JPH10119081A - ガス支援成形法による中空成形体及びその成形用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放射状に延びる棒状水平部を備えた椅子用脚を
ガス支援射出成形法で製造するにおいて、強度アップを
図る。 【手段】下金型10の各棒状水平部成形用キャビティ13
に、当該棒状水平部成形用キャビティ13の長手方向に沿
って延びる板状の突起19を設ける。突起20を覆う形態の
リブ21が一体成形されるため、強度をアップできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス支援射出成形
法によって製造される中空成形体、及びその製造用金型
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス支援射出成形法は、密着・離反自在
な一対の金型の合わせ面に形成したキャビティに溶融合
成樹脂を未充満の状態（一般に、キャビティの容積の50
〜80％程度）で注入し、次いで、キャビティ内にガスを
噴出させて、溶融合成樹脂をキャビティの内面に押し広
げることによって中空成形体を製造するものである。

【０００３】この成形法によると、例えばポリプロピレ
ンのような安価な素材を使用して、単純な断面形状で強
度の高い中空成形体を製造できる利点がある。このた
め、例えば椅子用脚体のように、従来は６ナイロンや66
ナイロン等のエンジニアリングプラスチックを素材とし
て射出成形法で製造していた物品に適用すると、大幅な
コストダウンが可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のガス支
援射出成形法によって製造される中空成形体は、単純な
中空断面形状に過ぎないため、強度アップに限界がある
と言う問題があった。特に、平面視で放射状に延びる棒
状水平部を備えた椅子用脚体のように細長い部分を備え
た中空成形体や、家具の天板のような広い面積の板状中
空成形体の場合、強度アップの方策が要請される。

【０００５】また、中空成形体の場合、強度アップのた
めには肉厚を均一化することが求められるが、従来の金
型装置ではガスの圧力によって溶融合成樹脂の流れが不
均一になることを防止できないため、この点も不完全で
あった。特に、椅子用脚体のように形状が複雑になると
金型装置のキャビティ内での樹脂の均等な流れが阻害さ
れるため、偏肉による強度低下の現象が顕著に現れてい
た。

【０００６】本発明はこれらの問題を解消することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
請求項１の発明は、「密着・離反自在な一対の金型の合
わせ面に形成したキャビティに溶融合成樹脂を注入して
からキャビティ内にガスを噴出することによって製造さ
れる中空成形体であって、その適宜箇所に、中空部内に
突出するリブを一体成形する」の構成にした。この場
合、リブは板状や柱状など種々の形態にすることができ
る。また、リブの寸法や断面形状等は、中空成形体の形
状や荷重の掛かり方等に応じて設定したら良い。

【０００８】請求項２の発明は請求項１の構成をより具
体化したもので、この発明では、リブは板状であって、
当該リブを挟んだ両側を非連通状態に分断するように延
びている。請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の
中空成形体を製造するのに適したガス支援射出成形用の
金型装置に関するもので、「密着・離反自在な一対の金
型を備え、両金型を密着させた状態でキャビティに溶融
合成樹脂を未充満の状態で注入してから、キャビティ内
にガスを噴出させることにより、キャビティに嵌まる外
形の合成樹脂製中空成形体を製造するようにした金型装
置であって、前記一対の金型のうちいずれか一方又は両
方の適宜箇所に、キャビティ内に突出する板状や柱状等
の突起を設ける」の構成にした。

【０００９】請求項４の発明は、請求項３を、上向きに
開口した筒部から複数本の棒状水平部を平面視で放射状
に延出して成る椅子用脚体の製造用金型装置に適用した
ものである。この金型装置は、「椅子用脚体に上方から
嵌まる形状の上金型と、椅子用脚体に下方から嵌まる形
状の下金型を備えており、前記下金型のうち各棒状水平
部成形用キャビティの箇所、及び、下金型における筒部
成形用キャビティのうち隣合った棒状水平部成形用キャ
ビティが分岐する股部の箇所のいずれか一方又は両方
に、キャビティ内に突出する突起を設ける」の構成にさ
れている。

【００１０】

【発明の奏する効果】請求項１のように中空成形体にリ
ブを設けると、リブの補強効果によって中空成形体の強
度を格段に向上できる。この場合、リブは中空部内に突
出しているから、リブが邪魔になることはない。従って
請求項１によると、中空成形体の機能を損なうことなく
その強度を向上できる効果を有する。

【００１１】また、請求項２のように構成すると、リブ
は中空成形体の表裏両側を繋いだ状態になるから、例え
ば家具の天板のような広い面積の中空成形体であっても
その強度を格段に向上できる。この第２実施形態の場
合、金型装置を用いて製造するに当たっては、リブを形
成するための突起によってキャビティが仕切られ、突起
で仕切られた各区画ごとにガスを噴出させることにな
る。すると、樹脂がキャビティ内に自由に流れ移動する
ことが突起によって阻止できると共に、ガスの圧力を均
一化できるから、中空成形体を高い寸法精度で製造でき
る利点も有する。

【００１２】請求項３のように金型に突起を設けると、
この金型を使用して中空成形体を製造するにおいて、中
空成形体の中空部内には、金型の突起を覆う断面形状の
リブが形成される。すなわち、請求項１の中空成形体を
製造できる。従って請求項３によると、強度の高い中空
成形体を容易に製造できる。また、突起はリブを成形す
るためのみでなく、溶融合成樹脂の流れを規制する役割
を果たすこともできるため、突起の存在によって肉厚の
均一化を図ることもでき、この点からも強度アップを図
ることができる。

【００１３】請求項４において、下金型のうち棒状水平
部成形用キャビティに突起を設けると、棒状水平部には
突起を覆う形態の補強リブが一体成形されるため、椅子
用脚体の強度を格段に向上できる。この場合、リブが棒
状水平部成形用キャビティの長手方向に延びるように形
成するのが望ましい。他方、請求項４において、下金型
のうち筒部成形用キャビティに突起を設けると、各棒状
水平部成形用キャビティにガスを噴出させて棒状水平部
を中空状に形成するに際して、各棒状水平部成形用キャ
ビティに充填された溶融合成樹脂が隣の棒状水平部成形
用キャビティに流れ移動することが突起によって防止さ
れるから、各棒状水平部の肉厚の均一化を図ることがで
きる。その結果、椅子用脚の加工精度を格段に向上して
強度を向上できる。

【００１４】更に、請求項４において各棒状水平部成形
用キャビティと筒部成形用キャビティとの両方に突起を
設けると、偏肉を防止した状態で各棒状水平部にリブを
形成できるから、強度をより一層向上できる。

【００１５】

【発明の実施形態】次に、本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１〜図３は請求項４を具体化した第
１実施形態であり、このうち図１は椅子１の斜視図であ
る。この椅子１は、座体２と中空成形体の一例としての
脚体３とを備えており、脚体３は、中央に位置した上向
き開口の筒部４と、筒部４から放射状に延びる５本の棒
状水平部５とから成っている。各棒状水平部５の先端に
はキャスター６を取付けている。図示していないが、脚
体３の筒部４にはガスシリンダ等の脚柱を取付けてお
り、これを蛇腹状のカバー７で覆っている。

【００１６】図２〜図３は、前記椅子１の脚体３を製造
するための金型装置の具体例を示している。このうち図
2(A)は金型装置及び脚体３の断面図、図2(B)は(A) のB-
B 視底面図、(C) は(A) のC-C 視平面図、図３は形成工
程を示す図である。金型装置は、脚体３に上方から嵌ま
る形状の上金型９と、脚体３に下方から嵌まる形状の下
金型10とを備えている。上金型９の中心部には中子11を
設け、これに溶融合成樹脂Ｒの注入口（ゲート）12を下
向き開口させている。なお、筒部４は上下に開口させて
も良い。

【００１７】下金型10のうち棒状水平部成形用キャビテ
ィ（脚体３の各棒状水平部５を形成するためのキャビテ
ィ）13の箇所には、ガス噴出用のノズル14を設けてい
る。図示の例では、２個のノズル14を棒状水平部成形用
キャビティ17の長手方向に沿って適宜隔てて設けている
が、ノズル14は各棒状水平部成形用キャビティ17の箇所
ごとに１個ずつ又は３個以上でも良い。下金型10におけ
る各棒状水平部成形用キャビティ13の先端箇所には、脚
体３の各棒状水平部５にキャスター取付け穴15を形成す
るためのピン16を突設している。

【００１８】更に、下金型10において筒部４を形成する
ためのキャビティ（筒部成形用キャビティ）17のうち、
隣合った棒状水平部成形用キャビティ13の分岐部には、
隣合った棒状水平部成形用キャビティ13を仕切るように
した突起18をそれぞれ上向きに突設している。各突起18
は板状に形成されており（棒状でも良い）、上金型９と
若干の隙間が空くような高さ寸法に設定している。ま
た、各突起18は筒部成形用キャビティ17の外周縁よりも
若干内側に配置している。

【００１９】脚体３は次の工程で製造される。すなわ
ち、先ず、図3(A)に示すように、上下金型10を密着した
状態で中子11のゲート12から、ポリプロピレン等の溶融
合成樹脂Ｒをキャビティ13,17 内に高圧（例えば60〜80
kg／cm² 程度）で例えば50〜80％程度注入する。次に、
図3(B)に示すように、各棒状水平部成形用キャビティ13
のノズル14から窒素ガス等のガスを噴出させる。噴射圧
力は樹脂の注入圧力よりも低い60〜80kg／cm² 程度）で
良い。これにより、各棒状水平部成形用キャビティ13の
箇所で溶融合成樹脂Ｒは中空状に膨らむ。そして、樹脂
が固まってから型抜きするのである。これにより、中空
状の各棒状水平部５を備えた脚体３が製造される。

【００２０】そして、下金型10に突起18を形成したか
ら、各棒状水平部成形用キャビティ13にガスを噴出させ
て溶融合成樹脂Ｒを中空状に形成するにおいて、図3(C)
に示すように、溶融合成樹脂Ｒが隣合った棒状水平部成
形用キャビティ13に流れ移動することが阻止される。従
って、各棒状水平部成形用キャビティ13におけるガスの
圧力が不均一であったり、各棒状水平部成形用キャビテ
ィ13の箇所で溶融合成樹脂Ｒの粘度にバラ付きがあった
りしても、各棒状水平部５の肉厚を均一化することが容
易にできるのである。よって、脚体３の強度を向上でき
る。

【００２１】なお、溶融合成樹脂Ｒは粘性が高くて流れ
抵抗が大きいので、隣合った棒状水平部成形用キャビテ
ィ13の股部に突起18を部分的に設けただけのごく簡単な
構造でありながら、溶融合成樹脂Ｒが隣合った棒状水平
部成形用キャビティ13に流れ移動することを効果的に阻
止できる。この第１実施形態において、筒部成形用キャ
ビティ17に突起18を形成することに代えて、又はこれに
加えて、図2(C)に一点鎖線で部分的に示すように、各棒
状水平部成形用キャビティ13の付け根箇所の幅方向に沿
った中間部に突起20を形成しても良い。この形態でも溶
融合成樹脂Ｒが各棒状水平部成形用キャビティ13で不均
一になることを防止して、上記と同様の効果を得ること
ができる。

【００２２】このように、各棒状水平部成形用キャビテ
ィ13の付け根箇所に突起20を設けると、図２(B) に二点
鎖線で部分的に示すように、椅子用脚３における各棒状
水平部５の付け根箇所にリブ21が形成されるため、強度
をより向上できる。なお、このリブ21は、突起20を覆う
ような平断面形状で下向きに開口している。また、脚体
３の筒部４には、突起18が抜けた後の穴19が下向きに開
口している。

【００２３】図４は請求項１及び請求項４に対応した第
２実施形態を示す断面図、図5(A)は図４のVA−VA視断面
図である。この第２実施形態では、下金型10における各
棒状水平部成形用キャビティ13に、複数個の突起20を、
棒状水平部成形用キャビティ13の長手方向に沿って適宜
間隔で突設している。各突起20は、平面視で棒状水平部
成形用キャビティ13の長手方向に沿って延びるように板
状に形成されており、上金型９の近くまで延びる高さで
ある。また、各突起20は、平面視で棒状水平部成形用キ
ャビティ13の中心線に沿って延びるように形成されてい
る。

【００２４】従って、成形された脚体３の各棒状水平部
５には、下向きに開口した複数個の中空状リブ21が形成
される。これら各中空状リブ21は、棒状水平部５の上板
5aと下板5bとに連接した状態になる。これら中空状のリ
ブ21の存在により、棒状水平部５の強度を格段に向上で
きる。このようにリブ21を成形するための突起20を下金
型10に設ける場合、図5(B)の変形例に示すように、突起
20は棒状等の他の種々の形態に形成できる。

【００２５】図６に示すのは上記第２実施形態の変形例
である第３実施形態である。図６のうち(A) は縦断側面
図、(B) は(A) のB-B 視平断面図である。この第３実施
形態では、下金型10の棒状水平部成形用キャビティ13
に、板状の突起20を２列ずつ断続的に設けている。図７
は請求項１及び請求項４を具体化した第４実施形態の断
面図、図８は図７のVIII−VIII断面図である。この実施
形態では、各棒状水平部成形用キャビティ13に、板状の
１枚の突起20を、平面視で棒状水平部成形用キャビティ
13の中心線に沿って長く延びるように形成している。こ
の場合は、図８に示すように、突起20を挟んだ両側にノ
ズル14を設けている。

【００２６】この実施形態では、脚体３における各棒状
水平部５の内部に、上下両面板5a,5b に連接した中空状
の長いリブ21が形成される。従って、脚体３の強度を格
段に向上できる。図９に示すのは、突起20及びリブ21の
別例である第５実施形態である。この実施形態では、リ
ブ21が棒状水平部５の上面板5aに届かないように、突起
20の高さを低い寸法に設定している。この場合、ノズル
14は突起19を挟んだ両側に配置しても良いし、二点鎖線
で示すように、突起20の上端からガスを噴出させるよう
にしても良い。なお、リブ20は棒状水平部５の長さや個
数は任意に設定できる。

【００２７】図10に示すのも突起20及びリブ21の別例で
ある第６実施形態である。この実施形態では、突起20を
棒状水平部成形用キャビティ13に沿って長く延び、且
つ、正面視凹凸状に形成している。従って、この実施形
態では、リブ21は、上面板5aに対して断続的に繋がった
状態になる。なお、図４〜図10の実施形態で示した発明
は、各棒状水平部５を別体に製造してから組立てる場合
における脚体の構造及び製造装置にも適用できる。

【００２８】図11は請求項１及び請求項３を板状物品24
に適用した第７実施形態であり、このうち(A) は斜視
図、(B) は製造工程での(A) のB-B 視断面図である。こ
の第７実施形態では、一対の金型22,23 を使用して中空
状の板状物品24を製造するにおいて、一方の金型22に柱
状の突起25を縦横に整列して適宜間隔で多数個突設する
ことにより、板状物品24の内部に、表面板24ａと裏面板
24ｂとに繋がった中空状のリブ26を多数個形成してい
る。突起25の形態（換言するとリブ26の形態）は柱状に
は限らず、二点鎖線で示すようにリブ26が板状となるよ
うに形成しても良い。

【００２９】この板状の中空物品24は机や家具の天板や
側板などに適用できる。図12に示すのは請求項２を具体
化した第８実施形態である。この実施形態では、板状物
品24の中空部が板状のリブ26によって完全に仕切られ
て、リブ26を挟んだ両側において互いに非連通の状態に
なっている。すなわち、このリブ26は板状物品24の表裏
両面板24a,24b に繋がっており、且つ、図11(A) に二点
鎖線で示したのと同様に、リブ26は板状物品24の中空部
を横切って延びている。

【００３０】図12のうち(A) では両金型22,23 に突起25
を相対向して形成しており、(B) では一方の金型23のみ
に突起25を形成している。この図12のように、リブ26が
中空部を完全に仕切る状態に構成すると、金型22,23 を
使用して成形するにおいて、ガスの圧力によって溶融合
成樹脂Ｒが偏って流れることを防止できるため、肉厚を
均一化して寸法精度を向上できると共に、ヒケを抑制で
きる。なお、樹脂は突起25を挟んだ両側にそれぞれ注入
しても良いし、突起25の箇所から注入しても良い。

【００３１】また、板状物品24の面積が大きい場合は、
多数本の突起を平面視で格子状や並列状等に形成するこ
とにより、板状物品24の中空部をリブ26によって多数の
区画に仕切っても良い。図13及び図14に示すのは、机の
板状脚体28に適用した第９実施形態である。図14の符号
31は机の天板である。

【００３２】この第５実施形態では、脚体28に縦長又は
横長のリブ29を複数本形成している。リブ29は中空状で
あり、その穴30は脚体28の内側面に開口している。リブ
29の配置状態や形状（従って金型における突起の配置状
態や形状）は他の形態でも良い。図15〜図17は二重床用
フロアーパネル31に適用した第10実施形態である。この
実施形態では、リブ33を平面視で十字状に形成してい
る。この実施形態では、上下金型34,35 のうち下金型35
に、リブ33を成形するための板状の突起36を突出・後退
動自在に到着している。そして、図17(A) に示すよう
に、突起36を後退させた状態で溶融合成樹脂Ｒをキャビ
ティ37内に所定量注入してから、図17(B) に示すように
各突起36をキャビティ37内に突出させ、その状態で、各
突起36で仕切られた部位ごとにノズル14からガスを噴出
させることにより、リブ33を形成する。このように突起
36を摺動自在に装着すると、溶融合成樹脂Ｒの注入を均
一化することができる利点がある。

【００３３】なお、この実施形態では、フロアーパネル
32のうちノズル14が抜けた穴38を囲うように補強筒39を
形成している（補強筒39を形成することは、他の実施形
態にも適用できる）。以上、本発明の実施形態を幾つか
説明したが、本願発明は、上述の物品のみでなく、他の
種々の物品に適用することができる。また、リブの形態
（従って、金型の突起の形態）も種々に変更できる。例
えば、突起を他方の金型に密着するように形成すること
により、一つのリブが成形体の表裏両側に開口した状態
になるようにしても良い。

【００３４】また、第１実施形態において、筒部成形用
キャビティ17の突起18を突出・後退動自在に構成して、
各棒状水平部成形用キャビティ13に均等に溶融合成樹脂
Ｒを分散させてからガスを噴出させるにおいて、溶融合
成樹脂Ｒが固まる前に、筒部成形用キャビティ17に設け
た仕切り用突起18を後退させても良い。このようにする
と、突起18によって筒部４に形成された穴19が塞がれる
ため、脚体の強度をより向上できる利点がある。

【００３５】なお、仕切り用突起18によって樹脂の流れ
を規制することは、股部を備えた中空状物品の製造に広
く適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る脚体を使用した椅子の斜視
図である。

【図２】(A) は金型装置及び脚体の分離断面図、(B) は
(A) のB-B 視底面図、(C) は(A) のC-C 視平面図であ
る。

【図３】第１実施形態の製造工程を示す図である。

【図４】第２実施形態に係る椅子用脚体及び金型装置の
示す断面図である。

【図５】(A) は図４のVA−VA視断面図、(B) は変形例の
平断面図である。

【図６】(A) は第３実施形態の側断面図、(B) は(A) の
B-B 視断面図である。

【図７】第４実施形態を示す断面図である。

【図８】図７のVIII−VIII視断面図である。

【図９】第５実施形態を示す断面図である。

【図１０】第６実施形態を示す断面図である。

【図１１】(A) は第７実施形態の斜視図、(B) は製造工
程を示す断面図である。

【図１２】第８実施形態を示す断面図である。

【図１３】第９実施形態を示す斜視図である。

【図１４】第９実施形態の変形例を示す図である。

【図１５】(A) は第１０実施形態を示す斜視図、(B) は
(A) のB-B 視断面図である。

【図１６】第１０実施形態の下金型の平面図である。

【図１７】第１０実施形態の製造工程を示す図である。

【符号の説明】

３ 中空成形体の一例としての椅子用脚体 ５ 脚体の棒状水平部 9,10,22,23,32,32 金型 13 棒状水平部成形用キャビティ 17 筒部成形用キャビティ 18 仕切用の突起 20,25,36 リブ成形用の突起 21,26,29,33 リブ 24 中空成形体の一例としての板状物品 28 中空成形体の一例としての机用脚体 32 中空成形体の一例としてのフロアーパネル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密着・離反自在な一対の金型の合わせ面に
   形成したキャビティに溶融合成樹脂を注入してからキャ
   ビティ内にガスを噴出することによって製造される中空
   成形体であって、その適宜箇所に、中空部内に突出する
   リブを一体成形していることを特徴とする中空成形体。
2. 【請求項２】「請求項１」において、前記リブは板状で
   あって、当該リブを挟んだ両側を非連通状態に分断する
   ように延びていることを特徴とする中空成形体。
3. 【請求項３】密着・離反自在な一対の金型を備え、両金
   型を密着させた状態でキャビティに溶融合成樹脂を未充
   満の状態で注入してから、キャビティ内にガスを噴出さ
   せることにより、キャビティに嵌まる外形の合成樹脂製
   中空成形体を製造するようにした金型装置であって、前
   記一対の金型のうちいずれか一方又は両方の適宜箇所
   に、キャビティ内に突出する板状や柱状等の突起を設け
   たことを特徴とするガス支援射出成形用の金型装置。
4. 【請求項４】「請求項３」において、前記金型装置は、
   上向きに開口した筒部から複数本の棒状水平部を平面視
   で放射状に延出して成る椅子用脚体を製造するためのも
   のであって、この金型装置は、椅子用脚体に上方から嵌
   まる形状の上金型と、椅子用脚体に下方から嵌まる形状
   の下金型を備えており、前記下金型のうち各棒状水平部
   成形用キャビティの箇所、及び、下金型における筒部成
   形用キャビティのうち隣合った棒状水平部成形用キャビ
   ティが分岐する股部の箇所のいずれか一方又は両方に、
   キャビティ内に突出する突起を設けたことを特徴とする
   ガス支援射出成形用の金型装置。