JP2974615B2 - 中空品成形金型 - Google Patents

中空品成形金型

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • B29C45/1705Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles using movable mould parts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は中空品成形金型に関
し、特に自動車産業分野において、エンジンルーム内で
使用される気体および液体循環用のパイプ、ダクト、消
音用のレゾネータ等を成形するための中空品成形金型に
関し、その他一般産業分野において、パイプ・ダクトの
他、把手やシャフト、ポンプの吸込口、厚肉部を有する
ケーシング等の肉抜きなどに応用可能な中空品成形金型
に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車エンジン等に使用される複雑な形
状の中空管や中空曲管を樹脂材料により製造する方法と
しては、例えば、ガスアシストインジェクション成形法
が知られている。このガスアシストインジェクション成
形法とは、「溶融流動状態の樹脂材料を金型内のキャビ
ティに導入し、次いでこの樹脂材料内に加圧ガスを注入
し、ガス圧により樹脂材料を金型内面に向かって押しつ
けつつ薄肉化し、所定形状の管状体を製造すること」を
特徴とする成形法である。
【0003】このガスアシストインジェクション成形法
により図3(a)に示すような形状の管状中空品Pを成
形する場合、図3(b)に示すように、金型内にキャビ
ティ1を設け、このキャビティ1に樹脂ゲート2より溶
融流動状態の樹脂材料を射出し、樹脂ゲート2より射出
された樹脂がキャビティ1内容積の数十%に達したとき
にガス注入口3より不活性ガスを注入すると、注入され
た不活性ガスは樹脂の溶融粘度の低いところを選択的に
流れるため、管状成形品の中心部に中空部4が形成さ
れ、不活性ガスはさらに樹脂材料を引き伸ばしつつキャ
ビティ内に充満する。そして、所定の冷却時間を経て樹
脂が固化すると、一定圧力で保持されていたガスは注入
口3から排出される。
【0004】この後、金型から取り出された管状成形品
に必要な機械加工を施して、図3(a)に示すような形
状の管状中空品を得ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のガス
アシストインジェクション成形法では、成形品の内径
(D)に対する長さ(L)の割合(L/D)が10以上
のパイプ状のものは比較的良好に成形しうるが、L/D
が2〜6と比較的小さい中空成形品を成形しようとする
と、図3(b)に示すように、キャビティ内に先に射出
された樹脂が流動先端部(ガス注入口と逆側のキャビテ
ィ最奥部)に残存し、管状中空部より肉厚の厚い厚肉部
5が先端部に形成されてしまう。このような厚肉部が形
成される結果、「余分な樹脂材料が必要になるので、
材料コストの上昇を招く。肉が厚い分だけ冷却・固化
に必要な時間が長くなる。局部的に樹脂の収縮率が大
きくなるため、寸法が安定せず、ヒケ・ソリ等が発生し
やすくなる。厚肉部を穿孔して中空にする必要がある
ので、機械加工の量が多く、加工も複雑になる。」等の
問題が生じる。
【0006】上記のような問題を解決するために本出願
人は、先に、図4に示すように、「厚肉部を形成しやす
い流動樹脂先端部に可動式コア6を配し、可動式コア6
をジョイントシャフト7を介して定荷重発生装置8に連
結する構成とし、キャビティ1aの容積の20〜40%
に相当する溶融樹脂を射出成形機(図示せず)のノズル
からランナー9を経て樹脂ゲート2よりキャビティ1a
内に射出後、ガス注入口3から30〜150kg/cm
2 に加圧された不活性ガス(N2 ガス)を注入し、ガス
圧により引き伸ばされた樹脂の流動先端部が可動式コア
6に達すると、可動式コア6が樹脂圧およびガス圧によ
り後退し、さらにガスを供給し続けることによりキャビ
ティ容積が拡大したのと同様の効果を生ずるので、樹脂
の流動先端部が可動式コア6の動きに追随しつつ金型内
面に沿って薄く引き伸ばされ、全体としてほぼ均一な厚
さの薄肉管状成形品を得ることができる。」中空品成形
金型に関する特許出願をした(特願平7−236373
号)。ところが、管の内径が大きくて(D≧30mm)、
長尺(L≧150mm)の物を上記特許出願に係る金型で
製作しようとする場合、管容積の拡大に伴って可動式コ
アの移動によって得られる容積も大きくしなければなら
ないので、次のような不都合なことがある。 (1) 可動部の容積が大きくなると、部分的に薄肉部がで
きるなど成形が不安定となりやすく、ガス射出遅延時間
等の成形条件の幅が狭くなる。 (2) 可動部の容積が大きいほど、無駄な樹脂材料が必要
となる。 (3) 可動式コアの移動量が大きくなるので、より大きな
金型が必要となる。
【0007】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、得よ
うとする中空成形品の内径や長さに関わりなく、不要な
厚肉部の生成を抑制し、しかも安定した成形が可能で、
樹脂材料の無駄が少ない中空品成形金型を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、可動式コアを大断面積の第一段可動コアと
小断面積の第二段可動コアの2段構成とし、第二段可動
コアを第一段可動コアと同一方向に移動可能に第一段可
動コア内に配置することとしている。そこで、第一段可
動コアを終端位置まで移動させても厚肉部が存在する場
合には、第一段可動コア内の第二段可動コアを終端位置
まで移動させることにより新たなキャビティを形成し、
このキャビティ内に厚肉部を引き込むことにより、全体
としてほぼ均一な厚さを有する中空品を得ることができ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】すなわち、本発明は、金型内のキ
ャビティに導入した溶融流動状態の樹脂材料内に加圧ガ
スを注入し、ガス圧により樹脂材料を金型内面に向かっ
て押しつけつつ薄肉化し、キャビティ内を流動する樹脂
の先端部に可動式コアを配し、該可動式コアを定荷重発
生装置に連結した中空品成形金型において、可動式コア
を大断面積の第一段可動コアと小断面積の第二段可動コ
アの2段構成とし、第二段可動コアを第一段可動コアと
同一方向に移動可能に第一段可動コア内に配したことを
特徴としている。
【0010】上記のように構成される中空品成形金型に
よれば、従来の成形法では厚肉部が形成される流動樹脂
先端部には可動式コアがあり、この可動式コアを2段構
成としたので、第一段可動コアを終端位置まで移動させ
ても厚肉部が存在する場合には、第一段可動コア内の第
二段可動コアを終端位置まで移動させることにより、新
たなキャビティを形成し、このキャビティ内に厚肉部を
引き込むことにより、全体としてほぼ均一な厚さを有す
る中空品を得ることができる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1において、厚肉部を形成しやすい流動樹脂先
端部に第一段可動コア6aと第二段可動コア6bからな
る可動式コアを配し、第二段可動コア6bをジョイント
シャフト7を介して定荷重発生装置8に連結する。第一
段可動コア6aはA位置とB位置の間を移動可能であ
り、第二段可動コア6bは第一段可動コア6aがB位置
に達するまでは第一段可動コア6aの先端面と面一を保
って移動し、第一段可動コア6aがB位置に達した後
は、第一段可動コア6a内のB位置とC位置の間を移動
可能である(図1は、第一段可動コア6aと第二段可動
コア6bが終端位置まで移動した状態を示す)。定荷重
発生装置8はこれら可動コアの移動に際し、樹脂圧およ
びガス圧に対して適当な大きさの抵抗力で対抗しつつ可
動コアのスムーズな動作を妨げないものであれば、特に
その方式は限定されるものではなく、例えば、バネ、シ
リンダー、油圧シリンダ、エアシリンダ等を用いること
ができる。図1の場合は、定荷重発生装置8を油圧シリ
ンダとし、油圧によりジョイントシャフト7を移動させ
る例を示す。
【0012】図1は、上記構成を有する金型によりL/
Dが4、内径が40mmの中空曲管(自動車用吸気パイ
プ)を成形した場合であり、その成形法を以下に説明す
る。まず、キャビティ1aの容積の20〜40%に相当
する溶融樹脂を、射出成形機(図示せず)のノズルから
ランナー9を経て樹脂ゲート2よりキャビティ1a内に
射出後、ガス注入口3から30〜150kg/cm2
加圧された不活性ガス(N2 ガス)を注入すると、先に
キャビティ1a内に入った樹脂はガス圧により引き伸ば
されつつ中空部4aを形成する。樹脂の流動先端部が第
一段可動コア6aに達すると、第一段可動コア6aは樹
脂圧およびガス圧により左方に移動しつつ第一段可動コ
アの移動跡外壁に樹脂を押しつけていき、図1に示すよ
うに、第一段可動コア6aは終端位置Bに達する。そし
て、ガス注入口3からさらにガスを注入すると、第二段
可動コア6bは樹脂圧およびガス圧により終端位置に停
止した状態の第一段可動コア6a内を左方に移動して、
特に厚肉を形成しやすい流動先端中心部の樹脂を第二段
可動コア6bの移動跡に引き込んで厚肉部を緩和し、樹
脂溜まり部10においての肉厚を中空部4aと略同一と
すると同時に、第一段可動コア6aおよび第二段可動コ
ア6bに接触する部分の肉厚差を小さくし、第二段可動
コア6bに接触する部分が先端ディスク部の中心を抜い
ているので、冷却硬化時の収縮の影響を極小に抑えるこ
とができる。なお、得られた成形品は、図1におけるA
位置およびD位置で切断して目的とする中空曲管を得
る。
【0013】図2は、本発明の別の実施例の金型により
一端がラッパ状の中空品(ラッパ状端面内径80mm、他
端内径40mm、長さ150mm)を成形する場合であり、
可動コアの動作を、順を追って説明する。
【0014】図2(a)は、可動コアの動作開始時の状
態を示し、キャビティ1の容積の20〜40%に相当す
る溶融樹脂を樹脂ゲート2からキャビティ1内に射出
後、ガス注入口3から30〜150kg/cm2 に加圧
された不活性ガス(N2 ガス)を注入すると、中空部4
を形成しつつ樹脂は薄く引き伸ばされ、第一段可動コア
6aは樹脂の流動先端部およびガス圧により押圧されて
左方に移動し、図2(b)の状態になる。この場合、第
一段可動コア6aに当接する部分、特にその中心部には
厚肉部11が形成されているが、さらにガス注入口3か
らガスを注入し続けると、第二段可動コア6bが第一段
可動コア6a内を左方に移動することにより形成される
新たなキャビティ内に上記厚肉部11の樹脂が引き込ま
れ、最終的に図2(c)に示すように、樹脂溜まり部1
0においても他と同様に一様な中空部4を有する、全体
としてほぼ均一な厚さを有し、樹脂溜まり部10の中心
部が抜けて冷却収縮を緩和するようになった薄肉パイプ
状成形品を得ることができる。得られた薄肉パイプ状成
形品を図2(c)のA´およびDで切断し、一端がラッ
パ状の中空品を得る。本例における第一段可動コア6a
の移動距離(A→B)は25mm、第二段可動コア6bの
移動距離(B→C)は20mmであり、同じ中空品につい
て従来の一段式可動コアを用いた場合の移動距離は35
mmであり、移動距離を約30%減少させ、前記樹脂溜ま
り部等の無駄な樹脂材料を1/2に減少させることがで
きた。
【0015】本発明において用いられる樹脂は、熱可塑
性のエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂で、
例えば、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアミ
ド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステル等の樹
脂単体およびこれらのブレンドやアロイ化したもの、ガ
ラス繊維、炭素繊維やアラミド繊維等で補強されたもの
等を挙げることができる。
【0016】
【発明の効果】本発明は上記のとおり構成されているの
で、次の効果を奏する。 全体としてほぼ均一な厚さで冷却時の収縮の影響の
少ない中空品を得ることができる。 大断面の可動コアの移動距離が短くなるので、部分
的な薄肉部が生じず、成形が安定し、ガス射出遅延時間
等の成形条件の範囲が広くなる。 大断面の可動コアの移動距離が短くなるので、無駄
な樹脂材料の量が少なくなり、また、金型の小型化が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の中空品成形金型の第一の実施例の側断
面図である。
【図2】本発明の中空品成形金型の第二の実施例の可動
式コアの動作状態を示す図であり、図2(a)は可動式
コアの動作開始時の状態を示す側断面図、図2(b)は
第一段可動コアが終端位置に達した状態を示す側断面
図、図2(c)は第二段可動コアが終端位置に達した状
態を示す側断面図である。
【図3】図3(a)は中空成形品の一実施例の断面図、
図3(b)はその中空品の成形法を説明する図である。
【図4】従来の中空品成形金型の側断面図である。
【符号の説明】
1、1a…キャビティ 2…樹脂ゲート 3…ガス注入口 4、4a…中空部 5、11…厚肉部 6…可動式コア 6a…第一段可動コア 6b…第二段可動コア 7…ジョイントシャフト 8…定荷重発生装置 9…ランナー 10…樹脂溜まり部 P…管状中空品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−144336(JP,A) 特開 平8−323818(JP,A) 特開 平9−76273(JP,A) 特開 平6−285895(JP,A) 特開 平8−267496(JP,A) 特開 平7−186178(JP,A) 特開 平7−164486(JP,A) 特開 平7−32423(JP,A) 特開 平7−16864(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/26 B29C 45/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型内のキャビティに導入した溶融流動
    状態の樹脂材料内に加圧ガスを注入し、ガス圧により樹
    脂材料を金型内面に向かって押しつけつつ薄肉化し、キ
    ャビティ内を流動する樹脂の先端部に可動式コアを配
    し、該可動式コアを定荷重発生装置に連結した中空品成
    形金型において、可動式コアを大断面積の第一段可動コ
    アと小断面積の第二段可動コアの2段構成とし、第二段
    可動コアを第一段可動コアと同一方向に移動可能に第一
    段可動コア内にを配したことを特徴とする中空品成形金
    型。
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