JPH10113944A - 中空成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動中子の後退前に中空部の不特定なリブの
生成を防止することにより、リブによるヒケ発生を回避
し、製品の外観品質及び中空率の向上を図るとともに機
械的強度の均一な製品を安定して製造する。 【解決手段】 可動中子９にはその突出状態においてキ
ャビテイ内に圧入される加圧流体の広がりを限定する突
出部９ａを設ける。可動中子９の突出状態で突出部９ａ
で限定されない部分における溶融樹脂４内に中空部７を
形成した後、可動中子９の後退により中空部７を肉厚方
向に拡張するとともに、突出部９ａによる限定部分にほ
ぼ全面的に中空部７を拡張させる。可動中子９の後退前
において不特定なリブの生成がなく安定した中空分布が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空成形品の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の中空成形品の製造方法（従来例１
という。）についてその工程図を示した図１６を参照し
て簡単に述べる。図（ａ）において、成形機ノズル１よ
り金型２のキャビティ内に溶融樹脂４を射出する。次に
図（ｂ）において、溶融樹脂４の射出が終わる間際ある
いは終わると同時に前記キャビティ内に高圧ガスの圧入
を行い、中空部７を形成する。次に図（ｃ）において、
高圧ガスによる保圧を行い、冷却完了後、中空部７を有
する中空成形品（すなわち製品）６内の高圧ガスの回収
を行う。次に同（ｄ）において、金型２を型開きし離型
を行う。図１７（ａ）に従来例１によって製造された製
品６すなわち自動車用カップホルダー６（製品と同一符
号を付す）の一例が斜視図で示され、また同（ｂ）に
（ａ）のＡ−Ａ線断面図が示されている。

【０００３】上記した従来例１では、製造可能な製品６
の中空率の限界が３０％程度であるため、肉厚の大きい
厚肉部を有する製品への適用には、重量アップやヒケ発
生、成形サイクルが非常に長くなる等の問題がある。し
たがって、製品６例えば前記カップホルダー６の場合に
は、図１７に示すような形状の製品設計を行うが、カッ
プホルダー６の外周部に厚肉の壁部６ａを形成すること
になり、その壁６ａで囲まれた部分が凹んだ凹部６ｂと
なるため、質感がなく、見栄え、製品剛性に問題が残
る。

【０００４】このような問題を解決するものとして、次
の中空成形品の製造方法（従来例２という。）がある。
この製造方法についてその工程図を示した図１８を参照
して簡単に述べる。図（ａ）において、金型２（従来例
１と同等部位には同一符号を付す。）のキャビティ内へ
の突出とこの突出位置からの後退が可能な可動中子９を
有する金型２を用い、キャビティ内に可動中子９が突出
した状態で、成形機ノズル１より金型２のキャビティ内
に溶融樹脂４を射出する。次に図（ｂ）において、前記
キャビティ内に高圧ガスを圧入し中空部７を形成し、図
（ｃ）に示すように前記可動中子９を後退させ、キャビ
ティ内の容積拡大を図ることにより、製品６の中空率を
アップする。次に図（ｄ）において、高圧ガスによる保
圧を行い、冷却完了後、製品６内の高圧ガス回収を行
う。次に図（ｅ）において、金型２を型開きし離型を行
う。図１９（ａ）に従来例２によって製造された自動車
用カップホルダー６の一例が斜視図で示され、また同
（ｂ）に（ａ）のＢ−Ｂ線断面図が示されている。なお
図１９（ａ）の二点鎖線による斜線部は可動中子９の後
退部分を示す。

【０００５】上記従来例２によると、従来例１のカップ
ホルダー６（図１７参照）における凹部６ｂを排除して
全面的な厚肉化を図れるため、質感があり見栄えがよく
製品剛性の高いカップホルダー６を得ることが可能であ
る。なお従来例２としては、例えば特公平７−３１５号
公報があげられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来例２
により、厚肉品で断面積が大きいもの及び断面積が変則
的なもの等、例えば前記カップホルダー６（図１９参
照）を製造するような場合には、可動中子９を後退させ
る前における溶融樹脂４の中空部９の中空分布が不安定
で成形の度に異なる不特定なものしか得られない。この
可動中子９の後退前における中空分布が図２０（ａ）に
平断面図で示されている。この状態で、可動中子９を後
退させて中空率を拡大した製品６によると、その中空分
布の平断面図を示した図２０（ｂ）に見られるように、
製品６の中空部７の不特定位置に不特定な厚みのリブ１
０が生成されやすく、このため製品６の意匠面にヒケが
発生し、外観品質の低下を招くとともに、前記リブ１０
が形成される分、中空率の低い製品しか得られない。ま
た、リブ１０が形成される位置により製品６の機械的強
度も異なる等の問題がある。

【０００７】また特開平４−３５７００９号公報には、
中空部の所定位置に所定の大きさの補強リブを意図的に
形成する製造方法が開示されている。しかし、製品の中
空部に補強リブを形成することから、製品の意匠面にヒ
ケが発生しやすい。

【０００８】本発明は上記した問題点を解決するために
なされたものであって、本発明が解決しようとする課題
は、可動中子の後退前に中空部の不特定なリブの生成を
防止することにより、リブによるヒケ発生を回避し、製
品の外観品質及び中空率の向上を図るとともに機械的強
度の均一な製品を安定して製造することのできる中空成
形品の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求
項１の発明は、金型のキャビティ内への突出とこの突出
位置からの後退が可能な可動中子を有する金型のキャビ
ティ内に前記可動中子が突出した状態で、前記キャビテ
ィ内に溶融樹脂を射出し、更に前記キャビティ内に加圧
流体を圧入し、前記可動中子を後退させることにより、
中空成形品を成形する中空成形品の製造方法であって、
前記可動中子にはその突出状態においてキャビテイ内に
圧入される加圧流体の広がりを限定する突出部を設け、
前記可動中子の突出状態で突出部で限定されない部分に
おける溶融樹脂内に中空部を形成した後、前記可動中子
の後退により前記中空部を肉厚方向に拡張するととも
に、前記突出部による限定部分にほぼ全面的に前記中空
部を拡張させることを特徴とする中空成形品の製造方法
である。

【００１０】前記請求項１記載の中空成形品の製造方法
によると、可動中子の突出状態において可動中子の突出
部でキャビテイ内に圧入される加圧流体の広がりを限定
し、その突出部で限定されない部分における溶融樹脂内
に中空部を形成することにより、可動中子の後退前にお
いて不特定なリブの生成がなく安定した中空分布が得ら
れる。この状態から、可動中子が後退することにより、
前記中空部が肉厚方向に拡張されるとともに、前記突出
部による限定部分にほぼ全面的に前記中空部が拡張され
ることにより、中空部の中空率が大幅に増大する。従っ
て、可動中子の後退前に中空部の不特定なリブの生成を
防止することにより、リブによるヒケ発生を回避し、製
品の外観品質及び中空率の向上を図るとともに機械的強
度の均一な製品を安定して製造することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態１〜８につい
て順に説明する。 〔実施の形態１〕実施の形態１について図１〜図７を参
照して説明する。なお説明の都合上、従来例と同等部位
には同一符号を付すことにする。図１に本製造方法によ
って製造された自動車用カップホルダー６が斜視図で示
されている。このカップホルダー６は、内部に中空部を
有する中空成形品からなり、所定肉厚のほぼＨ字形板状
に形成されている。カップホルダー６の下面６ｃ（図１
においては裏面斜視図のため上面に表れている。）にお
いて面積が広く、中空分布が不安定になりそうな部位に
は、浅い深さの一つのほぼ四角形状の凹所６ｄが形成さ
れている。

【００１２】次に、前記カップホルダー６の製造に用い
る金型２について、その断面図を示した図５を参照して
説明する。金型２は、型合わせにより前記カップホルダ
ー６に対応するキャビティを形成する固定側型板１１と
可動側型板１２とを備えている。固定側型板１１は、固
定側取り付け板１３の下面に取り付けられている。また
可動側型板１２は、上側のスペーサブロック１４を介し
て受け板１５上に設置されている。受け板１５は、下側
のスペーサブロック１６を介して可動側取り付け板１７
上に設置されている。可動側取り付け板１７上には、エ
ジェクタピン１８を有するエジェクタプレート１９が配
置されている。なお図示しないが、可動側型板１２には
射出成形機のノズルが接合されるスプルーが設けられて
いる。

【００１３】金型２の可動側の構造について、図５の
他、図６（ａ）の斜視図及び同（ｂ）の断面斜視図を参
照して述べる。可動側型板１２には、前記カップホルダ
ー６の下面６ｃを含む下半部形状に対応する成形面が形
成されている。可動側型板１２は、キャビティ内への突
出とこの突出位置からの後退が可能な可動中子９を有し
ている。可動中子９には、前記カップホルダー６の外周
部を除いた下面６ｃ部分に対応する成形面が形成されて
いる。可動中子９の成形面には、前記カップホルダー６
の凹所６ｄに対応する突出部９ａが形成されている。な
お突出部９ａは、本形態のものでは可動中子９に一体に
組付けた固定中子２１によって形成されているが、可動
中子９自体に形成してもよい。また可動中子９の成形面
の範囲を図１に二点鎖線で示した。

【００１４】前記可動中子９は、それを載せたくさび型
スライドブロック２２の水平方向のスライドによって昇
降させられる。すなわち図５に示すように、可動中子９
とスライドブロック２２の当接面には、互い摺動可能に
面接触する斜面９ｂ，２２ａが形成されている。スライ
ドブロック２２は、前記受け板１５上に摺動可能に設け
られており、前記上側のスペーサブロック１４に設置し
た油圧シリンダ２４の伸縮作動によって進退移動する。
前記斜面９ｂ，２２ａは図５において右上がり勾配をな
しているため、スライドブロック２２が図示右方へ往動
することにより可動中子９が後退すなわち下動し、また
スライドブロック２２が復動することにより可動中子９
が突出すなわち上動する。なお油圧シリンダ２４に代え
て、電動モータとボールねじとの組み合わせによる送り
機構によってスライドブロック２２を進退移動させるこ
ともできる。また図示されないが、前記可動中子９とス
ライドブロック２２との間には直角案内構造のすべり案
内手段が介装される。

【００１５】続いて、上記金型２を使用してカップホル
ダー６を製造する工程について図２及び図３の各工程図
を参照して説明する。図２の各図は図１のＡ−Ａ線断面
に相当する断面を示し、図３の各図は図１のＢ−Ｂ線断
面に相当する断面を示している。図２及び図３の各
（ａ）に示すように、可動中子９が金型２のキャビティ
内へ突出した状態で、図示しない成形機ノズルより金型
２のキャビティ（詳しくは固定側型板１１と、可動中子
９を有する可動側型板１２により形成されるキャビティ
をいう）内に溶融樹脂４を射出する。なお溶融樹脂４は
完全充填する場合と、欠肉気味に充填する場合がある。

【００１６】次に図２及び図３の各（ｂ）に示すよう
に、キャビティ内に高圧ガスを圧入するとともに可動中
子９は後退を開始する。この高圧ガスの圧入開始時にお
いて、可動中子９の突出部９ａでキャビテイ内に圧入さ
れる加圧流体の広がりが限定されるため、その突出部９
ａで限定されない部分における溶融樹脂４内に中空部７
が形成され、かつその中空部７は不特定なリブの生成が
なく安定した中空分布のものが形成される。このときの
中空部７の中空分布が図４（ａ）に示されている。

【００１７】次に図２及び図３の各（ｃ）に示すよう
に、可動中子９を後退させることによりキャビティ内の
容積拡大を図り中空率をアップする。すると、前記中空
部７が肉厚方向（図示上下方向）に拡張されるととも
に、前記突出部９ａによる限定部分にほぼ全面的に前記
中空部７が拡張されることにより、中空部７の中空率が
大幅に増大する。このときの中空部７の中空分布が図４
（ｂ）に示されている。その後、従来例１及び従来例２
と同様に、高圧ガスによる保圧を行い、冷却完了後、製
品６内の高圧ガス回収を行い、続いて金型２を型開きし
離型を行う。

【００１８】上記した製造方法によると、可動中子９の
後退前に中空部７の不特定なリブの生成を防止すること
により、リブによるヒケ発生を回避し、製品６の外観品
質及び中空率の向上を図るとともに機械的強度の均一な
製品６を安定して製造することができる。

【００１９】〔実施の形態２〕実施の形態２について図
７〜図９を参照して説明する。本実施の形態２は実施の
形態１の一部を変更したものであるからその変更部分に
ついて詳述し、実施の形態１と同一もしくは実質的に同
一構成と考えられる部分には同一符号を付して重複する
説明は省略する。また次以降の実施の形態についても同
様の考えで重複する説明は省略する。

【００２０】図８に本製造方法によって製造された自動
車用カップホルダー６が斜視図で示されている。本カッ
プホルダー６の下面６ｃ（図８においては裏面斜視図の
ため上面に表れている。）は、形態１における凹所６ｄ
がなく全面的にフラットな面をなしている。すなわち前
記実施の形態１によるカップホルダー６に存在していた
凹所６ｄ（図１参照）を排除することにより、カップホ
ルダー６の栄えが改良されている。

【００２１】次に、前記カップホルダー６の製造に用い
る可動中子９について図７を参照して説明する。図７
（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の側断面図、（ｃ）は
（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。可動中子９における突
出部９ａは、可動中子９に昇降可能に設けた可動中子２
６によって形成されている。なお説明の都合上、可動中
子９を第１可動中子ともいい、可動中子２６を第２可動
中子ともいう。また可動中子９，２６の成形面の範囲を
図８に二点鎖線で示した。また図７（ａ）及び（ｂ）に
は、第１可動中子９とスライドブロック２２との間に介
装された直角案内構造のすべり案内手段（符号、２８を
付す）が表されている。

【００２２】第２可動中子２６は、図７（ｂ）及び
（ｃ）に示すように突出部９ａの下面に突出する軸部２
６ａと、その軸部２６ａの下端に設けられた摺動子２６
ｂとを備えている。第２可動中子２６は、スプリング２
７の付勢によって常に下方へ付勢されており、摺動子２
６ｂの下面は円弧面に形成されており、その円弧面がス
ライドブロック２２の斜面２２ａ上に摺動可能に当接さ
れている。摺動子２６ｂが当接する斜面２２ａの部分に
おいて、そのほぼ下半部には斜面２２ａより急勾配の斜
面（図７（ｃ）に符号、２２ｂを付す）が形成されてい
る。これにより、上昇位置にある両可動中子９，２６が
スライドブロック２２の往動により下動していくとき
に、往動の前半部分では両可動中子９，２６が同期して
下動し、往動の後半部分では第１可動中子９が可動する
よりも早く第２可動中子２６が下動することにより、往
動終了付近で突出部９ａの成形面が第１可動中子９の成
形面と同一面をなすように設定している。なお第２可動
中子２６の第１可動中子９に対する後退のタイミングや
速度は、斜面２２ｂの形成位置、傾斜角度によって適宜
設定される。

【００２３】上記した第２可動中子２６を備えた第１可
動中子９を用いると、図９の工程図に示されるように、
（ａ），（ｂ）は実施の形態１の場合（図２参照）と同
様であるが、（ｃ）に示すように第１可動中子９の後退
完了時には、第１可動中子９と第２可動中子２６との成
形面がフラットな面をなすため、図８に示すようにカッ
プホルダー６の下面６ｃを凹所６ｄのないフラットな面
に形成することができる。なお前記各可動中子９，２６
を、個々に独立する昇降手段例えば油圧シリンダ、電動
モータとボールねじとの組み合わせによる送り機構によ
って制御することも可能である。また、図９の各図は図
８のＡ−Ａ線断面に相当する断面で示されている。

【００２４】〔実施の形態３〕実施の形態３について図
１０〜図１２を参照して説明する。本実施の形態３は実
施の形態２における第２可動中子２６の摺動子２６ｂが
摺動するスライドブロック２２の斜面２２ａの当該斜面
部分に変更を加えたものである。図１０（ａ）は第２可
動中子２６を有する第１可動中子９を示す斜視図、
（ｂ）は（ａ）の側断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線
断面図である。また図１１はスライドブロック２２を示
す斜視図である。

【００２５】図１０に示すように、本実施の形態３にお
ける第２可動中子２６の摺動子２６ｂの下面は半球状面
に形成されている。また図１０（ｃ）及び図１１に示す
ように、前記摺動子２６ｂが摺動するスライドブロック
２２の斜面２２ａの当該部分の案内面は、前記形態２に
おける斜面２２ｂをその勾配をもって上方へ延長した斜
面（同一符号を付す）と、その斜面２２ａの上端から図
１０（ｃ）において右方へ水平状をなす水平面（符号、
２２ｃを付す）とから形成されている。更に水平面２２
ｃには図１１によく表されるように凹み部２２ｄが設け
られている。凹み部２２ｄに摺動子２６ｂの先端部（下
端部）が落ち込んだ時には、第１可動中子９と第２可動
中子２６との成形面がフラットな面を形成する。

【００２６】これにより、第１可動中子９が上昇位置に
あるときには、凹み部２２ｄに摺動子２６ｂの先端部が
落ち込み、第１可動中子９と第２可動中子２６との成形
面がフラットな面を形成している。この状態からスライ
ドブロック２２が往動されていくと、第１可動中子９が
定速で下動していく一方、第２可動中子２６の摺動子２
６ｂが凹み部２２ｄから水平面２２ｃにのり上げること
で突出部９ａがキャビティに突出し、続いて摺動子２６
ｂが斜面２２ｂを摺動していくことで、第１可動中子９
が可動するよりも早く第２可動中子２６が下動すること
により、往動終了付近で突出部９ａの成形面が第１可動
中子９の成形面と同一面をなすように設定している。

【００２７】上記した第２可動中子２６を備えた第１可
動中子９を用いると、図１２の工程図に示されるよう
に、（ｂ），（ｃ）は実施の形態２の場合（図９参照）
とほぼ同様であるが、（ａ）に示すように第１可動中子
９の突出時に、第１可動中子９と第２可動中子２６との
成形面をフラットな面にできる。このため、（ａ）の状
態で溶融樹脂４の射出を行うことにより、射出開始時に
おける突出部９ａ付近でのウエルド、ガス焼け、艶ムラ
の発生を防止することができる。詳しくは、実施の形態
１及び形態２のように溶融樹脂４の射出開示時に突出部
９ａがキャビティに突出していると、樹脂の流れが悪く
なることが原因でウエルドや焼けが発生したり、突出部
９ａの段差において圧力のかかり方が異なることが原因
で艶ムラが発生する場合があるが、このような場合には
本形態３に示すように射出開始時に第１可動中子９と第
２可動中子２６との成形面をフラットな面とすることに
より、前記した成形不良の発生を防止することができ
る。また、図１２の各図は図８のＡ−Ａ線断面に相当す
る断面で示されている。

【００２８】〔実施の形態４〕実施の形態４について図
１３を参照して説明する。本実施の形態４は、可動中子
９の成形面が円形状の場合の突出部９ａの一例であっ
て、図１３（ａ）に成形面が示されているように、可動
中子９の成形面を等分する複数（図は８本を示す）の溝
部（符号、２９を付す）が放射状にできるように突出部
９ａが設けられている。従って、同（ｂ）に可動中子９
の後退前の中空部７の中空分布を示すように、中空部７
が突出部９ａの相互万の溝部分に沿って拡散していき、
不特定なリブの生成がなく安定した中空分布が得られ
る。この状態から、可動中子９が後退することにより、
同図（ｃ）に可動中子９の後退前の中空部７の中空分布
を示すように、前記中空部７が突出部９ａによる限定部
分にほぼ全面的に前記中空部７が拡張されていくことに
より、ほぼ円形の中空部７を形成することができる。

【００２９】〔実施の形態５〕実施の形態５は実施の形
態４の変更例を示すもので、図１４に示すように可動中
子９の成形面が四角形状をなしている。なお図１４
（ａ），（ｂ），（ｃ）の各図は図１３の各図に準して
表されている。

【００３０】〔実施の形態６〕実施の形態６は実施の形
態４の変更例を示すもので、図１５に示すように可動中
子９の成形面が三角形状をなしている。なお図１５
（ａ），（ｂ），（ｃ）の各図は図１３の各図に準して
表されている。

【００３１】本発明は上記実施の形態１〜６に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る変更が可能である。例えば、加圧流体としては、使用
樹脂と反応又は混合しない気体又は液体であればよ
い。、例えば窒素ガス、ヘリウムガス等の不活性ガス、
空気、水、グリセリン等である。また本発明は、厚肉品
で断面積が大きいもの及び断面積が変則的な製品６であ
ればよく、上記カップホルダー６の他、ドアグラブ、ド
アコンソール、ハウジング等の厚肉樹脂製品に適用する
ことができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の中空成形品の製造方法によれ
ば、可動中子の後退前に中空部の不特定なリブの生成を
防止することにより、リブによるヒケ発生を回避し、製
品の外観品質及び中空率の向上を図るとともに機械的強
度の均一な製品を安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１により製造されたカップホルダー
の一例を示す斜視図である。

【図２】製造工程を示す工程図である。

【図３】製造工程を示す工程図である。

【図４】中空部の中空分布を示す説明図である。

【図５】金型を示す断面図である。

【図６】可動側型板の説明図である。

【図７】実施の形態２に係る可動中子の説明図である。

【図８】実施の形態２により製造されたカップホルダー
の一例を示す斜視図である。

【図９】製造工程を示す工程図である。

【図１０】実施の形態３に係る可動中子の説明図であ
る。

【図１１】スライダの斜視図である。

【図１２】製造工程を示す工程図である。

【図１３】実施の形態４を示す説明図である。

【図１４】実施の形態５を示す説明図である。

【図１５】実施の形態６を示す説明図である。

【図１６】従来例１を示す説明図である。

【図１７】従来例１により製造されたカップホルダーの
一例を示す説明図である。

【図１８】従来例２を示す説明図である。

【図１９】従来例２により製造されたカップホルダーの
一例を示す説明図である。

【図２０】中空部の中空分布の一例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】 ２ 金型 ４ 溶融樹脂 ７ 中空部 ９ 可動中子 ９ａ 突出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型のキャビティ内への突出とこの突出位
   置からの後退が可能な可動中子を有する金型のキャビテ
   ィ内に前記可動中子が突出した状態で、前記キャビティ
   内に溶融樹脂を射出し、更に前記キャビティ内に加圧流
   体を圧入し、前記可動中子を後退させることにより、中
   空成形品を成形する中空成形品の製造方法であって、前
   記可動中子にはその突出状態においてキャビテイ内に圧
   入される加圧流体の広がりを限定する突出部を設け、前
   記可動中子の突出状態で突出部で限定されない部分にお
   ける溶融樹脂内に中空部を形成した後、前記可動中子の
   後退により前記中空部を肉厚方向に拡張するとともに、
   前記突出部による限定部分にほぼ全面的に前記中空部を
   拡張させることを特徴とする中空成形品の製造方法。