JP6777957B1

JP6777957B1 - 接合中空成形品

Info

Publication number: JP6777957B1
Application number: JP2019218574A
Authority: JP
Inventors: 佳夫武山
Original assignee: 株式会社日豊製作所
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2039-12-03
Also published as: JP2021088078A

Abstract

【課題】予め成形された各予備成形部品を仮接合し、各予備成形部品の接合部に封止樹脂を配置して封止する封止成形による接合中空成形品において、予備成形部品を構成する樹脂と封止樹脂とが相互に溶着が困難な組み合わせでも、中空内に存在する流体が接合部にて漏洩することない接合中空成形品を提供。【解決手段】それぞれの予備成形部品１０、２０の開口端部１１、２１が接合された接合中空成形品１００であって、開口端部１１、２１の接合部は、中空内に存在する流体の流路であって、それぞれの開口端部１１、２１は相互にシール材４０を押圧し接触部がシールされた状態で仮接合され、さらに封止樹脂３０が配置され本接合されている接合中空成形品１００。【選択図】図１

Description

本発明は合成樹脂製の各種配管、容器などの中空成形品及びその成形方法に係り、特にこれら中空成形品の開口端部を接合した接合中空成形品に係る。

さびや腐食の発生しやすい金属に代わり、各種配管や容器などに合成樹脂製の中空成形品がよく用いられる。通常、中空成形品の樹脂成形はブロー成形で行われることが多いが、配管などでは正確な連結のために成形品の寸法精度や中空内面の形状コントロールが要求され、射出成形で行われる。

しかしながら、上記の中空成形品ではその形状は直管だけではなく曲管も多く、スライドコアなどを用いた金型では成形不可能な形状の中空曲管もある。そのため、予め分割して成形した各予備成形部品の周端部を仮接合して仮成形品とし、次いでこの仮成形品の仮接合周端部に封止樹脂を溶射配置して本接合する封止成形を用いることにより、中空曲管を作成することができる。封止成形では、仮接合した周端部に形成させた溝に封止樹脂を充填したり（特許文献１を参照）、フランジ状に突出した仮成形品の周端部を封止樹脂で包埋したり（特許文献２を参照）して、本接合する中空成形品の作成方法であり、各予備成形部品を予め仮接合した後に、各予備成形部品の接合部に封止樹脂を配置して封止することで接合中空成形品とすることができる。

上記の封止成形による接合中空成形品を配管や容器などに用いる場合、予備成形部品は相互に直接接着されていないため、予備成形部品を構成する樹脂と封止樹脂とが相互に溶着しない場合には、接合部の封止が不十分となり、接合部より中空内部を流れる流体の漏洩が発生する。また、封止樹脂は接合部に溶射配置するためには、使用できる樹脂には制約があり、予備成形部品を構成する樹脂も制約を受ける。

また、特許文献３には、樹脂パイプをモーターと一体化したフランジに熱硬化性樹脂でモールドして取り付ける際に、パイプ端面とフランジとの間にシール材であるＯ-リングを配置して、熱硬化性樹脂のモールド時の収縮力により押圧して取り付ける方法が示されている。そして、特許文献４には、金属インサートの外周部にシール材を介して樹脂ケーシングを嵌着し、樹脂ケーシング全体を被覆樹脂で被覆成形し、液体漏れを防いだ金属インサート継手が示されている。この金属インサート継手は、メネジ部を有する金属インサートに金属管を、被覆樹脂で形成されたテーパ受け口部に樹脂配管を接続するための継手である。

これらの接合部はいずれもシール材を用いて部品を接続し、接続部における液体漏れを防ぐものではあるが、予め分割して成形した予備成形部品の接合部を封止樹脂で接合するものではなく、接合部だけではなく部品全体を被覆モールドするものである。特許文献３に示されるものは、樹脂パイプ全体をモールドしてポンプに取り付け、被覆する熱硬化性樹脂の硬化収縮力でシール材を押圧するものであり、特許文献４に示される継手は、金属インサートされた樹脂ケーシング全体を被覆樹脂で被覆し、被覆樹脂でテーパ受け口を形成し、金属管と樹脂配管を接続する継手であって、いずれも、予め分割して成形した予備成形品の接合部に封止樹脂を配置して封止した接合中空成形品ではない。

特開昭６２−８７３１５号公報特開平５−１１２３０６号公報特開２００１−８２３９０号公報実開平５−４９３２５号公報

本発明の課題は、予め成形された各予備成形部品を仮接合し、各予備成形部品の接合部に封止樹脂を配置して封止する封止成形による接合中空成形品において、予備成形部品を構成する樹脂と封止樹脂とが相互に溶着が困難な組み合わせでも、中空内に存在する流体が接合部にて漏洩することない接合中空成形品を提供することである。

本発明の接合中空成形品は、それぞれの予備成形部品の開口端部が接合された接合中空成形品であって、開口端部の接合部は、中空内に存在する流体の流路であって、それぞれの開口端部は、相互にシール材を押圧し接触部がシールされた状態で仮接合され、さらに封止樹脂が配置され本接合されていることを特徴とする。

そして、上記予備成形部品がパイプであり、これらのパイプの相互の中心線がずれた状態で接合されている接合中空成形品や、さらには、上記予備成形部品の一方がパイプであり、他方が中空容器であってもよい。また、上記予備成形部品の少なくとも一方は、封止樹脂とは溶着せず、開口端部の接合部において他方の予備成形部品に対して摺動可能である接合中空成形品も好ましい。

本発明に用いられる合成樹脂は、各種の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができるが、封止樹脂としては熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、接合部の外表面に射出成形機などにより溶射配置し、効率よく接合部表面を包埋することができる。シール材としては、各種のゴム材料や合成樹脂から構成され、パッキングやガスケットなどとして流通している各種形状のものを用いることができ、特に圧縮永久歪みの小さい材料であることが好ましい。

本発明の接合中空成形品では、開口端部の接合部は封止樹脂が配置され封止されているだけでなく、それぞれの開口端部が相互にシール材を押圧し接触部がシールされた状態で仮接合されているために、予備成形部品を構成する樹脂と封止樹脂とが相互に溶着しない場合でも、仮接合した予備成形部品の外表面全体を被覆しなくとも、接合中空成形品の中空内に存在する液体が漏洩することがない。

さらに、予備成形部品は相互に直接接着されていないため、予備成形部品の少なくとも一方が封止樹脂と溶着しない場合には、開口端部の接合部において他方の予備成形部品との接触部において相互に摺動可能とすることができるため、予備成形部品がパイプの場合、パイプを回転させることができる。例えば一方の予備成形部品が曲管パイプであり、他方は中空容器の場合、両部品を接合した後に、パイプを回転することができ、給排水配管としての曲管パイプを便利に使用することができる。

また、前記したように、漏洩防止のために予備成形部品の外表面全体を被覆する必要がないため、予備成形部品に予め設けられた形状をそのまま残すことができ、それぞれの予備成形部品の開口端部の接合部のみに封止樹脂を溶射配置すればよいため、封止樹脂を配置するための金型も簡単な形状でよい。

そして、予備成形部品と封止樹脂との溶着性を考慮する必要がないため、封止樹脂として非晶性樹脂やポリオレフィン系樹脂を用いて、中空部品本体として使用用途に適合する耐熱性、耐薬品性、機械的特性を保有するエンジニアリングプラスチックなど別の種類の樹脂も用いることができる。例えば、予備中空成形部品として、ポリアセタール樹脂やフッ素樹脂を用いて、封止樹脂としてポリプロピレン樹脂を用いて接合中空成形品を作成することができ、機械的特性、耐熱性や耐薬品性を確保することができる。

予備成形部品である曲管パイプを接合した接合中空成形品の側面及び断面説明図。図１に示した接合中空成形品の斜視外観説明図。図１、２に示した接合中空成形品の予備成形部品の断面説明図。図１に示した接合中空成形品の開口端部の接合部の拡大説明図。パイプ相互の中心線がずれた状態で接合できる予備成形部品の開口端部の断面説明図。図５に示した予備成形部品を接合した接合中空成形品の断面説明図。予備成形部品の一方であるパイプと他方である中空容器の断面説明図。パイプと中空容器を接合した接合中空成形品の断面説明図。開口端部の接合部への封止樹脂の配置を溝に充填した場合の断面説明図。

以下図に基づき、本発明を詳細に説明する。

図１は、曲管パイプである予備成形部品１０及び２０が、それぞれの開口端部１１及び１２を封止樹脂３０で封止されることにより、接合された接合中空成形品の側面説明図（ａ）と断面説明図（ｂ）である。断面説明図（ｂ）は図２に示す接合中空成形品のＡ−Ａ線の断面図である。図３は封止樹脂３０で接合される前の予備成形部品１０及び２０の断面説明図である。

図１（ｂ）に示すように、予備成形部品１０及び２０のそれぞれの開口端部１１及び２１は、開口端部１１の凹みに配置されたシール材４０を押圧し接触部がシールされた状態で仮接合され、さらに、封止樹脂３０で包埋されることにより本接合され開口端部の接合部を構成し、予備成形部品１０と２０とが接合され、接合中空成形品１００となっている。そして、開口端部１１及び２１におけるそれぞれのパイプ本体の開口部１４と２４とが接続され、中空内に存在する流体の流路となる。このように、開口端部の接合部においては、封止樹脂３０で包埋され封止するだけでなく、シール材４０にて接触部がシールされるため、予備成形部品１０及び２０と封止樹脂３０とが相互に溶着しなくとも、中空内の流体が接合中空成形品１００の外部に漏洩することがない。

図３及び、図１（ｂ）における一点鎖線で示す円形部分の拡大説明図である図４に示すように、予備成形部品１０及び２０のそれぞれの開口端部１１及び２１は、フランジ部１２及び２２と突起部１３及び２３とから構成されている。突起部１３は、予備成形部品１０であるパイプの管壁に直交して設けられているフランジ１２から突き出すように設けられおり、突起部１３は内外二つの突起を形成するようにパイプ管壁と同心円状に凹みが形成されており、この凹みにシール材４０を配置できる。そして、この凹みに突起部２３を挿入することにより、シール材４０を押圧しながら仮接合することができる。そして、このようにシール材４０を押圧し接触部がシールされた状態で相互に挿嵌されることで仮接合された開口端部１１及び２１の外側全体に、封止樹脂３０を配置して包埋することによりそれぞれの開口端部１１、２１を本接合し、予備成形部品１０と２０とを接合し、接合中空成形品１００とすることができる。

上記の封止樹脂３０を開口端部の接合部に配置するには、開口端部１１及び２１を、シール材４０が押圧された仮接合の状態で、これらの周辺にキャビティーが存在するように金型内に固定配置して、このキャビティーに封止樹脂３０を射出成形機などにより溶射注入し、次いで冷却し固化させて配置することができる。このように、シール材４０を押圧し接触部がシールされた状態で、封止樹脂３０を配置し本接合することで、前記したように予備成形部品１０及び２０と封止樹脂３０とが相互に溶着しなくとも中空内部の液体が漏洩することがない。

また、予備成形部品１０が封止樹脂３０と溶着しない場合には、図４に示す予備成形部品１０と封止樹脂３０との接触面１５は接合されず摺動可能となり、予備成形部品１０及び２０の本体である曲管パイプは相互に回転させることができる。一方、予備成形部品２０と封止樹脂３０とが溶着しない場合は、接触面２５が摺動可能となる。このように、予備成形部品１０及び２０の少なくとも一方が封止樹脂３０と溶着しない場合には、それぞれの予備成形部品１０及び２０の本体である曲管パイプは相互に回転させ、曲部の位置関係を変化させることができるが、押圧され接触部をシールしているシール材４０が存在するため、相互の接触部からパイプ内部の流体が漏洩することがない。このように予備成形部品を相互に回転させる場合には、シール材４０として、Ｏリングや断面がＶ、Ｕ、Ｙ形状のリングパッキングが好ましく用いられる。

以上示した実施例では、一方の開口端部１１に形成した凹みにシール材４０を配置し、この凹みに他方の開口端部２１に形成した突起部２３を挿入して、シール材４０を押圧した状態で挿嵌し、両方の開口端部を仮接合する例を示したが、このような例に限定されることはない。例えば、一方の予備成形品であるパイプの端部内径と、他方の予備成形品であるパイプの端部外径の寸法を調整し一方のパイプに挿入して接続する場合のように、一方のパイプの内周又は他方のパイプの外周にシーリング材としてのＯリングを配置して両方のパイプを挿嵌することで、シーリング材を押圧し接触部をシールして仮接合できる。そのほか、各種のパッキングやガスケットなどのシール材を使用して相互の接触部をシールする公知の種々の構造を適用することで、予備成形品の開口端部を仮接合することができる。

図５には、パイプ状の予備成形部品を接合部において、それぞれのパイプ本体の中心を相互にずらして接合するための予備成形品の開口端部の例が示されている。パイプ状の予備成形部品５０及び６０では、それぞれの開口端部５１及び６１を構成するフランジ部５２及び６２の径Ｌ１が予備成形部品５０及び６０のパイプ本体の管径Ｌ２より大きい円形であり、かつそれぞれのフランジ部５２及び６２が、それぞれのパイプ本体がフランジの中心から偏芯した位置となるように成形されている。この予備成形品５０と６０とを接合して、接合中空成形品とした例を図６に示す。

図６に示すように、フランジ部５２に設けられた突起部５３には、前記した突起部１３と同様にシール材４０を配置できる凹みが形成されており、シール材４０を配置したこの凹みにフランジ６２に設けられた突起部６３を挿入し、シール材４０を押圧し接触部をシールした状態で挿嵌し、開口端部５１と６１とを仮接合することができる。このように仮接合されたフランジ部５２及び６２と、突起部５３との外側全体に封止樹脂３０を配置して包埋することにより、予備成形部品５０と６０とを接合し、接合中空成形品２００とすることができる。そして、この接合中空成形品２００ではそれぞれの予備成形部品のパイプ本体の開口部５４と６４とは直接接触して接続しておらず、さらにそれぞれのパイプ本体の中心がずれて、フランジ部５２及び６２や突起部５３により形成される中空部６６を介して接続しているが、シール材４０の存在により中空内部の流体は外部に漏洩することはない。

さらには、接合中空成形品２００のように、予備成形部品の本体であるパイプの管径より大きな径のフランジから開口端部が構成されている場合には、予備成形部品のフランジに複数のパイプ本体設けられた形状に成形することができるため、接合部において一本のパイプから複数のパイプに分岐することも可能となる。

以上のように、図５及び６に示した例ではフランジ部５２及び６２が円形であるとして説明したが、形状は円形である必要はなく、楕円、矩形、多角形などであってもよい。

図７、８は、一方の予備成形部品７０が中空容器であり、この中空容器に前記したパイプである予備成形部品２０を接合する例を示しており、図７は中空容器である予備成形部品７０、及びパイプである予備成形部品２０を示した。予備成形部品７０には中空容器の側壁、蓋部又は底部に給排液口７６とその周囲に開口端部７１を設けた。開口端部７１は図３に示した予備成形部品１０に設けた開口端部１１と同様な構造であり、開口端部７１を構成する突起部７３は予備成形品７０の外面から突き出すように設けられおり、突起部７３の中央には給排液口７６と同心円状に凹みが形成されており、シール材４０を配置できる。予備成形部品２０は図３に示したものと同じである。

図８は上記に示した予備成形部品７０と２０とを接合した接合中空成形品３００を示しており、シール材４０を配置された突起部７３の凹みに突起部２３を挿入し、シール材４０を押圧し接触部をシールした状態で挿嵌することができる。このようにシール材４０を押圧した状態で相互に挿嵌された突起部７３及びフランジ部３５の外側全体に封止樹脂３０を配置して包埋することにより、予備成形部品７０と２０とを接合し、接合中空成形品３００としている。そして、予備成形部品７０及び２０と封止樹脂３０とが溶着しなくても、押圧され接触部をシールしているシール材４０が存在しているために、中空部に存在する流体が接合部にて漏洩することがない。そのため、各成形部品の樹脂材質にかかわらず、予備成形部品２０の本体であるパイプは、予備成形部品７０である中空容器の側壁又は蓋部に接合して給液配管としたり、側壁の下部又は底部に接合して排液配管としたりすることができる。

また、予備成形部品２０と封止樹脂３０とが溶着しない場合には、フランジ２２と封止樹脂３０との接触面３５は摺動可能となり、予備成形部品２０のパイプ本体を予備成形部品７０である中空容器に対して、回転させることが可能となり、パイプ本体が曲管であったり、バルブなどの部品が取り付けられていたりする場合には有用である。予備成形部品７０である中空容器と封止樹脂３０とが溶着しない場合も同様に、突起部７３と封止樹脂３０との接触面７５は摺動可能となり、パイプ本体を回転させることができる。しかし、後者の場合は接触面で接合しないため、パイプ本体が中空容器より抜けてしまう可能性があるが、予備成形部品７０（中空容器）の外表面の突起部７３の根本の周囲に内部に向かって凹んだ断面形状の溝を設けて、この溝に封止樹脂３０を充填することで防ぐことができる。

上記の予備成形品７０と２０との接合中空成形品の場合でも、シール材の配置については、図示した例に限定されず、前記したように周知の構造を応用して、予備成形品７０である中空容器の側壁又は蓋部に給排液口を突起状に設け、給排液口の外周面にシーリング材としてＯリングを配置し、この給排液口を予備成形品２０としてのパイプに挿入し、パイプの内周面とでＯリングを押圧して接触部をシールすることにより仮接合されていてもよく、逆にパイプの内周面にＯリングを配置し、給排液口をパイプに挿入することでもよい。

図９は、図４に示す開口端部１１及び２１の接合部を封止樹脂３０で包埋する配置に代えて、封止樹脂を溝に充填した場合の断面説明図であって、開口端部１１の突起部１３と、開口端部２１のフランジ部２２との接合部の外周面に溝を設けて、この溝に封止樹脂３０を充填して、開口端部１１及び２１を接合している。このように封止樹脂３０は包埋するだけでなく、接合部に設けた溝に充填することでもよい。

本発明の接合中空成形品では、封止樹脂と中空成形品の構成樹脂との相互の溶着性を必要としないため、封止樹脂の種類を考慮することなく、中空内部を流通させたり、収納させたりする流体の温度や特性に応じて、前記したようにポリアセタール樹脂やフッ素樹脂などのほか、耐熱性や耐久性に優れた各種の樹脂、例えばポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホンなどの使用ができる。そのため、流体としては水、各種薬品の水溶液、有機化合物などの各種の液体、及び水蒸気、空気、各種ガス類などの気体にも対応することができる。

以上予備成形部品として、パイプや中空容器を用いた実施例を示し、開口端部の接合部におけるシール材や封止樹脂の配置例を示したが、これらの実施例から周知の知見をもとに種々の構造の接合中空成形品に応用することが可能である。

１０、２０、５０、６０、７０予備成形部品
３０封止樹脂
４０シール材
１１、２１、５１、６１、７１開口端部
１２、２２、５２、６２フランジ部
１３、２３、５３、６３、７３突起部
１４、２４，５４、６４、７４開口部
１５、２５、３５接触面
６６接合中空部
７６給排液口
１００、２００、３００接合中空成形品
Ｌ１フランジ径
Ｌ２管径

Claims

それぞれの予備成形部品の開口端部が接合された接合中空成形品であって、開口端部の接合部は、中空内に存在する流体の流路であって、一方の開口端部に設けられた凹みにシール材が配置され、該シール材は他方の開口端部に設けられた突起部により押圧されて、それぞれの開口端部は、相互に前記シール材を押圧し接触部がシールされた状態で仮接合され、さらに封止樹脂が配置され本接合されていることを特徴とする接合中空成形品。
それぞれの予備成形部品の開口端部が接合された接合中空成形品であって、開口端部の接合部は、中空内に存在する流体の流路であって、それぞれの開口端部は、相互にシール材を押圧し接触部がシールされた状態で仮接合され、さらに封止樹脂が配置され本接合されている接合中空成形品において、前記予備成形部品の少なくとも一方は、封止樹脂とは溶着せず、開口端部の接合部において他方の予備成形中空部品に対して摺動可能であることを特徴とする中空成形品。
前記予備成形部品がパイプであることを特徴とする請求項１又は２に記載の接合中空成形品。
前記予備成形部品の一方がパイプであり、他方が中空容器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の接合中空成形品。
それぞれの予備成形部品の開口端部が接合された接合中空成形品であって、開口端部の接合部は、中空内に存在する流体の流路であって、それぞれの開口端部は、相互にシール材を押圧し接触部がシールされた状態で仮接合され、さらに封止樹脂が配置され本接合されている接合中空成形品において、前記予備成形品はパイプであり、該パイプの相互の中心線がずれた状態で接合されていることを特徴とする接合中空成形品。