域が適切に大きく確保されるので、シール材１１は容易には溝１３から抜けなくなる。
【００３１】
また、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、シール材１１の溝１３からの矩形突出部１４は、上型３の型締めによる押圧で押し潰され、該突出部１４はシール材１１の幅方向に隆起するように弾性変形されるが（隆起部２０）、このときの突出部１４の押し潰し量は、下型２の上型３への当たり面２１によって規制可能である。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、型締め時における下型２の上型３への当たり面２１を、溝１３に対しキャビティ５の反対側の位置のみに形成しておき、シール材１１の突出部１４の溝１３からの突出量Ａと、下型２の当たり面２０の溝１３からの高さである型隙Ｂとの比Ｂ／Ａを、０．１＜Ｂ／Ａ＜０．９の範囲、好ましくは０．２＜Ｂ／Ａ＜０．７の範囲に設定しておくことにより、図２（Ｃ）に示すように、上型３を型締めした際の突出部１４の押し潰し量を、Ａ−Ｂに制御できる。このＡ−ＢあるいはＢ／Ａを適切に設定しておけば、シール材１１の優れた耐久性とシール材１１による優れたシール性能とを両立させることができる。
【００３２】
上型３を型締めし、シール材１１の溝１３からの矩形突出部１４を適切に押し潰すことにより、図２（Ｃ）に示すようなシール部の状態となる。この状態では、突出部１４の上端面１７は上型３の下面に良好に密着され、下型２と上型３との間において突出部１４はシール材１１の幅方向に隆起部２０を形成するように(膨出するように)弾性変形されているので、キャビティ５側から加わる樹脂圧２２に対し、十分に高いシール性能が発揮される。そして、この樹脂圧２２は、突出部１４のキャビティ５側隆起部２０を、下型２と上型３に対しより強固に密着させる方向に弾性変形させることになり、従来の丸型断面のシール材の場合のような楔形の樹脂侵入路は形成されないから、さらにシール性能が高められる。しかも、このとき前述の如くシール材１１の側面１６と溝１３の内側面１５とは強固に密着されているので、キャビティ５側から加わる樹脂圧２２に対し、一層優れた耐樹脂漏れ性能が発揮される。
【００３３】
上記のような優れたシール性能の条件下で樹脂の硬化、成形が行われ、次いで、図２（Ｄ）、（Ｅ）に示すような脱型工程が実施される。図２（Ｄ）に示すように上型３が型開けされる際には、弾性変形されていたシール材１１の突出部１４が(隆起部２０が)自然に元の矩形断面形状に弾性復元され、シール材１１の側面１６が硬化樹脂２３から自然に剥離されて、シール材１１の側面１６と硬化樹脂２３との間には隙間２４が形成される。つまり、シール材１１の自己復元力により、シール材１１を自動的に硬化樹脂２３から剥離させることが可能になる。
【００３４】
また、上記シール材１１の自己復元力によって完全にシール材１１を硬化樹脂２３から剥離させることができない場合にあっても、例えば図２（Ｅ）に示す如く、前述したようにシール材１１の側面１６と溝１３の内側面１５との断面直線状に延びる接触面の高さを２ｍｍ以上とし、さらに好ましくは、この部分におけるシール材１１の断面形状における縦寸法２５と横寸法１８との比を、例えば、１／１０＜縦／横＜５の範囲、好ましくは１／３＜縦／横＜３の範囲とすることにより、シール材１１と溝１３との間の密着力を大きく確保して溝１３から抜け難くすることができるので、シール材１１が硬化樹脂２３と一緒に取り除かれることが防止される。
【００３５】
このように、本発明のシール部構造を採用することにより、シール材１１の溝１３への装着から脱型工程まで、不具合を発生させることなく円滑に行われるようになり、ＦＲＰなどの樹脂注入成形による成形品の生産性が大幅に高められる。また、シール材１１は硬化樹脂２３と一緒に取り除かれないので、複数回繰り返しそのまま使用することが可能になり、シール材１１の材料費が低減されるとともに、成形ごとのシール材１１の設定や清掃作業が削減され、生産性向上とともに成形品の製造コストの低減が可能になる。
【００３６】
上記の図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示したようなシール部の構造には、例えば図３に示すような変形例が考えられるが、その場合の好ましい状態と好ましくない状態とについて以下に説明する。例えば、図３（Ａ）に示すように、シール材３１や下型２の溝３２の隅にわずかな丸みや面取り部３３が存在する場合、上型３でシール材３１を押圧してもシール材３１と溝３２の間に間隙３４が残ることになるが、この図のように、押圧しても押し下げられないか、除荷後にシール材３１の形状が復元するのであれば、問題ない。
【００３７】
しかし図３（Ｂ）に示すように、上型３が下型２に接するまで降ろされてもシール溝４２上のシール材４１と上型３の間に、例えば図３（Ａ）の場合に比べて比較的大きな楔状の隙間４３が形成される場合、成形中に隙間４３に侵入した樹脂の樹脂圧によりシール材４１が容易に押し下げられるおそれがあるため、好ましくない。
【００３８】
また、図３（Ｃ）に示すように、上型３が下型２に接するまで降ろされたときにシール材５１の溝５２の壁面に接する部分が押し下げられ（押し下げ変形部５３）、上型３を上げた除荷後もシール材５１、とくにその押し下げ変形部５３が復元しないので、好ましくない。
【００３９】
上記のような本発明のシール部構造は種々の形状を採り得、シール材の溝からの突出部の形状としては、基本的には、シール材装着時にシール材の溝からの突出部が矩形（実質的に、略矩形の概念も含む）に形成されていればよい。すなわち、このシール材の溝からの突出部は、溝に装着される前にはたとえ矩形以外の形状であったとしても、溝に装着された時に、シール材の溝からの突出部が矩形に形成されればよい。
【００４０】
装着時にシール材の溝からの突出部を矩形に形成する方法としては、例えば、次のようの方法が挙げられる。
（１）シール材断面の突出部が矩形を有しており、突出部以外が溝断面形状と略一致した形状のシール材を溝に挿入する装着方法。この場合には、シール材断面の突出部は、あらかじめ矩形に形成されていればよい。
（２）シール材を溝に挿入した後に、シール材が溝内面に押圧されること等により、シール材の溝からの突出部を矩形に形成する装着方法。この場合、シール材の断面形状としては甲丸、四角形、ホームベース形、四角形のエッジトリム形状などが挙げられる。ただし、前記突出部が略矩形に形成されればこれらに限定されない。
【００４１】
上記（１）の方法について、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に例示する。図に示すように、各シール材６１、７１、８１は、シール材断面の突出部６２、７２、８２があらかじめ矩形に形成されており、突出部以外の部分６３、７３、８３が溝６４、７４、８４の断面形状と略一致した形状に形成されている（図４（Ｂ）に示す例では、隙間７５が形成される）。シール材６１、７１、８１は、装着後にも、その突出部６２、７２、８２が矩形に保たれる。
【００４２】
上記（２）の方法について、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に例示する。図５（Ａ）に示す例では、上方に向けて山形の突出部９２を有し、その下部９３が矩形に形成されたホームベース形のシール材９１が、下方に向けて山形の断面の溝９４に挿入されると、シール材９１が弾性変形し、山形形状であった上記突出部９２が、矩形の突出部９５に形成される。図５（Ｂ）に示す例では、上方に向けて山形の突出部１０２を有し、その下部１０３が矩形に形成されたホームベース形のシール材１０１が、下方に向けて山形の断面の溝１０４に挿入されると、シール材１０１が弾性変形し、山形形状であった上記突出部１０２が、略矩形の突出部１０５に形成される。また、図５（Ｃ）に示す例では、下方に向けて山形の下部１１２を有し、その上部１１３（本発明における突出部）が矩形に形成されたホームベース形のシール材１１１が、下方に向けて山形の断面の溝１１４に挿入されると、シール材１１１が弾性変形し、矩形形状であった上部（突出部）１１３が、略矩形の突出部１１５に形成される。このように、溝に装着された時に、シール材の溝からの突出部が矩形（略矩形を含む）に形成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る樹脂注入成形装置における改良されたシール部の構造は、あらゆる樹脂注入成形に適用可能であり、とくに、ＲＴＭ成形に採用して好適なものである。
【符号の説明】
【００４４】
１ 本発明に係る樹脂注入成形装置としてのＲＴＭ成形装置
２ 一方の型としての下型
３ 他方の型としての上型
４ プレス機構
５ キャビティ
６ 強化繊維基材
７ 樹脂供給路
８ 樹脂注入口
９ 弁体
１０ 熱媒流通路
１１ シール材
１２ シール部
１３ 溝
１４ シール材の溝からの突出部
１５ 溝の内側面
１６ シール材の側面
１７ シール材の上端面
１８ シール材の装着時における両側面間の幅
１９ 溝の両内側面間の幅
２０ 隆起部
２１ 当たり面
２２ 樹脂圧
２３ 硬化樹脂
２４ 隙間
２５ シール材の断面形状におけるある部位の縦寸法
３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１１１ シール材
３２、４２、５２、６４、７４、８４、９４、１０４、１１４ 溝
３３ 丸みや面取り部
３４ 間隙
４３ 隙間
５３ 変形部
６２、７２、８２、９２、１０２、１１３ 突出部
６３、７３、８３ 突出部以外の部分
７５ 隙間
９３、１０３、１１２ 下部
９５、１０５、１１５ 装着後の突出部
Ａ シール材の突出部の溝からの突出量
Ｂ 当たり面の溝からの高さである型隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向し樹脂が注入されるキャビティを形成する少なくとも一対の型と、一方の型のキャビティ周囲に設けられた溝と、該溝中に装着され他方の型の型締めにより押圧されるシール材を備えた樹脂注入成形装置において、前記シール材の断面形状が、前記溝の両内側面に沿って延びる側面を有し、シール材装着時の前記溝からの突出部が矩形に形成されていることを特徴とする樹脂注入成形装置。
【請求項２】
前記シール材の装着時における幅が、前記溝の幅とほぼ同じまたは溝の幅よりも小さい、請求項１に記載の樹脂注入成形装置。
【請求項３】
前記シール材の線膨張率が、前記一方の型の線膨張率よりも大きい、請求項１または２に記載の樹脂注入成形装置。
【請求項４】
前記型締め時における前記一方の型の前記他方の型への当たり面が、前記溝に対し反キャビティ側の位置のみに形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂注入成形装置。
【請求項５】
前記シール材の突出部の前記溝からの突出量Ａと、前記一方の型の前記他方の型への当たり面の前記溝からの高さである型隙Ｂとの比Ｂ／Ａが、０．１＜Ｂ／Ａ＜０．９の範囲にある、請求項４に記載の樹脂注入成形装置。
【請求項６】
前記シール材の側面と前記溝の内側面とが高さ方向に断面直線状に延びる接触面を有し、該接触面の高さが２ｍｍ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂注入成形装置。
【請求項７】
前記シール材が、弾性復元可能な材料から構成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂注入成形装置。
【請求項８】
ＲＴＭ成形装置からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の樹脂注入成形装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の樹脂注入成形装置を用いたＲＴＭ成形方法であって、前記シール材の線膨張率と前記一方の型の線膨張率の差を利用して、前記シール材の前記溝への装着時には、前記シール材の側面と前記溝の内側面との間に隙間を持たせ、装着後型を成形温度に加温したときには、前記シール材の幅が前記溝の幅よりも大きくなるように前記シール材と前記一方の型との間に熱膨張量差を持たせて前記シール材を前記溝に対して固定することを特徴とする、ＲＴＭ成形方法。
【請求項１０】
前記溝中に装着された前記シール材の前記溝からの突出部を、前記他方の型の型締めによる押圧によりシール材の幅方向に隆起するように弾性変形させ、その状態にてキャビティ内に樹脂を注入してＲＴＭ成形を行い、前記他方の型を開放して脱型する際には、シール材の幅方向への隆起部を元の形状に向けて弾性復元させることにより、成形後の樹脂から剥離させる、請求項９に記載のＲＴＭ成形方法。
【請求項１１】
前記溝中に装着された前記シール材を、複数回のＲＴＭ成形に繰り返しそのまま使用する、請求項９または１０に記載のＲＴＭ成形方法。
【請求項１】
互いに対向し樹脂が注入されるキャビティを形成する少なくとも一対の型と、一方の型のキャビティ周囲に設けられた溝と、該溝中に装着され他方の型の型締めにより押圧されるシール材を備えた樹脂注入成形装置において、前記シール材の断面形状が、前記溝の両内側面に沿って延びる側面を有し、シール材装着時の前記溝からの突出部が矩形に形成されていることを特徴とする樹脂注入成形装置。
【請求項２】
前記シール材の装着時における幅が、前記溝の幅とほぼ同じまたは溝の幅よりも小さい、請求項１に記載の樹脂注入成形装置。
【請求項３】
前記シール材の線膨張率が、前記一方の型の線膨張率よりも大きい、請求項１または２に記載の樹脂注入成形装置。
【請求項４】
前記型締め時における前記一方の型の前記他方の型への当たり面が、前記溝に対し反キャビティ側の位置のみに形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂注入成形装置。
【請求項５】
前記シール材の突出部の前記溝からの突出量Ａと、前記一方の型の前記他方の型への当たり面の前記溝からの高さである型隙Ｂとの比Ｂ／Ａが、０．１＜Ｂ／Ａ＜０．９の範囲にある、請求項４に記載の樹脂注入成形装置。
【請求項６】
前記シール材の側面と前記溝の内側面とが高さ方向に断面直線状に延びる接触面を有し、該接触面の高さが２ｍｍ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂注入成形装置。
【請求項７】
前記シール材が、弾性復元可能な材料から構成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂注入成形装置。
【請求項８】
ＲＴＭ成形装置からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の樹脂注入成形装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の樹脂注入成形装置を用いたＲＴＭ成形方法であって、前記シール材の線膨張率と前記一方の型の線膨張率の差を利用して、前記シール材の前記溝への装着時には、前記シール材の側面と前記溝の内側面との間に隙間を持たせ、装着後型を成形温度に加温したときには、前記シール材の幅が前記溝の幅よりも大きくなるように前記シール材と前記一方の型との間に熱膨張量差を持たせて前記シール材を前記溝に対して固定することを特徴とする、ＲＴＭ成形方法。
【請求項１０】
前記溝中に装着された前記シール材の前記溝からの突出部を、前記他方の型の型締めによる押圧によりシール材の幅方向に隆起するように弾性変形させ、その状態にてキャビティ内に樹脂を注入してＲＴＭ成形を行い、前記他方の型を開放して脱型する際には、シール材の幅方向への隆起部を元の形状に向けて弾性復元させることにより、成形後の樹脂から剥離させる、請求項９に記載のＲＴＭ成形方法。
【請求項１１】
前記溝中に装着された前記シール材を、複数回のＲＴＭ成形に繰り返しそのまま使用する、請求項９または１０に記載のＲＴＭ成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８７９２３（Ｐ２０１２−１８７９２３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３６０８４（Ｐ２０１２−３６０８４）
【出願日】平成２４年２月２２日（２０１２．２．２２）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２２日（２０１２．２．２２）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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