製造管道的方法
2023-07-05 11:43:31 1
專利名稱：製造管道的方法
技術領域：
本發明涉及製造流體例如空氣流在其中流動的管道的方法。
背景技術：
近年來，對汽車降噪的要求越來越高，而且發動機抽吸脈衝所產生的 抽吸噪音也是需要降低的噪音之一。作為降低上述抽吸噪音技術，本申請 人提出與發動機的空氣吸入管相連的降噪管道(參見日本專利申請
JP2007-119651)。上述降噪管道具有降低噪音的主體部分和與軟管相連的 緊固部分(兩端部分)。主體部分由薄膜製成，且緊固部分由厚壁製成。傳 統的管道通常由直接吹塑製成。直接吹塑是一種方法，通過用熱塑性材料 製成的筒狀坯料置於一對模子之間，且將壓縮空氣吹入其中以便使所述坯 料膨脹。
然而，由於它的主體部分的厚度薄到0.5mm或更少薄，很難用直接吹 塑製造上述降噪管道。更為具體地，如果直接吹塑，儘管可以用已知的坯 料控制來改變所模製物品的壁厚，但是實際上很難形成0.5mm或更薄的薄 膜，這是由於當調整坯料的壁厚以使所模製物品的壁厚為0.5mm或更薄時， 坯料的形狀很難保持。除此之外，在直接吹塑中，由於在模夾持的坯料中 形成封閉端部分，此封閉端部分是管道不需要的，需要在後續的加工過程 中切割掉所述封閉端。這樣，就會產生廢料，且由於後續加工過程中所需 設備的成本而增加了產品成本。因此，如未審査的日本專利申請公布 No. 05-154896所公開的製造筒狀物體，例如管子，的方法是已知的，其通 過沿軸向中央方向拉伸筒狀坯料(件)，且向坯料內部提供空氣從而使它中 空的周向壁部分膨脹。
但是，根據上述公布No. 05-154896所公開的現有技術，坯料中央部分 的直徑相對於坯料兩端的開口的直徑僅僅減小了模的拔模斜度，所述坯料 在拉伸吹塑之前呈管形。當使用通過拉伸來獲得其強度的材料時，例如 PET(聚對苯二甲酸乙二醇酉旨)或PEN(聚萘乙烯)，儘管使用吹塑方法但上述材料也幾乎不能在徑向方向上伸展，因而不能獲得其強度。因此，當使用 吹塑方法製造筒狀物體例如管道時，所述物體的兩端的開口的橫截面通常 與它的中央部分(主體部分)的橫截面相同，或者所述物體的主體部分的
橫截面比它的兩端部的開口的橫截面大，儘管使用例如PET或PEN材料， 也不能通過現有技術來增加它的強度，這在上述公布No.05-15489中公開。
發明內容
本發明解決上述缺陷。因此，本發明的目標是提供一種製造管道的方法， 所述管道的壁厚小，且強度高。在所述管道的兩端部分的每一個開口和所 述管道的主體部分通常具有相同的橫截面，或所述主體部分的橫截面比兩 端處的每一個開口的橫截面大。
為了實現本發明的上述目標，提供製造管道的方法。根據所述方法，形 成筒狀預成型坯料，沿所述預成型坯料的縱向方向在其兩端部分開口，且 所述預成型坯料具有中央部分。所述中央部分相對於所述兩端部分變窄。 所述中央部分的橫截面積比所述兩端部分的每一個的橫截面積小。所述預 成型坯料由熱塑性材料製成，當其被拉伸時強度增加。在所述預成型坯料 形成後加熱所述預成型坯料。當所述預成型坯料加熱之後通過在所述預成 型坯料的軸向方向和徑向方向上拉伸所述預成型坯料從而完成所述預成型 坯料的拉伸吹塑，以便所述中央部分的橫截面積成為如下之一大致與所 述兩端部分中的每一個的橫截面積相同；等於或大於所述兩端部分中的每 一個的橫截面積。所述預成型坯料的中央部分在一定程度上變窄以便所述 預成型坯料完成拉伸吹塑後所述中央部分仍保持預定的強度。
通過後續的描述、附加的權利要求和後續的附圖將會最好地理解本發明 以及其其它的目標、特點和優點，其中
圖1A闡明根據本發明第一實施例的用於消音器的內部管道的縱向剖視
圖1B是沿圖1A中線IB-IB的剖視圖2A闡明根據第一實施例的消音器的縱向剖視圖2B是沿圖2A中線IIB-IIB的剖視圖3A闡明根據第一實施例的預成型坯料的縱向剖視圖；圖3B闡明沿圖3A中線IIIB-IIIB的所述預成型坯料的中央部分的剖視
圖3C闡明沿圖3A中線IIIC-IIIC的所述預成型坯料的大直徑部分的剖 視圖4闡明根據第一實施例的加熱過程的圖5A闡明根據第一實施例拉伸預成型坯料之前的拉伸過程的圖； 圖5B闡明根據第一實施例拉伸預成型坯料之後的拉伸過程的圖； 圖6A闡明根據第一實施例，將高壓氣體吹入預成型坯料內部之前吹塑 過程的圖6B闡明根據第一實施例，將高壓氣體吹入預成型坯料內部之後吹塑 過程的圖7A闡明根據第二實施例的用於消音器的內部管道的縱向剖視圖； 圖7B闡明沿圖7A中線VIIB-VIIB的所述內部管道的主體部分的剖視圖； 圖7C闡明沿圖7A中線VIIC-VIIC的所述內部管道的管道端部的剖視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細描述本發明的實施例。 (實施例一)
本發明的第一個實施例中的消音器l降低了例如內燃機的抽吸噪音，如 圖2A所示，其包含限定發動機的一部分抽吸通道的內部管道2，和通過空 氣層布置在內部管道2周圍的外部管道3。上述內部管道2包含主體部分 2A和管道端部分2B，如圖1B所示，主體部分2A垂直於空氣流動方向的橫 截面為圓形，如圖1A所示，管道端部分2B沿縱向方向上在主體部分2A的 兩個末端具有開口。主體部分2A的橫截面積大致和管道端部分2B的橫截 面積是相同的。
主體部分2A具有0. 5mm或小於0. 5皿的厚度，優選為0. 2mm。例如， 管道端部分2B形成為緊固部分，用於將軟管或相似物與內部管道2連接， 同時管道端部分2B的壁厚大於(例如2mm)主體部分2A的厚度。更特殊地， 在預成型坯料20的模製階段被壓縮的中央部分20b，在拉伸吹氣的作用下 沿縱向伸展，而且沿徑向膨脹，以至形成管道2的主體部分2A。主體部分 2A的壁厚小於管道2的在其縱向方向上的兩個末端2B的每一個的壁厚。由於兩個末端2B的壁厚被製造的大於主體部分2A的壁厚，作為緊固部分的 兩個末端2B的強度確保軟管或相似物可以同管道2連接。除此之外，通過 使主體部分2A的壁厚變小，可以使管道2的重量減輕。例如， 一個管道端 部分2B和空氣清潔器(未示出)的出口相連，同時另一個管道端部分2B和 節流閥主體(未示出)的入口相連。通過拉伸吹塑製造的內部管道2在下文 中更為詳細地描述。如圖2B所示，外部管道3是由一對半管道合併形成， 每一個半管道具有半圓弧的截面形狀，當內部管道2的管道端部分2B位於 所述一對半管道之間時，通過將兩個半管道的凸緣部分3a結合在一起而固 定外部管道3。
參考圖3A至6B來說明根據本發明的內部管道2的製造方法。
(a) 預成型坯料的形成過程
例如，在被廣泛了解的注射成型過程中，熔化的熱塑性材料被注入到金 屬模具中形成預成型坯料20。如圖3A所示，預成型坯料20包括大直徑部 分20a、中央部分20b和錐形部分20c，大直徑部分20a在模製後形成管道 端部分2B，中央部分20b的橫截面面積小於大直徑部分20a的橫截面積， 錐形部分20c連接大直徑部分20a和中央部分20b。如圖3B、 3C所示，中 央部分20b和大直徑部分20a具有圓形截面形狀，而且中央部分20b的截 面面積小於大直徑部分20a的截面面積。換句話說，預成型坯料20形成一 個筒狀的鼓形，其中央部分20b經由錐形部分20c比大直徑部分20a狹窄。 通過拉伸而強度增加的材料，如PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)或PEN(聚萘 乙烯)被作為熱塑性材料使用。
(b) 加熱過程
如圖4所示，模製的預成型坯料20被加熱到合適的溫度。
(c) 拉伸過程
如圖5A、 5B所示，預成型坯料20沿它的縱向(圖5的垂直方向)被拉伸， 同時所述預成型坯料20的兩個大直徑部分20a被上模4和下模5所保持。 例如，同時，向圖5B中的上側(箭頭方向)拉上模4，同時預成型坯料20的 下部的大直徑部分20a被固定在下模5中，以便拉伸預成型坯料20的上部 大直徑部分20a，中央部分20b和錐形部分20c沿縱向方向延伸從而形成薄 壁。在保持預成型坯料20的大直徑部分20a的過程中，上模4和下模5各 自氣密地封閉所述大直徑部分20a的開口表面。(d)吹塑過程
如圖6A所示，在用於吹塑的連接模6位於上模4和下模5之間設置在 錐形部分20c和中央部分20b的外圍後，例如，高壓氣體通過下模5上的 吹入孔5a被吹入預成型坯料20內部。相應的，如圖6B所示，錐形部分20c 和中央部分20b沿徑向被拉伸，直到錐形部分20c和中央部分20b緊密地 貼在連接模6的內部圓周面上。因此，形成內部管道2的主體部分2A。
(第一實施例的有利影響)
根據第一實施例的管道製造方法，用通過拉伸來增加其強度的熱塑性材 料(PET， PEN)製造具有高強度的內部管道2。通過對鼓形預成型坯料20做拉 伸吹塑(在其內部中央部分20b沿預成型坯料20的軸向和徑向方向相對於 大直徑部分20a要狹窄)直到中央部分20b的橫截面面積大致同大直徑部 分20a的橫截面面積相同，徑向的延長百分比變大。因此形成具有高強度 的主體部分2A。
另外，(熱塑性材料的)"強度通過拉伸來增加"的意思是假設製造兩 個管道，它們的材料和壁厚相同，當使用不包括拉伸吹塑加工方法來製造 的管道同本發明使用拉伸吹塑加工方法製造的管道相比較，本發明的管道 比前者的管道具有更高的強度。
由於第一實施例中的內部管道2是通過拉伸吹塑的方法製造，所述主體 部分2A的壁厚被製作成0.5rara或更薄。更具體地，通過如圖5A、 5B所示， 在拉伸過程中在縱向方向拉伸所述預成型坯料20，中央部分20b(最終形成 為主體部分2A的部分)的壁厚將變薄，因而，預成型坯料20的壁厚不需要 比預成型坯料20在吹塑階段需要的壁厚小。這樣，製造具有所述主體部分 2A的內部管道2，其具有0.5mm或更薄的厚度，因而通過常規的直接吹塑 很難形成。預成型坯料20的中央部分20b可以縮小到一定程度，使中央部 分20b在預成型坯料20拉伸吹塑形成後保持預定的強度。換而言之，預成 型坯料20的中央部分20b被壓縮到一定程度使得當被拉伸時強度增加的材 料在預定的拉伸率下被拉伸。
由於當所述預成型坯料20進行吹塑時，所述預成型坯料20的大直徑部 分20a的外圓周表面被分別保持在上模4和下模5中，當高壓氣體被吹入 預成型坯料20內部時，大直徑部分20a不沿徑向向外膨脹。換而言之，由 於大直徑部分20a的壁厚不通過吹塑而變薄，同時比主體部分2A製造得更大，主體部分2A在徑向方向和軸向方向通過拉伸中央部分20b來形成，作 為緊固部分的管道端部分2B的強度得以保證。根據上述製造方法，拉伸吹 塑在具有兩個開口末端的鼓形預成型坯料20上可以實現，而在模製產品中 不會形成閉合末端部分。因此，用於切斷閉合末端部分的後加工處理過程 是不必要的，以致不會產生廢棄的材料。 (實施例二)
在實施例一中描述了具有圓形橫截面的內部管道2的實例。作為選擇， 例如，可以用本發明的製造方法來製造如圖7A 7C所示的具有多邊形(例 如六邊形)橫截面形狀的內部管道2。當所述內部管道2用於實施例一的消 音器1時，它的每一個組成多邊形的平面部分作為由於抽吸噪音而振動的 振動表面，且所述振動表面具有0.5mm或更小的厚度，優選0.2mm。上述內 部管道2的製造過程與實施例一的製造過程相似，且依次包括預成型坯料 形成過程，加熱過程，拉伸過程和吹塑過程。在拉伸過程中通過沿它的軸 向和徑向方向拉伸所述預成型坯料20的中央部分20b，能夠製造高強度的 內部管道2。形成所製造的內部管道2以便它的主體部分2a的橫截面積Sl 大致與它的管道端部分2B的橫截面積S2相同。 (修改)
根據第一和第二實施例中的內部管道2的製造方法，可以通過拉伸吹塑 方法用筒狀預成型坯料20來製造其兩端開口的內部管道2。作為選擇，在 至少一端側封閉的端部封閉的預成型坯料20上進行拉伸吹塑後，可以通過 切割掉所述封閉端來製造內部管道2。儘管第一和第二實施例中在拉伸過程 之後進行吹塑過程，也可以將預成型坯料拉伸過程和吹塑過程同時進行。 更為具體地，當保持所述預成型坯料20的主徑部分20a並在所述預成型坯 料20的縱向方向上拉伸的同時，可以通過將高壓氣體吹入所述預成型坯料 20的內部使所述預成型坯料在徑向方向上膨脹。
在第一和第二實施例中，形成內部管道2使得模製之後所述預成型坯料 20的狹窄的中央部分20b的橫截面積大致與所述預成型坯料20的兩端部 (主徑部分20a)的每一個的橫截面積相同。作為選擇，可以模製內部管道 2,以便所述中央部分20b的橫截面積比每一個主徑部分20a的橫截面積大。 根據本發明製造所述管道的方法不局限於製造用於消音器1的內部管道2， 且此方法也可以製造用於各種目的的管道，例如用於空調的空氣管道和排氣管道。
其它的優點和修改對本領域技術人員來說是容易的。因此本發明在它更 寬泛的領域中不局限於已經示出和描述的特定的細節、代表性的設備和說 明性的實例。
權利要求
1、一種製造管道(2)的方法，包括形成筒狀預成型坯料(20)，沿所述預成型坯料(20)的縱向在所述預成型坯料(20)的兩端部分(20a)處開口，且所述預成型坯料具有中央部分(20b)，所述中央部分相對於所述兩端部分(20a)變窄，其中所述中央部分(20b)的橫截面積比所述兩端部分(20a)的每一個的橫截面積小；和所述預成型坯料(20)由熱塑性材料製成，當其被拉伸時強度增加；在形成所述預成型坯料(20)後加熱所述預成型坯料(20)；和當加熱所述預成型坯料(20)之後，通過在所述預成型坯料(20)的軸向和徑向上拉伸所述預成型坯料(20)在所述預成型坯料(20)上進行拉伸吹塑，以便所述中央部分(20b)的橫截面積成為如下之一與所述兩端部分(20a)中的每一個的橫截面積大致相同；和等於或大於所述兩端部分(20a)中的每一個的橫截面積，其中所述預成型坯料(20)的中央部分(20b)變窄，以便在所述預成型坯料(20)上進行拉伸吹塑後，所述中央部分(20b)保持預定的強度。
2、 根據權利要求1的方法，其中在所述預成型坯料(20)上進行拉 伸吹塑包括在保持所述預成型坯料(20)的兩端部分(20a)時，在所述預成型坯 料(20)的縱向方向上拉伸所述預成型坯料(20);和在拉伸所述預成型坯料(20)後，通過將高壓氣體吹入所述預成型坯料 (20)的內部使所述預成型坯料(20)在徑向方向上膨脹。
3、 根據權利要求2的方法，還包括通過拉伸和膨脹所述預成型坯料(20)將所述中央部分(20b)形成為 主體部分(2A);和通過進行拉伸吹塑將所述兩端部分(20a)分別形成為兩個管道端部分 (2B)，其中在縱向方向上拉伸所述預成型坯料(20)包括在所述中央部分(20b)的縱向方向上拉伸所述中央部分(20b);在徑向方向上膨脹所述預成型坯料(20)包括在所述中央部分(20b)的徑向方向上使所述中央部分(20b)膨脹；和所述主體部分(2A)的壁厚比所述兩個管道端部分(2B)的每一個的 壁厚小。
4、 根據權利要求1的方法，其中在所述預成型坯料(20)上進行拉伸吹塑包括在保持所述預成型坯料(20)的兩端部分(20a)時，在所述預成型坯 料(20)的縱向方向上拉伸所述預成型坯料(20);和在拉伸所述預成型坯料(20)的同時，通過將高壓氣體吹入所述預成 型坯料(20)的內部使所述預成型坯料(20)在徑向方向上膨脹。
5、 根據權利要求4的方法，還包括通過拉伸和膨脹所述預成型坯料(20)將所述中央部分(20b)形成為 主體部分(2A);和通過進行拉伸吹塑將所述兩端部分(20a)分別形成為兩個管道端部分 (2B)，其中在縱向方向上拉伸所述預成型坯料(20)包括在所述中央部分(20b) 的縱向方向上拉伸所述中央部分(20b);在徑向方向上膨脹所述預成型坯料(20)包括在所述中央部分(20b) 的徑向方向上使所述中央部分(20b)膨脹；和所述主體部分(2A)的壁厚比所述兩個管道端部分(2B)的每 一個的壁厚小。
6、 根據權利要求1的方法，其中當被拉伸時強度增加的所述熱塑性 材料是聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘乙烯之一。
全文摘要
本發明提供一種製造管道(2)的方法，形成筒狀預成型坯料(20)，在縱向方向上在其兩個端部(20a)處開口，且所述預成型坯料具有中央部分(20b)。所述中央部分相對於所述兩端部分變窄。所述中央部分的橫截面積比所述兩端部分的每一個的橫截面積小。所述預成型坯料由熱塑性材料製成，當其被拉伸時強度增加。接下來，加熱所述預成型坯料。然後，通過在其軸向和徑向方向上拉伸所述預成型坯料從而完成所述預成型坯料的拉伸吹塑，以便所述中央部分的橫截面積大致與所述兩端部分的橫截面積相同，或者等於或大於所述兩端部分的橫截面積。所述中央部分在一定程度上變窄以便在所述預成型坯料上完成拉伸吹塑後保持預定的強度。
文檔編號B29K67/00GK101314256SQ20081010875
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月29日 優先權日2007年6月1日
發明者中山利明, 橘誠治, 瀬古直史, 西尾佳高 申請人:株式會社電裝