JP2006116701A - 押出成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】型成形や後加工によらずに、押出成形品そのものの押出成形と同時に任意の曲率を持たせることができるようにした押出成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】心材として二本の金属製のワイヤが埋設された押出成形品たるモールの中間成形品を押出成形するにあたり、少なくともいずれか一方のワイヤの長手方向での部位ごとの張力を可変制御する。裁断機にて所定長さに裁断された直後のモールに、それ自体に埋設されている二本のワイヤの張力差をもって曲率を付与する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車用のモール（モールディングとも称される）に代表されるような長尺な押出成形品の製造方法に関し、特に上記モール等の車体形状への追従性を良くするべく、モールそのものの押出成形と同時に二次元もしくは三次元的な曲率を付与することが可能な押出成形品の製造方法に関する。

例えば特許文献１に記載されているように、自動車の車体のルーフ部に装着される樹脂製のモールは、多くの場合に均一断面形状で且つ長尺なものとして押出成形され、同時に内部には長手方向に沿って単一もしくは複数本の金属製の芯材が埋設されている。この芯材があることによってモール自体の収縮が抑制されるとともに形状安定性が向上し、車体への装着を効率良く行えることになる。なお、芯材の配置位置としては、モールそのものを所定の曲率をもたせながら車体形状に追従させた場合に、モールの断面において圧縮力も引張力も受けないいわゆる中立線上に設定されるのが一般的である。

その一方、上記のように均一断面形状として押出成形されたモールであっても、車体形状への追従性を一段と良好なものとするためにモールにも三次元的な曲げを施して、所定の曲率を持たせたものが要求される傾向にある。

このような場合には、付与すべき曲率の度合いに応じて局部的に金型による成形を行ったり、あるいは後加工としてベンダー等による曲げ加工もしくは癖付けを施すことが行われている。
特開２００２−３４７５３３号公報

上記のようにモールに所定の曲率を付与するにあたり、曲率に応じた型成形を行っていたのでは押出成形本来の生産性を活かしきれずに製品のコストアップを招くことになるほか、後加工としてベンダー等による曲げ加工を施した場合には、工程数の増加により同様にコストアップが余儀なくされることとなって好ましくない。

特に、後加工としてベンダー等による曲げ加工を施す場合には、屈曲部位の曲率の度合いが大きくなる（曲率半径が小さくなる）と、モールに埋設された芯材が内部で折れることがあり、その結果としてモールの外表面に窪みが発生し、外観品質の低下を招くこととなって好ましくない。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけモールに代表されるような押出成形品に所定の曲率を具備させるにあたり、従来のような型成形や後加工によらずに、押出成形品そのものの押出成形と同時に任意の曲率を持たせることができるようにした押出成形品の製造方法を提供するものである。

本発明は、押出機の口金から芯材を送り出すのと並行してその芯材の周りに成形材料を押し出すことにより、長手方向に沿って複数の芯材が一体的に埋設された長尺な成形品を押出成形する方法として、複数の芯材のうち少なくともいずれか一つの芯材の張力と他の芯材の張力を異ならせた状態で送り出しながら押出成形することを特徴とする。

この場合において、所定長さの押出成形品全体に均一な曲率を付与するには、押出成形品の全長において複数の芯材のうち少なくともいずれか一つの芯材の張力と他の芯材の張力を異ならせた状態で送り出しながら押出成形する。その一方、押出成形品の長手方向の一部に曲率を付与するには、請求項２に記載のように、成形品の長手方向における任意の領域もしくは部位において、複数の芯材のうち少なくともいずれか一つの芯材の張力と他の芯材の張力を異ならせた状態で送り出しながら押出成形する。

より具体的には、請求項３に記載のように、長手方向に沿って複数の芯材が一体的に埋設された長尺な成形品を連続的に押出成形する押出工程と、押出成形された複数の成形品が連続した中間成形品を押出工程の後段側で冷却する工程と、冷却された中間成形品を冷却工程の後段側で一つの成形品の長さに裁断する裁断工程とを含んでいて、裁断工程で一つの成形品の長さに裁断したときに、その成形品に埋設されている芯材の張力差をもって成形品に所定の曲率を付与するものとする。

ここで、成形品に２本もしくはそれ以上の芯材を埋設することを前提として、各芯材の張力を個別に制御することにより、二次元的な曲率だけでなく三次元的な曲率を付与することももちろん可能である。

上記押出成形品の代表例である樹脂製のモールとしては、例えばルーフモール、ドアサッシュ部に配設されるドアモール、ドアウエスト部に配設されるドアウエストモール等を想定しており、また本発明はモール以外の例えばＥＰＤＭ製のドアグラスラン等の押出成形にも適用可能である。

押出成形品の内部に埋設されることになる複数の芯材の配置位置は、製品となった段階で曲率を付与すべき方向等を考慮して予め決定するものとする。また、上記芯材は例えば断面形状が円形もしくは平板状の金属ワイヤとする。

したがって、本発明では、長尺なモール等の押出成形品を押出成形する際に、複数の芯材同士の張力を互いに異ならせた状態で押出成形すると、成形材料が冷却により固化して製品となった段階では、当然のことながら内部に埋設された複数の芯材の張力差をもって所定の曲率が付与されることになる。

請求項１〜３に記載の発明によれば、押出成形の段階で芯材の張力差をもって押出成形品に所定の曲率を付与することができるので、従来は必須とされた曲率付与のための型成形や後加工を廃止でき、工程数の削減を併せてコストダウンを図ることができる。

図２〜４は本発明のより具体的な実施の形態を示す図であり、図１に示すように自動車のルーフサイド部からフロント側およびリア側の各ピラー部に跨って配設されるルーフサイドモール１を押出成形する場合の例を示している。

図２の（Ａ），（Ｂ）に示すように、押出成形品としてのルーフサイドモール（以下、単に「モール」という）１は意匠部としての頭部１ａと脚部１ｂとをもってＰＶＣ等の樹脂成形材料にて断面変形Ｃ字状のものとして形成されており、一部には軟質のリップ１ｃが一体成形されているとともに、内部には芯材として二本の金属製のワイヤ２が長手方向に沿って埋設されている。そして、モール１には例えば曲率半径Ｒ１，Ｒ２の二次元の曲率が予め付与されており、図２の（Ｂ）に示すように車体側のルーフサイド部やピラー部の三次元形状に忠実に追従するように図示しないクリップ等を用いて装着される。ここでは、一方のワイヤ２ｂが埋設される側の端縁の曲率半径Ｒ１よりも他方のワイヤ２ａが埋設される側の端縁の曲率半径Ｒ２の方が大きくなるような曲率が予め付与される。

なお、モール１は基本的にはその長手方向に沿って均一断面形状のものとして形成されるものの、必要に応じ同図（Ａ）に示すように長手方向の一部では可変断面押出工法により部分的に脚部１ｂの高さが大きく成形される。

図３は上記モール１を連続的に押出成形するための製造ラインの概略構成を示している。

同図に示すように、押出機３は、押出機本体４と、その押出機本体４から可塑化された樹脂成形材料の供給を受けて所定の断面形状のモール１の中間成形品Ｗを押出成形する口金（ダイス）５とを備えている。押出機３の口金５の後段側には冷却用の水槽６が配置されているとともに、その入口側にサイジング型７が配置されており、さらにその後段側に引き取り機８と裁断機９が配置されている。

その一方、口金５の前段側には芯材としてモール１に埋設されることになるワイヤ２ａ，２ｂを送り出すための二つのワイヤ送り出し装置１０，１１が配置されている。各ワイヤ送り出し装置１０，１１は、予めワイヤ２ａまたは２ｂが幾重にも巻き付けられているワイヤリール１２と、そのワイヤリール１２からワイヤ２ａまたは２ｂを繰り出しながら口金５側へ送給するワイヤ送り出しローラ１３ａ，１３ｂと、送り出しコントローラ１４とを有しており、一方のワイヤ送り出しローラ１３ａはブレーキ機能付きの可変速モータ１５にて回転駆動される。

そして、各ワイヤ送り出しローラ１３ａ，１３ｂによるワイヤ２ａまたは２ｂの送り出し量は上位のライン制御装置１６からの指令により送り出しコントローラ１４を介して可変制御される一方、各ワイヤ走行経路に付設されたロータリーエンコーダ１７により各ワイヤ２ａ，２ｂの実送り出し量がリアルタイムで測長されてライン制御装置１６に取り込まれるようになっている。

したがって、口金５の背面側から芯材としてのワイヤ２ａ，２ｂを連続供給すると、それと同期してワイヤ２ａ，２ｂが埋設されたモール１の中間成形品Ｗが口金５から連続的に押出成形され、さらに中間成形品Ｗは後段の引き取り機８にて連続的に引き取られることになる。このような一連の過程において、口金５から押出成形された中間成形品Ｗは冷却用の水槽６内に送り込まれるとともに、水槽６の入口側のサイジング型７を通過することでその形状精度が高められ、さらに水槽６内を通過する過程で冷却固化される。そして、水槽６を通過した中間成形品Ｗは先に述べたように引き取り機８にて引き取られ、さらにそれに同期して後段の裁断機９にて所定長さに裁断されて、図４に示すように一本の連続した中間成形品Ｗから多数のモール１，１‥が得られることになる。

ここで、本実施の形態では、モール１の中間成形品Ｗを押出成形する際にそれに埋設されることになる二本のワイヤ２ａ，２ｂ相互間での張力を積極的に可変制御し、裁断機９にて裁断されるまでは複数本のモール１，１‥が連続した真直な中間成形品Ｗとして取り扱うものの、一本ごとのモール１に裁断した際には、各モール１に埋設されている二本のワイヤ２ａ，２ｂ相互間での各部位ごとの張力差をもってモール１自体に先に述べたような所定の曲率Ｒ１，Ｒ２が付与されることになる。

より詳しくは、図３において口金５から押し出される中間成形品Ｗの押出成形長さは、その中間成形品Ｗに埋設されることになるワイヤ２ａ，２ｂの送り出し長さとしてロータリーエンコーダ１７にて測長されてライン制御装置１６に逐次取り込まれるようになっている。その一方、ライン制御装置１６には、押出成形すべきモール１の一本毎の長さデータのほか、一本のモール１に付与すべき長手方向での部位毎の曲率データと各ワイヤ２ａ，２ｂに付与すべき部位ごとの張力データひいてはその張力制御のためのモータ電流値との相関データが予め記憶設定されていて、押出成形中のモール１の長さ位置に応じて上記モータ電流値が逐次呼び出されて各モータ１５に付与され、もって各モータ１５の回転数（回転速度）もしくはトルクを積極的に可変制御し、それによってモール１に埋設されるべき二本のワイヤ２ａ，２ｂ個々の張力、つまりは二本のワイヤ２ａ，２ｂ相互間の張力が可変制御されることになる。

ここでは、図２に基づいて説明したように、一方のワイヤ２ｂが埋設される側の端縁の曲率半径Ｒ１よりも他方のワイヤ２ａが埋設される側の端縁の曲率半径Ｒ２の方が大きくなるような曲率を付与するものであるから、例えば一方のワイヤ２ａの張力が常に一定となるようにワイヤ送り出しローラ１３ａ，１３ｂの回転状態を制御する一方で、他方のワイヤ２ｂの張力をそのワイヤ２ｂが埋設されるべきモール１の長手方向での部位毎に積極的に変化させ、少なくとも長手方向での特定の部位での張力が一方のワイヤ２ａの張力よりも大きくなるように積極的に可変制御する。ただし、モール１に付与すべき曲率Ｒ１，Ｒ２の度合いによっては他方のワイヤ２ｂの一部で上記一方のワイヤ２ａと同じ張力となることも当然にある。また、モール１に付与すべき曲率の方向によっては、双方のワイヤ２ａ，２ｂの張力を個別的且つ積極的に可変制御することももちろん可能である。

そして、口金５から連続的に押出成形される中間成形品Ｗの長さは先に述べたロータリーエンコーダ１７にてリアルタイムで測長されていることから、ライン制御装置１６側では、予め記憶設定されている一本ごとのモール１の長さデータをもとに、押出成形途中の中間成形品Ｗに含まれる複数のモール１それぞれの始終端部を特定することは可能であり、押出成形中の中間成形品Ｗに含まれる特定のモール１の始端部データを基準として、押出成形の進捗に併せて長手方向での各部位毎の曲率データに応じたモータ電流値を順次呼び出しては各ワイヤ送り出しローラ１３ａ，１３ｂの回転を制御して、二本のワイヤ２ａ，２ｂ相互間の張力を可変制御する。

この場合、モール１たる中間成形品Ｗに埋設されるべきワイヤ２ａ，２ｂの張力をその長手方向で部位ごとに積極的に可変制御したとしても、口金５からサイジング型７までの間では押し出された樹脂成形材料が十分に固化していない故に、ワイヤ送り出しローラ１３ａ，１３ｂからサイジング型７までの間ではそのスパン内のワイヤ２ａ，２ｂに部位ごとに付与される張力が平均化されてしまうことになる。その一方、口金５から押し出されたモール１の中間成形品Ｗはサイジング型７を経て水槽６内の冷却水にて冷却された瞬間に樹脂成形材料が固化し、中間成形品Ｗに埋設されているワイヤ２ａ，２ｂもまたその瞬間に所定の張力を有したままで一体化される。つまり、中間成形品Ｗがサイジング型７を通過して水槽６に入った瞬間にその形状とそれに埋設されているワイヤ２ａ，２ｂの張力とが初めて凍結性を有することになる点を考慮し、モール１の長手方向での各部位での張力を、中間成形品Ｗがサイジング型７を通過して水槽６に入った瞬間のタイミングで、先に述べたようなワイヤ送り出しローラ１３ａ，１３ｂの回転をもって積極的に可変制御するものとする。

また、この場合において、各ワイヤ送り出しローラ１３ａ，１３ｂの回転制御をもって各ワイヤ２ａ，２ｂの張力を可変制御したとしても、張力の異なる二本のワイヤ２ａ，２ｂは口金５からの中間成形品Ｗの押し出しに同期していわば１：１の関係をもって走行していることになり、各ロータリーエンコーダ１７はモール１たる中間成形品Ｗの実押出成形長さをリアルタイムで測長している。

さらに、二本のワイヤ２ａ，２ｂ相互間の張力を積極的に可変制御したとしても、中間成形品Ｗはそれらのワイヤ２ａ，２ｂに付与されるべき張力よりも大きな引き取り力をもって引き取り機８にて引き取られており、水槽６内での冷却をもって中間成形品Ｗの形状およびそれに埋設されているワイヤ２ａ，２ｂの張力が凍結性を有する状態となっても、中間成形品Ｗは引き取り機８による引き取り力をもって真直状態で走行している。

引き取り機８の後段の裁断機９には、中間成形品Ｗがモール一本分の長さ分だけ送り出される毎にそのタイミングでライン制御装置１６から駆動指令が与えられることから、その裁断動作をもって中間成形品Ｗから所定の長さのモール１が順次切り出されることになる。

すなわち、ライン制御装置１６には、口金５からの中間成形品Ｗの押出成形長さが各ワイヤ２ａ，２ｂの送り出し長さとしてロータリーエンコーダ１７にてリアルタイムで測長された上でその測長データがで取り込まれており、ライン制御装置１６は中間成形品Ｗの押出成形長さとしてモール一本分の長さが得られる度に上記のような裁断機９の駆動指令を出力する。それによって、一本の連続したものとして押し出された中間成形品Ｗは、図４に示したように所定長さの複数のモール１，１‥と化することになる。

裁断機９にて裁断されたモール１は、それに埋設された二本のワイヤ２ａ，２ｂ相互間に所定の張力差が生じていることから、裁断機９にて裁断されてそれまでの引き取り機８による引き取り力が解除された瞬間に、上記の張力差により湾曲して、図２に示したような曲率が付与されることになる。

このように本実施の形態によれば、従来と同等の押出成形のプロセスを経るだけで、押出成形されて且つ所定の長さに裁断されたモール１に直ちに所定の曲率を付与することができ、曲率付与のための後加工等を一切必要としないことになる。

ここで、モール１に付与すべき曲率が比較的単純である場合、例えば長手方向での個々の部位毎の曲率の度合いがそれほど問題とならずに全体として所定の曲率を有していれば足りるようなモール１の場合には、押出成形中の二本のワイヤ２ａ，２ｂ間の張力差が常に一定となるように個々のワイヤ２ａ，２ｂの張力を制御するようにすることももちろん可能である。

図５は本発明の第２の実施の形態を示す図である。

この第２の実施の形態では、図５のほか図３を参照すると明らかなように、先に述べたワイヤ送り出しローラ１３ａ，１３ｂをテンションローラとして用い、エアシリンダもしくは油圧シリンダ等のテンションアクチュエータ２０の出力をもって各ワイヤ２ａ，２ｂに所定の張力と真直性とが付与されるようになっている。したがって、ワイヤ２ａ，２ｂの送り出し制御は積極的にはなされず、口金５からの押出成形に同期してあくまで引き取り機８による引き取り力にて各ワイヤ２ａ，２ｂが口金に供給される。

この場合において、上記テンションアクチュエータ２０の出力を積極的に可変制御することにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果が得られることになる。

なお、上記各実施の形態ではモール１の製造を例にとって説明したが、当然のことながら本発明は上記モール１以外の長尺な押出成形品、例えば原則としてその断面形状が均一断面形状であるドアグラスラン、ウインドモール、ドアウエストウエザーストリップ等の製造にも適用することができる。

自動車の前斜視図。 図１の自動車に用いられるルーフサイドモールの詳細を示す図で、（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面に相当する断面での拡大断面図、同図（Ｂ）は同モールの要部斜視図。 図２の示すルーフサイドモールを押出成形するための製造ラインの概略説明図。 図３の裁断機にて裁断されたルーフサイドモールの説明図。 本発明の第２の実施の形態を示す要部構成説明図。

符号の説明

１…ルーフサイドモール（押出成形品）
２ａ，２ｂ…ワイヤ（芯材）
３…押出機
５…口金
６…水槽
７…サイジング型
８…引き取り機
９…裁断機
１０，１１…ワイヤ送り出し装置
１３ａ，１３ｂ…ワイヤ送り出しローラ
１４…送り出しコントローラ
１５…モータ
１６…ラン制御装置
Ｗ…中間成形品

Claims (5)

1. 押出機の口金から芯材を送り出すのと並行してその芯材の周りに成形材料を押し出すことにより、長手方向に沿って複数の芯材が一体的に埋設された長尺な成形品を押出成形する方法であって、
   複数の芯材のうち少なくともいずれか一つの芯材の張力と他の芯材の張力を異ならせた状態で送り出しながら押出成形することを特徴とする押出成形品の製造方法。
2. 成形品の長手方向における任意の領域もしくは部位において、複数の芯材のうち少なくともいずれか一つの芯材の張力と他の芯材の張力を異ならせた状態で送り出しながら押出成形することを特徴とする請求項１に記載の押出成形品の製造方法。
3. 長手方向に沿って複数の芯材が一体的に埋設された長尺な成形品を連続的に押出成形する押出工程と、
   押出成形された複数の成形品が連続した中間成形品を押出工程の後段側で冷却する工程と、
   冷却された中間成形品を冷却工程の後段側で一つの成形品の長さに裁断する裁断工程と、
   を含んでいて、
   裁断工程で一つの成形品の長さに裁断したときに、その成形品に埋設されている芯材の張力差をもって成形品に所定の曲率を付与することを特徴とする請求項１または２に記載の押出成形品の製造方法。
4. 上記芯材が金属ワイヤ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押出成形品の製造方法。
5. 上記押出成形品は自動車の車体に装着されるモールであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の押出成形品の製造方法。

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