JPH0639857A - 微小部品の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、各種小型電気製品や小型精密機械
に使用される微小部品の成形方法に関するもので、微小
で薄肉な部品でも成形が可能で、かつ従来方法よりも型
寿命が長く、量産も可能な方法を提供するものである。 【構成】 ガイドピンを基準に、微小部品の立体形状を
複数枚のキャビティ−プレ−ト３、４、５により形成
し、これをベ−スプレ−トと固定プレ−ト間に挟んで固
定し、全てのプレ−トには、フッ素系の単分子膜を形成
し、この金型を真空中に置き、他の真空タンク１３、１
４内で脱泡された二液性樹脂の主剤と硬化剤を、計量，
混合，吐出機構１７によりキャビティ−内に注入し、大
気圧に戻して大気圧注入、硬化する。流れの悪い場合に
は、加圧機構により加圧注入もできる。この方法によ
り、微小で薄肉の部品の成形が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型化が活発に行われ
ているビデオ，ビデオカメラ，ラジカセ等の家電製品
や、時計，カメラなどの小型精密機器及び今後注目され
るであろうマイクロマシン等に使用される、微小部品の
成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】樹脂成形部品は、射出成形技術や金型加
工技術の発展により、小型，高精度な部品が成形されて
いる。

【０００３】以下、従来の樹脂成形、組立技術について
説明する。図５（ａ），（ｂ）は、従来の樹脂射出成形
機及び金型を示す説明図である。図５において、４１は
縦型射出成形機、４２はホッパ−、４３は射出ノズル、
４４は射出成形金型、４５は加熱シリンダ−、４６は射
出シリンダ−、４７はスプル−部、４８は成形品、４９
はキャビティ−、５０は突き出しピンである。

【０００４】以下その動作について説明する。ホッパ−
４２に供給された樹脂材料は、加熱シリンダ−４５で加
熱，溶融し、射出成形金型４４が型締めされた後、射出
シリンダ−４６により射出ノズル４３から射出成形金型
４４に射出される。射出された樹脂は、スプル−部４７
を通り、キャビティ−４９を満たし、成形品４８ができ
る。射出成形金型４４が開き、突き出しピン５０により
成形品４８が押し出され、図示されていないが、自動取
出装置などにより取り出される。

【０００５】図６（ａ）〜（ｅ）は、従来の真空注型法
による成形工程を示す工程図である。図６において、５
１はマスタ−モデル、５２は真空槽、５３はシリコ−ン
ゴム、５４は気泡、５５はシリコ−ンゴム型、５６は注
型用樹脂、５７は注入口、５８はキャビティ−、５９は
成形品、６０は枠型である。

【０００６】以下、その動作について説明する。まず図
６（ａ）に示すように、成形したい形状のマスタ−モデ
ル５１を作り、枠型６０を組立、その中にマスタ−モデ
ル５１が完全に埋まるまで、シリコ−ンゴム５３を流し
込み、真空槽５２内で気泡５４を除去する。

【０００７】次に図６（ｂ）に示すようにシリコ−ンゴ
ム５３が硬化し、これを分割し、中からマスタ−モデル
５１を取り除くことにより、シリコ−ンゴム型５５が出
来る。

【０００８】次に図６（ｃ）に示すように、シリコ−ン
ゴム型５５をテ−プなどで型締めし、真空槽５２に入
れ、同じ真空槽５２で脱泡した注型用樹脂５６を注入口
５７から注ぐ。このとき真空槽５２内は、負圧状態であ
る。

【０００９】次に図６（ｄ）に示すように、注入後、真
空槽５２内を大気圧に戻し、大気圧により注型用樹脂５
６をキャビティ−５８に押し込む。そして図６（ｅ）に
示すように、樹脂硬化後、シリコ−ンゴム型５５を開
き、脱型すると成形品５９が出来上がる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例おいて、射出成形では、肉厚が０．５ｍｍ以下に
なると未充填になる確立が高くなり、さらに０．１〜
０．２ｍｍ程度の肉厚だとほとんど流れず、微小で薄肉
な成形品を成形することは大変困難である。

【００１１】また、真空注型法の場合は、流れは注型用
樹脂を用いることで、０．１ｍｍの肉厚でもかなり良く
充填されるが、さらに薄肉になったり、薄肉部の距離が
長くなると、十分な充填が出来なくなる。また通常試作
的な目的で使用され、数個つくるには良いが、多数個を
成形するには、シリコ−ンゴム型を用いるので型寿命が
短く、量産性はない。さらに微小部品（たとえば１ｍｍ
以下）のゴム型をマスタ−モデルから作るのは、かなり
難しい。

【００１２】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
もので、微小で薄肉な部品でも成形が可能で、また、型
寿命も長く、量産も可能な微小部品に適した成形技術を
提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、ガイドピンを基準に、微小部品の立体形
状を複数枚のキャビティ−プレ−トによって形成し、こ
れをベ−スプレ−トと固定プレ−ト間にはさんで固定
し、全てのプレ−トには、離型剤としてフッ素系の単分
子膜を形成し、次にこの成形用金型を真空雰囲気中に置
き、他の真空タンク内で脱泡された二液性樹脂の主剤と
硬化剤を、それぞれ計量，混合，吐出する機構により一
定量吐出し、真空中のキャビティ−内に注入する。その
後、大気圧に戻し、注入され硬化する。

【００１４】

【作用】本発明は上記成形方法により、流れのよい注型
用の二液性樹脂を用い、大気圧で注入、さらに流れずら
い場合には、数kg／cm² の加圧が可能であり、従来でき
なかった微小で薄肉な部品でも成形が可能であり、また
金型に単分子膜を形成することで、離型性が良く、型寿
命も長くなり量産についても可能性を有する微小部品の
成形方法を得ることができる。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について図面
を参照しながら説明する。

【００１６】まず、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれ
ぞれ、本発明の第１の実施例における微小部品の成形方
法を実現する成形用金型の構成を示す断面図，平面図，
及び同（ｂ）のＡ部分詳細図である。

【００１７】図２において、１はベ−スプレ−ト、２は
ガイドピン、３はキャビティプレ−ト群、４は固定プレ
−トＩ、５は固定プレ−トII、６は注入口である。この
成形用金型の構成は、ベ−スプレ−ト１上のガイドピン
２を基準に、キャビティプレ−ト群３を組立て、その上
に固定プレ−トＩ４および固定プレ−トII５をおいて、
挟み込むようにして固定する。

【００１８】次に図３を用いてキャビティプレ−ト群３
について詳細に説明する。図３は図２におけるキャビテ
ィプレ−ト群を示す断面図，平面図である。

【００１９】図３において、７、８、９、１０はそれぞ
れキャビティプレ−トＩ、II、III、IVである。１１は
キャビティ−Ｉ、１２はキャビティ−IIである。次にそ
の組合せを説明する。

【００２０】同図に示したように、キャビティプレ−ト
Ｉ７、II８、III ９、Ｉ７の組合せにより、キャビティ
−Ｉ１１のような一段のギヤを持つシャフトを形成で
き、また、キャビティプレ−トＩ７、II８、IV１０、Ｉ
７のように組み合わせれば、キャビティ−II１２のよう
な二段のギヤを持つシャフトを形成でき、このようにキ
ャビティプレ−ト群３の組合せにより、さまざまな立体
的なキャビティ−形状をつくることができる。また、図
２、図３で示したキャビティプレ−ト群３、固定プレ−
トＩ４、固定プレ−トII５、ベ−スプレ−ト１には、図
示していないが離型剤として、全て単分子膜コ−ティン
グが行われている。

【００２１】図１は本発明の第１の実施例における微小
部品の成形方法を実現するための装置の全体構成図であ
る。

【００２２】図１において、１３は真空タンク（Ａ）、
１４は真空タンク（Ｂ）、１５は主剤、１６は硬化剤、
１７は計量，混合，吐出機構、１８は真空ポンプ、１９
はバルブＩ、２０はバルブII、２１はバルブIII 、２３
は吐出ノズル、２６は真空オ−ブンである。

【００２３】以上の構成による成形方法について説明す
る。まず、キャビティプレ−ト群３によりキャビティ−
II１２を形成し、固定プレ−トＩ４、固定プレ−トII５
によって固定され、真空オ−ブン２６内に置かれる。次
にバルブII２０を開け、真空ポンプ１８により真空にす
る。このとき他のバルブは閉じている。

【００２４】次に、一定の真空度に達した後、すでに脱
泡済みの真空タンク（Ａ）１３内の主剤１５と、真空タ
ンク（Ｂ）１４内の硬化剤１６を、計量，混合，吐出機
構１７により一定量吐出する。このときに同時にバルブ
Ｉ１９を開く。吐出された樹脂は、吐出ノズル２３より
成形用金型内に注入される。次にバルブＩ１９を閉じ、
バルブIII ２１を開け、大気圧下に戻し、大気圧により
樹脂がさらに押し込まれる。そして、そのまま真空オ−
ブン２６中で硬化しても良く、また他の温度設定された
オ−ブンに移して硬化しても良い。

【００２５】以上のように本実施例によれば、キャビテ
ィプレ−ト群３により、微小部品の立体形状を形成し、
これを固定プレ−トで固定し、それらは全て単分子膜コ
−ティングが行われており、その成形金型を真空オ−ブ
ン内に配置し、一定の真空度に達した後、二液性樹脂の
主剤１５と硬化剤１６を計量，混合，吐出機構１７によ
り吐出し、キャビティ−内に注入し、その後大気圧に戻
し、さらに注入、硬化するという成形方法により、微小
で薄肉な部品でも成形することができ、また単分子膜コ
−ティングにより離型性が良好であり、金属の型を使用
できるのでゴム型にくらべ、型寿命も長くなり、量産も
可能な成形方法を提供することができる。

【００２６】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について図面を参照しながら説明する。図４は本発明の
第２の実施例における微小部品の成形方法を実現する装
置の全体構成図である。図１の構成と異なる点は、バル
ブIV２２、加圧機構２４、圧力源２５、可動テ−ブル２
７を新たに設けた点である。

【００２７】以上の構成で、その動作について説明す
る。まず、計量，混合，吐出機構１７により樹脂をキャ
ビティ−II１２に吐出するまでは、図１の実施例と同様
である。

【００２８】次にバルブＩ１９を閉じ、可動テ−ブル２
７により一度吐出ノズル２３を金型からはなし、バルブ
III ２１を開け、大気圧下にして樹脂を押し込み、再び
可動テ−ブル２７を下降させ、金型に密着、固定し、バ
ブルIV２２を開け、圧力源２５からの圧力を加圧機構２
４で調節して、数kg／cm² の圧力で加圧注入することが
できる。また、大気圧下に戻す前に、真空状態で加圧す
ることもできる。

【００２９】以上のように、キャビティ−に樹脂が注入
された後で再度、加圧注入できる機構を設けることによ
り、薄肉でより複雑な立体形状や、流動性の悪い樹脂を
用いても、従来より確実に充填することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は、ガイドピンを基
準に、微小部品の立体形状を複数枚のキャビティ−プレ
−トによって形成し、これをベ−スプレ−トと固定プレ
−ト間にはさんで固定し、全てのプレ−トには、離型剤
としてフッ素系の単分子膜を形成し、次にこの成形用金
型を真空雰囲気中に置き、他の真空タンク内で脱泡され
た二液性樹脂の主剤と硬化剤を、それぞれ計量，混合，
吐出する機構により一定量吐出し、真空中のキャビティ
−内に注入する。その後、大気圧に戻し、注入され硬化
する。またさらに数kg／cm² の加圧をする機構を有して
いるということにより、従来できなかった微小で薄肉な
部品でも成形が可能であり、また金型に単分子膜を形成
することで、離型性が良く、型寿命も長くなり量産につ
いても可能な成形技術を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における微小部品の成形
方法を実現する装置の全体構成図

【図２】同装置の要部である成形用金型の構造を示す図

【図３】同装置の要部であるキャビティプレ−ト群の詳
細構成図

【図４】本発明の第２の実施例における微小部品の成形
方法を実現する装置の全体構成図

【図５】従来の樹脂射出成形機及び金型を示す図

【図６】従来の真空注型法による成形工程を示す工程図

【符号の説明】

１ ベ−スプレ−ト ２ ガイドピン ３ キャビティ−プレ−ト群 ４ 固定プレ−トＩ ５ 固定プレ−トII ６ 注入口 ７ キャビティ−プレ−トＩ ８ キャビティ−プレ−トII ９ キャビティ−プレ−トIII １０ キャビティ−プレ−トIV １１ キャビティ−Ｉ １２ キャビティ−II １３ 真空タンク（Ａ） １４ 真空タンク（Ｂ） １５ 主剤 １６ 硬化剤 １７ 計量，混合，吐出機構 １８ 真空ポンプ １９ バルブＩ ２０ バルブII ２１ バルブIII ２２ バルブIV ２３ 吐出ノズル ２４ 加圧機構 ２５ 圧力源 ２６ 真空オ−ブン ２７ 可動テ−ブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベ−スプレ−トと、前記ベ−スプレ−ト
   上のガイドピンと、前記ガイドピンを基準に微小部品の
   立体形状を形成する複数枚のキャビティ−プレ−トと、
   前記キャビティ−プレ−トを前記ベ−スプレ−トとの間
   に挟むように固定する固定プレ−トから構成され、前記
   ベ−スプレ−ト、キャビティ−プレ−ト、固定プレ−ト
   の全面にフッ素系の単分子膜を形成した成形用金型を真
   空雰囲気中に配置し、前記真空雰囲気とは別に、真空状
   態にできるタンク中に入れられ、脱泡された二液性樹脂
   の主剤と硬化剤を一定量吐出し、キャビティ−内に注入
   し、その後、大気圧下に戻し、大気圧により再度キャビ
   ティ−内に注入され、その後に硬化することを特徴とす
   る微小部品の成形方法。
2. 【請求項２】 大気圧下に戻した後、または真空中にお
   いて、注入した樹脂にさらに数kg／cm² の加圧をするこ
   とができる機構を有することを特徴とする請求項１記載
   の微小部品の成形方法。