JP2007203617A

JP2007203617A - 金型および製造方法

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Publication number: JP2007203617A
Application number: JP2006025772A
Authority: JP
Inventors: 和行 ▲斎▼藤; Kazuyuki Saito
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2026-02-02
Also published as: JP4887811B2

Abstract

【課題】部品を交換することなく偏肉を調整できる押し出し成形用の金型３００。
【解決手段】コア部３１４を有するコアプレート３１０および間隔をおいてコア部３１４を包囲するダイプレート３２０を備え、コア部３１４およびダイプレート３２０の間に形成された樹脂流路３０１の一端から軟化した可撓性樹脂を注入して、樹脂流路３０１の他端から可撓性樹脂により形成された多列チューブ１００を押し出す場合に用いる金型３００であって、樹脂流路３０１の他端に装着され、可撓性樹脂を金型３００の外部に排出する押し出し穴３３４を有して、押し出し方向に直交する面内で金型３００に対して変位でき、且つ、所望の位置で金型３００に対して固定できるリッププレート３３０を更に備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、金型および製造方法に関する。より詳細には、押し出し成形によりチューブを製造する場合に用いる金型と、それを用いたチューブの製造方法に関する。

互いに独立した複数の流路を樹脂材料により一体に成形した流体搬送チューブがある。下記特許文献１には、様々な仕様のチューブ部分を備えた配管用チューブを、押し出し成形を含む一連の工程により製造することが記載される。これにより、所与の金属チューブを加工および組み立てして製造する場合に比較して製造工数を削減できるとされる。なお、ここで開示される配管用チューブは、吸気背圧等を分配することもできる強度を有するものが含まれる。

下記特許文献２には、互いに平行な複数のインクチューブを同時成形により一体化した構造が記載される。これにより、例えば複数種類の色材を同時に供給できるインクチューブを廉価に供給できる。

下記特許文献３には、押出成形による管材の製造において、成形品の内側にガスを注入しつつ成形することにより成形品に所望の口径の孔を形成することが記載される。これにより、金型の形状だけでは制御し切れない成形品の寸法精度を補正できる。
特公昭５８−０４１１８０号公報実開平０６−０００７４６号公報特公平０７−００２３６２号公報

ところで、連続した流路を有するチューブを押し出し成形する場合は、流路の内面形状を規定するコアと、コアに対して間隔をおいてその周囲を包囲するダイとを備えた金型を用いる。このような金型に対して、コアおよびダイの間に形成された樹脂流路の一端から溶融状態または軟化状態の材料樹脂を注入して、同樹脂流路の他端に形成された押し出し穴から成形品が押し出される。材料樹脂を連続して供給すれば、長尺の成形品を連続して成形することもできる。

このような押し出し成形において、材料樹脂が均一に供給されることを前提にすれば、成形品の肉厚は、押し出し穴側の樹脂流路におけるコアおよびダイの間隔に依存する。従って、金型を高い精度で製造すれば、十分な製品の寸法精度が得られるものと考えられる。しかしながら、実際に使用される金型は、コアおよびダイの他に、金型自体の強度維持、金型部材相互の位置決めおよび締結、樹脂流路の加熱、保温または冷却等を目的とした多くの部材を組み合わせて形成される。このため、コアおよびダイの間隔が均一にならない場合が不可避に生じ、その場合は成形品の肉厚に分布が生じていた。

いうまでもなく、このような偏肉（肉厚の分布）は好ましいことではないので、定常的な押し出し成形工程に先立って、金型を調整して偏肉の解消する工程が導入されている。しかしながら、偏肉解消のための金型調整は、樹脂流路の押し出し穴を形成するリップと呼ばれる部材を交換する他に手だてがなく、そのために金型の分解および組み立てを繰り返すという煩雑な作業を実施しなければならなかった。

上記課題の解決を目的として、本発明の第１の形態として、コアおよびコアに対して間隔をおいてコアを包囲するダイを備え、コアおよびダイの間に形成された樹脂流路の一端から軟化した可撓性樹脂を注入して、樹脂流路の他端から可撓性樹脂により形成された液体流路を有するチューブを押し出す場合に用いる金型であって、樹脂流路の他端に装着され、可撓性樹脂を金型の外部に排出する開口を有し、押し出し方向に直交する面内で金型に対して変位でき、且つ、所望の位置で金型に対して固定できるリップ部を更に備える金型が提供される。これにより、リップ部を交換することなく、変位させることにより成形品の肉厚を調整することができる。従って、押し出し成形における偏肉の調整を容易且つ短時間で完了し、押し出し成形品の製造コストを軽減できる。

また、ひとつの形態として、上記金型において、ダイが、コアに対する相対位置を固定されてコアの表面に沿って可撓性樹脂を案内するダイ本体と、可撓性樹脂を金型の外部に排出する開口を有して、押し出し方向に直交する面内でダイ本体に対して変位でき、且つ、所望の位置でダイ本体に対して固定できるリップ部とを備える。これにより、偏肉調整のために移動させるリップ部を小型化して、取り扱いを容易にできる。

また、他の形態のひとつとして、上記金型において、リップ部に対して先端が当接して、押し出し方向に直交する方向に螺入または螺脱させることによりリップ部を変位させるネジ部材を更に有する。これにより、僅かな力でリップ部を変位させることができると共に、微小な偏肉調整を正確に実施できる。

また、他の形態のひとつとして、上記金型において、リップ部が、押し出し方向に自身を貫通する貫通穴と、貫通穴に挿通されて先端がダイに螺入されたボルトにより固定され、貫通穴が、ボルトのネジを切られた部分の外径よりも大きな内径を有して、ボルトを緩めた場合に押し出し方向に対して直交する方向にリップ部を変位させる。これにより、リップ部を取り外すことなく偏肉調整ができ、リップ部の脱落が防止される。

また、他の形態のひとつとして、上記金型において、コアが、他端において押し出されるチューブの内部に気体を注入する気体流路を有する。これにより、連続した流路を有する成形品を確実に製造できる。

また、他の形態のひとつとして、上記金型において、押し出し方向について下流側の端部において、コアが複数に分岐した先端部を有して、互いに独立した複数の液体流路を有する多列チューブを製造する。これにより、複数種類の流体を同時に取り扱うことができる多列チューブの製造においても、上記の一連の効果を享受できる。

更に、本発明の第２の形態として、コアおよびコアに対して間隔をおいてコアを包囲するダイを備えた金型を用い、コアおよびダイの間に形成された樹脂流路の一端から軟化した可撓性樹脂を注入して、樹脂流路の他端から可撓性樹脂により形成された液体流路を有するチューブを押し出すチューブの製造方法であって、可撓性樹脂を外部に排出する開口を有し、押し出し方向に直交する面内で金型に対して変位でき、且つ、所望の位置で金型に対して固定できるリップ部を、樹脂流路の他端に装着し、リップ部を変位させることによりチューブの肉厚分布を調整する手順を含む製造方法が提供される。これにより、偏肉のない、高品質な押し出し成形製品を、容易に製造できる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、実施形態に係る金型３００を用いて押し出し成形により製造できる多列チューブ１００の外観を示す図である。同図に示すように、多列チューブ１００は、互いに独立した複数の平行な液体流路１１０を一体に形成する樹脂成形品１２０により形成される。液体流路１１０の各々は多列チューブ１００の長手方向に連通して、液体、気体等の流体を個別に流通させることができる。このような多列チューブ１００は、例えば、固定式のインクカートリッジと被記録物上を往復移動する記録ヘッドとを備えたインクジェット式記録装置において、インクカートリッジおよび記録ヘッドを連通させるために好適に使用できる。この場合、液体流路１１０には、互いに色の異なるインクが流通する。

なお、このような多列チューブ１００は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、スチレン系のＴＰＥ、ポリアミド系のＴＰＥおよびウレタン系のＴＰＥ等の樹脂材料を押し出し成形して製造できる。また、流通させる流体の種類によって、複数の材料を組み合わせて多層構造とすることもできる。

図２は、図１に示す多列チューブ１００を押し出し成形により製造する押し出し成形装置２００の構造を模式的に示す図である。同図に示すように、押し出し成形装置２００は、後述する金型３００に対して材料となる樹脂を供給するホッパ２１０を備える。ホッパ２１０から溶融状態で金型３００に供給された樹脂材料は、多列チューブ１００として金型３００から押し出された後、寸法を調整するサイジングプレート２２０と、サイジングプレート２２０の直後に配置された冷却装置２３０とを経由して、引取機２４０により引き取られる。また、裁断機２５０により所望の長さに切断されて製品となる。

ここで、金型３００は、押し出される多列チューブ１００の内側形状を規定するコア部３１４を有するコアプレート３１０と、コアプレート３１０に積層されてコア部３１４の周囲を包囲して樹脂流路３０１を形成するダイプレート３２０と、金型３００の終端に配置されて多列チューブ１００の外側形状を規定するリッププレート３３０とを組み合わせて形成される。

図３は、上記金型３００を形成するコアプレート３１０を単独で示す斜視図である。同図に示すように、コアプレート３１０は、金型３００の外型と同じ大きさの矩形のフランジ部３１２と、フランジ部３１２の略中央に起立するコア部３１４とを備える。

フランジ部３１２は、コアプレート３１０を後述するダイプレート３２０およびリッププレート３３０と共に締結する場合に締結ボルトを挿通する締結ボルト穴３１１を有する。また、いったん金型３００として組み立てらされた後に分解する場合に工具を挿入できる切欠き部３１３も形成される。

コア部３１４は、単一の基部３１６と、基部３１６の上端に分岐して形成された先端部３１８とをそれぞれ備える。また、フランジ部３１２上で基部３１６の周囲には、コア部３１４の表面に向かって溶融樹脂を案内する樹脂案内溝３１７が形成される。押し出し成形装置２００においては、樹脂案内溝３１７は、注入穴３１５を介してホッパ２１０に連通する。

図４は、ダイプレート３２０の形状を単独で示す斜視図である。同図に示すように、ダイプレート３２０は、全体としては立方体の躯体３２２を有して、金型３００として組み立てる場合に締結ボルトを挿通する締結ボルト穴３２１と、分解する場合に工具を挿入する切欠き部３２３とが形成される。また、後述する調整プレート３３３を固定するための固定ボルト３３９と螺合するネジ穴３２８も備えている。

更に、ダイプレート３２０の中央には、貫通穴３２４が形成される。貫通穴３２４は、この図では上端側の開口が見えるに過ぎないが、ダイプレート３２０の厚さ全体を貫通して形成される。また、下方にむかって内径が拡大しており、コアプレート３１０のコア部３１４よりも一回り大きな内部空間を形成する。

図５は、図４に示したダイプレート３２０を、図３に示したコアプレート３１０に組み付けた組立体を示す。同図に示すように、コアプレート３１０のフランジ部３１２と、ダイプレート３２０の躯体３２２は互いに同じ平面寸法を有して、両者を組み合わせた状態では、全体としてひとつの立方体をなす。また、コア部３１４の先端部３１８は、貫通穴３２４を通じて、ダイプレート３２０の上面よりも上方まで延在する。

図６は、金型３００を形成するリッププレート３３０の形状を単独で示す斜視図である。同図に示すように、リッププレート３３０は、その外形を規定するプレート枠３３２と、プレート枠３３２の内側に収容された調整プレート３３３とを組み合わせて形成される。

プレート枠３３２は、コアプレート３１０およびダイプレート３２０と同じ平面寸法を有する。また、ダイプレート３２０の締結ボルト穴３２１と協働する締結ボルト穴３３１を備える。更に、後述する調整プレート３３３を位置決めする位置決めボルト３３６を四辺に各々備える。

調整プレート３３３は、その略中央に、成形品が押し出される押し出し穴３３４を有する。押し出し穴３３４の内面形状は、製造する成形品、即ち、本実施形態においては多列チューブ１００の外形に相似な形状を有する。また、調整プレート３３３およびプレート枠３３２の間には僅かに間隙がある。従って、調整プレート３３３は、プレート枠３３２の内側で変位させることができる。

更に、調整プレート３３３は、調整プレート３３３自身を金型３００に対して固定する場合に用いる固定ボルト３３９（図６には不図示）を挿通する複数の固定ボルト穴３３８を有する。ここで、固定ボルト穴３３８は、それぞれ、調整プレート３３３を厚さ方向に貫通して形成される。また、固定ボルト穴３３８は、ここに挿通される固定ボルト３３９の外径よりも大きな内径を有する。従って、固定ボルト３３９を締結しない限り、固定ボルト３３８を挿通した状態でも調整プレート３３３を変位させることができる。

上記のようなリッププレート３３０においては、固定ボルト３３８を緩めた状態で位置決めボルト３３６を適宜回転させることにより、調整プレート３３３のプレート枠３３２に対する位置を変位させることができる。また、換言すれば、調整プレート３３３は、位置決めボルト３３６によりプレート枠３３２に対して位置決めされる。従って、位置決めボルト３３６を操作しなければ、調整プレート３３３およびプレート枠３３２は一体のリッププレート３３０をなす。

図７は、図６に示したリッププレート３３０を、図５に示した組立体に更に組み付けた状態を示す斜視図である。同図に示すように、コアプレート３１０、ダイプレート３２０およびリッププレート３３０は順次積層されて、全体として立方体の金型３００を形成する。また、コア部３１４の先端部３１８は、調整プレート３３３の押し出し穴３３４から僅かに突出する。なお、締結ボルトの図示は省略するが、コアプレート３１０、ダイプレート３２０およびリッププレート３３０は、締結ボルト穴３１１、３２１、３３１に挿通された締結ボルトにより一体化される。また、リッププレート３３０の調整プレート３３３も、固定ボルト３３９により金型３００に対して固定される。

図８は、図７に示した金型３００の内部構造を示す断面図である。なお、図７と同じ構成要素には同じ参照符号を付して重複する説明を省く。

同図に示すように、この金型３００の内部では、コア部３１４の表面と、ダイプレート３２０の内面との間に樹脂流路３０１が形成される。樹脂流路３０１には、コアプレート３１０に形成された樹脂案内溝３１７を介してその下端から溶融樹脂が注入され、リッププレート３３０に形成された押し出し穴３３４から押し出される。

このとき、押し出される樹脂成形品１２０の内面形状は、コア部３１４の先端部３１８により規定される。従って、コア部３１４の先端部３１８を金型３００の外部まで延在させることにより、成形品の内側において先端部３１８の形状が再現性よく形成される。また、成形中に、コア部３１４を貫通して形成された通気穴３１９を介して樹脂成形品１２０の内部に気体を吹き込むことにより、変形の少ない液体流路１１０を形成できる。

一方、押し出される樹脂成形品１２０の外面形状は、調整プレート３３３の押し出し穴３３４の内面形状により規定される。従って、コア部３１４の先端部３１８に対する押し出し穴３３４の相対位置を変化させることにより、成形品の肉厚を調整することができる。

図９は、調整プレート３３３の変位により実施される偏肉調整を模式的に示す図である。同図に示すように、調整プレート３３３を変位させることにより、押し出し穴３３４およびコア部３１４の先端部３１８の間隔は変化する。従って、図中に点線で示すような偏りが生じる場合、調整プレート３３３を変位させることにより、肉厚が均一になるように調整できる。また、この金型３００の調整プレート３３３は、固定ボルト３３９を緩めることにより変位させることができるので、偏肉調整のために金型３００を分解しなくてもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

実施形態に係る金型３００で押し出し成形できる多列チューブ１００の形状を示す斜視図である。図１に示す多列チューブ１００を製造する押し出し成形装置２００の構造を模式的に示す図である。金型３００におけるコアプレート３１０の形状を単独で示す斜視図である。金型３００におけるダイプレート３２０の形状を単独で示す斜視図である。上記コアプレート３１０およびダイプレート３２０を組み立てた状態を示す斜視図である。金型３００におけるリッププレート３３０の形状を単独で示す斜視図である。リッププレート３３０を組み付けた金型３００の構造を示す断面図である。リッププレート３３０を組み付けた金型３００全体を示す斜視図である。調整プレート３３３の変位により実施される偏肉調整を模式的に示す図である。

符号の説明

１００多列チューブ、１１０液体流路、１２０樹脂成形品、２００押し出し成形装置、２１０ホッパ、２２０サイジングプレート、２３０冷却装置、２４０引取機、２５０裁断機、３００金型、３０１樹脂流路、３１０コアプレート、３１１、３２１、３３１締結ボルト穴、３１２フランジ部、３１３、３２３切欠き部、３１４コア部、３１５注入穴、３１６基部、３１７樹脂案内溝、３１８先端部、３１９通気穴、３２０ダイプレート、３２２躯体、３２４貫通穴、３３０リッププレート、３３２プレート枠、３３３調整プレート、３３４押し出し穴、３３６位置決めボルト、３３８固定ボルト穴、３３９固定ボルト

Claims

コアおよび前記コアに対して間隔をおいて前記コアを包囲するダイを備え、前記コアおよび前記ダイの間に形成された樹脂流路の一端から軟化した可撓性樹脂を注入して、前記樹脂流路の他端から可撓性樹脂により形成された液体流路を有するチューブを押し出す場合に用いる金型であって、
前記樹脂流路の前記他端に装着され、可撓性樹脂を前記金型の外部に排出する開口を有し、押し出し方向に直交する面内で前記金型に対して変位でき、且つ、所望の位置で前記金型に対して固定できるリップ部を更に備える金型。
前記ダイが、
前記コアに対する相対位置を固定されて前記コアの表面に沿って可撓性樹脂を案内するダイ本体と、
可撓性樹脂を前記金型の外部に排出する開口を有して、押し出し方向に直交する面内で前記ダイ本体に対して変位でき、且つ、所望の位置で前記ダイ本体に対して固定できる前記リップ部と
を備える請求項１に記載の金型。
前記リップ部に対して先端が当接して、前記押し出し方向に直交する方向に螺入または螺脱させることにより前記リップ部を変位させるネジ部材を更に有する請求項１に記載の金型。
前記リップ部が、前記押し出し方向に自身を貫通する貫通穴と、前記貫通穴に挿通されて先端が前記ダイに螺入されたボルトにより固定され、
前記貫通穴が、前記ボルトのネジを切られた部分の外径よりも大きな内径を有して、前記ボルトを緩めた場合に前記押し出し方向に対して直交する方向に前記リップ部を変位させる請求項１に記載の金型。
前記コアが、前記他端において押し出される前記チューブの内部に気体を注入する気体流路を有する請求項１に記載の金型。
前記押し出し方向について下流側の端部において、前記コアが複数に分岐した先端部を有して、互いに独立した複数の液体流路を有する多列チューブを製造する請求項１に記載の金型。
コアおよび前記コアに対して間隔をおいて前記コアを包囲するダイを備えた金型を用い、前記コアおよび前記ダイの間に形成された樹脂流路の一端から軟化した可撓性樹脂を注入して、前記樹脂流路の他端から可撓性樹脂により形成された液体流路を有するチューブを押し出すチューブの製造方法であって、
可撓性樹脂を外部に排出する開口を有し、押し出し方向に直交する面内で前記金型に対して変位でき、且つ、所望の位置で前記金型に対して固定できるリップ部を、前記樹脂流路の前記他端に装着し、前記リップ部を変位させることにより前記チューブの肉厚分布を調整する手順を含む製造方法。