JP4986048B2

JP4986048B2 - マンドレルの製造方法及びその装置

Info

Publication number: JP4986048B2
Application number: JP2007233016A
Authority: JP
Inventors: 利夫丸山
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-09-07
Also published as: JP2009061724A

Description

本発明は、例えば高圧ゴムホースの製造に用いられるマンドレルの製造方法及びその装置に関するものである。

一般に、この種の高圧ゴムホースを製造する場合には、芯体となる樹脂製のマンドレルの外周に、ゴム層、補強層、カバー層等を形成して加硫した後、マンドレルをホースから抜き取るようにしている。

また、このマンドレルを製造する場合は、その材料である溶融樹脂を押出機から連続して押し出すとともに、所定内径のサイジングダイに通すことによって円形断面に成形した後、サイジングダイを通過した溶融樹脂を冷却水槽内で冷却して固化するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平４−１５２１２２号公報

ところで、溶融樹脂がサイジングダイを通過する際、サイジングダイの内周面と溶融樹脂との間には摺動抵抗が生ずるが、この摺動抵抗は温度に依存し、温度が低くなると摺動抵抗が大きくなる。また、サイジングダイを通過する溶融樹脂には引張力が生じているため、サイジングダイの摺動抵抗が大きくなると、溶融樹脂の伸び率も大きくなり、サイジングダイによって成形される溶融樹脂の外径が小さくなる。このため、製造現場における温度条件の変化によりサイジングダイの摺動抵抗が変化すると、マンドレルの外径寸法が変動し、規定寸法の範囲から外れた場合には、サイジングダイをサイズの異なるものに交換しなければならず、このような段替えの発生により生産性を低下させるという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造現場の温度条件が変化する場合でも、サイジングダイをサイズの異なるものに交換することなく常に所定の外径寸法のマンドレルを製造することのできるマンドレルの製造方法及びその装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、押出機から連続して押し出された溶融樹脂を所定内径のサイジングダイに通すことによって所定の断面形状に成形した後、サイジングダイを通過した溶融樹脂を冷却手段で冷却して固化させることにより、所定外径のマンドレルを製造するマンドレルの製造方法において、前記サイジングダイに設けた流体流通路に所定温度の流体を流通させながらサイジングダイによって溶融樹脂を成形するとともに、前記冷却手段で冷却したマンドレルの外径寸法を測定し、測定されたマンドレルの外径寸法が所定の外径寸法になるように前記流体の温度を制御するようにしている。

これにより、サイジングダイの流体流通路に所定温度の油が流通しながらサイジングダイによって溶融樹脂が成形されるとともに、冷却手段によって冷却されたマンドレルの外径寸法が測定され、測定されたマンドレルの外径寸法が所定の外径寸法になるように流体の温度が制御されることから、マンドレルの外径寸法の変動を抑制することが可能となる。

また、本発明は前記目的を達成するために、押出機から連続して押し出された溶融樹脂を所定内径のサイジングダイに通すことによって所定の断面形状に成形した後、サイジングダイを通過した溶融樹脂を冷却手段で冷却して固化させることにより、所定外径のマンドレルを製造するマンドレルの製造装置において、前記サイジングダイに設けた流体流通路に所定温度の流体を流通させる流体流通手段と、前記冷却手段で冷却したマンドレルの外径寸法を測定する外径測定手段と、外径測定手段によって測定されたマンドレルの外径寸法が所定の外径寸法になるように前記流体の温度を制御する制御手段とを備えている。

これにより、サイジングダイの流体流通路に所定温度の油が流通しながらサイジングダイによって溶融樹脂が成形されるとともに、冷却手段によって冷却されたマンドレルの外径寸法が測定され、測定されたマンドレルの外径寸法が所定の外径寸法になるように流体の温度が制御されることから、マンドレルの外径寸法の変動を抑制することが可能となる。ことから、流体流通路の流体によってサイジングダイの温度を制御することにより、マンドレルの外径寸法の変動を抑制することが可能となる。

本発明によれば、流体流通路の流体によってサイジングダイの温度を制御することにより、マンドレルの外径寸法の変動を抑制することができるので、製造現場の温度条件が変化しても、サイジングダイをサイズの異なるものに交換することなく常に所定の外径寸法のマンドレルを製造することができる。従って、サイジングダイの交換による段替えを発生させることがなく、生産性の向上を図ることができる。

図１乃至図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１はマンドレル製造装置の概略側面図、図２はサイジングダイの側面断面図、図３は図２のＡ−Ａ線矢視方向断面図、図４は制御部の動作を示すフローチャートである。

このマンドレル製造装置は、マンドレル１の材料となる溶融樹脂２を押し出す押出機１０と、押出機１０から押し出された溶融樹脂２を所定の断面形状に成形するサイジングダイ２０と、サイジングダイ２０を通過した溶融樹脂２を冷却する冷却手段としての冷却水槽３０と、冷却水槽３０で冷却されたマンドレル１の外径を測定する外径測定器４０と、外径測定器４０を通過したマンドレル１を引張りながら搬送する搬送機５０と、サイジングダイ２０に流体（油）を流通させる流体流通手段としての油循環装置６０と、油循環装置６０を制御する制御部７０とを備えている。

押出機１０は樹脂材料を加熱溶融して一端から押し出す周知の構成からなり、サイジングダイ２０の内径よりも大きい外径の溶融樹脂２を棒状に連続して押し出すようになっている。

サイジングダイ２０は中央に溶融樹脂２が通過する成形孔２１を有し、成形孔２１は一端側（溶融樹脂２の入り口側）から他端側に向かって内径が小さくなるテーパ状に形成されている。サイジングダイ２０の周縁には取付用のフランジ２２が設けられ、フランジ２２には複数のボルト挿通孔２２ａが設けられている。また、サイジングダイ２０には、油循環装置６０の油を流通する中空状の油流通路２３が設けられ、油流通路２３はサイジングダイ２０の内周部に沿って環状に形成されている。油流通路２３の上端及び下端にはそれぞれ油の流入口２３ａと流出口２３ｂが設けられ、流入口２３ａ及び流出口２３ｂには油循環装置６０の配管が接続される。

冷却水槽３０はマンドレル１の搬送方向に延びる箱状に形成され、その内部には冷却水が貯溜されている。冷却水槽３０の長手方向一端（押出機１０側）にはサイジングダイ２０が取付けられ、サイジングダイ２０を通過した溶融樹脂２が冷却水槽３０の冷却水中を通るようになっている。

外径測定器４０は冷却水槽３０の長手方向他端から外部に送り出されたマンドレル１の外径を連続的に測定するものであり、例えば光学式変位センサ等の周知の機器からなる。

搬送機５０は図示しないモータで回転駆動するガイドローラによってマンドレル１を搬送する周知の構成からなり、搬送機５０の下流側に搬送されたマンドレル１は図示しない巻取機によって巻き取られる。

油循環装置６０は、サイジングダイ２０の流入口２３ａ及び流出口２３ｂに接続された油回路６１と、油回路６１の油を循環するポンプ６２と、油回路６１の油を貯溜するタンク６３と、タンク６３内の油を加熱するヒータ６４とからなり、ヒータ６４によって所定温度（例えば５０℃〜１３０℃）に加熱した油を油回路６１を介してサイジングダイ２０の油流通路２３に流通するようになっている。

制御部７０はマイクロコンピュータによって構成され、外径測定器４０及び油循環装置６０のヒータ６４に接続されている。即ち、制御部７０は、図４のフローチャートに示すように、外径測定器４０によって測定したマンドレル１の外径寸法Ｄが所定の下限値Ｄ1 よりも小さくなると（Ｓ１）、ヒータ６４の出力を大きくし（Ｓ２）、マンドレル１の外径寸法Ｄが所定の上限値Ｄ2 よりも大きくなると（Ｓ３）、ヒータ６４の出力を小さくするようになっている（Ｓ４）。

以上のように構成されたマンドレル製造装置においては、押出機１０から押し出された溶融樹脂２がサイジングダイ２０の成形孔２１を通過することにより円形断面に成形された後、サイジングダイ２０を通過した溶融樹脂２が冷却水槽３０内で冷却されて固化することにより、所定外径のマンドレル１が製造される。その際、油循環装置６０の油がサイジングダイ２０の油流通路２３に流通することから、サイジングダイ２０の温度が油循環装置６０の油とほぼ同等の温度になる。即ち、サイジングダイ２０の温度が低くなると、溶融樹脂２とサイジングダイ２０との摺動抵抗が増大してマンドレル１の外径寸法Ｄが小さくなり、サイジングダイ２０の温度が高くなると、溶融樹脂２とサイジングダイ２０との摺動抵抗が減少してマンドレル１の外径寸法Ｄが大きくなることから、外径測定器４０の測定値Ｄが下限値Ｄ1 から上限値Ｄ2 の範囲になるように油循環装置６０の油の温度を制御することにより、マンドレル１が前記範囲内の外径に成形される。

このように、本実施形態によれば、サイジングダイ２０に設けた油流通路２３に所定温度の油を流通させながらサイジングダイ２０によって溶融樹脂２を成形するようにしたので、油流通路２３の油によってサイジングダイ２０の温度を制御することにより、マンドレル１の外径寸法の変動を抑制することができる。これにより、製造現場の温度条件が変化しても、サイジングダイ２０をサイズの異なるものに交換することなく常に所定の外径寸法のマンドレル１を製造することができる。従って、サイジングダイ２０の交換による段替えを発生させることがなく、生産性の向上を図ることができる。

また、油循環装置６０のタンク６３内の油をヒータ６４によって所定温度に加熱し、サイジングダイ２０の油流通路２３に接続された油回路６１にポンプ６２によって油を循環させるようにしたので、サイジングダイ２０に流通させる油の温度を的確に制御することができ、実用化に際して極めて有利である。

更に、冷却水槽３０を通過したマンドレル１の外径寸法Ｄを測定し、測定されたマンドレルの外径寸法Ｄが所定の外径寸法になるように油の温度を制御するようにしたので、マンドレル１の外径寸法の変動を確実に抑制することができ、均一な外径寸法のマンドレル１を成形する上で極めて効果的である。

また、サイジングダイ２０の油流通路２３をサイジングダイ２０の内周部に沿って環状に延びるように形成したので、図３の実線矢印で示すように油流通路２３内の油を成形孔２１の周囲に沿って流通させることができ、油流通路２３内の油とサイジングダイ２０の内周部とを効率よく熱交換させることができる。

尚、前記実施形態では、外径測定器４０によって測定したマンドレル１の外径寸法Ｄに基づいて油循環装置６０の油の温度を制御するようにしたものを示したが、マンドレル１の外径寸法を測定することなく油循環装置６０の油の温度を常に所定の温度に保つようにしてもよい。また、前記実施形態では、サイジングダイ２０に流通させる流体に油を用いたものを示したが、例えば水やブライン等、他の流体を用いることも可能である。

本発明の一実施形態を示すマンドレル製造装置の概略側面図サイジングダイの側面断面図図２のＡ−Ａ線矢視方向断面図制御部の動作を示すフローチャート

符号の説明

１…マンドレル、２…溶融樹脂、１０…押出機、２０…サイジングダイ、２３…油流通路、３０…冷却水槽、４０…外径測定器、６０…油循環装置、６１…油回路、６２…ポンプ、６３…タンク、６４…ヒータ、７０…制御部。

Claims

押出機から連続して押し出された溶融樹脂を所定内径のサイジングダイに通すことによって所定の断面形状に成形した後、サイジングダイを通過した溶融樹脂を冷却手段で冷却して固化させることにより、所定外径のマンドレルを製造するマンドレルの製造方法において、
前記サイジングダイに設けた流体流通路に所定温度の流体を流通させながらサイジングダイによって溶融樹脂を成形するとともに、
前記冷却手段で冷却したマンドレルの外径寸法を測定し、測定されたマンドレルの外径寸法が所定の外径寸法になるように前記流体の温度を制御する
ことを特徴とするマンドレルの製造方法。
押出機から連続して押し出された溶融樹脂を所定内径のサイジングダイに通すことによって所定の断面形状に成形した後、サイジングダイを通過した溶融樹脂を冷却手段で冷却して固化させることにより、所定外径のマンドレルを製造するマンドレルの製造装置において、
前記サイジングダイに設けた流体流通路に所定温度の流体を流通させる流体流通手段と、
前記冷却手段で冷却したマンドレルの外径寸法を測定する外径測定手段と、
外径測定手段によって測定されたマンドレルの外径寸法が所定の外径寸法になるように前記流体の温度を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とするマンドレルの製造装置。
前記流体流通手段を、流体流通路に接続された流体回路と、流体回路に流体を循環するポンプと、流体流通路の流体を貯溜するタンクと、タンク内の流体を加熱するヒータとから構成した
ことを特徴とする請求項２記載のマンドレルの製造装置。
前記サイジングダイの流体流通路をサイジングダイの内周部に沿って環状に延びるように形成した
ことを特徴とする請求項２または３記載のマンドレルの製造装置