JP3809658B2 - ブーツのブロー成形装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ブーツのブロー成形装置および製法に関する。特に、ブーツの取付部の成形を改良したブロー成形装置およびその製法に関する。
【０００２】
本発明に係る従来技術には、例えば、特開平６−２０１０４２号公報が存在する。この公報には、図６に示すブーツの成形装置が示されている。図６は、ブロー成形する状態の成形型の断面図である。又、図７は、パリソンを成形する前工程の型の断面図である。
【０００３】
図６および図７において、５１は小径固着部金型である。この小径固着部金型５１は、内部に穴６８を有すると共に、穴６８の開口側は溝成形面６４に形成されている。又、開口端面は接合端面６６に形成されている。
【０００４】
穴６８に嵌合したコア金型５２は、端部側に成形面７０を有し、この成形面７０と溝成形面６４との間で射出成形キャビティ５３を形成している。更に、コア金型５２の内部には、ブロー孔６３が軸方向に形成されており、圧力流体をブロー金型５７内に導入できるように構成されている。
【０００５】
パリソン６２の端部を保持する小径固着部金型５１は、対向する位置に配置されたダイ５４に対し、往復移動自在に構成され、図７の状態から図６の状態に移動してパリソンを形成する。
【０００６】
ダイ５４は、成形材料を射出する案内の射出孔５６を有する。この射出孔５６内にはマンドレル５５が配置されている。そして、ダイ５４の射出孔５６とマンドレル５５の外周面との間に成形材料を導入する射出流路５０が形成される。この射出流路５０の出口側は、ダイ５４の射出孔５６の円錐内面とマンドレル５５のテーパ外面との間で、オリフィス射出口６９を形成している。このオリフィス射出口６９の外径と射出成形キャビティ５３の外径とは同一寸法に形成されている。
【０００７】
ダイ５４の端面には、円錐内面と鋭角の角部６５を形成する方面の接着面６７を有し、この接着面６７に小径固着部金型５１の接合端面６６が着座する。この状態が、図７である。図７のように、小径固着部金型５１がダイ５４に接合着座した状態で、射出流路５０から成形材料６１が、射出成形キャビティ５３に射出される。そして、小径固着部金型５１は、成形材料６１を射出成形キャビティ５３で保持しながら引張り、図６に示す状態まで移動してパリソン６２を形成する。このとき、射出成形キャビティ５３内からパリソン６２まで熱可塑性状態である。
【０００８】
パリソン６２が形成された状態で、パリソン６２の両側に２分割されて配置されたブロー金型５７、５７が、図６の図示状態に移動して結合し、ブロー成形キャビティを形成する。ブロー金型５７のブロー成形キャビティは、小径固着部の一部成形面７１と蛇腹部成形面５８、大径固着部形成面５９およびバリ部成形面６０により形成される。
【０００９】
パリソン６２内にブロー孔６３より圧力流体が導入され、この流体の圧力によって、パリソン６２はブロー金型５７の成形面まで膨張してブーツが成形される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このブーツの成形工程で、図７に示す状態にダイ５４と小径固着部金型５１とが接合し、高温の成形材料６１が射出流路５０より小径固着部金型５１内の射出成形キャビティ５３に射出される。そして、小径固着部金型５１に射出された成形材料６１は熱可塑性状態で保持されながら射出流路５０内の成形材料６１を円筒状のパリソン６２に形成して引上げる。
【００１１】
このとき、パリソン６２の小径固着部金型５１側の肉厚は、図７に示すように、射出成形キャビティ５３の径方向の寸法と略同一となる。そして、図７に示す状態でブロー孔６３より流体圧力がパリソン６２に作用すると、パリソン６２は膨張してブロー金型５７の成形面によりブーツが形成される。
【００１２】
このブーツの成形において、小径固着部金型５１の接合端面６６により、ブーツの締付具用の凹部の側面（立上部）を形成するが、パリソン６２の外周面とブロー金型５７の一部成形面７１との間には間隙があって、パリソン６２はこの間隙だけ膨張されてブロー成形される。このため、パリソン６２の厚さが凹部の側面（立上部）の寸法を厳しく規制するので不良の原因となる。
【００１３】
しかも、この部分のパリソン６２は、この時点では、固形化が進んでいるから、小径固着部金型５１の角部６５により亀裂や引け巣が惹起する。特に、ブーツにおけるこの部分は射出成形部とブロー成形部との境界に相当するので、組織的に不安定で、破損につながることがある。特に、ブーツとして使用中に、この点に応力が集中しやすい。
【００１４】
本発明は上述のような問題点に鑑み成されたものであって、その目的は、ブーツの小径取付部に破損につながる不良をなくす成形装置およびその製法を得ることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するために成されたものであって、その技術的手段は、以下のように構成されている。
【００１６】
すなわち、請求項１に係るブーツのブロー成形装置は、パリソンより小径取付部、大径取付部および蛇腹部とを有するブーツを成形するブロー成形装置において、大径取付部成形面と蛇腹部成形面と前記蛇腹部成形面の端部内周面とを有して分割開閉するブロー成形型、前記ブロー成形型の大径取付部成形面側の開口部に接合可能に配置されて成形材料の導入孔の一端であるノズル射出口を有するノズルと前記ノズルの導入孔内に配置されて前記ノズル射出口との間で前記パリソンの肉厚を加減するノズルコアとを具えた射出装置、前記射出装置と対向する位置に配置されて前記ノズル射出口と連通可能で、且つ、前記ブロー成形型の前記蛇腹部成形面の端部内周面と連通可能な射出キャビティを形成する締付具溝形成面と前記ノズル射出口の開口周縁部が接合する締付具取付溝の立上り面を成形する型端面とを有する小径取付部型と前記小径取付部型内に嵌合し前記締付具溝形成面との間で前記射出キャビティを形成するマンドレルとを有する射出成形型、および前記射出成形型の前記射出キャビティに前記射出装置から成形材料を射出した後に前記パリソンを形成して前記射出装置と反対の前記ブロー成形型端部の位置へ前記射出成形型を往復自在に移動させる型移動手段を具備し、前記締付具溝形成面の径よりも前記ノズル射出口の径と前記蛇腹部成形面の端部内周面の径とが大径に構成された手段を採用している。
【００１７】
また、請求項２に係るブーツの製造方法は、請求項 1 記載のブーツの成形装置において、前記型移動手段により前記射出装置の前記ノズル射出口と前記射出成形型の前記射出キャビティとを連通状態に接合し、前記ノズル射出口より溶融樹脂を前記射出キャビティに射出して小径取付部を形成し、次に、前記型移動手段により前記射出成形型を前記射出装置から相対移動して前記小径取付部の締付具取付溝形成面の径よりも大径の前記パリソン外径を形成し、前記パリソンの両側より分割された前記ブロー成形型を型開閉手段により閉塞して前記ノズルと前記小径取付部型の端面とでブロー成形キャビティ両端の開口を閉じ、前記パリソン内にブロー孔より圧力流体を導入してブーツを成形する手段を採用している。
【００１８】
【作用】
移動手段により射出装置に有するノズル射出口に射出成形型の締付具溝形成面の入口を連通するように接合して成形材料流通路内の溶融樹脂を成形キャビティに射出成形する。この時、小径取付部型は溶融樹脂の温度よりはるかに低温に保持されているから、小径取付部成形面および端面に接する樹脂は急速に冷却されてこの面の近傍は成形が促進される。次に、成形材料流通路から溶融樹脂が供給されると共に、射出成形型は移動手段により他端に移動されるからパリソンが円筒状に形成される。このパリソンは、ノズル射出口が締付具溝形成面の径より大きく形成されているから、ブーツの小径取付部の形状が形成されながら移動する。
【００１９】
次に、パリソンが形成された状態で、両側に配置された分割ブロー成形型が結合してブロー成形キャビティを形成する。そして、ブロー孔より圧力流体がパリソン内に流入するから、パリソンはブーツ成形面に沿って膨張し、ブーツがブロー成形される。このとき、小径取付部と蛇腹部の接続部は、ブロー圧力により大きく変形されることがないから、組織的に不安定な歪みもなく、亀裂も惹起することなく、極めて良好に設定通りの形状が成形される。
【００２０】
【実施例】
以下に、本発明に係る実施例について、図面に基づき説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施例を示す成形装置の要部断面図である。又、図３および図４は図１の小径取付部型側の拡大図である。図１、図３および図４に基づいて説明する。ノズル１は、内部に導入孔２を有し、導入孔２の射出口３は数ｍｍ巾の円周面に形成されていると共に、導入孔２の内方と射出口３との間は円錐面４に形成されている。この円錐面４の出口側の射出口３に軸方向巾を有する円周面を形成すると、パリソンの外径を寸法通りに設定することができる。特に、熱に対する影響を計算してパリソンの外形を決めることができる。
【００２２】
又、導入孔２内にはノズルコア５が配置されている。ノズルコア５は、先端部６が載頭円錐面８に形成されて、先端面に嵌合穴７を有する。この嵌合穴７の形状は、マンドレルの先端部２６と結合可能に形成されている。
【００２３】
そして、ノズルの円錐面４と、ノズルコア５の載頭円錐面８との間でオリフィスノズルを形成する（ノズルコア５がＣ方向に移動）と共に、オリフィスノズルを含む間隙は溶融樹脂３９の流通路９を形成している。この流通路９は、図示していない加圧ピストンにより、溶融樹脂３９を圧送する通路と連通している。このノズル１、ノズルコア５、加圧ピストンにより射出装置４５を構成する。
【００２４】
ノズル１の図示上部には、二つ割のブロー成形型１０が、型開閉手段４０により二つ割方向（Ａ方向）に開閉可能に構成されている。そして、二つ割のブロー成形型１０が閉じることにより内部にブロー成形キャビティ１１を形成する。このブロー成形キャビティ１１を構成する面は、ノズル１側から、バリ部成形面１２、大径取付部成形面１３、蛇腹部成形面１４および蛇腹端部内周面４３によって形成されている。
【００２５】
更に、ブロー成形型１０の上部には、小径取付部型１５が配置されている。小径取付部型１５は、先端外周面がテーパ外面２１に形成されていると共に軸方向に沿って先端部が三分割されてコレットチャックのように構成されている。
【００２６】
小径取付部型１５は、内周先端側が、締付具溝形成面２４に形成されている。又、その型端面２０は、締付具溝の側面を形成する成形面と共にノズル１の接着面２５およびブロー成形型１０の接合面４４と密接できるように構成されている。
【００２７】
小径取付部型１５の内部には、マンドレル１８が設けられており、又、小径取付部型１５とマンドレル１８との間にはスリーブ１９が設けられている。このマンドレル１８の先端側には、小径取付部成形面２２が形成されている。この小径取付部成形面２２と締付具溝形成面２４との間で射出キャビティ３０を構成する。又、中心軸方向にブロー孔２９が設けられている。更に、先端部２６は、ノズルコア５の嵌合穴７と嵌合するように形成されている。
【００２８】
小径取付部型１５の外側に配置された支持部１６は、小径取付部型１５のテーパ外面２１と同一のテーパ内面に形成されている。又、その外周側には、ケーシング１７との間に温調用流路２８が設けられており、この温調用流路２８内を液体を通すことにより、小径取付部型１５の温度設定ができるようになる。温調用流路２８へは、精密に成形すると共に、射出キャビティ内の温度を一定にするために、温度センサーに対応して、流体を流入するものである。
【００２９】
そして、支持部１６とケーシング１７とは、軸方向（Ｅ方向）に移動するように構成されて、小径取付部型１５の三つ割を開閉（Ｄ方向に移動）できるようになっている。この開閉により、成形した小径取付部３５を離型できるように成されている。
【００３０】
この小径取付部型１５、マンドレル１８、支持部１６およびケーシング１７により射出成形型４６を構成する。
【００３１】
射出成形型４６は、型移動手段４１により、図２に示すノズル１に接合した位置から図３に示すブロー成形型に嵌合する位置に必要に応じ往復移動（Ｂ方向）できるように成されている。
【００３２】
型移動手段４１の移動速度は、コンピュータ制御装置により、射出装置４５の溶融樹脂射出速度と連動するように構成されて、パリソンの肉厚を最適に構成できるようになっている。
【００３３】
次に、本発明のブーツの製造方法について説明する。
図２は、射出装置４５に、射出成形型４６が接合した断面図である。図２において（必要に応じ図１参照）、図１に示す型移動手段４１により、射出成形型４６の射出キャビティ３０が射出装置４５の射出口３に連通するように接合される。
【００３４】
そして、図示されてない加圧ピストンを有する射出部４２より溶融樹脂３９が流通路９を通って射出口３から、射出成形型４６の射出キャビティ３０に射出成形される。射出口３と載頭円錐面８との間隔は、ノズルコア５を軸方向へコア移動手段２７により移動するとにより、溶融樹脂３９の射出量を加減することができる。又、射出部４２の圧力によっても加減される。この加減により、パリソン２３の肉厚を軸方向に沿って変化させることができる。このノズルコア５の調整、射出圧力、および射出成形型４６の移動速度はコンピューターにより制御されている。
【００３５】
射出キャビティ３０に射出された溶融樹脂３９（２００℃以上）は、温調用流路２８によって一定温度に温度調整されている小径取付部型１５（１５〜３０℃）により成形が進行する。そして、締付具溝形成面２４と型端面２０とに接する溶融樹脂３９は、この面が形成されながら、射出成形型４６の移動と共にパリソン２３が形成される。パリソン２３の厚さは、内径側の寸法を変化させて、ブーツの厚さに適合させる。
【００３６】
パリソン２３の外径は、射出口３の口径により決められるので、締付具溝形成面２４より大径に形成できる。又、射出口３は軸方向巾の内周面に形成されているので、パリソン２３の外径は一定に形成できる。この内周面の径はパリソン２３の熱による変化も考慮されている。
【００３７】
射出成形型４６が、型移動手段４１により上端に達した時点で、パリソン２３の両側に開いた状態で配置されているブロー成形型１０が型開閉手段４０により閉じられて、内部にブロー成形キャビティ１１を形成する。
【００３８】
ブロー成形型１０が閉じるときには、小径取付部型１５の型端面２０は、ブロー成形型１０の接合面よりも数ｍｍ上方に離れている。そして、ブロー成形型１０が閉じた状態で、型端面２０はブロー成形型１０に接合する。このとき、パリソン２３は軸方向へ圧縮される。しかし、パリソン２３の小径取付部型側は、下方よりも成形が進んでいるから、膨らみが生じない。
【００３９】
ブロー成形型１０が閉じた状態とパリソン２３の寸法関係は、図３又は図４に示すようになる。つまり、パリソン２３の外径Ｂは、蛇腹部成形面１４の端部内周面４３の内径Ｃより若干小径（約１〜２ｍｍ）か、略同一に形成されている。そして、このＢおよびＣの寸法は締付具溝形成面２４の内径Ａよりも大径に形成されている。尚、Ｂ寸法はＣ寸法よりも若干大径になっても良い（１〜２ｍｍ以内が好ましい）。又、マンドレル１８は、小径取付部３５と蛇腹部３７との接続部の良化のため、パリソン２３側へ移動できるように構成されている。
【００４０】
次に、ブロー孔２９から圧力流体がパリソン２３内に導入されてブーツが成形されるが、ブーツの小径取付部３５および蛇腹部３７との接続部は、極端に伸ばされることがないから、極めて良好に成形されると共に、成形面が精密に形成される。
【００４１】
図５に示すブーツ３８は、本発明の製造方法により成形されたブーツの半断面図である。ブーツ３８の大径取付部３６にはバリ部が形成されているが、バリカットメス４９によりブーツ３８から切断分離される。ブーツ３８には、大径取付部３６と小径取付部３５を有し、その間は蛇腹部３７により連係されている。そして、小径取付部３５と大径取付部３６の内周面には、それぞれシール部３３とリップ部３４とを有する。又、小径取付部３５の外周面には、締付具取付溝３１が設けられている。
【００４２】
ブーツの材質は、熱可塑性エラストマーであって、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマーおよびポリアミド系エラストマー等が使用される。これらは、弾性プラスチックの性質を有するものである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のブロー成形装置およびその製造方法は、ノズルの射出孔が小径取付部型の締付具溝形成面の内径より大径に形成されているので、パリソンの外径を成形装置の寸法精度を上げてコスト高にすることなく、又高価なコンピュータ制御装置を利用することなく、容易に小径取付部の締付具溝を形成する外径より大径に形成することができる。その結果、締付具溝の角部に亀裂が発生させることのないブーツをブロー成形することができる。又、小径取付部と蛇腹部との境界は、射出成形範囲とブロー成形範囲との境界に相当するので、従来品は組織的に不安定になり、使用中屈曲作用を受けて損傷することがあるが、本発明のブーツは、ブロー成形範囲を射出成形範囲の小径取付部側に極めて近く近づけることができるので、この部分が使用中屈曲作用を受けることが少ない。又、パリソンの外径とブロー成形面の端部内周面とが近接しているので、内部歪が発生することなくブロー成形することができ、組織的に耐久能力を発揮する。
又、小径取付部は小径取付部型によりパリソン成形中に成形されつつあるから、分割されたブロー成形型が閉じるとき、小径取付部型をパリソン軸方向に離し、その後に小径取付部型をブロー成形型に接合するが、このとき、従来のものは小径取付部にばりが発生する。しかし、本発明の小径取付部は成形が進行中であるから、ばりが発生することがない。更に、この小径取付部型がブロー成形型に接合するために、一度伸ばしたパリソンを再度圧縮するので、従来のものはパリソンの小径取付部型の端面近くに両側へ膨張部を形成するが、本発明の製法では、この部分が成形進行中であるから、膨張することがなく、締付具溝の側面（立上り面）の成形に寸法不良を発生させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るブロー成形装置の要部断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る射出装置と射出成形型との接合状態を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係るブロー成形型と小径取付部型との結合状態に於ける射出成形を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施例に係るブロー成形型と小径取付部型との結合状態に於ける射出成形を示す断面図である。
【図５】本発明の製造方法により成形したブーツの半断面図である。
【図６】従来例のブロー成形装置の断面図である。
【図７】従来例のダイと小径固着部金型との結合状態の断面図である。
【符号の説明】
１……ノズル
２……導入孔
３……射出口
４……円錐面
５……ノズルコア
６……先端部
７……嵌合穴
８……載頭円錐面
９……流通路
１０……ブロー成形型
１１……ブロー成形キャビティ
１２……バリ部成形面
１３……大径取付部成形面
１４……蛇腹部成形面
１５……小径取付部型
１６……支持部
１７……ケーシング
１８、５５……マンドレル
１９……スリーブ
２０……型端面
２１……テーパ外面
２２……小径取付部成形面
２３、６２……パリソン
２４……締付具溝形成面
２５、６７……接着面
２６……先端部
２７……コア移動手段
２８……温調用流路
２９、６３……ブロー孔
３０……射出キャビティ
３１……締付具取付溝
３２……溝側面
３３……シール部
３４……リップ部
３５……小径取付部
３６……大径取付部
３７……蛇腹部
３８……ブーツ
３９……成形材料（樹脂）
４０……型開閉手段
４１……型移動手段
４２……射出部
４３……端部内周面
４４……接合面
４５……射出装置
４６……射出成形型
４７……開口部
４９……ばりカットメス
５０……射出流路
５１……小径固着部金型
５２……コア金型
５３……射出成形キャビティ
５４……ダイ
５６……射出孔
５７……ブロー金型
５８……蛇腹部成形面
５９……大径固着部成形面
６０……バリ部成形面
６１……成形材料
６４……溝形成面
６５……角部
６６……接合端面
６８……穴
６９……オリフィス射出口
７０……成形面
７１……１部成形面
Ｘ……射出成形範囲
Ｙ……ブロー成形範囲

Claims (2)

1. パリソン（２３）より小径取付部（３５）、大径取付部（３６）および蛇腹部（３７）とを有するブーツを成形するブロー成形装置において、
   大径取付部成形面（１３）と蛇腹部成形面（１４）と前記蛇腹部成形面（１４）の端部内周面（４３）とを有して分割開閉するブロー成形型（１０）、
   前記ブロー成形型（１０）の大径取付部成形面（１３）側の開口部（４７）に接合可能に配置されて成形材料の導入孔（２）の一端であるノズル射出口（３）を有するノズル（１）と前記ノズル（１）の導入孔（２）内に配置されて前記ノズル射出口（３）との間で前記パリソン（２３）の肉厚を加減するノズルコア（５）とを具えた射出装置（４５）、
   前記射出装置（４５）と対向する位置に配置されて前記ノズル射出口（３）と連通可能で、且つ、前記ブロー成形型（１０）の前記蛇腹部成形面（１４）の端部内周面（４３）と連通可能な射出キャビティ（３０）を形成する締付具溝形成面（２４）と前記ノズル射出口（３）の開口周縁部が接合する締付具取付溝の立上り面を成形する型端面（２０）とを有する小径取付部型（１５）と前記小径取付部型（１５）内に嵌合し前記締付具溝形成面（２４）との間で前記射出キャビティ（３０）を形成するマンドレル（１８）とを有する射出成形型（４６）、
   および前記射出成形型（４６）の前記射出キャビティ（３０）に前記射出装置（４５）から成形材料を射出した後に前記パリソン（２３）を形成して前記射出装置（４５）と反対の前記ブロー成形型（１０）端部の位置へ前記射出成形型（４６）を往復自在に移動させる型移動手段（４１）を具備し、前記締付具溝形成面（２４）の径よりも前記ノズル射出口（３）の径と前記蛇腹部成形面（１４）の端部内周面（４３）の径とが大径に構成されているブーツのブロー成形装置。
2. 請求項 1 記載のブーツの成形装置において、前記型移動手段（４１）により前記射出装置（４５）の前記ノズル射出口（３）と前記射出成形型（４６）の前記射出キャビティ（３０）とを連通状態に接合し、前記ノズル射出口（３）より溶融樹脂を前記射出キャビティ（３０）に射出して小径取付部（３５）を形成し、次に、前記型移動手段（４１）により前記射出成形型（４６）を前記射出装置（４５）から相対移動して前記小径取付部（３５）の締付具取付溝形成面（２４）の径よりも大径の前記パリソン（２３）外径を形成し、前記パリソン（２３）の両側より分割された前記ブロー成形型（１０）を型開閉手段（４０）により閉塞して前記ノズル（１）と前記小径取付部型（１５）の端面とでブロー成形キャビティ（１１）両端の開口を閉じ、前記パリソン（２３）内にブロー孔（２９）より圧力流体を導入してブーツを成形するブーツの製造方法。

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