JP3970792B2

JP3970792B2 - 押出成形方法および押出成形装置

Info

Publication number: JP3970792B2
Application number: JP2003089543A
Authority: JP
Inventors: 隆之小林
Original assignee: Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Current assignee: Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP2004291524A; US7504056B2; US20040247731A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出成形方法および押出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のウインドモールのように、長さ方向に沿って断面形状が連続的に変化する連続押出し成形品を製造するには、一定断面形状で押し出されたワークの一部を切除治具を用いて削除し、当該切除治具をアクチュエータで動かして切除位置を順次に変化させることにより可変断面を得る方法がある。
【０００３】
この方法では、押出機のスクリュー回転数を一定に保持するため、吐出量の制御が容易であり、安定的に精度の高い製品が得られる。しかし、多くの切除材が発生するために、材料費が高くなる。
【０００４】
このため、ダイの開口部の形状を変化させるために開口部に形状変化板を往復移動自在に設けると共に当該形状変化板をアクチュエータに連結し、当該形状変化板の移動による開口部の断面形状の変化に応じて、押出機のスクリュー回転数をシーケンス制御し、樹脂の吐出量を変化させるものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、ダイと押出機との間にギヤポンプを設けると共に当該ギヤポンプの前に圧力検出器を設け、当該圧力検出器の表示する圧力が設定圧力になるように、押出機のスクリュー回転数をフィードバック制御するものが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−７１７３０号公報（図１〜図３）
【０００７】
【特許文献２】
特公平６−５５４１５号公報（図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１ではダイの開口部の断面形状の変化に対する樹脂の吐出量の変化の追従性が十分でなく、押出機のスクリュー回転数を変化させても、樹脂の吐出量がリニアに変化しないため、変化率の大きな形状のものを成形するには適さない。また、押出機が一定回転していても吐出量の精度は±３パーセントのばらつきをもっており、連続的に回転数を変化させた場合は、この±３パーセントの精度は更に低下し、精度の要求値を満たせない。
【０００９】
特許文献２では、ダイに最終的に樹脂を供給するのは押出機ではなくギヤポンプであり、ギヤポンプの吐出量は時間的にも量的にも精度の低い押出機から供給される樹脂の供給量の変化に対して追従させているだけであり、吐出量を時間軸で制御する形態にはなつていない。圧力変化を検出してフィードバック制御を行なう方法では、起動時や設定条件を変更する際の比較的吐出量の変化率が小さい場合であれば問題ないが、僅か数百ミリの範囲で断面形状が変化するような自動車用のモール部品の製造においては演算が追いつかず、圧力上昇によるギヤポンプの破壊、あるいは圧力降下による充填不良などが発生してしまうため必要な変化率を確保するのは困難である。
【００１０】
そこで本発明は、上記の課題を解決した押出成形方法および押出成形装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に係る発明の構成は、押出機からダイに材料を供給し、形状が常に一定の第１開口部と、形状が変化して零または零でない一定の大きさから他の一定の大きさまでの間で変化する第２開口部とから材料を押し出し、前記第２開口部の形状をシーケンス制御することで、押し出される押出成形品の形状を連続的に変化させる押出成形方法において、前記押出機と前記ダイとの間にギヤポンプを設け、当該ギヤポンプにより前記第１開口部と前記第２開口部との双方へ材料を供給し、当該ギヤポンプの回転数を前記第２開口部の断面形状の変化に連動させてシーケンス制御することにより、前記第１開口部と前記第２開口部との双方への材料の供給量を連続的に制御し、前記押出機の回転数を、前記ギヤポンプの回転数に連動させてシーケンス制御し、材料が前記第１開口部・第２開口部へ至る前に少なくとも２以上の流路に枝分かれする分岐部を設け、当該２以上の流路の少なくともひとつ以上に流量を調整するための弁機構を設け、当該弁機構の開閉により、夫々の流路に供給される材料の量を制御することを特徴とする。
【００１２】
このような押出成形方法では、第２開口部の断面形状の変化に連動させてギヤポンプの回転数がシーケンス制御されるので、ギヤポンプが第１開口部および第２開口部の断面形状と対応した量の材料を供給する。そして、断面形状が変化する第２開口部の形状が零になる場合であっても、断面形状が一定の第１開口部へは材料が流れるため、材料の流れが停止する状態になることはない。
このような押出成形方法では、ギヤポンプの回転数に連動させて押出機の回転数をシーケンス制御するので、押出機の応答性・追従性が良好である。
このような押出成形方法では、ギヤポンプにより供給された材料を、材料が夫々の開口部へ至る前に弁機構が分配して材料の量を更に制御するので、前記第１開口部・第２開口部へ至る材料の量のバランスが調整され、押出成形品の断面精度が向上する。
【００１３】
請求項２に係る発明の構成は、押出機からダイに材料を供給し、形状が常に一定の第１開口部と、形状が変化して零または零でない一定の大きさから他の一定の大きさまでの間で変化する第２開口部とから材料を押し出し、前記第２開口部の形状をシーケンス制御することで、押し出される押出成形品の形状を連続的に変化させる押出成形方法において、前記押出機と前記ダイとの間にギヤポンプを設け、当該ギヤポンプにより前記第１開口部と前記第２開口部との双方へ材料を供給し、当該ギヤポンプの回転数を前記第２開口部の断面形状の変化に連動させてシーケンス制御することにより、前記第１開口部と前記第２開口部との双方への材料の供給量を連続的に制御し、前記押出機の回転数を、前記ギヤポンプの回転数に連動させてシーケンス制御し、前記ギヤポンプに加えて少なくとも１以上の他のギヤポンプを、前記ダイと前記押出機との間に直列に接続し、前記ギヤポンプを流れる主供給流路と、前記ギヤポンプどうしの間から分岐したバイパス流路とを設け、前記主供給流路は前記第１開口部に接続し、前記バイパス流路は前記第２開口部に接続したことを特徴とする。
【００１４】
このような押出成形方法では、第２開口部の断面形状の変化に連動させてギヤポンプの回転数がシーケンス制御されるので、ギヤポンプが第１開口部および第２開口部の断面形状と対応した量の材料を供給する。そして、断面形状が変化する第２開口部の形状が零になる場合であっても、断面形状が一定の第１開口部へは材料が流れるため、材料の流れが停止する状態になることはない。
このような押出成形方法では、ギヤポンプの回転数に連動させて押出機の回転数をシーケンス制御するので、押出機の応答性・追従性が良好である。
このような押出成形方法では、夫々のギヤポンプの吐出量の差から生じる材料がバイパス流路へ流れるので、材料の量を制御して第１開口部・第２開口部に正確に分配することができ、押出成形品の断面精度が向上する。主供給流路が接続された第１開口部では、ギヤポンプを複数回通過した材料が供給され、押出成形品の断面精度が特に向上する。
【００１５】
請求項３に係る発明の構成は、請求項１または２に記載の押出成形方法において、前記押出機の回転数を変化させるタイミングを、前記ギヤポンプの回転数の変化の開始・終了のタイミングよりも早めて制御することを特徴とする。
【００１６】
このような押出成形方法では、一般的に押出機の回転数変化に対して押出機の吐出量の変化の応答性が低く、材料供給量が変化するまでに若干のタイムラグがあるが、このタイムラグを予測してタイミングを早めておくことにより、材料供給量の追従性・圧力の安定性が向上する。
【００１７】
請求項４に係る発明の構成は、請求項１〜３のいずれかに記載の押出成形方法において、前記ギヤポンプの入口の圧力を検出し、当該圧力が略一定になるように、前記押出機の回転数をフィードバック制御することを特徴とする。
【００１８】
このような押出成形方法では、ギヤポンプの入口の圧力が略一定になるように押出機の回転数をフィードバック制御するので、ギヤポンプの入口の圧力が設定した圧力になるように、押出機の吐出量のバラツキの変動が吸収される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による押出成形方法および押出成形装置の実施の形態を説明する。
【００２５】
（ａ）実施の形態１
まず、本発明による押出成形方法の実施の形態１を実施するための押出成形装置の全体構成を図１に示す。
【００２６】
図１について説明する前に、図６のウインドモールについて説明する。ウインドモール１０は、図のように長さ方向に沿って、その断面形状が順次変化する。このウインドモール１０は、長さ方向に沿って一定の断面形状を有する意匠部表皮Ａ，意匠部本体Ｂ，ガラス開口部Ｃ，シールリップ部Ｅと、長さ方向に沿って断面形状が連続的に変化するウォータガイド部Ｄとで構成される。意匠部表皮Ａはアイオノマーまたはエチレン−アクリル酸コポリマーまたは硬度Ｄ４０〜７０程度のＴＰＯやＳＢＣなどの熱可塑性エラストマーで構成され、意匠部本体Ｂ，ガラス開口部Ｃ，ウォータガイド部Ｄは硬度Ａ８０〜９０程度のＴＰＯやＳＢＣなどの熱可塑性エラストマーで構成され、シールリップ部Ｅは硬度Ａ５０〜７０程度のＴＰＯやＳＢＣなどの熱可塑性エラストマーで構成される。なお、ＰＶＣは腐食性があってかつ熱安定性が低いことから、ギヤポンプを用いる本発明にはあまり適していない。
【００２７】
図６のウインドモールを成形するためのダイの構造を図３に示す。ダイ１は、固定ダイ２と可動ダイ３とで構成され、固定ダイ２は、ガラス開口部Ｃを形成するための開口部１２ｃと、シールリップ部Ｅを形成するための開口部１２ｅと、ウォータガイド部Ｄを形成するための開口部１２ｄと、を有し、可動ダイ３は意匠部表皮Ａを形成するための開口部１２ａと、意匠部本体Ｂを形成するための開口部１２ｂと、を有する。そして、夫々の開口部どうしが接する部分には、図示しない薄い仕切部が設けられている。シーケンス制御により可動ダイ３を図の上下方向へ駆動すると、可動ダイ３が固定ダイ２における開口部１２ｄの上部の閉塞範囲を増減するので、開口部１２ｄの大きさを連続的に変化させることができる。このため、固定ダイ２と可動ダイ３とから形成される開口部１２ａ〜１２ｄより押し出されるウインドモールは、長さ方向に沿って断面形状が順次に変わることになる。
【００２８】
ここで、断面形状が、その長さ方向で異なる開口部１２ｄについては、供給する樹脂（材料）の単位時間当りの量を連続的に変化させる必要がある。その場合に、開口部１２ｄに独立した流路から樹脂を供給すると、供給量の変化は全開時の１００パーセント状態から全閉時の０パーセント状態まで連続的に変化させることになる。このため、ギヤポンプを設けたとしても、ギヤポンプの回転数は断続的に停止状態になってしまう。ワークの形状によっては全閉の状態が続くことになり、樹脂の滞留による材料の劣化の虞がある。また、ギヤポンプを停止状態から起動させる際には、負荷が大きくて制御が不安定になり易いことや、歯車どうしのかじりが発生し易いので、ギヤポンプを停止させるのは望ましくない。
【００２９】
このようなことから、ギヤポンプの制御により吐出量を変化させた樹脂を、開口部１２ｃおよび開口部１２ｄの双方に供給すると、開口部１２ｄの最大断面の時と最小断面の時との面積比を小さくし、変化率を小さくすることが可能であると共に、開口部１２ｃに対しては樹脂が常に供給されることになるので、ギヤポンプの停止状態がなくなる。
【００３０】
以上のことから、本発明では開口部１２ｃ，１２ｄにまとめて樹脂を供給すると共に、開口部１２ｃ，１２ｄに供給する樹脂の総量を変化させる構成を採用する。このため、押出成形装置は、図１のように構成されている。即ち、図３に示すダイ１における断面形状が変化しない開口部１２ａ，１２ｂ，１２ｅに樹脂を個別に供給する押出機５ａ，５ｂ，５ｅと、断面形状が変化しない開口部１２ｃと変化する開口部１２ｄとにまとめて樹脂を供給する押出機５ｃｄとが、ダイ１に接続されている。図１中、１１は押し出された押出成形品を冷却するための冷却水槽である。
【００３１】
図２は図１における押出機５ｃｄと関連する部分のみを抜き出して、その制御等の状態を示すものである。前記のように、ダイ１は固定ダイ２と可動ダイ３とで構成され、ダイ１に押出機５ｃｄが接続されている。そして、可動ダイ３を上下方向へ駆動するためのアクチュエータ４が設けられている。これにより、開口部１２ｄの断面積を変化させるために可動ダイ３を上下に変化させる第１シーケンス制御が行なわれる。
【００３２】
開口部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｅは断面形状が変化しないので、一定の樹脂量を供給すればよいが、開口部１２ｄは断面積が変化するので、開口部１２ｃ，１２ｄへまとめて供給する樹脂量は変化させる必要がある。そのために、ダイ１と押出機５ｃｄとの間にギヤポンプ７が設けられる。
【００３３】
押出機に特有の材料供給のバラツキ・スリップ・排圧変化などに起因する吐出計算の精度の低さをギヤポンプにより補うことができ、ギヤポンプは吐出精度が極めて高く、製品形状の高精度化が可能である。ギヤポンプは押出機に比べて回転数と吐出量の比例性が良好であり、回転数の変化に対して吐出量が直ちに変化するので、変化領域での精度，応答性が極めて高く、押出成形品の形状の高精度化が図れると共に急激な変化に対しても追従が可能となるため、成形可能な形状が拡大され、従来にない意匠性，性能，機能を有する製品の製造が可能となる。
【００３４】
そして、ギヤポンプ７の回転数をダイ１の開口部１２ｃ，１２ｄの断面積の大きさに連動させて樹脂の供給量を増減させる第２シーケンス制御と、押出機５ｃｄの回転数をギヤポンプ７の回転数に連動させて樹脂の供給量を増減する第３シーケンス制御と、ギヤポンプ７の入口の樹脂圧力の大きさに基づいてギヤポンプ７の入口の樹脂圧力が略一定になるように押出機５ｃｄの回転数を増減するフィードバック制御とが行なわれるように構成されている。
【００３５】
前記第２シーケンス制御を可能にするため、ギヤポンプ７が制御部６に接続されている。開口部１２ｃ，１２ｄの断面積の大きさの変化に対するギヤポンプ７の回転数変化・吐出量変化の比例性・応答性は、押出機５ｃｄに比べて良好であり、樹脂の供給の精度が高く、かつ急激な変化に対しても追従が可能である。ギヤポンプ７を駆動するための図１のモータ９は、インバータモータでも良いが、ＡＣサーボモータを用いるのが望ましい。応答性や変化率の良好性を重視する場合には、吐出量を一定に保つために用いる標準的なモータ容量に比べ、その３倍以上の容量を有するモータを用いるのが望ましい。
【００３６】
前記第３シーケンス制御における、押出機５ｃｄのスクリュー回転数の変化の開始・停止のタイミングは、ギヤポンプ７の回転数の変化の開始・停止のタイミングと同じでも良いが、押出機５ｃｄの応答性に応じてこのタイミングを早めても良い。押出機５ｃｄの能力・スクリューデザイン・ヘッドの内部容積によって押出機５ｃｄの応答性が変わってくるが、実施の範囲では０〜０．５ｓｅｃ程度の範囲で押出機５ｃｄの変化のタイミングを早めると、ギヤポンプ７の入口の圧力変動が少なく、安定した制御が可能になる。また、押出機５ｃｄの回転数が上昇するときと下降するときとで、早める時間の長さを変えるようにしても良い。タイミングを必要以上に早めてしまうと押出機５ｃｄからの樹脂の供給量の変化の方が先行することになり、ギヤポンプ７の入口の圧力変動が大きくなってしまうので、適正な範囲で調整するのが望ましい。
【００３７】
前記フィードバック制御を可能にするため、ギヤポンプ７の入口には樹脂圧力計(圧力検出器)１３が設けられ、当該樹脂圧力計１３が制御部６に接続されている。そして、ギヤポンプ７の入口の樹脂圧力が略一定になるように、押出機５ｃｄの回転数がフィードバック制御される。ギヤポンプ７の入口の樹脂圧力を略一定にするのは、ギヤポンプ７の充填率の安定化と、ギヤポンプ７の保護のためであり、ギヤポンプ７の回転数が上昇すると入口の樹脂圧力が低下し、回転数が下降すると樹脂圧力が上昇するので、これらを補正するのである。つまり、ギヤポンプ７の吐出量にみあった量の樹脂を押出機５ｃｄが供給するように、樹脂圧力計１３から押出機５ｃｄにフィードバックされることになる。
【００３８】
ギヤポンプ７の回転数の変化によってギヤポンプ７の入口の圧力が変動するのを検知してフィードバック制御することから、タイムラグが大きく、開口部の断面積の変化率が大きい場合には押出機５ｃｄの回転数の追従が困難になることがある。このため、第３シーケンス制御とフィードバック制御との双方を併用するのが望ましい。但し、押出機５ｃｄの吐出量は、樹脂の食い込みや排圧の変化等の影響によりバラツキが生じるので、吐出量の変化を繰り返すうちに供給量に過不足が生じてしまって圧力が安定しないことがある。
【００３９】
このようなことから、開口部１２ｃと開口部１２ｄとに独立して樹脂を供給できるように、固定ダイ２の内部の流路を２つに分岐させる分岐部を設け、第１段目の流量調整手段としてのギヤポンプ７に対し、第２段目の流量調整手段として夫々の流路の流量を相対的に調整できる弁機構１４が設けられる。弁機構１４の構成を図４に示す。固定ダイ２には深さが一定の凹部１５が形成され、凹部１５の略中央には分岐用凸部（分岐部）１６と仕切部１７とが形成されている。そして、ギヤポンプ７から凹部１５へ樹脂を導入する導入孔１８が仕切部１７の反対側に形成されている。固定ダイ２には凹部１５を塞ぐ蓋２ａが取り付けられ、この蓋２ａの部分に図３で示した開口部１２ｃ，１２ｄ，１２ｅの部分が形成されていることから、導入孔１８から導入された樹脂が分岐用凸部１６より上の流路１５ｄへ流れると開口部１２ｄから押し出され、下の流路１５ｃへ流れると開口部１２ｃから押し出されることになる。
【００４０】
開口部１２ｄの大きさは時間と共に変化するので、開口部１２ｄへ流れる樹脂の流量を制御するために弁機構１４が設けられる。即ち、アクチュエータ１９が固定ダイ２に装着され、アクチュエータ１９には往復移動可能なロッド（バルブ）１９ａが設けられている。ロッド１９ａは固定ダイ２に形成された断面形状が四角形の溝に摺動自在に挿入され、最大に突出させた状態ではロッド１９ａの先端が分岐用凸部１６に当接して流路１５ｄの断面積が零になる。形状が常に一定の開口部１２ｃに連通する流路１５ｃの断面積は、樹脂が常に一定量だけ供給されるようにバルブは設けられていない。
【００４１】
図４において、可動ダイ３に形成された開口部１２ａ，１２ｂの部分は、独立した押出機５ａ，５ｂに接続されている。固定ダイ２・蓋２ａに形成された開口部１２ｅ，１２ｅどうしは連通しており、これらは独立した押出機５ｅに接続されている。
【００４２】
次に、押出成形装置の作用を説明する。図１において、押出機５ａ，５ｂ，５ｅから夫々一定の量の樹脂が供給され、図３，図４に示す開口部１２ａ，１２ｂ，１２ｅから押し出される一方、押出機５ｃｄから供給されて量の変化する樹脂が、図３，図４の開口部１２ｃ，１２ｄから押し出される。開口部１２ａ，１２ｂ，１２ｅ，１２ｃの形状は変化しないが、開口部１２ｄの形状は時間と共に変化し、開口部１２ａ，１２ｂ，１２ｅ，１２ｃ，１２ｄから押し出されて形成された樹脂が開口部間の仕切部を通過した後に相互に結合して一体となり、押出成形品としてのウインドモールとなる。
【００４３】
開口部１２ｃと開口部１２ｄとの双方に供給される樹脂の量は時間と共に変化するので、この部分については図２に基づいて詳細に説明する。開口部１２ｄの断面積を変化させるために、可動ダイ３の位置を上下に制御する（第１シーケンス制御）。また、開口部１２ｃ、１２ｄの断面積の大きさに基づいてギヤポンプ７の回転数が制御され（第２シーケンス制御）、開口部１２ｃ，１２ｄへ供給する樹脂の供給量が高精度で調整される。ギヤポンプ７の吐出量変化の比例性・応答性が、押出機５ｃｄに比べて良好であり、急激な変化に対しても追従が可能である。更に、ギヤポンプ７の回転数の制御と連動し、押出機５ｃｄの回転数が制御される（第３シーケンス制御）。このとき、押出機５ｃｄの変化のタイミングを早めると、ギヤポンプ７の入口の圧力変動が少なく、安定した制御が可能になる。また更に、ギヤポンプ７の入口の樹脂圧力計１３が示す樹脂圧力が略一定になるように、押出機５ｃｄの回転数が制御される（フィードバック制御）。これにより、ギヤポンプ７の吐出量にみあった量の樹脂を、押出機５ｃｄが供給することになる。押出機５ｃｄからの樹脂の供給のタイムラグが大きく、断面積の変化率が大きい場合には押出機５ｃｄの回転数の追従が困難になることがあるが、第３シーケンス制御とフィードバック制御との双方を併用することで追従が円滑となる。
【００４４】
開口部１２ｃ，１２ｄの断面積変化に基づいてギヤポンプ７の回転数が変わり、図４のギヤポンプ７から固定ダイ２へ送られる樹脂の量が順次に少なくなる。この場合に開口部１２ｄの断面積は順次に少なくなって最後には零になるが、開口部１２ｃの断面積は変化しないので、図４の弁機構１４が樹脂の流れる量を制御する。図５（ａ）に示すように可動ダイ３が最上部に位置して開口部１２ｄの断面積が最大の場合は、流路１５ｄへのバルブ１９ａの突出量は零であって流路１５ｄはバルブ１９ａによっては全く塞がれず、流路１５ｄの断面積は最大となる。図５（ｂ）のように開口部１２ｄの断面積が中位の場合は、バルブ１９ａの突出量は中位であって流路１５ｄの略半分がバルブ１９ａによって塞がれ、流路１５ｄの断面積は略半分となる。図５（ｃ）のように可動ダイ３が最下部に位置して開口部１２ｄの断面積が最小で零の場合は、バルブ１９ａの突出量は最大であって流路１５ｄはバルブ１９ａによって完全に塞がれ、流路１５ｄの断面積は零となり、樹脂は流れない。図５（ｃ）の場合であっても、流路１５ｃには常に一定量の樹脂が流れるので、図２において樹脂の流れが停止することはない。
【００４５】
【表１】

【００４６】
吐出量の変化を本発明と従来とで比較したものを、図７（ａ）（ｂ）に示すと共に上の表に示す。図７（ａ）は本発明に係るものであり、図７（ｂ）は従来のもの（特許文献２に相当する）である。ここで、二点鎖線は押出機の回転数プログラムであり、破線は押出機からの樹脂の供給量であり、一点鎖線はギヤポンプの回転数プログラムであり、実線はギヤポンプからの現実の樹脂の吐出量である。従来は押出機からの樹脂の供給量が変化し始めて変化が完了するまでの時間がｔ₂と長かったが、本発明ではｔ₃となって短い。また、表から解るように、押出機からの吐出量の誤差は従来は±１０％で多かったが、本発明では±０．５％に減少している。更に、吐出量が変化し始めるタイミングについては、従来はｔ₁のタイムラグがあるのに対し、本発明ではタイムラグが生じなかった。
【００４７】
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図８に示す。この実施の形態は実施の形態１における図２の一部を変更したものなので、同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００４８】
この実施の形態は、実施の形態１における図２のギヤポンプに更にギヤポンプを加えたものであり、第１ギヤポンプ７ａと第２ギヤポンプ７ｂとを直列に接続し、第１ギヤポンプ７ａと第２ギヤポンプ７ｂとを接続する主供給流路８の中間部を別個に固定ダイ２に接続してバイパス流路９を設け、固定ダイ２に樹脂を供給するための流路を、断面形状が一定の開口部１２ｃに接続される主供給流路８と、断面形状が変化する開口部１２ｄに接続されるバイパス流路９とに分割したものである。既に流路は分岐しているので、図４の分岐部や弁機構は設けられない。
【００４９】
このような構成であることから、開口部１２ｃ，１２ｄの双方に供給する樹脂の総量を第１ギヤポンプ７ａにより計量して供給し、第２ギヤポンプ７ｂでは開口部１２ｃに供給するために必要な樹脂の量を計量して供給する。その結果、バイパス流路９への樹脂の供給量は、（第１ギヤポンプ７ａの吐出量−第２ギヤポンプ７ｂの吐出量）となり、バイパス流路９からは開口部１２ｄに必要な樹脂の量が提供され、夫々の開口部に必要な量の樹脂が精度よく供給される。そして、一定の形状を有する開口部１２ｃへ供給するための樹脂については、２つのギヤポンプを通過するため、押出機５ｃｄの吐出変動による圧力変動をより受け難くなり、精度がより向上する。ウインドモールにおけるガラス開口部Ｃは、特に高い精度が要求される部分なので、その効果が大きい。
【００５０】
その他の構成・作用については実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００５１】
なお、実施の形態２では、ギヤポンプを２つ直列に接続したものを示したが、３つ以上接続してもよい。この場合、断面形状が一定あるいは変化する開口部を３つ以上設ける場合に有用である。
【００５２】
（ｃ）実施の形態３
次に、実施の形態３を図９に示す。この実施の形態も実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００５３】
この実施の形態も、実施の形態１における図２のギヤポンプに更にギヤポンプを加えたものであり、こんどは第１ギヤポンプ７ａ，第２ギヤポンプ７ｂを並列に接続し、主供給流路８ａ，８ｂを別個に開口部１２ｃ，１２ｄに接続したものである。
【００５４】
例えば開口部２ｄの断面形状が変化するが断面形状が完全に消滅して断面積が零になることがないような場合には、このように第１ギヤポンプ７ａと第２ギヤポンプ７ｂとを並列に２台接続することができる。夫々の開口部１２ｃ，１２ｄに供給される樹脂の量は、夫々のギヤポンプ７ａ，７ｂの回転数によりダイレクトに制御できるため、ギヤポンプ７ａ，７ｂを直列に接続した場合に比べ、プログラムの設定や微調整を容易に行なうことができる。
【００５５】
同一材料で形成される部分に対して２箇所以上の部分が夫々異なるタイミング、異なる変化量で変化するような場合は、精度を確保しやすく、有効な手段となる。
【００５６】
その他の構成・作用は実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００５７】
なお、実施の形態３ではギヤポンプを２つ並列に接続したものを示したが、３つ以上接続してもよい。この場合、断面形状が一定あるいは変化する開口部を３つ以上設ける場合に有用である。また、断面形状が一定あるいは変化する開口部を３つ以上設ける場合は、ギヤポンプ７ａ，７ｂを直列接続したものと並列接続したものとの双方を設けることもできる。更に、実施の形態１〜３において、第２開口部は形状が零になる場合を示したが、零にならない場合であってもよい。また更に、実施の形態１〜３において、材料としては樹脂に限らず、押し出し成形できるものであればよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、本発明に係る押出成形方法および押出成形装置によれば、断面形状が常に一定の第１開口部と、常に変化する第２開口部とから材料を押し出し、ギヤポンプの回転数を第２開口部の断面形状の変化に連動させて連続的にシーケンス制御するので、押出機特有の材料供給のバラツキ・スリップ・排圧変化などに起因する吐出計量精度の変化を、ギヤポンプにより補正できるため、吐出量の精度，応答性が極めて高く、押出成形品の高精度化が可能である。また、断面形状の急激な変化に対しても精度や応答性が極めて高いことから、追従が可能である。更に、ギヤポンプは停止することなく常に材料の供給を継続することになるので、材料の流れが停止することによる材料の劣化や、停止状態から起動状態になる際の制御のばらつきや、ギヤどうしのかじりの発生を未然に防止することができる。
また、ギヤポンプの回転数に連動させて押出機の回転数をシーケンス制御するので、押出機の応答性・追従性が良好である。
更に、ギヤポンプにより供給された材料を、材料が夫々の開口部へ至る前に弁機構が分配して材料の量を更に制御するので、前記第１開口部・第２開口部へ至る材料の量のバランスが調整され、押出成形品の断面精度が向上する。
このほか、他のギヤポンプを設けて主供給流路とバイパス流路とを設けた場合は、夫々のギヤポンプの吐出量の差から生じる材料がバイパス流路へ流れるので、材料の量を制御して第１開口部・第２開口部に正確に分配することができ、押出成形品の断面精度が向上する。主供給流路が接続された第１開口部では、ギヤポンプを複数回通過した材料が供給され、押出成形品の断面精度が特に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による押出成形装置の実施の形態１を示す斜視図。
【図２】本発明による押出成形装置の実施の形態１の要部を示す構成図。
【図３】本発明による押出成形装置の実施の形態１のダイの構成図。
【図４】本発明による押出成形装置の実施の形態１における弁機構の斜視図。
【図５】本発明による押出成形装置の実施の形態１における弁機構の作用説明図。
【図６】ウインドモールの断面形状の変化状態を示す説明図。
【図７】開口部からの樹脂の吐出量の変化が完了するまでの時間を従来と比較して示すグラフ。
【図８】本発明による押出成形装置の実施の形態２の要部を示す構成図。
【図９】本発明による押出成形装置の実施の形態３の要部を示す構成図。
【符号の説明】
１…ダイ
５ｃｄ…押出機
７，７ａ，７ｂ…ギヤポンプ
８，８ａ，８ｂ…主供給流路
９…バイパス流路
１２ｃ，１２ｄ…開口部
１３…樹脂圧力計

Claims

押出機からダイに材料を供給し、形状が常に一定の第１開口部と、形状が変化して零または零でない一定の大きさから他の一定の大きさまでの間で変化する第２開口部とから材料を押し出し、前記第２開口部の形状をシーケンス制御することで、押し出される押出成形品の形状を連続的に変化させる押出成形方法において、
前記押出機と前記ダイとの間にギヤポンプを設け、当該ギヤポンプにより前記第１開口部と前記第２開口部との双方へ材料を供給し、当該ギヤポンプの回転数を前記第２開口部の断面形状の変化に連動させてシーケンス制御することにより、前記第１開口部と前記第２開口部との双方への材料の供給量を連続的に制御し、
前記押出機の回転数を、前記ギヤポンプの回転数に連動させてシーケンス制御し、
材料が前記第１開口部・第２開口部へ至る前に少なくとも２以上の流路に枝分かれする分岐部を設け、当該２以上の流路の少なくともひとつ以上に流量を調整するための弁機構を設け、当該弁機構の開閉により、夫々の流路に供給される材料の量を制御することを特徴とする押出成形方法。
押出機からダイに材料を供給し、形状が常に一定の第１開口部と、形状が変化して零または零でない一定の大きさから他の一定の大きさまでの間で変化する第２開口部とから材料を押し出し、前記第２開口部の形状をシーケンス制御することで、押し出される押出成形品の形状を連続的に変化させる押出成形方法において、
前記押出機と前記ダイとの間にギヤポンプを設け、当該ギヤポンプにより前記第１開口部と前記第２開口部との双方へ材料を供給し、当該ギヤポンプの回転数を前記第２開口部の断面形状の変化に連動させてシーケンス制御することにより、前記第１開口部と前記第２開口部との双方への材料の供給量を連続的に制御し、
前記押出機の回転数を、前記ギヤポンプの回転数に連動させてシーケンス制御し、
前記ギヤポンプに加えて少なくとも１以上の他のギヤポンプを、前記ダイと前記押出機との間に直列に接続し、前記ギヤポンプを流れる主供給流路と、前記ギヤポンプどうしの間から分岐したバイパス流路とを設け、前記主供給流路は前記第１開口部に接続し、前記バイパス流路は前記第２開口部に接続したことを特徴とする押出成形方法。
請求項１または２に記載の押出成形方法において、
前記押出機の回転数を変化させるタイミングを、前記ギヤポンプの回転数の変化の開始・終了のタイミングよりも早めて制御することを特徴とする押出成形方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の押出成形方法において、
前記ギヤポンプの入口の圧力を検出し、当該圧力が略一定になるように、前記押出機の回転数をフィードバック制御することを特徴とする押出成形方法。
形状が常に一定の第１開口部と、形状が変化して零または零でない一定の大きさから他の一定の大きさまでの間で変化する第２開口部とを有するダイと、当該ダイに材料を供給する押出機とで構成され、前記第２開口部の形状がシーケンス制御される押出成形装置において、
前記押出機と前記ダイとの間にギヤポンプを設け、当該ギヤポンプの回転数を前記第２開口部の断面形状の変化に連動させて連続的にシーケンス制御し、
前記押出機の回転数を、前記ギヤポンプの回転数に連動させてシーケンス制御し、
材料が前記第１開口部・第２開口部へ至る前に少なくとも２以上の流路に枝分かれする分岐部を設け、当該２以上の流路の少なくともひとつ以上に流量を調整するための弁機構を設けたことを特徴とする押出成形装置。
形状が常に一定の第１開口部と、形状が変化して零または零でない一定の大きさから他の一定の大きさまでの間で変化する第２開口部とを有するダイと、当該ダイに材料を供給する押出機とで構成され、前記第２開口部の形状がシーケンス制御される押出成形装置において、
前記押出機と前記ダイとの間にギヤポンプを設け、当該ギヤポンプの回転数を前記第２開口部の断面形状の変化に連動させて連続的にシーケンス制御し、
前記押出機の回転数を、前記ギヤポンプの回転数に連動させてシーケンス制御し、
前記ギヤポンプに加えて少なくとも１以上の他のギヤポンプを、前記ダイと前記押出機との間に直列に接続し、前記ギヤポンプを流れる主供給流路と、前記ギヤポンプどうしの間から分岐したバイパス流路とを設け、前記主供給流路は前記第１開口部に接続し、前記バイパス流路は前記第２開口部に接続したことを特徴とする押出成形装置。
請求項５または６に記載の押出成形装置において、
前記押出機の回転数の変化するタイミングを、前記ギヤポンプの回転数の変化の開始・終了のタイミングよりも早めて制御することを特徴とする押出成形装置。
請求項５〜７のいずれかに記載の押出成形装置において、
前記ギヤポンプの入口に圧力検出器を設け、圧力検出器の示す圧力が略一定になるように、前記押出機の回転数をフィードバック制御することを特徴とする押出成形装置。