JP3723538B2 - 環状体の成形装置及びその成形方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２層からなる環状体を成形する環状体の成形装置及びその成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば二層に積層された環状体を成形するための確立された技術はなく、例えば射出成形により上記環状体を成形しようとしても、以下のようなことから困難であった。
【０００３】
例えば管継ぎ手など中空状の成形品を射出成形する場合には、離型性を十分に考慮しなければならず成形が困難であるとともに、溶融樹脂を金型内のキャビティに高圧で射出して成形するため金型製作費などの成形コストが莫大になり、このため採算性などを考慮すると開発を断念せざるを得なかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上述のように従来では困難であった、環状体を成形する新たな技術を確立することが要望されていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の環状体の成形装置は、少なくとも二層に積層された環状体を成形する成形装置であって、型開き自在になされた一対の金型と、この金型内に配置され下層材を周面に保持する芯型材と、上記下層材と上記金型との間に上層材を形成するパリソンを供給するパリソン供給装置とを備え、少なくとも一方の上記金型には、上記芯型材に近接・離間する移動部材が設けられ、型締め時において金型及び移動部材と芯型材とで、前記環状体に対応した空間部が形成されるように構成される一方、上記芯型材の周面には螺旋状の溝部が形成されるとともに、上記金型及び移動部材の内面には上記螺旋状の溝部に挿入配置される螺旋状の凸部が形成されたものである。
【０００６】
請求項２に係る発明の環状体の成形装置は、前記移動部材が、芯型材にスライドして近接・離間するスライド部材からなるものである。
【０００７】
請求項３に係る発明の環状体の成形装置は、前記芯型材の溝部の間に形成された螺旋状の凸部天面には、溝部が当該凸部に沿って連続もしくは不連続な状態で螺旋状に形成されてなるものである。
【０００８】
請求項４に係る発明の環状体の成形方法は、中心部に設けられた芯型材の周面に環状の下層材を挿入保持し、続いて下層材の外周にパリソンを供給して芯型材及び下層材をパリソンで覆った後、金型の成形面の一部を除いて当該金型を型締めし、続いて金型に設けられた移動部材の移動により残りの成形面の一部を形成して、少なくとも二層に積層された環状体を成形する成形方法であって、上記芯型材の周面に螺旋状の溝部を形成するとともに、上記金型及び移動部材の内面に上記螺旋状の溝部に挿入配置される螺旋状の凸部を形成して、成形品である環状体の外周面に螺旋状の溝部を形成するとともに、環状体の内周面に螺旋状の凸部を形成することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明の環状体の成形方法は、下層材の外周にパリソンを供給して芯型材及び下層材をパリソンで覆った後に、当該パリソンの端部を保持してこのパリソンを軸芯方向に引き延ばし、続いて金型の成形面の一部を除いて当該金型を型締めすることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明の環状体の成形方法は、前記芯型材を回転させることで、成形した環状体を該芯型材から離型することを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係る発明の環状体の成形方法は、前記下層材が、止水機能を有する材質からなるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の環状体の成形装置及びその成形方法により成形される成形品（環状体）の一例を示している。
【００１６】
この成形品Ａは、一方の管端と他方の管端とを接続するための管継ぎ手であり、止水機能を有する不織布Ａ１からなる下層材と、後述するパリソン供給装置により供給されるパリソンにより成形される合成樹脂Ａ２からなる上層材との２層が積層された円筒状に形成されている。
【００１７】
そして、この成形品Ａには、図１及び図２に示すように、外周面に螺旋状の溝部Ａ３が形成されるとともに、内周面に上記溝部Ａ３に対応して螺旋状の凸部Ａ４が形成されている。このように成形品Ａの内外周面を形成することによって、成形品Ａの内周面は螺旋状の凸部Ａ４の間に形成された溝部Ａ５がネジ部になっている。
【００１８】
従って、接続する管端外周面に上記成形品Ａのネジ部に対応するネジ部を形成することによって、成形品Ａと各管端とをねじ込みによって接続することができ、これにより一方の管端と他方の管端とを管継ぎ手としての成形品Ａを介して接続することができる。
【００１９】
そして、上述した成形品Ａは、以下に説明する本発明の環状体の成形装置及び成形方法によって成形される。
【００２０】
図３は、成形装置の概略構成を示している。
【００２１】
成形装置は、左右一対の金型１、２と、金型１、２間に設けられた芯型材３と、芯型材３の上方に設けられ芯型材３と金型１、２との間にパリソンを供給するパリソン供給装置４とを備えている。
【００２２】
金型１、２は、図示しない油圧シリンダなどの移動手段によりそれぞれ左右に移動自在に設けられており、芯型材３、並びにパリソン供給装置４のパリソン供給部４１を基準にして型開き及び型締めが行われるようになされている。
【００２３】
前記金型１、２は、型締めした際にその中心部に全体として円柱状の開口が形成されるように図４に示すような各内周面１１、２１が加工されており、これら内周面１１、２１には凸部１２、２２が全体として連続した螺旋状になるように形成されている。
【００２４】
そして、上述したように開口を形成する上記金型１の一部は、図４に示すように移動部材としてのスライド部材１３で構成されている。スライド部材１３は、金型１の前後に一対設けられており、上記金型１、２とで開口を形成する成形位置と、金型１の前後側方に拡張する離間位置との間で伸縮シリンダやモータ等のアクチュエータによりスライド自在に構成されている。
【００２５】
芯型材３は、前記開口よりもやや小さい円柱状に形成されており、その外周面には、前記金型１、２が型締めした際に前記凸部１２、２２が挿入配置される溝部３１が上下に亘って螺旋状に設けられている。
【００２６】
従って、この芯型材３を挟んで金型１、２が型締めした際には、これら金型１、２と芯型材３との間に、図５に示すように前記成形品Ａに対応したキャビティ（空間部）５が形成されることになる。
【００２７】
この芯型材３には、成形品Ａの成形時において円筒状に形成された不織布Ａ１をその外周面にはめ込んで保持する保持手段が設けられている。保持手段は、前記溝部３１の底面に複数の通口３２が形成されるとともに、芯型材３の内部にはこれら通口３２に連通する連通路（図示省略）が設けられ、該連通路に外部に設けられた吸引・送風装置６がホース６１を介して連結されている。
【００２８】
吸引・送風装置６は、通口３２から当該装置側にエアを吸い込むことができるとともに、逆に装置側から通口３２にエアを送ることができるように構成されている。従って、不織布Ａ１をはめ込んだ状態で吸引・送風装置６を作動させて通口３２を通じてエアを吸引することで、当該不織布Ａ１を芯型材３の外周面に吸着させて保持することができる。
【００２９】
さらに、芯型材３の下端近傍には、心材３の外周全体をパリソンＡ２′が覆った際に当該パリソンＡ２′の下端部を芯型材３の下端に把持する図示しないチャック装置が設けられている。
【００３０】
パリソン供給装置４は、図示しない押し出し機により加熱軟化させた合成樹脂のパリソンＡ２′をパリソン供給部４１から金型１、２間となる芯型材３の外周面に供給するもので、この装置自体は従来から周知のものである。パリソンは、底部が開放されたチューブ状の所謂無底パリソンが前記パリソン供給部４１から供給される。また、このパリソン供給装置４は図示しない昇降装置により昇降自在に構成されている。
【００３１】
次に、上述のように構成された成形装置によって成形品Ａを成形する場合について、本発明の成形方法とともに説明する。
【００３２】
まず、金型１、２を型開きした状態で、芯型材３に不織布Ａ１をかぶせて吸引・送風装置６により吸引して保持する。この後、パリソン供給装置４によりパリソンＡ２′を上方から金型１、２間と芯型材３との間に供給して不織布Ａ１の外周にかぶせて芯型材３とともに覆う。
【００３３】
続いて、パリソンＡ２′の下端部をチャック装置により把持し、この状態でパリソン供給装置４を上昇させてパリソンＡ２′を軸芯方向に所定の長さ引き延ばす。この状態で金型１、２を型締めする。この際、金型１のスライド部材１３は図６に示すように離間位置に配置されており、パリソンＡ２′はスライド部材１３の除く金型１、２と芯型材３との間に不織布Ａ１を介して挟まれた状態になる。
【００３４】
この後、スライド部材１３を離間位置から図７に示すように芯型材３に近接する成形位置にスライドさせ、これによりスライド部材１３を含む金型１、２と芯型材３とで形成されるキャビティ５にパリソンＡ２′と不織布Ａ１とを挟み込む。次に、吸引・送風装置６では、前述した吸引を停止して今度はエアを通口３２を通じてキャビティ５に送り込み、これによってパリソンＡ２′が冷却固化され、所定時間経過後に金型１、２を型開きする。
【００３５】
金型１、２の型開きは、先にスライド部材１３を成形位置から離間位置にスライドさせた後、金型１、２を型開きして元の状態に戻すようにするか、必要に応じてはスライド部材１３を成形位置に保持した状態で金型１、２を型開きした後に、スライド部材１３を離間位置にスライドさせて元の状態に戻すようにする。
【００３６】
このように金型１、２を型開きすることによって、成形品Ａが芯型材３に保持された状態で露出される。この成形品Ａは、その形状上、芯型材３に螺入された状態になっており、作業者が手で成形品Ａを回転させることで、成形品Ａを芯型材３から上方に引き出して離型させることができる。
【００３７】
また、図３に二点鎖線で示すように芯型材３を回転させる駆動装置７を設けるとともに、芯型材３の螺旋状の溝部３１を利用して当該芯型材３を駆動装置７により回転させながら下降させるように構成する。従って、成形品Ａを取出装置などで固定的に保持した状態で芯型材３を駆動装置７により回転させることで、成形品Ａを芯型材３から離型させることができる。このように芯型材３を回転させるように構成すると芯型材３からの成形品Ａの離型を自動化することが可能になる。さらに、成形品Ａを取出装置などで保持した状態で芯型材３を下降させることなく回転させるだけでも、成形品Ａを芯型材３から上方に引き出して離型させることができる。
【００３８】
これにより内層が不織布Ａ１で外層が合成樹脂Ａ２である２層を積層した成形品Ａを成形することができる。しかも、成形時にパリソンを予め延ばして型締めしているので、均一な厚みで表面等に皺がない良質な成形品Ａを成形することができる。
【００３９】
そして、この成形品Ａによって管体と管体との端部同士を、内層の不織布Ａ１により高い止水機能をもたせた状態で接続することができる。
【００４０】
このようにパリソンを用いた成形により２層の円筒状の成形品Ａを成形することで、金型などの製作コストを抑えることができ、成形コストの低減を図ることができるとともに、成形品Ａの形状変更も容易に行なえる。また、金型からの離型性も良く全体の成形性も良いので成形品Ａの歩留りの向上を図ることができる。
【００４１】
即ち、本発明の環状体の成形装置及びその成形方法は、パリソンを用いたブロー成形技術に金型１、２及び芯型材３によるプレス成形の要素を取り入れた新規な技術であり、これにより従来から一般的な射出成形とは異なる成形手法を確立している。
【００４４】
なお、本実施の形態では、パリソン供給装置４を上昇させてパリソンを引き延ばしたが、パリソン供給装置４を固定して芯型材３側を下降させてパリソンを引き延ばすようにしてもよい。さらに、パリソンを引き延ばす工程は必ずしも必要でなく、省略してもよい。
【００４５】
さらに、スライド部材１３の数も成形品の形状などを考慮して、必要数設ければよいし、一方の金型１に限らず、他方の金型２や両方の金型１、２に設けてもよい。また、移動部材としてはスライド部材１３によるスライド動作に限らず、例えば回動動作などにより芯型材３に近接・離間するように移動することで、成形面の一部を形成するように構成してもよい。
【００４６】
また、下層材は不織布Ａ１に限らず、成形品の使用目的に応じて決定すればよく、また、止水機能を有する材質のものとしても不織布Ａ１に限るものでない。
【００４７】
さらに、予め２種類の下層材を芯型材３に保持しておくことで、３層以上の成形品を成形することもできるし、２層以上のパリソンを供給することで３層以上の成形品を成形することもできる。
【００４８】
また、本実施の形態では、吸引・送風装置６により芯型材３に不織布Ａ１を保持するようにしたが、吸引・送風装置６によらずに芯型材３のみで不織布Ａ１を保持するようにしてもよい。つまり、吸引・送風装置６や通口３２などを省略してもよい、この場合、吸引・送風装置６によるキャビティ５へのエアの送り込みも省略することになる。
【００４９】
図８及び図９は、前述した成形品Ａを改良した成形品を成形する他の成形装置を示している。
【００５０】
この成形品Ａ′は、図１０及び図１１に示すように前述した成形品Ａのネジ部となる溝部Ａ５の底面に凸部Ａ６が該溝部Ａ５に沿って螺旋状に形成されたものである。なお、成形品Ａ′の他の形状については成形品Ａと同様であり、同部分に同符号を付して説明は省略する。
【００５１】
そして、このような成形品Ａ′を成形する成形装置には、芯型材３の溝部３１の間に形成されている螺旋状の凸部３３天面に溝部３４を形成している。
【００５２】
この溝部３４は、上記凸部３３天面に沿って螺旋状に形成されている。つまり、凸部３３は成形品Ａ′の溝部Ａ５を成形する部位であり、この部位に溝部３４を形成することによって、成形品Ａ′の溝部Ａ５に上述したような凸部Ａ６を形成するようにしている。
【００５３】
成形装置の他の構成については、芯型材３の通口３２が上下部にのみ設けられていることを除いて、前述した成形装置と同様であり、同部材に同符号を付して説明は省略する。また、この成形装置を用いて前述した成形方法と同様な手順をとることで成形品Ａ′を成形することができる。
【００５４】
このようにして溝部Ａ５に凸部Ａ６を有する成形品Ａ′を成形することで、成形品Ａ′と各管端とをねじ込みによって接続する際において、両者が面接触ではなく凸部Ａ６による線接触となる。つまり、ねじ込む際の接触面積が小さくなることで、両者の摩擦抵抗を小さくすることができ、これによりねじ込みをスムーズに行え接続作業が容易に行える。
【００５５】
また、凸部Ａ６を潰すような形で成形品Ａ′と各管端とをねじ込むことによって、この凸部Ａ６が成形品Ａ′と各管端との嵌合寸法のバラツキを吸収することができる。これにより、両者の寸法精度を緩和することができるので成形性の向上を図ることができる。
【００５６】
なお、ここでは、溝部Ａ５に凸部Ａ６を連続的に形成するものについて述べたが、凸部Ａ６を所定間隔を隔てて不連続な状態で螺旋状に形成するものであってもよい。つまり、このような凸部Ａ６を形成するように溝部３４を不連続な状態で凸部３３天面に形成すればよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の環状体の成形装置及びその成形方法によれば、パリソンを用いた成形により少なくとも二層に積層された環状体を成形することができ、しかも成形コストの低減を図ることができるとともに、環状体の形状変更も容易に行なえる。また、金型からの離型性も良く全体の成形性も良いので成形品である環状体の歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形品を示す斜視図である。
【図２】成形品の断面形状を示す断面図である。
【図３】本発明の成形装置の概略構成を示す側面図である。
【図４】金型及び芯型材を示す型開き時の平面図である。
【図５】金型と芯型とで形成されるキャビティを示す断面図である。
【図６】金型及び芯型材を示す型締め時の平面図である。
【図７】型締め時におけるスライド部材の動作を示す平面図である。
【図８】本発明の成形装置の他の例を示す側面図である。
【図９】金型と芯型材とで形成されるキャビティを示す断面図である。
【図１０】成形品を示す断面図である。
【図１１】成形品の断面形状を示す拡大の断面図である。
【符号の説明】
１ 金型
１２ 凸部
１３ スライド部材
２ 金型
２２ 凸部
３ 芯型材
３１ 溝部
３３ 凸部
３４ 溝部
４ パリソン供給装置
Ａ 成形品
Ａ′ 成形品
Ａ１ 不織布（下層材）
Ａ２ 合成樹脂（上層材）
Ａ２′ パリソン
Ａ３ 溝部
Ａ４ 凸部
Ａ５ 溝部
Ａ６ 凸部

Claims (7)

  1. 少なくとも二層に積層された環状体を成形する成形装置であって、
    型開き自在になされた一対の金型と、この金型内に配置され下層材を周面に保持する芯型材と、上記下層材と上記金型との間に上層材を形成するパリソンを供給するパリソン供給装置とを備え、少なくとも一方の上記金型には、上記芯型材に近接・離間する移動部材が設けられ、型締め時において金型及び移動部材と芯型材とで、前記環状体に対応した空間部が形成されるように構成される一方、上記芯型材の周面には螺旋状の溝部が形成されるとともに、上記金型及び移動部材の内面には上記螺旋状の溝部に挿入配置される螺旋状の凸部が形成されたことを特徴とする環状体の成形装置。
  2. 前記移動部材は、芯型材にスライドして近接・離間するスライド部材であることを特徴とする請求項１記載の環状体の成形装置。
  3. 前記芯型材の溝部の間に形成された螺旋状の凸部天面には、溝部が当該凸部に沿って連続もしくは不連続な状態で螺旋状に形成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の環状体の成形装置。
  4. 中心部に設けられた芯型材の周面に環状の下層材を挿入保持し、続いて下層材の外周にパリソンを供給して芯型材及び下層材をパリソンで覆った後、金型の成形面の一部を除いて当該金型を型締めし、続いて金型に設けられた移動部材の移動により残りの成形面の一部を形成して、少なくとも二層に積層された環状体を成形する成形方法であって、
    上記芯型材の周面に螺旋状の溝部を形成するとともに、上記金型及び移動部材の内面に上記螺旋状の溝部に挿入配置される螺旋状の凸部を形成して、成形品である環状体の外周面に螺旋状の溝部を形成するとともに、環状体の内周面に螺旋状の凸部を形成することを特徴とする環状体の成形方法。
  5. 下層材の外周にパリソンを供給して芯型材及び下層材をパリソンで覆った後に、当該パリソンの端部を保持してこのパリソンを軸芯方向に引き延ばし、続いて金型の成形面の一部を除いて当該金型を型締めすることを特徴とする請求項４記載の環状体の成形方法。
  6. 前記芯型材を回転させることで、成形した環状体を該芯型材から離型することを特徴とする請求項４又は５記載の環状体の成形方法。
  7. 前記下層材は、止水機能を有する材質からなることを特徴とする請求項４、５又は６記載の環状体の成形方法。
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