JP4607601B2 - 遠隔の押出機を備えるパイプ成形装置のダイ工具用流れ分配器 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック・パイプの成形に使用されるダイツーリング（金型・工具）と押出機とを含む装置に関する。

従来のプラスチック・パイプ成形装置は、押出機の成形領域に通じるダイ工具の１つまたは複数の内部通路に、溶融プラスチックを直接供給する押出機を含む。１つまたは複数のダイ通路を用いて、単一のまたはリブ付きパイプを製造することができる。

上記の装置は、押出機およびダイ工具が、互いに対して所定の位置に固定されるという欠点を有している。これは、高価でまた加熱するのにかなりの時間がかかる比較的に大きいダイ工具を必要とする。押出機をダイ工具から遠隔に配置し、押出機からダイ工具へプラスチックを供給することによって、スペースの節約および加熱の利点を実現することができる。

しかし、既知の実施態様によれば、現在の設計、すなわち押出機がダイ工具に対して固定されている押出機の設計で、押出機が工具のダイ通路に直接供給できるということにより相殺される以上のものが上記利点にある。したがって、押出機からのダイ通路の開口の周りのプラスチックの分配が、比較的簡単な態様で実現される。ダイ通路の開口と必ずしも整合しているとは限らない遠隔に配置された押出機で作業するときには、同様なことは言えない。したがって、パイプ成形装置のダイ工具装置から押出機を分離するとき、そのような分離により、押出機からダイ通路に溶融プラスチックの均等な分配をもたらすのを困難にさせるので、既存の技術を使用して与えられた利点を利用することは非常に難しい。そのような均等な分配がなされない場合には、パイプ壁またはパイプの複数の壁において均一性のないパイプが結果として製造される。

本発明は、押出機をダイ工具から分離することで、そのような分離の欠点の影響を受けずに、達成される利点を利用するプラスチック・パイプ成形において使用される装置に関する。

より詳細には、本発明は、パイプを製造するための溶融プラスチックを供給するプラスチック供給部と、プラスチック供給部から遠隔に配置されたダイ工具とを含むプラスチック・パイプ成形において使用される装置に関する。

ダイ工具（ダイ・ツーリング）は、パイプが形成される成形領域に、溶融プラスチックを搬送するための内部ダイ通路を有する。ダイ工具は、流れ分配器に適合する上流側の端部を更に有する。ダイ通路は、ダイ工具の上流側の端部で流れ分配器で覆われたリング状開口を有する。

当該装置においては、プラスチック供給部から流れ分配器へのプラスチック搬送部を含む。次いで、流れ分配器は、プラスチック供給部から溶融プラスチックを受領し、ダイ通路のリング状開口の周りでこの溶融プラスチックの均等な分配を作り出すために、調節可能である。

本発明の態様によれば、ダイ工具は複数の通路を有し、流れ分配器は、ダイ通路のそれぞれに対して調節可能な複数の流出口を有する。
本発明の別の態様によれば、当該装置は、流れ分配器の複数の流出口に材料を送りこむ単一の押出機を使用する。本発明のさらに別の態様によれば、当該装置は、複数の押出機を使用し、各押出機は流れ分配器から流出口の個々に材料を送り込む。

本発明のさらに別の態様によれば、当該装置は、例えば、様々な種類のプラスチック材料を押し出すのに使用することができる複数の押出機を使用する。押出機のそれぞれは、流れ分配器から流れ出口のそれぞれに材料を送り込む。本発明のこの態様においては、当該装置は、流れ分配器への押出機のそれぞれを選択的に開閉するバルブ手段をさらに含み、パイプを製造する際に押出機の中のどれを使用するかを選択することができる。
本発明の上記の並びに他の利点および特徴について、本発明の好ましい実施形態に従って、以下に詳細に詳述する。

図１は、プラスチック・パイプを形成するためのパイプ成形作業に使用される全体として１で示される成形装置を示す。装置１は、全体として３で示されるダイ工具（ダイ・ツーリング）に材料を送り込む押出機２を含む。このダイ工具は、以下で詳細に説明するように、押出機から溶融プラスチックを受け、それをプラスチック・パイプが成形される成形領域（図示せず）に送り出す。典型的には、この成形領域は、パイプを形成するための輪郭面を備える複数の移動成形ブロックからなる。成形領域の内部には、冷却プラグ７が配置されており、冷却プラグ７に接してパイプの内面が形成される。

図示された実施形態では、ダイ工具３は、第１のダイ通路４及び第２のダイ通路９をそれぞれ含む。ダイ通路４は、通路出口５を有し、ダイ通路９は、通路出口１１を有する。ダイ装置の長手方向に延在するこれら２つの通路は、通路９が通路４の外側の周囲に位置する、リング形状の形態を有する。通路のそれぞれは、ダイ工具３の上流側の端部においてリング形状の開口を有し、このリング形状の開口は、全体として２５で示されるプラスチック流れ分配器によって覆われている。このプラスチック流れ分配器は、プレートの形態であり、以下に詳述する。

図面の図１からわかるように、押出機２はダイ工具３から遠隔に配置される。これが多くの利点を実現する。第１に、ダイ工具自体が、搭載型の押出機を使用する従来のダイ工具より長さにおいて大幅に短くなり、例えばダイ工具は、従来のダイ工具の約半分の長さまたはそれより短い長さになる。この構成により、実際のダイ工具に関して大幅な節約となり、さらにダイ工具は、従来のダイ工具と比べて一層容易にかつ迅速に加熱される。

さらに、ダイ工具３に対して押出機２を遠隔に位置設定することは、搭載型の押出機を有するダイ工具が必要とする大きなスペースを単一の場所に必要としない。対照的に、ダイ工具自体をかなり小スペースで足りる一方の位置に配置し、押出機を別の位置に配置することができる。

本発明によれば、全体として１５で示されるプラスチック搬送部は、押出機２から流れ分配器２５に延在している。そうするために、製品原料の搬送部は、押出機２から直接材料が送り込まれる個別の導管１７を含む。導管１７は、最終的に、枝管２１と２３の間の接続枝管で枝供給管路２１と２３とに通じている。概して１９で示される計量装置が、枝管路２１から枝管路２３に延在する枝管２０の口部（マウス部）に設けられている。

流れ分配器２５のプレート構造は、ダイ通路９の開口（マウス）と整合する出口２９を有する第１プレート部２７を含む。枝管路２１は流れ分配器に接続しており、プレート部２７の出口２９を通してダイ通路９に材料を送り込む。

流れ分配器のプレート構造は、ダイ工具の上流側の端部でダイ通路４の開口（マウス）と整合する出口３３を有するプレート部３１をさらに含む。枝管路２３はプレート部３１に接続しており、流れ分配器の出口３３を通してダイ通路４に材料を送り込む。

例示のためだけとして、図４は、流れ分配器２５の背面を示す。ここでは、２つのプレート部からの出口は集中せず、２つのダイ通路の開口（マウス）の周りに分散していることがわかるであろう。これは、図４の実線の流路表示によって強調される。流れ分配器のさらなる特徴を、図面の図５から９を参照し以下で説明する。

図１に戻ると、押出機２からのプラスチックは、導管１７に沿って計量器１９のところまで流れる。流れの分配の目的のため調節可能である、この流量計は、管路２１に沿って流れる溶融プラスチックの量、および連結管路２０から管路２３に沿って流れる溶融プラスチックの量を設定する。流れ分配器２５を介して材料を送り込む管路２１は、パイプ壁の部分を形成する際に出口通路１１を通して成形トンネルに材料を送り込むダイ通路９にプラスチック材料を搬送するために使用され、一方管路２３は、パイプ壁の別の部分を形成する際に、流れ分配器を通って通路４へ、そして出口５から出るプラスチックを供給する。

図２は、当該装置が、図１に示すような単一の押出機ではなく、２つの押出機２ａおよび２ｂを使用する本発明のさらなる実施形態を示す。この構成は、同様なダイ工具３および同様な流れ分配器２５を使用する。それは、さらに同様な枝管または供給管路２１および２３を使用する。

図１と図２の実施形態との間で相違しているのは、図２では、個別の導管１７ａおよび１７ｂが２つの押出機２ａおよび２ｂから延在していることである。導管１７ａは、枝管路２１に直接材料を送り込み、枝管路２１は次にダイ通路９に直接材料を送り込む。導管１７ｂは、枝管路２３に直接材料を送り込み、枝管路２３は次いでダイ通路４に直接材料を送り込む。枝管２１と２３との間に連結通路はない。したがって、この実施形態においては、パイプ壁の一方の部分が、一方の押出機からのプラスチックにより形成され、パイプ壁の別の部分が他の押出機からのプラスチックにより形成される。

図１の実施形態と図２の実施形態との両方に使用される本発明の別の特徴は、供給ラインの各々においてボール連結器１８が設けられていることである。ボール連結器がセットされた位置に関係なく、ボール連結器は、ダイ工具に対する押出機の様々な配置を可能にする閉じた状態にプラスチック供給システムを保つ。

図３は、この場合もダイ工具の上流側の端部において流れ分配器２５に適合する同様なダイ工具３を使用する本発明の別の実施形態を示す。ダイ工具に対する流れ分配器２５の機能および取り付けは、図面の図１および２に関して説明されたものと同一である。

この特定の実施形態では、当該装置は押出機２ｃと２ｄとを含む。これらの押出機を、様々な種類のプラスチック材料をダイ工具に押し出すために使用することができる。それらを、同じ種類のプラスチック材料を押し出すために使用することもできる。さらに、それらを互いに同時に使用し、または互いに独立して使用することができる。

押出機２ｃは、この特定の押出機からの導管１７ｃから材料を送り込むことがわかるであろう。押出機２ｄは、導管１７ｄから材料を送り込む。バルブ４１が、導管１７ｃに配置され、バルブ４３が、導管１７ｄに配置される。

枝管路２１および２３は、図面の図１および２に示されたのと同じ態様で流れ分配器２５に材料を送り込む。連結枝管２２が枝管２１および枝管２３の上流側の端部を交差するようにして接続している。バルブ４５が、連結枝管２２に配置される。

連結枝管２２におけるバルブ４５を閉じ、バルブ４１および４３を開放の状態にすることにより、図３の構成は、図２に示した装置と同様の態様で作動する。すなわち導管は、枝管２１に沿って流れ分配器に材料を送り込む。導管は、枝管２３に沿って流れ分配器に材料を送り込む。プラスチックは、連結枝管２２を横切って流れることができない。したがって、押出機２ｃからのプラスチックは、ダイ通路９から射出してパイプ壁の部分を製造するために使用され、一方、押出機２ｄは、ダイ通路４から射出してパイプ壁の部分を製造するために使用される。

押出機２ｃからのプラスチックによりパイプ全体を製造するために、バルブ４１および４５が開かれる。バルブ４３は閉じられる。この構成では、プラスチックは導管１７ｃに沿って、バルブ４１を通過して、枝管路２１に流れる。プラスチックは、追加的に枝管路２２に沿って、バルブ４５を通過して、枝管路に流れる。プラスチックは閉じたバルブ４３を通って流れることはできない。

押出機２ｄからのプラスチックによりパイプ全体を製造することを望む場合、バルブ４３および４５が開かれバルブ４１が閉じられる。これらの状態の下で、押出機２ｄからのプラスチックは、導管１７ｄに沿って、バルブ４３を通って、枝管路２３に流れる。プラスチックは、追加的に枝管路２２に沿って流れ、そこで枝管路２１への閉じたバルブ４１によって迂回させられる。

たとえ個別の実施形態の各々の構成のほとんどが、１つの実施形態と他の実施形態で一貫性があるとしても、装置自体は、単一の押出機、複数の押出機および様々な種類のプラスチック材料を押し出す複数の押出機を使用するのに極めて適合性があることが上記の説明からわかるであろう。これらの実施形態のそれぞれにおいて、ダイ工具の上流側の端部で使用される流れ分配器が同じであるように、ダイ工具も同じである。

本発明における重要な特徴の１つは、流れ分配器、特に２つのプレート部２７および３１が、ダイ工具へのプラスチックの最も効率的な流れのために、プレート部のそれぞれの周囲での種々の位置で、調節可能であることにある。図面の図３および４においては、流れ分配器２５は、ダイ通路開口（マウス）に対する２つのプレート部の出口への流れを調節するために、締めたり、緩めたりすることができる多くの種々の調節部材５１および５３を含む。プレート部の調節が互いに独立に行われることに留意されたい。

例えば、各押出機からの流れ分配器へのプラスチックの流れは、プラスチックが流れ分配器に入る局所的な位置で最も強くなる。しかし、プラスチックは、均等に分配されなければならない、すなわち、ダイ通路それぞれのリング形状開口（マウス）の周りで完全に分散されなくてはならない。したがって、プラスチックが流れ分配器に入る位置で、またはその近くでプラスチックの流れを減速させ、プラスチック源からかなり離れた通路の開口（マウス）において、より弱い流れの領域に対して、プラスチックをより均等の流れになるように、調整手段を構成する必要がある。複数の調節点を、流れ分配器の２つのプレート部の周囲に設けることは、プレート部それぞれにおいて必要とされる調節を可能にし、当該装置を使用して製造されたパイプの周囲における均一な壁の厚さを提供する。

流れ分配器に関するより具体的な詳細を、図面の図５から９に示す。例えば図５は、流れ分配器の２つのプレート部２７および３１が互いに一体形であることを明確に示している。枝管路２１は、通路２２に沿うプレート部２７を介して分配器プレートの上流側に材料を送り込み、通路２２は、開口２９のところで出口となる。図５からわかるように、これらの通路は、プレート部２７とプレート部３１の両方を貫通する。調節ねじ５３を用いて通路２２を開閉して、プレート出口開口２９を介して内部パイプ壁へのプラスチックの流れの分配を制御する。

プラスチックの流れ枝管２３は、プレート部２７をバイパスするプレート部３１に、通路２４を介して、直接、材料を送り込む。通路２４は、外側のパイプ壁の形成のためのプラスチックを供給する開口３３のところで流出させる。調節ねじ５１が、分配器の周りで外側パイプ壁用のプラスチックの分配を調整するために、流れ通路２４に設けられている。たとえ調節部材５１が、部分２７を通ってプレート部３１に貫通しても、これらの部材の調節は、通路２２を通るプラスチックの流れに影響を与えないことに留意されたい。

図８および９は、調整部材５１および５３が、流れ分配プレートの後から容易にアクセスできることを示している。

本発明の様々な好ましい実施形態を詳細に説明してきたが、当分野の技術者は、本発明の趣旨および添付の特許請求の範囲を逸脱することなく、変形形態をなしえることができることは理解されよう。

本発明の様々な実施形態によるプラスチック・パイプ成形に使用される装置の概略図である。 本発明の様々な実施形態によるプラスチック・パイプ成形に使用される装置の概略図である。 本発明の様々な実施形態によるプラスチック・パイプ成形に使用される装置の概略図である。 図１、図２および図３の実施形態のいずれかに使用されるプラスチックの流れ分配器の正面図である。 流れ分配器の側面を通して見た図４の流れ分配器の断面図である。 流れ分配器の後から見た図４の流れ分配器の断面図である。 図４の流れ分配器の正面図である。 図４の流れ分配器の側面図である。 図４の流れ分配器の背面図である。

Claims (13)

1. プラスチック・パイプを成形するのに使用される装置であって、プラスチック供給部と、ダイ工具の上流側の端部に接続された流れ分配器にパイプを製造するための溶融プラスチックを提供するプラスチック搬送部とを含み、
   前記プラスチック供給部は前記ダイ工具から遠隔に配置され、
   前記ダイ工具は、パイプが形成される下流の成形領域に溶融プラスチックを搬送するためのリング形状の断面を有し且つ前記ダイ工具の長手方向に延在する第１の細長い内部ダイ通路を有し、
   前記第１の内部ダイ通路は、前記流れ分配器によって覆われるリング形状の開口を有し、
   前記流れ分配器は、前記プラスチック搬送部に接続された第１の入口と前記第１の入口に接続された少なくとも２つのチャネルとを備える第１のプラスチック流路を有し、各チャネルは、前記第１の内部ダイ通路の前記リング形状の開口に溶融プラスチックを送り込む第１の出口ポートを有し、各第１の出口ポートが前記第１の内部ダイ通路の前記リング形状の開口に整合するように各チャネルは前記ダイ工具の長手方向と交差する方向に延在しており、
   当該装置は、前記少なくとも２つのチャネルに関連する第１の調節手段を更に含み、
   前記第１の調節手段は、前記第１の内部ダイ通路の前記リング形状の開口の周りに位置する前記第１の出口ポートを介しての溶融プラスチックの分配を手動で変化させて、前記下流の成形領域において前記細長いダイ通路からの前記溶融プラスチックの均等な分配をもたらし、
   前記ダイ工具は、前記第１のダイ通路の前記開口の周りの外側に位置しかつ前記流れ分配器によって覆われるリング形状の開口を有し且つ前記ダイ工具の長手方向に延在する第２の細長いダイ通路を含み、
   前記流れ分配器は、溶融プラスチックを受けるための前記プラスチック搬送部に接続された第２の入口と、前記第２の入口に接続された少なくとも２つのチャネルとを備える第２のプラスチック流路を有し、各チャネルは、前記第２の細長いダイ通路の前記リング形状の開口に溶融プラスチックを送り込む第２の出口ポートを有し、前記第２の出口ポートが前記第２の細長いダイ通路の前記リング形状の前記開口に整合するように各チャネルは前記ダイ工具の長手方向と交差する方向に延在しており、
   当該装置は、前記第２のプラスチック流路の前記少なくとも２つのチャネルに関連する第２の調節手段をさらに含み、該第２の調節手段は、前記第２のダイ通路の前記開口の周りに位置する前記第２の出口ポートを介しての溶融プラスチックの分配を手動で変化させて、前記下流の成形領域において前記第２のダイ通路からの前記溶融プラスチックの均等な分配をもたらし、
   前記流れ分配器が、前記ダイ工具の前記上流側の端部に取り付けられたプレートを含み、前記プレートは、前記第１のプラスチック流路を介して前記第１のダイ通路の前記開口に材料を送り込む第１プレート部と、第２のプラスチック流路を介して前記第２のダイ通路の前記開口に材料を送り込む第２プレート部とを含み、前記第１および第２の調節手段はそれぞれ独立して調節可能である、装置。
2. 前記プラスチック供給部は単一の押出機を含み、前記プラスチック搬送部は、前記押出機から第１および第２の供給枝管への単一の導管を含み、前記第１の供給枝管は、前記第１のダイ通路の前記開口に通じている前記流れ分配器の前記第１のプラスチック流路に材料を送り込み、前記第２の供給枝管は、前記第２のダイ通路の前記開口に通じている前記流れ分配器の前記第２のプラスチック流路に材料を送り込む、請求項１に記載の装置。
3. 前記プラスチック供給部は第１及び第２の押出機を含み、前記プラスチック搬送部は、前記第１の押出機から前記第１のダイ通路の前記開口に通じている前記流れ分配器の前記第１のプラスチック流路に接続される第１の導管と、前記第２の押出機から前記第２のダイ通路の前記開口に通じている前記流れ分配器の前記第２のプラスチック流路に通じている第２の導管とを含む、請求項１に記載の装置。
4. 前記プラスチック供給部は第１および第２の押出機を含み、前記プラスチック搬送部は、前記第１の押出機からの第１の導管と、前記第２の押出機からの第２の導管と、前記第１のダイ通路の前記開口に通じている前記流れ分配器の前記第１のプラスチック流路に材料を送り込む第１の供給枝管と、前記第２のダイ通路の前記開口に通じている前記第２のプラスチック流路に材料を送り込む第２の供給枝管と、前記第１と第２の供給枝管の間の連結枝管とを含み、前記第１および第２の押出機からの前記第１および第２の導管両方が、前記プラスチック搬送部の前記連結枝管に材料を送り込み、前記プラスチック搬送部が、前記連結枝管に対する前記第１および第２の導管の開閉を選択するための流れ調節手段を含む、請求項１に記載の装置。
5. 前記第１のプラスチック流路及び前記第２のプラスチック流路のそれぞれが少なくとも４つのチャネルを有している、請求項１に記載の装置。
6. 前記第１の調節手段が各チャネルに関連する手動で調整可能なバルブを含む、請求項１に記載の装置。
7. 前記第１のプラスチック流路及び前記第２のプラスチック流路のそれぞれが少なくとも４つのチャネルを有している、請求項６に記載の装置。
8. 各バルブが、前記の流れ分配器の露出した上流側の面において調整可能である、請求項６に記載の装置。
9. 前記第１のプラスチック流路及び前記第２のプラスチック流路のそれぞれが少なくとも４つのチャネルを有している、請求項８に記載の装置。
10. 前記第１の調節手段および前記第２の調節手段の各々が、チャネルそれぞれに関連する手動で調整可能なバルブを含む、請求項１に記載の装置。
11. 各バルブが、前記流れ分配器の露出した上流側の面で調整可能である、請求項１０に記載の装置。
12. 各バルブは、調整可能なねじ式部材から成り、該ねじ式部材により、チャネルの部分的な遮りの調整を行うことができる、請求項１１に記載の装置。
13. 前記ダイ工具を、前記流れ分配器を取り除くことなしに、交換することができる、請求項１に記載の装置。

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