JPH0753382B2 - 中空型物の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂から中空型物を作る方法に関する。

〔従来の技術〕

溶融した樹脂を型キャビティ内に導入した後に又は導入
しながら、該型キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体、
特に加圧気体を注入し、樹旨が固化してから圧力を解放
することによって中空型物を作る方法は多数公知である
（たとえば特開昭60-24913）。成形体を中空とすること
によって、成形体を軽量にでき、また樹脂の使用量を減
らすことができる。

第４図に示すように、成形体の一部が厚肉になるように
金型キャビティを構成し、加圧気体をこの厚肉部の溶融
樹脂内に注入し、厚肉部内を加圧気体が進んで行って中
空部を作るようにすることも知られている。このような
加圧気体の流路はガスチャンネルと呼ばれ、厚肉部は基
本的な肉厚の部分の２〜５倍の厚さとされている。厚肉
部はまた、成形体の剛性を増すよう働く。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記のように加圧気体の流路を規定しても、実
際には第５図（第４図の成形品の部分断面図）に示すよ
うにガスチャンネルの外の基本肉厚の部品にまでガスが
入ってゆく傾向があった。また逆に、ガスチャンネル部
の一部には加圧気体が入って行かないことも多い。つま
り、成形品における中空部の分布が、製品設計時に意図
したものと相当に異なる場合があり、しかもこの相違が
成形ごとに一定しない。その結果、成形体の物性、寸法
精度及び安定性が悪くなり、また生産性も低下する。

本発明は、上記の欠点を解消し、予め設計されたチャン
ネルのみを加圧流体が流動し、設計通りの中空部を持つ
成形体を作る方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、溶融した樹脂を型キャビティ内に導入し、該
型キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入すること
により成形体の厚肉部の少くとも一部を中空とすること
を含む中空型物の製造方法において、上記の中空とすべ
き厚肉部の少なくとも一部とその外延部との間において
キャビティ断面積を狭くし、もって加圧流体が上記外延
部に侵入することを防ぐことを特徴とする方法である。
加圧流体は、好ましくは加圧気体であり、以下では単に
加圧気体と言う。

図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図は、本発明で用いる射出成形機の金型の断面の概
念図である。１は上型、２は下型であり、３がキャビテ
ィである。好ましい実施態様においては、溶融樹脂をキ
ャビティに射出するより前に、加圧気体、好ましくは空
気又は窒素をキャビティに充填して、カウンタープレッ
シャーをかけておく。

次に、溶融樹脂をキャビティ内へ射出する。溶融樹脂の
量は、キャビティを充満するに不足する所定量であり、
所望の中空の体積割合により決まる。中空型物製品中の
中空の体積割合は、たとえば10〜70％、特に30〜60％で
ある。

金型において厚肉部４とその外延部との間に、キャビテ
ィ方向に前進・後退できる仕切り５を設けておく。上記
のように所定量の溶融樹脂を射出した後に（又は射出し
ながら）、仕切り５を前進させることにより、キャビテ
ィ断面積を狭くする。この状態を第２図に示す。キャビ
ティ断面積をどの程度狭くするかは、外延部の基本肉厚
部の厚さ、成形品全体の形状の複雑さ、加圧気体の圧
力、樹脂の流動粘度などに依存するが、一般に基本肉厚
部の厚さの10〜90％、好ましくは30〜70％の断面積を残
せば良い。これより小さい断面積を残したのでは、後述
する加圧気体の注入の際に該断面を通る溶融樹脂の流れ
がさえぎられ、従ってキャビティ先端において空隙が残
ってしまう恐れがある。他方、上記より大きい断面積を
残したのでは、本発明の効果が少い。

次に加圧気体（たとえば空気又は窒素）を厚肉部の溶融
樹脂中に直接に注入する。これを行うために、第１図に
示すようにキャビティの中に先端が位置する針６を金型
に設ける。針６は固定されていてもよく、また前後に移
動できるようにしてもよい。第２図は、溶融樹脂を射出
する前に針６を後退させる態様を示している。溶融樹脂
の射出後に、針６を前進させて、針先端を厚肉部に到達
させる。針６を通して加圧気体を注入する。加圧気体を
注入してゆくにつれて、溶融樹脂中に中空が生じ、中空
が大きくなってゆくと、同時に溶融樹脂がキャビティ先
端の間隙の方に押されて移動して、金型表面に密着す
る。なお、上述の好ましい態様に従いキャビティにカウ
ンタープレッシャーをかけておいた場合には、上記キャ
ビティ先端の方に溶融樹脂が流動している間にキャビテ
ィ先端のカウンタープレッシャーを開放する。

そこで次に、仕切り５を後退させて第１図に示す元の位
置に戻す。この際に、厚肉部の中空内の気体はまだ高い
圧力にあって溶融樹脂を金型表面の方に押圧しているの
で、仕切り５が後退するにつれて溶融樹脂が前進する。
従って、出来上った成形品において、仕切り５の個所に
凹陥部は無い。

次に樹脂を固化させ、そして中空内部の加圧気体の圧力
を大気圧まで減圧する。そのために加圧気体は針６を通
って大気中に放出されるか、又は回収される。

上記では、各操作を逐次的に行う態様を述べたが、各操
作が部分的にオーバーラップしてもよい。特に、仕切り
５の前進中に加圧気体の注入を開始してもよく、また加
圧気体の注入の終了より少し前に仕切り５を後退させて
もよい。

上記の仕切り５は、厚肉部のすべてに設けることができ
るが、金型構造の複雑化を避けるために、厚肉部の一部
に設けてもよい。仕切り５を設けるべき個所は、加圧気
体が基本肉厚部にまで侵入しやすい個所であり、これは
成形品の構造に依存するが、一般には加圧気体の注入
口、即ち針６に近い厚肉部である。加圧気体の注入口が
複数ある場合も同様である。仕切り５は、厚肉部と直接
隣接して設けることが一般に好ましいが、厚肉部の形状
によっては厚肉部から少しの距離たとえば１〜5mm離し
て設けてもよい。

仕切り５を前進・後退させる機構としては、仕切り５を
油圧又は空圧などで駆動されるロッドと連結して、適宜
のタイミングで駆動させることができる。

また、仕切り５は金型に固定されていてもよい。この態
様を第３図に示す。この場合、仕切り５の個所で残る断
面積をあまり小さくすると、成形品の強度の点で問題が
出る、あるいは加圧気体の注入の際に溶融樹脂の流動が
制限されてキャビティ先端に樹脂が達しないという問題
が生じることがある。断面積をどの程度とするかは、成
形品の形状、必要とされる強度などに依存して都度適宜
に決めることができる。一般には基本肉厚部の50〜70％
である。この態様においても、仕切りを前進・後退させ
ないことの他は、上記第１図の金型の場合と同様にして
実施することができる。

〔発明の効果〕

本発明において仕切り５を設けたことによって、加圧気
体が基本肉厚部に侵入することが防がれる。従って、設
計通りに再現性良く中空部分を成形品中に作ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する金型の断面の概略図であ
る。図中の数字は下記のものを示す。 １と2:夫々、金型の上型と下型 3:キャビティ、4:厚肉部 5:仕切り、6:加圧気体用の針 第２図は、第１図の部分拡大図であり、樹脂が射出され
た状態を示す。 第３図は、第１図とは異なる態様の、本発明を実施する
金型の断面の概略図である。図中の数字は上記と同じも
のを示す。 第４図は、本発明（及び従来法）の成形品の外観を示す
見取図である。 第５図は、従来法の成形品の部分の断面図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融した樹脂を型キャビティ内に導入し、
   該型キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入するこ
   とにより成形体の厚肉部の少くとも一部を中空とするこ
   とを含む中空型物の製造方法において、上記の中空とす
   べき厚肉部の少なくとも一部とその外延部との間におい
   てキャビティ断面積を狭くし、もって加圧流体が上記外
   延部に侵入することを防ぐことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】上記のキャビティ断面積を狭くする部位に
   おいて、キャビティを構成する金型面をキャビティ方向
   に前進及び後退可能と成し、加圧流体を注入する前に又
   は注入しながら上記金型面を前進させることによってキ
   ャビティ断面積を狭くする請求項第１項記載の方法。
3. 【請求項３】加圧流体の注入が終了した後に上記金型面
   を後退させ、この際に溶融樹脂が後退する金型面に追随
   して流動して、成形品表面に凹陥部のない中空型物を得
   る請求項第２項記載の方法。
4. 【請求項４】上記のキャビティ断面積を狭くする部位に
   おいて金型表面がキャビティ側に突出している金型を用
   いる請求項第１項記載の方法。