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発明の名称 リブ付き成形体及びその製造方法並びに製造用金型装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−272645
公開日 平成10年(1998)10月13日
出願番号 特願平9−79845
出願日 平成9年(1997)3月31日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】石井 暁夫 (外2名)
発明者 福原 敦志 / 中林 和昭
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】薄肉状本体に板状等の補強リブを突設した成形体を製造ための金型装置であって、密着・離反自在な一対の金型を備え、両金型の合わせ面に、本体成形用キャビティと、リブ成形用キャビティと、前記リブ成形用キャビティと本体成形用キャビティとの接続部に連通した補助空所を形成し、更に、前記いずれか一方又は両方の金型に、キャビティに対してガスを噴出させるためのノズルを設けたことを特徴とするリブ付き成形体の製造用金型装置。
【請求項2】請求項1に記載した一対の金型を密着させた状態で、キャビティ及び補助空所に、それらの全容量よりも少ない量の溶融合成樹脂を注入し、前記補助空所の箇所にガスを噴出させることにより、リブの付け根箇所を中空状に形成することを特徴とするリブ付き成形体の製造方法。
【請求項3】請求項1に記載した製造装置及び製造方法によって製造される成形体であって、リブの付け根箇所は空洞になっており、且つ、前記金型の補助空所に対応した部位に中空殻部が形成されていることを特徴とするリブ付き成形体。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば抽斗の合成樹脂製鏡板のように、合成樹脂で薄肉状に形成した成形体及び製造方法並びに製造用金型装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図15に示すような抽斗1の鏡板2を合成樹脂で製造する場合、一般に、鏡板2は後ろ向き開口の浅い皿状に形成されており、補強のため板状のリブを形成している。この鏡板2は、図16で示すように、合わせ面にキャビティを形成した一対の金型4,5 を使用して、キャビティ内に溶融合成樹脂を注入することによって製造されるもので、金型4,5 に、本体成形用キャビティ6とリブ成形用キャビティ7とを形成して、板状のリブ3を一体成形するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように補強リブ3を一体成形すると、リブ3の付け根箇所で樹脂の硬化が遅くなるため、成形した鏡板の表面にヒケが発生しやすいと言う問題があった。このヒケ対策として従来は、樹脂が固まり切る前に当該樹脂に対して、樹脂の注入圧力よりも高い圧力を加えながら樹脂を硬化させると言う保圧がなされているが、保圧の圧力が高いため金型を頑丈な構造にしなければならず、このため装置の加工やシールのための設備費並びにランニングコストが嵩むと言う問題があった。
【0004】他方、溶融合成樹脂をキャビティ6,7 内に未充満の状態で注入してから、キャビティ6,7 内にガスを噴出させることにより、リブ3の付け根に空洞部を形成するガス支援式の中空成形法も考えられるが、従来のガス支援式射出成形法では、ガスを例えば500Kg/cm2 もの高圧で噴出させなければならないため、金型が頑丈な構造になると共にシールも厄介になり、このため、前記保圧方式の射出成形と同様に、設備費及びランニングコストが嵩む問題があった。
【0005】また、ガス支援式の中空成形法でリブの付け根に空洞部を形成する従来の方法では、樹脂をキャビティに一杯に充填してから高圧でガスを噴出させるものであるため、ごく小さい断面積の空洞部しか形成することができず、このためヒケの完全な防止には至っていなかった。本発明は、これら従来の問題を解消することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者たちは、ガスをキャビティ内に噴出させることによって成形体に空洞部を形成する方法に関して、ガスの噴出と樹脂の流れとを研究し、その結果、本発明を完成させるに至った。すなわち本発明は、薄肉状本体に板状等の補強リブを突設した成形体を製造ための金型装置を、「密着・離反自在な一対の金型を備え、両金型の合わせ面に、本体成形用キャビティと、リブ成形用キャビティと、前記リブ成形用キャビティと本体成形用キャビティとの接続部に連通した補助空所を形成し、更に、前記いずれか一方又は両方の金型に、キャビティに対してガスを噴出させるためのノズルを設ける」の構成にした。
【0007】また、本発明は、「前記一対の金型を密着させた状態で、キャビティ及び補助空所に、それらの全容量よりも少ない量の溶融合成樹脂を注入し、前記補助空所の箇所にガスを噴出させることにより、リブの付け根箇所を中空状に形成する」の製法も含む。この場合、樹脂を注入し切ってから樹脂が固まるまでの間にガスを噴出し続けて、リブの付け根の空洞部に圧力をかけ続けるのが好ましい。なお、樹脂を注入し切ってからガスを噴出させても良いし、樹脂の注入途中でガスを噴出させても良い。
【0008】上記の金型装置及び製造方法によると、製造されたリブ付き成形体は、リブの付け根箇所が空洞になっており、且つ、前記金型の補助空所に対応して中空殻部が形成されている。
【0009】
【発明の作用・効果】このガス支援式射出成形法によってリブの付け根に空洞部を成形する方法は、注入された樹脂のうちリブの付け根に相当する部分(すなわち本体成形用キャビティとリブ成形用キャビティとの接続部)において溶融合成樹脂の流れ抵抗が最も小さいことを利用して、その樹脂の断面積の大きい部分にガスを通すことにより、リブの付け根に空洞部を形成するものである。
【0010】この場合、従来のように金型に本体成形用キャビティとリブ成形用キャビティしか存在しない場合は、溶融合成樹脂の流動性が著しく低いため、ガスを500 Kg/cm2程度もの高圧で噴出させて樹脂を強引に押し広げないと、リブの付け根箇所に空洞部を形成することはできない。
【0011】これに対して本願発明の装置及び製法によると、補助空所を設けたことによって溶融合成樹脂の流れが著しく促進されるばかりか、補助空所にガスの圧力溜まりが形成されて、本体成形用キャビティとリブ成形用キャビティとの接続部に対して大きな動圧を作用させることができるため、ガスの圧力が例えば20〜30Kg/cm2程度の低圧であっても、リブ成形用キャビティと本体成形用キャビティとの接続部にガスと溶融合成樹脂とをスムースに走らせて空洞部を形成できる。
【0012】従って本願発明によると、ガスが低圧であってもリブの付け根箇所に空洞部を形成できるから、頑丈な金型を使用して高価をシール機構を採用しなくても、ヒケの生じない成形体を製造することができる。その結果、製造装置のコスト及びランニングコストを低減できる。特に、樹脂を注入し切ってから、樹脂が固まるまでの間に補助空所にガスを噴出し続けると、リブの付け根箇所の全長の箇所で、樹脂をキャビティの内面に密着するように圧力をかけた状態で硬化させることができるから、低いガス圧であっても樹脂硬化時の保圧効果を著しく向上して、ヒケ防止の効果をより一層確実ならしめることができる利点がある。
【0013】
【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9は抽斗の鏡板2の製造に適用した第1実施形態である。図1は鏡板2を裏返した状態での斜視図、図2は図1のII−II視断面図である。鏡板2は、囲い壁部2bを備えた薄肉でトレー状の本体2aを備えており、その内面に、王字状に接続された板状のリブ3を突設している。符号2bは引手穴である。図2に示すように、各リブ3の付け根には、当該各リブ3の長手方向に沿って延びる空洞部3aが形成されている。
【0014】次に、鏡板2の製造用金型装置及び製造方法を説明する。図3は金型装置の斜視図である。金型装置は、鏡板2の外面を形成する下金型(雌型)11と、鏡板2の内面を形成する上金型(雄型)12とから成っており、下金型11には本体成形用キャビティ13が形成されており、上金型12には、リブ3に対応した王字状のリブ成形用キャビティ14と引手穴成形用突起15とが形成されている。
【0015】図4のうち (A)は上金型12の要部を示す破断斜視図、(B) は要部平面図(底面図)、図5は両金型11,12 を離反した状態での断面図である。これらの図に示すように、上金型12のうちリブ成形用キャビティ14は、本体成形用キャビティ13に開口する開口部14a の断面積が大きくなるように形成されている。また、縦横のリブ成形用キャビティ14が交差する中心部に平面視(底面視)正方形の補助空所16を形成し、この補助空所16の中心に対して溶融合成樹脂の注入口(ゲート)17を開口している。なお、ゲート17は他の部位に形成しても良いし、複数個設けても良い。補助空所16の深さや面積(容積)は必要に応じて任意の値に設定できる。
【0016】補助空所16には、窒素等のガスを噴出させるためのノズル18を望ませている。ノズル18は補助空所16の内面からある程度突出させても良い。また、前記ゲート17にガスの噴出管路を接続して、ゲート17をノズルに兼用しても良い。
【0017】図7及び図8で成形工程を示している。すなわち先ず、図7に示すように、両金型11,12 を密着させた状態でゲート17から例えばプリプロピレン等の溶融合成樹脂Rを注入する。注入量は、各キャビティ13,14 及び補助空所16の容量の総和よりもやや少ない程度で良い(例えば90〜95%程度)。次に、ノズル18から補助空所18内にガスを噴出させる。すると、補助空所16の箇所では溶融合成樹脂Rの量が多くて流れ抵抗が小さく、しかも、大きなガスの圧力溜まりが形成されるため、各リブ成形用キャビティ14の開口部14a の箇所に溶融合成樹脂Rの大きな動圧が作用することになり、これにより、ガス及び溶融合成樹脂Rが各リブ成形用キャビティ14の開口部14a に走るようにして流入して行く。
【0018】すなわち、各リブ成形用キャビティ14の開口部14a にガスがスムースに進入して行く。従って、ガスの圧力が例えば20〜30Kg/cm2程度の低圧であっても、図8(B) に示すように、各リブ3の付け根箇所に空洞部3aを確実に形成できる。ガスは溶融合成樹脂Rに対して均等に作用するため、空洞部3a周囲の部位はほぼ均等な肉厚になり、これにより、収縮(硬化)を各部位において均一化してヒケの発生を防止できる。樹脂が固まってから両金型11,12 を離反して型抜きすることにより、鏡板2を得る。
【0019】補助空所16内でも溶融合成樹脂Rはガスによって押し広げ作用を受けるから、図9に示すように、成形後には、補助空所16に嵌合する形態の中空殻部20が形成される。また、リブ3の付け根の空洞部3aと中空殻部20の内部とは連通している。なお、中空殻部20の存在により、単にリブ3を交叉させた場合よりも強度を向上できる。
【0020】上記の実施形態は補助空所16を正方形(矩形)に形成した場合であったが、補助空所16は、例えば図10に変形例として例示する菱形や円形のように、種々の形態に形成できる。この場合、図10(A) のように補助空所16の隣合った2つの面が平面視でリブ成形用キャビティ14に収束する形態に形成すると、ガスが各リブ成形用キャビティ14に沿って流れることがガイドされるので、より好適である。
【0021】図11に示すのは、偏平な板状物品22の周囲に筒状の補強リブ23を成形することに適用した第2実施形態である。この実施形態では、上金型24に、リブ成形用キャビティ25に連通する補助空所26を部分的に形成し、この補助空所26に、ガス噴出用のノズル27を臨ませている。図12に示すのは第3実施形態である。この実施形態では、第1実施形態のように抽斗の鏡板2の製造に適用した場合において、補助空所16をリブ成形用キャビティ14の端部に位置させている。矢印で示すように、ガスの噴出方向が、リブ成形用キャビティ14の延びる方向と同じになるようにしても良い。ノズル27は補助空所16に配置するのが望ましい。
【0022】図13及び図14に示すのは補助空所の別例である第4実施形態である(図14は図13のXIV−XIV視断面図である)。この実施形態では、補助空所16に樹脂のゲート17を配置し、このゲート17からガスを噴出させる場合において、補助空所16を、各リブ成形用キャビティ14の方向に枝別れするように放射状に形成し、且つ、中心から外側に向けて浅くなるように設定している。このように形成すると、ガスは各リブ成形用キャビティ14に向けて方向性が付与されるため、空洞部の成形がより確実である。
【0023】以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は板状物品やトレー状物品、箱状物品など、種々の合成樹脂製物品の製造に適用することができる。




 

 


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