JP2011093167A

JP2011093167A - 管体の押出成形方法および管体の押出成形装置

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Publication number: JP2011093167A
Application number: JP2009248353A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kimura; 洋治木村; Kyohei Sato; 恭平佐藤; Hiroshi Yamaguchi; 博山口; Yukio Miura; 由起夫三浦
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2029-10-29
Also published as: CN102059790B; US20110101562A1; US8956559B2; JP5347907B2; CN102059790A

Abstract

【課題】管体（ホース）の押出成形方法は、マンドレルを用いなくても、複雑な曲げ形状を有する管体を製造する。
【解決手段】製造方法は、断面円形の開口側内周面２５ａを有する押出孔２５と、押出孔２５と同芯上に配置された芯側ダイス２６とを有する押出ダイス２３を用いて、開口側内周面２５ａと芯側ダイス２６の芯側外周面２６ｄとの間に形成される押出通路２７を通じて、ゴム材料を押し出すことにより押出管体ＨＡを形成する。このとき、芯側ダイス２６を押出孔２５に対して回転および軸方向へ位置制御することにより、ゴム材料が開口側内周面２５ａと芯側外周面２６ｄとに接触する面積を周方向で変更し、ゴム材料が押し出される速度を周方向で異なる値に設定して、押出管体ＨＡを曲げ形状とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車の温水配管、燃料配管、その他の機械に用いる曲げ形状の管体を製造する方法および管体の押出成形装置に関する。

従来、この種の屈曲した形状のホースの製造方法は、以下の工程をとっている。すなわち、未加硫ゴムを押し出すことによりホース中間体を形成し、冷却しさらに離型剤を塗布した後に所定長さに切断し、さらにホース中間体を、曲がり形状の金属製のマンドレルに手作業で挿入して加硫することでホースを形成し、さらに該ホースを金属製のマンドレルから抜き取る。こうした金属製のマンドレルを用いる工程では、ホース中間体をマンドレルへ挿入する作業や、マンドレルから加硫後のホースを抜き取る作業が人手によるものであるために面倒であるという課題がある。

また、曲がり部を有する押出製品を製造する方法として、特許文献１に記載されているように、曲がり部を有する押出材の製造方法が知られている。しかし、この技術を適用しても、３次元的な複雑な曲げ形状に対応できないという問題があった。

特開平１０−２６３６８２号公報

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、マンドレルを用いなくても、複雑な曲げ形状を有する管体を製造する方法およびその管体の押出成形装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
適用例１は、断面円形の開口側内周面を有する押出孔と、該押出孔と同芯上に配置された芯側ダイスとを有する押出ダイスを用いて、上記開口側内周面と芯側ダイスの芯側外周面との間に形成される押出通路を通じて、管材料を押し出すことにより押出管体を形成する方法であって、
上記芯側ダイスを上記押出孔に対して回転および軸方向へ位置制御することにより、上記管材料が上記開口側内周面と上記芯側外周面とに接触する面積を周方向で変更し、該管材料が押し出される速度を周方向で異なる値に設定して、押出管体を曲げ形状とする。

適用例１のホースの押出方法によると、芯側ダイスを軸方向または回転方向へ位置制御することで、つまり、押出ダイスの開口側内周面と芯側外周面との周方向におけるゴム材料の接触面積を変更することで、ゴム材料を連続的に押出せば、ストレート形状および３次元の種々の曲率の曲げ形状の押出管体であっても、製造することができ、生産性に優れている。

また、押出管体は、曲げ形状とするのに、従来の技術で説明したようなマンドレルを挿入する必要がなく、作業が簡単で生産性に優れている。

［適用例２］
適用例２の上記芯側ダイスは、その先端部が円柱を斜めに切断した傾斜面を有する構成であり、これにより簡単な手法により周方向の接触面積を変更することができる。

［適用例３］
適用例３は、管材料を押し出すことにより押出管体を形成する管体の押出成形装置において、
断面円形の開口側内周面を有する押出孔と、該押出孔と同芯上に配置された芯側ダイスとを有する押出ダイスとを有し、上記開口側内周面と上記芯側ダイスの芯側外周面との間に形成される押出通路を通じて、上記管材料を押し出すホース押出機と、
上記ホース押出機の押出通路に上記管材料を供給するゴム押出機と、
上記芯側ダイスを上記押出孔に対して回転および軸方向へ位置制御することにより、上記管材料が上記開口側内周面と上記芯側外周面とに接触する面積を周方向で変更し、該管材料が押し出される速度を周方向で異なる値に設定するダイス位置制御機構と、
を備えることを特徴とする。

本発明の一実施例にかかるホース（管体）の押出方法により製造されるホースを説明する説明図である。ホースを押出成形するホース押出成形装置を説明する説明図である。図２のホース押出機を拡大した説明図である。押出ダイスの付近を拡大した説明図である。押出ダイスの斜視図である。押出ダイスを説明する説明図である。ホース押出成形装置による製造工程を説明する説明図である。図７に続く工程を説明する説明図である。図８に続く工程を説明する説明図である。図９に続く工程を説明する説明図である。図１０に続く工程を説明する説明図である。図１１に続く工程を説明する説明図である。

（１）曲がり形状のホースＨの概略構成
図１は本発明の一実施例にかかるホース（管体）の押出方法により製造されるホースを説明する説明図である。ホースＨは、例えば、ラジエータとエンジンとの接続する箇所に使用されるゴム製のホースであり、エンジンルーム内における配策経路にしたがって３次元形状に曲げられている。ホースＨは、以下に説明するホース押出成形装置により製造される。

（２）ホースＨの製造方法
（２）−１ホース押出成形装置１０
図２はホースＨを押出成形するホース押出成形装置１０を説明する説明図である。ホース押出成形装置１０は、ホース押出機２０と、ホース押出機２０から押し出される押出管体ＨＡの曲がり形状を変更するように駆動するダイス位置制御機構３０と、ホース押出機２０にゴム材料（管材料）を供給するゴム押出機４０とを備えている。

図３は図２のホース押出機２０を拡大した説明図である。ホース押出機２０は、ダイス基部２２と、ダイス基部２２の端部に設けられた押出ダイス２３とを備えている。ダイス基部２２は、ゴム押出機４０（図２）から供給されるゴム材料が供給される材料供給室２２ａと、材料供給室２２ａに接続されゴム材料を押出ダイス２３へ送る材料供給通路２２ｂとを備えている。

図４は押出ダイス２３の付近を拡大した説明図、図５は押出ダイス２３の斜視図である。押出ダイス２３は、開口側ダイス２４と、芯側ダイス２６とを備えている。開口側ダイス２４は、ホースの外径に対して所定の倍率で設定された内径の開口側内周面２５ａを有する押出孔２５を有しており、芯側ダイス２６との間で押出通路２７を形成しており、材料供給通路２２ｂに接続されている。図３に示す芯側ダイス２６は、ダイス基部２２の貫通孔２２ｃを貫通する支持基材２６ａと、支持基材２６ａの一端に一体形成された芯部２６ｂとを備えている。支持基材２６ａの他端は、図２に示すダイス位置制御機構３０側に連結されており、進退および回転可能なように貫通孔２２ｃに支持されている。図４および図５に示すように芯部２６ｂの先端は、傾斜面２６ｃとなるように所定角度でカットされている。また芯部２６ｂの外周は、開口側内周面２５ａに対向する芯側外周面２６ｄとなっており、その間で押出通路２７および押出通路２７の端部に押出開口２８を形成している。ここで、図６に示すように、開口側内周面２５ａの軸方向Ｄの長さをＬａとし、芯側外周面２６ｄが開口側内周面２５ａと全周にわたって軸方向に重なり合う長さを重複長Ｌで定義すると、芯側ダイス２６の芯部２６ｂの軸方向の位置により重複長Ｌは、０≦Ｌ＜Ｌａで変更可能になっている。つまり、押出通路２７を通るゴム材料は、重複長Ｌを変更することで、開口側内周面２５ａと芯側外周面２６ｄとの両面に接触する面積が周方向Ｒで異なり、摩擦力が異なるように設定される。ここで、開口側内周面２５ａの軸方向の長さＬａは、例えば、１０ｍｍに設定することができ、この場合には、重複長Ｌは、０〜１０ｍｍの範囲で変更されることになる。

図２において、ダイス位置制御機構３０は、前後駆動モータ３２と、支持台３３上に載置された回転駆動モータ３４とを備えている。前後駆動モータ３２は、駆動軸３２ａを駆動することで支持台３３上の回転駆動モータ３４を軸方向に移動することができる。回転駆動モータ３４は、その駆動軸３４ａを、カップリング３６を介して芯側ダイス２６の一端に連結している。したがって、芯側ダイス２６は、前後駆動モータ３２の駆動により、支持台３３上の回転駆動モータ３４の移動を介して軸方向へ位置制御することができ、また、回転駆動モータ３４の駆動により周方向に位置制御することができる。

ゴム押出機４０は、充填室４１ａを形成するシリンダ４１と、充填室４１ａ内に配置され図示しないモータにより回転駆動されるスクリュウ４２とを備え、シリンダ４１の先端の押出ヘッド４３に形成された注入通路４３ａを通じてホース押出機２０のダイス基部２２に接続されている。このゴム押出機４０の構成により、スクリュウ４２が回転駆動されると、シリンダ４１内に充填されているゴム材料が注入通路４３ａを通じてホース押出機２０へ供給される。

（２）−２ホースＨの製造方法
次に、ホース押出成形装置１０により曲がりホースＨを製造する工程を説明する。図２において、ホース押出成形装置１０は、ゴム押出機４０のスクリュウ４２を回転駆動することで充填室４１ａ内のゴム材料を、注入通路４３ａを通じてホース押出機２０の材料供給室２２ａに供給する。そして、図３に示すように、材料供給室２２ａのゴム材料は、材料供給通路２２ｂを通り、さらに押出ダイス２３の押出通路２７を通り、押出開口２８から押出管体ＨＡが押し出される。

また、ホースＨの曲げ形状は、ダイス位置制御機構３０の位置制御により行なわれる。図２に示すダイス位置制御機構３０の前後駆動モータ３２および回転駆動モータ３４の位置制御により、図７に示すように、芯側ダイス２６が図示の位置にあるとする。すなわち、芯側ダイス２６の芯部２６ｂは、その芯側外周面２６ｄが開口側内周面２５ａと軸方向に重なる重複長ＬがＬ１（Ｌａ）に設定されている。この状態にて、ゴム材料は、押出開口２８から押し出される際に、芯側外周面２６ｄと開口側内周面２５ａとが周方向で等しい接触面積であるから、均一な摩擦力を受ける。よって、ゴム材料は、周方向で同じ速度で押し出され、ストレート形状の押出管体ＨＡを形成する。

続いて、ダイス位置制御機構３０の前後駆動モータ３２の駆動により、図８に示すように芯側ダイス２６を矢印方向ｄ１に移動させて、重複長ＬをＬ２にまで小さくすると、ゴム材料は、押出開口２８から押し出される際に、芯側外周面２６ｄと開口側内周面２５ａに対して異なった接触面積となり、図示の下方が上方より大きな摩擦力を受ける。よって、ゴム材料は、周方向で異なった速度で押し出され、遅い速度の方向へ曲がった押出管体ＨＡを形成する。

図９に示すように、芯側ダイス２６を矢印方向ｄ１にさらに移動して、重複長ＬをＬ３まで短くすると、ゴム材料は、周方向での速度差がより大きくなり、押出管体ＨＡはさらに大きな曲率で曲がることになる。そして、図１０に示すように、芯側ダイス２６を矢印方向ｄ２に移動し、さらに１８０゜回転すると、押出管体ＨＡはストレート形状になる。そして、図１１に示すように芯側ダイス２６を矢印方向ｄ１に移動して重複長ＬをＬ５に設定すると、押出管体ＨＡは図示上方への曲げ形状となり、さらに図１２に示すように芯側ダイス２６を矢印方向ｄ１に移動して、重複長ＬをＬ６に設定すると押出管体ＨＡの曲げ形状の曲率を上げることができる。そして、押出管体ＨＡが所定長さまで押し出されたときに切断し、これを図示しない加硫釜に装填することで加硫を行なうことで曲げ形状のホースが完成する。

（３）実施例の作用・効果
上記実施例の構成により、上述した効果のほか、以下の効果を奏する。
（３）−１実施例にかかるホースの押出方法によると、芯側ダイス２６を軸方向または回転方向へ位置制御することで、つまり、押出ダイス２３の開口側内周面２５ａと芯側外周面２６ｄとの周方向におけるゴム材料の接触面積を変更することで、ゴム材料を連続的に押出せば、ストレート形状および３次元の種々の曲率の曲げ形状の押出管体ＨＡであっても、製造することができ、生産性に優れている。

（３）−２押出管体ＨＡは、曲げ形状とするのに、従来の技術で説明したようなマンドレルを挿入する必要がなく、作業が簡単で生産性に優れている。

（３）−３押出管体ＨＡは、押出開口２８が一定であり、押出速度が周方向で異なるだけであるから、その肉厚も一定になる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施例では、管体として、ゴム製のホースについて説明したが、これに限らず、エラストマや金属などの各種の管材料を適用することができる。

１０…ホース押出成形装置
２０…ホース押出機
２２…ダイス基部
２２ａ…材料供給室
２２ｂ…材料供給通路
２２ｃ…貫通孔
２３…押出ダイス
２４…開口側ダイス
２５…押出孔
２５ａ…開口側内周面
２６…芯側ダイス
２６ａ…支持基材
２６ｂ…芯部
２６ｃ…傾斜面
２６ｄ…芯側外周面
２７…押出通路
２８…押出開口
３０…ダイス位置制御機構
３２…前後駆動モータ
３２ａ…駆動軸
３３…支持台
３４…回転駆動モータ
３４ａ…駆動軸
３６…カップリング
４０…ゴム押出機
４１…シリンダ
４１ａ…充填室
４２…スクリュウ
４３…押出ヘッド
４３ａ…注入通路
Ｈ…ホース
ＨＡ…押出管体

Claims

断面円形の開口側内周面（２５ａ）を有する押出孔（２５）と、該押出孔（２５）と同芯上に配置された芯側ダイス（２６）とを有する押出ダイス（２３）を用いて、上記開口側内周面（２５ａ）と芯側ダイス（２６）の芯側外周面（２６ｄ）との間に形成される押出通路（２７）を通じて、管材料を押し出すことにより押出管体（ＨＡ）を形成する方法であって、
上記芯側ダイス（２６）を上記押出孔（２５）に対して回転および軸方向へ位置制御することにより、上記管材料が上記開口側内周面（２５ａ）と上記芯側外周面（２６ｄ）とに接触する面積を周方向で変更し、該管材料が押し出される速度を周方向で異なる値に設定して、押出管体（ＨＡ）を曲げ形状とする管体の押出成形方法。
請求項１に記載の管体の押出成形装置において、
上記芯側ダイス（２６）は、その先端部が円柱を斜めに切断した傾斜面（２６ｃ）を有する管体の押出成形方法。
管材料を押し出すことにより押出管体（ＨＡ）を形成する管体の押出成形装置において、
断面円形の開口側内周面（２５ａ）を有する押出孔（２５）と、該押出孔（２５）と同芯上に配置された芯側ダイス（２６）とを有する押出ダイス（２３）とを有し、上記開口側内周面（２５ａ）と上記芯側ダイス（２６）の芯側外周面（２６ｄ）との間に形成される押出通路（２７）を通じて、上記管材料を押し出すホース押出機（２０）と、
上記ホース押出機（２０）の押出通路（２７）に上記管材料を供給するゴム押出機（４０）と、
上記芯側ダイス（２６）を上記押出孔（２５）に対して回転および軸方向へ位置制御することにより、上記管材料が上記開口側内周面（２５ａ）と上記芯側外周面（２６ｄ）とに接触する面積を周方向で変更し、該管材料が押し出される速度を周方向で異なる値に設定するダイス位置制御機構（３０）と、
を備えることを特徴とする管体の押出成形装置。