JP2010247409A

JP2010247409A - 中空成形品の成形方法と中空成形品とその製造装置

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Publication number: JP2010247409A
Application number: JP2009098608A
Authority: JP
Inventors: Shozo Nishida; 正三西田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2029-04-15
Also published as: JP5073704B2

Abstract

【課題】複雑な形状の中空成形品を精度良く成形でき、半中空成形品の接合端面を容易かつ速やかに溶融でき、樹脂の品質を損なうことが無く、エネルギーロスの少ない、中空成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】移動型３と固定型１とを使用して第１、２の半成形品Ａ、Ｂを接合端面ａ、ｂを有するように成形する。第２の半成形品Ｂが残った状態で移動型３をスライドさせて、固定型１に残った第１の半成形品Ａと整合させ、その間にハロゲンヒータまたはカーボンヒータからなるヒータ４１を挿入する。型開量を小さくして接合端面ａ、ｂを溶融する。ヒータを退避して型閉じして接合端面ａ、ｂを溶着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、１次成形において、型開閉可能な移動型と固定型とを使用して一対の半成形品を接合端面を有するように一体的に成形し、そして、一方の半成形品が固定型に、他方の半成形品が移動型にそれぞれ残った状態で、前記移動型を前記固定型に対して移動させて、対になる半成形品を接合端面が離間した状態で対向させ、その間にヒータを挿入して接合端面を溶融して前記加熱体を退避させ、２次成形において、型閉じして接合端面を圧着して中空成形品を得る、中空成形品の成形方法、中空成形品およびその製造装置に関するものである。

曲管、インテークマニホールド、タンク等の複雑な形状の合成樹脂製の中空成形品の製造方法の一つとして、射出成形機による成形法が知られている。この射出成形機は、特許文献１、２にも示されているように、一組の金型からなっている。一組の金型の一方の金型には、１方の半中空体を成形するための雄型と雌型とが設けられ、そして他方の金型には、他方の半中空体を成形するための雌型と雄型とが設けられている。したがって、これらの金型により１次成形において中空体製品を二つ割の半中空体あるいは分割体として形成し、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接合空間に溶融樹脂を射出充填すると、一対の半中空体は分割面で接合された１個の中空体製品が得られる。すなわち、射出成形により中空成形品を製造することができる。この射出成形機を用いた成形法によると、完全に密封された中空体製品を作ることができると共に、均一な肉厚の中空体製品を作ることもでき、また複雑な形状にも対処できる等の利点もある。しかしながら、中空体製品によっては、この成形法によっては製造が難しい場合がある。例えば、複数のリブによって内部が複数の分室に分割されたタンクのように、内部がリブまたは壁面によって区切られている中空体を製造する場合、２次成形においてリブ部分も接合する必要があるが、この成形法では製造が難しい。また、この成形法においては、２次成形において、接合用の溶融樹脂を射出しなければならないので、射出機の構造あるいは成形時間が長く、また金型構造が複雑になることがある。さらには、２次射出圧力が小さいと接合力が弱く、逆に強いと、接合空間部から溶融樹脂が中空体製品の内部に漏れる恐れもある。

特開昭６２−８７３１５号公報特開平６−２４６７８１号公報特許第３８５５０８３号公報

一方、本発明の直接的な先行技術として特許文献３を挙げることができる。特許文献３には、１次成形された対になる半中空成形品の接合端面を、加熱体で非接触的に加熱して溶融させ、対になる半中空成形品を接合端面で押しつけて中空成形品を得る、成形方法が記載されている。この成形方法によると、移動型と固定型からなる金型を型締めして対になる半中空成形品を接合端面を有するように１次成形し、一方の半中空成形品を移動型に、他方の半中空成形品を固定型に残した状態で型開する。次いで、移動型をスライドさせて一対の半中空成形品を対向させる。このとき、一対の半中空成形品の接合端面は、比較的近接した所定の間隔だけ離間させる。そして、この間にシーズヒータ、セラミックヒータ、誘導加熱ヒータ等からなる面状ヒータを備えた加熱体を挿入して、接合端面を非接触的に溶融して加熱体を退避させた後に、型閉じして半中空成形品を金型内で押しつけて接合端面を溶融・圧着する。

特許文献３に記載されている発明によると、一対の半中空成形品の接合端面を接合するときに接合用の溶融樹脂を射出する必要がないので、射出機あるいは射出運転が簡単になるし、充分な接合強度が得られる。また、上述したようなリブ等のように内部にも接合部分を有する、複雑な形状の中空成形品でも容易に製造できるという利点もある。さらには、１次成形した金型内で半中空成形品の接合端面を溶融して、金型内で中空成形品を製造できるので、寸法精度の高い中空成形品が得られ、溶着用のジグ等も格別に必要としないので、安価に中空成形品を製造できるという利点もある。しかしながら、改良すべき点も見受けられる。例えば、特許文献３に記載の発明における加熱体は面状ヒータから構成されているが、ヒータに給電を開始しても最初は加熱体に熱を奪われてしまいすぐには温度は上がらない。従って、接合端面を溶融する工程に備えて、常時ヒータに給電して加熱体を熱しておく必要があり、無駄なエネルギーを要するし、加熱体から外部に熱が逃げないように格別に断熱を考慮する必要もある。また、加熱体は一様に加熱されてしまうので、溶融箇所によって異なった温度で加熱する等の調節は出来ない。しかも、面状ヒータで加熱するので、加熱する範囲が広くなってしまい、接合端面以外の部分も溶融してしまう恐れもある。さらには、接合端面が同一の平面上に載らないような複雑で立体的な形状になっている場合にも問題が認められる。すなわち、このような凹凸のある立体的な接合端面に対して面状ヒータの形状を対応させることは難しいし、対応させるために立体的に形成しても、比較的近接した所定の間隔しか開けられていない一対の半中空成形品の接合端面の間に挿入することは不可能に近い。また、面状ヒータからなる加熱体は所定の重量を有するので、加熱体を金型間に挿入・退出させるピストンシリンダユニット等の駆動装置も、比較的大型なものが必要になるという問題もある。

ヒータの種類についての問題もある。特許文献３に記載の発明には、格別にヒータの種類についての限定は無いものの、明細書においてはヒータの例として、シーズヒータ、セラミックヒータおよび誘導加熱ヒータが記載されている。これらのヒータには、給電から所定の温度に達するまでの立ち上がり時間が長いという欠点があるので、立ち上がり時間を見越して給電を開始する必要がある。ところで、一般的にヒータによる対象物の加熱は、赤外線放射による輻射と空気を介した熱対流とによって行われる。これらのヒータは、温度が６００℃程度と比較的低いので、放射される赤外線は遠赤外線の成分が多い。遠赤外線は輻射エネルギーが比較的小さいので対象物の加熱には時間がかかるし、波長が長いので物体に浸透する能力が高く、対象物の内部も加熱してしまう。このため接合端面の表面の樹脂を十分に溶融するまでに、内部まで溶融してしまう。また、溶融に時間がかかるので、樹脂は長時間加熱されて品質が損なわれる恐れもある。さらには、熱伝導による影響も大きくなる。すなわち、加熱時間が長いと加熱体の周りの空気が加熱され、加熱された空気が樹脂を広い範囲で加熱してしまうので、一層樹脂の品質が損なわれるという問題もある。
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、複雑な形状の中空成形品でも高い寸法精度で成形できると共に、充分な接合強度が得られ、接合端面の形状が複雑であってもヒータの形状を容易に対応させることができ、そのような複雑な形状に形成されたヒータであっても一対の半中空成形品の接合端面の間に容易に挿入することができ、接合端面を短時間で溶融できると共に表面近傍だけを溶融することができ、従って他の部分を溶融して樹脂の品質を損なう恐れも無く、加熱体は安価な駆動装置であっても駆動できるように軽量であると共に、断熱構造体を格別に設ける必要も無く、エネルギー損失が少なく溶融箇所によって加熱量を調節することも可能な、中空成形品の成形方法と中空成形品およびその製造装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、金型内で対になる半中空成形品の接合端面を溶融して、金型を型閉じして接合端面を圧着する中空成形品の成形方法において、接合端面の溶融は、ハロゲンヒータまたはカーボンヒータからなり、接合端面に相似した形状のヒータによって実施するように構成される。そして、接合端面の溶融は、接合端面が所定の間隔で離間するように金型を開いてヒータを非接触的に挿入し、金型を型閉じ方向に駆動して、半成形品の接合端面とヒータとの間隔を狭めて実施するように構成される。

かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、１次成形において、型開閉可能な移動型と固定型とからなる金型を使用して対になる半成形品を接合端面を有するように成形し、そして２次成形において、一方の半成形品が残っている前記移動型を、他方の半成形品が残っている前記固定型に対して移動させて、接合端面が所定の間隔に離間するように対向させ、離間した接合端面間にハロゲンヒータまたはカーボンヒータからなるヒータを挿入し、前記移動金型を型閉じ方向に駆動して、接合端面と前記ヒータとの間隔を狭めて、前記ヒータに給電して接合端面を非接触的に溶融して、前記ヒータ金型を退避させて型閉じして接合端面を圧着するように構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の成形方法において、前記ヒータには接合端面に相似して一筆書き状に形成されている線状ヒータを使用するように、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の成形方法において、前記ヒータが一筆書き状に形成され、２カ所の近接した部分において非連続部分が生じているときは、前記２カ所の部分が鉛直方向に上下の関係になるようにして、接合端面間に挿入するように構成される。請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の成形方法において、前記ヒータには、独立して制御可能な複数個のヒータを使用するように、そして請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの項に記載の成形方法によって成形された中空成形品であるように構成される。

請求項６に記載の発明は、金型と、ヒータとの組み合わせからなり、前記金型は、少なくとも固定型と移動型とを有し、前記移動型を前記固定型に対して第１の位置で型締めすると、これらの型より接合端面を有する第１、２の半成形品を成形するための第１、２のキャビテイが構成され、前記移動型を所定量移動させると、前記第１、２のキャビテイは互いに整合し、整合した第２の位置では前記移動型と固定型のパーティング面の間は少なくとも２段階の異なる型開量に保持できると共に、型締めもできるようになっており、前記ヒータは、第１、２の半成形品の接合端面と相似した形状に構成されたハロゲンヒータまたはカーボンヒータからなり、該ヒータは型開されたパーティング面の間に挿入、待避自在に設けられている。

以上のように、本発明によると、金型内で対になる半中空成形品の接合端面を溶融して、金型を型閉じして接合端面を圧着するので、複雑な形状の中空成形品でも高い寸法精度で成形できると共に、充分な接合強度が得られる。そして、半中空成形品の接合端面の溶融は、ハロゲンヒータまたはカーボンヒータを挿入して実施するように構成されているので、ヒータに給電すれば速やかに目標温度に到達する。従って、成形動作に合わせて、すなわち２次成形用の樹脂を溶融するときのみヒータに給電すれば足りるし、温度の強弱の調整も可能であるので、省エネ的に成形できる。このようにヒータの制御応答性が優れているので、加熱の状況に合わせてきめ細かくヒータを制御することもできる。また、これらのヒータからは近赤外線と中赤外線が照射されるので、接合端面の比較的表面近傍のみが溶融され、しかも短時間で溶融されるので樹脂の熱劣化の問題もない。特に、本発明によると、ヒータを半成形品の接合端面間に一旦挿入した後に、金型を型閉じ方向に駆動して接合端面とヒータとの間隔を狭めて加熱するようになっているので、接合端面の形状が複雑であってもヒータを容易に挿入でき、接合端面を適切に溶融することができる。従って、接合端面の形状に制約を受けることなく、色々な形状の中空成形品を製造することができる。他の発明によると、これらのヒータは、チューブ状の石英ガラスで覆われて線状を呈するので、ヒータを一筆書き状の任意の形状に形成できる。従って、ヒータを容易に接合端面の形状に相似させることができ、接合端面のみを溶融することができる。また、局所のみを加熱することができるので、断熱材により接合端面以外の箇所を保護する必要も無いし、ヒータ全体を軽量にすることができ、安価で小型の駆動装置でも駆動が可能である。このように、駆動装置を小型化できるので、製造装置近傍に成形品を取り出すロボットのチャック等を設けることも容易になる。さらには、石英ガラスは、高温になっても変形しないので、接合端面とヒータとの間隔を精度良く調節でき、接合端面だけを正確に溶融することができるという効果も得られる。さらに他の発明によると、ヒータが一筆書き状に形成され、２カ所の近接した部分において非連続部分が生じているときは、前記２カ所の部分が鉛直方向に上下の関係になるようにして、接合端面間に挿入するので、熱は非連続部分を埋めるように上昇し、非連続部分に位置する接合端面も充分に溶融することができるという効果が得られる。また他の発明によると、独立して制御可能な複数個のヒータを使用するので、上記のような効果に加えて接合端面の大きさ、形状、位置等に適した温度で加熱、溶融して圧着できる効果が得られる。

本発明の実施の形態に係る製造装置を示す図で、その（ア）は金型を閉じた状態で示す断面図、その（イ）はヒータ装置を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る中空成形品の成形方法を説明するための模式的な図で、その（ア）〜（エ）は、中空成形品を製造している途中のそれぞれの段階を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る中空成形品の成形方法を説明するための模式的な図で、その（ア）〜（エ）は、中空成形品を製造している途中のそれぞれの段階を示す断面図である。内部にリブを有し接合端面が立体的に形成されている一対の半中空成形品と、そのような一対の半中空成形品から内部にリブを有する中空成形品を成形する、ヒータ装置について説明する図で、その（ア）は一対の半中空成形品とヒータ装置を示す斜視図、その（イ）はヒータ装置によって一対の半中空成形品の接合端面が溶融されている様子を示す側面図である。

本実施の形態に係る製造装置は、図１の（イ）に示されているように、金型とヒータ装置とから構成されている。初めに、金型について説明する。図１の（ア）には、本実施の形態に係る金型が型締された状態で示されているが、金型は、概略的には固定型１、この固定型１に対して型開閉される可動型２、該可動型２に、図において上下方向にスライド的に駆動可能に設けられている移動型３、移動型３を駆動するピストンシリンダユニット４等から構成されている。

本実施の形態においては固定型１と移動型３のパーティングラインＰは、同一の平面上に載っていない。具体的には、パーティングラインＰは複数の面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、…から構成され、面Ｐ１と面Ｐ３、面Ｐ２と面Ｐ４のそれぞれは同一平面を構成しているが、面Ｐ１と面Ｐ２は同一平面上に載っていない。さらに、図１の（ア）には示されていないが、パーティングラインＰを構成している面のうち、面Ｐ１と面Ｐ２を接続している面と、面Ｐ３と面Ｐ４を接続している面は、面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に対して所定の角度で傾斜している。つまり、パーティングラインＰは複数の面から立体的に形成されている。このような固定型１の、図１の（ア）において上方位置には、パーティングラインＰから内部の方へ窪んだ所定大きさの凹部１１が形成されている。この凹部１１は、後で説明するように、第１の半成形品Ａの外表面を成形するためのものである。固定型１の図１の（ア）における下方位置には、半球形のコア１２がパーティングラインＰから突き出るように設けられている。このコア１２は、第２の半成形品Ｂの内表面を成形するためのものである。

上記のように構成されている凹部１１の頂部には、第１のスプル１４に連通した図示されないゲートが、パーティングラインＰのコア１２の近傍には、第２のスプル１５に連通した図示されないゲートが、それぞれ開口している。そして、これらの第１、２のスプル１４、１５は、固定型１に形成されているランナ１６および主スプル１７を介して、図示されないロケートリングの樹脂孔に連通している。主スプル１７、ランナ１６、スプル１４、１５は１次成形用で、本実施の形態では２次成形用のランナ、スプル等はない。

移動型３の、図１の（ア）において上方のパーティングラインＰ側には、パーティングラインＰから固定型１の方へ突出した、固定型１の凹部１１と対をなす半球形のコア３１が設けられている。移動型３を、後で説明する第１の位置にスライドして固定型１と共に型締すると、固定型１の凹部１１と移動型３のパーティングラインＰと、コア３１とによって、第１の半成形品Ａを成形する、第１のキャビティＣ１が構成される。第１の半成形品Ａの外表面は、前記したように凹部１１によって、内表面はコア３１によって形成され、コア３１の高さは凹部１１の深さよりも低いので、第１の半成形品Ａは所定の肉厚で成形されることになる。第１の半成形品Ａの、第２の半成形品Ｂと接合する接合端面は、移動型３のパーティングラインＰによって形成されることになる。パーティングラインＰは前記したように立体的に形成されているので、接合端面は同一の平面に載らない立体的な形状に形成されることになる。

移動型３の、図１の（ア）において下方のパーティングラインＰ側には、パーティングラインＰから内部の方へ窪んだ、固定型１のコア１２と対をなす、所定大きさの凹部３２が形成されている。第１の位置で移動型３と固定型１を型締すると、固定型１のパーティングラインＰと、コア１２と、凹部３２とによって、第２の半成形品Ｂを成形する、第２のキャビティＣ２が構成される。第２の半成形品Ｂの内表面は、前記したようにコア１２によって、外表面は凹部３２によって形成され、凹部３２の深さはコア１２の高さよりも深いので、第２の半成形品Ｂは所定の肉厚で成形されることになる。第２の半成形品Ｂの、第１の半成形品Ａと接合する接合端面は、固定型１のパーティングラインＰによって形成されることになる。パーティングラインＰは立体的に形成されており、接合端面は第１の半成形品Ａの接合端面と合同の立体的な形状に形成される。

移動型３は、ピストンシリンダユニット４によってスライドされ、固定型１に対して第１と第２の位置を採ることができる。図１の（ア）には、１次成形する位置、すなわち、移動型３が固定型１に対して第１の位置を採って、型締めされた状態が示されている。固定型１と可動型２を型開して、ピストンシリンダユニット４を駆動すると、移動型３は固定型１に対して第２の位置を採ることができる。第２の位置では、固定型１の凹部１１と移動型３の凹部３２とが対向する。従って、後で説明するように、この第２の位置で第１、２の半成形品Ａ、Ｂのそれぞれの接合端面を溶融して、型締すれば中空成形品が得られることになる。

ところで、本実施の形態によると、この第２の位置においては、可動型２すなわち移動型３は固定型１に対して、移動型３と固定型１の間隔が比較的広い第１の型開位置と、狭い第２の型開位置とを採ることができるようになっている。第１の型開位置を採ると、以下で説明するヒータ４１を移動型３と固定型１との間に容易に挿入したり退避することができ、移動型３と固定型１との間隔が狭い第２の型開位置を採ると、第１、２の半成形品Ａ、Ｂのそれぞれの接合端面をヒータ４１に近接させることができる。

ヒータ装置４０について説明する。本実施の形態に係るヒータ装置４０は、固定型１と移動型３の近傍に設けられており、概略的には、所定の形状に形成された所定の太さからなる線状のヒータ４１、このヒータ４１を固定型１と移動型３との間に挿入あるいは退避させる駆動装置等から構成されている。

ヒータ４１は、ハロゲンヒータまたはカーボンヒータからなっている。ハロゲンヒータは、タングステンからなるフィラメントと、フィラメントに被せられたチューブ状の石英ガラスと、チューブ内に封入されたハロゲンガスとから構成されている。フィラメントに給電してフィラメントが高温になると、フィラメントからタングステン原子が蒸発するが、いわゆるハロゲンサイクル効果によって、ハロゲンガスがタングステン原子と一時的に結合して、その後タングステン原子をフィラメントに戻すので、フィラメントの消耗を抑制し、フィラメントを高温にすることができると共に、寿命も長いという特徴を有する。一方、カーボンヒータは、カーボンワイヤーからなる発熱体と、発熱体に被せられているチューブ状の石英ガラスとから構成されており、カーボンヒータも高温にすることができると共に、寿命が長い。このようなヒータは、給電を開始して１〜数秒後には目標温度に到達するので、制御応答性が良く、容易に温度調節もできる。ハロゲンヒータは、中心波長が約１．２μｍの近赤外線を、カーボンヒータは、中心波長が約２〜３μｍの中赤外線をそれぞれ放射する。近赤外線、中赤外線は、いずれも輻射エネルギーが大きいので、短時間に樹脂を溶融することができる。そして、これらの赤外線は、物体へ浸透する能力が小さいので、表面近傍の樹脂だけを素早く加熱して樹脂の品質を損なうことはない。なお、中赤外線は近赤外線に比べると若干物体への浸透する能力を有するので、溶融する樹脂の厚さは若干厚くなるが、樹脂に吸収されやすく、接合端面の近傍のみを効率的に溶融する。

このようなヒータ４１は、接合端面の形状に相似するように一筆書き状に形成されているが、接合端面の形状は前記したように同一平面上に載らない立体的な形状になっているので、ヒータ４１の形状も、図１の（イ）に示されているように、接合端面の形状に合わせて立体的に形成されている。このとき、一筆書きで形成できない隙間、すなわち断点部分あるいは非連続部分Ｄが生じる。断点部分Ｄは、該断点部分Ｄの近傍の２箇所の部分Ｅ１、Ｅ２によって、実質的に、鉛直方向の上下から挟まれている。接合端面間にヒータ４１を挿入して、ヒータ４１を加熱しても、断点部分Ｄからは近赤外線、中赤外線は放射されないので、断点部分Ｄに対応する接合端面の部分に照射される熱線量は少なくなる。しかしながら、部分Ｅ２、Ｅ１が鉛直方向に上下関係になるようにヒータ４１を配置すると、断点部分Ｄは部分Ｅ２の上方に位置するようになるので、ヒータ４１の部分Ｅ２で加熱され上昇する熱風空気は、断点部分Ｄに対応する接合端面も充分に加熱・溶融する。

このようなヒータ４１は、耐熱支持部４２で支持されて、駆動装置に取り付けられている。駆動装置は、図示されない部材に取り付けられているガイドレール４４、このガイドレール４４により案内される支持枠４５、この支持枠４５を駆動するピストンシリンダユニット４６等からなっている。そして、支持枠４５の先端部に耐熱支持部４２を介してヒータ４１が取り付けられている。ピストンシリンダユニット４６を駆動すると、ヒータ４１は固定型１と移動型３の間に挿入され、あるいは図１の（イ）に示されている位置に退避する。ヒータ４１には電源制御装置４７からケーブル４８、４８により必要に応じて給電されるようになっている。

次に、図２と図３によって、上記製造装置を用いて中空成形品を製造する成形方法を説明する。ピストンシリンダユニット４を駆動して、移動型３を第１の位置すなわち図２の（ア）に示されている位置にスライドして、そして図示されない型締装置により型締をする。そうすると、既に説明したように、第１の半成形品Ａを成形するための第１のキャビティＣ１と、第２の半成形品Ｂを成形するための第２のキャビティＣ２とが構成される。図示されない射出機から可塑化された溶融樹脂を主スプル１７を介して射出する。溶融樹脂は、ランナ１６、第１、２のスプル１４、１５からゲートを介して、それぞれのキャビティＣ１、Ｃ２に略同時に充填される。これにより、接合端面を有する第１、２の半成形品Ａ、Ｂが実質的に同時に成形される。ある程度の冷却固化を待つ。これで１次成形を終了する。

次いで、図２の（イ）に示されているように、可動型２すなわち移動型３を第１の型開位置になるように開く。そうすると、半成形品Ａ、Ｂの形状、面積あるいは突起物の有無等により、第１の半成形品Ａは固定型１の方に、第２の半成形品Ｂは移動型３の方にそれぞれ残って開かれる。

図２の（ウ）に示されているように、ピストンシリンダユニット４を駆動して、移動型３を第２の位置へスライドさせる。そうすると、第１、２の半成形品Ａ、Ｂのそれぞれの接合端面ａ、ｂは、所定の間隔だけ離間して整合する。ピストンシリンダユニット４６を駆動する。そうすると、ヒータ４１が接合端面ａ、ｂの間に挿入される。このとき、固定型１と移動型３は第１の型開位置に開かれて型開量が比較的大きいので、ヒータ４１が立体的な形状に形成されていても、接合端面ａ、ｂに接触することなく、ヒータ４１を挿入することができる。挿入するとき、あるいは挿入後に、ヒータ４１と接合端面ａとの間を例えば０．５ｍｍ〜３０ｍｍに近接するように微調整する。

移動型３を第２の型開位置に駆動する。この第２の型開位置では、固定型１と移動型３の型開量は狭まり、ヒータ４１と第２の半成形品Ｂの接合端面ｂおよびヒータ４１と第１の半成形品Ａの接合端面ａは、例えばそれぞれ０．５ｍｍ〜３０ｍｍの距離に接近するようになっている。ヒータ４１に給電する。そうすると、接合端面ａ、ｂは近赤外線または中赤外線が照射されて非接触的に加熱溶融される。このようにして加熱している状態が図２の（エ）に示されている。

接合端面ａ、ｂが溶融したら、ヒータ４１への給電を停止する。次いで、図３の（ア）に示されているように、可動型２すなわち移動型３を第１の型開位置になるように開く。図３の（イ）に示されているように、ピストンシリンダユニット４６を駆動してヒータ４１を退避する。そして、図３の（ウ）に示されているように型締めする。この型締力により第１、２の半成形品Ａ、Ｂは接合端面ａ、ｂで溶着される。図３の（エ）に示されているように、第１の型開位置になるようにして型開すると共に、図示されていないエジェクタピンを突き出して、中空成形品ＡＢを取り出す。移動型３を、図２の（ア）に示されている第１の位置へスライドさせて、前述したようにして１次成形をする。以下同様にして、中空成形品ＡＢを製造する。

本実施の形態に係る製造装置によって、複数のリブによって内部が複数の室に分割されているタンクを製造することができる。図４の（ア）には、内部に２個のリブ５７、５８を有するタンクを構成する第１、２の半成形品５１、５２と、これらの半成形品５１、５２の接合端面５５、５６を溶融するヒータ５３とが示されている。なお、第２の半成形品５２は、矢印Ｙ１方向に回転して示されている。

第１の半成形品５１の開口部は、図４の（ア）に示されているように、上方に位置する第１の開口部Ａと、下方に位置する第３の開口部Ｃと、これらの中間に位置する第２の開口部Ｂとからなっている。これらの開口部Ａ、Ｃ、Ｂの頂面から立体的な接合端面５５が構成されている。以下さらに詳しく説明すると、第１の開口部Ａは上辺部ａと左右の側辺部ｄ、ｆと第１のリブ５７とから平面状を呈するように構成されている。第３の開口部Ｃも略同様に第２のリブ５８と左右の側辺部ｅ、ｇと下辺部ｃとから平面状を呈するように構成されている。これに対し、第２の開口部Ｂは、第１、２のリブ５７、５８と左右の側辺部ｄ’、ｆ’とから構成されているが、一方の側辺部ｆ’の略中央部は滑らかに前方に突き出た突出部６０となっている。また、第３の開口部Ｃは、第１の開口部Ａよりも低い、あるいは浅い。したがって、図４の（ア）において左方に示されている一方の側辺部ｄ、ｄ’、ｅおよび右方に示されている他方の側辺部ｆ、ｆ’、ｇは、図４の（イ）の側面図に示されているように、滑らかな曲線によりつながっている。このように本実施の形態によると、接合端面５５は立体的になっている。

第２の半成形品５２は、第１の半成形品５１と対をなすので、詳しい説明はしないが、その接合端面５６は第１の半成形品５１の接合端面５５と相似して立体的になっている。当業者であれば容易に理解されるように、第１、２の半成形品５１、５２が、それぞれの接合端面５５、５６で溶着されると、内部が３個の分室に分割されたタンクが形成されることになる。

このような複雑な形状を有する接合端面５５、５６を溶融するヒータ５３は、少なくとも２本必要になる。図４の（ア）には、ヒータ５３を構成している第１、２のヒータ６３、６４が示されている。第１のヒータ６３は、接合端面５５、５６である側辺部ｄ’、ｆ’と第１、２のリブ５７、５８の端面とに対応するように形成されている。突出部６０に対応しては湾曲部６６が形成されている。従って、第１のヒータ６３を、図４の（ア）において矢印Ｙ２方向で示されている方向、すなわち側方から見ると、図において左側の曲線部分６７と湾曲部６６は重ならない。第２のヒータ６４は、接合端面５５、５６である第１の開口部Ａの上辺部ａと第３の開口部Ｃの下辺部ｃに対応するように形成され、第２の開口部Ｂに対応した部分は外側に迂回している。従って、第１のヒータ６３とは干渉しない。第２のヒータ６４を側方から見ると、左側の部分６９と右側の部分７０とは同一の線上に重なる。このような、ヒータ５３が第１、２の半成形品５１、５２の接合端面の間に挿入されている状態が図４の（イ）に示されている。なお、固定型１と移動型３は図示されていない。本実施の形態に係る製造装置においても、固定型１と移動型３は第１、２の型開位置に開くことができるようになっているので、第１の型開位置にして第１、２の半成形品５１、５２に接触しないでヒータ５３を挿入することができ、第２の型開位置にして、図４の（イ）に示されているように、ヒータ５３によって非接触的に接合端面５５、５６とリブ５７、５８を溶融することができる。

本実施の形態に係る製造装置は色々な変形が可能である。例えば、上記したような第１、２の半成形品の接合端面のリブ部は薄く、上下辺部、側辺部は肉厚に形成されている場合、第１、２のヒータへの給電を独立して制御して、肉厚に関係なく略同時に溶融することができる。あるいは、接合端面の部位に関係なく均一の溶融することができる。また、ヒータは挿入方向と退避方向に駆動されるように説明されているが、このような挿入および待避方向への駆動だけでなく、固定型あるいは移動型へ近接する方向あるいは離間する方向にも駆動できるように実施することもできる。このように実施すると、移動型を第２の型開位置に駆動するとき、すなわち加熱するとき、第１、２の半成形品の接合端面とヒータとの間隔を微調整することが可能になる。

上記した実施の形態では、完全に密封された中空成形品を製造する例について説明したが、一部が開放された中空成形品を同様にして製造できることは明らかである。また、３個以上の１次成形品から１個の中空成形品を製造できることも明らかである。したがって、中空成形品の中には、一部が開放した成形品も、３個以上の複数の１次成形品から成形される成形品も含まれることになる。また、移動型をスライドする代わりに回転させて実施できることも明らかである。

１固定型２可動型
３移動型４ピストンシリンダユニット
４０ヒータ装置４１ヒータ
４６ピストンシリンダユニット４７電源制御装置
Ｃ１、Ｃ２第１、２のキャビティ
Ｄ断点部分
Ｅ１、Ｅ２ヒータの部分

Claims

１次成形において、型開閉可能な移動型と固定型とからなる金型を使用して対になる半成形品を接合端面を有するように成形し、
そして２次成形において、一方の半成形品が残っている前記移動型を、他方の半成形品が残っている前記固定型に対して移動させて、接合端面が所定の間隔に離間するように対向させ、
離間した接合端面間にハロゲンヒータまたはカーボンヒータからなるヒータを挿入し、前記移動金型を型閉じ方向に駆動して、接合端面と前記ヒータとの間隔を狭めて、前記ヒータに給電して接合端面を非接触的に溶融して、前記ヒータを退避させて型閉じして接合端面を圧着する中空成形品の成形方法。
請求項１に記載の成形方法において、前記ヒータには接合端面に相似して一筆書き状に形成されている線状ヒータを使用する、ことを特徴とする中空成形品の成形方法。
請求項２に記載の成形方法において、前記ヒータが一筆書き状に形成され、２カ所の近接した部分（Ｅ１、Ｅ２）において非連続部分（Ｄ）が生じているときは、前記２カ所の部分（Ｅ１、Ｅ２）が鉛直方向に上下の関係になるようにして、接合端面間に挿入することを特徴とする、中空成形品の成形方法。
請求項１〜３のいずれかの項に記載の成形方法において、前記ヒータには、独立して制御可能な複数個のヒータを使用することを特徴とする、中空成形品の成形方法。
請求項１〜４のいずれかの項に記載の成形方法によって成形された中空成形品。
金型と、ヒータとの組み合わせからなり、
前記金型は、少なくとも固定型と移動型とを有し、前記移動型を前記固定型に対して第１の位置で型締めすると、これらの型より接合端面を有する第１、２の半成形品を成形するための第１、２のキャビテイが構成され、
前記移動型を所定量移動させると、前記第１、２のキャビテイは互いに整合し、整合した第２の位置では前記移動型と固定型のパーティング面の間は少なくとも２段階の異なる型開量に保持できると共に、型締めもできるようになっており、
前記ヒータは、第１、２の半成形品の接合端面と相似した形状に構成されたハロゲンヒータまたはカーボンヒータからなり、該ヒータは型開されたパーティング面の間に挿入、待避自在に設けられていることを特徴とする、中空成形品の製造装置。