JP7131338B2 - Method for manufacturing bent resin pipe - Google Patents
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Description
本発明は、屈曲樹脂管の製造方法に関し、さらに詳しくは、ガスアシスト成形方法などのアシスト材を用いた樹脂射出成形により屈曲樹脂管を製造する際に、屈曲樹脂管の屈曲内側部分を補強して耐圧性を確実に向上させることが可能な屈曲樹脂管の製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a bent resin pipe, and more particularly, when manufacturing a bent resin pipe by resin injection molding using an assist material such as a gas-assisted molding method, the bent inner portion of the bent resin pipe is reinforced. The present invention relates to a method for manufacturing a bent resin pipe capable of reliably improving pressure resistance.
樹脂射出成形により樹脂管を成形する際に、溶融した樹脂をモールドに射出した後に、窒素ガスなどの高圧ガスをモールドに注入するガスアシスト成形方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。高圧ガスに代わって、水や金属球、樹脂球をアシスト材としてモールドに高圧で注入することもある。 A gas-assisted molding method is known in which a high-pressure gas such as nitrogen gas is injected into the mold after injecting molten resin into the mold when molding a resin pipe by resin injection molding (see, for example, Patent Document 1). . Instead of high-pressure gas, water, metal balls, or resin balls may be used as an assist material and injected into the mold at high pressure.
このようにアシスト材を用いて樹脂射出成形によって屈曲樹脂管を製造する場合、モールドのキャビティに注入されたアシスト材は、屈曲樹脂管の屈曲部を成形する範囲では、最短ルートでキャビティを通過しようとする特性がある。即ち、モールドに形成されたキャビティの屈曲部では、注入されたアシスト材は、キャビティの屈曲内側に偏在するように通過する。そのため、この屈曲内側部分では射出された樹脂がアシスト材によって削られ易くなり、屈曲外側部分に比して樹脂の厚さが薄くなる。これに伴って、製造された屈曲樹脂管は、予め設定された目標内圧に耐える耐圧性を確保し難くなるため改善の余地がある。 When a bent resin pipe is manufactured by resin injection molding using an assist material in this way, the assist material injected into the mold cavity passes through the cavity by the shortest route within the range of forming the bent portion of the bent resin pipe. There is a characteristic that That is, the injected assisting material passes through the curved portion of the cavity formed in the mold so as to be unevenly distributed inside the curved portion of the cavity. Therefore, the injected resin is easily scraped off by the assist material at the inside portion of the bend, and the thickness of the resin becomes thinner than that at the outside portion of the bend. As a result, it becomes difficult for the manufactured bent resin pipe to ensure pressure resistance to withstand a preset target internal pressure, so there is room for improvement.
本発明の目的は、ガスアシスト成形方法などのアシスト材を用いた樹脂射出成形により屈曲樹脂管を製造する際に、屈曲樹脂管の屈曲内側部分を補強して耐圧性を確実に向上させることが可能な屈曲樹脂管の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to reliably improve pressure resistance by reinforcing the bent inner portion of the bent resin pipe when manufacturing the bent resin pipe by resin injection molding using an assist material such as a gas-assisted molding method. The object of the present invention is to provide a method for manufacturing a bendable resin pipe.
上記目的を達成するため本発明の屈曲樹脂管の製造方法は、モールドに形成された屈曲して延在するキャビティに溶融した樹脂を射出した後、このキャビティにアシスト材を注入し、射出した前記樹脂を硬化させて屈曲樹脂管を製造する屈曲樹脂管の製造方法において、前記キャビティの予め選択された屈曲部の屈曲内側部分に、その屈曲内側部分から突出するリブ成型部を前記キャビティに連通させた状態で前記モールドに形成しておき、前記リブ成型部が、前記キャビティの延在方向に延在する横リブ成型部と、前記キャビティの周方向に延在する縦リブ成型部とを有していて、溶融した前記樹脂を前記キャビティおよび前記リブ成型部に射出することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method of manufacturing a bent resin pipe according to the present invention is provided by injecting a molten resin into a cavity formed in a mold and extending by bending, and then injecting an assisting material into the cavity. In the bent resin pipe manufacturing method for manufacturing a bent resin pipe by curing a resin, a bent inner portion of a preselected bent portion of the cavity is provided with a rib molded portion protruding from the bent inner portion to communicate with the cavity. The rib molding portion has a horizontal rib molding portion extending in the extending direction of the cavity and a vertical rib molding portion extending in the circumferential direction of the cavity. and injecting the melted resin into the cavity and the rib molding portion.
本発明によれば、キャビティの予め選択された屈曲部の屈曲内側部分に前記リブ成型部を形成しておき、このキャビティおよびリブ成型部に溶融した樹脂を射出するので、リブを一体化した屈曲樹脂管を製造することができる。そして、成形されたリブによる補強効果によって、この屈曲内側部分の耐圧性を確実に向上させることが可能になる。 According to the present invention, the rib molding portion is formed in the curved inner portion of the preselected curved portion of the cavity, and the molten resin is injected into the cavity and the rib molding portion. A resin pipe can be manufactured. Further, the reinforcing effect of the formed ribs makes it possible to reliably improve the pressure resistance of the bent inner portion.
以下、本発明の屈曲樹脂管の製造方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a bent resin pipe of the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
図1~図3に例示するように、本発明により製造される屈曲樹脂管1は、屈曲部4(4A、4B)、5を有して延在する筒状体であり、この実施形態では、屈曲樹脂管1は直線部3も有している。屈曲樹脂管1の中空の管路1aの長手方向両端は開口部2になっている。図中の一点鎖線CLは、管路1aの横断面中心を通過する中心線を示している。
As illustrated in FIGS. 1 to 3, a
屈曲樹脂管1の壁面の厚さは所定の基準値tmに設定されているが、後述するようにアシスト材18を用いて成形するため、屈曲部4では、屈曲内側部分6aの壁面の厚さt1が、基準値tmおよび屈曲外側部分6bの壁面の厚さt2よりも薄くなっている(t1<tm<t2)。屈曲部5では、屈曲内側部分6aの壁面の厚さが、屈曲外側部分6bの壁面の厚さよりも薄くなっているが基準値tm以上になっている。直線部3の壁面の厚さは基準値tm以上の許容範囲内になっている。
The thickness of the wall surface of the
そのため、この実施形態では複数の屈曲部4、5のうち、屈曲内側部分6aの壁面の厚さが基準値tm未満である屈曲部4に対して耐圧性を向上させるリブ7(後述する横リブ7a、縦リブ7b、全周リブ7cなど)が形成される。屈曲部5は、その壁面の厚さが基準値tm以上であるため、リブ7による補強対象外となる。
Therefore, in this embodiment, among the plurality of
屈曲樹脂管1の形状は、設置場所等のスペースの制約によって決定されるので、直線部3を有していない場合もあり、屈曲部4、5の数も限定されない。ただし、屈曲樹脂管1は、リブ7による補強対象となる屈曲部4を少なくとも1つ有している。図1に例示する屈曲樹脂管1は、リブ7による補強対象となる2つの屈曲部4A、4Bを有している。
Since the shape of the
リブ7は、屈曲部4の屈曲内側部分6aに形成されている。詳述すると、図2、図3に例示するように、屈曲部4Aの屈曲内側部分6aに、この屈曲内側部分6aから屈曲樹脂管1の半径方向外側に突出するリブ7が形成されている。この屈曲樹脂管1では、屈曲樹脂管1の延在方向に延びる横リブ7aと、屈曲樹脂管1の周方向に延在する縦リブ7bとが形成されている。
The
横リブ7aは、壁面の厚さが基準値tm未満の範囲を網羅するように屈曲内側部分6aに形成される。屈曲部4の屈曲内側部分6aには、壁面の厚さが基準値tmと基準値tm未満となる境界点Pが存在している。そこで、図2に例示するように横リブ7aは、屈曲樹脂管1の延在方向に離間している境界点Pどうしを直線状に結ぶように形成されている。或いは、基準値tmよりも壁面の厚さが若干厚い位置どうしを結ぶように横リブ7aが形成される。
The
縦リブ7bは、横リブ7aに対して交差する方向に延在している。この縦リブ7bは図3に例示するように、屈曲樹脂管1の横断面視では、横リブ7aの先端から屈曲樹脂管1の外周面に接するように延びる略三角形状になっている。
The
図2に例示する屈曲部4Aでは、複数本の縦リブ7bが平面視で屈曲内側部分6aに向かって放射状に配置されている。基準値tm未満となる起点Pどうしの離間距離が大きい場合は、十分な補強効果を得るために、このように複数本の縦リブ7bを設けるとよい。複数本の縦リブ7bの配置ピッチなどは必要な補強強度等を考慮して決定される。基準値tm未満となる起点Pどうしの離間距離が比較的小さい場合は、図1に例示する他方の屈曲部4Bのように、縦リブ7bを1本にすることもできる。尚、屈曲部4Aと屈曲部4Bとでのリブ補強構造の相違点は、縦リブ7bの本数のみであり、その他の構成は同じである。
In the
リブ7には様々な形状を採用することができる。図4に例示するように縦リブ7bは、屈曲樹脂管1の横断面視で、横リブ7aの先端に向かって屈曲樹脂管1の外径の高さで延びる形状(略四角形状)にすることもできる。
Various shapes can be adopted for the
図5、図6に例示するように、全周リブ7cを採用することもできる。全周リブ7cは、屈曲樹脂管1の周方向に延在する縦リブ7bの一種であるが、屈曲部4の屈曲内側部分6aだけでなく、屈曲外側部分6bにも延在して周方向全周に連続している。
As illustrated in FIGS. 5 and 6, an all-around
それぞれのリブ7(7a、7b、7c)は、例えば実質的に一定の厚さに設定され、十分な補強効果が得られる寸法に設定される。屈曲内側部分6aでの壁面の厚さt1の最小値がt1nの場合は、横リブ7aの厚さtaは例えば、基準値tm―最小値t1nと同じかそれ以上に設定される。即ち、(tm-t1n)≦ta≦(tm-t1n)×1.2程度に設定される。縦リブ7bの厚さtbは例えば、基準値tmの40%~60%に設定される。全周リブ7cの厚さtcも縦リブ7bの厚さtbと同様に例えば、基準値tmの40%~60%に設定される。全周リブ7cの屈曲樹脂管1の外周面からの半径方向の突出量Pcは例えば、横リブ7aの厚さtaと同様に、基準値tm―最小値t1nと同じかそれ以上に設定される((tm-t1n)≦Pc≦(tm-t1n)×1.2程度)。縦リブ7b、全周リブ7cは、壁面の厚さt1が最小値t1nになる位置を覆うように配置するとよい。
Each rib 7 (7a, 7b, 7c) is set to have a substantially constant thickness, for example, and is set to a dimension that provides a sufficient reinforcing effect. When the minimum wall thickness t1 of the bent
横リブ7aは図2、図5に例示したように、平面視で起点Pどうしを直線状に結ぶように形成される仕様に限らない。図7に例示する横リブ7aのように、平面視で起点Pどうしを屈曲部4Aと同じ方向に屈曲させて結ぶようにして形成することもできる。図7に例示する形状の横リブ7aにすることで、屈曲内側部分6aの周辺に配置される他の部品等を避けて屈曲樹脂管1を所定位置に設置することが可能になる。
The
この屈曲樹脂管1は、図8に例示する成形装置8を用いて製造される。成形装置8は、溶融した樹脂17をモールド10に射出するシリンダ9aと、アシスト材18をモールド10に注入するアシスト材注入部9bとを備えている。
This
射出可能な様々な樹脂17の中から、屈曲樹脂管1に要求される性能等に応じて適切な種類の樹脂17が選択される。例えば、自動車に搭載されるエアコンディショナー用の屈曲樹脂管1を製造する場合には、樹脂17としては例えば、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド等が使用される。
An appropriate type of
アシスト材18は公知のものでよく、窒素ガスなどの気体、水などの液体、金属球や樹脂球などの固体から適切な材料が選択される。アシスト材注入部9bは、アシスト材18の種類に応じて公知の適切な機構が採用される。
The assist
図9、図10に例示するようにモールド10は、組み付けられる一方のモールド10aと他方のモールド10bとで構成されている。互いのモールド10a、10bはパーティングラインPLを境界にして接合および分離する。
As illustrated in FIGS. 9 and 10, the
モールド10には、空洞であるキャビティ11が形成されている。このキャビティ11は、製造される屈曲樹脂管1と同様の形状で屈曲して延在している。モールド10には、キャビティ11に対してゲート16bを介して接続するランナー16aが形成されている。このランナー16aは、モールド10に形成されたスプルーを介して、成形装置8のノズルに接続される。モールド10にはキャビティ11に注入されたアシスト材18の排出部も設けられている。
A
キャビティ11の予め選択された屈曲部12の屈曲内側部分14aに、その屈曲内側部分14aから突出するリブ成型部15(後述する横リブ成型部15a、縦リブ成型部15bなど)がキャビティ11に連通した状態でモールド10に形成されている。屈曲樹脂管1の屈曲部4(4A、4B)、5に相当する部分がそれぞれ、モールド10では、キャビティ11の屈曲部12(12A、12B)、13として形成されている。また、屈曲樹脂管1のリブ7(7a、7b)に相当する部分がそれぞれ、リブ成型部15(15a、15b)となる。
A rib molding portion 15 (horizontal
キャビティ11の屈曲部12Aには、屈曲樹脂管1の屈曲部4Aの横リブ7aの形状の窪みを有する横リブ成型部15a、縦リブ7bの形状の窪みを有する縦リブ成型部15bが設けられている。即ち、横リブ成型部15aはキャビティ11の延在方向に延在していて、縦リブ成型部15bはキャビティ11の周方向に延在している。同様に、キャビティ11の屈曲部12Bには、屈曲樹脂管1の屈曲部4Bの横リブ7aの形状の窪みを有する横リブ成型部15a、縦リブ7bの形状の窪みを有する縦リブ成型部15bが設けられている。屈曲樹脂管1に全周リブ7cを一体形成する場合には、キャビティ11の周方向全周に連続して延在する全周リブ成型部がキャビティ11に連通した状態でモールド10に形成される。
The
次に、本発明の屈曲樹脂管の製造方法の手順の一例を説明する。 Next, an example of the procedure of the method for manufacturing the bent resin pipe of the present invention will be described.
図8~10に例示するようにモールド10a、10bを互いに組み付けて型閉めした状態で、溶融した樹脂17をシリンダ9aからモールド10に射出する。射出された樹脂17は、モールド10に形成されたスプルー、ランナー16a、ゲート16bを通過してキャビティ11およびリブ成型部15に注入される。リブ成型部15には溶融した樹脂17が充填された状態になり、キャビティ11の壁面は溶融した樹脂17で覆われた状態になる。
With the
次いで、アシスト材注入部9bからアシスト材18をモールド10に所定の高圧で注入する。注入されたアシスト材18は、溶融した樹脂17が注入されているキャビティ11の内部をその延在方向に沿って高圧で通過する。
Next, the assist
図11に例示するようにキャビティ11の屈曲部12Aでは、高圧で注入されたアシスト材18は、キャビティ11の最短ルートになる屈曲内側に偏って通過しようとする。そのため、屈曲部12Aの屈曲内側部分14aの樹脂17が高圧で通過するアシスト材18によってより多く削られる。これにより、屈曲内側部分14aの壁面の樹脂17の厚さt1は、屈曲外側部分14bの樹脂17の厚さt2に比して薄くなり、基準値tmよりも薄くなる。
As illustrated in FIG. 11 , in the
他の屈曲部12B、13においても、アシスト材18は上記と同様に通過する。そのため、屈曲部12Bでも屈曲内側部分14aの壁面の樹脂17の厚さt1は、基準値tmよりも小さくなる。一方、屈曲部13は曲率半径が比較的大きいため、屈曲内側部分14aの壁面の樹脂17が高圧で通過するアシスト材18によって削られ難い。その結果、屈曲部13の屈曲内側部分14aの壁面の樹脂17の厚さは、基準値tm以上を確保できるので、リブ成型部15は屈曲部12A、12Bだけに設けられている。
The assist
リブ成型部15を設ける屈曲部を選択するには、例えば、図9のキャビティ11にリブ成型部15を設けない状態で、成形装置8を用いて成形を行って、リブ7がない屈曲樹脂管1を製造する。この屈曲樹脂管1の屈曲部の屈曲内側部分の壁面の樹脂17の厚さを測定して、基準値tm以上か否か確認する。測定した樹脂17の厚さが基準値tm未満である屈曲部を、リブ7を形成する屈曲部4として特定する。そして、特定した屈曲部4に対応するキャビティ11の屈曲部12にリブ成型部15を設ける。この時に測定した屈曲内側部分の壁面の樹脂17の厚さに基づいて、リブ7の厚さ等を設定することができる。
In order to select the bent portion where the rib molded
このような測定データをある程度、蓄積している場合は、蓄積したデータを用いた成形シミュレーション解析によって、それぞれの屈曲部の屈曲内側部分の壁面の樹脂17の厚さを算出することもできる。そして、算出した樹脂17の厚さに基づいて、リブ成型部15を設ける屈曲部12を決定することもできる。
When such measurement data is accumulated to some extent, the thickness of the
モールド10では、射出した樹脂17が硬化することで、キャビティ11に沿った樹脂管およびリブ7が成形される。即ち、リブ7が一体化した屈曲樹脂管1が製造される。屈曲樹脂管1の屈曲部4(4A、4B)では、屈曲内側部分6aの壁面の樹脂17の厚さt1が基準値tmよりも薄くなっているが、成形されたリブ7によって補強されている。そのため、屈曲樹脂管1に予め設定された目標内圧が作用しても、耐えることが可能になる。この製造方法によれば、適切な仕様のリブ7を設けることで、リブ7の補強効果によって、屈曲樹脂管1の所望の屈曲内側部分6aの耐圧性を確実に向上させることが可能になる。
In the
また、この製造方法によれば、複雑な形状の屈曲樹脂管1であっても大量生産することもできる。製造した屈曲樹脂管1によれば、金属管に比して軽量化を図りつつ、必要な耐圧性を確保することができる。例えば、使用内圧が5MPa以上で内径10mm~20mm程度の屈曲樹脂管1を製造することもできる。低圧の配管としても使用できるので、汎用的な屈曲金属管をこの屈曲樹脂管1に置き換えることで大幅に軽量化を図ることも可能になる。
In addition, according to this manufacturing method, even bent
補強対象となる屈曲内側部分6aを、横リブ7a、縦リブ7b、全周リブ7cのいずれか一種だけで補強した構造にすることもできるが、必要な耐圧性をより確実に確保するには、横リブ7aと縦リブ7bとを組み合わせて、或いは、横リブ7aと全周リブ7cとを組み合わせて一体的に成形した屈曲樹脂管1を製造することが望ましい。屈曲樹脂管1の設置スペースの制約によって、横リブ7aや縦リブ7bの屈曲樹脂管1の外周面からの突出量を大きく設定できない場合は、全周リブ7cを用いるとよい。
It is also possible to adopt a structure in which the bent
1 屈曲樹脂管
1a 管路
2 開口部
3 直線部
4(4A、4B) 屈曲部
5 屈曲部
6a 屈曲内側部分
6b 屈曲外側部分
7(7a、7b、7c) リブ
8 成形装置
9a シリンダ
9b アシスト材注入部
10(10a、10b) モールド
11 キャビティ
12(12A、12B) 屈曲部
13 屈曲部
14a 屈曲内側部分
14b 屈曲外側部分
15(15a、15b) リブ成型部
16a ランナー
16b ゲート
17 樹脂
18 アシスト材
1 bent resin pipe
Claims (3)
前記キャビティの予め選択された屈曲部の屈曲内側部分に、その屈曲内側部分から突出するリブ成型部を前記キャビティに連通させた状態で前記モールドに形成しておき、前記リブ成型部が、前記キャビティの延在方向に延在する横リブ成型部と、前記キャビティの周方向に延在する縦リブ成型部とを有していて、溶融した前記樹脂を前記キャビティおよび前記リブ成型部に射出することを特徴とする屈曲樹脂管の製造方法。 A method for manufacturing a bent resin pipe by injecting a molten resin into a curved and extending cavity formed in a mold, injecting an assisting material into the cavity, and curing the injected resin to manufacture a bent resin pipe. in
A rib-molded portion protruding from the bent inner portion of a preselected bent portion of the cavity is formed in the mold in a state of communicating with the cavity, and the rib-molded portion is formed in the cavity. and a vertical rib molding portion extending in the circumferential direction of the cavity, and the melted resin is injected into the cavity and the rib molding portion. A method for manufacturing a bent resin pipe, characterized by:
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