JPH11114997A - 分岐中空体の製造方法 - Google Patents

分岐中空体の製造方法

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JPH11114997A
JPH11114997A JP9288516A JP28851697A JPH11114997A JP H11114997 A JPH11114997 A JP H11114997A JP 9288516 A JP9288516 A JP 9288516A JP 28851697 A JP28851697 A JP 28851697A JP H11114997 A JPH11114997 A JP H11114997A
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重広 桶本
Hiromitsu Harada
博充 原田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意形状の分岐中空体を生産効率よく製
造する方法の提供。 【解決手段】 一端に複数の遊動コアを備えた加圧ポー
トを有し、他端に溶融樹脂排出口を有する複数の分岐部
を形成したキャビティに、流動可能な樹脂を導入し、そ
の状態で前記加圧ポートから加圧流体を圧入し、前記複
数の遊動コアを異なる分岐部に誘導し、一端から他端に
亘り連続する中空部を形成することを特徴とする分岐中
空体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インテークマニホ
ールドなどの分岐中空体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、キャビティ内に流動性樹脂を導入
し、その一端から加圧ガスを圧入して遊動コアを他端ま
で誘導することにより中空部を形成する成形技術は公知
である(特開平7−108562号公報)。また、この
ような遊動コアにより中空部を形成するとともにスライ
ド軸を後退させることにより分岐中空体を製造すること
も知られている(特開平8−230066号公報)。
【0003】ところで、樹脂分岐中空体としては、特に
3次元形状をなすものとしてエンジンの吸気管(インテ
ークマニホールド)が知られている。これは、アルミな
どの鋳造によって製造されるものにあっては、炭酸ガス
硬化性バインダを用いた砂中子を用いて、またナイロン
66などを射出成形する場合にあっては、たとえばスズ
−ビスマス系合金などの低融点金属中子、水溶性樹脂中
子(スイス・ベランド社製の樹脂など)を用いて1ショ
ット成形により製造されている。あるいは、適宜分割し
て別個に成形した部品を溶着、ネジ止めなどで組立てる
ようにして製造されている。しかし、中子を使用する1
ショット成形にあっては、以下のような問題点がある。
【0004】砂中子を使用したダイカスト成形では、中
子の表面が粗いので、インテークマニホールドの内面が
平滑にできない。そのため、吸気を高速で層流にするこ
とができないから、エンジンの性能向上が困難である。
【0005】また、ナイロン66など射出成形による製
法においては、低融点金属中子や、水溶性樹脂中子をナ
イロン66などの樹脂管から除去するのがやっかいであ
る。これは樹脂管が中子のほぼ全体を覆うため、中子を
除去するための加熱処理や水による溶出処理の際の加熱
効率や水との接触効率が低く、除去に時間が掛かるから
である。そのため効率的で高い生産能力を得るのが困難
である。加えて、中子の完全な除去を確認することも困
難であること、そして高価な中子材料が製品に付着して
工程外に持ち出されることで材料ロスが発生しコストが
上がること、また中子材料の再利用のための工程が大規
模になりやすいという問題もある。すなわち、低融点金
属にあっては再加熱とその際の加熱による酸化防止およ
び物性劣化防止のための工程管理を要し、水溶性樹脂に
あっては、水からの分離・乾燥などのための付帯的設備
が必要である。また、樹脂中子は熱履歴による分子量の
低下や他物質の混入により再使用のための条件が刻々変
化するので工程の管理が煩雑になる。
【0006】一方、分割式インテークマニホールドにあ
っては、分割点数に従って金型の数が増え、また、内部
形状を理想的な管状とすることが困難で、合わせ段差や
溝などが避けられず、組立て工数がかかるなど製造コス
トがかさむという問題がある。
【0007】そこで、上記中子(固定中子)に代えて、
遊動中子(遊動コア)を用いることが考えられる。しか
し、上記の特開平7−108562号公報の方法では、
分岐中空体を製造することはできない。また、特開平8
−230066号公報の方法では、主中空部はU字状な
どの形状が可能であるものの分岐部はスライド軸が作動
が可能となるように直線的な形状にせざるを得ないた
め、得られた分岐中空体の構造が制限され、インテーク
マニホールドの製造には適用し難い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした実
情の下に、任意形状の分岐中空体を生産効率よく製造す
る方法を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は鋭意検討した結
果、遊動コアを使用する成形技術において、複数の遊動
コアを用い、かつそれを異なる分岐部に誘導することに
より前記課題を解決できることを見出し、本発明に至っ
た。
【0010】すなわち、本発明は、(1)一端に複数の
遊動コアを備えた加圧ポートを有し、他端に溶融樹脂排
出口を有する複数の分岐部を形成したキャビティに、流
動可能な樹脂を導入し、その状態で前記加圧ポートから
加圧流体を圧入し、前記複数の遊動コアを異なる分岐部
に誘導し、一端から他端に亘り連続する中空部を形成す
ることを特徴とする分岐中空体の製造方法、(2)溶融
樹脂排出口の開閉により遊動コアを偏向させることによ
り異なる分岐部に誘導する前記(1)記載の分岐中空体
の製造方法、(3)キャビティ内に設けた前方の遊動コ
アの前進により後方の遊動コアを偏向させる誘導手段に
より遊動コアを異なる分岐部に誘導する前記(1)又は
(2)記載の分岐中空体の製造方法、(4)キャビティ
内に進退自在に設けたストッパーにより遊動コアを異な
る分岐部に誘導する前記(1)〜(3)のいずれかに記
載の分岐中空体の製造方法、である。
【0011】本発明に使用する遊動コア自体は、公知の
ものでよく、通常球状の銅、黄銅、鉄、ステンレス鋼、
アルミニウムなどの金属、セラミック、あるいは耐熱性
の有機無機物を材料としたものでよい。
【0012】本発明の分岐中空体の製造方法は、基本的
には射出成形法の応用であり、従来の射出成形技術が使
用でき、それに遊動コアとこれをキャビティの一端から
他端に向って移動させる加圧流体を組み合わせたもので
ある。したがって、使用する樹脂材料も通常の射出成形
で使用されるものでよい。しかし、インテークマニホー
ルドの製造には、とくにガラス繊維強化ナイロン6、同
66、同46、ポリフェニレンサルファイド(PPS)
などの単一、あるいはそれらの複合材料が好ましい。ま
た、前記加圧流体としては、窒素ガスなどの不活性ガ
ス、あるいは空気を用いることができる。圧力は、遊動
コアをキャビティ内の一端から他端までスムーズに移動
可能な圧力でよく、例えば40〜200kgf/cm2
である。
【0013】本発明の製造方法においては、溶融樹脂が
注入されているキャビティ内で、遊動コアを移動させる
ことにより冷却・固化の早いキャビティ面側に壁面を形
成しつつ、その内側の溶融樹脂を押しながら中空部を形
成することができる。そのため、中空内面は遊動コアに
より成形され平滑となる。
【0014】本発明において重要なことは、前記中空部
を形成する遊動コアを複数使用し、これを加圧流体によ
りキャビティ内の一端から他端に向って移動させ所定の
位置にて遊動コアを異なる分岐部に誘導させる点にあ
る。遊動コアを異なる分岐部に誘導する方法はとくに制
限はない。
【0015】例えば、遊動コアの移動による中空部の形
成に伴い発生する余剰の溶融樹脂を排出するために分岐
部に対応するキャビティ端部に溶融樹脂排出口を設ける
が、この排出口を開閉することにより分岐キャビティ内
の移動抵抗を調節して異なる分岐部に誘導することがで
きる。また、キャビティ内の分岐部に遊動コアの進路を
偏向させる誘導手段を配設することもできる。このよう
な誘導手段としては、例えばブーメラン形状のガイドを
その中心部を回動可能に支持して分岐部に設けることが
好ましい。更に、キャビティ内の分岐部に進退自在のス
トッパーを設けて遊動コアを異なる分岐部に誘導する方
法も有効である。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に図面に基づき本発明の実施
例を説明する。
【0017】図1〜6は、インテークマンホールドを例
とした本発明の製造方法の実施例を説明するものであ
る。なお、これらの図(および後述する図も)では、説
明のため上下方向のバナナ状のカーブを平面状に、また
図示しない気化器やエンジンブロックへの気密取付けの
ためのフランジ構造を省略している。
【0018】まず、ランナー10A、10B、ゲート1
1A、11Bを通って溶融状態の樹脂R、たとえばガラ
ス繊維23%を含むナイロン(ポリアミド)66がキャ
ビティ3に導入される。溶融樹脂排出口12A、12B
はバルブ14A、14Bによってその首部15A、15
Bで閉じられており、樹脂Rが分岐部6、分岐部7に導
入される(図1)。さらに主部5を充填する(図2)。
主部に連続する小径部8に鋼球である遊動コア20、2
1が置かれ、加圧ポート9から加圧ガス、例えば窒素ガ
スがキャビティ3内に注入されるとともに、一側の前記
排出口12Aが開かれ、樹脂Rが流れ出る。樹脂Rはキ
ャビティ表面で冷やされて高粘度、内部ではキャビティ
表面側の樹脂で断熱されて低粘度であり、粘度の低い樹
脂を図の右方向に押しながらキャビティ3の芯部を通っ
て中空部Hを成長させる(図3)。分岐点10に遊動コ
ア20が到達すると、バルブ14Aを閉じあるいは絞
り、樹脂Rの流出を停止または抑制し、バルブ14Bを
開いて排出口12Bから樹脂を逃がす。遊動コア21は
遊動コア20に行く手を遮られて、分岐7に向かって方
向を転じ(図4)、Y字状の中空部Hを形成する(図
5)。ここで、バルブ14A、14Bを共に開いて樹脂
Rをオーバーフローさせ、分岐中空体であるインテーク
マニホールド1が形成される(図6)。遊動コア20の
位置制御時期は成形サイクルタイムから実験的に割り出
すこともできるし、センサー、例えばマグネットスイッ
チなどをキャビティに沿って配置し、検出し、バルブ1
4Aおよび14Bの開閉時期および開量を制御してもよ
い。
【0019】図7〜図9は、本発明の別の実施例を示す
もので、これは遊動コアを制御する他の方法を採用した
ものである。ガイド30はブーメラン状をしており、樹
脂Rと同一の樹脂材料を予め別に成形し、回動できるよ
うにその中心部を支持して金型にインサートしてある。
このガイドは例えば図7に示すようにキャビティ3に連
続するサブキャビティ3aにて成形し、自動取出機で切
り離され、次の成形サイクル用に金型にインサートする
ことができる。ガイド30は二つの樹脂フローによって
狭角側30aが遊動コア20側に向く。図7のように遊
動コア20がガイド30に当たると、遊動コア20によ
って狭角側30aが図7の上方に向く。遊動コア20を
通過させると、遊動コア21を遮り、下方に転向させ
(図8)、Y字状の中空部Hが形成される(図9)。こ
のように、一方の先行する遊動コアの動きによって追従
する他方の遊動コアが確実に他の分岐方向にガイドされ
るので、バルブなどの作動精度を要しない。また、ガイ
ド30はインテークマニホールド1と同一樹脂で成形さ
れているので、壁部に取り込まれて一体化できるので、
気密性および強度に悪影響をおよぼすことはない。分岐
6側と分岐7側から主部5に流れる樹脂Rによってガイ
ド30の狭角側30aが図7とは逆の左下方向に位置さ
れているときは、遊動コア20は分岐7側に進み、ガイ
ド30によって遊動コア21は分岐6側に進む。
【0020】図10はさらに他の実施例で、進退可能な
ストッパー25A、25Bを所定位置で待機させ、遊動
コアが当接した後速やかに後退させてコアの遊動を再開
させるものである。このストッパーの形状は遊動コアを
一時停止させ得るものであればよく、例えばピンでよ
い。
【0021】分岐中空体は2分岐中空体に限らず、例え
ば図11のように分岐中空体をさらに分岐させることも
できるし、図12のように、3つ以上の遊動コア20、
21、22、23を進退自在のストッパー25によって
各分岐に向かってガイドし、多分岐中空体を形成するこ
ともできる。このようにすれば、チャンバー(サージタ
ンク)とパイピング(マニホールド)とを一体化して、
内面の突合せ段差などを削減し、エンジン性能を向上で
きるとともに、部品点数を削減し、軽量化と組立て作業
性を向上できる。
【0022】ここでは、エンジンのインテークマニホー
ルドに基づいて説明したが、このような分岐中空体とし
ては、例えばテニスラケットのグリップ部からフレーム
部に至る箇所にアルミ、チタンなどの軽量遊動コア乃至
適当な質量の遊動コアを用いて中空部を形成し軽量化や
比強度向上と同時にヘッドバランスを向上させるなどの
目的に用いることもできる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば任
意の分岐形状の中空体を生産性よく製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明する図で、溶融樹脂をキ
ャビティ内に注入開始した状態を示す。
【図2】同、注入終了状態を示す。
【図3】同、加圧ボート9から加圧ガスを注入して遊動
コア20、21を他端に向って移動させる状態を示す。
【図4】同、溶融樹脂排出口の弁操作より遊動コア21
を偏向させる状態を示す。
【図5】同、遊動コア20、21によりY字状の中空部
Hを形成する状態を示す。
【図6】同、インテークマンホールドを成形した状態を
示す。
【図7】本発明の別の実施例を説明する図で、キャビテ
ィ内にブーメラン状ガイド30により遊動コア20が上
方の分岐部にガイドされる状態を示す。
【図8】同、遊動コア20を上方の分岐部にガイドした
後、ブーメラン状ガイドが遊動コア21を下方の分岐部
にガイドする状態を示す。
【図9】同、さらにY字状の中空部Hを形成する状態を
示す。
【図10】本発明のさらに別の実施例を説明する図で、
キャビティ内に進退するストッパーにより遊動コアを別
の分岐部にガイドする。
【図11】本発明の方法により製造された別の分岐中空
体の説明図。
【図12】本発明のさらに別の実施例を説明する図。
【符号の説明】
1 分岐中空体 3 キャビティ 6 分岐部 7 分岐部 9 加圧ポート 12A 溶融樹脂排出口 12B 溶融樹脂排出口 20〜23 遊動コア 25A ストッパー 25B ストッパー 30 ガイド H 中空部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // B29L 23:00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端に複数の遊動コアを備えた加圧ポー
    トを有し、他端に溶融樹脂排出口を有する複数の分岐部
    を形成したキャビティに、流動可能な樹脂を導入し、そ
    の状態で前記加圧ポートから加圧流体を圧入し、前記複
    数の遊動コアを異なる分岐部に誘導し、一端から他端に
    亘り連続する中空部を形成することを特徴とする分岐中
    空体の製造方法。
  2. 【請求項2】 溶融樹脂排出口の開閉により遊動コアを
    偏向させることにより異なる分岐部に誘導する請求項1
    記載の分岐中空体の製造方法。
  3. 【請求項3】 キャビティ内に設けた前方の遊動コアの
    前進により後方の遊動コアを偏向させる誘導手段により
    遊動コアを異なる分岐部に誘導する請求項1又は2記載
    の分岐中空体の製造方法。
  4. 【請求項4】 キャビティ内に進退自在に設けたストッ
    パーにより遊動コアを異なる分岐部に誘導する請求項1
    〜3のいずれかに記載の分岐中空体の製造方法。
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