WO1998016365A1 - Corps tubulaire creux pour conduit de prise d'air, moule destine audit corps et procede de moulage dudit corps - Google Patents

Description

明 細 書 エアイ ンテークダク ト用中空管状体並びにその成形金型及び その成形方法

〔技術分野〕

本発明はエアイ ンテークダク ト用中空管状体並びにその成形 金型及びその成形方法に関し、 特に、 自動車等の内 · 外燃機関 の容積効率を上げる 目的で広く使用されている機械式過給器 （ メ カニカルスーパーチヤ一ジャー、 以下、 本明細書において 「 M S C」 と もレ、う） 用と して好適であるエアイ ンテークダク ト 用中空管状体に関するものである。

〔背景技術〕

自動車等の內 · 外燃機関の樹脂製吸気部品と しては、 各種ダ ク ト類がブロー成形によ り、 また、 イ ンテークマ二ホール ドが 溶融内子方式または複数部品の溶着によ り製造されている。 し 力 し、 M S C用エアイ ンテークダク ト と して樹脂化されたもの はなく、 すべて砂型によるアルミ ダイキャ ス ト製のものである _c しかし、 砂型を使用する と、 製品の表面粗さは、 最大表面粗 さ R z ≥ 5 0 /z m、 平均表面粗さ R a 8 mとなり、 非常に 粗いものとなる。 そのため、 過給器接合部の面精度を確保する には研削加工が必要である。 又、 型ズレによる段差が生じやす く、 ホース接合部に仕上げ加工が必要である という欠点もある。 一方、 M S C用エアイ ンテークダク トに樹脂が用いられな力、 つた理由 と しては、 以下を挙げるこ とができる。

(1) ブロー成形ではフ ラ ンジ部分の一体成形が困難である。

(2) M S C用エアインテークダク トに必要な強度 · 耐熱性等の 性能を有したブロー成形用の樹脂材料が少なく、 一方、 そのよ う な強度 · 耐熱性等の性能を備えた樹脂材料は高価であり、 そ の上、 内壁面の表面粗度が現行品 （アルミ ダイキャス ト製） 以 上に悪化する とレ、う欠点を有している。

( 3 ) 溶融内子または複数部品の溶着方式では、 金型や初期の設 備投資が大き く、 設備償却費を考慮する と現行品以上のコス ト 高になる。

一方、 溶融樹脂と不活性ガス等の流体を併用 した射出成形法 (ガスアシス トイ ンジェ ク ショ ン法、 以下 「 G A I 」 とい う） は、 低コス トで中空曲管を成形し う る方法と して、 近年多方面 に適用されている。

この G A I のメ リ ッ ト と しては、 『①通常の射出成形用金型 に比較的安価な設備を付加するだけで金型が製作できる。 ②フ ランジ部分が一体成形可能で且つ表面平均粗さが小さいものを 成形できるので、 研削加工が不要である。 ③多種多様な射出成 形用樹脂から、 本製品に適した安価な樹脂材料が選択できる。

④通常の射出成形品と同等以上の外観、 寸法精度が得られる。

⑤低圧成形法であるから、 金型寿命が延びる。 』 等を挙げる こ とができ る。

しかし、 単なる G A I では、 『①必要な性能を発現する程度 まで強化材 （ガラス繊維等） を配合する と、 ブロー成形同様に 内壁面が荒れる。 ②現行品 （アルミ ダイキャス ト製） と同等の 中空率を得るこ とは困難である。 』 等の不都合な点がある。 本発明は従来の技術の有するこのよ う な問題点に鑑みてなさ れたものであって、 その目的は、 低コス トで内面平滑性に優れ たエアイ ンテーク ダク ト用中空管状体を提供する こ とにある。 また、 様々な大き さ ' 形状のエアイ ンテークダク ト用中空管状 体を安定して成形し う る成形金型及びその成形方法を提供する こ とにある。 〔発明の開示〕

上記目的を達成するために本発明は、 熱可塑性樹脂と してボ リ アミ ド樹脂を選択し、 このポリ ア ミ ド樹脂に適量の補強繊維 を配合したものとその配合量がよ り少ない力 、 または補強繊維 を全く 配合しないポリ ア ミ ド樹脂を材料と して採用 し、 また、 こ の樹脂材料を成形するための金型と して、 キヤ ビティ型と コ ァ型から構成され、 コア型内に大径可動コアと小径可動コアか らなる 2段構成の可動式コアを設ける こ とによ り、 上記目的を 達成し う るのである。

すなわち、 本発明のエアイ ンテークダク ト用中空管状体は、 ガスアシス トイ ンジェ ク シ ョ ンによ り成形され、 過給器に連結 するフランジからホース接合部にかけて曲管部と直管部で一体 に連通する樹脂製中空管状体であって、 上記樹脂材料が、 補強 繊維含有率 1 5 〜 5 ◦重量％のホリ ア ミ ド樹脂である こ とを特 徴と している。

耐熱性、 耐衝撃性および強度 （引っ張り、 曲げ、 圧縮） と コ ス 卜 のバランスがとれている点でボリ ア ミ ド樹脂に繊維等で補 強したものが好ま しレ、。 このポ リ ア ミ ド樹脂にも多種類のもの が存在する力 4 6ナイ ロン、 1 1 ナイ ロ ンおよび 1 2ナイ 口 ンは高価であるだけでなく、 4 6 ナイ ロ ンは溶融可能な温度範 囲の幅が狭く、 G A I に適した比容積が得られる時間が短いの で、 成形が困難である。 また、 1 1 ナイ ロ ンや 1 2ナイ ロ ンは 溶融粘度が高いため、 適当な比容積に達した時点では流動性が 悪く、 同様に成形が困難である。 この点、 ボリ メ タキシレンァ ジバ ミ ド、 6 6ナイ ロン、 6ナイ ロ ンにはそのよ う な欠点がな く、 その中でもポリ メ タキシレンアジハミ ドが G A I 用の樹脂 材料と して特に優れている。

補強繊維と しては、 ガラス繊維、 炭素繊維、 ァラ ミ ド繊維お よびウイスカー状補強材等を用いるこ とができる。 これらの中 でもコ ス ト が安く、 補強効果が大きい点でガラス繊維が好ま し レゝ

この補強繊維の添加量が 1 5重量。 /₀未満では補強効果が得ら れず、 5 0重量。ん超の補強繊維を添加する と、 コ ス ト が高く な るだけでなく、 成形性が悪化する。 上記樹脂材料は、 （Α ) 補 強繊維を含有するポリ ア ミ ド樹脂と、 （ Β ) 補強繊維を含有し ないかあるいは （Α ) よ り補強繊維の含有率が少ないボリ ア ミ ド樹脂を ドライブレン ドした もので、 この樹脂材料を用いて G A I によ り溶融混合される と、 補強繊維を含有する樹脂の海に 補強繊維を含有しない （又は含有量のよ り少ない） 樹脂の島が 不均一に浮かんだ状態を呈し、 これに加圧流体を注入するこ と によ り、 樹脂が補強繊維を包み込むよ う にして引き伸ばされる ので、 成形された中空管状体の内面平滑性が向上する。

また、 過給器からの加圧流体が直接当たる曲管部の外側に蛇 腹状の凹凸部を設け、 部分的に肉厚を変化させるこ とによ り、 過給流体が中空管状体内壁面を叩く こ とによる共鳴音を低減さ せるこ とができる。

さ らに、 ホース接合部が、 長さ 3 0 m m以上の直管に形成さ れている と、 ホース と の接合に都合がょレ、 ₌

また、 本発明のエアイ ンテークダク ト用中空管状体の成形金 型は、 ガスア シス トイ ンジェ ク シ ョ ンによ り成形され、 過給器 に連結するフ ラ ンジからホース接合部にかけて曲管部と直管部 で一体に連通する樹脂製中空管状体を成形するための金型であ つて、 直管状キヤ ビティ に後続して曲管状キヤ ビティ をキヤ ビ ティ型に形成し、 該キヤ ビティ型に直結するコア型内に、 曲管 状キヤ ビティ によ り形成される上記フランジの開口部と同一形 状且つ同一寸法でフランジ面と直交する方向に移動する大径可 動コアと、 該大径可動コア内に大径可動コアと同一方向に移動 する小径可動コアとを設け、 大径可動コアの移動終了後に小径 可動コアが移動するよ う にしたこ とを特徴と している。

また、 本発明のエアイ ンテークダク ト用中空管状体の成形方 法は、 直管状キヤ ビティ に後続して曲管状キヤ ビティ を形成し たキヤ ビティ型と、 大径可動コアおよび小径可動コアを有する コア型とを直結した金型によ りエアイ ンテークダク ト用中空管 状体を成形する方法であって、 キヤ ビティ型に溶融状態の樹脂 を注入し、 次いで、 キヤ ビティ内に加圧気体を注入して溶融状 態の樹脂をコア型内に導入し、 曲管状キヤ ビティ によ り形成さ れる上記フランジの開口部と同一形状且つ同一寸法の大径可動 コアをフランジ面と直交する方向に移動させ、 大径可動コア内 に設けた小径可動コアを大径可動コアの移動終了後に大径可動 コアと同一方向に移動させ、 次いで、 冷却し、 脱型後に得た中 空管状体よ り樹脂注入部および可動コアによ り形成された捨て 肉部を除去する こ とを特徴と している。

以上のよ う に構成される成形金型およびその成形方法によれ ば、 キヤ ビティ型に導入した溶融状態の樹脂材科内に加圧気体 を注入する と、 加圧気体の圧力によ り樹脂材料は金型内面に向 かって押しつけられつつ薄肉化される。 と ころが、 キヤ ビティ 内を流動する樹脂の先端部には厚肉部が形成されるこ とがある。 しかし、 厚肉部が形成されやすい流動樹脂先端部には可動式コ ァがあり、 この可動式コアを大断面積の大径可動コアと小断面 積の小径可動コアの 2段構成と したので、 大径可動コアを終端 位置まで移動させても厚肉部が存在する場合には、 大径可動コ ァ内の小径可動コアを終端位置まで移動させるこ とによ り新た なキヤビティ を形成し、 このキヤ ビティ内に厚肉部を引き込む こ とによ り、 全体と してほぼ均一な厚さの中空管状体を得るこ とができる。

また、 中空管状体のホース接合部側の端面を始点と し、 フラ ンジ側の端面を終点と した場合に、 この始点と上記終点との間 の長さが略等しく なるよ う に、 大径可動コアと小径可動コアの フ ラ ンジ側の端面を、 フランジと接する点を起点と して内側に 向けて漸次フランジから離れるよ う に傾斜させれば、 中空管状 体に局部的な肉厚差が生じないので、 成形途中において破れに く く なる。

以上のよ う に構成される本発明によれば、 低コス 卜で内面平 滑性に優れた均一厚さのエアイ ンテークダク ト用中空管状体を 提供する こ とができる。 また、 本発明の成形金型及びその成形 方法によれば、 様々な大き さ ' 形状のエアイ ンテークダク ト用 中空管状体を、 樹脂壁の破れもなく、 安定して成形するこ とが 可能である。

〔図面の簡単な説明〕

第 1 図は本発明の金型の平面図である。

第 2図は本発明の金型の立面図である。

第 3図は本発明の金型によ り成形した管状の中空成形体の一 実施例の側面図である。

第 4図 （ a ) は本発明の方法によ り得たエアイ ンテーク ダク トのー実施例の側面図、 第 4図 （ b ) は第 4図 （ a ) を X方向 から見た図である。

第 5図は本発明の方法によ り得たエアイ ンテークダク トのー 実施例の正面図である。 〔発明を実施するための最良の形態〕

以下に本発明の実施例を説明する。 樹脂材料と しては、 三菱 エンジニア リ ングプラスチック社製の 『 R e n y 6 0 0 2 (ガ ラス繊維を含有しないもの） 』 と 『 R e n y l 0 3 2 (ガラス 繊維を 6 0重量％含有するもの） 』 を重量比で 1 ： 1 で ドライ ブレン ドしたものを使用 し、 ドライブレン ド後の樹脂をニレコ 社製の G A I ユニッ トを用いて、 第 1 図、 第 2図に示すよ う な 成形金型に注入して中空管状体を成形した。

第 1 図、 第 2図を説明する と、 1 は型板、 2 、 3 、 4 、 5は それぞれ入子 1、 入子 2、 入子 3、 入子 4 、 6 は樹脂注入口、 7は加圧気体注入口、 8 はガイ ドピ ン、 9は棒状ランナー、 1 0はラ ッパ状ランナー、 1 1 は直管状キヤ ビティ、 1 2 は曲管 状キヤ ビティ である。 曲管状キヤ ビティ 1 2の外側には蛇腹状 凹凸部 1 2 a が形成されている。 1 3 は大径可動コア、 1 4 は 小径可動コアである。 大径可動コア 1 3 と小径可動コア 1 4 の フランジ側端面 Eは、 フランジ 1 5 と接する点を起点と して内 側に向けて漸次フランジ 1 5から離れるよ う に傾斜している。 また、 大径可動コア 1 3 は A点と B点との間、 小径可動コア 1 4 は C点と D点との間を移動可能である。 1 6 は可動コア移動 用の油圧シリ ンダのロ ッ ドである。

以上のよ う に構成される金型の樹脂注入口 6 に溶融状態の上 記樹脂材料を注入し、 次いで、 加圧気体注入口 7 よ り加圧気体 を注入する と、 加圧気体の圧力によ り樹脂材料は引き伸ばされ つつ中空部を形成し、 樹脂の流動先端部が可動コアに達する と、 大径可動コア 1 3 は小径可動コア 1 4 と と もに左方に移動しつ っ大径可動コア 1 3の移動跡外壁に樹脂を押しつけていき、 や がて、 終端位置 Bに達して、 ほぼ均一な肉厚を有する中空管状 体を成形するこ とができた （以下の表 1 の実施例 1 〜 6 ) 。 そして、 別の実施例と して、 溶融状態の樹脂材料の注入から 大径可動コア 1 3の終端位置 Bへの移動までは同上工程を経た 後、 加圧気体注入口 7からさ らに加圧気体を注入する と、 小径 可動コア 1 4は終端位置 Bに停止した状態の大径可動コア 1 3 内を左方に移動して、 特に厚肉を形成しやすい流動先端部の樹 脂を小径可動コアの移動跡に引き込んで終端位置 Dに達し、 第 3図に示すよ う な、 ほぼ均一な肉厚を有する管状の中空成形体 1 7 を得るこ とができた （以下の表 1 の実施例 7 〜 1 2 ) 。 なお、 比較のために、 上記金型の可動コアの端面を水平にし たものを用いて、 同様に管状の中空成形体を得た。 （以下の表 1 の比較例 1 〜 6 )

そして、 第 3図の管状の中空成形体から、 捨て肉部 1 8、 1 9 を切断除去するこ とによ り、 第 4図、 第 5図に示すよ う なェ アイ ンテークダク ト用中空管状体 2 0 を得た。

以上のよ う な管状の中空成形体の成形試験の結果を以下の表 1 に記載する。

【表 ] 】

榭脂射出 射出 射出 可動 可動 可動 可動 可動 部の R a R z 時間 遅延時間 時間 形式 天面面禾き 容量 支持圧力 榭脂壁破れ β m μ m

1 2秒 I秒 4秒 傾斜型 24.5 cm 85.5 cm" 118 kg/cm² 無し 2.5 24

2 59 ' 無し

3 " 20 " 無し

6秒 2秒 118 無し 5.0 35

5 59 " 無し n t! 実

6 " 20 ' 無し "

7 2抄 1秒 93.5 cm" 118 " 無し 2.5 20

8 " 59 " 無し n g ；； 20 '.' 無し "

1 0 6秒 2秒 118 " 無し 5.0 35

1 1 ；； 59 " 無し

1 2 20 " 無し a n

1 2秒 1秒 水平型 20.5 cm 92.0 cm:' 118 " 有り 3.0 24

2 " 59 有り » 比

3 n 20 " 有り t! 較

4 6秒 2秒 118 " 有り 5, 2 40

5 59 " 有り

6 20 有り

表 1 から以下の点が明らかである。

① 本実施例 1 〜 1 2の中空管状体には樹脂壁の破れは見られ なかつた。

② 比較例 1 〜 6の中空管状体には可動コア部の樹脂壁に破れ が見られた。 そのため、 この部分を切断後の開口形状がいび つになり、 製品と して供するまでの後加工工数が増加した。

③ 実施例 1 〜 3、 実施例 7〜 9および比較例 1 〜 3 の場合、 樹脂射出時間が 2秒と短く、 射出完了時の溶融樹脂粘度が低 い時点で中空を形成するため、 可動コアからの樹脂逆流によ る偏肉傾向が大き く なるが、 可動コアを冷風によ り 6 0 C以 下に冷却するこ とで、 樹脂の逆流を防止できた。

④ 実施例 1 〜 3、 実施例 7 〜 9および比較例 1 〜 3 の場合、 樹脂射出時間が 2秒と短く、 射出完了時の溶融樹脂粘度が低 いので、 得られる成形品の表面粗度が小さい _c

しかし、 実施例 4 〜 6、 実施例 1 0〜 1 2および比較例 4 〜 6の場合、 樹脂射出時間が 6秒と長く、 射出完了時の溶融 樹脂粘度が高いので、 得られる成形品の表面粗度がやや大き く なる。

〔産業上の利用の可能性〕

本発明は以上説明 したよ う に構成されているので、 低コス ト で内面平滑性に優れた、 様々な大き さ ' 形状のエアイ ンテーク ダク ト用中空管状体を安定して成形するための装置と して適し ている。

Claims

請 求 の 範 囲 1 . ガスアシス ト イ ンジェ ク シ ョ ンによ り成形され、 過給器に 連結するフランジからホース接合部にかけて曲管部と直管部 で一体に連通する樹脂製中空管状体であって、 上記樹脂材料 力 補強繊維含有率 1 5 〜 5 0重量％のポリ アミ ド樹脂であ ること を特徴とするエアイ ンテーク ダク ト用中空管状体-

2 . ポリ アミ ド樹脂がポ リ メ タキシレンアジパミ ドであり、 補 強繊維がガラス繊維である請求の範囲第 1 項記載のエアイ ン テーク ダク ト用中空管状体。

3 . 樹脂材料が、 補強繊維を含有するポ リ アミ ド樹脂と、 補強 繊維を含有しないかあるいはその含有率がよ り少ないボリ ァ ミ ド樹脂と を ドライブレン ドしたものである請求の範囲第 1 項記載のエアイ ンテーク ダク ト用中空管状体。

4 . 過給器からの加圧流体が直接当たる曲管部の外側に蛇腹状 の凹凸部を設けた請求の範囲第 1 項、 第 2項又は第 3項記載 のエアイ ンテークダク ト用中空管状体：

5 . ホース接合部が、 長さ 3 O m m以上の直管に形成されてい る請求の範囲第 1 項、 第 2項又は第 3項記載のエアイ ンテー クダク ト用中空管状体 ₌

6 . ガスアシス ト イ ンジェ ク シ ョ ンによ り成形され、 過給器に 連結するフ ラ ンジからホース接合部にかけて曲管部と直管部 で一体に連通する樹脂製中空管状体を成形するための金型で あって、 直管状キヤ ビティに後続して曲管状キヤ ビティ をキ ャ ビティ型に形成し、 該キヤ ビティ型に直結するコア型内に、 曲管状キヤ ビティ によ り形成される上記フ ラ ンジの開口部と 同一形状且つ同一寸法でフ ラ ンジ面と直交する方向に移動す る大径可動コアと、 該大径可動コア内に大径可動コアと同一 方向に移動する小径可動コアと を設け、 大径可動コアの移動 終了後に小径可動コアが移動するよ う にしたこ とを特徴とす るエアインテークダク 卜用中空管状体成形金型。

. 中空管状体のホース接合部側の端面を始点と し、 フランジ 側の端面を終点と した場合に、 ホース接合部側の端面の周方 向のいずれの点を始点と した場合にも、 この始点と上記終点 との間の長さが略等しく なるよ うに、 大径可動コアと小径可 動コアのフランジ側の端面が、 フランジと接する点を起点と して内側に向けて漸次フ ラ ンジから離れるよ う に傾斜してい るこ とを特徴とする請求の範囲第 6項記載のエアイ ンテーク ダク ト用中空管状体成形金型。

. 直管状キヤ ビティ に後続して曲管状キヤ ビティ を形成した キヤ ビティ型と、 大径可動コアおよび小径可動コアを有する コア型とを直結した金型によ りエアイ ンテークダク ト用中空 管状体を成形する方法であって、 キヤ ビティ型に溶融状態の 樹脂を注入し、 次いで、 キヤ ビティ 内に加圧気体を注入して 溶融状態の樹脂をコア型内に導入し、 曲管状キヤ ビティ によ り形成される上記フ ラ ンジの開口部と同一形状且つ同一寸法 の大径可動コアをフ ラ ンジ面と直交する方向に移動させ、 大 径可動コア内に設けた小径可動コアを大径可動コアの移動終 了後に大径可動コアと同一方向に移動させ、 次いで、 冷却し、 脱型後に得た中空管状体よ り樹脂注入部および可動コアによ り形成された捨て肉部を除去するこ とによ りェアイ ンテーク ダク ト用中空管状体を成形する方法。