JP6954454B2 - 中空樹脂成形品の製造方法及び中空樹脂成形品の製造装置 - Google Patents

中空樹脂成形品の製造方法及び中空樹脂成形品の製造装置 Download PDF

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Description

本発明は、中空樹脂成形品の製造方法及び中空樹脂成形品の製造装置に関する。
中空樹脂成形品を製造するための技術として、ガスアシスト成形法やウォーターアシスト成形法と称される成形方法が知られている(例えば、特許文献1〜2参照)。この種の成形方法では、溶融状態の樹脂材料を注入した成形型のキャビティ内に、ガスや水等の流体状の冷却媒体を注入して、溶融状態の樹脂材料の内部に当該冷却媒体による中空部を形成する。溶融状態の樹脂材料は、成形型の型面及び中空部にある冷却媒体によって冷却されて固化し、成形型の型面に由来する表面形状、及び、中空部に由来する中空形状を有する中空樹脂成形品となる。
この種の成形方法においては、ガスや水等の流体を成形型のキャビティ内に圧入する必要がある。例えば特許文献1では、当該流体をアキュムレータ等の蓄圧容器に加圧状態で収容しておき、高圧の当該流体を成形型に圧入する方法を採用している。
ところで、特許文献1に紹介されている方法によると、上記の蓄圧容器、及び、これに連絡する配管や弁等の周辺回路部品には、高圧の流体による膨張力が作用し続ける。このため、上記の圧縮容器や周辺回路部品は、劣化し易い問題がある。圧縮容器や周辺回路部品が劣化すると、望み通りの圧力かつ望み通りのタイミングで流体を成形型に圧入し難くなる。
その点、特許文献2に紹介されている技術では、上記流体として窒素ガス及び水を用い、当該水をピストンで加圧することで、蓄圧容器を不要とした。しかし、当該特許文献2の技術によると、窒素ガス及び水は同じピストンで同時に加圧される。ところが、気体の窒素ガスと液体の水とでは、圧縮量、すなわち、一定温度かつ所定大きさで加圧した時の体積変化量は大きく異なる。したがって、特許文献2に紹介されている技術によっても、望み通りの圧力かつ望み通りのタイミングで窒素ガス及び水を成形型に圧入するのは困難である。
ところで、上記の製造方法によると、成形後、キャビティ内にある中空樹脂成形品の内部には、流体が残存する。品質に優れる中空樹脂成形品を製造するためには、当該流体をキャビティの外部に排出する工程が必要である。特許文献1には、別途設けたガスインジェクタにより、キャビティ内にガスを導入する技術が紹介されている。当該技術によると、キャビティに残存する液体のいくらかはキャビティの外部に排出されると考えられる。しかし、当該技術によりキャビティ内の液体を完全に除去するためには、ガスインジェクタにより大量のガスをキャビティ内に導入する必要があり、金型構造や付帯設備が複雑化してしまい、現実的ではない。
このため、中空樹脂成形品の製造技術の更なる向上が望まれている。
US7914727 特開平6−285897号公報
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、中空樹脂成形品の製造技術の更なる向上を図ることを目的とする。
上記課題を解決する本発明の中空樹脂成形品の製造方法は、
成形型のキャビティに溶融状態の樹脂材料を注入する樹脂注入工程と、
前記キャビティに接続されたインジェクタを介して、前記樹脂材料の注入された前記キャビティにガス及び液体を注入して、前記キャビティ内の前記樹脂材料に中空部を形成する中空部形成工程と、
前記キャビティ内の前記液体を前記キャビティの外部に排出する排出工程と、を有し、
前記中空部形成工程は、前記インジェクタに圧縮状態のガスを注入し次いで前記ガスよりも高圧に加圧された液体を注入する加圧工程を有し、
前記インジェクタは、前記キャビティにおける鉛直方向の最下端部に接続され、
前記排出工程において、前記インジェクタを介して前記液体を排出する、中空樹脂成形品の製造方法である。
また、上記課題を解決する本発明の中空樹脂成形品の製造装置は、
キャビティを有する成形型と、
前記キャビティに溶融状態の樹脂材料を注入する成形機と、
前記キャビティに接続されたインジェクタを介して、前記樹脂材料の注入された前記キャビティにガス及び液体を注入して、前記キャビティ内の前記樹脂材料に中空部を形成するウォーターアシストユニットと、を有し、
前記ウォーターアシストユニットは、
前記ガスを圧縮状態で前記インジェクタに供給するガス射出機構と、
前記液体を加圧状態で前記インジェクタに供給する液体射出機構と、を有し、
前記インジェクタは、前記キャビティにおける鉛直方向の最下端部に接続される、中空樹脂成形品の製造装置である。
本発明の中空樹脂成形品の製造方法及び製造装置は、中空樹脂成形品の製造技術の向上に寄与し得る。
実施例の中空樹脂成形品の製造装置を模式的に表す説明図である。 実施例の中空樹脂成形品を製造している様子を模式的に表す説明図である。 実施例の中空樹脂成形品を製造している様子を模式的に表す説明図である。 実施例の中空樹脂成形品を製造している様子を模式的に表す説明図である。 実施例の中空樹脂成形品を製造している様子を模式的に表す説明図である。 実施例の中空樹脂成形品を製造している様子を模式的に表す説明図である。 実施例の中空樹脂成形品を製造している様子を模式的に表す説明図である。 実施例の中空樹脂成形品を製造している様子を模式的に表す説明図である。 実施例の中空樹脂成形品を製造している様子を模式的に表す説明図である。
以下、必要に応じて、本発明の中空樹脂成形品の製造方法を単に本発明の製造方法と称する場合がある。また、必要に応じて、本発明の中空樹脂成形品の製造装置を単に本発明の製造装置と称する場合がある。更に、必要に応じて、本発明の製造方法と本発明の製造装置とを総称して、単に、本発明と称する場合がある。
本発明の製造方法は、樹脂注入工程、中空部形成工程、及び排出工程を有する。
このうち樹脂注入工程は、成形型のキャビティに溶融状態の樹脂材料を注入する工程である。溶融状態の樹脂材料とは、樹脂材料が流動性を示す状態であることを意味する。本発明においては、樹脂材料の種類は特に限定されず、例えばポリアミド等の熱可塑性樹脂であれば良い。以下、必要に応じて、溶融状態の樹脂材料を溶融樹脂材料と称する。
樹脂注入工程において、溶融樹脂材料は、成形型の型面によって区画されたキャビティに注入される。このとき、キャビティ内にある溶融樹脂材料の表面は型面によって冷却されるものの、その中心部においては溶融状態が維持される。
中空部形成工程では、溶融樹脂材料の注入されたキャビティにガスを注入し、次いで、液体を注入する。当該中空部形成工程において、キャビティ内の溶融樹脂材料の略中央部分には、ガス及び液体で満たされた中空部が形成される。液体の温度は溶融樹脂材料の温度よりも低い。このため、キャビティ内の溶融樹脂材料は、成形型の型面及び中空部内の液体によって冷却されて固化し、中空形状を有する中空樹脂成形品となる。なお、液体に先だって成形型にガスを注入するのは、溶融樹脂材料の急冷を抑制するためである。つまり、溶融樹脂材料が先ず液体に接すると、溶融樹脂材料は急冷され固化してしまう。すると、溶融樹脂材料に望み通りの形状の中空部を形成するのが非常に困難になり、ひいては、望み通りの形状及び品質の中空樹脂成形品を製造し難い。液体に先立って、溶融樹脂材料にガスを接触させることで、溶融樹脂材料の急激な冷却を抑制しつつ、ガス及び液体によって溶融樹脂材料の内側から成形型の型面に向けて充分な圧力を作用させることができ、望み通りの形状及び品質の中空樹脂成形品を製造することが可能になる。また、中空部形成工程において、ガスは中空部が形成される方向において最先端にあるが、当該中空部の最先端にあるガスに因り、後述する排出工程が補助される利点もある。
このようなガスの機能を考慮すると、成形型に注入されるガスの量は、大気圧状態で中空部の容積より大きく、中空部の容積の1.2〜3.0倍程度であるのが好ましいと考えられる。
なお、溶融樹脂材料の注入されたキャビティに更にガスを注入する都合上、ガスは圧縮状態でキャビティに注入される必要がある。ここでいう圧縮状態とは、大気圧よりも高い圧に加圧された状態を意味する。ガスは、キャビティからの溶融樹脂材料の逆流に抗し得る程度に加圧されているのが好ましく、ガスの圧力は0.5〜1.0MPaの範囲内であるのがより好ましい。
一方、液体は、ガスよりも高圧に加圧された状態でキャビティに注入される。ここでいう高圧とは、ガスの圧力よりも高い圧力を意味する。液体の圧力に特に限定はないが、溶融樹脂材料を押しのけて注入できる程度に加圧されていればよく、6.0〜12.0MPaの範囲内であるのが好ましい。
中空部形成工程で注入するガスとしては、溶融樹脂材料に対する反応性の低いガスを選択するのが好ましい。当該溶融樹脂材料に対する反応性の低いガスとしては、例えば、空気や、窒素等の不活性ガスが挙げられる。空気は、不活性ガスたる窒素を多く含み、また、コストが安いために、好ましく使用される。当該ガスの温度は特に限定されない。
中空部形成工程で注入する液体としては、樹脂材料に対する反応性の低い液体を選択できる。当該液体としては、コスト面から、水を用いるのが好ましい。
中空部形成工程においてキャビティに注入される液体は、溶融樹脂材料の融点よりも低温である。好ましくは、当該液体の温度は40〜50℃であるのが良い。参考までに、ポリアミドの一種であるナイロン66の融点は270℃程度である。
ところで、本発明の製造方法においては、ガス及び液体は、キャビティに接続されたインジェクタを介して、キャビティに注入される。また、中空部形成工程は、圧縮状態のガスを当該インジェクタに注入し、次いで、ガスよりも高圧に加圧された液体を当該インジェクタに注入する、加圧工程を有する。
換言すると、本発明の製造方法においては、ガス及び液体は、各々、インジェクタを介してキャビティに注入されるものの、インジェクタに注入される時点で既に加圧状態にある。このように、本発明の製造方法においては、インジェクタに至る前の段階で、ガス及び液体が個別に加圧されるため、ガス及び液体をピストンで同時に加圧する場合に比べて、ガスの圧力及び液体の圧力を個別に設定し易い。このため、本発明の製造方法によると、望み通りの圧力かつ望み通りのタイミングでガス及び液体を成形型のキャビティに注入し得る利点がある。
本発明の製造方法は、上記の樹脂注入工程及び中空部形成工程に加えて、排出工程を有する。
排出工程は、中空部形成工程後、キャビティ内の液体を排出する工程であり、当該排出工程において、液体はインジェクタを介して排出される。
インジェクタは、キャビティにおける鉛直方向の最下端部に接続されているため、キャビティ内へのガス及び液体の注入を停止すると、キャビティ内に残存する液体、具体的には中空樹脂成形品の中空部に残存する液体は、中空部からインジェクタに向かって自重で排出される。したがって、本発明の製造方法によると、キャビティ内の液体を容易に排出できる。
本発明の製造方法では、アキュムレータ等の蓄圧容器で液体を保圧し続ける代わりに、ガス及び液体をキャビティに注入する際に加圧する。つまり、本発明の製造方法では蓄圧容器を必要としない。このため、蓄圧容器及び周辺回路部品が劣化する問題を回避でき、これらの劣化に付随する不具合、すなわち、中空樹脂成形品の成形精度の悪化も抑制できる。
本発明の製造方法においては、上記の中空部形成工程において、成形型に注入されるガス及び/又は液体の状態を検知し、得られた検知結果に応じて中空樹脂成形品が良品であるか不良品であるかの判別を行っても良い。
ここでいうガス及び/又は液体の「状態」とは、例えば、ガスや液体の圧力や流速、流量、温度等を指す。中空部形成工程において、これらの「状態」を検知することで、ガス及び液体が、必要な量かつ必要な圧力でキャビティの溶融樹脂材料中に注入され得るか否かを判定できる。検知結果が異常であれば、得られた製品すなわち中空樹脂成形品が不良品であると判別できる。
更に、異常との判定が複数回なされた場合には、当該異常との判断のあったサイクルを最後まで行った時点で中空樹脂成形品の製造を停止し、次の中空樹脂成形品の製造サイクルを行わないのが好ましい。
更に、当該検知結果に基づいて、上記の「状態」を適宜調整することで、ガス及び液体を、必要な量かつ必要な圧力でキャビティの溶融樹脂材料中に実際に注入でき、中空樹脂成形品の成形精度を高めることもできる。
なお、例えば、中空樹脂成形品の製造装置の一部が経年劣化して製造装置の温度や圧力の出力が落ち、上記の「状態」が所期値を外れる場合等にも、「状態」を検知し、かつ、検知結果に基づいて「状態」を調整すれば、ガス及び液体を、必要な量かつ必要な圧力でキャビティの溶融樹脂材料中に実際に注入でき、中空樹脂成形品の成形精度を高め得る。この場合には中空樹脂成形品の成形精度の悪化を抑制でき、不良品が製造されることを抑制できる。
本発明の製造装置は、成形型、成形機、及びウォーターアシストユニットを有する。このうちウォーターアシストユニットは、インジェクタ、ガス射出機構及び液体射出機構を有する。
インジェクタについては上述した。ガス射出機構及び液体射出機構は、各々、ガス及び液体を加圧状態でインジェクタに供給するものである。具体的には、ガス射出機構及び液体射出機構は、モータやソレノイド等の駆動機を有し、当該駆動機によりガス又は液体を加圧してインジェクタに向けて輸送する。
駆動機に制限はなく、例えば、サーボモータやステッピングモータ、ソレノイド等の既知の駆動機を選択できる。
なお、特に液体射出機構は、これら駆動機を有する油圧ポンプ機構を有するのが好ましい。液体射出機構は液体を加圧するものであるため、液体射出機構自体にも比較的大きな圧力が作用する。油圧ポンプ機構は、作動媒体として作動油を用いるものであり、当該作動油は油圧ポンプ機構自体に流通する。このため油圧ポンプ機構の多くの部分は、当該作動油という油が差された状態となる。よって油圧ポンプ機構は、水等の液体を直接収容するアキュムレータ等の蓄圧容器に比べて、耐久劣化が少ないといえる。中空樹脂成形品の製造装置の一部をアキュムレータにかえて油圧ポンプ機構で構成することで、中空樹脂成形品の製造装置自体の耐久性も向上するといえる。したがって、液体射出機構に油圧ポンプ機構を用いる場合、本発明の製造装置に優れた耐久性を付与でき、かつ、本発明の製造装置により製造される中空樹脂成形品の成形精度を向上させ得る。
油圧ポンプ機構は、特に、サーボ制御系で制御される油圧サーボポンプ機構であるのが好ましい。サーボ制御系は、物体の位置、方位、姿勢などを目的値に追従させるための制御系を意味する。本発明の製造装置の液体射出機構においては、液体の加圧量が目的値となるように、駆動機をはじめとする液体射出機構の構成要素をフィードバック制御することも可能である。なお、本明細書でいう目的値とは、数値だけを指すのではなく、範囲を含む概念である。
液体射出機構として油圧サーボポンプ機構を用いる場合には、液体を加圧するタイミングや加圧力を精密に制御でき、中空樹脂成形品の成形精度をより一層向上させ得る。
本発明の製造装置においては、ガスを圧縮状態でインジェクタに供給するガス射出機構と、液体を加圧状態でインジェクタに供給する液体射出機構と、を分けたことで、上記した本発明の製造方法で説明したように、ガスの圧力及び液体の圧力を個別に設定し易くなる利点がある。
また、本発明の製造装置においても、インジェクタは、キャビティにおける鉛直方向の最下端部に接続される。このため、本発明の製造装置によると、上記した本発明の製造方法で説明したように、中空部形成工程後、中空樹脂成形品の中空部に残存する液体は自重でインジェクタに向かって排出されるため、キャビティ内の液体を容易に排出できる。
本発明の製造装置は、更に、成形型に注入されるガス及び/又は液体の状態を検知するための検知要素を備えるのが好ましい。検知要素は、本発明の製造装置においてガスが流通する経路、液体が流通する経路、液体射出機構を構成する経路、及び、ガス射出機構を構成する経路、の何れか1箇所に設ければ良く、複数箇所に設けるのが好ましい。検知要素としては、圧力センサ、流量センサ、温度センサに代表される、各種のセンサを適宜選択すれば良い。
本発明の製造装置は、上記の検知要素の検知結果に基づいて製造工程や製造装置の制御を行う制御要素を備えるのが好ましい。制御要素としては、例えば、演算要素や記憶要素を有するコンピュータ等、既知の装置を用い得る。
制御要素は、上記した良品、不良品の判別や、製造の停止を行っても良いし、それ以外の制御を行っても良い。
例えば、制御要素は異常が生じたことを作業者に警告しても良い。警告として、具体的には、異常が生じたことや当該異常の生じた箇所をモニタに表示する、警告灯を点灯する、警告ブザーを鳴らす、等を例示できる。
又は、制御要素は、上記した検知要素の検知結果をフィードバックして「状態」を調整しても良い。この場合、制御要素は、検知要素以外にも、液体射出機構、ガス射出機構及び成形機に接続され得る。
以下、具体例を挙げて本発明の製造方法及び製造装置を説明する。
なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「x〜y」は、下限x及び上限yをその範囲に含む。そして、これらの上限値および下限値、ならびに実施形態中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。それらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。
(実施例)
実施例の中空樹脂成形品の製造方法は、樹脂材料としてポリアミドを用い、ガスとして空気を用い、液体として水を用いて、中空樹脂成形品を製造する方法である。
実施例の中空樹脂成形品の製造装置を模式的に表す説明図を図1に示す。実施例の中空樹脂成形品を製造している様子を模式的に表す説明図を図2〜図9に示す。
実施例の中空樹脂成形品の製造方法を行うための実施例の中空樹脂成形品の製造装置は、図1に示すように、ウォーターアシストユニット1、成形型80及び図中破線で示す成形機88を有する。
成形型80は、第1型81、図略の第2型及び副室開閉バルブ84を有する。第1型81の型面と第2型の型面との間にキャビティ83が区画される。第1型81及び第2型は図1における紙面奥側−手前側方向に型割される。したがって、図1においては、紙面手前側に位置する第2型については省略されている。
キャビティ83は、主室83mと副室83sとで構成される。主室83mは、中空樹脂成形品を成形する型面を有し、キャビティ83の一部を構成する部分である。副室83sは、主室83mに連続し、キャビティ83の他の一部を構成する部分である。
主室83mはキャビティ83のうち後述する中空樹脂成形品を成形するための部分であり、副室83sは中空樹脂成形品の成形時に押し出された溶融樹脂材料r、ガス及び液体を貯留するための部分であるといえる。
副室83sは、主室83mとの連絡経路83cを有する。副室開閉バルブ84は当該連絡経路83cに設けられ、当該連絡経路83cは副室開閉バルブ84によって開閉される。
なお、成形型80には、中空樹脂成形品の端部を成形する位置、つまり主室83mを区画する型面の長手方向の両端部に、継ぎ手部を成形するための2つの領域80cが形成されている。また、当該2つの領域80cの間には、フランジ部を成形するための2つの領域80fが形成されている。一方の領域80cで成形される継ぎ手部は、ビード部を有する外れ防止形状を有し、他方の領域80cで形成される継ぎ手部はファーツリー状の外れ防止形状を有する。実施例の製造方法及び装置は、射出成形によるものであるため、成形型80の形状を工夫することで、上記のような継ぎ手部やフランジ部を中空樹脂成形品と一体に成形し得る。
成形型80は2つのゲートを有する。一方は、溶融樹脂材料rを注入するための樹脂ゲート85であり、他方はガス及び液体を注入するための流体ゲート86である。樹脂ゲート85には後述する成形機88の樹脂ノズル89がセットされ、流体ゲート86には後述するウォーターアシストユニット1の流体ノズル20nがセットされる。なお、流体ノズル20nは、流体ゲート86と一体化され、成形型80の一部を構成しているともいえる。流体ゲート86は、キャビティ83における鉛直方向の最下端部に位置する。したがって、流体ノズル20nは、キャビティ83における鉛直方向の最下端部に接続されるといえる。
図示しないが、成形型80は、その他、型締め及び型開き用の型駆動装置を有する。型駆動装置は、図略の配線を介して、後述するウォーターアシストユニット1の制御要素79に接続される。
成形機88は、溶融樹脂材料rを成形型80に注入するための樹脂ノズル89を有する射出成形機であり、図略のフィーダやインジェクタ等、一般的な射出成形機が有する装置を備える。成形機88も又、図略の配線を介して、後述するウォーターアシストユニット1の制御要素79に接続される。
ウォーターアシストユニット1は、インジェクタ2、液体射出機構3、流体流通経路53、ガス射出機構6、排水装置90、検知要素70、及び、制御要素79を有する。
このうちインジェクタ2は、シリンダ状をなすケース部20と、当該ケース部20の内部に配置されているインジェクタバルブ動作部25とを有する。ケース部20は、ガス貯留室21とバルブ駆動室22とに区画されている。
ガス貯留室21には、成形型80の流体ゲート86に連絡する流体ノズル20n、空気及び水が流入する流入口20i、及び、空気及び水を排出する排出口20dが設けられている。
ガス貯留室21とバルブ駆動室22とを区画する隔壁には、貫通孔20pが設けられている。インジェクタバルブ動作部25は、バルブロッド部26と、バルブロッド部26の一端部に設けられているバルブ受圧部27と、バルブロッド部26の他端部に設けられている先端バルブ部28と、で構成されている。バルブロッド部26は、貫通孔20pに内装されている。バルブ受圧部27はバルブ駆動室22の内径と略同じ外径を有し、バルブ駆動室22に配置されている。先端バルブ部28は、ガス貯留室21の内部において流体ノズル20nに対面する。
バルブ駆動室22は、インジェクタバルブ動作部25のバルブ受圧部27によって2つの領域に区画されている。この2つの領域の一方は、ガス貯留室21側に位置するインジェクタバルブ後退駆動室22bであり、他方はインジェクタバルブ前進駆動室22fである。インジェクタバルブ前進駆動室22fには後述する油圧駆動部40のインジェクタ側第1作動油流通経路47が接続され、インジェクタバルブ後退駆動室22bには後述する油圧駆動部40のインジェクタ側第2作動油流通経路48が接続される。
液体射出機構3は、液体射出部30、油圧駆動部40、及び液体供給部50で構成されている。
液体射出部30は、シリンダ状をなす液体射出シリンダ31と、当該液体射出シリンダ31の内部に配置されている加圧ピストン32と、で構成されている。
液体射出シリンダ31は、液体貯留室33とピストン駆動室34とに区画されている。液体貯留室33には、後述する第1液体流通経路54に連絡する液体吐出口31dが設けられている。液体貯留室33とピストン駆動室34とを区画する隔壁には、貫通孔31pが設けられている。
加圧ピストン32は、ピストンロッド部32rと、ピストンロッド部32rの一端部に設けられている加圧部32pと、ピストンロッド部32rの他端部に設けられている受圧部32prとを有する。ピストンロッド部32rは、貫通孔31pに内装されている。加圧部32pは、液体貯留室33の内径と略同じ外径を有し、液体貯留室33に配置されている。受圧部32prは、ピストン駆動室34の内径と略同じ外径を有し、ピストン駆動室34に配置されている。
ピストン駆動室34の内部は、加圧ピストン32の受圧部32prによって2つの領域に区画されている。この2つの領域の一方は液体貯留室33側に位置する加圧ピストン後退駆動室34bであり、他方は加圧ピストン前進駆動室34fである。
加圧ピストン前進駆動室34fには後述する油圧駆動部40の液体側第1作動油流通経路41が接続され、加圧ピストン後退駆動室34bには後述する油圧駆動部40の液体側第2作動油流通経路42が接続される。
実施例の製造装置において、油圧駆動部40は、液体射出部30の加圧ピストン32及び既述のインジェクタバルブ動作部25を駆動する。したがって、油圧駆動部40は、液体射出部30を駆動するための機構と、インジェクタバルブ動作部25を駆動するための機構との両方を兼ね備える。
具体的には、実施例の製造装置における油圧駆動部40は、油圧ポンプ機構P、液体側第1作動油流通経路41、液体側第2作動油流通経路42、液体射出油圧バルブ部43、液体側減圧バルブ44、インジェクタ側第1作動油流通経路47、インジェクタ側第2作動油流通経路48、インジェクタ油圧バルブ部49、インジェクタ側減圧バルブ45、及び、作動油タンク46で構成される。
油圧ポンプ機構Pは、モータ40mとバルブ40vとを有し、内部を流通する作動油を加圧し吐出する。当該油圧ポンプ機構Pは、インジェクタ側第1作動油流通経路47、インジェクタ側第2作動油流通経路48、液体側第1作動油流通経路41及び液体側第2作動油流通経路42に作動油を循環させる。油圧ポンプ機構Pのモータ40m及びバルブ40vは、図略の配線を介して、後述する制御要素79に接続される。
詳しくは、液体側第1作動油流通経路41は、油圧ポンプ機構Pの輸送方向の下流側に接続され、ピストン駆動室34の加圧ピストン前進駆動室34fと油圧ポンプ機構Pとを接続する。一方、液体側第2作動油流通経路42は、油圧ポンプ機構Pの輸送方向の上流側に接続され、ピストン駆動室34の加圧ピストン後退駆動室34bと油圧ポンプ機構Pとを接続する。
液体側第1作動油流通経路41及び液体側第2作動油流通経路42には、液体射出油圧バルブ部43が接続される。当該液体射出油圧バルブ部43は、単位時間あたりに液体側第1作動油流通経路41に供給される作動油の量、及び、単位時間あたりに液体側第2作動油流通経路42に供給される作動油の量を、各々独立して調整する。液体射出油圧バルブ部43は、図略の配線を介して、後述する制御要素79に接続される。
液体側第1作動油流通経路41には、更に、液体射出油圧バルブ部43と油圧ポンプ機構Pの間の位置に、液体側減圧バルブ44が接続されている。液体側第2作動油流通経路42には、更に、液体射出油圧バルブ部43と油圧ポンプ機構Pの間の位置に、作動油タンク46が接続されている。液体側減圧バルブ44は、図略の配線を介して、後述する制御要素79に接続される。
一方、インジェクタ側第1作動油流通経路47は、油圧ポンプ機構Pの輸送方向の下流側に接続され、バルブ駆動室22のインジェクタバルブ前進駆動室22fと油圧ポンプ機構Pとを接続する。インジェクタ側第2作動油流通経路48は、油圧ポンプ機構Pの輸送方向の上流側に接続され、バルブ駆動室22のインジェクタバルブ後退駆動室22bと油圧ポンプ機構Pとを接続する。
インジェクタ側第1作動油流通経路47及びインジェクタ側第2作動油流通経路48には、インジェクタ油圧バルブ部49が接続される。当該インジェクタ油圧バルブ部49は、単位時間あたりにインジェクタ側第1作動油流通経路47に供給される作動油の量、及び、単位時間あたりにインジェクタ側第2作動油流通経路48に供給される作動油の量を、各々独立して調整する。インジェクタ油圧バルブ部49は、図略の配線を介して、後述する制御要素79に接続される。
インジェクタ側第1作動油流通経路47には、更に、インジェクタ油圧バルブ部49と油圧ポンプ機構Pとの間の位置に、インジェクタ側減圧バルブ45が接続されている。インジェクタ側第2作動油流通経路48には、更に、インジェクタ油圧バルブ部49と油圧ポンプ機構Pとの間の位置に、作動油タンク46が接続されている。インジェクタ側減圧バルブ45は、図略の配線を介して、後述する制御要素79に接続される。
なお、実施例の製造装置では、液体射出部30を駆動する油圧駆動部40によってインジェクタバルブ動作部25を駆動するが、例えばインジェクタバルブ動作部25を電磁弁で構成する等、油圧駆動部40以外の駆動機構でインジェクタバルブ動作部25を駆動しても良い。この場合、インジェクタ油圧バルブ部も不要となる。
液体供給部50は、液体輸送ポンプ部51、給液バルブ52、第1液体流通経路54、液体射出バルブ56、第2液体流通経路55、第1逆止弁57、給液側減圧バルブ58、及び、液体タンク59で構成される。実施例では液体として水が用いられ、液体タンク59には水が供給される。
液体輸送ポンプ部51は、モータ51mとバルブ51vとを有し、内部を流通する液体を加圧し吐出することで、第2液体流通経路55、第1液体流通経路54、液体貯留室33に液体を流通させる。
液体輸送ポンプ部51のモータ51m及びバルブ51vは、図略の配線を介して、後述する制御要素79に接続される。
第1液体流通経路54は、液体射出部30の液体吐出口31dと後述する流体流通経路53とを接続する。第1液体流通経路54は、流体流通経路53を介して、インジェクタ2のガス貯留室21に接続される。
第1液体流通経路54には液体射出バルブ56が接続される。また、第1液体流通経路54には、液体射出バルブ56よりも上流側の位置において、第2液体流通経路55が接続される。第2液体流通経路55は、第1液体流通経路54と液体タンク59とを接続する。第2液体流通経路55のうち液体タンク59よりも下流側の部分には、液体輸送ポンプ部51が接続される。
給液側減圧バルブ58は、第2液体流通経路55のうち液体輸送ポンプ部51よりもやや下流側の位置に接続される。給液バルブ52は第2液体流通経路55のうち給液側減圧バルブ58よりもやや下流側の位置に接続される。更に、第2液体流通経路55のうち給液バルブ52よりやや下流側の位置には、第1逆止弁57が接続される。
液体射出バルブ56、第1逆止弁57、給液バルブ52、及び、給液側減圧バルブ58は、各々、図略の配線を介して、後述する制御要素79に接続される。
流体流通経路53は、既述したように、インジェクタ2のガス貯留室21と第1液体流通経路54とを接続する。また、流体流通経路53は、ガス貯留室21と後述するガス流通経路61とを接続する。流体流通経路53は、液体及びガス(実施例では水及び空気)が流通する流路である。
ガス射出機構6は、ガス流通経路61、クッションエアバルブ62、第2逆止弁63、及び、ガス取入口65で構成される。このガス取入口65は図示しない工場内の空気配管、あるいは圧縮状態の空気を貯留したタンク等に接続されている。
ガス流通経路61の上流側端部は開口状のガス取入口65に接続される。実施例ではガスとして空気が用いられ、ガス取入口65は大気中に開口する。ガス流通経路61の下流側端部は、既述した第1液体流通経路54の下流側端部と同様に、流体流通経路53の上流側端部に接続される。
第2逆止弁63は、ガス流通経路61のうち流体流通経路53に接続される下流側端部よりもやや上流側の位置に接続される。クッションエアバルブ62は、ガス流通経路61のうちガス取入口65よりも下流側かつ第2逆止弁63よりも上流側の位置に接続される。
排水装置90は、排水経路92及び排水バルブ91で構成される。排水経路92はインジェクタ2におけるガス貯留室21の排出口20dと排水バルブ91とを接続する。排水バルブ91は、図略の配線を介して、後述する制御要素79に接続される。
検知要素70は、インジェクタ用測長センサ71me、液体射出部用測長センサ72me、液体射出圧力センサ72pi、液体射出流量センサ72fr、ガス圧力センサ73pi、ガス流量センサ73fr、油圧圧力センサ74pi、液体タンク用温度センサ75ti、及び、液体タンク用液面センサ75flで構成される。
インジェクタ用測長センサ71meは、インジェクタバルブ動作部25のバルブ受圧部27に接続され、バルブ駆動室22内のインジェクタバルブ動作部25の位置を検知する。
液体射出部用測長センサ72meは、加圧ピストン32の受圧部32prに接続され、ピストン駆動室34内の加圧ピストン32の位置を検知する。
液体射出圧力センサ72piは、第1液体流通経路54に接続され、液体射出シリンダ31から吐出され第1液体流通経路54を流通する水の圧力を検知する。
液体射出流量センサ72frは、第1液体流通経路54に接続され、液体射出シリンダ31から吐出され第1液体流通経路54を流通する水の流量を検知する。
ガス圧力センサ73piは、ガス流通経路61に接続され、ガス取入口65から流体流通経路53に向けてガス流通経路61を流通する空気の圧力を検知する。
ガス流量センサ73frは、ガス流通経路61に接続され、ガス取入口65から流体流通経路53に向けてガス流通経路61を流通する空気の流量を検知する。
油圧圧力センサ74piは、インジェクタ側第1作動油流通経路47及び液体側第1作動油流通経路41と、油圧ポンプ機構Pとの間の位置で、油圧ポンプ機構Pから吐出される作動油の圧力を検知する。
液体タンク用温度センサ75tiは、液体タンク59に接続され、液体タンク59内の水温を検知する。
液体タンク用液面センサ75flは、液体タンク59に接続され、液体タンク59内の水位を検知する。
上記の各センサは、図略の配線を介して、以下の制御要素79に接続される。
制御要素79はコンピュータであり、上記した各センサに接続され、各センサが伝送する検知信号を受ける。制御要素79には各センサから得た検知結果の所期値が予め記憶されている。そして、上記の検知信号から得られた検知結果を当該所期値に参照して、各センサの検知値に基づくガス及び液体の「状態」、つまり、空気及び水の圧力や流量、温度の可否を判定する。なお、ここで用いる検知結果及び所期値は、例えば電気信号の大きさ等の各検知結果そのものの値であっても良いし、各検知結果から算出される水圧等の演算値であっても良い。
制御要素79には、油圧ポンプ機構Pのモータ40m及びバルブ40v、インジェクタ油圧バルブ部49、インジェクタ側減圧バルブ45、液体射出油圧バルブ部43、液体側減圧バルブ44、液体輸送ポンプ部51のモータ51m及びバルブ51v、液体射出バルブ56、第1逆止弁57、給液側減圧バルブ58、給液バルブ52、クッションエアバルブ62、第2逆止弁63等に接続され、これらの装置を駆動し得る。
以下、実施例の中空樹脂成形品の製造装置を用いた実施例の製造方法を説明する。
(準備工程)
先ず、ウォーターアシストユニット1の運転準備モードを開始する。制御要素79は、伝送された各センサの検知結果を基に、当該検知結果が所期値を外れるか否かを判定する。具体的には以下の通りである。
(1)制御要素79は、ガス圧力センサ73piの検知結果、及び/又は、ガス流量センサ73frの検知結果を基に、定常状態の空気圧を検知する。空気圧が所期値を外れていれば異常と判定する。
(2)制御要素79は、液体射出部用測長センサ72meの検知結果を基に、ピストン駆動室34内の受圧部32prの位置を検知する。より具体的には、受圧部32prが最大限に後退していなれば異常と判定する。
(3)制御要素79は、液体射出圧力センサ72piの検知結果、及び/又は、液体射出流量センサ72frの検知結果を基に、定常状態において第1液体流通経路54を流通する水の圧力を検知する。水の圧力が所期値を外れていれば異常と判定する。
(4)制御要素79は、インジェクタ用測長センサ71meの検知結果を基に、バルブ駆動室22内のバルブ受圧部27の位置を検知する。より具体的には、バルブ受圧部27が最大限に前進していなければ異常と判定する。
(5)制御要素79は、油圧圧力センサ74piの検知結果を基に、油圧ポンプ機構Pから吐出される作動油の圧力を検知する。作動油の圧力が所期値を外れていれば異常と判定する。
(6)制御要素79は、液体タンク用温度センサ75tiの検知結果を基に、液体タンク59内の水温を検知する。水温が所期値を外れていれば異常と判定する。
(7)制御要素79は、液体タンク用液面センサ75flの検知結果を基に、液体タンク59内の水位を検知する。水位が所期値を外れていれば異常と判定する。
(樹脂注入工程)
上記(1)〜(7)の項目の何れかで異常との判定があれば、制御要素79は、作業者に異常を警告する。上記の(1)〜(7)の項目の全てにおいて異常との判定がなければ、以下の工程に進む。
上記(1)〜(7)の項目の全てにおいて異常との判定がない場合、制御要素79は、成形型80の駆動装置(図略)に信号を伝送し、成形型80を型締めしてキャビティ83を形成する。またこのとき、制御要素79は副室開閉バルブ84を閉状態とする。したがって、図2に示すように、このときキャビティ83の主室83mと副室83sとは副室開閉バルブ84によって遮断される。
次いで、制御要素79は、成形機88に信号を伝送し、成形機88の樹脂ノズル89を樹脂ゲート85に押し付ける、所謂ノズルタッチを行う。
ノズルタッチ後、成形機88は制御要素79に射出前信号を伝送する。当該射出前信号を受けた制御要素79は、成形機88にスクリュー前進信号を伝送し、成形機88のスクリュー(図略)を前進させて、成形機88内の溶融樹脂材料rを成形型80に注入する。なおこのとき、副室開閉バルブ84は閉状態を維持したままであり、主室83mと副室83sとは遮断されたままであるため、図3に示すように、溶融樹脂材料rは主室83mにのみ注入され、副室83sには注入されない。
溶融樹脂材料rの注入完了後、制御要素79は成形型80の駆動装置に信号を伝送して成形型80のキャビティ83内に注入された溶融樹脂材料rに所定の圧力を作用させる保圧を行う。
保圧終了後、キャビティ83内の溶融樹脂材料rの表層が冷却され、水射出に適した状態となってから、成形型80の駆動装置は制御要素79に水射出開始信号を伝送する。
(中空部形成工程)
(クッションエア工程)
水射出開始信号を受けた制御要素79は、図1に示されるクッションエアバルブ62を開く。すると、ガス流通経路61中の空気が流体流通経路53に流通する。空気は、流体流通経路53を経てインジェクタ2のガス貯留室21に流入する。このとき、インジェクタ2の流体ノズル20nはインジェクタバルブ動作部25の先端バルブ部28によって閉じられた状態であるため、ガス貯留室21に流入した空気は、キャビティ83には流入せず、ガス貯留室21に貯留される。つまりガス貯留室21は、空気を貯留するガス貯留室として機能する。このときガス貯留室21内にある空気の圧力は、0.5〜1.0MPa程度である。
またこのとき、液体射出バルブ56は閉じられているため、ガス流通経路61及び流体流通経路53に流通する空気は、液体射出シリンダ31の液体貯留室33には流入しない。
(加圧工程)
次いで、制御要素79は、油圧ポンプ機構Pを駆動するとともに液体射出油圧バルブ部43を開いて、加圧ピストン前進駆動室34fに作動油を供給し、加圧ピストン後退駆動室34bから作動油を排出させる。すると、加圧ピストン32の受圧部32prが作動油の油圧によって前進する。つまりこのとき加圧ピストン32は液体射出シリンダ31の液体貯留室33側に動き、液体貯留室33内の加圧部32pは前進する。
ここで、準備工程の段階で、加圧ピストン32は最大限に後退しており、液体貯留室33の容積は充分な大きさである。更に、このとき当該液体貯留室33には、液体供給部50から供給された水が満たされている。このため、加圧ピストン32を前進させ加圧部32pを前進させることで、液体貯留室33内の水は加圧される。参考までに、液体貯留室33内の水の圧力は、加圧ピストン32による加圧前において1.5〜2.0MPa程度、加圧後において6〜12MPa程度である。
なお、加圧ピストン32の前進と同時に液体射出バルブ56が開かれるため、液体貯留室33内部の水は、液体吐出口31dを経て下流側、つまり、第1液体流通経路54に向けて高圧で押し出される。このとき同時に、成形型80の副室開閉バルブ84が開かれると共に、インジェクタ2の流体ノズル20nも開かれる。流体ノズル20nを開くには、インジェクタ油圧バルブ部49を切り替えて、インジェクタバルブ後退駆動室22bに作動油を供給し、インジェクタバルブ前進駆動室22fから作動油を排出させる。すると、インジェクタバルブ動作部25のバルブ受圧部27が作動油の油圧によって後退する。つまりこのときインジェクタバルブ動作部25はガス貯留室21から離れる方向に動き、インジェクタバルブ動作部25の先端バルブ部28もまた後退するため、インジェクタ2の流体ノズル20nが開かれる。ガス貯留室21内の空気圧は0.5〜1.0MPaに設定されているため、先端バルブ28が開かれた際に、溶融樹脂材料がガス貯留室21へ侵入することを防止できる。
液体貯留室33から押し出された水は、第1液体流通経路54及び流体流通経路53を経て、インジェクタ2のガス貯留室21に供給される。
このとき、先ず、先にガス貯留室21に貯留されていた空気が水圧により更に圧縮された状態でキャビティ83に注入され、次いで、ガス貯留室21に到達した高圧の水がキャビティ83に注入される。したがって、図4に示すように、溶融樹脂材料rの内部には、流動先端に圧縮空気を有し残りが水で満たされた中空部hが形成される。
なおこのとき、中空部hは、キャビティ83の流体ゲート86側に位置する主室83mに形成され、当該流体ゲート86の逆側に位置する副室83sに向けて伸長する。上記したように、このとき成形型80の副室開閉バルブ84は開かれているため、キャビティ83の主室83mと副室83sとは連通している。したがって、主室83mの溶融樹脂材料rは、キャビティ83の主室83m内に形成された中空部hの体積分だけ、副室83sに押し出される。
キャビティ83内への水の注入が更に進行すると、図5に示すように、中空部hは流動先端に圧縮空気を有する状態で更に伸長する。そして、中空部hにより押し出された溶融樹脂材料rは、更に主室83mから副室83sに移動する。このときの空気及び水の量、並びに副室83sの容積及びキャビティ83に注入される溶融樹脂材料rの量は、副室開閉バルブ84にまで水が到達しないよう調整されている。したがって、このとき副室83sには中空部hは形成されず、溶融樹脂材料rのみが充填される。したがって、中空樹脂成形品のうち副室83sで成形される部分は中空のない中実部となる。
ところで、副室開閉バルブ84はキャビティ83における鉛直方向の最上端部に位置するため、キャビティ83内の空気aは副室開閉バルブ84よりも主室83m側において、副室83sの連絡経路83cに滞留する。したがって当該連絡経路83cにある溶融樹脂材料rには、空気aで満たされた中空部hが形成される。また、主室83mにある溶融樹脂材料rには、全体に、その大部分を水wで満たされた中空部hが形成される。このため、中空樹脂成形品のうち副室83sの連絡経路83cで成形される部分(必要に応じて連結部と称する)は、中空の部分のみで構成されるか、又は、中空の部分と中実の部分とで構成される。そして、中空樹脂成形品のうち主室83mで成形される部分の全体は中空となる。当該部分を必要に応じて、中空成形部と称する。
加圧工程において、図1に示す液体射出圧力センサ72piで検知した水圧が所定圧となると、制御要素79は油圧駆動部40による加圧ピストン32の駆動を停止する。
(水ホールド工程)
加圧工程後、上記したように加圧ピストン32の駆動を停止したままの状態を所定時間維持する保圧を行った。このとき溶融樹脂材料rに内側つまり中空部hから作用する圧力は一定に保たれ、中空部hからの圧力は、キャビティ83の主室83mにある溶融樹脂材料rの全体に満遍なく作用し、主室83mにおける当該溶融樹脂材料rの厚さ、つまり中空成形品の肉厚は略均一になる。このとき中空部hにある水は、溶融樹脂材料rよりも低温であるため、溶融樹脂材料rは成形型80の型面だけでなく内側の中空部hからも冷却され固化する。
(排出工程)
次いで、制御要素79は、先端バルブ部28を開いたままで排水バルブ91を開く。
ここで、インジェクタ2は、キャビティ83における鉛直方向の最下端部に接続されている。また、インジェクタ2とキャビティ83との間を開閉する先端バルブ部28は、加圧工程及び水ホールド工程の間、開かれている。また、加圧工程及び水ホールド工程の間、中空部h内の水には、鉛直方向に向けた荷重が作用する。したがって、排水バルブ91を開くと、図6に示すように、中空部hの水wは、自重でキャビティ83側からインジェクタ2側に流れ落ちる。インジェクタ2に流入した水wは、図1に示す排水バルブ91を経て実施例の製造装置の外部に排水される。
ところで、中空部形成工程においてキャビティ83に注入された空気aは、排出工程で排水バルブ91を開くまで、図5に示すように圧縮された状態におかれる。したがって、排出工程で排水バルブ91を開くと、この圧縮状態にある空気aは、図6に示すように、膨張して水wを押圧する。空気aは、副室開閉バルブ84に隣接した位置にあり、副室開閉バルブ84と同様に、キャビティ83における鉛直方向の上端部にあるため、空気aによる水wへの押圧力は、鉛直方向の下方に向けて作用する。したがって、当該空気aの押圧力によっても、中空部hの水の排水は速やかになされる。
更に、圧縮状態にある空気aは、加圧工程及び水ホールド工程の間、中空部hにおける鉛直方向の最上端部にあり、水wは空気aよりも下方かつ流体ゲート86側にある。このため、中空部hにおける水wは、空気aによって、流体ゲート86側つまり排水側に押圧される。このため、中空部hへの水wの滞留は抑制され、中空部hからの排水は好適になされる。
なお、排出工程においては、排水バルブ91を開くのと同時に給液バルブ52を開き、次の成形サイクルのための水を液体貯留室33に供給する。
図7に示すように、排出工程により中空部hの水wが排水されることで、中空部hは実質的に空気aのみで満たされる。
ところで、図1に示す検知要素70は、上記の中空部形成工程の間、連続的に、制御要素79に検知信号を伝送する。当該検知信号を受けた制御要素79は、各センサの検知結果を基に、当該検知結果が所期値を外れるか否かを判定する。具体的には以下の通りである。
(a)制御要素79は、ガス圧力センサ73piの検知結果、及び/又は、ガス流量センサ73frの検知結果を基に、クッションエアバルブ62を経て流体流通経路53に流通する空気圧を検知する。空気圧が所期値を下回る場合に異常と判定する。
(b)制御要素79は、液体射出部用測長センサ72meの検知結果を基に、ピストン駆動室34の内部における加圧ピストン32の位置を検知する。より具体的には、加圧工程で受圧部32prが最大限に前進していなれば異常と判定する。
(c)制御要素79は、液体射出圧力センサ72piの検知結果、及び/又は、液体射出流量センサ72frの検知結果を基に、第1液体流通経路54に向けて高圧で押し出された水圧を検知する。水圧が所期値を外れていれば異常と判定する。
(d)制御要素79は、インジェクタ用測長センサ71meの検知結果を基に、バルブ駆動室22の内部におけるバルブ受圧部27の位置を検知する。より具体的には、バルブ受圧部27が最大限に後退していなければ異常と判定する。
(e)制御要素79は、油圧圧力センサ74piの検知結果を基に、油圧ポンプ機構Pから吐出される作動油の圧力を検知する。作動油の圧力が所期値を外れていれば異常と判定する。
(f)制御要素79は、液体タンク用温度センサ75tiの検知結果を基に、液体タンク59内の水温を検知する。水温が所期値を外れていれば異常と判定する。
(g)制御要素79は、液体タンク用液面センサ75flの検知結果を基に、液体タンク59内の水位を検知する。水位が所期値を外れていれば異常と判定する。
(h)制御要素79は、液体射出流量センサ72frの検知結果を基に、第1液体流通経路54に向けて高圧で押し出された水の流量を検知する。水の流量が所期値を下回る場合に異常と判定する。
上記(a)〜(h)の項目の何れかで異常との判定があれば、制御要素79は、そのサイクルで製造されている中空樹脂成形品が不良品であると判別する。また、作業者に当該中空樹脂成形品が不良品である旨を警告する
上記の(a)〜(h)の項目の全てにおいて異常との判定がなければ、制御要素79は、先端バルブ部28を閉じかつクッションエアバルブ62を開き、ガス貯留室21及び流体流通経路53内をエアパージする。エアパージ用のガスについては、別回路から低圧のエアを導入しても良い。
その後、制御要素79は成形型80に型開き信号を伝送する。成形型80は、図略の型駆動装置に駆動されて型開きする。その後、制御要素79は、次回の準備工程に向けて待機する。
型開き後、成形型80の内部から、冷却され固化した中空樹脂成形品100を取り出す。図8に示すように、当該中空樹脂成形品100は、副室83sの一部で成形された中実部101と、副室83sの連絡経路83cで成形された連結部102と、主室83mで成形された中空成形部103と、が連続した形状を有する。中空樹脂成形品100は、継ぎ手部104及びフランジ部105を有する。
当該中空樹脂成形品100のうち、連結部102と中空成形部103との境界、及び、中空成形部103における連結部102とは逆側の端部を各々切断することで、図9に示すように全体が中空成形部103で構成され、継ぎ手部104及びフランジ部105を有する中空樹脂成形品100が得られる。
以上、実施例の中空樹脂成形品の製造装置を用いた実施例の中空樹脂成形品の製造方法により、実施例の中空樹脂成形品100が得られる。
実施例の製造方法によると、中空部hから外部への排水が水の自重で行われるため、排出工程を迅速に行うことができ、かつ、排出工程に特別な装置を必要としない。
また、実施例の製造方法によると、インジェクタ2に加圧状態で供給される水の経路(すなわち液体射出機構3)と、インジェクタ2に圧縮状態で供給される空気の経路(すなわちガス射出機構6)と、を別々に分けたことで、インジェクタ2を経てキャビティ83に注入される水の圧力及び量、並びに空気の圧力及び量を個々に設定できる。このため、実施例の製造方法によると、望み通りの圧力かつ望み通りのタイミングで、水及び空気をキャビティ83に注入し得る。
(その他)
本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。また、実施形態に示した各構成要素は、それぞれ任意に抽出し組み合わせて実施できる。
本発明の製造方法及び製造装置は、以下のように表現できる。
〔1〕成形型80のキャビティ83に溶融状態の樹脂材料rを注入する樹脂注入工程と、
前記キャビティ83に接続されたインジェクタ2を介して、前記樹脂材料rの注入された前記キャビティ83にガスa及び液体wを注入して、前記キャビティ83内の前記樹脂材料rに中空部hを形成する中空部形成工程と、
前記キャビティ83内の前記液体wを前記キャビティ83の外部に排出する排出工程と、を有し、
前記中空部形成工程は、前記インジェクタ2に圧縮状態のガスaを注入し次いで前記ガスaよりも高圧に加圧された液体wを注入する加圧工程を有し、
前記インジェクタ2は、前記キャビティ83における鉛直方向の最下端部に接続され、
前記排出工程において、前記インジェクタ2を介して前記液体wを排出する、中空樹脂成形品の製造方法。
〔2〕前記液体wを加圧状態で前記インジェクタ2に供給する液体射出機構3は、前記液体wを貯留する液体貯留室33及び前記液体貯留室33を加圧する加圧ピストン32を有する液体射出部30と、前記加圧ピストン32を駆動する油圧駆動部40と、で構成され、
前記液体貯留室33には前記ガスaは流通しない、〔1〕に記載の中空樹脂成形品の製造方法。
〔3〕前記成形型80は、前記中空樹脂成形品100を成形する型面を有し前記キャビティ83の一部を構成する主室83mと、前記主室83mに連続し前記キャビティ83の他の一部を構成する副室83sと、前記副室83sにおける前記主室83mとの連絡経路83cを開閉する副室開閉バルブ84と、を有し
前記副室開閉バルブ84は、前記樹脂注入工程においては閉状態にあり、前記加圧工程において開状態となる、〔1〕又は〔2〕に記載の中空樹脂成形品の製造方法。
〔4〕前記副室開閉バルブ84は、前記キャビティ83における鉛直方向の最上端に位置する、〔3〕に記載の中空樹脂成形品の製造方法。
〔5〕前記中空部形成工程は、前記キャビティ83に注入される前記ガスa及び/又は前記液体wの状態を検知し、
検知結果が異常である場合には、前記異常と判別されたサイクルで製造された前記中空樹脂成形品100を不良と判別し、
前記異常が所定回数を超えると、サイクル終了後に製造を停止する、〔1〕〜〔4〕の何れか一項に記載の中空樹脂成形品の製造方法。
〔6〕キャビティ83を有する成形型80と、
前記キャビティ83に溶融状態の樹脂材料rを注入する成形機88と、
前記キャビティ83に接続されたインジェクタ2を介して、前記樹脂材料rの注入された前記キャビティ83にガスa及び液体wを注入して、前記キャビティ83内の前記樹脂材料rに中空部hを形成するウォーターアシストユニット1と、を有し、
前記ウォーターアシストユニット1は、
前記ガスaを圧縮状態で前記インジェクタ2に供給するガス射出機構6と、
前記液体wを加圧状態で前記インジェクタ2に供給する液体射出機構3と、を有し、
前記インジェクタ2は、前記キャビティ83における鉛直方向の最下端部に接続される、中空樹脂成形品の製造装置。
〔7〕前記液体射出機構3は、前記液体wを貯留する液体貯留室33及び前記液体貯留室33を加圧する加圧ピストン32を有する液体射出部30と、前記加圧ピストン32を駆動する油圧駆動部40と、で構成され、
前記液体貯留室33には前記ガスaは流通しない、〔6〕に記載の中空樹脂成形品の製造装置。
〔8〕前記成形型80は、前記中空樹脂成形品100を成形する型面を有し前記キャビティ83の一部を構成する主室83mと、前記主室83mに連続し前記キャビティ83の他の一部を構成する副室83sと、前記副室83sにおける前記主室83mとの連絡経路83cを開閉する副室開閉バルブ84と、を有し
前記副室開閉バルブ84は、前記樹脂注入工程においては閉状態にあり、前記加圧工程において開状態となる、〔6〕又は〔7〕に記載の中空樹脂成形品の製造装置。
〔9〕前記副室開閉バルブ84は、前記キャビティ83における鉛直方向の最上端に位置する、〔8〕に記載の中空樹脂成形品の製造装置。
1:ウォーターアシストユニット 2:インジェクタ
3:液体射出機構 6:ガス射出機構
30:液体射出部 32:加圧ピストン
33:液体貯留室 40:油圧駆動部
80:成形型 83:キャビティ
83m:主室 83s:副室
83c:連絡経路 84:副室開閉バルブ
88:成形機 100:中空樹脂成形品
r:溶融状態の樹脂材料 a:ガス
w:液体 h:中空部

Claims (5)

  1. 成形型のキャビティに溶融状態の樹脂材料を注入する樹脂注入工程と、
    前記キャビティに接続されたインジェクタを介して、前記樹脂材料の注入された前記キャビティにガス及び液体を注入して、前記キャビティ内の前記樹脂材料に中空部を形成する中空部形成工程と、
    前記キャビティ内の前記液体を前記キャビティの外部に排出する排出工程と、を有し、
    前記中空部形成工程は、前記インジェクタに圧縮状態の前記ガスを注入し次いで前記ガスよりも高圧に加圧された前記液体を注入する加圧工程を有し、
    前記成形型は、中空樹脂成形品を成形する型面を有し前記キャビティの一部を構成する主室と、前記主室に連続し前記キャビティの他の一部を構成する副室と、前記副室における前記主室との連絡経路を開閉する副室開閉バルブと、を有し
    前記副室開閉バルブは、前記樹脂注入工程においては閉状態にあり、前記加圧工程において開状態となり、
    前記副室開閉バルブは、前記キャビティにおける鉛直方向の最上端に位置し、
    前記インジェクタは、前記キャビティにおける鉛直方向の最下端部に接続され、
    前記排出工程において、前記インジェクタを介して前記液体を排出する、中空樹脂成形品の製造方法。
  2. 前記液体を加圧状態で前記インジェクタに供給する液体射出機構は、前記液体を貯留する液体貯留室及び前記液体貯留室を加圧する加圧ピストンを有する液体射出部と、前記加圧ピストンを駆動する油圧駆動部と、で構成され、
    前記液体貯留室には前記ガスは流通しない、請求項1に記載の中空樹脂成形品の製造方法。
  3. 前記中空部形成工程は、前記キャビティに注入される前記ガス及び/又は前記液体の状態を検知し、
    検知結果が異常である場合には、前記異常と判別されたサイクルで製造された前記中空樹脂成形品を不良と判別し、
    前記異常が所定回数を超えると、サイクル終了後に製造を停止する、請求項1または請求項2に記載の中空樹脂成形品の製造方法。
  4. キャビティを有する成形型と、
    前記キャビティに溶融状態の樹脂材料を注入する成形機と、
    前記キャビティに接続されたインジェクタを介して、前記樹脂材料の注入された前記キャビティにガス及び液体を注入して、前記キャビティ内の前記樹脂材料に中空部を形成するウォーターアシストユニットと、を有し、
    前記ウォーターアシストユニットは、
    前記ガスを圧縮状態で前記インジェクタに供給するガス射出機構と、
    前記液体を加圧状態で前記インジェクタに供給する液体射出機構と、を有し、
    前記成形型は、中空樹脂成形品を成形する型面を有し前記キャビティの一部を構成する主室と、前記主室に連続し前記キャビティの他の一部を構成する副室と、前記副室における前記主室との連絡経路を開閉する副室開閉バルブと、を有し、
    前記副室開閉バルブは、前記キャビティにおける鉛直方向の最上端に位置し、
    前記インジェクタは、前記キャビティにおける鉛直方向の最下端部に接続される、中空樹脂成形品の製造装置。
  5. 前記液体射出機構は、前記液体を貯留する液体貯留室及び前記液体貯留室を加圧する加圧ピストンを有する液体射出部と、前記加圧ピストンを駆動する油圧駆動部と、で構成され、
    前記液体貯留室には前記ガスは流通しない、請求項4に記載の中空樹脂成形品の製造装置。
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