| 【発明の名称】 |
管状成形品の成形方法、成形品及び金型 |
| 【発明者】 |
【氏名】熊谷 幸久
【氏名】勝地 広和
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| 【要約】 |
【課題】ダイスライドインジェクション法、またはダイロータリーインジェクション法等により得られた中空成形品管状部分の半円状端部接合部分の接合強度を高めること。
【解決手段】各１次成形品の半円状端部接合壁面部分に、接合斜面壁形状を設けて、両者の接合斜面壁形状を嵌合して、両者の接合斜面壁形状の間に２次樹脂を充填して、各１次成形品どうしを接合する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 半割管状部分（Ａ８）の一端に管状部分（Ａ１１）を一体的に有する１次成形品分割部分（１）と、半割管状部分（Ａ８）に嵌合可能な半割管状部分（Ａ６）を有する１次成形品分割部分（１’）とを突き合わせて嵌合させ、中空管状製品前駆体（１０）を得、該前駆体（１０）の接合用空間部に２次樹脂を充填して、該前駆体（１０）を接合させて成形品（３０）を得るための１次成形品用の１次成形金型において、管状部分（Ａ１１）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）の管内面側[又は管外面側]に管内面[又は管外面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接合斜面（Ｂ７）で接続する接合斜面壁形状部分（Ｂ９）、および半割管状部分（Ａ６）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）の管外面側[又は管内面側]に管外面[又は管内面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）と接合斜面（Ｂ７’）で接続する接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）をそれぞれ１次成形により一体的に設け、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の接合斜面（Ｂ７）と接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）の接合斜面（Ｂ７’）とは間隙（４０）を形成するように嵌合させ、間隙（４０）に２次樹脂を充填して接合樹脂部（Ａ１０）を形成させる構造を与えるための１次成形品用１次成形金型。
【請求項２】 管状部分（Ａ１１）の肉厚をｔ１、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接続する位置の肉厚をｔ３、間隙（４０）の間隔をｔ５、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接合斜面（Ｂ７）のなす角をθ、及び接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の管内面[又は管外面]に平行な長さをＬ１とすると、半円状端部接合樹脂部（Ａ１０）の範囲においてｔ３、ｔ５、θ及びＬ１が、下記式（１）〜（４）を満たすように形成される請求項１記載の１次成形金型。
０．５ｍｍ≦ｔ３＜ｔ１ （１）
１０°≦θ≦９０° （２）
０．５ｔ１≦Ｌ１≦３ｔ１ （３）
１．０ｍｍ ≦ｔ５＜ｔ１ （４）
【請求項３】 接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の接合斜面（Ｂ７）が半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接続するコーナー部（Ｂ５）、及び／又は接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）の接合斜面（Ｂ７’）が半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）と接続するコーナー部（Ｂ５’）に、半円状端部接合樹脂部（Ａ１０）側に中心を持つ下記式（５）を満たすＲづけを行う請求項１または２に記載の１次成形金型。
０．３ｍｍ≦Ｒ≦ｔ１ （５）
【請求項４】 接合斜面（Ｂ７）及び／又は接合斜面（Ｂ７’）に、下記式（６）及び（７）を満たす高さｈ１の溶着山が設けられる請求項１〜３のいずれかに記載の１次成形金型。
１．０ｍｍ≦ｔ５−２ｈ１ （６）
０．３ｍｍ ≦ｈ１≦３ｍｍ （７）
【請求項５】 接合斜面（Ｂ７）及び／又は接合斜面（Ｂ７’）にシボ加工を施し、シボの１０点平均粗さＲz＝１０μｍ以上である請求項１〜４のいずれかに記載の１次成形金型。
【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の１次成形金型で成形された１次成形品分割部分（１）と１次成形品分割部分（１’）を、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）を突き合わせ、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の接合斜面（Ｂ７）と接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）の接合斜面（Ｂ７’）とを間隙（４０）をもって嵌合させて、中空管状製品前駆体（１０）を得、該前駆体（１０）の間隙（４０）に２次樹脂を充填して成形品（３０）を成形する２次成形用金型。
【請求項７】 １次成形金型をスライド又は回転させて得られる請求項６に記載の２次成形用金型。
【請求項８】 半割管状部分（Ａ８）の一端に管状部分（Ａ１１）を一体的に有する１次成形品分割部分（１）と、半割管状部分（Ａ８）に嵌合可能な半割管状部分（Ａ６）を有する１次成形品分割部分（１’）とを突き合わせにより嵌合させて、中空管状製品前駆体（１０）を得、該前駆体（１０）の突き合わせ接合溝部に２次樹脂を充填して、該前駆体（１０）を接合させて成形品（３０）を得る管状成形品の成形方法において、管状部分（Ａ１１）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）の管内面側[又は管外面側]に管内面[又は管外面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接合斜面（Ｂ７）で接続する接合斜面壁形状部分（Ｂ９）、および半割管状部分（Ａ６）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）の管外面側[又は管内面側]に管外面[又は管内面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）と接合斜面（Ｂ７’）で接続する接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）をそれぞれ１次成形により一体的に設け、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の接合斜面（Ｂ７）と接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）の接合斜面（Ｂ７’）とは間隙（４０）を形成するように嵌合させ、間隙（４０）に２次樹脂を充填して接合樹脂部（Ａ１０）を形成する管状成形品の成形方法。
【請求項９】 管状部分（Ａ１１）の肉厚をｔ１、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接続する位置の肉厚をｔ３、間隙（４０）の間隔をｔ５、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接合斜面（Ｂ７）のなす角をθ、及び接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の長さをＬ１とすると、半円状端部接合樹脂部（Ａ１０）の範囲においてｔ３、ｔ５、θ及びＬ１が、下記式（１）〜（４）を満たすように成形する請求項８に記載の成形方法。
０．５ｍｍ≦ｔ３＜ｔ１ （１）
１０°≦θ≦９０° （２）
０．５ｔ１≦Ｌ１≦３ｔ１ （３）
１．０ｍｍ ≦ｔ５＜ｔ１ （４）
【請求項１０】 接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の接合斜面（Ｂ７）が半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接続するコーナー部（Ｂ５）、及び／又は接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）の接合斜面（Ｂ７’）が半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）と接続するコーナー部（Ｂ５’）に、半円状端部接合樹脂部（Ａ１０）側に中心を持つ下記式（５）を満たすＲづけを行う請求項８又は９に記載の成形方法。
０．３ｍｍ≦Ｒ≦ｔ１ （５）
【請求項１１】 接合斜面（Ｂ７）及び／又は接合斜面（Ｂ７’）に、下記式（６）及び（７）を満たす高さｈ１の溶着山が設けられる請求項８〜１０のいずれかに記載の成形方法。
１．０ｍｍ≦ｔ５−２ｈ１ （６）
０．３ｍｍ ≦ｈ１≦３ｍｍ （７）
【請求項１２】 接合斜面（Ｂ７）及び／又は接合斜面（Ｂ７’）にシボ加工を施し、シボの１０点平均粗さＲz＝１０μｍ以上である請求項８〜１１のいずれかに記載の成形方法。
【請求項１３】 １次成形金型内に充填する１次樹脂と、２次成形用金型内に充填する２次樹脂が異なることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の成形方法。
【請求項１４】 ダイスライドインジェクション法、またはダイロータリーインジェクション法により行われる請求項８〜１３のいずれかに記載の成形方法。
【請求項１５】 請求項８〜１４のいずれかに記載の成形方法により得られた管状成形品。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一端に管状部分を有する半割１次成形品と、それに嵌合する構造を有する他の半割１次成形品を突き合わせて嵌合させ、両者の突き合わせ部分の間に形成される接合用溝部分に２次樹脂を充填して一体となる中空管状製品の成形方法、成形品、それに使用する金型に関するものであり、得られた成形品の管状部分の接合強度が向上する。
【０００２】
【従来の技術】中空体等を成形する成形技術として、半割の１次成形品どうしを所定の形状に突き合わせて、突き合わせ面と接合溝とを形成し、該接合溝に樹脂を充填して一体となった成形品を得る成形方法として、特開昭６２−８７３１５号公報に記載されたダイスライドインジェクション法（以下ＤＳＩ法）、特開平４−９１９１４号公報に記載されたダイロータリーインジェクション法（以下ＤＲＩ法）、その他インサート成形法で得られた半割の１次成形品を使用する方法等が知られている。特にＤＳＩ法，ＤＲＩ法は溶着強度に優れ、生産性にも優れた成形方法として知られている。
【０００３】これら成形品には、図１に示すように、中空体チャンバー本体にパイプ等が一体化されていることが多い。図１では、パーティングラインＡ１５で２分割された中空体Ａ１６とＡ１７に、円筒パイプＡ１８〜Ａ２１が一体化されている。Ａ１８とＡ１９は型開き方向に設置されているためパイプ形状部は分割されないが、円筒パイプＡ２０とＡ２１はパイプ形状が屈曲しているため、通常の成形法による成形は不可能である。従って、円筒パイプＡ２０とＡ２１自体も、２分割された中空体Ａ１６、Ａ１７に接続して、パーティングラインＡ１５で上下に分割された１次成形品として成形した後、２次成形によって融着一体化されている。
【０００４】分割して成形されるパイプの端部は、図９に示すネジ部Ａ１３、図１０に示すフランジ部Ａ１４等で構成されていることが多い。端末開口部まで１次成形時に分割した場合、図３の斜視図及び図２の側面図に示すように、２次成形で両者を接合しても、パイプの開口部の真円度や平面度等の寸法精度が低下すると共に、開口部近傍の強度も低くなる。そのため、一般的にパイプ端部は図５及び図４に示すような形態で構成される。この場合には、１次成形品は、両側が開口する管状部分Ａ１１および該管状部分Ａ１１の一端に管状構造部分が連続するように一体的に設けられた半割管状部分Ａ８を有する１次成形品分割部分１と、半割管状部分Ａ８に嵌合可能な半割管状部分Ａ６を有する１次成形品分割部分１’とに分割される。２次成形金型内でこれらの分割部分が突き合わされてパイプ状になり、接合部に２次樹脂が充填されて融着一体化される。
【０００５】図４のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面を、それぞれ図６、図７、図８に示す。図６においては、末端の管状部分Ａ１１は１次樹脂で一体的に成形される。図８においては、パイプの途中部分はパーティングライン２２により円筒の長手方向に半割管状部分Ａ６とＡ８に半割され、各半割管状部分Ａ６とＡ８に各接合フランジ８と８’が１次樹脂で一体的に成形される。図７の断面Ｂ−Ｂにおいては、パーティングライン２２の少し下の位置で分割され、１次成形により成形された半割り管状部分Ａ８と、２次成形で１次成形品半割体どうしを接合させるために射出充填させて成形される接合樹脂部Ａ１０，Ａ１０’，Ａ１０”からなり、接合されている。このような分割接合方法とした場合、円筒管端末開口部の寸法精度と強度は良好な製品が得られる。
【０００６】しかし、図４，図５に示すような上記従来技術の成形品のパイプ部分を切り出し、耐圧信頼性試験を行なったところ、最も弱い半円状端部接合樹脂部Ａ１０の１次成形品接合表面と２次樹脂との接合界面部で破壊した。半円状端部接合樹脂部Ａ１０の接合構造を含まない図８に示す一般パイプ接合部のみで同様の耐圧試験を行うと、Ａ１０構造を含む場合と比較して、数倍の耐圧性能を示す。従って、図４のＡ１０構造では、接合強度が非常に低いという大きな課題がある。
【０００７】水道関連商品、給湯器関連商品には、管状体、中空構造体部品が多く、真鋳鋳物等で量産されている。これらは、後加工が必要なため生産性が悪く、重く、緑錆が生ずる等の問題を抱えていた。ＤＳＩまたはＤＲＩ法による樹脂化により、上記短所のない中空成形品を効率的に生産できる可能性があるが、高い気密性、耐圧性能、長期耐圧信頼性が要求されるものが多く、半円状端部接合樹脂部Ａ１０の接合強度が低い従来技術では要求性能を満たすことが困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ダイスライドインジェクション法、またはダイロータリーインジェクション法等により得られた中空成形品管状部分の半円状端部接合部分の接合強度を高めることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、各１次成形品の半円状端部接合壁面部分に、接合斜面壁形状を設けて、両者の接合斜面壁形状を嵌合して、両者の接合斜面壁形状の間に２次樹脂を充填して、各１次成形品どうしを接合することにより、１次成形品の接合融着断面積が増加し、接合強度が向上することを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１０】すなわち本発明の第１は、半割管状部分（Ａ８）の一端に管状部分（Ａ１１）を一体的に有する１次成形品分割部分（１）と、半割管状部分（Ａ８）に嵌合可能な半割管状部分（Ａ６）を有する１次成形品分割部分（１’）とを突き合わせて嵌合させ、中空管状製品前駆体（１０）を得、該前駆体（１０）の接合用空間部に２次樹脂を充填して、該前駆体（１０）を接合させて成形品（３０）を得るための１次成形品用の１次成形金型において、管状部分（Ａ１１）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）の管内面側[又は管外面側]に管内面[又は管外面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接合斜面（Ｂ７）で接続する接合斜面壁形状部分（Ｂ９）、および半割管状部分（Ａ６）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）の管外面側[又は管内面側]に管外面[又は管内面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）と接合斜面（Ｂ７’）で接続する接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）をそれぞれ１次成形により一体的に設け、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の接合斜面（Ｂ７）と接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）の接合斜面（Ｂ７’）とは間隙（４０）を形成するように嵌合させ、間隙（４０）に２次樹脂を充填して接合樹脂部（Ａ１０）を形成させる構造を与えるための１次成形品用１次成形金型を提供する。本発明の第２は、管状部分（Ａ１１）の肉厚をｔ１、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接続する位置の肉厚をｔ３、間隙（４０）の間隔をｔ５、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接合斜面（Ｂ７）のなす角をθ、及び接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の管内面[又は管外面]に平行な長さをＬ１とすると、半円状端部接合樹脂部（Ａ１０）の範囲においてｔ３、ｔ５、θ及びＬ１が、下記式（１）〜（４）を満たすように形成される本発明の第１記載の１次成形金型を提供する。
０．５ｍｍ≦ｔ３＜ｔ１ （１）
１０°≦θ≦９０° （２）
０．５ｔ１≦Ｌ１≦３ｔ１ （３）
１．０ｍｍ ≦ｔ５＜ｔ１ （４）
本発明の第３は、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の接合斜面（Ｂ７）が半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接続するコーナー部（Ｂ５）、及び／又は接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）の接合斜面（Ｂ７’）が半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）と接続するコーナー部（Ｂ５’）に、半円状端部接合樹脂部（Ａ１０）側に中心を持つ下記式（５）を満たすＲづけを行う本発明の第１または２に記載の１次成形金型を提供する。
０．３ｍｍ≦Ｒ≦ｔ１ （５）
本発明の第４は、接合斜面（Ｂ７）及び／又は接合斜面（Ｂ７’）に、下記式（６）及び（７）を満たす高さｈ１の溶着山が設けられる本発明の第１〜３のいずれかに記載の１次成形金型を提供する。
１．０ｍｍ≦ｔ５−２ｈ１ （６）
０．３ｍｍ ≦ｈ１≦３ｍｍ （７）
本発明の第５は、接合斜面（Ｂ７）及び／又は接合斜面（Ｂ７’）にシボ加工を施し、シボの１０点平均粗さＲz＝１０μｍ以上である本発明の第１〜４のいずれかに記載の１次成形金型を提供する。本発明の第６は、本発明の第１〜５のいずれかに記載の１次成形金型で成形された１次成形品分割部分（１）と１次成形品分割部分（１’）を、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）を突き合わせ、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の接合斜面（Ｂ７）と接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）の接合斜面（Ｂ７’）とを間隙（４０）をもって嵌合させて、中空管状製品前駆体（１０）を得、該前駆体（１０）の間隙（４０）に２次樹脂を充填して成形品（３０）を成形する２次成形用金型を提供する。本発明の第７は、１次成形金型をスライド又は回転させて得られる本発明の第６に記載の２次成形用金型を提供する。本発明の第８は、半割管状部分（Ａ８）の一端に管状部分（Ａ１１）を一体的に有する１次成形品分割部分（１）と、半割管状部分（Ａ８）に嵌合可能な半割管状部分（Ａ６）を有する１次成形品分割部分（１’）とを突き合わせにより嵌合させて、中空管状製品前駆体（１０）を得、該前駆体（１０）の突き合わせ接合溝部に２次樹脂を充填して、該前駆体（１０）を接合させて成形品（３０）を得る管状成形品の成形方法において、管状部分（Ａ１１）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）の管内面側[又は管外面側]に管内面[又は管外面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接合斜面（Ｂ７）で接続する接合斜面壁形状部分（Ｂ９）、および半割管状部分（Ａ６）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）の管外面側[又は管内面側]に管外面[又は管内面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）と接合斜面（Ｂ７’）で接続する接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）をそれぞれ１次成形により一体的に設け、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の接合斜面（Ｂ７）と接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）の接合斜面（Ｂ７’）とは間隙（４０）を形成するように嵌合させ、間隙（４０）に２次樹脂を充填して接合樹脂部（Ａ１０）を形成する管状成形品の成形方法を提供する。本発明の第９は、管状部分（Ａ１１）の肉厚をｔ１、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接続する位置の肉厚をｔ３、間隙（４０）の間隔をｔ５、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接合斜面（Ｂ７）のなす角をθ、及び接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の長さをＬ１とすると、半円状端部接合樹脂部（Ａ１０）の範囲においてｔ３、ｔ５、θ及びＬ１が、下記式（１）〜（４）を満たすように成形する本発明の第８に記載の成形方法を提供する。
０．５ｍｍ≦ｔ３＜ｔ１ （１）
１０°≦θ≦９０° （２）
０．５ｔ１≦Ｌ１≦３ｔ１ （３）
１．０ｍｍ ≦ｔ５＜ｔ１ （４）
本発明の第１０は、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の接合斜面（Ｂ７）が半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接続するコーナー部（Ｂ５）、及び／又は接合斜面壁形状部分（Ｂ９’）の接合斜面（Ｂ７’）が半円状端部接合壁面部分（Ｃ１’）と接続するコーナー部（Ｂ５’）に、半円状端部接合樹脂部（Ａ１０）側に中心を持つ下記式（５）を満たすＲづけを行う本発明の第８又は９に記載の成形方法を提供する。
０．３ｍｍ≦Ｒ≦ｔ１ （５）
本発明の第１１は、接合斜面（Ｂ７）及び／又は接合斜面（Ｂ７’）に、下記式（６）及び（７）を満たす高さｈ１の溶着山が設けられる本発明の第８〜１０のいずれかに記載の成形方法を提供する。
１．０ｍｍ≦ｔ５−２ｈ１ （６）
０．３ｍｍ ≦ｈ１≦３ｍｍ （７）
本発明の第１２は、接合斜面（Ｂ７）及び／又は接合斜面（Ｂ７’）にシボ加工を施し、シボの１０点平均粗さＲz＝１０μｍ以上である本発明の第８〜１１のいずれかに記載の成形方法を提供する。本発明の第１３は、１次成形金型内に充填する１次樹脂と、２次成形用金型内に充填する２次樹脂が異なることを特徴とする本発明の第８〜１２のいずれかに記載の成形方法を提供する。本発明の第１４は、ダイスライドインジェクション法、またはダイロータリーインジェクション法により行われる本発明の第８〜１３のいずれかに記載の成形方法を提供する。本発明の第１５は、本発明の第８〜１４のいずれかに記載の成形方法により得られた管状成形品を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】ＤＳＩ成形を例にして、円筒管端末部の、従来の一般的な成形プロセスを図１２〜図１７により説明する。これらの説明図では、モールドベース、スプルー、ランナー、ゲート、突き出し構造部、冷却回路、スライド構造、製品本体部等は省略してある。それぞれ別に構成された１次成形金型キャビティに溶融樹脂を射出充填し、半割管状部分Ａ６と、一端に管状部分を一体的に有する半割管状部分Ａ８をそれぞれ１次成形し、冷却後型開きする。この時スプルー、ランナーは突き出され、排出されるが、Ａ６は固定金型キャビティＭ２に保持され、Ａ８は移動金型キャビティＭ３に保持され、図１２および図１５に示す状態となっている。Ｍ１は油圧スライドコアで、２次成形時の型開き完了後までは前進した状態に保持されている。この後、図示されていない油圧シリンダーによりＭ３がダイスライドし、Ａ６とＡ８が対向する位置に移動する。ダイスライド後、型閉すると図１３および図１６に示した状態となり、２次成形用の長手側接合溝６が形成される。この溝に、２次成形用のスプルー、ランナー、ゲートを経由し、樹脂を射出充填し、長手側接合樹脂部２０を形成させてＡ６とＡ８を接合一体化させると、図１７に示す断面の状態となる。２次成形の保圧、冷却工程終了後に型開きし、図１４に示すようにＭ１を油圧シリンダーにより後退させ、後退完了後一体化された成形品と、２次成形用スプルー、ランナー、ゲートが突き出され、排出される。その後、固定金型Ｍ２が油圧シリンダーにより元の位置にダイスライドし、次の成形サイクルに入る。なお、図１４では、Ａ１０の部分は断面図より奥側の部分も破線で示してある。
【００１２】従来の成形プロセスでは、管状部分Ａ１１の末端には、図１０のＡ１４に示す円盤状フランジ付のものや、図９のＡ１３に示す雄ネジが一体化されたものや、図１１に示すような矩形状管状体のもの、その他の形状などもあり、これらも本発明の実施態様の一部であり、本発明はこれらに限定されない。従来、ＤＳＩ工法により管状部分Ａ１１を有するパイプの成形を行う場合、図５及び図４のように接合される。図４の各断面図を図６〜図８に示す。図５および図８において、長手側接合溝６を樹脂部２０から２０’の方向に流動してきた２次樹脂は、図５および図７においてＡ１０’の位置に達し、その後半円側接合樹脂部Ａ１０を形成した後、Ａ１０”の位置に達し、その後、再度反対側の長手側接合溝６を流動する。図１０の円盤状フランジ付のパイプ端部付近を金型パーティング面２２と直角にパイプの中心で切断した縦断面図を図１４に示す。図１４は、型開き後の図で、固定金型Ｍ２とスライドコアＭ１が引き抜かれている。図１４における１次成形品と２次樹脂の接合面付近Ｄの拡大図を図１８に示す。但し、図１８では固定金型Ｍ２とスライドコアＭ１が引き抜かれておらず、成形品に接している状態を示す。上記のように、従来技術による接合面は、図１８に示すＢ１からＢ３、及びＢ２からＢ４の間であり、パイプの肉厚ｔ１×半円の範囲が接合断面であるが、肉厚方向について詳細に検討すると、固定金型Ｍ２とスライドコアＭ１に接触する近傍では界面に剥離が生じており、実質的な融着範囲はパイプの肉厚の一部ｔ２であり有効接合面積が減少し、耐圧強度が低くなっている。
【００１３】上記従来技術に対して、鋭意検討した結果、図２９及び図１９に示すように、半円状端部接合壁面部分Ｃ１およびＣ１’に接合斜面壁形状部分Ｂ９およびＢ９’を設けて、それらの接合斜面壁形状部分を嵌合して、両１次成形品の突き合わせ部の間隙に樹脂を充填して接合する形状とすることにより、金型の抜きの問題を発生することなく、有効接合面積を著しく増加させて接合強度を向上できることを見出だした。即ち、本発明では、半円状端部接合壁面部分Ｃ１の管内面側[又は管外面側]に管内面[又は管外面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分Ｃ１と接合斜面Ｂ７で接続する接合斜面壁形状部分Ｂ９、および、半円状端部接合壁面部分Ｃ１’の管外面側[又は管内面側]に管外面[又は管内面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分Ｃ１’と接合斜面Ｂ７’で接続する接合斜面壁形状部分Ｂ９’を１次成形により一体的に設け、接合斜面壁形状部分Ｂ９の接合斜面Ｂ７と接合斜面壁形状部分Ｂ９’の接合斜面Ｂ７’とは間隙４０を形成するように嵌合し、間隙４０に２次樹脂を充填して半円状端部接合樹脂部Ａ１０を形成する構造として、管状部分Ａ１１の肉厚をｔ１、接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接続する位置の肉厚をｔ３、間隙（４０）の間隔をｔ５、半円状端部接合壁面部分（Ｃ１）と接合斜面（Ｂ７）のなす角をθ、及び接合斜面壁形状部分（Ｂ９）の管内面[又は管外面]に平行な長さをＬ１とすると、半円状端部接合樹脂部（Ａ１０）の範囲においてｔ３、ｔ５、θ及びＬ１が、下記式（１）〜（４）を満たすように成形することにより、接合強度を著しく向上させることができる。
０．５ｍｍ≦ｔ３＜ｔ１ （１）
１０°≦θ≦９０° （２）
０．５ｔ１≦Ｌ１≦３ｔ１ （３）
１．０ｍｍ ≦ｔ５＜ｔ１ （４）
なお、「半円状端部接合壁面部分Ｃ１の管内面側[又は管外面側]に管内面[又は管外面]と同一面で接続し、半円状端部接合壁面部分Ｃ１と斜面Ｂ７で接続する接合斜面壁形状部分Ｂ９、および、半円状端部接合壁面部分Ｃ１’の管外面側[又は管内面側]に管外面[又は管内面]と同一面で接続し」において、全ての[ ]の直前の文言は[ ]内の文言に替えて読むことができる。
【００１４】ｔ３は０．５ｍｍ以上でｔ１未満に設定することが好ましく、０．５ｍｍ≦ｔ３＜０．５ｔ１であることがより好ましい。また斜面Ｂ７の角度θは１０°以上で９０°以下に設定することが好ましい。接合斜面Ｂ７が管外面[又は管内面]と平行（即ちθが９０°）でない場合には、θは４５°≦θ≦７０°とすることが好ましい。更に、ｔ３×ｔａｎθは０．５ｔ１以上で３ｔ１未満に設定するが、より好ましくは０．７ｔ１≦ｔ３×ｔａｎθ≦２ｔ１である。間隙（４０）の間隔（２次樹脂流路厚ともいう。）ｔ５は１ｍｍ以上でｔ１未満に設定することが好ましいが、１．５ｍｍ以上で５ｍｍ未満とすることがより好ましい。以上の条件を満たす接合断面とすることにより、効率的に接合強度を向上させることが可能となる。
【００１５】なお、接合斜面壁形状部分Ｂ９の接合斜面Ｂ７と接合斜面壁形状部分Ｂ９’の接合斜面Ｂ７’とは平行でもよいが、図２５に本発明を一般化して示すように非平行でもよい。非平行の場合、ｔ５は互いに斜面へ垂線を下ろして得られる間隔の平均値である。図２５に示すように接合斜面壁形状部分Ｂ９と接合斜面壁形状部分Ｂ９’は対称形でなく、θとθ’が異なっていてもよい。また、接合斜面壁形状部分Ｂ９及び／又は接合斜面壁形状部分Ｂ９’の接合斜面壁形状先端は厚みｔ６又はｔ７を持つ構造であってもよい。また、本発明では、接合斜面壁形状部分Ｂ９の接合斜面Ｂ７と接合斜面壁形状部分Ｂ９’の接合斜面Ｂ７’は図２６〜２８に示すように管内面[又は管外面]に平行（この場合、Ｂ７とＢ７’とは斜面ではなくなるが、便宜上斜面という。）で、接合斜面壁形状先端に厚みｔ３（＝ｔ６又はｔ７）を持つ構造であってもよいし、図３０に示すように接合斜面Ｂ７と接合斜面Ｂ７’のいずれか一方のみが管内面[又は管外面]に平行であってもよいし、図３１に示すように管内面[又は管外面]に平行な斜面が段差を持っていてもよい。
【００１６】なお、半割管状部分Ａ８の末端にも管状部分Ａ１１’を有していてもよい。また、管状部分Ａ１１および管状部分Ａ１１の一端に管状構造部分が連続するように一体として設けられた半割管状部分Ａ８を有する１次成形品分割部分１どうしを反対向きに向かい合わせて組み合わせるようにすることもできるが、接合斜面壁形状の構造は一方が他方に嵌合する構造である必要がある。
【００１７】接合斜面壁形状部分Ｂ９の接合斜面Ｂ７が半円状端部接合壁面部分Ｃ１と接続するコーナー部Ｂ５及び／又は接合斜面壁形状部分Ｂ９’の接合斜面Ｂ７’が半円状端部接合壁面部分Ｃ１’と接続するコーナー部Ｂ５’には、接合樹脂部Ａ１０側に中心を持つ下記式（５）を満たすＲづけを行うことが好ましい。
０．３ｍｍ≦Ｒ≦ｔ１ （５）
これによりコーナー部Ｂ５での１次成形品と２次樹脂の融着不良が解消される。
【００１８】図１９においては、Ｌ２が存在するが、図２０に示すようにＬ２を無くすことも可能である。また、図２２、図２３に示すように、パイプ外表面側への飛び出しｈ２を設けることも可能である。
【００１９】前述したように接合斜面Ｂ７や接合斜面壁形状の先端に厚みを設けることにより接合面を効果的に増加させることが可能であるが、更にその接合斜面Ｂ７上等に図２１に示すような溶着山を設けることにより、接合面積を増加させることが可能となる。その溶着山の高さｈ１は、１．０ｍｍ≦ｔ５−２ｈ１ （６）
０．３ｍｍ ≦ｈ１≦３ｍｍ （７）
を満たす範囲で設定するが、０．３ｍｍ≦ｈ１≦１ｍｍとすることがより好ましい。
【００２０】接合斜面Ｂ７に溶着山を設ける方法を説明したが、溶着山の代わりにシボ加工を施し有効接合表面積を増加させてもよい。この時のシボは、１０点平均粗さがＲｚ＝１０μｍ以上とすることが好ましい。
【００２１】本発明に使用する１次成形品は、１次成形金型内で、２つ以上に分割して１次成形される。１次成形品の分割数には制限はなく、３分割、４分割などの多分割が可能であるが、通常２分割であり、特に管状部分（パイプ状部ともいう。）は半割体が好ましい。半割の比率は完全に５０％でなくてもよく、突き合わせにより嵌合可能な程度に半割であればよい。管状体の断面形状は円筒管状体の事例で説明を行っているが、断面形状は円筒形状に限定されるものではなく、図１１に示すような矩形断面、その他の非円筒断面でも適用できる。１次成形品を成形する方法としてはＤＳＩ法、ＤＲＩ法、インサート成形法等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、各分割部分を別々の金型で成形して、それらを組み合わせて使用することもできる。
【００２２】中空成形体の、突き合わせ面、接合溝、および接合樹脂部には特に制限はない。例えば、半割管状部分Ａ８の半割面の長手側突き合わせ部分２と２’とで、突き合わせて長手側突き合わせ面５を形成させ、接合フランジ８と８’とで長手側接合溝６を形成させ、半円状端部接合壁面部分Ｃ１とＣ１’とで突き合わせて半円状端部接合溝Ｃ５を形成させて前駆体１０を得ることができる。例えば、図１６に示すように接合フランジ８を設け、接合溝６をフランジ８の内部に設けて、接合溝６を経て２次樹脂を充填することも可能であり、管の肉厚を一定にすることができる。フランジを設けず、接合溝が管の肉厚の内部に収まるように設けることも可能である。また、本発明では、突き合わせ面５は、印籠形状にして、互いにはまり合うようにしてもよい。
【００２３】接合溝の樹脂流路断面のコーナー、特に突き合わせ面側の面のコーナーＢ５等、に、接合樹脂部Ａ１０側に中心を持ち、半径Ｒが０．３ｍｍ以上のＲづけ（角に丸みを与えること。）を行うことにより、更に長手方向の接合強度を高めることができる。また、Ｒづけ以外にも、Ｃ面づけ、多角Ｃ面づけであっても構わない。
【００２４】本発明で使用できる成形用樹脂材料としては、中空射出成形が可能な樹脂であれば、制限はない。樹脂材料としては、合成樹脂でも天然に由来する樹脂でも、結晶性でも、非晶性でもよい。具体的には、合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ４−メチルペンテン−１等のポリオレフィン；塩化ビニル系樹脂；ポリスチレン、ＡＢＳ等のスチレン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル；シュウ酸、吉草酸等の脂肪族ジカルボン酸類、エチレングリコール、プロパンジオール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール等のジオール類、及び／又は乳酸、カプロラクトン等からなる脂肪族ポリエステル；液晶性ポリエステル；ポリカーボネート；ポリアリレート；６−ナイロン、６，６−ナイロン、４，６−ナイロン、６，１２−ナイロンなどのポリアミド；ポリアセタール；ポリウレタン；フッ素樹脂；ポリフェニレンオキシド；ポリアリーレンサルファイド；ポリスルホン；ポリエーテルスルホン；ポリケトン；ポリエーテルケトン；ポリイミド；ポリエーテルイミド；ポリベンゾイミダゾール；シリコーン系樹脂；これらのアロイ等が挙げられる。天然に由来する樹脂としては、微生物の産生するポリヒドロキシ酪酸のような脂肪族ポリエステル等が挙げられる。樹脂には、各種の添加剤、離型剤、滑剤、充填材、強化剤等を必要により配合することができる。強化剤としては、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウイスカ、酸化亜鉛ウイスカ、ボロン繊維などが挙げられる。また、各種安定剤、離型剤、滑剤等を添加することもできる。
【００２５】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２６】本発明による実施例及び従来形状の比較例の成形は、日本製鋼所製の２射出シリンダーを有するＤＳＩ用射出成形機Ｊ３５０Ｅ−Ｐ−ＭＦを使用した。従来形状である端末フランジ付のパイプ状ＤＳＩ成形品は、図−１０及び断面図−１４に示す基本形状で、パイプ部分の基本肉厚は３ｍｍで、２次樹脂流路幅ｔ６は５ｍｍのものを用いた。
【００２７】従来の技術による図１０の構造を有する成形品を使用して、図２４に示すような状態で耐圧信頼性試験を行なったところ、以下のような問題点が顕在化した。Ｄ１、Ｄ２は１次樹脂（＝２次樹脂）と同一の材料で別途成形されたｔ＝４ｍｍの平板で、基本肉厚３ｍｍのパイプ部両端面Ｄ３、Ｄ４平面に熱板溶着で溶着一体化されている。更にＤ１の平板中央部にはＰＴ１／４”のねじ穴Ｄ６が加工してある。耐圧性能試験として中空体内部を水で置換し、Ｄ５のニップルを接続固定する。このニップルにＤ７加圧ポンプを接続し、加圧ポンプの加圧力を徐々に昇圧させると、最も弱いＡ１０部分で破壊した。
【００２８】[比較例１]１次成形上半割体Ａ６と同下半割体Ａ８の接合部表面が、２次成形時にＡ１０に充填される溶融樹脂の熱と圧力により再溶融され融着一体化される。Ａ１０範囲の破断面を、図１４のＤ部詳細である図１８のように詳細な確認を行うと、ｔ２範囲は凝集破壊の形態を示し１次成形品と２次樹脂が融着していることが確認できたが、２次成形時に金型表面と接したＢ１〜Ｂ４部（ｔ１−ｔ２の範囲）は、１次成形品と２次樹脂の界面が剥離破壊し融着していないことが確認された。基本肉厚ｔ１に対し実質的に接合している断面がｔ２まで減少し、かつ連続面にノッチに相当する非接合部分が連続的に設けられた形状となっているため、耐圧強度が低くなっている。
【００２９】[実施例１]実施例１では、その接合断面を図２１に示すように変更し、パイプ部分の基本肉厚は３ｍｍで従来形状と同一とし、ｔ５は２．５ｍｍとした。それを構成する各部詳細仕様は、図１９に示すθの角度を６０°とし、Ｂ５コーナーにはＲ＝０．５ｍｍのＲ付けを行い、溶着斜面Ｂ７には高さ０．７ｍｍの溶着山を設けたものを用いた。
【００３０】この実験に用いた成形用材料は、ポリプラスチックス株式会社製ＰＰＳ樹脂であるフォートロン１１３０Ｔ６を１次成形及び２次成形に用いた。また、表１に示す成形条件により成形を行った。得られた成形品で、同様に耐圧信頼性試験を行った。平均約１ＭＰａ／ｓｅｃでテストポンプから成形品内部に加える水圧を昇圧し、破壊した時の圧力を測定した。比較例及び本実施例共にｎ＝３で試験を行い、その結果を表２に示す。
【００３１】比較例１の平均破壊圧力は１．１ＭＰａであったが、実施例１では、平均５．１ＭＰａと大幅な向上が認められた。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【発明の効果】本発明により、開口部形状精度にも悪影響を与えず、開口部を有する管状体の端末半円周接合部の接合強度が向上し、耐圧性能、信頼性の高い成形品を得ることが出来るようになった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９０００６３２３
【氏名又は名称】ポリプラスチックス株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年６月１２日（２００１．６．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９０４９１
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 良和
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３６１６７９（Ｐ２００２−３６１６７９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１２月１８日（２００２．１２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１７７６７１（Ｐ２００１−１７７６７１） |
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