(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に大径の接合フランジ部を備えるとともにその接合フランジ部のうち相手側との接合面となる部分には閉ループ状のシール溝が形成された樹脂製の管状体を成形する方法であって、
接合フランジ部を含む管状体をその接合フランジ部のシール溝を横切る面で二分割した形状の半割り部品を成形する工程と、二つの半割り部品同士をその分割面で突き合わせて接合する工程とを含んでなり、
前記半割り部品の成形時に同時に成形されるシール溝のうち分割面側の端部を、当該分割面に対して未開放となっているかもしくは分割面近傍で溝幅がシール溝の他の部位よりも狭められている不完全形状部として予め成形しておく一方、
半割り部品同士の接合後に、双方の半割り部品に成形されたシール溝の不完全形状部を溶融させてシール溝の他の部位と同形状に仕上げながら両者を接続させることを特徴とする接合フランジ部を有する樹脂管状体の成形方法。
【請求項２】
前記シール溝の端部に予め成形される不完全形状部は、そのシール溝の端部が分割面側に開放されずに分割面近傍で途切れていることにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の接合フランジ部を有する樹脂管状体の成形方法。
【請求項３】
前記シール溝の端部に予め成形される不完全形状部は、そのシール溝の端部が分割面側に開放されているものの分割面近傍で溝幅がシール溝の他の部位よりも狭められていることにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の接合フランジ部を有する樹脂管状体の成形方法。
【請求項４】
前記シール溝の不完全形状部を溶融させてシール溝の他の部位と同形状に仕上げながら両者を接続させるものが、シール溝の溝幅と同等の幅寸法を有する熱溶着治具であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の接合フランジ部を有する樹脂管状体の成形方法。
【請求項５】
前記熱溶着治具は、双方の半割り部品に成形されたシール溝のうち不完全形状部以外の部位に同時に係合する位置決め治具を有していて、この位置決め治具に案内されながら熱溶着治具が不完全形状部を溶融させるものであることを特徴とする請求項４記載の接合フランジ部を有する樹脂管状体の成形方法。
【請求項６】
前記位置決め治具は、先端がテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項５記載の接合フランジ部を有する樹脂管状体の成形方法。
【請求項７】
前記位置決め治具は、シール溝の不完全形状部に対して接近離間動作する熱溶着治具にスライド可能に支持されていて、熱溶着治具が不完全形状部に当接する以前にシール溝のうち不完全形状部以外の部位に係合する一方、熱溶着治具が規定深さまでシール溝内に進入した時には位置決め治具と熱溶着治具との相対移動が阻止されて該位置決め治具は熱溶着治具のストロークを規制するストッパとして機能するものであることを特徴とする請求項６記載の接合フランジ部を有する樹脂管状体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端部に大径の接合フランジ部を備えるとともにその接合フランジ部のうち相手側との接合面となる部分には閉ループ状のシール溝が形成された樹脂製の管状体を成形する方法に関し、特に接合フランジ部を含む管状体をその接合フランジ部のシール溝を横切る面で分割した形状の半割り部品を成形して、その半割り部品を二つ一組として相互に突き合わせて接合するようにした成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
図７〜９に示すように、長手方向の両端に大径の接合フランジ部５２，５３を備える一方でその接合フランジ部５２，５３にシール部材装着用のシール溝５４，５５が形成された樹脂製の管状体５１を成形する場合に、図１０に示すように上記の管状体５１をその軸心を通る平面（シール溝５４，５５を横切る面）で二分割した形状の半割り部品５６，５６を予め成形した上で、二つの半割り部品５６，５６をその分割面５７で相互に突き合わせて振動溶着等の接着工法を用いて接合するようにした成形法が知られている。
【０００３】
この成形法では、接合フランジ部５２，５３に二分割構造による接合線５８の発生が不可避であり、特に図１１に示すように半割り部品５６，５６同士の接合時にわずかでもずれるとそのシール溝５４，５４同士の接続部に段差５９が生じて局部的に溝幅が狭められることから、結果的にシール溝５４に例えばＯリング状のシール部材を装着しようとしてもシール溝５４に正しくおさまらずにシール性能が低下する結果となって好ましくない。
【０００４】
このようなことから、上記のような接合フランジ部５２，５３での接合線５８の発生を回避するために、図１２に示すように二分割構造を前提としつつも接合フランジ部５２，５３以外の部分に分割面６０を設定した二部品６２，６３からなる管状体６１の成形法も一部で試られている（例えば「日経メカニカル」１９９３，２，２２，日経ＢＰ社発行，Ｐ４１参照）。
【０００５】
この構造では、上記のようなシール性能上の間題は解消されるものの、部品６１の成形時のアンダーカット部回避のためにその型構造として図１３，１４に示すようなスライドコア６４，６５が必要となり、型製作費の増加に伴って製品のコストアップを招く結果となって好ましくない。
【０００６】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、図１０，１１に示したように接合フランジ部での接合線の発生を容認しつつも、シール溝同士のずれによる段差の発生を未然に防止して、コストダウンを図りながらシール性能を改善した管状体の成形方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、端部に大径の接合フランジ部を備えるとともにその接合フランジ部のうち相手側との接合面となる部分には閉ループ状のシール溝が形成された樹脂製の管状体を成形する方法であって、接合フランジ部を含む管状体をその接合フランジ部のシール溝を横切る面で二分割した形状の半割り部品を成形する工程と、二つの半割り部品同士をその分割面で突き合わせて接合する工程とを含んでなり、前記半割り部品の成形時に同時に成形されるシール溝のうち分割面側の端部を、当該分割面に対して未開放となっているかもしくは分割面近傍で溝幅がシール溝の他の部位よりも狭められている不完全形状部として予め成形しておく一方、半割り部品同士の接合後に、双方の半割り部品に成形されたシール溝の不完全形状部を溶融させてシール溝の他の部位と同形状に仕上げながら両者を接続させることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明におけるシール溝の端部に予め成形される不完全形状部は、そのシール溝の端部が分割面側に開放されずに分割面近傍で途切れていることにより形成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明におけるシール溝の端部に予め成形される不完全形状部は、そのシール溝の端部が分割面側に開放されているものの分割面近傍で溝幅がシール溝の他の部位よりも狭められていることにより形成されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明におけるシール溝の不完全形状部を溶融させてシール溝の他の部位と同形状に仕上げながら両者を接続させるものが、シール溝の溝幅と同等の幅寸法を有する熱溶着治具であることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明における熱溶着治具は、双方の半割り部品に成形されたシール溝のうち不完全形状部以外の部位に同時に係合する位置決め治具を有していて、この位置決め治具に案内されながら熱溶着治具が不完全形状部を溶融させるものであることを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明における位置決め治具は、先端がテーパ状に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明における位置決め治具は、シール溝の不完全形状部に対して接近離間動作する熱溶着治具にスライド可能に支持されていて、熱溶着治具が不完全形状部に当接する以前にシール溝のうち不完全形状部以外の部位に係合する一方、熱溶着治具が規定深さまでシール溝内に進入した時には位置決め治具と熱溶着治具との相対移動が阻止されて該位置決め治具は熱溶着治具のストロークを規制するストッパとして機能するものであることを特徴としている。
【００１４】
したがって、請求項１〜６に記載の発明では、双方の半割り部品同士を一体に接合した上で、各半割り部品のシール溝の端部に予め形成した不完全形状部を溶融させてシール溝同士を接続させることで少なくともシール溝同士の接合部での大きな段差の発生が解消され、たとえシール溝同士が多少ずれていたとしても、上記の不完全形状部が溶融することで新たに成形される溝部を介して双方のシール溝部同士が滑らかに接続される。
【００１５】
そして、特に請求項７に記載の発明のように、溶着接合のための熱溶着治具のストロークを位置決め治具にて規制することで、シール溝の底部においても段差の発生を伴うことなく接続される。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、二つの半割り部品同士をその分割面で突き合わせて接合して管状体を成形するにあたり、前記半割り部品の成形時に同時に成形されるシール溝のうち分割面側の端部を、当該分割面に対して未開放となっているかもしくは分割面近傍で溝幅がシール溝の他の部位よりも狭められている不完全形状部として予め成形しておき、半割り部品同士の接合後に、双方の半割り部品に成形されたシール溝の不完全形状部を溶融させて正規形状に仕上げながら両者を接続させるようにしたものである。
【００１７】
したがって、接合フランジ部での接合線の発生を容認する工法を基本としつつも、シール溝同士は大きな段差の発生を伴うことなく滑らかに接続されることになるので、完成後にそのシール溝にシール部材を装着した場合にシール部材がシール溝に正しくおさまってシール性能の低下をもたらすことがなく、コストダウンとシール性能の向上とを両立できる効果がある。
【００１８】
また、上記の不完全形状部として請求項２に記載の発明のように半割り部品のシール溝の端部を予め未開放とした場合、あるいは請求項３に記載の発明のようにシール溝の端部の溝幅を予め狭めた場合には、請求項１に記載の発明の同様の効果のほかに、不完全形状部そのものは溶融されてしまうのでシール溝本来の機能に支障をきたすことがなく、しかも不完全形状部そのものを半割り部品の成形時にきわめて容易に成形できる効果がある。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、シール溝同士の不完全形状部を溶融させて接続させる熱溶着治具がシール溝の溝幅と同等の幅寸法を有していることから、請求項１〜３のいずれかに記載の発明と同様の効果のほかに、シール溝同士の接続部での溝幅をも正確に仕上げることができる効果がある。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、上記の熱溶着治具は、双方の半割り部品に成形されたシール溝のうち不完全形状部以外の部位に同時に係合する位置決め治具を有していて、この位置決め治具に案内されながら熱溶着治具が不完全形状部を溶融させるものであることから、請求項４に記載の発明と同様の効果のほかに、不完全形状部と熱溶着治具との相対位置決めをより正確に行うことができ、双方のシール溝同士を一段と滑らかに接続することができる効果がある。
【００２１】
特に請求項６に記載の発明のように、位置決め治具の先端がテーパ状に形成されていることにより、請求項５に記載の発明と同様の効果のほかに、不完全形状部と熱溶着治具との相対位置決めを一段と正確に行うことができる効果がある。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、熱溶着治具のストロークが位置決め治具で規制されるようにすることにより、請求項６に記載の発明と同様の効果に加えて、不完全形状部の溶融によって形成されるシール溝同士の接続部においてもその深さを正確に且つ段差なく仕上げることができる効果がある。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜６は本発明の代表的な実施の形態を示す図であって、特に図２は本発明の成形法によって成形された管状体１を示している。
【００２４】
図２に示すように、製品である管状体１はテーパ状の筒状部２の両端に該筒状部２よりも大径の矩形状の接合フランジ部３，４が一体に形成されているものであって、その接合フランジ部３，４のうち相手側部材との接合面となる部分には筒状部２の開口端部を取り囲むように断面が矩形状をなす閉ループ状のシール溝５が形成されている。
【００２５】
そして、管状体１は、図１の（Ａ）に示すように、閉ループ状のシール溝５を横切る平面、より詳しくはその軸心を通る平面で二分割した形状の半割り部品６，６を予め樹脂射出成形法によって成形し、それら二つの半割り部品６，６同士を分割面７で互いに突き合わせた上で振動溶着等の接合法により接合一体化することにより成形されるものであるが、各半割り部品６，６を成形する際に接合フランジ部３となるべきフランジ素片８，８のシール溝５ａ，５ａのうち分割面７側の端部に不完全形状部として未開放部９を予め成形しておく。
【００２６】
すなわち、各フランジ素片８，８のシール溝５ａの端部は本来分割面７側に向けて開放されるべきものであるが、これをあえて分割面７側に開放させずに図３の（Ａ）に示す寸法ａだけ手前で止めて堰のような未開放部９を予め成形しておく。
【００２７】
そして、図１の（Ｂ）に示すように、二つの半割り部品６，６同士をその分割面７にて突き合わせて振動溶着等の手法により一体に接合することになるが、その接合作業に続いて、位置決め治具である位置決めピン１５を用いて二つの半割り部品６，６のシール溝５ａ，５ａと熱溶着治具との相対位置決めを行ってシール溝５ａ，５ａ同士を接続させる。
【００２８】
なお、以上のことはもう一方の接合フランンジ部４側についても全く同様である。
【００２９】
より詳しくは、図１の（Ｂ）に示す支持体１０には熱溶着治具としての熱溶着板１１がシャフト１２を介して微少回転可能に支持されている一方、熱溶着板１１の上部にはホルダプレート１３が一体に固定されていて、このホルダプレート１３のうち熱溶着板１１をはさんでその両側にはストッパナット１４を有する位置決めピン１５が上下動可能に支持されている。
【００３０】
上記の熱溶着板１１は後述するように未開放部９を溶融するものであるためにその幅寸法はシール溝５ａの正規の幅寸法ｂと同等の寸法に予め設定されている一方、各位置決めピン１５は圧縮コイルスプリング１６により図１の（Ｂ）の下方向に常時付勢されているとともに、その直径は図４に示すようにシール溝５ａ内に入り得る大きさに設定されていて、なおかつその先端はテーパ状に形成されている。
【００３１】
そして、図１の（Ｂ）に示すように、位置決めピン１５がシール溝５ａに係合する以前は、その位置決めピン１５の先端が熱溶着板１１の下面よりも下方に位置するように設定されている一方、図５の（Ａ），（Ｂ）に示すように位置決めピン１５がシール溝５ａの底部に着座した以降に熱溶着板１１が未開放部９に当接するように設定されていて、なおかつ同図（Ｃ）に示すように熱溶着板１１の下面がシール溝５ａの底面と面一状態となったときにストッパナット１４の上面がホルダプレート１３に当接するように設定されている。つまり、ストッパナット１４は熱溶着板１１のストロークを規制する役目をし、このストロークはストッパナット１４を回転操作することにより微調整可能となっている。
【００３２】
したがって、図１の（Ｂ）に示したように、半割り部品６，６同士の接合後に未解放部９，９を溶融させるにあたり、先に接合された各フランジ素片８，８同士の上方から熱溶着板１１を支持体１０ごと下降させると、熱溶着板１１が各シール溝５ａ，５ａの端部の未開放部９に当接するよりも先に図５の（Ａ）に示すように各位置決めピン１５がシール溝５ａに係合しつつその底部に着座する。
【００３３】
この時、双方のフランジ素片８が寸法ばらつきを有していたり、あるいは接合時の誤差のために双方のフランジ素片８，８のシール溝５ａ，５ａ同士が図３，４の寸法ｃだけオフセットしていたとしても、その寸法ｃが実質的にシール溝５ａの正規の溝幅寸法ｂの二分の一以下であるかぎり、各位置決めピン１５の自動調芯機能により熱溶着板１１の回転方向の位置が修正されて、シール溝５ａ，５ａと熱溶着板１１との相対位置決めがなされる。
【００３４】
すなわち、図３の（Ａ），（Ｂ）に示すように、双方のシール溝５ａ，５ａ同士が寸法ｃだけオフセットしていたとしても、そのオフセット量ｃを容認しつつ双方のシール溝５ａ，５ａ同士を滑らかに接続させるような向きに熱溶着板１１の姿勢が徐々に斜めに修正される。
【００３５】
そして、図５の（Ｂ）に示したように位置決めピン１５が各シール溝５ａ，５ａの底面に着座した以降もなおも熱溶着板１１が下降すると、予め加熱されている熱溶着板１１が未開放部９，９に押し付けられて、この未開放部９，９を溶融させながら双方のシール溝５ａ，５ａを連通させるべくこの未開放部９，９に相当する部分をシール溝５ａ，５ａの正規の溝幅寸法ｂに仕上げる。
【００３６】
その結果、この段階で初めて未開放部９，９が解消されて双方のシール溝５ａ，５ａ同士が同じ溝幅ｂをもって連続するようになる一方、上記の未開放部９，９の溶融によって各フランジ素片８，８同士の分割面７近傍が熱溶着される。すなわち、図３の（Ａ），（Ｂ）に示すように、双方のシール溝５ａ，５ａ同士のオフセット量ｃを容認しつつも、未解放部９，９が溶融して解消される結果その未解放部９，９に変わって成形される斜めの溝部１８を介して、双方のシール溝５ａ，５ａ同士が大きな段差を伴うことなく、比較的滑らかに接続される。言い換えれば、シール溝５ａ，５ａ同士の接続部が斜めであったとしても、その部分の溝幅として正規寸法ｂと同じ寸法が確保されてさえいれば、そのシール溝５にシール部材を正しく装着することでき、シール性能の低下をもたらすことはないのである。
【００３７】
この時、先に述べたように熱溶着板１１はシール溝５ａ，５ａの溝幅寸法ｂと同等の幅寸法を有していて、しかもシール溝５ａ，５ａの底面と面一状態となる位置で停止することから、双方のシール溝５ａ，５ａ同士の底部でも段差の発生を伴うことなく滑らかに連続することになる。
【００３８】
そして、以上のようにして各シール溝５ａ，５ａ同士が連通して閉ループ状のシール溝５となったならば、熱溶着板１１を図１の（Ｂ）の状態に戻して作業を終了し、これにより図２に示した管状体１が成形される。なお、位置決めピン１５が各シール溝５ａ，５ａから抜け出た時に、これら位置決めピン１５および熱溶着板１１が自律的に元の中立位置に戻るようにスプリング等の弾性体で付勢しておくのが望ましい。
【００３９】
ここで、上記の実施の形態では、不完全形状部として図３に示すように未開放部９を形成した場合について例示したが、これに代えて、例えば図６に示すようにシール溝５ａ，５ａの端部の溝幅寸法ｂを局部的に小さく形成してｂ1寸法とし、この細溝部１７を不完全形状部としてもよく、この場合には、熱溶着板１１によって、細溝部１７がシール溝５ａの正規の溝幅寸法ｂと同じになるように広げられる。
【００４０】
このように各実施の形態によれば、半割り部品６，６同士の分割面７での接合線の発生を容認しながらも、シール溝５ａ，５ａ同士が接続される部分では大きな段差の発生を伴うことなく滑らかに連続させることができるので、従来のようにシール溝５に所定のシール部材を装着した場合のシール性能の低下を未然に防止でき、特に内燃機関の樹脂製のインテークマニホールドを成形する場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施の形態を示す図で、（Ａ）は管状体の分解斜視図、（Ｂ）は半割り部品同士の接合時の要部断面図。
【図２】管状体の斜視図。
【図３】（Ａ）は図１の（Ｂ）の要部拡大斜視図、（Ｂ）は同図（Ａ）の未解放部が溶融した後の状態を示す斜視図。
【図４】位置決めピンとシール溝との関係を示す要部拡大断面図。
【図５】図１の（Ｂ）の作動説明図。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す要部斜視図。
【図７】従来の成形法によって成形された管状体の断面図。
【図８】図７の左側面図。
【図９】図７の右側面図。
【図１０】図７に示す管状体の分解斜視図。
【図１１】接合時の段差発生状態を示す説明図。
【図１２】従来の他の成形法によって成形される管状体の分解図。
【図１３】図１２に示す管状体を成形するための金型の断面説明図。
【図１４】図１３の作動説明図。
【符号の説明】
１…管状体
３，４…接合フランジ部
５，５ａ…シール溝
６…半割り部品
７…分割面
８…フランジ素片
９…未開放部（不完全形状部）
１１…熱溶着板（熱溶着治具）
１５…位置決めピン（位置決め治具）
１７…細溝部（不完全形状部）
１８…溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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