KR20110009719A

KR20110009719A - 수지 성형장치, 수지 성형방법 및 수지 용기

Info

Publication number: KR20110009719A
Application number: KR1020107028675A
Authority: KR
Inventors: 가즈유키 오기; 사다키 야마모토; 마사노부 사토
Original assignee: 듀폰-미츠이 폴리케미칼 가부시키가이샤
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2011-01-28
Also published as: JP4437833B2; US8551385B2; JP2010023431A; KR101059936B1; EP2316630B1; WO2010010682A1; US20110114653A1; BRPI0916815A2; CN102083602A; EP2316630A4; EP2316630A1; CN102083602B

Abstract

본 발명은, 작업 로봇에 의한 핸들링성이 양호하여 스루풋을 높일 수 있는, 간이한 구조를 구비하는 수지 성형장치를 제공하는 것이다.
바닥이 있는 통형상의 본체부(12) 및 원통형상의 구경부(20)를 가지고 구경부(20)의 축방향으로 연장되는 슬릿부(24)에 의해 복수의 나선편으로 분단된 나선형상의 돌조부(22)가 구경부(20)의 주위에 설치된 중공성형체(10)를 유지하여, 본체부(12)의 바깥쪽에 수지 외장체를 오버 몰드하기 위한 수지 성형장치(200)로서, 구경부(20)를 끼워 넣는 제 1 오목부와, 오목부의 둘레면에 입설된, 제 1 오목부의 깊이 방향으로 연장되어 슬릿부(24)와 걸어맞춰지는 리브(216)를 구비하는 수지 성형장치(200).

Description

수지 성형장치, 수지 성형방법 및 수지 용기{RESIN MOLDING DEVICE, RESIN MOLDING METHOD, AND RESIN CONTAINER}

본 발명은, 수지 성형장치, 수지 성형방법 및 수지 용기에 관한 것이다.

화장수, 약품 또는 음료 등 유동성을 가지는 액상(液狀)물을 수용하는 용기로서, 수지제의 중공성형체(인너쉘)의 바깥쪽에 용융 수지를 사출하여 수지 외장체(아웃터쉘)를 오버 몰드 성형한 수지 용기가 제안되어 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1, 2를 참조). 이와 같은 수지 용기는, 인너쉘과 아웃터쉘을 다른 재료로 제작할 수 있기 때문에, 예를 들면 인너쉘에는 내식성을 요구하고, 아웃터쉘에는 기계강도를 요구하는 등, 수용되는 액상물의 특성에 따른 용기가 실현된다.

여기서, 중공성형체의 바깥쪽에 수지 외장체를 오버 몰드 성형함에 있어서는, 성형용 금형에 대한 중공성형체의 흔들림을 억제한 상태에서 행할 필요가 있다. 또, 중공성형체와 수지 외장체가 함께 각이 진 병형상이거나, 각각에 특정한 장식이 실시되어 있는 경우에는, 성형용 금형에 대한 중공성형체의 방향을 정하여 오버 몰드 성형할 필요가 있다.

이것에 대하여, 상기 문헌 1, 2에 기재된 수지 성형방법에서는, 중공성형체의 구경부(口頸部)와 성형용 금형에 각각 나사형상을 형성하여 두고, 양자를 서로 나사 결합함으로써 중공성형체를 성형용 금형에 설치하여 오버 몰드공정에 제공하고 있다.

[특허문헌 1]

국제공개 제2008/010597호 팜플릿

[특허문헌 2]

국제공개 제2008/010600호 팜플릿

그러나, 상기 특허문헌에 기재된 수지 성형방법에서는, 성형용 금형에 대한 중공성형체의 설치 또는 떼어냄 시에, 중공성형체 또는 성형된 수지 용기를 회전시켜, 구경부를 금형으로부터 나사 결합 또는 탈리(脫離)시킬 필요가 있다. 또, 중공성형체의 구경부에 대한 나사형상의 나사산 위치나 나사 결합 토오크에는 소정의 불균일이 있기 때문에, 성형용 금형에 장착된 상태에서의 중공성형체의 각도 정밀도와 재현성을 향상하기 위해서는, 특별한 검지수단이 필요하였다. 이 때문에, 성형용 금형과 작업 로봇을 사용한 오버 몰드 성형의 전자동화(全自動化)에 의한 스루풋의 향상이라는 관점에서는 개량의 여지가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 작업 로봇에 의한 핸들링성이 양호하여 스루풋을 높일 수 있는, 간이한 구조를 구비하는 수지 성형장치, 수지 성형방법 및 수지 용기를 제공하는 것이다.

본 발명의 수지 성형장치는, 바닥이 있는 통형상의 본체부 및 원통형상의 구경부를 가지고 상기 구경부의 축방향으로 연장되는 슬릿부에 의해 복수의 나선편으로 분단된 나선형상의 돌조부가 상기 구경부의 주위에 설치된 중공성형체를 유지하여, 상기 본체부의 바깥쪽에 수지 외장체를 오버 몰드하기 위한 수지 성형장치로서, 상기 구경부를 끼워 넣는 오목부와, 상기 오목부의 둘레면에 입설(立設)된, 상기 오목부의 깊이방향으로 연장하여 상기 슬릿부와 걸어 맞추는 리브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수지 성형장치는, 더욱 구체적인 형태로서, 복수개의 상기 리브가 상기 오목부의 둘레면에 부등(不等) 간격으로 설치되고, 당해 둘레면이, 긴 둘레부와, 인접하는 상기 리브끼리의 간격이 상기 긴 둘레부보다 짧은, 짧은 둘레부를 포함하는 것으로 하고, 또한, 상기 긴 둘레부를 사이에 두는 상기 리브의 입설면과 상기 둘레면이 이루는 각을, 상기 짧은 둘레부를 사이에 두는 상기 리브의 입설면과 상기 둘레면이 이루는 각보다 작은 것으로 하여도 된다.

본 발명의 수지 성형장치는, 더욱 구체적인 형태로서, 상기 긴 둘레부와 상기 짧은 둘레부에 의해 사이에 두어진 상기 리브와 상기 슬릿부가 걸어맞춰진 상태에서, 상기 리브에서의 긴 둘레부 측의 입설면의 기단부(基端部)와 상기 나선편과의 클리어런스를, 당해 리브에서의 짧은 둘레부 측의 입설면의 기단부와 상기 나선편과의 클리어런스보다 큰 것으로 하여도 된다.

본 발명의 수지 성형장치는, 더욱 구체적인 형태로서, 복수개의 상기 리브가 상기 오목부의 중심을 지나는 대칭면에 관하여 대칭 위치에 설치되어 있음과 함께, 상기 리브의 입설면이 상기 대칭면을 향하여 형성되어 있어도 된다.

본 발명의 수지 성형장치는, 더욱 구체적인 형태로서, 유지된 상기 중공성형체의 상기 본체부를 덮는 외형금구(外型金具)를 더 구비함과 함께, 상기 슬릿부의 입설 위치가, 상기 외형금구에 대하여 상기 오목부의 둘레방향으로 가변이어도 된다.

본 발명의 수지 성형장치는, 더욱 구체적인 형태로서, 상기 오목부의 내외를 연통하는 유로와, 상기 오목부에 끼워 넣어진 상기 중공성형체의 내부에 상기 유로를 거쳐 유체를 공급하는 유체 공급수단을 더 구비하여도 된다.

본 발명의 수지 성형방법은, 바닥이 있는 통형상의 본체부 및 원통형상의 구경부를 가지고 상기 구경부의 축방향으로 연장되는 슬릿부에 의해 복수의 나선편으로 분단된 나선형상의 돌조부가 상기 구경부의 주위에 설치된 중공성형체에 대하여, 상기 본체부의 바깥쪽에 수지 외장체를 오버 몰드하는 수지 성형방법으로서, 상기 슬릿부를 걸어멈춤편에 의해 걸어멈춰 상기 중공성형체를 유지하는 유지공정과, 유지된 상기 중공성형체를 용융 수지로 오버 몰드하여 수지 용기를 성형하는 오버 몰드공정을 포함한다.

본 발명의 수지 성형방법은, 더욱 구체적인 형태로서, 상기 유지공정에서, 상기 구경부를 중력방향의 아래 쪽을 향하여 상기 중공성형체를 유지하여도 된다.

본 발명의 수지 성형방법은, 더욱 구체적인 형태로서, 상기 나선편이, 긴 나선편과, 상기 구경부의 둘레방향의 길이가 상기 긴 나선편보다 짧은, 짧은 나선편을 포함하는 상기 중공성형체에 대하여 오버 몰드함과 함께, 상기 유지공정에서, 상기 긴 나선편의 선단부(先端部)와 상기 걸어멈춤편과의 클리어런스를, 상기 짧은 나선편의 선단부와 상기 걸어멈춤편과의 클리어런스보다 크게 하여 상기 슬릿부를 걸어멈추게 하여도 된다.

본 발명의 수지 용기는, 바닥이 있는 통형상의 본체부 및 원통형상의 구경부를 가지고, 상기 구경부의 주위에 나선형상의 돌조부가 설치된 중공성형체와, 상기 본체부의 바깥쪽에 상기 중공성형체와 일체로 설치된 수지 외장체를 구비함과 함께, 상기 돌조부를 복수의 나선편으로 분단하는 슬릿부가, 상기 구경부의 축방향으로 연장하여 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수지 용기는, 더욱 구체적인 형태로서, 상기 구경부에 나사 결합장착되어 상기 중공성형체를 밀폐하는 캡부를 더 구비함과 함께, 상기 캡부가, 복수의 상기 나선편과 나사 결합하는 적어도 하나의 루프 이상에 걸쳐 연속하여 형성된 나사 결합부를 가져도 된다.

본 발명의 수지 용기는, 더욱 구체적인 형태로서, 상기 나선편이, 긴 나선편과, 상기 구경부의 둘레방향의 길이가 상기 긴 나선편보다 짧은, 짧은 나선편을 포함함과 함께,

상기 긴 나선편의 둘레방향의 양쪽 끝이 상기 구경부의 둘레면으로부터 일어서는 각도가, 상기 짧은 나선편의 둘레방향의 양쪽 끝이 상기 구경부의 둘레면으로부터 일어서는 각도보다 급준하여도 된다.

또한, 상기 발명에서 말하는 수지 성형장치란, 오버 몰드 성형에 제공되는 금구, 지그, 고정구 또는 금형 외에, 수지 그 밖의 공급장치, 핸들링장치 또는 제어장치 등의 일부 또는 전부와의 조합을 의미한다. 따라서, 본 발명의 수지 성형장치의 형태로서는, 중공성형체를 유지하는 유지금구나 유지 지그의 단체(單體), 유지금구와 금형과의 조합, 또는 이들과 사출장치와의 조합, 등을 일례로서 포함한다.

또, 구경부가 원통형상이란, 구경부의 전부 또는 선단측의 일부가, 단면 원형 또는 대략 원형의 통형상을 이루고 있는 것을 말한다. 구경부가 연장되는 축은 직선이어도 곡선이어도 되고, 단면 형상은 기하학적으로 완전한 원형을 요하는 것은 아니다.

또, 슬릿부가 구경부의 축방향으로 연장된다는 것은, 돌조부에 대하여 나선 축방향을 따라 잘린 자국이 설치되어 있는 것을 말한다. 단, 슬릿부의 연장방향과 구경부의 축방향과의 엄밀한 일치를 요하는 것은 아니다.

또, 슬릿부의 잘린 자국 깊이는 특별히 한정되는 것은 아니고, 상기 깊이와 돌조부의 입설 높이와의 대소를 묻지 않는다. 즉, 슬릿부의 바닥면은, 구경부의 둘레면과 동일 면이어도 되고, 또는 구경부의 둘레면보다 깊게 잘려 들어가 돌조부를 복수의 나선편으로 완전히 분단되어 있어도 된다. 또는, 슬릿부의 바닥면이 구경부의 둘레면보다 높게 설치되어, 돌조부를 높이 방향으로 일부 분단하는 형으로 슬릿부가 형성되어 있어도 된다. 바꿔 말하면, 슬릿부의 바닥면을 기준으로 하는 나선편의 높이는, 구경부의 둘레면을 기준으로 하는 돌조부의 높이와 동일하여도, 또는 서로 상위하여도 된다.

따라서, 슬릿부에 의해 돌조부가 복수의 나선편으로 분단되어 있다는 것은, 돌조부가 개개의 나선편으로 완전히 분리되어 있는 상태 외에, 돌조부가 일부 두께로 서로 연속된 채로, 빗살모양으로 새겨 넣어져 있는 일부 분리상태를 포함한다.

상기 발명에서, 유체란, 기체 및 액체 등의 유동물질이며, 액체나 페이스트 외에, 이들에 분체(粉體)나 겔을 혼합한 것이어도 된다.

또한, 본 발명의 각종 구성요소는, 하나하나 독립된 존재일 필요는 없고, 복수의 구성요소가 1개의 부재로서 형성되어 있는 것, 1개의 구성요소가 복수의 부재로 형성되어 있는 것, 어느 구성요소가 다른 구성요소의 일부인 것, 어느 구성요소의 일부와 다른 구성요소의 일부가 중복되어 있는 것, 등을 허용한다.

본 발명의 수지 성형장치, 수지 성형방법 및 수지 용기에 의하면, 구경부의 주위에 설치된 나선형상의 돌조부가, 축방향으로 연장되는 슬릿부에 의하여 분단되어 있기 때문에, 이와 같은 슬릿부를 키홈으로 하여 중공성형체를 성형용 금형에 고정할 수 있다. 이에 의하여, 중공성형체를 회전시키지 않아도 구경부를 성형용 금형에 장착할 수 있고, 아울러 성형용 금형에 대한 중공성형체의 방향을 재현성 좋게 위치 결정할 수 있다. 따라서, 오버 몰드 성형의 스루풋을 향상할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 용융 수지에 의해 가열되어 중공성형체의 구경부가 열팽창한 경우도, 수지 성형장치의 리브에 나선편이 맞물리는 것이 억제되기 때문에, 오버 몰드 성형의 스루풋을 더욱 향상할 수 있다. 이와 같은 효과에 관해서는, 뒤에서 설명하는 실시형태에서 상세하게 설명한다.

상기한 목적, 및 그 밖의 목적, 특징 및 이점은, 이하에 설명하는 적합한 실시형태, 및 그것에 부수되는 이하의 도면에 의하여 더욱 분명해진다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 수지 용기의 일례를 나타내는 정면 모식도,
도 2(a)는 중공성형체의 평면 모식도,
도 2(b)는 그 정면도,
도 3(a)는 도 2(b)의 III-III 단면도,
도 3(b)는 원(X) 영역의 확대도,
도 4는 본 실시형태의 수지 성형장치를 구성하는 구부(口部) 금형에 중공성형체를 장착한 상태를 나타내는 종단면 모식도,
도 5는 구부 금형의 분해 구성도,
도 6은 프레임금구의 3면도로서, (a)는 상면도, (b)는 (a)의 B-B단면도, (c)는 하면도,
도 7은 도 6(a)의 확대도,
도 8은 노즐금구의 4면도로서, (a)는 상면도, (b)는 정면도, (c)는 (a)의 C-C 단면도, (d)는 하면도,
도 9는 도 4의 IX-IX 단면도로서, (a)는 중공성형체의 유지상태를 나타내고, (b)는 리브의 근방에 관한 확대도, (c)는 중공성형체가 열팽창한 상태를 나타내는 도,
도 10은 본 실시형태의 수지 성형방법의 각 공정을 나타내는 설명도,
도 11은 본 실시형태의 수지 성형방법의 각 공정을 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 또한, 모든 도면에서, 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙이고, 적절하게 설명을 생략한다.

<수지 용기>

처음에, 본 실시형태의 수지 용기(100)의 개요에 대하여 설명한다. 수지 용기(100)는, 뒤에서 설명하는 수지 성형장치(200) 및 수지 성형방법을 사용하여 오버 몰드 성형에 의해 제작된다.

도 1은, 본 실시형태의 수지 용기(100)의 일례를 나타내는 정면 모식도이다.

도 2(a)는, 본 실시형태에서 인너쉘로서 사용되는 중공성형체(10)의 평면 모식도이고, 도 2(b)는 그 정면도이다.

수지 용기(100)는, 바닥이 있는 통형상의 본체부(12) 및 원통형상의 구경부(20)를 가지고, 구경부(20)의 주위에 나선형상의 돌조부(22)가 설치된 중공성형체(10)와, 본체부(12)의 바깥쪽에 중공성형체(10)와 일체로 설치된 수지 외장체(30)를 구비하고 있다.

그리고, 수지 용기(100)에는, 돌조부(22)를 복수의 나선편(26)으로 분단하는 슬릿부(24)가, 구경부(20)의 축방향으로 연장하여 설치되어 있다.

다음에, 본 실시형태의 수지 용기(100)에 대하여 상세하게 설명한다.

중공성형체(10)에는, 본체부(12) 및 구경부(20)에 내용물을 수용할 수 있다. 내용물은 특별히 한정되지 않고, 액체, 기체 또는 고체의 어느 것이어도 되고, 화장수, 약품 또는 음료를 예시할 수 있다.

본체부(12)보다 지름이 가는 원통형상으로 형성된 구경부(20)에는, 복수 루프의 나선형상의 돌조부(22)가 설치되어 있다. 돌조부(22)의 루프수는 임의이나, 2∼3주(周) 정도로 할 수 있다.

돌조부(22)는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 4개의 슬릿부(24)에 의하여, 각 루프가 4개의 나선편(26)으로 분단되어 있다.

즉, 슬릿부(24)는, 나선형상의 돌조부(22)에 대하여 나선 축방향으로 교차하고 있다. 본 실시형태의 슬릿부(24)는, 어느 것이나 구경부(20)의 축방향으로 직선형상으로 연장되어 있다.

또한, 구경부(20)에 설치하는 슬릿부(24)의 개수는 이것에 한정되지 않고, 3개 이하, 또는 5개 이상으로 하여도 된다.

본 실시형태의 슬릿부(24)는, 구경부(20)의 축방향(도 1에서의 상하방향)으로 신장되는, 돌조부(22)의 비형성 영역으로서 존재하고 있다. 그리고, 슬릿부(24)의 바닥면은 구경부(20)의 둘레면[구경 둘레면(28)]과 동일 면이다.

바꿔 말하면, 구경 둘레면(28) 상에, 복수의 나선편(26)이 서로 이간되어 비연속으로 설치되어 돌조부(22)가 형성되어 있다. 그리고, 나선편(26)은, 그 위치 및 길이가 구경부(20)의 둘레방향으로 규칙적으로 반복되어, 인접하는 나선편(26)끼리 사이의 공극이 축방향으로 한데 모여 나란히 늘어섬으로써 슬릿부(24)가 형성되어 있다.

또, 수지 용기(100)는, 구경부(20)에 나사 결합 장착되어 중공성형체(10)를 밀폐하는 캡부(40)를 더 구비하고 있다.

캡부(40)는, 복수의 나선편(26)과 나사 결합하는 적어도 하나의 루프 이상에 걸쳐 연속하여 형성된 나사 결합부(42)를 가지고 있다.

본 실시형태의 경우, 캡부(40)는 바닥이 있는 원통형상을 이루어, 구경부(20)의 외부에 장착된다. 캡부(40)의 원통형상의 내주면(內周面)에는, 돌조부(22)와 걸어맞춰지는 나사 결합부(42)가 이어져 설치되어 있다. 즉, 캡부(40)의 나사 결합부(42)에는, 돌조부(22)의 슬릿부(24)에 대응하는 슬릿을 가지고 있지 않고, 캡부(40)를 구경부(20)에 대하여 관착(冠着)함으로써, 나사 결합부(42)는, 모든 나선편(26)에 대하여 걸어맞춰진다.

수지 외장체(30)는, 중공성형체(10)의 본체부(12)를 밀착하여 덮고, 수지 용기(100)에 심미성과 기계적 강도를 주는 부재이다.

수지 외장체(30)는, 고투명성의 합성 수지를 중공성형체(10)에 오버 몰드하여 이루어진다. 재료로서는, 아이오노머수지, 아크릴수지, 폴리에스테르수지 또는 스티렌·아크릴로니트릴 공중합체 수지 등의 스티렌계 수지를 사용할 수 있고, 바람직하게는 아이오노머수지, 폴리에스테르수지, 더욱 바람직하게는, 아이오노머수지를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 내충격성이나 투명성, 심미성 등의 관점에서 선택한다.

아이오노머수지로서는, 예를 들면 불포화 카르본산함유가 1∼40 질량%인 에틸렌·불포화 카르본산 공중합체의 카르복실기의 적어도 일부를 금속 이온으로 중화한 것을 사용할 수 있다.

아이오노머수지의 베이스 폴리머가 되는 에틸렌·불포화 카르본산 공중합체는, 에틸렌과 불포화 카르본산, 또한 임의의 다른 극성 모노머를 공중합체하여 얻어지는 것이다.

금속 이온으로서는, 1∼3가의 원자가를 가지는 금속 이온, 특히 원소 주기율표에서의 IA, IIA, IIIA, IVA 및 III족의 1∼3가의 원자가를 가지는 금속 이온을 들 수 있다.

본 실시형태의 중공성형체(10)는 폴리올레핀, 폴리에스테르 또는 폴리아미드 등의 수지재료로 이루어지고, 내용물의 시인성으로부터 투명성 합성수지가 적합하게 사용된다. 구체적인 재료는, 내열성이나 내충격성, 내식성, 장식성, 심미성 등의 관점에서 선택할 수 있다. 예를 들면, 용융 온도의 높이로부터 폴리에스테르나 폴리아미드, 내식성의 높이로부터 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 또는 상기 아이오노머수지가 바람직하게 사용된다. 수지재료에는, 광반사 가루를 혼합하여, 수지 용기(100)의 심미성을 향상하여도 된다. 이 외에, 중공성형체(10)에는, 유리 등의 광물재료나 금속재료를 사용하여도 된다.

중공성형체(10)의 형상이나 치수는 특별히 한정되지 않으나, 본 실시형태의 경우, 본체부(12)의 횡단면은 각형이고, 횡단면 원형의 구경부(20)에 연속되어 있는 상단은 테이퍼형상으로 세경화하는 형상이다. 또, 본체부(12)와 구경부(20)의 사이에는 플랜지부(14)가 형성되고, 플랜지부(14)의 상면에는 보스(15)가 설치되어 플랜지부(14)와 구경부(20)를 보강하고 있다.

본 실시형태의 수지제의 중공성형체(10)는, 블로우 성형으로 제작된다. 또, 미리 2분할하여 사출 성형된 반분할의 성형체를 서로 진동 융착하여도 된다. 구체적으로는, 중공성형체(10)는 가상 분할면(SP)에 관하여 대략 대상형상을 이루고, 2분할 성형체(16a, 16b)의 진동 융착에 의해 중공형상으로 성형되어도 된다.

또한, 블로우 성형법이나 진동 융착법 대신, 다른 성형방법에 의해 중공성형체(10)를 제작하여도 된다.

또, 중공성형체(10)의 표면에는, 장식을 실시하여도 된다.

또한, 캡부(40)에 관해서는, 중공성형체(10)와 동일 재료로 성형하여도, 이종재료로 성형하여도 된다.

도 3(a)는, 도 2(b)의 III-III 단면도이다. 구경 둘레면(28)으로부터는 복수의 나선편(26)이 둘레방향으로 서로 이간하여 입설되고, 나선편(26)끼리의 사이에는 슬릿부(24)가 형성되어 있다. 도 3(b)는, 도 3(a)의 원(X)으로 둘러싸인 영역의 확대도이다.

본 실시형태의 나선편(26)은, 긴 나선편(26a)과, 구경부(20)의 둘레방향의 길이가 긴 나선편(26a)보다 짧은, 짧은 나선편(26b)을 포함하고 있다.

그리고, 긴 나선편(26a)의 둘레방향의 양쪽 끝이 구경 둘레면(28)으로부터 일어서는 각도는, 짧은 나선편(26b)의 둘레방향의 양쪽 끝이 구경 둘레면(28)으로부터 일어서는 각도보다 급준하다.

즉, 도 3에 나타내는 바와 같이, 구경부(20)의 횡단면 형상에서, 긴 나선편(26a)의 둘레방향의 끝부(27a)와 구경 둘레면(28)이 이루는 각(θ₁)은, 짧은 나선편(26b)의 둘레방향의 끝부(27b)와 구경 둘레면(28)이 이루는 각(_θ2)보다 크다.

구체적으로는, 긴 나선편(26a)의 끝부(27a)는, 구경부(20)의 축심(CA)을 향하여 비교적 급준하게 일어서고 있는 것에 대하여, 짧은 나선편(26b)의 끝부(27b)는, 축심(CA)보다 구경 둘레면(28)의 둘레방향을 향하여 비교적 완만하게 일어서고 있다.

또, 구경부(20)에는, 적어도 1쌍의 짧은 나선편(26b)이, 구경부(20)의 대향 위치에 설치되어 있다.

본 실시형태의 경우, 1쌍의 짧은 나선편(26b) 및 짧은 나선편(26b)이, 중공성형체(10)의 가상 분할면(SP)에 대하여 대상 위치에 대향하여 설치되어 있고, 짧은 나선편(26b)은 중공성형체(10)의 가상 분할면(SP)에 대하여 대상 위치에 대향하게 된다.

중공 성형체(10)는 블로우 성형으로 제작된 것을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 2분할 성형체(16a, 16b)를 가상 분할면(SP)으로 진동 융착하여 중공성형체(10)를 제작함에 있어서는, 상기한 바와 같이 짧은 나선편(26b)의 둘레방향의 양쪽 끝[끝부(27b)]을 완만하게 함으로써, 2분할 성형체(16a, 16b)의 성형 시에 나선편(26)에 언더컷이 생기지 않는다.

<수지 성형장치>

도 4는, 본 실시형태의 수지 성형장치(200)를 구성하는 구부 금형(202)에 중공성형체(10)를 장착한 상태를 나타내는 종단면 모식도이다.

도 5는 구부 금형(202)의 분해 구성도이다. 본 실시형태의 구부 금형(202)은 중공성형체(10)를 유지하는 지그이고, 프레임금구(210)와, 노즐금구(230)와, 폐쇄금구(250)와, 홀더금구(260)를 조합하여 이루어진다.

도 6은 프레임금구(210)의 3면도로서, 도 6(a)는 상면도, 도 6(b)는 도 6(a)의 B-B 단면도, 도 6(c)는 하면도이다. 또, 도 7은, 도 6(a)의 확대도이다.

도 8은 노즐금구(230)의 4면도로서, 도 8(a)는 상면도, 도 8(b)는 정면도, 도 8(c)는 도 8(a)의 C-C 단면도, 도 8(d)은 하면도이다.

본 실시형태의 수지 성형장치(200) 및 이것을 구성하는 구부 금형(202)의 개요를 설명한다.

구부 금형(202)은, 바닥이 있는 통형상의 본체부(12) 및 원통형상의 구경부(20)를 가지고 구경부(20)의 축방향으로 연장되는 슬릿부(24)에 의해 분단된 나선형상의 돌조부(22)가 구경부(20)의 주위에 설치된 중공성형체(10)를 유지하여, 본체부(12)의 바깥쪽에 수지 외장체(30)(도 1을 참조)를 오버 몰드하기 위하여 사용된다.

프레임금구(210)는, 인너쉘이 되는 중공성형체(10)를 유지함과 함께, 구경부(20)를 덮어 씌우고, 수지 외장체(30)(도 1을 참조)가 오버 몰드되는 본체부(12)를 노출시키는 금구이다. 프레임금구(210)는 블럭형상을 이루고, 구경부(20)를 덮어 씌우기 위한 오목부[제 1 오목부(212)]와, 홀더금구(260)를 장착하기 위한 제 2 오목부(220)와, 노즐금구(230)를 장착하기 위한 제 3 오목부(222)를 구비하고 있다. 제 1 오목부(212)는 프레임금구(210)의 표면측(도 4에서의 위쪽)에 작은 지름으로 마련되고, 제 3 오목부(222)는 프레임금구(210)의 이면측(도 4에서의 아래쪽)에 큰 지름으로 마련되어 있다. 제 2 오목부(220)는, 제 1 오목부(212)와 제 3 오목부(222)의 사이에, 중간 지름으로 마련되어 있다. 즉, 제 3 오목부(222), 제 2 오목부(220), 제 1 오목부(212)의 순으로 큰 지름이다.

도 6 각 도면에 나타내는 바와 같이, 프레임금구(210)는, 구경부(20)를 끼워 넣는 제 1 오목부(212)와, 제 1 오목부(212)의 둘레면[오목부 둘레면(214)]에 입설된, 제 1 오목부(212)의 깊이 방향(안길이 방향)으로 연장하여 슬릿부(24)와 걸어맞춰지는 리브(216)를 구비하고 있다.

본 실시형태의 프레임금구(210)에서는, 구경 둘레면(28)에 설치된 슬릿부(24)와 각각 대응하는 위치에, 슬릿부(24)와 동수인 4개의 리브(216)가 설치되어 있다. 리브(216)는 제 1 오목부(212)의 깊이 방향으로 직선형상으로 신장되어 있다.

더욱 구체적으로는, 복수개(4개)의 리브(216)는, 제 1 오목부(212)의 중심을 지나는 대칭면(SY)에 관하여 대칭 위치에 설치되어 있다. 그리고, 리브(216)의 입설면(217, 218)은 대칭면(SY)을 향하여 형성되어 있다.

즉, 오목부 둘레면(214)으로부터의 리브(216)의 일어섬 방향은, 대칭면(SY)의 법선방향을 향하고 있다. 단, 리브(216)의 입설방향과 대칭면(SY)의 법선방향은 엄밀한 일치를 요하는 것은 아니다.

도 7은, 도 6(a)에서의 리브(216) 근방의 확대도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 수지 성형장치(200)[프레임금구(210)]는, 복수개의 리브(216)가 오목부 둘레면(214)에 부등 간격으로 설치되고, 오목부 둘레면(214)이, 긴 둘레부(214a)와, 인접하는 리브(216)끼리의 간격이 긴 둘레부(214a)보다 짧은, 짧은 둘레부(214b)를 포함하고 있다.

그리고, 긴 둘레부(214a)를 사이에 두는 리브(216)의 입설면(217)과 오목부 둘레면(214)[긴 둘레부(214a)]이 이루는 각(φ₁)은, 짧은 둘레부(214b)를 사이에 두는 리브(216)의 입설면(218)과 오목부 둘레면(214)[짧은 둘레부(214b)]이 이루는 각(φ₂)보다 작다.

즉, 리브(216)의 한쪽 측의 입설면(218)과 오목부 둘레면(214)[짧은 둘레부(214b)]이 이루는 각(φ₂)은 둔각이고, 리브(216)의 다른쪽 측의 입설면(217)과 오목부 둘레면(214)[긴 둘레부(214a)]이 이루는 각(φ₁)은 예각이다.

그리고, 짧은 둘레부(214b)와 긴 둘레부(214a)의 경계에 위치하는 리브(216)의 입설면(217, 218)은, 제 1 오목부(212)의 중심보다 긴 둘레부(214a) 측을 향하여 연장되어 있다.

또, 리브(216)의 상면(219)은, 오목부 둘레면(214)에 평행하는 오목면 형상으로 형성되어 있다.

또한, 리브(216)의 입설면(217, 218)과 오목부 둘레면(214)이 이루는 각(φ₁ 또는 φ₂)은, 제 1 오목부(212)의 깊이 방향에 대하여 수직하게 자른 횡단면에서의, 리브(216)의 중심선과 오목부 둘레면(214)이 이루는 각으로서 정의할 수 있다. 이에 의하여, 리브(216)의 입설면(217, 218)이 평탄면이 아닌 경우나, 입설면(217, 218)과 오목부 둘레면(214)이 곡면으로 연속되어 있는 경우에 대해서도, 각(φ₁, φ₂)이 정의된다.

제 1 오목부(212)에는, 스폿 페이싱부(spot facing part)(226)가 설치되어 있다. 스폿 페이싱부(226)는 제 1 오목부(212)보다 큰 지름으로, 구경부(20)의 보스(15)가 끼워 맞춰짐과 함께 플랜지부(14)에 의해 폐쇄된다(도 4를 참조).

프레임금구(210)의 제 3 오목부(222)의 바닥부에는, 노즐금구(230)를 고정하기 위한 나사 구멍(224)이 설치되어 있다. 본 실시형태에서는 2쌍(4개)의 나사 구멍(224)이, 제 1 오목부(212)에 관한 대칭 위치에 설치되어 있다. 그리고, 대향하는 1쌍의 나사 구멍(224)끼리는, 제 1 오목부(212)에 관하여 서로 45도의 각도 위치에 설치되어 있다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 노즐금구(230)는, 제 3 오목부(222)에 끼워 맞춰지는 플랜지부(232)와, 플랜지부(232)로부터 돌출된 노즐부(234)를 구비하는 금구이다. 노즐부(234)는, 프레임금구(210)에 세트된 중공성형체(10)의 구경부(20)로부터 내부로 삽입되어, 중공성형체(10)의 내부에 유체를 공급할 수 있다.

노즐금구(230)의 하면측에는, 유로(244a∼244c)를 거쳐 중공성형체(10)의 내부에 유체를 공급하는 유체 공급부(도시 생략)가 접속된다.

즉, 본 실시형태의 수지 성형장치(200)는, 제 1 오목부(212)의 내외를 연통하는 유로(244a∼244c)와, 제 1 오목부(212)에 끼워 넣어진 중공성형체(10)의 내부에 유로(244a∼244c)를 거쳐 유체를 공급하는 유체 공급부(도시 생략)를 더 구비하고 있다.

구체적으로는, 노즐부(234)는, 선단 위치에 1개의 선단 개구(241), 기단 위치에 2개의 기단 개구(242, 243)를 가지고 있다. 선단 개구(241), 기단 개구(242, 243)는, 각각 유로(244a∼244c)를 거쳐 플랜지부(232)의 하면 측과 연통되어 있다.

유로(244a)는, 플랜지부(232)의 하면 중앙에서 개구되어 있다. 그리고, 유로(244b, 244c)는, 플랜지부(232)의 하면 둘레 가장자리 근방에서 개구되어 있다.

공급하는 유체는 기체이어도 액체이어도 되고, 그 재료나 압력은 특별히 한정되지 않는다.

본 실시형태에서는, 중공성형체(10)의 내부에 가압 공기를 공급하는 것으로 하고, 유체 공급부로서는 가압 펌프를 사용한다. 가압 기체는, 노즐부(234)의 선단 개구(241)로부터 중공성형체(10) 내에 공급되는 상압 이상의 기체이다. 또, 노즐부(234)의 기단 개구(242, 243)로부터 가압 공기를 배기함으로써, 중공성형체(10)의 내압을 조정할 수 있다.

본 실시형태의 노즐금구(230)는, 노즐부(234)가 제 1 오목부(212)의 축심을 지나도록 프레임금구(210)에 설치된다. 이에 의하여, 노즐부(234)의 선단 개구(241)로부터 가압 공기를 중공성형체(10)에 공급할 때에, 기류가 중공성형체(10)에 대하여 횡력을 주는 일이 없어, 리브(216)에 의한 구경부(20)의 유지성을 손상하지 않는다.

또, 본 실시형태의 노즐금구(230)에서는, 선단 개구(241)를 중심으로 하여 대칭 위치에 기단 개구(242, 243)가 배치되어 있다. 따라서, 기단 개구(242, 243)로부터의 가압 공기의 배기 시에도, 중공성형체(10)에 대하여 횡력이 생기는 일이 없다. 기단 개구(242, 243)를 통하여 중공성형체(10) 내에 기체 또는 액체를 공급하는 경우도 마찬가지이다.

중공성형체(10)의 내부를 가압함으로써, 오버 몰드 성형 시에, 몰드압에 의해 중공성형체(10)가 용융 변형되는 것을 방지한다.

중공성형체(10)의 내부를 가압화하는 타이밍은 특별히 한정되지 않으나, 용융 수지의 몰드압이 최대가 되는 시점에서는 내부가 가압화되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 중공성형체(10)의 내부를 가압화하였다 하여도, 프레임금구(210)에 유지된 중공성형체(10)에 들려올라감이 생겨 리브(216)와 구경부(20)의 결합이 불충분해지거나, 프레임금구(210)에 세트된 중공성형체(10)의 플랜지부(14)와 스폿 페이싱부(226)의 사이에 공극이 생겨, 이 간극에 용융 수지가 침입하는 것은 회피하는 것이 바람직하다.

따라서, 중공성형체(10)의 본체부(12)에 대한 용융 수지의 사출이 개시되고 나서, 몰드압이 최대가 되기까지의 사이에 중공성형체(10)의 내부를 가압화하는 것이 바람직하다.

또한, 가압 기체 대신, 또는 가압 기체와 함께, 중공성형체(10)의 내부에 액체를 공급하여, 중공성형체(10)의 변형 용적을 일시적으로 저감하여도 된다.

또한, 뒤에서 설명하는 폐쇄금구(250)로 중공성형체(10)를 기밀하게 밀폐한 상태에서 노즐부(234)에 의해 중공성형체(10)의 내부를 부압으로 흡인함으로써, 프레임금구(210)에 의한 중공성형체(10)의 유지력을 증가시킬 수 있다.

플랜지부(232)에는, 두께 방향으로 관통하는 1쌍의 관통 구멍(236)이, 노즐부(234)에 관한 대칭 위치에 설치되어 있다. 관통 구멍(236)은, 프레임금구(210)의 나사 구멍(224)과 조합시켜 볼트구멍으로서 사용된다.

노즐금구(230)는, 프레임금구(210)에 유지된 중공성형체(10)의 본체부(12)를 덮는 뒤에서 설명하는 외형금구(270)(도 10을 참조) 및 유체 공급부를 포함하는 수지 성형장치(200)의 전체에 대하여 고정된다.

따라서, 프레임금구(210)는 노즐금구(230)에 대하여 회전 가능하고, 슬릿부(24)의 입설 위치가 노즐금구(230) 및 외형금구(270)에 대하여 제 1 오목부(212)의 둘레방향으로 가변이다.

구체적으로는, 본 실시형태의 경우, 프레임금구(210)는 수지 성형장치(200) 전체에 대하여 2개의 회전 위치(제 1 위치, 제 2 위치)에서 고정된다.

폐쇄금구(250)는, 노즐부(234)가 삽입된 상태의 중공성형체(10)와, 프레임금구(210)와의 사이를 기밀에 밀폐하는 통형상의 금구이다. 폐쇄금구(250)는, 도 4에 나타내는 바와 같이 O 링(256)이 주위에 고정되는 선단구부(先端口部)(252)와, 노즐금구(230)의 플랜지부(232)에 맞닿아 노즐부(234)의 기단부를 유지하는 베이스부(254)를 구비하고 있다.

O 링(256)은, 프레임금구(210)에 세트된 구경부(20)의 선단이 기밀하게 맞닿는다.

홀더금구(260)는, 프레임금구(210)의 제 2 오목부(220)에 장착되고, 폐쇄금구(250)를 노즐금구(230)의 플랜지부(232)에 대하여 유지 고정하는 통형상의 금구이다. 홀더금구(260)에는, 플랜지부(232)와 맞닿는 하면측에, 폐쇄금구(250)보다 큰 지름으로 원형 홈(262)이 설치되어 있다. 원형 홈(262)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이 O 링(266)이 장착된다. O 링(266)은, 홀더금구(260)와 플랜지부(232)를 기밀하게 맞닿게 한다.

홀더금구(260)는 지름이 가는 경부(頸部)(268)를 가지고, 유지된 폐쇄금부(250)의 베이스부(254)가 기밀하게 맞닿는다.

이에 의하여, 노즐금구(230)의 플랜지부(232)와, 프레임금구(210)에 세트된 중공성형체(10)의 구경부(20)와의 사이가 시일된다.

도 9는, 도 4의 IX-IX 단면도로서, 프레임금구(210)의 제 1 오목부(212)에 중공성형체(10)의 구경부(20)가 끼워 넣어진 상태를 나타내는 확대도이다. 도 9(a)는, 구경부(20)의 슬릿부(24)와 프레임금구(210)의 리브(216)가 걸어맞춰진, 중공성형체(10)의 유지상태를 나타내고 있다. 도 9(b)는 리브(216)의 근방에 관한 확대도이다. 구경 둘레면(28)과 리브(216)의 상면(219)은 소정의 클리어런스를 두고 이간되어 있다.

도 9(c)는, 중공성형체(10)가 오버 몰드될 때에 열팽창한 상태를 나타내고 있다. 구경 둘레면(28)과 리브(216)의 상면(219)은 근접하고 있다.

구경부(20)는, 오버 몰드 시에 용융 수지로부터 본체부(12)가 받은 열의 유입에 의해 가열된다. 한편, 리브(216)를 구비하는 프레임금구(210)는 노즐금구(230)와 함께 일반적으로 냉각되어 있고, 이와 같은 열팽창은 무시할 수 있다.

도 3 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 구경부(20)에 관해서는, 돌조부(22)의 긴 나선편(26a)의 끝부(27a)는, 짧은 나선편(26b)의 끝부(27b)보다, 구경 둘레면(28)으로부터 급준하게 일어서 있다. 그리고, 프레임금구(210)의 리브(216)에 관해서는, 긴 둘레부(214a)를 사이에 두는 입설면(217)은, 짧은 둘레부(214b)를 사이에 두는 입설면(218)보다, 오목부 둘레면(214)으로부터 예각으로 일어서 있다.

따라서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 리브(216)를 슬릿부(24)에 걸어 맞추게 한 경우, 리브(216)의 입설면(217)의 외경 측에 닿는 선단부(217a)는, 긴 나선편(26a)의 끝부(27a)의 일어선면[사면(27c)]에 대하여 깊은 각도로 대향한다. 이 때문에, 나선편(26)과 리브(216)의 걸어맞춤성은, 긴 나선편(26a)의 사면(27c)과 입설면(217)의 선단부(217a)와의 사이에서 양호해진다.

이에 대하여, 입설면(217)과 오목부 둘레면(214)의 각(φ₁)(도 7을 참조)이 예각이기 때문에, 입설면(217) 중 오목부 둘레면(214) 측의 기단부(217b)는, 끝부(27a)로부터, 클리어런스(C1)를 가지고 크게 이간되어 있다.

한편, 짧은 나선편(26b)의 끝부(27b)와 입설면(218)과의 관계에 대해서는, 입설면(218)과 오목부 둘레면(214) 사이의 각(φ₂)(도 7을 참조)이 둔각으로서, 입설면(218)은, 끝부(27b)의 일어선면[사면(27d)]에 대하여 비교적 얕은 각도로 대향한다. 바꿔 말하면, 입설면(218)과 사면(27d)이 이루는 각은, 입설면(217)과 사면(27c)이 이루는 각보다 작다. 그리고, 입설면(218) 중 오목부 둘레면(214) 측의 기단부(218b)는, 끝부(27b)로부터 소정의 클리어런스(C2)를 가지고 이간되어 있다.

그리고, 본 실시형태에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 긴 둘레부(214a)와 짧은 둘레부(214b)에 의해 사이에 두어진 리브(216)와 슬릿부(24)가 걸어맞춰진 상태에서, 리브(216)에서의 긴 둘레부(214a) 측의 입설면(217)의 기단부(217b)와 나선편(26)[긴 나선편(26a)]과의 클리어런스(C1)가, 리브(216)에서의 짧은 둘레부(214b) 측의 입설면(218)의 기단부(218b)와 나선편(26)[짧은 나선편(26b)]의 클리어런스(C2)보다 크다.

바꿔 말하면, 본 실시형태에서는, 리브(216)의 기단 측에서의 입설면(217, 218)과 나선편(26)의 끝부(27a, 27b)와의 클리어런스(C1, C2)를, 긴 둘레부(214a) 및 긴 나선편(26a)[끝부(27a)] 측(C1)에서 더욱 크고, 짧은 둘레부(214b) 및 짧은 나선편(26b)[끝부(27b)] 측(C2)에서 더욱 작은 것으로 하고 있다.

이에 의하여, 본 실시형태의 수지 성형장치(200)에서는, 구경부(20)와 함께 나선편(26)이 열팽창하였을 때에 리브(216)에 대하여 생기는 나선편(26)의 맞물림이, 입설면(217, 218)의 양측에서 균등화된다.

도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 구경부(20)가 가열되면, 구경부(20) 및 나선편(26)은, 도면에서의 화살표로 나타내는 바와 같이 열팽창한다. 그렇게 하면, 구경부(20)는 전체로 지름이 확대되어 둘레 길이가 길어지기 때문에, 나선편(26)끼리의 간격은 넓어지고, 슬릿부(24)의 폭은 확대된다.

한편, 나선편(26)[긴 나선편(26a), 짧은 나선편(26b)]에서의 끝부(27a, 27b)의 바깥 둘레 가장자리 측에서는, 화살표로 나타내는 바와 같이, 슬릿부(24)를 좁히도록 열팽창이 생긴다. 이것은, 끝부(27a, 27b)의 바깥 둘레 가장자리 측은 자유단으로서, 둘레방향에 대한 규제력이 작용하지 않기 때문이다.

이 결과, 구경부(20)가 가열된 경우에는, 나선편(26)이 둘레방향의 양측으로 신장되어, 끝부(27a, 27b)가 리브(216)의 입설면(217, 218)에 맞물릴 염려가 있다.

또한, 둘레방향으로의 나선편(26)의 열팽창은, 나선편(26)의 둘레방향의 길이가 클수록 현저해진다. 따라서, 짧은 나선편(26b)의 끝부(27b)와 비교하여, 긴 나선편(26a)의 끝부(27a)에서, 클리어런스(C1)를 줄이는 방향의 열팽창이 현저하게 발생한다.

이에 대하여, 본 실시형태의 프레임금구(210) 및 중공성형체(10)에서는, 상기한 바와 같이, 리브(216)의 기단 측에서의 입설면(217)과 끝부(27a)와의 클리어런스(C1)를, 입설면(218)과 끝부(27b)와의 클리어런스(C2)보다 크게 하고 있다.

이 때문에, 리브(216)의 양측에서 나선편(26)과 입설면(217, 218)과의 맞물림의 발생을 균형잡게 함으로써, 이것을 전체로 억제할 수 있다.

따라서, 오버 몰드 성형에 의해 가열된 중공성형체(10)가 완전히 냉각되는 것을 기다리지 않고, 수지 용기(100)를 프레임금구(210)로부터 떼어낼 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 중공성형체(10) 및 수지 성형장치(200)를 사용함으로써, 오버 몰드 성형의 스루풋을 향상한다는 본 발명에 특유의 과제가 해결된다.

<수지 성형방법>

도 10 및 도 11은, 본 실시형태의 수지 성형방법의 각 공정을 나타내는 설명도이다.

처음에, 본 실시형태의 수지 성형방법의 개요에 대하여 설명한다.

본 실시형태에 의한 수지 성형방법은, 바닥이 있는 통형상의 본체부(12) 및 원통형상의 구경부(20)를 가지고 구경부(20)의 축방향으로 연장되는 슬릿부(24)에 의해 분단된 나선형상의 돌조부(22)가 구경부(20)의 주위에 설치된 중공성형체(10)에 대하여, 본체부(12)의 바깥쪽에 수지 외장체(30)를 오버 몰드하는 수지 성형방법이다.

그리고, 본 실시형태의 수지 성형방법은, 슬릿부(24)를 걸어멈춤편[리브(216)]에 의해 걸어멈춰 중공성형체(10)를 유지하는 유지공정과, 유지된 중공성형체(10)를 용융 수지로 오버 몰드하여 수지 용기(100)를 성형하는 오버 몰드공정을 포함한다.

다음에, 본 실시형태의 수지 성형방법에 대하여 상세하게 설명한다.

(유지 공정)

도 10(a)는, 중공성형체(10)의 구경부(20)를 프레임금구(210)의 제 1 오목부(212)에 끼워 넣음으로써, 구경부(20)의 슬릿부(24)와 리브(216)를 걸어맞추게 한 상태를 나타내는 모식도이다. 프레임금구(210)는, 노즐금구(230), 폐쇄금구(250) 및 홀더금구(260)(도 4를 참조)와 조합되어 구부 금형(202)을 구성하고 있다.

도 10(a)에서, 중력방향은 도면 중 아래쪽이다. 즉, 유지공정에서는, 구경부(20)를 중력방향의 아래쪽을 향하여 중공성형체(10)를 유지한다.

유지공정에서는, 긴 나선편(26a)의 선단부와 걸어멈춤편[리브(216)]과의 클리어런스(C1)를, 짧은 나선편(26b)의 선단부와 걸어멈춤편[리브(216)]과의 클리어런스(C2)보다 크게 하여 슬릿부(24)를 걸어멈춘다.

중공성형체(10)를 유지한 구부 금형(202)은, 오버 몰드용의 외형금구(270)와 조합시켜 수지 성형장치(200)를 구성한다. 외형금구(270)는, 분할형(271, 272)으로 분할 구성된다.

도 10(b)는, 분할형(271, 272)을 대향시켜 서로 조합하여, 외형금구(270)의 내부에 캐버티(273)를 형성하고, 그 내부에 중공성형체(10)의 본체부(12)를 수용한 상태를 나타내는 모식도이다.

이 때, 노즐금구(230)의 유로(244a∼244c)는, 외형금구(270)의 외부와 각각 연통되어 있다. 즉, 외형금구(270)에는, 구부 금형(202)의 선단 개구(241)및 기단 개구(242, 243)와 개별로 연통하는 관로(275)가 설치되어 있다.

또, 캐버티(273)의 상부에는, 용융 수지를 공급하기 위한 수지 유입로(274)가 외형금구(270)의 외부와 연통하여 설치되어 있다.

도 11(a)는, 수지 유입로(274)를 통하여 캐버티(273)의 내부에 용융 수지(276)를 충전한 상태를 나타내는 모식도이다. 이와 같은 상태에서는, 관로(275) 및 유로(244a)를 통하여 외형금구(270)의 외부로부터 중공성형체(10)의 내부에 가압 공기가 공급되고 있다.

캐버티(273)로 유입되는 용융 수지(276)는, 중공성형체(10)를 중력방향으로 가압하면서 캐버티(273)에 충전되어 간다.

본 실시형태의 외형금구(270)에서는, 중공성형체(10)의 중심축 상에 수지 유입로(274)가 형성되어 있다. 따라서, 입구부 금형(202)에 유지된 중공성형체(10)는 캐버티(273)에 대하여 경사지는 일이 없다.

도 11(b)는, 용융 수지(276)가 냉각 경화된 상태를 나타내는 모식도이다. 용융 수지(276)는 경화되어 수지 외장체(30)로 되어 있다.

그리고, 런너(277)를 절단함으로써, 본체부(12)의 바깥쪽에 중공성형체(10)와 일체로 설치된 수지 외장체(30)를 구비하는 수지 용기(100)가 오버 몰드 성형된다.

성형된 수지 용기(100)는, 구경부(20)를 구부 금형(202)의 제 1 오목부(212)로부터 축방향으로 똑바로 뽑아냄으로써 인출 가능하다.

본 실시형태의 수지 성형장치(200) 및 수지 용기(100)로부터 얻어지는 작용효과에 대하여 이하 설명한다.

본 실시형태의 수지 용기(100)에는, 돌조부(22)를 복수의 나선편(26)으로 분단하는 슬릿부(24)가, 구경부(20)의 축방향으로 연장하여 설치되어 있다. 이와 같은 구성을 구비하는 수지 용기(100)는 성형 작업성이 우수하여, 높은 스루풋이 실현된다. 즉, 슬릿부(24)를 키홈으로 하여 중공성형체(10)를 구부 금형(202)에 고정할 수 있기 때문에, 중공성형체(10)를 회전시키는 일 없이, 구경부(20)를 입구부 금형(202)의 제 1 오목부(212)에 떨어뜨려 넣는 것만으로, 중공성형체(10)를 제 1 오목부(212)에 대하여 원하는 방향으로 재현성 좋게 고정할 수 있다.

본 실시형태의 캡부(40)는, 복수의 나선편(26)과 나사 결합하는 적어도 하나의 루프 이상에 걸쳐 연속하여 형성된 나사 결합부(42)를 가지고 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 구경부(20)에 슬릿부(24)가 형성되어 있는 수지 용기(100)에서, 캡부(40)가 관착된 중공성형체(10)의 내부와 외부가 연통되는 것을 방지한다. 이 때문에, 중공성형체(10)의 내용물이 휘발성 액체인 경우, 캡부(40)가 구경부(20)에 대하여 불완전하게 관착되었을 때에도 내용물의 증산(蒸散)이 방지된다.

본 실시형태의 나선편(26)은, 구경부(20)의 둘레방향의 길이가 더욱 긴 긴 나선편(26a)과, 더욱 짧은, 짧은 나선편(26b)을 포함하고 있고, 긴 나선편(26a)의 둘레방향의 양쪽 끝은, 짧은 나선편(26b)의 둘레방향의 양쪽 끝보다 급준하게 구경 둘레면(28)으로부터 일어서 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 상기한 바와 같이 중공성형체(10)의 성형을 2분할 성형체(16a, 16b)[도 2(a)를 참조]의 접합에 의해 행할 때에, 2분할 성형체(16a, 16b)의 성형성이 양호해진다. 또, 중공성형체(10)를 블로우 성형에 의해 얻는 경우도, 성형 금형의 분리선(parting line)을 가상 분할면(SP)에 일치시킴으로써, 슬릿부(24)에 대응하는 성형 금형 측의 돌기와 나선편(26)이 간섭하지 않고, 이른바 언더컷이 생기지 않는다. 바꿔 말하면, 상기 구성을 구비함으로써, 성형성이 우수한 구조의 중공성형체(10)가 제공된다.

또, 본 실시형태의 수지 성형장치(200)는, 구경부(20)를 끼워 넣는 제 1 오목부(212)와, 오목부 둘레면(214)에 입설된, 제 1 오목부(212)의 깊이 방향으로 연장하여 슬릿부(24)와 걸어맞춰지는 리브(216)를 구비하고 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 제 1 오목부(212)에 중공성형체(10)의 구경부(20)를 집어 넣는 것만으로, 구경부(20)가 슬릿부(24)와 리브(216)와의 걸어맞춤에 의해 프레임금구(210)에 고정됨과 함께, 프레임금구(210)에 대한 중공성형체(10)의 방향이 재현성 좋게 위치 결정된다. 이에 의하여, 구경부(20)에 나선형상의 돌조부(22)가 형성된 중공성형체(10)이어도, 이를 회전시키는 일 없이 프레임금구(210)에 세트할 수 있기 때문에, 작업 로봇을 사용한 오버 몰드 성형의 전자동화가 용이하게 실현된다.

수지 성형장치(200)를 구성하는 구부 금형(202)은, 복수개의 리브(216)가 오목부 둘레면(214)에 부등 간격으로 설치되고, 오목부 둘레면(214)이 긴 둘레부(214a)와 짧은 둘레부(214b)를 포함함과 함께, 긴 둘레부(214a)를 사이에 두는 리브(216)의 입설면(217)과 긴 둘레부(214a)가 이루는 각(φ₁)이, 짧은 둘레부(214b)를 사이에 두는 리브(216)의 입설면(218)과 짧은 둘레부(214b)가 이루는 각(φ₂)보다 작다. 이와 같은 구성에 의하여, 긴 나선편(26a)의 끝부(27a)에 대한 리브(216)의 입설면(217)과의 걸어맞춤성이 양호해지고, 구부 금형(202)의 제 1 오목부(212)에 대한 중공성형체(10)의 위치 결정이 양호하게 행하여진다.

이것은, 구부 금형(202)이 이와 같은 구성을 구비함으로써, 상기한 바와 같이 성형성이 우수한 중공성형체(10)의 구조인 긴 나선편(26a) 및 짧은 나선편(26b)의 둘레방향 양쪽 끝의 일어섬각(θ₁, θ₂)에 대하여, 리브(216)의 입설면(217, 218)의 입설각(立設角)(φ₁, φ₂)이 보각의 관계가 되기 때문이다(도 3, 도 7을 참조).

본 실시형태의 수지 성형장치(200)에서는, 리브(216)의 기단 측에서의 입설면(217)과 끝부(27a)와의 클리어런스(C1)를, 입설면(218)과 끝부(27b)와의 클리어런스(C2)보다 크게 하고 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 오버 몰드 시에 중공성형체(10)가 가열되어 긴 나선편(26a)에 현저한 열팽창이 생겼다 하여도, 리브(216) 양측의 입설면(217, 218)에서 생기는 나선편(26)의 맞물림을 균형잡게 하여 억제할 수 있다. 이 때문에, 오버 몰드 성형 후의 수지 용기(100)를 신속하게 제 1 오목부(212)로부터 탈리할 수 있어, 높은 스루풋이 달성된다.

복수개(4개)의 리브(216)가 제 1 오목부(212)의 중심을 지나는 대칭면(SY) 에 관하여 대칭 위치에 설치되어 있고, 리브(216)의 입설면(217, 218)은 대칭면(SY)을 향하여 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의하여, 제 1 오목부(212)에 끼워 넣어진 구경부(20)의 유지 안정성이 양호해진다.

본 실시형태의 수지 성형장치(200)는, 유지된 중공성형체(10)의 본체부(12)를 덮는 외형금구(270)를 더 구비함과 함께, 슬릿부(24)의 입설위치가, 외형금구(270)에 대하여 제 1 오목부(212)의 둘레방향으로 가변이다. 이와 같은 구성에 의하여 인너쉘에 닿는 중공성형체(10)와, 아우터쉘에 닿는 수지 외장체(30)와의 각도를 원하는 대로 조정할 수 있다. 이에 의하여, 예를 들면 중공성형체(10)와 수지 외장체(30)의 횡단면을 각각 다각형으로 한 경우 등, 중공성형체(10)와 수지 외장체(30)와의 축 주위의 각도를 변화시킴으로써 다른 의장성의 용기를 성형할 수 있다.

본 실시형태의 수지 성형장치(200)는, 제 1 오목부(212)의 내외를 연통하는 유로(244a∼244c)와, 제 1 오목부(212)에 끼워 넣어진 중공성형체(10)의 내부에 유로(244a∼244c)를 거쳐 유체를 공급하는 유체 공급부(도시 생략)를 구비하고 있다. 이와 같은 구성에 의하여 오버 몰드 성형 시에 중공성형체(10)의 내부에 가압 기체나 액체를 공급할 수 있다. 이 때문에, 몰드압에 의한 중공성형체(10)의 압축 변형을 억제할 수 있어, 중공성형체(10)와 수지 외장체(30)와의 높은 밀착성을 얻을 수 있다.

본 실시형태의 수지 성형방법으로부터 얻어지는 작용효과에 대하여 이하 설명한다.

본 실시형태의 수지 성형방법은, 슬릿부(24)를 걸어멈춰 중공성형체(10)를 유지하는 유지공정과, 유지된 중공성형체(10)를 용융 수지로 오버 몰드하여 수지 용기(100)를 성형하는 오버 몰드공정을 포함한다. 이와 같은 구성에 의하여, 중공성형체(10)의 구경부(20)에 나선형상의 돌조부(22)가 설치되어 있어도, 슬릿부(24)를 걸어멈춰 중공성형체(10)를 유지할 수 있기 때문에, 수지 성형장치(200)에 대한 중공성형체(10)의 나사 결합이 불필요하게 된다. 또, 슬릿부(24)를 걸어멈춰 중공성형체(10)를 유지함으로써, 중공성형체(10)의 형상에 따라 소정의 방향으로 유지한 중공성형체(10)에 대하여 수지 외장체(30)를 오버 몰드할 수 있다.

유지공정에서는, 구경부(20)를 중력방향의 아래쪽을 향하여 중공성형체(10)를 유지한다. 이에 의하여, 중공성형체(10)는 그 자중(自重)에 의해 제 1 오목부(212)에 안정되게 유지되고, 중공성형체(10)가 외형금구(270)의 캐버티(273)에 대하여 경사지는 것이 방지된다.

유지공정에서는, 긴 나선편(26a)의 선단부와 리브(216)와의 클리어런스(C1)를, 짧은 나선편(26b)의 선단부와 리브(216)와의 클리어런스(C2)보다 크게 하여 슬릿부(24)를 걸어멈춘다. 이에 의하여, 오버 몰드공정에서 나선편(26)이 가열되어 긴 나선편(26a)이 현저하게 열팽창되었다 하여도, 걸어멈춰져 있는 슬릿부(24)에 생기는 맞물림이 억제된다. 이 때문에, 오버 몰드 성형 후의 수지 용기(100)를 신속하게 제 1 오목부(212)로부터 탈리할 수 있어, 높은 스루풋이 달성된다.

Claims

바닥이 있는 통형상의 본체부 및 원통형상의 구경부(口頸部)를 가지고 상기구경부의 축방향으로 연장되는 슬릿부에 의해 복수의 나선편으로 분단된 나선형상의 돌조부가 상기 구경부의 주위에 설치된 중공성형체를 유지하여, 상기 본체부의 바깥쪽에 수지 외장체를 오버 몰드하기 위한 수지 성형장치에 있어서,
상기 구경부를 끼워 넣는 오목부와,
상기 오목부의 둘레면에 입설(立設)된, 상기 오목부의 깊이 방향으로 연장되어 상기 슬릿부와 걸어맞춰지는 리브를 구비하는 수지 성형장치.
복수개의 상기 리브가 상기 오목부의 둘레면에 부등(不等) 간격으로 설치되고, 당해 둘레면이, 긴 둘레부와, 인접하는 상기 리브끼리의 간격이 상기 긴 둘레부보다 짧은, 짧은 둘레부를 포함하는 제 1항에 기재된 수지 성형장치에 있어서,
상기 긴 둘레부를 사이에 두는 상기 리브의 입설면과 상기 둘레면이 이루는 각이, 상기 짧은 둘레부를 사이에 두는 상기 리브의 입설면과 상기 둘레면이 이루는 각보다 작은 것을 특징으로 하는 수지 성형장치.
제 2항에 있어서,
상기 긴 둘레부와 상기 짧은 둘레부에 의해 사이에 두어진 상기 리브와 상기 슬릿부가 걸어맞춰진 상태에서, 상기 리브에서의 긴 둘레부 측의 입설면의 기단부(基端部)와 상기 나선편과의 클리어런스가, 당해 리브에서의 짧은 둘레부 측의 입설면의 기단부와 상기 나선편과의 클리어런스보다 큰 것을 특징으로 하는 수지 성형장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
복수개의 상기 리브가 상기 오목부의 중심을 지나는 대칭면에 관하여 대칭 위치에 설치되어 있음과 함께,
상기 리브의 입설면이 상기 대칭면을 향하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수지 성형장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
유지된 상기 중공성형체의 상기 본체부를 덮는 외형금구(外型金具)를 더 구비함과 함께,
상기 슬릿부의 입설 위치가, 상기 외형금구에 대하여 상기 오목부의 둘레방향으로 가변인 것을 특징으로 하는 수지 성형장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오목부의 내외를 연통하는 유로와, 상기 오목부에 끼워 넣어진 상기 중공성형체의 내부에 상기 유로를 거쳐 유체를 공급하는 유체 공급수단을 더 구비하는 수지 성형장치.
바닥이 있는 통형상의 본체부 및 원통형상의 구경부를 가지고 상기 구경부의 축방향으로 연장되는 슬릿부에 의해 복수의 나선편으로 분단된 나선형상의 돌조부가 상기 구경부의 주위에 설치된 중공성형체에 대하여, 상기 본체부의 바깥쪽에 수지 외장체를 오버 몰드하는 수지 성형방법에 있어서,
상기 슬릿부를 걸어멈춤편에 의해 걸어멈춰 상기 중공성형체를 유지하는 유지공정과,
유지된 상기 중공성형체를 용융 수지로 오버 몰드하여 수지 용기를 성형하는 오버 몰드공정을 포함하는 수지 성형방법.
제 7항에 있어서,
상기 유지공정에서, 상기 구경부를 중력방향의 아래쪽을 향하여 상기 중공성형체를 유지하는 수지 성형방법.
상기 나선편이, 긴 나선편과, 상기 구경부의 둘레방향의 길이가 상기 긴 나선편보다 짧은, 짧은 나선편을 포함하는 상기 중공성형체에 대하여 오버 몰드하는 제 7항 또는 제 8항에 기재된 수지 성형방법에 있어서,
상기 유지공정에서, 상기 긴 나선편의 선단부(先端部)와 상기 걸어멈춤편과의 클리어런스를, 상기 짧은 나선편의 선단부와 상기 걸어멈춤편과의 클리어런스보다 크게 하여 상기 슬릿부를 걸어멈추는 것을 특징으로 하는 수지 성형방법.
바닥이 있는 통형상의 본체부 및 원통형상의 구경부를 가지고, 상기 구경부의 주위에 나선형상의 돌조부가 설치된 중공성형체와,
상기 본체부의 바깥쪽에 상기 중공성형체와 일체로 설치된 수지 외장체를 구비함과 함께,
상기 돌조부를 복수의 나선편으로 분단하는 슬릿부가, 상기 구경부의 축방향으로 연장하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수지 용기.
제 10항에 있어서,
상기 구경부에 나사 결합 장착되어 상기 중공성형체를 밀폐하는 캡부를 더 구비함과 함께,
상기 캡부가, 복수의 상기 나선편과 나사 결합하는 적어도 하나의 루프 이상에 걸쳐 연속하여 형성된 나사 결합부를 가지는 것을 특징으로 하는 수지 용기.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,
상기 나선편이, 긴 나선편과, 상기 구경부의 둘레방향의 길이가 상기 긴 나선편보다 짧은, 짧은 나선편을 포함함과 함께,
상기 긴 나선편의 둘레방향의 양쪽 끝이 상기 구경부의 둘레면으로부터 일어서는 각도가, 상기 짧은 나선편의 둘레방향의 양쪽 끝이 상기 구경부의 둘레면으로부터 일어서는 각도보다 급준한 것을 특징으로 하는 수지 용기.