JP6374126B2 - 樹脂製品 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、内部にヒータ等を配置することができる中空部を有する便座等、樹脂部材同士を射出により接合して形成される樹脂製品に関するものである。

近年、便座に中空部を形成して内部にヒータ等を配置してなる便座が開発されており、中空部を形成するために便座を上側部品と下側部品とにより構成し、上側部品と下側部品とを接合することにより便座を形成することが行われている。
このような便座の上側部品と下側部品等の樹脂部品同士の接合は、振動溶着（特許文献１）によって行われるか、もしくは、上側部品と下側部品との間の隙間（通路）に溶着用の樹脂を射出して固着する（特許文献２）ことによって行われていた。

特許第５３５１４８９号公報 特許第３７３３７７８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された振動溶着による接合方法は、溶着によって生じたバリ等を削るなどの仕上げ工程が大幅に必要となり、全体として製造工程が増加してしまった。一方、上記特許文献２に開示された樹脂を射出して固着する接合方法は、射出部分の入口に突起を設けて射出時の樹脂漏れを防いでおり、射出後突起を潰すことから、突起の潰しにばらつきが生じて段差が残ってしまうことがあった。

本発明は、上記事情を鑑みたものであり、製造工程を増やすことなく、樹脂部材の接合を確実に行うことができる樹脂製品を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、樹脂部品同士を接合することにより形成される樹脂製品であって、一方の樹脂部品の接合部と、他方の樹脂部品の接合部とを当接して接合されており、一方の樹脂部品の接合部は、外周側に溝部と、内周側に嵌合壁部を有し、他方の樹脂部品の接合部は、外周側に溝部と、溝部の内周側に嵌合段部と、嵌合段部の内周側に突出するリブ状突部を有し、一方の樹脂部品の溝部と他方の樹脂部品の溝部とによって外周側に空洞部が形成され、空洞部の内周側において嵌合壁部と嵌合段部が嵌合し、前記空洞部に前記空洞部と外部を連通する連通部が形成され、前記連通部の近傍の少なくとも一方の樹脂部品の溝部の外周壁は薄板状であることを特徴とする。

樹脂部品同士の接合面を当接させて、接合部に樹脂を射出することにより接合する際に、射出した樹脂が接合面の当接部分から漏れ出すことなく充填することができ、樹脂部品同士を確実に接合することができる。

（ａ）は、本発明の実施形態に係る便座の平面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）におけるｘ−ｘ部分の断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る便座の図１におけるｘ−ｘ部分の部品断面図であり、（ｂ）及び（Ｃ）は、その接合部分の拡大図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る便座の図１におけるｘ−ｘ部分の上側部品と下側部品とを接合した状態の図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、その接合部分の拡大図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る便座の図１におけるｘ−ｘ部分の上側部品と下側部品とを接合して型に収納して樹脂を射出する状態の図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、接合部の拡大図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る丸型便座を型にはめ込んだ状態の平面図であり、（ｂ）は、内型の一部がスライドする状態を示す平面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る丸型便座を型にはめ込んだ状態で、内型の一部がスライドした状態の平面図であり、（ｂ）は、内型及び外型がスライドした状態の平面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係るＵ型便座を型にはめ込んだ状態を平面図であり、（ｂ）は、内型の一部がスライドする状態を示す平面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係るＵ型便座を型にはめ込んだ状態で、内型の一部がスライドした状態の平面図であり、（ｂ）は、内型及び外型がスライドした状態の平面図である。

本発明の樹脂製品の実施形態として、中空部を備える便座を示しながら、図面を参考にして説明する。
（樹脂製品の構成）
図１（ａ）に示すように、本発明の樹脂製品の実施形態に係る便座１は、全体として平面視で半楕円形状を有し、その中央部に前後方向に長い略楕円形状の開口１ａが形成されており、後側辺に設けたヒンジ部１ｂにより便器本体の上面に対して、回動自在に取り付けられている。
便座１は、図１（ｂ）に示すように、例えばポリプロピレン等の樹脂からなる樹脂部品である上側部品１１と下側部品１２とを、その側端部に形成された接合部において上下方向に接合することにより形成されており、中空部１４内にはヒータ１ｃ等が配置されている。
なお、以下の説明において、便座１の開口１ａ側を「内周側」といい、反開口側を「外周側」という。

図２（ａ）に示すように、便座１の上側部品１１は、中央の開口１ａに向かって傾斜する上面部１１１と、上面部１１１の外周側から下方に向けて延設される外壁部１１２と、上面部１１１の内周側から下方に向けて延設される内壁部１１３とから形成されており、便座１の下側部品１２は、略平坦な底壁部１２１として形成されている。上側部品１１の外壁部１１２と内壁部１１３の下端部分には、それぞれ上側接合部Ａ，Ｂが形成されているとともに、下側部品１２の底壁部１２１の外周側端部上面及び内周側上面には、前記上側接合部Ａ，Ｂと接合する下側接合部Ｃ，Ｄが形成されている。

上側部品１１の外壁部１１２の下端部分に形成された接合部Ａは、図２（ｂ）に示すように、略水平な接合面１１２ａを有し、接合面１１２ａの外周（他側）側に下方に開口する上溝部１１２ｂが形成されており、上溝部１１２ｂを構成する外周側の外周壁１１２ｃの下面は接合面１１２ａに比べて上方に位置している。接合面１１２ａの内周（一側）側には下方に延設する嵌合壁部１１２ｄが形成されており、嵌合壁部１１２ｄの内面は便座１の中空部の内面と連続している。
一方、下側部品１２の外周側端部上面に形成された接合部Ｃは、図２（ｃ）に示すように、略水平な接合面１２２ａを有し、接合面１２２ａの外周（他側）側に上方に開口する下溝部１２２ｂが形成され、下溝部１２２ｂを構成する外周側の外周壁１２２ｃの上面は接合面１２２ａに比べて下方に位置している。接合面１２２ａの内周（一側）側には下方に凹む嵌合段部１２２ｄが形成されており、嵌合段部１２２ｄのさらに内周（一側）側にはリブ状突部１２２ｅが全周に亘って形成されている。
なお、上側部品１１の内壁部１１３の下端部分に形成された接合部Ｂ及び下側部品１２の内周側端部上面に形成された接合部Ｄの構成は、接合部Ａ及び接合部Ｃと略同様であるので、説明を省略する。

（上側部品と下側部品との接合）
上側部品１１と下側部品１２とからなる便座１は、上側部品１１と下側部品１２とを上下方向に当接させた状態で型内に収容し、上側部品１１と下側部品１２の接合部の当接部分に形成される空洞部に対して接合用の樹脂を射出（注入）することにより形成される。
以下、便座１の形成方法について、接合部Ａと接合部Ｃとの接合部分を用いて、詳細に説明する。

図３（ａ）に示すように、上側部品１１と下側部品１２の接合部同士を当接した状態においては、図３（ｂ）に示すように、上側部品１１の接合部Ａの接合面１１２ａと下側部品１２の接合部Ｃの接合面１２２ａは、水平な当接面をもって上下方向に当接しており、当接面の外周（他側）側には上側部品１１の上溝部１１２ｂと下側部品１２の下溝部１２２ｂとによって便座１の長手方向に沿って延びる空洞部１３が形成されている。
そして、上溝部１１２ｂ及び下溝部１２２ｂの外周側の外周壁１１２ｃ，１２２ｃはともに接合面１１２ａ，１２２ａよりも上下方向で短く形成されていることから、空洞部１３の外周（他側）側は当接することなく、空洞部１３と外部とを連通する連通部１３ａが形成されている。

一方、空洞部１３の内周(一側)側には、上側部品１１の接合面１１２ａから延設される嵌合壁部１１２ｄが、下側部品１２の接合面１２２ａの内周（一側）側に延設される嵌合段部１２２ｄに嵌め込まれており、嵌合壁部１１２ｄの内周（一側）側にリブ状突部１２２ｅが位置することにより、下側部品１２に対して上側部品１１の位置決めがなされている。
上側部品１１と下側部品１２との接合部に形成される空洞部１３の内周（一側）側は、接合面１１２ａ，１２２ａ同士が当接して形成される接合面と、嵌合壁部１１２ｄと嵌合段部１２２ｄとの嵌合部と、リブ状突部１２２ｅにより、屈曲状に当接して直線的に連続しないように形成されているので、空洞部１３に向かって射出される接着用樹脂が便座１の中空部１４内に漏れ出すことを防止している。

なお、接合部の構成をより理解するために各部分の寸法を図３（ｃ）に例示すると、嵌合壁部１１２ｄの厚み寸法ａ＝１．５ｍｍ、接合面１１２ａの厚み寸法ｂ＝１．５ｍｍ、上溝部１１２ｂ（空洞部１３）の厚み寸法ｃ＝２ｍｍ、外周壁１１２ｃの厚み寸法ｄ＝１ｍｍ、連通部１３ａの高さ寸法ｅ＝１ｍｍ、空洞部１３の高さ寸法ｆ＝５ｍｍ、リブ状突部１２２ｅの厚み寸法ｇ＝１．３ｍｍ（１．０〜２．０ｍｍ）、リブ状突部１２２ｅの高さ寸法ｈ＝２．０（１．０〜３．０ｍｍ）としている。
外周壁１１２ｃの厚み寸法ｄを１ｍｍ程度の比較的薄い板状に形成することにより、射出された接着用樹脂が優先的に空洞部１３内を充填するように流れた際に、空洞部１３内に充填された接着用樹脂の圧力によって外周壁１１２ｃ，１２２ｃが撓むなどして上型５１ａ及び下型５１ｂに対して押しつけられるので、外周壁１１２ｃ，１２２ｃと上型５１ａ及び下型５１ｂとの間に接着用樹脂が漏れることを防ぎ、成型後の便座１の表面に樹脂漏れよるヒケや変形が生じることを抑制することができる。

なお、上側部品１１の外周壁１１２ｃ及び下側部品１２の外周壁１２２ｃをそれぞれ図３（ｂ）に点線で示すように連通部１３ａに向かって外周方向に１〜３度程度傾斜させることで、上側部品１１及び下側部品１２に成形変動や収縮率変動等により寸法変動が生じても、両外周壁１１２ｃ，１２２ｃの上型５１ａ、下型５１ｂへの当たりむらを無くし、外周壁１１２ｃと上型５１ａ、下型５１ｂとの間に隙間が生じて接着用樹脂が漏れることを一層防止することができる。

上下方向に当接して組み立てられた上側部品１１及び下側部品１２は、図４（ａ）に示すように、射出融着型５の収納空間内に収納される。射出融着型５は、便座１の外周（他側）側に配置される外型５１と内周（一側）側に配置される内型５２とからなり、外型５１は、外上型５１ａ及び外下型５１ｂにより構成され、内型５２は、内上型５２ａ及び内下型５２ｂにより構成されている。
射出融着型５の収容空間は、便座１の外形と略同様の形状をなし、寸法を合致させており、収納空間内で便座１ががたつくことがないように収容される。

収納空間内に収容された便座１の空洞部１３と外部とを連通する連通部１３ａは、内外の上型５１ａ，５２ａと下型５１ｂ，５２ｂの当接部付近に配置されており、便座１の外周(他側)側及び内周（一側）側に配置される外型５１及び内型５２の適宜箇所には、例えば平面視で図５（ａ），図７（ａ）に見られるように、便座１の外周及び内周において連通部１３ａに連通する複数の位置に外供給口（ゲート）５１ｃ及び内供給口（ゲート）５２ｃが形成されている。
そして、便座１を収納空間内に収容し、外型５１及び内型５２を型締めした後、外供給口５１ｃ及び内供給口５２ｃより便座１の空洞部１３の内部に接着用樹脂ｐが射出（注入）される。

接着用樹脂ｐとしては、便座１の材料と同じ例えばポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いることができ、溶融状態とした接着用樹脂ｐを空洞部１３内に射出（注入）することにより、溶融状態の接着用樹脂ｐが接触した部位の上側部品１１及び下側部品１２が溶融し、注入した樹脂と共に冷却して硬化することで上側部品１１と下側部品１２とが強固に接合される。
このとき、空洞部１３の内周（一側）側の接合面１１２ａ，１２２ａの内周（一側）側は、嵌合壁部１１２ｄと嵌合段部１２２ｄとの嵌合部が存在するので、接合部が便座１の中空部１４に対して直線的に連続しないように形成されて、空洞部１３の内周側に接着用樹脂が漏れることが抑制され、さらに、下側部品１２の嵌合段部１２２ｄの内周（一側）側にリブ状突部１２２ｅが形成されているので、図４（ｂ）に示すように、嵌合壁部１１２ｄと嵌合段部１２２ｄとの間から接着用樹脂ｐが漏れて空洞部１３に空洞ｓが生じることを抑制でき、図４（ｃ）に示すように、中空部１４内への樹脂漏れのない確実な接合を可能にしている。

(樹脂製品の取り出し)
接着用樹脂ｐの冷却硬化後、射出融着型５から便座１を取り出すが、射出融着による充填圧や熱膨張等により収容空間に収容されている便座１は寸法が拡大している。そのため射出融着型５から取り出すときに外壁部１１２の外周が射出融着型５に擦れて傷が付くことがある。
これに対して、本実施形態の樹脂製品を製造する射出融着型５は、便座１を取り出すときに外型５１及び内型５２がそれぞれ外周側及び内周側にスライドするように構成されている。
以下、射出融着型５のスライド構造について説明する。

−丸形便座−
丸形便座１を収容する射出融着型５は、図５（ａ）に示すように、６個の外型５１１〜５１６と１２個の内型５２１〜５３２から構成されており、各型は、内外方向にスライド自在に構成されている。
６個の外型５１１〜５１６は、射出融着型５から便座１を取り出す際に自由に外周側に
スライド可能であるが、１２個の内型５２１〜５３２については、内型同士が干渉して内
周方向にスライドすることができない。
そこで、１２個の内型５２１〜５３２のうち、便座１の開口１ａの上下左右位置に配置される内型５２１〜５２４について、外周側が狭く内周側が広く形成して、射出融着型５から便座１を取り出す際に先行してスライドする先行内型５２１〜５２４として構成されている。

そして、射出融着型５から便座１を取り出す際には、まず、図５（ｂ）に示すように、先行内型５２１〜５２４を内周方向（矢印方向）にスライドさせて、便座１の内周より離脱させる。先行内型５２１〜５２４が内周方向にスライドすることで、図６（ａ）に示すように、開口１ａに他の内型５２５〜５３２がスライドするための余裕が形成される。
そして、先行内型５２１〜５２４のスライドが完了したら、図６（ｂ）に示すように、他の内型５２５〜５３２を傾斜スライドさせることで便座１の内周より離脱させるとともに、外型５１１〜５１６を外周方向に傾斜スライドさせることで、便座１の外周面より離脱させている。

−Ｕ型便座−
また、Ｕ型便座１を収容する射出融着型５は、図７（ａ）に示すように、６個の外型５１１〜５１６と８個の内型５２１〜５２８から構成されており、各型は、内外方向にスライド自在に構成されている。
８個の内型５１１〜５１６のうち、便座１の開口１ａの左右の上下位置に配置される内型５２１〜５２４について、外周側が狭く内周側が広く形成して、射出融着型５から便座１を取り出す際に先行してスライドする先行内型５２１〜５２４として構成されている。

そして、射出融着型５から便座１を取り出す際には、まず、図７（ｂ）に示すように、先行内型５２１〜５２４を内周方向にスライドさせて、便座１の内周より離脱させる。先行内型５２１〜５２４が内周方向にスライドすることで、図８（ａ）に示すように、開口１ａに他の内型５２５〜５２８がスライドするための余裕が形成される。
そして、先行内型５２１〜５２４のスライドが完了したら、図８（ｂ）に示すように、他の内型５２５〜５２８を内周方向スライドさせることで便座１の内周より離脱させるとともに、外型５１１〜５１６を外周方向にスライドさせることで、便座１の外周面より離脱させている。

このように、射出融着型５から便座１を取り出すときに、内、外型５１，５２を内外方向にスライドさせることによって、射出融着により寸法が拡大した便座１を取り出すときに便座１の外周面や内周面を内、外型５１，５２に擦って傷をつけることを防止することができる。
その後、内外の上型５１ａ，５２ａと下型５１ｂ，５２ｂを分離して便座１を取り出し、表面を磨くなどの仕上げ処理をすることで便座１が形成される。

以上のように、本発明の実施形態に係る便座においては、便座を構成する上側部品(一方の樹脂部品)の接合部と下側部品(他方の樹脂部品)の接合部の当接状態において、上側部品と下側部品の接合面の他側側に空洞部が形成され、接合面の一側側において、上側部品(一方の樹脂部品)の嵌合壁部が、下側部品(他方の樹脂部品)の嵌合段部に嵌合しており、さらに一側側には、嵌合段部から一方側に向けてリブ状突部が突設されているので、上側部品と下側部品とが空洞部の一側側（中空部側）で重複して接合されることとなり、溶融状態の接着用樹脂の射出による空洞部の一側側（中空部側）が変形することを抑制し、上側部品と下側部品との接合部が離間することなく、空洞部に対して他側側から射出された接着用樹脂が接合面の一側側から漏れ出すことなく、空洞部内に確実に充填されて良好な接合状態を発揮することができる。

また、空洞部の他側側の外周壁が比較的薄く形成されているので、空洞部内に射出されて空洞部内に充填される接着用樹脂の圧力により、外周壁が撓むなどして型に押しつけられて空洞部の他側側から樹脂部材と型との間に接着用樹脂が漏れ出すことが防止される。

また、溶融状態の接着用樹脂を射出（注入）する際には、樹脂の射出（注入）によって空洞部１３の内周を構成する接合面１１２ａ，１２２ａの当接部が離間して接着用樹脂が漏れ出す可能性があるが、本実施形態の便座１においては、空洞部１３の内周側は、上側部品１１の接合面１１２ａから延設される嵌合壁部１１２ｄが下側部品１２の接合面１２２ａの内周位置に形成された嵌合段部１２２ｄに嵌まりこみ、空洞部１３の内周側において上側部品１１と下側部品１２とが重複するように接合しているので、射出によって上側部品１１と下側部品１２とに若干の反り等が発生した場合であっても、上側部品１１と下側部品１２との間に中空部に直線的に連通する連通路が形成されることがない。

さらに、空洞部１３及び空洞部１３に連通する連通部１３ａは、接合面１１２ａと接合面１２２ａとの当接面を挟んで上下に対象となっており、連通部１３ａより射出された接着用樹脂は、空洞部１３において上側部品１１の上溝部１１２ｂ及び下側部品１２の下溝部１２２ｂに対して均一に射出され、どちらか一方に偏って射出されることで一方の部品が大きく変形することを防止している。

また、本実施形態の樹脂製品を製造する型は、樹脂製品に対して接離方向にスライド可能に構成されているので、樹脂製品の離型時に型を樹脂製品から離間する方向にスライドさせることで、樹脂製品の型からの取り出しが容易になり、取り出し時に型と擦れることによる表面の傷つきを防止することができる。

以上、本発明の実施形態として、中空部を備える便座を参考に説明したが、本発明の樹脂製品は、便座に限定されるものではなく、射出により接合されて形成されるものであれば、どのようなものであってもよく、本発明の樹脂製品に用いられている接合構造を備えることにより、接合面の外観がよく、特に仕上げ処理を行う必要がないという格別の作用効果を備えるものである。
そして、特に、便座として採用することにより、接合部の隙間がなく、汚水や汚物等が付着しても容易に拭き取りができ、衛生的で好ましい。
なお、上記実施形態において例示された樹脂部品の接合部の寸法は、一例に過ぎず、例えば、嵌合壁部１１２ｄ（嵌合段部１２２ｄ）の寸法やリブ状突部の寸法を２．０ｍｍ以上とするなど、適宜決定することができる。
また、本発明の樹脂製品に用いる型は、上記実施形態の型に限定されるものではなく、外型及び内型の形状や分割個数はいくつでもよいし、上下方向の分割も上下二つのものに限るものではない。

１ ：便座
１ａ ：開口
１ｂ ：ヒンジ部
１ｃ ：ヒータ
１１ ：上側部品
１１１ ：上面部
１１２ ：外壁部
１１２ａ ：接合面
１１２ｂ ：上溝部
１１２ｃ ：外周壁
１１２ｄ ：嵌合壁部
１１３ ：内壁部
１２ ：下側部品
１２１ ：底壁部
１２２ａ ：接合面
１２２ｂ ：下溝部
１２２ｃ ：外周壁
１２２ｄ ：嵌合段部
１２２ｅ ：リブ状突部
１３ ：空洞部
１３ａ ：連通部
１４ ：中空部
５ ：射出融着型
５１ ：外型
５１ｃ ：外供給口
５２ ：内型
５２ｃ ：内供給口

Claims (1)

1. 樹脂部品同士を接合することにより形成される半楕円形状の樹脂製品であって、一方の樹脂部品の接合部と他方の樹脂部品の接合部とが当接して接合されており、
   一方の樹脂部品の接合部は、樹脂製品の外周側に溝部と、樹脂製品の内周側に嵌合壁部を有し、
   他方の樹脂部品の接合部は、樹脂製品の外周側に溝部と、該溝部の樹脂製品内周側に嵌合段部と、該嵌合段部の樹脂製品内周側に突出するリブ状突部を有し、
   一方の樹脂部品の溝部と他方の樹脂部品の溝部とによって樹脂製品の外周側に空洞部が形成され、該空洞部の樹脂製品内周側において嵌合壁部と嵌合段部が嵌合し、
   前記空洞部に前記空洞部と外部を連通する連通部が形成され、
   前記連通部の近傍の少なくとも一方の樹脂部品の溝部の外周壁は薄板状であり、該外周壁を外周方向に傾斜させたことを特徴とする樹脂製品。

Images