JP2009078369A

JP2009078369A - 樹脂多重管の押出成形装置

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Publication number: JP2009078369A
Application number: JP2007247388A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Kikuzawa; 良治菊澤
Original assignee: PURA GIKEN KK; Pla Giken Co Ltd
Current assignee: PURA GIKEN KK; Pla Giken Co Ltd
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: JP5088818B2

Abstract

【課題】押出成形装置をコンパクトにして、その占有空間を小さくできるようにする。
【解決手段】多重管の押出成形装置は、樹脂３〜５を熱溶融させて押し出す複数のスクリュー式押出機６〜８と、これら各押出機６〜８から押し出された各樹脂３〜５を前方に向かい通過させて多重管２を成形するダイ１５と、各押出機６〜８とダイ１５との間に介設されて各押出機６〜８から押し出された各樹脂３〜５をそれぞれ導入する一方、これら各樹脂３〜５をダイ１５に送り込むよう吐出する容積式ポンプ２８〜３０とを備える。各ポンプ２８〜３０をダイ１５の左、右側面３１，３２、および上、下面３３，３４のうち、いずれか一つの面の外方近傍に集中配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のスクリュー式押出機から押し出された各樹脂を、それぞれ容積式ポンプを通して多重管成形用のダイに送り込むようにした樹脂多重管の押出成形装置に関するものである。

上記樹脂多重管の押出成形装置には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、上記押出成形装置は、樹脂を熱溶融させて押し出す複数のスクリュー式押出機と、これら各押出機から押し出された各樹脂を前方に向かい通過させて多重管を成形するダイと、上記各押出機とダイとの間に介設されて上記各押出機から押し出された各樹脂をそれぞれ導入する一方、これら各樹脂を上記ダイに送り込むよう吐出する容積式ポンプとを備えている。

例えば、医療分野におけるカテーテル（導管）のように断面寸法が極めて小さく、かつ、高精度の多重管を成形する場合における上記押出成形装置の運転時には、まず、上記各押出機の駆動により、これら押出機から溶融樹脂がそれぞれ押し出される。次に、これら各樹脂は上記各ポンプを通過し上記ダイに送り込まれる。そして、このダイを上記樹脂が通過することにより、多重管が前方に向かって連続的に成形される。

ここで、上記押出機はスクリュー式であって、樹脂を高圧で押し出す能力を有するものであるが、その構造上、この押出機の回転速度に対する樹脂の単位時間当りの押し出し量には誤差が生じ易い。一方、上記ポンプは容積式であるため、このポンプの回転速度に対する単位時間当りの吐出量にはより高い精度が確保される。

このため、上記各ポンプの回転速度を所望値にすれば、これら各ポンプには、その回転速度に相応する高精度の所望の吐出量が得られる。よって、これら各ポンプを樹脂が通過することにより、これら各ポンプからダイに向けて精度の高い樹脂の量が送り込まれることとなり、この結果、前記カテーテルのように断面寸法が高精度の多重管が得られることとされる。
特開２００２−３３１５６２号公報

ところで、上記従来の技術では、次のような問題点がある。

即ち、第１に、上記各ポンプは上記ダイの左、右側面および上面の各外方に分散配置されており、また、これに伴い、上記各押出機も上記ポンプと同様に上記ダイの周りに分散配置されている。このため、上記押出成形装置は全体として大型となりがちであって、この押出成形装置の設置には大きい占有空間が必要とされる。

また、第２に、上記ダイとポンプとは、これらダイやポンプにそれぞれ突設された各管材、およびこれら各管材の突出端を互いに結合させる一対の外向きフランジとにより結合されている。そして、上記のように各管材およびフランジが存在する分、上記ダイとポンプとの各内部同士を互いに連通させる樹脂流動通路の容積が大きくなる。また、これに伴い、この樹脂流動通路内の樹脂の体積が大きくなる。

このため、上記ポンプの回転速度を変更するよう制御した場合において、その吐出量を多くしようとして回転速度を速くするよう変更したり、吐出量を少なくしようとして回転速度を遅くするよう変更したりして樹脂に圧力変化が生じた時には、上記のように樹脂流動通路内にあって体積の大きい樹脂は、その圧縮量や膨張量の体積変化量が大きくなりがちである。

よって、上記したポンプの回転速度の制御により、その吐出量を所望値に変更した場合、この変更の開始から、この変更された所望値の吐出量が上記ダイの内部に達するまでには、上記のように樹脂の体積変化量が大きくて、この変化量を吸収する必要がある分、時間を要することとなる。つまり、上記ポンプの回転速度の制御に対し、この制御されたポンプから吐出される所望値の吐出量が上記ダイの内部に達することに関しての応答性が低下しがちであり、このため、上記制御に合致する寸法精度の高い多重管を得る上で、改善の余地が残されている。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、押出成形装置をコンパクトにして、その占有空間を小さくできるようにすることである。

また、本発明の他の目的は、押出成形装置により多重管を押し出し成形するとき、より寸法精度の高い多重管が得られるようにすることである。

請求項１の発明は、樹脂３〜５を熱溶融させて押し出す複数のスクリュー式押出機６〜８と、これら各押出機６〜８から押し出された各樹脂３〜５を前方に向かい通過させて多重管２を成形するダイ１５と、上記各押出機６〜８とダイ１５との間に介設されて上記各押出機６〜８から押し出された各樹脂３〜５をそれぞれ導入する一方、これら各樹脂３〜５を上記ダイ１５に送り込むよう吐出する容積式ポンプ２８〜３０とを備えた樹脂多重管の押出成形装置において、
上記各ポンプ２８〜３０を上記ダイ１５の左、右側面３１，３２、および上、下面３３，３４のうち、いずれか一つの面の外方近傍に集中配置したことを特徴とする樹脂多重管の押出成形装置である。

請求項２の発明は、上記各ポンプ２８〜３０のポンプケース３７を互いに一体成形して一体型ケース４０としたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂多重管の押出成形装置である。

請求項３の発明は、上記各ポンプ２８〜３０のポンプケース３７を上記ダイ１５の上記一つの面に直接取り付け、上記各ポンプ２８〜３０の回転速度を制御可能にしたことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の樹脂多重管の押出成形装置である。

請求項４の発明は、上記各押出機６〜８が、スクリュー押出機本体９と、このスクリュー押出機本体９の軸心９ａの軸方向の一端部９ｂに取り付けられ、このスクリュー押出機本体９を駆動させる電動機１０とを備え、上記各スクリュー押出機本体９の他端部９ｃを上記各ポンプ２８〜３０にそれぞれ締結し、これらポンプ２８〜３０群を中心として上記各押出機６〜８を放射状に配置したことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の樹脂多重管の押出成形装置である。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、樹脂を熱溶融させて押し出す複数のスクリュー式押出機と、これら各押出機から押し出された各樹脂を前方に向かい通過させて多重管を成形するダイと、上記各押出機とダイとの間に介設されて上記各押出機から押し出された各樹脂をそれぞれ導入する一方、これら各樹脂を上記ダイに送り込むよう吐出する容積式ポンプとを備えた樹脂多重管の押出成形装置において、
上記各ポンプを上記ダイの左、右側面、および上、下面のうち、いずれか一つの面の外方近傍に集中配置している。

このため、各ポンプや押出機がダイの周りに分散配置されている従来の技術に比べ、上記各ポンプ群が全体的にコンパクトに配置されると共に、これら各ポンプに関連する各押出機群も全体的にコンパクトに配置される。よって、押出成形装置が全体的にコンパクトとなり、その占有空間を小さくできる。

請求項２の発明は、上記各ポンプのポンプケースを互いに一体成形して一体型ケースとしている。

このため、上記各ポンプ群が更にコンパクトとなって、押出成形装置がよりコンパクトになると共に、上記各ポンプ群における部品点数の減少により、押出成形装置の構成をより簡単にできる。

請求項３の発明は、上記各ポンプのポンプケースを上記ダイの上記一つの面に直接取り付け、上記各ポンプの回転速度を制御可能にしている。

このため、上記ダイとポンプとの各内部同士を互いに連通させる樹脂流動通路は限りなく小さくでき、その容積を極めて小さくできる。

よって、上記ポンプの回転速度を変更するよう制御した場合において、その吐出量を多くしようとして回転速度を速くするよう変更したり、吐出量を少なくしようとして回転速度を遅くするよう変更したりして樹脂に圧力変化が生じた時には、上記のように容積の小さい樹脂流動通路内にあって体積の小さい樹脂は、その圧縮量や膨張量の体積変化量は小さく抑制される。

この結果、上記したポンプの回転速度の制御により、その吐出量を所望値に変更した場合、この変更の開始から、この変更された所望値の吐出量が上記ダイの内部に達するまでには、上記のように樹脂の体積変化量が小さいため、この変化量の吸収には時間を要しないこととなる。つまり、上記ポンプの回転速度の制御に対し、この制御されたポンプから吐出される所望値の吐出量が上記ダイの内部に達することに関しての応答性が向上し、このため、上記制御に合致する寸法精度の高い多重管を得ることができる。

請求項４の発明は、上記各押出機が、スクリュー押出機本体と、このスクリュー押出機本体の軸心の軸方向の一端部に取り付けられ、このスクリュー押出機本体を駆動させる電動機とを備え、上記各スクリュー押出機本体の他端部を上記各ポンプにそれぞれ締結し、これらポンプ群を中心として上記各押出機を放射状に配置している。

このため、上記各押出機は、前記のようにコンパクトに配置されたものではあるが、隣り合う各押出機の電動機同士の間隔は大きくでき、これらに対する配線や保守、点検作業が容易にできて便利である。

本発明の樹脂多重管の押出成形装置に関し、押出成形装置をコンパクトにして、その占有空間を小さくできるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。

即ち、樹脂多重管の押出成形装置は、樹脂を熱溶融させて押し出す複数のスクリュー式押出機と、これら各押出機から押し出された各樹脂を前方に向かい通過させて多重管を成形するダイと、上記各押出機とダイとの間に介設されて上記各押出機から押し出された各樹脂をそれぞれ導入する一方、これら各樹脂を上記ダイに送り込むよう吐出する容積式ポンプとを備えている。上記各ポンプは上記ダイの左、右側面、および上、下面のうち、いずれか一つの面の外方近傍に集中配置されている。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。

図において、符号１は、樹脂製多重管２の連続成形用の押出成形装置である。また、矢印Ｆｒは、上記多重管２の押出成形方向である前方を示している。上記多重管２は、代表的にはカテーテルであるが、これに限定されるものではない。

上記押出成形装置１は、硬度において互いに異種の熱可塑性樹脂３〜５をヒータにより熱溶融させてそれぞれ押し出し可能とする複数（三台）のスクリュー式第１〜第３押出機６〜８を備えている。これら各押出機６〜８は、それぞれ軸心９ａが水平方向に延びるスクリュー押出機本体９と、これら各スクリュー押出機本体９の軸方向の一端部９ｂに取り付けられ、このスクリュー押出機本体９を駆動させる可変速電動機１０とを備えている。上記各押出機６〜８の各スクリュー押出機本体９はそれぞれ個別に支柱１１により基台１２上に支持されている。

上記押出成形装置１は上記基台１２に支持されるダイ１５を備えている。このダイ１５は、上記各押出機６〜８のスクリュー押出機本体９の他端部９ｃから押し出された樹脂３〜５を前方に向かい通過させて上記多重管２を成形する。上記ダイ１５は直方体形状をなし、このダイ１５には、上記第１押出機６から押し出された樹脂３を通過させて上記多重管２の内側管を成形する内側管成形通路１６と、第２押出機７から押し出された樹脂４を通過させて上記多重管２の外側管を成形する外側管成形通路１７と、第３押出機８から押し出された樹脂５を通過させて上記多重管２の内、外側管の間の中間管を成形する中間管成形通路１８とが成形されている。上記各管成形通路１６〜１８は前後方向に延びる共通の軸心１９上に配置され、それぞれ前方に向かってテーパ形状となる円錐筒形状をなしている。

上記各管成形通路１６〜１８の各上流端を上記ダイ１５の外方に連通させる第１〜第３樹脂通路２０〜２２が上記ダイ１５に成形されている。これら各樹脂通路２０〜２２は互いに近接して左右に平行に延び、その各上流端は、上記ダイ１５の外面に開口している。

上記各樹脂通路２０〜２２の中途部を開閉可能とする開閉弁２３が設けられている。この開閉弁２３は、上記ダイ１５に成形された円形孔２４と、この円形孔２４に軸心回り回動可能に嵌入される軸形状の弁体２５とを備えている。図３中実線は開閉弁２３の開弁状態を示し、一点鎖線は開閉弁２３の閉弁状態を示している。

上記押出成形装置１は、上記各押出機６〜８とダイ１５との間に介設されて上記各押出機６〜８から押し出された樹脂３〜５をそれぞれ導入する一方、これら各樹脂３〜５を上記ダイ１５に送り込むよう吐出する容積式のギヤポンプである第１〜第３ポンプ２８〜３０を備えている。これら各ポンプ２８〜３０は上記ダイ１５の左、右側面３１，３２、および上、下面３３，３４のうち、いずれか一つの面である右側面３２の外方近傍に集中配置されている。

上記各ポンプ２８〜３０は、それぞれポンプケース３７と、このポンプケース３７内に収容され互いに噛合する一対のギヤ組であるロータ３８と、このロータ３８を駆動する可変式の電動機３９とを備えている。上記各ポンプケース３７は互いに一体成形されて一体型ケース４０とされ、この一体型ケース４０は、ボルトである締結具４１により上記ダイ１５の右側面３２に直接面接触して配管材を用いることなく直接締結されている。また、上記各スクリュー押出機本体９の他端部９ｃは上記ダイ１５にそれぞれ直接締結されている。なお、上記一体型ケース４０は、上記ダイ１５に一体成形して、このダイ１５の一つの面に一体的に取り付けてもよい。

前記各樹脂通路２０〜２２の各上流端は上記ダイ１５の右側面３２に開口している。上記各ポンプケース３７には、それぞれ上記各スクリュー押出機本体９の他端部９ｃの内部を上記各ロータ３８の樹脂導入側に連通させる導入通路４４と、上記各ロータ３８の樹脂吐出側を上記各樹脂通路２０〜２２の各上流端に連通させる吐出通路４５とが成形されている。

上記各導入通路４４と吐出通路４５とは、上記各スクリュー押出機本体９の軸心９ａ上に配置されている。また、上記各押出機６〜８は、上記ダイ１５の右側方にそれぞれ配置され、かつ、押出成形装置１の平面視で、上記ポンプ２８〜３０群を中心として放射状に配置されている。

上記押出成形装置１は、上記ダイ１５の前方に配置されて上記ダイ１５を通過してこのダイ１５から前方に向かって押し出される上記多重管２を冷却させる冷却装置４７と、この冷却装置４７により冷却されて硬化された上記多重管２を前方に向けて引き取る引取機４８と、この引取機４８から前方に向けて送り出される多重管２を所望長さに切断する切断機４９と、上記各押出機６〜８の電動機１０、各開閉弁２３のアクチュエータ、各ポンプ２８〜３０の電動機３９、引取機４８、および切断機４９を電子的に制御する不図示の制御装置とを備えている。

上記押出成形装置１の運転時には、まず、上記各押出機６〜８の駆動により、これら押出機６〜８から溶融樹脂３〜５がそれぞれ押し出される。すると、これら各樹脂３〜５は上記各ポンプ２８〜３０を通過し上記ダイ１５に送り込まれる。そして、このダイ１５を上記樹脂３〜５が通過することにより、多重管２が前方に向かって連続的に成形される。

ここで、上記各ポンプ２８〜３０の制御によりその各回転速度を所望値にすれば、これら各ポンプ２８〜３０は容積式であるため、これら各ポンプ２８〜３０には、その回転速度に相応する所望の吐出量が得られる。よって、これら各ポンプ２８〜３０を樹脂３〜５が通過することにより、これら各ポンプ２８〜３０からダイ１５に向けて精度の高い樹脂３〜５の量が送り込まれることとなり、この結果、断面寸法が高精度の多重管２が得られる。

上記構成によれば、各ポンプ２８〜３０を上記ダイ１５の左、右側面３１，３２、および上、下面３３，３４のうち、いずれか一つの面の外方近傍に集中配置している。

このため、各ポンプや押出機がダイの周りに分散配置されている従来の技術に比べ、上記各ポンプ２８〜３０群が全体的にコンパクトに配置されると共に、これら各ポンプ２８〜３０に関連する各押出機６〜８群も全体的にコンパクトに配置される。よって、押出成形装置１が全体的にコンパクトとなり、その占有空間を小さくできる。

また、前記したように、各ポンプ２８〜３０のポンプケース３７を互いに一体成形して一体型ケース４０としている。

このため、上記各ポンプ２８〜３０群が更にコンパクトとなって、押出成形装置１がよりコンパクトになると共に、上記各ポンプ２８〜３０群における部品点数の減少により、押出成形装置１の構成をより簡単にできる。

また、前記したように、各ポンプ２８〜３０のポンプケース３７を上記ダイ１５の上記一つの面に直接取り付け、上記各ポンプ２８〜３０の回転速度を制御可能にしている。

このため、上記ダイ１５とポンプ２８〜３０との各内部同士を互いに連通させる樹脂流動通路は限りなく小さくでき、その容積を極めて小さくできる。

よって、上記ポンプ２８〜３０の回転速度を変更するよう制御した場合において、その吐出量を多くしようとして回転速度を速くするよう変更したり、吐出量を少なくしようとして回転速度を遅くするよう変更したりして樹脂３〜５に圧力変化が生じた時には、上記のように容積の小さい樹脂流動通路内にあって体積の小さい樹脂３〜５は、その圧縮量や膨張量の体積変化量は小さく抑制される。

この結果、上記したポンプ２８〜３０の回転速度の制御により、その吐出量を所望値に変更した場合、この変更の開始から、この変更された所望値の吐出量が上記ダイ１５の内部に達するまでには、上記のように樹脂の体積変化量が小さいため、この変化量の吸収には時間を要しないこととなる。つまり、上記ポンプ２８〜３０の回転速度の制御に対し、この制御されたポンプ２８〜３０から吐出される所望値の吐出量が上記ダイ１５の内部に達することに関しての応答性が向上し、このため、上記制御に合致する寸法精度の高い多重管２を得ることができる。

また、前記したように、各押出機６〜８が、スクリュー押出機本体９と、このスクリュー押出機本体９の軸心９ａの軸方向の一端部９ｂに取り付けられ、このスクリュー押出機本体９を駆動させる電動機１０とを備え、上記各スクリュー押出機本体９の他端部９ｃを上記各ポンプ２８〜３０にそれぞれ締結し、これらポンプ２８〜３０群を中心として上記各押出機６〜８を放射状に配置している。

このため、上記各押出機６〜８は、前記のようにコンパクトに配置されたものではあるが、隣り合う各押出機６〜８の電動機１０，１０同士の間隔は大きくでき、これらに対する配線や保守、点検作業が容易にできて便利である。

なお、以上は図示の例によるが、上記押出機６〜８とポンプ２８〜３０とはそれぞれ２台であってもよく、４台以上であってもよい。また、上記各押出機６〜８は押出成形装置１の正面（背面）視や側面視でポンプ２８〜３０群を中心として放射状に配置してもよい。

押出成形装置の全体平面図である。押出成形装置の背面図である。図１で示したものの部分拡大断面図である。

符号の説明

１押出成形装置
２多重管
３樹脂
４樹脂
５樹脂
６押出機
７押出機
８押出機
９スクリュー押出機本体
９ａ軸心
９ｂ一端部
９ｃ他端部
１０電動機
１５ダイ
１６内側管成形通路
１７外側管成形通路
１８中間管成形通路
２０樹脂通路
２１樹脂通路
２２樹脂通路
２８ポンプ
２９ポンプ
３０ポンプ
３１側面
３２側面
３３上面
３４下面
３７ポンプケース
３８ロータ
３９電動機
４０一体型ケース
４１締結具

Claims

樹脂を熱溶融させて押し出す複数のスクリュー式押出機と、これら各押出機から押し出された各樹脂を前方に向かい通過させて多重管を成形するダイと、上記各押出機とダイとの間に介設されて上記各押出機から押し出された各樹脂をそれぞれ導入する一方、これら各樹脂を上記ダイに送り込むよう吐出する容積式ポンプとを備えた樹脂多重管の押出成形装置において、
上記各ポンプを上記ダイの左、右側面、および上、下面のうち、いずれか一つの面の外方近傍に集中配置したことを特徴とする樹脂多重管の押出成形装置。
上記各ポンプのポンプケースを互いに一体成形して一体型ケースとしたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂多重管の押出成形装置。
上記各ポンプのポンプケースを上記ダイの上記一つの面に直接取り付け、上記各ポンプの回転速度を制御可能にしたことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の樹脂多重管の押出成形装置。
上記各押出機が、スクリュー押出機本体と、このスクリュー押出機本体の軸心の軸方向の一端部に取り付けられ、このスクリュー押出機本体を駆動させる電動機とを備え、上記各スクリュー押出機本体の他端部を上記各ポンプにそれぞれ締結し、これらポンプ群を中心として上記各押出機を放射状に配置したことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の樹脂多重管の押出成形装置。