JPH10272642A - 中空成形体及び中空成形体製造用の金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放射状に延びる棒状水平部を備えた椅子用脚を
ガス支援射出成形法で製造するにおいて、強度アップを
図る。 【手段】下金型10に、溶融合成樹脂を中空状に膨らませ
るガスを噴出させるためのノズル14をキャビティ13に向
けて突出させ、ノズル14の箇所に凹所19を形成する。凹
所19を設けたことにより、中空成形体５には、ノズル14
が抜けた後の穴20を囲う筒状のリブ21が形成される。こ
のため、穴20の周縁への応力集中による破断が防止さ
れ、強度を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス支援射出成形
法によって製造される中空成形体、及びその製造用金型
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガス支援射出成形法は、図10に単純化し
て示すように、密着・離反自在な一対の金型41,42 の合
せ面に形成したキャビティ43に溶融合成樹脂Ｒを未充満
の状態（例えばキャビティの容積の50〜80％程度）で注
入し、次いで、キャビティ43内にノズル44からガスを噴
出させて、ガスの圧力によって溶融合成樹脂Ｒをキャビ
ティ43の内面に押し付けることによって中空成形体46を
製造するものである。

【０００３】この場合、ガスの噴出を確実ならしめるた
め、ノズル44は、中空成形体44の肉厚の略同じ寸法程度
だけキャビティ43内に突出させている。また、図面では
ノズル44を模式的に線で示しているが、実際にはある程
度の太さがある。従って、樹脂Ｒが固まってから型抜き
した後の中空成形体45には、図11に示すように、ノズル
44が抜けた後の穴46が開口する。

【０００４】この成形法によると、例えばポリプロピレ
ンのような安価な素材を使用して、単純な断面形状で強
度の高い中空成形体45を製造できる利点がある。このた
め、例えば椅子用脚体のように、従来は６ナイロンや66
ナイロン等のエンジニアリングプラスチックを素材とし
て射出成形法で製造していた物品に適用すると、大幅な
コストダウンが可能になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この成形法で
は、前記のように中空成形体（製品）には、ノズル44が
抜けた後の穴46が形成されるため、穴46の周縁に応力集
中が発生し易くて強度が低いと言う問題があった。特
に、椅子用脚体のように細長い部分を持つ中空成形体の
場合、曲げ応力が穴の箇所に集中するため、強度低下の
問題が顕著に現れていた。

【０００６】本発明はこの問題を解消することを目的と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
請求項１では、密着・離反自在な一対の金型の合わせ面
に形成したキャビティに溶融合成樹脂を注入して、キャ
ビティ内に突出させたノズルからガスを噴出させ、樹脂
が固まってから両金型を離反して型抜きすることによっ
て製造される中空成形体において、「型抜きに際して前
記ノズルが抜け出ることによって形成される穴を囲うリ
ブを、外面又は内面若しくは両面に突出するように一体
成形する」の構成にした。

【０００８】また、請求項２では請求項１の構成の中空
成形体の製造を可能ならしめるため、「密着・離反自在
な一対の金型を備え、両金型の合わせ面にキャビティを
形成し、何れか一方の金型又は両金型に、キャビティ内
にガスを噴出させるためのノズルを設けた中空成形用の
金型装置において、前記ノズルを設けた金型のうちノズ
ルの周囲の箇所に、キャビティの内部に向けて開口する
凹所を形成するか、又は、ノズルを成形体の肉厚寸法よ
りも大きい寸法でキャビティ内で突出させる」の構成に
した。

【０００９】

【発明の奏する効果】請求項１のように構成すると、中
空成形体を製造するに際してノズルを抜いた後にできた
穴の周縁がリブによって補強されるため、中空成形体の
強度を格段に向上できる効果を有する。また、請求項２
の場合、ノズルの周囲の箇所に凹所を形成すると、その
凹所内に溶融合成樹脂が充満することにより、製造され
た中空成形体には、ノズルを抜いた後の穴を囲う筒状の
リブが、中空成形体の外側に突出した状態に形成され
る。また、ノズルからガスを噴出させて溶融合成樹脂を
膨らませる場合、樹脂がノズルを包むような状態になる
ため、請求項２においてノズルを成形体の肉厚寸法より
も大きい寸法でキャビティ内で突出させた場合は、製造
された中空成形体の内面には、ノズルの抜けた後の穴を
囲う筒状のリブが、ノズルの突出寸法と中空成形体の肉
厚寸法との差に相当する程度の高さに形成される。

【００１０】従って請求項２によると、ノズルが抜けた
後にできる穴を囲うリブを容易に成形できるため、強度
を向上した中空成形体を安価に製造できる効果を有す
る。

【００１１】

【発明の実施形態】次に、本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１〜図４は第１実施形態であり、こ
のうち図１は椅子１の斜視図である。この椅子１は、座
体２と中空成形体の一例としての脚体３とを備えてお
り、脚体３は、中央に位置した上向き開口の筒部４と、
筒部４から放射状に延びる５本の棒状水平部５とから成
っている。各棒状水平部５の先端にはキャスター６を取
付けている。図示していないが、脚体３の筒部４にはガ
スシリンダ等の脚柱を取付けており、これを蛇腹状のカ
バー７で覆っている。

【００１２】図２〜図４は、前記椅子１の脚体３の構造
及び脚体製造用の金型装置を示している。このうち図2
(A)は金型装置及び脚体３の断面図、図2(B)は(A) のB-B
視底面図、(C) は(A) のC-C 視平面図、図３は形成工
程を示す図、図４は要部拡大図である。金型装置は、脚
体３に上方から嵌まる形状の上金型９と、脚体３に下方
から嵌まる形状の下金型10とを備えている。上金型９の
中心部には中子11を設け、その中心に溶融合成樹脂Ｒの
注入口（ゲート）12を下向き開口している。なお、筒部
４は上下に開口させても良い。

【００１３】下金型10のうち各棒状水平部成形用キャビ
ティ（脚体３の各棒状水平部５を形成するためのキャビ
ティ）13の箇所には、ガス噴出用のノズル14を設けてい
る。図示の例では、２個のノズル14を棒状水平部成形用
キャビティ13の長手方向に沿って適宜隔てて設けている
が、ノズル14は各棒状水平部成形用キャビティ13の箇所
ごとに１個ずつ又は３個以上ずつ設けても良い。下金型
10における各棒状水平部成形用キャビティ13先端箇所に
は、脚体３の各棒状水平部５にキャスター取付け穴15を
形成するためのピン16を突設している。

【００１４】更に、下金型10において筒部４を形成する
ためのキャビティ（筒部成形用キャビティ）17のうち、
隣合った棒状水平部成形用キャビティ13の分岐部には、
隣合った棒状水平部成形用キャビティ13を仕切るように
した突起18をそれぞれ上向きに突設している。各突起18
は板状に形成されており（棒状でも良い）、上金型９と
若干の隙間が空くような高さ寸法に設定している。ま
た、各突起18は筒部成形用キャビティ17の外周縁よりも
若干内側に配置している。

【００１５】図４(A) に明示するように、下金型10のう
ちノズル14の周囲の箇所には、棒状水平部成形用キャビ
ティ13に向けて開口する円形の凹所19が形成されてい
る。換言すると、凹所19の底面からノズル14が突出した
状態になっている。ノズル14は、棒状水平部５の底部の
肉厚とほぼ同じ寸法だけキャビティ13の面から突出して
いる。

【００１６】脚体３は次の工程で製造される。すなわ
ち、先ず、図3(A)に示すように、上下金型10を密着した
状態で中子11のゲート12から、ポリプロピレン等の溶融
合成樹脂Ｒをキャビティ13,17 内に高圧で適量（例えば
50〜80％程度）注入する。

【００１７】次に、図3(B)に示すように、各棒状水平部
成形用キャビティ13のノズル14から窒素ガスや空気等の
ガスを噴出させる。噴射圧力は樹脂の注入圧力よりも低
い圧力でも良い。これにより、各棒状水平部成形用キャ
ビティ13の箇所で溶融合成樹脂Ｒが中空状に膨らむ。そ
して、樹脂が固まってから型抜きするのである。これに
より、中空状の各棒状水平部５を備えた脚体３が製造さ
れる。

【００１８】この成形工程において、型抜きすると、製
造された脚体３の各棒状水平部５には、ノズル14が抜け
た後の穴20が形成される。しかし、下金型10にノズル14
を囲う凹所19を形成しているため、ガスの噴出によって
溶融合成樹脂Ｒが凹所19に充満する。従って、各棒状水
平部５の下面には、穴20を囲う筒状のリブ21が外向き突
出した状態に形成される。これにより、脚体５の穴20の
箇所に応力が集中して破断することを防止して、脚体５
の強度を格段に向上できる。

【００１９】下金型10の筒部成形用キャビティ17に突起
18を形成すると、各棒状水平部成形用キャビティ13にガ
スを噴出させて溶融合成樹脂Ｒを中空状に形成するにお
いて、溶融合成樹脂Ｒが隣合った棒状水平部成形用キャ
ビティ13に流れ移動することが阻止される。従って、各
棒状水平部成形用キャビティ13におけるガスの圧力が不
均一であったり、各棒状水平部成形用キャビティ13の箇
所で溶融合成樹脂Ｒの粘度にバラ付きがあったりして
も、各棒状水平部５の肉厚を均一化することが容易にで
き、その結果、脚体３の強度を向上できる。

【００２０】筒部４には、突起18が抜けた後の穴22が形
成される。図５に示すのは第２実施形態である。この実
施形態では、下金型10のうち棒状水平部成形用キャビテ
ィ13の箇所に、棒状水平部成形用キャビティ13の長手方
向に沿って延びる板状の突起24を設けて、突起24を挟ん
だ両側に、ノズル14を設けている。そして、下金型10
に、ノズル14を囲う凹所19が形成されている。

【００２１】この実施形態では、板状の突起24を覆う状
態で板状補強リブ25が内向き突出した状態に形成され
る。また、棒状水平部５の下面には、ノズル14が抜けた
後の穴20を囲う筒状リブ21が形成される。この場合、突
起24の高さを大きくすると、板状補強リブ25は棒状水平
部５の上下両面に繋がった状態になる。

【００２２】図６に示すのは第３実施形態である。この
うち(A) では、リブ20に補助の枝リブ21ａを連接してい
る。この構成によると、強度を一層強向上できる。な
お、椅子の脚体５においてはリブ20,21aは外側から殆ど
又は全く見えないので、外観の点での問題ない。図6(B)
では、リブ21を菱形（矩形）に形成している。この図よ
より容易に理解できるように、リブ21の形態は自由に設
定したら良い。

【００２３】図７に示すのは第４実施形態である。この
実施形態では、下金型10に、棒状水平部成形用キャビテ
ィ13の長手方向に沿って延びる板状のコア24を突出・後
退動自在に装着し、このコア24にノズル14を埋設し、更
に、下金型10のうちノズル14の箇所に凹所19を形成して
いる。この実施形態では、ノズル14からガスを噴出させ
て溶融合成樹脂Ｒを中空状に膨らませてから、樹脂が完
全に固まる前にコア24を後退させるようにしている。す
ると、棒状水平部５は金型9,10に密着した外面が最も早
く固まり、補強リブ25の箇所が最も遅く固まるため、棒
状水平部５には全体として窄まるような内部応力が発生
し、これにより、補強リブ25はぴったりと閉じた状態に
なる。また、凹所19を設けたことによって形成された一
対のリブ21もぴったりと密着する。

【００２４】このように構成すると、強度を一層向上で
きる。上記の各実施形態は椅子の脚体に適用した場合で
あったが、本願発明は、図８に示すように机の脚体28や
天板29に適用したり、図９に示すように二重床用フロア
ーパネル30に適用したりするなど、他の種々の中空成形
体に適用できる。また、金型に凹所を形成すると共にノ
ズルをキャビティの内部に大きく突出させて、リブを中
空成形体の内外に突出させても良いことは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る脚体を使用した椅子の斜視
図である。

【図２】(A) は金型装置及び脚体の分離断面図、(B) は
(A) のB-B 視底面図、(C) は(A) のC-C 視平面図であ
る。

【図３】第１実施形態の製造工程を示す図である。

【図４】(A) は成形工程途中での要部の拡大断面図, 、
(B) は型抜きした後の要部断面図、(C) は(B) のC-C 図
である。

【図５】第２実施形態の断面図である。

【図６】第３実施形態を示す図である。

【図７】第４実施形態を示す図で、(A) は斜視図、(B)
(C)は成形工程を示す断面図である。

【図８】本発明を適用した机用脚体の側面図である。

【図９】(A) 本発明を適用したフロアーパネルの斜視
図、(B) は(A) のB-B 視断面図である。

【図１０】従来技術の製造工程を示す図である。

【図１１】従来の中空成形体の断面図である。

【符号の説明】

３ 中空成形体の一例としての椅子用脚体 ５ 脚体の棒状水平部 10 下金型 13 棒状水平部成形用キャビティ 14 ノズル 19 凹所 20 穴 21 リブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密着・離反自在な一対の金型の合わせ面に
   形成したキャビティに溶融合成樹脂を注入して、キャビ
   ティ内に突出させたノズルからガスを噴出させ、樹脂が
   固まってから両金型を離反して型抜きすることによって
   製造される中空成形体であって、 型抜きに際して前記ノズルが抜け出ることによって形成
   される穴を囲うリブを、外面又は内面若しくは両面に突
   出するように一体成形したことを特徴とする中空成形
   体。
2. 【請求項２】密着・離反自在な一対の金型を備え、両金
   型の合わせ面にキャビティを形成し、何れか一方の金型
   又は両金型に、キャビティ内にガスを噴出させるための
   ノズルを、キャビティ内に突出するように設けた中空成
   形用の金型装置であって、 前記ノズルを設けた金型のうちノズルの周囲の箇所に、
   キャビティの内部に向けて開口する凹所を形成するか、
   又は、ノズルを成形体の肉厚寸法よりも大きい寸法でキ
   ャビティ内に突出させたことを特徴とする中空成形体製
   造用の金型装置。