特開 2023-131908 流体アシスト成形用の金型

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023131908

(43)【公開日】2023-09-22

(54)【発明の名称】流体アシスト成形用の金型

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/26 20060101AFI20230914BHJP

   B29C 45/00 20060101ALI20230914BHJP

【ＦＩ】

B29C45/26

B29C45/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022036920

(22)【出願日】2022-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】390026538

【氏名又は名称】ダイキョーニシカワ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】新庄 竜之介

【テーマコード（参考）】

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F202CA11

4F202CB01

4F202CK12

4F202CK27

4F202CK42

4F202CK43

4F202CS03

4F202CS04

4F202CS10

4F206JA07

4F206JL02

4F206JL05

4F206JL09

4F206JN27

4F206JQ81

4F206JQ90

(57)【要約】

【課題】金型の修正を容易にし、金型の修正に要するコストおよび作業期間を削減する。
【解決手段】ガスアシスト成形用の金型（１０）は、キャビティ（Ｃ）として、成形キャビティ部（Ｃｍ）から加圧ガス（ＧＳ）の注入により樹脂（Ｒ）の余剰分が排出される捨てキャビティ部（Ｃｄ）を含む。捨てキャビティ部は、成形キャビティ部の長手方向における一端に繋がる第１捨てキャビティ部（Ｃｄ１）と、第１捨てキャビティ部を介して成形キャビティ部と直線状に連通する第２捨てキャビティ部（Ｃｄ２）とを含む。第２捨てキャビティ部の直径（Ｄ１）は、第１捨てキャビティ部の直径（Ｄ２）よりも大きい。成形キャビティ部のうち第１捨てキャビティ部に繋がる一部と第１捨てキャビティ部とを含む範囲は、取り換え可能な入れ子型（４０）によって構成される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向を有する樹脂製の中空成形品（100）を流体アシスト成形により成形するための流体アシスト成形用の金型であって、
型閉じ状態で内部に形成されるキャビティ（C）と、
前記キャビティ（C）に溶融状態の樹脂（R）を射出するゲート（16）と、
前記キャビティ（C）内に射出された樹脂（R）の内部に加圧流体（GS）を注入する流体供給路（18）と、を有し、
前記キャビティ（C）は、前記中空成形品（100）を成形する成形キャビティ部（Cm）と、該成形キャビティ部（Cm）から前記加圧流体（GS）の注入により樹脂（R）の余剰分が排出される捨てキャビティ部（Cd）と、を含み、
前記捨てキャビティ部（Cd）は、前記成形キャビティ部（Cm）の長手方向における一端に繋がる第１捨てキャビティ部（Cd1）と、該第１捨てキャビティ部（Cd1）を介して前記成形キャビティ部（Cm）と直線状に連通する第２捨てキャビティ部（Cd2）と、を含み、
前記捨てキャビティ部（Cd）の中心線（CL3）に直交する幅方向において、前記第２捨てキャビティ部（Cd2）のうち少なくとも前記第１捨てキャビティ部（Cd1）に繋がる部分の寸法は、前記第１捨てキャビティ部（Cd1）のうち少なくとも前記第２捨てキャビティ部（Cd2）に繋がる部分の寸法よりも大きく、
前記成形キャビティ部（Cm）のうち前記第１捨てキャビティ部（Cd1）に繋がる一部と、前記第１捨てキャビティ部（Cd1）とを含む範囲は、前記成形キャビティ部（Cm）の他部を構成する母型（50）に対して取り換え可能な入れ子型（40）によって構成される
ことを特徴とする流体アシスト成形用の金型。

【請求項2】

請求項１に記載の流体アシスト成形用の金型において、
前記第１捨てキャビティ部（Cd1）および前記第２捨てキャビティ部（Cd2）はそれぞれ、円筒状の空間であり、
前記第２捨てキャビティ部（Cd2）の直径（D2）は、前記第１捨てキャビティ部（Cd1）の直径（D1）よりも大きい
ことを特徴とする流体アシスト成形用の金型。

【請求項3】

請求項２に記載の流体アシスト成形用の金型において、
前記第１捨てキャビティ部（Cd1）の中心線（CL4）と、前記第２捨てキャビティ部（Cd2）の中心線（CL5）とは、互いに一致する
ことを特徴とする流体アシスト成形用の金型。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の流体アシスト成形用の金型において、
前記成形キャビティ部（Cm）は、長手方向において湾曲した湾曲キャビティ部（Cm2,Cm4）を含む
ことを特徴とする流体アシスト成形用の金型。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体アシスト成形用の金型に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、樹脂製の中空成形品を製造する技術として流体アシスト成形が知られている。流体アシスト成形では、金型のキャビティに溶融状態の樹脂を射出した後、その樹脂の内部にガスなどの加圧流体を注入することで、樹脂を中空状に成形すると共に金型の成形面に押し付けて固化させる。

【0003】

流体アシスト成形に用いられる金型は、成形キャビティ部と、捨てキャビティ部とを有する。成形キャビティ部は、管体を成形する空間である。捨てキャビティ部は、成形キャビティ部の一端に繋がる。このような金型を用いて流体アシスト成形により管体を製造する方法は、例えば特許文献１に開示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－５３９５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、流体アシスト成形を用いて製造する管体には、設計要求が増しており、長手方向において湾曲する部分が設けられ、当該管体の全長が益々長くなっている。それに伴い、管体には、成形後の変形が生じ易くなる。このため、製品寸法を管理する必要がある。管体の寸法管理では、管体における成形時の樹脂流入側の一端である第１開口端を基準として、管体の他端である第２開口端の位置を管理する。管体の変形に起因して第２開口端が所定の位置からずれる場合、管体の変形分を見込んで金型を修正する。

【0006】

金型の修正は、金型のうち管体の第２開口端側の一部を成形する部分を刳り抜き、その刳り抜いた部分に修正用の入れ子型を取り付けることで行われる。しかし、金型において成形キャビティ部の第２開口端側の延長上には、捨てキャビティ部が設けられる。そのため、入れ子型が有するキャビティ部を捨てキャビティ部に対してスムーズ且つ段差のないように高い精度で繋げる必要がある。このことは、金型の修正に要するコストアップや作業期間の長期化を招く。

【0007】

本発明の目的は、金型の修正を容易にし、金型の修正に要するコストおよび作業期間を削減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明では、金型の修正を施す成形キャビティ部の一部を捨てキャビティ部の一部を含んで入れ子構造とし、入れ子構造をなす入れ子型のキャビティ部と母型の捨てキャビティ部とが、入れ子型を取り換えても好適に繋がるように工夫した。

【0009】

具体的には、第１の発明は、長手方向を有する樹脂製の中空成形品を流体アシスト成形により成形するための流体アシスト成形用の金型を対象とする。第１の発明に係る流体アシスト成形用の金型は、型閉じ状態で内部に形成されるキャビティと、前記キャビティに溶融状態の樹脂を射出するゲートと、前記キャビティ内に射出された樹脂の内部に加圧流体を注入する流体供給路とを有する。前記キャビティは、前記中空成形品を成形する成形キャビティ部と、該成形キャビティ部から前記加圧流体の注入により樹脂の余剰分が排出される捨てキャビティ部とを含む。前記捨てキャビティ部は、前記成形キャビティ部の長手方向における一端に繋がる第１捨てキャビティ部と、該第１捨てキャビティ部を介して前記成形キャビティ部と直線状に連通する第２捨てキャビティ部とを含む。前記捨てキャビティ部の中心線と直交する幅方向において、前記第２捨てキャビティ部のうち少なくとも前記第１捨てキャビティ部に繋がる部分の寸法は、前記第１捨てキャビティ部のうち少なくとも前記第２捨てキャビティ部に繋がる部分の寸法よりも大きい。前記成形キャビティ部のうち前記第１捨てキャビティ部に繋がる一部と、前記第１捨てキャビティ部とを含む範囲は、前記成形キャビティ部の他部を構成する母型に対して取り換え可能な入れ子型によって構成される。

【0010】

第２の発明は、第１の発明の流体アシスト成形用の金型において、前記第１捨てキャビティ部および前記第２捨てキャビティ部がそれぞれ、円筒状の空間である、流体アシスト成形用の金型である。第２の発明の流体アシスト成形用の金型において、前記第２捨てキャビティ部の直径は、前記第１捨てキャビティ部の直径よりも大きい。

【0011】

第３の発明は、第２の発明の流体アシスト成形用の金型において、前記第１捨てキャビティ部の中心線と、前記第２捨てキャビティ部の中心線とが、互いに一致する、流体アシスト成形用の金型である。

【0012】

第４の発明は、第１～第３の発明のいずれか１つの流体アシスト成形用の金型において、前記成形キャビティ部が、長手方向において湾曲した湾曲キャビティ部を含む、流体アシスト成形用の金型である。

【発明の効果】

【0013】

第１の発明では、成形キャビティ部のうち第１捨てキャビティ部に繋がる一部と、第１捨てキャビティ部とを含む範囲が、予め入れ子型によって構成される。入れ子型は、成形キャビティ部の他部を構成する母型に対して取り換え可能である。そして、捨てキャビティ部の幅方向において、第２捨てキャビティ部のうち少なくとも第１捨てキャビティ部に繋がる部分の寸法は、第１捨てキャビティ部のうち少なくとも第２捨てキャビティ部に繋がる部分の寸法よりも大きい。そのことで、第２捨てキャビティ部に対する第１捨てキャビティ部の繋ぎ位置の変位について、捨てキャビティ部の幅方向にマージンを確保できる。これによって、金型の修正に当たり、取り換える入れ子型の第１捨てキャビティ部の上記繋ぎ位置が捨てキャビティ部の幅方向に変位しても、その変位を許容して、第１捨てキャビティ部を第２捨てキャビティ部に対してスムーズ且つ段差のないように高い精度で繋げることができる。したがって、金型の修正を、入れ子型を取り換えることで簡単に行える。その結果、金型の修正に要するコストおよび作業期間を削減できる。

【0014】

第２の発明では、第１捨てキャビティ部および第２捨てキャビティ部がそれぞれ円筒状の空間である。このことは、成形キャビティ部から捨てキャビティ部に排出された樹脂をスムーズに流すのに有利である。そして、第２捨てキャビティ部の直径は、第１捨てキャビティ部の直径よりも大きい。これによれば、第１捨てキャビティ部の繋ぎ位置の変位についての上記マージンを、捨てキャビティ部の中心線に直交する全方向に確保できる。よって、金型の修正に伴い、第１捨てキャビティ部の上記繋ぎ位置が捨てキャビティ部のいずれの幅方向に変位しても、第１捨てキャビティ部と第２捨てキャビティ部とをスムーズ且つ段差のないように高い精度で繋ぐことができる。

【0015】

第３の発明では、第１捨てキャビティ部の中心線と第２捨てキャビティ部の中心線とが互いに一致する。それにより、第２捨てキャビティ部に対する第１捨てキャビティ部の繋ぎ位置の変位について、同程度のマージンを、捨てキャビティ部の中心線に直交する全方向に確保できる。このことは、第１捨てキャビティ部と第２捨てキャビティ部とをスムーズ且つ段差のないように高い精度で繋ぐのに有利である。

【0016】

第４の発明では、成形キャビティ部が長手方向において湾曲した湾曲キャビティ部を含む。このような成形キャビティ部で成形される中空成形品には、湾曲キャビティ部にて成形される湾曲部が設けられる。湾曲部を有する管体には、成形後の変形が生じ易い。そのため、本発明は、成形キャビティ部として湾曲キャビティ部を含む流体アシスト成形用の金型において有効である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、実施形態のガスアシスト成形装置の概略構成を例示する図である。

【図2】図２は、実施形態のガスアシスト成形用の金型の概略構成を例示する分解斜視図である。

【図3】図３は、実施形態の金型の概略構成を例示する平面図である。図３では、キャビティおよび入れ子型を透過して示す。

【図4】図４は、実施形態の金型の第２捨てキャビティ部に対する初期の入れ子型における第１捨てキャビティ部の繋ぎ位置を例示する図である。

【図5A】図６Ａは、実施形態の管体の製造方法において金型のキャビティに樹脂を射出充填した状態を概念的に例示する図３相当図である。

【図5B】図６Ｂは、実施形態の管体の製造方法において樹脂の内部に加圧ガスを注入しているときの様子を概念的に例示する図３相当図である。

【図5C】図６Ｃは、実施形態の管体の製造方法においてキャビティ内の樹脂に中空部を形成した状態を概念的に例示する図３相当図である。

【図6】図６は、実施形態の管体の製造方法において管体を脱型する様子を例示する斜視図である。

【図7】図７は、実施形態の金型で成形する管体の概略構成を例示する平面図である。

【図8】図８は、実施形態の金型の修正を行った要部を例示する平面図である。

【図9】図９は、実施形態の金型の修正を行った場合の第２捨てキャビティ部に対する第１捨てキャビティ部の繋ぎ位置を例示する図である。

【図10】図１０は、管体が成形後に変形した様子を例示する平面図である。

【図11】図１１は、管体の変形によって第２開口端が変位した状態と金型の修正後の第２開口端の成形位置を例示する概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態では、本発明に係る金型について、ガスアシスト成形用の金型を例に挙げて説明する。なお、図面は、本発明を概念的に説明するためのものである。よって、図面では、本発明の理解を容易にするために寸法、比または数を、誇張あるいは簡略化して表す場合がある。また、以下に述べる「第１」、「第２」、「第３」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。

【0019】

この実施形態の金型１０は、ガスアシスト成形により管体１００を成形するための金型である。ガスアシスト成形は、ガスインジェクション成形とも呼ばれる流体アシスト成形の一例である。ガスアシスト成形では、加圧流体としてガスが使用される。管体１００は、長手方向を有する樹脂製の中空成形品である。管体１００は、例えば、エンジンの冷却水を流すウォーターパイプである。

【0020】

－管体の構成－
図７に示すように、管体１００は、円筒管であって、冷却水を流通させるための中空部１０２を有する。管体１００は、例えば熱可塑性樹脂からなる。管体１００に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロン６やナイロン６６といったポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）が挙げられる。管体１００の両端開口は、互いに反対方向に向く。管体１００の両端開口の中心線ＣＬ１，ＣＬ２は、一直線上にない。

【0021】

管体１００は、第１直管部１０４と、第１湾曲管部１０６と、第２直管部１０８と、第２湾曲管部１１０と、第３直管部１１２とを備える。これら第１直管部１０４、第１湾曲管部１０６、第２直管部１０８、第２湾曲管部１１０および第３直管部１１２は、一体に成形される。中空部１０２は、第１直管部１０４、第１湾曲管部１０６、第２直管部１０８、第２湾曲管部１１０および第３直管部１１２に連続して設けられる。

【0022】

第１直管部１０４は、第１方向Ｘに直線状に延びる。第１直管部１０４の一端は、管体１００の第１開口端１０５を構成する。第１湾曲管部１０６の一端は、第１直管部１０４の他端に接続される。第１湾曲管部１０６の一端は、第１直管部１０４の他端から第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに湾曲する。第２直管部１０８の一端は、第１湾曲管部１０６の他端に接続される。第２直管部１０８は、第２方向Ｙに直線状に延びる。

【0023】

第２湾曲管部１１０の一端は、第２直管部１０８の他端に接続される。第２湾曲管部１１０は、第２直管部１０８の他端から第１方向Ｘに曲がる。第２湾曲管部１１０は、第１湾曲管部１０６とは反対側に凸面をなす。第３直管部１１２の一端は、第２湾曲管部１１０の他端に接続される。第３直管部１１２は、第１方向Ｘに直線状に延びる。第３直管部１１２の他端は、管体１００の第２開口端１１３を構成する。

【0024】

－ガスアシスト成形用の金型－
上記構成の管体１００は、ガスアシスト成形用の金型１０を用いて製造される。ガスアシスト成形は、不良品の削減による品質の向上と、材料費の削減によるコストダウンとを両立できる手法である。本例の金型１０は、図１に示すようなガスアシスト成形装置１を構成する。ガスアシスト成形装置１は、樹脂射出機３と、ガス供給機５と、金型１０とを備える。

【0025】

樹脂射出機３は、成形材料である樹脂Ｒを加熱して溶融する。樹脂射出機３は、溶融状態の樹脂Ｒを、スプルー１２、ランナー１４およびゲート１６を介して金型１０内のキャビティＣに射出する。ガス供給機５は、加圧流体としての加圧ガスＧＳを、ガス供給路１８を介して金型１０内のキャビティＣに所定の圧力で注入する。本例のガスアシスト成形装置１では、加圧ガスＧＳとして、窒素ガスなどの不活性ガスが使用される。図２にも示すように、金型１０は、固定型２０と、可動型３０とを備える。

【0026】

金型１０は、固定型２０と可動型３０とを型閉じすることにより、それら両型２０，３０の間にキャビティＣを形成する。すなわち、金型１０は、型閉じ状態で内部に形成されるキャビティＣを有する。金型１０は、キャビティＣの他、スプルー１２、ランナー１４およびゲート１６と、ガス供給路１８とを有する。可動型３０には、ガス供給路１８が形成される。ガス供給路１８は、キャビティＣ内に射出された樹脂Ｒの内部に加圧ガスＧＳを注入するための通路である。ガス供給路１８は、流体供給路の一例である。ガス供給路１８は、キャビティＣ（厳密には、導入キャビティ部Ｃｉ）に開口する（図３参照）。

【0027】

固定型２０には、スプルー１２が形成される。スプルー１２は、固定型２０の外面に開口する。スプルー１２の外面開口には、樹脂射出機３のノズルが接続される。ランナー１４は、スプルー１２に連通される。ゲート１６は、ランナー１４に連通され、キャビティＣ（厳密には、導入キャビティ部Ｃｉ）に開口する（図３参照）。ゲート１６は、キャビティＣに溶融状態の樹脂Ｒを射出する。固定型２０は、第１成形面２２を有する。第１成形面２２は、管体１００の径方向における一方側の表面、例えば外周面の片側半体を成形する。

【0028】

可動型３０は、第２成形面３２を有する。第２成形面３２は、管体１００の径方向における他方型の表面、例えば外周面の片側半体を成形する。可動型３０は、図示しない移動機構により、固定型２０に対して接近する方向および離間する方向に移動する。金型１０は、可動型３０を固定型２０に接近させる方向に移動させることで、型閉じされる。金型１０は、可動型３０を固定型２０から離間させる方向に移動させることで、型開きされる。可動型３０には、図示しないが、複数のエジェクタピンが設けられる。

【0029】

図３に示すように、型閉じ状態の金型１０は、キャビティＣとして、成形キャビティ部Ｃｍと、導入キャビティ部Ｃｉと、捨てキャビティ部Ｃｄとを含む。

【0030】

成形キャビティ部Ｃｍは、管体１００を成形するための空洞である。成形キャビティ部Ｃｍは、管体１００の外形に対応する広がりを持つクランク形状の空間に形成される。成形キャビティ部Ｃｍは、固定型２０の第１成形面２２と、可動型３０の第２成形面３２とによって画定される。成形キャビティ部Ｃｍは、第１ストレート部Ｃｍ１と、第１湾曲部Ｃｍ２と、第２ストレート部Ｃｍ３と、第２湾曲部Ｃｍ４と、第３ストレート部Ｃｍ５とを含む。

【0031】

第１ストレート部Ｃｍ１は、管体１００の第１直管部１０４を成形する空洞である。第１ストレート部Ｃｍ１は、第１方向Ｘに直線状に延びる円柱状の空間からなる。第１湾曲部Ｃｍ２は、管体１００の第１湾曲管部１０６を成形する空洞である。第１湾曲部Ｃｍ２は、成形キャビティ部Ｃｍの長手方向において湾曲した円柱状の空間からなる。第２ストレート部Ｃｍ３は、管体１００の第２直管部１０８を成形する空洞である。第２ストレート部Ｃｍ３は、第２方向Ｙに直線状に延びる円柱状の空間からなる。

【0032】

第２湾曲部Ｃｍ４は、管体１００の第２湾曲管部１１０を成形する空洞である。第２湾曲部Ｃｍ４は、成形キャビティ部Ｃｍの長手方向において第１湾曲部Ｃｍ２とは反対側に湾曲した円柱状の空間からなる。第３ストレート部Ｃｍ５は、管体１００の第３直管部１１２を成形する空洞である。第３ストレート部Ｃｍ５は、第１方向Ｘに直線状に延びる円柱状の空間である。第１湾曲部Ｃｍ２および第２湾曲部Ｃｍ４はそれぞれ、湾曲キャビティ部の一例である。

【0033】

導入キャビティ部Ｃｉは、溶融状態の樹脂Ｒおよび加圧ガスＧＳを成形キャビティ部Ｃｍに導入する経路となる空洞である。導入キャビティ部Ｃｉは、成形キャビティ部Ｃｍの長手方向における一端に繋がる。成形キャビティ部Ｃｍにおいて導入キャビティ部Ｃｉの繋がる部分は、第１ストレート部Ｃｍ１である。導入キャビティ部Ｃｉは、第１ストレート部Ｃｍ１に対して直線状に連通する。導入キャビティ部Ｃｉには、ゲート１６およびガス供給路１８が開口する。ゲート１６の開口は、導入キャビティ部Ｃｉを画定する壁面の外周面に位置する。

【0034】

図２に示すように、可動型３０には、固定型２０側に突出したブロック状の凸部３４が設けられる。凸部３４は、導入キャビティ部Ｃｉを画定する壁面のうち成形キャビティ部Ｃｍとは反対側の部分を構成する。ガス供給路１８は、凸部３４に設けられる。ガス供給路１８の開口は、凸部３４の導入キャビティ部Ｃｉに臨む壁面において、第１直管部１０４の開口に対応する箇所に位置する。固定型２０の凸部３４に対応する部分には、凹部２４が設けられる。凹部２４は、金型１０を型閉じしたときに凸部３４と嵌合する。

【0035】

捨てキャビティ部Ｃｄは、成形キャビティ部Ｃｍから加圧ガスＧＳの注入により樹脂Ｒの余剰分が排出される空洞である。本例の捨てキャビティ部Ｃｄは、互いに径の異なる円柱状の空間の組合せからなる。

【0036】

具体的には、図３に示すように、捨てキャビティ部Ｃｄは、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１と、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２とを含む。第１捨てキャビティ部Ｃｄ１は、成形キャビティ部Ｃｍの長手方向における一端に繋がる。成形キャビティ部Ｃｍにおいて第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の繋がる部分は、第３ストレート部Ｃｍ５である。第１捨てキャビティ部Ｃｄ１は、第３ストレート部Ｃｍ５に対して直線状に連通する。第２捨てキャビティ部Ｃｄ２は、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１を介して第３ストレート部Ｃｍ５と直線状に連通する。

【0037】

本例の第１捨てキャビティ部Ｃｄ１および第２捨てキャビティ部Ｃｄ２はそれぞれ、円柱状の空間である。第１捨てキャビティ部Ｃｄ１および第２捨てキャビティ部Ｃｄ２はそれぞれ、全体に亘って同径に形成される。図４に示すように、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の直径Ｄ２は、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の直径Ｄ１よりも大きい。例えば、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の直径Ｄ２は、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の直径Ｄ１の１．３倍以上且つ１．８倍以下に設定される。

【0038】

このように、捨てキャビティ部Ｃｄの中心線ＣＬ３に直交する幅方向において、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２のうち第１捨てキャビティ部Ｃｄ１に繋がる部分の寸法は、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１のうち第２捨てキャビティ部Ｃｄ２に繋がる部分の寸法よりも大きい。第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の直径Ｄ２は、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の直径Ｄ１に対して、６ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下の範囲で大きいことが好ましい。この場合、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１と第２捨てキャビティ部Ｃｄ２との間の段差は、３ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下となる。

【0039】

第１捨てキャビティ部Ｃｄ１および第２捨てキャビティ部Ｃｄ２は、第３ストレート部Ｃｍ５と中心線ＣＬ４，ＣＬ５，ＣＬ６が一致するように直線状に延びる。第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の中心線ＣＬ４と、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の中心線ＣＬ５とは、互いに一致する。第２捨てキャビティ部Ｃｄ２に対する初期の第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の繋ぎ位置は、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の中心位置に設定される（図４参照）。本例の金型１０では、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２に対する第１捨てキャビティ部Ｃｄ２の繋ぎ位置の変位について、捨てキャビティ部Ｃｄの径方向にマージンが設けられる。

【0040】

金型１０は、成形キャビティ部Ｃｍにおける所定の対象部分を修正するのに用いられる入れ子構造を有する。本例の金型１０における修正の対象部分は、第３ストレート部Ｃｍ５を含む部分である。具体的には、金型１０において、成形キャビティ部Ｃｍのうち第１捨てキャビティ部Ｃｄ１に繋がる一部と、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１とを含む範囲は、入れ子型４０によって構成される。入れ子型４０は、成形キャビティ部Ｃｍの他部を構成する母型５０に対して取り換え可能である。

【0041】

図２に示すように、入れ子型４０は、固定型２０および可動型３０にそれぞれ設けられる。固定型２０および可動型３０の互いに対応する部分は、入れ子型４０によって構成される。すなわち、金型１０は、一対の入れ子型４０を有する。入れ子型４０は、割ブロックからなる。固定型２０および可動型３０の各入れ子型４０は、成形キャビティ部Ｃｍのうち第３ストレート部Ｃｍ５、第２湾曲部Ｃｍ４、および第２ストレート部Ｃｍ３の一部と、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１とを含む範囲を構成する。

【0042】

固定型２０および可動型３０の各母型５０は、成形キャビティ部Ｃｍのうち第１ストレート部Ｃｍ１、第１湾曲部Ｃｍ２、および第２ストレート部Ｃｍ３の他部と、導入キャビティ部Ｃｉとを構成する。各母型５０において、入れ子型４０がキャビティＣを構成する範囲には、嵌込み凹部５２が設けられる。嵌込み凹部５２には、入れ子型４０が嵌め込まれる。入れ子型４０は、ボルトなどの締結具を用いて母型５０に固定される。

【0043】

－管体の製造方法－
管体１００の製造方法は、準備ステップと、樹脂射出ステップと、流体アシストステップと、脱型ステップとを含む。

【0044】

まず、準備ステップを行う。準備ステップでは、上述したガスアシスト成形装置１を準備する。そして、金型１０を型閉じ状態にして、キャビティＣを形成する。さらに、閉じた金型１０に圧力をかけて型締め状態とする。

【0045】

次に、樹脂射出ステップを行う。樹脂射出ステップでは、樹脂射出機３を駆動させ、金型１０のキャビティＣに対してゲート１６から溶融状態の樹脂Ｒを射出する。このとき、樹脂Ｒは、導入キャビティ部Ｃｉに射出される。射出された樹脂Ｒは、導入キャビティ部Ｃｉから第１ストレート部Ｃｍ１、第１湾曲部Ｃｍ２、第２ストレート部Ｃｍ３、第２湾曲部Ｃｍ４を経て、第３ストレート部Ｃｍ５に流入する。そして、図５Ａに示すように、成形キャビティ部Ｃｍの全域に樹脂Ｒを行き渡らせて、キャビティＣの一部に樹脂Ｒを充填する。樹脂Ｒの充填速度は、管体１００の外観や機能、形状の不良、重量のばらつきを少なくするように設定される。

【0046】

続いて、流体アシストステップを行う。流体アシストステップでは、ガス供給機５を駆動させ、成形キャビティ部Ｃｍ内の樹脂Ｒの内部へ加圧ガスＧＳ（不活性ガス）を注入する。そのことにより、図５Ｂに示すように、第１成形面２２および第２成形面３２に樹脂Ｒを加圧しつつ、樹脂Ｒの余剰分を捨てキャビティ部Ｃｄに押し出して、成形キャビティ部Ｃｍ内の樹脂Ｒに中空部１０２を形成する。本例の流体アシストステップは、樹脂射出ステップでの成形キャビティ部Ｃｍに対する樹脂Ｒの射出充填の完了後に行われる。流体アシストステップは、成形キャビティ部Ｃｍに対する樹脂Ｒの射出充填の進行中に行われてもよい。

【0047】

このとき、加圧ガスＧＳは、導入キャビティ部Ｃｉに注入される。注入された加圧ガスＧＳは、導入キャビティ部Ｃｉから第１ストレート部Ｃｍ１、第１湾曲部Ｃｍ２、第２ストレート部Ｃｍ３、第２湾曲部Ｃｍ４を経て、第３ストレート部Ｃｍ５に流入する。流体アシストステップでは、図５Ｃに示すように、加圧ガスＧＳを、捨てキャビティ部Ｃｄの一部にも到達するように注入する。そして、加圧ガスＧＳを注入した後、所定時間に亘り加圧ガスＧＳによって樹脂Ｒにかかる圧力を保持する。中空部１０２が形成された樹脂Ｒは、金型１０のキャビティＣ内で冷却することにより固化される。それにより、管体１００を含む成形品２００が成形される。

【0048】

その後、脱型ステップを行う。脱型ステップでは、金型１０を型開きして、可動型３０を固定型２０から離間させる。金型１０を型開きすると、成形品２００は、可動型３０の第２成形面３２に残った状態となる。脱型ステップでは、可動型３０からエジェクタピンを突き出させることで、成形品２００を第２成形面３２から浮かせる。そうして、図６に示すように、金型１０から成形品２００を取り出す。しかる後、成形品２００における導入キャビティ部Ｃｉおよび捨てキャビティ部Ｃｄの余剰固形物２０２と、ゲート残渣物２０４とを切除する。

【0049】

以上のようにして、中空成形品としての管体１００を製造することができる。

【0050】

－金型の修正－
管体１００には、成形後の変形が生じる。管体１００は、変形を生じた後の寸法（長さ寸法Ｌ、幅寸法Ｗを含む各方向の寸法）が公差内に収まるように寸法管理される。管体１００の寸法管理では、管体１００の第１開口端１０５を基準位置Ｐｒとして、管体１００の第２開口端１１３の位置Ｐｉを検査して管理する（図７参照）。管体１００の寸法検査により、管体１００の寸法が公差内に収まらない場合には、金型１０を修正して管体１００の寸法を調整する必要がある。

【0051】

例えば、図１０に示すように、管体１００において、第２開口端１１３が第１湾曲管部１０６側に寄る方向に変位する変形が生じた場合、第２開口端１１３の位置Ｐｉが第１方向Ｘおよび第２方向Ｙにおいて設計通りの正規位置Ｐｄからずれる。また、図１１に実線で示すように、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙと直交する第３方向Ｚにおいても、第２開口端１１３の位置Ｐｉが正規位置Ｐｄからずれる。この場合、管体１００の変形分を見込んで金型１０を修正する。

【0052】

金型１０の修正は、固定型２０および可動型３０の各入れ子型４０を取り換えることで行われる。具体的には、固定型２０および可動型３０に取り付けられた対象の各入れ子型４０（図８に二点鎖線で示す成形面４２を有する入れ子型４０）を母型５０から取り外し、対象の各入れ子型４０に代えて修正用の入れ子型４０（図８に実線で示す成形面４２を有する入れ子型４０）を母型５０に取り付ける。図８に示すように、修正用の入れ子型４０は、管体１００のうち第２開口端１１３の位置Ｐｉが変形する方向とは逆側に変位させた修正位置Ｐｃ（図１１に二点鎖線で示す位置）となるように成形する成形面４２（第１成形面２２または第２成形面３２）を有する。

【0053】

このように金型１０を修正すると、図９に示すように、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の繋ぎ部分に対して第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の繋ぎ部分が変位する。しかし、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の直径Ｄ２が第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の直径Ｄ１よりも大きいので、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の繋ぎ部分の変位を許容でき、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１と第２捨てキャビティ部Ｃｄ２とを、両者の間に段差を形成することなく容易に繋ぐことができる。そして、修正した金型１０を用いて管体１００を成形することにより、変形後の寸法が公差内に収まるように管体１００を成形できる。

【0054】

－実施形態の特徴－
この実施形態の金型１０では、成形キャビティ部Ｃｍのうち第１捨てキャビティ部Ｃｄ１に繋がる一部と、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１とを含む範囲が、予め入れ子型４０によって構成される。入れ子型４０は、成形キャビティ部Ｃｍの他部を構成する母型５０に対して取り換え可能である。そして、捨てキャビティ部Ｃｄの幅方向において、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の第１捨てキャビティ部Ｃｄ１に繋がる部分の寸法は、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の第２捨てキャビティ部Ｃｄ２に繋がる部分の寸法よりも大きい。そのことで、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２に対する第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の繋ぎ位置の変位について、捨てキャビティ部Ｃｄの幅方向にマージンを確保できる。これによって、金型１０の修正に当たり、取り換える入れ子型４０の第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の上記繋ぎ位置が捨てキャビティ部Ｃｄの幅方向に変位しても、その変位を許容して、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１を第２捨てキャビティ部Ｃｄ２に対してスムーズ且つ段差のないように高い精度で繋げることができる。したがって、金型１０の修正を、入れ子型４０を取り換えることで簡単に行える。その結果、金型１０の修正に要するコストおよび作業期間を削減できる。

【0055】

この実施形態の金型１０では、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１および第２捨てキャビティ部Ｃｄ２がそれぞれ円筒状の空間である。このことは、成形キャビティ部Ｃｍから捨てキャビティ部Ｃｄに排出された樹脂Ｒをスムーズに流すのに有利である。そして、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の直径Ｄ２は、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の直径Ｄ１よりも大きい。これによれば、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の繋ぎ位置の変位についての上記マージンを、捨てキャビティ部Ｃｄの中心線ＣＬ３に直交する全方向に確保できる。よって、金型１０の修正に伴い、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の上記繋ぎ位置が捨てキャビティ部Ｃｄのいずれの幅方向に変位しても、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１と第２捨てキャビティ部Ｃｄ２とをスムーズ且つ段差のないように高い精度で繋ぐことができる。

【0056】

この実施形態の金型１０では、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の中心線ＣＬ４と第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の中心線ＣＬ５とが互いに一致する。それにより、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２に対する第１捨てキャビティ部Ｃｄ１の繋ぎ位置の変位について、同程度のマージンを、捨てキャビティ部Ｃｄの中心線ＣＬ３に直交する全方向に確保できる。このことは、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１と第２捨てキャビティ部Ｃｄ２とをスムーズ且つ段差のないように高い精度で繋ぐのに有利である。

【0057】

この実施形態の金型１０では、成形キャビティ部Ｃｍが長手方向において湾曲した第１湾曲部Ｃｍ２および第２湾曲部Ｃｍ４を含む。このような成形キャビティ部Ｃｍで成形される管体１００には、第１湾曲部Ｃｍ２にて成形される第１湾曲管部１０６、第２湾曲部Ｃｍ４にて成形される第２湾曲管部１１０が設けられる。第１湾曲管部１０６および第２湾曲管部１１０を有する管体１００には、成形後の変形が生じ易い。そのため、この実施形態の金型１０は、成形キャビティ部Ｃｍとして第１湾曲部Ｃｍ２および第２湾曲部Ｃｍ４を含むガスアシスト成形用の金型１０において有効である。

【0058】

以上のように、本発明の例示として、好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。上記各実施形態が例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、さらに色々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲に属することは当業者に理解されるところである。

【0059】

例えば、上記実施形態では、固定型２０および可動型３０の各入れ子型４０が、成形キャビティ部Ｃｍのうち第３ストレート部Ｃｍ５から第２ストレート部Ｃｍ３の一部と、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１とを含む範囲を構成するとしたが、これに限らない。各入れ子型４０は、第３ストレート部Ｃｍ５の一部または全部と第１捨てキャビティ部Ｃｄ１のみを含む範囲を構成するものであってもよい。金型において各入れ子型４０が構成する範囲は、成形キャビティ部Ｃｍのうち第１捨てキャビティ部Ｃｄ１に繋がる一部と、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１とを含んでいれば、任意に設定可能である。

【0060】

また、上記実施形態では、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１および第２捨てキャビティ部Ｃｄ２がそれぞれ全体に亘って同径に形成されるとしたが、これに限らない。第１捨てキャビティ部Ｃｄ１および第２捨てキャビティ部Ｃｄ２の直径Ｄ１，Ｄ２は、捨てキャビティ部Ｃｄの長手方向において変化してもよい。第１捨てキャビティ部Ｃｄ１および第２捨てキャビティ部Ｃｄ２は、角柱状などの他の広がり形状を持つ空間であってもよい。要は、捨てキャビティ部Ｃｄの中心線ＣＬ３に直交する幅方向において、第２捨てキャビティ部Ｃｄ２のうち少なくとも第１捨てキャビティ部Ｃｄ１に繋がる部分の寸法が、第１捨てキャビティ部Ｃｄ１のうち少なくとも第２捨てキャビティ部Ｃｄ２に繋がる部分の寸法よりも大きければよい。

【0061】

また、上記実施形態では、本発明に係る金型について、ガスアシスト成形用の金型１０を例に挙げて説明したが、これに限らない。ガスアシスト成形用の金型１０は、本発明に係る金型の具体的態様の一例に過ぎず、本発明は、加圧流体として水などの液体を使用するウォーターアシスト成形など、ガス以外の加圧流体を使用する他の流体アシスト成形に用いられる金型にも適用可能である。

【0062】

また、上記実施形態では、管体１００がウォーターパイプに使用されるものであるとたが、これに限らない。本発明に係る金型は、長手方向を有する樹脂製の中空成形品であれば、ブローバイガスやＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスを流す配管など、任意の部品を成形対象とすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0063】

以上説明したように、本発明は、流体アシスト成形用の金型について有用である。

【符号の説明】

【0064】

Ｃ キャビティ
Ｃｄ 捨てキャビティ部
Ｃｄ１ 第１捨てキャビティ部
Ｃｄ２ 第２捨てキャビティ部
Ｃｍ 成形キャビティ部
ＧＳ 加圧ガス（加圧流体）
Ｒ 樹脂
１０ 金型
１６ ゲート
１８ ガス供給路（流体供給路）
４０ 入れ子型
５０ 母型
１００ 管体（中空成形品）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】