(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に突出状態で設けられたガス注入針が、金型内に形成された凹部に位置し、該凹部にはその周囲にリブが形成されていることを特徴とする中空射出成形法に用いる金型のガス注入部の構造。
【請求項２】
金型内に突出状態で設けられたガス注入針が、金型内に形成された環状凸部の内側に位置し、該環状凸部にはその先端から付け根方向に延びた切欠部が形成されており、前記切欠部の深さが、前記環状凸部の高さよりも小さいことを特徴とする中空射出成形法に用いる金型のガス注入部の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金型内に突出したガス注入針から、型キャビティ内に圧入された溶融樹脂中にガスを注入することによって成形品に中空部を形成する中空射出成形法に関わり、特にこれに用いる金型のガス注入部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、中空射出成形法として、金型に進退可能に設けられたガス注入針を前進させて型キャビティ内に差し込み、型キャビティ内に圧入された溶融樹脂中にガスを注入することによって、得られる成形品に中空部を形成する方法が知られている（特公昭４８−４１２６４号）。
【０００３】
また、ガス注入針を用いて型キャビティ内の溶融樹脂中にガスを注入するに際し、注入したガスが、ガス注入針と樹脂の界面を伝わって漏洩するのを防ぐための技術が開示されている（特開平４−２３２７０９号）。
【０００４】
即ち、特開平４−２３２７０９号では、金型のガス注入部の構造として、図９に示されるように、金型１０１内に形成された凹部１０４若しくは環状凸部（不図示）の中心部付近にガス注入針１０２を位置させたことにより、ガス注入針１０２の周囲に充填された樹脂がガス注入針１０２に向かって収縮するようにし、これによってガス注入針１０２と樹脂の界面の剥離を防止し、溶融樹脂内に必要なガス圧を確実に加えることができるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平４−２３２７０９号のように、凹部１０４内、若しくは環状凸部（不図示）の内側にガス注入針１０２を位置させたことにより、通常の中空射出成形においては注入したガスの漏洩を防ぐことができるようになった。しかしながら、特に厚肉部に形成した凹部内や環状凸部の内側に突出させたガス注入針から、極めて高圧のガスを注入すると、図１０に示すように、凹部１０４に充填された樹脂が陥没してしまう場合があり、溶融樹脂内に必要なガス圧を加えることができず、良好な中空を形成できないこともあった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に着目してなされたものであって、その目的とするところは、ガス注入針を用いて型キャビティ内の溶融樹脂中にガスを注入するに際し、特にガス注入針周囲の樹脂が陥没するのを防止し、効率良く確実に中空成形品が得られるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
このために本発明において講じられた手段を図１及び図２によって説明すると、請求項１の発明では、金型１内に突出状態で設けられたガス注入針２が、金型１内に形成された凹部４に位置し、該凹部４にはその周囲にリブ５が形成されていることを特徴とする中空射出成形法に用いる金型のガス注入部の構造としているものである。
【０００８】
また、請求項２の発明では、図４及び図７に示されるように、金型１内に突出状態で設けられたガス注入針２が、金型１内に形成された環状凸部６の内側に位置し、該環状凸部６にはその先端から付け根方向に延びた切欠部７が形成されており、前記切欠部７の深さが、前記環状凸部６の高さよりも小さいことを特徴とする中空射出成形法に用いる金型のガス注入部の構造としているものである。
【０００９】
本発明は、本発明者らが、図９に示したような凹部１０４に充填された樹脂が図１０の様に陥没してしまう原因を突き止めたことによってなされたもので、まずこの原因について説明する。
【００１０】
中空射出成形法は、先述したように、型キャビティ１０３内に圧入された溶融樹脂中にガスを注入することによって、得られる成形品に中空部を形成するものであるが、型キャビティ１０３内に圧入された溶融樹脂は、金型１０１の内壁面に接する部分から徐々に冷却され、ガスが注入される時点では図１０に示したようにある程度の厚みを有する固化層１１０が形成されている。そして、この固化層１１０の各部の厚みは、樹脂圧入時からの経過時間，型キャビティの形状，樹脂の種類，各種の温度パラメータ等に依存する。
【００１１】
ところで図９に示したように、金型１０１内に凹部１０４を形成し、この凹部１０４に突出させたガス注入針１０２からガスを注入して中空射出成形する場合、溶融樹脂層１１１が、ある程度の圧力を有していないと、ガスが固化層１１０を突き破って溶融樹脂１１１中に注入されることなく、凹部１０４内に充填された樹脂部分を含む固化層１１０が陥没する場合がある。
【００１２】
即ち、通常の中空射出成形法よりも、より一層高い初期圧力（ガス圧）が掛かることによって、凹部１０４内に充填された樹脂部分が陥没する場合があったものである。尚、このような陥没は、凹部１０４に限らず、先述した特開平４−２３２７０９号における環状凸部内に充填された樹脂においても上記と同様な理由から発生していた。
【００１３】
上記の陥没を防止するためには、型キャビティ内の少なくとも凹部１０４内に十分な樹脂を充填させるとともに、溶融樹脂層１１１の圧力を高くする必要がある。しかしこの場合には、高い中空容積を有する成形品を得ることが困難な場合がある。
【００１４】
そこで本発明者らは、上記凹部１０４内（若しくは環状凸部の領域）に充填された樹脂が固化することによって形成されるボス形状の剛性を高めることで、上記樹脂部分の陥没を防止する本発明に到達したのである。
【００１５】
即ち、図１及び図２に示したように凹部４を金型１内に形成する場合には、その周囲にリブ５を形成することによって、また、図４及び図７に示したように環状凸部６を金型１内に形成する場合には、所定の切欠部７を形成することによって、上記剛性を高めることができるものである。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例をもって本発明を説明する。
【００１７】
図１及び図２は本発明の第一実施例を示したもので、金型１内には円柱の周囲４方向にリブ５を有する凹部４が形成されており、この凹部４の底面のほぼ中心に向かって進退可能にガス注入針２が設けられている。この場合、型キャビティ３に圧入された溶融樹脂が冷却固化すると、凹部４に充填された樹脂は凹部４の形状を反映して図３のようなボス形状となる。
【００１８】
即ち、図９に示した従来例の凹部１０４では、単なる円筒状のボス形状となるのに対し、本実施例では円筒状の周囲に４つのリブ５’を有するボス形状となる。そして、このリブ５’がボス形状の剛性を高めると共に、金型内壁面との密着性をも高めることによって、ガス注入時のボス形状の陥没が防止される。これにより、ガス漏れも発生せず、効率良く確実にガスを溶融樹脂中に注入することができる。
【００１９】
図１，図２に示される凹部４は、上述のように円柱の周囲４方向にリブ５を有するものであるが、凹部４の形状はこれに限定されるものではなく、上記作用効果を奏する形状であれば、例えば立方体，直方体，円錐台，楕円柱等の周囲に任意の形状のリブを適当数形成したものであっても良い。
【００２０】
図４及び図５は参考実施例を示したもので、金型１内には４方向に切欠部７を有する環状凸部６が形成されており、この環状凸部６の内側のほぼ中心に向かって進退可能にガス注入針２が設けられている。この場合、型キャビティ３に圧入された溶融樹脂が冷却固化すると、環状凸部６を含む領域に充填された樹脂は環状凸部６の形状を反映して図６のような成形品内に埋没したボス形状となる。
【００２１】
即ち、従来のように単なる円筒状の環状凸部を形成した場合には、単なる円筒状のボス形状となるのに対し、本参考実施例では円筒状の周囲に４つのリブ５”を有するボス形状となる。そして、このリブ５”がボス形状の剛性を高めることによって、ガス注入時のボス形状の陥没が防止される。これにより、ガス漏れも発生せず、効率良く確実にガスを溶融樹脂中に注入することができる。
【００２２】
図４，図５に示される環状凸部６は、上述のように円の４方向に切欠部７を有するものであるが、環状凸部６の形状はこれに限定されるものではなく、上記作用効果を奏する形状であれば、例えば正方形，長方形，楕円形等に任意の形状の切欠部を適当数形成したものであっても良い。
【００２３】
上記参考実施例のような切欠部７を有する環状凸部６（図５参照）によって形成されるボス形状（図６参照）によっても、ガス注入の際のボスの陥没を防止することができるものの、例えばＰＰ，ＰＥ，ＰＡ等の成形収縮率の大きい樹脂を用いると、リブ５”の収縮によって、ガス注入針と円筒状のボスとの間に隙間が生じる場合があり、この隙間からガス漏れが発生する場合がある。
【００２４】
そこで、更にこの問題を解消した本発明の第二実施例に係る環状凸部６を図７に示す。本実施例では、環状凸部６に設けた切欠部７の深さｈを環状凸部６の高さＨよりも小さく、即ち、切欠部７を金型の基部まで到達させずに環状凸部６の途中まで形成している。本実施例において形成されるボス形状では、図８に示されるように、ボスの開口側の端部がリブ５”と連結していないため、リブ５”が収縮しても、ボスの開口側の端部ではガス注入針との間に隙間が生じることがない。また、本実施例では、円筒状のボスの周囲に均等配置された複数のリブ５”が収縮することにより、逆にボスの開口側の端部がガス注入針を締め付けるように作用することにより、ガス漏れのより一層の防止がなされる。
【００２５】
上記の切欠部７の深さｈの寸法は、ボスの高剛性化による効果と、リブ５”の収縮による弊害の双方を考慮して決められ、一般に収縮率の大きい樹脂を用いる程大きくとる必要がある。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、金型内に形成された凹部若しくは環状凸部の中心部付近に挿入したガス注入針を用いて型キャビティ内の溶融樹脂中にガスを注入するに際し、ガス注入針周囲の冷却固化したボス形状の樹脂が陥没するのを防止することができる。このため、ボス形状の陥没によるガス漏れを防止でき、効率良く確実に形状的にも優れた中空成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例の説明図である。
【図２】本発明の第一実施例に係る金型内に形成した凹部を示す図である。
【図３】本発明の第一実施例に係るボス形状を示す図である。
【図４】本発明の第二実施例の説明図である。
【図５】参考実施例に係る金型内に形成した環状凸部を示す図である。
【図６】参考実施例に係るボス形状を示す図である。
【図７】本発明の第二実施例に係る金型内に形成した環状凸部を示す図である。
【図８】本発明の第二実施例に係るボス形状を示す図である。
【図９】従来例の説明図である。
【図１０】従来例におけるボス形状の陥没を説明するための図である。
【符号の説明】
１  金型
２  ガス注入針
３  型キャビティ
４  凹部
５，５’，５”  リブ
６  環状凸部
７  切欠部
１０１  金型
１０２  ガス注入針
１０３  型キャビティ
１０４  凹部
１１０  固化層
１１１  溶融樹脂層
【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】
0003556733.tif 000010
【図１０】
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