JP2017154477A - 中空管の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】湾曲部における厚みの差を抑制する。【解決手段】湾曲部５２２を有する樹脂製のサブストレーナ５を、サブストレーナ５に対応するキャビティＣを備えた金型７内に溶融樹脂Ｒを射出したのち、キャビティＣの一端から他端までフローティングコアＦを移動させることで、樹脂製のサブストレーナ５を作製するサブストレーナ５の作製方法において、湾曲部５２２の湾曲方向における内側に外周に、湾曲部５２２を長手方向における一方に位置する基部５０側から他方に位置する接続部５２１側に跨ぐ板状のリブ５４を設けて、金型７内に溶融樹脂Ｒを射出した際に、キャビティＣ内の湾曲部５２２となる領域において、湾曲方向における内側になる内側領域５２２Ａのリブ５４の部分を含む表面積と、外側になる外側領域５２２Ｂの表面積とが同じになるように設定した。【選択図】図２

Description

本発明は、中空管の作製方法に関する。

アイドリングストップ機能を備える車両に搭載された自動変速機には、エンジン駆動されるメカオイルポンプの他に、バッテリ駆動される電動オイルポンプを備えるものがある。
電動オイルポンプは、コントロールバルブの下部に固定されたサブストレーナを介して、オイルパン内のオイルを吸引し、加圧したオイルを、摩擦締結要素などに供給するようになっている。

ここで、サブストレーナとして、金属製の中空管が広く用いられているが、近年の軽量化やコスト低減の要請により、樹脂製の中空管が採用されるようになっている。
この樹脂製の中空管は、例えば特許文献１に開示された中空体成型装置を用いて作製される。

特開２０１２−１５３０８６号公報

この中空体成型装置では、中空管の形状に対応するキャビティを備えた金型内に、溶融樹脂を射出したのち、溶融樹脂が完全に固化する前に、キャビティにおける最終的に中空管となる領域の一端から他端までフローティングコアを移動させることで、樹脂製の中空管を作製している。

ここで、サブストレーナとして使用される中空管は、長手方向の途中位置に複数の湾曲部を有しており、この湾曲部を有する中空管を、フローティングコアを用いる方法で作製すると、湾曲部において、湾曲方向における内側の領域と外側の領域の厚みの差が大きい中空管（サブストレーナ）が作製される傾向があった。

しかし、湾曲部となる領域での厚みの差は、中空管の剛性や強度の低下を生じてしまう。また、内側の領域と外側の領域の厚みの差で収縮率が異なるために、寸法精度が低下してしまう。
そのため、中空管の湾曲部の領域における厚さの差を抑制することが求められている。

本発明は、
長手方向の途中位置に湾曲部を有する樹脂製の中空管を、前記中空管に対応するキャビティを備えた金型内に溶融樹脂を射出したのち、フローティングコアを、前記溶融樹脂が充填された前記キャビティ内を移動させることにより作製する中空管の作製方法において、
前記中空管の前記湾曲部では、当該湾曲部の湾曲方向における内側となる領域の外周にリブが設けられており、
前記溶融樹脂が充填された前記キャビティ内の前記湾曲部となる領域において、前記湾曲方向における内側となる領域の前記リブの部分を含む表面積と、外側となる領域の表面積とが同じになるように設定した。

このように構成すると、溶融樹脂で満たされたキャビティ内の湾曲部となる領域では、湾曲方向における内側となる領域のリブの部分を含む表面積と、外側となる領域の表面積とが同じであるので、湾曲方向における内側での溶融樹脂の固化速度と、外側での溶融樹脂の固化速度とがほぼ同じになる。
これにより、フローティングコアが、湾曲部となる領域の湾曲方向における内側と外側の略中間を通って移動するので、作製した樹脂製の中空管の湾曲部での厚さの差を好適に抑制できる。

サブストレーナの配置を説明する図である。 サブストレーナを説明する図である。 サブストレーナの作製を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を、車両用の自動変速機が備える電動オイルポンプのサブストレーナ５の場合を例に挙げて説明する。

図１は、車両用の自動変速機のコントロールバルブ３におけるサブストレーナ５の配置を説明する図であり、（ａ）は、コントロールバルブ３周りの側面図であり、（ｂ）は、コントロールバルブ３周りを、オイルパン２側の下方から見た平面図である。
なお、図１の（ａ）では、変速機ケース１とオイルパン２を断面で示している。
図２は、サブストレーナ５を説明する図であり、（ａ）は、コントロールバルブ３の下部に固定されたサブストレーナ５の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における領域Ａの拡大図であり、（ｃ）は、（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図であって、サブストレーナ５のみを示した図である。

図１に示すように、車両用の自動変速機では、変速機ケース１の下部に、変速機ケース１の下部開口１１を覆うオイルパン２が設けられており、このオイルパン２の内部に、摩擦締結要素の締結や潤滑などに用いられたオイルＯＬが、回収されるようになっている。

このオイルパン２の内部には、油圧制御回路を内部に有するコントロールバルブ３が、変速機ケース１の下部に固定された状態で配置されており、このコントロールバルブ３には、オイルストレーナ４が付設されている。
オイルストレーナ４は、オイルの吸入口４１を、オイルパン２内のオイルＯＬ内に位置させて設けられており、メカオイルポンプ（図示せず）が駆動されると、オイルパン２内のオイルが、吸入口４１からオイルストレーナ４内に吸入されたのち、メカオイルポンプ側に供給されるようになっている。

コントロールバルブ３の下部には、電動オイルポンプ（図示せず）のサブストレーナ５が設けられている。
図２の（ａ）に示すように、サブストレーナ５は、長手方向の途中位置に複数の湾曲部を有する樹脂製の中空管であり、長手方向の全長に亘って略同じ外径で形成された筒状の基部５０を有している。
この基部５０は、長手方向の一端が、オイルＯＬの吸入部５１、他端が、コントロールバルブ３の下部に開口する連絡孔３１（図２の（ｂ）参照）との連結部５２となっている。

図１の（ｂ）に示すように、オイルパン２側の下方から見て、サブストレーナ５は、長手方向の一端側の吸入部５１と他端側の連結部５２の間の領域を、コントロールバルブ３の長手方向（図１における左右方向）に沿わせた向きで配置されている。

サブストレーナ５における吸入部５１と連結部５２との間の領域は、コントロールバルブ３の下部から突出する他の部材（図示せず）との干渉を避けるために、複数箇所で湾曲している。
そして、サブストレーナ５の長手方向の途中位置には、ブラケット６が複数設けられており、サブストレーナ５は、ブラケット６を貫通したボルトＢにより、コントロールバルブ３の下面の近傍に固定されている。

図２の（ａ）に示すように、サブストレーナ５の基部５０の内部には、オイルＯＬの通流路となる中空部５３が、長手方向の一端（吸入部５１）から他端（連結部５２）まで及んで設けられている。

吸入部５１は、基部５０の一端側（図２の（ａ）における左側）の所定範囲を湾曲させて形成されており、コントロールバルブ３から離れる方向に傾斜した直線部５１０と、一端の開口５３ａがコントロールバルブ３側の上方を向くように湾曲した湾曲部５１１と、から構成されている。
そのため、電動オイルポンプ（図示せず）が駆動されると、オイルパン２内のオイルＯＬが、湾曲部５１１の開口５３ａから基部５０の中空部５３内に吸引されて、中空部５３内を連結部５２側に移動するようになっている。

基部５０の連結部５２側の領域は、コントロールバルブ３の下面３２に対して略平行に配置されており、この領域の先が連結部５２となっている。

図２の（ｂ）に示すように、連結部５２は、基部５０の他端側（図２の（ａ）における右側）の所定範囲を湾曲させて形成されており、基部５０に対して直交する方向に延びる接続部５２１と、この接続部５２１と基部５０とを繋ぐ湾曲部５２２と、接続部５２１の延長上を直線状に延びる嵌入部５２３と、から構成されている。

コントロールバルブ３の下面３２には、電動オイルポンプ（図示せず）に連絡する連絡孔３１が開口しており、連結部５２は、接続部５２１の先端側の嵌入部５２３を、連絡孔３１に嵌入して、コントロールバルブ３に連結されている。

嵌入部５２３は、連絡孔３１の内径よりも僅かに小さい外径で形成されており、嵌入部５２３に外嵌して取付けられたシールリングＳが、連絡孔３１の内周に隙間なく圧接することで、嵌入部５２３と連絡孔３１との間からのオイルＯＬの漏出を防止している。

連結部５２では、湾曲部５２２の湾曲方向における内側となる領域（以下、内側領域５２２Ａと標記する）の外周に、板状のリブ５４が設けられている。
このリブ５４は、湾曲部５２２の内側領域５２２Ａを、サブストレーナ５の長手方向（オイルＯＬの通流方向）に横断して(跨いで）設けられており、湾曲部５２２を挟んで一方側に位置する基部５０から、他方側に位置する接続部５２１までの範囲に、サブストレーナ５の長手方向に所定長さＬで設けられている。

そのため、このリブ５４が、連結部５２の剛性や強度を高めるための補強壁として機能しており、基部５０と接続部５２１の間の湾曲部５２２の部分で、サブストレーナ５の破断が起こり難くなるようにされている。

図２の（ｃ）に示すように、湾曲部５２２を基部５０側から見た断面視において、接続部５２１の幅方向（図中、左右方向）におけるリブ５４の幅Ｗ１は、接続部５２１（湾曲部５２２）の幅Ｗ２よりも狭い幅で形成されている。
そのため、湾曲部５２２を湾曲方向の内側（内側領域５２２Ａ側）から見た側面視において、基部５０から接続部５２１までの範囲であって、湾曲部５２２の湾曲方向の内側に位置する領域の外周では、板状のリブ５４が、サブストレーナ５の長手方向に沿って直線状に延びている。

また、リブ５４の嵌入部５２３側（図２の（ｂ）参照）には、接続部５２１の延出方向に直交する平坦面５４ａが設けられている。
この平坦面５４ａは、接続部５２１と嵌入部５２３との境界で、コントロールバルブ３の下面３２に対して平行に形成されており、嵌入部５２３を、コントロールバルブ３の連絡孔３１に嵌入した際に、コントロールバルブ３の下面３２に当接するようになっている。

そのため、サブストレーナ５側の嵌入部５２３を、コントロールバルブ３側の連絡孔３１に嵌入する際に、平坦面５４ａがコントロールバルブ３の下面３２に当接するまで嵌入することで、連絡孔３１に対する嵌入部５２３の嵌入長が、常に同じ長さになるようなっている。
よって、リブ５４は、サブストレーナ５側の嵌入部５２３を、コントロールバルブ３側の連絡孔３１に嵌入して、サブストレーナ５をコントロールバルブ３に連結する際の位置決めに利用できるようになっている。

以下、サブストレーナ５の作製を説明する。
図３は、サブストレーナの作製を説明する図である。図３の（ａ）は、湾曲部５２２にリブ５４を有するサブストレーナ５を作製する場合の金型７内の湾曲部５２２となる領域周りの状態を説明する図であり、（ｂ）は、湾曲部５２２にリブ５４を有しないサブストレーナ５を作製する場合の金型７内の湾曲部５２２となる領域周りの状態を説明する図である。図３の（ｃ）は、湾曲部５２２にリブ５４を有するサブストレーナ５を作製する際に使用される金型７のリブ５４となる領域周りのキャビティの形状を説明する図であって、（ａ）におけるＡ−Ａ断面に相当する図であり、（ｄ）は、湾曲部５２２にリブ５４を有するサブストレーナ５を作製したのちの型開きを説明する図である。

サブストレーナ５は、（ａ）サブストレーナ５の外形に対応するキャビティＣを備えた金型７（可動型７１、可動型７２）内に溶融樹脂Ｒを射出したのち、（ｂ）溶融樹脂Ｒが充填されたキャビティＣ内を、長手方向の一端から他端までフローティングコアＦを移動させて、作製されるようになっている。
この際に、キャビティＣ内を移動するフローティングコアＦが、キャビティＣの中心領域側の溶融樹脂Ｒを押し出すことで、サブストレーナ５の基部５０であって、長手方向の一端から他端まで及ぶ中空部５３を有する基部５０が作製されるようになっている。

そして、基部５０の中空部５３を形成するためのフローティングコアＦの移動は、溶融樹脂Ｒが完全に固化する前であって、溶融樹脂Ｒの表面側（基部５０の外周となる領域）が固化した段階で行われるようになっている。

ここで、本願発明者は、基部５０の長手方向の途中位置に湾曲部を有するサブストレーナ５を、フローティングコアを用いる方法で作製した場合に、湾曲部における内側と外側で厚みに差が生じる原因を検討した。
その結果、溶融樹脂Ｒが充填されたキャビティ内の湾曲部となる領域での溶融樹脂Ｒの固化速度が、湾曲方向における内側となる領域と、外側となる領域とで異なることが影響していることを見いだした。

具体的には、基部５０における湾曲部５２２では、湾曲部５２２の湾曲方向における内側となる領域（内側領域５２２Ａ）と、外側となる領域（外側領域５２２Ｂ）とで、サブストレーナ５の長手方向の長さＬ＿ｉｎ、Ｌ＿ｏｕｔが異なっている（図３の（ｂ）参照）。
そのため、湾曲部５２２における内側領域５２２Ａの表面積の方が、外側領域５２２Ｂの表面積よりも狭くなっている。

この表面積の違いは、キャビティＣ内に密に充填された溶融樹脂Ｒの固化速度の違いとなって現れるため、例えば、湾曲部５２２にリブ５４が設けられていない場合には、外側領域５２２Ｂの固化の方が、内側領域５２２Ａの固化よりも早く進行する。
そのため、キャビティＣ内への溶融樹脂Ｒの射出の完了からの経過時間ｔが同じであっても、湾曲部５２２における内側領域５２２Ａ側に形成される固化範囲Ｒｓと、外側領域５２２Ｂ側に形成される固化範囲Ｒｓの形成範囲が異なってしまう（図３の（ｂ）参照）

この状態で、フローティングコアＦを移動させると、このフローティングコアＦは、湾曲部５２２となる領域において、固化範囲Ｒｓの狭い内側領域５２２Ａ寄りを通過することになる。
そのため、フローティングコアＦが、固化の遅い内側の領域を通過して、湾曲部となる領域の中央を通過しなくなるので、最終的に作製されたサブストレーナ５では、湾曲部５２２における内側領域５２２Ａの厚みの方が、外側領域５２２Ｂよりも薄くなってしまう。

このように、サブストレーナ５を作製するために、キャビティＣへの溶融樹脂Ｒの射出を行うと、（Ｉ）湾曲部５２２となる領域に充填された溶融樹脂Ｒにおける内側の領域（図３の（ｂ）：内側領域５２２Ａ参照）の方が外側の領域（図３の（ｂ）：外側領域５２２Ｂ参照）よりも表面積が小さいために、内側の領域の方が外側の領域よりも固化が遅くなること、（ＩＩ）この状態で、フローティングコアＦを移動させると、フローティングコアＦが、固化の遅い内側の領域を通過して、湾曲部となる領域の中央を通過しなくなるので、湾曲部において、内側の領域と、外側の領域の厚みに差が生じてしまうこと、を見いだした。

そこで、実施の形態にかかるサブストレーナ５の連結部５２では、湾曲部５２２の湾曲方向における内側となる内側領域５２２Ａの外周に、板状のリブ５４が設けられている。
そして、サブストレーナ５の長手方向におけるリブ５４の長さＬ（図３の（ａ）参照）と、リブ５４の厚みＷ１（図３の（ｄ）参照）とが、キャビティＣ内の湾曲部５２２となる領域において、湾曲方向における内側になる内側領域５２２Ａのリブ５４の部分を含む表面積と、外側になる外側領域５２２Ｂの表面積とが同じになるように設定されている。

これにより、溶融樹脂Ｒで満たされたキャビティＣ内の湾曲部５２２となる領域では、湾曲方向における内側での溶融樹脂Ｒの固化速度と、外側での溶融樹脂Ｒの固化速度とがほぼ同じになるので、最終的に作製されたサブストレーナ５では、湾曲部５２２における内側領域５２２Ａの厚みと、外側領域５２２Ｂの厚みとがほぼ同じ厚みで作製されるようになっている。

以上の通り、実施の形態では
（１）長手方向の途中位置に湾曲部５２２を有する樹脂製の基部５０を備えるサブストレーナ５（中空管）を、サブストレーナ５の外形に対応するキャビティＣを備えた金型７内に溶融樹脂Ｒを射出したのち、キャビティＣにおける最終的にサブストレーナ５となる領域の一端から他端までフローティングコアＦを移動させることにより作製するサブストレーナ５の作製方法において、
サブストレーナ５の湾曲部５２２では、当該湾曲部５２２の湾曲方向における内側となる内側領域５２２Ａの外周にリブ５４が設けられており、
溶融樹脂Ｒが充填されたキャビティＣ内の湾曲部５２２となる領域において、湾曲方向における内側となる内側領域５２２Ａのリブ５４の部分を含む表面積と、外側となる外側領域５２２Ｂの表面積とが同じになるように設定した。

このように構成すると、キャビティＣ内の湾曲部５２２となる領域では、湾曲方向における内側となる内側領域５２２Ａのリブ５４の部分を含む表面積と、外側となる外側領域５２２Ｂの表面積とが同じであるので、溶融樹脂Ｒで満たされたキャビティＣ内の湾曲部５２２となる領域では、湾曲方向における内側での溶融樹脂Ｒの固化速度と、外側での溶融樹脂Ｒの固化速度とがほぼ同じになる。
これにより、フローティングコアＦが、湾曲部５２２となる領域の湾曲方向における内側と外側の略中間を通って移動するので、作製したサブストレーナ５における中空状の基部５０では、湾曲部５２２における内側の領域と外側の領域で、厚みに差が生じることを好適に抑制される。

リブ５４は、湾曲部５２２の湾曲方向における内側（内側領域５２２Ａ側）から見て、湾曲部５２２の幅方向の厚みＷ２よりも薄い厚みＷ１の板状を成しており、湾曲部５２２の幅方向の中央部にサブストレーナ５の長手方向に沿って同じ厚みＷ１で設けられている構成とした。

このように構成すると、リブ５４の厚みＷ１を調整するだけで、湾曲方向における内側となる内側領域５２２Ａのリブ５４の部分を含む表面積を、外側となる外側領域５２２Ｂの表面積に合わせることが可能になる。
また、湾曲方向における内側（内側領域５２２Ａ側）から見た湾曲部５２２の幅方向の中央にリブ５４が設けられているので、リブ５４を設けるために、金型７の型分割面Ｌｎ（図３の（ｃ）参照）を大きく変更することなく、型分割面Ｌｎにリブ５４となる領域Ｃｂを設けるだけで、湾曲部５２２にリブ５４を有する樹脂製のサブストレーナ５を作製できる。
また、可動型７１と可動型７２との対向面に形成される凹部７１ａ、７２ａを大きく変更することなく、可動型７１と可動型７２とを接合した金型７内のキャビティＣに、リブ５４となる領域Ｃｂを簡単に作成することが可能になる。

サブストレーナ５においてリブ５４は、サブストレーナ５の長手方向における湾曲部５２２の一方側に位置する基部５０から、他方側に位置する接続部５２１まで、湾曲部５２２を跨いで設けられている構成とした。

このように構成すると、リブ５４が設けられている長手方向の範囲（長さＬ）を調整することで、湾曲方向における内側となる内側領域５２２Ａのリブ５４の部分を含む表面積を、外側となる外側領域５２２Ｂの表面積に合わせることが可能になる。

長手方向における湾曲部５２２を挟んだ他方側には、コントロールバルブ３（相手側部材）の下面３２に開口する電動オイルポンプ（図示せず）との連絡孔３１（嵌合孔）に嵌入される嵌入部５２３が設けられており、
リブ５４の嵌入部５２３側には、嵌入部５２３が連絡孔３１に所定量嵌入された時点でコントロールバルブ３の連絡孔３１の周縁（下面３２）に当接する平坦面５４ａ（当接部）が設けられている構成とした。

このように構成すると、湾曲部５２２周りの剛性や強度がリブ５４により高められているので、コントロールバルブ３の連絡孔３１に嵌入部５２３を嵌入する際に、樹脂製のサブストレーナ５の湾曲部５２２周りが、湾曲部５２２に作用する応力で、湾曲部５２２の内側領域５２２Ａの部分から破断することを好適に防止できる。
また、リブ５４に設けた平坦面５４ａが、嵌入部５２３の連絡孔３１への嵌入長を決めるストッパとして機能するので、コントロールバルブ３とサブストレーナ５との位置決めを適切に行うことができる。

サブストレーナ５は、車両用の自動変速機のコントロールバルブ３の下部に固定されている構成とした。

車両用の自動変速機のコントロールバルブ３の下部に固定されるサブストレーナ５には、車両の走行などに起因する振動が常時作用している。そのため、サブストレーナの基部５０の厚み、特に湾曲部５２２における内側の領域と、外側の領域の厚みの差が大きいと、サブストレーナ５は、厚みが薄くなっている領域から破断し易くなる。上記のように構成すると、中空管での厚みの差を抑制できるので、振動に起因する破断の発生を好適に防止できる。

前記した実施の形態では、リブ５４が、コントロールバルブ３の下部に開口する連絡孔３１（図２の（ｂ）参照）との連結部５２の湾曲部５２２に設けられている場合を例示した。
サブストレーナ５におけるリブを設ける位置は、この態様に限定されるものではなく、他の湾曲部に設けても良い。
例えば、オイルＯＬの吸入部５１を構成している湾曲部５１１に設けた構成としても良い（図２の（ａ）、仮想線、符号５１Ａ参照）。
この場合には、湾曲部５１１の湾曲方向の内側の外周に、長手方向に沿ってリブ５１Ａが設けられることになるので、オイルＯＬの吸入部５１周りが、自動変速機を搭載した車両の振動などにより破断することを好適に防止できることになる。

１ 変速機ケース
２ オイルパン
３ コントロールバルブ
３１ 連絡路
３２ 下面
４ オイルストレーナ
５ サブストレーナ
５０ 基部
５１ 吸入部
５１０ 直線部
５１１ 湾曲部
５２ 連結部
５２１ 接続部
５２２ 湾曲部
５２２Ａ 内側領域
５２２Ｂ 外側領域
５２３ 嵌入部
５３ 中空部
５３ａ 開口
５４ リブ
５４ａ 平坦面
７ 金型
７１ 可動型
７２ 可動型
６ ブラケット
Ｂ ボルト
Ｃ キャビティ
Ｆ フローティングコア
Ｌｎ 型分割面
ＯＬ オイル（フルード）
Ｒ 溶融樹脂
Ｒｓ 固化範囲
Ｓ シールリング（Ｏリング）

Claims (5)

1. 長手方向の途中位置に湾曲部を有する樹脂製の中空管を、前記中空管に対応するキャビティを備えた金型内に溶融樹脂を射出したのち、フローティングコアを、前記溶融樹脂が充填された前記キャビティ内を移動させることにより作製する中空管の作製方法において、
   前記中空管の前記湾曲部では、当該湾曲部の湾曲方向における内側となる領域の外周にリブが設けられており、
   前記溶融樹脂が充填された前記キャビティ内の前記湾曲部となる領域において、前記湾曲方向における内側となる領域の前記リブの部分を含む表面積と、外側となる領域の表面積とが同じになるように設定したことを特徴とする中空管の作製方法。
2. 前記リブは、前記湾曲部の前記湾曲方向における内側から見て、前記湾曲部の幅方向の厚みよりも薄い板状を成しており、前記湾曲部の幅方向の中央部に前記長手方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の中空管の作製方法。
3. 前記中空管において前記リブは、前記湾曲部を前記長手方向における一方側から他方側に跨いて設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中空管の作製方法。
4. 前記長手方向における前記湾曲部を挟んだ一方側には、相手側部材の嵌合孔に嵌入される嵌入部が設けられており、
   前記リブの前記嵌入部側には、前記嵌入部が前記嵌合孔に所定量嵌入された時点で、前記相手側部材に当接する当接部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の中空管の作製方法。
5. 前記中空管は、車両用の自動変速機のコントロールバルブの下部に固定されるサブストレーナであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の中空管の作製方法。

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