JP2005047151A - 押出成形品の製造方法、整形方法および装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 長手方向に横断面形状が変化する押出成形品の横断面形状の変化に追随して、複数の可変分割型を個別に変化させてそれぞれ押出成形品に多点で接触させて変形を防止することができ、これにより押出成形品を所定の横断面形状に維持して、断面精度を確保することができる押出成形品の製造方法、整形方法および装置を得る。
【解決手段】 押出成形品1の長手方向に形状が変化しない固定型21と、長手方向に形状が変化する可変分割型22aを有する可動型22を備えた整形型20を用い、駆動装置31の分割カム33aを回転させて駆動部材32aにより可動型22の多数の可変分割型22aを前進または後退させて、キャビティ27の横断面形状を押出成形品1の長手方向の横断面形状の変化に追随して変化させ、軟化状態の押出成形品1を通過させて整形を行う。
【選択図】図2

Description

本発明は、押出成形品の製造方法、整形方法および装置、特に長手方向に横断面形状の変化する押出成形品の製造方法、整形方法および装置に関するものである。
自動車等の車両では、フロントウインドウに付着した雨水がサイドウインドウへ流れるのを防止するために、車両窓(フロントウインドウ)のサイド部において窓板から離間するようにせき部材を有し、コーナー部付近で窓板または車体パネルに近接してアッパー部に伸びるウインドウモールディング、あるいはサイド部において窓板と車体パネルとの間隙に沿って窓板から離間するように取り付けられ、コーナー部付近で窓板または車体パネルに近接してドリップ溝に伸びるルーフモールディングなどの車両用モールディングが、車両窓の窓板と車体パネルとの間隙に沿って取り付けられている。
このようなモールディングは長手方向に横断面形状が変化するので、押出成形型の押出口を変化させたり、一定横断面形状に押出した成形品の一部を除去したり、変形させたり、あるいは他の押出品を付加して横断面形状が変化する押出成形品を得、これを所定の寸法に切断してモールディングを製造している。一般に押出成形では、押出成形型から押し出される軟化状態の押出成形品を、冷却装置に通すことにより固化させて所定の横断面形状の押出成形品を得ているが、冷却装置に入るまでの軟化状態の押出成形品の横断面形状が変形するのを防止するために、押出成形品の整形(サイジング)が行われる。
横断面形状が変化しない押出成形品の整形は、軟化状態の押出品の横断面形状が変形するのを防止するように、押出成形型の押出口と同形状の整形型、あるいは少なくとも重力による変形するのを防止するように支持する整形型を通し、必要により冷却して形状を維持するように整形することが行われる。しかし長手方向に横断面形状が変化する押出成形品の整形の場合は、横断面形状の変化に追随して整形型を変化させることは困難であり、従来は可動する整形型の1点が押出成形品に接触して整形を行うものが一般的であり、整形の効果は高くなかった。
特許文献1には、整形型の型孔が押出成形品の横断面に沿って分割され、サーボモータを駆動して可動型を可動させて、横断面形状の変化に適応したサイジング孔の形状にすることが示されている。しかし可動型を可動させても、横断面形状の変化する押出成形品と接触する部分は1点となり、整形の効果は高くない。また整形型の挿入側は押出成形品と同一形状で全体的に拡幅されているが、初期段取り時断面精度が安定しない状態で型孔に押出しされた押出成形品を通過させるのは、押出成形品が軟化状態から固化状態にいたる途中状態であり、押出型から停止することなく押出成形品が出てくるため、これを型孔に挿入するには熟練が必要であった。型孔に入らなかった場合には整形装置の型孔でない部分に当たり、曲がって押出し整形品が床に落ち、その形のまま固化が始まってしまう。作業者は押出し口出口付近に戻り、はさみで押出し成形品を切断して再度挿入作業を行い、床に落ちて曲がった成形品を処分しなければならなかった。
特許文献2には、円筒カムにより押出成形品の変化する下部を支持する整形型が示されている。しかし押出成形品の上部を支持しないので、押出成形品の断面は開いてしまう。またカム面は押出成形品と点接触により一回接触するだけなので、整形するための時間が少なく、仕事量が少ないので狙い通りの形状ができない。このため樹脂の硬度や粘度のわずかのばらつきでも、出来上がりの形状にばらつきが発生してしまう。
また特許文献2の他の実施例では、特許文献1と同様に、押出成形品の横断面に沿って分割された可動型を可動させる整形型が示されている。しかし押出成形品の横断面が変化している時には可動型の長手方向の端部が接触するだけなので、整形するための時間が少なく、仕事量が少ないので狙い通りの形状ができない。可動型は全体が上と横に移動できるが、可動型の形状が変化しなければ面接触できない。このため樹脂の硬度や粘度のわずかのばらつきでも、出来上がりの形状にばらつきが発生してしまう。
特開2000−326390号 特開2001−71374号
本発明の課題は、長手方向に横断面形状が変化する押出成形品の横断面形状の変化に追随して、複数の可変分割型を個別に変化させてそれぞれ押出成形品に多点で接触させて変形を防止することができ、これにより押出成形品を所定の横断面形状に維持して、断面精度を確保することができる押出成形品の製造方法、整形方法および装置を得ることである。
本発明は次の押出成形品の製造方法、整形方法および装置である。
(1) 長手方向に横断面形状が変化する押出成形品を成形する成形工程と、
押出成形品の通過方向に分割された可変分割型を、押出成形品の横断面形状の変化に追随して個別に変化させる整形型に、軟化状態の押出成形品を通過させて整形する整形工程と、
整形された整形品を冷却して固化させる冷却工程と
を含む押出成形品の製造方法。
(2) 長手方向に横断面形状が変化する押出成形品を整形する整形方法であって、
押出成形品の通過方向に分割された可変分割型を、押出成形品の横断面形状の変化に追随して個別に変化させる整形型に、軟化状態の押出成形品を通過させて整形する
押出成形品の整形方法。
(3) 整形型の可変分割型の変化を、分割型に対応する分割カムによって行う上記(1)または(2)記載の方法。
(4) 押出成形品の長手方向に形状が変化しない面に対応した固定型を有する整形型により整形を行う上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の方法。
(5) 押出成形品の全部もしくは一部の面と同形状の型面を有する整形型、または重力による変形を防止するように支持する型面を有する整形型により整形を行う上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の方法。
(6) 押出成形品が車両用モールディングである上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の方法。
(7) 長手方向に横断面形状が変化する押出成形品を通過させて整形する整形装置であって、
押出成形品の通過方向に分割された可変分割型を有する整形型と、
可変分割型を押出成形品の横断面形状の変化に追随して個別に変化させる駆動手段と
を含む押出成形品の整形装置。
(8) 整形型が、
押出成形品の長手方向に形状が変化しない面に対応した型面を有する固定型と、
押出成形品の長手方向に形状が変化する面に対応して、押出成形品の通過方向に分割された可変分割型を有する可動型と
を有する上記(7)記載の装置。
(9) 整形型は、押出成形品の全部もしくは一部の面と同形状の型面、または重力による変形を防止するように支持する型面を有する上記(7)または(8)記載の装置。
(10) 駆動手段が分割型に対応する分割カムである上記(7)ないし(9)のいずれかに記載の装置。
本発明で製造または整形する押出成形品は、長手方向に横断面形状が変化する押出成形品であり、押出成形型の押出口を変化させたり、一定横断面形状に押出した成形品の一部を除去したり、変形させたり、あるいは他の押出品を付加することなどにより、長手方向に横断面形状が変化するように成形された押出成形品である。このような押出成形品としては、車両用のウインドウモールディングやルーフモールディングなどの長手方向に横断面形状が変化する車両用モールディングが挙げられる。本発明はこのようなモールディングの製造または整形に適しているが、本発明で対象とする押出成形品はこれらに限定されず、芯材を用い、または用いることなく樹脂の押出成形により成形されるすべての押出成形品が含まれる。
本発明の押出成形品の製造方法は、成形工程において押出成形により長手方向に横断面形状が変化する押出成形品を成形し、整形工程において整形型に軟化状態の押出成形品を通して整形を行い、整形された整形品を冷却工程において冷却して固化させることにより、所定の形状に横断面形状が変化する押出成形品を製造する。成形工程は、押出成形型に芯材を供給し、または供給することなく溶融樹脂を供給して押し出し、横断面形状が変化する押出成形品を成形する。長手方向に横断面形状が変化する押出成形品を成形するためには、押出成形型の押出口を変化させたり、一定横断面形状に押出した成形品の一部を除去したり、変形させたり、あるいは他の押出品を付加することなどにより、長手方向に横断面形状を変化させることができる。整形、冷却後の押出成形品は、必要により所定の寸法に切断して製品とすることができる。
整形工程における整形方法は、押出成形品の通過方向に分割された可変分割型を有する整形型を用い、可変分割型を押出成形品の横断面形状に追随して個別に変化させ、この整形型に軟化状態の押出成形品を通過させて整形を行う。整形型の可変分割型の変化は、可変分割型のそれぞれに対応する分割カムの位相をずらせて固定し、分割カムによって適当な駆動部材を介して可変分割型を個別に変化させて行うことができるが、コンピュータプログラムにより、あるいは押出成形の条件に対応して可変分割型を個別に変化させて行うこともできる。
整形型の可変分割型を押出成形品の長手方向に形状が変化する面に対してのみ設け、この面に対応して可変分割型を変化させて整形することができ、押出成形品の長手方向に形状が変化しない面に対しては、形状が変化しない固定型を設けて、型面を変化させないで整形することができる。また整形型で押出成形品の全部もしくは一部を挟み込んだ状態で整形することもできるが、重力による変形を防止すればよい場合には、押出成形品の全部もしくは一部を型面で重力に抗して支持した状態で整形することもできる。
本発明の整形装置は、長手方向に横断面形状が変化する押出成形品を通過させて整形するように、押出成形品の通過方向に分割された可変分割型を有する整形型と、可変分割型を押出成形品の横断面形状の変化に追随して個別に変化させる駆動手段とを含む整形装置である。駆動手段は、可変分割型のそれぞれに対応する分割カムの位相をずらせて固定し、分割カムによって適当な駆動部材を介して可変分割型を個別に変化させるものが好ましいが、コンピュータプログラムにより可変分割型を個別に変化させるものでもよく、また押出成形の条件に連動して、もしくは押出成形の条件を検出して、これに対応するように可変分割型を個別に変化させるものなど、他の駆動手段でもよい。
整形型は、押出成形品の長手方向に形状が変化する面に対応して可変分割型が設けられていればよく、押出成形品の長手方向に形状が変化しない面に対応しては、形状が変化しない固定型が設けられていればよい。また整形型は、押出成形品の全部もしくは一部の面と同形状の型面を有することもできるが、重力による変形を防止すればよい場合には、押出成形品の全部もしくは一部を重力に抗して支持する型面を有するだけでもよい。
上記の整形装置を用いる整形方法は、整形型の可変分割型を駆動手段により押出成形品の通過方向にその横断面形状に追随して個別に変化させ、この整形型に軟化状態の押出成形品を通過させて、押出成形されたときの長手方向に変化する横断面形状を維持するように整形を行い、横断面形状が変化する押出成形品を製造する。整形型として、固定型と可動型を用いる場合は、押出成形品の長手方向に形状が変化しない面に対しては固定型を用い、長手方向に形状が変化する面に対してのみ可変分割型を有する可動型を用いて、必要な部分にのみ駆動手段により可変分割型を個別に変化させて、整形を行うことができる。
上記の整形方法および装置により、長手方向に横断面形状が変化する押出成形品の横断面形状の変化に追随して、複数の可変分割型を個別に変化させてそれぞれ押出成形品に多点で接触させて変形を防止することができ、これにより押出成形品を所定の横断面形状に維持して、断面精度を確保することができる。この場合、複数の可変分割型は押出成形品に対して長手方向に沿って接触するため、接触を複数回繰り返して整形に要する仕事量を確保でき、出来上がりの形状にばらつきが少なくなる。
整形型として、押出成形品の長手方向に形状が変化しない固定型と、長手方向に形状が変化する可変分割型を有する可動型とを用いる場合は、押出成形品の長手方向に形状が変化しない面に対しては固定型を用い、長手方向に形状が変化する面に対してのみ可変分割型を有する可動型を用いることができ、必要な部分にのみ可変分割型を用いることができ、整形装置および駆動手段を簡略化できる。
押出成形品の全部もしくは一部の面と同形状の型面、または重力による変形を防止するように支持する型面を有する整形型を用いると、押出成形品が軟化状態において変形させる力が加わっても変形を防止でき、このためモールディング頭部のような装飾部を変形させることがない。また整形型厚さ分面接触させることができるので、モールディング外表面のような装飾部の整形仕事量を十の分に確保できるので、装飾部の出来上がりの形状にばらつきが生じないように整形できる。この場合、押出成形品の突部を両側から挟むことにより、安定した形状が形成され、出来上がりの形状にばらつきが少なくなる。
以上のとおり、本発明の押出成形品の製造方法、整形方法および装置によれば、長手方向に横断面形状が変化する押出成形品の横断面形状の変化に追随して、複数の可変分割型を個別に変化させてそれぞれ押出成形品に多点で接触させて変形を防止することができ、これにより押出成形品を所定の横断面形状に維持して、断面精度を確保することができる。
以下、本発明の実施の形態を、押出成形品として車両用ウインドウモールディングに適用した実施例について、図面により説明する。
図1(a)は実施例で製造する押出成形品(車両用ウインドウモールディング)を示す正面図であり、右端は横断面図で表示されている。図1(a)において、押出成形品1は車両用ウインドウモールディングとして用いられるもので、窓板挿入溝2を形成する下部係止部3およびリップ4、ならびに上部突条5および背面リップ6は、アッパー部U、コーナー部Cおよびサイド部Sを通して長手方向に連続して形成されている。サイド部Sではせき7を形成するためにが伸長して、アッパー部Uとサイド部Sでは横断面形状が異なり、コーナー部C付近の形状変化部Vでは徐々に変化し、押出成形品1は全体として長手方向に横断面形状が変化している。
このような押出成形品(車両用ウインドウモールディング)は、窓板挿入溝2を車両のフロントウインドウの窓板(図示せず)外周部のアッパー部、コーナー部およびサイド部に装着して下部係止部3およびリップ4間に窓板を挟み、背面リップ6を車体パネルに押し付けるように取り付けて使用される。上部突条5はアッパー部Uでは窓板に近接してフラッシュ面を形成し、コーナー部C付近から徐々に離間し、サイド部Sでは完全に離間してせき7を形成し、窓板を流れる雨水をせき止め、サイドウインドウへの横流れを防止する。
図1(b)は押出成形品1の製造方法を示すフロー図である。図1(b)において、11は押出成形装置、12は整形装置、13は冷却装置、14は引取機、15は切断機である。押出成形品1の製造方法は、押出成形装置11において、押出成形機11aから溶融樹脂を供給して、押出成形型11bから押し出し、可動型11cで中間壁部8を伸縮させることにより横断面形状を変化させて、横断面形状が変化する押出成形品1を成形する。成形された押出成形品1を整形装置12に導入し、可変分割型を有する整形型に軟化状態の押出成形品1を通して整形を行い、整形された整形品を冷却装置13に導入し冷却して固化させる。固化した押出成形品1は引取機14で引き取り、切断機15で所定寸法に切断することにより、所定の形状に横断面形状が変化する押出成形品1を製造する。
図2は整形装置12を示す図1(b)のA−A断面図、図3(a)は図2のB−B断面図、図3(b)は整形型の斜視図、図4は整形状態を示す図3(b)のC−C面で切断した斜視図である。
整形装置12は、固定型21と可動型22からなる整形型20が槽23内に配置されている。槽23の槽壁内に設けられた冷却水路24からノズル25が槽内に向けて開口し、整形型20および押出成形品1に冷却水をかけて、冷却および潤滑を行うようにされている。
固定型21は、押出成形品1の横断面形状が変化しない面に対応する型面を有する固定分割型21a、21b、21cが、押出成形品1の横断面に沿って分割された状態で固定されている。
可動型22は、押出成形品1の横断面形状が変化する面に対応する可変の型面を有するように、押出成形品1の通過方向に分割された多数の可変分割型22a、22b、22c・・・が重ねられ、スライド可能にホルダ26内に収容されている。固定型21と可動型22間に、固定型21の変化しない型面と、可動型22の多数の可変分割型22a、22b、22c・・・によって形成される変化する型面により、押出成形品1の通過方向に横断面形状が変化するキャビティ27が形成されている。
ホルダ26の端壁には孔28が設けられ、これに対応して可変分割型22a・・・には孔28a・・・が設けられ、ピン(図示せず)を挿入して、各可変分割型22a・・・の位置決めを行えるようにされている。またホルダ26の端壁には孔29が設けられ、これに対応して可変分割型22a・・・には長孔29a・・・が設けられ、ピン(図示せず)を挿入して、各可変分割型22a・・・の移動の規制を行えるようにされている。各可変分割型22a、22b、22c・・・の同位置には係合凹部30a、30b、30c・・・が形成され、駆動装置31から伸びる駆動部材32a、32b、32c・・・が挿入されて係合している。
駆動装置31は、駆動部材32a、32b、32c・・・に対向して円盤状の分割カム33a、33b、33c・・・が設けられ、駆動軸34にキー35により固着されている。駆動部材32a、32b、32c・・・は、支持部36、ロッド37a・・・、38a・・・に支持された押しばね39a・・・、および/または引きばね40a・・・、41a・・・、および/または押しレバー42a・・・によって分割カム33a、33b、33c・・・に押されている。押しばね39a・・・、引きばね40a・・・、41a・・・、押しレバー42a・・・等は、隣接するもの同士が干渉し合わないように位置をずらせて配置するのが好ましい。
分割カム33a、33b、33c・・・は、押出成形品1の通過方向に押出成形品1の横断面形状変化に対応して可変分割型22a、22b、22c・・・の型面が変化するように、位相をずらせて駆動軸34に固着されている。このため分割カム33a・・・の回転により駆動部材32a、32b、32c・・・は摺動面43、44に沿って、矢印a、b方向に移動し、同時に可変分割型22a、22b、22c・・・も摺動面45、46に沿って、矢印a、b方向に移動する。これにより図4に示すように、押出成形品1の通過方向cに沿って、可変分割型22a、22b、22c・・・が押出成形品1の横断面形状に追随して個別に変化し、これに伴って横断面形状が変化するキャビティ27が形成される。そして押出成形品1の移動に伴って、キャビティ27の横断面形状は、押出成形品1の横断面形状の変化に対応して変化する。
上記の整形装置12による押出成形品1の整形は、駆動装置31の駆動軸34を回転させて分割カム33a、33b、33c・・・を回転させることにより、駆動部材32a、32b、32c・・・を介して、可動型22の多数の可変分割型22a、22b、22c・・・を矢印a、b方向に前進または後退させて、キャビティ27の横断面形状を押出成形品1の横断面形状の変化に追随して変化させ、軟化状態の押出成形品1を図4の矢印c方向に通過させて整形を行う。
キャビティ27の横断面形状が押出成形品1の横断面形状に一致するように、固定型21、可動型22(可変分割型22a、22b、22c・・・)の型面を形成することにより、押出成形品1の横断面形状、特にリップ4、6、上部突条5等の突部を挟み込んだ状態で、変形を防止しながら整形を行うことができる。このときノズル25から冷却水をかけることにより、冷却して押出成形品1を一部硬化させて正しい形状に維持するとともに、可動部材間の潤滑を行って整形作業を能率化することができる。
上記の整形方法および装置により、長手方向に横断面形状が変化する押出成形品1の横断面形状の変化に追随して、複数の可変分割型22a、22b、22c・・・を個別に変化させてそれぞれ押出成形品1に多点で接触させて変形を防止することができ、これにより押出成形品1を所定の横断面形状に維持して、断面精度を確保することができる。この場合、複数の可変分割型22a、22b、22c・・・は押出成形品1に対して長手方向に沿って接触するため、接触を複数回繰り返して整形に要する仕事量を確保でき、出来上がりの形状にばらつきが少なくなる。
整形型20として、押出成形品1の長手方向に形状が変化しない固定型21と、長手方向に形状が変化する可変分割型22a、22b、22c・・・を有する可動型22とを用いるので、押出成形品1の長手方向に形状が変化しない面に対しては固定型21を用い、長手方向に形状が変化する面に対してのみ可変分割型22a、22b、22c・・・を有する可動型22を用いることができ、必要な部分にのみ可変分割型22a、22b、22c・・・を用いることができ、整形装置12および駆動装置31を簡略化できる。
整形型20は、押出成形品1の全部もしくは一部の面と同形状の型面、または重力による変形を防止するように支持する型面を有する固定型21および可動型22を用いているため、押出成形品1が軟化状態において変形させる力が加わっても変形を防止できる。また整形型20の厚さ分面接触させることができるので、装飾部の整形仕事量を十分に確保でき、装飾部の出来上がりの形状にばらつきが生じないように整形できる。この場合、押出成形品1の突部を両側から挟むことにより、安定した形状が形成され、出来上がりの形状にばらつきが少なくなる。
本発明は、車両用のウインドウモールディングやルーフモールディング等の車両用モールディングなどの長手方向に横断面形状が変化する押出成形品を、芯材を用い、または用いることなく樹脂の押出成形により製造し、または整形するために利用される。
(a)は実施例で製造する押出成形品(車両用ウインドウモールディング)を示す正面図であり、(b)は押出成形品1の製造方法を示すフロー図である。 整形装置12を示す図1(b)のA−A断面図である。 (a)は図2のB−B断面図、図3(b)は整形型の斜視図である。 整形状態を示す図3(b)のC−C面で切断した斜視図である。
符号の説明
1 押出成形品
2 窓板挿入溝
3 下部係止部
4 リップ
5 上部突条
6 背面リップ
7 せき
8 中間壁部
11 押出成形装置
11a 押出成形機
11b 押出成形型
11c 可動型
12 整形装置
13 冷却装置
14 引取機
15 切断機
20 整形型
21 固定型
21a、21b、21c 固定分割型
22 可動型
22a、22b、22c・・・ 可変分割型
23 槽
24 冷却水路
25 ノズル
26 ホルダ
27 キャビティ
28、28a、29 孔
29a 長孔
30a、30b、30c 係合凹部
31 駆動装置
32a、32b、32c 駆動部材
33a、33b、33c 分割カム
34 駆動軸
35 キー
36 支持部
37a、37b、37c、38a、38b、38c ロッド
39a、39b、39c 押しばね
40a、41a 引きばね
42a 押しレバー
43、44、45、46 摺動面

Claims (10)

  1. 長手方向に横断面形状が変化する押出成形品を成形する成形工程と、
    押出成形品の通過方向に分割された可変分割型を、押出成形品の横断面形状の変化に追随して個別に変化させる整形型に、軟化状態の押出成形品を通過させて整形する整形工程と、
    整形された整形品を冷却して固化させる冷却工程と
    を含む押出成形品の製造方法。
  2. 長手方向に横断面形状が変化する押出成形品を整形する整形方法であって、
    押出成形品の通過方向に分割された可変分割型を、押出成形品の横断面形状の変化に追随して個別に変化させる整形型に、軟化状態の押出成形品を通過させて整形する
    押出成形品の整形方法。
  3. 整形型の可変分割型の変化を、分割型に対応する分割カムによって行う請求項1または2記載の方法。
  4. 押出成形品の長手方向に形状が変化しない面に対応した固定型を有する整形型により整形を行う請求項1ないし3のいずれかに記載の方法。
  5. 押出成形品の全部もしくは一部の面と同形状の型面を有する整形型、または重力による変形を防止するように支持する型面を有する整形型により整形を行う請求項1ないし4のいずれかに記載の方法。
  6. 押出成形品が車両用モールディングである請求項1ないし5のいずれかに記載の方法。
  7. 長手方向に横断面形状が変化する押出成形品を通過させて整形する整形装置であって、
    押出成形品の通過方向に分割された可変分割型を有する整形型と、
    可変分割型を押出成形品の横断面形状の変化に追随して個別に変化させる駆動手段と
    を含む押出成形品の整形装置。
  8. 整形型が、
    押出成形品の長手方向に形状が変化しない面に対応した型面を有する固定型と、
    押出成形品の長手方向に形状が変化する面に対応して、押出成形品の通過方向に分割された可変分割型を有する可動型と
    を有する請求項7記載の装置。
  9. 整形型は、押出成形品の全部もしくは一部の面と同形状の型面、または重力による変形を防止するように支持する型面を有する請求項7または8記載の装置。
  10. 駆動手段が分割型に対応する分割カムである請求項7ないし9のいずれかに記載の装置。
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