专利名称：中空成型品的成型方法、中空成型品及其制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种中空成型品的成型方法、通过实施该成型方法 获得的中空成型品及其制造装置，其中，在一次成型中，使用可闭模 的移动模和固定模，使成对的半成型品具有结合端面地一体成型，并 且，在一个半成型品残留在固定模上、另一个半成型品残留在移动模 的状态下，使上述移动模相对上述固定模移动，使成对的半成型品在 结合端面离开的状态下相对，在其之间插入加热体，使结合端面熔融， 并使上述加热体退避，闭合模具，使结合端面融合，由成对的半成型 品获得中空成型品。
背景技术：
作为弯管、进气歧管、罐子等复杂形状的合成树脂制的中空成型 品的制造方法之一，公知有利用注塑成型机的成型法。该注塑成型机 如专利文献l、 2所示，由一组模具构成。在一组模具的一个模具中， 设有用于形成一个半中空体的阳模和阴模，并且在另一个模具上设置 用于形成另一个半中空体的阴模和阳模。因此，通过这些模具，在一 次成型中，使中空体制品作为二个分割的半中空体或分割体形成，在 二次成型中，使其分割面相对，并向相对的结合空间注塑填充熔融树 脂，从而使一对半中空体成为在分割面结合而成的一个中空体制品。 这样一来，可通过注塑成型制造中空成型品。根据使用了注塑成型机 的成型法，可制造完全密封的中空体制品，并且可制造平均壁厚的中 空体制品，并具有可对应复杂形状等优点。但是，根据中空体制品不 同，存在用该成型法难于制造的情况。例如，如内部被多个肋分割为 多个分腔的罐子那样，制造内部被肋或壁面划分的中空体时，在二次 成型中也需要结合肋部分，但用上述成型方法就难以制造。并且，在 该成型法中，在二次成型中必须注塑结合用的熔融树脂，因此注塑机及模具的构造变得复杂，且成型时间变长。进一步，当二次注塑压力 较小时，结合力变弱，而当压力较大时，存在熔融树脂从结合端面部 泄漏到中空体制品内部的问题。
专利文献l: JP特开昭62-87315号公报 专利文献2: JP特开平6-246781号公报 专利文献3: JP特许第3855083号公报
另一方面，作为本发明的直接的先行技术，例如包括专利文献3。 专利文献3中记载了如下成型方法对一次成型的成对的半中空成型 品的结合端面用加热体非接触地加热、熔融，挤压成对的半中空成型 品的结合端面，获得中空成型品。根据该成型方法，将由移动模和固 定模构成的模具合模，使成对的半中空成型品具有结合端面地进行一 次成型，在一个半中空成型品残留在移动模、另一个半中空成型品残 留在固定模的状态下开模。接着，使移动模滑动，使一对半中空成型 品相对，成为一对半中空成型品的结合端面离开的状态。并且，在其 之间插入加热体，该加热体具有由护套加热器、陶瓷加热器、感应加 热器等构成的面状加热器，熔融结合端面并使加热器退避后闭模，在 模具内使半中空成型品的结合端面挤压、融合，获得中空成型品。
根据专利文献3所述的发明，结合一对半中空成型品的端面时， 无需注塑结合用的熔融树脂，因此注塑机或注塑操作变得简单，可获
得充分的结合强度。并且存在以下优点即使是内部具有如上述肋那
样的结合部分的复杂形状的中空成型品，也可容易地制造。进一步在 一次成型的模具内熔融半中空成型品的结合端面，在模具内可制造中 空成型品，因此可获得尺寸精度高的中空成型品，无需格外具有融合 用的夹具等，因此具有可低价制造中空成型品的优点。但是，也存在
需要改善的方面。例如，专利文献3记载的发明中的加热体由面状加
热器构成，但开始向加热器供电时，热量一开始被加热体夺去，温度 不会立刻上升。因此，在熔融结合端面步骤前，需要总是向加热器供电，使加热体变热，浪费能源，并且需要格外考虑隔热，使热不会从 加热体通过传导逃逸到外部。并且，加热体被平均加热，因此无法进 行通过不同温度对不同熔融点进行加热的调节。进一步，加热体是有 规定重量的，因此使加热体插入/待避到模具间的活塞汽缸等驱动装置 也需要是较大型的。进一步，由于通过面状加热器加热，因此加热范 围变大，结合端面以外的部分也可能熔融。
专利文献3所述的发明对加热器的种类没有特别限定，但在说明 书中，作为加热器的例子，记载了护套加热器、陶瓷加热器、感应加 热器。这些加热器存在从供电到达到规定温度的上升时间较长的缺点， 因此需要预计上升时间而开始供电。但一般情况下，加热器对对象物 的加热通过红外线放射产生的辐射进行。这些加热器的温度为600'C左 右，是较低的温度，因此放射的红外线中远红外线的成分较多。远红 外线的辐射能量较少，因此对象物的加热需要较长时间，波长较长， 因此对物体的渗透能力较强，对象物的内部也被加热。因此，在充分 熔融表面树脂前，不仅树脂表面附近熔融，而且内部也熔融。并且， 熔融耗费时间，因此树脂长时间加热，质量可能受损。进一步，热传 导的影响也变大。即，加热时间较长时，加热体周围的空气也被加热， 加热的空气较大范围内加热树脂，因此存在树脂质量进一步受损的问 题。
发明内容
本发明鉴于以上问题而产生，具体而言其目的在于提供一种中空 成型品的成型方法及该方法的实施中使用的中空成型品的制造装置， 即使是复杂形状的中空成型品也可高尺寸精度地成型，并且可获得充 分的结合强度，熔融半中空成型品的结合端面时，可在短时间内仅熔 融结合端面的表面附近，并且不会熔融其他部分，因此不会产生树脂 质量退化的问题，且加热器较轻，能量损失较少，根据熔融点可调节 加热量。并且其目的还在于提供一种通过上述中空成型品的成型方法 或制造装置获得的中空成型品。为了实现上述目的，本发明的中空成型品的成型方法，在模具内 熔融成对的半中空成型品的结合端面，进行闭模而融合结合端面，其 中，结合端面的熔融使用与该结合端面相似形状的卤素加热器或碳加 热器。g卩，为了实现上述目的，技术方案1所述的发明是一种中空成 型品的成型方法，在一次成型中，使用能够闭模的移动模和固定模， 使成对的半成型品以具有结合端面的方式成型，并且在二次成型中， 在一个半成型品残留的状态下使上述移动模相对于上述固定模移动， 使上述一个半成型品与另一个半成型品以使各自的结合端面以规定的 间隔离开的方式相对，在一对半成型品的结合端面之间非接触地插入 加热器，熔融结合端面，并使上述加热器退避，并且使上述移动模相 对于上述固定模进行闭模，或者使一对半成型品在模具内彼此挤压， 融合结合端面，其中，上述加热器使用卤素加热器或碳加热器，并且 控制发热的时序和发热温度。技术方案2所述的发明是，在技术方案1 所述的成型方法中，使用与上述结合端面相似并一笔画状形成的线状
加热器。技术方案3所述的发明是，在技术方案2所述的成型方法中， 上述一笔画状形成的加热器，在通过二个靠近的部分(El、 E2)而产 生非连续的断点部分(D)点时，使上述二个部分(El、 E2)在竖直方 向上成为上下关系，而插入到上述一对半成型品的结合端面之间。技 术方案4所述的发明是，在技术方案1~3的任意一项所述的成型方法 中，上述加热器使用能够独立进行控制的多个加热器。
技术方案5所述的发明是一种中空成型品，通过一次成型以具有 结合端面的方式成型的多个半成型品的结合端面，通过一次成型中使 用的相同模具的闭模而融合，或者半成型品在其他模具内彼此挤压而 融合，其中，上述结合端面通过卤素加热器或碳加热器熔融后退避而融合。
技术方案6所述的发明是一种中空成型品的制造装置，由模具和 加热器的组合构成，上述模具至少具有固定模和移动模，使上述移动模在第1位置上相对于上述固定模合模时，构成用于使具有结合端面 的一对第l、第2半成型品成型的第1、第2腔，以规定量移动上述移
动模时，构成上述第l、第2腔的凹部彼此匹配，在该匹配的第2位置 上，能够使上述固定模和移动模的分型面之间保持规定间隔，并且能 够使上述移动模相对于上述固定型进行合模，上述加热器由构成为和 第1、第2半成型品的结合端面相似的形状的卤素加热器或碳加热器构 成，该加热器设置为能够在上述分型面之间插入、退避自如，并且发 热时序和发热温度受到控制。
如上所述，根据本发明，在模具内熔融成对的半中空成型品的结 合端面，使移动模相对固定模闭模，或者使一对半成型品在模具内彼 此挤压而融合结合端面，因此即使是复杂形状的中空成型品也可高尺 寸精度地形成，并且可获得的充分的结合强度。并且，根据本发明， 半中空成型品的结合端面的熔融使用卤素加热器或碳加热器，因此只 要向加热器供电就可迅速到达目标温度。因此，对应成型周期，即仅 在融合结合端面的树脂时向加热器供电即可，并且温度的强弱调整也 较容易，因此可获得不浪费能源即可结合的效果。由于加热器的控制 响应性良好，因此可根据树脂种类、结合端面的形状、大小等细致地
控制加热器。并且具有以下效果这些加热器照射近红外线、中红外
线，因此仅结合端面的表面附近熔融，不会熔融与结合无关的其他部 分。并且，可在短时间内熔融，因此不会导致树脂的热产生的退化。 进一步，这些加热器呈现发热体由管状的石英玻璃覆盖的线形，因此 可使加热器一笔画状地形成为任意的形状。因此，可使加热器形成为 与结合端面的形状相似的形状，仅熔融结合端面。并且，加热器由卤 素加热器或碳加热器构成，因此可轻型化，可由低价、小型的驱动装 置驱动。这样一来，可使驱动装置小型化，易于在制造装置的附近设 置取出成型品的机器夹盘等。并且，石英玻璃高温下也不变形，因此
具有以下效果可高精度地调节结合端面和加热器的间隔，仅正确地 熔融想要熔融的部分。进一步，根据其他发明，上述加热器使用多个 加热器，这些加热器可独立控制，因此可通过各加热器以不同温度加热，从而可根据熔融部位调节加热量。
图1是表示本发明的实施方式涉及的制造装置的图，其(A)是表 示闭合了模具的状态的截面图，其(B)是表示模具的一部分和加热装 置的示意透视图。
图2是说明本发明的实施方式涉及的中空成型品的成型方法的
图，其(A) ~ (D)是表示制造中空成型品的过程中的各阶段的示意
截面图。
图3是说明本发明的实施方式涉及的中空成型品的成型方法的 图，其(A) ~ (C)是表示制造中空成型品的过程中的各阶段的示意截 面图。
图4是表示其他实施方式的图，其(A)是表示内部具有肋的一对 半中空成型品的透视图，其(B)是表示用于成型该半中空成型品的、 加热器的实施方式的俯视图。
具体实施例方式
本实施方式涉及的中空成型品的制造装置由模具和加热装置构 成。首先说明本实施方式涉及的模具。图1 (A)表示本实施方式涉及
的模具合模的状态，模具大致包括固定模l;相对该固定模开闭模的 可动模2;设置在该可动模2上且设置为可在图中上下方向上滑动地驱
动的移动模3;和驱动移动模3的例如由活塞汽缸单元4构成的驱动装置等。
在图1 (A)中在固定模1的上方位置上，形成从分型面P向内部
方向引入的规定大小的凹部11。该凹部11如下所述，用于使第1半成
型品A的外表面成型。在图1 (A)中在固定模1的下方位置上，半球 形的芯12从分型面P突出地设置。该芯12用于使第2半成型品B的 内表面成型。在如上构成的固定模1的凹部11的底部，与第1注入口 14连通 的未图示的门开口，在芯12的底部的分型面P的附近，与第2注入口 14连通的同样未图示的门开口。并且，这些第l、第2注入口14、 15 经由在固定模1上形成的流道16及主注入口 17，与未图示的注塑机的 注塑喷嘴连通。主注入口 17、流道16、第1注入口 14及第2注入口 15用于一次成型，在本实施方式中，没有二次成型用的流道、注入口 等。因此是简单的模具构造。
在图1 (A)中在移动模3的上方的分型面P—侧，设有从分型面 P向固定模l突出的、与固定模1的凹部11成对的半球形的芯31。将 移动模3滑动到以下说明的第1位置而相对于固定模1合模时，通过 固定模1的凹部U和移动模3的分型面P、移动模3的芯31，构成使 第1半成型品A成型的第1腔Cl。第1半成型品A的外表面如上所述 通过凹部ll形成，内表面通过芯31形成，并且与第2半成型品B结 合的结合端面通过移动模3的分型面P形成。此时，移动模3的芯31 比固定模1的凹部11小规定量，因此第1半成型品A以规定壁厚成型。
在图1 (A)中在移动模3的下方的分型面P—侧，形成从分型面 P引入到内部的、与固定模1的芯12成对的、规定大小的凹部32。在 第1位置下使移动模3和固定模1合模时，通过固定模1的分型面P、 固定模1的芯12、和移动模3的凹部32，构成形成第2半成型品B的 第2腔C2。第2半成型品B的内表面如上所述通过固定模1的芯12 形成，外表面通过凹部32形成，并且与第1半成型品A结合的结合端 面通过固定模1的分型面P形成。此外，移动模3的凹部32比固定模 1的芯12小规定量，因此第2半成型品B成型为规定壁厚。
移动模3在活塞汽缸单元4的作用下滑动，相对于固定模1可采 用第1和第2位置。图1 (A)表示采用一次成型的位置、即移动模3 相对于固定模1采用第1位置进行合模的情况。使固定模1和可动模2 开模并驱动活塞汽缸单元42时，移动模3相对于固定模1可采用第2位置。在第2位置下，固定模1的凹部11和移动模3的凹部32相对。 因此，如下所述，第l和第2半成型品A、B可在各自的结合端面融合。
本实施方式涉及的加热装置40设置在固定模1和移动模3附近， 大致包括线状加热器41，形成为规定形状，以规定粗细构成；驱动 装置，使加热器41插入到固定模1和移动模3之间或使之退避。
加热器41由齒素加热器或碳加热器构成。卤素加热器包括由钨 构成的灯丝；覆盖在灯丝上的管状的石英玻璃；和封入到管内的卤素 气体。向灯丝供电，灯丝变为高温时，钨原子从灯丝蒸发，但因所谓 卤素循环效果，卤素气体暂时与钨原子结合，之后钨原子返回到灯丝， 因此灯丝的消耗得到抑制，可使灯丝成为高温，并且使用寿命也长。 另一方面，碳加热器包括由碳丝构成的发热体、和覆盖在发热体上的 管状的石英玻璃，可使碳加热器成为高温，并且寿命较长。该加热器 开始供电1 数秒后就达到目标温度，因此控制响应性良好，易于进行 温度调节。卤素加热器放射中心波长约1.2um的近红外线，碳加热器 放射中心波长约2 3um的中红外线。近红外线、中红外线的辐射能量 均较大，因此可短时间内熔融树脂。并且，这些红外线对物体的渗透 能力较小，因此可只迅速熔融表面附近的树脂，而不损害树脂质量。 此外，中红外线和近红外线相比，具有一定的对物体的渗透能力，因 此熔融的树脂的厚度略厚，但易于被树脂吸收，可高效地熔融树脂。
这种加热器41在本实施方式中形成为一笔画状，以与结合端面的 形状相似。结合端面a、 b的形状为圆时，如图1 (B)所示，加热器 41也形成为圆形。此时，产生无法一笔画形成的间隙、即非连续的断 点部分D。该断点部分D在图示的实施方式中实质上通过与在竖直方 向中在上下方向上分开的二个部分El、 E2生成。将加热器41插入到 结合端面之间进行加热时，从断点部分D不放射近红外线及中红外线， 因此照射到与断点部分D对应的结合端面的热线量变少。但是，使二 个部分El、 E2在竖直方向上成为上下关系地插入时，断点部分D位于部分E2的上方，因此由加热器41的部分E2加热的空气上升，与断点 部分D对应的结合端面也充分熔融，不会产生熔融不均。
该加热器41由耐热支撑部42支撑，安装在驱动装置上。驱动装
置包括导轨44;由该导轨引导的支撑框45;驱动该支撑框45的活
塞汽缸单元46等。并且，在支撑框45的前端部经由耐热支撑部42安 装加热器41，驱动活塞汽缸单元46时，加热器41插入到固定模1和 移动模3之间，或退避到图1 (B)所示的位置。根据需要通过电缆48、 48从电源控制装置47向加热器41供电。
接着根据图2、图3说明使用上述制造装置制造中空成型品的例 子。驱动移动模3的活塞汽缸单元4，使移动模3位于第1位置，即图 2 (A)所示的位置，并且通过未图示的合模装置进行合模。这样一来， 如上所述，通过固定模1和移动模3构成使第1半成型品A成型的第 1腔Cl、及使第2半成型品B成型的第2腔C2。
通过未图示的注塑机使可塑化的熔融树脂从主注入口 17射出。熔 融树脂从流道16、第1、第2注入口 14、 15经由门基本同时填充到各 个腔C1、 C2中。这样一来，如图2(B)所示，第l、第2半成型品A、 B实质上同时成型。等待一定程度的冷却硬化。以此结束一次成型。
接着，如图2 (C)所示，打开可动模2、即打开移动模3。这样 一来，根据半成型品A、 B的形状、面积或突起物的有无等，第1半成 型品A残留在固定模1上、第2半成型品B残留在移动模3上而打开。 如图2(D)所示，驱动活塞汽缸单元4，使移动模3向第2位置滑动。 这样一来，第1、 2半成型品A、 B各自的结合端面a、 b以规定间隔离 开并匹配。
驱动加热器41用的活塞汽缸单元46。这样一来，加热器41插入 到结合端面a、 b之间。插入后，加热器41的表面和结合端面a之间、及加热器41的表面和结合端面b之间变为0.5mm 50mm。根据树脂种 矢、5曰甘顺叫a、 0^)形认、人々、、殆百H、"虫3g守，在PQ微、:K帀!J农直4/ 中设定通电时序、发热温度等。从而向加热器41供电。这样一来，近 红外线或中红外线照射到结合端面a、 b，非接触地瞬间加热熔融。图 3 (A)表示插入了加热器41的状态、或正加热的状态。结合端面a、 b 熔融后，停止对加热器41的供电，驱动活塞汽缸单元46，使加热器 41退避。并且，如图3 (B)所示进行合模。通过合模，第1、 2半成 型品A、 B在结合端面a、 b融合。以此结束二次成型。如图3 (C)所 示，开模时，未图示的顶销突出，取出中空成型品AB。使移动模3向 图2 (A)所示的位置滑动，如上所述，进行一次成型。以下同样地制 造中空成型品AB。
根据本实施方式，插入加热器41并通电，使加热器退避后停止， 因此结合端面a、 b被平均加热，不会产生熔融不均。B卩，如现有技术 那样使用响应性差的加热器时，在插入加热器前通电并加热，退避后 停止时，由加热器加热的时间在距插入较近的地方较长，在较远的地 方较短，熔融产生不均，结果在结合部的强度上产生强弱不均，但根 据本实施方式，由于应用了具有良好热响应性的卤素加热器或碳加热 器，因此如上所述，进行开、关控制时，成型循环也不会变长，不产 生熔融不均。
接着说明制造由多个肋将内部分割为多个分腔的罐子60时的加 热装置。图4 (A)表示构成罐子60的一对半中空成型品61、 61'。半 中空成型品61、 6r的内部形成肋63、 63'、 ... (63，、 63'、...)。本领 域技术人员可轻易理解，因此不详细说明，使这样一对半中空成型品 61、 61，在结合端面64 (64，)结合时，可成型内部分割为三个分腔的罐 子60。熔融这种结合端面64、 64'时，加热器至少需要二个。图4(B) 中，半中空成型品61的结合端面64的俯视图用虚线表示。熔融半中 空成型品61、 61'的结合端面64 (64')的第l加热器66、及熔融肋63、 63、 ... (63，、 63'、...)的结合端面的第2加热器67如图所示形成。这样一来，可使半中空成型品61、 61，的结合端面64 (64')和肋63、 63、...的结合端面均匀地熔融。和罐子60的外壁部分相比，肋63、 63 的厚度较薄时，使第1加热器66与第2加热器67相比以较高温度加 热，则可平均地熔融结合端面64 (64')。此外，结合端面64 (64，) 如图4 (A)所示变为曲面时，第1、第2加热器66、 67也需要形成为 曲面，但这种形状的第1、第2加热器66、 67从箭头Yl所示方向插 入时，不会与结合端面64 (64')干扰。
在上述实施方式中，以制造完全密封的中空成型品为例进行了说 明，但部分开放的中空状的成型品当然也可同样来制造。并且，也可 由三个以上的一次成型品制造出一个中空成型品。因此，中空成型品 中包括部分开放的成型品，也包括由三个以上的多个一次成型品成型 的成型品。并且也可替代使移动模滑动，而使之旋转进行实施。进一 步，在上述实施方式中，二次成型通过将移动模3相对于固定模1合
模来实施，但二次成型也可是使用未图示的其他模具，使结合端面
如上所述进行熔融，并融合结合端面。
权利要求
1.一种中空成型品的成型方法，在一次成型中，使用能够闭模的移动模和固定模，使成对的半成型品以具有结合端面的方式成型，并且在二次成型中，在一个半成型品残留的状态下使上述移动模相对于上述固定模移动，使上述一个半成型品与另一个半成型品以使各自的结合端面以规定的间隔离开的方式相对，在一对半成型品的结合端面之间非接触地插入加热器，熔融结合端面，并使上述加热器退避，并且使上述移动模相对于上述固定模进行闭模，或者使一对半成型品在模具内彼此挤压，融合结合端面，该成型方法的特征在于，上述加热器使用卤素加热器或碳加热器，并且控制发热的时序和发热温度。
2. 根据权利要求1所述的中空成型品的成型方法，其特征在于， 使用与上述结合端面相似并一笔画状形成的线状加热器。
3. 根据权利要求2所述的中空成型品的成型方法，其特征在于， 上述一笔画状形成的加热器，在通过二个靠近的部分(El、 E2)而产 生非连续的断点部分(D)点时，使上述二个部分(El、 E2)在竖直方 向上成为上下关系，而插入到上述一对半成型品的结合端面之间。
4. 根据权利要求1~3的任意一项所述的中空成型品的成型方法， 其特征在于，上述加热器使用能够独立进行控制的多个加热器。
5. —种中空成型品，通过一次成型以具有结合端面的方式成型的 多个半成型品的结合端面，通过一次成型中使用的相同模具的闭模而 融合，或者半成型品在其他模具内彼此挤压而融合，其特征在于，上述结合端面通过卤素加热器或碳加热器熔融后退避而融合。
6. —种中空成型品的制造装置，其特征在于， 由模具和加热器的组合构成，上述模具至少具有固定模和移动模，使上述移动模在第1位置上相对于上述固定模合模时，构成用于使具有结合端面的一对第1、第2 半成型品成型的第1、第2腔，以规定量移动上述移动模时，构成上述第1、第2腔的凹部彼此 匹配，在该匹配的第2位置上，能够使上述固定模和移动模的分型面 之间保持规定间隔，并且能够使上述移动模相对于上述固定型进行合 模，上述加热器由构成为和第1、第2半成型品的结合端面相似的形 状的卤素加热器或碳加热器构成，该加热器设置为能够在上述分型面 之间插入、退避自如，并且发热时序和发热温度受到控制。
全文摘要
提供一种中空成型品的制造方法、中空成型品及其制造装置，可瞬间仅熔融结合端面的表面附近，即使是复杂形状的中空成型品，也可以较高尺寸精度成型，并且可获得充分的结合强度。使用移动模(3)和固定模(1)，使第1、2半成型品(A、B)具有结合端面(a、b)地成型，在第2半成型品(B)残留的状态下滑动移动模(3)，使各自的结合端面(a、b)匹配，在其间插入由卤素加热器或碳加热器构成的加热器(41)，熔融结合端面后使加热器退避，并进行闭模，融合结合端面(a、b)。
文档编号B29C33/00GK101537716SQ20091012894
公开日2009年9月23日 申请日期2009年3月17日 优先权日2008年3月17日
发明者植田祐治, 西田正三 申请人:株式会社日本制钢所