(57)【要約】【課題】所望の肉厚精度及び形状精度で中空成形品を製造すると共に、製造コストを抑えながら生産性良く製造すること。【解決手段】排出可能な内容物５が内部に充填されたインサート１１と成形用金型３０との間にキャビティ６を画成するセット工程と、キャビティ内に溶融樹脂を射出し、インサートを外側から覆うように溶融樹脂を成形して、一次成形品７を形成する成形工程と、成形工程後に、インサートの内部から内容物を排出し、一次成形品を中空にすることで中空成形品を形成する排出工程と、を備えている、中空成形品の製造方法を提供する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が中空とされた合成樹脂製の中空成形品を、成形用金型を利用して製造する方法であって、
排出可能な内容物が内部に充填されたインサートと、前記成形用金型との間にキャビティを画成するセット工程と、
前記キャビティ内に溶融樹脂を射出し、前記インサートを外側から覆うように前記溶融樹脂を成形して、一次成形品を形成する成形工程と、
前記成形工程後に、前記インサート内から前記内容物を排出し、前記一次成形品を中空にすることで前記中空成形品を形成する排出工程と、を備えていることを特徴とする、中空成形品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の中空成形品の製造方法において、
前記セット工程は、
前記インサート内に前記内容物を充填する充填工程と、
前記内容物が充填された前記インサートを前記成形用金型の内部にセットする型セット工程と、を備える、中空成形品の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の中空成形品の製造方法において、
前記セット工程は、
内部が空の状態の前記インサートを前記成形用金型の内部にセットする型セット工程と、
前記成形用金型の内部にセットされた前記インサート内に、前記内容物を充填する充填工程と、を備える、中空成形品の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の中空成形品の製造方法において、
前記排出工程は、前記成形用金型の内部から前記一次成形品を取り出した後、前記インサート内から前記内容物を排出する、中空成形品の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の中空成形品の製造方法において、
前記排出工程は、前記成形用金型の内部に前記一次成形品をセットした状態のまま、前記インサート内から前記内容物を排出した後、前記成形用金型の内部から前記中空成形品を取り出す、中空成形品の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の中空成形品の製造方法において、
前記成形工程時、前記インサートに対して前記溶融樹脂を密に結合させた状態で成形を行い、前記インサートを具備する前記中空成形品を製造する、中空成形品の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の中空成形品の製造方法において、
前記排出工程は、
前記一次成形品から前記インサートを剥離させながら除去する除去工程を備える、中空成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製の成形品を成形する場合、例えば合成樹脂材料の種類、成形品の形状、用途等に応じて最適な成形方法が選択される。この種の成形方法は、様々な方法が知られているが、例えば成形用金型内でパリソン或いはプリフォーム等をエアブロー等によって膨張させて成形を行うブロー成形法や、成形用金型内に溶融樹脂を射出して成形を行う射出成形法等が知られている。
【０００３】
ところで、成形品として内部が中空とされた中空成形品（例えば燃料タンク等）を成形する場合、従来、上述のブロー成形法によって成形する場合が多い。しかしながら、ブロー成形法では、ブロー制御を精度良く行うことが困難であるため、中空成形品の肉厚及び外形を精度良く形成することが難しい。
【０００４】
そこでブロー成形法ではなく、射出成形法によって中空成形品を成形する方法も知られている。例えば、溶融樹脂を成形用金型内に射出すると同時に、射出された溶融樹脂の内部にガス（溶融樹脂に対して不活性なガス）を注入することで、成形品内部に中空を形成するガスアシスト射出成形法が知られている。
しかしながら、この場合であっても、注入するガスの制御が困難であるので、ブロー成形法と同様に、中空成形品の肉厚及び外形を精度良く形成することが難しい。
【０００５】
そこで、上述したガスを利用しない射出成形法として、例えば下記特許文献１に示されるように、金型スライド機構を利用して、相対移動可能とされた第１成形用金型及び第２成形用金型を利用する方法が知られている。
この方法では、第１成形用金型内に溶融樹脂を射出して第１半割体を成形すると共に、第２成形用金型内に溶融樹脂を射出して第２半割体を成形した後、金型スライド機構によって第１成形用金型と第２成形用金型とを重ね合わせる。これにより、第１半割体と第２半割体とを、両半割体の内部に中空が形成されるように重ね合わせることができる。その後、第１半割体と第２半割体との重ね合わせ部分を、例えば二次加工によって溶着（振動溶着、超音波溶着、熱板溶着等）させる。これにより、中空成形品を得ることができる。
【０００６】
また、上述した金型スライド機構に代えて、例えば下記特許文献２に示されるように、金型回転機構を利用して、第１成形用金型及び第２成形用金型を互いに組み合わせる方法も知られている。この方法によっても、同様に中空成形品を得ることができる。
【０００７】
さらに、上述したガスを利用しない別の射出成形法として、例えば下記特許文献３に示されるように、中空成形品を構成する合成樹脂よりも、低融点の合成樹脂によって予め成形された中実体をインサートとして利用する方法が知られている。
この方法では、成形用金型内にインサートをセットした後に、成形用金型内に溶融樹脂を射出して成形を行う。成形後、成形品全体をインサートの融点まで加熱してインサートを融解させると共に、溶融したインサートを加圧によって成形品から分離させる。これにより、中空成形品を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−８７３１５号公報
【特許文献２】特開平４−９１９１４号公報
【特許文献３】特開平８−１７４５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の射出成形法では、依然として課題が残されている。
例えば、上記特許文献１、２に記載された方法では、第１半割体と第２半割体との重ね合わせ部分を溶着するといった二次加工が必要となるので、手間がかかり易い。そのため、成形サイクルタイムが長くなり、生産性が低下するうえ、コスト高に繋がり易い。
さらに、二次加工によって溶着した溶着部は、第１成形用金型内及び第２成形用金型内で成形した部分に比べて強度が低下する傾向にある。そのため、機械的強度が不均一になり易いうえ、局所的な強度低下を招き易い。特に、繊維を含有した合成樹脂材料で中空成形品を製造する場合には、繊維配向が二次加工時の溶着の影響を受けてしまうので、強度差が大きくなる傾向になってしまう。
【００１０】
さらに、上記特許文献３に記載された方法では、インサートを除去するために、中空成形品自体も加熱及び加圧せざるを得ない。そのため、中空成形品を構成する合成樹脂材料が例えば熱劣化し易く、所望の機械的強度や材料特性等を得難い。さらに、インサートの融解残りが生じる可能性があり、中空成形品の内部に残留するおそれがあった。
【００１１】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、所望の肉厚精度及び形状精度で中空成形品を製造することができると共に、製造コストを抑えながら生産性良く中空成形品を製造することができる、中空成形品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る中空成形品の製造方法は、内部が中空とされた合成樹脂製の中空成形品を、成形用金型を利用して製造する方法であって、排出可能な内容物が内部に充填されたインサートと、前記成形用金型との間にキャビティを画成するセット工程と、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出し、前記インサートを外側から覆うように前記溶融樹脂を成形して、一次成形品を形成する成形工程と、前記成形工程後に、前記インサート内から前記内容物を排出し、前記一次成形品を中空にすることで前記中空成形品を形成する排出工程と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る中空成形品の製造方法は、上記請求項１に係る発明において、前記セット工程は、前記インサート内に前記内容物を充填する充填工程と、前記内容物が充填された前記インサートを前記成形用金型の内部にセットする型セット工程と、を備えている。
【００１４】
請求項３に係る中空成形品の製造方法は、上記請求項１に係る発明において、前記セット工程は、内部が空の状態の前記インサートを前記成形用金型の内部にセットする型セット工程と、前記成形用金型の内部にセットされた前記インサート内に、前記内容物を充填する充填工程と、を備えている。
【００１５】
請求項４に係る中空成形品の製造方法は、上記請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明において、前記排出工程は、前記成形用金型の内部から前記一次成形品を取り出した後、前記インサート内から前記内容物を排出する。
【００１６】
請求項５に係る中空成形品の製造方法は、上記請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明において、前記排出工程は、前記成形用金型の内部に前記一次成形品をセットした状態のまま、前記インサート内から前記内容物を排出した後、前記成形用金型の内部から前記中空成形品を取り出す。
【００１７】
請求項６に係る中空成形品の製造方法は、上記請求項１から請求項５のいずれか１項に係る発明において、前記成形工程時、前記インサートに対して前記溶融樹脂を密に結合させた状態で成形を行い、前記インサートを具備する前記中空成形品を製造する。
【００１８】
請求項７に係る中空成形品の製造方法は、上記請求項１から請求項５のいずれか１項に係る発明において、前記排出工程は、前記一次成形品から前記インサートを剥離させながら除去する除去工程を備える。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る中空成形品の製造方法によれば、セット工程時、内容物によって所定の形状が維持されているインサートを利用するので、インサートと成形用金型における成形面との間に画成するキャビティを、設計通りの射出空間とすることができる。これにより、成形工程時、キャビティ内に溶融樹脂を射出することで、インサートを外側から覆うように、キャビティ内に溶融樹脂を充満させることができる。従って、キャビティ内に充満した溶融樹脂を冷却固化させることで、設計通りに成形した一次成形品を形成することができる。その後、排出工程によって、インサート内から内容物を排出することで一次成形品を中空にすることができ、中空成形品を製造することができる。
【００２０】
特に、インサートと成形用金型との間に、設計通りの射出空間であるキャビティを形成することができ、そのキャビティ内に溶融樹脂を射出するので、所望の肉厚精度及び形状精度で中空成形品を製造することができる。しかも、内部に充填された内容物によって、インサートに所定の形状を維持させた定形性を具備させることが可能であるので、溶融樹脂の射出圧力の影響を受けたとしても変形させ難くすることができる。これにより、中空成形品の肉厚精度及び形状精度を適切に確保することができる。
【００２１】
さらに、インサートを外側から覆うように一次成形品を形成した後に、排出工程によって内容物を排出するだけの簡便な方法で中空成形品を製造できるので、従来のような二次加工作業が不要となることと相まって成形サイクルタイムを短縮することができる。従って、製造コストを抑えながら生産性良く製造することができる。特に、インサート内に排出可能な内容物（例えば流体状、粉状、粒状の内容物等）を充填しているので、排出工程の際、例えば加熱、加圧等をせずに、常温且つ常圧の環境下で内容物の排出をスムーズに行うことが可能となる。これにより、上述の作用効果をより一層効果的に奏功することができる。
それに加え、常温且つ常圧の環境下で内容物の排出を行うことが可能であるので、一次成形品を形成した後に、内容物の排出のために、再び一次成形品に対して加熱や圧力等の外的負荷を与える必要がない。そのため、熱劣化等、合成樹脂材料の特性が変化することを防止でき、所望の機械的強度や材料特性を具備する高品質な中空成形品を製造することができる。
【００２２】
さらに、インサートの外側を覆うように一次成形品を成形した後、最後に内容物を排出するだけであるので、キャビティ内に射出した溶融樹脂の冷却固化による一体成形で中空成形品を製造することができる。従って、全体に亘って機械的強度が均一化した中空成形品を製造することができる。
【００２３】
請求項２に係る中空成形品の製造方法によれば、成形用金型内にインサートをセットする前段階で、充填工程によってインサート内に内容物を充填できるので、インサート内に内容物を容易且つ確実に充填させ易く、インサートを所定の形状に適切に維持させ易い。そのため、肉厚精度及び形状精度がより一層確保された中空成形品を製造することができる。
さらに、型セット工程時、内容物が事前に充填されたインサートを成形用金型の内部にセットするだけであるので、例えば既存の成形用金型を利用することが可能である。従って、設備に関連する費用を抑えることができる。
【００２４】
請求項３に係る中空成形品の製造方法によれば、型セット工程によって、空の状態のインサートを成形用金型の内部にセットした後、充填工程によって、成形用金型の内部でインサート内に内容物を充填するので、例えば大型（大容量）のインサートを用いた場合であっても、成形用金型の内部へのインサートのセットを容易且つ確実に行うことができる。従って、大型のインサートを利用する場合であっても、成形サイクルタイムの短縮化に繋げることができる。従って、大型サイズの中空成形品を製造する場合には、特に好適である。
【００２５】
請求項４に係る中空成形品の製造方法によれば、成形用金型から一次成形品を取り出した後で内容物を排出するので、例えば成形用金型から離れた排出場所で、内容物を排出することができる。従って、成形用金型に対する内容物の付着を防止しながら内容物の排出を行えるので、多種多様な内容物を任意に選択しながら利用でき、使用できる内容物の選択性の幅を広げることができる。
【００２６】
請求項５に係る中空成形品の製造方法によれば、成形用金型の内部に一次成形品をセットしたままの状態で、内容物を排出するので、内容物分の重量を軽減することができる。そのため、例えば大型（大容量）のインサートを用いた場合であっても、成形用金型の内部から中空成形品を取り出し易くなる。従って、大型サイズの中空成形品を製造する場合には、特に好適である。
【００２７】
請求項６に係る中空成形品の製造方法によれば、溶融樹脂が冷却固化された合成樹脂の外層と、インサートからなる内層と、を具備する二層構造の中空成形品を製造することができる。従って、インサート自体の厚みや機械的強度を取り込んだ中空成形品とすることができるので、例えば厚肉構造やアンダーカット構造の成形を行うことが可能となるうえ、機械的強度をさらに高めることが可能である。
さらに、インサートを中空成形品の内層として利用できるので、例えば合成樹脂の外層に意図しないクラック等が生じたとしても、それ以上の進行を内層で防止することが可能である。
【００２８】
請求項７に係る中空成形品の製造方法によれば、インサート自体を除去するので、溶融樹脂が冷却固化された合成樹脂のみで中空成形品を製造することができる。従って、インサートの材質等に影響されることなく中空成形品を製造することが可能となる。さらに、インサートを中空成形品の一部分として残すのではなく、製造段階でのみインサートを使用するので、例えば多様な材質のインサートを利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る第１実施形態を説明する図であって、中空成形品の断面図である。
【図２】図１に示すＡ部分を拡大した中空成形品の断面図である。
【図３】内容物が内部に充填された状態のインサートの断面図である。
【図４】成形用金型の内部に、図３に示すインサートをセットした状態を示す断面図である。
【図５】図４に示す状態から、キャビティ内に射出した溶融樹脂を冷却固化して一次成形品を形成した状態を示す断面図である。
【図６】図５に示す成形用金型の内部から取り出された一次成形品の断面図である。
【図７】図６に示す一次成形品におけるインサート内から内容物を排出している状態を示す断面図である。
【図８】図２に示す中空成形品の外層にクラックが生じた状態を示す断面図である。
【図９】図２に示す中空成形品の外層に凹部を形成することで、内層の一部を露出させた状態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る第２実施形態を説明する図であって、中空成形品の断面図である。
【図１１】成形用金型の内部に、空の状態のインサートをセットした状態を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す状態から、インサートの内部に内容物を充填した状態を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す状態から、キャビティ内に射出した溶融樹脂を冷却固化して一次成形品を形成した状態を示す断面図である。
【図１４】図１３に示すインサート内から内容物を排出している状態を示す断面図である。
【図１５】本発明に係る変形例を示す図であって、第２実施形態における中空成形品のインサートの内部に熱風を供給している状態を示す断面図である。
【図１６】図１５に示す状態から、インサートが熱収縮することで外層から剥離している状態を示す断面図である。
【図１７】図１６に示す状態から、熱収縮したインサートを、外層から引き抜くように除去している状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態について図面を参照して説明する。
はじめに、本実施形態の製造方法で製造される中空成形品について、簡単に説明する。
【００３１】
（中空成形品）
図１及び図２に示すように、中空成形品１は、合成樹脂製の外層２と、外層２の内側に配置され、外層２の内面全体に亘って密に結合された内層３と、を備え、内部が中空とされた二層構造の成形品とされている。
【００３２】
外層２は、後述する溶融樹脂４の冷却固化によって成形された樹脂体１０で形成されている。外層２の外形形状及び厚みは、例えば中空成形品１のサイズ、用途、機能等に応じて任意に選択される。本実施形態では、外層２の形状を簡略化するために、全体に亘って一定の厚みを有する断面四角筒状に外層２が形成されている場合を例にしている。
ただし、先に述べたように、外層２の外形形状は任意に変更しても構わないし、一定の厚みではなく、部分的に厚肉或いは薄肉となるように厚みを変化させても構わない。
【００３３】
内層３は、後に説明する製造方法で使用するインサート１１に相当するものであり、外層２に対して密に密着している。つまり、内層３は、外周面３ａが外層２の内周面２ｂに対して密着した状態で、外層２の内側に配置されている。内層３であるインサート１１の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば合成樹脂材料、ゴム等の軟材質材料、金属材料等が挙げられる。ただし、内層３の材料は、これらの場合に限定されるものではない。本実施形態では、内層３は、外層２よりも薄肉の合成樹脂製とされている。
【００３４】
上述のように構成された中空成形品１には、中空成形品１を厚さ方向に貫通し、中空成形品１の内部と外部とを連通する連通孔２０が形成されている。
連通孔２０は、外層２を厚さ方向に貫通するように形成された第１連通孔２１と、内層３を厚さ方向に貫通するように形成されると共に、第１連通孔２１に連通する第２連通孔２２と、で構成されている。
【００３５】
第１連通孔２１及び第２連通孔２２によって構成される連通孔２０は、中空成形品１の製造時、インサート１１の内部から後述する内容物５を排出するための排出路として利用される。従って、連通孔２０は、内容物５の排出性を維持できる範囲で、中空成形品１の全体サイズに対して小さく形成して、目立ち難くすることが好ましい。
なお、図１では連通孔２０を１つだけ形成した場合を例にしているが、この場合に限定されるものではなく、例えば連通孔２０を複数形成しても構わない。
【００３６】
上述のように構成された中空成形品１は、各種の用途に利用することが可能である。例えば、車両の脚回り構造（サスペンション周辺等）や燃料タンク等の車両用部品等として利用することが可能である。その他、船体部品等の各種大型乗り物用部品等としても利用することが可能である。このような用途に中空成形品１を用いる場合には、先に述べたように、外層２の外形形状や厚さ等を、それぞれの用途に適するように設計すれば良い。
【００３７】
（中空成形品の製造方法）
次に、上述のように構成された中空成形品１を、図３に示すインサート１１及び図４に示す成形用金型３０を利用して製造する製造方法について説明する。
【００３８】
(インサート)
製造方法の説明に先立って、インサート１１について簡単に説明する。
図３に示すように、インサート１１は、内部に排出可能な内容物５が充填可能ないわゆる中子として機能する。内容物５としては、排出可能であれば、特に限定されるものではないが、例えば流体状、粉状、粒状の内容物５が挙げられる。より具体的には、流体状の内容物５としては、例えば水、油等が挙げられる。粉状の内容物５としては、例えばアルミニウム等の金属ビーズ、アルミナセラミック等のビーズ、アルミニウム等の金属カットワイヤ等が挙げられる。
なお、本実施形態のインサート１１は、製造段階でのみ用いられるものではなく、先に述べたように、製造後には、内層３として中空成形品１の一部分を構成する。
【００３９】
内容物５は、第２連通孔２２を通じてインサート１１内に充填可能とされている。内容物５がインサート１１の内部に充填されることで、インサート１１は所定の形状が維持される。
なお、本実施形態において、所定の形状の維持とは、一切の変形を規制するものではなく、予め設計された形状を所定の設計誤差範囲内で維持できれば、多少の変形を許容した状態で維持する場合も含む。
【００４０】
第２連通孔２２には、インサート１１の外側から栓体４０を差し込むことで、該栓体４０を取り付けることが可能とされている。栓体４０は、インサート１１の内側に入り込む頭部４１と、インサート１１の外側に向けて突出する軸部４２と、を備え、少なくとも頭部４１は弾性変形可能とされている。
頭部４１は、第２連通孔２２の直径よりも大径に形成され、第２連通孔２２を通じてインサート１１の内部に進入した後、復元変形して第２連通孔２２をインサート１１の内側から閉塞することが可能とされている。軸部４２は、第２連通孔２２の直径と同径とされ、インサート１１の外側に向けて突出している。
【００４１】
従って、第２連通孔２２を通じてインサート１１の内部に内容物５を充填した後、第２連通孔２２に栓体４０を差し込むことによって、内容物５をインサート１１内に隙間なく充填して密閉することが可能とされている。これにより、インサート１１は、内部に充填した内容物５によって所定の形状に維持される。
【００４２】
なお、本実施形態では、差し込み可能な栓体４０を利用して内容物５をインサート１１の内部に密閉したが、栓体４０を利用する場合に限定されるものではない。例えば、インサート１１に対して螺着可能なキャップを設け、このキャップを利用して内容物５をインサート１１の内部に密閉しても構わない。
【００４３】
（製造方法）
次に、上述したインサート１１を利用した製造方法について説明する。
本実施形態の製造方法は、図４に示すように、内容物５が内部に充填されたインサート１１と、成形用金型３０との間にキャビティ６を画成するセット工程と、キャビティ６内に溶融樹脂４を射出し、インサート１１を外側から覆うように溶融樹脂４を成形して、図５及び図６に示すように一次成形品７を形成する成形工程と、成形工程後に、図７に示すように、インサート１１内から内容物５を排出し、一次成形品７を中空にすることで中空成形品１を形成する排出工程と、を備えている。
これら各工程について、以下に詳細に説明する。
【００４４】
（セット工程）
セット工程は、図３に示すように、インサート１１内に内容物５を充填する充填工程と、図４に示すように、内容物５が充填されたインサート１１を成形用金型３０の内部にセットする型セット工程と、を備えている。
【００４５】
充填工程は、先に述べたように、インサート１１内に第２連通孔２２を通じて内容物５を充填した後に、第２連通孔２２に栓体４０を取り付けることで行う。その後、型セット工程として、図４に示すように、内容物５が充填されたインサート１１を成形用金型３０の内部にセットする。
【００４６】
成形用金型３０は、相対的に接近離間可能な第１成形用金型３１及び第２成形用金型３２を備えている。第１成形用金型３１は、中空成形品１の外形形状を成形する第１成形面３１ａを備えている。第２成形用金型３２は、第１成形面３１ａと協働して中空成形品１の外形形状を成形する第２成形面３２ａを備えている。なお、第２成形用金型３２には、外部の図示しない射出機構から射出された溶融樹脂４が供給されるランナー３３が形成されている。ランナー３３に供給された溶融樹脂４は、ゲート３４を通じてキャビティ６内に射出される。
【００４７】
上述のように構成された第１成形用金型３１と第２成形用金型３２とを離型させた状態でインサート１１を内部にセットした後、第１成形用金型３１と第２成形用金型３２とを組み合わせる。これにより、図示に示すように、成形用金型３０内にインサート１１をセットすることができ、インサート１１と、第１成形面３１ａ及び第２成形面３２ａと、の間に密閉されたキャビティ６を画成することができる。
【００４８】
（成形工程）
上述のセット工程によってキャビティ６を画成した後、ランナー３３及びゲート３４を通じて所定温度に加熱された溶融樹脂４を、例えば所定の射出速度及び射出圧力でキャビティ６内に射出する。これにより、溶融樹脂４をキャビティ６内に十分に行き渡らせて、キャビティ６を溶融樹脂４で満たすことができる。
【００４９】
溶融樹脂４の射出後、溶融樹脂４を冷却固化させる。これにより、図５に示すように、インサート１１を外側から覆うように溶融樹脂４を成形して、外層２として機能する樹脂体１０を形成することができる。この成形時、外層２の外周面２ａは、第１成形面３１ａ及び第２成形面３２ａによって適切に成形される。また、外層２の内周面２ｂは、インサート１１の外周面３ａに対して密に密着した状態で結合する。その結果、内部に内容物５が充填されたインサート１１と、外層２とが一体となった一次成形品７を形成することができる。
【００５０】
次いで、一次成形品７を形成した後、第１成形用金型３１と第２成形用金型３２とを離型させて、図６に示すように、成形用金型３０内から一次成形品７を取り出す。なお、外層２には、ゲート残り８が生じる場合がある。
【００５１】
（排出工程）
次いで、成形用金型３０内から一次成形品７を取り出した後、図７に示すように一次成形品７から栓体４０を取り外す。これにより、連通孔２０を開放することができ、インサート１１の内部から内容物５を排出することができる。この排出の際、図７に示すように、例えば必要に応じて一次成形品７を傾倒させても構わない。これにより、連通孔２０を通じて、インサート１１内から内容物５を効率良く、且つ残すことなく排出することができ、一次成形品７の内部を中空にすることができる。
【００５２】
その結果、図１に示す中空成形品１を得ることができる。なお、ゲート残り８が生じた場合には、排出工程の前後或いは排出工程時にゲート残り８をゲートカットすれば良い。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、インサート１１及び成形用金型３０を利用して、図１に示す中空成形品１を製造することができる。
【００５４】
特に、セット工程時、内容物５によって所定の形状が維持されているインサート１１を利用するので、インサート１１と成形用金型３０との間に画成するキャビティ６を、設計通りの射出空間とすることができる。これにより、成形工程時、キャビティ６内に溶融樹脂４を射出することで、インサート１１を外側から覆うように、キャビティ６内に溶融樹脂４を適切に充満させることができる。そのため、キャビティ６内に充満した溶融樹脂４を冷却固化させることで、設計通りに成形した一次成形品７を形成することができる。従って、所望の肉厚精度及び形状精度で中空成形品１を製造することができる。
【００５５】
しかもインサート１１は、内部に充填された内容物５によって所定の形状が維持されて定形性を有しているので、溶融樹脂４の射出圧力等の影響を受けたとしても変形し難い。これにより、中空成形品１の肉厚精度及び形状精度をより一層適切に確保し易い。
【００５６】
そして、一次成形品７を形成した後に、排出工程によってインサート１１から栓体４０を引き抜くように取り外すだけの簡便な方法で内容物５を排出でき、これによって中空成形品１を製造することができる。従って、従来のような二次加工作業が不要となることと相まって成形サイクルタイムを短縮することができる。従って、製造コストを抑えながら生産性良く中空成形品１を製造することができる。
【００５７】
特に、インサート１１内に排出可能な内容物５を充填しているので、排出工程の際、例えば加熱、加圧等をせずに、常温且つ常圧の環境下で内容物５の排出をスムーズに行うことが可能である。これにより、上述の効果をより一層効果的に奏功することができる。
それに加え、常温且つ常圧の環境下で内容物５の排出を行うことが可能であるので、一次成形品７を形成した後に、内容物５の排出のために、再び一次成形品７に対して加熱や圧力等の外的負荷を与える必要がない。そのため、熱劣化等、合成樹脂材料の特性が変化することを防止でき、所望の機械的強度や材料特性を具備する高品質な中空成形品１を製造することができる。
【００５８】
さらに、一次成形品７を成形した後、最後に内容物５を排出するだけで中空を容易に形成でき、中空成形品１とすることができる。そのため、キャビティ６内に射出した溶融樹脂４の冷却固化による一体成形で中空成形品１を製造することができる。従って、全体に亘って機械的強度が均一化した中空成形品１を製造することができる。
【００５９】
以上のことから、本実施形態の製造方法によれば、所望の肉厚精度及び形状精度で中空成形品１を製造することができると共に、製造コストを抑えながら生産性良く中空成形品１を製造することができる。それに加え、本実施形態の製造方法によれば、以下の作用効果を奏功することができる。
【００６０】
成形用金型３０内にインサート１１をセットする前段階で、充填工程によってインサート１１内に内容物５を充填できるので、インサート１１内に内容物５を容易且つ確実に充填させ易く、インサート１１を所定の形状に、より一層適切に維持させ易い。
また、型セット工程時、内容物５が事前に充填されたインサート１１を成形用金型３０の内部にセットするだけであるので、例えば既存の成形用金型３０を利用することが可能である。従って、設備に関連する費用を抑えることができる。
【００６１】
さらに排出工程時、成形用金型３０から一次成形品７を取り出した後で内容物５を排出するので、例えば成形用金型３０から離れた排出場所で、内容物５を排出することができる。従って、成形用金型３０に対する内容物５の付着を防止しながら内容物５の排出を行えるので、多種多様な内容物５を任意に選択しながら利用でき、使用できる内容物５の選択性の幅を広げることができる。
【００６２】
さらにインサート１１をそのまま内層３として利用して、外層２及び内層３を具備する二層構造の中空成形品１を製造することができる。従って、インサート１１自体の厚みや機械的強度を取り込んだ中空成形品１とすることができるので、例えば厚肉構造やアンダーカット構造の成形を行うことが可能となるうえ、機械的強度をさらに高めることが可能である。従って、車両用部品等に適した中空成形品１とすることができる。
【００６３】
しかも、インサート１１を中空成形品１の内層３として利用できるので、例えば図８に示すように、外層２に意図しないクラック４５等が生じたとしても、それ以上の進行を内層３で防止することが可能である。これにより、中空成形品１の機能性を維持しながらクラック４５等の不具合を早期発見することが可能となり、品質維持を図り易い。
【００６４】
なお、内層３であるインサート１１として例えば伸縮性を有する軟質材料を採用し、且つ外層２として例えば高強度の脆性材料等の特性の異なる材料を用いた場合において、外層２に意図しないクラック４５等の不具合が仮に生じたとしても、内層３であるインサート１１の弾性を利用できるので、より効果的にクラック４５等の進行を抑制することが可能である。
【００６５】
また、外層２及び内層３を具備する二層構造の中空成形品１としているので、例えば図９に示すように、外層２における任意の場所に凹部４６をあえて形成し、内層３であるインサート１１を露出させることも可能である。これにより、低強度の部分を局所的に設定することができ、中空成形品１としての強度設定の幅を広げることができる。
【００６６】
（第１実施形態の変形例）
上記第１実施形態において、熱伝導率の高い内容物５を採用しても構わない。この場合には、溶融樹脂４の熱を、インサート１１を通じて内容物５側に積極的に逃がすことができるので、溶融樹脂４の冷却速度を速めることができ、成形サイクルタイムのさらなる向上化を図ることができる。特に、結晶性タイプの合成樹脂材料で外層２を形成する場合には、合成樹脂材料の結晶化度を安定化させることができ、中空成形品１の高品質化に繋げることもできる。
さらに、溶融樹脂４の熱を内容物５側に積極的に逃すことで、インサート１１の内圧を高めることができ、インサート１１の定形性の向上化に繋げることができる。これにより、中空成形品１の肉厚精度及び形状精度のさらなる向上化に繋げ易い。
【００６７】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００６８】
第１実施形態では、セット工程の際、インサート１１を成形用金型３０内にセットする前段階でインサート１１内に内容物５を充填すると共に、排出工程の際、成形用金型３０内から一次成形品７を取り出した後、内容物５を排出した。
これに対して、本実施形態では、セット工程の際、空の状態のインサート１１を成形用金型３０内にセットした後にインサート１１内に内容物５を充填すると共に、排出工程の際、成形用金型３０の内部に後述する一次成形品６０をセットした状態のまま、インサート１１内から内容物５を排出する。
【００６９】
（中空成形品）
はじめに、本実施形態の製造方法で製造される中空成形品について、簡単に説明する。
図１０に示すように、中空成形品５０は、外層２と、外層２における第１連通孔２１の内側に挿通された連通筒５１を有する内層３であるインサート１１と、を備えた中空の二層構造とされている。連通筒５１の内側は、中空成形品５０の内部と外部とを連通する連通路５２として機能する。
【００７０】
（製造方法）
次に、上述のように構成された中空成形品５０を、インサート１１及び図１１に示す成形用金型３０を利用して製造する方法について説明する。
【００７１】
（セット工程）
本実施形態のセット工程は、図１１に示すように、内部が空の状態のインサート１１を成形用金型３０の内部にセットする型セット工程と、図１２に示すように、成形用金型３０の内部にセットされたインサート１１内に内容物５を充填する充填工程と、を備えている。
【００７２】
はじめに、型セット工程として図１１に示すように、空の状態のインサート１１を成形用金型３０の内部にセットする。なお、図示の例では、インサート１１は空の状態において、定形性を有している状態としたが、この場合に限定されるものではなく、空の状態でインサート１１は例えば収縮していても構わない。
【００７３】
なお、第１成形用金型３１には、インサート１１における連通筒５１に対して対向する位置に、内容物５を流通可能な流通路５５が形成されている。流通路５５は、少なくとも連通筒５１の外形よりも小径に形成され、流通路５５に対して連通可能とされている。流通路５５には、接続路５６が成形用金型３０の外側から接続されている。接続路５６は、内容物５の図示しない供給経路に接続されていると共に、図示しない内容物５の排出経路にも接続されている。これにより、接続路５６を通じて、インサート１１の内部に内容物５を供給することが可能とされていると共に、インサート１１の内部から内容物５を排出することが可能とされている。
なお、接続路５６には、開弁と閉弁とを任意に切り換え可能な開閉弁５７が設けられている。ただし、開閉弁５７は必須なものではなく、具備しなくても構わない。
【００７４】
上述した型セット工程後、図１２に示すように、開閉弁５７を開弁して、接続路５６及び流通路５５を通じて、インサート１１の内部に内容物５を供給する。これにより、インサート１１の内部に内容物５を満たすことができ、インサート１１を所定の形状に維持することができる。そして、インサート１１が適切に所定の形状に達した時点で、開閉弁５７を閉弁して内容物５の供給を停止する。
【００７５】
（成形工程）
上述のセット工程後、ランナー３３及びゲート３４を通じて溶融樹脂４をキャビティ６内に射出する。これにより、溶融樹脂４をキャビティ６内に十分に行き渡らせて、キャビティ６を溶融樹脂４で満たすことができる。そして、溶融樹脂４の射出後、溶融樹脂４を冷却固化させる。
これにより、図１３に示すように、インサート１１を外側から覆うように溶融樹脂４を成形して、外層２として機能する樹脂体１０を形成することができる。その結果、内部に内容物５が充填されたインサート１１と、外層２とが一体となった一次成形品６０を形成することができる。
【００７６】
（排出工程）
次いで、一次成形品６０の形成後、図１４に示すように、開閉弁５７を開弁して、インサート１１内から内容物５を連通路５２及び流通路５５を通じて排出する。これにより、一次成形品６０の内部を中空にすることができ、成形用金型３０の内部で中空成形品５０を得ることができる。
その後、第１成形用金型３１及び第２成形用金型３２を離型することで、成形用金型３０から中空成形品５０を取り出すことができ、図１０に示す中空成形品５０を製造することができる。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態の製造方法であっても、第１実施形態と同様に、所望の肉厚精度及び形状精度で中空成形品５０を製造することができると共に、製造コストを抑えながら生産性良く中空成形品５０を製造することができる。それに加え、本実施形態の製造方法によれば、以下の作用効果を奏功することができる。
【００７８】
本実施形態では、空の状態のインサート１１を成形用金型３０の内部にセットした後、成形用金型３０の内部でインサート１１内に内容物５を充填するので、例えば大型（大容量）のインサート１１を用いた場合であっても、成形用金型３０の内部へのインサート１１のセットを容易且つ確実に行うことができる。従って、大型のインサート１１を利用する場合であっても、成形サイクルタイムの短縮化に繋げることができる。従って、大型サイズの中空成形品５０を製造する場合には、特に好適である。
【００７９】
さらに、成形用金型３０の内部に一次成形品６０をセットしたままの状態で、内容物５を排出するので、内容物５分の重量を軽減することができる。そのため、例えば大型（大容量）のインサート１１を用いた場合であっても、成形用金型３０の内部から中空成形品５０を取り出し易くなる。従って、この点においても、大型サイズの中空成形品５０を製造する場合には、特に好適である。
【００８０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。
【００８１】
例えば、上記各実施形態では、インサート１１を内層３として利用した二層構造の中空成形品１、５０を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。中空成形品としては、内層３であるインサート１１は必須なものではなく、具備しなくても構わない。すなわち、合成樹脂製の外層２のみで中空成形品を構成しても構わない。
この場合には、例えば排出工程の際、一次成形品からインサート１１を剥離させながら、インサート１１を除去する除去工程を行えばよい。
【００８２】
例えば、除去工程を行う場合について、第２実施形態を例に挙げて説明する。
図１５に示すように、排出工程の際、インサート１１の内部から内容物５を排出した後、続けて、除去工程として、中空成形品５０のインサート１１の内部に熱風Ｆを供給する。なお、この場合のインサート１１は、熱収縮材料で形成されている。
【００８３】
これにより、図１６に示すように、インサート１１を全体に亘って萎むように収縮させることができ、その際の収縮力を利用して外層２からインサート１１を剥離させることができる。そのため、図１７に示すように外層２における第１連通孔２１を通じて、萎んだ状態のインサート１１を外層２内から引き抜くように除去することができる。その結果、外層２のみから構成される中空成形品７０とすることができる。
【００８４】
このように、除去工程を行う場合には、インサート１１自体を除去できるので、溶融樹脂４が冷却固化されて形成された樹脂体１０からなる外層２のみで中空成形品７０を製造することができる。従って、インサート１１の材質等に影響されることなく中空成形品７０を製造することが可能となる。さらに、インサート１１を中空成形品７０の一部分として残すのではなく、製造段階でのみインサート１１を使用するので、多様な材質のインサート１１を利用することが可能となる。
【００８５】
なお、熱収縮に必要な温度が溶融樹脂４の融点よりもできるだけ低くなる方が好ましい。この場合には、熱風Ｆによる熱劣化の影響を効果的に抑制することができ、樹脂体１０からなる外層２の材料特性や機械的強度を維持し易い。
【００８６】
また、除去工程を行う場合には、インサート１１を熱収縮材料で形成する場合に限定されるものではない。
例えば、インサート１１として、特定の溶剤に溶解する材料を用いることで、除去工程の際にインサート１１の内部に溶剤を注入することにより、インサート１１を溶解させることが可能となる。これにより、インサート１１を樹脂体１０からなる外層２から剥離することが可能となる。従って、上述した場合と同様の作用効果を奏功することができる。
【００８７】
さらには、インサート１１として、伸縮自在な弾性材料で形成しても構わない。この場合には、内容物５の充填によってインサート１１を膨張させることができると共に、内容物５の排出によって、排出と共にインサート１１を萎ませるように収縮させることができる。従って、熱風Ｆを利用した場合と同様に、インサート１１を樹脂体１０からなる外層２から剥離させることができると共に、外層２から引き抜くように取り出すことができる。従って、上述した場合と同様の作用効果を奏功することができる。
【００８８】
また、第１実施形態では、成形用金型３０の内部から一次成形品７を取り出した後、インサート１１の内部から内容物５を排出したが、この場合に限定されるものではなく、例えば第２実施形態のように、インサート１１の内部から内容物５を排出した後に、成形用金型３０の内部から中空成形品１を取り出してもよい。
【００８９】
また、第２実施形態では、インサート１１の内部から内容物５を排出した後に、成形用金型３０の内部から中空成形品５０を取り出したが、この場合に限定されるものではなく、例えば第１実施形態のように、成形用金型３０の内部から一次成形品７を取り出した後、インサート１１の内部から内容物５を排出してもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１、５０、７０…中空成形品
４…溶融樹脂
５…内容物
６…キャビティ
７、６０…一次成形品
１１…インサート
３０…成形用金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2020196215.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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