JP3037988B2 - 合成樹脂製蛇腹製品の射出ブロー成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は合成樹脂製蛇腹製品の射出ブロー成形方法に
関する。更に詳述すると、本発明は等速ジョイント用ブ
ーツやステアリングブーツ等のようなプラスチック製蛇
腹製品の射出ブロー成形方法に関する。

（従来の技術） 従来、合成樹脂で蛇腹（ベローズ）製品を形成するに
はブロー成形が多く用いられている。しかし、ブロー成
形によると、蛇腹の山部は谷部よりもブローアップ比が
高いため、成形品全体の肉厚に比べて山部の肉厚が極端
に薄くなってしまう。このため、このブロー成形の蛇腹
製品をアクチュータとして使用する場合、山部の肉厚が
薄くなって、負圧力によって山部が座屈してストローク
の低下が生じ、甚しいときはアクチュータの機能を果さ
なくなる。また、空調装置などのダクトとして使用する
場合には山部の肉厚が薄くなると断熱効果が悪くなる。
そこで、パリソンの肉厚が厚くして山部を適正な肉厚に
しようとすると、他の部分の肉厚が不必要に厚くなり、
材料が無駄になると共に蛇腹本来の柔軟性が損なわれて
しまう。

また、射出ブロー成形によって蛇腹を形成することも
考えられる。この射出ブロー成形は、金型内に溶融樹脂
を射出して底のあるチューブ状のパリソンを成形し、こ
のパリソンをブロー金型で囲んで膨張させ最終形状とす
る方法である。このため使用する材料は、射出工程にあ
っては粘度の低い流動性のある材料が好ましいが、反面
ブロー工程にあっては粘度の高い材料が好ましいという
二律背反の関係にある。そこで、通常はブロー工程に合
せて材料が選定されるが、射出工程では流れ難い材料と
なる。このため、従来にあっては、パリソンは流動抵抗
の少ない均一肉厚のチューブ状とすることが常識とされ
ている。そして、ブロー成形外型に形成された蛇腹状の
キャビティに沿ってパリソンを全体的に膨張させること
によって、蛇腹状の胴部を形成するようにしている。

しかしながら、均一肉厚のチューブ状のパリソンを用
いて蛇腹製品をつくると、ブロー工程においてブローア
ップ比が局部的に異なり、肉厚が大きく異なる製品がで
き上ってしまう。特に次第に径が大きくなる円錐形の蛇
腹製品、例えば自動車などに用いられる等速ジョイント
用ブーツの場合、最終製品の肉厚の均一化を図るために
末広がりのテーパ形状にパリソンを成形しようとして
も、開放圧成形に近くなるため、樹脂中のガス成分が気
泡となって表われたり、流れが複雑となって内部抵抗が
残り安くなるため、ひけや気泡、ボイドなどが発生する
問題が生じる。また、長尺な蛇腹製品を成形する場合に
も開放圧成形に近くなり、パリソンに気泡、ボイド、ひ
けなどが発生する問題がある。このため、従来は射出ブ
ロー成形法によると、均一な肉厚の蛇腹製品、特に径が
次第に大きくなる末広がりな円錐形蛇腹製品をつくるこ
とはできないと思われている。

そこで、この偏肉の問題を解決するため、先に実開平
２−34211号において、パリソンそのものの肉厚を不均
一にしておく技術が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、ブロー成形は肉厚を薄くしながらパリ
ソンを膨張させることによって所望の製品形状に成形す
る手法なので、ブロー圧の分布の不均一や樹脂温度のば
らつき等によって成形品の肉厚にばらつきが生ずる傾向
が強く、パリソンの肉厚制御だけで均一な肉厚に成形す
ることは難しい。特に、成形形状が複雑な蛇腹製品の場
合、なかでも円錐形に蛇腹が形成されている等速ジョイ
ント用ブーツの場合には蛇腹部分の傾斜面の角度が非対
称であるため均一に膨張させることは難しく肉厚のばら
つきを伴い易い。そして、この肉厚のばらつきは全体に
生じるが、特に谷部に生ずる場合、自動車の等速ジョイ
ント用ブーツ等に適用する場合には好ましくない。

また、パリソンの肉厚を一定比率で不均一にする場合
でも、パリソン比率は依然として大きいので溶積算出が
難しく、製品に対する容積誤差が大きくなった場合には
コアの修正が必要となる。

本発明は、均一な肉厚のプラスチック蛇腹製品を簡単
に得る射出ブロー成形方法を提供することを目的とす
る。更に具体的には、本発明は、全体に均一な肉厚で特
に谷部の寸法のばらつきが少ないプラスチック蛇腹製品
を成形し得る射出ブロー成形方法を提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本発明は、断面円弧状の
谷部と山部及びこれらの間の斜面部とから成る蛇腹状の
胴部を有する合成樹脂製蛇腹製品の射出ブロー成形方法
において、谷部とその周辺をあらかじめパリソン成形時
の射出成形によって最終製品形状に成形し、その後のブ
ロー成形工程によって山部と斜面部のみをブロー成形し
て最終製品形状を得るようにしている。

また、本発明の合成樹脂製蛇腹製品の射出ブロー成形
方法において、パリソンの山部の外周面側軸断面形状が
円弧形状に成形されている。

（作用） したがって、パリソン成形時の射出成形によってパリ
ソンの谷部のみが最終製品の完成された寸法で正確に形
成される。そして、蛇腹状胴部の谷部若しくは谷部とそ
の近傍を除く山部及び斜面部がブロー成形によって最終
製品の完成された寸法に成形される。このとき、ブロー
用空気は谷部の寸法制度に影響を与えない程度の僅かな
膨張によって各山に流入しブロー圧力をかける。谷部は
ブロー用空気を流通させるために僅かに膨張するが、こ
れはブロー成形とは異なり、ブロー圧がかかっている僅
かの未だけは膨らんでいるだけであり、実質的にブロー
成形されていない。

（実施例） 以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。尚、本実施例は自動車で用いられる等速
ジョイント用ブーツに適用したものである。

まず、本実施例が対象としている合成樹脂製蛇腹製品
・等速ジョイント用ブーツについて簡単に説明する。こ
のブーツ７は、第２図に示すように、両端の円筒状取付
部5,6の間に、断面円弧状の谷部１と山部２及びこれら
の間の斜面部３とから成る蛇腹状の胴部４を有してい
る。この等速ジョイント用ブーツは、合成樹脂製蛇腹製
品の谷部とその周辺をあらかじめパリソン成形時の射出
成形によって最終製品形状に完成したパリソンを得、こ
れをブロー成形において谷部１を除く部分を膨らませる
ことによって所望形状・肉厚の成形品にブロー成形され
る。

第１図（Ａ）及び第１図（Ｂ）に本発明の射出ブロー
成形方法に使用されるパリソンの断面形状の一例を示
す。このパリソン10は、熱可塑性樹脂によって製品７の
形状に近似した底付きの円錐筒体形状に形成されると共
にその円錐面部分11に蛇腹状の異径部12が形成されてい
る。異径部12はその凹凸（谷部13と山部14）のピッチＰ
を成形しようとする製品のピッチＰ′に近似させると共
に、谷部（必要あれば谷部の近傍を含めて）13の肉厚及
び形状・寸法が製品７の谷部１とほぼ同じに形成されて
いる。また、山部14及び斜面部15においては、その肉厚
Ti及び形状・寸法が後工程のブロー成形によって変化す
る容積分を満足する程度の厚み及び形状・寸法に形成さ
れている。例えば、パリソン10の谷部13を除く山部14及
び斜面部15は、20〜80％のパリソン比率、好ましくは50
％程度のパリソン比率でブロー成形されるように設けら
れている。尚、山部14の形状は特に限定されるものでは
ないが、図示するように外周面側軸断面形状が円弧形状
となるような形状にすることが好ましい。因みに、パリ
ソン比率とは製品山径:D、製品谷径:d,パリソン外径A:
として｛（Ｄ−Ａ）／（Ｄ−ｄ）｝×100で示される値
である。

即ち、パリソンを形成する射出成形用外金型とコア金
型との間で形成されるキャビティは、谷部とその近傍の
斜面部の一部が最終製品形状の谷部とその近傍の斜面部
と同じ肉厚・寸法・形状に形成され、それを除く部分に
ついてはブロー成形後に最終製品形状となるような寸法
・肉厚・形状に形成されている。パリソン10の谷部13と
山部14との差ｈ［第１図（Ｂ）参照］は、山部３のブロ
ーアップ比を可能なかぎり小さく抑えるため製品形状７
に近づけること、即ち大きくすることが好ましいが、反
面射出時の樹脂の流れを阻害することを考慮しなければ
ならないことから、通常、製品形状に比して緩やかな屈
曲状態となるような値が選択される。

以上のように構成されるパリソン及びそれを用いて成
形される円錐形の中空成形品は次のようにして成形され
る。

例えば、割型となった射出成形用外金型20内にコア金
型21を設置してから射出成形用外金型20を閉じると共に
ネック金型22を閉じる。そして、小端側からコア金型21
の周囲のキャビティに溶融樹脂を射出してパリソン10を
成形する［第３図（Ａ）］。このとき、射出成形用外金
型20及びコア金型21には、山部14と谷部13及び斜面部15
から成る蛇腹状の異径部12を形成するため、所定深さ・
形状の凹凸23A、23Bが形成されている。次いで、射出成
形用外金型20を開いてパリソン10をコア金型21に支持さ
せた状態のまま取出す［第３図（Ｂ）］。そして、割型
となったブロー成形外金型24へ移し［第３図（Ｃ）］、
ブロー成形外金型24を閉じてコア金型21に設けられた空
気吹込み口25を開いて空気を吹込んでブロー成形する
［第３図（Ｄ）］。このとき、パリソン10の山部14は、
最終製品形状に対応する形状とされている谷部13よりも
厚肉であり冷え難く熱を保有しているため、流動性が谷
部13よりも高く伸び易い。しかも、このパリソン10の谷
部13は、ブロー成形外金型24とコア金型21との間で、ブ
ロー成形用の空気を流通させる程度の僅かの隙間をあけ
る程度に実質的に挾持されているので、ブロー成形され
ることがない。これに対し、山部14及び斜面部15の周辺
は、ブロー成形外金型24に収容された際にコア金型21と
ブロー成形外金型24との間に空間を有するので、ブロー
成形外金型24に沿ってブロー成形される。即ち、ブロー
成形外金型24のキャビティ面の斜面部26及び山部27が形
成する最終製品形状に沿って成形される。このパリソン
10の谷部13を除く山部14及び斜面部15はパリソン比率20
〜80％、好ましくは50％程度でブロー成形される。これ
によって、ブロー成形後の成形品の形状は、肉厚の差が
少なくほぼ均肉なもので、特に谷部１における肉厚の差
と形状のばらつきが抑えられる。

冷却後、ネック金型22とブロー成形外金型24とを開
き、成形品７を取出す［第３図（Ｅ）］。尚、成形品７
のコア金型21からの取出しは一般にエアブローにより成
形品７を膨張させて行うが、本発明はパリソン比率を20
〜80％、好ましくは50％程度の樹脂材料の弾性変形範囲
内としているため、膨張による変形が生じることはな
い。

尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の一例ではあ
るがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱
しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、
本実施例では蛇腹製品が全体に円錐形状となっている等
速ジョイント用ブーツについて言及しているが、全体が
円筒形状となるステアリングブーツの製造に適用するこ
とも可能である。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明の合成樹脂製
蛇腹状製品の射出ブロー成形方法は、パリソンの谷部と
その周辺をあらかじめ製品形状に合せてパリソン成形時
の射出成形によって最終形状に成形し、その他の部分即
ち山部及び斜面部のみをブロー成形によって最終製品形
状に仕上げるようにしているので、蛇腹製品の谷部とそ
の周辺の寸法ばらつきを抑えることができる。しかも、
この射出ブロー成形方法によると、パリソン比率を小さ
くできるため、容積算出が容易になると共に製品形状に
対する容積誤差が少なくなるので、山部や斜面部の寸法
ばらつきをも抑えることができる。依って、蛇腹部の全
体の肉厚を均一に成形でき、またコアの修正の必要も少
なくなる。

また、山部の外周面側軸断面形状を円弧形状にした場
合、ブロー成形時に山部が均等に膨張するため山部及び
その近傍がより均一な肉厚に成形できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の合成樹脂製蛇腹状製品の射出ブ
ロー成形方法において使用されるパリソンの一例を示す
縦断面図、第１図（Ｂ）はその要部を拡大して示す断面
図である。 第２図は本発明方法によって成形しようとする蛇腹製品
の一例を示す中央縦断面図である。 第３図（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の射出ブロー成形方法を
示す製造工程図である。 ７……成形製品、 １……山部 ２……谷部、 ３……斜面部、 ４……蛇腹状の胴部、 10……パリソン、 13……谷部、 14……山部、 15……斜面部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面円弧状の谷部と山部及びこれらの間の
   斜面部とから成る蛇腹状の胴部を有する合成樹脂製蛇腹
   製品の射出ブロー成形方法において、前記谷部とその周
   辺をあらかじめパリソン成形時の射出成形によって最終
   製品形状に成形し、その後のブロー成形工程によって前
   記山部と前記斜面部のみをブロー成形して最終製品形状
   を得ることを特徴とする合成樹脂製蛇腹製品の射出ブロ
   ー成形方法。
2. 【請求項２】前記パリソンの山部の外周面側軸断面形状
   が円弧形状に成形されていることを特徴とする請求項１
   記載の合成樹脂製蛇腹製品の射出ブロー成形方法。