JP4068471B2 - 縦縞笠木の成形方法と成形用金型装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、縦縞笠木の成形方法と成形用金型装置、更に詳しくは、押し出し成形によって形成される手摺り用笠木に対して、その外面に異色の樹脂帯を周方向に所定の間隔で配置することにより、長さ方向に連続する縦縞を形成するための成形方法と、これに用いる金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９に示すように、階段や通路等の壁面に取り付ける手摺り１として、アルミ等の心材２の外側に合成樹脂製の笠木３を被せて取り付け、心材２をブラケット４で壁面５に固定するようにした手摺りが知られている。
【０００３】
上記笠木３は、硬質又は半硬質の合成樹脂を用い、下部が切り離し状で、切り離し部分の両側に内側へ向けての折り返し部を設けた筒状の断面形状に押し出し成形され、心材２の外側に被せて取り付けることで使用される。
【０００４】
上記のような笠木３を用いた手摺り１は、安全の面から強度が要求されると共に、室内に取り付けることにより装飾性や美観も重要視され、このため、従来の笠木３においては、使用する合成樹脂を着色したり、合成樹脂内に木粉を混合して外面に木目模様を付与する等のことが行われている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３０１７９１３号公報（第１頁、第２頁、第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、着色や木目模様を付与した従来の合成樹脂製の笠木３は、既存のイメージを払拭することができず、見た目にも装飾性に優れたものとは言えないため、本出願人は、装飾性や美観の向上のために縦縞による模様の表示に着目し、合成樹脂による上記縦縞模様の押し出し成形を実現すべく鋭意研究と実験を繰り返すことで、この発明の完成に至ったものである。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、合成樹脂による押し出し成形によって縦縞の模様を形成することができるようにし、従来の合成樹脂製笠木がもつイメージを払拭することで、装飾性や美観の向上を図ることができる縦縞笠木の成形方法と成形用金型装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、成形金型の成形孔と中子型で溶融樹脂を笠木本体に成形すると共に、成形孔の内周に設けた突条でこの笠木本体の外面に長さ方向に連続する凹溝を形成し、次に、上記凹溝内に成形孔の周囲から笠木本体と異色の溶融樹脂を供給して充填した後、仕上げ金型の仕上げ孔と中子型で笠木の外径を仕上げるようにする構成を採用したものである。
【０００９】
請求項２の発明は、溶融樹脂が通過することで笠木本体を成形する成形孔と中子型を備えた成形金型と、この成形金型の笠木本体が押し出される前面側に重ねて固定され、押し出される笠木本体の外径を仕上げる仕上げ孔と中子型を備えた仕上げ金型とからなり、上記成形金型における成形孔の内周面に、押し出される笠木本体の外面に凹溝を形成する多数の突条を周方向に所定の間隔で突設し、この成形金型の仕上げ金型に対する重なり面に、成形孔の周囲を囲むように突条と同じ数が放射状の配置となり、各突条の端面を仕上げ金型から凹入させる多数の溝通路と、この溝通路群の外側を囲むような配置となり、凹溝に充填する溶融樹脂の供給口と連通する樹脂分配溝と、この樹脂分配溝で囲まれた部分に、樹脂分配溝の樹脂を各放射状の溝通路に導く樹脂流れ空間とを設けた構成を採用したものである。
【００１０】
ここで、上記成形孔と仕上げ孔は円形に形成され、中子型の取り付け部分を成形孔及び仕上げ孔の内周下部に設定することで成形空間は一部切り離しの環状となり、また、放射状となる溝通路群は成形孔の周囲に成形孔と同心円の円形の配置となり、樹脂分配溝は円形で成形孔に対して上方に片寄って配置され、溝通路の底面と樹脂流れ空間を形成するための凹入面が同一面に形成され、樹脂分配溝に供給した溶融樹脂は、樹脂流れ空間を通って全ての溝通路へ均等に流入するようになっている。
【００１１】
上記成形金型と仕上げ金型は、押し出し成形機の先端に固定した本体金型の前面に、樹脂押し出し口に連通するよう固定され、押し出し機から押し出された笠木本体用の溶融樹脂は、成形金型の成形孔を通過することで、外径が円形に成形され、内部の中子型で内径が成形されることで、断面形状が一部切り離しの環状になる。
【００１２】
上記成形金型の成形孔は、内周に多数の突条が設けられているので、成形孔内を押し出されて行く笠木本体の外面に、各突条の部分で長さ方向に連続する多数の凹溝が形成されることになる。
【００１３】
また、成形金型の樹脂供給口には、笠木本体となる樹脂と異色の溶融樹脂が供給され、この異色の溶融樹脂は、樹脂分配溝を満たした状態で、樹脂流れ空間から溝通路に向けて流出し、溝通路は各突条の端面を仕上げ金型が重なる面よりも凹入させているので、溝通路に流入した異色の樹脂は、各突条で形成された凹溝内に流入してこの凹溝を埋めることになる。
【００１４】
凹溝を異色の樹脂で埋められた笠木本体は、仕上げ金型の仕上げ孔を通過することで平滑な外面に仕上げられ、凹溝を埋める異色の樹脂に突出の発生がない外面の笠木に仕上がり、仕上げ金型から押し出されたこの笠木は水冷等により冷却する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１のように、縦縞笠木の成形用金型装置は、押し出し成形機の先端で樹脂押し出し口１２を備えた本体金型１１の前面に固定される成形金型１３と、この成形金型１３の笠木本体が押し出される前面側に重ねて固定され、押し出される笠木本体の外径を仕上げる仕上げ金型１４とで形成されている。
【００１７】
上記成形金型１３は、中央部の位置に、前半が後方小径のテーパ状で後半がストレートな円形の成形孔１５が貫通するよう設けられ、その内部に中子型１６が同心円の配置で設けられ、この成形孔１５と中子型１６で形成された成形空間１７が一部切り離しの環状になっている。
【００１８】
また、仕上げ金型１４は、中央部の位置に円形の仕上げ孔１８が貫通するよう設けられ、その内部に中子型１９が同心円の配置で設けられ、この仕上げ孔１８と中子型１９で形成された成形空間２０が一部切り離しの環状になっており、上記仕上げ孔１８は笠木の外径を仕上げる内径に設定され、上記成形金型１１の成形孔１５におけるストレートな後半が成形孔１８と一致する内径となり、成形金型１３と仕上げ金型１４は、成形孔１５におけるストレートな後半と仕上げ孔１８が同軸心となって両成形空間１７と２０が一致するように重ね合わせ状態でボルト締結される。
【００１９】
上記成形金型１３の成形孔１５内に位置する中子型１６は、前半が円錐部で後半が円軸部となり、円軸部の下部に設けた薄い取り付け片２１を成形孔１５の内周下部に固定することにより、成形孔１５と同軸心の配置となり、円軸部が笠木の内径を成形することになる。
【００２０】
また、仕上げ金型１４の中子型１９は、図４のように、仕上げ孔１８に対する下部の連接部分２２を残して仕上げ金型１４から一体に削り出され、仕上げ孔１８と同軸心の配置となり、成形金型１３の中子型１６における円軸部と同径になり、笠木の内径を仕上げることになる。
【００２１】
従って、押し出し成形機から押し出された溶融樹脂は、成形空間１７と２０を通過することにより、内外径が同心円で一部切り離しの環状となる断面形状の連続した長尺物の笠木に成形されることになる。
【００２２】
上記成形金型１３の成形孔１５における後半のストレート部分の内周面には、図１と図２及び図６のように、押し出される笠木本体の外面軸方向に連続した凹溝を形成するため、軸方向に長い多数の突条２３が周方向に所定の間隔で突設され、このため、成形孔１５の後半部の内径面は、突条２３とこの突条２３間に形成される凹部が周方向へ交互の配置となる凹凸面になっている。
【００２３】
上記のように、成形孔１５の内周面に多数の突条２３を設けることにより、この成形孔１５内を通過する溶融樹脂の外面が円形に成形されると同時に、この円形外面に突条２３で凹溝が形成されることになる。
【００２４】
図２と図３のように、上記成形金型１３の仕上げ金型１４が重なる面に、成形孔１５の周囲を囲むように配置した環状の溝形成ゾーン２４と、この溝形成ゾーン２４の外側に距離をおいて囲むような配置となる樹脂分配溝２５と、この樹脂分配溝２５で囲まれた部分を凹入させ、樹脂分配溝２５の溶融樹脂を溝形成ゾーン２４に導く樹脂流れ空間２６とが設けられている。
【００２５】
上記した溝形成ゾーン２４には、成形孔１５に突出する突条２３と等しい幅を有し、成形孔１５の周囲を囲むように突条２３と同じ数の多数の溝通路２７が放射状に形成され、しかも各溝通路２７は、各突条２３の突出位置に適合するよう放射状の配置で突条２３の端部を含めて切削加工されているので、図６のように、各突条２３の仕上げ金型１４に臨む端面は、仕上げ金型１４が重なる面よりも溝通路２７の深さ分だけ凹入している。
【００２６】
また、樹脂分配溝２５は、断面略半円形で溝通路２７よりも深く切削加工され、成形孔１５に対して上方に片寄って配置された円形環状もしくは下部で切り離した円形環状に形成され、上記成形金型１３に外面で開口するよう設けた樹脂供給路２８がこの樹脂分配溝２５の上部に連通している。
【００２７】
上記樹脂流れ空間２６は、樹脂分配溝２５と溝形成ゾーン２４で囲まれた部分を溝通路２７の底面と同一面に切削することにより形成され、樹脂供給路２８から樹脂分配溝２５に供給した溶融樹脂は、この樹脂分配溝２５を満たした後、薄い樹脂流れ空間２６を通って全ての溝通路２７へ均等に流入するようになっている。
【００２８】
このような、各溝通路２７に対する溶融樹脂の均等分配は、樹脂分配溝２５を成形孔１５に対して上方に片寄って配置することにより達成される。
【００２９】
即ち、樹脂分配溝２５の上部に溶融樹脂を供給すると、樹脂分配溝２５から溝形成ゾーン２４へ向けての樹脂流れ空間２６における溶融樹脂の垂直面での流動は、上部から下方に速く、両側や下部では遅くなり、これに対応して、樹脂分配溝２５と溝形成ゾーン２４の間隔を上部は長く、両側から下部に行くにしたがい短く設定すれば、溝形成ゾーン２４への溶融樹脂の流れが平均化することになる。
【００３０】
なお、樹脂流れ空間２６の上部から下方への樹脂流れの速度を調整するため、上部の底面深さを他の位置より部分的に浅くなるように加工し、上部から下方への樹脂流れが少なくなるようにしてもよい。
【００３１】
この発明の成形用金型装置は、上記のような構成であり、次に、この成形用金型装置を用いた縦縞笠木の成形方法を説明する。
【００３２】
押し出し成形機の本体金型１１の前面に、樹脂押し出し口１２に連通するよう、成形金型１３と更にその前面に仕上げ金型１４を重ね合わせた状態でボルトにより固定化し、本体金型１１と成形金型１３及び仕上げ金型１４の外側を加熱ジャケットで覆うようにする。
【００３３】
上記の状態で、本体金型１１の樹脂押し出し口１２と成形金型１３の成形孔１５及び仕上げ金型１４の仕上げ孔１８が同軸心状に連通し、成形金型１３内の中子型１６と仕上げ金型１４の中子型１９が連続した一本物となり、成形孔１５及び仕上げ孔１８の内部に下部が切り離された成形空間１７と２０が連通して形成されている。
【００３４】
また、成形金型１３の前面には、溝形成ゾーン２４と樹脂流れ空間２６及び樹脂分配溝２５が形成されているが、この成形金型１３の前面に仕上げ金型１４を重ねて取り付けると、溝形成ゾーン２４の前面及び樹脂分配溝２５よりも外側の前面に仕上げ金型のフラットな後面が重なり、これにより、樹脂分配溝２５と樹脂流れ空間２６の前面が閉鎖され、樹脂分配溝２５から外部への樹脂の漏洩発生をなくし、上記樹脂流れ空間２６は浅い垂直の環状空間として仕上がり、更に、溝形成ゾーン２４に設けた溝通路２７は前面側が閉鎖されることで、成形孔１５に対して半径方向の樹脂流れ通路を形成することになる。
【００３５】
押し出し成形機には、笠木本体となる熱可塑性の樹脂材料を充填してこれを加熱溶融させ、また、成形金型１３の樹脂供給路２８に接続した樹脂押し出し機には、ベースとなる樹脂材料と異色の熱可塑性樹脂材料を充填してこれを加熱溶融させ、この状態で押し出し成形機を起動させると、笠木本体となる溶融樹脂は、本体金型１１の樹脂押し出し口１２から押し出されて成形金型１３と仕上げ金型１４の成形空間１７と２０を通過する。
【００３６】
先ず、成形金型１３の成形空間１７を通過する溶融樹脂は、外径が成形孔１５によって成形され、内径が中子型１６で成形されることにより、下部切り離しの環状となる断面形状となる長尺の笠木本体Ａに連続して成形されていく。
【００３７】
上記成形金型１３の成形孔１５には、その内周面に多数の突条２３が周方向に所定の間隔で突設されているので、図７（Ｂ）のように、成形金型１３の成形空間１７を通過する笠木本体Ａの外径面に多数の凹溝Ｂが、長さ方向に連続して形成されることになる。
【００３８】
また、樹脂押し出し機から成形金型１３の樹脂供給路２８に所定の圧力で供給した溶融状態の異色の樹脂Ｃは、樹脂分配溝２５に流入してこれを満たした状態で、内側の樹脂流れ空間２６に膜状となって流出した後、各溝通路２７内に進入していく。
【００３９】
上記溝通路２７内に流入した異色の樹脂Ｃは成形孔１５に向けて流出し、この各溝通路２７は、突条２３の先端面に達しているので、突条２３で笠木本体Ａの外径面に形成された凹溝Ｂ内に流入し、押し出しによって移動していく笠木本体Ａの凹溝Ｂ内を連続して埋めることになる。
【００４０】
このように、凹溝Ｂ内を異色の樹脂Ｃで埋められた長尺の笠木本体Ａは、凹溝Ｂ内が異色の樹脂Ｃで埋められた直後に仕上げ金型１４の成形空間２０に移動し、外径が仕上げ孔１８によって成形され、同時に異色の樹脂Ｃの外面も笠木本体Ａの外面に一致するよう成形され、内径が中子型１９で成形されることにより、内外径が規定の寸法に仕上げられた長尺笠木Ｄとなる。
【００４１】
上記笠木本体Ａとその凹溝Ｂ内を埋める異色の樹脂Ｃとは、異色の樹脂Ｃで凹溝Ｂ内を埋めるときに、共に加熱された蓄熱状態にあるので、笠木本体Ａと凹溝Ｂ内を埋める異色の樹脂Ｃは溶融一体化することになり、凹溝Ｂ内から異色の樹脂Ｃが剥離するようなことが全くない。
【００４２】
上記仕上げ孔１８は、成形金型１３の成形孔１５と同径になっているので、凹溝Ｂ内を埋める異色の樹脂Ｃの外面を長尺笠木本体Ａの外径面に一致させることになり、従って、仕上げ孔１８から押し出されてきた長尺笠木Ｄの外径面は、凹溝Ｂ内を埋める異色の樹脂Ｃが盛り上がることなく、周方向に平滑な曲面に仕上がることになる。
【００４３】
上記仕上げ孔１８から押し出されてきた長尺笠木Ｄは、水冷等の冷却槽を通過させることにより冷却して断面形状の変形発生を防ぎ、その後、ロール巻きの荷姿にする。
【００４４】
このようにして製造された長尺笠木Ｄは、図７のように、階段や通路等の手摺りにおける金属製芯材に外嵌装着する笠木として使用するものであるが、長尺笠木Ｄは、笠木本体Ａとこの笠木本体Ａの凹溝Ｂ内を埋める異色の樹脂Ｃとで、外径面は異色の帯が周方向に交互の配置となる縦縞（ストライプ）模様となり、従来の合成樹脂製笠木がもつイメージを払拭することで、装飾性や美観の向上を図ることができる。
【００４５】
上記した笠木本体Ａの地色と凹溝Ｂ内を埋める異色の樹脂Ｃの色彩の組み合わせは自由に選択することができ、また、図示の場合、突条２３によって形成される凹溝Ｂの幅を比較的狭く設定し、凹溝Ｂ間の間隔も凹溝Ｂの幅に合わせることにより、幅の狭い縦縞模様を形成したが、成形金型１３に設ける突条２３と溝通路２７の幅を広く設定したり、突条２３と溝通路２７の間隔を変化させることにより、幅と間隔が異なる縦縞模様を形成することができる。
【００４６】
また、上記した成形金型１３と仕上げ金型１４の組み合わせからなる異色樹脂の供給部を複数用い、これを順次前方に連接することにより、長尺笠木本体Ａに形成した凹溝Ｂを二色以上の異色の樹脂Ｃを用いて埋めることにより、三色以上の縦縞模様も形成することができる。
【００４７】
例えば、第１番目の成形金型１３と仕上げ金型１４で、長尺笠木本体Ａに形成した凹溝Ｂの幾つかを第１番目の異色の樹脂Ｃで埋め、次に、第２番目の成形金型１３と仕上げ金型１４で、残った凹溝Ｂを第２番目の異色の樹脂Ｃで埋めるようにすれば、笠木本体Ａの地色とで三色の縦縞模様を形成することができ、異色の樹脂Ｃで埋める各凹溝Ｂの選択は、成形金型１３に設けた溝通路２７の配置を第１と第２番目の成形金型１３で変えておくことにより行える。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、成形金型の成形によって、押し出し成形される笠木本体の外面に凹溝を形成し、この凹溝内に笠木本体と異色の溶融樹脂を充填した後、仕上げ金型の仕上げ孔で笠木の外径を仕上げるようにしたので、押し出し成形によって形成される笠木本体の外径に縦縞模様を形成することができ、従来の合成樹脂製の手摺り用笠木がもつイメージを払拭することで、装飾性や美観の向上を図り、カラフルで見栄えのする縦縞笠木を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】縦縞笠木の成形用金型装置を示す要部の縦断側面図
【図２】図１の矢印II−IIから見た成形金型の正面図
【図３】成形金型の正面側から見た斜視図
【図４】仕上げ金型の正面図
【図５】仕上げ金型の正面側から見た斜視図
【図６】成形金型に設けた突条と溝通路の構造を示す斜視図
【図７】（Ａ）は縦縞笠木を示す斜視図、（Ｂ）は笠木本体に形成した凹溝の形成状態とこれを埋める異色樹脂の関係を示す拡大断面図
【図８】縦縞笠木の使用状態を示す拡大縦断面図
【図９】従来の手摺りを示す縦断面図
【符号の説明】
１１ 本体金型
１２ 樹脂押し出し口
１３ 成形金型
１４ 仕上げ金型
１５ 成形孔
１６ 中子型
１７ 成形空間
１８ 仕上げ孔
１９ 中子型
２０ 成形空間
２１ 取り付け片
２２ 連接部分
２３ 突条
２４ 溝形成ゾーン
２５ 樹脂分配溝
２６ 樹脂流れ空間
２７ 溝通路
２８ 樹脂供給路
Ａ 笠木本体
Ｂ 凹溝
Ｃ 異色の樹脂
Ｄ 笠木

Claims (2)

1. 成形金型の成形孔と中子型で溶融樹脂を笠木本体に成形すると共に、成形孔の内周に設けた突条でこの笠木本体の外面に長さ方向に連続する凹溝を形成し、次に、上記凹溝内に成形孔の周囲から笠木本体と異色の溶融樹脂を供給して充填した後、仕上げ金型の仕上げ孔と中子型で笠木の外径を仕上げるようにする縦縞笠木の成形方法。
2. 溶融樹脂が通過することで笠木本体を成形する成形孔と中子型を備えた成形金型と、この成形金型の笠木本体が押し出される前面側に重ねて固定され、押し出される笠木本体の外径を仕上げる仕上げ孔と中子型を備えた仕上げ金型とからなり、上記成形金型における成形孔の内周面に、押し出される笠木本体の外面に凹溝を形成する多数の突条を周方向に所定の間隔で突設し、この成形金型の仕上げ金型に対する重なり面に、成形孔の周囲を囲むように突条と同じ数が放射状の配置となり、各突条の端面を仕上げ金型から凹入させる多数の溝通路と、この溝通路群の外側を囲むような配置となり、凹溝に充填する溶融樹脂の供給口と連通する樹脂分配溝と、この樹脂分配溝で囲まれた部分に、樹脂分配溝の樹脂を各放射状の溝通路に導く樹脂流れ空間とを設けた縦縞笠木の成形用金型装置。

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