JP4124698B2 - 押出成形装置および押出成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャンバー形状を有する押出成形品を製造する押出成形装置および押出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ドアモールなどの車両部品は、ステンレス、アルミなどの金属製の芯材を埋設しており、キャンバーを付与する為には、押出成形後、ストレッチベンダーなどによる曲げ加工を実施する必要があった。
【０００３】
また、近年、軽量化、リサイクル性の観点から、金属製の芯材を持たない熱可塑性の硬質・軟質樹脂からなる部品へと変わりつつある。熱可塑性樹脂は、押出成形後、再加熱することにより曲げ加工が可能であるが、工程が増える分、コストアップにつながる。
【０００４】
また、特に前記熱可塑性の硬質樹脂の場合は、前記曲げ加工についての追従性が悪いという欠点があった。
【０００５】
また、熱硬化性樹脂製の曲管を製造する方法は、従来例えば次の特許文献１に記載の方法が採用されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特公平５−７９０１５。
【０００７】
一方、押出成形時にキャンバー形状を付与するには、例えば図９に示すような円弧上に設置した装置を用いる方法が採用されていた。図９において、加熱した熱可塑性樹脂を押し出す押出機１、該押出機１の出力端に固設されたダイ２、内部に、ワークの位置規制を行うためのサイザー３を複数個配設した冷却水槽４および成形品を引き取り、裁断する引取機／裁断機５が、同一円周上に順次配設されている。
【０００８】
押出機１から、ダイ２を介して溶融樹脂をサイザー３側に吐出し、サイザー３に前記樹脂からなるワークを通しながら冷却水槽４によって冷却し、任意のキャンバー形状の製品（押出成形品）を得る。
【０００９】
尚、図９において、例えば接着剤塗布槽、植毛槽、加熱乾燥炉等も同一円周上に配設されるが、それらは図示省略している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記図９の装置を用いた場合、得られるキャンバーは一定の曲率のものに限られる為、曲率が連続的に変化するような製品形状を得ることができない。
【００１１】
また図９の装置を用いた方法では、ワークの曲率に対応させてラインを組む必要があり、成形に必要な一連の設備（押出機、冷却水槽、接着剤塗布槽、植毛槽、加熱乾燥炉、引取機、裁断機など）を湾曲させて配置、或いは設備自体を湾曲させるか、幅、高さを増大させなければならず、設備の占有面積、費用が著しく増大する。更に、製品のキャンバー形状に応じてその都度、レイアウト或いは設備自体を変えなければならない。
【００１２】
また、ワークの送り方向が直線状でなく円周方向となる為、ワーク位置規制の為のガイドローラーの設置、ラインエンドの引取機以外にラインの中間にもワーク送り用の駆動装置の設置が必要となり、煩雑な工程・設備になる。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものでその目的は、一定の曲率のみならず曲率が連続的に変化する製品形状を、後工程で曲げ加工することなく押出成形工程内で得ることを可能にするとともに、成形設備の配置を直線上にすることが可能となり、占有面積の拡大を抑え、簡便な設備での成形加工を可能にする押出成形装置および押出成形方法を提供することにある。
【００１４】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明の押出成形装置は、溶融樹脂を押し出す押出機の出力端に配設されたダイであって、該ダイの出口から直線状に配設された冷却槽の幅方向および高さ方向に移動可能に設けられ、溶融樹脂を内部通路を介して吐出するダイと、前記ダイの出口から直線状に配設された冷却槽と、内部通路に前記溶融樹脂から成るワークを通過させて、ワークの通過位置、方向を規制する規制部であって、前記冷却槽内に、該冷却槽の長手方向、幅方向および高さ方向に移動可能に、直列に配設された複数の規制部と、前記ダイを前記幅方向および高さ方向に移動させ、前記複数の規制部を前記長手方向、幅方向および高さ方向に各々移動させる駆動手段とを備え、前記駆動手段によって、前記ダイの幅方向および高さ方向の位置を制御し、前記複数の規制部の長手方向、幅方向および高さ方向の位置を制御することを特徴としている。
【００１５】
また請求項２に記載の発明の押出成形装置は、請求項１に記載の発明の押出成形装置において、前記ダイはさらに、前記冷却槽の幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転可能に設けられ、前記複数の規制部はさらに、前記冷却槽の長手方向軸、幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転可能に設けられ、
前記駆動手段はさらに、前記ダイを、前記幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させ、前記複数の規制部を、前記長手方向軸、幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させ、前記駆動手段によって、さらに、前記ダイおよび複数の規制部の回転角度を制御することを特徴としている。
【００１６】
また請求項３に記載の発明は、前記各規制部の内部通路の入口から出口までの長さを、成形品の曲げ形状を吸収できる長さに形成したことを特徴としている。
【００１７】
また請求項４に記載の発明は、前記各規制部の内部通路の入口側および出口側部位の径方向断面形状は、該内部通路の他の部位の径方向断面形状よりも大きく形成されていることを特徴としている。
【００１９】
また上記課題を解決するための請求項５に記載の発明の押出成形方法は、溶融樹脂を押し出す押出機の出力端に配設されたダイであって、該ダイの出口から直線状に配設された冷却槽の幅方向および高さ方向に移動可能に設けられ、溶融樹脂を内部通路を介して吐出するダイと、内部通路に前記溶融樹脂から成るワークを通過させて、ワークの通過位置、方向を規制する規制部であって、前記冷却槽内に、該冷却槽の長手方向、幅方向および高さ方向に移動可能に、直列に配設された複数の規制部と、前記ダイを、前記幅方向および高さ方向に移動させるとともに該幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させ、前記複数の規制部を、前記長手方向、幅方向および高さ方向に各々移動させるとともに該長手方向軸、幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させる駆動手段とを備え、前記押出機から押し出された溶融樹脂から成るワークを、前記ダイおよび複数の規制部の各内部通路に通過させて押出成形品を得る押出成形方法であって、前記ダイおよび複数の規制部を略同一直線上に配設し、前記ダイおよび複数の規制部の内部通路を順次直列に結んだ形状が、所望の曲率を有した成形品の形状に合致するように、前記駆動手段によって、前記ダイの幅方向および高さ方向の位置を制御し、前記複数の規制部の長手方向、幅方向および高さ方向の位置を制御することを特徴としている。
【００２０】
また請求項６に記載の発明の押出成形方法は、請求項５に記載の発明の押出成形方法において、前記ダイおよび複数の規制部の内部通路を順次直列に結んだ形状が、所望の曲率を有した成形品の形状に合致するように、前記駆動手段によって、さらに、前記ダイおよび複数の規制部の回転角度を制御することを特徴としている。
【００２１】
また請求項７に記載の発明は、前記成形品の形状を、少なくとも第１の曲率で成形する第１成形部位と、該第１成形部位の径中心方向とは逆方向の径中心方向を有し、第２の曲率で成形する第２成形部位とを略直線状に交互に接続した形状に設定したことを特徴としている。
【００２２】
また請求項８に記載の発明は、前記第１成形部位が、第１の曲率で成形する成形部位を複数個略直線状に直列に接続した形状であることを特徴としている。
【００２３】
また請求項９に記載の発明は、前記成形品の形状を、少なくとも連続的に変化する曲率で成形する第３成形部位と、該第３成形部位と同一曲率で成形する第４成形部位とを、対称形となるように、略直線状に交互に接続した形状に設定したことを特徴としている。
【００２４】
本発明の複数の規制部は、直線状に配設された冷却槽内で、位置および角度が制御される。このため、押出成形工程内で、キャンバーを付与した成形品を加工することができるとともに、曲線形状を有した製品を製造する場合であっても、ワークは略直線状となり、設備の占有面積が抑えられる。
【００２５】
また、本発明の各規制部の内部通路の入口から出口までの長さを、成形品の曲げ形状を吸収できる長さに形成したり（請求項３）、前記入口側および出口側部位の径方向断面形状を他の部位の径方向断面形状よりも大きく形成する（請求項４）ことにより、ワークと規制部が干渉することは防止される。
【００２６】
また本発明における成形品の形状を、第１成形部位に、該第１成形部位の径中心方向とは逆方向の径中心方向を有した第２成形部位を接続した形状に設定するか（請求項７，８）、少なくとも連続的に変化する曲率で成形する第３成形部位と第４成形部位とを対称形となるように接続した形状に設定する（請求項９）ことにより、ワークは各規制部によって確実に略直線状に規制される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。本発明では、例えば一定の曲率Ａのキャンバー形状を有する成形品を製造する際は、図１（ａ）に示すように、目的とする製品長からなる曲率Ａを持つ成形部位Ｘ（第１成形部位）と、曲率Ａと逆方向に中心方向を持つ曲率Ｂの成形部位Ｙ（第２成形部位）を交互に連続して接続するか、又は図１（ｂ）に示すように、製品長の整数倍の長さからなる曲率Ｃを持つ成形部位Ｘ（第１成形部位）と曲率Ｃと逆方向に中心方向をもつ曲率Ｄの成形部位Ｙ（第２成形部位）を交互に連続して接続することによって、ワークの形状を略直線状に設定して成形を行うようにした。
【００２８】
また、連続的に変化する曲率のキャンバー形状を有する成形品を製造する際は、例えば図１（ｃ）に示すように、互いに異なる曲率の曲線部Ａ，Ｂと直線部Ｍ，Ｎが連続した成形部位Ｘ（第３成形部位）と、該成形部位Ｘと同一の曲線部及び直線部を持つ成形部位Ｙ（第４成形部位）とを対称的に繰り返し接続することによって、ワークの形状を略直線状に設定して成形を行うようにした。
【００２９】
なお、ここで、前記成形部位Ｘ，Ｙを曲線部Ａ，Ｂで構成することもできる。
【００３０】
図１のように成形部位を構成しワークの形状を略直線状にすることによって、一連の押出成形設備を図２のように直線状に配置することができる。図２において、加熱した熱可塑性樹脂を押し出す押出機１の先端には、任意方向に移動可能、回転可能に構成された可動式ダイ１２が設けられている。この可動式ダイ１２は、溶融樹脂を内部通路を介して吐出することで成形品（ワーク）の断面形状を付与する。
【００３１】
１３は、可動式ダイ１２の樹脂吐出方向に沿う直線上に所定間隔で直列に配設される複数の可動式サイザー（規制部）であり、該可動式サイザー１３は長手方向直線状に構成された冷却水槽１４内に、任意方向に移動可能、回転可能に設置されている。
【００３２】
可動式サイザー１３は、前記可動式ダイ１２から送られる溶融樹脂から成るワークを内部通路に通過させて、該ワークの通過位置、方向を規制する。
【００３３】
前記押出機１の先端に設けられた可動式ダイ１２、冷却水槽１４内の可動式サイザー１３および引取機／裁断機５は、同一直線上に順次配設されている。
【００３４】
前記可動式ダイ１２および可動式サイザー１３を任意方向に移動、回転させる駆動手段は、例えば図３および図４のように構成されている。なお図３、図４では可動式サイザー１３は３個のみ図示しており、図３は可動式ダイ１２および可動式サイザー１３が一直線上に配置されている様子を表し、図４は可動式ダイ１２および可動式サイザー１３がワークの流れ方向に直交する一方向に移動したときの様子を表している。
【００３５】
図３および図４において２２は、可動式ダイ１２を冷却水槽１４の幅方向および高さ方向に自在に移動させるとともに、任意方向に回転させるダイ駆動用アクチュエータである。
【００３６】
可動式ダイ１２は、例えば２枚の平板をＬ字状に組み合わせたブロック３２に設置され、ダイ駆動用アクチュエータ２２の駆動軸がブロック３２に作用することで、前記移動、回転が制御されるものである。
【００３７】
尚前記ブロック３２内で、前記アクチュエータ２２の駆動軸の駆動力を前記移動方向、回転方向に伝達する機構は図示省略している。
【００３８】
２３ａ〜２３ｃは、可動式サイザー１３ａ〜１３ｃを、冷却水槽１４の長手方向、幅方向および高さ方向に自在に移動させるとともに、任意方向に回転させるサイザー駆動用アクチュエータである。
【００３９】
可動式サイザー１３ａ〜１３ｃは、例えば２枚の平板をＬ字状に組み合わせたブロック３３ａ〜３３ｃに設置され、サイザー駆動用アクチュエータ２３ａ〜２３ｃの駆動軸がブロック３３ａ〜３３ｃに作用することで、前記移動、回転が制御されるものである。
【００４０】
尚前記ブロック３３ａ〜３３ｃ内で、前記アクチュエータ２３ａ〜２３ｃの駆動軸の駆動力を前記移動方向、回転方向に伝達する機構は図示省略している。
【００４１】
図３、図４の構成により、可動式ダイ１２が移動、回転制御されるとともに、可動式サイザー１３ａ〜１３ｃは、長手方向が直線状に構成された冷却水槽１４内で、内部を通過するワーク形状が、図１に示すような曲率、曲線部を有した成形部位ＸおよびＹの形状に合致するように、移動、回転制御される。
【００４２】
前記可動式ダイおよび可動式サイザーは、例えばシーケンス制御により所定の座表位置、角度となるように順次駆動させながら、ワークを冷却させることにより任意の曲率を持つ成形品を得る。
【００４３】
可動式サイザーの形状は、奥行き（入口から出口までの長さ）が長すぎるとワークのキャンバーを吸収しきれず干渉する為、短めであることが望ましい。したがって本発明では、各可動式サイザー１３の入口から出口までの長さは、成形品の曲げ形状を吸収できる長さに形成しておくものである。
【００４４】
また各可動式サイザー１３の断面形状部はストレート状ではなく、入口側と出口側を大きめにしたテーパー形状にしても良い。このようにテーパー形状にすることによって、ワークと可動式サイザー１３が干渉することが防止される。
【００４５】
次に図１（ａ）に示す曲率Ａと曲率Ｂからなる成形品を連続的に成形する方法について詳述する。可動式ダイ１２、複数の可動式サイザー１３の座標位置がどのように変化するかを図５、図６に示す（本実施形態例の場合、角度は変化させない）。
【００４６】
まず駆動開始時は、図５の基準位置に示す状態から▲１▼〜▲７▼へと連続的に位置を変化させることにより、ワークＷを曲率Ａと曲率Ｂからなる形状に形成し、次に図６の▲１▼〜▲７▼のように前記変化を繰り返すことにより、略直線状の成形品が得られる。
【００４７】
曲率は、それぞれ隣接する可動式ダイ１２、可動式サイザー１３の３点間の位置、角度によりワークＷの通過位置、侵入方向が規制された状態で冷却されることにより決定される。
【００４８】
成形されたワークは、裁断工程において、製品となる成形部位Ｘと製品とならない成形部位Ｙの境界にて切断・分離することにより、一定の曲率Ａを持つ成形品を得る。
【００４９】
分離される成形部位Ｙは極力短いことが望ましいが、短くすると、曲率Ａ→曲率Ｂ→曲率Ａへと変化する区間の変化率が大きくなる為、ワークと可動式サイザー１３とが強く干渉し、引っ掛かる可能性が大きくなるので、前記サイザーとワークのクリアランスを大きく取る必要がある。しかしクリアランスを大きくしすぎると形状精度が低下する為、目的とする製品形状の曲率と断面精度から、成形部位Ｙを適当な長さと曲率に設定することが望ましい。
【００５０】
また、製品とならない成形部位Ｙを少なくする手段として、図１（ｂ）に示すように、成形部位Ｘを製品長の倍数の長さにすることにより、１サイクルあたりの取り数を増やすことも可能である。
【００５１】
次に図１（ｃ）に示す連続的に変化する曲率からなる成形品を連続的に成形する方法を詳述する。可動式ダイ１２、複数の可動式サイザー１３の座表位置、角度がどのように変化するかを図７、図８に示す。
【００５２】
まず、図７の基準位置に示す状態から▲１▼〜▲７▼へと連続的に位置、角度を変化させることにより、ワークＷを連続的に変化する曲率からなる成形部位を対称的に接続した形状に形成し、次に図８の▲１▼〜▲７▼のように前記変化を繰り返すことにより、略直線状の成形品が得られる。以下前記と同様に、裁断工程を経て、連続的に変化する曲率を持つ成形品を得る。
【００５３】
尚可動式ダイ１２および可動式サイザー１３の駆動手段は、図３、図４に示したものに限らず、他の駆動手段を用いても良い。
【００５４】
【発明の効果】
（１）以上のように請求項１〜９に記載の発明によれば次のような優れた効果が得られる。
【００５５】
（１−１）キャンバーを付与した成形品を、２次加工で曲げることなく、押出成形工程内でインライン加工することができ、加工費の削減が可能となる。
【００５６】
（１−２）曲率が連続的に変化する製品や、直線部と曲線部からなる複雑な形状を有する製品を容易に得ることが可能になる為、造形の自由度、並びに機能・性能の改善を図ることが可能となる。
【００５７】
（１−３）ワークが略直線状となる為、設備の占有面積が抑えられるとともに、例えばワークを運ぶための送り装置等の専用の設備が不要になる。また、設備レイアウトを変更することなく任意のキャンバー形状を得ることが可能となる為、生産性の改善を図ることができる。
（２）また請求項２、６に記載の発明によれば、曲率が小さい製品や、曲率が連続的に変化し、その曲率の変化率が高い（曲率の差が大きい）製品についても、容易に得ることが可能になる。
（３）また請求項３に記載の発明によれば、ワークと規制部が干渉して引っ掛かることはない。
（４）また請求項４に記載の発明によれば、各規制部の内部通路の入口側と出口側における、ワークと規制部のクリアランスが大きくなるため、ワークと規制部が干渉することを防止することができる。
（５）また請求項７に記載の発明によれば、成形品の形状を、第１成形部位に、該第１成形部位の径中心方向とは逆方向の径中心方向を有した第２成形部位を接続した形状に設定したので、ワークを確実に略直線状にすることができる。
（６）また請求項８に記載の発明によれば、ワークを確実に略直線状にすることができるとともに、１サイクル当たりの第１成形部位の取り数を増やすことができ、製品とならない第２成形部位を少なくできる。すなわち生産効率が向上する。
（７）同様に請求項９に記載の発明によれば、成形品の形状を、連続的に変化する曲率で成形する第３成形部位と第４成形部位とを対称形となるように接続した形状に設定したので、ワークを確実に略直線状にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例における、ワークを略直線状にする方法を表し、（ａ）は曲率の小さい成形品に適用した場合の説明図、（ｂ）は曲率の大きい成形品に適用した場合の説明図、（ｃ）は曲率が連続して変化する成形品に適用した場合の説明図。
【図２】本発明の一実施形態例の押出成形装置の設備レイアウトを示す構成図。
【図３】本発明の一実施形態例における可動式ダイおよび可動式サイザーが基準位置に配置されているときの要部構成図。
【図４】本発明の一実施形態例における可動式ダイおよび可動式サイザーが移動制御されたときの一例を示す要部構成図。
【図５】本発明の一実施形態例における、可動式ダイおよび可動式サイザーの駆動開始時の制御方法を表す説明図。
【図６】本発明の一実施形態例における、可動式ダイおよび可動式サイザーの連続駆動時の制御方法を表す説明図。
【図７】本発明の他の実施形態例における、可動式ダイおよび可動式サイザーの駆動開始時の制御方法を表す説明図。
【図８】本発明の他の実施形態例における、可動式ダイおよび可動式サイザーの連続駆動時の制御方法を表す説明図。
【図９】従来の押出成形装置の設備レイアウトの一例を示す構成図。
【符号の説明】
１…押出機、１２…可動式ダイ、１３，１３ａ〜１３ｃ…可動式サイザー、１４…冷却水槽、２２…ダイ駆動用アクチュエータ、２３，２３ａ〜２ｃ…サイザー駆動用アクチュエータ、３２，３３ａ〜３３ｃ…ブロック。
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャンバー形状を有する押出成形品を製造する押出成形装置および押出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ドアモールなどの車両部品は、ステンレス、アルミなどの金属製の芯材を埋設しており、キャンバーを付与する為には、押出成形後、ストレッチベンダーなどによる曲げ加工を実施する必要があった。
【０００３】
また、近年、軽量化、リサイクル性の観点から、金属製の芯材を持たない熱可塑性の硬質・軟質樹脂からなる部品へと変わりつつある。熱可塑性樹脂は、押出成形後、再加熱することにより曲げ加工が可能であるが、工程が増える分、コストアップにつながる。
【０００４】
また、特に前記熱可塑性の硬質樹脂の場合は、前記曲げ加工についての追従性が悪いという欠点があった。
【０００５】
また、熱硬化性樹脂製の曲管を製造する方法は、従来例えば次の特許文献１に記載の方法が採用されていた。
【０００６】
【特許文献１】
特公平５−７９０１５。
【０００７】
一方、押出成形時にキャンバー形状を付与するには、例えば図９に示すような円弧上に設置した装置を用いる方法が採用されていた。図９において、加熱した熱可塑性樹脂を押し出す押出機１、該押出機１の出力端に固設されたダイ２、内部に、ワークの位置規制を行うためのサイザー３を複数個配設した冷却水槽４および成形品を引き取り、裁断する引取機／裁断機５が、同一円周上に順次配設されている。
【０００８】
押出機１から、ダイ２を介して溶融樹脂をサイザー３側に吐出し、サイザー３に前記樹脂からなるワークを通しながら冷却水槽４によって冷却し、任意のキャンバー形状の製品（押出成形品）を得る。
【０００９】
尚、図９において、例えば接着剤塗布槽、植毛槽、加熱乾燥炉等も同一円周上に配設されるが、それらは図示省略している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記図９の装置を用いた場合、得られるキャンバーは一定の曲率のものに限られる為、曲率が連続的に変化するような製品形状を得ることができない。
【００１１】
また図９の装置を用いた方法では、ワークの曲率に対応させてラインを組む必要があり、成形に必要な一連の設備（押出機、冷却水槽、接着剤塗布槽、植毛槽、加熱乾燥炉、引取機、裁断機など）を湾曲させて配置、或いは設備自体を湾曲させるか、幅、高さを増大させなければならず、設備の占有面積、費用が著しく増大する。更に、製品のキャンバー形状に応じてその都度、レイアウト或いは設備自体を変えなければならない。
【００１２】
また、ワークの送り方向が直線状でなく円周方向となる為、ワーク位置規制の為のガイドローラーの設置、ラインエンドの引取機以外にラインの中間にもワーク送り用の駆動装置の設置が必要となり、煩雑な工程・設備になる。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものでその目的は、一定の曲率のみならず曲率が連続的に変化する製品形状を、後工程で曲げ加工することなく押出成形工程内で得ることを可能にするとともに、成形設備の配置を直線上にすることが可能となり、占有面積の拡大を抑え、簡便な設備での成形加工を可能にする押出成形装置および押出成形方法を提供することにある。
【００１４】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明の押出成形装置は、溶融樹脂を押し出す押出機の出力端に配設されたダイであって、該ダイの出口から直線状に配設された冷却槽の幅方向および高さ方向に移動可能に設けられ、溶融樹脂を内部通路を介して吐出するダイと、前記ダイの出口から直線状に配設された冷却槽と、内部通路に前記溶融樹脂から成るワークを通過させて、ワークの通過位置、方向を規制する規制部であって、前記冷却槽内に、該冷却槽の長手方向、幅方向および高さ方向に移動可能に、直列に配設された複数の規制部と、前記ダイを前記幅方向および高さ方向に移動させ、前記複数の規制部を前記長手方向、幅方向および高さ方向に各々移動させる駆動手段とを備え、前記駆動手段によって、前記ダイの幅方向および高さ方向の位置を制御し、前記複数の規制部の長手方向、幅方向および高さ方向の位置を制御することを特徴としている。
【００１５】
また請求項２に記載の発明の押出成形装置は、請求項１に記載の発明の押出成形装置において、前記ダイはさらに、前記冷却槽の幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転可能に設けられ、前記複数の規制部はさらに、前記冷却槽の長手方向軸、幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転可能に設けられ、
前記駆動手段はさらに、前記ダイを、前記幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させ、前記複数の規制部を、前記長手方向軸、幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させ、前記駆動手段によって、さらに、前記ダイおよび複数の規制部の回転角度を制御することを特徴としている。
【００１６】
また請求項３に記載の発明は、前記各規制部の内部通路の入口から出口までの長さを、成形品の曲げ形状を吸収できる長さに形成したことを特徴としている。
【００１７】
また請求項４に記載の発明は、前記各規制部の内部通路の入口側および出口側部位の径方向断面形状は、該内部通路の他の部位の径方向断面形状よりも大きく形成されていることを特徴としている。
【００１９】
また上記課題を解決するための請求項５に記載の発明の押出成形方法は、溶融樹脂を押し出す押出機の出力端に配設されたダイであって、該ダイの出口から直線状に配設された冷却槽の幅方向および高さ方向に移動可能に設けられ、溶融樹脂を内部通路を介して吐出するダイと、内部通路に前記溶融樹脂から成るワークを通過させて、ワークの通過位置、方向を規制する規制部であって、前記冷却槽内に、該冷却槽の長手方向、幅方向および高さ方向に移動可能に、直列に配設された複数の規制部と、前記ダイを、前記幅方向および高さ方向に移動させるとともに該幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させ、前記複数の規制部を、前記長手方向、幅方向および高さ方向に各々移動させるとともに該長手方向軸、幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させる駆動手段とを備え、前記押出機から押し出された溶融樹脂から成るワークを、前記ダイおよび複数の規制部の各内部通路に通過させて押出成形品を得る押出成形方法であって、前記ダイおよび複数の規制部を略同一直線上に配設し、前記ダイおよび複数の規制部の内部通路を順次直列に結んだ形状が、所望の曲率を有した成形品の形状に合致するように、前記駆動手段によって、前記ダイの幅方向および高さ方向の位置を制御し、前記複数の規制部の長手方向、幅方向および高さ方向の位置を制御することを特徴としている。
【００２０】
また請求項６に記載の発明の押出成形方法は、請求項５に記載の発明の押出成形方法において、前記ダイおよび複数の規制部の内部通路を順次直列に結んだ形状が、所望の曲率を有した成形品の形状に合致するように、前記駆動手段によって、さらに、前記ダイおよび複数の規制部の回転角度を制御することを特徴としている。
【００２１】
また請求項７に記載の発明は、前記成形品の形状を、少なくとも第１の曲率で成形する第１成形部位と、該第１成形部位の径中心方向とは逆方向の径中心方向を有し、第２の曲率で成形する第２成形部位とを略直線状に交互に接続した形状に設定したことを特徴としている。
【００２２】
また請求項８に記載の発明は、前記第１成形部位が、第１の曲率で成形する成形部位を複数個略直線状に直列に接続した形状であることを特徴としている。
【００２３】
また請求項９に記載の発明は、前記成形品の形状を、少なくとも連続的に変化する曲率で成形する第３成形部位と、該第３成形部位と同一曲率で成形する第４成形部位とを、対称形となるように、略直線状に交互に接続した形状に設定したことを特徴としている。
【００２４】
本発明の複数の規制部は、直線状に配設された冷却槽内で、位置および角度が制御される。このため、押出成形工程内で、キャンバーを付与した成形品を加工することができるとともに、曲線形状を有した製品を製造する場合であっても、ワークは略直線状となり、設備の占有面積が抑えられる。
【００２５】
また、本発明の各規制部の内部通路の入口から出口までの長さを、成形品の曲げ形状を吸収できる長さに形成したり（請求項３）、前記入口側および出口側部位の径方向断面形状を他の部位の径方向断面形状よりも大きく形成する（請求項４）ことにより、ワークと規制部が干渉することは防止される。
【００２６】
また本発明における成形品の形状を、第１成形部位に、該第１成形部位の径中心方向とは逆方向の径中心方向を有した第２成形部位を接続した形状に設定するか（請求項７，８）、少なくとも連続的に変化する曲率で成形する第３成形部位と第４成形部位とを対称形となるように接続した形状に設定する（請求項９）ことにより、ワークは各規制部によって確実に略直線状に規制される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。本発明では、例えば一定の曲率Ａのキャンバー形状を有する成形品を製造する際は、図１（ａ）に示すように、目的とする製品長からなる曲率Ａを持つ成形部位Ｘ（第１成形部位）と、曲率Ａと逆方向に中心方向を持つ曲率Ｂの成形部位Ｙ（第２成形部位）を交互に連続して接続するか、又は図１（ｂ）に示すように、製品長の整数倍の長さからなる曲率Ｃを持つ成形部位Ｘ（第１成形部位）と曲率Ｃと逆方向に中心方向をもつ曲率Ｄの成形部位Ｙ（第２成形部位）を交互に連続して接続することによって、ワークの形状を略直線状に設定して成形を行うようにした。
【００２８】
また、連続的に変化する曲率のキャンバー形状を有する成形品を製造する際は、例えば図１（ｃ）に示すように、互いに異なる曲率の曲線部Ａ，Ｂと直線部Ｍ，Ｎが連続した成形部位Ｘ（第３成形部位）と、該成形部位Ｘと同一の曲線部及び直線部を持つ成形部位Ｙ（第４成形部位）とを対称的に繰り返し接続することによって、ワークの形状を略直線状に設定して成形を行うようにした。
【００２９】
なお、ここで、前記成形部位Ｘ，Ｙを曲線部Ａ，Ｂで構成することもできる。
【００３０】
図１のように成形部位を構成しワークの形状を略直線状にすることによって、一連の押出成形設備を図２のように直線状に配置することができる。図２において、加熱した熱可塑性樹脂を押し出す押出機１の先端には、任意方向に移動可能、回転可能に構成された可動式ダイ１２が設けられている。この可動式ダイ１２は、溶融樹脂を内部通路を介して吐出することで成形品（ワーク）の断面形状を付与する。
【００３１】
１３は、可動式ダイ１２の樹脂吐出方向に沿う直線上に所定間隔で直列に配設される複数の可動式サイザー（規制部）であり、該可動式サイザー１３は長手方向直線状に構成された冷却水槽１４内に、任意方向に移動可能、回転可能に設置されている。
【００３２】
可動式サイザー１３は、前記可動式ダイ１２から送られる溶融樹脂から成るワークを内部通路に通過させて、該ワークの通過位置、方向を規制する。
【００３３】
前記押出機１の先端に設けられた可動式ダイ１２、冷却水槽１４内の可動式サイザー１３および引取機／裁断機５は、同一直線上に順次配設されている。
【００３４】
前記可動式ダイ１２および可動式サイザー１３を任意方向に移動、回転させる駆動手段は、例えば図３および図４のように構成されている。なお図３、図４では可動式サイザー１３は３個のみ図示しており、図３は可動式ダイ１２および可動式サイザー１３が一直線上に配置されている様子を表し、図４は可動式ダイ１２および可動式サイザー１３がワークの流れ方向に直交する一方向に移動したときの様子を表している。
【００３５】
図３および図４において２２は、可動式ダイ１２を冷却水槽１４の幅方向および高さ方向に自在に移動させるとともに、任意方向に回転させるダイ駆動用アクチュエータである。
【００３６】
可動式ダイ１２は、例えば２枚の平板をＬ字状に組み合わせたブロック３２に設置され、ダイ駆動用アクチュエータ２２の駆動軸がブロック３２に作用することで、前記移動、回転が制御されるものである。
【００３７】
尚前記ブロック３２内で、前記アクチュエータ２２の駆動軸の駆動力を前記移動方向、回転方向に伝達する機構は図示省略している。
【００３８】
２３ａ〜２３ｃは、可動式サイザー１３ａ〜１３ｃを、冷却水槽１４の長手方向、幅方向および高さ方向に自在に移動させるとともに、任意方向に回転させるサイザー駆動用アクチュエータである。
【００３９】
可動式サイザー１３ａ〜１３ｃは、例えば２枚の平板をＬ字状に組み合わせたブロック３３ａ〜３３ｃに設置され、サイザー駆動用アクチュエータ２３ａ〜２３ｃの駆動軸がブロック３３ａ〜３３ｃに作用することで、前記移動、回転が制御されるものである。
【００４０】
尚前記ブロック３３ａ〜３３ｃ内で、前記アクチュエータ２３ａ〜２３ｃの駆動軸の駆動力を前記移動方向、回転方向に伝達する機構は図示省略している。
【００４１】
図３、図４の構成により、可動式ダイ１２が移動、回転制御されるとともに、可動式サイザー１３ａ〜１３ｃは、長手方向が直線状に構成された冷却水槽１４内で、内部を通過するワーク形状が、図１に示すような曲率、曲線部を有した成形部位ＸおよびＹの形状に合致するように、移動、回転制御される。
【００４２】
前記可動式ダイおよび可動式サイザーは、例えばシーケンス制御により所定の座表位置、角度となるように順次駆動させながら、ワークを冷却させることにより任意の曲率を持つ成形品を得る。
【００４３】
可動式サイザーの形状は、奥行き（入口から出口までの長さ）が長すぎるとワークのキャンバーを吸収しきれず干渉する為、短めであることが望ましい。したがって本発明では、各可動式サイザー１３の入口から出口までの長さは、成形品の曲げ形状を吸収できる長さに形成しておくものである。
【００４４】
また各可動式サイザー１３の断面形状部はストレート状ではなく、入口側と出口側を大きめにしたテーパー形状にしても良い。このようにテーパー形状にすることによって、ワークと可動式サイザー１３が干渉することが防止される。
【００４５】
次に図１（ａ）に示す曲率Ａと曲率Ｂからなる成形品を連続的に成形する方法について詳述する。可動式ダイ１２、複数の可動式サイザー１３の座標位置がどのように変化するかを図５、図６に示す（本実施形態例の場合、角度は変化させない）。
【００４６】
まず駆動開始時は、図５の基準位置に示す状態から▲１▼〜▲７▼へと連続的に位置を変化させることにより、ワークＷを曲率Ａと曲率Ｂからなる形状に形成し、次に図６の▲１▼〜▲７▼のように前記変化を繰り返すことにより、略直線状の成形品が得られる。
【００４７】
曲率は、それぞれ隣接する可動式ダイ１２、可動式サイザー１３の３点間の位置、角度によりワークＷの通過位置、侵入方向が規制された状態で冷却されることにより決定される。
【００４８】
成形されたワークは、裁断工程において、製品となる成形部位Ｘと製品とならない成形部位Ｙの境界にて切断・分離することにより、一定の曲率Ａを持つ成形品を得る。
【００４９】
分離される成形部位Ｙは極力短いことが望ましいが、短くすると、曲率Ａ→曲率Ｂ→曲率Ａへと変化する区間の変化率が大きくなる為、ワークと可動式サイザー１３とが強く干渉し、引っ掛かる可能性が大きくなるので、前記サイザーとワークのクリアランスを大きく取る必要がある。しかしクリアランスを大きくしすぎると形状精度が低下する為、目的とする製品形状の曲率と断面精度から、成形部位Ｙを適当な長さと曲率に設定することが望ましい。
【００５０】
また、製品とならない成形部位Ｙを少なくする手段として、図１（ｂ）に示すように、成形部位Ｘを製品長の倍数の長さにすることにより、１サイクルあたりの取り数を増やすことも可能である。
【００５１】
次に図１（ｃ）に示す連続的に変化する曲率からなる成形品を連続的に成形する方法を詳述する。可動式ダイ１２、複数の可動式サイザー１３の座表位置、角度がどのように変化するかを図７、図８に示す。
【００５２】
まず、図７の基準位置に示す状態から▲１▼〜▲７▼へと連続的に位置、角度を変化させることにより、ワークＷを連続的に変化する曲率からなる成形部位を対称的に接続した形状に形成し、次に図８の▲１▼〜▲７▼のように前記変化を繰り返すことにより、略直線状の成形品が得られる。以下前記と同様に、裁断工程を経て、連続的に変化する曲率を持つ成形品を得る。
【００５３】
尚可動式ダイ１２および可動式サイザー１３の駆動手段は、図３、図４に示したものに限らず、他の駆動手段を用いても良い。
【００５４】
【発明の効果】
（１）以上のように請求項１〜９に記載の発明によれば次のような優れた効果が得られる。
【００５５】
（１−１）キャンバーを付与した成形品を、２次加工で曲げることなく、押出成形工程内でインライン加工することができ、加工費の削減が可能となる。
【００５６】
（１−２）曲率が連続的に変化する製品や、直線部と曲線部からなる複雑な形状を有する製品を容易に得ることが可能になる為、造形の自由度、並びに機能・性能の改善を図ることが可能となる。
【００５７】
（１−３）ワークが略直線状となる為、設備の占有面積が抑えられるとともに、例えばワークを運ぶための送り装置等の専用の設備が不要になる。また、設備レイアウトを変更することなく任意のキャンバー形状を得ることが可能となる為、生産性の改善を図ることができる。
（２）また請求項２、６に記載の発明によれば、曲率が小さい製品や、曲率が連続的に変化し、その曲率の変化率が高い（曲率の差が大きい）製品についても、容易に得ることが可能になる。
（３）また請求項３に記載の発明によれば、ワークと規制部が干渉して引っ掛かることはない。
（４）また請求項４に記載の発明によれば、各規制部の内部通路の入口側と出口側における、ワークと規制部のクリアランスが大きくなるため、ワークと規制部が干渉することを防止することができる。
（５）また請求項７に記載の発明によれば、成形品の形状を、第１成形部位に、該第１成形部位の径中心方向とは逆方向の径中心方向を有した第２成形部位を接続した形状に設定したので、ワークを確実に略直線状にすることができる。
（６）また請求項８に記載の発明によれば、ワークを確実に略直線状にすることができるとともに、１サイクル当たりの第１成形部位の取り数を増やすことができ、製品とならない第２成形部位を少なくできる。すなわち生産効率が向上する。
（７）同様に請求項９に記載の発明によれば、成形品の形状を、連続的に変化する曲率で成形する第３成形部位と第４成形部位とを対称形となるように接続した形状に設定したので、ワークを確実に略直線状にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例における、ワークを略直線状にする方法を表し、（ａ）は曲率の小さい成形品に適用した場合の説明図、（ｂ）は曲率の大きい成形品に適用した場合の説明図、（ｃ）は曲率が連続して変化する成形品に適用した場合の説明図。
【図２】本発明の一実施形態例の押出成形装置の設備レイアウトを示す構成図。
【図３】本発明の一実施形態例における可動式ダイおよび可動式サイザーが基準位置に配置されているときの要部構成図。
【図４】本発明の一実施形態例における可動式ダイおよび可動式サイザーが移動制御されたときの一例を示す要部構成図。
【図５】本発明の一実施形態例における、可動式ダイおよび可動式サイザーの駆動開始時の制御方法を表す説明図。
【図６】本発明の一実施形態例における、可動式ダイおよび可動式サイザーの連続駆動時の制御方法を表す説明図。
【図７】本発明の他の実施形態例における、可動式ダイおよび可動式サイザーの駆動開始時の制御方法を表す説明図。
【図８】本発明の他の実施形態例における、可動式ダイおよび可動式サイザーの連続駆動時の制御方法を表す説明図。
【図９】従来の押出成形装置の設備レイアウトの一例を示す構成図。
【符号の説明】
１…押出機、１２…可動式ダイ、１３，１３ａ〜１３ｃ…可動式サイザー、１４…冷却水槽、２２…ダイ駆動用アクチュエータ、２３，２３ａ〜２ｃ…サイザー駆動用アクチュエータ、３２，３３ａ〜３３ｃ…ブロック。
Claims (9)
- 溶融樹脂を押し出す押出機の出力端に配設されたダイであって、該ダイの出口から直線状に配設された冷却槽の幅方向および高さ方向に移動可能に設けられ、溶融樹脂を内部通路を介して吐出するダイと、
前記ダイの出口から直線状に配設された冷却槽と、
内部通路に前記溶融樹脂から成るワークを通過させて、ワークの通過位置、方向を規制する規制部であって、前記冷却槽内に、該冷却槽の長手方向、幅方向および高さ方向に移動可能に、直列に配設された複数の規制部と、
前記ダイを前記幅方向および高さ方向に移動させ、前記複数の規制部を前記長手方向、幅方向および高さ方向に各々移動させる駆動手段とを備え、
前記駆動手段によって、前記ダイの幅方向および高さ方向の位置を制御し、前記複数の規制部の長手方向、幅方向および高さ方向の位置を制御する
ことを特徴とする押出成形装置。 - 前記ダイはさらに、前記冷却槽の幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転可能に設けられ、
前記複数の規制部はさらに、前記冷却槽の長手方向軸、幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転可能に設けられ、
前記駆動手段はさらに、前記ダイを、前記幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させ、前記複数の規制部を、前記長手方向軸、幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させ、
前記駆動手段によって、さらに、前記ダイおよび複数の規制部の回転角度を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の押出成形装置。 - 前記各規制部の内部通路の入口から出口までの長さは、成形品の曲げ形状を吸収できる長さに形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の押出成形装置。
- 前記各規制部の内部通路の入口側および出口側部位の径方向断面形状は、該内部通路の他の部位の径方向断面形状よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の押出成形装置。
- 溶融樹脂を押し出す押出機の出力端に配設されたダイであって、該ダイの出口から直線状に配設された冷却槽の幅方向および高さ方向に移動可能に設けられ、溶融樹脂を内部通路を介して吐出するダイと、
内部通路に前記溶融樹脂から成るワークを通過させて、ワークの通過位置、方向を規制する規制部であって、前記冷却槽内に、該冷却槽の長手方向、幅方向および高さ方向に移動可能に、直列に配設された複数の規制部と、
前記ダイを、前記幅方向および高さ方向に移動させるとともに該幅方向軸および高さ方向軸を各々中心して回転させ、前記複数の規制部を、前記長手方向、幅方向および高さ方向に各々移動させるとともに該長手方向軸、幅方向軸および高さ方向軸を各々中心として回転させる駆動手段とを備え、
前記押出機から押し出された溶融樹脂から成るワークを、前記ダイおよび複数の規制部の各内部通路に通過させて押出成形品を得る押出成形方法であって、
前記ダイおよび複数の規制部を略同一直線上に配設し、
前記ダイおよび複数の規制部の内部通路を順次直列に結んだ形状が、所望の曲率を有した成形品の形状に合致するように、前記駆動手段によって、前記ダイの幅方向および高さ方向の位置を制御し、前記複数の規制部の長手方向、幅方向および高さ方向の位置を制御する
ことを特徴とする押出成形方法。 - 前記ダイおよび複数の規制部の内部通路を順次直列に結んだ形状が、所望の曲率を有した成形品の形状に合致するように、前記駆動手段によって、さらに、前記ダイおよび複数の規制部の回転角度を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の押出成形方法。 - 前記成形品の形状を、少なくとも第１の曲率で成形する第１成形部位と、該第１成形部位の径中心方向とは逆方向の径中心方向を有し、第２の曲率で成形する第２成形部位とを略直線状に交互に接続した形状に設定したことを特徴とする請求項５又は６に記載の押出成形方法。
- 前記第１成形部位は、第１の曲率で成形する成形部位を複数個略直線状に直列に接続した形状であることを特徴とする請求項７に記載の押出成形方法。
- 前記成形品の形状を、少なくとも連続的に変化する曲率で成形する第３成形部位と、該第３成形部位と同一曲率で成形する第４成形部位とを、対称形となるように、略直線状に交互に接続した形状に設定したことを特徴とする請求項５又は６に記載の押出成形方法。
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