专利名称：高强度和密封性中空模制件的成型方法及中空模制件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过熔接多个分割体而成型出中空模制件的方法，以及由该成型方法成型出的中空模制件。
背景技术：
一种传统的成型中空模制件的方法公开于日本特开平7-75870号公报(参考文献1)中。在该传统方法中，用于构成预期中空模制件的多个分割体被彼此独立成型，然后在一个模具彼此接触。熔融树脂被注射并充填到沿相接触的每个分割体的周缘形成的树脂路径中，各个分割体通过充填的树脂而彼此熔接在一起，从而成型出一个中空模制件。
每个分割体上的形成有树脂路径的表面在与树脂路径的长度方向成直角的方向上是不均匀的，因而树脂路径在纵向上是弯曲的。结果，熔接结合区域被加大，以便提高分割体之间的熔接强度。
然而，在上述现有技术中，尽管可以通过增大熔接结合区域而提高分割体的整体熔接强度(总体结合部熔接强度)，但存在这样的问题，即不容易在确保熔接部位的密封性。
在分割体的形成树脂路径的表面上，突出部具有相对较大的树脂表面/体积比(与熔融树脂相接触的面积与从熔融树脂接收热量的体积之比)，因此，突出部通常具有高熔接强度；而具有相对较小树脂表面/体积比的凹入部的熔接强度通常较低。
因此，在传统技术中，存在这样的缺陷，即中空模制件的熔接部位的熔接强度容易沿树脂流动路径的长度方向发生变化，从而难以确保稳定的密封性能。
发明内容
本发明的是针对上述问题而研制的，而且本发明的目的是提供一种成型中空模制件的方法和一种中空模制件，其中可以再分割体的熔接部位以稳定的方式确保总体熔接强度和密封性能。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种中空模制件成型方法，包括成型步骤，用于成型一个中空模制件(3)的多个分割体(31，32)；流动路径形成步骤，用于在所述成型步骤之后将所述多个分割体(31，32)彼此接触地布置在一个模具(A)中，并且沿着所述多个分割体(31，32)的接触部位的周缘形成一个树脂路径(330)；熔接步骤，用于在所述流动路径形成步骤之后将熔融树脂充入所述树脂路径(330)中，并且利用充入的熔融树脂(33)将所述多个分割体(31，32)彼此熔接在一起；其中，所述成型步骤包括下述步骤在所述多个分割体(31，32)上的与在流动路径形成步骤形成的所述树脂路径(330)相对应的部位上，沿着所述树脂路径(330)的长度方向形成连续的突出部(316，326)；所述熔接步骤包括下述步骤使所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)相互熔接。
结果，可以获得一种熔接结构，其中在周缘路径(330)的整个周长连续形成了具有高熔接强度的部分。因此，可以在分割体(31，32)的熔接部位可靠地获得整体熔接强度和密封性。
根据本发明的第二方面，提供了一种中空模制件成型方法，其中，所述成型步骤包括下述步骤在所述树脂路径(330)的整个周长上形成所述突出部(316，326)。
在本发明的这个方面，可以获得一种熔接结构，其中在周缘路径(330)的整个周长连续形成了具有高熔接强度的部分。因此，可以在分割体(31，32)的熔接部位可靠地获得整体熔接强度和密封性。
根据本发明的第三方面，提供了一种中空模制件成型方法，其中，所述突出部(316，326)在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上具有大致梯形横截面。
在本发明的这个方面，突出部(316，326)容易在其前端从充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)接收更多的热量并且与充入的树脂(33)熔接在一起。这样，可以容易且可靠地确保整体熔接强度和密封性。
根据本发明的第四方面，提供了一种中空模制件成型方法，其中，在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上形成了具有大致三角形横截面的突出部(326A)。
在本发明的这个方面，突出部(316A，326A)容易在其前端从充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)接收更多的热量并且与充入的树脂(33)熔接在一起。这样，可以容易且可靠地确保整体熔接强度和密封性，特别是可以可靠地确保获得密封性。
根据本发明的第五方面，提供了一种中空模制件成型方法，其中，所述成型步骤包括下述步骤在每个所述分割体(31，32)上的与在流动路径形成步骤形成的所述树脂路径(330)相对应的部位上分别形成一个壁部(328)，所述壁部在熔接步骤中抑制从熔融树脂向模具(A)的放热。
在本发明的这个方面，在熔接步骤中在树脂路径(330)中从上游向下游流动的熔融树脂的温度下降可以得到抑制。因此，容易沿树脂路径(330)的整个周长获得稳定的熔接结构。这样，可以容易且可靠地确保整体熔接强度和密封性。
根据本发明的第六方面，提供了一种中空模制件成型方法，其中，在所述熔接步骤中，在所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)之间的所有熔接部位处，满足W≥F/(E×L)，其中W是在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上的熔接宽度，F是中空模制件(3)的全部熔接部位所需的整体熔接强度，E是构成分割体(31，32)的树脂的强度和充入树脂路径(330)中的树脂(33)的强度二者中较小的一个，L是树脂路径(330)的长度。
在本发明的这个方面，可以可靠地确保所需的整体熔接强度和密封性。
根据本发明的第七方面，提供了一种中空模制件成型方法，其中，在所述熔接步骤中，所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)之间的所有熔接部位在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上的熔接宽度(W)等于所述多个分割体(31，32)的最小厚度(T)的5至100％。
一般而言，分割体(31，32)的最小厚度(T)是考虑到需要被密封住的压力和外力而确定的。通过将突出部(316，326)与充入的树脂(33)之间的熔接宽度(W)在所有熔接部位上设置为不小于分割体(31，32)的最小厚度(T)的5％，可以可靠地确保熔接部位的密封性和对外力的抵抗能力。另一方面，如果熔接宽度(W)超过分割体(31，32)的最小厚度(T)的100％，则会导致具有过大但不必要的强度。因此，通过将熔接宽度(W)减小到最小厚度(T)的100％或以下，则可以防止中空模制件(3)变得庞大。
根据本发明的第八方面，提供了一种中空模制件成型方法，其中，所述成型步骤包括下述步骤分别在形成于所述模具(A)的不同位置上的阳模(254，151)和阴模(153，252)之间成型所述多个分割体(31，32)。所述流动路径形成步骤包括下述步骤在形成于所述成型步骤中的所述多个分割体(31，32)保留在所述模具(A)中的情况下，将所述阴模(153，252)彼此组合；以及，将所述多个分割体(31，32)在所述模具(A)中以相互接触的方式布置。
在本发明的这个方面，可以实现高生产率的成型方法，其中多个分割体(31，32)在同一模具中成型和熔接在一起，并且可以可靠地确保分割体(31，32)之间的整体熔接强度和密封性。
根据本发明的第九方面，提供了一种中空模制件，其中，多个分割体(31，32)，它们通过充入树脂路径(330)中的树脂(33)而彼此熔接在一起，所述树脂路径(330)沿着所述多个分割体(31，32)的接触部位的周缘形成；在所述树脂路径(330)的长度方向上连续形成的突出部(316，326)与所述树脂(33)在所述树脂路径(330)中彼此熔接。
根据本发明的第九方面的中空模制件可以利用根据本发明第一方面的中空模制件成型方法形成，因而可以获得一种熔接结构，其中在周缘路径(330)的整个周长连续形成了具有高熔接强度的部分。结果，可以在分割体(31，32)的熔接部位可靠地获得整体熔接强度和密封性。
根据本发明的第十方面，提供了一种中空模制件，其中，所述突出部(316，326)形成在所述树脂路径(330)的整个周长上。
在本发明的这个方面，可以获得一种熔接结构，其中在周缘路径(330)的整个周长连续形成了具有高熔接强度的部分，因此，可以在分割体(31，32)的熔接部位可靠地获得整体熔接强度和密封性。
根据本发明的第十一方面，提供了一种中空模制件，其中，每个所述分割体(31，32)分别具有一个壁部(328)，所述壁部竖立在所述树脂路径(330)中的所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)之间的熔接部位的外周侧。
在本发明的这个方面，在将分割体(31，32)彼此熔接时，在熔融树脂在树脂路径(330)中从上游侧向下游侧流动时，从熔融树脂向模具(A)的放热可以得到抑制，以减小熔融树脂的温度下降。因此，容易沿树脂路径(330)的整个周长获得稳定的熔接结构。通过这种方式，可以容易且可靠地确保整体熔接强度和密封性。
根据本发明的第十二方面，提供了一种中空模制件，其中，在所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)之间的所有熔接部位处，满足W≥F/(E×L)，其中W是在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上的熔接宽度，F是中空模制件(3)的全部熔接部位所需的整体熔接强度，E是构成分割体(31，32)的树脂的强度和充入树脂路径(330)中的树脂(33)的强度二者中较小的一个，L是树脂路径(330)的长度。
在本发明的第十二方面，中空模制件可以利用根据本发明第六方面的中空模制件成型方法形成，因而可以可靠地确保所需的整体熔接强度和密封性。
根据本发明的第十三方面，提供了一种中空模制件，其中，所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)之间的所有熔接部位在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上的熔接宽度W等于所述多个分割体(31，32)的最小厚度(T)的5至100％。
在本发明的第十三方面，中空模制件可以利用根据本发明第七方面的中空模制件成型方法形成，因而可以可靠地确保熔接部位的密封性，同时又能防止中空模制件(3)变得庞大。
前面附在各个技术特征后面并且置于括号内的附图标记是后面的具体实施例中相应技术特征的特定例子。
通过下面对本发明的具体实施例的详细描述并参照附图，可以更全面地理解本发明。
图1是用于制作根据本发明第一实施例的中空模制件3的模具A的结构的示意性剖视图。
图2是中空模制件3的结构的示意性剖视图。
图3是用于解释中空模制件成型方法的模具A的剖视图。
图4是用于解释中空模制件成型方法的模具A的剖视图。
图5是用于解释中空模制件成型方法的模具A的剖视图。
图6是用于解释中空模制件成型方法的模具A的剖视图。
图7是用于解释中空模制件成型方法的模具A的剖视图。
图8是用于解释中空模制件成型方法的模具A的剖视图。
图9是用于解释中空模制件成型方法的模具A的剖视图。
图10是用于解释中空模制件成型方法的模具A的剖视图。
图11是用于解释中空模制件成型方法的模具A的剖视图。
图12是用于解释中空模制件成型方法的模具A的剖视图。
图13是分割体和树脂路径的透视图。
图14是在流动路径形成步骤中形成的周缘路径3 30的结构的主要部位的剖视图。
图15是图14中的局部B的放大图。
图16是分割体32的俯视图。
图17是在熔接步骤中熔接在分割体31、32之间的熔接部分的主要部位的剖视图。
图18是图17中的局部C的放大图。
图19是根据本发明第二实施例的主要部位的剖视图。
图20是根据本发明第三实施例的主要部位的剖视图。
图21是根据本发明第四实施例的主要部位的剖视图。
图22是根据本发明另一实施例的主要部位的剖视图。
图23是根据本发明另一实施例的主要部位的剖视图。
具体实施例方式
下面参照附图描述本发明的实施例。
(第一实施例)图1是用于制作根据本发明第一实施例的中空模制件3的模具A的结构的示意性剖视图。图2是中空模制件3的总体结构的示意性剖视图。图3至12是用于解释中空模制件成型方法的在各成型步骤中的模具A的剖视图。
如图2所示，根据本实施例的中空模制件3具有一个包括多个开口中空结构。具有开口311的分割体31和具有开口321、322的分割体32通过下述方式被彼此熔接而形成一体将周边树脂33充填在沿着环形接触表面313、323之间的接触部位的外周形成的凹槽314、324(位于如后文所述的用于提供出根据本实施例的树脂路径的周缘路径330内)中。熔接部位的构成将在后文中详细描述。
分割体31具有在一个中空空间中向开口322突出的嘴部312。在一端具有开口311的一个空间仅通过所述嘴部312而与在两端具有开口321、322的另一空间连通。
中空模制件3被安置在车辆等的燃料罐中。以加压状态从燃料泵供应的燃料的一部分被从开口311引入，并且被从嘴部312注入。利用如此产生的负压，从开口321吸入的燃料从开口322排出。以上述方式操作的中空模制件3被用作一个泵(抽吸泵)，用以从燃料罐传送燃料。
如图1所示，模具A包括一个定模1和一个动模2。在图1中，模具A被示意性地示出，与中空模制件3的各个开口相对应的部位没有示出。
定模1的主要部分包括一个固定盘11、一个流道板12、一个导板13、一个滑动模14和一个气缸15。用于将定模1安装在未示出的注射成型机的定模座板上的固定盘11以及与固定盘11并置的流道板12中形成有一个主流道121，用于引入从未示出的注射成型机的喷嘴注入的熔融树脂。
并置在流道板12的背对固定盘11的一侧表面上的导板13中形成有二级流道132、133、134的上游部分132a、133a、134a，用于将熔融树脂供应到如后文所述的模腔3a、31a、32a。一个分流道131延伸设置在流道板12与导板13之间，以使主流道121的下游端与二级流道132、133、134的上游部分132a、133a、134a分别连通。
导板13的背对流道板12的一侧表面中形成有凹座135。滑动模14沿图中的竖直方向安置在凹座135中。滑动模1 4连接着固定在导板13上的气缸15的缸杆15a。
滑动模14在紧密附着在导板13的凹座135中的同时，还能够在一个使气缸15的缸杆15a最大程度伸出的下部位置与一个使气缸15的缸杆15a最大程度缩回的上部位置之间滑动。
动模2的主要部分包括一个移动盘21、一个中间件22、一个导板23、一个滑动模24和一个气缸25。移动盘21用于将动模2安装在一个可相对于定模座板前后移动的动模座板(未示出)上，并且形成有开口211，注射成型机的顶杆212以宽松的方式插入该开口中。
移动盘21与中间件22并置，中间件22的背对移动盘21的一侧表面与导板23并置。一个推板221和一个推销222安置在由移动盘21、中间件22和导板23包围的空间中，用于传递顶杆22的推力并且将设置于如后文所述的滑动模24中的推销241、242推出。
导板23的背对中间件22的滑动表面中形成有凹座235。滑动模24安置在凹座235中，并且可以沿图中的竖直方向移动。滑动模24连接着一个固定在导板23上的气缸25的缸杆25a。
滑动模24在紧密附着在导板23的凹座235中的同时，还能够在一个使气缸25的缸杆25a最大程度伸出的下部位置与一个使气缸25的缸杆25a最大程度缩回的上部位置之间滑动。
滑动模14上的用于与动模2匹配的表面上从上向下按顺序形成有一个阳模151、一个阴模152、一个阴模153和一个阳模154。在滑动模14中，从上向下按顺序形成有构成二级流道132、133、134的下游侧部分的下游部分141、142、143、144、145和146。
另一方面，滑动模24上的用于与定模1匹配的表面上从上向下按顺序形成有一个阳模251、一个阴模252、一个阴模253和一个阳模254。此外，在被从图中的左侧推压时将伸入阴模252、253中的推销241、242分别在阴模252、253的图示左侧容纳在滑动模24中。
在图1所示的锁模状态下(合模以形成模腔)，滑动模14位于上部位置，滑动模24位于下部位置，此时产生了下面描述的状态。
阴模152与阳模251组合，形状上类似于分割体31的模腔31a形成在阴模152与阳模251之间，以使该模腔31a通过下游部分142而与上游部分132a连通。具体地讲，上游部分132a和下游部分142构成用于向模腔31a中供应熔融树脂的二级流道132。
此外，阳模154与阴模253组合，形状上类似于分割体32的模腔32a形成在阳模154与阴模253之间，以使该模腔32a通过下游部分146而与上游部分134a连通。具体地讲，上游部分134a和下游部分146构成用于向模腔32a中供应熔融树脂的二级流道134。
此外，阴模153与阴模252组合，形状上类似于中空模制件3的外轮廓的模腔(制件部分)3a形成在阴模153与阴模252之间，以使该模腔3a通过下游部分145而与上游部分133a连通。具体地讲，上游部分133a和下游部分145构成用于向模腔3a中供应熔融树脂的二级流道133。
阳模252具有一个引入路径252a和一个与之连通的溢流路径252b，阴模253具有一个引入路径253a和一个与之连通的溢流路径253b。模腔3a和二级流道133通过引入路径252a而彼此连通。
此外，阳模151、154的周缘部分形成有环形突出部151a、154a，它们适于分别装配在阴模252、253的周缘部分上，并且具有与分割体32的凹槽324的形状相同的形状。此外，类似地，阳模251、254的周缘部分形成有环形突出部251a、254a，它们适于分别装配在阴模152、153的周缘部分上，并且具有与分割体31的凹槽314的形状相同的形状。模腔32a通过突出部154a而与引入路径253a和溢流路径253b隔断。
另一方面，在滑动模14位于下部位置、滑动模24位于上部位置的锁模状态下，产生了下面描述的状态。
阴模153与阳模254组合，形状上类似于分割体31的模腔31a形成在阴模153与阳模254之间，以使该模腔31a通过下游部分144而与上游部分134a连通。具体地讲，上游部分134a和下游部分144构成用于向模腔31a中供应熔融树脂的二级流道134。
此外，阳模151与阴模252组合，形状上类似于分割体32的模腔32a形成在阳模151与阴模252之间，以使该模腔32a通过下游部分141而与上游部分132a连通。具体地讲，上游部分132a和下游部分141构成用于向模腔32a中供应熔融树脂的二级流道132。
此外，阴模152与阴模253组合，形状上类似于中空模制件3的外轮廓的模腔(制件部分)3a形成在阴模152与阴模253之间，以使该模腔3a通过下游部分143而与上游部分133a连通。具体地讲，上游部分133a和下游部分143构成用于向模腔3a中供应熔融树脂的二级流道133。
顺便说一下，模腔3a通过引入路径253a与二级流道133连通。此外，模腔32a通过突出部151a而与引入路径252a和溢流路径252b隔断。
接下来，描述利用具有前述结构的模具A成型中空模制件3的方法。
在制作中空模制件3时，如图3所示，气缸15、25首先被启动，以达到锁模状态，其中滑动模14位于上部位置，滑动模24位于下部位置。通过这种方式，未示出的注射成型机的喷嘴部分与主流道121的上游端接触，以便注射熔融的液态树脂(本例中为大约200℃的聚缩醛树脂)。
结果，熔融树脂通过主流道121、分流道132、包括上游部分132a和下游部分142的二级流道132、包括上游部分134a和下游部分146的二级流道134而被充填到位于阴模152与阳模251之间的模腔31a和位于阳模154与阴模253之间的模腔32a中。
在这一过程中，通过启动一个未示出的分流道切断机构，分流道131与二级流道133之间的路径被切断，以防止熔融树脂被供应到形成在阴模153与阴模252之间的模腔3a中。通过这种方式，中空模制件3的分割体31、32分别被模制成型在模腔31a、32a中。
在分割体31、32被冷却并固化后，如图4所示，定模1和动模2被打开，与此同时，将定模1的流道板12与导板13彼此分离。凭此，阳模251、154从分割体31、32上释放，以使分割体31、32分别留在阴模152、253中。与此同时，在主流道121、分流道131以及二级流道132、134中固化形成的流道树脂41被从定模1中取出。
接下来，如图5所示，气缸15、25被启动，以使滑动模14滑动到下部位置，滑动模24滑动到上部位置。之后，如图6所示，流道板12和导板13彼此连接，同时将定模1和动模2锁合。
结果，留在阴模152、253中的分割体31、32达到这样的状态，即它们的接触表面313、323(图2)彼此接触。此外，接触部位的周缘由凹槽313、324(图2)形成了用于被树脂流经并且与引入路径253a和溢流路径253b连通的周缘流动路径330。
在通过这样的方式锁模之后，如图7所示，未示出的注射成型机的喷嘴部分与主流道121的上游端接触，并且注射熔融的液态树脂(本例中为大约200℃的聚缩醛树脂，与第一次注射时一样)。
结果，熔融树脂通过主流道121、分流道132、包括上游部分132a和下游部分141的二级流道132、包括上游部分133a和下游部分143的二级流道133、包括上游部分134a和下游部分144的二级流道134而被充填到位于阳模151与阴模252之间的模腔32a、位于阴模152与阴模253之间的模腔3a和位于阴模153与阳模254之间的模腔31a中。
在这一过程中，前述未示出的分流道切断机构使与二级流道133相连的路径被连通。
流经二级流道133的熔融树脂从引入路径253a引入模腔3a中，并且从形成在模腔3a中的周缘路径330开始充满溢流路径253b。在周缘路径330中，熔融树脂的热量熔化了分割体31、32的凹槽314、324(图2)的内侧树脂表面，然后全部树脂被冷却到固化状态，以将分割体31、32彼此熔接在一起。
后文中将详细描述树脂充入模腔3a中的过程。
通过上述方式，中空模制件3形成在模腔3a中，另一方面，用于构成中空模制件3的分割体31、32分别同时成型在模腔31a、32a中。
在中空模制件3的接触部位的周缘部分以及分割体31、32被冷却到固化状态后，如图8所示，定模1和动模2被打开，从而将定模1的流道板12与导板13彼此分离。顶杆212向图中的右侧前进，推销242在推板221和推销222的作用下伸出，以将中空模制件3从模具中取出。
此外，阳模254、151从分割体31、32上释放，以使分割体31、32分别留在阴模153、252中。与此同时，在主流道121、分流道131以及二级流道132、133、134中固化形成的流道树脂42被从定模1中取出。
接下来，如图9所示，气缸15、25被启动，以使滑动模14滑动到上部位置，滑动模24滑动到下部位置。之后，如图10所示，流道板12和导板13彼此连接，同时将定模1和动模2锁合。
结果，留在阴模153、252中的分割体31、32达到这样的状态，即它们的接触表面313、323(图2)彼此接触。此外，接触部位的周缘由凹槽313、324(图2)形成了用于被树脂流经并且与引入路径252a和溢流路径252b连通的周缘流动路径330。
在通过这样的方式锁模之后，如图11所示，未示出的注射成型机的喷嘴部分与主流道121的上游端接触，并且注射熔融的液态树脂(本例中为大约200℃的聚缩醛树脂，与第一和第二次注射时一样)。
结果，熔融树脂通过主流道121、分流道132、包括上游部分132a和下游部分142的二级流道132、包括上游部分133a和下游部分145的二级流道133、包括上游部分134a和下游部分146的二级流道134而被充填到位于阴模152与阳模251之间的模腔31a、位于阴模153与阴模252之间的模腔3a和位于阳模154与阴模253之间的模腔32a中。
在这一过程中，与图7中所示步骤一样，前述未示出的分流道切断机构使与二级流道133相连的路径被连通。
流经二级流道133的熔融树脂从引入路径252a引入模腔3a中，并且从形成在模腔3a中的周缘路径330开始充满溢流路径252b。在周缘路径330中，熔融树脂的热量熔化了分割体31、32的凹槽314、324(图2)的内侧树脂表面，然后全部树脂被冷却到固化状态，以将分割体31、32彼此熔接在一起。
通过上述方式，中空模制件3形成在模腔3a中，另一方面，用于构成中空模制件3的分割体31、32分别同时成型在模腔31a、32a中。
在中空模制件3的接触部位的周缘部分以及分割体31、32被冷却到固化状态后，如图12所示，定模1和动模2被打开，并且将定模1的流道板12与导板13彼此分离。顶杆212向图中的右侧前进，推销242在推板221和推销222的作用下伸出，以将中空模制件3从模具中取出。
此外，阳模251、154从分割体31、32上释放，以使分割体31、32分别留在阴模152、253中。与此同时，在主流道121、分流道131以及二级流道132、133、134中固化形成的流道树脂43被从定模1中取出。
接下来，气缸15、25被启动，以使滑动模14滑动到下部位置，滑动模24滑动到上部位置。这一过程显示于图5中，并且通过重复图5至12所示的各个步骤，中空模制件3被陆续制出。在图5至12所示的各个步骤中，用于成型分割体31、32的步骤(称作初次成型步骤)和通过向周缘路径330中充入树脂(图2中的周边树脂33)而形成中空模制件3的步骤(称作二次成型步骤)是同时进行的。因此，可以在定模1和动模2每次开模时均制作出中空模制件3。
图3、7和11中所示成型分割体31、32的过程是根据本实施例的成型步骤。另一方面，图6和10中所示的过程是根据本实施例的流动路径形成步骤，用以沿分割体31、32的接触部位的周缘形成树脂路径。此外，在图7和11中，向沿着接触部位的周缘形成的树脂路径中充入熔融树脂的步骤和通过将充入的熔融树脂冷却到固态而将分割体31、32熔接在一起的步骤包含在根据本实施例的熔接步骤中。
接下来描述作为本发明重要部分的用于二次成型步骤的树脂流动路径结构及熔接结构。
图13是透视图，示出了分割体31、32，在流动路径形成步骤中沿分割体31、32的接触部位的周缘形成周缘路径330，与路径330连通的引入路径，以及溢流路径。图14是周缘路径330的结构的主要部位的剖视图，图15是图14中的局部B的放大图。图16是分割体32的俯视图。
图17是在熔接步骤中熔接在分割体31、32之间的熔接部分的主要部位的剖视图，图18是图17中的局部C的放大图。
在前面描述的用于成型中空模制件3的方法中，在图6和10中所示的步骤中，沿分割体31、32的接触部位的周缘形成了树脂路径，而在图7和11所示的步骤中，进行熔接步骤(二次成型步骤)。然而，由于在两种情况下执行的过程相同，因此下面仅解释图10所示的树脂流动路径形成步骤和图11所示的熔接步骤。
如图10所示，在留有分割体31、32的阴模153、252相互组合的情况下，如图13所示，形成了构成树脂路径的周缘路径330，该路径在二次成型步骤(熔接步骤)中被充入熔融树脂。顺便说一下，图13、14、16和17中仅示意性地示出了分割体。
引入路径252a的一端连接着第二流动路径133的下游端，另一端连接着由分割体31的凹槽314和分割体32的凹槽324形成的周缘路径330。周缘路径330从其与引入路径252a的结合部开始沿着两个指向下游的方向分支，并且包括位于纸面一侧(近侧)的周缘路径331和位于纸面的远侧的周缘路径332。溢流路径252b连接着周缘路径331和周缘路径332的汇合部。
具体地讲，树脂流动路径在引入路径252a与周缘路径331、332的结合部开始分支，并且树脂流动路径在周缘路径331、332与溢流路径252b的汇合部彼此汇合。根据本实施例，引入路径252a与周缘路径331、332的横截面面积分别为4mm2，溢流路径252b的横截面面积为8mm2。因此，周缘路径331、332的横截面面积之和大于引入路径252a的横截面面积。此外，溢流路径252b的横截面面积等于周缘路径331、332的横截面面积之和。
图14是沿着与周缘路径330的纵向(即熔接步骤中的熔融树脂流动方向)成直角的方向所作的结构剖视图。如图所示，周缘路径330(在这里是周缘路径331)以这样的方式形成，即沿着分割体31、32的接触表面313、323的外周缘形成的凹槽314、324被滑动模14、24包围。在成型步骤中分别与分割体31、32形成一体的突出部316、326沿着彼此相面对的方向形成在周缘路径330中。
还如图15所示，突出部326在与树脂路径330的长度方向成直角的方向上具有梯形横截面。突出部326的靠近周缘路径330中心的前端部(图中上侧)比其根部(图中下侧)窄。此外，如图16所示，突出部326连续形成在周缘路径330的全长上，或者说，在本实施例中，形成在周缘路径330的整个周长上。尽管图15和16中未示出，但分割体31也形成有突出部316，其形式与分割体32形成有突出部326的形式相同。
此外，如图14所示，分割体31在周缘路径330的内侧沿着周缘路径330的整个周长形成有环形凹入部317，分割体32在与环形凹入部317相对应的位置上形成有环形突出部327。在形成流动路径时，环形凹入部317与环形突出部327相组合。结果，分割体31和32被设置在相应的正确位置上，以便彼此嵌合。
在成型步骤中形成的环形突出部327的高度大于环形凹入部317的深度。因此，在环形凹入部317与环形突出部327在流动路径形成步骤中相组合时，环形突出部327会在一定程度上压扁。通过这种方式，可以防止在熔接步骤中充入周缘路径330中的熔融树脂从分割体31、32之间的边界泄漏到中空模制件中。
熔融树脂从未示出的注射成型机的喷嘴注射出来，并且从二级流道133流入引入路径252a中。流过引入路径252a的熔融树脂在分支点分流到周缘路径331和周缘路径332中。在熔融树脂流经了周缘路径331和332(周缘路径330)时，熔融树脂的热量传导到与之接触的分割体31、32的表面层上。
通过如此传导热量，包含在与周缘路径330相面对的部分中的突出部316、326具有比分割体31、32的其它部分更大的表面/体积比(与熔融树脂相接触的面积与从熔融树脂接收热量的体积之比)，因此主要是所述突出部被熔化。突出部316、326被形成为梯形，因此，会从具有较大表面/体积比的前端部首先熔化。流经周缘路径331后的熔融树脂和流经周缘路径332后的熔融树脂在汇合部彼此汇合，然后流入溢流路径252b中。
充入引入路经252a、周缘路径331、332(周缘路径330)和溢流路径252b中的熔融树脂被冷却，以将树脂的热量吸收到模具A中，并且固化成周边树脂33，如图17所示。在这一过程中，突出部316、326中的已经被熔化的树脂层也被固化并与周边树脂33形成一体，以便利用周边树脂33将分割体31、32彼此熔接在一起。
通过向图18所示的周缘路径330中充入树脂并且凝固而形成在突出部326与周边树脂33之间的熔接部位的熔接宽度(在与周缘路径330的长度(延伸)方向相垂直的方向上的熔接宽度)W在本实施例中设置为0.25至0.4mm，或者为分割体31、32的最小厚度T(本例中为2.0mm，如图17所示)的12.5至20％。尽管未示出，但周边树脂33与突出部316之间的熔接宽度W也是如此。
在操作中，中空模制件3的外侧和内侧产生压差。中空模制件3的各个部分即分割体31、32的尺寸是考虑到操作环境中的各种条件(产生的应力等)和可加工性而确定的。然而，其最小厚度T主要是考虑到上述压差(相对于密封压力的密封性能)、外力、可成型性而确定的。
在用于可产生内外压差或承受外力的环境中的中空模制件中，熔接宽度W优选为中空模制件分割体最小厚度T的5至100％。在熔接宽度W小于5％时，难以可靠地密封住内外压差或抵抗外力。另一方面，在熔接宽度W大于100％时，中空模制件会不理想地变得庞大。此外，考虑到可成型性，熔接宽度W优选为中空模制件分割体厚度T的10至50％。
在充入引入路径252a、周缘路径331、332以及溢流路径252b时，熔融树脂还会充入模腔31a、32a中。根据本实施例，包含引入路径252a、周缘路径331、332以及溢流路径252b的结构的内部容积小于模腔31a或模腔32a的内部容积。
考虑到这一点，在熔融树脂向引入路径252a、周缘路径331、332以及溢流路径252b中的充入结束后，未示出的前述分流道切断机构启动，与此同时，熔融树脂保持持续从未示出的注射成型机向模具中注射，这样，分流道131与二级流道133之间的连接路径被切断。
结果，熔融树脂在这样的压力下充入模腔3a中，即能够使分割体31、32彼此熔接在一起，而不会破坏由分割体31、32限定的中空模制件的形状(即熔融树脂不会泄漏到中空空间中)。同时，熔融树脂以这样的压力供应到模腔31a、32a中，即分割体31、32可以高精度地形成。
根据前述结构和成型方法，在成型步骤中，突出部316、326在构成分割体31、32的周缘路径330的凹槽314、324的全长上沿着周缘路径330的长度方向(沿着充入树脂的流动方向)连续形成。另一方面，在熔接步骤中，树脂33充入周缘路径330中，突出部316、326被熔接在一起。
此外，突出部316、326在与树脂路径330的长度方向成直角的方向上具有梯形横截面，因此其前端部分容易从充入的熔融树脂接收热量，同时，容易确保熔接宽度W。
通过这种方式，获得了一种熔接结构，其中沿着周缘路径330的长度方向在整个周长上连续形成了具有高熔接强度的部位。这样，制作出了中空模制件3，其在分割体31、32的熔接部位具有确实的高整体熔接强度和密封性能。
在周缘路径相对于其长度方向弯曲的传统技术中，存在这样的问题，即周缘路径被加长，以使充入的熔融树脂的温度容易在树脂流动方向的下游区域下降，从而难以确保密封性。相反，根据本发明，周缘路径330不相对于其长度方向弯曲，因此，容易确保密封性。
根据前面描述的实施例，熔接宽度W的优选范围表示为中空模制件3的最小厚度T的比值。然而，本发明的发明人现已证实，熔接宽度W可以根据中空模制件3的全部熔接部位所需的整体熔接强度等而确定。
具体地讲，假定以字母F表示中空模制件3的全部熔接部位(分割体31、32之间)所需的整体熔接强度，E表示构成分割体31、32的树脂的强度和充入周缘路径330中的树脂33的强度二者中较小的一个(本例中这两种树脂的强度相等)，L表示周缘路径330的全长，本发明的发明人现已证实，中空模制件在所有熔接部位(突出部316、326和周边树脂33之间的所有熔接部位)的熔接宽度W应满足下面公式W≥F/(E×L)通过这种方式，可以确实地获得所需的整体熔接强度和密封性。
(第二实施例)下面参照图19描述本发明的第二实施例。根据第二实施例，突出部具有与第一实施例中不同的形状。在第二实施例中，与第一实施例中相同的构成部分分别以相同的附图标记表示，并且不再重复叙述。
图19是在流动路径形成步骤中的主要部位剖视图(对应于第一实施例的图15)。如图19所示，突出部326A在与树脂路径330的长度方向成直角的方向上具有三角形横截面，而且突出部326A的靠近周缘路径330中心的前端部(图中的上部)的表面/体积比远大于其根部(图中的下部)。此外，与第一实施例中的突出部316、326相同，突出部326A沿着周缘路径330的长度方向在整个周长上连续形成。尽管图中未示出，但分割体31上也形成有与分割体32的突出部326A相同的突出部。
在熔融树脂充入周缘路径330后，熔融树脂的热量传导到与之接触的分割体31、32的表面层上。突出部326A的表面/体积比比分割体31、32的其它同样面对着周缘路径330的部分大，因此通过如此传导热量，突出部326A被熔化。突出部326A被形成为三角形，因此，会从具有较大表面/体积比的前端部首先熔化。
然后，充入的熔融树脂和突出部326A熔化出的树脂被模具A吸取热量，从而被冷却和固化。这样，周边树脂33(图19中未示出)和突出部326A彼此熔接在一起，从而形成了与图18所示的本发明第一实施例基本相同的结构。未示出的分割体31的突出部也熔接在周边树脂33上。
在前述结构和成型方法中，突出部326A在垂直于周缘路径330的方向上具有三角形横截面，因此其前端部分容易从熔融树脂接收热量并且会容易且快速地熔化。
因此，可以获得了一种熔接结构，其中沿着周缘路径330的长度方向在整个周长上连续形成了具有高熔接强度的部位。这样，制作出了中空模制件3，其稳定地在分割体31、32的熔接部位具有高整体熔接强度和密封性能。特别地，可以比第一实施例更快地获得密封性。
(第三实施例)下面参照图20描述本发明的第三实施例。第三实施例与第一实施例的不同之处在于，根据第三实施例，一个绝热结构形成在周缘路径中。在图20中，与第一实施例中相同的构成部分分别以相同的附图标记表示，并且不再重复叙述。
图20是在流动路径形成步骤中的主要部位剖视图(对应于第一实施例的图15)，如图中所示，在比突出部326更接近外周并且与滑动模24相接触的位置上，分割体32形成有壁部328。壁部328具有与突出部326几乎相等的高度，并且沿着周缘路径326的纵向延伸。尽管未示出，分割体31的壁部以与分割体32的壁部328相同的方式形成，以使两个壁部的前端以彼此相隔并且相互面对的关系设置。
在这种结构中，壁部328可以在熔接步骤中抑制热量从流经周缘路径330中的熔融树脂向模具A的传导。因此，在熔接步骤中在周缘路径330中从上游向下游流动的熔融树脂的温度几乎不会下降。结果，容易无故障地形成在周缘路径330的整个周长上保持稳定的熔接结构。壁部328不但用作绝热结构，而且壁部328的位于内角328a附近的部分还用作突出部，用于熔接到周边树脂33(图20中未示出)中。
此外，考虑到分割体31、32的两个壁部的前端以彼此相隔并且相互面对的关系设置，因此充入的周边树脂在熔接步骤之后容易坚固。
(第四实施例)下面参照图21描述本发明的第四实施例。与第三实施例不同，第四实施例中没有设置突出部326。在图21中，与第一至第三实施例中相同的构成部分分别以相同的附图标记表示，并且不再重复叙述。
图21是在流动路径形成步骤中的主要部位剖视图(对应于第一实施例的图15)，如图中所示，分割体32在其与滑动模24相接触的位置上形成有沿周缘路径330的纵向延伸的壁部328。在本实施例中，与第三实施例不同，没有设置突出部326。尽管未示出，分割体31的壁部以与分割体32的壁部328相同的方式形成，以使两个壁部的前端以彼此相隔并且相互面对的关系设置。
在这种结构中，类似于第三实施例，壁部328可以抑制热量从流经周缘路径330中的熔融树脂向模具A的传导。此外，壁部328的位于内角328a附近的部分大致上构成了突出部，用于熔接到周边树脂33(图20中未示出)中。换言之，壁部328同时用作熔接用的突出部和用于抑制热传导的绝热部。
此外，通过在每个分割体31、32上形成壁部，可以获得在周缘路径330的整个周长上保持稳定的熔接结构。
(其它实施例)在前面描述的每个实施例中，突出部316、326、326A等或用作突出部的壁部328沿周缘路径330设置在整个周长上。尽管如此，突出部或壁部并非必须设置在路径330的整个周长上。例如，突出部可以仅设置在熔融树脂沿周缘路径330流动的下游侧部分即相对而言难以形成稳定熔接结构的部分处。
此外，根据前面描述的实施例，突出部316、326、326A等具有梯形或三角形横截面。尽管如此，大致梯形或大致三角形横截面也可以产生基本相同的效果。例如，突出部可以具有弯曲的表面，其角部具有小的曲率半径。此外，本发明同样可以应用在具有除大致梯形或大致三角形之外其它形状的横截面的突出部上。例如，在整体熔接强度或密封性要求相对较低的情况下，突出部的横截面可以是大致半圆形的。
在前面描述的实施例中，突出部316、326、326A等分别仅以单排的形式设置在每个分割体上。然而，突出部也可以以多排的形式设置在每个分割体上，这样也可以获得同样的效果。例如，两排突出部326可以并置，如图22所示。在这种情况下，内侧突出部326用于熔接到充入的树脂上，外侧凸出部326同时具有用于熔接到充入的树脂上的功能和用作将要熔接到内侧突出部326上的树脂的绝热结构的功能。
与在每个分割体31、32上设置壁部的第三实施例不同，壁部可以替代性地设置在分割体31、32之一上。
此外，在前述第三实施例中，分割体31、32的壁部具有以彼此相隔并且面对的关系设置的前端。作为一种替代，作为示例，如图23所示，分割体31、32的壁部318A、328A的前端可以彼此接触。利用这种结构，在熔接步骤结束后，充填的周边树脂不容易固化。尽管如此，可以更有效地抑制充填的熔融树脂的放热。
前面描述的与图2所示泵相关的各个实施例并不局限于应用在泵的中空模制件3，而是还可以应用在例如具有气密性结构且不带开口的中空模制件。
与前面描述的将中空模制件3成型为两个分割体的实施例不同，制件可以由三个或更多个分割体构成。
根据前面描述的实施例，分割体31、32和周边树脂33由聚缩醛树脂制成，但本发明并不局限于此。此外，分割体31、32和周边树脂33可以分别由彼此不同的树脂制成。即使是在采用不同树脂的情况下，它们也可以熔接在一起并且形成中空模制件，只要它们彼此相容即可。然而，相同的树脂材料可以共用相同的注射单元，因而优选采用。
在前面描述的每个实施例中，分割体31、32被成型出来(初次成型步骤)，与此同时，其它分割体被熔接在一起(二次成型步骤)。作为替代，初次成型步骤和二次成型步骤可以在不同的模具中进行。本发明也可以应用在二次成型步骤中，并获得相同的效果。
尽管前面参照出于解释的目的而被选出的特定实施例进行了描述，但显然，在不脱离本发明的基本思想和范围的前提下，本领域的技术人可以作出多种修改。
权利要求
1.一种中空模制件成型方法，包括成型步骤，用于成型一个中空模制件(3)的多个分割体(31，32)；流动路径形成步骤，用于在所述成型步骤之后将所述多个分割体(31，32)彼此接触地布置在一个模具(A)中，并且沿着所述多个分割体(31，32)的接触部位的周缘形成一个树脂路径(330)；熔接步骤，用于在所述流动路径形成步骤之后将熔融树脂充入所述树脂路径(330)中，并且利用充入的熔融树脂(33)将所述多个分割体(31，32)彼此熔接在一起；其中，所述成型步骤包括下述步骤在所述多个分割体(31，32)上的与在流动路径形成步骤形成的所述树脂路径(330)相对应的部位上，沿着所述树脂路径(330)的长度方向形成连续的突出部(316，326)；所述熔接步骤包括下述步骤使所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)相互熔接。
2.如权利要求1所述的中空模制件成型方法，其特征在于，所述成型步骤包括下述步骤在所述树脂路径(330)的整个周长上形成所述突出部(316，326)。
3.如权利要求1或2所述的中空模制件成型方法，其特征在于，所述突出部(316，326)在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上具有大致梯形横截面。
4.如权利要求1或2所述的中空模制件成型方法，其特征在于，在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上形成了具有大致三角形横截面的突出部(326A)。
5.如权利要求1至4中任一所述的中空模制件成型方法，其特征在于，所述成型步骤包括下述步骤在每个所述分割体(31，32)上的与在流动路径形成步骤形成的所述树脂路径(330)相对应的部位上分别形成一个壁部(328)，所述壁部在熔接步骤中抑制从熔融树脂向模具(A)的放热。
6.如权利要求1至5中任一所述的中空模制件成型方法，其特征在于，在所述熔接步骤中，在所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)之间的所有熔接部位处，满足W≥F/(E×L)，其中W是在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上的熔接宽度，F是中空模制件(3)的全部熔接部位所需的整体熔接强度，E是构成分割体(31，32)的树脂的强度和充入树脂路径(330)中的树脂(33)的强度二者中较小的一个，L是树脂路径(330)的长度。
7.如权利要求1至5中任一所述的中空模制件成型方法，其特征在于，在所述熔接步骤中，所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)之间的所有熔接部位在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上的熔接宽度(W)等于所述多个分割体(31，32)的最小厚度(T)的5至100％。
8.如权利要求1至7中任一所述的中空模制件成型方法，其特征在于，所述成型步骤包括下述步骤分别在形成于所述模具(A)的不同位置上的阳模(254，151)和阴模(153，252)之间成型所述多个分割体(31，32)；所述流动路径形成步骤包括下述步骤在形成于所述成型步骤中的所述多个分割体(31，32)保留在所述模具(A)中的情况下，将所述阴模(153，252)彼此组合；以及，将所述多个分割体(31，32)在所述模具(A)中以相互接触的方式布置。
9.一种中空模制件，包括多个分割体(31，32)，它们通过充入树脂路径(330)中的树脂(33)而彼此熔接在一起，所述树脂路径(330)沿着所述多个分割体(31，32)的接触部位的周缘形成；其中，在所述树脂路径(330)的长度方向上连续形成的突出部(316，326)与所述树脂(33)在所述树脂路径(330)中彼此熔接。
10.如权利要求9所述的中空模制件，其特征在于，所述突出部(316，326)形成在所述树脂路径(330)的整个周长上。
11.如权利要求9或10所述的中空模制件，其特征在于，每个所述分割体(31，32)分别具有一个壁部(328)，所述壁部竖立在所述树脂路径(330)中的所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)之间的熔接部位的外周侧。
12.如权利要求9至11中任一所述的中空模制件，其特征在于，在所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)之间的所有熔接部位处，满足W≥F/(E×L)，其中W是在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上的熔接宽度，F是中空模制件(3)的全部熔接部位所需的整体熔接强度，E是构成分割体(31，32)的树脂的强度和充入树脂路径(330)中的树脂(33)的强度二者中较小的一个，L是树脂路径(330)的长度。
13.如权利要求9至11中任一所述的中空模制件，其特征在于，所述突出部(316，326)与充入所述树脂路径(330)中的树脂(33)之间的所有熔接部位在与所述树脂路径(330)的长度方向成直角的方向上的熔接宽度W等于所述多个分割体(31，32)的最小厚度(T)的5至100％。
全文摘要
彼此分开成型的用于构成中空模制件的分割体(31，32)被带到彼此接触的位置并且安置在模具(14，24)中。接触部位的周缘形成有用于充入熔融树脂的周缘路径(330)。在周缘路径(330)中，突出部(316，326)在周缘路径(330)的整个周长上连续从分割体(31，32)上突出。熔融树脂充入周缘路径(330)中，并且与突出部(316，326)熔接在一起。结果，获得了一种熔接结构，其中在周缘路径(330)的整个周长上连续形成了具有高熔接强度的部分。
文档编号B29C65/00GK1572477SQ20041004462
公开日2005年2月2日 申请日期2004年5月19日 优先权日2003年5月22日
发明者荒井毅, 永井清美, 伊藤尚之, 长田喜芳 申请人:株式会社电装