JP2003019732A

JP2003019732A - 中空成形品の成形方法

Info

Publication number: JP2003019732A
Application number: JP2001206004A
Authority: JP
Inventors: Shozo Nishida; 正三西田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】２次成形用の射出圧力が低くても接合部の強
度は大きく、外観を損なわず、さらには２次成形用の溶
融樹脂の充填状態が推定できる中空成形品の成形方法を
提供する。【解決手段】一対の１次半中空成形品（Ａ，Ｂ）を成
形する１次成形と、この１次成形で得られた一対の１次
半中空成形品（Ａ，Ｂ）を互いに突き合わせ、そして突
き合わせた部分に溶融樹脂を射出充填して一対の１次半
中空成形品（Ａ、Ｂ）を一体化する２次成形とから中空
成形品を得る。このとき１次成形時には、一対の１次半
中空成形品（Ａ、Ｂ）を突き合わせたときに、突き合わ
せ部分に、実質的に閉鎖された接合空間部（Ｓ）、また
は狭い隙間が半径外方に開放した接合空間部（Ｓ’）が
１次成形用樹脂により構成されるように成形する。そし
て、２次成形時には、前記接合空間部（Ｓ、Ｓ’）に２
次成形用の溶融樹脂を射出充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の１次半中空
成形品を成形する１次成形と、前記１次成形で得られた
一対の１次半中空成形品を互いに突き合わせ、そして突
き合わせた部分に溶融樹脂を射出充填して一対の１次半
中空成形品を一体化する２次成形とから中空成形品を得
る、中空成形品の成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂製の中空成形品の製造方法とし
て射出成形機による製造法が知られている。射出成形機
により中空成形品を製造する場合は、１次成形において
中空成形品を二つ割の半中空成形品あるいは分割体とし
て成形し、２次成形においてその分割面を突き合わせ、
そして突き合わせた部分に溶融樹脂を射出して１個の中
空成形品を製造している。

【０００３】この射出成形方法の実施に使用される金型
は、図５に模式的に示されているように、概略固定金型
５０とスライド金型６０とから構成されている。固定金
型５０では一方の１次半中空成形品Ａ”が成形され、そ
してスライド金型６０では他方の１次半中空成形品Ｂ”
が成形されるようになっている。したがって、図５には
示されていないが、スライド金型６０を第１位置にし
て、１次半中空成形品Ａ”、Ｂ”を、それぞれの周囲に
接合凸部ａ、ｂを有するように１次成形し、そして１次
半中空成形品Ａ”、Ｂ”が固化した後にスライド金型６
０を開いて、図５に示されている第２位置へスライドさ
せ、そして型締めすると、一対の１次半中空成形品
Ａ”、Ｂ２は、接合端面ａ’、ｂ’において突き合わさ
れる。突き合わせるとこにより、接合凸部ａ、ｂにより
接合空間部ｓが構成される。そこで、スプル５２からゲ
ート５３を通して２次成形用の溶融樹脂を接合空間部ｓ
に射出・充填すると、一対の１次半中空成形品Ａ”、
Ｂ”は接合空間部ｓにおいて接合され、中空成形品が成
形される。図５には示されていないが、可動盤を開い
て、エジェクタピンを突き出すことにより中空成形品が
得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の射出成形方法に
よると、スライド金型６０を可動金型５０に対してスラ
イドさせて、１次成形で成形された一対の１次半中空成
形品Ａ”、Ｂ”を突き合わせ、そして２次成形により接
合空間部ｓに溶融樹脂を射出・充填することにより、中
空成形品を得ることができるので、各工程が自動化でき
中空成形品を量産できるという利点がある。また、一対
の１次半中空成形品Ａ”、Ｂ”が射出成形により成形さ
れるので、複雑な形状の中空成形品も製造できるなどの
特徴も有する。しかしながら、接合部分の形状あるいは
構造に色々な改良の余地が認められる。例えば、ゲート
５３は複数個設けられ、そして複数個のゲート５３から
接合空間部ｓの全周に２次成形用の溶融樹脂が射出・充
填されるようになっているが、溶融樹脂の、接合空間部
ｓ内における回りが悪るく接合強度が不足することがあ
る。なぜならば、接合空間部ｓの断面形状が略方形にな
り、その半径外方の開放部分は、スライド金型６０と可
動金型５０とに接しているが、これらの金型６０、５０
の温度は２次成形用の溶融樹脂の温度よりも低く、しか
も熱伝導が高いので、充填される２次成形用の溶融樹脂
が接合空間部ｓ内を回り、そして接合空間部ｓに密に充
填される前に、金型６０、５０に接している部分から固
化が始まるからである。このような固化が多少生じて
も、２次成形用の射出圧力を高くすると、問題はある程
度解決されると予想されるが、射出圧力を高くすると、
２次成形用の溶融樹脂が一対の１次半中空成形品Ａ”、
Ｂ”の端面ａ’、ｂ’を突き破り、成形品の内側へ漏
れ、充填不足を招くことになり、根本的な解決にはなら
ない。

【０００５】また、接合状態の検査が難いという問題も
ある。すなわち、接合状態は目視による検査が一般的で
あるが、２次成形用の溶融樹脂は、前述したように金型
６０、５０に接している接合空間部ｓの外周部分から固
化するので、外周部分の接合状態から、接合空間部ｓの
内部が密に充填されているか否か知ることはできない。
本発明は、上記したような従来の問題を解決した中空成
形品の成形方法を提供しようとするもので、具体的に
は、２次成形用の射出圧力が低くても接合部の強度は大
きく、また外観を損なわない、中空成形品の成形方法を
提供することを目的としている。また、他の発明は、上
記目的に加え、２次成形用の溶融樹脂の充填状態を知る
ことができる中空成形品の成形方法を提供することを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、２次成形用の接合空間部を断熱効果の大
きい１次成形用の樹脂から構成し、金型に実施的に直接
接しないように構成される。すなわち、請求項１に記載
の発明は、上記目的を達成するために、一対の１次半中
空成形品を成形する１次成形と、前記１次成形で得られ
た一対の１次半中空成形品を互いに突き合わせ、そして
突き合わせた部分に溶融樹脂を射出充填して一対の１次
半中空成形品を一体化する２次成形とから中空成形品を
得る成形方法であって、前記１次成形時には、一対の１
次半中空成形品を突き合わせたときに、突き合わせ部分
に、実質的に閉鎖された接合空間部が１次成形用樹脂に
より構成されるように成形し、前記２次成形時には、前
記実質的に閉鎖された接合空間部に２次成形用の溶融樹
脂を射出充填するように構成される。請求項２に記載の
発明は、一対の１次半中空成形品を成形する１次成形
と、前記１次成形で得られた一対の１次半中空成形品を
互いに突き合わせ、そして突き合わせた部分に溶融樹脂
を射出充填して一対の１次半中空成形品を一体化する２
次成形とから中空成形品を得る成形方法であって、前記
１次成形時には、一対の１次半中空成形品を突き合わせ
たときに、突き合わせ部分に、比較的狭い幅で半径外方
へ向かって開放された接合空間部が１次成形用樹脂によ
り構成されるように成形し、前記２次成形時には、前記
狭い幅で半径外方へ向かって開放された接合空間部に２
次成形用の溶融樹脂を射出充填するように構成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】初めに、本発明の方法の実施に使
用される金型の実施の形態を説明し、次いでこの金型を
使用した中空成形品の成形方法の実施の形態を説明す
る。図１は、スライド金型を第１の位置で開いた状態で
示す図であるが、同図に示されているように、本実施の
形態に係わる金型は、図１において左方に位置する固定
金型１と、この固定金型１に対して型開閉および図１に
おいて上下方向にスライド的に駆動されるようになって
いるスライド金型２０から概略構成されている。なお、
固定金型１が固定的に取り付けられている固定盤、スラ
イド金型２０を型開閉方向に駆動する可動盤、スライド
金型２０を図１において上下方向に駆動する駆動装置、
スライド金型２０に設けられるエジェクタ装置等は図１
には示されていない。

【０００８】図１には示されていない固定盤の略中心軸
部には、この固定盤を横切るようにしてスプル３０が設
けられている。また、固定盤と固定金型１との間には、
スプル３０を中心にして図１において上下方向にバラン
スして対称的に延びた１次成形用のランナ３１と、さら
に上方に延びた２次成形用のランナ３２とが形成されて
いる。これらのランナ３１、３２は、図１に示されてい
ないスプル切換装置の箇所で連絡している。スプル切換
装置は、例えば本出願人が取得している特許第３０４７
２１３号明細書に記載されているように構成されてい
る。

【０００９】固定金型１の上方位置には、パーティング
ラインＰ側に開口した側面形状が方形の所定深さの固定
側凹部２が形成されている。この固定側凹部２は、底壁
３、底壁３から立ち上がっている周壁４、周壁４の上方
端から半径外方へ広がっている拡大凹部５等から構成さ
れている。この拡大凹部５には、２次成形用のゲート６
が開口している。なお、図１は、ゲート６を通らない位
置で断面された断面図であるので、ゲート６は点線で示
されている。このように、ゲート６を通らない位置で断
面されているので、図２〜４において一対の半中空成形
品の環状のフランジ部の全体形状が示されている。

【００１０】上記の固定側凹部２は、詳しくは後述する
スライド金型２０のスライド側コア２１と共働して第１
の半中空成形品を成形するための第１のキャビテイを構
成し、拡大凹部５は、スライド金型２０の環状コア２２
と共働して接合空間部の一部を成形するためのキャビテ
イを構成する。なお、後述する説明からも明らかなよう
に、これらのキャビテイは連続した１個のキャビテイと
なっている。

【００１１】また、固定金型１の下方位置には、パーテ
ィングラインＰから外方に突き出た同様に側面形状が方
形の所定大きさの固定側コア１０が形成されている。固
定側コア１０の周囲には、所定の間隔をおいて固定側コ
ア１０を取り囲むようにして環状コア１１が形成されて
いる。この環状コア１１の外周面は、先端部に向かって
テーパ状に薄くなっている。これにより、後述するよう
に、接合空間部の半径外方は断面が略３角形状を呈する
なるように成形される。上記固定側コア１０は、後述す
るスライド金型２０のスライド側凹部２３と共働して、
第２の半中空成形品を成形するための第２のキャビテイ
を構成するもので、スライド側凹部２３よりも中空成形
品の肉厚分だけ小さい。環状コア１１は、スライド金型
２０の拡大凹部２６と共働して１次成形時に接合空間部
の一部を成形するキャビテイを構成する。

【００１２】スライド金型２０の上方位置には、パーテ
ィングラインＰから外方に突き出た側面形状が同様に方
形のスライド側コア２１が形成されている。このスライ
ド側コア２１は、固定金型１０の固定側凹部２と共働し
て第１のキャビテイを構成するもので、固定側凹部２よ
りも中空成形品の肉厚分だけ小さい。そして、その周囲
には所定の間隔をおいて、スライド側コア２１を取り囲
むようにして環状コア２２が形成されている。この環状
コア２２の外周面も、先端部に向かってテーパ状に薄く
なっている。これにより、後述するように、接合空間部
の半径外方は断面が略３角形状を呈するように成形され
る。上記環状コア２２は、固定金型１の拡大凹部５と協
働して、前述した接合空間部の半分を成形するためのキ
ャビテイを構成する。

【００１３】スライド金型２０の下方位置には、パーテ
ィングラインＰ側に開口した側面形状が方形のスライド
側凹部２３が形成されている。このスライド側凹部２３
は、底壁２４、底壁２４から立ち上がっている周壁２
５、周壁２５の上方端から外方へ広がっている拡大凹部
２６とから構成されている。このスライド側凹部２３に
より、前述した固定金型１の固定側コア１０と共働して
第２の半中空成形品を成形するための第２のキャビテイ
が構成される。また、拡大凹部２６は、固定金型１の環
状コア１１と１次成形時に共働して接合空間部の半分を
成形するためのキャビテイを構成する。

【００１４】固定金型１には、１次成形用の第１、２の
スプル７、８と、２次成形用のスプル９とが設けられて
いる。１次成形用の第１、２のスプル７、８の一方は共
に、前述した１次成形用のランナ３１に連通している。
そして、第１のスプル７の他方は、固定側凹部２の底壁
部３に開口し、第２のスプル８の他方は固定側コア１０
の頂部にそれぞれ開口している。なお、２次成形用のス
プル９は複数個設けることもできるが、図１には１個設
けた例が示されている。

【００１５】次に、上記の固定金型１とスライド金型２
０を使用して、１次成形により第１、２の半中空成形品
Ａ、Ｂを成形し、そしてその突き合わせ部分に溶融樹脂
を射出・充填する２次成形法により中空成形品を成形す
る成形法について説明する。スライド金型２０を、図１
に示されている位置で、すなわち第１位置で型締めす
る。そうすると、図２に示されているように、固定金型
１の固定側凹部２と拡大凹部５と、スライド金型２０の
スライド側コア２１と環状コア２２とにより、第１の半
中空成形品Ａを成形するための第１のキャビテイＣａが
構成される。また、スライド金型２０のスライド側凹部
２３と拡大凹部２６と、固定金型１の固定側コア１０と
環状コア１１とにより第２の半中空成形品を成形するた
めの第２のキャビテイＣｂが構成される。

【００１６】固定盤のスプル３０から従来周知のように
して、１次成形用の溶融樹脂を射出する。溶融樹脂は、
固定盤のスプル３０から１次成形用のランナ３１、第
１、２のスプル７、８を通って第１、２のキャビテイＣ
ａ、Ｃｂに射出充填される。１次成形用の溶融樹脂が充
填されている状態が図２に示されている。この１次成形
により、第１、２の１次半中空成形品Ａ、Ｂが図２に示
されているように同時に成形される。このとき、本体部
の突き合わせ部から半径外方へ突き出た環状のフランジ
部Ｆａ、Ｆｂが一体的に成形されるが、この環状のフラ
ンジ部Ｆａ、Ｆｂの突き合わせ面側には、断面形状が略
台形を呈する接合空間部の半分を構成する半接合空間部
Ｓａ、Ｓｂが成形される。この半接合空間部Ｓａ、Ｓｂ
は、図３の（イ）に示されている。

【００１７】冷却固化を待って、スライド金型２０を所
定間隔だけ開く。そうして、スライド金型２０を、第２
の１次半中空成形品Ｂがスライド金型２０に付いた状態
で上方へスライドさせ、第１の半中空成形品Ａの開口部
すなわち環状のフランジ部Ｆａに、第２の半中空成形品
Ｂのフランジ部Ｆｂが整合する第２の位置へスライドさ
せる。そして型締めする。そうすると、第１、２の１次
半中空成形品Ａ、Ｂの開口部が当接し、環状のフランジ
部Ｆａと環状のフランジ部Ｆｂとの間に、実質的に閉鎖
された環状の接合空間部Ｓが構成される。このようにし
て型締めし、接合空間部Ｓが構成された状態が、図３の
（イ）に示されている。なお、この接合空間部Ｓは、環
状コア１１、２２の外周側がテーパ状になっているの
で、半径外方の断面形状は山形になっている。また、こ
の接合空間部Ｓは、固定金型１にもスライド金型２０に
も接していない。スプル切換装置を切り換え、スプル３
０を２次成形用のランナ３２に連通させる。

【００１８】射出機から２次成形用の溶融樹脂を射出す
る。溶融樹脂は、固定盤のスプル３０から２次成形用の
ランナ３２、およびスプル９を通って、ゲート６から接
合空間部Ｓに射出される。このとき、接合空間部Ｓは、
断熱性の樹脂により取り囲まれているので、射出される
２次成形用の溶融樹脂は、冷却固化されることなく、接
合空間部Ｓに充填される。充填されるとき、断面積の広
い方が流動抵抗が小さいので、先に充填される。すなわ
ち、図３の（イ）に示されている実施の形態では、接合
空間部Ｓの半径内側から充填される。これにより、接合
空間部Ｓのガスは、充填される溶融樹脂により半径外方
へ押し出され、外側の当接面Ｔｏから排出される。この
２次成形により、第１、２の次半中空成形品Ａ、Ｂは一
体化される。冷却固化を待ってスライド金型２０を開
く。１次半中空成形品Ａ、Ｂの表面積には、図３の
（イ）には正確に示されていないが、差がありスライド
金型２０を開くと、一体化された成形品は、スライド金
型２０の方に付いて開かれる。エジェクタピンにより成
形品が突き出される。上記操作を繰り返して成形する。

【００１９】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
となく色々な形で実施できる。例えば、上記実施の形態
では、環状フランジ部Ｆａ、Ｆｂの内側の環状の当接面
Ｔｉは、２次成形用の溶融樹脂が成形品の内側へ漏れな
いように、密に当接させておく必要があるが、外側の当
接面Ｔｏは、接合空間部Ｓのガスを外側へ逃がす意味か
らも密に当接させる必要は必ずしもない。多少の隙間が
あれば、上記したように流動抵抗の大きい隙間が最後に
充填される。したがって、一体化された成形品の接合部
の外観を目視し、隙間が充填されていると、内部の接合
空間部Ｓは、密に充填されていると推定される。すなわ
ち、接合状態の検査が目視によりできることになる。外
側の当接面Ｔｏに、積極的に隙間をもたせた実施の形態
が図３の（ロ）に示されている。この隙間は、円周方向
に途切れた隙間でも実施できる。また、接合空間部Ｓの
断面形状も円形、楕円形等色々な形で実施できる。図３
の（ハ）に断面形状が「おにぎり」型の実施の形態が示
されている。なお、このような形状の１次半中空成形品
Ａ’、Ｂ’も前述したような金型により成形できること
は明らかであるので、同じ参照文字にダッシュ「’」を
付けて重複説明はしない。

【００２０】上記のように、外側の当接面Ｔｏに隙間を
もたせたときの、２次成形用の溶融樹脂が充填される順
序あるいは段階が図４の（イ）〜（ハ）に模式的に示さ
れている。図４の（イ）に示されているように、２次成
形用の溶融樹脂は流動抵抗の小さい断面積の広い方から
先に充填され、そして最後に外側の当接面Ｔｏの隙間に
充填される。このように実施すると、接合空間部Ｓのガ
スを効果的に外部へ排出できるので、複数個のゲートか
ら２次成形用の溶融樹脂を射出するとき、複数個のゲー
トから射出される溶融樹脂の到達部にガスが巻き込まれ
ることが少なく、接合強度の大きい成形品が得られる。
また、隙間に充填された状態を観察して、前述したよう
に接合状態を推量することもできる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よると、１次成形と２次成形とから中空成形品を得ると
き、前記１次成形時には、一対の１次半中空成形品を突
き合わせたときに、突き合わせ部分に、実質的に閉鎖さ
れた接合空間部が１次成形用樹脂で構成されるように成
形し、前記２次成形時には、前記実質的に閉鎖された接
合空間部に２次成形用の溶融樹脂を射出充填するので、
すなわち接合空間部が熱伝導の大きい金型に直接接して
いないので、２次成形用の溶融樹脂は、冷却固化される
ことなく、接合空間部に充填される。したがって、充填
効率が向上する。また、冷却固化しないので２次成形時
の射出圧力を低くできる。したがって、薄肉の中空成形
品を成形することもできる。さらには、２次成形用の溶
融樹脂の熱が１次半中空成形品の突き合わせ部分に伝わ
るので、２次成形用樹脂との融着性が向上する。したが
って、接合強度の大きい中空成形品が得られる。さらに
は、接合空間部は実質的に閉鎖されているので、２次成
形用の樹脂が接合部の外周部に現れるにしても多くは現
れない。したがって、中空成形品の美的外観を損なうこ
ともなくなる。請求項２に記載の発明によると、１次成
形時には、一対の１次半中空成形品を突き合わせたとき
に、突き合わせ部分に、比較的狭い幅で半径外方へ向か
って開放された接合空間部が１次成形用樹脂により構成
されるように成形し、２次成形時には、前記狭い幅で半
径外方へ向かって開放された接合空間部に２次成形用の
溶融樹脂を射出充填するので、２次成形用の溶融樹脂は
幅の広い内側部分が先に充填され、そして狭い幅で開放
された部分が最後に充填される。したがって、請求項１
に記載の発明と同様な効果が得られると共に、接合空間
部のガスが充填される２次成形用の溶融樹脂により効果
的に外部へ排出され、接合状態の良好な中空成形品を得
ることができる。また、狭い幅で開放された部分が最後
に充填されるので、この部分の充填状態から、接合空間
部の内部の接合状態を知ることもできる。さらには、中
空成形品の接合部の外周部には、２次成形用の溶融樹脂
が狭い幅で露出するだけで、成形品の外観を損なうよう
なこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に使用される金型の実施の形態
を、スライド金型を開いた状態で示す模式的な断面図で
ある。

【図２】図１に示されている金型を使用して１次成形
をしている状態を示す断面図である。

【図３】その（イ）は、図１に示されている金型を使
用して２次成形を開始する前の状態を示す断面図、その
（ロ）、（ハ）は、接合部の形状がそれぞれ異なる実施
の形態を示す断面図である。

【図４】２次成形用の溶融樹脂が充填される順序ある
いは段階を模式的に示す断面図である。

【図５】従来の金型による成形状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１固定金型２固定側
凹部５拡大凹部１０固定側
コア１１環状コア２０スラ
イド金型２１スライド側コア２２環状
コア２３スライド側凹部Ａ第１の半中空成形品Ｂ第２の半中空成形品Ｓ接合空間部Ｃａ第１のキャビティＣｂ第２のキャビティ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の１次半中空成形品を成形する１次
成形と、前記１次成形で得られた一対の１次半中空成形
品を互いに突き合わせ、そして突き合わせた部分に溶融
樹脂を射出充填して一対の１次半中空成形品を一体化す
る２次成形とから中空成形品を得る成形方法であって、前記１次成形時には、一対の１次半中空成形品を突き合
わせたときに、突き合わせ部分に、実質的に閉鎖された
接合空間部が１次成形用樹脂により構成されるように成
形し、前記２次成形時には、前記実質的に閉鎖された接合空間
部に２次成形用の溶融樹脂を射出充填することを特徴と
する中空成形品の成形方法。
【請求項２】一対の１次半中空成形品を成形する１次
成形と、前記１次成形で得られた一対の１次半中空成形
品を互いに突き合わせ、そして突き合わせた部分に溶融
樹脂を射出充填して一対の１次半中空成形品を一体化す
る２次成形とから中空成形品を得る成形方法であって、前記１次成形時には、一対の１次半中空成形品を突き合
わせたときに、突き合わせ部分に、比較的狭い幅で半径
外方へ向かって開放された接合空間部が１次成形用樹脂
により構成されるように成形し、前記２次成形時には、前記狭い幅で半径外方へ向かって
開放された接合空間部に２次成形用の溶融樹脂を射出充
填することを特徴とする中空成形品の成形方法。