(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
離型不可能な形状の中空部を有しかつ低融点金属中子が前記中空部に充填されたプラスチック成型品をエチレングリコール液中に浸漬し、前記エチレングリコール液中で高周波誘導加熱により前記プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を溶解せしめ、溶解状態の低融点金属を前記プラスチック成型品に形成された開口部から溶出させるようにした低融点金属中子の溶出方法において、
（ａ）  所要温度に加熱された前記エチレングリコール液中の位置であってかつ前記エチレングリコール液中に浸漬されている高周波誘導加熱コイルによって取り囲まれた位置に、前記低融点金属中子が前記中空部に充填された前記プラスチック成型品を配置して、前記エチレングリコール液中に配設された高周波誘導加熱コイルにより前記低融点金属中子を予備加熱せしめる予備加熱工程と、
（ｂ）  前記予備加熱工程の完了後に、前記プラスチック成型品の下端部が前記高周波誘導加熱コイルの上端部にほぼ等しくなる所定位置まで前記プラスチック成型品を上昇移動させる上昇移動工程と、
（ｃ）  前記上昇移動工程の完了後に、前記所定位置から前記プラスチック成型品を下降移動させながら高周波誘導加熱を開始し、前記プラスチック成型品の下端部が前記高周波誘導加熱コイルの下端部に至るまでに前記プラスチック成型品の下端部が前記低融点金属中子の溶解温度となるように高周波誘導加熱を行なう本加熱工程と、
（ｄ）  前記本加熱工程の完了後に、前記プラスチック成型品の下端側から前記低融点金属中子の溶解を開始し、高周波誘導加熱コイルの中を移動させながら漸進的に前記低融点金属中子を溶解させ、溶解状態の低融点金属を前記プラスチック成型品の下端側に形成された開口部から漸進的に溶出させる溶出工程と、
を順次に施行することを特徴とする低融点金属中子の溶出方法。
【請求項２】
前記予備加熱工程及び本加熱工程を、前記エチレングリコール液中において１〜１０ｋＨｚの電源周波数範囲で高周波誘導加熱を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の低融点金属中子の溶出方法。
【請求項３】
前記予備加熱工程において、前記プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を前記低融点金属中子の溶解開始温度の直下の温度にまで予備加熱するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の低融点金属中子の溶出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、離型不可能な形状の中空部を有しかつ低融点金属中子が前記中空部に充填されたプラスチック成型品をエチレングリコール液中に浸漬し、前記エチレングリコール液中で高周波誘導加熱により前記プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を溶解せしめ、溶解状態の低融点金属を前記プラスチック成型品に形成された開口部から溶出させるようにした低融点金属中子の溶出方法に関するものである。
なお、本願明細書において、「離型不可能な形状の中空部」とは、プラスチック成型に際してプラスチック成型品の中空部内に充填される低融点金属中子を、プラスチック成型完了後に固体状態のままプラスチック成型品の中空部から離脱させることができないような形状（例えば、曲がりくねった形状や屈曲した形状等）を有する中空部をいうものとする。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、プラスチック成型品の離型不可能な形状の中空部内に充填された低融点金属中子を高周波誘導加熱により溶解せしめてプラスチック成型品の外部へ溶出するに際しては、次のような方法を採用している。すなわち、従来では、所要温度に加熱したエチレングリコール液中に高周波誘導加熱コイルを配置し、プラスチック成型品をエチレングリコール液中に浸漬させると共に高周波誘導加熱コイル内にプラスチック成型品を設置し、この状態の下で高周波誘導加熱コイルにてプラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を高周波誘導加熱して溶解せしめ、溶解金属のプラスチック成型品の中空部内における溶解金属の膨張による圧力及び重力による自然落下により、プラスチック成型品に形成されている開口部からプラスチック成型品の外部に溶出するようにしている。
【０００３】
この種のプラスチック成型品としては自動車用のインテークマニホールドが一例として挙げられる。図３に示すように、自動車用のインテークマニホールド２は、その内部に複数本の中空部（吸気管部若しくはパイプ部）３を有するものであって、これらの中空部３はインテークマニホールド２のプラスチック成型時にインテークマニホールド本体２ａと同時に成型されるようになっている。ところで、前記中空部３は、通常、図３及び図４に示す如く複雑な形状に曲げられており、いわゆる離型不可能な形状の中空部３となされている。従って、インテークマニホールド２のプラスチック成型に際しては、中空部３内に充填された中子をこの中空部３内から離脱させることができないので、これらの中空部３に低融点金属中子４を図４に示す如く充填してインテークマニホールド２の外形を分割金型にて成型した後に、固体状態の低融点金属中子４が中空部３内に充填されているインテークマニホールド２を分割金型から取り出して加熱することにより、低融点金属中子４のみを溶解させて中空部３ひいてはインテークマニホールド２の外部へ溶出させるようにしている。なお、低融点金属中子４はインテークマニホールドの構成材料（プラスチック）の融点よりも低い融点を有する金属から成るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の高周波誘導加熱による低融点金属中子の溶出方法及びこの方法を実施する装置にあっては、次のような問題点がある。まず、離型不可能な中空部を有するプラスチック成型品は複雑形状のものが多い。例えば、プラスチック成型品から成るインテークマニホールド２等のように、低融点金属中子４と接する中空部（吸気管部）３の内壁面３ａは、図３及び図４に示す如く、円筒面等の単純形状ではなく、曲がりくねった形状や屈曲した形状等の複雑形状を有するものが多い。このような複雑形状の中空部を有するプラスチック成型品の場合にあっては、溶解状態の低融点金属が流れにくい小寸法の隅部等が存在し、加熱温度が不均一になり易いため、プラスチック成型品の中空部の外部へ溶解金属が溶出せず、プラスチック成型品の中空部内に微量の溶解金属が残留することがある。また、中子金属（低融点金属中子を構成する金属）の残留を防ぐため高周波誘導加熱を長時間に亘って継続的に施行するようにしているのが実状であるが、この場合には残留金属が高周波誘導加熱作用にて過熱され、これに起因してプラスチック成型品の中空部の内壁面部分に材質劣化（熱劣化）を引き起こすという不具合を生ずるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を能率良く溶出することができ、この低融点金属中子を構成する低融点金属がプラスチック成型品の中空部の内壁面に残留するのを皆無にすることができ、しかもプラスチック成型品の中空部の内壁面部分に材質劣化を生じるようなことのない低融点金属中子の溶出方法及びその溶出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明では、離型不可能な形状の中空部を有しかつ低融点金属中子が前記中空部に充填されたプラスチック成型品をエチレングリコール液中に浸漬し、前記エチレングリコール液中で高周波誘導加熱により前記プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を溶解せしめ、溶解状態の低融点金属を前記プラスチック成型品に形成された開口部から溶出させるようにした低融点金属中子の溶出方法において、
（ａ）  所要温度に加熱された前記エチレングリコール液中の位置であってかつ前記エチレングリコール液中に浸漬されている高周波誘導加熱コイルによって取り囲まれた位置に、前記低融点金属中子が前記中空部に充填された前記プラスチック成型品を配置して、前記エチレングリコール液中に配設された高周波誘導加熱コイルにより前記低融点金属中子を予備加熱せしめる予備加熱工程と、
（ｂ）  前記予備加熱工程の完了後に、前記プラスチック成型品の下端部が前記高周波誘導加熱コイルの上端部にほぼ等しくなる所定位置まで前記プラスチック成型品を上昇移動させる上昇移動工程と、
（ｃ）  前記上昇移動工程の完了後に、前記所定位置から前記プラスチック成型品を下降移動させながら高周波誘導加熱を開始し、前記プラスチック成型品の下端部が前記高周波誘導加熱コイルの下端部に至るまでに前記プラスチック成型品の下端部が前記低融点金属中子の溶解温度となるように高周波誘導加熱を行なう本加熱工程と、
（ｄ）  前記本加熱工程の完了後に、前記プラスチック成型品の下端側から前記低融点金属中子の溶解を開始し、高周波誘導加熱コイルの中を移動させながら漸進的に前記低融点金属中子を溶解させ、溶解状態の低融点金属を前記プラスチック成型品の下端側に形成された開口部から漸進的に溶出させる溶出工程と、
を順次に施行するようにしている。
また、本発明では、前記予備加熱工程及び本加熱工程を、前記エチレングリコール液中において１〜１０ｋＨｚの電源周波数範囲で高周波誘導加熱を行うようにしている。
また、本発明では、前記予備加熱工程において、前記プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を前記低融点金属中子の溶解開始温度の直下の温度にまで予備加熱するようにしている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施態様について図１〜図４を参照して説明する。なお、以下に述べる本発明の一実施態様は、プラスチック成形品である自動車用インテークマニホールド（自動車用プラスチック製インテークマニホールド）の中空部から低融点金属中子を溶出する例である。
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態に係る高周波誘導加熱式溶出装置１を示すものであって、この溶出装置１は、インテークマニホールド２（離型不可能な形状の中空部を有するプラスチック成型品）のプラスチック成型に際してその中空部３内に充填され低融点金属中子４（図３及び図４参照）をエチレングリコール液中で高周波誘導加熱して前記中空部３から溶出させるための装置である。
【０００９】
図１に示すように、本実施形態の溶出装置１は、所要温度に加熱されたエチレングリコール液５を貯溜するエチレングリコール熱浴槽６と、このエチレングリコール熱浴槽６内のエチレングリコール液５中においてインテークマニホールド２を高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイル７と、エチレングリコール液５中に浸漬された高周波誘導加熱コイル７に高周波電流を供給する高周波電源８と、加熱対象（ワーク）であるインテークマニホールド２を前記高周波誘導加熱コイル７によって取り囲まれた所定位置に載置固定するワーク載置固定治具９と、インテークマニホールド２が載置固定されるワーク載置固定治具９を昇降移動するワーク昇降機構１０と、エチレングリコール液５を所要温度に加熱する図外のエチレングリコール液加熱用ヒーターとをそれぞれ具備している。
【００１０】
上述の高周波誘導加熱コイル７は、内部（中空部）に冷却液が通される銅管にて構成されており、インテークマニホールド２の中空部３内に充填された低融点金属中子４を高周波誘導加熱作用にて加熱溶解する複数巻きの加熱部（本体部）７ａと、この加熱部７ａに高周波電源８から高周波電流を供給するためのリード部７ｂとをそれぞれ備えている。
【００１１】
このような構成の溶出装置１を用いてインテークマニホールド２の中空部３内の低融点金属中子４を高周波誘導加熱により溶解溶出する際の操作手順及び作用につき図２を参照して説明すると、以下の通りである。
【００１２】
（１） まず、中空部３に低融点金属中子４が充填されたインテークマニホールド２を、エチレングリコール熱浴槽６の上方位置においてワーク載置固定治具９上に載置固定する。
（２） 次いで、図外のワーク昇降機構を作動させることにより、ワーク載置固定治具９と一緒にインテークマニホールド２を下降移動させ、所定の加熱位置、すなわち、所要温度に加熱されたエチレングリコール液５中の位置であってかつエチレングリコール液５中に浸漬されている高周波誘導加熱コイル７内の所定位置（高周波誘導加熱コイル７の加熱部７ａによって取り囲まれた位置）にインテークマニホールド２を配置する（図２（Ａ）参照）。
（３） この状態の下で、高周波電源８から高周波誘導加熱コイル７のリード部７ｂを介して加熱部７ａに所要周波数の高周波電流を供給し、高周波誘導作用による低融点金属中子４の予備加熱工程を施行開始する（図２（Ａ）参照）。
（４） これに伴って低融点金属中子４が昇温されて溶解温度の直下の温度（溶解温度に達しない範囲であってかつこれに近い温度）に達した時点で、高周波誘導加熱コイル７ヘの通電を停止する。
（５） その直後に、ワーク昇降機構１０を作動させるによりインテークマニホールド２をワーク載置固定治具９と一緒に上方向に移動せしめ（上昇移動工程）、インテークマニホールド２の下端部αが高周波誘導加熱コイル７の加熱部７ａの上端部βとほぼ等しくなる位置でインテークマニホールド２の上昇移動を停止する。
（６） 次いで、高周波誘導加熱コイル７に高周波誘導電流を供給すると共に、それと同時にインテークマニホールド２を所要速度で下方向に移動（下降移動）することにより、インテークマニホールド２の下端側から順次に移動加熱（すなわち、インテークマニホールド２を下降移動させながら高周波誘導加熱）し、本加熱工程を施行開始する（図２（Ｂ）参照）。
（７） しかる後に、インテークマニホールド２が高周波誘導加熱コイル７の中を通過するのに伴って、インテークマニホールド２の下端側から温度を順次に上昇せしめ、その下端部αが高周波誘導加熱コイル７の加熱部７ａの下端部γに到達した時点で低融点金属中子４の溶解温度に到達せしめる。これにより、低融点金属中子４の溶解を開始して、高周波誘導加熱コイル７の中を移動させながら漸進的に低融点金属中子４を溶解させ、溶解状態の低融点金属をインテークマニホールド２の下端側に形成された複数の開口部から漸進的にインテークマニホールド２の外部に溶出させ、溶出工程を施行開始する。
（８） このような状態の下で、インテークマニホールド２の上端部δが高周波誘導加熱コイル７の加熱部７ａの下端部γに到達した時点で本加熱を完了する（図２（Ｃ）参照）。この際に、低融点金属は全て溶出される。
（９） インテークマニホールド２の中空部３内の低融点金属中子４を全て溶解させて溶出を完了するのに応じて、高周波誘導加熱コイル７への通電、インテークマニホールド２の下降移動を停止し、本加熱工程を終了する（図２（Ｃ）参照）。
（１０） しかる後に、インテークマニホールド２をワーク載置固定治具９と一緒にエチレングリコール熱浴槽６の上方の所定位置までワーク昇降機構１０により移動せしめ、その所定位置においてインテークマニホールド２をワーク載置固定治具９から取外し、溶出完了品として次工程に移送する。
【００１３】
このような構成の溶出装置１を用いた溶出方法によれば、プラスチック成型品であるインテークマニホールド２の低融点金属中子４を高周波誘導加熱により低融点金属中子４の溶解開始温度の直下の温度にまで予備加熱し、次いで高周波誘導加熱コイル７の中を移動させながらインテークマニホールド２の下端側から漸進的に（順次に）溶解させ、溶解金属の膨張による圧力及び重力によりインテークマニホールド２の下端側の開口部（図示せず）から漸進的に溶出するようにしているので、インテークマニホールド２の中空部３内に低融点金属（中子金属）は全く残留せず、しかも低融点金属の過熱によるインテークマニホールド２の中空部３の内壁部分の材質劣化を生じるような不具合を回避することができる。
【００１４】
以下に、本発明に係る具体的な実施例を示す。
0003899189.tif 000002
【００１５】
この条件にて既述の溶出手順に従って低融点金属中子４の溶出を行なったところ、インテークマニホールド２中空部３内の低融点金属中子４は前記中空部３の内壁面３ａに全く残留することなく、しかも過熱による材質劣化もなく、その全部が完全に（１００％）溶出されていることが確認された。
【００１６】
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施形態では円筒面に沿って巻線を巻回した加熱部７ａを有する高周波誘導加熱コイル７を用いるようにしたが、インテークマニホールド２の中空部３内に充填された低融点金属中子４を均一に加熱溶解すべくインテークマニホールド２及び低融点金属中子４の形状に沿ってインテークマニホールド２の外面より一定の空隙をもって複数の巻数で巻回された加熱部７ａを有する高周波誘導加熱コイル７を用いることも可能である。さらに、予備加熱及び本加熱の際のインテークマニホールド２と高周波誘導加熱コイル７との相対的な位置関係は既述の実施形態で述べたものに限定されず、必要に応じて変更可能である。また、本発明は、インテークマニホールド２の他にも、離型不可能な形状の中空部を有する各種のプラスチック成型品についても適用可能であるとは言う迄もない。さらに、図３に示す如き中空部３の形状以外の離型不可能な形状の中空部を有するプラスチック成型品に対しても本発明を適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明は、エチレングリコール液中に配設された高周波誘導加熱コイルによりプラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を予備加熱した後に、プラスチック成型品を高周波誘導加熱コイルに対して上昇移動させ、次いでプラスチック成型品を下降移動させながら高周波誘導加熱することによりプラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を溶解温度にまで本加熱して、溶解状態の低融点金属（中子金属）をプラスチック成型品の下端側に形成された開口部から漸進的に溶出させるようにしたものであるから、プラスチック成型品の中空部の内壁面における溶解金属（中子を構成する材質から成る金属）の残留を皆無とすることが可能となる。しかも、低融点金属の過熱によるプラスチック成型品の中空部の内壁部分の材質劣化（熱劣化）を生じるような不具合を回避することができる。
【００１８】
また、予備加熱工程及び本加熱工程を、エチレングリコール液中において１〜１０ｋＨｚの電源周波数範囲で高周波誘導加熱を行うようにしているので、肉厚が不均一な金属中子の各部を均一温度に加熱することが可能となり、より一層効果的に溶解金属の溶出を行ない得ると共に、前記中空部の内壁部分の材質劣化に発生を回避することが可能となる。
【００１９】
また、予備加熱工程において、前記予備加熱工程において、前記プラスチック成型品の中空部内の低融点金属中子を前記低融点金属中子の溶解開始温度の直下の温度にまで予備加熱するようにしているので、本加熱において温度差の少ない状態の下で金属中子の溶解が可能となり、従ってスムースな溶出を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る低融点金属中子の溶出装置を示す断面図である。
【図２】離型不可能な形状の中空部を有するプラスチック成型品の一例であるインテークマニホールドの斜視図である。
【図３】プラスチック成形品から成る樹脂製の自動車用インテークマニホールドの斜視図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
１  溶出装置
２  インテークマニホールド（プラスチック成型品）
３  中空部
３ａ  内壁面
４  低融点金属中子
５  エチレングリコール液
６  エチレングリコール熱浴槽
７  高周波誘導加熱コイル
７ａ  加熱部（本体部）
７ｂ  リード部
８  高周波電源
９  ワーク載置固定治具
１０  ワーク昇降機構
α  インテークマニホールドの下端部
β  高周波誘導加熱コイルの加熱部の上端部
γ  高周波誘導加熱コイルの加熱部の下端部
δ  インテークマニホールドの上端部
【図１】
0003899189.tif 000003
【図２】
0003899189.tif 000004
【図３】
0003899189.tif 000005
【図４】
0003899189.tif 000006