JP2014136312A - 射出成形装置及び射出成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース（容器）を不要とした場合でも、成形精度の高い製品を簡単かつ短時間に低コストで成形することが可能な射出成形技術を提供する。
【解決手段】液状の樹脂材料を射出して硬化させることで、所定の製品を成形する際に、その成形圧力を０.５ＭＰａ程度に設定可能な射出成形装置であって、内部に被成形物をセット可能な金型２と、金型を型締めする型締ユニット４と、型締めされた金型内に樹脂材料を射出する射出ユニット６とを有し、射出ユニットには、金型に連通接続され、樹脂材料を金型内に向けて射出させるノズル６ｔを備えた射出シリンダ６ｓが設けられていると共に、ノズルを所定の温度に冷却する冷却機構を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液状の樹脂材料（例えば、熱硬化性樹脂）を金型内に射出して硬化させるだけで、既存のポッティング加工と同等及びそれ以上の高い成形精度の製品を低コストで成形することを可能にした射出成形技術に関する。

従来、特許文献１に開示された成形技術をはじめ、液状の樹脂材料（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂）によって所定部位が被包封止された製品を成形する技術として、例えば、被成形物（成形対象物ともいう）がセットされたケース（容器）内に液状の樹脂材料を投入（ポッティング）し、当該樹脂材料を加熱して硬化させる技術や、ケース（容器）を不要とし、所定部位に液状の樹脂材料を滴下（ポッティング）し、当該樹脂材料を加熱して硬化させる技術など、各種の成形技術が知られている。

特開２００８−２７０４６９号公報 特開平２−３０３３４８号公報 特開平２−２３７４４５号公報

ところで、近年、電子、電気機器の高性能化、軽薄短小化などに伴い、使用される部品の信頼性が一段と要求されている。また、同時進行する低価格化に伴い、電気、電子部品の生産方法において一層の向上が求められている。また、ユーザー側のニーズも多様化し多品種・少量生産に対応していく必要性が高まっている。この場合、上記した成形技術を考察すると、ケース（容器）を必要とする場合、成形精度の高い製品を実現することはできるものの、成形プロセスに要する部品点数が増加するため、その分だけ成形コストが上昇し、その結果、製品の低コスト化の要求に応えることが困難になってしまう。

これに対して、ケース（容器）を不要とする場合、成形プロセスに要する部品点数を削減することができるため、その分だけ成形コストの低減を図ることはできるものの、所定部位に対して精度良く樹脂材料を滴下（ポッティング）するためには、ある程度の熟練を要し、そうなると、成形精度の高い製品を実現するためには、手間や時間がかかり、その結果、製品の製造コストが大幅に上昇してしまう。

ここで、特許文献２,３に開示されているように、金型内に樹脂材料を流入する方式は既に知られている。しかしながら、特許文献２の方式では、成形ごとに毎回材料を捨てなければならず、低コスト化には一定の限界がある。また、特許文献３の方式は、同一製品の大量生産には適しているが、成形材料を変える場合には混合装置内を清掃しなければならず、そのための手間や時間が膨大となり、多品種・少量生産に適していないといった問題がある。

本発明は、上記した問題を解決するためになされており、その目的は、ケース（容器）を不要とした場合でも、成形精度の高い製品を簡単かつ短時間に低コストで成形することが可能な射出成形技術を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、液状の樹脂材料を射出して硬化させることで、所定の製品を成形する際に、その成形圧力を０.５ＭＰａ程度に設定可能な射出成形装置であって、内部に被成形物をセット可能な金型と、金型を型締めする型締ユニットと、型締めされた金型内に樹脂材料を射出する射出ユニットとを有し、射出ユニットには、金型に連通接続され、樹脂材料を金型内に向けて射出させるノズルを備えた射出シリンダが設けられていると共に、ノズルを所定の温度に冷却する冷却機構を有する。
また、本発明は、液状の樹脂材料を射出して硬化させることで、所定の製品を成形する際に、その成形圧力を０.５ＭＰａ程度に設定可能な射出成形方法であって、金型内に被成形物をセットする工程と、型締ユニットによって金型を型締めする工程と、型締めされた金型内に、射出ユニットによって樹脂材料を射出する工程とを有し、射出ユニットには、金型に連通接続され、樹脂材料を金型内に向けて射出させるノズルを備えた射出シリンダが設けられていると共に、ノズルを所定の温度に冷却する冷却機構を有する。
本発明において、射出シリンダには、樹脂材料を収容する中空円筒状のポット部が構成されており、その全体が、水平方向に対して所定の角度で傾斜させて配置されている。
本発明において、射出シリンダには、ポット部内に収容された樹脂材料をノズルに向けて圧送するプランジャが往復移動可能に設けられており、プランジャには、樹脂材料が収容された状態におけるポット部内の圧力を測定する圧力センサが設けられている。
本発明において、金型には、ノズルから射出された樹脂材料を当該金型内に送り込むためのゲートが構成されており、ゲートは、ノズルが連通接続される部位から当該金型内に向って末広がり状に拡張し、かつ、その全体に亘って幅狭の隙間として構成されている。

本発明によれば、ケース（容器）を不要とした場合でも、成形精度の高い製品を簡単かつ短時間に低コストで成形することが可能な射出成形技術を実現することができる。

(ａ)は、本発明の一実施形態に係る射出成形装置の構成を示す部分断面図、(ｂ)は、金型の内部構成を示す平面図。 金型に被成形物をセットする状態を示す部分断面図。 金型を型締めする状態を示す部分断面図。 金型内に樹脂材料を射出する状態を示す部分断面図。 射出後にノズルを封止する状態を示す部分断面図。 金型から製品を脱型する状態を示す部分断面図。 試験的・非連続的に被成形物に対する被包封止を行う場合の状態を示す部分断面図。

以下、本発明の一実施形態に係る射出成形技術について添付図面を参照して説明する。
本実施形態に係る射出成形技術では、液状の樹脂材料（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂）を、被成形物（成形対象物ともいう）がセットされた金型内に射出し、当該樹脂材料を加熱して硬化させることで、所定部位が被包封止された製品を成形する技術（即ち、射出成形装置及び射出成形方法）を想定する。

図１(ａ),(ｂ)に示すように、本実施形態の射出成形装置は、内部に被成形物Ｔ（図３参照）をセット可能な金型２と、金型２を型締めする型締ユニット４と、型締めされた金型２内に樹脂材料を射出する射出ユニット６とを有している。

金型２は、第１の金型２ａと第２の金型２ｂとから成り、これら２つの金型２ａ,２ｂを重ね合わせることで、その内部に、被成形物Ｔ（例えば、半導体、コンデンサなどの各種電気・電子部品）をセット可能なチャンバ２ｃ（図１(ｂ)及び図３参照）が構成されるようになっている。なお、チャンバ２ｃの形状や広さ、大きさなどについては、金型２の種類や大きさ、用途（使用目的、使用環境）に応じて設定されるため、ここでは特に限定しない。要するに、双方の金型２ａ,２ｂを重ね合わせた際に、そのチャンバ２ｃ内に被成形物Ｔをセットできればよい（図３参照）。

また、金型２には、チャンバ２ｃ内を真空引きする（換言すると、真空状態にする）ための真空配管８が設けられており、当該真空配管８は、図示しない真空ポンプに連通接続されている。本実施形態では一例として、第１の金型２ａに真空配管が設けられており、当該真空配管８は、第１の金型２ａを貫通して延在し、上記したチャンバ２ｃに連通されている。

この場合、当該真空配管８を介してチャンバ２ｃ内を真空引きすることで、当該チャンバ２ｃ内の雰囲気中に存在しているエア（ガス）と共に、当該チャンバ２ｃ内に送り込まれた樹脂材料に混在しているエア（ガス）を除去することができるため（別の捉え方をすると、チャンバ２ｃ内におけるガスの発生を抑えることができるため）、樹脂材料の流動性・転写性が向上し、これにより、成形精度の高い製品を実現することができる。

更に、金型２には、射出ユニット６（具体的には、後述するノズル６ｔ）から射出された樹脂材料を当該金型２（チャンバ２ｃ）内に送り込むためのゲート２ｇが構成されている。ゲート２ｇは、第１及び第２の金型２ａ,２ｂを重ね合わせることで、その間に形成され（図３参照）、その形成された状態において、ノズル６ｔが連通接続される部位２ｐ（図１(ｂ)参照）から金型２（チャンバ２ｃ）内に向って末広がり状に拡張し、かつ、その全体に亘って幅狭の隙間として構成されている。なお、成形技術分野において、かかるゲート２ｇは「ファンゲート」と称される。

ここで、金型２において、ノズル６ｔが連通接続される部位２ｐとは、第１及び第２の金型２ａ,２ｂを重ね合わせた際に当該金型２ａ,２ｂ相互間に構成されるノズル当接口２ｐに相当し、かかる状態において、当該ノズル当接口２ｐは、ゲート２ｇを介してチャンバ２ｃに連通接続されている。また、ノズル当接口２ｐは、ノズル６ｔ先端が気密・液密状に密接（密着）可能に構成されており、これにより、射出ユニット６（ノズル６ｔ）から射出された樹脂材料を、漏れなく、ゲート２ｇを介してチャンバ２ｃ内に送り込むことができる。

次に、上記した金型２を型締めする型締ユニット４について説明する。
型締ユニット４は、互いに平行に対向配置された第１及び第２の固定盤４ａ,４ｂと、当該固定盤４ａ,４ｂ相互間を往復移動可能な可動盤４ｃと、第１の固定盤４ａに設けられ、可動盤４ｃを往復移動させる型締め用アクチュエータ１０と、第２の固定盤４ｂに沿って往復移動可能なスライダ１２と、第２の固定盤４ｂに設けられ、スライダ１２を往復移動させるスライダ用アクチュエータ１４とを備えている。

なお、第１及び第２の固定盤４ａ,４ｂは、支持機構４ｐによって、所定の間隔をあけて位置決めされており、可動盤４ｃは、これら固定盤４ａ,４ｂ相互間に延在させたガイド４ｇに沿って移動可能となっている。また、上記した金型２において、第１の金型２ａは、断熱板１６を介して可動盤４ｃに固定されており、一方、第２の金型２ｂは、断熱板１８を介してスライダ１２に固定されている。また、各断熱板１６,１８は、熱が例えば伝導や対流、或いは、放射によって伝わるのを防ぐものであればよく、市販の断熱材を利用することができるため、ここでは特に限定しない。

この場合、可動盤４ｃには、型締め用ロッド１０ｒを介して型締め用アクチュエータ１０が連結しており、型締め用アクチュエータ１０によって型締め用ロッド１０ｒを突没駆動することで、当該可動盤４ｃを固定盤４ａ,４ｂ相互間に沿って往復移動させることができる。また、スライダ１２には、スライダ用ロッド１４ｒを介してスライダ用アクチュエータ１４が連結しており、スライダ用アクチュエータ１４によってスライダ用ロッド１４ｒを突没駆動することで、当該スライダ１２を第２の固定盤４ｂに沿って往復移動させることができる。なお、各アクチュエータ１０,１４としては、例えば、空気圧、電動、油圧など、市販のものを適用することができるので、ここでは特に限定しない。

このような型締ユニット４によれば、スライダ用アクチュエータ１４によってスライダ１２を移動させて、当該スライダ１２上の第２の金型２ｂを、可動盤４ｃに固定されている第１の金型２ａに対向させた状態において、型締め用アクチュエータ１０によって可動盤４ｃを移動させて、当該可動盤４ｃ上の第１の金型２ａを第２の金型２ｂに接近させて重ね合わせることで、双方の金型２ａ,２ｂを予め設定した圧力で型締めすることができる。

次に、型締めされた金型２内に樹脂材料を射出する射出ユニット６について説明する。
射出ユニット６には、金型２（チャンバ２ｃ）に連通接続され、液状の樹脂材料を金型２（チャンバ２ｃ）内に向けて射出させるノズル６ｔを備えた射出シリンダ６ｓが設けられている。射出シリンダ６ｓは、例えば４本のタイバーで構築されたシリンダ本体Ｓｂを備えており、その全体が、水平方向（水平面）Ｈに対して所定の角度θで傾斜させて配置されている。

シリンダ本体Ｓｂ（射出シリンダ６ｓ）には、その先端側に樹脂材料を収容する中空円筒状のポット部６ｐが構成されており、当該ポット部６ｐの先端（即ち、シリンダ本体Ｓｂ（射出シリンダ６ｓ）の先端）に、上記したノズル６ｔが設けられている。なお、ノズル６ｔは、上記した第１及び第２の金型２ａ,２ｂを重ね合わせた際に当該金型２ａ,２ｂ相互間に構成されるノズル当接口２ｐに向けて突出した形状に構成されている。この場合、ノズル６ｔは、その全体（或いは、少なくとも先端開口Ｔｐの近傍領域）を熱伝動の低い材料（例えば、樹脂材料など）で形成することが好ましい。これにより、ポット部６ｐに収容した樹脂材料に対する金型２からの伝熱による影響を低減させることができる。

また、ノズル６ｔは、図示しない冷却装置（冷却機構とも言う）によって、所定の温度に冷却された状態に維持可能である。ここで、冷却装置による冷却方法としては、例えば、空冷、水冷など各種の方法を適用することができる。なお、ノズル６ｔの冷却温度としては、樹脂材料の種類や粘性などの各種特性に応じて設定すればよい。

これによれば、例えば、温度が低下すると粘性が高くなる特性を有する樹脂材料を用いた場合において、当該樹脂材料を低粘度かつ低圧（例えば、０.５ＭＰａ程度、具体的には、０.５ＭＰａ〜５ＭＰａの範囲の圧力）でノズル６ｔから射出する際に、金型２からの伝熱による温度上昇を防ぎつつ、ノズル６ｔ内の樹脂材料の硬化を防止することができると共に、当該ノズル６ｔを、金型２或いは後述する封止機構（封止板２０）から離したときに、ノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）からの樹脂材料の漏れを低減させることができる。

更に、射出成形装置には、冷却状態にあるノズル６ｔから樹脂材料が漏れるのを防止するための封止機構が設けられている。封止機構は、射出ユニット６（ノズル６ｔ）から樹脂材料を射出する直前まで、ノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）を封止する封止板２０を備えている。封止板２０には、封止用ロッド２２ｒを介して封止用アクチュエータ２２が連結しており、封止用アクチュエータ２２によって封止用ロッド２２ｒを突没駆動することで、封止板２０を、ノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）を封止する位置と、ノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）から回避した位置とに往復移動させることができる。なお、アクチュエータ２２としては、例えば、空気圧、電動、油圧など、市販のものを適用することができるので、ここでは特に限定しない。

また、上記したポット部６ｐには、当該ポット部６ｐ内に樹脂材料を連続して供給するための材料供給配管２４が設けられており、当該材料供給配管２４は、図示しない材料供給装置に連通接続されている。なお、材料供給配管２４には、連続して供給される樹脂材料の逆流を防止するための逆流防止機能が施されている。

更に、ポット部６ｐには、当該ポット部６ｐ内を真空引きする（換言すると、真空状態にする）ための真空配管２６が設けられており、当該真空配管２６は、図示しない真空ポンプに連通接続されている。本実施形態では一例として、ポット部６ｐの基端側（ノズル６ｔが設けられた先端とは反対側、或いは、別の捉え方をすると、後述する材料投入口６ｆ寄りの部分）に真空配管２６が設けられている。

この場合、当該真空配管２６を介してポット部６ｐ内を真空引きすることで、当該ポット部６ｐ内の雰囲気中に存在しているエア（ガス）と共に、当該ポット部６ｐ内に供給された樹脂材料に混在しているエア（ガス）を除去することができるため（別の捉え方をすると、ポット部６ｐ内におけるガスの発生を抑えることができるため）、流動性・転写性に優れた樹脂材料をポット部６ｐに収容することができる。なお、ポット部６ｐには、収容した樹脂材料の状態（例えば、粘性）を一定に維持するために、当該ポット部６ｐを加熱冷却するための加熱冷却機能が施されている。

また、シリンダ本体Ｓｂ（射出シリンダ６ｓ）には、ポット部６ｐ内に収容された樹脂材料をノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）に向けて圧送するプランジャ２８が往復移動可能に設けられていると共に、当該プランジャ２８を往復移動させる射出用アクチュエータ３０が設けられている。プランジャ２８には、射出用ロッド３０ｒを介して射出用アクチュエータ３０が連結しており、射出用アクチュエータ３０によって射出用ロッド３０ｒを突没駆動することで、当該プランジャ２８をポット部６ｐ内に沿って往復移動させることができる。なお、射出用アクチュエータ３０としては、例えば、空気圧、電動、油圧など、市販のものを適用することができるので、ここでは特に限定しない。

なお、プランジャ２８には、樹脂材料が収容された状態における射出シリンダ６ｓ（具体的には、ポット部６ｐ）内の圧力を測定する圧力センサ（図示しない）が設けられている。また、プランジャ２８には、その先端寄りの外周にシール構造が構築されており、これにより、ポット部６ｐ内に沿ってプランジャ２８を往復移動させる際、ポット部６ｐ内の真空度を一定に維持することができると共に、ポット部６ｐ内に収容された樹脂材料の漏洩を防止することができる。この場合、シール構造としては、既存のシール技術を適用することができるため、ここでは特に限定しないが、図面にはシール構造の一例として、プランジャ２８の先端側外周に、その周方向に沿って互いに平行に連続した２本のパッキン３２が敷設されている。

上記した射出ユニット６は、その全体が可動プレート３４上に搭載されており、可動プレート３４上において、射出シリンダ６ｓ（シリンダ本体Ｓｂ）は、支持フレーム３６によって、水平方向（水平面）Ｈに対して所定の角度θで傾斜した状態に支持されている。また、可動プレート３４には、スライダ３８が固定されており、スライダ３８は、固定ベース４０に固定されたガイド４２に沿って移動自在に構成されている。更に、可動プレート３４には、可動用ロッド４４ｒを介して可動用アクチュエータ４４が連結しており、可動用アクチュエータ４４によって可動用ロッド４４ｒを突没駆動することで、可動プレート３４をガイド４２に沿って往復移動させることができる。

次に、上記した射出成形装置による射出成形方法について説明する。
本実施形態に係る射出成形方法は、金型２（チャンバ２ｃ）内に被成形物Ｔをセットする工程と、型締ユニット４によって金型２を型締めする工程と、型締めされた金型２（チャンバ２ｃ）内に、射出ユニット６によって、液状の樹脂材料（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂）を射出する工程とを有している。なお、以下では、被成形物Ｔ（図２参照）の一例として、半導体、コンデンサなどの電子部品を想定し、当該電子部品の一部（例えば、電極）を除いた他の部分のみに、樹脂材料を被包封止する場合について説明する。

まず、図２に示すように、スライダ用アクチュエータ１４によってスライダ１２を移動させることで、当該スライダ１２上に固定された第２の金型２ｂを所定位置まで前進させた後、その位置で、第２の金型２ｂ内に被成形物Ｔをセットする。なお、当該所定位置において、第２の固定盤４ｂには、金型２（チャンバ２ｃ）内に成形された製品を脱型する際に用いることが可能なエジャクタ装置４６が設けられている。

また、図示しない材料供給装置から供給された樹脂材料を、材料供給配管２４を介してポット部６ｐ内に連続して供給する。このとき、かかる樹脂材料の供給量や供給タイミングなどに基づいて、射出用アクチュエータ３０によって、ポット部６ｐの先端に位置付けたプランジャ２８を後退させる。ここで、材料供給配管２４を介して供給される樹脂材料は、材料供給装置において脱気された状態にあるため、真空配管２６を介してポット部６ｐ内を真空引きする必要はない。

この場合、プランジャ２８に設けられた圧力センサ（図示しない）によって、ポット部６ｐ内に供給される樹脂材料の樹脂圧を測定することで、当該ポット部６ｐ内の圧力を一定に維持しつつ、プランジャ２８を後退させることができる。これにより、図示しない材料供給装置から樹脂材料を供給する際の圧力が小さい場合でも、予め設定した分量だけ樹脂材料を効率よく（円滑に）ポット部６ｐ内に充填させることができる。

次に、図３に示すように、スライダ用アクチュエータ１４によってスライダ１２を移動させることで、第２の金型２ｂを型締ユニット４内に後退させ、可動盤４ｃに固定されている第１の金型２ａに対向させる。そして、型締め用アクチュエータ１０によって可動盤４ｃを移動させて、当該可動盤４ｃ上の第１の金型２ａを第２の金型２ｂに接近させて重ね合わせることで、双方の金型２ａ,２ｂを予め設定した圧力で型締めする。

このとき、これら２つの金型２ａ,２ｂ相互間にチャンバ２ｃが構成された金型２が実現され、当該金型２（チャンバ２ｃ）内に被成形物Ｔがセットされることとなる。また同時に、双方の金型２ａ,２ｂ相互間には、上記したゲート２ｇ（射出ユニット６（ノズル６ｔ）から射出された樹脂材料を金型２（チャンバ２ｃ）内に送り込むためのファンゲート）が構成されることとなる。

次に、図４に示すように、封止用アクチュエータ２２によって封止板２０をノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）から回避させた後、可動用アクチュエータ４４によって可動プレート３４を移動させることで、可動プレート３４上に搭載された射出ユニット６のノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）を、当該重ね合わされた金型２ａ,２ｂ相互間に構成されるノズル当接口２ｐに当接させる。

続いて、図示しない真空ポンプに連通接続された真空配管８を介して金型２（チャンバ２ｃ）内を真空引きする。このとき、金型２から熱がノズル６ｔに伝わった場合でも、当該ノズル６ｔは、熱伝動の低い材料で形成されていると共に、図示しない冷却装置によって冷却されているため、ポット部６ｐに収容した樹脂材料に対する金型２からの伝熱による影響はない。

そして、金型２（チャンバ２ｃ）内の真空引きを行いながら、プランジャ２８を前進させることで、ポット部６ｐ内に収容された樹脂材料をノズル６ｔから射出させる。このとき、射出された樹脂材料は、ゲート（ファンゲート）２ｇを通過することで、当該樹脂材料中に混在しているエア（ガス）が除去された状態で、金型２（チャンバ２ｃ）内に送り込まれる。このように、ゲート（ファンゲート）２ｇを通過させた樹脂材料を用いることで、成形精度の高い製品を成形することができる。

この後、ゲート（ファンゲート）２ｇを介して金型２（チャンバ２ｃ）内に樹脂材料を充填した状態において、当該ゲート２ｇ内の樹脂材料が固化（硬化）するまで、加熱と共に保圧処理を行う。

次に、図５に示すように、封止用アクチュエータ２２によって可動プレート３４を移動させることで、射出ユニット６のノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）をノズル当接口２ｐから離間させた後、封止用アクチュエータ２２によって封止板２０を移動させ、ノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）を封止する。これにより、ノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）からの樹脂材料の漏れを確実に防止することができる。なお、この間、ノズル６ｔは、図示しない冷却装置によって冷却されているため、樹脂材料が漏れることはない。

そして、図６に示すように、金型２（チャンバ２ｃ）内に充填された樹脂材料全体が完全に固化（硬化）したとき、当該金型２を開いた後、スライダ用アクチュエータ１４によってスライダ１２を移動させることで、第２の金型２ｂを所定位置まで前進させ、その位置で、当該第２の金型２ｂ内から製品を脱型する。これにより、樹脂材料４８によって一部（例えば、電極以外の部分）が被包封止された製品（完成品）としての被成形物Ｔを得ることができる（図６参照）。なお、このとき、エジャクタ装置４６のエジェクタピン４６ｐを上昇させることによって脱型してもよい。

以上、本実施形態の射出成形技術によれば、従来では必要であったケース（容器）を必要とすることなく、当該ケース（容器）を用いた場合と同等及びそれ以上の高い成形精度の製品を簡単かつ短時間に成形することができる。

また、本実施形態の射出成形技術によれば、ケース（容器）を不要としたことで、成形プロセスに要する部品点数を削減することができるため、その分だけ成形コストの低減を図ることが可能となり、その結果、製品の低コスト化の要求に応えることができる。

更に、本実施形態の射出成形技術によれば、ポット部６ｐ内への樹脂材料の供給から当該樹脂材料の金型２（チャンバ２ｃ）内への射出、そして、加熱・保圧・硬化に至る一連のプロセスを、真空引きされた雰囲気と同様の環境下で行うことができるため、例えばボイドやヒケ等のない良好な外観形状を有する製品を提供することができる。

なお、上記した実施形態では、ノズル６ｔのみを冷却装置によって、所定の温度に冷却された状態に維持させる場合を想定したが、これに限定されることはなく、例えば、封止機構の封止板２０についてもノズル６ｔと共に、冷却装置によって、所定の温度に冷却された状態に維持させるようにしてもよい。

また、上記した実施形態では、材料供給配管２４からポット部６ｐ内に樹脂材料を連続して供給した後、当該ポット部６ｐに収容された樹脂材料をノズル６ｔから順次射出する場合（即ち、連続成形）を想定したが、これ以外の成形方法にも、本発明の射出成形技術は適用することができる。一例として、大気中においてビーカなどで混合した樹脂材料によって、試験的・非連続的に被成形物Ｔに対する被包封止を行う場合を想定する。

この場合に対応すべく、図７に示すように、本実施形態の射出成形装置において、シリンダ本体Ｓｂ（射出シリンダ６ｓ）には、ポット部６ｐとは反対側の部位、即ち、当該シリンダ本体Ｓｂ（射出シリンダ６ｓ）の基端側の部分に、ポット部６ｐ内に向けて樹脂材料を投入するための材料投入口６ｆが設けられている。

ここで、射出用アクチュエータ３０によって、プランジャ２８をポット部６ｐから離間した位置まで後退させた状態において、材料投入口６ｆから樹脂材料を投入すると、当該樹脂材料は、シリンダ本体Ｓｂ（射出シリンダ６ｓ）に沿って落下し、ポット部６ｐ内に収容される。なお、事前に、封止板２０によってノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）を封止しておくことが好ましい。これにより、ノズル６ｔ（先端開口Ｔｐ）からの樹脂材料の漏れを防止することができる。

続いて、プランジャ２８をポット部６ｐ内に前進させて、当該プランジャ２８の先端側外周に敷設されたパッキン３２によって、ポット部６ｐ内が密封されたタイミングで、真空配管２６を介してポット部６ｐ内を真空引きして、当該ポット部６ｐ内のエア（ガス）を除去する。

上記したように、シリンダ本体Ｓｂ（射出シリンダ６ｓ）は、水平方向（水平面）Ｈに対して所定の角度θで傾斜させて配置されているため、垂直（鉛直）に配置させた場合に比べて、ポット部６ｐ内に収容されている樹脂材料の表面を、真空引き雰囲気中に広く晒すことができる。これにより、樹脂材料に対する真空引き効率を飛躍的に向上させることができるため、当該樹脂材料中に混在しているエア（ガス）の除去をより確実に行うことができる。

そして、更に、プランジャ２８をポット部６ｐ内に前進させた後、当該に設けられた圧力センサ（図示しない）によって、ポット部６ｐ内の樹脂圧を測定し、当該ポット部６ｐ内に空隙が無くなった時点で、プランジャ２８の前進を停止させる。なお、これ以降のプロセスは、上記した図２〜図５に係る実施形態と同様であるため、その説明並びにその効果についての説明は省略する。

なお、本発明に使用できる樹脂材料については、６０℃以下で液状の熱硬化性樹脂で、かつ、成形温度における粘度が３Ｐａ・ｓ以下の樹脂組成物であることが好ましい。この場合、樹脂材料の主成分は、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられるが、目的（用途）に応じて、シリカ等の充填材、難燃化剤、機能性フィラーを適宜配合して使用することができる。

２ 金型
２ａ 第１の金型
２ｂ 第２の金型
２ｃ チャンバ
２ｇ ゲート（ファンゲート）
２ｐ ノズル当接口
４ 型締ユニット
６ 射出ユニット
６ｓ 射出シリンダ
６ｔ ノズル

Claims (8)

1. 液状の樹脂材料を射出して硬化させることで、所定の製品を成形する際に、その成形圧力を０.５ＭＰａ程度に設定可能な射出成形装置であって、
   内部に被成形物をセット可能な金型と、
   金型を型締めする型締ユニットと、
   型締めされた金型内に樹脂材料を射出する射出ユニットとを有し、
   射出ユニットには、金型に連通接続され、樹脂材料を金型内に向けて射出させるノズルを備えた射出シリンダが設けられていると共に、
   ノズルを所定の温度に冷却する冷却機構を有することを特徴とする射出成形装置。
2. 射出シリンダには、樹脂材料を収容する中空円筒状のポット部が構成されており、その全体が、水平方向に対して所定の角度で傾斜させて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
3. 射出シリンダには、ポット部内に収容された樹脂材料をノズルに向けて圧送するプランジャが往復移動可能に設けられており、
   プランジャには、樹脂材料が収容された状態におけるポット部内の圧力を測定する圧力センサが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の射出成形装置。
4. 金型には、ノズルから射出された樹脂材料を当該金型内に送り込むためのゲートが構成されており、
   ゲートは、ノズルが連通接続される部位から当該金型内に向って末広がり状に拡張し、かつ、その全体に亘って幅狭の隙間として構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形装置。
5. 液状の樹脂材料を射出して硬化させることで、所定の製品を成形する際に、その成形圧力を０.５ＭＰａ程度に設定可能な射出成形方法であって、
   金型内に被成形物をセットする工程と、
   型締ユニットによって金型を型締めする工程と、
   型締めされた金型内に、射出ユニットによって樹脂材料を射出する工程とを有し、
   射出ユニットには、金型に連通接続され、樹脂材料を金型内に向けて射出させるノズルを備えた射出シリンダが設けられていると共に、
   ノズルを所定の温度に冷却する冷却機構を有することを特徴とする射出成形方法。
6. 射出シリンダには、樹脂材料を収容する中空円筒状のポット部が構成されており、その全体が、水平方向に対して所定の角度で傾斜させて配置されていることを特徴とする請求項５に記載の射出成形方法。
7. 射出シリンダには、ポット部内に収容された樹脂材料をノズルに向けて圧送するプランジャが往復移動可能に設けられており、
   プランジャには、樹脂材料が収容された状態におけるポット部内の圧力を測定する圧力センサが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の射出成形方法。
8. 金型には、ノズルから射出された樹脂材料を当該金型内に送り込むためのゲートが構成されており、
   ゲートは、ノズルが連通接続される部位から当該金型内に向って末広がり状に拡張し、かつ、その全体に亘って幅狭の隙間として構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の射出成形方法。

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