JP4539897B2

JP4539897B2 - 開閉弁付き製品及びその型内成形方法

Info

Publication number: JP4539897B2
Application number: JP2000335739A
Authority: JP
Inventors: 信二杉江; 昭弥木村
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP2002137625A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内空気を排出する車両用換気装置等に適用される開閉弁付き製品の型内成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
開閉弁付き製品として、例えば車両用換気装置たるクォーターベントダクト７等は一般に図１０のような構成になっている。本体７１と開閉弁７２と固定棒７３からなり、固定棒７３を開閉弁７２の小孔に通して本体７１に開閉弁７２を取付けている（図１０のイ）。また、近年は開閉弁８２の本体への取付けが、コストダウンを狙って本体から一体で成形したピン８１に開閉弁８２を差し込み（図１０のロ）、熱カシメ，超音波カシメで取着する方法が主流になっている。他に、図１０（ハ）に示すように本体９１に差し込み孔９１１を設け、これに開閉弁９２を差し入れ、係合突起９２１で本体９１への開閉弁９２の取付けを図る方法もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前述した従来の方法は、いずれも射出成形で構成部品を造った後、一部機械化できるにせよ手作業による組み付け作業が必要になっていた。アウトライン作業となり、結果として割高な商品になっていた。さらに、図１０（ロ）の熱カシメによる場合などは、カシメが確実に実行されず、開閉弁８２が本体から外れてしまう不具合もあった。
また、いずれの製法においても人手による組付け作業となるため、▲１▼コストアップ，▲２▼単純作業による作業ミス，▲３▼開閉弁の板厚が１ｍｍ以下であるため取扱いに注意を要した。雑に扱うと修復できない変形が発生した。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するもので、開閉弁の開閉動作性能を安定維持して、しかも組み付け作業をなくしてコスト的にも安くできる開閉弁付き製品の型内成形方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明の要旨は、一対の固定型と可動型内に、上部に庇部を設けて通気窓を形成した製品本体と、板状の主要部を有しその上縁から鍔部を逆Ｌ字状に張り出す開閉弁と、の夫々のキャビティが形成され、且つ製品本体キャビティへは主シリンダから、開閉弁キャビティへは副シリンダから材料が充填される構造の金型を用いて、まず、副シリンダから開閉弁キャビティに材料を射出注入し、続いて、主シリンダから製品本体キャビティに材料を射出注入して夫々の成形を終え、次の型開段階で、開閉弁が固定型に製品本体が可動型に残るようにし、そして、開閉弁に製品本体が対向するように可動型をスライドさせた後、型閉じして製品本体と開閉弁を重ね合わせ開閉弁で前記通気窓を塞ぐようにすると同時に前記鍔部を前記庇部の下面に近接配置し、しかる後、前記庇部の下面に沿って材料を注入し、前記鍔部と庇部との隙間を埋めて両者を結合させる連結体を成形することを特徴とする開閉弁付き製品の型内成形方法にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る開閉弁付き製品の型内成形方法について詳述する。図１〜図９は、本発明の開閉弁付き製品の型内成形方法の一形態で、図１はそれに用いる金型の説明図、図２は本開閉弁付き製品の型内成形方法の概略製造工程図、図３は（イ）が開閉弁付き製品の概略斜視図で、（ロ）が（イ）の縦断面図、図４は（イ）が開閉弁付き製品の縦断面図、（ロ）が庇部下面を覗くように下方から見た開閉弁付き製品の概略斜視図、図５，図６は開閉弁付き製品の部分縦断面図、図７は開閉弁の動きを示す説明図、図８は図７に対応する従来品の説明図、図９は図４の開閉弁付き製品からその上部窓枠の一部を省いた他態様の断面図を示す。開閉弁付き製品として車室内空気を排出する車両用換気装置に適用する。
【０００８】
（１）開閉弁付き製品の型内成形方法
本発明の開閉弁付き製品の型内成形方法に先立ち、最初にこれに用いるダイスライド金型４について説明する。ここで使用する成形機は二頭式の射出成形機で、金型４側に可動型がスライドするダイスライド機構を設け、型内で２部品（中空部品を除く）からなる製品を成形する。該金型４は図１のごとく、可動型４１と固定型４２と油圧シリンダ４３と主シリンダ４４と副シリンダ４５とを備える。
一の金型４（一対の可動型４１と固定型４２）には別個独立して開閉弁２と製品本体３の夫々のキャビティ４６，４７が形成される。可動型４１に開閉弁２用雌型４１ａと製品本体３用雌型４１ｂを、固定型４２に開閉弁２用雄型４２ａと製品本体３用雄型４２ｂを設ける。製品本体３用キャビティ４７に主シリンダ４４が、開閉弁２用キャビティ４６には副シリンダ４５が接続し、材料５を射出注入，充填できる金型構造になっている。また、ランナー切替装置Ｖを切り替えることによって主シリンダ４４が連結体キャビティ４０に接続する。符号４８は開閉弁２用ランナー、符号４９ａは製品本体３用ランナー、符号４９ｂは連結体用ランナーを示す。油圧シリンダ４３は、これを起動して可動型４１をスライドさせることにより、別個に成形した開閉弁２と製品本体３とを相対向させることができる。
【０００９】
開閉弁付き製品の型内成形方法は、上記金型４を用い、まず、型を閉じて副シリンダ４５から開閉弁キャビティ４６にオレフィン系（又は一部スチレン系）のエラストマー系材料５１を射出注入する。
この射出注入は、金型４を若干開き加減にしてエラストマー系材料５１を開閉弁キャビティ４６に供給した後、金型４を閉じる射出後圧縮するいわゆる射出圧縮成形を採るのがより好ましい。エラストマー系材料５１は流動性が悪く流れにくいため、型閉じ状態でそのまま射出成形を行うと欠肉不良等が発生するからである。開閉弁２は可撓性を有して前記通気窓３１を塞ぐ板状の主要部２ａと該主要部２ａの上縁から延設する鍔部２ｂとを備える。
【００１０】
そして、主シリンダ４４から製品本体３キャビティ４７にポリプロピレン樹脂，ポリエチレン樹脂，ＡＢＳ樹脂等の溶融樹脂材料５２（ここではポリプロピレン樹脂を採用）を射出注入する。
開閉弁２側を先に射出し後から製品本体３側を射出する工程を採用するのは、▲１▼成形時の材料温度に関し、ポリプロピレン樹脂温度が１８０℃前後に対してエラストマー系材料温度が２００℃前後になるため、冷却時間を長くとる必要があること、▲２▼既述のごとく、開閉弁２側に射出圧縮成形を採用し易いからである。
こうして、開閉弁２，製品本体３の夫々の成形を終える（図１）。製品本体３は、開閉弁付き製品の筒形状の枠体で、クォータパネルの換気用ダクト本体である。製品本体３には四角形の窓枠３４に矩形通気窓３１が形成される（図３）。
通気窓３１を窓枠３４で囲い、上部に庇部３３を設けた製品本体３が成形される。開閉弁２は通称フラップ（バタフライ弁ともいう）と呼ばれる板体で、該開閉弁２の主要部２ａは通気窓３１を蓋するように通気窓３１の窓枠３４上に載置される。主要部２ａが通気窓３１を覆って窓枠３４上に載置されたとき、主要部２ａの上縁から延設する鍔部２ｂが前記庇部３３の下面３３ａに近接して車両後方（バンパーＢＵＰ側）へ側面視逆Ｌ字状に張り出すようにしている。庇部下面３３ａと鍔部２ｂとの隙間εは略一定に保たれる。
【００１１】
開閉弁２，製品本体３の成形を終えた後、型開に移るが、型開では開閉弁２が固定型４２に製品本体３が可動型４１に残るように設定する（図２のイ）。
その後、油圧シリンダ４３を起動させ、開閉弁２に製品本体３が対向するように可動型４１を図２（ロ）の矢印方向にスライドさせる。
【００１２】
次いで、再び金型４を型閉じして固定型４２に残っている開閉弁２に製品本体３を重ね合わせる（図２のハ）。このとき、製品本体３の上に開閉弁２が通気窓３１を塞ぐように載置されると同時に、主要部２ａ上縁２５から延設する鍔部２ｂが、既述のごとく庇部下面３３ａと所定隙間εを保って近接配置される（図４のイ参照）。
【００１３】
しかる後、ランナー切替装置Ｖを切替え、主シリンダ４４より製品本体３と同一の材料５すなわちポリプロピレン溶融樹脂材料５２がホットランナー４９ｂを経由し前記隙間ε（結合部）に射出，充填して製品本体３と開閉弁２を結合する連結体６を成形するようにする（図４）。該連結体６の形成により製品本体３に開閉弁２が取付けられる。
【００１４】
連結体６の成形過程で、溶融樹脂材料５２は、製品本体３の上板庇部３３の下面３３ａに接しながら連結体キャビティ４０の流路４０ａをはうようにして、前記鍔部２ｂと庇部３３との隙間εに達する。流路４０ａ、さらに庇部３３と鍔部２ｂの隙間εへ樹脂材料５２を埋めて庇部３３と鍔部２ｂを結合する連結部分６１（連結体６）を成形する。該連結部分６１を支点に開閉弁２で通気窓３１を開閉可能とする。開閉弁２は鍔部２ｂが製品本体３に結合して一体となるが、製品本体３への開閉弁２の結合は、鍔部２ｂが必要長さ分張り出して隙間εを形成する必要接合面積が確保されて完璧となる。
【００１５】
ここで、開閉弁２を結合させるのに図５のような方法も考えられる。図５は、開閉弁２と製品本体３との相対向する位置に通孔２２，透孔３２を形成し、金型４の型閉じで通孔２２，透孔３２を導通状態とする。そして、連結体６の成形過程で、流路４０ａ，通孔２２，透孔３２，頭部キャビティ４０ｂへ樹脂材料５２を充填して連結体６を成形する方法であるが、次のような問題が生じる。まず、開閉弁付き製品の形状制約から樹脂流路４０ａの板厚ｇが０．５〜１．５ｍｍ、流路全長が３０〜５０ｍｍとなることから、欠肉を防ぐのに２５ＭＰａ以上の高圧（高速）成形条件が必要になるが、そうすると、型内に残った空気が加熱ガスとなり、裏面にガス逃がしを兼ねたエジェクターピンを設けた場合でも図５の円内図の格子ハッチング部分６４の範囲が解けてしまい、接合部はもとより開閉弁２にまでそれが波及しシール性能が確保できないといった不具合を招く。特に、図５の符号Ｅの部分に膨らみ等の隙ができると、異物混入の原因になるため製品不良となってしまう。さらに、加熱ガスはエジェクターピンの隙間を通るが、この際、開閉弁２を侵食しながら逃げていく。前記格子ハッチング部分６４で囲まれた開閉弁上部２５が溶融による変形、接合部分の破壊（溶けてちぎれた形）になってしまう場合もでてくる。
また、開閉弁２を結合させるのに図６のような単純な方法も考えられる。図６の開閉弁付き製品では板状主要部２ａのみからなる開閉弁２の上部を流路充填部６３で埋めて開閉弁２の製品本体３への一体化を図るものである。しかしながら、この方法は結合強度確保が困難であるばかりか、図６の円で囲った開閉弁２の上部Ｇが熱変形し開閉弁２のシール性が悪くなる欠点がある。
【００１６】
本発明では、連結体の成形の際に発生する加熱ガスにより板厚が０．３〜０．５ｍｍといった薄い開閉弁２を損傷させてしまう前記不具合を解消すべく、開閉弁２と製品本体３のシール面ｉに連結体用溶融樹脂材料が流れ込まない結合仕様とする（図４）。すなわち、開閉弁２の製品本体３への結合部分を主要部２ａから離し、鍔部２ｂにその結合部分を設けるのである。シール面ｉに結合樹脂がないため、主要部２ａのシール部分に変形が発生しない製品となる。また、加熱ガスに侵される部位が主要部２ａ表面にでない製品となる。
本発明者等は種々の実験から、開閉弁２の製品本体３への結合力が十分となるには、鍔部２ｂの長さｍが５ｍｍ以上が好ましく、また図７のごとく板状鍔部２ｂでもよいが、鍔部２ｂを櫛歯状にする場合は図４（ロ）の鍔部２ｂの幅Ｙが５〜１５ｍｍの範囲が好ましいのを見出した。また、連結体６の厚みＬは、開閉弁２（主要部２ａ及び鍔部２ｂ）の板厚ｎを０．３〜０．５ｍｍとした場合、数々のトライ結果から１〜３ｍｍ（より好ましくは１〜１．５ｍｍ）の範囲が良好となるのが判った。厚みＬが１ｍｍより小さくなると溶融樹脂材料５２の流れが悪化し、射出圧力条件が出しにくくなる。
【００１７】
その後、冷却し型開きする。成形を終えた開閉弁付き製品１が可動型４１に残るようにし、これを成型機のエジェクターピンＥＰで突き出す。型内で開閉弁２と製品本体３との組み付け完了した所望の開閉弁付き製品１を取り出すことができる（図３）。なお、図３中、鎖線表示の符号ＰＡは本車両用喚起装置（開閉弁付き製品）が組み付けられたときの車両パネル、符号ＳＥはシール材，符号ＢＵＰはバンパーを示す。
【００１８】
（２）開閉弁付き製品
上記成形方法等で造られた開閉弁付き製品は、車両のリアクォータパネル等に取り付けられる。
開閉弁付き製品１は換気用のダクト本体たる製品本体３と開閉弁２を備える。上部に庇部３３を設けて通気窓３１を形成した製品本体３と、板状の主要部２ａが前記通気窓３１を塞ぐようにして、且つ該主要部２ａの上縁から延設する鍔部２ｂが前記庇部３３の下面に近接しながら側面視逆Ｌ字状に張り出してなる開閉弁２と、前記鍔部２ｂと庇部３３との隙間εを埋めて両者を結合させる連結部分６１を形成する連結体６と、を具備する。
そして、開閉弁２が可撓性を有して、車両走行時の動圧等によって開閉弁２が連結主要部分６１を支点にして開き、車室内の空気が通気窓３１から車外へ流出するようにしている。符号３７は車両内方側に向け突出するリブを示す。
【００１９】
ところで、開閉弁付き製品では、開閉弁２のその構造から図９のごとく窓枠３４の上部３４１をカットすることもできる。
クォータベント等の本開閉弁付き製品は外観部品でないが、通気性能が優れたものが要求される部品である。そのために、これまで(1)開閉弁２の板厚を薄くする、(2)製品本体３の剛性確保用リブの板厚を薄くする。開閉弁２の固定角度を小さくする。シール面の寸法を小さくする等の方法が採られてきた。
本発明の開閉弁付き製品は、開閉弁２のシール性を確保しながら、上述のごとく符号ＧＷの窓枠上部３４１をなくし、実開口面積が大きく設定できる分、通気性能向上を果たすことが可能となる。
【００２０】
（３）効果
このように構成した開閉弁付き製品の型内成形方法は、開閉弁２を製品本体３に取り付ける手作業等の組み付け作業が既述のごとく型内成形工程で行われるので、省力化，低コスト化が図られる。金型面一体成形であるため、インサート成形に比べ、組付け作業等を要しない。開閉弁２の開閉動作性能を安定維持して、開閉弁付き製品をコスト的にも安く造ることができる。通常の成形サイクルの１．２〜１．５倍ほど時間が延びて製品が完成するが、従来要した開閉弁２の組み付け工数等を考慮すれば、トータルとして大幅なコスト低減になる。離型に対し抵抗の大きいリブ３７があっても、製品本体３側が可動型４１に残るようにしているので、脱型工程ではエジェクターピンによってたやすく突き出すことができる。
【００２１】
そして、本開閉弁付き製品の型内成形方法に係る開閉弁付き製品では、開閉弁２の通気性能が従来品より優れる。理由は定かでないが、実験で確かめられている。開閉弁２が図７のごとく鍔部２ｂの付け根にあたる屈曲ポイントがもとより曲がっており、図８のような平板状態の従来品に比べ曲がり易くなっているためと推測される。
また、開閉弁２と製品本体３の結合用樹脂は、隙間εに充填注入されるのであるが、その量が製品サイズからみて非常に少ないため成形条件出しは困難である。しかしながら、本開閉弁付き製品の型内成形方法に係る製品のような形状の場合では隙間εの連結部分が見えないため外観不良とならない。勿論、鍔部２ｂが接触面積を稼ぐことによって結合強度は満足な値を確保できる。保圧（二次圧）条件制御幅が広く設けられる。
さらに、図９のように窓枠上部３４１をなくした開閉弁付き製品とすれば、実開口面積が大きくなって一段と通気性能アップさせることができるようになる。
【００２２】
尚、本発明においては、前記実施形態に示すものに限られず、目的，用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。開閉弁２，製品本体３，金型４，材料５，連結体６等の形状，大きさ，それらの材質等は用途に合わせて適宜選択できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の開閉弁付き製品の型内成形方法は、従来の組み付け作業をなくして低コスト化を図り、さらに、製品になった段階における開閉弁２の動作性能を優れたものにして高品質維持できるなど極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の開閉弁付き製品の型内成形方法の一形態で、これに用いる金型の説明図である。
【図２】本開閉弁付き製品の型内成形方法の概略製造工程図である。
【図３】開閉弁付き製品の概略斜視図と縦断面図である。
【図４】（イ）が開閉弁付き製品の縦断面図、（ロ）が庇部下面を覗くように下方から見た開閉弁付き製品の概略斜視図である。
【図５】開閉弁付き製品の部分縦断面図である。
【図６】開閉弁付き製品の部分縦断面図である。
【図７】開閉弁の動きを示す説明図である。
【図８】図７に対応する従来品の説明図である。
【図９】図４の開閉弁付き製品からその上部窓枠の一部を省いた他態様の断面図である。
【図１０】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１開閉弁付き製品
２開閉弁
２ａ主要部
２ｂ鍔部
２５上縁（上縁部分）
３製品本体
３１通気窓
３３庇部
３３ａ庇部下面
４金型
４１可動型
４２固定型
４４主シリンダ
４５副シリンダ
４６開閉弁キャビティ
４７製品本体キャビティ
５材料
５１エアラストマー系材料
５２樹脂材料
６連結体
６１連結部分

Claims

一対の固定型と可動型内に、上部に庇部を設けて通気窓を形成した製品本体と、板状の主要部を有しその上縁から鍔部を逆Ｌ字状に張り出す開閉弁と、の夫々のキャビティが形成され、且つ製品本体キャビティへは主シリンダから、開閉弁キャビティへは副シリンダから材料が充填される構造の金型を用いて、
まず、副シリンダから開閉弁キャビティに材料を射出注入し、続いて、主シリンダから製品本体キャビティに材料を射出注入して夫々の成形を終え、次の型開段階で、開閉弁が固定型に製品本体が可動型に残るようにし、そして、開閉弁に製品本体が対向するように可動型をスライドさせた後、型閉じして製品本体と開閉弁を重ね合わせ開閉弁で前記通気窓を塞ぐようにすると同時に前記鍔部を前記庇部の下面に近接配置し、しかる後、前記庇部の下面に沿って材料を注入し、前記鍔部と庇部との隙間を埋めて両者を結合させる連結体を成形することを特徴とする開閉弁付き製品の型内成形方法。