JP2010030101A - 中空成形品とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの分割体を突き合わせ接合されてなる樹脂製の中空成形品の接合力を増大する。
【解決手段】下側本体２と上側本体とを突き合わせ、接合されてなる樹脂製の中空成形品において、下側本体２と上側本体は内部に複数の閉断面を形成するリブ１５を備え、このリブ１５同士も突き合わされており、下側本体２と上側本体の突き合わせ面５の外周に沿って配置される包囲部４１と、リブ１５の突き合わせ面１７を貫通し下側本体２と上側本体のリブ１５の肉部内に没入する芯部４３とが連結されてなる接合体４によって、下側本体２と上側本体を接合する。
【選択図】図２

Description

この発明は、樹脂製の中空成形品とその製造方法に関するものである。

従来、樹脂製の中空成形品の製造方法として、初めに、２つ割りにされた分割体を成形し、次に、これら分割体を互いに突き合わせて中空な形態にして金型内にセットし、分割体の突き合わせ面に沿ってその外周縁に樹脂を射出して鉢巻状に接合体を形成し、この接合体を介して両分割体を接合する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特公平２−３８３７７号公報

前記構造の中空成形品は、殆ど外力が加わらないか、加わっても極く小さい場合には何ら問題がない。
しかしながら、中空成形品に対して大きな外力が加わるような形態で使用される場合には、種々の問題が生じる。例えば、中空成形品に大きな外力が加わったときに、接合体に応力が加わって変形や破損が起こったり、さらには接合体が分割体から分離して外れる虞もある。
そこで、この発明は、強固に接合された中空成形品とその製造方法を提供するものである。

この発明に係る中空成形品およびその製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、２つの分割体（例えば、後述する実施例における下側本体２と上側本体３）を突き合わせ、接合されてなる樹脂製の中空成形品（例えば、後述する実施例における中空成形品１）において、前記２つの分割体の突き合わせ面（例えば、後述する実施例における突き合わせ面５，６，１７，１８）の外周に沿って配置される包囲部（例えば、後述する実施例における包囲部４１）と、前記突き合わせ面を貫通し前記２つの分割体の肉部内に没入する芯部（例えば、後述する実施例における芯部４３、第２の芯部４６）とが連結されてなる接合体（例えば、後述する実施例における接合体４）によって、前記２つの分割体が接合されていることを特徴とする中空成形品である。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記２つの分割体は内部に複数の閉断面を形成するリブ（例えば、後述する実施例におけるリブ１５，１６，２７，２８，２９）を備え、このリブ同士も突き合わされており、前記芯部はこのリブの突き合わせ面を貫通し両分割体のリブの肉部内に没入していることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記接合体は、前記芯部の一部が前記分割体の外面まで延び露出していることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の発明において、前記接合体は、前記芯部の一部がその先端を前記分割体の外面から突出させていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、突き合わせ面（例えば、後述する実施例における突き合わせ面５，６，１７，１８）に開口し一部が外周面に連なる溝（例えば、後述する実施例における溝１９，２０）を有する一対の分割体（例えば、後述する実施例における下側本体２と上側本体３）を予め樹脂で形成し、前記一対の分割体を金型（例えば、後述する実施例における金型８１，８２）にセットし、互いに突き合わせ面で突き合わせ、該突き合わせ面の外周に沿ってキャビティ（例えば、後述する実施例におけるキャビティ８３）を形成して型締めし、前記キャビティに溶融樹脂を流し込むことにより該キャビティと前記溝に溶融樹脂を充填し、この溶融樹脂を固化することにより前記一対の分割体を接合することを特徴とする中空成形品の製造方法である。

請求項１に係る発明によれば、２つの分割体が、該分割体の外周面を接合する包囲部と、２つの分割体の肉部内に没入する芯部とによって接合されるので、接合面積が極めて大きくなり、その結果、接合強度が極めて大きくなる。また、接合体の断面積も大きくなり、接合体の強度も増大するので、中空成形品に外力が加わって接合体に大きな応力がかかっても、接合体の変形、破損を防止することができる。また、接合強度が大きく、接合体の強度も大きいので、接合体が分割体から分離することがない。

請求項２に係る発明によれば、分割体のリブ同士が位置ずれを起こすことがなく、リブ同士が確実に突き合わされた状態で連結されるので、中空成形品の機械的強度が向上する。

請求項３に係る発明によれば、接合体の一部が分割体の内部に間違いなく没入していることを確認することができる。

請求項４に係る発明によれば、分割面の外面から突出する芯部の一部を、例えば後付けする部品の位置決め用ピンや固定用ピン等として利用することができる。

請求項５に係る発明によれば、請求項１に記載する中空成形品を容易に製造することが可能になる。

以下、この発明に係る中空成形品とその製造方法の実施例を図１から図１４の図面を参照して説明する。
＜実施例１＞
初めに、この発明に係る中空成形品とその製造方法の実施例１を図１から図６の図面を参照して説明する。
図１に示すように、中空成形品１は六面とも閉塞された細長い直方体形状をなし、下側に配置された下側本体（分割体）２と、上側に配置された上側本体（分割体）３と、下側本体２と上側本体３を接合する接合体４とから構成されている。下側本体２と上側本体３と接合体４はいずれも同一材料の高強度樹脂（例えば、ガラス繊維入りのポリアミド樹脂や、炭素繊維入りのポリアミド樹脂など）で形成されている。

下側本体２と上側本体３は同一形状、同一寸法に形成されており、図２から図４に示すように、互いに対向する側を開口させた箱形をなし、開口側を互いに対向させて突き合わされており、下側本体２の突き合わせ面５と上側本体３の突き合わせ面６は中空成形品１の高さ方向中央を一周するように設けられている。なお、図２は、中空成形品１から上側本体３を取り外した状態を部分的に示す斜視図である。

下側本体２と上側本体３の外側面７，８には、突き合わせ面５，６の外周縁に連なる矩形の凹部９，１０が、中空成形品１の高さ方向中央を一周するように設けられている。また、下側本体２の長手方向略中央には、下側本体２の外側面７と下面１１を巡る矩形の凹部１２が形成されており、外側面７の凹部９に連なっている。上側本体３にも同様に長手方向同一位置に、上側本体３の外側面８と上面１３を巡る矩形の凹部１４が形成されており、外側面８の凹部１０に連なっている。

また、下側本体２の内部には、外側面７に直交して幅方向に延びる板状のリブ１５が長手方向等間隔に複数設けられており、このリブ１５によって下側本体２に複数の閉断面が形成される。上側本体３にも、外側面８に直交して幅方向に延びる板状のリブ１６が長手方向等間隔に複数設けられており、このリブ１６によって上側本体３に複数の閉断面が形成される。下側本体２のリブ１５と上側本体３のリブ１６も中空成形品１の高さ方向中央で突き合わされている。
リブ１５およびリブ１６には、それぞれの突き合わせ面１７，１８に開口する溝１９，２０が形成されている。溝１９，２０はそれぞれのリブ１５，１６の全幅且つ全高に亘って形成されている。

図５に示すように、下側本体２のリブ１５に設けられた溝１９は、下側本体２の外側面７に連なる溝２１によって、外側面７に設けられた凹部９に連なっている。同様に、上側本体３のリブ１６に設けられた溝２０は、上側本体３の外側面８に連なる溝２２によって、外側面８に設けられた凹部１０に連なっている。
また、図５に示すように、下側本体２には、各溝１９の左右端部から下面１１に貫通する円筒状の孔２３，２３が設けられ、上側本体３には、各溝２０の左右端部から上面１３に貫通する円筒状の孔２４，２４が設けられている。

接合体４は、下側本体２に設けられた凹部９，１２と、溝１９，２１と、孔２３と、上側本体３に設けられた凹部１０，１４と、溝２０，２２と、孔２４の全てを埋めるように設けられている。この接合体４は、下側本体２と上側本体３の突き合わせ面の外周に沿って配置される包囲部４１と、包囲部４１に対して交差するように下側本体２と上側本体３の外面を一周する中間リング部４２と、下側本体２と上側本体３のリブ１５，１６の突き合わせ面１７，１８を貫通しリブ１５，１６の肉部内に没入する芯部４３と、包囲部４１と芯部４３とを連結する連結部４４と、を備えて構成されており、芯部４３の一部がピン４５となって下側本体２の下面１１および上側本体３の上面１３まで延び、面一となって露出している。また、包囲部４１は下側本体２および上側本体３の外面と面一に形成されている。

次に、このように構成された中空成形品の製造方法を図６を参照して説明する。
初めに、高強度樹脂で前述した形状の下側本体２と上側本体３を射出成形等により製造する。なお、この実施例では、下側本体２と上側本体３は同一形状、同一寸法であるので、同一の金型で製造した成形品を２つ用意し、１つを下側本体２として用い、１つを上側本体３として用いることができる。

次に、図６に示すように、下側本体２と上側本体３を金型８１，８２にセットし、型締めする。その際、下側本体２と上側本体３を、開口側同士を対向させるようにし、下側本体２の突き合わせ面５，１７と上側本体３の突き合わせ面６，１８とを突き合わせ、下側本体２の外面を下側の金型８１の内面に密接させ、上側本体３の外面を上側の金型８２の内面に密接させることによって、下側本体２の凹部９，１２および上側本体３の凹部１０，１４と金型８１，８２の間にキャビティ８３を形成する。これにより、突き合わせ面５，６の外周に沿ってキャビティ８３が形成されることとなる。

このキャビティ８３は、下側本体２の溝２１に連通し、さらに溝２１を介して溝１９に連通し、さらに溝１９を介して孔２３に連通する。同様に、キャビティ８３は、上側本体３の溝２２に連通し、さらに溝２２を介して溝２０に連通し、さらに溝２０を介して孔２４に連通する。
上側の金型８２には、キャビティ８３に連なるゲート８４が適宜の位置に複数設けられ、各ゲート８４はサブスプール８５を介して、固定型８６に設けられたメインスプール８７に連通している。
また、図示を省略するが、下側本体２の各孔２３と上側本体３の各孔２４は金型８１，８２に設けられたガス抜き通路に連通している。

次に、固定型８６のメインスプール８７に高強度樹脂の溶融樹脂を注入し、ゲート８４からキャビティ８３内に射出する。キャビティ８３に射出された溶融樹脂は、キャビティ８３から下側本体２の溝２１および上側本体３の溝２２を通って下側本体２の溝１９および上側本体３の溝２０に流入し、さらに下側本体２の孔２３および上側本体３の孔２４に流入する。そして、溶融樹脂は、キャビティ８３、下側本体２の溝１９，２１、下側本体２の孔２３、上側本体３の溝２０，２２、上側本体３の孔２４の全てに隙間なく流入する。

この状態で、溶融樹脂を固化させると、キャビティ８３内で固化した樹脂によって接合体４の包囲部４１と中間リング部４２が形成され、下側本体２と上側本体３のリブ１５，１６の溝１９，２０内で固化した樹脂によって接合体４の芯部４３が形成され、下側本体２の孔２３および上側本体３の孔２４内で固化した樹脂により接合体４のピン４５が形成され、下側本体２の溝２１および上側本体３の溝２２内で固化した樹脂により接合体４の連結部４４が形成される。
そして、この接合体４によって下側本体２と上側本体３が接合され、一体に連結される。

このように構成された中空成形品によれば、下側本体２と上側本体３が、その突き合わせ面５，６の外周部を接合する接合体４の包囲部４２と、下側本体２および上側本体３のリブ１５，１６の肉部内に没入する接合体４の芯部４３とによって接合されるので、接合面積が極めて大きくなり、その結果、接合強度が極めて大きくなる。また、接合体４の断面積も大きくなり、接合体４の強度も増大するので、中空成形品１に外力が加わるなどして接合体４に大きな応力がかかっても、接合体４の変形、破損を防止することができる。また、接合強度が大きく、接合体４の強度も大きいので、接合体４が下側本体２および上側本体３から分離することがない。

また、この実施例では、下側本体２および上側本体３のリブ１５，１６の肉部内に接合体４の芯部４３が没入しリブ１５，１６を一体的に接合しているので、下側本体２のリブ１５と上側本体３のリブ１６が位置ずれを起こすことがなく、リブ１５，１６は常に正しい位置での突き合わせ状態を確実に保持することができる。その結果、リブ１５，１６は補強能力を十分に発揮することができ、中空成形品１に大きな外力が加わったときにも十分に耐えることができ、中空成形品１の強度が増大する。

ここで、下側本体２のリブ１５と上側本体３のリブ１６とを接合する芯部４３がなかった場合と比較する。芯部４３がないと中空成形品１の製造段階でリブ１５，１６の位置がずれてまう場合があり、また、外力が加わったときにリブ１５，１６の位置がずれてしまう場合もある。このようにリブ１５，１６の位置がずれてしまうと、リブ１５，１６の機械的強度が低下し、補強能力が低下してしまう。実施例の中空成形品１によれば、これを防止することができるので、中空成形品１の強度を増大することができる。

しかも、下側本体２および上側本体３の肉厚を厚くすることなく、中空成形品１の機械的強度を増大することができる。また、同等の機械的強度を得るために肉厚を厚くした場合に比較して軽量化が可能であり、樹脂の容量も少なくでき、コストダウンを図ることができる。

また、製造された中空成形品１の下面１１および上面１３の孔２３，２４を見ることにより、その表面までピン４５の先端が延びていることを確認することができる。これにより、製造の際に接合体４の原材料である溶融樹脂が終端まで注入されたことを確認することができ、芯部４３が確実に形成されたことを確認することができる。

次に、中空成形品１の他の実施例を図７から図１４を参照して説明する。
＜実施例２＞
図７に示すように、接合体４のピン４５の全部または一部を下側本体２あるいは上側本体３の表面（下面１１あるいは上面１３）から突出させてもよい。このようにすると、中空成形品１に別部品を取り付ける際の位置決め用ピンや固定用ピンとして利用することができる。

＜実施例３＞
前述した実施例１では、接合体４の包囲部４１を下側本体２および上側本体３に没入させ、包囲部４１の外面を下側本体２および上側本体３の側面７，８と面一に形成したが、図８及び図９に示すように、下側本体２と上側本体３の突き合わせ面５，６の外側端部側に凸部２５，２６を設け、この凸部２５，２６を挟むように断面コ字形に包囲部４１を形成することも可能である。この場合、接合体４の包囲部４１は下側本体２および上側本体３の側面７，８から突出した形態となる。

＜実施例４＞
前述した実施例１では、リブ１５，１６を平板状に形成し、下側本体２の側面７，７に直交するようにリブ１５を設け、上側本体３の側面８，８に直交するようにリブ１６を設け、リブ１５，１６を下側本体２と上側本体３の長手方向等間隔に１つずつ設けているが、リブの形状、数、設置位置等はこれに限るものではない。リブの形状、数、設置位置は、中空成形品１の形状、要求される強度、使用形態により予測される応力の相違に応じて、適宜に設定することが可能である。特に、リブの形状および配置は、下側本体２と上側本体３の製造段階において型抜きが可能であれば、いかようにも変更可能である。
例えば、図１０に示すように、大きな応力がかかると予想される箇所にはリブ２７を密に複数設け、比較的に小さな応力がかかると予想される箇所にはリブ２７を粗に設けるようにしてもよい。このようにした場合にも、全てのリブ２７に接合体４の芯部４３を没入させる。

＜実施例５＞
また、図１１に示すように、下側本体２の側面７，７（および上側本体３の側面８，８間）を連結する波板状にリブ２８を設けてもよい。この場合には、接合体４の芯部４３も波板状に形成してリブ２８に没入させる。

＜実施例６＞
あるいは、図１２に示すように、下側本体２の側面７，７間（および上側本体３の側面８，８間）を連結する平面視Ｓ字状にリブ２９を設けてもよい。この場合には、接合体４の芯部４３も平面視Ｓ字状に形成してリブ２９に没入させる。

＜実施例７＞
また、図１３および図１４に示すように、接合体４に、下側本体２の側壁３０および上側本体３の側壁３１の肉部内に没入し、先端が側壁３０，３１の底部近傍に位置する第２の芯部４６を設けることも可能である。この第２の芯部４６は、下側本体２と上側本体３の突き合わせ面５，６を貫通し、下側本体２の側壁３０と上側本体３の側壁３１の肉部内に没入している。

さらに、図示を省略するが、下側本体２と上側本体３にリブ１５，１６を設けず、接合体４に芯部４３を設けずに、接合体４に第２の芯部４６を設けて、第２の芯部４６を下側本体２の側壁３０と上側本体３の側壁３１の肉部内に没入させて、中空成形品１を構成することも可能である。これは、下側本体２の側壁３０，３０（および上側本体３の側壁３１，３１）間の寸法が短く、側壁３０，３０（および側壁３１，３１）間にリブを設ける程のスペースがない場合に有効であり、リブなしで中空成形品１の強度を増大することができるという効果がある。

＜他の実施例＞
中空成形品１の断面形状は前述した各実施例のように矩形断面に限るものではなく、円形、楕円形、多角形等、種々の断面形状が可能であり、また、下側本体２と上側本体３の断面形状が対称形でなくても構わない。
中空成形品１の外観形状も前述した各実施例の直方体形状に限らず、平面視Ｔ字形やＹ字形等、種々の外観形状が可能である。
前述した各実施例の中空成形品１では、その端部（長手方向の端部）が閉塞しているが、端部が開口したパイプ状の形態も可能である。

前述した各実施例の中空成形品１では、下側本体２と上側本体３と接合体４を同一の樹脂（高強度樹脂）で形成したが、必ずしも同一の樹脂で形成しなくてもよい。例えば、接合体４を高強度樹脂で形成し、下側本体２および上側本体３をガラス繊維や炭素繊維が入っていない樹脂で形成してもよく、あるいはその逆にしてもよい。
また、接合体４の樹脂と、下側本体２および上側本体３の樹脂とを異なる色にすることにより、接合体４のピン４５の先端を下側本体２および上側本体３の表面から確認し易くすることも可能である。これにより、製造の際に接合体４の原材料である溶融樹脂が終端まで注入されたことの確認が容易にできる。

この発明に係る中空成形品の実施例１における外観斜視図である。 実施例１の中空成形品において上側本体を取り外した状態を部分的に示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 前記実施例１の中空成形品の製造方法を説明する図である。 この発明に係る中空成形品の実施例２における要部の斜視図である。 この発明に係る中空成形品の実施例３における要部の斜視図である。 前記実施例３の中空成形品の断面図であり、図４に対応する図である。 この発明に係る中空成形品の実施例４における図２に対応する斜視図である。 この発明に係る中空成形品の実施例５における図２に対応する斜視図である。 この発明に係る中空成形品の実施例６における図２に対応する斜視図である。 この発明に係る中空成形品の実施例７における図２に対応する斜視図である。 前記実施例７の中空成形品の断面図であり、図４に対応する図である。

符号の説明

１ 中空成形品
２ 下側本体（分割体）
３ 上側本体（分割体）
４ 接合体
５，６ 突き合わせ面
１５，１６ リブ
１７，１８ 突き合わせ面
１９，２０ 溝
４１ 包囲部
４３ 芯部
４５ ピン
４６ 第２の芯部
８１，８２ 金型
８３ キャビティ

Claims (5)

1. ２つの分割体を突き合わせ、接合されてなる樹脂製の中空成形品において、
   前記２つの分割体の突き合わせ面の外周に沿って配置される包囲部と、前記突き合わせ面を貫通し前記２つの分割体の肉部内に没入する芯部とが連結されてなる接合体によって、前記２つの分割体が接合されていることを特徴とする中空成形品。
2. 前記２つの分割体は内部に複数の閉断面を形成するリブを備え、このリブ同士も突き合わされており、前記芯部はこのリブの突き合わせ面を貫通し両分割体のリブの肉部内に没入していることを特徴とする請求項１に記載の中空成形品。
3. 前記接合体は、前記芯部の一部が前記分割体の外面まで延び露出していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中空成形品。
4. 前記接合体は、前記芯部の一部がその先端を前記分割体の外面から突出させていることを特徴とする請求項３に記載の中空成形品。
5. 突き合わせ面に開口し一部が外周面に連なる溝を有する一対の分割体を予め樹脂で形成し、
   前記一対の分割体を金型にセットし、互いに突き合わせ面で突き合わせ、該突き合わせ面の外周に沿ってキャビティを形成して型締めし、
   前記キャビティに溶融樹脂を流し込むことにより該キャビティと前記分割体の前記溝に溶融樹脂を充填し、この溶融樹脂を固化することにより前記一対の分割体を接合することを特徴とする中空成形品の製造方法。

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