JP2006239907A - 軟質長尺ワークの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワーク本来の機能を損なうことなくワークの加工精度を向上させる。
【解決手段】軟質で長尺のワークｗを押出成形した後に、ワークｗよりも相対的に伸びにくい樹脂製の樹脂押出体ｍをワークｗ表面の所定位置に押し出し、この樹脂押出体ｍをワーク長手方向に沿って連続して接合する。そして、樹脂押出体ｍが接合されたワークｗをワーク送りベルト２４によって機械加工が施される加工位置へ送り出す。このとき、上記加工位置よりも上流側でロータリーエンコーダー３２によりワーク送りベルト２４からのワーク送り量を測定することによって、所定量のワークを上記加工位置に送り出す。そして、上記加工位置にてワークｗに対して所定間隔毎に機械加工を施す。
【選択図】 図４

Description

本発明は、軟質長尺ワークの加工方法に関する。

ゴムや樹脂等からなり、軟質でかつ伸縮性のある自動車用ウェザーストリップのような押出成形された長尺のワークに対して、ライン上で連続的に機械加工を施す際には、ロータリーエンコーダーを寸法検尺の媒体として使用し、直接または間接的にワークの移動量を確認し、寸法出しを行っている。

ワーク移動量をロータリーエンコーダーを用いて直接または間接的に測定する場合、ワークが軟質性の材料からなっていると、ワークの伸縮に起因して機械加工が施される位置の寸法バラツキが生じやすく、所定の寸法公差内で安定した機械加工を行いにくいという問題がある。

例えば、特許文献１においては、ＥＰＤＭゴムで押出成形されたワーク内に、オレフィン系のポリプロピレンまたはポリエチレンの繊維で構成された糸を埋設し、ワークの長手方向に引っ張り方向の応力が作用してワークが伸長するような状態となっても、上記糸によってワークの伸びが拘束されるようにしたものが開示されている。
特開２０００−２６４０７２号公報

しかしながら、このような特許文献１においては、結果として、ワークに埋設された糸によってワーク本体の剛性が向上することになるため、例えばウェザーストリップのように、最終的に湾曲した取付部にワークを湾曲させて取り付けるような場合には、ワークが取付部の湾曲に追従しにくくなり、シール性能等のワーク本来の機能が十分に発揮されなくなる虞がある。

また、ワークの表面に、ワークに比べて伸びにくい材料からなるテープ状の部材を貼り付けて、ワークの伸びを拘束することも可能であるが、ワークに対してテープ状の部材を貼り付ける際には、このテープ状部材をワークに対して押し付けることになるため、テープ状部材を貼り付ける際にワークに伸びが生じてしまう虞がある。

本発明の請求項１に記載の軟質長尺ワークの加工方法は、軟質で長尺のワークを押出成形するワーク押出成形工程と、ワーク送り手段によって機械加工が施される加工位置へワークを送り出すワーク加工送り工程と、上記加工位置にてワークに機械加工を施すワーク加工工程と、を有し、上記加工位置よりも上流側でロータリーエンコーダーによりワーク送り手段からのワーク送り量を測定することによって、所定量のワークを上記加工位置に送り出し、ワークに対して所定間隔毎に機械加工を施すものであって、ワークよりも相対的に伸びにくい樹脂製の樹脂押出体をワーク加工送り工程よりも上流側でワーク表面の所定位置に押し出し、この樹脂押出体がワーク長手方向に沿って連続して接合されていることを特徴としている。これによって、ワーク送り手段からワークに機械加工が施される加工位置の間でワークの伸縮が樹脂押出体によって拘束されることになり、ロータリーエンコーダーでワーク送り手段からのワーク送り量を測定することによって、ワークの加工位置への送り量が正確に検知される。換言すれば、ワーク送り手段から上記加工位置へのワーク送り量と、上記加工位置からワーク送り手段の間の実際のワークの長さと、が略一致することになる。また、樹脂押出体はワークの表面に接合されているので、必要に応じて機械加工後にワーク表面の樹脂材料を、ワークの形状及び所期の特性を損なうことなく取り除くことも可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軟質長尺ワークの加工方法において、ワーク表面に接合された樹脂押出体が、最終的には、ワークから剥離させ、ワークから除去されることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の軟質長尺ワークの加工方法において、ワーク表面に接合された樹脂押出体が、断面略円形状を呈し、ワークに対してワーク長手方向に沿って略線接触した状態で接合されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の軟質長尺ワークの加工方法において、ワークの所定位置には、ワークの長手方向に連続する溝部が形成され、この溝部内に樹脂押出体が接合されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の軟質長尺ワークの加工方法において、ワーク表面に接合された樹脂押出体がオレフィン系の樹脂であることを特徴としている。

本発明によれば、目視もしくは高価な画像処理装置等を用いることなく、比較的安価なロータリーエンコーダーを用いて正確なワークの送り量が検知可能となり、軟質長尺のワークに対して精度良く機械加工を施すことができる。

また、必要に応じて機械加工後にワーク表面の樹脂材料を取り除くことも可能であり、ワーク及び樹脂押出体の完全なリサイクルを実現することができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は軟質長尺ワークを押出成形する押出成形装置１０の概略構成を模式的に示した説明図であり、図２は軟質長尺ワークに対して所定間隔毎に機械加工を施す加工装置２０の概略構成を示す側面図、図３は軟質長尺ワークに対して所定間隔毎に機械加工を施す加工装置２０の概略構成を示す平面図である。

図１に示す押出成形装置１０は、主としてＥＰＤＭ等のゴム材料からなる、軟質で長尺の自動車用ウェザーストリップ（以下、ワークｗと呼ぶ）を製造するものであり、ゴム押出機１１から所定の断面形状となるよう押出成形されたワークｗは、加硫槽１２で加硫され、形状の安定化が十分図られた状態で第１引取機１３に引き取られている。第１引取機１３の下流側には、樹脂押出機１４（詳細は後述）が配置されており、ワークｗには、樹脂押出機１４から押し出された樹脂押出体ｍ（後述）が接合された後に、塗装ブース１５で表面処理剤が塗布されている。そして、表面処理剤が塗布されたワークｗは、塗装ブース１５の下流側に配置された乾燥炉１６でワークｗに塗布された表面処理剤を乾燥させ、第２引取機１７を経て巻き取られている。巻き取られたワークｗは、加工装置２０（詳細は後述）に送られる。ここで、ゴム押出機１１からワークｗを押し出す工程が、ワーク押出成形工程に相当する。

尚、ワークｗの材質はゴム材料に限定されるものではなく、熱可塑性エラストマーや樹脂製の材料であってよい。但し、例えば、樹脂製の材料ように比較的硬い材料を用いる場合には、ワークｗ内部をスポンジ状に発泡させて、ワークｗとしては軟質となるようにする。また、ワークｗの材質が熱可塑性エラストマーや樹脂の場合には、ゴム押出機１１の下流側に、加硫槽１２の替わりに冷却槽が配置されることになる。

図４及び図５は、上述した樹脂押出機１４の概略構成を模式的に示した説明図である。

この樹脂押出機１４は、ワークｗよりも相対的に伸びにくい樹脂押出体ｍをワークｗ表面に押し出し、ワークｗに接合するものであって、図４に示すように、溶融状態（高温状態）のオレフィン系の樹脂材料が蓄えられたシリンダ４１と、シリンダ４１内の樹脂材料が供給され、ワークｗに対してこの樹脂材料からなる樹脂押出体ｍを押し出すダイス４２と、から大略構成されている。ダイス４２は、図５に示すように、押出成形装置１０ライン上のワークｗに対して、ワークｗの上方から樹脂押出体ｍを押し出すように構成されている。ダイス４２からワークｗ表面上に押し出された樹脂押出体ｍは、ワークｗに伸びを発生させないように自身の熱によりワークｗ表面に接合される。尚、樹脂押出体ｍとなるオレフィン系の樹脂材料は、具体的には、ポリエチレン（ＰＥ）あるいはポリプロピレン（ＰＰ）である。また、樹脂押出体ｍの厚さは、ワークｗの断面に対して、ワークｗの自在性（柔軟性）を疎外させない程度の厚さに設定されるものとする。

ダイス４２から押し出された樹脂押出体ｍは、ワークｗ表面の所定位置にワーク長手方向に連続して接合されている。尚、図４及び図５における４３は、ゴム押出機１１で押出成形されたワークｗの形状に合わせた形状ガイドであり、この形状ガイド４３上のワークｗにダイス４２から樹脂材料を押し出すことで、ワークｗの所定位置に樹脂押出体ｍが接合されることになる。

図２及び図３に示す加工装置２０は、自動車用のウェザーストリップであるワークｗに車体取付用のクリップ５１（後述の図６、図７等を参照）を組み付けるのに用いられる。

この加工装置２０は、ワークｗの所定位置に所定間隔で孔を明ける孔明け機２１と、孔明け機２１によりワークｗに形成された孔にクリップ５１の基部５１ａをこじ入れるクリップ挿入機２２と、ワークｗを所定長さに切断するカッター２３と、孔明け機２１の上流側に位置するワーク送り手段としてのワーク送りベルト２４，２４と、が組み込まれた概略構成となっている。

ここで、２５はワークｗの入口ガイド、２６はモータ（図示せず）によって回転駆動する駆動ローラ、２７は駆動ローラ２６と対となってワークｗを挟み込むローラ、２８はワークｗのセット位置の略鉛直上方に位置し、ワークｗを駆動ローラ２６に案内するガイドローラ、２９は駆動ローラ２６とワーク送りベルト２４との間に位置するサポートローラである。

駆動ローラ２６は、サポートローラ２９と駆動ローラ２６との間に位置するワークｗの弛み量が所定の最小値になると駆動し、所定の最大値まで弛み量が増えると停止するよう制御されている。すなわち、投光器と受光器とからなる光電スイッチ（図示せず）をワークｗの弛み下端Ｑの上限位置及び下限位置の２箇所に配置し、図２の紙面垂直方向で互いに対向するよう投光器と受光器とを配設して、弛み下端位置Ｑが投光器からの光を遮ることによって得られる信号で駆動ローラ２６を回転させるモータの回転をオンオフ制御する。

ワーク送りベルト２４，２４は、互いに対向してワークｗを挟み込みものであり、一方がコントローラ３０によって回転制御されるベルト駆動用モータ３１によって駆動する。つまり、ワーク送りベルト２４，２４、ベルト駆動用モータ３１及びコントローラ３０とから構成されるユニットがワーク送り手段に相当する。このワーク送りベルト２４，２４には、一方にその送り量をワーク送り信号としてコントローラ３０に出力するロータリーエンコーダー３２が付設されている。詳述すると、ロータリーエンコーダー３２の軸には、ローラ３２ａが取り付けられ、このローラ３２ａがワーク送りベルト２４に当接し、ワークｗに当接するワーク送りベルト２４の回転に伴いローラ３２ａが回転する。

コントローラ３０は、ロータリーエンコーダー３２からワーク送り量信号を受け、ワークｗが所定量送られたことをこの信号に基づいて検知すると、ワーク送りベルト２４，２４の回転を停止し、加工台３３の上方に位置した孔明け機２１によりワークｗに対する孔明けを行う。

孔明け機２１は、錐状の刃先が昇降する孔明け具２１ａを有し、前後にワーク送りベルト２４，２４とワーク送り補助ローラ３４，３４が配置され、孔明け具２１ａの上流側に位置する送りベルト２４，２４によるワークｗの送り量と孔明け具２１ａの昇降動作（孔明け動作）がコントローラ３０によって制御されている。

クリップ挿入機２２は、孔明け機２１に隣接して配置され、コントローラ３０による制御により、孔明け直後に孔明け機２１に代わって孔位置まで移動すると共に、そこでその孔内にクリップ５１の基部５１ａをこじ入れるようになっている。尚、孔明け機２１及びクリップ挿入機２２の動作中は、ワーク送りベルト２４，２４は回転していない。

カッター２３は、補助ローラ３４，３４のライン下流側に隣接して配置されており、ロータリーエンコーダー３２のワーク送り量信号を基にワークｗが所定量送られたことがコントローラ３０によって検知すると、コントローラ３０の指令によってワークｗの切断を行うようになっている。

また、カッター２３と補助ローラ３４，３４との間の区間では、ワークｗ表面に接合された樹脂押出体ｍが、樹脂押出体除去機３５により除去されている。

そして、カッター２３により所定長さに切断されたワークｗは、搬送コンベア３６で払い出される。

尚、図２及び図３に示す加工装置２０においては、孔明け機２１による孔明け加工を行う位置までワークｗを送る工程と、カッター２３による切断を行う位置までワークｗを送る工程と、がワーク加工送り工程に相当する。また、加工台３３上で孔明け機２１によってワークｗに孔明け加工を行う工程と、カッター２３によりワークｗを切断する工程と、がワーク加工工程に相当する。

ウェザーストリップ等の軟質長尺ワークの送り量をロータリーエンコーダーで検出し、ワークの所定位置に、ライン上で連続的に機械加工を施す場合には、上述したように、ワークの伸縮に起因して当該ワークの送り量を正確に検知することができず、所定の寸法公差内で安定した機械加工を行うことが困難である。

しかしながら、本実施形態においては、押出成形されたワークｗに、ワークｗの伸縮を拘束する樹脂押出体ｍが接合されているので、ロータリーエンコーダー３２で測定されたワーク送りベルト２４から加工台３３へのワーク送り量と、加工台３３からワーク送りベルト２４の間の実際のワークｗの長さと、が略一致することになる。つまり、ロータリーエンコーダー３２でワーク送りベルト２４からのワーク送り量を測定することによって、ワークｗの加工位置への送り量が正確に検知される。そのため、加工台３３上でワークｗに施される孔明け加工を精度良くワーク長手方向の所定位置に行うことができる。

また、カッター２３によるワークｗの切断に関しても、カッター２３によるワークｗ切断位置の直前までワークｗの伸縮を拘束する樹脂押出体ｍが接合されているので、ロータリーエンコーダー３２で測定されたワーク送りベルト２４からカッター２３によるワーク切断位置へのワーク送り量と、カッター２３によるワーク切断位置からワーク送りベルト２４の間の実際のワークｗの長さと、が略一致することになる。そのため、カッター２３によりワークｗを所定長さに精度良く切断することができる。

そして、樹脂押出体ｍは、ワークｗから除去されるので、全ての機械加工が終了して、製品状態となったワークｗは、ワークｗの本来の特性（伸縮性や柔軟性）を有する状態となり、湾曲した部分を含む車体開口部等のワーク取付部（図示せず）に対して、追従性よく取り付けることができる。

また、ワークｗから樹脂押出体ｍを除去することにより、ワークｗ及び樹脂押出体ｍは、それぞれ完全なリサイクルが可能となる。

図６及び図７は、樹脂押出体ｍのワークｗへの具体的な接合形状を示したものである。

図６及び図７に示すワークｗはウェザーストリップであり、車体開口部（図示せず）にクリップ５１により固定される取付基部５２と、断面中空形状の第１中空部５３及び第２中空部５４とから大略構成されている。そして、取付基部５２の外表面に断面矩形の樹脂押出体ｍが接合されている。このように断面矩形の樹脂押出体ｍがワークｗに接合されている場合には、樹脂押出体ｍを加熱してスクレーパーのような工具を用いて取付基部５２から樹脂押出体ｍをこそげとるようにして除去する。つまり、この場合の樹脂押出体除去機３５は、樹脂押出体ｍを加熱する手段と、加熱され軟化した樹脂押出体ｍをワークｗの表面からこそげとる手段と、を有するように構成される。

図８及び図９は、樹脂押出体ｍのワークｗへの具体的な接合形状を示した他例であり、図８及び図９に示すワークｗは、図６に示すワークｗと略同一形状となっている。

図８においては、取付基部５２の外表面に接合された樹脂押出体ｍが、円形断面となっており、ワークｗに対してワーク長手方向に沿って略線接触した状態で接合されている。このように、樹脂押出体ｍを円形断面として、ワークｗに対して略線接触した状態で接合した場合には、ワークｗに対する樹脂押出体ｍの接合面積が小さく、樹脂押出体ｍを加熱することなしに、ワークｗから単に引き剥がすことが可能となる。つまり、この場合の樹脂押出体除去機３５は、樹脂押出体ｍを加熱する手段を必要とせず、単にワークｗから連続して樹脂押出体ｍを引き剥がす手段のみを有するように構成される。

図９に示す他例では、取付基部５２の外表面に溝部５５が形成され、この溝部５５内に、樹脂押出体ｍが接合されている。この図９に示すような構成とした場合には、樹脂押出体ｍが溝部５５内に収容されワークｗの外観やワークｗが取り付けられる部位への取付性やシール性に影響を及ぼすことがないので、ワークｗの取付時及び取付後に、ワークｗが所望の伸縮性や柔軟性を得られるのであれば、ワークｗから樹脂押出体ｍを除去しないようにすることも可能である。

尚、図６〜図９に示すワークｗ（ウェザーストリップ）においては、取付基部５２に樹脂押出体ｍが接合された構成となっているが、樹脂押出体ｍを取付基部５２以外の箇所に接合することも可能である。

また、樹脂押出体ｍは、カッター２３による定尺裁断後にワークｗから除去するようにしてもよい。

本発明に係る軟質長尺ワークを押出成形する押出成形装置の概略構成を模式的に示した説明図。 本発明に係る軟質長尺ワークに対して所定間隔毎に機械加工を施す加工装置の概略構成を示す側面図。 本発明に係る軟質長尺ワークに対して所定間隔毎に機械加工を施す加工装置の概略構成を示す平面図。 樹脂押出機の概略構成を模式的に示した説明図である。 樹脂押出機の概略構成を模式的に示した説明図である。 樹脂押出体ｍのワークｗへの具体的な接合形状を示した要部断面図。 樹脂押出体ｍのワークｗへの具体的な接合形状を示した要部説明図。 樹脂押出体ｍのワークｗへの具体的な接合形状を示した要部断面図。 樹脂押出体ｍのワークｗへの具体的な接合形状を示した要部断面図。

符号の説明

１０…押出成形装置
１４…樹脂押出機
２０…加工装置
３２…ロータリーエンコーダー
ｗ…ワーク
ｍ…樹脂押出体

Claims (5)

1. 軟質で長尺のワークを押出成形するワーク押出成形工程と、ワーク送り手段によって機械加工が施される加工位置へワークを送り出すワーク加工送り工程と、上記加工位置にてワークに機械加工を施すワーク加工工程と、を有し、上記加工位置よりも上流側でロータリーエンコーダーによりワーク送り手段からのワーク送り量を測定することによって、所定量のワークを上記加工位置に送り出し、ワークに対して所定間隔毎に機械加工を施す軟質長尺ワークの加工方法において、
   ワークよりも相対的に伸びにくい樹脂製の樹脂押出体をワーク加工送り工程よりも上流側でワーク表面の所定位置に押し出し、この樹脂押出体がワーク長手方向に沿って連続して接合されていることを特徴とする軟質長尺ワークの加工方法。
2. ワーク表面に接合された樹脂押出体は、最終的には、ワークから剥離させ、ワークから除去されることを特徴とする請求項１に記載の軟質長尺ワークの加工方法。
3. ワーク表面に接合された樹脂押出体は、断面略円形状を呈し、ワークに対してワーク長手方向に沿って略線接触した状態で接合されていることを特徴とする請求項２に記載の軟質長尺ワークの加工方法。
4. ワークの所定位置には、ワークの長手方向に連続する溝部が形成され、この溝部内に樹脂押出体が接合されていることを特徴とする請求項１に記載の軟質長尺ワークの加工方法。
5. ワーク表面に接合された樹脂押出体は、オレフィン系の樹脂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軟質長尺ワークの加工方法。

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