JP3978362B2

JP3978362B2 - 曲り樹脂チューブの製造方法

Info

Publication number: JP3978362B2
Application number: JP2002114881A
Authority: JP
Inventors: 真一小林; 順也黒田
Original assignee: Nichirin Co Ltd
Current assignee: Nichirin Co Ltd
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: JP2003305768A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲り樹脂チューブの製造方法に関し、詳しくは、熱可塑性樹脂素材よりなり、複数個所に曲折部を有する曲り樹脂チューブの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の軽量化、低コスト化を目的として、自動車用のバキュームチューブや低圧エアチューブ等を構成する素材として、熱可塑性樹脂が用いられるようになってきた。そして、このような樹脂チューブには、エンジンルーム内の各種装置の密集化に伴い、３次元的に複雑な曲折形状が要求されている。
【０００３】
そこで、例えば特開平８―２１６２４６号公報には、図３に示すように、予め目的とする曲折形状に曲げ加工され、長手方向に沿って開口部を設けた金属パイプの型１０２に、予備加熱された樹脂チューブ前駆体１０１を嵌め込み、これを型１０２ごと加熱して目的形状に成形した後、冷却して型１０２から取り外すことにより、曲り樹脂チューブを製造する方法が開示されている。しかしながら、この方法は、予備加熱した樹脂チューブ前駆体１０１を複雑形状の型１０２に取り付ける作業、型１０２ごと加熱するため加熱炉に装入し、加熱後取り出す作業、成形後の樹脂チューブを型１０２から取り外す作業など人手を要する作業が多く生産性に劣る問題がある。生産性を上げるために予備加熱温度を上げると、樹脂前駆体１０１が軟化しすぎて、型１０２に嵌め込む際にキンクする可能性が高くなる。特に近年のエンジンルーム内のさらなる密集化に伴いさらに複雑な３次元曲折形状が要求されるが、曲げ角度が大きい場合などにはキンクを防止することが一層困難となるため、本方法では実質上加工不可能な場合も生じる。さらに、曲折形状が異なる樹脂チューブを製造する場合には、その都度、新たに複雑形状の型を製作する必要があり非常に手間がかかる問題もある（従来技術１）。
【０００４】
また、特開平１１―５８５１０号公報には、図４に示すように、樹脂チューブ２０１の外周側からエアヒータ２０４Ａ、２０４Ｂで加熱するとともに、樹脂チューブ２０１内に加熱手段２０４Ｃを有する曲げ部材２０２を挿入し、樹脂チューブ２０１の内外から加熱すると同時又はその後に、直管状の曲げ部材２０２を曲げ加工を施す部分を回動中心として回動させることにより曲げ加工する方法が開示されている。この方法によれば、１箇所のみに曲げ角度の異なる曲折部を有する樹脂チューブを製造する場合には、複数の型を製作することなく製造できるため製造コストの低減につながるものであるが、曲折部を複数有する複雑形状の樹脂チューブの製造には適用できない。また、曲げ加工を施す部分を回動中心として直管状の曲げ部材２０２を回動させるため、曲げ角度が大きい場合には、曲げ加工部分がキンクしてしまう可能性が高い（従来技術２）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、複数の型を製作することなく、低コストで確実に種々の複雑形状の曲り樹脂チューブを製造できる方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、熱可塑性樹脂素材よりなり、複数個所に曲折部を有する曲り樹脂チューブの製造方法であって、樹脂チューブの曲げ加工を施す部分（以下、「曲げ加工部分」という。）を予備加熱炉で予備加熱する予備加熱工程と、予備加熱後の当該曲げ加工部分に、樹脂チューブの内径よりやや小さい内径で可撓性を有し、かつ第１の加熱手段を備えた内挿部材を挿入して樹脂チューブを支持する支持工程と、当該曲げ加工部分を前記第１の加熱手段で内面側から加熱する内面側加熱工程と、前記内面側加熱工程と同時またはその後に、第２の加熱手段で樹脂チューブと接触する面が加熱された曲げ加工手段により樹脂チューブを曲げ加工する曲げ加工工程と、前記内挿部材及び前記曲げ加工手段の少なくとも一方に備えた冷却手段により、曲げ加工が施された後の当該曲げ加工部分を冷却する冷却工程；とを有し、当該曲げ加工部分についての前記内面側加熱工程、前記曲げ加工工程および前記冷却工程を実施中に、並行して次の曲げ加工部分を前記予備加熱炉で予備加熱しておくことを特徴とする曲り樹脂チューブの製造方法である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記曲げ加工手段が、一対のベンダとベンダ押さえからなる請求項１に記載の曲り樹脂チューブの製造方法である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記内挿部材が、金属製フレキ管で形成された請求項１または２に記載の曲り樹脂チューブの製造方法である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記第１の加熱手段が、蒸気及び加熱空気のいずれかの高温ガスであり、前記内挿部材に当該高温ガスの吹き出し孔を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の曲り樹脂チューブの製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１に、本発明の実施の形態に係る曲り樹脂チューブの製造装置の概略を示す。符号１は、曲げ加工を施す熱可塑性の樹脂チューブ前駆体（以下、単に「樹脂チューブ」という。）であり、当該樹脂チューブ１は図示しないチャックによりほぼ水平に保持され、このチャックにより順次樹脂チューブ１長手方向に移送される。符号２は、樹脂チューブ１を予備加熱するための、例えば電熱線ヒータを備えた予備加熱炉であって、予備加熱炉２には中央部を貫通する開口を設けておき、この開口内を樹脂チューブ１が順次通過することにより予備加熱されるように構成しておく。
【００１３】
符号３は、樹脂チューブ１に内挿される内挿部材であって、樹脂チューブ１の内径よりやや小さい内径の筒状であり、内挿部材３の後端側には支持部材として支持管３Ａが接続されている。内挿部材３は可撓性を有するように、例えばステンレス鋼製など金属製フレキ管あるいはゴムチューブで構成すればよい。内挿部材３には例えば以下のような加熱手段（第１の加熱手段）および冷却手段を設けておく。すなわち、内挿部材３の側面にはガス吹き出し孔３Ｂを周方向に複数個設け、支持管３Ａの後端部には切り替えバルブ３Ｃを設け、加熱媒体としては蒸気や加熱空気などの高温ガスを、冷却媒体としては常温空気などの冷却ガスを選択的に導入できるようにしておき、支持管３Ａを介して前記ガス吹き出し孔３Ｂから高温ガスまたは冷却ガスが吹き出すように構成しておく。これにより、樹脂チューブ１の曲げ加工を施す部分を、内面側から加熱または冷却することができる。また、内挿部材３の先端部にはＯリングなどのシール機構３Ｄを設けて、内挿部材３の先端部と樹脂チューブ１内面との隙間から高温ガスや冷却ガスが樹脂チューブ１前方側へ漏れ出さないようにして、曲げ加工を施す部分を迅速に加熱または冷却できるようにしておくことが好ましい。
【００１４】
符号４Ａおよび４Ｂは、曲げ加工手段４を構成する、一対のベンダとベンダ押さえであって、予備加熱炉２より樹脂チューブ１の前端側に設ける。ベンダ４Ａとベンダ押さえ４Ｂには、それぞれ加熱手段（第２の加熱手段）および冷却手段として、ガスの流路４１Ａ、４１Ｂを設け、当該流路４１Ａ、４１Ｂのガス供給側に、それぞれ切り替えバルブ４２Ａ、４２Ｂを設けておき、高温ガスと冷却ガスとが選択的に流せるようにしておく。
【００１５】
次に、上記構成の製造装置を用い、複数箇所に曲り部を有する曲り樹脂チューブの製造方法について説明する。
【００１６】
先ず、予備加熱炉２を所定の温度に昇温しておく。次に、直管状の樹脂チューブ１に内挿部材３を挿入して、当該内挿部材３を曲げ加工手段４の位置に合わせてセットする。そして、樹脂チューブ１の最初の曲げ加工部分が予備加熱炉２内に来るようにセットする。そのまま所定時間保持して曲げ加工部分を例えば約１２０℃程度まで予備加熱する。この予備加熱により樹脂チューブ１の曲げ加工部分はある程度まで軟化される（予備加熱工程）。
【００１７】
次に、内挿部材３の位置は固定したまま、前記チャックにより樹脂チューブ１のみを所定距離だけ前進させて、予備加熱された曲げ加工部分を曲げ加工手段４（４Ａ、４Ｂ）の位置（すなわち、内挿部材３の位置）に合わせる（支持工程）。
【００１８】
次に、切り替えバルブを操作して所定温度の高温ガスを支持管３Ａを経由して内挿部材３のガス吹き出し孔３Ｂから吹き出させて、樹脂チューブ１の曲げ加工部分を内面側から、予備加熱温度以上、例えば約１６０℃程度に加熱する。これにより、樹脂チューブ１の曲げ加工部分はさらに軟化され、以後の曲げ加工が容易となる（内面側加熱工程）。
【００１９】
一方、この間に、曲げ加工手段４であるベンダ４Ａとベンダ押さえ４Ｂには、それぞれ切り替えバルブ４２Ａ、４２Ｂを操作し、それぞれのガスの流路４１Ａ、４１Ｂを介して高温ガスを流通させ、樹脂チューブ１の曲げ加工部分の外面と接する面を十分に加熱しておく。そして、上記内面側加熱工程と同時またはその後に、ベンダ４Ａとベンダ押さえ４Ｂにより樹脂チューブ１の曲げ加工部分を所定の曲げ角度まで曲げ加工する。曲げ加工の際、樹脂チューブ１の曲げ加工部分の内面側には可撓性を有する内挿部材３が存在し、樹脂チューブ１の曲げ変形に伴って内挿部材３も曲がるため（図２参照）、曲げ角度が大きい場合であっても樹脂チューブ１がキンクすることがない。なお、上記内面側加熱工程と同時に曲げ加工工程を実施する方が望ましい。すなわち、曲げ加工中にも、内挿部材３のガス吹出し孔３Ｂから樹脂チューブ内面に高温ガスを吹き付け続けることにより、曲げ加工中に樹脂チューブ１の曲げ加工部分が冷却されて硬化することがなく、キンクが起こりにくくなるからである。同様に理由により、曲げ加工中も曲げ加工手段４に高温ガスを流し続けることが望ましい（曲げ加工工程）。
【００２０】
樹脂チューブ１を所定の曲げ角度に曲げ加工した後、切り替えバルブ３Ｅ、４２Ａ、４２Ｂにより各部への高温ガスを冷却ガスに切り替える。これにより、樹脂チューブ１の曲げ加工部分が、内挿部材３のガス吹き出し孔３Ｂから冷却ガスが樹脂チューブ１の曲げ加工部分内面に吹き付けられることにより内面から冷却されるとともに、ベンダ４Ａおよびベンダ押さえ４Ｂと接する外面からも冷却されるので、迅速に冷却されて固化し、最初の曲り部の形成が完了する（冷却工程）。
【００２１】
上記の最初の内面加熱工程〜曲げ加工工程を実施中に、次の曲げ加工部分を予備加熱炉２で予備加熱しておく（２回目の予備加熱工程）。
【００２２】
樹脂チューブ１の曲げ加工部分が十分冷却固化した後、曲げ加工手段４（４Ａ、４Ｂ）を樹脂チューブ１から待避させ、内挿部材３の位置を固定したまま、樹脂チューブ１を前記チャックで前進させ、予備加熱炉２で予備加熱された次の曲げ加工部分を曲げ加工手段４の位置（すなわち、内挿部材３の位置）にセットする。この際、次の曲り部の曲げ方向が最初の曲り部の曲げ方向と異なる場合には、樹脂チューブ１をその軸周りに次の曲り部の曲げ方向に合う角度分だけ回転させてセットすれば良い。あるいは、樹脂チューブ１を回転させる代わりに、曲げ加工手段４を、樹脂チューブ１の軸を中心として回動自在に構成しておき、次の曲り部の曲げ方向に合わせるようにしても良い。樹脂チューブ１の移動の間に、内挿部材３は自らの可撓性により樹脂チューブ１の直管部で直管状に戻される（２回目の支持工程）。なお、前回（最初）の冷却工程における、曲げ加工部分の冷却固化が十分でないうちに樹脂チューブ１を移動させてしまうと、折角所定角度に曲げ加工された部分が変形あるいは損傷してしまうので、十分に冷却することが重要である。２回目の支持工程の後、最初の一連の工程と同様に、内面側加熱工程、曲げ加工工程、および冷却工程を繰り返すことにより、新たな曲り部が形成される。
【００２３】
以下、上記と同様にして、予備加熱工程から冷却工程までの一連の工程を順次繰り返すことにより、複数箇所に曲り部を有する複雑な３次元曲折形状であっても、容易かつ確実に曲り樹脂チューブを成形できる。
【００２４】
本方法によれば、内面側加熱工程、曲げ加工工程、および冷却工程を実施中に、次の曲げ加工部分を予備加熱しておくことができるため、生産性が格段に向上する。
【００２５】
なお、樹脂チューブの複数の曲り部の各間隔が一定でない場合でも、内面側加熱工程、曲げ加工工程、および冷却工程実施中に並行して次回の予備加熱工程を実施できるように、例えば、予備加熱炉の水平方向位置が自在に変更できるようにしておくと良い。
【００２７】
また、上記実施の形態では、内挿部材３と曲げ加工手段４の両方に冷却手段を設けたが、いずれか一方にのみ設けた場合も本発明の技術的範囲に属するものである。例えば、内挿部材３にのみ冷却手段を設け、曲げ加工手段４には冷却手段を設けない場合、曲げ加工完了後、直ちに曲げ加工手段４であるベンダ４Ａとベンダ押さえ４Ｂを樹脂チューブから退避させて、内挿部材３の冷却手段により冷却すれば、両方に設けた場合に比べ冷却時間は長くなるものの、樹脂チューブ１の曲げ加工部分を比較的短時間で十分に冷却固化させることができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、樹脂チューブ１をチャックでほぼ水平に保持するとしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、鉛直方向に保持しても斜めに保持しても良い。
【００２９】
また、本実施の形態では、予備加熱の熱源として電熱線ヒータを用いたが、セラミックヒータ、遠赤外線ヒータ、蒸気や加熱空気などの高温ガス、ハロゲンランプなどを用いても良い。
【００３０】
また、本実施の形態では、加熱手段（第１、第２の加熱手段）として蒸気や加熱空気などの高温ガスを用いたが、電熱線ヒータを組み込んでも良い。
【００３１】
また、本実施の形態では、冷却手段として常温空気などの冷却ガスを用いたが、水冷や油冷にしても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上で説明したとおり、本発明によれば、複数の型を製作する必要がなく、また、人手を要する作業を大幅に省略できることに加え、内面側加熱工程、曲げ加工工程、および冷却工程を実施中に、次の曲げ加工部分を予備加熱しておくことができるため、低コストで確実に、かつ高生産性にて種々の複雑形状の曲り樹脂チューブを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る曲り樹脂チューブの製造装置の概略を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る曲り樹脂チューブの製造装置により樹脂チューブを曲げ加工する様子を説明する断面図である。
【図３】従来技術１による曲り樹脂チューブの製造方法を示す斜視図である。
【図４】従来技術２による曲り樹脂チューブの製造方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…樹脂チューブ前駆体（樹脂チューブ）
２…予備加熱炉
３…内挿部材
３Ａ…支持管
３Ｂ…ガス吹出し孔
３Ｃ…切り替えバルブ
３Ｄ…シール機構
４…曲げ加工手段
４Ａ…ベンダ
４１Ａ…ガスの流路
４２Ａ…切り替えバルブ
４Ｂ…ベンダ押さえ
４１Ｂ…ガスの流路
４２Ｂ…切り替えバルブ

Claims

熱可塑性樹脂素材よりなり、複数個所に曲折部を有する曲り樹脂チューブの製造方法であって、
樹脂チューブの曲げ加工を施す部分（以下、「曲げ加工部分」という。）を予備加熱炉で予備加熱する予備加熱工程と、
予備加熱後の当該曲げ加工部分に、樹脂チューブの内径よりやや小さい内径で可撓性を有し、かつ第１の加熱手段を備えた内挿部材を挿入して樹脂チューブを支持する支持工程と、
当該曲げ加工部分を前記第１の加熱手段で内面側から加熱する内面側加熱工程と、
前記内面側加熱工程と同時またはその後に、第２の加熱手段で樹脂チューブと接触する面が加熱された曲げ加工手段により樹脂チューブを曲げ加工する曲げ加工工程と、
前記内挿部材及び前記曲げ加工手段の少なくとも一方に備えた冷却手段により、曲げ加工が施された後の当該曲げ加工部分を冷却する冷却工程；
とを有し、
当該曲げ加工部分についての前記内面側加熱工程、前記曲げ加工工程および前記冷却工程を実施中に、並行して次の曲げ加工部分を前記予備加熱炉で予備加熱しておくことを特徴とする曲り樹脂チューブの製造方法。
前記曲げ加工手段が、一対のベンダとベンダ押さえからなる請求項１に記載の曲り樹脂チューブの製造方法。
前記内挿部材が、金属製フレキ管で形成された請求項１または２に記載の曲り樹脂チューブの製造方法。
前記第１の加熱手段が、蒸気及び加熱空気のいずれかの高温ガスであり、前記内挿部材に当該高温ガスの吹き出し孔を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の曲り樹脂チューブの製造方法。