JP6974694B2 - 成形品及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、成形品及びその製造方法に関する。
例えば、自動車等の空調装置では、空気を通風させるための管状の空調用ダクトが用いられている。
空調用ダクトの製造方法としては、溶融状態の樹脂を分割金型で型締めし、内部に空気を吹き込んで膨張させるブロー成形方法が広く知られている(特許文献1を参照)。
特開2012−207837号公報
ブロー成形において成形体に開口部を形成する場合は、通常、筒部の一端に閉塞部が設けられて構成される捨て袋という部位を形成し、閉塞部を切除することによって開口部を形成する。通常、捨て袋を構成する筒部には残留応力が存在しており、閉塞部が設けられた状態で残留応力のバランスが保たれて捨て袋の形状が維持されている。このため、閉塞部を切除すると、残留応力のバランスが崩れることによって開口部が狭まるように変形する場合がある。開口部が変形すると、他の部材との接合において不具合が生じる等の問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、開口部の変形を抑制することができる成形品を提供するものである。
本発明によれば、筒状の基部と、前記基部に設けられた開口部を備える成形品であって、前記開口部に隣接した位置にリブが設けられている、成形品が提供される。
本発明の成形品は、開口部の周縁に隣接した位置にリブが設けられており、このリブによって周縁が補強されるので、開口部の変形が抑制される。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記リブは、前記成形品のパーティングラインと前記開口部の間に設けられる。
好ましくは、前記成形品のパーティングラインと前記開口部の間の距離をL1、前記リブの側壁の長さをL2とすると、L2/L1は、0.5以上である。
好ましくは、前記リブの側壁は、前記パーティングラインに連結するように設けられる。
好ましくは、前記リブは、前記開口部から離れるに従って深さが増大するように設けられる。
好ましくは、前記リブの最深部での深さをD、前記リブの底壁の肉厚をTとすると、D/Tは、2以上である。
好ましくは、前記成形品は、前記開口部の周縁に沿って設けられた梁リブを備え、前記梁リブは、前記成形品のパーティングラインと前記開口部の間に設けられる。
好ましくは、前記リブは、前記梁リブに連結するように設けられる。
好ましくは、複数の前記リブが前記梁リブに連結するように設けられる。
好ましくは、前記梁リブは、前記周縁に沿って設けられた溝状凹部によって構成される。
好ましくは、前記リブは、前記溝状凹部内に設けられる。
好ましくは、前記開口部の周縁は、互いに対向する一対の長辺部と、前記一対の長辺部を連結するように設けられる一対の短辺部を備える。
好ましくは、前記リブは、前記長辺部の中央に設けられる。
好ましくは、前記成形品は、発泡成形品である。
本発明の別の観点によれば、成形体形成工程と切除工程を備え、前記成形体形成工程では、溶融樹脂を成形することによって成形体を形成し、前記成形体は、筒状の基部と、前記基部から立ち上がるように設けられた筒部と、前記筒部に隣接した位置にリブを備え、前記筒部は、一端に閉塞部が設けられており、前記切除工程では、前記筒部を切断することによって前記閉塞部を切除して開口部を形成する、成形品の製造方法が提供される。
本発明の一実施形態の製造方法で利用可能な成形機1の一例を示す。 本発明の第1実施形態の成形品5を製造するための成形体10を示す斜視図である。 図2の成形体10から閉塞部3a,4aを除去して得られる成形品5を示す。 図3の成形品5のリブ9の中央を通る断面斜視図である。 図4の断面斜視図での断面近傍を拡大した断面図である。 本発明の第2実施形態の成形品5を製造するための成形体10を示す斜視図である。 図6の成形体10から閉塞部3a,4aを除去して得られる成形品5を示す。 図7の成形品5の中央を通る断面斜視図である。 図4の断面斜視図での断面近傍を拡大した断面図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。
1.成形機1の構成
最初に、図1を用いて、本発明の一実施形態の成形品の製造方法の実施に利用可能な成形機1について説明する。成形機1は、樹脂供給装置2と、ヘッド18と、分割金型19を備える。樹脂供給装置2は、ホッパー12と、押出機13と、インジェクタ16と、アキュームレータ17を備える。押出機13とアキュームレータ17は、連結管25を介して連結される。アキュームレータ17とヘッド18は、連結管27を介して連結される。
以下、各構成について詳細に説明する。
<ホッパー12,押出機13>
ホッパー12は、原料樹脂11を押出機13のシリンダ13a内に投入するために用いられる。原料樹脂11の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂11は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。原料樹脂11は、ホッパー12からシリンダ13a内に投入された後、シリンダ13a内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ13a内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ13aの先端に向けて搬送される。スクリューは、シリンダ13a内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。シリンダ13a内に配置されるスクリューの数は、1本でもよく、2本以上であってもよい。
<インジェクタ16>
シリンダ13aには、シリンダ13a内に発泡剤を注入するためのインジェクタ16が設けられる。原料樹脂11を発泡させない場合は、インジェクタ16は省略可能である。インジェクタ16から注入される発泡剤は、物理発泡剤、化学発泡剤、及びその混合物が挙げられるが、物理発泡剤が好ましい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度−149.1℃、臨界圧力3.4MPa以上、二酸化炭素であれば臨界温度31℃、臨界圧力7.4MPa以上とすることにより得られる。化学発泡剤としては、酸(例:クエン酸又はその塩)と塩基(例:重曹)との化学反応により炭酸ガスを発生させるものが挙げられる。化学発泡剤は、インジェクタ16から注入する代わりに、ホッパー12から投入してもよい。
<アキュームレータ17、ヘッド18>
発泡剤が添加されている又は添加されていない溶融樹脂11aは、シリンダ13aの樹脂押出口から押し出され、連結管25を通じてアキュームレータ17内に注入される。アキュームレータ17は、シリンダ17aとその内部で摺動可能なピストン17bを備えており、シリンダ17a内に溶融樹脂11aが貯留可能になっている。そして、シリンダ17a内に溶融樹脂11aが所定量貯留された後にピストン17bを移動させることによって、連結管27を通じて溶融樹脂11aをヘッド18内に設けられたダイスリットから押し出して垂下させてパリソン23を形成する。パリソン23の形状は、特に限定されず、円筒状であってもよく、シート状であってもよい。
<分割金型19>
パリソン23は、一対の分割金型19間に導かれる。分割金型19を用いてパリソン23の成形を行うことによって、図2に示すような成形体10が得られる。分割金型19を用いた成形の方法は特に限定されず、分割金型19のキャビティ内にエアーを吹き込んで成形を行うブロー成形であってもよく、分割金型19のキャビティの内面からキャビティ内を減圧してパリソン23の成形を行う真空成形であってもよく、その組み合わせであってもよい。溶融樹脂が発泡剤を含有する場合、パリソン23は、発泡パリソンとなり、成形体10は、発泡成形体となる。
図2は、空調用ダクトを製造するための成形体10を示す。成形体10は、一端に閉塞部3a,4aが設けられた筒部3,4を有する。筒部4は、筒状の基部6から立ち上がるように設けられている。筒部3は、基部6の両端に設けられている。図2では、成形体10は分岐構造を有していないが、筒部3を分岐させて、筒部3の数を3つ、4つ又はそれ以上としてもよい。
2.第1実施形態の成形品及びその製造方法
図1〜図6を用いて、本発明の第1実施形態の成形品及びその製造方法について説明する。本実施形態の方法は、成形体形成工程と切除工程を備える。以下、詳細に説明する。
2.1 成形体形成工程
この工程では、図1〜図2に示すように、溶融樹脂11aを成形することによって、一端に閉塞部3a,4aが設けられた筒部3,4を有する成形体10を形成する。この工程は、上述の成形機1を用いて実施することができる。成形体10がソリッドの成形品と発泡成形品の何れの場合でも本発明の効果は得られるが、成形体10が発泡成形品である場合には、閉塞部3a,4aの切除による開口部3b,4bの形状変化が顕著であるので、成形体10が発泡成形品である場合に、本発明を適用する技術的意義が特に大きい。発泡成形品の発泡倍率は、例えば、例えば1.5〜5倍であり、2〜4倍が好ましく、具体的には例えば、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5倍であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。発泡成形品の肉厚は、例えば、1〜7mmであり、好ましくは1.5〜5mmであり、具体的には例えば、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
2.2 切除工程
この工程では、図2〜図3に示すように、一点鎖線で示す切断線Sに沿って筒部3,4を切断することによって閉塞部3a,4aを切除する。これによって、図3〜図5に示すように、筒部3,4に開口部3b,4bが形成されて成形品5が得られる。
ところで、溶融樹脂11aを成形して形成された成形体10には残留応力が存在しており、閉塞部3a,4aが設けられた状態で各部位の残留応力のバランスがとれている。閉塞部3a,4aを切除すると残留応力のバランスが崩れることにより、開口部3b,4bが変形する。開口部3b,4bのどちらも変形するが、一般に、開口部3b,4bの面積が大きいほど、形状の変化が大きいので、開口部4bでの形状変化が顕著である。そこで、本実施形態では、筒部4及び開口部4bに隣接した位置にリブ8、9を設けることによって開口部4bの変形を抑制している。
筒部4及び開口部4bは、長方形状である。このため、筒部4の側壁及び開口部4bの周縁は、互いに対向する一対の長辺部4cと、一対の長辺部4cを連結するように設けられる一対の短辺部4dを備える。長辺部4cと短辺部4dは角部4eにおいて連結される。長辺部4cの長さは、例えば100〜500mmであり、具体的には例えば、100、150、200、250、300、350、400、450、500mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。短辺部4dの長さは、例えば50〜250mmであり、具体的には例えば、50、100、150、200、250mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。長辺部4cの長さ/短辺部4dの長さの比は、例えば1.5〜5倍であり、具体的には例えば、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。角部4eの曲率半径は、例えば1〜30mmであり、具体的には例えば、1、5、10、15、20、25、30mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。筒部4は基部6から立ち上がるように設けられている。筒部4の高さは、例えば10〜50mmであり、具体的には例えば、10、15、20、25、30、35、40、45、50mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
図3〜図5に示すように、基部6は、筒状である。基部6は、ベース壁6aと、側壁6b,6cと、対向壁6dを備える。筒部4及び開口部4bは、ベース壁6aに形成される。側壁6b,6cは略平行である。開口部4bは、側壁6b,6cの間に設けられている。対向壁6dは、開口部4bに対向する。側壁6b,6cは対向壁6dによって連結される。図5に示すように、開口面(開口部4bの周縁によって形成される面)Pと側壁6bの間の角度αは、20〜80度が好ましく、30〜60度が好ましく、40〜50度が好ましい。この角度が小さいほど側壁6bが開口部4bを狭める方向に倒れやすいので、リブ8,9を設けることによって、開口部4bの変形を抑制することの技術的異議が顕著である。
リブ8は、V溝状のリブであり、側壁6b側の長辺部4cと一対の短辺部4dに沿って多数設けられている。リブ8によって開口部4bの周縁の剛性が強化される。側壁6c側では、長辺部4cに隣接した位置に、長辺部4cに沿ってパーティングラインPLが設けられおり、パーティングラインPLに沿って梁部28が設けられて強度が高められている。
図3に示すように、リブ9は、パーティングラインPLと開口部4bの間において、側壁6b側の長辺部4cの中央に設けられている。開口部4bは長辺部4cの中央近傍が最も大きく変形しやすく、リブ9によって長辺部4cの変形が抑制されている。図4〜図5に示すように、リブ9は、パーティングラインPLから開口部4bに向かって延びるように設けられている。成形品5は、パーティングラインPLに近づくほど肉厚が厚くなるので、パーティングラインPLから開口部4bに向かって延びるリブ9を設けることによって開口部4bの変形が抑制される。
リブ9は、溝状であり、一対の側壁9aと、底壁9bと、端壁9cを備える。底壁9bは、一対の側壁9aの間に設けられている。端壁9cは、側壁9a及び底壁9bに連結されている。端壁9cは、パーティングラインPL上に設けられている。端壁9cは、成形の際に、分割金型19によってパリソン23が圧縮されて形成されるために強度が高い。
パーティングラインPLと開口部4bの間の距離をL1、側壁9aの長さをL2とすると、L2/L1は、0.5以上が好ましい、L2/L1は、例えば0.5〜1であり、具体的には例えば、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95、1であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。本実施形態では、側壁9aは、パーティングラインPLに連結している。側壁9aをパーティングラインPLに連結させることによって開口部4bの変形が特に抑制される。
対向壁6dの外面から開口面Pまでの距離をH1、対向壁6dの外面からパーティングラインPLまでの距離をH2とすると、H2/H1は、0.7以下が好ましく、0.5以下がさらに好ましい。この場合、開口部4bがパーティングラインPLから離れていて開口部4bが特に変形されやすいため、リブ9を設けることによって開口部4bの変形を抑制する意義が特に顕著である。H2/H1は、例えば0〜0.7であり、具体的には例えば、0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
リブ9は、開口部4bから離れるに従って深さが増大するように設けられる。リブ9の最深部での深さをD、リブ9の底壁9bの肉厚をTとすると、D/Tは、2以上が好ましい。D/Tは、例えば、2〜20であり、具体的には例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。肉厚Tが大きいほど、開口部4bが変形しやすいが、深さDを大きくすることによって変形抑制効果が高くなるので、D/Tの値を上記範囲にすることによって、成形品5の肉厚に関わらず、開口部4bの変形を効果的に抑制することができる。
図4に示すように、側壁6c側でのパーティングラインPLは、長辺部4cに隣接した位置において、長辺部4cに沿って設けられている。パーティングラインPL上には、側壁6cから突出した梁部28が設けられている。梁部28は、長辺部4cに沿って設けられており、梁部28によって長辺部4cの変形が抑制される。
3.第2施形態の成形品及びその製造方法
図6〜図7を用いて、本発明の第2実施形態の成形品及びその製造方法について説明する。本実施形態は、第1実施形態に類似しており、リブの形状の違いが主な相違点である。以下、相違点を中心に説明する。
3.1 成形体形成工程
この工程では、図1及び図6に示すように、第1実施形態と同様に、溶融樹脂11aを成形することによって、一端に閉塞部3a,4aが設けられた筒部3,4を有する成形体10を形成する。
2.2 切除工程
この工程では、図6〜図7に示すように、一点鎖線で示す切断線Sに沿って筒部3,4を切断することによって閉塞部3a,4aを切除する。これによって、図7〜図8に示すように、筒部3,4に開口部3b,4bが形成されて成形品5が得られる。閉塞部4aの切除に伴って開口部4bを変形させる力が生じるが、本実施形態では、筒部4及び開口部4bに隣接した位置に梁リブ31,リブ32を設けることによって開口部4bの変形を抑制している。
基部6の基本構成は第1実施形態と同様であるが、本実施形態では、図8〜図9に示すように、側壁6bが立設壁6b1と傾斜壁6b2で構成されている。立設壁6b1は、開口面Pに対して略垂直に立設している。傾斜壁6b2は、立設壁6b1に対して傾斜している。開口面Pと傾斜壁6b2の間の角度βは、5〜70度が好ましく、10〜45度がさらに好ましい。角度βは、具体的には例えば、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70度であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
梁リブ31は、パーティングラインPLと開口部4bの間に設けられている。梁リブ31は、溝状凹部によって構成されており、側壁6b側の長辺部4cと一対の短辺部4dに沿って設けられている。梁リブ31によって開口部4bの周縁の剛性が強化される。側壁6c側では、長辺部4cに隣接した位置に、長辺部4cに沿ってパーティングラインPLが設けられおり、パーティングラインPLに沿って梁部28が設けられて剛性が高められている。
側壁6bにおいては、梁リブ31は傾斜壁6b2に設けられている。梁リブ31は、図8〜図9に示すように、傾斜壁6b1に底壁31aと側壁31bが形成されるように形成される。図9の断面図において、傾斜壁6b1と、底壁31aと、側壁31bが略三角形状になる。底壁31aは開口面Pと略平行になっている。底壁31aと開口面Pの間の角度は、0〜±30度が好ましい。この角度は、具体的には例えば、−30、−20、−10、0、10、20、30度であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。側壁31bと開口面Pの間の角度θは、60〜120度が好ましく、75〜105度がさらに好ましい。角度θは、具体的には例えば、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120度であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
梁リブ31には、複数のリブ32が連結されている。リブ32は、梁リブ31から開口部4bに向かって延びるように設けられている。リブ32は、梁リブ31の底壁31aと側壁31bを連結するように設けられている。リブ32は、梁リブ31を構成する溝状凹部内に設けられている。リブ32によって開口部4bの周縁の剛性がさらに高められる。
対向壁6dの外面から開口面Pまでの距離をH1、対向壁6dの外面からパーティングラインPLまでの距離をH2とすると、H2/H1は、0.7以下が好ましく、0.5以下がさらに好ましい。この場合、開口部4bがパーティングラインPLから離れていて開口部4bが特に変形されやすいため、リブ9を設けることによって開口部4bの変形を抑制する意義が特に顕著である。H2/H1は、例えば0〜0.7であり、具体的には例えば、0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
1 :成形機
2 :樹脂供給装置
3 :筒部
3a :閉塞部
3b :開口部
4 :筒部
4a :閉塞部
4b :開口部
4c :長辺部
4d :短辺部
4e :角部
5 :成形品
6 :基部
6a :ベース壁
6b :側壁
6b1 :立設壁
6b2 :傾斜壁
6c :側壁
6d :対向壁
8 :リブ
9 :リブ
9a :側壁
9b :底壁
9c :端壁
10 :成形体
11 :原料樹脂
11a :溶融樹脂
12 :ホッパー
13 :押出機
13a :シリンダ
16 :インジェクタ
17 :アキュームレータ
17a :シリンダ
17b :ピストン
18 :ヘッド
19 :分割金型
23 :パリソン
25 :連結管
27 :連結管
28 :梁部
31 :梁リブ
31a :底壁
31b :側壁
32 :リブ
P :開口面
PL :パーティングライン
S :切断線
T :肉厚
α :角度
β :角度
θ :角度

Claims (7)

  1. 筒状の基部と、前記基部に設けられた開口部を備える成形品であって、
    前記開口部に隣接した位置にリブが設けられており、
    前記リブは、前記成形品のパーティングラインと前記開口部の間において、前記開口部から離れるに従って深さが増大するように、且つ前記リブの側壁が前記パーティングラインに連結するように設けられる、成形品。
  2. 前記成形品のパーティングラインと前記開口部の間の距離をL1、前記リブの側壁の長さをL2とすると、L2/L1は、0.5以上である、請求項1に記載の成形品。
  3. 前記リブの最深部での深さをD、前記リブの底壁の肉厚をTとすると、D/Tは、2以上である、請求項1又は請求項2に記載の成形品。
  4. 筒状の基部と、前記基部に設けられた開口部を備える成形品であって、
    前記開口部に隣接した位置にリブが設けられており、
    前記成形品は、前記開口部の周縁に沿って設けられた梁リブを備え、
    前記梁リブは、前記成形品のパーティングラインと前記開口部の間の傾斜壁に前記梁リブの底壁と側壁が形成されるように形成された溝状凹部によって構成され、
    前記傾斜壁は、前記開口部の開口面に対する角度が5〜70度であり、
    前記リブは、前記溝状凹部内に設けられる、成形品。
  5. 前記開口部の周縁は、互いに対向する一対の長辺部と、前記一対の長辺部を連結するように設けられる一対の短辺部を備える、請求項1〜請求項4の何れか1つに記載の成形品。
  6. 前記成形品は、発泡成形品である、請求項1〜請求項5の何れか1つに記載の成形品。
  7. 請求項1〜請求項6の何れか1つに記載の成形品の製造方法であって、
    成形体形成工程と切除工程を備え、
    前記成形体形成工程では、溶融樹脂を成形することによって成形体を形成し、
    前記成形体は、筒状の基部と、前記基部から立ち上がるように設けられた筒部と、前記筒部に隣接した位置にリブを備え、
    前記筒部は、一端に閉塞部が設けられており、
    前記切除工程では、前記筒部を切断することによって前記閉塞部を切除して開口部を形成する、成形品の製造方法。
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