JP6534188B2 - チューブ、チューブの製造方法、及び金型 - Google Patents

チューブ、チューブの製造方法、及び金型 Download PDF

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Description

本発明は、チューブ、チューブの製造方法、及び金型に関する。
医療機器の一つとして、管状部材であるカニューレが知られている。一般的に、カニューレは樹脂製であり、患者の管腔部または血管などに挿入され、体液の排出、あるいは薬液または造影剤などの注入点滴に用いられる。
カニューレのような樹脂製の医療用チューブを成形する方法として、押出成形または射出成形などの成形方法が挙げられる。下掲の特許文献1には、射出成形により医療用チューブを製造する方法が記載されている。
射出成形により成形することによって、医療用チューブに取り付けるべき他の部材を、射出成形工程において一括して形成することができ、その結果、製造工程を簡略化することができるという利点がある。そのほかに、射出成形は、押出成形では作製することが困難な複雑な形状のチューブを高い精度で製造することができるという利点も有している。
ところで、樹脂のみからなる医療用チューブは、力が加わることによって折れ曲がり、空洞部が狭くなる。その結果、血液または薬液などの搬送に支障を来たし、場合によっては全く搬送できなくなるという問題が生じ得る。
上記の問題を解決するために、特許文献1の医療用チューブは、肉厚部(厚み部)内に螺旋状の補強体が埋設されている。これにより、折れ曲がり難く、その結果、空洞部が狭くなることを抑制し、薬剤等の搬送に支障を来たすことを防止することができる。
特許文献1の医療用チューブの製造方法は、第一に、予め成形されたシリコーンゴムチューブを中子ピンに被せ、第二に、ステンレス製で螺旋状の補強体をシリコーンゴムチューブに被せ、第三に、補強体及びシリコーンゴムチューブを被せた中子ピンを、金型のキャビティにセットして射出成形を行う、という製造方法である。上記の製造方法により、厚み部内に螺旋状の補強体を埋設したチューブを製造することができる。
また、下掲の特許文献2には、第一成形用型体と閉鎖用型体とを用いてチューブの下半分に対応する一次成形体を成形し、次に、閉鎖用型体に代えて第二成形用型体を用いてチューブの上半分に対応する二次成形体を成形するという方法であり、肉厚が薄いチューブを精度よく成形することができる製造方法が記載されている。
日本国公開特許公報「特開平4−174663号公報(1992年6月22日公開)」 日本国公開特許公報「特開2013−180545号公報(2013年9月12日公開)」 日本国公開特許公報「特開2007−136713号公報(2007年6月7日公開)」
しかしながら、特許文献1の製造方法は、予めシリコーンゴムチューブを形成し、シリコーンゴムチューブに螺旋状の補強体を被せ、さらに射出成形を行うという製造方法であり、補強体を有しないチューブと比べて工程が複雑である。
また、特許文献1の製造方法では、シリコーンゴムチューブに補強体を被せるために、補強体の内径はシリコーンゴムチューブの外径よりも大きく設計される。そのため、シリコーンゴムチューブの中心軸と補強体の中心軸とを一致させるように、補強体の配置を制御することが難しいという問題がある。このため、完成した医療用チューブの厚み部内において、補強体が、医療用チューブの半径方向(医療用チューブの長手方向に垂直な方向)に偏って配置されるおそれがある。さらに、場合によっては、補強体の一部がチューブの表面に露出するおそれがある。
そのため、補強体が露出しないよう確実に厚み部内に埋設するために、射出成形時に偏肉が発生した場合においても補強体が露出しない様に、予め肉厚を厚く設定しておく必要がある。その結果、医療用チューブは、内径に対して外径が必要以上に大きくなり、患者への負担を増大させる。
さらに、シリコーンゴムチューブに補強体を被せた状態において、シリコーンゴムチューブと補強体との間の隙間が大きい場合、射出成形時に補強体にかかる圧力によって補強体が所定の位置からずれてしまう。特に、射出圧力によって補強体がシリコーンゴムチューブの長手方向に移動し、所定の位置からずれてしまう。
そこで、シリコーンゴムチューブと補強体との間の隙間を小さくするために、補強体の内径とシリコーンゴムチューブの外径との寸法差が小さくなるように設計することが考えられる。しかしながら、補強体およびシリコーンゴムチューブを上記のように設計した場合、シリコーンゴムチューブ表面の所定の位置に補強体を被せることが容易ではなくなり、その結果、当該工程に時間を要するという問題がある。
また、特許文献2の製造方法は、チューブの下半分を成形する工程とチューブの上半分を成形する工程と含む複雑な製造方法であり、さらに、3種類の金型を必要とする。特許文献2の製造方法を利用して、厚み部内に補強体が埋設されたチューブを製造する場合、工程はさらに複雑化し、必要となる金型の数はさらに多くなる。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであって、その目的は、外径が小さく、かつ折れ曲がり難いチューブ、および該チューブを簡易な工程によって成形するためのチューブ製造方法、並びに上記チューブの成形に用いる金型を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るチューブの製造方法は、厚み部と空洞部とを備えており、上記厚み部内に環状、筒状または螺旋状の補強部材を備えたチューブの製造方法であって、第1金型のキャビティに、上記補強部材と、上記空洞部を形成するための中子ピンとを配置して樹脂成形をすることによって、管状樹脂の外周面に沿って上記補強部材が設けられた一次成形体を成形する第1工程と、上記第1金型の内径よりも大きな内径を有している第2金型のキャビティに、上記一次成形体を配置して樹脂成形をすることによって、上記補強部材を被覆する第2工程と、を含むことを特徴とする。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る金型は、厚み部と空洞部とを備えており、上記厚み部内に環状、筒状または螺旋状の補強部材を備えたチューブを成形するための金型であって、第1金型と第2金型とを含み、上記第2金型の内径は、上記第1金型の内径よりも大きく、上記第1金型の内壁面には、複数の孔状凹部が設けられていることを特徴とする。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るチューブは、厚み部と空洞部とを備え、かつ上記厚み部内に少なくとも1つの環状部材または筒状部材、もしくは少なくとも1巻きの螺旋状部材としての補強部材を備えたチューブであって、第1樹脂層と、上記第1樹脂層の外側に形成された第2樹脂層とを備えており、上記チューブの軸方向を含む面で上記チューブを切断したときの断面において、上記補強部材の断面部は、上記第1樹脂層と第2樹脂層との境界の位置に対応して配されており、上記チューブの少なくともある部分において、上記第1樹脂層の厚さが他の第1樹脂層の厚さ部分よりも厚く、上記第2樹脂層の厚さが他の第2樹脂層の厚さ部分よりも薄いことを特徴とする。
なお、本発明において、「金型」とは樹脂成形に用いる「型」を意味しており、金型の素材は、金属材料および非金属材料の中から、樹脂成形方法に応じて適宜選択することができる。
本発明の一態様によれば、厚み部が薄く、かつ折れ曲がり難いチューブ、および該チューブを簡易な工程によって成形するためのチューブ製造方法、並びに上記チューブの成形に用いる金型を提供することができる。
本発明の実施形態1に係る樹脂成形金型の一部の斜視図であり、(a)は樹脂受入側金型と対向側金型とを対向させた状態を示し、(b)は対向側金型を示し、(c)は樹脂受入側金型を示す。 溶融樹脂が流れる通路を示す仮想的な斜視図であり、(a)は、実施形態1に係る金型において溶融樹脂が流れる通路を示す仮想的な斜視図であり、(b)は、変形例に係る金型において溶融樹脂が流れる通路を示す仮想的な斜視図である。 本発明の実施形態1に係るチューブの概略図であり、(a)は斜視図であり、(b)は部分側面図であり、(c)は(b)のa−a線矢視断面図であり、(d)および(e)は(c)のb−b線矢視部分断面図である。 本発明の実施形態1に係る第1金型の概略図であり、(a)は平面図であり、(b)は(a)のA−A線矢視断面図であり、(c)は(a)のB−B線矢視断面図であり、(d)は(b)のC部の拡大図である。 本発明の実施形態1に係る第2金型の概略図であり、(a)は平面図であり、(b)は(a)のD−D線矢視断面図であり、(c)は(a)のE−E線矢視断面図である。 本発明の実施形態2に係る第1金型の概略図であり、(a)は平面図であり、(b)は(a)のF−F線矢視断面図であり、(c)は(a)のG−G線矢視断面図であり、(d)は(b)のH部の拡大図である。 本発明の実施形態3に係る第1金型の概略図であり、(a)は平面図であり、(b)は(a)のI−I線矢視断面図であり、(c)は(a)のJ−J線矢視断面図であり、(d)は(b)のK部の拡大図である。
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施の形態に係るチューブの製造方法、チューブ、および金型について、図1〜5に基づいて詳細に説明する。
<樹脂成形金型>
図1は、本実施形態に係る樹脂成形金型1の一部の斜視図であり、(a)は樹脂受入側金型と対向側金型とを対向させた状態を示し、(b)は対向側金型を示し、(c)は樹脂受入側金型を示す。
本発明に適用可能な樹脂成形として、射出成形および真空注型などを挙げることができる。以下では、まず射出成形の実施形態を説明し、真空注型の実施形態については後述する。
射出成形機は、樹脂成形金型1と、図示しない射出ユニットとを備えているが、射出ユニットの構成は従来の射出ユニットの構成と同様であるため、図示および詳細な説明を省略する。
図1の(a)に示すように、樹脂成形金型1は、互いに対向して配置されている対向側金型10と樹脂受入側金型20とを備えている。また、図1の(b)に示すように、対向側金型10は、対向側型板15と、対向側型板15上に設けられた一次成形用下型30および二次成形用下型60とを備えている。さらに、図1の(c)に示すように、樹脂受入側金型20は、樹脂受入側取り付け板25(ベースプレート)と、樹脂受入側取り付け板25上に設けられた一次成形用上型40および二次成形用上型70とを備えている。
図1の(a)および(c)に示すように、樹脂受入側取り付け板25は、射出ユニットとの位置合わせを容易にするためのロケートリング6と、対向側金型10と対向する面の四隅に設けられた4本のガイドピン21とを備えている。また、図1の(b)に示すように、対向側型板15は、ガイドピン21が挿入されるガイドピンブッシュ11を備えている。ガイドピン21をガイドピンブッシュ11に挿入することによって、樹脂受入側金型20と対向側金型10とは互いに位置合わせをされて密着する。これにより、樹脂成形金型1は型締めされる。
図1の(b)に示すように、対向側金型10は、樹脂受入側金型20と対向する面にランナー12を備えている。また、樹脂受入側金型20は、樹脂成形金型1を型締めしたときにランナー12に連通するスプルー22を備えている。スプルー22は、樹脂受入側金型20を貫通しており、射出ユニットのノズルからスプルーブッシュを介して溶融樹脂が導入される。
樹脂成形金型1を型締めしたとき、一次成形用下型30および一次成形用上型40によって一次成形用の金型である第1金型が形成され、二次成形用下型60および二次成形用上型70によって二次成形用の金型である第2金型が形成される。なお、第2金型の内径(キャビティの径)は、第1金型の内径(キャビティの径)よりも大きい。
図2は、溶融樹脂が流れる通路を示す仮想的な斜視図であり、(a)は、本実施形態に係る金型において溶融樹脂が流れる通路を示す仮想的な斜視図であり、(b)は、変形例に係る金型において溶融樹脂が流れる通路を示す仮想的な斜視図である。
図2の(a)に示すように、溶融樹脂は、スプルー22、ランナー12、ゲート13を通って、第1金型のキャビティ51および第2金型のキャビティ81に導入される。第1金型のキャビティ51および第2金型のキャビティ81は、略円柱形状を有している。
なお、本実施形態の樹脂成形金型1は、ランナー12が分岐していることによって、1つのランナー12を介して第1金型のキャビティ51および第2金型のキャビティ81に溶融樹脂が導入される構造となっているが、これに限られず、第1金型と第2金型とが分離した構造でもよい。すなわち、図2の(b)に示すように、第1金型用のスプルー22aおよびランナー12aを通って第1金型のキャビティ51に溶融樹脂が導入され、第2金型用のスプルー22bおよびランナー12bを通って第2金型のキャビティ81に溶融樹脂が導入される構造であってもよい。また、図2の(b)において、ランナー12aを分岐させて複数の第1金型のキャビティ51に溶融樹脂を導入する、共取り金型としてもよい。同様に、第2金型を共取り金型としてもよい。
さらに、本実施形態の樹脂成形金型1は第1金型と第2金型とを備えているが、これに限ることはなく、第1金型のみを備えた樹脂成形金型と、第2金型のみを備えた樹脂成形金型とを用いてもよい。
樹脂成形によりチューブを成形する場合、チューブに空洞部を形成するために、図1の(a)に示すように、金型のキャビティにスライドコアとしての中子ピン4を挿入した状態で樹脂成形を行う。中子ピン4は、中子ピン4の中心軸がキャビティの中心軸と一致するようにして、キャビティに挿入される。
<チューブ>
図3は、本実施形態に係るチューブ90の概略図であり、(a)は斜視図であり、(b)は部分側面図であり、(c)は(b)のa−a線矢視断面図である。チューブ90は、厚み部91と空洞部92とを有しており、厚み部91内に補強部材93が埋設されている。
本実施形態に係るチューブ90として、図3には、厚み部91内に複数巻きの螺旋部からなる螺旋状部材(コイル、板状ばね)としての補強部材93が埋設されたチューブ90を例示しているが、これに限ることはない。本実施形態に係るチューブ90は、補強すべき部位に、少なくとも1巻きの螺旋部からなる螺旋状部材、または少なくとも1つの環状部材(リング、筒状部材を含む)としての補強部材が埋設されたチューブであってもよい。また、複数の環状部材としての補強部材が、上記補強部材93における複数巻きの螺旋部と同様の所定ピッチで、チューブ90の軸方向に並んで埋設されたチューブであってもよい。さらに、補強部材は、螺旋状部材と環状部材とを組み合わせた部材であってもよい。
チューブ90は、補強部材93を備えているため、外部から力が加わった場合であっても折れ曲がり難く、空洞部92が狭くなることを防止することができる。
<金型>
以下に、図4および図5を参照して、上記のチューブ90を製造するために好適に用いることができる樹脂成形金型1について説明する。本実施形態の樹脂成形金型1は、第1金型50と、第2金型80とを含んでいる。
図4は、本実施形態に係る第1金型50の概略図であり、(a)は平面図であり、(b)は(a)のA−A線矢視断面図であり、(c)は(a)のB−B線矢視断面図であり、(d)は(b)のC部の拡大図である。また、図4の(c)では、説明のために、各部の構成を拡大して図示している。
図4の(c)に示すように、第1金型50を構成する前述した一次成形用下型30および一次成形用上型40はキャビティ型である。一次成形用下型30と一次成形用上型40とを型締めすることによって、第1金型50の中空部として、略円柱形状のキャビティ51が形成される。また、第1金型50の内壁面52は、一次成形用下型30の内壁面31と一次成形用上型40の内壁面41とを含んでいる。
図5は、本実施形態に係る第2金型80の概略図であり、(a)は平面図であり、(b)は(a)のD−D線矢視断面図であり、(c)は(a)のE−E線矢視断面図である。
図5の(c)に示すように、第2金型80を構成する前述した二次成形用下型60および二次成形用上型70はキャビティ型である。二次成形用下型60と二次成形用上型70とを型締めすることによって、第2金型80の中空部として、略円柱形状のキャビティ81が形成される。また、第2金型80の内壁面82は、二次成形用下型60の内壁面61と二次成形用上型70の内壁面71とを含んでいる。
第2金型80のキャビティ81の径は、第1金型50のキャビティ51の径よりも大きい。すなわち、第2金型80の内径は、第1金型50の内径よりも大きい。なお、ここでいう第1金型50のキャビティ51の径とは、後述する孔状凹部56を除いたキャビティ51の径を意味する。また、第2金型80のキャビティ81の径は、後述する孔状凹部56を含んだ第1金型50のキャビティ51の径以上である。
図4に示すように、第1金型50の内壁面52には、少なくとも1つの孔状凹部56が設けられている。図4の(b)および(d)に示すように、孔状凹部56は、第1金型50の内壁面52上において、キャビティ51の軸方向に平行をなす複数の線のうちの1つの線に沿って離散的(好ましくは規則的に)に設けられていることが好ましい。さらに、上記複数の線のうち、上記1つの線とは異なる線に沿って、複数の孔状凹部56が離散的に設けられていることが好ましい。上記1つの線とは異なる線の数は、好ましくは2以上であり、内壁面52上に、キャビティ51の中心を基準として等角的に配置されていることがより好ましい。さらに、孔状凹部56を含むキャビティ51に外接する仮想的な円柱の直径が、第2金型80の内径に等しくなるように、孔状凹部56の深さを設計することがより好ましい。
なお、本実施形態の説明では、金型を縦型射出成形機に取り付けた場合を例示して説明するが、これに限ることはなく、金型を横型射出成形機に取り付けてもよい。
<製造方法>
以下に、上記の樹脂成形金型1を用いてチューブ90を製造する製造方法について説明する。本実施形態のチューブの製造方法は、射出成形工程として、一次成形工程(第1工程)と二次成形工程(第2工程)とを含んでいる。
本実施形態の製造方法の射出成形は、従来の射出成形と同様に、第一に、図示しない射出ユニットにおいて成形材料を加熱することによって溶融樹脂を得る。次に、型締めされた金型内に溶融樹脂を射出した後、溶融樹脂を冷却することによって成形品を得る。射出成形材料としては、一般的な熱可塑性樹脂を用いる事ができるが、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、その他熱可塑性エラストマー樹脂などから、成形性や製品に求められる機械的特性などを考慮して適宜選定して用いることができる。
以下では、主に、従来の射出成形と異なる点を詳細に説明する。
(一次成形工程)
一次成形工程では、第1金型50のキャビティ51に、補強部材93と、スライドコアとしての中子ピン4とを配置する。このとき、補強部材93を、中子ピン4に被せるように配置し、中子ピン4を、中子ピン4の中心軸とキャビティ51の中心軸とが同一線をなすように配置する。
次に、上記のようにキャビティ51に補強部材93および中子ピン4を配置した状態で、第1金型50のキャビティ51に溶融樹脂を射出する。このとき、内壁面52上に設けられた孔状凹部56に溶融樹脂が入り込む。
その後、溶融樹脂を冷却し固化させることによって、表面に孔状凹部56に対応する凸部を有している管状の第1樹脂層(管状樹脂)と、上記第1樹脂層の外周面に沿って設けられた補強部材93とを備えている一次成形体を得る。なお、一次成形体の表面において、補強部材93の一部が管状の第1樹脂層の上記外周面から露出していてもよいし、露出していなくてもよい。
なお、一次成形体の図示を省略するが、一次成形体は射出成形により成形されるため、その外形は、第1金型50の内壁の形状に対応する形状となる。すなわち、一次成形体の外形は、概ね図4の(d)に示す形状となる。
(二次成形工程)
二次成形工程では、第2金型80のキャビティ81に、一次成形体と、スライドコアとしての中子ピン4とを配置する。このとき、一次成形体および中子ピン4を、それぞれの中心軸がキャビティ81の中心軸と同一線をなすように配置する。なお、一次成形工程で用いた中子ピン4をキャビティ51からキャビティ81に挿し替えてもよいし、キャビティ81のために他の中子ピンを用いてもよい。
キャビティ81に一次成形体を配置したとき、第2金型80の内径は第1金型50の内径よりも大きいため、一次成形体の表面のうちの少なくとも一部と、第2金型80の内壁面82との間には隙間が生じている。
次に、上記のようにキャビティ81に一次成形体および中子ピン4を配置した状態で、キャビティ81に溶融樹脂を射出する。上述のように、一次成形体の表面のうちの少なくとも一部と、内壁面82との間には隙間が生じているため、キャビティ81に溶融樹脂を射出することによって、一次成形体の周囲は溶融樹脂で覆われ、上記隙間は溶融樹脂で充填される。
その後、溶融樹脂を固化させることによって、一次成形体の表面に露出していた補強部材93を被覆するように、第1樹脂層の外側に第2樹脂層が形成される。このように、上記一次成形工程および二次成形工程によって、厚み部91内に補強部材93が埋設されたチューブ90(図3参照)を製造することができる。
キャビティ81に一次成形体を配置したとき、一次成形体と第2金型80の内壁面82との間には隙間が生じているため、一次成形体が自重または射出圧力によって変形し、特に、第2金型80の中央部分において一次成形体が撓む。その結果、一次成形体の中心軸と、二次成形工程を経て完成したチューブの中心軸とが一致しない偏心が生ずる。そのため、第2金型80の長手方向において、内壁面82と一次成形体の表面との間の距離が不均一となり、その結果、製造されたチューブの厚み部の厚さが不均一となる。さらに、場合によっては、補強部材が厚み部内に埋設されず、露出してしまうという問題が生じ得る。
しかしながら、本実施形態の製造方法によれば、一次成形体の表面には凸部が形成されているため、一次成形体を第2金型80のキャビティ81に配置したときに、一次成形体が撓んだ場合であっても、凸部が第2金型80の内壁面82に接触することによって、一次成形体の撓みは軽減される。
これにより、第1金型50に孔状凹部56を設けない態様と比較して、第2金型80の長手方向において、第2金型80の内壁面82と一次成形体の表面との間の距離の均一性を高めることができ、長手方向における厚み部の厚さの均一性を高めたチューブ90を製造することができる。
さらに、孔状凹部56を含むキャビティ51に外接する仮想的な円柱の直径が、第2金型80の内径に等しくなるように、孔状凹部56の深さを設計することによって、一次成形体に外接する仮想的な円柱の直径は第2金型の内径に等しくなる。したがって、一次成形体の凸部が第2金型80の内壁面82に接触するように一次成形体を第2金型80のキャビティ81に配置した場合、少なくとも凸部の周辺領域では、一次成形体の中心軸と第2金型80のキャビティ81の中心軸とのずれを抑制することができる。
さらに、第1金型50の内壁面52において、より多くの孔状凹部56を離散的に設けることによって、一次成形体の表面に多くの凸部が離散的に形成される。これにより、キャビティ81内のより広い範囲において、一次成形体の中心軸と第2金型80のキャビティ81の中心軸とのずれを抑制することができる。これにより、第2金型80の長手方向において、第2金型80の内壁面と一次成形体の表面との間の距離の均一性をさらに高めることができ、その結果、長手方向における厚み部の厚さの均一性をさらに高めたチューブ90を製造することができる。
上記のように、一次成形体がキャビティ81内で偏心するのを軽減する凸部が一次成形体に形成されていることにより、二次成形工程における溶融樹脂の射出方向は、中子ピン4の基部から先端に向かう方向でもよいし、その逆で、中子ピン4の先端から基部に向かう方向でもよい。これは、上記凸部が一次成形体に形成されていない形態において、中子ピン4の先端から基部に向かう射出方向を採用した場合、一次成形体の偏心が発生しやすいのに対して、凸部が一次成形体に形成されている形態では、凸部が第2金型80の内壁面82に接触することによって、一次成形体の偏心が発生しにくくなるためである。
なお、上記の説明では、内壁面52に孔状凹部56が形成された第1金型50を用いたチューブ90の製造方法について説明したが、本実施形態の製造方法は、これに限られず、一次成形体の偏心の抑制を考慮する必要が無い場合には、内壁面52に孔状凹部56が形成されていない第1金型50を用いてもよい。この場合であっても、特許文献1の製造方法のように管状樹脂に補強部材を被せる工程が不要であるため、簡易な工程によって、厚み部91内に補強部材93を備えたチューブ90を製造することができる。さらに、本実施形態の製造方法では、第1金型50のキャビティ51に補強部材93を配置して射出成形をするため、管状樹脂と補強部材93との間に隙間が生じない。そのため、二次成形工程において補強部材93を被覆するために必要な溶融樹脂の量は、特許文献1の製造方法において必要とされる液状シリコーンゴムの量と比べて少なくて済む。これにより、内径に対して外径を過度に大きくすることなく、厚み部91内に補強部材93を埋設したチューブ90を製造することができる。
<チューブの断面>
上記の製造方法では、一次成形工程において第1樹脂層を形成し、二次成形工程において第1樹脂層の外側に第2樹脂層を形成する。そのため、チューブ90の厚み部91は、内側の層である第1樹脂層と外側の層である第2樹脂層とによって構成されている。
また、補強部材93は、第1樹脂層と第2樹脂層との境界に沿って形成されている。すなわち、チューブ90の軸方向を含む面でチューブ90を切断したときの断面(図3の(c)のb−b線矢視断面図)において、補強部材93の断面部は、第1樹脂層と第2樹脂層との境界の位置に対応して配されている。
また、図3の(d)に示すように、一次成形工程において得られた一次成形体の表面には、第1金型50の内壁面52に設けられた孔状凹部56に対応した凸部が形成される。そのため、チューブ90の断面において、少なくとも一部分は、第1樹脂層の厚さが他の第1樹脂層の厚さ部分よりも厚く、第2樹脂層の厚さが他の第2樹脂層の厚さ部分よりも薄く、半径方向の第1樹脂層の厚さと第2樹脂層の厚さの和が厚み部91に等しい。
なお、第1樹脂層と第2樹脂層とは、互いに同じ樹脂材料によって形成してもよいし、互いに相溶性のある異なる樹脂材料によって形成してもよい。
〔実施形態2〕
以下、本発明の実施の形態に係るチューブの製造方法、および金型について、図6に基づいて詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態で説明した構成と同じ構成には、同じ番号を付し、その説明を省略する。
<金型>
以下に、図3に示すチューブ90を製造するために好適に用いることができる樹脂成形金型1について説明する。本実施形態の樹脂成形金型1は、第1金型150と、第2金型80(図5参照)とを含んでいる。
図6は、本実施形態に係る第1金型150の概略図であり、(a)は平面図であり、(b)は(a)のF−F線矢視断面図であり、(c)は(a)のG−G線矢視断面図であり、(d)は(b)のH部の拡大図である。また、図6の(c)では、説明のために、各部の構成を拡大して図示している。
図6の(c)に示すように、一次成形用下型130と一次成形用上型140とを型締めすることによって、第1金型150の略円柱形状のキャビティ151が形成される。また、第1金型150の内壁面152は、一次成形用下型130の内壁面131と一次成形用上型140の内壁面141とを含んでいる。
図6に示すように、第1金型150の内壁面152には、孔状凹部156が設けられている。孔状凹部156は、第1孔状凹部154と、第1孔状凹部154の底面の一部に設けられた第2孔状凹部155とを備えている。これにより、孔状凹部156は、深さ方向に複数の段面を有しているとともに、第1孔状凹部154の底面は、孔状凹部156の最も浅い段面を構成しており、第2孔状凹部155の底面は、孔状凹部156の最も深い底面を構成している。すなわち、孔状凹部156の内面は、階段状に形成されている。そのため、第2孔状凹部155の底面の面積は、平面視における孔状凹部156の開口面積よりも小さい。例えば、平面視における第2孔状凹部155の大きさは、小さいことが好ましく、例えば、1mm×1mmとすることが好ましい。また、第2孔状凹部155は第1孔状凹部154上に複数設けても良い。
<製造方法>
(一次成形工程)
一次成形工程では、実施形態1の製造方法と同様に、第1金型150のキャビティ151に、補強部材93と、中子ピン4(図1参照)とを配置する。このとき、補強部材93を、中子ピン4に被せるように配置し、中子ピン4を、中子ピン4の中心軸とキャビティ151の中心軸とが同一線をなすように配置する。
次に、上記のようにキャビティ51に補強部材93および中子ピン4を配置した状態で、第1金型150のキャビティ151に溶融樹脂を射出する。このとき、内壁面152上に設けられた孔状凹部156に溶融樹脂が入り込む。より詳しくは、第1孔状凹部154および第2孔状凹部155に溶融樹脂が入り込む。
その後、溶融樹脂を冷却し固化させることによって、表面に孔状凹部156に対応する凸部を有している管状の第1樹脂層(管状樹脂)と、上記第1樹脂層の外周面に沿って設けられた補強部材93とを備えている一次成形体を得る。孔状凹部156は、第1孔状凹部154と第2孔状凹部155とを備えているため、一次成形体には、凸部として、第1孔状凹部154に対応する下段凸部と、第2孔状凹部155に対応する上段凸部とが形成される。ここで、下段凸部は凸部の底部を構成し、上段凸部は凸部の最上部を構成する。
(二次成形工程)
二次成形工程では、実施形態1の製造方法と同様に、第2金型80のキャビティに、一次成形体と、中子ピン4とを配置する。次に、上記のようにキャビティ81に一次成形体および中子ピン4を配置した状態で、第2金型80のキャビティ81に溶融樹脂を射出する。
その後、溶融樹脂を固化させることによって、一次成形体の表面に露出していた補強部材93を被覆するように、第1樹脂層の外側に第2樹脂層を形成する。このように、以上の一次成形工程および二次成形工程によって、厚み部91内に補強部材93が埋設されたチューブ90を製造することができる。
本実施形態の製造方法によれば、実施形態1の製造方法と同様に、第2金型80の長手方向において、第2金型80の内壁面82と一次成形体の表面との間の距離の均一性を高めることができ、長手方向における厚み部の厚さの均一性を高めたチューブ90を製造することができる。
また、凸部が第2金型80の内壁面82に接触した状態で二次成形工程の射出成形をした場合、射出された溶融樹脂は、凸部の上面には及ばないため、凸部の上面は溶融樹脂で被覆されない。その結果、チューブ90の表面に、一次成形体が露出する露出部(上記凸部に対応)と、二次成形工程の射出工程の溶融樹脂で被覆された被覆部(上記凸部以外に対応)とが形成され、チューブ90の美観が損なわれるおそれがある。
しかしながら、第1金型150が第2孔状凹部155を備えていることによって、一次成形体の外表面における凸部は、第1孔状凹部154に対応した下段凸部と、第2孔状凹部155に対応した上段凸部とを有することとなる。第2孔状凹部155の底面の面積は、平面視における孔状凹部156の開口面積よりも小さいため、上段凸部の上面の面積は、凸部の底面の面積よりも小さい。そのため、一次成形体の外表面における上段凸部の上面の面積は、上段凸部を含んでいない場合の凸部の上面の面積よりも小さい。その結果、凸部が上段凸部を含んでいない場合に比べて、第2金型80の内壁面82に接触する部分の面積がより小さくなる。そのため、露出部と被覆部との境界線が小さな略丸状となり、チューブ90の表面において、境界線を視認され難くすることができる。したがって、第1金型250に第2孔状凹部155を設けた方が、設けない場合より、チューブ90の美観を向上させることができる。
なお、上記の説明では、孔状凹部156が、第1孔状凹部154と第2孔状凹部155とを備えている構成について説明したが、孔状凹部156の構成はこれに限定されない。
孔状凹部156は、第2孔状凹部155を備えていなくても、底面の面積が開口面積よりも小さければよい。例えば、孔状凹部156の形状は、錐形状またはドーム形状など、底に向かって幅が狭くなる形状であってもよい。これにより、一次成形体に形成される凸部の形状は、先端に向かって細くなる。そのため、一次成形体のうち、第2金型80の内壁面82に接触する部分の面積を小さくすることができ、チューブ90の表面において、境界線を視認され難くすることができる。したがって、孔状凹部156の底面の面積が開口面積よりも小さい態様の方が、孔状凹部156の底面の面積が開口面積と等しい態様に比べて、チューブ90の美観を向上させることができる。
〔実施形態3〕
以下、本発明の実施の形態に係るチューブの製造方法、および金型について、図7に基づいて詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態で説明した構成と同じ構成には、同じ番号を付し、その説明を省略する。
<金型>
以下に、チューブ90を製造するために好適に用いることができる射出成形金型1について説明する。本実施形態の樹脂成形金型1は、第1金型250と、第2金型80(図5参照)とを含んでいる。
図7は、本実施形態に係る第1金型250の概略図であり、(a)は平面図であり、(b)は(a)のI−I線矢視断面図であり、(c)は(a)のJ−J線矢視断面図であり、(d)は(b)のK部の拡大図である。図7の(a)では、説明のために、第1金型250の内壁面に形成されている溝を図示している。また、図7の(c)では、説明のために、各部の構成を拡大して図示している。
図7の(c)に示すように、一次成形用下型230と一次成形用上型240とを型締めすることによって、第1金型250の略円柱形状のキャビティ251が形成される。また、第1金型250の内壁面252は、一次成形用下型230の内壁面231と一次成形用上型240の内壁面241とを含んでいる。
図7の(c)に示すように、内壁面231および内壁面241には、補強部材93の形状に応じた溝が設けられている。型締めしたときに、内壁面231および内壁面241の各溝253a、253bが合わさることによって、第1金型250の内壁面252に補強部材93の螺旋形状に対応した溝253が形成される。
第1金型250の内壁面252には、孔状凹部256がさらに設けられている。孔状凹部256は、互いに隣り合う溝253の間の少なくとも一部の領域を含んで設けられている。
孔状凹部256の深さは、溝253の深さよりも深い。また、孔状凹部256は、第1孔状凹部254と、第1孔状凹部254の底面の一部に設けられた第2孔状凹部255とを備えている。
孔状凹部256は、互いに隣り合う溝253の間に収まるように設けられていてもよいし、互いに隣り合う2つ以上の溝253を覆うように(またがるように)設けられていてもよい。
また、図7では、溝の形状が螺旋状である場合を例として図示しているが、これに限ることはなく、溝の形状は、補強部材の形状に応じて適宜変更することができる。例えば、溝の形状は、複数の環状もしくは複数の筒状の溝がキャビティの中心軸に平行な方向に等間隔あるいは制御された不等ピッチで配置された形状であってもよいし、螺旋状、環状および筒状の形状から2つ以上の形状を任意に選択して組み合わせた形状であってもよい。すなわち、孔状凹部は、螺旋状の溝の1巻きに相当する螺旋部、環状の溝の1つに相当する環状部および筒状の溝の1つに相当する筒状部から任意に選択した隣り合う部同士の間の少なくとも一部の領域を含んで設けられていてもよい。
ここで、図7の(d)に示すように、孔状凹部256が互いに隣り合う2つ以上の溝253を覆うように設けられている場合、内壁面252において、孔状凹部256の部分において溝253が途切れてしまうが、この場合であっても、孔状凹部256は互いに隣り合う溝253の間の少なくとも一部の領域を含んで設けられているものとする。
溝253は、1巻きの螺旋部が複数巻き連続した螺旋状の形態を備えているので、図7の(d)に示す断面図から明らかなように、内壁面252上におけるキャビティ251の中心軸に平行な線と交差する複数の交差部257を含んでいる。そして、孔状凹部256は、少なくとも、互いに隣り合う交差部257の間の領域を含んで設けられている。
平面視における第2孔状凹部255の大きさは、小さいことが好ましく、例えば、1mm×1mmとすることが好ましい。また、第2孔状凹部255は第1孔状凹部254上に複数設けても良い。なお、本実施形態の第1金型250において、第2孔状凹部255は必須の構成ではない。
図7の(b)および(d)に示すように、複数の孔状凹部256は、第1金型250の内壁面252上において、キャビティ251の軸方向に平行をなす複数の線のうちの1つの線に沿って離散的(好ましくは規則的に)に設けられている。さらに、上記複数の線のうち、上記1つの線とは異なる線に沿って、複数の孔状凹部256が離散的に設けられている。上記1つの線とは異なる線の数は、好ましくは2以上であり、内壁面252上に、キャビティ251の中心を基準として、キャビティ251の円周上に等角的に配置されていることがより好ましい。
<製造方法>
(一次成形工程)
一次成形工程では、実施形態1の製造方法と同様に、第1金型250のキャビティ251に、補強部材93と、中子ピン4(図1参照)とを配置する。このとき、補強部材93を、溝253に嵌め込むように配置し、中子ピン4を、中子ピン4の中心軸とキャビティ51の中心軸とが同一線をなすように配置する。
次に、上記のようにキャビティ251に補強部材93および中子ピン4を配置した状態で、第1金型250のキャビティ251に溶融樹脂を射出する。このとき、内壁面252上に設けられた孔状凹部256に溶融樹脂が入り込む。
その後、溶融樹脂を固化させることによって、孔状凹部256に対応した凸部を有する管状の第1樹脂層(管状樹脂)と、当該第1樹脂層の外周面に沿って設けられた補強部材93とを備えている一次成形体を得る。
さらに、孔状凹部256は互いに隣り合う交差部257の間の領域を含んで設けられているため、凸部は、螺旋状の補強部材93と一次成形体の中心軸に平行な線とが交差する2つの交差部の間の領域を含んで設けられる。言い換えると、凸部は、2巻きの螺旋部の間の領域を含んで設けられる。また、孔状凹部256の深さは、溝253の深さよりも深いため、一次成形体の表面において、凸部の頂部は補強部材93の外周面よりも外側に突き出すように位置する。
なお、第1金型250の孔状凹部256が、互いに隣り合う2つ以上の溝253に重なる(またがる)ようにして設けられている場合、連続する2以上の螺旋部を覆うようにして凸部が形成された一次成形体を得ることができる。また、第1金型250の孔状凹部256が、互いに隣り合う2つの溝253の間の領域を含んで設けられている場合、連続する2巻きの螺旋部の間の領域を含むように凸部が形成された一次成形体を得ることができる。
なお、一次成形工程の射出工程において、溶融樹脂は、ゲート13を介して第1金型250内に射出され、第1金型250の一方の端部から、他方の端部へと流し込まれる。そのため、補強部材93は、第1金型250の一方の端部から他方の端部への方向の射出圧力を受ける。従来の金型を用いた射出成形では、射出圧力の影響を受けることによって、補強部材がキャビティ内で移動するおそれがある。
これに対して、上記一次成形工程では、補強部材93は溝253に嵌め込まれているため、射出圧力の影響による補強部材93の移動を抑制することができる。これにより、第1樹脂層の外側において配置される予定の位置に適切に補強部材93が設けられた一次成形体を得ることができる。
(二次成形工程)
二次成形工程では、実施形態1の製造方法と同様に、第2金型80のキャビティに、一次成形体と、中子ピン4とを配置する。次に、上記のようにキャビティ81に一次成形体および中子ピン4を配置した状態で、第2金型80のキャビティ81に溶融樹脂を射出する。
その後、溶融樹脂を固化させることによって、一次成形体の表面に露出していた補強部材93を被覆するように、第1樹脂層の外側に第2樹脂層を形成する。このように、以上の一次成形工程および二次成形工程によって、厚み部91内に補強部材93が埋設されたチューブ90を製造することができる。
二次成形工程の射出工程において、溶融樹脂は、ゲート13が設けられた第2金型80の一方の端部から、他方の端部へと流し込まれる。そのため、補強部材93は、第2金型80の一方の端部から他方の端部へ向かう方向の射出圧力を受ける。従来の金型を用いた射出成形では、溶融樹脂の射出圧力を受けることによって、補強部材がキャビティ内で移動するおそれがある。
これに対して、上記二次成形工程では、補強部材93に含まれる2巻きの螺旋部の間の領域を含むように、凸部が設けられているため、一次成形体の軸方向における補強部材93の移動は凸部によって制限され、射出圧力の影響による補強部材93の移動を抑制することができる。
これにより、一次成形工程では、射出圧力による補強部材93の位置ずれを溝253が抑制し、さらに、二次成形工程では、射出圧力による補強部材93の位置ずれを、補強部材93の螺旋部の間の領域を含んで形成された凸部が制限する。したがって、配置される予定の位置に精度良く補強部材93が設けられることによって補強されるべき部位が補強された、折れ曲がり難いチューブ90を製造することができる。
さらに、本実施形態の製造方法によれば、一次成形体を第2金型80のキャビティ81に配置したときに、凸部が第2金型80の内壁面82に接触することによって、一次成形体がキャビティ81内で偏心するのを軽減することができる。これにより、第2金型80の長手方向において、第2金型80の内壁面82と一次成形体の表面との間の距離の均一性を高めることができ、その結果、長手方向における厚み部の厚さの均一性を高めたチューブ90を製造することができる。
また、凸部が第2金型80の内壁面82に接触した状態で二次成形工程の射出成形をした場合、射出された溶融樹脂は、凸部の上面には及ばないため、凸部の上面は溶融樹脂で被覆されない。その結果、チューブ90の表面に、一次成形体が露出する露出部(上記凸部に対応)と、二次成形工程の射出工程の溶融樹脂で被覆された被覆部(上記凸部以外に対応)とが形成され、チューブ90の美観が損なわれるおそれがある。
しかしながら、第1金型250が第2孔状凹部255を備えていることによって、凸部は、第1孔状凹部254に対応した下段凸部と、第2孔状凹部255に対応した上段凸部とを有する。第2孔状凹部255の底面の面積は、平面視における孔状凹部256の開口面積よりも小さいため、上段凸部の上面の面積は、凸部の底面の面積よりも小さい。そのため、上段凸部の上面の面積は、上段凸部を含んでいない場合の下段凸部のみの上面の面積よりも小さい。その結果、凸部が上段凸部を含んでいない場合に比べて、一次成形体のうち、第2金型80の内壁面82に接触する部分の面積がより小さくなる。そのため、露出部と被覆部との境界線が小さな略丸状となり、チューブ90の表面において、境界線を視認され難くすることができる。したがって、第1金型250に第2孔状凹部255を設けた方が、設けない場合より、チューブ90の美観を向上させることができる。
<チューブの断面>
上記の製造方法では、一次成形工程において第1樹脂層を形成し、二次成形工程において第1樹脂層の外側に第2樹脂層を形成する。そのため、図3を参照して説明したように、チューブ90の厚み部91は、内側の層である第1樹脂層と外側の層である第2樹脂層とによって構成されている。
また、補強部材93は、第1樹脂層と第2樹脂層との境界に沿って形成されている。すなわち、チューブ90の軸方向を含む面でチューブ90を切断したときの断面において、補強部材93の断面部は、第1樹脂層と第2樹脂層との境界の位置に対応して配されている。
また、一次成形工程において得られた一次成形体の表面には、補強部材93の外表面を完全に被覆しない状態であったとしても、第1金型250の内壁面252に設けられた溝253に対応した凸部(α)と、孔状凹部256に対応した凸部(β)とが形成される。上述したように、凸部(β)は、螺旋状の補強部材93の螺旋部の間の領域を含んで設けられる。
その後、二次成形工程において一次成形体の周囲に第2樹脂層が形成されるため、図3の(e)に示すように、上記凸部(α)を覆う第2樹脂層に、凸部(α)に対応した凹部(α)が生じる。
さらに、少なくとも一組の螺旋部の間の領域を含んで設けられた凸部(β)を覆う第2樹脂層に、凸部(β)に対応した凹部(β)が生じる。すなわち、連続する2巻きの螺旋部の間の領域と他の部分の領域とでは第1樹脂層(第2樹脂層)の厚さが異なるため、両領域の間には段差が形成される。
これにより、凹部(α)および凹部(β)のそれぞれにおいて、第1樹脂層の厚さが他の第1樹脂層の厚さ部分よりも厚く、第2樹脂層の厚さが他の第2樹脂層の厚さ部分よりも薄い。
本実施形態の一次成形体は、孔状凹部256に対応した凸部(β)を有しているため、第1樹脂層と補強部材93とからなる一次成形体の周囲に第2樹脂層を形成するための射出成形の工程において、一次成形体を第2金型80のキャビティ81に配置したときに、上記凸部(β)が第2金型80の内壁面82に接触することによって、一次成形体の撓み(偏心)を軽減することができる。これにより、第2金型80の長手方向において、内壁面82と一次成形体の表面との間の距離の均一性を高めることができ、長手方向における厚み部の厚さの均一性を高めたチューブ90を提供することができる。
また、溝253に対応した凸部(α)により補強部材93の位置ずれが抑制されることによって、配置される予定の位置に補強部材93が設けられた構造を、チューブ90は有している。その結果、補強されるべき部位が補強され、折れ曲がり難いチューブ90を提供することができる。
さらに、孔状凹部256に対応した凸部(β)により補強部材93の位置ずれがさらに抑制されることによって、配置される予定の位置により確実に補強部材93が設けられた構造を、チューブ90は有している。その結果、補強されるべき部位がより高精度に補強され、折れ曲がり難いチューブ90を提供することができる。
〔実施形態4〕
実施形態1から3において説明した射出成形法による樹脂成形に代えて、真空注型法による樹脂成形を採用することができる。真空注型を行うために用いる真空注型装置の一構成例は、前掲の特許文献3(特開2007−136713号公報)に開示されている。
真空注型法では、射出成形法のような高圧で溶融樹脂を金型内に注入する必要が無いので、前記した中子ピンが、金型のキャビティの中心軸に対して偏心することへの影響を抑えることができる。
真空注型に用いる樹脂として、二液性硬化型シリコーン樹脂または二液性硬化型ウレタン樹脂などを採用することができる。また、硬化反応のタイプとして、縮合反応タイプおよび付加反応タイプのいずれでもよいが、硬化に伴う重量の収縮が小さい付加反応タイプ(加熱によって硬化反応を促進できるタイプ)の二液性硬化型樹脂が好ましい。
<金型>
金型には、実施形態1から3で説明した、射出成形に用いた各樹脂成形金型1と同じ構造の金型を用いることができる。
<製造方法>
本実施形態のチューブの製造方法もまた、前述した射出成形工程と同じく、真空注型工程として、一次成形工程(第1工程)と二次成形工程(第2工程)とを含んでいる。
一次成形工程において、金型を真空注型装置の真空チャンバに設置し、あらかじめ用意した二液性硬化型シリコーンゴム(樹脂)の主剤と硬化剤とを混合し、樹脂成形金型1と同じ構造のスプルーから第1金型(中子ピンを配置済み)へ注入した後、真空チャンバ内を真空状態に減圧する。これにより、第1金型内に注入された樹脂に含まれている空気を除去する脱泡が行われる。次に、第1金型のキャビティを十分満たすだけの樹脂を注入後、真空チャンバを大気圧に開放することで、上記キャビティ内に樹脂が押し込まれ充填されると共に、硬化反応が進展し所定形状のチューブ(一次成形体)を製造することができる。硬化反応を促進するため、金型または真空チャンバに昇温装置を取り付け、注入後の樹脂の硬化を早めることができる。このときの加熱温度は、樹脂の材料によって異なるが、例えば60℃〜80℃である。
二次成形工程では、樹脂成形金型1と同じ構造の第2金型のキャビティに、一次成形体と中子ピンとを配置し、上記と同様に真空注型を行うことにより、最終成形品としてのチューブを製造することができる。
なお、本製造方法は熱硬化型のエラストマーを用いた成形にも応用することができる。

〔まとめ〕
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るチューブの製造方法は、厚み部と空洞部とを備えており、上記厚み部内に環状、筒状または螺旋状の補強部材を備えたチューブの製造方法であって、第1金型のキャビティに、上記補強部材と、上記空洞部を形成するための中子ピンとを配置して樹脂成形をすることによって、管状樹脂の外周面に沿って上記補強部材が設けられた一次成形体を成形する第1工程と、上記第1金型の内径よりも大きな内径を有している第2金型のキャビティに、上記一次成形体を配置して樹脂成形をすることによって、上記補強部材を被覆する第2工程と、を含むことを特徴とする。
なお、本発明に係る樹脂成形法として、射出成形法および真空注型法を採用することができる。
上記の製造方法によれば、第1工程において、管状樹脂の外周面に沿って補強部材が設けられた一次成形体を成形することができる。その後、第2工程において、管状樹脂の外周面に沿って設けられた補強部材を被覆することができる。これにより、厚み部内に環状または螺旋状の補強部材を備えており、折れ曲がり難いチューブを製造することができる。
また、従来の製造方法のように管状樹脂に補強部材を被せる工程が不要であるため、簡易な工程によって、厚み部内に環状または螺旋状の補強部材を備えたチューブを製造することができる。
また、特許文献1の製造方法では、シリコーンゴムチューブに補強体を被せるために、補強体の内径はシリコーンゴムチューブの外径よりも大きく設計される。その結果、製造されるチューブは、内径に対して外径が過度に大きくなるという問題を有している。
これに対して、本発明の製造方法では、第1金型のキャビティに補強部材を配置して樹脂成形をするため、管状樹脂と補強部材との間に隙間は生じない。この結果、補強部材を、一次成形体の半径方向に対して精度よく配置することができるので、該半径方向に対する補強部材のズレ量を想定した余肉を不要にすることができる。したがって、薄肉の厚み部内に補強部材を埋設したチューブを製造することができる。
なお、上記構成のチューブにおいて、筒状の補強部材は、概略形状が略筒状の弾性体であれば好適に用いることが出来、例えば組物の形態、編物の形態、メッシュ状の形態などの各種形態を採用することができる。また、補強部材の太さ、ピッチを設計することにより、チューブの曲げやすさ、チューブ断面の扁平度を制御することができる。
また、特許文献1の製造方法では、補強体及びシリコーンゴムチューブを被せた中子ピンを金型のキャビティに配置して射出成形をした場合に、シリコーンゴムチューブが自重または射出圧力によって変形し、特に、金型の中央部分においてシリコーンゴムチューブが撓む。その結果、シリコーンゴムチューブの中心軸と、射出成形を経て完成した医療用チューブの中心軸とが一致しない偏心が生ずる。そのため、金型の長手方向において、金型の内壁面とシリコーンゴムチューブの表面との間の距離が不均一となり、その結果、完成した医療用チューブの厚み部の厚さが不均一となる。さらに、場合によっては、補強部材が厚み部内に埋設されず、露出してしまうという問題がある。
そこで、本発明の態様2に係るチューブの製造方法では、第1金型の内壁面には、孔状凹部が設けられていてもよい。
上記の製造方法によれば、一次成形体の表面には、第1金型の孔状凹部に対応する凸部が形成される。そして、一次成形体を第2金型のキャビティに配置したときに、凸部が第2金型の内壁面に接触することによって、一次成形体の撓み(偏心)を軽減することができる。これにより、第1金型に孔状凹部を設けない態様と比較して、第2金型の長手方向において、第2金型の内壁面と一次成形体の表面との間の距離の均一性を高めることができ、長手方向における厚み部の厚さの均一性を高めたチューブを製造することができる。
なお、厚み部の厚さの均一性をさらに高めるためには、第1金型の内壁面上において、第1金型のキャビティの軸方向に平行をなす複数の線上のそれぞれに、少なくとも1つの孔状凹部を形成することが好ましい。また、各線上に、複数の孔状凹部を離散的に設けることがさらに好ましく、規則的に設けることが一層好ましい。上記複数の線は、上記内壁面上に、第1金型のキャビティの中心を基準として、該キャビティの円周上に等角的に配置されていることがより好ましい。
また、本発明の態様3に係るチューブの製造方法では、上記第1金型のキャビティ形状に外接する仮想的な円柱の直径は、上記第2金型の内径に等しくてもよい。
上記の製造方法によれば、一次成形体に外接する仮想的な円柱の直径は第2金型の内径に等しくなる。したがって、一次成形体の凸部が第2金型の内壁面に接触するように一次成形体を第2金型のキャビティに配置した場合、少なくとも凸部の周辺領域では、一次成形体の中心軸と第2金型のキャビティの中心軸とのずれを抑制することができる。この結果、一次成形体の撓みを抑制することができる。
これにより、第2金型の長手方向において、第2金型の内壁面と一次成形体の表面との間の距離の均一性をさらに高めることができ、その結果、長手方向における厚み部の厚さの均一性をさらに高めたチューブを製造することができる。
一次成形体の凸部が第2金型の内壁面に接触した状態で第2工程の樹脂成形をした場合、第2工程の樹脂導入工程によって導入された樹脂は、凸部の上面には及ばないため、凸部の上面は樹脂で被覆されない。その結果、チューブの表面に、一次成形体が露出する露出部(上記凸部に対応)と、第2工程の射出工程の樹脂で被覆された被覆部(上記凸部以外に対応)とが形成される。これにより、チューブの表面において、露出部と被覆部との境界線が視認されることとなり、外観上好ましくない。
そこで、本発明の態様4に係るチューブの製造方法では、上記孔状凹部は、深さ方向に複数の段面を有しているとともに、第1孔状凹部と、第2孔状凹部とを含んでおり、上記第1孔状凹部の底面は、上記孔状凹部の最も浅い段面を構成しており、上記第2孔状凹部の底面は、上記孔状凹部の最も深い底面を構成していることによって、上記孔状凹部の内面は、階段状に形成されており、かつ、上記第2孔状凹部の上記底面の面積は、平面視における上記孔状凹部の開口面積よりも小さくてもよい。
上記の製造方法によれば、一次成形体の表面には凸部が形成され、凸部は、第1孔状凹部に対応した相対的に下段に位置する凸部(以下、下段凸部と称する)と、第2孔状凹部に対応した相対的に上段に位置する凸部(以下、上段凸部と称する)とを有する。
第1孔状凹部の底面は孔状凹部の最も浅い段面を構成し、第2孔状凹部の底面は孔状凹部の最も深い底面を構成しているため、下段凸部は凸部の最底部を構成し、上段凸部は凸部の最上部を構成する。
また、第2孔状凹部の底面の面積は、平面視における孔状凹部の開口面積よりも小さいため、上段凸部の上面の面積は、凸部の底面の面積よりも小さい。すなわち、上段凸部の上面の面積は、当該上段凸部を含んでいない場合の凸部の上面の面積よりも小さい。その結果、凸部が上段凸部を含んでいない場合に比べて、一次成形体のうち、第2金型の内壁面に接触する部分の面積がより小さくなる。そのため、露出部と被覆部との境界線の長さが短くなり(例えば、境界線が小さな略丸状となり)、チューブの表面において、境界線を視認され難くすることができる。したがって、金型に第2孔状凹部を設けた方が、設けない場合より、完成したチューブの美観を向上させることができる。
なお、一次成形体の表面に形成される凸部は、下段凸部および上段凸部の2段からなる構成に限られず、3段以上の構成であってもよい。この場合であっても、多段の突起の最上部(上段凸部)の上面の面積が底部の突起(下段凸部)の底面の面積より小さいか、または、多段の突起の最上部が底部の突起よりも小さければよい。
凸部を多段の構成とするために、孔状凹部は、第1孔状凹部および第2孔状凹部の他に、第3孔状凹部をさらに備えていてもよい。この場合、第1孔状凹部の底面の一部に第3孔状凹部を設け、第3孔状凹部の底面の一部に第2孔状凹部を設けてもよい。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る金型は、厚み部と空洞部とを備えており、上記厚み部内に環状、筒状または螺旋状の補強部材を備えたチューブを成形するための金型であって、第1金型と第2金型とを含み、上記第2金型の内径は、上記第1金型の内径よりも大きく、上記第1金型の内壁面には、複数の孔状凹部が設けられていることを特徴とする。
上記の構成によれば、第1金型を用いて樹脂成形をすることによって、表面に第1金型の孔状凹部に対応する凸部が形成された一次成形体が得られる。そして、一次成形体を第2金型のキャビティに配置したときに、凸部が第2金型の内壁面に接触することによって、一次成形体の撓み(偏心)を軽減することができる。これにより、第1金型に孔状凹部を設けない態様と比較して、第2金型の長手方向において、第2金型の内壁面と一次成形体の表面との間の距離の均一性を高めることができ、長手方向における厚み部の厚さの均一性を高めたチューブを製造することができる。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るチューブは、厚み部と空洞部とを備え、かつ上記厚み部内に少なくとも1つの環状部材または筒状部材、もしくは少なくとも1巻きの螺旋状部材としての補強部材を備えたチューブであって、第1樹脂層と、上記第1樹脂層の外側に形成された第2樹脂層とを備えており、上記チューブの軸方向を含む面で上記チューブを切断したときの断面において、上記補強部材の断面部は、上記第1樹脂層と第2樹脂層との境界の位置に対応して配されており、上記チューブの少なくともある部分において、上記第1樹脂層の厚さが他の第1樹脂層の厚さ部分よりも厚く、上記第2樹脂層の厚さが他の第2樹脂層の厚さ部分よりも薄いことを特徴とする。
上記の構成によれば、チューブの軸方向を含む面で上記チューブを切断したときの断面において、チューブの少なくともある部分において第1樹脂層の厚さが他の部分よりも厚い凸部になっている。そのため、金型を用いて、第1樹脂層と補強部材からなる一次成形体の周囲に第2樹脂層を形成するための樹脂成形の工程において、一次成形体を金型のキャビティに配置したときに、上記凸部が金型の内壁面に接触することによって、一次成形体の撓み(偏心)を軽減することができる。これにより、金型の長手方向において、金型の内壁面と一次成形体の表面との間の距離の均一性を高めることができ、長手方向における厚み部の厚さの均一性を高めたチューブを提供することができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、曲げによってチューブの空洞部が狭くなることを抑制したい用途、例えば医療用のチューブに利用することができる。
4 中子ピン
30 一次成形用下型
50、150、250 第1金型
51、151、251 キャビティ
52、152、252 内壁面
80 第2金型
81 キャビティ
90 チューブ
91 厚み部
92 空洞部
93 補強部材
56、156、256 孔状凹部
154、254 第1孔状凹部
155、255 第2孔状凹部

Claims (7)

  1. 厚み部と空洞部とを備えており、上記厚み部内に環状、筒状または螺旋状の補強部材を備えたチューブの製造方法であって、
    第1金型のキャビティに、上記補強部材と、上記空洞部を形成するための中子ピンとを配置して樹脂成形をすることによって、管状樹脂の外周面に沿って上記補強部材が設けられた一次成形体を成形する第1工程と、
    上記第1金型の内径よりも大きな内径を有している第2金型のキャビティに、上記一次成形体を配置して樹脂成形をすることによって、上記補強部材を被覆する第2工程と、を含み、
    第1金型の内壁面には、孔状凹部が設けられていること
    を特徴とするチューブの製造方法。
  2. 上記第1金型のキャビティ形状に外接する仮想的な円柱の直径は、上記第2金型の内径に等しいこと
    を特徴とする請求項に記載のチューブの製造方法。
  3. 上記樹脂成形は射出成形である請求項1または2に記載のチューブの製造方法。
  4. 上記樹脂成形は真空注型である請求項1または2に記載のチューブの製造方法。
  5. 上記孔状凹部は、深さ方向に複数の段面を有しているとともに、第1孔状凹部と、第2孔状凹部とを含んでおり、
    上記第1孔状凹部の底面は、上記孔状凹部の最も浅い段面を構成しており、
    上記第2孔状凹部の底面は、上記孔状凹部の最も深い底面を構成していることによって、
    上記孔状凹部の内面は、階段状に形成されており、
    かつ、上記第2孔状凹部の上記底面の面積は、平面視における上記孔状凹部の開口面積よりも小さいこと
    を特徴とする請求項またはに記載のチューブの製造方法。
  6. 厚み部と空洞部とを備えており、上記厚み部内に環状、筒状または螺旋状の補強部材を備えたチューブを成形するための金型であって、
    第1金型と第2金型とを含み、
    上記第2金型の内径は、上記第1金型の内径よりも大きく、
    上記第1金型の内壁面には、複数の孔状凹部が設けられていることを特徴とする金型。
  7. 厚み部と空洞部とを備え、かつ上記厚み部内に少なくとも1つの環状部材または筒状部材、もしくは少なくとも1巻きの螺旋状部材としての補強部材を備えたチューブであって、
    第1樹脂層と、上記第1樹脂層の外側に形成された第2樹脂層とを備えており、
    上記チューブの軸方向を含む面で上記チューブを切断したときの断面において、上記補強部材の断面部は、上記第1樹脂層と第2樹脂層との境界の位置に対応して配されており、
    上記チューブの少なくともある部分において、上記第1樹脂層の厚さが他の第1樹脂層の厚さ部分よりも厚く、上記第2樹脂層の厚さが他の第2樹脂層の厚さ部分よりも薄いこと
    を特徴とするチューブ。
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