(57)【要約】【課題】短い成形サイクルタイムで、接合部の形状に拘束されず、接合部の強度が十分に大きい中空体製品を成形できる成形用金型及び成形方法を提供する。【解決手段】１次成形において、中空体製品の一部を構成する第１半中空体と残りの部分を構成する第２半中空体が成形され、２次成形において、いずれか一方の半中空体を、他方の半中空体に対向する位置に移動させて、第１、第２半中空体のそれぞれの周縁部が加熱され溶融されて、型閉じにより周縁部が突き合わされて融着接合されることにより、第１半中空体と第２半中空体とから成る中空体製品を得る成形用金型及び成形方法において、キャビティ（雌型）側に設けられ、周縁部を加熱・溶融する第１加熱手段を有するように構成された中空体製品用の成型用金型により達成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次成形において、型閉じ可能な少なくとも１組の金型を使用し、キャビティとコアとの組み合わせにより、中空体製品の一部を構成する第１半中空体が前記１組の金型の一方の金型に、前記中空体製品の残りの部分を構成する第２半中空体が前記１組の金型の他方の金型に、それぞれ少なくとも１個ずつ成形され、２次成形において、前記第１半中空体と前記第２半中空体とのいずれか一方の半中空体を、他方の半中空体に対向する位置に移動させて、前記第１半中空体及び前記第２半中空体の前記１組の金型の分割面側のそれぞれの周縁部が加熱され溶融されて、型閉じにより前記第１半中空体及び前記第２半中空体の前記周縁部が突き合わされて融着接合されることにより、前記第１半中空体と前記第２半中空体とから成る中空体製品を得る成形方法に使用される成形用金型において、
前記キャビティ側に設けられ、前記周縁部を加熱・溶融する第１加熱手段を有する中空体製品の成形用金型。
【請求項２】
前記コア側に設けられ、前記周縁部を加熱する第２加熱手段を有する請求項１記載の中空体製品の成形用金型。
【請求項３】
前記第１加熱手段が、前記１組の金型の前記キャビティの前記周縁部の形状を成すように設けられた請求項１乃至請求項２記載の中空体製品の成形用金型。
【請求項４】
前記第１加熱手段が、前記１組の金型の前記キャビティの前記周縁部に内接するように設けられた請求項１乃至請求項２記載の中空体製品の成形用金型。
【請求項５】
前記第２加熱手段が、前記１組の金型の前記コアの前記周縁部の形状を成すように設けられた請求項２乃至請求項４記載の中空体製品の成形用金型。
【請求項６】
前記第２加熱手段が、前記１組の金型の前記コアの前記周縁部に内接するように設けられた請求項２乃至請求項４記載の中空体製品の成形用金型。
【請求項７】
前記１組の金型のいずれか一方の金型の前記キャビティ側に設けられ、前記キャビティ内の前記第１半中空体又は前記第２半中空体を前記１組の金型の分割面側に押圧する押圧手段を有する請求項１乃至請求項６記載の中空体製品の成形用金型。
【請求項８】
前記押圧手段が、キャビティの一部の形状を成すように形成され、前記キャビティ内の前記第１半中空体又は前記第２半中空体を前記１組の金型の分割面側に押圧する方向に摺動可能な押圧部を有する請求項７記載の中空体製品の成形用金型。
【請求項９】
前記押圧手段が、製品押出手段を兼ねる請求項７乃至請求項８記載の中空体製品の成形用金型。
【請求項１０】
１次成形において、型閉じ可能な少なくとも１組の金型を使用し、キャビティとコアとの組み合わせにより、中空体製品の一部を構成する第１半中空体が前記１組の金型の一方の金型に、前記中空体製品の残りの部分を構成する第２半中空体が前記１組の金型の他方の金型に、それぞれ少なくとも１個ずつ成形され、２次成形において、前記第１半中空体と前記第２半中空体とのいずれか一方の半中空体を、他方の半中空体に対向する位置に移動させて、前記第１半中空体及び前記第２半中空体の前記１組の金型の分割面側のそれぞれの周縁部が加熱され溶融されて、型閉じにより前記第１半中空体及び前記第２半中空体の前記周縁部が突き合わされて融着接合されることにより、前記第１半中空体と前記第２半中空体とから成る中空体製品を得る成形方法において、
前記キャビティ側に設けられ、前記周縁部を加熱・溶融する第１加熱手段を有する中空体製品の成形用金型を使用し、
前記１次成形、型開き、前記半中空体の移動及び型閉じの連続する各工程において、前記第１半中空体及び前記第２半中空体のそれぞれの前記周縁部が前記第１加熱手段により連続的に加熱される加熱工程と、
前記２次成形において、前記周縁部が前記第１加熱手段により加熱・溶融される溶融工程と、
前記２次成形において、前記押圧手段により、前記第１半中空体及び前記第２半中空体のいずれか一方が他方側に押圧される押圧工程とを有する中空体製品の成形方法。
【請求項１１】
前記コア側に設けられ、前記周縁部を加熱する第２加熱手段を有する中空体製品の成形用金型を使用し、
前記加熱工程において、前記第１半中空体及び前記第２半中空体のそれぞれの前記周縁部が前記第１加熱手段及び前記第２加熱手段により連続的に加熱される請求項１０記載の中空体製品の成形方法。
【請求項１２】
成形工程中、前記キャビティ内に前記第１半中空体又は前記第２半中空体がない状態において、前記第１半中空体又は前記第２半中空体のそれぞれの前記周縁部を形成する部位が前記第１加熱手段により連続的に加熱される請求項１０記載の中空体製品の成形方法。
【請求項１３】
成形工程中、前記キャビティ内に前記第１半中空体又は前記第２半中空体がない状態において、前記第１半中空体又は前記第２半中空体のそれぞれの前記周縁部を形成する部位が前記第１加熱手段及び前記第２加熱手段により連続的に加熱される請求項１１記載の中空体製品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１半中空体と第２半中空体とから成る中空体製品を得る成形用金型及び成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製の中空体製品の成形方法として、中空体製品の成型用金型を使用した射出成形装置による成形方法が知られている。この成形方法は、１次成形において、型閉じ可能な１組の金型を使用し、キャビティ（雌型）とコア（雄型）との組み合わせにより、中空体製品の一部を構成する第１半中空体と残りの部分を構成する第２半中空体とが成形され、２次成形において、いずれか一方の半中空体を他方の半中空体に対向する位置に移動させて、型閉じにより第１半中空体及び第２半中空体のそれぞれの周縁部が突き合わされて接合されることにより、第１半中空体と第２半中空体とから成る中空体製品を得る成形方法である。
【０００３】
従来、特許文献１に示されているように、１次成形において成形された第１半中空体及び第２半中空体のそれぞれの周縁部を２次成形において接合させる第１の方法として、型閉じにより突き合わされたそれぞれの周縁部の接合部分に、接合用の溶融樹脂を充填させるための空間を形成させ、その空間に次の１次成形のための１次射出を兼ねた２次射出を行い、溶融樹脂を充填させることにより接合させる方法が実施されている。しかしながら、この方法は接合のための２次射出に伴う問題があるため、このような接合用の２次射出を行わず、型閉じにより突き合わされたそれぞれの周縁部を何らかの加熱手段により加熱溶融させ、融着接合させる第２の方法も実施されている。
【０００４】
第２の方法として、特許文献２には、１次成形においてスライド金型と可動金型とを使用して第１、２の半中空体がそれぞれの周縁部にリング形状を成す接合部を有するように一体的に成形され、そして２次成形においてスライド金型を可動金型に対して上方へスライドさせて１次成形で成形された第１、２の半中空体の一方の半中空体が他方の中空体に、それぞれの接合部が対向する位置に重ねられ、そして重ねられた第１、２の半中空体の接合部の内面側が、その内面側に仮止めされた電熱コイルあるいはヒータ線等の電気発熱体で加熱されて、あるいは熱風で加熱されて一部溶解されて、そしてその接合部が押部材で加圧・溶着されて第１、２の半中空体から中空体製品を得る中空体製品の製造方法が示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、中空成形品が長手方向に２分割されたその一方を成す第３の半成形品と、その他方が横方向に２分割されたそれぞれを成す第１、２の半成形品との３個の半成形品から構成され、第３の半成形品を金型に残した状態で、第１、２の半成形品を第３の半成形品にそれぞれの接合端面が対向する位置に移動させ、そして互いに離間した状態にされた第１〜３の半成形体の接合端面間に、金型外部から加熱面を備えた加熱体を挿入させ、接合端面が非接触で加熱され溶融され、その加熱体を金型外へ退避させ、そして型閉じさせることにより接合端面が溶融・圧着される中空成形品が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−９１９１４号公報
【特許文献２】特開平７−１６９４５号公報
【特許文献３】特開２００６−３１５４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載されている発明によると、１次成形で成形された第１、２の半中空体のいずれか一方の半中空体が他方の中空体に、リング形状を成す接合部を有するそれぞれの周縁部が対向する位置になるよう移動された後、一方の半中空体の接合部の内側に形成されている凹溝を利用して電熱コイルあるいはヒータ線等の電気発熱体を接合部の内側に仮止めし、型閉じ後にこれら電気発熱体により接合部が加熱されて一部溶解されて加圧・溶着されるようになっている。すなわち、接合部が加熱され溶融される溶融工程に加えて、電熱コイルあるいはヒータ線等の電気発熱体を接合部の内側に仮止めする工程と、それら電気発熱体は接合部に埋め殺しされるため、２次成形の前後にそれら電気発熱体に電力を供給する動力配線を接続・解線する工程とが必要となるので、中空体製品の成形サイクルタイムが長くなるという問題がある。
【０００８】
また、半中空体のそれぞれの接合部は、その内側に電熱コイルあるいはヒータ線等の電気発熱体を埋め殺しするためにリング形状を成すように成形されており、接合部を圧着させる押部材もこの接合部を押圧するように構成されている。このように、周縁部の加熱及び押圧のために、それぞれの半中空体の周縁部がリング形状を成す接合部を有するように成形されなければならないという中空体製品形状の制約に加えて、接合部に電気発熱体が埋め殺しされるため、合成樹脂同士の接合ではない電気発熱体と合成樹脂という異材質の接合部分を含むことによる接合部の強度低下の問題がある。
【０００９】
特許文献３に記載されている発明によると、互いに離間された状態の第１〜３の半成形体の接合端面間に、金型外部から加熱面を備えた加熱体を挿入させ、接合端面が非接触で加熱され溶融された後、その加熱体を金型外へ退避させ、そして型閉じにより第１〜３の半成形体の接合端面を融着接合させて中空成形品が成形されるようになっている。すなわち、接合端面が加熱され溶融される溶融工程に加えて、接合端面間に対して加熱体が挿入・退避可能な距離を隔てて離間されるように型閉じ動作を途中停止させる工程と、加熱体を金型外の待機位置から金型間に挿入させる工程と、接合端面の加熱溶融後、加熱体を金型間から金型外の待機位置まで退避させる工程とが必要になると共に、接合端面が接合端面から離間した位置にある加熱体により非接触で加熱されるので加熱効率が低く、接合部が溶融状態に至る時間が長くなるので、特許文献２と同様に、中空体製品の成形サイクルタイムが長くなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には短い成形サイクルタイムで、接合部の形状に拘束されず、接合部の強度が十分に大きい中空体製品を成形できる成形用金型及び成形方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、１次成形において、型閉じ可能な１組の金型を使用し、キャビティとコアとの組み合わせにより、中空体製品の一部を構成する第１半中空体と残りの部分を構成する第２半中空体が成形され、２次成形において、いずれか一方の半中空体を、他方の半中空体に対向する位置に移動させて、第１半中空体及び第２半中空体の１組の金型の分割面側のそれぞれの周縁部が加熱され溶融されて、型閉じにより周縁部が突き合わされて融着接合されることにより、第１半中空体と第２半中空体とから成る中空体製品を得る成形用金型において、キャビティ側に設けられ、周縁部を加熱・溶融する第１加熱手段を有するように構成された中空体製品用の成型用金型により達成される。
【００１２】
すなわち、それぞれの周縁部が金型のキャビティ側に内蔵された加熱手段により加熱されるので、特許文献２のようなそれぞれの周縁部に加熱手段を仮止めする工程と、加熱手段への動力配線を接続・解線する工程と、あるいは特許文献３のような型閉じ動作を途中停止させる工程と、加熱手段を金型外から金型間に挿入させる工程と、それぞれの周縁部の加熱溶融後、その加熱手段を金型間から金型内に退避させる工程とが不要になると共に、それぞれの周縁部が金型のキャビティ側に内蔵された加熱手段により直接加熱されるので、特許文献３のように非接触で加熱される場合と比べて加熱効率が高まり、周縁部が溶融状態に至る時間を短くすることができる。
【００１３】
更に、キャビティ側に設けられた第１加熱手段に加えて、コア側に設けられ、周縁部を加熱する第２加熱手段を有するように構成された中空体製品の成型用金型であっても良い。
【００１４】
キャビティ側に設けられた第１加熱手段に加えて、コア側に第２加熱手段が設けられることにより、１次成形において第１半中空体及び第２半中空体それぞれの周縁部の、特に端面及びその端面から連続する内周面が加熱されるので、第１加熱手段のみによる加熱と比べて加熱効率が高まる。
【００１５】
キャビティ側に設けられた第１加熱手段は、金型のキャビティの周縁部の形状を成すように、あるいはキャビティの周縁部に内接させるように設けても良い。
【００１６】
第１加熱手段がこのように構成されることにより、加熱手段が金型のキャビティの周縁部にただ内蔵される場合と比べて加熱効率が高まる。
【００１７】
次に、コア側に設けられた第２加熱手段は、金型のコアの周縁部の形状を成すように、あるいはコアの周縁部に内接させるように設けても良い。
【００１８】
第２加熱手段がこのように構成されることにより、加熱手段が金型のコアの周縁部にただ内蔵される場合と比べて加熱効率が更に高まる。
【００１９】
次に、中空体製品用の成型用金型１組のいずれか一方の金型のキャビティに、キャビティ内の半中空体を金型の分割面側に押圧する押圧手段を設けても良い。
【００２０】
２次成形において加熱され溶融されたそれぞれの周縁部が突き合わされて融着接合される際、この押圧手段により一方のキャビティ内の半中空体が金型の分割面側に押圧されることにより、第１半中空体及び第２半中空体それぞれの周縁部、すなわち半中空体製品の接合部の端面に適切な接合圧を作用させた状態で周縁部が融着接合されるので、特許文献２のように周縁部がリング形状の接合部を有するように成形されなくても、接合部の形状に拘束されず周縁部の接合強度が十分に大きい中空体製品を成形することができる。
【００２１】
その押圧手段は、キャビティの一部の形状を成すように形成され、キャビティ内の半中空体を金型の分割面側に押圧する方向に摺動可能な押圧部を有するように構成されることが好ましい。
【００２２】
押圧手段がこのように構成されることにより、第１半中空体及び第２半中空体を介してそれぞれの周縁部、すなわち半中空体製品の接合部の端面に適切な押圧力を確実に作用させることができる。
【００２３】
更に、その押圧手段は製品押出手段を兼ねることが好ましい。その押圧手段が製品押出手段を兼ねるように構成されれば、専用の押圧手段が不要となり金型の構造が簡略化される。
【００２４】
次に、このような中空体製品を得る成形方法において、キャビティ側に設けられ、周縁部を加熱・溶融する第１加熱手段を有する中空体製品の成形用金型を使用し、１次成形、型開き、半中空体の移動及び型閉じの連続する各工程において、第１半中空体及び第２半中空体のそれぞれの周縁部が第１加熱手段により連続的に加熱される加熱工程と、２次成形において、それぞれの周縁部が第１加熱手段により加熱・溶融される溶融工程と、２次成形において、押圧手段により、第１半中空体及び第２半中空体のいずれか一方が他方側に押圧される押圧工程とを有する成形方法が好ましい。
【００２５】
このような成形方法によれば、第１加熱手段による加熱工程において、第１半中空体及び第２半中空体のそれぞれの周縁部は、１次成形の段階から２次成形の直前まで連続的に加熱され高い温度が維持されるので、特許文献２及び特許文献３のような２次成形時のみ周縁部が加熱され溶融される場合と比べて、２次成形におけるそれぞれの周縁部が溶融状態に至る時間を短くすることができる。また、２次成形において、溶融工程に押圧工程を適宜組み合わせることにより、このような押圧工程がない場合と比べて周縁部に適切な接合圧を加えることができるので、周縁部がより確実に融着接合され、特許文献２のように周縁部がリング形状の接合部を有するように成形されなくても、周縁部の接合強度が十分に大きい中空体製品を成形することができる。
【００２６】
更に、前述した加熱工程において、キャビティ側に設けられた第１加熱手段に加えて、コア側に設けられ、周縁部を加熱する第２加熱手段を用いても良い。
【００２７】
このような成形方法によれば、第１半中空体及び第２半中空体それぞれの周縁部の、特に端面及びその端面から連続する内周面が加熱されるので、第１加熱手段のみによる加熱と比べて加熱効率が高まる。
【００２８】
また、前述した成形方法の成形工程中、キャビティ内に半中空体がない状態において、半中空体のそれぞれの周縁部を形成する部位が、第１加熱手段又は第１加熱手段及び第２加熱手段により連続的に加熱される成形方法としても良い。
【００２９】
このような成形方法によれば、キャビティから成形された中空体製品が取り出された後、型閉じして次の１次成形のための射出実施までの間においても、半中空体のそれぞれの周縁部を形成する部位の温度低下が防止されるので、射出後の加熱工程の加熱効率が高まる。第１加熱手段のみによる加熱よりも、第１加熱手段及び第２加熱手段による加熱の方が加熱効率を高めることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、中空体製品用の成型用金型が、キャビティ側に設けられ、周縁部を加熱・溶融する第１加熱手段を有するように構成されることにより、それぞれの周縁部が金型に内蔵された加熱手段により加熱されるので、金型とは別体の加熱手段に係わる加熱溶融対象部位への装着、あるいは金型外から金型間への挿入及び金型外への退避等の工程とが不要になると共に、それぞれの周縁部が金型に内蔵された加熱手段により直接加熱されるので、非接触で加熱される場合と比べて加熱効率が高まり、周縁部が溶融状態に至る時間が短くなるので、成形サイクルタイムを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係わる成形用金型の実施例１の形態を示す図であり、半中空体を成形する１次成形のための型閉じ状態を示す断面図である。また、本図は図２のＸ−Ｘ１矢視及び図３のＸ−Ｙ矢視断面図でもある。
【図２】本発明に係わる成形用金型の実施例１の形態を示す図であり、固定金型と可動金型とをそれぞれ金型分割面から見た平面図である。また、本図は図１及び図４のＡ／Ｂ矢視図でもある。左側が可動金型（図１及び図４のＡ矢視）を、右側が固定金型（図１及び図４のＢ矢視）を示す。
【図３】図２を基準として、図２の状態から、可動金型（左側）を金型分割面から見て反時計回りに１２０度、固定金型１の中心部と同軸上回りに回転させた状態を示す平面図である。また、本図は図１及び図４のＡ／Ｂ矢視図でもある。左側が可動金型（図１及び図４のＡ矢視）を、右側が固定金型（図１及び図４のＢ矢視）を示す。
【図４】本発明に係わる成形用金型の実施例１の形態を示す図であり、２個の半中空体から中空体製品を成形するための２次成形及び同時に行われる１次成形のための型閉じ状態を示す断面図である。また、本図は図３のＸ−Ｘ１矢視及び図２のＸ−Ｙ矢視断面図でもある。
【図５】本発明に係わる成形用金型の実施例１の形態を示す図であり、中空体製品を構成する半中空体及び中空体製品を示す斜視図である。
【図６】本発明に係わる成形用金型の実施例１の形態を示す図であり、中空体製品を構成する半中空体を成形する１次成形工程を示す断面図である。
【図７】図６で成形された半中空体から中空体製品を成形する２次成形工程と、同時に実施される次の半中空体を成形する１次成形工程とを示す断面図である。
【図８】図７で成形された中空体製品が型外へ搬送される製品取出工程と、平行して実施される不要部分が公知の手段により除去される工程とを示す断面図である。
【図９】図７で成形された半中空体から中空体製品を成形する２次成形工程と、同時に実施される次の半中空体を成形する１次成形工程とを示す断面図である。
【図１０】図９で成形された中空体製品が型外へ搬送される製品取出工程と、平行して実施される不要部分が公知の手段により除去される工程とを示す断面図である。
【図１１】本発明に係わる成形用金型の実施例２の形態を示す図であり、半中空体を成形する１次成形のための型閉じ状態を示す断面図である。また、本図は図１２のＸ−Ｘ１矢視及び図１３のＸ−Ｙ矢視断面図でもある。
【図１２】本発明に係わる成形用金型の実施例２の形態を示す図であり、固定金型と可動金型とをそれぞれ金型分割面から見た平面図である。また、本図は図１１及び図１４のＡ／Ｂ矢視図でもある。左側が可動金型（図１１及び図１４のＡ矢視）を、右側が固定金型（図１１及び図１４のＢ矢視）を示す。
【図１３】図１２を基準として、図１２の状態から、可動金型（左側）を金型分割面から見て反時計回りに１２０度、固定金型１の中心部と同軸上回りに回転させた状態を示す平面図である。また、本図は図１１及び図１４のＡ／Ｂ矢視図でもある。左側が可動金型（図１１及び図１４のＡ矢視）を、右側が固定金型（図１１及び図１４のＢ矢視）を示す。
【図１４】本発明に係わる成形用金型の実施例２の形態を示す図であり、２個の半中空体から中空体製品を成形するための２次成形及び同時に行われる１次成形のための型閉じ状態を示す断面図である。また、本図は図１３のＸ−Ｘ１矢視及び図１２のＸ−Ｙ矢視断面図でもある。
【図１５】本発明に係わる成形用金型の実施例２の形態を示す図であり、中空体製品を構成する半中空体を成形する１次成形工程を示す断面図である。
【図１６】図１５で成形された半中空体から中空体製品を成形する２次成形工程と、同時に実施される次の半中空体を成形する１次成形工程とを示す断面図である。
【図１７】図１６で成形された中空体製品が型外へ搬送される製品取出工程を示す断面図である。
【図１８】図１６で成形された半中空体から中空体製品を成形する２次成形工程と、同時に実施される次の半中空体を成形する１次成形工程とを示す断面図である。
【図１９】図１８で成形された中空体製品が型外へ搬送される製品取出工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１乃至図１０を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は本発明に係わる成形用金型の実施例１の形態を示す図であり、半中空体を成形する１次成形のための型閉じ状態を示す断面図である。また、本図は図２のＸ−Ｘ１矢視及び図３のＸ−Ｙ矢視断面図でもある。図２は本発明に係わる成形用金型の実施例１の形態を示す図であり、固定金型と可動金型とを金型分割面から見た平面図である。また、本図は図１及び図４のＡ／Ｂ矢視図でもある。左側が可動金型（図１及び図４のＡ矢視）を、右側が固定金型（図１及び図４のＢ矢視）を示す。図３は図２を基準として、図２の状態から、可動金型（左側）を金型分割面から見て反時計回りに１２０度、固定金型１の中心部と同軸上回りに回転させた状態を示す平面図である。図４は本発明に係わる成形用金型の実施例１の形態を示す図であり、２個の半中空体から中空体製品を成形するための２次成形及び同時に行われる１次成形のための型閉じ状態を示す断面図である。また、本図は図３のＸ−Ｘ１矢視及び図２のＸ−Ｙ矢視断面図でもある。図５は本発明に係わる成形用金型の実施例１の形態を示す図であり、中空体製品を構成する半中空体及び中空体製品を示す斜視図である。図５（ａ）は接合前の半中空体を、図５（ｂ）は接合後の中空体製品を示す。図６は本発明に係わる成形用金型の実施例１の形態を示す図であり、中空体製品を構成する半中空体を成形する１次成形工程を示す断面図である。図７は図６で成形された半中空体から中空体製品を成形する２次成形工程と、同時に実施される次の半中空体を成形する１次成形工程とを示す断面図である。図８は図７で成形された中空体製品が型外へ搬送される製品取出工程と、平行して実施される不要部分が公知の手段により除去される工程とを示す断面図である。図９は図７で成形された半中空体から中空体製品を成形する２次成形工程と、同時に実施される次の半中空体を成形する１次成形工程とを示す断面図である。図１０は図９で成形された中空体製品が型外へ搬送される製品取出工程と、平行して実施される不要部分が公知の手段により除去される工程とを示す断面図である。
【００３４】
最初に、成形の対象となる中空体製品について説明する。説明を簡単にするため、実施例１においては、図５に示すような、円柱状で円状端面の一方が開口された第１半中空体３１と略同様の形状を成す第２半中空体３２とのそれぞれの開口された端面側である周縁部３３が加熱され溶融されて、型閉じによりそれぞれの周縁部３３が突き合わされて融着接合されて成形される、円柱状の中空体製品３を成型対象とする。
【００３５】
次に、成形用金型の構成について説明する。図１及び図２に示すように、固定金型１には半中空体を成形するための第１コア１１（雄型）と第２キャビティ１２（雌型）と第３キャビティ１３（雌型）とがこの順番で、金型分割面から見て１２０度毎に、固定金型１の中心部回りに時計回りに設けられており、図示しないクランプ手段により固定盤４に取り付けられている。固定金型１にはその中心部に射出ユニット１６から射出された溶融樹脂を金型内に導入させるための樹脂流路１４と、溶融樹脂を樹脂流路１４から第２キャビティ１２（雌型）と第３キャビティ１３（雌型）とに導入させるための図示しない樹脂遮断開放切替弁を有する共通ランナー１５とを備え、キャビティとコアとにより形成される空間に、必要に応じて溶融樹脂が射出充填されるようになっている。
【００３６】
また、固定金型１の第２キャビティ１２（雌型）及び第３キャビティ１３（雌型）には半中空体の周縁部３３を加熱・溶融するための第１加熱手段４１が設けられている。この第１加熱手段４１は、高出力で加熱特性と温度立ち上がり特性に優れた電気ヒータやセラミックヒータ等の加熱温度制御可能な加熱手段を、加熱効率の観点から加熱体そのものが半中空体の周縁部３３の形状を成すように周縁部３３の端面から連続する外周側面近傍が加熱されるように設けられることが好ましいが、これらの加熱体を周縁部３３の形状を成す部分に内接させるように設けても良い。また、この第１加熱手段４１の設置に際して、加熱時の熱が加熱対象部以外に伝わりにくいように、熱伝導率の低い材料や断熱の為の空間部を設ける等による断熱構造が考慮されるべきことは言うまでもない。
【００３７】
更に、固定金型１の第１コア１１（雄型）には半中空体の周縁部３３を加熱するための第２加熱手段４２が設けられている。この第２加熱手段４２も、高出力で加熱特性と温度立ち上がり特性に優れた電気ヒータやセラミックヒータ等の加熱温度制御可能な加熱手段を、加熱効率の観点から加熱体そのものが半中空体の周縁部３３の形状を成すように周縁部３３の端面及びその端面から連続する内周側面近傍が加熱されるように設けられることが好ましいが、これらの加熱体を周縁部３３の形状を成す部分に内接させるように設けても良い。また、この第２加熱手段４２の設置に際しても、加熱時の熱が加熱対象部以外に伝わりにくいように、熱伝導率の低い材料や断熱の為の空間部を設ける等による断熱構造が考慮されるべきことは言うまでもない。
【００３８】
次に、可動金型２には固定金型１の各コア及びキャビティに対応する、第１キャビティ２１（雌型）と第２コア２２（雄型）と第４キャビティ２３（雌型）とがこの順番で、金型分割面から見て１２０度毎に、固定金型１の中心部と同軸上回りに反時計回りに設けられており、支持台５１と、支持台５１に保持された軸受５２とを介して図示しないクランプ手段により可動盤５に固定金型１の中心部と同軸上回りに回転可能に取り付けられている。可動金型２の回転軸２６は軸受５２に保持され、その端部には回転軸２６を回転させるための動力伝達機構２８が取り付けられ、図示しない駆動機構の駆動力を伝達し可動金型２を回転させる。可動金型２には、射出ユニット１６から射出された溶融樹脂を固定金型１の樹脂流路１４から第１キャビティ２１（雌型）と第４キャビティ２３（雌型）とに導入させるための図示しない樹脂遮断開放切替弁を有する共通ランナー２５を備え、キャビティとコアとにより形成される空間に、必要に応じて溶融樹脂が射出充填されるようになっている。
【００３９】
また、固定金型１と同様に、可動金型２の第１キャビティ２１（雌型）及び第４キャビティ２３（雌型）には半中空体の周縁部３３を加熱・溶融するための第１加熱手段４１が、第２コア２２（雄型）には半中空体の周縁部３３を加熱するための第２加熱手段４２が設けられている。これらの第１加熱手段４１及び第２加熱手段４２は、固定金型１のキャビティ及びコアに設けられたものと同じである。
【００４０】
ここで、可動金型２の第１キャビティ２１（雌型）及び第４キャビティ２３（雌型）にはキャビティ内の半中空体を金型の分割面側に押圧する押圧手段４３が設けられている。押圧手段４３は可動盤５側のキャビティの一部の形状を成すように形成された押圧部を、キャビティ側の金型に内蔵した油圧シリンダやサーボモータ等によりキャビティ内の半中空体を金型の分割面側に押圧する方向に摺動させ、型閉じにより周縁部３３が突き合わされた半中空体の一方を他方側に金型内で押圧し、融着接合中の周縁部３３の端面に所定の接合圧を加えるように構成されている。
【００４１】
また、押圧手段４３は、その押圧部をキャビティ内の半中空体を金型の分割面側に押圧する方向に摺動可能に支持するだけとし、押圧部を駆動させる油圧シリンダやサーボモータ等の駆動源を金型外に設け、押圧部と駆動源を任意に着脱させる構成でも良い。このような構成であれば、回転する可動金型に油圧や電力などのユーティリティーを供給する必要がなく、ユーティリティーの接続や取り回しが簡略化できる。
【００４２】
次に、これら金型を使用した成形装置の構成について説明する。図１に示すように、図示しないクランプ手段により固定金型１が取り付けられた固定盤４がベース部６に固定されている。ベース部６には射出ユニット１６がその先端のノズルを固定金型１の樹脂流路１４に通ずる充填孔に接続・離間可能に取り付けられている。同じく図示しないクランプ手段により支持台５１を介して可動金型２が取り付けられた可動盤５が、図示しない型締機構により固定盤４に対して進退自在に取り付けられている。このように、成形装置の基本構成は公知のものと同じであるため、固定盤４に対して可動盤５の進退動作を案内するタイバー等、本発明に係わる説明に不要と思われる構成については説明及び図示を省略する。
【００４３】
次に、図６乃至図１０を参照しながら本発明の実施例１の中空体製品を成形する工程を説明する。必要に応じて図１乃至図５も参照する。
【００４４】
最初に、図２に示す状態で可動盤５を図示しない型締機構により固定盤４側へ型閉じさせ、図６（ａ）に示すように可動金型２を固定金型１に型閉じさせる。図６（ａ）は図１と同じく図２のＸ−Ｘ１矢視断面図である。固定金型１と可動金型２とが型締めされた後、射出ユニット１６から溶融樹脂が射出充填される。射出された溶融樹脂は樹脂流路１４から共通ランナー２５及び１５を経由して、可動金型２の第１キャビティ２１と固定金型１の第１コア１１とで形成される空間及び固定金型１の第２キャビティ１２と可動金型２の第２コア２２とで形成される空間へ充填され、それぞれの空間に充填された溶融樹脂が第１半中空体３１及び第２半中空体３２として１次成形される。この時、図６（ａ）に図示されていない固定金型１の第３キャビティ１３及び可動金型２の第４キャビティ２３は図４（図２のＸ−Ｙ矢視）上部に示すようにキャビティ同士が組み合わされ中空体製品３の外形形状が形成された空間になっているが、図示しない樹脂遮断開放切替弁により共通ランナー１５及び２５から溶融樹脂が射出充填されないようになっている。実際の成形工程においては、このキャビティ同士が組み合わされ中空体製品３の外形が形成された空間で、前のサイクルで成形された第１半中空体３１及び第２半中空体３２のそれぞれの周縁部３３が突き合わされて融着接合される２次成形が行われるが詳細は後述する。
【００４５】
図６（ａ）に戻る。型閉じ前、型閉じ、射出ユニット１６による射出充填及び射出充填された溶融樹脂が冷却固化するまでの各工程において、第１キャビティ２１及び第２キャビティ１２に設けられた第１加熱手段４１と、第１コア１１及び第２コア２２に設けられた第２加熱手段４２とにより、第１半中空体３１及び第２半中空体３２の周縁部３３は連続的に加熱され高い温度が維持される。この加熱工程時の加熱温度はテスト成形や連続成形の実証データ等を基に使用される樹脂の種類や冷却固化時間等に応じて第１半中空体３１及び第２半中空体３２の周縁部３３が溶融されず、その形状が維持されるできるだけ高い温度が選択されることが好ましい。また、第１加熱手段４１及び第２加熱手段４２による周縁部３３の加熱工程は、１次成形における型閉じ前、型閉じ、射出ユニット１６による射出充填及び射出充填された溶融樹脂が冷却固化するまでの各工程において、周縁部３３が加熱される加熱効率と加熱のための消費電力を鑑み、加熱するタイミング、加熱温度、加熱時間等の加熱パターンがテスト成形や連続成形の実証データ等を基に適宜選択・制御されることが好ましい。
【００４６】
このように、固定金型１及び可動金型２の半中空体を成形するためのキャビティに、半中空体の周縁部３３の形状を成すように第１加熱手段４１を、同じくコアに、半中空体の周縁部３３の形状を成すように第２加熱手段４２を設けることにより、１次成形工程を含む連続するその前後の工程における加熱工程において、それぞれの半中空体の周縁部３３のその端面及びその端面から連続する外周側面、内周側面の両近傍部は連続的に加熱され、高い温度が維持されるので、２次成形時のみ周縁部が加熱され溶融される場合と比べて、２次成形における溶融工程において、それぞれの周縁部が溶融状態に至る時間が短くなるので、成形サイクルタイムを短くすることができる。
【００４７】
１次成形における第１半中空体３１及び第２半中空体３２の冷却固化時間経過後、図６（ｂ）に示すように可動盤５を図示しない型締機構により固定盤４から離間する方向へ型開きさせ、可動金型２を固定金型１から型開きさせる。この時、第１半中空体３１及び第２半中空体３２はそれぞれ可動金型２の第１キャビティ２１及び固定金型１の第２キャビティ１２に残されており、その周縁部３３は加熱工程としてそれぞれのキャビティの第１加熱手段４１により連続的に加熱されている。また、固定金型１の共通ランナー１５及び可動金型２の共通ランナー２５に成形された不要部分は、樹脂流路１４に成形された不要部分と一体で可動金型２側に残されている。
【００４８】
この状態で共通ランナー１５、共通ランナー２５及び樹脂流路１４に成形された不要部分が金型に内蔵された図示しない不要部分押出手段等の公知の手段により除去される。また、図６（ｂ）に図示されていない固定金型１の第３キャビティ１３及び可動金型２の第４キャビティ２３については、２次成形で成形された半中空体製品３が可動金型２の第４キャビティ２３に残された状態から図示しない製品押出手段により押し出され、図示しない製品取出装置により型外へ搬送されるが詳細は後述する。
【００４９】
ここで、キャビティとコアとで形成されるそれぞれの空間に溶融樹脂を導入させる共通ランナーとそれぞれの空間との接合形態については様々な公知の形態があるが、本実施例１のように共通ランナーに成形された不要部と樹脂流路に成形された不要部とを一体で除去する場合は、図１、図４及び図６乃至図１０に示すような、共通ランナーの空間への接続部の断面積を共通ランナー部から滑らかに減少させたトンネルゲート等の、不要部の切断が容易な形態とすることが好ましい。
【００５０】
次に、図６（ｂ）すなわち図２のＸ−Ｘ１矢視断面図に示す状態から、動力伝達機構２８により図示しない駆動機構の駆動力を伝達させて可動金型２（左側）を半時計回りに１２０度、固定金型１の中心部と同軸上回りに回転させて図３に示す状態にさせる。ここで、図２及び図３において固定金型１及び可動金型２を円形状とし、また、可動金型２（左側）の第２コア２２外周に四角状の突起部を描いているがこれは可動金型２が固定金型１の中心部と同軸回りに回転されること及び回転前後の可動金型２の相違を分かり易くするためであり、それぞれの金型形状を限定するものではない。また、可動金型２を回転させるための機構は公知の技術が適宜採用されるものとして詳細な説明は省略する。
【００５１】
図３に戻る。図２の状態から可動金型２（左側）を半時計回りに１２０度、固定金型１の中心部と同軸上回りに回転させて図３に示す状態にさせると、１次成形において成形され可動金型２の第１キャビティ２１に残された第１半中空体３１が、同じく１次成形において成形され固定金型１の第２キャビティ１２に残された第２半中空体３２と対向する位置に移動されると共に、可動金型２の第４キャビティ２３（何もない状態。詳細は後述）が固定金型１の第１コア１１と対向する位置に移動され、図７（ａ）、すなわち図３のＸ−Ｘ１矢視断面図に示す状態になる。同時に、図７（ａ）には図示していないが、可動金型２の第２コア２２が固定金型１の第３キャビティ１３（何もない状態。詳細は後述）と対向する位置に移動される。
【００５２】
１次成形後の図６（ｂ）に示す型開きから、図７（ａ）に示すこれら可動金型２の第１半中空体３１の回転動作及び次に説明する図７（ｂ）に示す型閉じの間も、加熱工程として半中空体それぞれの周縁部３３が第１キャビティ２１及び第２キャビティ１２の第１加熱手段４１により連続的に加熱されている。また、省エネルギーを鑑み、何もない状態の可動金型２の第４キャビティ２３及び固定金型１の第３キャビティ１３の第１加熱手段４１と、固定金型１の第１コア１１及び可動金型２の第２コアの第２加熱手段４２とは、次の１次成形における周縁部３３の加熱工程に関して、成形サイクルタイムに遅れを生じさせない温度まで加熱温度を下げても良いが、次の１次成形のためにそれぞれの周縁部３３を形成する部位を連続的に適宜加熱しておくことが好ましい。
【００５３】
次に、図７（ａ）に示す状態から、図７（ｂ）、図７（ｂ’）に示すように可動金型２を固定金型１に型閉じさせる。図７（ｂ）は図４と同じく図３のＸ−Ｘ１矢視断面図であり、図７（ｂ’）は図１上方と同じく図３のＸ−Ｙ矢視断面図である。固定金型１と可動金型２とが型締めされた後、固定金型１と可動金型２とのそれぞれのキャビティとコアとが組み合わされた空間において、以下のような３つの工程が同時に進行される。
【００５４】
工程１は、図７（ｂ）上方に示すように可動金型２の第１キャビティ２１と固定金型１の第２キャビティ１２とが組み合わされた空間で、第１半中空体３１及び第２半中空体３２の周縁部３３を融着接合させて半中空体製品３を得る２次成形である。
【００５５】
具体的には、可動金型２の第１キャビティ２１及び固定金型１の第２キャビティ１２に残されていた第１半中空体３１及び第２半中空体３２のそれぞれの周縁部３３が型閉じにより突き合わされる。そして、加熱工程においてそれぞれの周縁部３３をそれまで加熱していた第１加熱手段４１の加熱温度が上げられ溶融工程に移行し、突き合わされた周縁部３３が加熱・溶融される。また、溶融工程と平行して可動金型２の第１キャビティ２１に設けられた押圧手段４３のキャビティの形状を成すように形成された押圧部により第１半中空体３１が対向する第２半中空体３２の方向（矢印４３ａ）に押圧され、融着接合中の周縁部３３の端面に所定の接合圧が加えられる押圧工程が実施されることにより、周縁部３３が融着接合されて中空体製品３が成形される。
【００５６】
このように、周縁部３３の融着接合中に第１半中空体及び第２半中空体を介してその端面に適切な接合圧が加えられる押圧工程が実施されることにより、接合部の形状に拘束されず周縁部３３の融着接合をより確実に行うことができる。そのため、その端面に適切な接合圧を加えるための押圧手段４３による押圧工程中の押圧力は、製品及び周縁部形状、使用される樹脂、周縁部の加熱溶融温度及び加熱溶融時間、成形サイクルタイム等を鑑み、押圧するタイミング、押圧力、押圧時間等の押圧パターンがテスト成形や連続成形の実証データ等を基に適宜選択・制御されることが好ましい。同様に、第１加熱手段４１による周縁部３３の溶融工程も、製品及び周縁部形状、使用される樹脂、成形サイクルタイム等を鑑み、加熱するタイミング、加熱温度、加熱時間等の溶融パターンがテスト成形や連続成形の実証データ等を基に適宜選択・制御されることが好ましい。また、融着接合された第１半中空体３１及び第２半中空体３２の周縁部３３は２次成形工程中に冷却固化されなければならないので、第１加熱手段４１による周縁部３３の溶融工程には、周縁部３３の加熱・溶融だけでなく冷却固化も考慮されるべきことは言うまでもない。
【００５７】
工程２は、図７（ｂ）下方に示すように可動金型２の第４キャビティ２３と固定金型１の第１コア１１とが組み合わされた空間に射出充填して、第１半中空体３１’を得る１次成形である。
【００５８】
具体的には、固定金型１と可動金型２とが型締めされた後、射出ユニット１６から溶融樹脂が射出充填される。射出された溶融樹脂は樹脂流路１４から共通ランナー２５を経由して、可動金型２の第４キャビティ２３と固定金型１の第１コア１１とで形成される空間へ充填され、充填された溶融樹脂が第１半中空体３１’として１次成形される。この時、図７（ｂ）上方に示す可動金型２の第１キャビティ２１と固定金型１の第２キャビティ１２とが組み合わされ中空体製品３の外形形状が形成された空間には、図示しない樹脂遮断開放切替弁により共通ランナー１５及び２５から溶融樹脂が射出充填されないようになっていることは先に述べたとおりである。
【００５９】
工程３は、図７（ｂ’）に示すように可動金型２の第２コア２２と固定金型１の第３キャビティ１３とが組み合わされた空間に射出充填して、第２半中空体３２’を得る１次成形である。
【００６０】
具体的には、固定金型１と可動金型２とが型締めされた後、射出ユニット１６から溶融樹脂が射出充填される。射出された溶融樹脂は樹脂流路１４から共通ランナー１５を経由して、可動金型２の第２コア２２と固定金型１の第３キャビティ１３とで形成される空間へ充填され、充填された溶融樹脂が第２半中空体３２’として１次成形される。
【００６１】
以上の３つの工程が終了し、２次成形における中空体製品３の周縁部３３（工程１）及び１次成形における第１半中空体３１’（工程２）及び第２半中空体３２’（工程３）の冷却固化時間経過後、図７（ｂ）、図７（ｂ’）の状態から図８（ａ）、図８（ａ’）に示すように可動盤５を図示しない型締機構により固定盤４から離間する方向へ型開きさせ、可動金型２を固定金型１から型開きさせる。図８（ａ）は図３のＸ−Ｘ１矢視断面図であり、図８（ａ’）は図３のＸ−Ｙ矢視断面図である。この時、第１半中空体３１’及び第２半中空体３２’はそれぞれ可動金型２の第４キャビティ２３及び固定金型１の第３キャビティ１３に残されており、その周縁部３３は加熱工程としてそれぞれのキャビティの第１加熱手段４１により連続的に加熱されている。この状態で、工程１で成形され、可動金型２の第１キャビティ２１に残された中空体製品３が図示しない製品押出手段により矢印４３ａの方向へ押し出され、図示しない製品取出装置により型外へ搬送される。これにより、可動金型２の第１キャビティ２１と固定金型１の第２キャビティ１２とが空の状態になり、次の１次成形に使用することができるようになる。また、製品取出工程と平行して、共通ランナー１５、共通ランナー２５及び樹脂流路１４に成形された不要部分が公知の手段により除去される。
【００６２】
ここで、押圧手段４３と図示しない製品押出手段はその機能が略同じため、押圧手段４３が製品押出手段を兼ねるように構成、制御されれば、専用の押圧手段が不要となり金型の構造が簡略化される。
【００６３】
次に、図８（ａ）すなわち図３のＸ−Ｘ１矢視断面図に示す状態から、動力伝達機構２８により図示しない駆動機構の駆動力を伝達させて可動金型２（左側）を時計回りに１２０度、固定金型１の中心部と同軸上回りに回転させて図２に示す状態に戻す。
【００６４】
その結果、１次成形において成形され可動金型２の第４キャビティ２３に残された第１半中空体３１’が、同じく１次成形において成形され固定金型１の第３キャビティ１３に残された第２半中空体３２’と対向する位置に移動されると共に、前の成形サイクルで中空体製品３が取り出され何もない状態の可動金型２の第１キャビティ２１が固定金型１の第１コア１１と対向する位置に移動され、図９（ａ）、すなわち図２のＸ−Ｙ矢視断面図に示す状態になる。同時に、図９（ａ）には図示していないが、可動金型２の第２コア２２が何もない状態の固定金型１の第２キャビティ１２と対向する位置に移動される。
【００６５】
次に、図９（ａ）に示す状態から、図９（ｂ）、図９（ｂ’）に示すように可動金型２を固定金型１に型閉じさせる。図９（ｂ）は図４と同じく図２のＸ−Ｙ矢視断面図であり、図９（ｂ’）は図１上方と同じく図２のＸ−Ｘ１矢視断面図である。固定金型１と可動金型２とが型締めされた後、固定金型１と可動金型２とのそれぞれのキャビティとコアとが組み合わされた空間において、以下のような３つの工程が同時に進行される。
【００６６】
工程１は、図９（ｂ）上方に示すように可動金型２の第４キャビティ２３と固定金型１の第３キャビティ１３とが組み合わされた空間で、第１半中空体３１’と第２半中空体３２’との周縁部３３’を融着接合させて半中空体製品３’を得る２次成形である。
【００６７】
具体的には、可動金型２の第４キャビティ２３及び固定金型１の第３キャビティ１３に残されていた第１半中空体３１’及び第２半中空体３２’のそれぞれの周縁部３３’が型閉じにより突き合わされる。そして、加熱工程においてそれぞれの周縁部３３’をそれまで加熱していた第１加熱手段４１の加熱温度が上げられ溶融工程に移行し、突き合わされた周縁部３３が加熱・溶融される。また、溶融工程と平行して可動金型２の第４キャビティ２３に設けられた押圧手段４３のキャビティの形状を成すように形成された押圧部により第１半中空体３１’が対向する第２半中空体３２’の方向（矢印４３ａ）に押圧され、融着接合中の周縁部３３’の端面に所定の接合圧が加えられる押圧工程が実施されることにより、周縁部３３’が融着接合されて中空体製品３’が成形される。
【００６８】
工程２は、図９（ｂ）下方に示すように可動金型２の第１キャビティ２１と固定金型１の第１コア１１とが組み合わされた空間に射出充填して、第１半中空体３１”を得る１次成形である。
【００６９】
具体的には、固定金型１と可動金型２とが型締めされた後、射出ユニット１６から溶融樹脂が射出充填される。射出された溶融樹脂は樹脂流路１４から共通ランナー２５を経由して、可動金型２の第１キャビティ２１と固定金型１の第１コア１１とで形成される空間へ充填され、充填された溶融樹脂が第１半中空体３１”として１次成形される。
【００７０】
工程３は、図９（ｂ’）に示すように可動金型２の第２コア２２と固定金型１の第２キャビティ１２とが組み合わされた空間に射出充填して、第２半中空体３２”を得る１次成形である。
【００７１】
具体的には、固定金型１と可動金型２とが型締めされた後、射出ユニット１６から溶融樹脂が射出充填される。射出された溶融樹脂は樹脂流路１４から共通ランナー１５を経由して、可動金型２の第２コア２２と固定金型１の第３キャビティ１３とで形成される空間へ充填され、充填された溶融樹脂が第２半中空体３２”として１次成形される。
【００７２】
以上の３つの工程が終了し、２次成形における中空体製品３’の周縁部３３’（工程１）及び１次成形における第１半中空体３１”（工程２）及び第２半中空体３２”（工程３）の冷却固化時間経過後、図９（ｂ）、図９（ｂ’）の状態から図１０（ａ）、図１０（ａ’）に示すように可動盤５を図示しない型締機構により固定盤４から離間する方向へ型開きさせ、可動金型２を固定金型１から型開きさせる。図１０（ａ）は図２のＸ−Ｙ矢視断面図であり、図１０（ａ’）は図２のＸ−Ｘ１矢視断面図である。この時、第１半中空体３１”及び第２半中空体３２”はそれぞれ可動金型２の第１キャビティ２１及び固定金型１の第２キャビティ１２に残されており、その周縁部３３”は加熱工程としてそれぞれのキャビティの第１加熱手段４１により連続的に加熱されている。この状態で、工程１で成形され、可動金型２の第４キャビティ２３に残された中空体製品３’が図示しない製品押出手段により矢印４３ａの方向へ押し出され、図示しない製品取出装置により型外へ搬送される。これにより、可動金型２の第４キャビティ２３と固定金型１の第３キャビティ１３とが空の状態になり、次の１次成形に使用することができるようになる。また、製品取出工程と平行して、共通ランナー１５、共通ランナー２５及び樹脂流路１４に成形された不要部分が公知の手段により除去される。
【００７３】
以後、図７（ａ）から図１０（ａ’）の成形工程を繰り返すことにより、固定金型１の第２キャビティ１２及び第３キャビティ１３に対向した可動金型２の第１キャビティ２１及び第４キャビティ２３から成形サイクル毎に交互に中空体製品３を連続して成形することができる。
【００７４】
実施例１では、固定金型１の共通ランナー１５及び可動金型２の共通ランナー２５に成形された不要部分が、樹脂流路１４に成形された不要部分と一体で除去される形態としたが、樹脂流路１４に成形された不要部分のみが除去され、共通ランナー１５及び共通ランナー２５に成形された不要部分が中空体製品３と一体で取り出され、後工程で中空体製品３から除去される形態としても良い。また、実施例１のように、中空体製品３が成形される２次成形が金型の中心部より上側のキャビティで実施される形態であれば、製品取出装置による中空体製品３の型外への取出工程と、共通ランナーあるいは樹脂流路に成形された不要部分を公知の手段で型外へ押し出し、成形装置下方へ除去する工程とを平行して実施させることができ、不要部分を除去する工程により成形サイクルタイムが長くなることはない。
【００７５】
次に、本発明の実施例２について、図面を参照しながら説明する。
【実施例２】
【００７６】
図１１乃至図１９を参照しながら本発明の実施例２を説明する。図１１は本発明に係わる成形用金型の実施例２の形態を示す図であり、半中空体を成形する１次成形のための型閉じ状態を示す断面図である。また、本図は図１２のＸ−Ｘ１矢視及び図１３のＸ−Ｙ矢視断面図でもある。図１２は本発明に係わる成形用金型の実施例２の形態を示す図であり、固定金型と可動金型とを金型分割面から見た平面図である。また、本図は図１１及び図１４のＡ／Ｂ矢視図でもある。左側が可動金型（図１１及び図１４のＡ矢視）を、右側が固定金型（図１１及び図１４のＢ矢視）を示す。図１３は図１２を基準として、図１２の状態から、可動金型（左側）を金型分割面から見て反時計回りに１２０度、固定金型１の中心部と同軸上回りに回転させた状態を示す平面図である。図１４は本発明に係わる成形用金型の実施例２の形態を示す図であり、２個の半中空体から中空体製品を成形するための２次成形及び同時に行われる１次成形のための型閉じ状態を示す断面図である。また、本図は図１３のＸ−Ｘ１矢視及び図１２のＸ−Ｙ矢視断面図でもある。図１５は本発明に係わる成形用金型の実施例２の形態を示す図であり、中空体製品を構成する半中空体を成形する１次成形工程を示す断面図である。図１６は図１５で成形された半中空体から中空体製品を成形する２次成形工程と、同時に実施される次の半中空体を成形する１次成形工程とを示す断面図である。図１７は図１６で成形された中空体製品が型外へ搬送される製品取出工程を示す断面図である。図１８は図１６で成形された半中空体から中空体製品を成形する２次成形工程と、同時に実施される次の半中空体を成形する１次成形工程とを示す断面図である。図１９は図１８で成形された中空体製品が型外へ搬送される製品取出工程を示す断面図である。
【００７７】
実施例２における実施例１との相違点は、溶融樹脂を樹脂流路からそれぞれのキャビティに導入させるための共通ランナーを無くして、樹脂流路をキャビティとコアとで形成される空間に直接接続し、その接続部分に樹脂遮断開放切替弁を設けることにより、樹脂流路や共通ランナーに成形される不要部分の除去を不要とした点である。それ以外の成形対象品、成形用金型及び成形装置の構成は実施例１と同じ為、実施例１との相違点についてのみ説明する。
【００７８】
成形用金型の構成の実施例１との相違点について説明する。図１１及び図１２に示すように、固定金型１にはその中心部に射出ユニット１６から射出された溶融樹脂を金型内に導入させるための樹脂流路１４が設けられ、固定金型１内で分岐され、第１コア１１（雄型）、第２キャビティ１２（雌型）及び第３キャビティ１３（雌型）へ接続されている。また、それぞれの接続部には樹脂遮断開放切替弁１７が設けられ、固定金型１のコア及びキャビティと、可動金型２のキャビティ及びコアとが組み合わされて形成される空間に対応して必要に応じて溶融樹脂が射出充填されるようになっている。
【００７９】
樹脂流路１４は図示しない加熱手段で加熱され、樹脂流路１４内の樹脂は常時射出充填可能な溶融状態に保持されている。
【００８０】
次に、図１５乃至図１９を参照しながら本発明の実施例２の中空体製品を成形する工程を説明する。必要に応じて図１１乃至図１４も参照する。
【００８１】
最初に、図１２に示す状態で、図１５（ａ）に示すように可動金型２を固定金型１に型閉じさせる。図１５（ａ）は図１１と同じく図１２のＸ−Ｘ１矢視断面図である。固定金型１と可動金型２とが型締めされた後、射出ユニット１６から溶融樹脂が射出充填される。射出された溶融樹脂は前回の射出充填で樹脂流路１４内に残され、図示しない加熱機構により常時射出充填可能な溶融状態に保持された溶融樹脂といっしょに押し出され、樹脂遮断開放切替弁１７を経由して、可動金型２の第１キャビティ２１と固定金型１の第１コア１１とで形成される空間及び固定金型１の第２キャビティ１２と可動金型２の第２コア２２とで形成される空間へ充填され、それぞれの空間に充填された溶融樹脂が第１半中空体３１及び第２半中空体３２として１次成形される。この時、図１５（ａ）に図示されていない固定金型１の第３キャビティ１３及び可動金型２の第４キャビティ２３は図１４（図１２のＸ−Ｙ矢視）上部に示すようにキャビティ同士が組み合わされ中空体製品３の外形形状が形成された空間になっているが、第３キャビティ１３の樹脂遮断開放切替弁１７により樹脂流路１４から溶融樹脂が射出充填されないようになっている。
【００８２】
図１５（ａ）に戻る。型閉じ前、型閉じ、射出ユニット１６による射出充填及び射出充填された溶融樹脂が冷却固化するまでの各工程において、第１キャビティ２１及び第２キャビティ１２に設けられた第１加熱手段４１と、第１コア１１及び第２コア２２に設けられた第２加熱手段４２とによる加熱工程により、第１半中空体３１及び第２半中空体３２の周縁部３３は連続的に加熱され高い温度が維持される。
【００８３】
１次成形における第１半中空体３１及び第２半中空体３２の冷却固化時間経過後、図１５（ｂ）に示すように可動金型２を固定金型１から型開きさせる。この時、第１半中空体３１及び第２半中空体３２はそれぞれ可動金型２の第１キャビティ２１及び固定金型１の第２キャビティ１２に残されており、その周縁部３３は加熱工程としてそれぞれのキャビティの第１加熱手段４１により連続的に加熱されている。実施例２では、溶融樹脂が共通ランナーを経由せず、樹脂流路１４から樹脂遮断開放切替弁１７を経由して、キャビティとコアとが組み合わされて形成される空間に直接射出充填されるため、実施例１のような共通ランナーに成形される不要部分が発生しない。また、射出ユニット１６から樹脂遮断開放切替弁１７に至る樹脂流路１４に残された樹脂は、図示しない加熱機構により常時射出充填可能な溶融状態に保持されるので、実施例１のような不要部分の除去工程は不要である。
【００８４】
次に、図１５（ｂ）すなわち図１２のＸ−Ｘ１矢視断面図に示す状態から、動力伝達機構２８により図示しない駆動機構の駆動力を伝達させて可動金型２（左側）を半時計回りに１２０度、固定金型１の中心部と同軸上回りに回転させて図１３に示す状態にさせる。
【００８５】
図１３に戻る。図１２の状態から可動金型２（左側）を半時計回りに１２０度、固定金型１の中心部と同軸上回りに回転させて図１３に示す状態にさせると、１次成形において成形され可動金型２の第１キャビティ２１に残された第１半中空体３１が、同じく１次成形において成形され固定金型１の第２キャビティ１２に残された第２半中空体３２と対向する位置に移動されると共に、可動金型２の第４キャビティ２３（何もない状態。）が固定金型１の第１コア１１と対向する位置に移動され、図１６（ａ）、すなわち図１３のＸ−Ｘ１矢視断面図に示す状態になる。同時に、図１６（ａ）には図示していないが、可動金型２の第２コア２２が固定金型１の第３キャビティ１３（何もない状態。）と対向する位置に移動される。ここで、射出ユニット１６から樹脂遮断開放切替弁１７に至る樹脂流路１４に残された溶融樹脂は、次の半中空体の１次成形に用いられるので、今回の半中空体の１次成形と区別するため図中の表記を変更している。
【００８６】
次に、図１６（ａ）に示す状態から、図１６（ｂ）、図１６（ｂ’）に示すように可動金型２を固定金型１に型閉じさせる。図１６（ｂ）は図１４と同じく図１３のＸ−Ｘ１矢視断面図であり、図１６（ｂ’）は図１１上方と同じく図１３のＸ−Ｙ矢視断面図である。固定金型１と可動金型２とが型締めされた後、固定金型１と可動金型２とのそれぞれのキャビティとコアとが組み合わされた空間において、実施例１と同様に以下のような３つの工程が同時に進行される。詳細な説明は実施例１と同じなので省略する。
【００８７】
工程１は、図１６（ｂ）上方に示すように可動金型２の第１キャビティ２１と固定金型１の第２キャビティ１２とが組み合わされた空間で、第１半中空体３１及び第２半中空体３２の周縁部３３を融着接合させて半中空体製品３を得る２次成形である。
【００８８】
工程２は、図１６（ｂ）下方に示すように可動金型２の第４キャビティ２３と固定金型１の第１コア１１とが組み合わされた空間に射出充填して、第１半中空体３１’を得る１次成形である。
【００８９】
工程３は、図１６（ｂ’）に示すように可動金型２の第２コア２２と固定金型１の第３キャビティ１３とが組み合わされた空間に射出充填して、第２半中空体３２’を得る１次成形である。
【００９０】
以上の３つの工程が終了し、２次成形における中空体製品３の周縁部３３（工程１）及び１次成形における第１半中空体３１’（工程２）及び第２半中空体３２’（工程３）の冷却固化時間経過後、図１６（ｂ）、図１６（ｂ’）の状態から図１７（ａ）、図１７（ａ’）に示すように可動金型２を固定金型１から型開きさせる。図１７（ａ）は図１３のＸ−Ｘ１矢視断面図であり、図１７（ａ’）は図１３のＸ−Ｙ矢視断面図である。この時、第１半中空体３１’及び第２半中空体３２’はそれぞれ可動金型２の第４キャビティ２３及び固定金型１の第３キャビティ１３に残されており、その周縁部３３は加熱工程としてそれぞれのキャビティの第１加熱手段４１により連続的に加熱されている。この状態で、工程１で成形され、可動金型２の第１キャビティ２１に残された中空体製品３が図示しない製品押出手段により矢印４３ａの方向へ押し出され、図示しない製品取出装置により型外へ搬送される。これにより、可動金型２の第１キャビティ２１と固定金型１の第２キャビティ１２とが空の状態になり、次の１次成形に使用することができるようになる。また、実施例１のような不要部分の除去工程は不要である。ここで、射出ユニット１６から樹脂遮断開放切替弁１７に至る樹脂流路１４に残された溶融樹脂は、次の半中空体の１次成形に用いられるので、今回の半中空体の１次成形と区別するため図中の表記を変更している。
【００９１】
次に、図１７（ａ）すなわち図１３のＸ−Ｘ１矢視断面図に示す状態から、動力伝達機構２８により図示しない駆動機構の駆動力を伝達させて可動金型２（左側）を時計回りに１２０度、固定金型１の中心部と同軸上回りに回転させて図１２に示す状態に戻す。
【００９２】
その結果、１次成形において成形され可動金型２の第４キャビティ２３に残された第１半中空体３１’が、同じく１次成形において成形され固定金型１の第３キャビティ１３に残された第２半中空体３２’と対向する位置に移動されると共に、前の成形サイクルで中空体製品３が取り出され何もない状態の可動金型２の第１キャビティ２１が固定金型１の第１コア１１と対向する位置に移動され、図１８（ａ）、すなわち図１２のＸ−Ｙ矢視断面図に示す状態になる。同時に、図１８（ａ）には図示していないが、可動金型２の第２コア２２が何もない状態の固定金型１の第２キャビティ１２と対向する位置に移動される。
【００９３】
次に、図１８（ａ）に示す状態から、図１８（ｂ）、図１８（ｂ’）に示すように可動金型２を固定金型１に型閉じさせる。図１８（ｂ）は図１４と同じく図１２のＸ−Ｙ矢視断面図であり、図１８（ｂ’）は図１１上方と同じく図１２のＸ−Ｘ１矢視断面図である。固定金型１と可動金型２とが型締めされた後、固定金型１と可動金型２とのそれぞれのキャビティとコアとが組み合わされた空間において、実施例１と同様に以下のような３つの工程が同時に進行される。詳細な説明は実施例１と同じなので省略する。
【００９４】
工程１は、図１８（ｂ）上方に示すように可動金型２の第４キャビティ２３と固定金型１の第３キャビティ１３とが組み合わされた空間で、第１半中空体３１’及び第２半中空体３２’の周縁部３３’を融着接合させて半中空体製品３’を得る２次成形である。
【００９５】
工程２は、図１８（ｂ）下方に示すように可動金型２の第１キャビティ２１と固定金型１の第１コア１１とが組み合わされた空間に射出充填して、第１半中空体３１”を得る１次成形である。
【００９６】
工程３は、図１８（ｂ’）に示すように可動金型２の第２コア２２と固定金型１の第２キャビティ１２とが組み合わされた空間に射出充填して、第２半中空体３２”を得る１次成形である。
【００９７】
以上の３つの工程が終了し、２次成形における中空体製品３’の周縁部３３’（工程１）及び１次成形における第１半中空体３１”（工程２）及び第２半中空体３２”（工程３）の冷却固化時間経過後、図１８（ｂ）、図１８（ｂ’）の状態から図１９（ａ）、図１１（ａ’）に示すように可動金型２を固定金型１から型開きさせる。図１９（ａ）は図１２のＸ−Ｙ矢視断面図であり、図１９（ａ’）は図１２のＸ−Ｘ１矢視断面図である。この時、第１半中空体３１”及び第２半中空体３２”はそれぞれ可動金型２の第１キャビティ２１及び固定金型１の第２キャビティ１２に残されており、その周縁部３３”は加熱工程としてそれぞれのキャビティの第１加熱手段４１により連続的に加熱されている。この状態で、工程１で成形され、可動金型２の第４キャビティ２３に残された中空体製品３’が図示しない製品押出手段により矢印４３ａの方向へ押し出され、図示しない製品取出装置により型外へ搬送される。これにより、可動金型２の第４キャビティ２３と固定金型１の第３キャビティ１３とが空の状態になり、次の１次成形に使用することができるようになる。また、実施例１のような不要部分の除去工程は不要である。ここで、射出ユニット１６から樹脂遮断開放切替弁１７に至る樹脂流路１４に残された溶融樹脂は、次の半中空体の１次成形に用いられるので、今回の半中空体の１次成形と区別するため図中の表記を変更している。
【００９８】
以後、図１６（ａ）から図１９（ａ’）の成形工程を繰り返すことにより、固定金型１の第２キャビティ１２及び第３キャビティ１３に対向した可動金型２の第１キャビティ２１及び第４キャビティ２３から成形サイクル毎に交互に中空体製品３を連続して成形することができる。
【００９９】
実施例２のように、不要部分の除去工程が不要であれば、中空体製品３が成形される２次成形が実施されるキャビティが、金型の中心部より上側になる形態以外にも、製品取出工程等を考慮して、金型の中心部より操作盤のある操作側あるいはその反対の反操作側のいずれかの側を中空体製品３が成形される２次成形が実施されるキャビティとする形態も可能である。
【０１００】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、実施例１及び実施例２で、中空体製品の成形金型がキャビティ側に設けられた第１加熱手段と、コア側に設けられた第２加熱手段とを有する形態としたが、キャビティ側に設けられた第１加熱手段のみ有する形態も基本的に可能である。しかしながら、実施例１で説明したように、第１加熱手段及び第２加熱手段の両方を有した形態の方が、第１加熱手段のみ有する形態より加熱効率が高く、成形サイクルタイムの短縮や省エネルギーが期待できることは言うまでもない。また、実施例１及び実施例２で、１次成形において成形された半中空体がそれぞれの周縁部を対向する位置に移動される手段として、特許文献１に示された可動金型を金型の中心部回りに回転させる手段を用いて説明したが、可動金型あるいは固定金型のいずれかを垂直方向あるいは水平方向にスライドさせる手段、また、一方の金型を型開閉方向と直交する方向に回転させる手段等、公知の手段を用いても実施可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１            固定金型
２            可動金型
３、３’          中空体製品
１１            第１コア（固定金型）
１２            第２キャビティ（固定金型）
１３            第３キャビティ（固定金型）
２１            第１キャビティ（可動金型）
２２            第２コア（可動金型）
２３            第４キャビティ（可動金型）
３１、３１’、３１’’    第１半中空体
３２、３２’、３２’’    第２半中空体
３３、３３’        周縁部
４１            第１加熱手段
４２            第２加熱手段
４３            押圧手段
【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】
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【図１６】
2011083959.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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