JP4102451B2 - 押出熱可塑性プラスチック材料から自動車用のトリムストリップを形成する方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は自動車の側部及び他の用途に使用される押出トリムストリップの製造方法に係る。
背景技術
自動車のサイドのトリムストリップは、旧来より、装飾的な用途及び車体構造の保護として作用させるための両面から取付けられてきた。これらのトリムストリップは車両前後部クォータパネル及びサイドドアのための車体側部成形のために使用されても良い。トリムストリップは色の均一性や整合のために例外的に高い基準を満たす必要がある。さらに、顧客の注文に合わせた製造上の要求条件を満たすためにトリムストリップは独特な端部形状を有する必要がある。
このようなストリップは射出成形や押出のいずれかによって作製される。これらの製法には共に欠点がある。射出成形は時間がかかりコストが高い。しかしながら、射出成形は要求される長さに合わせて正確に計算できる長さで形付けられた成形端部を有する射出成形ストリップを提供することが可能である。
押出成形は射出成形よりも低コストで製造することができ、キャリアストリップ上へ押出されてもよいし、キャリアストリップなしで押出されてもよい。キャリアストリップが使用される場合はアルミニウム製のストリップであることが多い。
押出トリムストリップはある長さに切断されてもよいし又は装飾的な端部を作製するために種々の手段によって成形されてもよい。ストリップがある長さに切断される場合、その切断端部はモールドの断面全体にわたって露呈される。これにより、見栄えが悪く、未完成な外観が提供される。
この産業分野では、完成された成形端部を有する、押出トリムストリップを提供するための努力が大いになされてきた。このような端部を提供する方法及び装置が例として以下に開示されている：
米国特許第５１７１４９９号（１９９２年１２月１５日）：ツェッヘルニック（Cehelnik）他、
米国特許第５２２６９９８号（１９９３年７月１３日）：フュウ（Few）、
米国特許第５２２７１０８号（１９９３年７月１３日）：レイド・ジュニア（Reid,Jr.）、
米国特許第５３９５５７５号（１９９５年３月７日）：ストリッベル（Stribbell）他、
米国特許第５４０９６５３号（１９９５年４月２５日）：マーム（Malm）、及び
米国特許第５４７８５１６号（１９９５年１２月２６日）：マーム（Malm）他。
これらの特許は押出トリムストリップの端部の形成に関する多数の特許からの引用例である。
端部の形成に対して多大なる努力及び検討が成されてきたが、重大な問題がまだ残っている。即ち、一体キャリアストリップを覆って押出されない押出ストリップを、自動車用トリムストリップとして使用する為に充分に正確な長さで製造することは不可能である。理由は押出加工それ自体にある。ある長さのストリップを射出成形する時、ストリップは冷却時に収縮するが、この収縮は正確に予測され得る。押出されたストリップが形成される時、押出中のプラスチックに応力が掛かるという更なる要因がある。即ち、プラスチックがダイ（押型）から出ていくとき、後ろからプラスチックを押してダイを貫通させる力が生じるのである。押出された直後のまだ柔らかいプラスチックが前方へ移動する時、延伸力や引張力がプラスチックに印加される。このような延伸力は、プラスチックの自重及び／又はプラスチックがその周りを通過することにより喰切られた又は成形された端部を提供する成形ホイール又はドラムのキャリア（運搬）動作によってプラスチックに印加される。さらに、このような力は、種々の装置に沿って引っ張られる取出しコンベヤによってプラスチックに印加される。この影響は押出し物が十分に冷却され固体化するまで続く。これがトリムストリップの最終の長さに与える影響は、例えば、プラスチック材料の種類、押出温度、要求される長さの差、成形ホイールの回転速度の調製等の関わってくる変数によって予測不可能である。この問題は極端なものであるので、トリムストリップの一端だけを成形するか又は喰切り、部分的に形付けられた他端を提供する為に有用であり、この他端は、冷却及び／又はアニール後、形付けられたその部分の長さが確定された時に長さを最終的に調整するために切断される。
また、一体キャリアストリップを使用する押出トリムストリップを正確な長さで提供することが困難であることにも起因するが、このような一体キャリアストリップにも欠点がある。明確な一つの欠点としてはトリムストリップの製造コストが高くなることである。他の欠点としてはキャリアストリップが結果的に複合されるストリップに対して剛性を与えてしまい、トリムストリップの端部が外側にカールしやすいことである。
本発明の発明者らは、従来の技術の問題点を解決すべく、一体キャリアストリップを必要とせず、正確に計算可能な長さで製造可能な、成形端部を有する押出トリムストリップを提供するに至った。
発明の要約
本発明は、押出トリムストリップを形成する方法及び装置並びに押出トリムストリップ自体を提供する。
本発明によれば、成形された端部を有する、予め選択された長さの押出プラスチック材料からなるトリムストリップを提供する方法であって、プラスチック材料を、その押出速度で、押出ダイの押出ノズルから、この押出速度に合わせたベルト速度で移動する無端キャリアベルト上へ、押出させるように押出すステップであって、この押出ノズルが予め選択された断面のトリムストリップを提供するように形付けられているこのステップと、トリムストリップの、成形された対向する端部を形成するために、押出されたプラスチック材料を運搬するこの無端キャリアベルトを成形手段に連続的に通過させるステップであって、このプラスチック材料の冷却時にこの予め選択された長さのプラスチック材料を提供する距離分だけこの端部が他端部から離間されているこのステップと、成形された端部を有する押出されたプラスチック材料のストリップを運搬するこのキャリアベルトを冷却し、この冷却されたプラスチック材料のストリップをこのキャリアベルトから分離させるステップと、を備えた、予め選択された長さの押出プラスチック材料からなるトリムストリップ提供方法である。
好ましくは無端ベルトはステンレス鋼である。この無端ベルトは、押出しダイを通過して押出中のプラスチック材料と共に押出ノズルから出てくる。ベルト速度はコンピュータ制御によってこの押出速度に合わされる。
押出ノズルのセンサによって押出速度が検知され、この押出速度に対応する信号がコンピュータに渡され、このコンピュータによって生成されたコントロール信号が、この無端ベルトのための駆動速度を制御するためのコントローラへ渡される。
【図面の簡単な説明】
添付図面を参照することによって本発明の実施の形態を以下に説明する。
図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃは、成形された一端と長さ調製のためにカットすることができる部分的に成形された他端とを有する押出トリムストリップ、一体キャリアを有する押出トリムストリップ、及び射出成形されたトリムストリップをそれぞれ示す図である。
図２は、本発明による装置を概略的に示す図である。
図３は、本発明による押出し物が、無端コンベアベルト上で運搬されながら、成形されている状態を示す図である。
図４は、図３に示す形成ホイールに替わる形成ホイールを示す図である。
図５は、装飾的外皮をストリップに塗布する手段を含む、本発明による装置を概略的に示す図である。
好ましい実施態様の詳細説明
図１Ａは、形成された端部１２Ａ及び部分的に形成された端部１４Ａを有するトリムストリップ１０Ａを示す。この形成された端部１２Ａは、例えば、上記で引用した米国特許第５３９５５７５号における記載例の形成ローラ同士の間で形成されてよい。一体キャリアストリップは使用されていない。ストリップ１０Ａの端部１２Ａは、曲線状又は先端状又はあらゆる他の装飾的端部として形成されてよいが、端部１４Ａは、有限長さの細い部分として好適に形成され、トリムストリップの長さを調製するため、種々のポイント、例えば、Ａ点又はＢ点又はこれらＡ点とＢ点の間の任意のポイントで切断されてもよい。この細くなった部分の細長い形状によって、その長さのわずかな変化は見る人にとって殆ど目立たない。従来の技術のトリムストリップ１０Ａは形成ローラを出る際、大体の使用する長さ分だけ切断してよいが、トリムストリップ１０Ａに掛かる応力のために、トリムストリップ１０Ａは通常少なくとも７０時間保管されてプラスチック記憶による予測できない長さの変化や反発（リバウンド）を敢えて発生させる。それが終わってやっと、調製のための切断が行われ、最終的な正確な長さが提供される。調製の為に端部を切断しなければならないことによって、部分的に形成された端部がある一定の形状、例えば、図示されている細長い部分等を有することを強いられる。
図１Ｂは、一体バッキングストリップ１１上へ押出されたストリップ１０Ｂを示す。この場合、このバッキングストリップ１１がこの押出されたプラスチックが熟成する時に変形せずにストリップ１０Ｂの長さを維持することができるので、ストリップ１０Ｂの両端部１２Ｂ及び１４Ｂは形成ホイールによって形成されてもよい。しかしながら、図１Ｂは、車体の表面からストリップを持ち上げようとするトリムストリップの端部が明らかにカールしているのを示す。さらに、一体バッキングストリップ１１を有するこのタイプのトリムストリップは、車体に密着させて固定するのは簡単ではなく、車体とストリップの間に物が挟まると、外れやすくなる。このようなことは、例えば、車体洗浄の際のブラシのファイバ（繊維）が原因で発生することがある。
図１Ｃは、射出成形されたトリムストリップ１０Ｃを示す。このストリップ１０Ｃは、射出成形システムによって、高品質の研磨された光沢のある表面を有しいてもよいし、さらに、種々の方法において厚みをもたせたり、装飾的に成形されてもよい。このストリップ１０Ｃは冷却時に計算可能な量の収縮を受けるが、熟成時に予測できない長さの変化を受けることはない。連続的に、このストリップ１０Ｃよりも低コストで製造できるようにと、本発明の発明者らが試みたのがこのようなストリップである。射出成形によって形成されるストリップ１０Ｃのようなストリップのコストは相当に高いので、このストリップが車体に与える損傷を修理する方が、このような損傷に対する防御としてこのストリップを用いるよりも経済的である。
図２は、本発明による押出トリムストリップを形成する方法を示す。このトリムストリップは、軟化されたプラスチック材料に掛かる応力を最小とするためにある速度で一貫して移動するキャリアコンベヤ上に形成される。
図２に示されるように、プラスチック材料、例えば、ポリ塩化ビニルは、押出ダイ２０から押出される。押出しダイ２０はトリムストリップの選択された断面用として設計された断面を有していてもよい。押出し物２２は、押出しダイ２０の内圧によって押出しダイ２０の押出ノズル２１から出てくる。この押出ノズル２１は、所望される断面を有するトリムストリップを作製するための形状を有していてもよい。ステンレス鋼によって好適に作製された無端キャリアコンベヤベルト２４は、押出ダイ２０を通過して、押出し物２２と共に出て来て、この押出し物２２と一緒になって、支持アイドラーホイール２６と、形成ホイール２８の成形周囲２７との間を通過する。この形成ホイール２８は、その周囲に実寸大の成形キャビティ４６を有していてもよい（図３参照）。この場合、この成形キャビティ４６内でトリムストリップ全体を成形することができるので、押出しノズル２１自体の形状はそれ程重要ではない。或は、形成ホイール２８に突出部４８を設けて、トリムストリップの中間部を支承せずに、支持アイドラーホイール２６に対してトリムストリップの無端部を喰切り、形付けてもよい（図４参照）。押出し物２２及びコンベアベルト２４が押出しダイ２０から出てくる時、押出し物２２は、コンベアベルト２４の上に置かれ、その上を運搬される。このコンベアベルト２４は、径方向外側に向かって押出し物２２を運搬する支持アイドラーホイール２６の周囲に沿って通過し、これによって、押出し物２２はアイドラーホイール２６の周囲に配置されたコンベアベルト２４と、成形周囲２７又は形成ホイール２８との間に挟まれる。アイドラーホイール２６と形成ホイール２８の動作は図３により良く図示されている。
図３に示されるように、形成ホイール２８はその周辺に沿ってある断面の溝（チャンネル）３０を有する。この溝３０は所望の断面のトリムストリップ３２を提供するように形成されている。この溝３０は、冷却されたトリムストリップ３２の結果の長さより、収縮を許容するために計算された量だけ、大きい長さを有している。この量に関しては溶融プラスチック材料の拡大係数を使うと比較的簡単に計算できる。この無端コンベアベルト２４は、押出し物２２が押出しダイ２０から強制的に押し出される速度で駆動漸進し、その無端ベルトの長さ全体にわたって同一速度でこの駆動漸進を続けることによって、形成ホイール２８などの下流側の装置によって処理される時の軟化した押出し物２２に掛かる下流側の応力を最小にするか又は除去することができる。
まだ柔らかい、形成ホイール２８の溝から出て来たトリムストリップ３２を運搬する無端コンベアベルト２４は冷却タンク３４を通過する。種々のローラ３６が無端コンベアベルト２４の経路を規定する。
トリムストリップ３２をまだ運搬中である無端コンベアベルト２４が冷却タンク３４から出て来ると、無端コンベアベルト２４の経路は、ローラ３６Ａを超えたあたりで角度を急降下され、冷却されたトリムストリップ３２がコンベアベルト２４から剥離されやすくなる。押出しダイ２０から押出し物２２が現れてローラ３６Ａにおいてコンベアベルト２４からトリムストリップ３２を剥離するまでに掛かる時間は大体５分未満である。トリムストリップ３２の最終的な熟成までにはまだ時間を要するが、トリムストリップ３２が成形ホイール及び取出しコンベアによる延伸力及び引張力を受けないことと、コンベアベルト２４がトリムストリップ３２を押出しダイから現れる速度で運搬したことから、長さの予測不可能な変化はもうこれ以上生じない。
無端コンベアベルト２４は、これ以降のローラ３６に沿って移動し続け、テンションホイール３８及び駆動ホイール４０を通って、押出しダイ２０へ戻り、この押出しダイ２０を通過して、漸進して、また押出し物２２を受け取る。駆動ホイール４０はあらゆる好適な駆動手段によって駆動されても良く、押出しダイから押出し物が押出速度に応答して制御されても良い。速度センサ４２が押出しダイ２０のノズル部分に設けられても良い。速度センサからの信号はコントロール駆動ローラ４０へコントロール信号を付与するコンピュータ４４へ送られても良い。
光択のあるプラスチック材料にトップコーティングを施したい場合、図５に概略的に示された方法及び装置によって実行される。図５には、トップコートとして塗布されるテープ５２のロール５０が示されている。トップコーティングを施す工程は一般には米国特許第５３９５５７５号に記述されている。

Claims (7)

1. 成形された長手方向の端部を有する、予め選択された長さの押出プラスチック材料からなるトリムストリップを提供する方法であって、
   プラスチック材料を、ある押出速度で、押出ダイの押出ノズルから、前記押出速度に合わせたベルト速度で移動する無端キャリアベルトと共に、出てくるように押出すステップであって、前記押出ノズルが押出されるプラスチック材料の断面形状を規定するように形付けられているステップと、
   トリムストリップの、成形された対向する長手方向の端部を形成する成形手段であって、該端部の一方と他方との間の距離を、プラスチック材料を冷却したときのトリムストリップの長さが前記予め選択された長さとなるような距離とする成形手段に、押出されたプラスチック材料を運搬する前記無端キャリアベルトを連続的に通過させるステップと、
   成形された長手方向の端部を有する押出されたプラスチック材料のストリップを運搬する前記キャリアベルトを冷却し、この冷却されたプラスチック材料のストリップを前記キャリアベルトから分離させるステップと、
   を備えた、予め選択された長さの押出プラスチック材料からなるトリムストリップ提供方法。
2. 前記無端ベルトがステンレス鋼である、請求項１に記載のトリムストリップ提供方法。
3. 前記無端ベルトが前記押出ダイを通過して押出中のプラスチック材料と共に前記押出ノズルから出てくる、請求項１に記載のトリムストリップ提供方法。
4. 前記ベルト速度がコンピュータ制御によって前記押出速度に合わせられる、請求項１に記載のトリムストリップ提供方法。
5. 前記押出ノズルのセンサによって押出速度が検知され、前記押出速度に対応する信号がコンピュータに渡され、前記コンピュータによって生成されたコントロール信号が、前記無端ベルトのための駆動速度を制御するためのコントローラへ渡される、請求項１に記載のトリムストリップ提供方法。
6. 前記成形手段が、押出されたプラスチック材料を成形する溝または突出部をその外周面に有する成形ホイールおよび該成形ホイールに隣接して配置された支持体であり、押出されたプラスチック材料を運搬する前記無端ベルトが、前記成形ホイールと前記支持体との間を、前記押出されたプラスチック材料が前記成形ホイールに接した状態で通過する、請求項１に記載のトリムストリップ提供方法。
7. 前記支持体がアイドラーホイールである、請求項６に記載のトリムストリップ提供方法。

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