JP6463415B2 - 接合部品、接合部品の製造方法、インクタンク、及びインクカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、射出した接合用樹脂により、空間部を有する第１部品、第２部品、及び第３部品を接合して形成される接合部品、その接合部品の製造方法、インクタンク、及びインクカートリッジに関する。

射出成形等の成形方法では、あらかじめ溶融した材料を金型内部のキャビティ空間に供給し、材料を金型内で冷却・固化させた後、エジェクタ機構等により金型から取出し所望の成形品を得るという一連の動作を繰り返して生産が行われる。通常、射出成形で中空形状を形成する場合はブロー成形が用いられるが、ブロー成形では中空形状の内部に仕切りを設けたり何らかの部材を配置したりして、何らかの機能を持たせることができない。

そこで、例えば容器と蓋の組み合わせにより中空形状を形成し、かつ内部に機能を持たせる場合は、まずは容器と蓋とをそれぞれの金型を用いて射出成形により製造する。次に、それらの部品を後工程における超音波溶着や振動溶着を用いて接合すれば、内部に機能を持たせた中空形状の部品を得ることができる。また、ＤＳＩ（ダイ・スライド・インジェクション）などに代表される型内組立においては、あらかじめ１次成形において製造した２つ以上の部品を何らかの方法で組み合わせ、２次成形により接合形状を射出成形する。これにより、射出成形で内部に複雑な形状を実現することができる。

また、型内組立においては、通常２部品を接合して中空形状を製造する場合がほとんどだが、３部品以上を組み合わせて接合する場合もある。３部品を接合する場合、それぞれの部品の接合箇所が隣り合っていない場合、ゲートを２箇所以上にすることで、必要な接合箇所のみに接合用樹脂を充填させることができる。しかしながら、ゲートを２箇所以上にする場合、金型の造が複雑となり、その結果、金型のコストアップになることがあるため、なるべく１個所のゲートで成形することが望ましい。そのため、合成樹脂製マニホルドの製造方法として、ガス吸入部と、デリバリパイプ部と、シリンダヘッド接合部との３部品を接合する際、まず、それぞれの部品を射出成形機の金型内にセットする。そして、インサート成形により表面に被覆層を設けることで、３部品を一体に成形する方法が提案されている（特許文献１）。

特開平３−６７０５６号公報

しかしながら、特許文献１の方法で３部品を一体に形成しようとすると、中空形状の部品における外壁面の全面に対して接合用樹脂を成形する必要がある。この際、内部に金型が配置されていない中空形状の部品には、接合のために射出された樹脂の圧力がかかり、成形品が内側に大きく変形する虞がある。その対策として、例えば中空形状の部品を窒素ガスで凍結して剛性を保持させる方法や、中空形状の部品に水を入れて凍らせることで剛性を保持させる方法も考えられる。しかしながら、これらの方法では新たな設備導入が必要になったり、新たな工程が増えたりする等、製造コストがアップするため現実的ではない。

そこで本発明は、３部品を一体に形成する際に、接合用樹脂の射出圧力による変形を低減し、かつコストアップの防止を図ることが可能な接合部品、及び接合部品の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る接合部品は、空間部を囲む壁部を有する第１部品と、第２部品と、第３部品と、前記第２部品と前記壁部との間に、接合用樹脂により形成される第１形状部と、前記壁部と前記第３部品との間に、前記接合用樹脂により形成される第２形状部と、前記第１形状部と前記第２形状部とをつなぐ前記接合用樹脂により形成される第３形状部と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る接合部品の製造方法は、第１部品と、前記第１部品の一方側に接合用樹脂により形成される第１形状部で接合される第２部品と、前記第１部品の他方側に前記接合用樹脂により形成される第２形状部で接合される第３部品と、を金型にインサートするインサート工程と、前記第２部品に形成されている孔に前記接合用樹脂を射出し、前記第１形状部、前記第１形状部及び前記第２形状部をつなぐ第３形状部、及び前記第２形状部を、樹脂を充填して形成する充填工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によると、例えば１つのゲート孔から接合用樹脂を射出することで第１部品、第２部品、及び第３部品を一体に形成することを可能とするものでありながら、接合用樹脂の射出圧力による第１部品の変形を低減することができる。また、第１部品の剛性を保持するための新たな設備導入や新たな工程を設けることが不要となり、コストアップの防止を図ることができる。

第１の実施形態に係る中空部品を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は接合用樹脂の部分だけを示す一部省略斜視図、（ｃ）は外観斜視図。 第１の実施形態に係る中空部品の接合前の状態を示す分解斜視図。 射出成形機と金型を示す模式図。 中空部品の製造工程を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る中空部品を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は接合用樹脂の部分だけを示す一部省略斜視図。 第３の実施形態に係る中空部品を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は接合用樹脂の部分だけを示す一部省略斜視図。 ゲート位置を変更した場合の中空部品の一例を示す分解斜視図。 ゲート位置を変更する場合における接合用樹脂形状を示す一部省略斜視図。 第４の実施形態に係る中空部品を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は接合用樹脂の部分だけを示す一部省略斜視図。 第１の実施形態の変形例を示す図。 第５の実施形態に係る中空部品を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は接合用樹脂の部分だけを示す一部省略斜視図、（ｃ）は外観斜視図。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明を適用し得る第１の実施の形態を図１乃至図４を用いて説明する。図１は、連通路が壁部に形成された第１の実施形態に係る中空部品を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は接合用樹脂の部分だけを示す一部省略斜視図、（ｃ）は外観斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る中空部品の接合前の状態を示す分解斜視図である。図３は、射出成形機と金型を示す模式図であり、図４は中空部品の製造工程を示すフローチャートである。

図１（ａ）に示すように、第１の実施形態に係る中空部品１_１は、第１部品の一例である容器部品１０と、第２部品の一例である蓋部品２０と、第３部品の一例である注入部品３０と、の３部品が接合されて構成される接合部品である。容器部品１０は、中空形状の空間部である中空部１９を形成する壁部１１を有している。壁部１１は、４つの側壁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが一体成形されることにより（後述する蓋部品２０が接合される第１形状部４１の側から視て）矩形の形状に形成されている。また、壁部１１の側壁１１ａと側壁１１ｃとの内側には一体的に仕切り壁部１２が連結されていてもよい。この仕切り壁部１２により中空部１９を２つの部屋に仕切ることができる。本実施形態では、仕切り壁部１２により、中空部１９を２つの部屋に仕切る例について説明するがこれに限ることはなく、仕切り壁部１２がなくてもよいし、複数の仕切り壁部によって３つ以上の部屋に仕切ってもよい。

一方、図２に示すように、容器部品１０の底部分には、底壁１４が壁部１１の端部に一体成形されており、底壁１４には、上記中空部１９に対応して貫通孔１５が穿設されている。この貫通孔１５は、後述の注入部品３０の貫通孔３１に対応した位置に配置されている。本実施形態においては、上記中空部１９が２つあるので、２つの部屋のそれぞれに対応して貫通孔１５が穿設されているがこれに限らず、仕切り壁部１２がなく、１つの部屋であれば貫通孔が１つであってもよい。また、容器部品（第１部品）には、底壁１４が形成されていなくてもよく、また一部分だけに設けられていてもよい。

また、壁部１１の内側で底壁１４の縁部分には、１周に亘って連通するように溝形状に形成された底溝１６が形成されている。そして、壁部１１の側壁１１ａ，１１ｃには底溝１６に連通し、かつ容器部品１０と蓋部品２０とが組合わされた場合に後述の蓋部品２０の蓋溝２２に連通する連通路となる連通溝１３が形成されている。本実施形態では、連通溝１３が２箇所に形成されている例を示すがこれに限らず、樹脂の充填状況に応じて、シミュレーションなどを用いて適宜決定する。

なお、容器部品１０の大きさは、例えば長手方向が５４ｍｍ、短手方向が２７ｍｍ、高さが２６ｍｍ、壁部１１、仕切り壁部１２、底壁１４の肉厚が１．６ｍｍである。また、底溝１６は、例えば幅が１．６ｍｍ、高さが１．５ｍｍであり、連通溝１３は、幅が１．８ｍｍ、高さが１ｍｍである。そして、容器部品１０の樹脂材料は、例えばＰＰＥ＋ＰＳ＋ＧＦ３５％である。

上記蓋部品２０は、図１（ａ）及び図２に示すように、板状に形成されており、上記容器部品１０の一方側に接合される部材である。蓋部品２０の裏側には、容器部品１０と組合される状態で壁部１１の側壁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，及び１１ｄの端面に対向する部分に、１周に亘って連通するように溝形状に形成された蓋溝２２が形成されている。仕切り壁がある場合は、壁部１１の側壁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，および仕切り壁部１２の端面に対向する部分に、１周に亘って連通するように溝形状に形成された蓋溝２２が形成されている。そして、蓋部品２０には、接合用樹脂を蓋溝２２に向けて射出可能にするゲート孔２１が、蓋部品２０の表側から蓋溝２２まで貫通するように穿設されている。

なお、蓋部品２０の大きさは、例えば長手方向が６０ｍｍ、短手方向が３０ｍｍ、肉厚が２．５ｍｍである。また、蓋溝２２は、例えば幅が１．６ｍｍ、高さが１．５ｍｍである。そして、蓋部品２０の樹脂材料は、容器部品１０と同じく、例えばＰＰＥ＋ＰＳ＋ＧＦ３５％である。

一方、上記注入部品３０は、図１（ａ）及び図２に示すように、板状に形成されており、上記容器部品１０の他方側（蓋部品２０とは反対側）に接合される部材である。また、注入部品３０には、上記容器部品１０の底壁１４に穿設された貫通孔１５に対応した位置に、貫通孔３１が穿設されている。即ち、この貫通孔３１は、中空部１９の２つの部屋のそれぞれにあらかじめ貯蔵された流体を、中空部１９に圧力をかけることにより中空部品１_１の外部の適切な位置に流すために形成されている。

なお、注入部品３０の大きさは、例えば長手方向が５４ｍｍ、短手方向が２７ｍｍ、肉厚が６ｍｍである。そして、注入部品３０の樹脂材料は、容器部品１０及び蓋部品２０と同じく、例えばＰＰＥ＋ＰＳ＋ＧＦ３５％である。

次に射出成形機１００及び金型２００の構成について説明する。図３に示すように、金型２００は、中空部品１_１をキャビティに挿入してセットする固定側金型２０１と、その固定側金型２０１に合わさってキャビティを閉塞する可動側金型２０２とを有している。一方、射出成形機１００には、固定側金型２０１が固定される架台１０５と、可動側金型２０２が固定される可動台１０６と、可動台１０６を架台１０５に対して可動させるためのタイバー１０７とを有している。また、射出成形機１００は、射出時の圧力を例えば１８０ｔで発生可能な射出装置１０１と、接合用樹脂の材料をセットして供給するホッパ１０２と、射出装置１０１からの圧力によりホッパ１０２の接合用樹脂を先端から射出するノズル１０３とを有している。これら射出装置１０１、ホッパ１０２、ノズル１０３などによって射出ユニットが構成されている。なお、可動台１０６及び可動側金型２０２にはノズル１０３が挿入可能な孔（不図示）が形成されており、ノズル１０３の先端は上記ゲート孔２１に到達するように移動されて、ノズル１０３から接合用樹脂の射出が行われる。

なお、このように構成された射出成形機１００は、一般的な射出ユニットの大きさであり、中空部品１_１の大きさでは、例えば２本以上のノズルを並列的に配置して、２箇所以上から中空部品１_１に接合用樹脂を射出することが難しい。また、架台１０５及び固定側金型２０１の側に射出ユニットを設けると射出成形機１００が大型になると共にコストが増大するため、好ましくない。そのため、本実施形態では、接合用樹脂の射出を１箇所から行うものである。

また、図３では、射出成形機１００のノズル１０３から接合用樹脂の射出をする例を示したが、これに限ることはない。簡易的な樹脂注入装置を用いることもできる。具体的には、簡易的な樹脂注入装置のノズルをゲート孔２１に当接させて、接合用樹脂をノズルから注入してもよい。

続いて、中空部品１_１の製造工程について説明する。図４に示すように、まず、容器部品用の金型に樹脂を射出して容器部品１０を形成する（Ｓ１）（第１部品形成工程）。この容器部品用の金型には、壁部１１、仕切り壁部１２、底壁１４等の型が形成されていると共に、貫通孔１５、底溝１６、連通溝１３の型が形成されていて、つまり容器部品１０を形成する際には底溝１６及び連通溝１３も同時に形成される。

次に、蓋部品用の金型に樹脂を射出して蓋部品２０を形成する（Ｓ２）（第２部品形成工程）。この蓋部品用の金型には、ゲート孔２１、蓋溝２２の型が形成されており、つまり蓋部品２０を形成する際にはゲート孔２１、蓋溝２２も同時に形成される。さらに、注入部品用の金型に樹脂を射出して注入部品３０を形成する（Ｓ３）（第３部品形成工程）。この注入部材用の金型には、貫通孔３１の型が形成されており、つまり注入部品３０を形成する際には貫通孔３１も同時に形成される。

なお、容器部品１０、蓋部品２０、注入部品３０の形成は、それぞれ違う場所で独立して行われ、特に工程上の順序はどのような順序でもよい。また、１つの金型で、容器部品１０、蓋部品２０、注入部品３０のキャビティを有しているものを用い、いわゆるファミリー成形により製造してもよい。

次に、注入部品３０、容器部品１０、蓋部品２０を、多関節ロボットやそれ以外の搬送手段などを用いて、接合用の金型である上記金型２００の固定側金型２０１に順番にセット（インサート）する（Ｓ４）（インサート工程）。その後、可動側金型２０２を移動してキャビティを閉じると、注入部品３０、容器部品１０、蓋部品２０が組立てられた状態となり、その状態でノズル１０３からゲート孔２１に接合用樹脂を射出する（Ｓ５）（充填工程）。これにより、ゲート孔２１から蓋溝２２に接合用樹脂が流れ、さらに固定側金型２０１によって塞がれた連通溝１３に流れ、底溝１６に流れ、これらの各溝に接合用樹脂が導通されて充填される。接合用樹脂が充填された後は、例えば５０ＭＰａで保圧を行い（保圧工程）、その後、冷却して（冷却工程）、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、接合用樹脂形状４０が形成される。

接合用樹脂形状４０は、第１形状部４１、第２形状部４２、第３形状部４３を含む。第１形状部は、蓋部品２０と壁部１１との間に、接合用樹脂により形成される。つまり、第１形状部は、壁部１１の端面と蓋部品２０の蓋溝２２との間に形成される。仕切り壁部１２がある場合は、壁部１１および仕切り壁部１２の端面と蓋部品２０の蓋溝２２との間に形成される。第２形状部４２は、壁部１１と注入部品３０との間に、接合用樹脂により形成される。つまり、第２形状部４２は、底溝１６と注入部品３０の内面との間に形成される。そして、第１形状部４１と第２形状部４２とをつなぐ連通部である第３形状部４３が壁部１２の連通溝１３に形成される。第１形状部は、蓋部品２０の内部を通って容器部品１０とは反対側まで抜ける凸部４４を有する。この接合用樹脂形状４０によって、第３部品である注入部品３０、第１部品である容器部品１０、第２部品である蓋部品２０が一体に接合され、図１（ｃ）に示す中空部品１_１が構成される。そして、金型２００を開くことで、一体化された中空部品１_１を金型２００から取り出すことができる（Ｓ６）。

なお、本実施形態では、接合用の金型を容器部品１０、蓋部品２０、注入部品３０の金型とは別に準備して用いている。しかしながら、固定側金型２０１には、注入部品３０が最も下側にインサートされるので、注入部品用の金型を用いてもよい。つまり、中空部品１_１を組み合わせたときに金型内で最も下側に配置される部品の金型を接合用の金型として用いてもよい。また、ファミリー成形により１つの金型で容器部品１０、蓋部品２０、注入部品３０を製造した場合は、中空部品１_１を金型内でインサートしたときに金型の最も深い位置に配置される部品のキャビティを接合用のキャビティとして用いてもよい。また、各部品の金型（ファミリー成形を含む）を各部品の製造と部品の接合とで流用する際、例えば可動側金型に各部品をインサートする場合は、固定側金型を接合用の金型に変更する必要がある。反対に例えば固定側金型にインサートする場合は、可動側金型を接合用の金型に変更する必要がある。金型の変更は、手動でもよいし、ＤＳＩでもよいし、その他の方法でもよい。

以上のように本実施形態では、１つのゲート孔２１から接合用樹脂を射出して中空部品１_１を一体に形成することができる。また、中空部品１_１を一体に形成する際、容器部品１０の外面全体に接合用樹脂を充填するのではなく、連通溝１３を介して第１形状部４１及び第２形状部４２を成形する。これにより、壁部１１の全体に射出圧力がかかることはなく、壁部１１の一部、即ち側壁１１ａ及び側壁１１ｃの一部にだけ射出圧力がかかる。このため、中空部１９を有する容器部品１０にかかる射出圧力を低減することができ、容器部品１０の変形、即ち中空部品１_１の変形を低減することができる。また、容器部品１０を窒素ガスで凍結したり水を入れて凍らせたりすることも不要であるため、容器部品１０の剛性を保持するための新たな設備導入や新たな工程を設けることが不要となり、コストアップの防止を図ることができる。

＜第２の実施形態＞
次に上記第１の実施形態を一部変更した第２の実施形態について図５及び図６を用いて説明する。図５は、連通路が、壁部における仕切り壁の外側に対応する部分に形成された第２の実施形態に係る中空部品を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は接合用樹脂の部分だけを示す一部省略斜視図である。

図５（ａ）に示すように、第２の実施形態に係る中空部品１_２は、連通溝１３を、壁部１１における仕切り壁部１２に連結される部分の外側に位置するように（即ち仕切り壁部１２の板厚を含む平面に重なる位置に）設けたものである。これにより、接合用樹脂をゲート孔２１から射出して充填すると、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、接合用樹脂形状４０において、仕切り壁部１２の外側に位置する部分に、第１形状部４１と第２形状部４２とを連通する第３形状部４３が形成される。この際、射出圧力は、仕切り壁部１２によって支持されるので、仕切り壁部１２が補強部として機能して壁部１１の変形が抑えられ、中空部品１_２の変形が低減される。

なお、これ以外の構成、製造工程、効果などは第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

＜第３の実施形態＞
次に上記第１の実施形態及び第２の実施形態を一部変更した第３の実施形態について図６を用いて説明する。図６は、連通路が、矩形の形状の壁部における角部に形成された第３の実施形態に係る中空部品を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は接合用樹脂の部分だけを示す一部省略斜視図である。

図６（ａ）に示すように、第３の実施形態に係る中空部品１_３は、連通溝１３を、壁部１１における矩形上の角部１１Ｒに位置するように（即ち側壁１１ａ及び側壁１１ｄ、側壁１１ｃ及び側壁１１ｄの両板厚を含む平面が交差する位置に）設けたものである。これにより、接合用樹脂をゲート孔２１から射出して充填すると、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、接合用樹脂形状４０において、壁部１１の角部１１Ｒに位置する部分に、第１形状部４１と第２形状部４２とを連通する第３形状部４３が形成される。この際、射出圧力は、壁部１１における側壁１１ａ及び側壁１１ｄ、或いは側壁１１ｃ及び側壁１１ｄに分散することによって支持されるので、壁部１１の変形が抑えられ、中空部品１_３の変形が低減される。

なお、これ以外の構成、製造工程、効果などは第１及び第２の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

＜第１乃至第３の実施形態の比較＞
ついで、上述した第１乃至第３の実施形態と比較例における射出圧力による容器部品１０の変形量及びその評価について説明する。下記の表１に、第１乃至第３の実施形態と比較例における変形量及び評価を一覧で示す。なお、評価は、変形量が１ｍｍ以下であれば○、１〜２ｍｍであれば△、それ以上であれば×とした。また、比較例は、容器部品１０、蓋部品２０、注入部品３０の３つの部品の外面を樹脂により覆って一体化して中空部品を製造した例である。

上記比較例のように全体を樹脂で覆うように射出すると、射出圧力によって大きく変形した。一方、第１の実施形態のように容器部品１０の壁部１１に連通溝１３を形成した場合は、変形量を大幅に低減することができた。さらに、第２の実施形態のように連通溝１３を仕切り壁部１２の外側に位置するように形成した場合は、第１の実施形態よりも変形量を低減することができた。また、第３の実施形態のように連通溝１３を壁部１１の角部１１Ｒに位置するように形成した場合も、第１の実施形態よりも変形量を低減することができた。変形量の値は、第１の実施形態、第３の実施形態、第２の実施形態の順に小さくなった。

＜ゲート位置の比較＞
次に、ゲート位置を中空部品１の短手方向に対して変更した場合における充填完了時の射出圧力及びその評価について説明する。図７はゲート位置を変更した場合の中空部品の一例を示す分解斜視図であり、図８はゲート位置を変更する場合における接合用樹脂形状を示す一部省略斜視図である。なお、このゲート位置の変更の比較は、第２の実施の形態と同様に、仕切り壁部１２の外側に連通溝１３を形成したもので行った。

図７に示す中空部品１_４では、接合用樹脂を射出するゲート孔２１の位置を、仕切り壁部１２の端面に対向する部分における短手方向の中央ではなく（図５参照）、連通溝１３の近くに設けた。容器部品１０と蓋部品２０とを接合する第１形状部４１だけを考えれば、その中央（中心）となる位置にゲート孔２１を設けることが充填バランスとしてよく、その結果、最も射出圧力が低くなるのが一般的である。しかし、第１形状部４１だけでなく第２形状部４２があり、それが壁部１１に形成された連通溝１３、即ち短手方向の端部にある連通溝１３で連通している場合は、充填バランスが異なる。つまり、連通溝１３にゲート孔２１を近づける方が、第１形状部４１と第２形状部４２との充填時間の差が小さくなるため、充填バランスがよくなり、充填完了時の射出圧力は低くなる。

今回のゲート位置の比較を行うに際し、図８に示すように、仕切り壁部１２の上にあって短手方向に端部から中央までを５分割して６か所の位置Ｐ１〜Ｐ６を設定した。即ち、位置Ｐ１〜Ｐ６は、仕切り壁部１２の上の短手方向の直線ｘと、短手方向の端部と中央との間を５分割した平行な長手方向の直線ｙ１〜ｙ６と、の交点である。そして、下記の表２に、位置Ｐ１〜Ｐ６、連通溝１３からゲート孔２１までの距離、及び評価を一覧で示す。なお、評価は、充填完了時の接合用樹脂にかかる圧力が５０ＭＰａ以下であれば○、５０〜６０ＭＰａであれば△、それ以上であれば×とした。勿論であるが、充填時における他の条件は同じ条件とした。

これらの結果から、ゲート孔２１の位置は、連通溝１３に近いほど、接合用樹脂にかかる充填完了時の射出圧力は小さくなった。つまり、接合用樹脂にかかる射出圧力による容器部品１０の変形量は、ゲート孔２１の位置が連通溝１３に近いほど小さいという結果となった。また、上記結果から接合用樹脂にかかる圧力を５０ＭＰａ以下にするためには、第１形状部４１と連通溝１３との合流位置から短手方向に８ｍｍ以内にゲート孔２１を設けることが望ましいという結果になった。即ち、容器部品１０の短手方向の長さは上述のように２７ｍｍであるので、ゲート孔２１は、矩形の形状における短手方向の距離が、連通溝１３がある側から短手方向の全体距離の１／３以下の距離に位置することが好ましいといえる。これにより、充填時の射出圧力を低減でき、射出圧力による変形を低減することができる。

＜第４の実施形態＞
次に上記第１の実施形態及び第２の実施形態及び第３の実施形態を一部変更した第４の実施形態について図９を用いて説明する。図９は、蓋溝２２、底溝１６から固定側金型、可動側金型への貫通孔１７を設けた第４の実施形態に係る中空部品を示す図で、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は接合用樹脂の部分だけを示す一部省略斜視図である。

図９（ａ）に示すように、第４の実施形態に係る中空部品１₅は、蓋部品２０の裏側に１周に亘って連通するように溝形状に形成された蓋溝２２の一部に可動側金型２０２まで通じる貫通孔２３を設けた。同様に注入部品３０と第２形状部４２の一部にも固定側金型２０１まで通じる貫通孔３３を設けた。

ゲート孔２１から充填される接合用樹脂は、蓋溝２２に流れ、さらに固定側金型２０１によって塞がれた連通溝１３に流れ、底溝１６に流れることで接合が行われる。仮に上記貫通孔２３、３３が無い場合には、蓋溝２２、連通溝１３、底溝１６に接合用樹脂が充填される過程で、各溝内に存在していた空気は行き場を失い最終充填部に追いやられる。そして、一部は圧縮され、また一部は微小隙間から滲みだすようにして排出されることで最終充填部までの完全充填が行われるが、末端までの単純な流動よりも大きな圧力を必要とする。

本実施形態においては、貫通孔２３、３３を設けたので、金型内の排出回路を通じて各溝部にあった空気を積極的に外へ排出することができる。このため、充填過程において各溝内で圧縮される空気量を減らすことが可能となるため、最終充填までの流動を容易に行うことができ、流動圧力を低減することができるようになる。これにより、第１形状部は、ゲートにより形成される、蓋部品２０の内部を通って容器部品１０とは反対側まで貫通する凸部とは別に、蓋部品２０の内部を通って容器部品１０とは反対側まで貫通する凸部を一つあるいは複数有することになる。さらに、第２形状部にも、注入部品３０の内部を通って容器部品１０とは反対側まで貫通する凸部を一つあるいは複数有することになる。

なお、これ以外の構成、製造工程、効果などは第１及び第２の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

＜ガス抜き形態による充填性の比較＞
第１の実施形態と第４の実施形態と第１の実施形態の変形例とにおける充填性評価について説明する。下記の表３に、第１の実施形態と第４の実施形態と第１の実施形態の変形例とにおけるガス抜き形態の違いによる充填性の評価を一覧で示す。第１の実施形態の変形例として中空部品１_６は、図１０に示すように、第１の実施形態に対し蓋部品２０の容器部品１０側の接合面の一部にガス抜き溝２８を、容器部品１０の注入部品３０側の接合面の一部にガス抜き溝１８を、それぞれ設けた例である。それぞれ溝は、深さ０．０２ｍｍで設けた。評価は接合樹脂溝への充填度合いで行い、流動末端まで流せれば○、末端まで流した上で流動圧力を低くできた場合は◎とした。

上記表３に示すように、第１の実施形態に対してガス抜き溝１８，２８を設けた変形例では、充填性向上効果は得られなかった。これは接合のために容器部品１０、蓋部品２０、注入部品３０を押し付けたことでガス抜き溝１８，２８も押しつぶされガス抜き効果が得られなかったことによる。一方、接合樹脂溝とつながる貫通孔２３，３３を設けた第４の実施形態では、圧縮方向に貫通孔２３，３３を形成しているため、押しつぶされることはなく、充填性を向上させることができた。

＜第５の実施形態＞
図１１は、第５の実施形態として、中空部品１_７をインクジェットプリンターに用いられるインクカートリッジに適用した例を示したものである。図１１に示す第５の実施形態おいて、図１に示す第１の実施形態と同じ機能を有する部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、注入部品３０は、容器部品１０の中に収容されるインクを吐出するためのヘッドである。また、インクカートリッジは、スポンジやインクを収容するために複数の部屋に区切る必要があり、そのために壁部１１の内側に連結される仕切り壁部１２及び仕切り壁部１２１が形成されている。第３形状部４３は、壁部１１における仕切り壁部１２に連結される部分の外側に配置している。これにより、中空の容器部品１０（第１部品）を変形させることなく、蓋部品２０（第２部品）、容器部品１０（第１部品）、及び注入部品３０（第３部品）の３部品を射出による接合用樹脂により、一体に接合させることが可能となる。

なお、第５の実施形態においては、注入部品３０をヘッドとした中空部品１_７にインクを収容して、インクカートリッジを構成したものを説明したが、注入部品３０とは別体のヘッドを取付けて中空部品をインクタンクとして構成してもよい。即ち、例えばヘッドがプリンターに備えられ、注入部品３０に、プリンターに備えられたヘッドに取り付けるための取り付け機能が備えられているインクタンクであっても本発明を好適に用いることができる。

＜他の実施形態の可能性＞
なお、第１乃至第５の実施形態においては、容器部品１０が中空部１９を有して中空部品１が液体を貯蔵する容器を構成したものを説明したが、これに限らず、３つ以上の部品を２箇所以上の形状部で接合されるものならば何でも本発明を適用可能である。また、容器を構成する場合であっても、液体に限らず、気体や紛体など、何れのものを容器内に貯蔵するものであっても構わない。

また、第１乃至第５の実施形態においては、１箇所のゲート孔から接合用樹脂を射出して充填するものを説明したが、これに限らず、ゲート孔を２箇所以上設けてもよい。特に接合する部品の数が４つ以上あり、形状部が３箇所以上ある場合でも、そのうちの２箇所以上を連通路によって接合用樹脂を導通させて充填するものでも本発明を適用可能である。

また、第１乃至第５の実施形態においては、蓋部品２０に蓋溝２２を形成して第１形状部４１を構成するものを説明したが、壁部１１や仕切り壁部１２の端面に溝を形成してもよく、また、それら両方に溝を形成してもよい。さらに、第１乃至第３の実施形態においては、容器部品１０に底溝１６を形成して第２形状部４２を構成するものを説明したが、注入部品３０に溝を形成してもよく、また、それら両方に溝を形成してもよい。

また、第１乃至第５の実施形態においては、壁部１１に連通溝１３を形成して連通路を構成するものを説明したが、金型に溝を形成して連通路を構成してもよく、また、それら両方に溝を形成して連通路を構成してもよい。金型に溝を形成した場合は、接合用樹脂により形成される第３形状部４３が壁部１１の外面よりも突出することになるので、その突出部分を後から切削して外面が平らな中空容器となるように後工程を設けてもよい。

また、第１及び第４の実施形態では連通溝１３を仕切り壁部１２の外側と角部１１Ｒとの間に形成し、第２及び第５の実施形態では連通溝１３を仕切り壁部１２の外側に形成し、第３の実施形態では連通溝１３を角部１１Ｒに形成したものを説明した。しかしながら、これらの連通溝１３の配置は、特にその場所のみに形成する必要はなく、２つ以上の配置箇所の組合せ（連通溝１３は計４箇所以上）であってもよく、特に仕切り壁部１２の外側と角部１１Ｒとの両方に配置してもよい。このように２つ以上の配置箇所を組合せれば、射出圧力がより分散し、変形量のさらなる低減を望むことが可能である。また、連通溝１３を仕切り壁部１２の外側と角部１１Ｒとの間にあって２箇所以上形成してもよく、つまり連通溝１３の数は２つに限らず、数が多くなるほど射出圧力の分散効果が見込まれる。

また、第１乃至第５の実施形態においては、容器部品１０の壁部１１が矩形の形状となるものを説明したが、これに限らず、円筒形状など、どのような形状であっても本発明を適用可能である。例えば特開平３−６７０５６号公報で示された樹脂製マニホルドのような形状であれば、円筒形状の外壁や円筒形状同士をつないだ接合部分に連通溝を形成することが考えられる。

また、第１乃至第５の実施形態においては、容器部品１０、蓋部品２０、注入部品３０、接合用材料を例えばＰＰＥ＋ＰＳ＋ＧＦ３５％の樹脂で構成したものを説明したが、これに限らず、他の樹脂の種類であってもよい。他の樹脂としては、例えばＰＣ／ＡＢＳ、ＰＳ、ＨＩＰＳ等でも同様に用いることができる。

１…中空部品（接合部品）：１０…容器部品（第１部品）：１１…壁部：１１Ｒ…角部：１２…仕切り壁部：１９…中空部（空間部）：２０…蓋部品（第２部品）：２１…ゲート孔：３０…注入部品（第３部品）：４０…接合用樹脂形状：４１…第１形状部：４２…第２形状部：４３…第３形状部：２００…金型：Ｓ１…第１部品形成工程：Ｓ２…第２部品形成工程：Ｓ３…第３部品形成工程：Ｓ４…インサート工程：Ｓ５…充填工程

Claims (20)

1. 空間部を囲む壁部を有する第１部品と、
   第２部品と、
   第３部品と、
   前記第２部品と前記壁部との間に、接合用樹脂により形成される第１形状部と、
   前記壁部と前記第３部品との間に、前記接合用樹脂により形成される第２形状部と、
   前記第１形状部と前記第２形状部とをつなぐ前記接合用樹脂により形成される第３形状部と、を有する、
   ことを特徴とする接合部品。
2. 前記第１形状部は、前記第２部品の内部を通って前記第１部品とは反対側まで貫通する凸部を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の接合部品。
3. 前記第１形状部は、前記凸部を複数有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の接合部品。
4. 前記第２形状部は、前記第３部品の内部を通って前記第１部品とは反対側まで貫通する凸部を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の接合部品。
5. 前記第２形状部は、前記凸部を複数有する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の接合部品。
6. 前記第１形状部と前記第２形状部は、複数の前記第３形状部でつながれている、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の接合部品。
7. 前記壁部は、前記第１形状部の側からみて矩形に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の接合部品。
8. 前記第１部品は、前記空間部を仕切るように前記壁部の内側に連結される仕切り壁部を有し、
   前記第３形状部は、前記壁部における前記仕切り壁部に連結される部分の外側に配置された、
   ことを特徴とする請求項７に記載の接合部品。
9. 前記第３形状部は、前記壁部における前記矩形の角部に配置された、
   ことを特徴とする請求項７に記載の接合部品。
10. 前記壁部は、前記第１形状部の側からみて矩形に形成され、
    前記凸部は、前記矩形における短手方向の距離が、前記第３形状部がある側から前記短手方向の全体距離の１／３以下の距離に位置する、
    ことを特徴とする請求項２に記載の接合部品。
11. 第１部品と、前記第１部品の一方側に接合用樹脂により形成される第１形状部で接合される第２部品と、前記第１部品の他方側に前記接合用樹脂により形成される第２形状部で接合される第３部品と、を金型にインサートするインサート工程と、
    前記第２部品に形成されている孔に前記接合用樹脂を射出し、前記第１形状部、前記第１形状部及び前記第２形状部をつなぐ第３形状部、及び前記第２形状部を、樹脂を充填して形成する充填工程と、を備える、
    ことを特徴とする接合部品の製造方法。
12. 前記金型内で、前記第１部品を形成する第１部品形成工程と、
    前記金型内で、前記第２部品を形成する第２部品形成工程と、
    前記金型内で、前記第３部品を形成する第３部品形成工程と、を備える、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の接合部品の製造方法。
13. 前記充填工程において、前記第２部品に形成されている孔に前記接合用樹脂を射出し、前記第１形状部、複数の前記第３形状部、及び前記第２形状部を、樹脂を充填して形成する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の接合部品の製造方法。
14. 前記第１部品形成工程において、空間部を囲む壁部を有するように、かつ樹脂を充填して前記第３形状部を形成可能な連通路を前記壁部に有するように前記第１部品を形成する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の接合部品の製造方法。
15. 前記第１部品形成工程において、前記第１部品の壁部を矩形となるように形成する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の接合部品の製造方法。
16. 前記第１部品形成工程において、前記第１部品を、前記空間部を仕切るように前記壁部の内側に連結される仕切り壁部を有するように形成し、かつ前記連通路を、前記壁部における前記仕切り壁部に連結される部分の外側に形成する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の接合部品の製造方法。
17. 前記第１部品形成工程において、前記連通路を、前記壁部における前記矩形の角部に形成する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の接合部品の製造方法。
18. 前記第２部品形成工程において、前記孔を、前記矩形における短手方向の距離が、前記連通路がある側から前記短手方向の全体距離の１／３以下の距離に位置するように形成する、
    ことを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の接合部品の製造方法。
19. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の接合部品と、
    前記空間部に収容されたインクと、を有する、
    ことを特徴とするインクタンク。
20. 請求項１９に記載のインクタンクと、
    前記空間部に収容したインクを吐出するためのヘッドと、を有する、
    ことを特徴とするインクカートリッジ。

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