JPS605447B2 - 射出成形プラスチック製品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、両端の開放した非直線的な管状中空体の中へ
内蔵部品を一体的に保持した射出成形プラスチック製品
の製造方法に関するもので、より具体的には逆止弁、ス
トレーナー付パイプ等のように、従来分割型でしか製作
できなかった、内部に別部品を保持している物品を一体
的射出成形プラスチック製品として簡易迅速大量且つ精
密に製造する方法に関するものである。

〔従来技とその問題点〕

プラスチックの射出成形において、融解塩と鋳物砂等の
不活性材料を凝固させることにより所望の中子を製作し
、こを射出成形機の金型にセットして製品本体と一体成
形し、成形後に水処理によって中子のみを流動状に戻し
て、製品本体より中子を除去し、複雑な中空形状の成形
品とする方法は従来公知である。

この方法を用いることにより、従来複雑な輪郭形状をし
た中子は、成形後にその取り出しが不可能であったため
め使用できなかったのが、使用可能になり、複雑な中空
形状をもプラスチック成形品の製作が可能になった。し
かし、この複雑な中空形状の中に、さらに別部品を内蔵
するようなもの、例えば前記逆止弁やストレーナー付き
パイプ、特に折曲げたパイプの中間にストレーナーを固
定したものなどを射出成形品として、特に一段の射出成
形で製造することは不可能とされていた。そのため従来
は、製品本体を幾つかに分割してそれぞれ各部ごとに成
形し、成形後に別部品を製品の中空内部に収納するよう
に各部を粗立てて、ボルト止め、あるいは接着・融着等
の適当な方法で製品本体を仕上げる方法がとられていた
。

従って、製作上も本体製品を幾つかに分割するために、
それに応じて成形型が複雑になること、成形後は製製品
本体を粗立てる工数が増すこと、ボルト類の組立部品や
製品本体の外表面につばやリブなど突起物を設ける必要
があることなどによりｔ製造価格が高価になる欠点があ
った。このような従来の方法による製品を第１図に例示
する。第１図はゥオ−ターボンプ類の逆止弁を断面で示
すもので、この場合、ケーシング１と２とが、それぞ２
れ個別に鋳造又は成形され、ケーシングーの横壁３に逆
止弁の弁体４をネジ４ａで固定し、次にボルト５にてケ
ーシングーとケーシング２とを、合せ面にシール材６を
挟んで、粗立てている。ここでもし、第１図のような製
品を一段で射出成形す３ることができるとしたら、ボル
ト止めのためのフランジーａ，２ａ及びボルト５は不要
になり、シール材６も不要になり、さらに弁体固定用の
ネジ４ａも省略することができるので、部品数を大幅に
減少させ、組立て工程を省略し得るだけでな３く、製品
の外観を著しくスマートにし、合せ面からの漏洩などの
のない精密な製品を提供することができるが、従来技術
ではそれが不可能であった。〔発明の目的〕
４従って、本発明の目的は、両端の
開放した非直線的な管状中空体の内部に別の内蔵部品を
一体的に保持し、外表面が連続一様で継ぎ目やフランジ
「リブなどのない滑らかな一体的表面をなしている射出
成形プラスチック製品を一段の射出成形で製造する方法
を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、逆止弁やストレーナー付曲げパイプなどよう
に、両端が開放した非直線的な管状又はこれに類する中
空体（本明細書で「管状中空体」という）の内部に、弁
体やフィル夕などの内蔵部品の少なくとも一端縁を中空
体肉厚の中に埋設固定して保持するように非直線的管状
中空体を一段の射出成形で製作することにより、外表面
が連続一様に滑らかであって、継ぎ目やフランジなどの
突起物「あるいはさらに内蔵部品の突出機などが外表面
に一切ない射出成形プラスチック製品を得ようとするも
のであって、本発明の方法は大要次の諸工程からなる。

ｉ 製造しようとする管状中空体製品の管長より長い長
さの内腔を備えた中子型を用意し、その内腔壁に、内蔵
しようとする部品、例えば弁体又はフィル夕など、の少
なくとも一端を該製品の肉厚より小さい長さで内腔側部
へ突出させるに足る長さの切込み溝を形成し、この切込
み溝に前記内蔵部品の端緑を密に挿入し、内蔵部品の本
体（主要部分）は内腔内に横たえて、中子型を閉じる。
ｉｉ 前記のように内蔵部品をセットして閉じた中子型
の中へ、水溶性塩又は融解塩と鋳物砂等のような不活性
材料から成る中子材料を例えば電熱容器内で加熱融解し
て粘性の小さい流れ易い状態として注入する。前記込み
溝に挿入してあった内蔵部品の端縁を除いて、内蔵部品
の本体（主要部分）は、注入された中子材料の中に埋没
する。ｉｉｉ 注入した材料が固化したのち中子型を開
いて中子を取り出す。

この中子は、製造すべき製品の管長を越えて突出する頚
部を有しており、また中子外表面の一部に前記内蔵部品
の端縁を製造すべき製品の肉厚以下の長さで突出させて
いる。この中子を射出成形機の金型内にセットするが、
金型の内腔両端には前記頚部を密に保持すべき支え部又
は肩部が形成されており、従って中子は内蔵部品の前記
突出機縁を金型内腔表面に直接接触させることなく、内
腔表面との間に製造すべき製品の肉厚に相当する隙間を
もってセットされ、ついで金型は閉じられる。ｉｖ 中
子を前記のようにセットしで閉じた金型内に射出成形材
料を高温高圧で射出する。

射出成形材料は、ナイロン、ポリカーボネート、ポリア
セタール、フェノール樹脂……等々のェンジニャリング
・プラスチックから選ばれたものを約１７０〜３８０ｏ
ｏの高温溶融状態とし、約７００〜２３００ｋｇ／流の
高圧で金型内に噴入させる。射出成形工程はこの一段で
終了し、内蔵部品の端縁を製品肉厚の中に埋設し、中子
外表面を取り巻いて抱持したプラスチック成形品が得ら
れる。ｖ プラスチックが固化したのち、上記プラスチ
ック成形品を金型から取り出し、中子の一端（又は両端
）に水流を噴射して中子を溶解させつつ噴射水流を中空
成形品の一端から他端へ貫流させて中子を完全に溶解除
去させ、所望の内蔵部品の端縁を肉厚内部に埋設固定し
た射出成形プラスチック製品を得る。〔発明の実施例〕 図面を参照して本発明の好適実施例について説明する。

第２図は本発明の方法により製造された射出成形プラス
チック製品４０の一例を示すもで、具体的には逆止弁で
ある。逆止弁の弁体８は、その取付部（すなわち端縁）
９がプラスック製ケーシング１０の肉厚に一体成形され
て固定されている。ケーシング１０はその中央膨出部１
０ａ、中心孔１０ｃを有する横壁１０ｂ、及び内蔵部品
たる弁体８から成るものとして一体成形されているから
、第１図に示した従来品の如く分割合せ面はなく、従っ
てボルト５もシール材６も、また外側へ突出するフラン
ジｌａ，２ａも必要としない単純で機能的や連続一様な
外表面を有するものとして製造される。さらに弁体８を
固定するため第１図のネジ４ａの如きものも一切不要で
ある。こうして得られた逆止弁４０は両端１０ｄ，１０
ｅが開放しており、端部１０ｅ側から入る流体に対して
は弁体８が鎖線の如く開いて流通を許し、端部１０ｄ側
からの流体流に対しては弁体８が実線の位置に閉じて逆
止弁として機能する。

第２図の製品を製造するための本発明の方法を第３図〜
第７図を参照して説明する。まず、第３図に示すような
、ケーシング１０の複雑中空形状に相当する外形輪郭の
中子１１の長さＬは第２図に示した製品の管長１より大
きく、製品端部１０ｄ，１０ｅより突出する部分は頚部
１１ｄ，１１ｅとなる。

中子１１の内部には内蔵部品たる弁体８の主要部分が埋
没しており、内蔵部品の一端縁（すなわち取付部）９が
中子外表面に前記肉厚Ｔ（第２図）より小さい長さｔで
突出している。第３図のような中子を製造するため第４
図に示すような中子型１３が使用される。

中子型１３は２つ割り半型１３′，１３″を蝶番などに
より開閉自在に構成する。その内腔１３ａの長さＬは製
作すべき中子の長さに等しい。製造すべき製品４０の藤
壁１０ｂに対応して横壁１３ｂが設けられており、また
製品への内蔵部品取付け位置に相当する位置に深さｔの
切込み溝１２が形成されている。深さｔは、第３図にお
ける端緑９の突出長さｔに等しい。この中子型１３の切
込み溝１２内に弁体８の取付部９を密に挿入し弁体８の
主要部分内腔１３ａ内に横たえ中子型１３′，１３″を
閉じる。

ついで第５図に示すように、閉じた中子型１３の内腔１
３ａ内へ中子材料１４を注入する。中子材料１４は、鋳
物砂などの不活性材料と水溶性塩又は融解塩の混合物で
、第５図に示されるような電熱容器１５内で塩の融点よ
り若干高温に加熱溶融して粘性の小さい流れ易い状態で
中子型に注入される。注入に際して、逆止弁の弁体８は
取付部９の部分が切込み溝１２に挿着されていて、主要
部分は中子材料の流入圧力によって下方に押し下げられ
、その状態のまま中子材料が固形化してから、これを中
子型から取り出すと、第３図のような中子１１ができ上
がる。次に、このような中子１１を第６図に示す射出成
形機の金型にセットする。

この金型は、ガイドピン３５に沿って上下開閉し得るよ
うに可動側取タ付板３６上に支持された可動型板２９と
、固定型板２８とから成り、合せ面３７で上下に開く。
この合せ面３７に沿う金型内腔の両端に、中子１１の前
記頚部１１ｄ，１１ｅを密に支える支え部又は肩部３０
が形成されている。支え部３川こ対応０して固定型板２
８側の内確両端に形成された頚部はめ合い部３８も同様
に密に頚部１１ｄ，１１ｅを保持するように、すなわち
射出成形時にプラスチックが頚部の周りに侵入しないよ
うに精密な寸法精度に仕上げられている。中子頚部１１
ｄ，１１ｅを支え部３０‘こ支持させて金型を閉じると
、中子１１の外形形状と型板２８，２９の内腔表面との
間に、第２図に示したケーシング１０の肉厚に相当する
空間（隙間）３１が形成され、内蔵部品たる弁体８の取
付部９は、この空間３１内に内腔表面と接触しない限度
で突出する。

空間３１は、ゲート３２、ランナー３３「 スプルー３
４を介して高温高圧の射出成形プラスチック材料供給源
に通じている。プラスチック材料がゲート３２を通じて
空間３１内に頃入されると、プラスチックは内蔵部品の
端縁（取付部）９を埋設した一体的なケーシング肉厚を
構成する。プラスチックが固化したら、可動型板２９を
下方へ開くと、ェジェクタピン３９がつき上げられ、成
形品は金型から取り出される。

この成形品は、第７図に４０′として示すように中子１
４を内部に抱持し、内蔵部品８の端縁９を肉厚内にイン
サート成形したものである。次に、この成形品４０′を
第７図に示すように適宜水槽の中などに入れ、中子１１
の一端１８ｅに水流を当てて塩を溶解せしめ、次第に中
子を溶解除去して水流を池側（１１ｄ側）まで貫流させ
れば、内蔵部品８を一体成形した射出成形プラスチック
製品４０（第２図）が得られる。

以上の製造工程で使用する中子材料と射出成形材料及び
逆止弁の弁体材料の例を挙げると、以下の通りである。

中子材料としてはいるいる融点の違ったものが利用でき
るが、不活性材料としては約３００メッシ３ュの粒度を
持つ鋳物砂が、また融解塩は２２１００の融点を持つ硝
酸ナトリウムと硝酸カリウムの混合物が好適である。こ
れらを約２５０ｑｏの温度で均一に混合し、そして第５
図に示されているように、この混合物を６０〜７９ｏｏ
の間に加熱された中子型１ ３３に鋳込むことによって
第３図のような中子１１ができ上がる。射出成形材料は
射出時の温度が中子材料に悪影響を及ぼさない材料を選
定する必要があるが、好適にはナイロン樹脂を２１０℃
の温度に加熱溶融し４て約１２００ｋｇ／の程度の圧で
金型に靖入させればよい。

また、逆止弁の弁体８の材料は、中子材料の鋳込み時の
温度（上例では２５０ｑ○）に耐える材料であればよく
、具体的にはフッ素ゴムが好適である。

次に、第８図及び第９図は、本発明の他の実施例を示す
ものである。

第８図はネット材２３の端縁（周縁）２４を精品肉厚以
下の長さで突出させた中子２５を示している。この中子
を製作するための中子型は図示していないが「端縁（周
縁）２４を挿入するための切込み溝を内腔壁に環状に形
成したものである。０ また、中子型の長さＬ（第９図
参照）は、糟造しようとする製品の管長１よりも長いも
のとする。

従って、中子２５は頚部２５ｄ，２５ｅを有するものと
して製作される。この中子２５をセットすべき射出成形
用金型（図示せず）は、中子頚タ部２５ｄ，２５ｅを密
に支える支え部を備えたものとして準備される。内蔵部
品たるネット材２３の端縁（周緑）２４は、金型内腔表
面に接触することなく内腔内に突出し、射出成形プラス
チック材料の射出によりプラスチック肉厚内に埋設され
る。射出成形後、中子２５の端部から水流を噴射して、
他端部へ貫流させることにより〜中子を除去すると、第
９図に示すような折れ曲がった中空部２７の中間に内蔵
部品を一体成形により保持した中空管状の製品２６が得
られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、射出成形機の金型
内表面によっては保持できない内蔵部品を製品肉厚内に
一体成形した非直線的な両端開放管状中空体を−段の射
出成形工程で精造することができるから、製品本体を幾
つかの部分に分割して個別に成形する必要もなく、また
個別成形品に別部品たる内蔵部品を別工程でセットした
り、個別成形品を製品本体として粗立てたりする必要も
なく、製品の構造は単純化されてしかも精密となり、糟
品の外観は余分な突出物等を有しないから、シンプル且
つ機能的となり、製品品質の安定と生産コストの低減を
はかることができる等著大な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方法で製造される逆止弁の縦断面図、第
２図は本発明の方法により製造される非道線的な管状中
空体としての一体射出成形プラスチック製品の一例を示
す縦断面図、第３図は本発明の方法で用いる、内蔵部品
の端縁を突出させた中子の縦断面図、第４図は第３図の
中子の製作に使用される半割り中子型を開いて示す斜視
図「第５図は中子型へ中子材料を注入する工程の説明図
、第６図は射出成形機金型に中子をセットして射出成形
を行なった段階を示す縦断面図「第７図は射出成形後、
水流噴射による中子の除去工程の説明図、第８図は本発
明の他の実施例に係る中子の斜視図、第９図は第８図の
中子を用いて射出成形され、中子を除去された、非直線
的な管状中空体としての一体射出成形プラスチック製品
の断面図である。 主要符号、８・・・弁体（内蔵部品）、９・・・取付部
（端縁）、１０・・・ケーシング（管状中空体）、１１
…中子、１１ｄ，１１ｅ…頚部、１２…切込み溝、１３
・・・中子型、１３ａ・・・内腔、１４・・・中子材料
、２８，２９・・・射出成形機の金型、３０，３８・・
・支え部、Ｌ・・・中子型内腔の長さ、１・・・製品の
管長、Ｔ・・・製品の肉厚、ｔ…内蔵部品の突出長さ。 紫′図第２図 第３図 第４図 第５図 珠ら図 筈ら７ 図 第８図 繁？図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端が開放し、外表面が連続一様な一体的表面をな
   している非直線的な管状中空体の内部に内蔵部品を一体
   的に固定した射出成形プラスチツク製品を製造する方法
   であって、i 製品の管長より長い内腔の長さＬを有し
   、かつ内蔵部品の少なくとも一端縁を製品管厚より小さ
   い長さで内腔の側部へ突出させるに足る長さの切込み溝
   １２を内腔壁に設けた中子型に、前記端縁を前記切込み
   溝に挿入して、内蔵部品をセツトしたのち、 該中子型
   を閉じ、 ii 前記中子型の中へ、水溶性塩又は融解塩と鋳物砂等
   の不活性材料から成る中子材料１４をを加熱溶融して粘
   性の小さい流動状態として注入し、iii 固化したのち
   中子型から取り出した中子を、製品の管長より突出すべ
   き中子の頭部１１ｄ，１１ｅを密に保持する支え部３０
   ，３８を設けた射出成形機の金型内へ、前記内蔵部品の
   端縁をいずれの部分でも金型腔表面に直接接触させない
   ようにして、セツトしたのち該金型を閉じ、iv ナイロ
   ン、ポリカーボネート、ポリアセタール、フエノール樹
   脂……から成る群から選ばれた射出成形材料を約１７０
   〜３８０℃の高温下、約７００〜２３００ｋｇ／ｃｍ＾
   ２の高圧下において金型内に噴入し、v プラスチツク
   が固化したのち、中子を抱持したままのプラスチツク成
   形品を金型から取り出して、中子の一端に水流を噴射し
   中子を溶出させつつ噴射水流を中空成形品の一端から他
   端へ貫流させて中子を溶解除去させることから成る一体
   的射出成形プラスチツク製品の製造方法。