JP3656124B2 - 中空成形品の成形方法および成形用金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１次成形において、移動金型と固定金型とを使用して一対の第１、２の半中空体を、その周縁に接合部を有するように一体的に成形し、そして２次成形において、前記移動金型を固定金型に対して移動させて前記１次成形で成形された一対の第１、２の半中空体の接合部を突き合わせ、突き合わせた接合空間部に溶融樹脂を射出して一対の第１、２の半中空体を接合して中空成形品を得る成形方法および成形用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂性の中空成形品の成形方法としては、射出成形機による成形法が知られている。射出成形機により中空成形品を成形する場合は、１次成形において中空成形品を二つ割の半中空体あるいは分割体として成形した後、金型から取り出し外部にてその突き合わせた部分を加熱あるいは溶着して１個の中空成形品を成形している。また、突き合わせた部分を加熱あるいは溶着する代わりに、突合部分に溶融樹脂を２次射出して接合する成形方法も実施されている。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成形品を成形することができると共に、均一な肉厚の中空成形品を作ることもでき、また複雑な形状にも対処でき、さらには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もある。このような色々な利点があるので、本出願人は射出成形による中空成形品の成形方法を特許第２７２９９００号明細書、特許第２９２０１５０号明細書、特開平６−２３７８９号公報等により多数提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
射出成形方法によると、上記のような数々の利点があるが、一対の半中空体の接合部の強度が不足することがある。この強度不足は、接合部の形状すなわち２次成形用の溶融樹脂が充填される接合空間部の形状を改良することにより、ある程度解決することはできる。そこで、接合部の形状に関する成形方法が多数提案されている。また、２次成形用の射出圧力を高くすると、融着状態が良くなり接合強度を向上させることはできる。さらには、接合部の接合面積を広くすることによっても、接合強度を大きくするこもできる。
【０００４】
しかしながら、接合部の形状で強度を向上させようとすると、接合部の形状が複雑になり、１次成形用の金型がコスト高になるという別の問題が生じる。また、２次成形用の射出圧力を高くすると、接合部を変形させる危険があり、変形が進んで２次成形用の溶融樹脂が接合部の近傍を突き破り、中空成形品の内部へ漏れる恐れもある。さらには、接合部の接合面積を広くすると、中空成形品の重量が増し、また外観形状を損なうこともある。
本発明は、上記したような問題点を解消した中空成形品の成形方法および成形用金型を提供することを目的とし、具体的には接合部の形状には拘束されず、２次形成の射出圧力は比較的低く、しかも接合面積が狭くても、さらには２次成形時に異種の樹脂を適用しても、充分な接合強度が得られる、中空成形品の成形方法およびこの方法の実施に使用される成形用金型を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、接合部を成形する１次成形時には、熱良導体からなる入れ子を使用すると共に、この入れ子をヒータにより、または１次成形用の溶融樹脂の熱を蓄熱した熱により加熱して接合部を加熱状態にして、２次成形用の溶融樹脂を射出するように構成することにより達成される。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、１次成形において、移動金型と固定金型とを使用して一対の第１、２の半中空体を、その周縁に接合部を有するように一体的に成形し、そして２次成形において、前記移動金型を固定金型に対して移動させて前記１次成形で成形された一対の第１、２の半中空体の接合部を突き合わせ、突き合わせた接合空間部に溶融樹脂を射出して一対の第１、２の半中空体を接合して中空成形品を得る成形方法において、前記１次成形時には接合部を熱良導体の入れ子で形成すると共に、前記２次成形時には前記入れ子を発熱体で加熱することにより加熱状態になっている接合空間部に溶融樹脂を射出するように構成される。請求項２に記載の発明は、１次成形において、移動金型と固定金型とを使用して一対の第１、２の半中空体を、その周縁に接合部を有するように一体的に成形し、そして２次成形において、前記移動金型を固定金型に対して移動させて前記１次成形で成形された一対の第１、２の半中空体の接合部を突き合わせ、突き合わせた接合空間部に溶融樹脂を射出して一対の第１、２の半中空体を接合して中空成形品を得る成形方法において、前記１次成形時には接合部を熱良導体の入れ子で形成すると共に、前記２次成形時には前記入れ子を前記１次成形時の溶融樹脂の熱を蓄熱した熱で加熱することにより加熱状態になっている接合空間部に溶融樹脂を射出するように構成される。
請求項３に記載の発明は、移動金型と固定金型とを備え、これらの金型の一方の金型には、第１の凹部と第２のコアとが所定の間隔をおいて、そして他方の金型には、第１のコアと第２の凹部とが所定の間隔をおいてそれぞれ設けられ、前記第１、２のコアの周囲には、これらのコアと所定の間隔をおいて、一対の半中空体のそれぞれに接合部を成形するための第１、２の入れ子がそれぞれ設けられ、前記金型が型締めされると、前記第１の凹部と第１のコアと第１の入れ子とにより本体部と接合部とからなる第１の半中空体を成形するための第１のキャビティが、また前記第２のコアと第２の入れ子と第２の凹部とにより本体部と接合部とからなる第２の半中空体を成形するための第２のキャビティがそれぞれ構成されると共に、前記第１、２の入れ子は、熱良導体から構成されて発熱体で加熱されるように構成され、請求項４に記載の発明は、移動金型と固定金型とを備え、これらの金型の一方の金型には、第１の凹部と第２のコアとが所定の間隔をおいて、そして他方の金型には、第１のコアと第２の凹部とが所定の間隔をおいてそれぞれ設けられ、前記第１、２のコアの周囲には、これらのコアと所定の間隔をおいて、一対の半中空体のそれぞれに接合部を成形するための第１、２の入れ子がそれぞれ設けられ、前記金型が型締めされると、前記第１の凹部と第１のコアと第１の入れ子とにより本体部と接合部とからなる第１の半中空体を成形するための第１のキャビティが、また前記第２のコアと第２の入れ子と第２の凹部とにより本体部と接合部とからなる第２の半中空体を成形するための第２のキャビティがそれぞれ構成されると共に、前記第１、２の入れ子は、熱良導体から構成され溶融樹脂の熱が蓄熱される蓄熱材により加熱されるように構成されている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
最初に、金型の実施の形態について説明する。金型は、固定盤に取り付けられている固定金型１と、スライド金型２０とから構成されている。スライド金型２０は、図１の（イ）において水平軸を中心として回転的に駆動されるように構成することもできるが、本実施の形態では固定金型１に対して上下方向にスライド的に駆動されると共に、固定金型１に対して型開閉されるようになっている。なお、スライド金型２０をスライド的に駆動する駆動装置、スライド金型２０を固定金型１に対して型開閉する型締装置、中空成形品の突き出し用のエジェクタ装置等は図１には示されていない。
【０００７】
固定金型１の上方には、後述するスライド金型２０の第１のコアと対をなす第１の凹部２が設けられている。この第１の凹部２はパーテイングラインＰ側に開口し、その径は第１のコアの径よりも所定量だけ大きく、また第１のコアの突出量より深い。したがって、図１の（イ）に示されている１次成形位置でスライド金型２０を固定金型１に対して型締めすると、第１の凹部２の内周面と第１のコアの外周面との間に所定間隔の第１のキャビティが構成されることになる。この第１のキャビティにより所定肉厚の第１の半中空体が成形される。なお、上記第１の凹部２の底部にはホットスプル９およびホットランナ６に連通したゲート７が開口している。
【０００８】
固定金型１の下方には、スライド金型２０の第２の凹部と対をなす第２のコア３が設けられている。この第２のコア３の径は、スライド金型２０の第２の凹部の径よりも所定量だけ小さく、また突出量は第２の凹部の深さよりも小さい。したがって、スライド金型を固定金型に対して型締めすると、第２のコアの外周面と第２の凹部の内周面との間に所定間隔の第２のキャビティが構成されることになる。この第２のキャビティにより所定肉厚の第２の半中空体が成形される。なお、第２のコア３の頂部には、ホットランナ６に連通したゲート８が開口している。
【０００９】
第２のコア３の周りには、この第２のコア３と所定の間隔をおいてリング状の第２の凹溝４が形成されている。この第２の凹溝４は、パーテイングラインＰ側に開口し、そして図示の実施の形態によると、その底部に例えば電気ヒータからなる第２の発熱体５が埋設されている。また、第２の凹溝４の、第２の発熱体５の上に第２の入れ子１０が挿入あるいは装着されている。第２の入れ子１０は、概略リング状を呈し、本体部１１とコア部１２とからなっている。コア部１２は、本体部１１が第２の凹溝４に装着されるとき、パーテイングラインＰから所定量だけ突き出ている。この突き出ている部分は、所定の肉厚でその外周面は、スライド金型２０を固定金型１に対して型締めすると、スライド金型２０の第２の凹部の内周面に密に接する。これにより、第２の半中空体と一体的に接合部を成形するためのキャビテイが構成される。このように構成されている第２の入れ子１０は、銅、アルミニウム、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の熱の良導体で、対象とする合成樹脂が付着し難い材料から形成されている。
【００１０】
スライド金型２０の上方のパーテイングラインＰ側には、固定金型１の第１の凹部２と対をなす第１のコア２１が設けられている。この第１のコア２１の径は、前述した固定金型１の第１の凹部２の径よりも所定量だけ小さく、また突出量は第１の凹部２の深さよりも小さい。したがって、スライド金型２０を固定金型１に対して型締めすると、前述したように第１のキャビティが構成されることになる。また、第１のコア２１の周りには、この第１のコア２１と所定の間隔をおいて略リング状を呈する第１の凹溝２２が形成されている。この第１の凹溝２２は、パーテイングラインＰ側に開口し、そして図示の実施の形態によると、その底部に第１の発熱体２５が埋設されている。また、第１の凹溝２２の、第１の発熱体２５の上に第１の入れ子３０が挿入あるいは装着されている。第１の入れ子３０も、本実施の形態では前述した第２の入れ子１０と同じ材質により、本体部３１とコア部３２とから同じように構成されているので、これ以上の説明はしないが、この第１の入れ子３０により、第１の半中空体と一体的に接合部を成形するためのキャビテイが構成される。
【００１１】
スライド金型２０の下方には、固定金型１の第２のコア３と対をなす第２の凹部２６が設けられている。この第２の凹部２６はパーテイングラインＰ側に開口し、その径は固定金型１の第２のコア３の径よりも所定量だけ大きく、また第２のコア３の突出量より深い。したがって、図１の（イ）に示されている１次成形位置でスライド金型を固定金型に対して型締めすると、前述したように第２のキャビティが構成されることになる。この第２のキャビティにより所定肉厚の第２の半中空体が成形される。
【００１２】
次に、上記金型を用いた合成樹脂製の中空成形品の成形方法を説明する。スライド金型２０を、図１の（イ）に示されている１次成形位置へスライドさせて、固定金型１に対して従来周知の手段により型締する。そうすると、図１の（ロ）に示されているように、固定金型１の第１の凹部２と、スライド金型２０の第１のコア２１とにより第１のキャビティＣ１が構成される。同時にスライド金型２０の第２の凹部２６と、固定金型１の第２のコア３とにより第２のキャビティＣ２が構成される。このとき、スライド金型２０の第１の入れ子３０により、第１のキャビテイＣ１の一部が塞がれ、また固定金型１の第２の入れ子１０により、第２のキャビテイＣ２の一部が塞がれる。これにより、一対の半中空体の開口部に接合部が一体的に成形されることになる。
【００１３】
図示されない射出機のノズルから、可塑化された溶融樹脂を射出する。溶融樹脂は、ホットスプル９からホットランナ６およびそれぞれのゲート７、８を介して第１、２のキャビティＣ１、Ｃ２に充填される。この１次成形により、第１のキャビティＣ１で、第１の半中空体Ａが接合部Ｓａと一体的に、そして第２のキャビティＣ２で、第２の半中空体Ｂが接合部Ｓｂと一体的に同時に成形される。スライド金型２０を開くことができる程度の冷却固化を待つ。このとき、第１、２の発熱体２５、５に通電し、第１、２の入れ子３０、１０を加熱する。この熱は第１、２の入れ子３０、１０を介して接合部Ｓａ、Ｓｂの接合面に伝導され加熱状態に保持される。このようにして、１次成形が終わった状態が図１の（ロ）に示されている。
【００１４】
次いで、スライド金型２０を開く。そうすると、第１の半中空体Ａは固定金型１の方へ、第２の半中空体Ｂはスライド金型２０の方へ残って開かれる。このようにして、開かれている状態が図２の（イ）に示されている。スライド金型２０を、第２の半中空体Ｂが保持されている状態で上方の２次成形位置へスライドさせる。このとき、第２の半中空体Ｂの接合部Ｓｂが、第１の半中空体Ａの接合部Ｓａに整合する。スライド金型２０を固定金型１に対して型締めする。これにより、第１、２の半中空体Ａ、Ｂは、接合部において突き合わされ接合空間部Ｓａｂが構成される。２次成形位置へスライドさせ、そして型締めされている状態が図２の（ロ）に示されている。
【００１５】
図２には示されていないが、接合空間部Ｓａｂに連通したゲート、ホットランナ等を介して２次成形用の溶融樹脂を射出する。接合空間部Ｓａｂの表面は、第１、２の入れ子３０、１０により加熱された状態になっているので、２次成形用の溶融樹脂は、接合空間部Ｓａｂの表面と容易に融着する。冷却固化を待ってスライド金型２０を開いて中空成形品を取り出す。以下同様にして成形する。
【００１６】
本発明は、上記の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、第１、２の凹溝２２、４には第１、２の加熱体２５、５に代えて蓄熱材を装着することもできる。そうすると、１次成形用の溶融樹脂の熱が第１、２の入れ子３０、１０を介して蓄熱材に蓄熱される。スライド金型２０を開くまでの間に、接合部Ｓａ、Ｓｂの温度が低下するのを防ぐため、蓄熱材に蓄熱されている熱が第１、２の入れ子３０、１０を介して、接合部Ｓａ、Ｓｂの表面に伝達される。これにより、接合部Ｓａ、Ｓｂの表面温度は、１次成形用の溶融樹脂の温度近くに保たれることになる。以下前述したようにして成形する。
【００１７】
また、上記実施の形態では、第１、２の発熱体２５、５は、第１、２の凹溝２２、４の底部に装着されているが、他の位置例えば側部に装着することもできるし、あるいは第１、２の入れ子３０、１０内に埋め込むこともできる。なお、接合部Ｓａ、Ｓｂの形状すなわち第１、２の入れ子３０、１０の形状が上記実施の形態に限定されないことは明らかである。
【００１８】
【発明の効果】
以上ように、本発明によると、１次成形と２次成形とにより中空成形品を成形するとき、１次成形時には接合部を熱良導体の入れ子で成形すると共に、２次成形時には前記入れ子を発熱体で加熱することにより加熱状態になっている接合空間部に溶融樹脂を射出するので、２次成形用の溶融樹脂と接合空間部の表面は融着状態で接合される。したがって、本発明によると、接合強度の大きい中空成形品が得られる。このように、融着状態で接合されるので、接合空間部の形状が単純でも充分な接合強度が得られる。したがって、接合部を成形する１次成形用の金型が安価になる効果が得られる。また、加熱状態になっている接合空間部に溶融樹脂を射出するので、２次成形時の射出圧力が低くても接合できる。これにより、接合部の変形、２次成形用の溶融樹脂の漏れ等が回避できる。さらには、接合部の面積が狭くても充分な接合強度が得られるので、接合部の外観形状に優れた中空成形品を得ることもできる。また、２次成形に１次成形用の樹脂と異なる樹脂を使用することもでき、樹脂材料の選択の自由度が増す効果も得られる。
また、他の発明によると、１次成形時には接合部を熱良導体の入れ子で成形すると共に、２次成形時には入れ子を１次成形時の溶融樹脂の熱を蓄熱した熱で加熱することにより加熱状態になっている接合空間部に溶融樹脂を射出するので、格別に熱源がなくても上記のような効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わる金型の実施の形態を示す図で、その（イ）は開いた状態を、そしてその（ロ）は１次成形が終わった状態をそれぞれ示す断面図である。
【図２】 本発明に係わる金型の実施の形態を示す図で、その（イ）は１次成形が終わって金型を開いた状態を、そしてその（ロ）は２次成形中の状態をそれぞれ示す断面図である。
【符号の説明】
１ 固定金型 ２ 第１の凹部
３ 第１のコア ５ 第２の発熱体
１０ 第１の入れ子 ２０ スライド金型
２１ 第１のコア ２５ 第１の発熱体
２６ 第２の凹部 ３０ 第１の入れ子

Claims (4)

1. １次成形において、移動金型と固定金型とを使用して一対の第１、２の半中空体を、その周縁に接合部を有するように一体的に成形し、
   そして２次成形において、前記移動金型を固定金型に対して移動させて前記１次成形で成形された一対の第１、２の半中空体の接合部を突き合わせ、突き合わせた接合空間部に溶融樹脂を射出して一対の第１、２の半中空体を接合して中空成形品を得る成形方法において、
   前記１次成形時には接合部を熱良導体の入れ子で形成すると共に、前記２次成形時には前記入れ子を発熱体で加熱することにより加熱状態になっている接合空間部に溶融樹脂を射出することを特徴とする中空成形品の成形方法。
2. １次成形において、移動金型と固定金型とを使用して一対の第１、２の半中空体を、その周縁に接合部を有するように一体的に成形し、
   そして２次成形において、前記移動金型を固定金型に対して移動させて前記１次成形で成形された一対の第１、２の半中空体の接合部を突き合わせ、突き合わせた接合空間部に溶融樹脂を射出して一対の第１、２の半中空体を接合して中空成形品を得る成形方法において、
   前記１次成形時には接合部を熱良導体の入れ子で形成すると共に、前記２次成形時には前記入れ子を前記１次成形時の溶融樹脂の熱を蓄熱した熱で加熱することにより加熱状態になっている接合空間部に溶融樹脂を射出することを特徴とする中空成形品の成形方法。
3. 移動金型と固定金型とを備え、これらの金型の一方の金型には、第１の凹部と第２のコアとが所定の間隔をおいて、そして他方の金型には、第１のコアと第２の凹部とが所定の間隔をおいてそれぞれ設けられ、
   前記第１、２のコアの周囲には、これらのコアと所定の間隔をおいて、一対の半中空体のそれぞれに接合部を成形するための第１、２の入れ子がそれぞれ設けられ、
   前記金型が型締めされると、前記第１の凹部と第１のコアと第１の入れ子とにより本体部と接合部とからなる第１の半中空体を成形するための第１のキャビティが、また前記第２のコアと第２の入れ子と第２の凹部とにより本体部と接合部とからなる第２の半中空体を成形するための第２のキャビティがそれぞれ構成されると共に、
   前記第１、２の入れ子は、熱良導体から構成されて発熱体で加熱されるようになっていることを特徴とする中空成形品の成形用金型。
4. 移動金型と固定金型とを備え、これらの金型の一方の金型には、第１の凹部と第２のコアとが所定の間隔をおいて、そして他方の金型には、第１のコアと第２の凹部とが所定の間隔をおいてそれぞれ設けられ、
   前記第１、２のコアの周囲には、これらのコアと所定の間隔をおいて、一対の半中空体のそれぞれに接合部を成形するための第１、２の入れ子がそれぞれ設けられ、
   前記金型が型締めされると、前記第１の凹部と第１のコアと第１の入れ子とにより本体部と接合部とからなる第１の半中空体を成形するための第１のキャビティが、また前記第２のコアと第２の入れ子と第２の凹部とにより本体部と接合部とからなる第２の半中空体を成形するための第２のキャビティがそれぞれ構成されると共に、
   前記第１、２の入れ子は、熱良導体から構成され溶融樹脂の熱が蓄熱される蓄熱材により加熱されるようになっていることを特徴とする中空成形品の成形用金型。

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