JP2001239541A - インサート成形方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形空間の一部を構成する中空状外層材を変
形させることなく、その内部に成形品を必要な圧力で射
出成形することができるインサート成形方法およびその
装置を提供する。 【解決手段】 中空状のソケット１の内部に成形品であ
るライナ２を射出成形によって成形するインサート成形
装置は、ソケット１を収容するソケット収容部１６、お
よび、ソケット１内に所定の形状のライナ２を成形する
ためのキャビティ１５を形成する金型１１,１２と、ソ
ケット１の内部のキャビティ１５内に成形材料Ｚを射出
する射出機構と、を備えており、射出機構による成形材
料Ｚの圧力に対抗し得る圧力をソケット１に付加するた
めのシリンダ３０およびピストンロッド３１からなる複
数の対抗圧力付与機構３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インサート成形方
法およびその装置に関し、さらに詳しくは、金型内に収
容された中空状外層材の内部に所定形状の成形品を成形
する方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】流体を流通させる管を接続するための管
継手には、所謂ストレート状のソケットあるいはチーズ
などがあり、一般には金属製で、製造コストを低減させ
るために、鋳物により製造されている。そして、これら
の管継手のなかには、たとえば耐食性や耐薬品性を向上
させるなどの目的から、、最近、その内部に合成樹脂か
らなるライナを備えたライナ付き管継手がある。

【０００３】図１に例としてソケットで説明する。図１
に参照されるソケット１は、その両端にテーパめねじ１
aが形成されている。また、ライナ２は、ソケット１の
テーパめねじ１aに螺合された管（図示は省略する）に
内嵌接合される接合部２a,２aが同芯状に形成されてい
る。ライナ２の両接合部２aの間には、ソケット１のテ
ーパめねじ１aの間に内接される肉厚部２bが形成されて
いる。

【０００４】このようなライナ付きソケットを製造する
ための技術としては、ソケット（中空外層材）１を収容
するソケット収容部（符号１６を参照）、および、ライ
ナ２（成形品）に応じた形状に形成されたソケット収容
部（１６）内に収容されたソケット１の内部にライナ２
の成形材料Ｚが射出充填されるキャビティ（符号１５を
参照）を形成する金型（１１,１２）と、金型のキャビ
ティ（１５）内に可塑化溶融されたライナ２の成形材料
Ｚを射出充填する射出機構（図示は省略した）と、を備
えたインサート成形装置が従来から用いられている。

【０００５】そして、かかるインサート成形装置にあっ
ては、金型のキャビティ（１５）の一部がソケット収容
部（１６）内に収容されたソケット１の内面により構成
される。また、ソケット１は鋳物であるために寸法にば
らつきが生じているため、金型のソケット収容部（１
６）は、ソケット１を確実に収容することができるよう
に、特にその径方向の寸法がソケット１の寸法よりも大
きく形成されている（図１の符号Ｓを参照）。

【０００６】そして、射出機構によって金型のキャビテ
ィ（１５）にライナ２の成形材料Ｚを射出するに際して
は、肉厚部２bにボイドを発生させることなく、また、
接合部２aに充分に成形材料Ｚを充填させるために、所
定の圧力で射出充填する必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術にあっては、ソケット１の内面がキャビティ
（１５）の一部を構成するために、所定の圧力でライナ
２の成形材料Ｚをキャビティ（１５）内に射出充填する
と、図３に示すように、二点鎖線で示した元の形状か
ら、射出機構による成形材料Ｚの射出圧力によってソケ
ット１が膨らみ変形するという問題があった。

【０００８】さらに、鋳物により製造されたソケット１
は、脆いという特性を有しているために、射出機構によ
る成形材料Ｚの射出圧力によって膨らむ変形量が大きい
と、図４に示すように、クラックＣが生じ破損するとい
う問題があった。

【０００９】実際に、上述した従来の技術によりライナ
付きソケットＴを製造した例として、肉厚部２bにボイ
ドを発生させないように、ライナ２の成形材料Ｚを射出
充填するためには、射出機構の内圧が６７５kg/cm²以上
である必要があった。この場合においては、キャビティ
（１５）内に実際に射出充填される圧力は、プレッシャ
ーロスのために射出機構の内圧の１/２〜１/５程度とな
る。一方、鋳物である通常のソケット１は、安全率を１
０に設定しても、５０kg/cm²程度の許容応力しかない。
そのため、上述した従来の技術によりライナ付きソケッ
トＴを製造すると、ソケット１が頻繁に膨らみ変形しク
ラックＣが生じて歩留りが向上しなかった。

【００１０】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
もので、キャビティの一部を構成する中空状外層材を変
形させることなく、その内部に成形品を必要な圧力で射
出成形することができ、もって、ライナ付きソケットの
ような製品の歩留りを向上させることができるインサー
ト成形方法およびその装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１のインサート成
形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、金型内
に収容された中空状外層材の内部をキャビティの一部と
して構成し、キャビティ内に成形材料を射出成形するこ
とにより所定形状の成形品を中空状外層材の内部に成形
するインサート成形方法であって、射出成形による圧力
に対抗する圧力を中空状外層材に付加することを特徴と
するものである。

【００１２】また、請求項２のインサート成形装置に係
る発明は、上記目的を達成するため、中空状外層材を収
容し、中空状外層材の内部がキャビティの一部として構
成される金型と、金型のキャビティ内に成形材料を射出
充填する射出機構とを備え、中空状外層材の内部に所定
形状の成形品を成形するインサート成形装置であって、
射出成形による圧力に対抗する圧力を中空状外層材に付
加する対抗圧力付与機構を設けたことを特徴とするもの
である。

【００１３】請求項１の発明では、射出成形によってキ
ャビティの一部を構成する中空状外層材の内部に成形品
を成形するに際して、射出成形による圧力に対抗する圧
力を中空状外層材に付加することにより、中空状外層材
が変形や破損することなく、充分な射出充填圧力で成形
品が成形される。

【００１４】請求項２の発明では、射出成形による圧力
に対抗する圧力を中空状外層材に付加する対抗圧力付与
機構を設けたことにより、金型内に中空状外層材を収容
して、射出機構によって成形材料を中空状外層材内のキ
ャビティに射出したときに、かかる射出圧力と対抗する
圧力を対抗圧力付与機構が中空状外層材の外側から付加
するため、充分な圧力で成形品を射出成形し、中空状外
層材の変形や破損が防止される。

【００１５】

【発明の実施の形態】最初に、本発明のインサート成形
装置の実施の一形態を、図１および図２に基づいて、上
述したように、中空外層材としてのソケット１内に、成
形品として接合部２aおよび肉厚部２bを有するライナ２
を成形して、ライナ付きソケット（管継手）Ｔを製造す
る場合によって詳細に説明する。なお、以下の説明にお
いて、同一符号は、同一部分または相当部分とする。

【００１６】本発明のインサート成形装置は、概略、中
空状外層材１を収容し、中空状外層材１の内部がキャビ
ティ１５の一部として構成する金型１１,１２と、金型
１１,１２のキャビティ１５内にライナ２の成形材料Ｚ
を射出充填する射出機構（図示は省略する）とを備え、
中空状外層材１の内部に所定形状の成形品を成形するイ
ンサート成形装置であって、射出成形による圧力に対抗
する圧力を中空状外層材１に付加する対抗圧力付与機構
３を設けたものである。

【００１７】金型は、相対向して配置された固定金型１
１と、図示しない一般的な射出成形機の型開閉機構によ
り固定金型１１に対して開閉移動される可動金型１２と
により構成されている。固定金型１１の可動金型１２と
は反対側の面には射出機構のノズルが当接されるスプル
台座１４が形成されており、固定金型１１内にはスプル
台座１４から可塑化溶融された樹脂などのライナ２の成
形材料Ｚを導入するための経路となるスプル１３が形成
されている。そして、このスプル１３は可動金型１２に
連続しており、可動金型１２ではスプル１３からキャビ
ティ１５（後に詳しく説明する）内に開口する経路１３
aが周方向に復数配設されている。各経路１３aは、スプ
ル１３からキャビティ１５に向かって暫時縮小すると共
に傾斜するように形成されている。

【００１８】また、可動金型１２には、スプル突き出し
ピン２０と、ソケット１内にライナ２が成形されたライ
ナ付きソケットＴを突き出すための複数の製品突き出し
ピン２１とが、それぞれの後端を共通の突き出しプレー
ト２２に接合された状態で進退可能に設けられている。
製品突き出しピン２１は、後に詳しく説明するが、ソケ
ット収容部１６に収容されたソケット１の一端面を押圧
するもので、ソケット１の端面の周方向に均等の間隔
で、たとえば４箇所に配設される。。突き出しプレート
２２は、可動金型１２の後面に設けられたフランジ２３
に向かって後退するように、ばね２４によって付勢され
ている。フランジ２３の略中央には、突き出しプレート
２２に当接されこれをばね２４の付勢に抗して前進させ
るための一般的な射出成形機の突き出しピン２５が挿通
されている。

【００１９】金型１１,１２内に形成されるソケット収
容部１６の内径は、図１に符号Ｓで示すように、その内
部に収容されるソケット１の外径よりも大きく設定され
ている。また、ソケット収容部１６の長さは、ソケット
１の長さよりも長く設定されている。固定金型１１およ
び可動金型１２には、ソケット１の両端内面に成形され
たテーパめねじ１aを保持するように、コア１１a、１２
aが金型１１,１２内で互いに突出するようにそれぞれ形
成されている。そして、コア１１a,１２a内には、ソケ
ット１のテーパめねじ１aに螺合される管（図示は省略
する）に内嵌接合されるライナ２の接合部２aを成形す
るキャビティ１５の接合部成形部分がテーパめねじ１a
の径方向内側に同芯状に形成されており、両コア１１a,
１２の径方向外側の間には、ソケット１のテーパめねじ
１aの間に内接される肉厚部２bを成形するキャビティ１
５の肉厚部成形部分が形成されている。肉厚部成形部分
の径方向外側には、ソケット収容部１６に収容されたソ
ケット１の内側面の長手方向中央部が位置し、キャビテ
ィ１５にライナ２の成形材料Ｚが射出充填された際に
は、ソケット１がキャビティ１５の一部を構成してその
射出充填圧力を受けることになる。両コア１１a,１２a
の略中心には、上述したスプル１３ならびに経路１３a
およびスプル突き出しピン２０が配置されている。

【００２０】図１に示した実施の形態の場合、可動金型
１２のソケット収容部１６の外周には、複数の対抗圧力
付与機構３が設けられている。各対抗圧力付与機構３
は、可動金型１２に設けられた複動式の油圧などの作動
流体圧によって駆動されるシリンダ３０により構成され
ている。そして、図１に示した実施の形態では、シリン
ダ３０は可動金型１２内に形成されている。また、シリ
ンダ３０のピストンロッド３１の先端面は、図２に示す
ように、ソケット１の外周側面の形状に応じて形成され
ている。そして、ピストンロッド３１は、図示は省略す
るが、その軸方向の伸張退縮駆動を妨げることなく軸周
りの回転を防止して先端面がソケット１の外周側面の形
状と対応するように、可動金型１２に対してキー結合さ
れている。ピストンロッド３１の先端面がソケット１の
外周側面の形状と対応するように、その軸周りの回転を
防止することができるものであれば、上述のピストンロ
ッド３１と可動金型１２とのキー結合以外の他の手法を
用いることもできる。なお、ライナ付き管継手Ｔが所謂
ストレート状のソケット１のように単一の中心軸線を有
するものである場合には、図２に示すように、その中心
軸線から径方向に略直交する延長線上に位置する４個所
にシリンダ３０が設けられている。一方、ライナ付き管
継手Ｔがエルボやチーズ、分岐管などのように湾曲する
中心軸線または交差する複数の中心軸線を有するもので
ある場合には、ソケット１の主な部分の外周側面から突
出する部分をピストンロッド３１が回避することができ
る位置にシリンダ３０が設けられる。シリンダ３０に供
給される作動流体の圧力は、キャビティ１５に供給され
るライナ２の成形材料Ｚの射出充填圧力に応じて設定さ
れる。各シリンダ３０は、そのピストンロッド３１が同
期して均等に駆動されるように構成されている。

【００２１】次に、本発明のインサート成形方法の実施
の一形態を、上述したように構成されたインサート成形
装置を用いて、中空外層材としてのソケット１内に、成
形品として接合部２aおよび肉厚部２bを有するライナ２
を成形して、ライナ付きソケットＴを製造する場合によ
って詳細に説明する。

【００２２】本発明のインサート成形方法は、概略、中
空状外層材としてのソケット１の内部にライナ２を射出
成形によって成形する方法であって、ソケット１に対し
て、その外方から射出成形による圧力（図２の矢印Ｐ
１）に対抗する圧力（図２の矢印Ｐ２）を加えるもので
ある。

【００２３】ライナ付きソケットＴを製造するに際して
は、最初に、固定金型１１から可動金型１２を離間させ
て型開きした状態でソケット１の一方のテーパめねじ１
aを固定金型１１または可動金型１２のいずれか一方の
コア１１a,１２aに外嵌し、可動金型１２を固定金型１
１に近接させて型閉する。これにより、ソケット１は、
金型１１,１２のソケット収容部１６内に収容される。

【００２４】この状態から、固定金型１１のスプル台座
１４に図示しない射出機構のノズルを当接して、射出機
構により可塑化溶融されたライナ２の成形材料Ｚを、ス
プル１３および経路１３aを介してキャビティ１５内に
射出充填する。このときのライナ２の成形材料Ｚの射出
充填圧力は、ライナ２の肉厚部２bにボイドや引けなど
の成形不良を発生させることがなく、且つ、接合部２a
の先端にライナ２の成形材料Ｚが充満されるような充分
な圧力に設定されている。これにより、キャビティ１５
の一部を構成するソケット１の内側面は、図２に示すよ
うに、ライナ２の成形材料Ｚの射出充填圧力Ｐ１を受け
る。

【００２５】しかしながら、本発明では、このライナ２
の成形材料Ｚの射出充填に先立って、または、射出充填
中に、シリンダ３０は、そのピストンロッド３１が伸張
するように駆動されて、ソケット１の外周側面が押圧さ
れる。これにより、射出成形によるライナ２の成形材料
Ｚの圧力Ｐ１に対抗する圧力Ｐ２がソケット１の外周側
面に加えられることとなる。したがって、内部にライナ
２の成形材料Ｚを適切な射出充填圧力で射出成形して
も、鋳物により成形されたソケット１が膨らんだりクラ
ックが生じることが防止されると共に、ライナ２の接合
部２aおよび肉厚部２bにボイドや引けなどを発生させる
ことがないようにライナ２の成形材料Ｚが充満されるこ
ととなる。

【００２６】このソケット１の外周側面を押圧すべくシ
リンダ３０のピストンロッド３１の伸張駆動を開始させ
るための制御は、図示は省略するが、ライナ２の成形材
料Ｚの射出充填中に押圧するときには、射出機構による
ライナ２の成形材料Ｚの射出充填開始からの時間により
行うことができる。この場合にあっては、射出機構によ
るライナ２の成形材料Ｚの射出充填開始によって作動を
開始するタイマがシリンダ３０のピストン３１を制御す
る制御手段に設けられる。そして、シリンダ３０のピス
トン３１は、かかる射出充填開始から所定時間経過後に
伸張するように制御される。

【００２７】また、ライナ２の成形材料Ｚの射出充填前
または射出充填中にソケット１の外周側面を押圧すると
きには、図示しない射出機構の加熱筒内のスクリュを前
進駆動する油圧シリンダなどの前進駆動手段の負荷を検
出することにより、シリンダ３０のピストンロッド３１
の伸張駆動の開始制御を行うこともできる。この場合に
あっては、スクリュを前進駆動する油圧シリンダの油圧
圧力（前進駆動手段の負荷）を検出するスクリュ前進駆
動負荷検出手段を設け、このスクリュ前進駆動負荷検出
手段により検出されたスクリュの前進駆動負荷が所定値
に達したときに、ソケット１の外周側面に対してライナ
２の成形材料Ｚの圧力に対抗する圧力Ｐ２の付与を開始
制御する。

【００２８】さらに、ライナ２の成形材料Ｚの射出充填
前または射出充填中にソケット１の外周側面を押圧する
ときにおいては、上述したスクリュ前進駆動負荷検出手
段に代えてまたは並行してスクリュの前進位置を検出す
るスクリュ位置検出手段を設け、スクリュが所定位置に
前進したことを検出したときに、シリンダ３０のピスト
ンロッド３１の伸張駆動を開始制御し、ソケット１の外
周側面に対してライナ２の成形材料Ｚの圧力に対抗する
圧力Ｐ２の付与を行うこともできる。

【００２９】さらにまた、金型１１,１２のキャビティ
１５内に射出充填されるライナ２の成形材料Ｚの圧力を
検出する成形材料圧力検出手段を設け、ライナ２の成形
材料Ｚの圧力が所定値に達したことを検出したときに、
シリンダ３０のピストンロッド３１の伸張駆動を開始制
御し、ソケット１の外周側面に対してライナ２の成形材
料Ｚの圧力に対抗する圧力Ｐ２の付与を行うこともでき
る。

【００３０】また、ソケットの外周側面に付与する圧力
Ｐ２は、ライナ２の成形材料Ｚの射出充填圧力と対応し
て徐々に上昇させるように制御してもよく、また、ライ
ナ２の成形材料Ｚの射出充填圧力の最高の値に対応する
値の圧力をライナ２の成形材料Ｚの射出充填開始前予め
付与し、あるいは射出充填開始と同時に付与することも
できる。、

【００３１】ライナ２の成形材料Ｚの射出充填が完了
し、保持圧を掛けた状態が所定時間経過すると、可動金
型１２を固定金型１１から離間するように移動させて型
開きを行い、射出成形機の突き出しピン２５を突き出し
駆動することにより、これに当接された突き出しプレー
ト２２をばね２４の付勢に抗して図１における左方に移
動させて、スプル突き出しピン２０および製品突き出し
ピン２１を突き出させて、ライナ２の内部に残留したス
プル突き出しを行うと共にソケット１内にライナ２が成
形されたライナ付きソケットＴを可動金型１２から取り
出す。そして、対抗圧力付与手段３のピストン３１を退
縮駆動してピストン３１による圧力Ｐ２の付与を解除す
るタイミングは、突き出しピン２５を突き出し駆動する
までに行われるが、ライナ２の成形材料Ｚが充分に固化
した後であれば型開き前に行うこともできる。

【００３２】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されることなく、ソケット１がテーパめねじ１aでは
なく平行ねじを形成されたものである場合は勿論のこ
と、ソケット以外の他の中空状外層材１の内部に所望す
る形状の成形品２を射出成形によって成形する場合に適
用することができる。

【００３３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、射出成形によ
る圧力に対抗する圧力を中空状外層材に付加するという
簡単な構成により、中空状外層材を変形させることな
く、その内部に成形品を必要な圧力で射出成形すること
ができるインサート成形方法を提供することができる。

【００３４】請求項２の発明によれば、射出成形による
圧力に対抗する圧力を中空状外層材に付加する対抗圧力
付与機構を設けたという簡単な構成により、金型内に中
空状外層材を収容して、射出機構によって成形材料を中
空状外層材内のキャビティに射出したときに、かかる射
出圧力と対抗する圧力を対抗圧力付与機構が中空状外層
材の外側から付加するため、充分な圧力で成形品を射出
成形することができると共に、中空状外層材の変形や破
損を防止することができるインサート成形装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインサート成形装置の実施の一形態を
示す要部断面図である。

【図２】図１に示したインサート成形装置の側断面図で
ある。

【図３】従来の技術により膨らみ変形したライナ付きソ
ケットの外観を示す説明図である。

【図４】従来の技術により膨らみクラックが生じたライ
ナ付きソケットの外観を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｔ 複合ソケット Ｚ 成形材料 １ ソケット（中空状外層材） ２ ライナ（成形品） ３ 対抗圧力付与手段 １１ 固定金型 １２ 可動金型 １５ キャビティ １６ ソケット収容部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型内に収容された中空状外層材の内部
   をキャビティの一部として構成し、キャビティ内に成形
   材料を射出成形することにより所定形状の成形品を中空
   状外層材の内部に成形するインサート成形方法であっ
   て、 射出成形による圧力に対抗する圧力を中空状外層材に付
   加することを特徴とするインサート成形方法。
2. 【請求項２】 中空状外層材を収容し、中空状外層材の
   内部がキャビティの一部として構成される金型と、金型
   のキャビティ内に成形材料を射出充填する射出機構とを
   備え、中空状外層材の内部に所定形状の成形品を成形す
   るインサート成形装置であって、 射出成形による圧力に対抗する圧力を中空状外層材に付
   加する対抗圧力付与機構を設けたことを特徴とするイン
   サート成形装置。