JP4200051B2

JP4200051B2 - 射出プレス成形方法

Info

Publication number: JP4200051B2
Application number: JP2003162083A
Authority: JP
Inventors: 奨英小林; 条治春日井; 洋一石丸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: JP2004358885A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば燃料タンクなどの樹脂成形品の製造に用いられる射出プレス成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料タンクの内部には、サブタンクと呼ばれる筒が配置されている場合がある。（例えば、特許文献１）サブタンクは、燃料タンク内部において、インタンク式燃料ポンプを囲っている。サブタンクを配置すると、燃料タンク内部の燃料液面が変化しても、インタンク式燃料ポンプに所定の流量の燃料を供給することができる。サブタンクには、燃料タンクと別体に配置されているものと、燃料タンクと一体に配置されているもの（例えば特許文献２）と、がある。サブタンク一体型の燃料タンクは、射出プレス成形方法により製造することができる。
【０００３】
射出プレス成形方法は、樹脂注入工程とプレス工程とを有する。図１０に、燃料タンク製造時における樹脂注入工程の概要図を示す。図に示すように、樹脂注入工程においては、まず、可動上型１００と固定下型１０１とを上下に対向するように配置する。このとき、分割面ＰＬを少し開いておく。そして、両型の型面間にキャビティ１０２を形成する。キャビティ１０２は、燃料タンクの下分割体と同じ形状を呈している。
【０００４】
次いで、キャビティ１０２内に溶融状態の樹脂１０４を注入する。樹脂１０４は、固定下型１０１ほぼ中央に開設されたゲート１０３から、キャビティ１０２内に注入される。
【０００５】
図１１に、燃料タンク製造時におけるプレス工程の概要図を示す。図に示すように、プレス工程においては、可動上型１００を下降させ型締めを行う。型締めにより、キャビティ１０２は圧縮される。この圧縮圧力により、樹脂１０４はキャビティ１０２全体に行き渡る。
【０００６】
その後、型冷却、脱型を経て、サブタンク一体型の下分割体が製造される。下分割体は、同様の方法で製造された上分割体と熱溶着される。このようにして、燃料タンクが完成する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３３１８４０号公報
【特許文献２】
ＵＳ６１７９１４５Ｂ１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サブタンクは比較的薄肉に形成される。このため、キャビティ１０２内のサブタンク成形部１０５は、比較的型面間距離が短い。したがって、サブタンク成形部１０５における樹脂１０４の流動抵抗は大きい。また、サブタンク成形部１０５における樹脂１０４の容積に対する型面の表面積は、比較的広い。
【０００９】
これらの理由から、樹脂注入工程において、サブタンク成形部１０５の途中で樹脂１０４の流動が停止してしまうおそれがあった。そして、そのまま樹脂１０４が硬化してしまうおそれがあった。このため、成形後のサブタンクに、いわゆるショートショット（充填不足）が発生するおそれがあった。
【００１０】
本発明の射出プレス成形方法は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明はショートショットが発生しにくい射出プレス成形方法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】
（１）上記課題を解決するため、本発明の射出プレス成形方法は、複数の型の型面によりキャビティを区画し、該キャビティ内に、ゲートと連通し型面間距離が長い広部と、該広部から立設されたリブ成形部と、該広部を囲い該広部よりも型面間距離が短い輪状の狭部と、をそれぞれ配置し、該キャビティ内に樹脂を注入し、該狭部における該樹脂の流動抵抗が、該広部における該樹脂の流動抵抗よりも、大きいことにより、該樹脂を該広部および該リブ成形部に充填させる樹脂注入工程と、該キャビティを圧縮し、圧縮圧力により該樹脂を該キャビティ全体に行き渡らせるプレス工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の射出プレス成形方法は、樹脂注入工程とプレス工程とを有する。樹脂注入工程においては、まず、複数の型を仮型締めすることにより、型面間にキャビティを区画する。キャビティには、広部とリブ成形部と狭部とが、それぞれ配置されている。狭部の型面間距離は、広部の型面間距離よりも、短く設定されている。狭部は輪状を呈しており、広部を包囲している。リブ成形部は、広部から立設されている。このため、リブ成形部も広部同様に、狭部により包囲されている。
【００１３】
本工程では、続いて、ゲートを介して広部に溶融状態の樹脂を注入する。広部における樹脂の流動抵抗は小さい。一方、狭部における樹脂の流動抵抗は大きい。このため、広部を満たした樹脂は、リブ成形部に優先して流れ込む。すなわち、樹脂は、広部およびリブ成形部に充填される。
【００１４】
プレス工程においては、キャビティを圧縮する。そして、前工程において広部およびリブ成形部を充填した樹脂を、キャビティ圧縮圧力によりキャビティ全体に行き渡らせる。
【００１５】
本発明の射出プレス成形方法によると、樹脂注入工程終了後において、リブ成形部の先端にまで樹脂が行き渡っている。このため、樹脂成形品にショートショットが発生しにくい。
【００１６】
（２）好ましくは、前記樹脂注入工程において、一旦完全に型締めされた複数の型を前記樹脂の注入圧力により半開させることにより、一方の型面に設けられた段差部の角部と他方の型面に設けられた段差部の角部との間に形成された狭部および当該狭部の内周側に形成された広部を配置し、前記プレス工程において、該半開させた複数の型を、再び完全に型締めする構成とする方がよい。
【００１７】
つまり、本構成は、一旦完全に型締めした複数の型を、樹脂注入圧力により半開状態にするものである。そして、広部および狭部を配置するものである。樹脂注入工程において、外部からの駆動力により型を開くと、キャビティ内にエアが巻き込まれるおそれがある。このため、成形後の樹脂成形品にボイドが残留してしまうおそれがある。この点、本構成によると、樹脂注入工程において、樹脂の注入圧力により複数の型を開いている。このため、キャビティ内にエアが巻き込まれるおそれが小さい。すなわち、成形後の樹脂成形品にボイドが残留してしまうおそれが小さい。
【００１８】
（３）好ましくは、前記狭部は、対向する型面にそれぞれ配置された一対の段差部の間に形成されており、前記プレス工程において、前記キャビティを圧縮することにより、該狭部の型面間距離と前記広部の型面間距離との較差は、前記樹脂注入工程における較差よりも小さくなる構成とする方がよい。
【００１９】
つまり、本構成は、対向する型面にそれぞれ配置された一対の段差部の間に、狭部を形成するものである。本構成によると、比較的簡単に狭部を配置することができる。
【００２０】
また、狭部の型面間距離と広部の型面間距離との較差は、そのまま肉厚の不均一さとなって樹脂成形品に発現する。この点、本構成によると、プレス工程において、狭部の型面間距離と広部の型面間距離との較差が、樹脂注入工程における較差よりも小さくなる。したがって、樹脂成形品における肉厚の不均一さを抑制することができる。
【００２１】
本発明の射出プレス成形方法によると、ゲート部が形成された基部と、該基部から立設されたリブと、該ゲート部および該リブを囲う輪状の段差部と、を備えてなる樹脂成形品を成形することができる。この樹脂成形品によると、成形精度の高いリブを作ることができる。すなわち、リブの形状が複雑であっても、またリブの肉厚が薄くても、成形精度の高いリブを作ることができる。
【００２２】
好ましくは、上記樹脂成形品の構成において、前記基部は燃料タンクの底壁であり、前記リブは該底壁から立設されたサブタンクである構成とする方がよい。
【００２３】
前述したように、サブタンクは、燃料タンク内部の燃料液面変化によらず、インタンク式燃料ポンプに所定の流量の燃料を供給する役割を有する。このため、サブタンクには高い成形精度が要求される。したがって、本発明の射出プレス成形方法により成形される樹脂成形品は、燃料タンクとして具現化するのに特に適している。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（１）第一実施形態
以下、本発明の射出プレス成形方法の実施の形態について説明する。本実施形態は、本発明の射出プレス成形方法を燃料タンクの製造方法として具現化したものである。
【００２５】
まず、本実施形態の製造方法により製造した燃料タンクの構成について説明する。図１に、燃料タンクの透過図を示す。また、図２に図１のＩ−Ｉ断面図を示す。図に示すように、燃料タンク１は、上分割体（図１中、一点鎖線で示す。）２と下分割体３とからなる。上分割体２は、樹脂製であって下方に開口する直方体箱状を呈している。一方、下分割体３は、樹脂製であって上方に開口する直方体箱状を呈している。下分割体３と上分割体２とは、互いの開口縁同士が熱溶着されることにより一体化されている。下分割体３の底壁内面からは、段差部３１が突設されている。段差部３１は、矩形輪状を呈している。段差部３１の上面からは、サブタンク３０が立設されている。言い換えると、サブタンク３０は段差部３１により囲われている。サブタンク３０は、渦巻き状に配置されている。サブタンク３０の渦巻き内部には、インタンク式燃料ポンプ（図略）が配置されている。
【００２６】
次に、本実施形態の製造方法を工程ごとに説明する。本実施形態の製造方法は、樹脂注入工程とプレス工程とを有する。まず、樹脂注入工程について説明する。本工程では、まず、金型を配置する。図３に、樹脂注入工程において金型を配置している状態の概要図を示す。図に示すように、可動上型４と固定下型５とは、上下に対向するように配置されている。可動上型４は、金属製であって直方体凸状を呈している。可動上型４の型面４０には、上側段差部４２が凹設されている。上側段差部４２は、矩形輪状を呈している。上側段差部４２上方には、さらにサブタンク成形部４１が凹設されている。サブタンク成形部４１は、本発明のリブ成形部に含まれる。サブタンク成形部４１は、渦巻き状を呈している。固定下型５は、金属製であって直方体凹状を呈している。固定下型５内には、所定の間隔をおいて可動上型４が挿入されている。分割面ＰＬは完全に閉まっている。固定下型５の型面５０と可動上型４の型面４０との間には、キャビティ６が区画されている。型面５０からは、下側段差部５２が突設されている。下側段差部５２は、矩形輪状を呈している。下側段差部５２は、前記上側段差部４２と上下方向に対向している。下側段差部５２の中央には、ゲート６０が開設されている。ゲート６０は、射出成形機（図略）と連通している。
【００２７】
本工程では、次に、キャビティ６内に溶融状態の樹脂を注入する。図４に、樹脂注入工程において樹脂を注入している状態の概要図を示す。図に示すように、樹脂７は、ゲート６０を介して、射出成形機（図略）からキャビティ６内に注入される。樹脂７が注入されると、射出圧力すなわち注入圧力により、図中白抜き矢印で示すように、可動上型４が上昇する。図５に、図４のゲート付近の拡大図を示す。図に示すように、可動上型４の上昇により、上側段差部４２の角部４２０と下側段差部５２の角部５２０との間には、矩形輪状の狭部６１が形成される。また、狭部６１の内周側には、矩形状の広部６２が形成される。広部６２は、前記サブタンク成形部４１と直接連通している。このため、広部６２およびサブタンク成形部４１は、共に狭部６１により囲われる。広部６２の型面間距離Ｄ２は、狭部６１の型面間距離Ｄ１よりも、長く設定されている。可動上型４の上昇は、可動上型４の自重と、樹脂７の注入圧力および樹脂７の流動抵抗と、が釣り合う位置において停止する。樹脂７は、狭部６１を通過する際の流動抵抗により、狭部６１を若干超えた位置までしか流動できない。
【００２８】
次に、プレス工程について説明する。図６に、プレス工程の概要図を示す。また、図７に、図６のゲート付近の拡大図を示す。図に示すように、プレス工程においては、可動上型４を下降させ再度、完全に型締めする。型締めにより、キャビティ６は圧縮される。この圧縮圧力により、狭部６１の型面間距離Ｄ１と、広部６２の型面間距離Ｄ２と、の較差は、樹脂注入工程における較差よりも小さくなる。そして、前工程において狭部６１付近で滞留していた樹脂７は、キャビティ６全体に行き渡る。
【００２９】
その後、型冷却、ゲートカット、脱型を経て前出図１の下分割体３が製造される。なお、ゲート部は下分割体３底壁下面に形成される。また、ゲート部およびサブタンク３０は、段差部３１により囲われている。下分割体３は、同じく射出プレス成形で製造された上分割体２と、熱溶着される。このようにして、燃料タンク１が完成する。
【００３０】
次に、本実施形態の燃料タンクの製造方法の効果について説明する。本実施形態の製造方法によると、樹脂注入工程において、キャビティ６内に狭部６１と広部６２とが形成される。狭部６１の型面間距離Ｄ１は、広部６２の型面間距離Ｄ２よりも、短く設定されている。したがって、狭部６１の流動抵抗は、広部６２の流動抵抗よりも大きい。このため、ゲート６０から広部６２に流れ込んだ樹脂７は、狭部６１を通過しにくい。すなわち、樹脂７は、サブタンク成形部４１に優先して流れ込む。このように、本実施形態の製造方法によると、プレス工程の前にサブタンク成形部４１の先端にまで、樹脂７を充填することができる。したがって、燃料タンク１のサブタンク３０にショートショットが発生しにくい。
【００３１】
また、本実施形態の製造方法によると、一旦完全に型締めした可動上型４および固定下型５を、樹脂注入工程における樹脂注入圧力により半開状態にしている。樹脂注入工程において、外部からの駆動力により型を開くと、キャビティ６内にエアが巻き込まれるおそれがある。このため、成形後の燃料タンク１にボイドが残留してしまうおそれがある。この点、本実施形態の製造方法によると、樹脂注入工程において、樹脂７の注入圧力により型開きを行っている。このため、キャビティ６内にエアが巻き込まれるおそれが小さい。すなわち、成形後の燃料タンク１にボイドが残留してしまうおそれが小さい。
【００３２】
また、本実施形態の製造方法によると、上側段差部４２と下側段差部５２とにより狭部６１が形成されている。すなわち、型面に段差部を設けるという比較的簡単な手段により、狭部６１が形成されている。
【００３３】
また、狭部６１の型面間距離Ｄ１と、広部６２の型面間距離Ｄ２との較差は、そのまま肉厚の不均一さとなって燃料タンク１に発現してしまう。この点、本実施形態の製造方法によると、プレス工程において、狭部６１の型面間距離Ｄ１と広部６２の型面間距離Ｄ２との較差が、樹脂注入工程における較差よりも小さくなる（前出図５、図７参照）。したがって、下分割体３底壁における肉厚の不均一さを抑制することができる。また、本実施形態の燃料タンク１によると、サブタンク３０の成形精度が高くなる。
【００３４】
（２）第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、段差部が下分割体の底壁に凹設されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。図８に、燃料タンクの透過図を示す。なお、図１と対応する部位については同じ符号で示す。また、図９に図８のＩＩ−ＩＩ断面図を示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、下分割体３の底壁内面には、段差部３１が凹設されている。段差部３１は、矩形輪状を呈している。また、段差部３１は、サブタンク３０を囲っている。
【００３５】
この段差部３１は、燃料タンク１の製造に用いられる可動上型に配置された上側段差部と、固定下型に配置された下側段差部と、により形成される。上側段差部は、前出図３の上側段差部４２とは逆方向に、型面から下方に突設されている。同様に、下側段差部は、前出図３の下側段差部５２とは逆方向に、型面に凹設されている。樹脂注入工程においては、これら上側段差部と下側段差部との間に、狭部が形成される。また、狭部に囲われて広部が形成される。したがって、本実施形態においても、狭部の大きい流動抵抗により、広部を満たした樹脂は、優先的にサブタンク成形部に流れ込む。このため、プレス工程前にサブタンク成形部を樹脂で満たすことができる。すなわち、本実施形態の燃料タンクの製造方法も、第一実施形態と同様の効果を有する。
【００３６】
（３）その他
以上、本発明の射出プレス成形方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００３７】
例えば、上記実施形態においては、可動上型４と固定下型５という二つの型を配置したが、型数は特に限定しない。
【００３８】
また、上記実施形態の樹脂注入工程においては、一旦完全に型締めされた可動上型４、固定下型５を、樹脂７の注入圧力により半開させたが（前出図４参照）、半開させなくてもよい。すなわち、樹脂注入工程の最初から、可動上型４、固定下型５を、半開状態で配置してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態においては、上側段差部４２と下側段差部５２とを型対称形状としたが、上側段差部４２と下側段差部５２とは型対称形状でなくてもよい。また、両段差部の形状、段差角度、型面間距離は、狭部６１を形成するものであれば特に限定しない。
【００４０】
また、狭部６１の流動抵抗も特に限定しない。樹脂注入工程において、リブ成形部４１先端にまで樹脂７が行き渡るだけの流動抵抗が確保できればよい。また、上記実施形態の樹脂注入工程においては、狭部６１の外周側に樹脂７が若干量流出したが（前出図５参照）、同工程で樹脂７を完全に堰き止めてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態においては、下分割体３を本発明の射出プレス成形方法により製造したが、上分割体２にリブが配置される場合は、上分割体２を本発明の射出プレス成形方法で製造してもよい。
【００４２】
また、上記実施形態においては、リブとしてサブタンク３０を下分割体３に配置したが、下分割体３にはセパレータなど他のリブを配置してもよい。この場合、段差部３１は、全てのリブを囲うように配置すればよい。すなわち、樹脂注入工程において、狭部６１により全てのリブ成形部を囲えばよい。
【００４３】
また、本発明の射出プレス成形方法は、例示した燃料タンクの製造方法に限らず、例えば、ドアトリム、ダッシュボード、メータパネル、カーエアコン用ダンパ、エアダクトなどの自動車関連部材、パソコン用筐体、パソコン用ディスクトレーなどの製造方法として具現化することもできる。特に、リブ形状が複雑であったり、リブが薄肉である樹脂成形品に有利である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によると、成形精度が高いリブを持つ樹脂成形品を提供することができる。また、本発明によると、ショートショットが発生しにくい射出プレス成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態の製造方法により製造した燃料タンクの透過図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図３】第一実施形態の樹脂注入工程において金型を配置している状態の概要図である。
【図４】第一実施形態の樹脂注入工程において樹脂を注入している状態の概要図である。
【図５】図４のゲート付近の拡大図である。
【図６】第一実施形態のプレス工程の概要図である。
【図７】図６のゲート付近の拡大図である。
【図８】燃料タンクの透過図である。
【図９】図８のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図１０】従来の燃料タンク製造時における樹脂注入工程の概要図である。
【図１１】従来の燃料タンク製造時におけるプレス工程の概要図である。
【符号の説明】
１：燃料タンク、２：上分割体、３：下分割体、３０：サブタンク、３１：段差部、４：可動上型、４０：型面、４１：サブタンク成形部（リブ成形部）、４２：上側段差部、４２０：角部、５：固定下型、５０：型面、５２：下側段差部、５２０：角部、６：キャビティ、６０：ゲート、６１：狭部、６２：広部、７：樹脂。

Claims

複数の型の型面によりキャビティを区画し、該キャビティ内に、ゲートと連通し型面間距離が長い広部と、該広部から立設されたリブ成形部と、該広部を囲い該広部よりも型面間距離が短い輪状の狭部と、をそれぞれ配置し、該キャビティ内に樹脂を注入し、該狭部における該樹脂の流動抵抗が、該広部における該樹脂の流動抵抗よりも、大きいことにより、該樹脂を該広部および該リブ成形部に充填させる樹脂注入工程と、
該キャビティを圧縮し、圧縮圧力により該樹脂を該キャビティ全体に行き渡らせるプレス工程と、
を有する射出プレス成形方法。
前記樹脂注入工程において、一旦完全に型締めされた複数の型を前記樹脂の注入圧力により半開させることにより、一方の型面に設けられた段差部の角部と他方の型面に設けられた段差部の角部との間に形成された狭部および当該狭部の内周側に形成された広部を配置し、
前記プレス工程において、該半開させた複数の型を、再び完全に型締めする請求項１に記載の射出プレス成形方法。
前記狭部は、対向する型面にそれぞれ配置された一対の段差部の間に形成されており、
前記プレス工程において、前記キャビティを圧縮することにより、該狭部の型面間距離と前記広部の型面間距離との較差は、前記樹脂注入工程における較差よりも小さくなる請求項１に記載の射出プレス成形方法。