JP4023465B2 - 樹脂成形品の二次成形時における加熱媒体送給方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、一次成形した樹脂成形品の二次成形時において、樹脂材を注入する前に、樹脂材注入流路内に、加熱する加熱媒体を送給する樹脂成形品の二次成形時における加熱媒体送風方法及び装置に関する。

中空状の樹脂成形品を加工する際、例えば、車両のインテークマニホールドを加工する際、一般的には一次成形した後で二次成形して形成する。この際、一次成形によって分割された一次成形品を二次成形用の型にセットし、それぞれの一次成形品を突き合わせて、突き合わせた接合部に樹脂材の流路を形成し、流路に二次成形用樹脂材を注入することによって樹脂成形品としてのインテークマニホールドを一体的に形成することとなっていた。

樹脂成形品がインテークマニホールドの場合、一次成形品に形成された流路が長い距離で形成されていることから、冷却固化した一次成形品に対して常温のままで二次成形を行うと、射出された二次成形用樹脂材の硬化が進んで溶着性が悪く、溶着強度を低下するという課題があった。

従来においては、この課題を解決して溶着強度を高めるために、接合する一次成形品の接合部の表面のみを加熱した後、樹脂材を注入する方法が、特許文献１によって知られている。

これによると、樹脂成形品は、例えばインテークマニホールドであり、二次成形用型で突き合わせられた一次成形品の接合部には、インテークマニホールドのパイプ部及びサージタンク部の周りに二次成形用樹脂材を注入するための流路が形成されている。インテークマニホールドの一方の端部、例えば、サージタンクの一部の一箇所に加熱媒体を流入する流入口が設けられていて、他方の端部、例えば、一本のパイプ部の端部に一箇所の樹脂材注入口が設けられている。そして、樹脂材を注入する前に、加熱媒体の流入口から、加熱媒体を流入することによって、流路全周に加熱媒体が送られて、接合部の表面を加熱することとなる。加熱媒体が流路全周面に行きわたると、加熱媒体の流入を停止して、加熱された流路内に二次成形用樹脂材を、注入口から注入することとなる。

これによって、均一に加熱された樹脂材で、分割された一次成形品を接合することができ、溶着強度の低下を防止することができる。
特開２００３−２４５９８０公報（３〜５頁、図４参照）

しかし、特許文献１の成形機では、加熱媒体を樹脂材の流路内に送給する際、加熱媒体が加熱された空気である場合、加熱媒体の供給源である熱風発生装置が配置されることとなるが、熱風発生装置としては、通常、加熱された空気をノズル先端に送給する市販のエアヒータが使用されることが多い。このエアヒータから送風される熱風は、エアヒータが立ち上がってから安定した温度となるまでには、多少の時間を要することとなる。この立ち上がり時間に成形品の流路内に熱風を送風することは、安定した加熱温度になっていないことから流路内の側壁における温度が所定温度より低下することとなる。このことは、注入する樹脂材の硬化を早めることとなり、溶着強度を低下させる結果となる。

よって、加熱媒体を送給する際には、所定の温度に達した加熱媒体を成形品の流路内に確実に送給することが望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、所定の温度に達した加熱媒体を確実に成形品の流路内に送給できる樹脂成形品の二次成形時における加熱媒体送給方法及び送給装置を提供することを目的とする。

本発明に係る樹脂成形品の加熱媒体送給方法は、上記の目的を達成するために、以下のように行なうものである。すなわち、
請求項１記載の発明においては、分割された複数の一次成形品には、分割された複数の一次成形品を接合するための継手部が形成され、接合された継手部には二次成形用の樹脂材を注入する流路が形成されている。この分割された複数の一次成形品を二次成形用型にセットし、二次成形用樹脂材の流路に、加熱媒体と二次成形用樹脂材とを選択的に注入できるようにする。

そして、この加熱媒体送給方法では、加熱媒体を樹脂材の流路に注入する前に、アイドリング工程を設けて、所定の温度に達していない加熱媒体をバイパス通路に流入することによって、型外に排出するようにしている。その後、加熱媒体が所定の温度に達すると、バイパス通路を遮断して、加熱媒体を樹脂成形品の流路内に送給することとなる。そして、加熱媒体の送給によって流路内の側壁が所定の温度に達することを確認した後、樹脂材が注入口より流路内に注入されることとなる。

従って、所定の温度に達成した加熱媒体を確実に流路内に送給して、流路内の側壁を所定の温度以上に加熱することができることから、樹脂材を均一に硬化させることができ、溶着性を向上して溶着強度の低下を防止することができる。

また、請求項２記載の発明では、アイドリング工程においては、前記加熱媒体を噴射するノズルの噴射口は、前記流路内への通路を塞いで前記バイパス通路を開放する位置に配置する第１の位置にあることから、加熱立ち上がり時において、所定の温度に達していない加熱媒体は、バイパス通路を通って型外に排出される。

次に、所定の温度に達した加熱媒体は、ノズルの噴射口が前記バイパス通路を塞いで前記流路内への通路を開放する位置に配置する第２の位置にあることから、樹脂成形品の流路内に向かって流入され、前記流路を加熱する。従って、その後に行われる樹脂材の注入工程において、樹脂材は、加熱された流路内に充填されるから、樹脂材を均一に硬化させることができ、溶着性を向上して溶着強度の低下を防止することができる。

請求項３記載の発明では、加熱媒体の流入口は、樹脂材のオーバフロー側、つまり、加熱媒体の流入口と樹脂材の注入口とは、それぞれ反対側に配置されていることから、樹脂材の注入の際、例えば、温度センサを加熱媒体の出口付近に配置することによって、加熱媒体の出口付近の温度を測定することができる。加熱媒体の出口付近の温度は、流路全周の中では、一番低い温度を示すこととなり、最低温度が所定の温度に達成することによって、注入される樹脂材が均一に硬化されて良好な成形を行うことができる。

次に本発明に係る樹脂成形品の二次成形における加熱媒体送給装置では、請求項４記載の発明によれば、
分割された複数の一次成形品には、分割された複数の一次成形品を接合するための継手部が形成され、接合された継手部には二次成形用の樹脂材を注入する流路が形成されている。この分割された複数の一次成形品を二次成形用型にセットし、二次成形用樹脂材の流路に、加熱媒体と二次成形用樹脂材とを選択的に注入できるようにする。

二次成形用型には、バイパス通路を通って型外に加熱媒体を排出する第１の通路と成形品の流路内に連通する第２の通路とを備えるハウジング部と、前記２通路に加熱媒体を選択的に送給する加熱媒体発生装置とが配置されている。

加熱媒体発生装置の先端部にはノズル部を配置して加熱媒体を吹出す噴射口を形成する。ノズル部は前記ハウジング部に形成されるガイド孔内を摺動して、前記各２通路のいずれかに加熱媒体を流入する。

加熱媒体の加熱する立ち上がり時では、加熱媒体が所定の温度に達成していないことから、ノズル部の噴射口は、加熱媒体をバイパス通路側に流す位置に移動され、加熱媒体が所定の温度に達したときには、ノズル部の噴射口は、加熱媒体を成形品の流路に流す位置に移動される。そして、加熱媒体が、流路全周に流れると、樹脂材注入口から樹脂が注入されることとなる。

従って、樹脂材が注入される際においては、成形品の流路は所定の温度に達していることから、樹脂材を均一に硬化させることができ、溶着性を向上して溶着強度の低下を防止することができる。

請求項５記載の発明では、バイパス通路の排出口に消音部材が配設されていることから、例えば、加熱部材が加熱されたガスや空気であれば、排出時に発生する異音を消音することができ、環境を保護することができる。

請求項６記載の発明による加熱媒体送給構造によれば、ハウジング部には、バイパス通路を通って型外に加熱媒体を排出する第１の通路と成形品の流路内に連通する第２の通路とが形成され、前記ハウジング部に前記２通路に加熱媒体を選択的に送給する加熱媒体発生装置が配置されている。

加熱媒体発生装置の先端部にはノズル部を配置して加熱媒体を吹出す噴射口を形成する。ノズル部は前記ハウジング部に形成されるガイド孔内を摺動して、前記各２通路のいずれかに加熱媒体を流入する。

加熱媒体の加熱する立ち上がり時では、加熱媒体が所定の温度に達成していないことから、ノズル部の噴射口は、加熱媒体を第１の通路であるバイパス通路側に流す第１の位置に移動され、加熱媒体をハウジング外に排出する。加熱媒体が所定の温度に達したときには、ノズル部の噴射口は、加熱媒体を第２の通路である成形品内の主通路に流す位置に移動される。そして、加熱媒体が、主通路全周に流れて流路主通路の側壁を加熱させることができる。

従って、製品の主通路は、全周にわたって、安定した温度を維持できることから、高温で処理する作業、例えば、樹脂成形品の二次成形における樹脂材注入等に、有利に作用することができる。

請求項７記載の発明では、前記ノズル部の加熱媒体の噴射口がノズル部の側壁部に形成されていることから、軸心方向の先端部を壁部で塞ぐことができる。このことは、ノズル部の噴射口が加熱媒体を第１の通路(バイパス通路)に向かって噴射する位置にあるときに、第２の通路をノズル部の先端壁部でシールすることができることから、シール構造を容易に構成することができる。

請求項８記載の発明では、前記加熱媒体が加熱された空気であれば、所定の温度に達していない熱風は、第１の通路であるバイパス通路から大気に排気されることとなる。

次に本発明の樹脂成形品の二次成形時における加熱媒体送給装置を図面に基づいて説明する。この際、本装置においては、樹脂成形品を車両のインテークマニホールドとし、加熱媒体を加熱された空気（以下、熱風という）で説明することとする。従って、以下の説明においては、加熱媒体送給装置を熱風送給装置と呼ぶ。

図１は、一次成形されたインテークマニホールドＭの一次成形品２、３を二次成形用型１０の上型１１と下型１２にセットする状態を示すものである。

一次成形品２、３には、それぞれの一次成形品２、３を接合するための継手部４、５が形成され、継手部４、５の接合面にはそれぞれ半円状の管状通路６、７が全周にわたって形成されている。それぞれの管状通路６、７は、一次成形品２、３が接合される際に二次成形用樹脂材（以下、単に樹脂材とも言う）が注入される流路(主通路)８として形成されることとなる。

上型１１には、一次成形品２を挿入するための凹部１３が、一次成形品２と同形状に形成され、下型１２には、一次成形品３を挿入するための凹部１４が、一次成形品と同形状で形成されている。

下型１２の上面における凹部１４の一方の端部には、流路８に連通する熱風流入口８１が形成され熱風流入口８１に熱風発生装置２０が連通するように配置されている。また、下型１２の上面における凹部１４の他端部には、流路８と連通する樹脂材注入口８２が形成されている。

下型１２の一端面には、樹脂材注入口８２に連通する切替装置３０が装着される。切替装置３０は、切替弁を備えて、熱風発生装置２０から送風される熱風又は樹脂材とのいずれかを流路８内に選択的に注入できるように切替作用を行う。そして、熱風流入口付近の型１０の一部において、熱風発生装置２０を含めて熱風送給装置１を構成することとなる。

図２は、熱風送給装置１の断面を示すものであり、先端部に筒状のノズル部２１を備える熱風発生装置２０と、型内に形成されて熱風発生装置２０のノズル部２１を挿通支持するハウジング部１５とを備えている。

熱風発生装置２０のノズル部２１は、図示しないシリンダによって往復移動可能に構成され、先端に筒状に形成される小径のニードル部２１１を備えている。ニードル部２１１は先端部に先端壁部２１１ａを有し、先端部付近の側壁部の一箇所に熱風を噴射する噴射口２１１ｂを形成している。

ハウジング部１５は、二次成形用型１０における、樹脂成形品３の流路８の熱風流入口８１付近に形成され、熱風発生装置２０のノズル部２１を嵌入する支持孔１５１と、支持孔１５１の先端部で支持孔１５１より小径の逃がし孔１５２と、逃がし孔１５２の同心上先端部に形成されて熱風流入口８１に連通するとともにニードル部２１１を摺動可能に案内する流路連絡通路(ガイド孔)１５３と、支持孔１５１の先端部で、支持孔１５１の軸心と直交する方向に形成されたバイパス通路１５４と、バイパス通路１５４に連通して大気側に連通する大気連絡通路１５５とを有している。

支持孔１５１の先端部と逃がし孔１５２及びバイパス通路１５４、大気連絡通路１５５を含めて第１の通路を形成して、熱風を大気に排出可能としている。

流路連絡通路１５３と熱風流入口８１を含めて第２の通路を形成して、熱風を樹脂成形品の流路８内に導入可能としている。そして、ノズル部２１のニードル部２１１先端に形成された噴射口２１１ｂが、第１の通路に連通する逃がし孔１５２の位置と第２の通路を形成する構成する熱風流入口８１内に挿入する位置とのいずれかを選択的に移動されることとなる。

なお、流路連絡通路１５３には、軸心と直交する方向に長溝部が形成され、後述の樹脂材注入工程によって樹脂材が流路８内に注入されたときのオーバフロー溝１５６として形成されている。

また、大気連絡通路１５５には消音部材(マフラー)２３が装着され、バイパス通路１５４には、止栓２４が装着されている。

なお、実施形態においては、熱風流入口８１以外の第１の通路と第２の通路は、上型１１に形成されている。

次に、この熱風送給装置１の作用を図１及び図３〜５に基づいて説明する。

熱風送給装置１は、所定温度に達した熱風を成形品の流路８に流入することによって、樹脂材の注入前に流路８の側壁を予め加熱するものである。また、熱風発生装置は、電源ＯＮした直後の立ち上がり時においては、空気はまだ加熱されていないことから、熱風は所定の温度には達していない。この状態で空気を流路８に流入しても、流路８内を加熱させることができないことから、所定の温度に達していない空気を大気に排気させる必要がある。

従って、図３のフローチャートで示すように、一次成形された一次成形品２、３を型１０内の上型１１と下型１２にセットした後、成形サイクルがスタートする。まず、スタートと同時に熱風発生装置２０に空気・電力を供給した後、所定の温度に達していない空気を型外に排気するアイドリング工程を経る。その後、熱風発生装置２０から送風される空気が所定の温度に達すると、熱風を成形品Ｍの流路８に熱風を導入する(熱風加熱工程)。熱風が成形品Ｍの流路全周に行きわたると、熱風を大気に排気させると同時に、加熱されている流路８内に樹脂材を注入する(二次成形用樹脂材注入工程)。そして、冷却後、型開きして成形品を取り出すこととなる。

すなわち、アイドリング工程においては、図４に示すように、熱風発生装置２０のノズル部２１は、その先端ニードル部２１１に形成された噴射口２１１ｂがハウジング部１５の逃がし孔１５２内にある位置に配置されている。この位置においては、ニードル部２１１の先端壁部２１１ａは流路連絡通路１５３内に挿入されている。ニードル部２１１の先端壁部２１１ａは、流路連絡通路１５３を塞ぐことになり、ニードル部２１１の側壁部に形成された噴射口２１１ｂから噴射する空気は、第２通路としての流通路連絡通路１５３側には流入されない。

なお、噴射口２１１ｂから噴射される空気は、加熱途中にあり所定温度には達していないことから冷風又は温風と呼ぶ。

従って、噴射口から吹出される温風は、第１通路である逃がし孔１５２から支持孔１５１を通ってバイパス通路１５４に流入することとなる。バイパス通路１５４に流入した冷風又は温風は、大気連絡通路１５５から消音部材を通って大気に排気される。これによって、所定の温度に達していない冷風又は温風は、流路８側には流入することなく大気に排気される。この際、大気に排気される冷風又は温風は、消音部材を通過することによって、異音を小さくすることから、環境を保護することとなる。

続いて、熱風発生装置２０か、作動直後の立ち上がり時から安定時になると、加熱された空気は所定の温度に達し熱風となる。

すると、図５に示すように、ノズル部２１のニードル部２１１に形成された噴射口２１１ｂは、逃がし孔１５２の位置から流路連絡通路１５３を通って移動して熱風流入口８１内に挿入される。熱風流入口８１は流路８に連通しており、ニードル部２１１の側壁部に形成された噴射口２１１ｂは、熱風流入口８１から流路８内に流入される。噴射口２１１ｂから吹出される熱風は、ニードル部２１１の噴射口２１１ｂ以外の上部側壁部が流路連絡通路１５３で塞がれていることから、バイパス通路１５４を備える第１の通路側には流れることがなくすべて第２の通路側に流れることとなる。

流路８内を流入する熱風は、成形品(インテークマニホールド)Ｍの全周にわたって流れた後、図１に示す樹脂材注入口８２から切替装置３０内に入り大気に排気される。

この樹脂材注入口８２付近に温度センサを配置することによって、熱風が大気に排気される前の温度を測定することができ、その測定温度が、所定の温度に達していれば、型１０内の流路８全周が所定温度以上あるということになり、この状態で切替装置３０が作動して、射出ノズル４０から樹脂材を注入することとなる。

熱風が切替装置３０から大気に排気され樹脂材が切替装置３０を通って、樹脂剤注入口８２から型１０内に注入されると、熱風送給装置１では、ノズル部２１が上方に移動して、噴射口２１１ｂを熱風流入口８１から逃がし孔１５２の位置に達する。この時点で熱風発生装置２０の作動が終了して、熱風が噴射口２１１ｂから吹出すのを停止する。一方、樹脂材が注入された流路８では、流路８全周にわたって樹脂材が充填されると、図６に示すように、樹脂材は、ニードル部２１１の先端部に先端壁部２１１ａを有していることから、バイパス通路１５４を含む第１の通路側には流れることはなく、熱風流入口８１から流路連絡通路１５３を通ってオーバフロー溝１５６に流れることとなる。

そして、樹脂材がオーバフロー溝１５６に流れることによって、樹脂材の注入が停止され、冷却後、型開きして、二次成形用型１０から二次成形された成形品（インテークマニホールド）Ｍを取り出すこととなる。上述に示すこれらの工程は、図示しない制御装置で管理することによって自動的に行うことができる。

上述のように、実施形態の熱風送給装置１は、熱風発生装置２０の立ち上がり時に、所定の温度に達していない冷風又は温風をバイパス通路１５４から大気に排気するアイドリング工程を経て、成形品１の流路８を全周にわたって加熱してから樹脂材を注入することから、注入された樹脂材は、所定の温度で加熱された流路８内に充填されることとなる。従って、温度管理された樹脂材は均一に硬化されて、一部に溶着強度を発生させることなく、良好な成形を行うことができる。

なお、本発明の一つである加熱媒体送給構造は、上記の形態に限定するものではない。例えば、加熱媒体発生装置から供給される加熱媒体を、外部に排出する第１通路又は主通路に通じる第２の通路をいずれかに選択的に連通させる構成であれば、樹脂製品の二次成形時以外に適用することもできる。

また、加熱媒体は、加熱された空気に限定するものではなく、例えば、加熱されたガスや水または油等の流体でもよい。

一次成形品を装着して二次成形する際の二次成形用型を示す分解斜視図である。 本発明の一形態による熱風送給装置を示す断面図である。 図２における熱風送給装置の作用を示すフローチャートである。 図２の熱風送給装置のアイドリング工程を示す断面図である 同加熱工程を示す断面図である。 同射出工程を示す断面図である。

符号の説明

１、熱風送給装置
Ｍ、インテークマニホールド
２、一次成形品
３、一次成形品
４、継手部
５、継手部
８、流路（主通路)
８１、熱風流入口
８２、樹脂材注入口
１０、二次成形用型
１１、上型、
１２、下型
１５、ハウジング部
１５１、支持孔
１５２、逃がし孔
１５３、流路連絡通路
１５４、バイパス通路
２０、熱風発生装置
２１、ノズル部
２１１、ニードル部
２１１ａ、先端壁部
２１１ｂ、噴射口
２３、消音部材
３０、切替装置
４０、射出ノズル

Claims (8)

1. 分割された複数の一次成形品を二次成形用型にセットし、前記複数の一次成形品を接合する継手部に形成された二次成形用樹脂材の流路に、加熱媒体を送給する樹脂成形品の二次成形時における加熱媒体送給方法であって、
   前記加熱媒体を前記流路に送給する前に前記加熱媒体をバイパス通路から型外に排出するアイドリング工程と、前記加熱媒体を前記流路に送給して加熱する加熱媒体加熱工程と、前記流路内に二次成形用樹脂材を注入する樹脂材注入工程と、を経て成形されることを特徴とする樹脂成形品の二次成形時における加熱媒体送給方法。
2. 前記加熱媒体を噴射するノズル部の噴射口は、前記流路内への通路を塞いで前記バイパス通路を開放する位置に配置する第１の位置と、前記バイパス通路を塞いで前記流路内への通路を開放する位置に配置する第２の位置とを、移動可能に配設されることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品の二次成形時における加熱媒体送給方法。
3. 前記加熱媒体の、前記流路への流入口が、前記樹脂材の注入口のオーバフロー側に配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂成形の二次成形時における加熱媒体送給方法。
4. 分割された複数の一次成形品を二次成形用型にセットし、前記複数の一次成形品を接合する継手部に形成された二次成形用樹脂材の流路に、加熱媒体を送給する樹脂成形品の二次成形時における加熱媒体送給装置であって、
   前記二次成形用型には、加熱媒体を前記樹脂成形品の流路に向かって搬送する通路と加熱媒体を型外に排出するバイパス通路とを形成するハウジング部が配置されるとともに、
   前記ハウジング部の各通路に加熱媒体を送給する加熱媒体発生装置と、前記加熱媒体発生装置の先端部に配置するノズル部と、前記ハウジング部内に形成されて前記ノズル部を摺動案内するガイド孔とを備え、
   前記ノズル部に形成される噴射口が、前記流路内への通路を塞いで前記バイパス通路を開放する位置に配置する第１の位置と、前記バイパス通路を塞いで前記流路内への通路を開放する位置に配置する第２の位置とを移動可能に構成されることを特徴とする樹脂成形品の二次成形時における加熱媒体送給装置。
5. 前記バイパス通路の排出口には消音部材が配設されていることを特徴とする請求項４記載の樹脂成形品の二次成形時における加熱媒体送給装置。
6. ハウジング部と、前記ハウジング部に内に先端部を摺動可能に配置する加熱媒体発生装置とを備え、
   前記ハウジング部が、加熱媒体を前記ハウジング部外に排出する第１の通路と加熱媒体を主通路に向かって搬送する第２の通路とを有して形成され、
   前記加熱媒体発生装置は、前記ハウジング部の各通路に加熱媒体を送給するために、前記加熱媒体送給本体の先端部に配置するノズル部を備え、
   前記ノズル部に形成される噴射口が、前記主通路内への通路を塞いで前記バイパス通路を開放する位置に配置する第１の位置と、前記バイパス通路を塞いで前記主通路内への通路を開放する位置に配置する第２の位置とを、前記ハウジング部内に形成されるガイド孔に沿って移動可能に配設されることを特徴とする加熱媒体送給構造。
7. 前記ノズルの噴射口が、前記ノズルの軸心に対して側壁側に形成されていることを特徴とする請求項６記載の加熱媒体送給構造。
8. 前記加熱媒体が、加熱された空気であることを特徴とする請求項６又は７記載の加熱媒体送給構造。

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