[发明专利]管部件的制造方法及制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过所谓流体辅助成型所实施的管部件的制造方法及制造装置，该管部件的制造方法具有将热塑性材料填充到模具中的热塑性材料填充过程和通过加压流体挤出上述模具中的热塑性材料的未凝固部分的热塑性材料排出过程。

背景技术

作为管部件的制造方法公知有流体辅助成型。

图4和图5概念性地表示利用了该流体辅助成型的现有技术的管部件的制造方法。

图4是表示现有技术的热塑性材料的填充过程中的模具腔体内的热塑性材料的状态的图，图4（a）是沿模具腔体内的热塑性材料的轴向的纵剖视图，图4（b）是与模具腔体内的热塑性材料的轴垂直的方向的横剖视图。而且，表示通过处于无发泡的熔融状态的热塑性材料填充到这些模具腔体内。另外，图4（c）是作为模具腔体的半径方向的位置r的函数，概念性地表示模具腔体内的热塑性材料的粘度的分布η（r）的线图。该图表示与模具内表面接触的表层部分因热量被模具夺取而温度降低、热塑性材料的粘度η变大的情况，由于中央部分的温度高，所以热塑性材料的粘度η相对小。

图5是表示现有技术的热塑性材料的排出过程中的模具腔体内的热塑性材料的状态的图，图5（a）是沿模具腔体内的热塑性材料的轴向的纵剖视图，表示被注入加压流体而挤出中央部分的粘度小（流动性高）的热塑性材料的状态。图5（b）是图5（a）图的p-p线部分的横剖视图，表示中央部分形成有空洞部的情况。最终，加压流体被注入模具腔体内的整个全长的范围内，在整个截面上，在中央部分形成空洞部，从而制成管部件。

使用图4和图5说明的现有技术的管部件的制造方法是利用填充到模具腔体内的处于无发泡的熔融状态的热塑性材料的、由依赖于距离模具内表面的距离的温度梯度所引起的粘度差（接近模具腔体表面的高粘度的表皮层与中央部分的低粘度的芯层之间的粘度差），通过加压流体挤出模具腔体内的仅中央部分的热塑性材料，制成管部件。

在这样的管部件的制造方法中，还依赖于成形体的尺寸或加压流体的注入定时，但在大多情况下，管壁的厚度达到成形体外径的15～20%，成为比其薄的壁厚是困难的。由此，不能应对要求规格、轻量化、材料费降低等要求。

例如，在将汽车所使用的金属制配管置换成上述流体辅助成型的树脂制配管的情况下，从配管的布局方面的观点出发，增大配管的外径尺寸是存在限制的，在采用管壁的厚度达到成形体外径的15～20%的树脂制配管的情况下，设定了与金属制配管同等的外径时的内径尺寸变小，压力损失增大。由此，在采用例如冷却配管的情况下，发生需要更昂贵且能量消耗大的大型的泵等不良情况。

另外，上述现有技术的管部件的制造方法是，首先，用无发泡的熔融热塑性材料完全地填充到模具腔体内，然后，将相对于总填充量达到60～70%的熔融芯层推开而形成空洞部。由此，存在被挤出的多余的热塑性材料的量多，该热塑性材料的回收费用高的问题。另外，需要具有注射体积比成形品的体积大的注射单元的大型的注射模塑成形机，还存在不是经济的制造方法的问题。

利用了与上述管部件的制造方法相同的原理的具有弯曲管部的树脂管的成形方法被日本特开2002-18911号公报公开。该专利公开公报公开的方法是一种树脂管的成形方法，其特征在于，通过将熔融树脂注射到将树脂管的外表面成形的主模具的腔体内的注射工序、和使多个滑动模滑动插入所述腔体直到既定位置的滑动模插入工序，来成形全部的管部的端部内周面，并且对处于包含未插入所述滑动模的所述弯曲管部的一部分在内的区域的熔融树脂，经由夹着该区域的多个所述滑动模中的至少一个来注入辅助流体，并且通过其他滑动模，将因该辅助流体的注入而被赶走的多余的熔融树脂从该区域除去。

根据该方法，使各管部的端部精度良好，而且，能够作为一个零件成形具有弯曲管部的树脂管。但是，在该方法中，至少不是使通过辅助流体形成的管部分的壁厚尽可能地薄这样的技术。

另外，在日本特开2000-141405号公报中公开了一种中空成形品的成形方法，其特征在于，将第一成形材料注入成形用模具内，然后将与该第一成形材料具有粘度差的第二成形材料注入该第一成形材料的内部，然后将中空部形成用的气体注入该第二成形材料的内部。

根据所述方法，例如，采用第一成形材料的粘度比第二成形材料的粘度高的材料、且其注入量少的情况下，气体流路宽度扩大，能够增大中空部的宽度方向的直径。即，根据该方法，获得能够成形薄壁的中空成形体这样的效果。但是，由于采用了将异种的成形材料注入成形用模具内的结构，所以装置变得不是一般的复杂，还存在设备费高这样的新问题。