JPH0525649B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、大量生産品の試作モデル、
少ロツト生産による限定商品等としての樹脂成型
品の作製に適用される真空注型方法、及びその実
施に用いる真空注型装置に関する。

〔従来技術〕

家電商品、OA機器等の各種機器の開発におい
ては、機能面の優位性のみならず、外観上の優位
性が重要な要素となつており、多くの場合、大量
生産に先立つて多種の試作モデルが作製され、機
能及びデザインの検討に供されている。特に、実
製品における耐久性、肌合い等もまた検討課題と
なる開発の最終段階においては、実製品と同材質
にて作製された試作モデルが必要である一方、外
観上において重要な位置を占める前記機器のハウ
ジング類は樹脂製であることが多く、樹脂製の試
作モデルの需要は、近年、拡大する傾向にある。

この種の試作モデルは、多種、少量生産品であ
るため、樹脂製の試作モデルの作製においては、
従来から、シリコンゴム製の型に樹脂を注入して
硬化せしめ、該型の内部形状に対応する成型品を
得る注型方法が採用されており、特に、成型品中
への気泡の混入を防止すべく、前記注入及びこれ
に先立つて行われる主剤と硬化剤との混合、撹拌
を共に真空下にて行う真空注型方法が採用されて
いる。

従来、この真空注型方法は、内部の観察窓を有
する処理室、該処理室を真空排気するための排気
手段、及び、処理室の内部上方に配され、外部か
らの操作が可能であつて、該処理室へ導入される
主剤と硬化剤とを混合、撹拌するための混合手段
を備えてなる真空注型装置を用い、次の手順にて
実施されている。

まず、前記処理室の内部下方に型を配し、ま
た、予め計量され各別の容器に収納された主剤及
び硬化剤を前記混合手段に装着し、次いで、前記
排気手段の動作により処理室内を真空排気して、
主剤及び硬化剤の脱泡を促進する。この脱泡状態
を前記観察窓からの観察により確認し、十分な脱
泡がなされた後、前記混合手段の操作によりして
両剤を混合、撹拌せしめ、これによつて得られた
液状混合物を前記型に注入する。その後の成型品
の取出しは、処理室内部を常圧に復帰せしめ、樹
脂の硬化を待つて型を分離して行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが従来の真空注型方法においては、型内
部への混合物の注入が重力の作用のみによつて行
われるため、特に、複雑な形状のモデル、大型の
モデル、又は薄肉部を有するモデルの作製に際
し、型内部への樹脂の充填が不完全となり、形状
不良品の発生を招来するという難点があつた。こ
の難点は、型への注入口を大径とし流入時の抵抗
を軽減することにより、ある程度解消されるが、
このような大径の注入口を設けた場合、これの形
成位置を確保するため、型の構成が限定される
上、成型品の取出し後、注入口相当部分の除去、
及びこの除去部分の仕上げに多大の手間を要する
という不都合が生じ、更に、前記除去部分を本来
の肌合いに復元することは不可能であるため、広
範囲の肌不良部が生じ、試作モデルとしての価値
が減損するという難点がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
り、型内部への樹脂の注入を確実にしかも速やか
に行え、得るべき成型品の形状の如何に拘わら
ず、形状不良及び肌不良の発生を大幅に軽減し得
る真空注型方法及びこれの実施に用いる装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る真空注型方法は、真空下にて混
合、撹拌された主剤と硬化剤との液状混合物を、
真空下に配した型の内部に注入し、該型の内部形
状に対応する樹脂成型品を得る真空注型方法にお
いて、前記型に形成された注入口に開閉手段を介
して連通する貯留部を設け、該貯留部に前記混合
物を一旦貯留し、該貯留部側の圧力を高めた後、
前記開閉手段の開放により前記注入をなさしめる
ことを特徴とし、またこれの実施に用いる本発明
に係る真空注型装置は、主剤と硬化剤とを混合、
撹拌して液状混合物を生成する混合室と、該混合
室に並設され、その内部に型を配してある型室
と、これら両室を各別に真空排気する排気手段
と、前記両室間に介装された開閉手段と、該開閉
手段の前記混合室側に連設され、前記液状混合物
を貯留する貯留手段と、前記開閉手段の前記型室
側に連設され、該開閉手段を前記型に形成された
注入口に連結する連結手段とを具備することを特
徴とする。

〔作用〕

本発明においては、主剤と硬化剤とを真空下に
て混合、撹拌した後、この混合物を貯留部に一旦
貯留し、該貯留部が配された混合室の圧力を型が
配された型室の内部圧力よりも高めた後、両室間
に介在する開閉手段を開放して、両室の圧力差に
より前記混合物を型に注入せしめる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて
詳述する。第１図は本発明に係る真空注型装置の
模式的側断面図である。

図において１は混合室、２は型室である。混合
室１及び型室２はいずれも、気密に封止し得る矩
形の函体であり、前者は後者の上部に連設され、
隔壁３にて相互に隔絶されている。隔壁３の略中
央には、開閉手段たる電磁弁４が、混合室１と型
室２との間に介在する態様にて装着されており、
該電磁弁４が開放されたとき両室１，２は連通さ
れるようになつている。また混合室１及び型室２
は、各別の排気弁１０，２０を介して真空源５に
夫々連結されていると共に、各別の給気弁１１，
２１を介して大気に連通させてあり、混合室１
（又は型室２）の内圧は、排気弁１０（又は排気
弁２０）が開放された場合、真空源５の動作によ
り所定の真空度に至るまで減圧され、逆に給気弁
１１（又は給気弁２１）が開放された場合、給気
弁１１（又は給気弁２１）を経て導入される空気
により、大気圧に至るまで昇圧されるようになつ
ている。更に、混合室１の一側面には観察窓１２
が、また型室２の一側面には観察窓２２が夫々開
設してあり、これらを介して混合室１及び型室２
の内部状態を外部から観察できるようになしてあ
る。

さて前記混合室１は、これの内部にて主剤と硬
化剤とを混合、撹拌するための室であり、主剤及
び硬化剤は、図示の如き広口の収納容器６及び７
に夫々収納されて後述の如く混合室１内に導入さ
れる。混合室１の内部には、これらの収納容器６
及び７を保持し、操作するための夫々の操作ハン
ド１３及び１４が配設されている。主剤の収納容
器６を操作するための一方の操作ハンド１３は、
混合室１の側壁から水平に突出された支持杆１３
ａと、これの先端に水平軸回りでの回動自在に枢
支された保持リング１３ｂとを備えてなり、硬化
剤の収納容器７を操作するための他方の操作ハン
ド１４は、同様の支持杆１４ａと保持リング１４
ｂとを備え、前記操作ハンド１３の上方に配して
ある。操作ハンド１３においては、支持杆１３ａ
の軸方向への進退に伴う保持リング１３ｂの移動
と、支持杆１３ａに対する保持リング１３ｂの傾
倒動作とが可能であり、また操作ハンド１４にお
いては、支持杆１４ａに対する保持リング１４ｂ
の傾倒動作が可能となつている。また混合室１の
内部には、これの天井壁の略中央から下向きに突
出する回転軸１５ａと、これの先端に固着された
撹拌羽根１５ｂとを備えてなる撹拌機１５が配し
てある。この撹拌機１５においてもまた、回転軸
１５ａの軸方向への進退に伴う撹拌羽根１５ｂの
上下動と、回転軸１５ａの回転に伴う撹拌羽根１
５ｂの回転とが可能となつている。操作ハンド１
３，１４及び撹拌機１５はいずれも、混合室１の
外部において、ハンドル等を用いての図示しない
手動操作手段、又は電動モータ、電磁アクチユエ
ータ等を用いての図示しない自動操作手段に連結
してあり、操作ハンド１３，１４及び撹拌機１５
の前述した動作は、混合室１の外部から行わせ得
るようになつている。

一方、前記型室２は、これの内部に成型用の型
８を配するための室であり、底部略中央に昇降テ
ーブル９を備えている。成型用の型８は、これの
一部に形成された注入口８０を上向きとして前記
昇降テーブル９上に載置され、該昇降テーブル９
の動作により型室２内部において自在に昇降させ
得るようになつている。また型８には、これの内
部空洞に連通せしめて、注入状態確認のための漏
斗８１が取付けてある。型８が昇降テーブル９上
に載置されたとき、図示の如く前記漏斗８１は、
これの開口端が上向きとなり、型８の上面よりも
上方に位置するようになしてある。

更に前記隔壁３中央の電磁弁４には、混合室１
側に貯留手段３０が、また型室２側に連結手段３
１が夫々連設してある。貯留手段３０は、収納容
器６内の主剤と収納容器７内の硬化剤との液状混
合物を一旦貯留するものであり、この混合物の流
し込みを容易に行わしめるべく、上部が拡径され
た漏斗状をなしており、また混合物の総量が収納
可能な大きさを有している。また前記連結手段３
１は、昇降テーブル９上に載置された型８の注入
口８０と、開閉手段たる電磁弁４とを連結するも
のであり、型８の載置位置の如何に拘わらず前記
連結をなし得るように、可撓正を有するチユーブ
とするのが望ましい。

第２図〜第５図は、以上の如く構成された真空
注型装置を用いて実施される本発明に係る真空注
型方法の実施手順の説明図である。なおこれらの
図においては、排気弁１０，２０及びこれに連結
された真空手段５、給気弁１１，２１、並びに観
察窓１２，２２の図示を省略してある。

本発明に係る真空注型方法の開始に際しては、
まず、所定量の主剤及び硬化剤を夫々収納してな
る収納容器６及び収納容器７を混合室１内に搬入
し、前者を操作ハンド１３の保持リング１３ｂ
に、後者を操作ハンド１４の保持リング１４ｂに
正しく装着すると共に、型８を型室２内に搬入し
て昇降テーブル９上に載置し、該昇降テーブル９
の操作により適宜の高さ位置にセツトした後、該
型８の注入口８０と電磁弁４とを連結手段３１に
て連結せしめ、第１図に示す如き状態が実現され
る。なお主剤及び硬化剤は、各別に計量されて収
納容器６及び７に収納され、前記搬入に先立つ
て、真空下にて十分に脱泡せしめてある。また前
記型８は、鋸歯状をなす合わせ面にて２つ割り可
能となつており、この合わせ面をアルコール等に
て洗浄した後に組み合わされ、適宜の固定手段に
て相互に固定された状態にて型室２に搬入され
る。

このようにして成型準備を完了した後、混合室
１及び型室２を気密に封止し、所定の真空度（例
ええば10Torr程度）に至るまで真空排気する。
この真空排気は、排気弁１０，２０を開放し、給
気弁１１，２１を閉止した状態にて真空源５を駆
動することによりなされる。なおこのとき、電磁
弁４は閉止してある。混合室１内の真空排気によ
り、該室１にセツトされた収納容器６，７におい
ては、これらの内部の主剤、硬化剤に前記搬入に
際して混入する空気が脱泡される。この脱泡状態
を観察窓１２から観察し、脱泡終了を確認した
後、次いで操作ハンド１４を操作し、保持リング
１４ｂをこれに保持された収納容器７と共に傾倒
せしめる。これにより収納容器７内の硬化剤は、
第２図に示す如く、該容器７の下部に位置する収
納容器６に流れ込み、これの内部の主剤と混合さ
れる。なお、以上の過程における脱泡状態の観察
を容易とするため、収納容器６，７は透明容器と
するのが望ましい。

この混合終了後、操作ハンド１３を操作し、こ
れの保持リング１３ｂに装着された収納容器６を
撹拌機１５の直下に位置するまで移動せしめ、次
いで撹拌機１５を操作し、これの回転軸１５ａと
共に撹拌羽根１５ｂを下動させ、第３図に示す如
く収納容器６中に浸漬せしめた後、該撹拌羽根１
５ｂを回転駆動する。これにより収納容器６中の
液状混合物は撹拌され、主剤と硬化剤とが良好に
混合される。この撹拌終了後、撹拌機１５の操作
により撹拌羽根１５ｂを上動させ、収納容器６内
から退避せしめると共に、操作ハンド１３の操作
により支持杆１３ａを退入させ、収納容器６を初
期位置まで退避させた後、操作ハンド１３を更に
操作して、保持リング１３ｂをこれに保持された
収納容器６と共に傾倒せしめ、収納容器６内の液
状混合物を、第４図に示す如く、該容器６の下方
に位置する貯留手段３０中に流し込む。この時電
磁弁４は閉止状態にあるから、流し込まれた混合
物は、第４図に示す如く、電磁弁４の弁体を底と
して貯留手段３内に滞留する。

なお以上の混合、撹拌及び流し込みは、前述の
如き真空度に維持された混合室１内にて行われる
から、これらの各過程において混合物中に空気が
巻き込まれる虞は殆どなく、貯留手段３内には、
略完全に脱泡された混合物が貯留される。

収納容器６中の混合物の全量が貯留手段３に流
し込まれた後、混合室１の内圧は所定の圧力とな
るまで昇圧される。この昇圧は、混合室１に付設
された排気弁１０を閉止し真空源５との連通を遮
断すると共に、給気弁１１を開放して、該給気弁
１１を介して大気を導入することによりなされ
る。この際の混合室１内の圧力の高低は、使用す
る樹脂の粘度、型８の大小、及び型８の内部形状
の複雑さ等、注型条件に応じて適宜に設定すれば
よく、この圧力は、給気弁１１の開閉調節を、混
合室１の内圧の検出結果に基づいて手動又は自動
にて行うことにより容易に実現される。なおこの
時、型室２の内圧は、以前として真空状態に保た
れている。

このように混合室１の内圧を高め、型室２との
間に所定の圧力差を生せしめた後、電磁弁４を開
放する。これにより貯留手段３０に貯留された混
合物は、電磁弁４、連結手段３１及び注入口８０
を介して型８に注入されるが、この注入は、貯留
手段３０と型８との間の高低差に伴う重力の作用
と共に、両者が位置する混合室１と型室２との間
に生じている圧力差によつても行われるから、前
記混合物は、型８の内部空洞に速やかにしかも確
実に充填され、型８の内部空洞の形状が複雑な場
合、薄肉部がある場合、及び型８が大型である場
合においても、形状欠陥及び肌性状の欠陥がない
良質な成型品が得られる。なお型８へ注入された
混合物は、該型８の内部に充填された後、前記漏
斗８１に侵入するから、該漏斗８１における液面
を観察窓２２から観察することにより、型８への
充填完了を確認することができ、この確認を持つ
て電磁弁４を閉止し、以降の注入を停止する。こ
のとき第５図に示す如く、貯留手段３０内には若
干量の混合物が残留するようになすことにより、
前記注入時に混合室１内の空気が、前記混合物と
共に型８内に侵入することが防止できる。このよ
うに電磁弁４の開閉は、観察窓１２又は観察窓２
２から貯留手段３０又は漏斗８１の内部状態を観
察しつつ行われるから、この開閉操作を確実に行
わしめるために、貯留手段３０及び漏斗８１は透
明材料製とするのが望ましい。

型８への充填を確認し、電磁弁４を閉止した
後、給気弁１１を開放して混合室１を常圧に復帰
せしめ、排気弁２０を閉止すると共に給気弁２１
を開放して、型室２をも常圧に復帰させ、連結手
段３１を取外した後、樹脂の硬化を待つて型８を
分離して成型品を取出し、本発明に係る真空注型
方法の全過程を終了する。なお貯留手段３０及び
連結手段３１は、電磁弁４を開放せしめた後に適
宜の方法により洗浄され、次なる成型において再
度用いられる。

なお、混合室１と型室２との並設態様は本実施
例中に示すものに限らず、また操作ハンド１３，
１４及び撹拌機１５の構成も本実施例中に示すも
のに限らないことは言うまでもない。更に本発明
例においては、貯留手段３０を主剤及び硬化剤の
収納容器６及び７と別個に設けてあるが、両容器
６，７のいずれか一方と兼用することも可能であ
る。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明に係る真空注型方法及
びその装置においては、真空下にて混合、撹拌さ
れた主剤と硬化剤との混合物が、真空下に配され
た成型用の型に開閉手段を介して連通する貯留部
に一旦貯留されて、該貯留部側の圧力を高めた
後、前記開閉手段の開放により前記型に注入され
るから、この注入が前記圧力の作用により速やか
にしかも確実になされ、前記型の大きさ及び形状
の如何に拘わらず、形状不良及び肌不良のない良
好な成型品を得ることが可能となる等、本発明は
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る真空注型装置の模式的側
断面図、第２図〜第５図は本発明に係る真空注型
方法の実施手順の説明図である。 １……混合室、２……型室、４……電磁弁、５
……真空源、６，７……収納容器、８……型、１
３，１４……操作ハンド、１５……撹拌機、３０
……貯留手段、３１……連結手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空下にて混合、撹拌された主剤と硬化剤と
   の液状混合物を、真空下に配した型の内部に注入
   し、該型の内部形状に対応する樹脂成型品を得る
   真空注型方法において、 前記型に形成された注入口に開閉手段を介して
   連通する貯留部を設け、該貯留部に前記混合物を
   一旦貯留し、該貯留部側の圧力を高めた後、前記
   開閉手段の開放により前記注入をなさしめること
   を特徴とする真空注型方法。 ２ 請求項１記載の真空注型方法の実施に用いる
   装置であつて、 主剤と硬化剤とを混合、撹拌して液状混合物を
   生成する混合室と、 該混合室に並設され、その内部に型を配してあ
   る型室と、 これら両室を各別に真空排気する排気手段と、 前記両室間に介装された開閉手段と、 該開閉手段の前記混合室側に連設され、前記液
   状混合物を貯留する貯留手段と、 前記開閉手段の前記型室側に連設され、該開閉
   手段を前記型に形成された注入口に連結する連結
   手段と を具備することを特徴とする真空注型装置。