JP6149329B2 - 押出成形金型の補正方法及び押出成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂材料や金属材料を成形孔に通過させることで所定の断面形状の押出成形品を得る押出成形金型の補正方法及び押出成形金型に関し、特に建築用コーナー材のような異形断面を有する成形品の押出成形金型を補正する方法及び押出成形金型に関する。

溶融した樹脂や金属を押出成形機のヘッドの先端部に装着された押出成形金型に供給し、この押出成形金型の成形孔から押出して所定の断面形状に成形する技術がよく知られている（例えば特許文献１，２参照）。押出成形は所定の断面形状の長尺材を連続成形するのに有利で、建築用のコーナー材や窓用のサッシュ材などは押出成形により形成されるのが一般的である。
図５に、従来の押出成形金型の概略図を示す。
押出成形金型５は、第一の分割型５１，第二の分割型５２，第三の分割型５３及び第四の分割型５４の四つの分割型から構成されていて、四つの分割型５１〜５４の境界面に、溶融した樹脂や金属か通過する成形孔が形成されている。この成形孔は、断面Ｌ字形の押出成形品を形成するものであり、この押出形成品の縦リブを形成するための凹部５３ｄが第二の分割型５２と第三の分割型５３との間の境界面に、横リブを形成するための凹部５１ｄが第一の分割型５１と第三の分割型５３との間の境界面に形成されている。

また、第一の分割型５１には突起５１ａが形成されているとともに、第二の分割型５２にはこの突起５１ａが嵌合される溝５２ａが形成されていて、第一の分割型５１と第二の分割型５２との位置決めを行っている。同様に、第四の分割型５４には突起５４ａ，５４ｂが形成されているとともに、第二の分割型５２には突起５４ａが嵌合される溝５２ｂが形成され、第三の分割型５３には突起５４ａが嵌合される溝５３ａが形成され、第二の分割型５２及び第三の分割型５３と第四の分割型５４との位置決めを行っている。

上記構成の押出成形金型５を使って成形品を押出成形すると、例えば成形品との摩擦によって凹部５１ｄ，５３ｄが摩耗し、図５（ｂ）に示すようにその寸法（凹部５１ｄ，５３ｄの深さ方向の寸法）が拡大する（図５では寸法拡大後の凹部をそれぞれ「′」を付けて表す）。
このような寸法拡大を補正するために、四つの分割型５１〜５４を分解して、凹部５１ｄ′、５３ｄ′が形成された境界面を補正加工（研磨又は研削を含む）することが行われているが、突起５１ａ，５４ｂ，５４ａや溝５２ａ，５２ｂ，５３ａとの位置関係がずれてしまい、突起５１ａ，５４ｂ，５４ａを削って別の位置に溶接や蝋付け等によって付け直すか、溝５２ａ，５２ｂ，５３ａをいったん埋めて別の位置に形成する必要があった。このような作業は非常に面倒で負担がかかる上、補正加工作業後に、寸法拡大前と同一寸法の押出成形品を得るようにするのは非常に困難であるという問題がある。

特開２０１０−５８０８号公報 特開２０００−１１７８０６号公報

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、各分割型の位置決めが非常に容易で、かつ、寸法拡大前と同一寸法の押出成形品を容易に得ることができて、高い寸法制度の高品質な押出成形品を低コストで提供できる押出成形金型の補正方法及び押出成形金型の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために本発明の金型の補正方法は、縦リブと横リブが交叉する形状を有する成形品を押出成形する押出成形金型の補正方法において、横リブの上方又は下方に配置される第一の分割型と、縦リブの両側に配置される第二及び第三の分割型とを有する押出金型を準備し、前記第二の分割型と前記第三の分割型とが接する直線状の境界部分及び前記第三の分割型と前記第一の分割型とが接する直線状の境界部分に、前記縦リブ及び前記横リブを形成するための成形孔となる凹部を形成し、前記凹部に寸法拡大が生じたときに、前記寸法拡大の量に応じた分だけ前記縦リブの延長線上及び／又は前記横リブの延長線上で前記第一の分割型、第二の分割型及び前記第三の分割型の少なくとも一つを補正加工するように構成してある。
このようにすれば、摩耗等により前記凹部に寸法拡大が生じても、前記寸法拡大量に応じた分だけ前記縦リブの延長線上及び前記横リブの延長線上で前記第一及び第二の分割型又は前記第三の分割型を補正加工するだけで、前記凹部の寸法を正規の寸法に補正することができ、かつ、寸法拡大前の状態に簡単に戻すことができる。

また、前記第一及び前記第二の分割型の少なくとも表面を前記第三の金型の表面よりも高い硬度で形成すれば、摩耗は専ら第三の分割型において進行するから、前記第三の金型を補正加工するだけで補正を行うことが可能になる。の場合は、前記第三の分割型のみに前記凹部を形成してもよい。
もちろんこの場合も、第一及び第二の分割型の方で摩耗が進行すれば、第一及び第二の分割型を補正加工すればよい。

本発明の方法に用いられる押出成型金型は、縦リブと横リブが交叉する形状を有する成形品を押出成形する押出成形金型において、横リブの上方又は下方に第一の分割型を配置するとともに、縦リブの両側に第二及び第三の分割型を配置し、前記第二の分割型と前記第三の分割型とが接する直線状の境界部分及び前記第三の分割型と前記第一の分割型とが接する直線状の境界部分に、前記縦リブ及び前記横リブを形成するための成形孔となる凹部を形成した構成としてある。
また、前記第一及び前記第二の分割型の少なくとも表面を前記第三の金型の表面よりも高い硬度で形成してもよく、この場合は前記第三の分割型のみに前記凹部を形成してもよい。

以下、本発明の第一の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本願発明の第一の実施形態にかかる押出成形金型の概略図である。なお、この第一の実施形態の説明では、縦リブと横リブとが直角に交叉する断面Ｌ形状の押出成形品を形成する押出成形金型１を例に挙げて説明する。
押出成形金型１は、第一の分割型１１，第二の分割型１２及び第三の分割型１３の３つの分割型から構成される。第一の分割型１１は横リブを形成するための凹部１１ｄの上方に配置され、第二及び第三の分割型１２，１３は縦リブを形成するための凹部１３ｄの左右に配置される。凹部１１ｄと凹部１３ｄとで成形孔が構成される。

前記成形孔は、３つの分割型１１〜１３の境界面に形成される。各境界面は、縦リブと横リブとの交叉角度と同じ直角に交叉し、かつ、前記成形孔を含めて直線状に延びている。
縦リブを形成するための凹部１３ｄは第二の分割型１２と第三の分割型１３との間の境界面に形成され、横リブを形成するための凹部１１ｄは第一の分割型１１と第三の分割型１３との間の境界面に形成されている。
なお、図示するように、図５の押出成形金型５と同様の突起を第一の分割型１１に形成し、第二の分割型１２にはこの突起と係合する溝を形成してもよい。このようにすることで、第一の分割型１１と第二の分割型１２との位置決めを行うことができる。第三の分割型１３は、位置決めされた第一の分割型１１と第二の分割型１２に押し当てることで位置決めができる。

成形の繰り返しにより凹部１１ｄ，１３ｄが摩耗した状態を図１（ｂ）に示す。
図示するように、摩耗によって凹部１１ｄ，１３ｄの深さ方向の寸法が拡大している（寸法拡大した凹部をそれぞれ１１ｄ′，１３ｄ′とする）。なお、本願発明の「寸法拡大」の例は摩耗に限らず、傷や粗面等の発生により凹部１１ｄ、１３ｄを研磨や研削等によって補正加工した場合も含まれる。
このような寸法拡大が生じたときは、第一，第二及び第三の分割型１１，１２，１３の少なくとも一つの前記境界面を補正加工すればよい。

図１の例では、凹部１１ｄ、１３ｄのそれぞれの底部が摩耗して寸法拡大していることから、第一の分割型１１と第三の分割型１３との境界面１１ｃ，１３ｃ及び第二の分割型１２と第三の分割型１３との境界面１２ｂ，１３ｂを補正加工する。すなわち、凹部１１ｄの寸法拡大量に応じた分だけ境界面１１ｃ，１３ｃを補正加工し、凹部１３ｄの寸法拡大量に応じた分だけ境界面１２ｂ，１３ｂを補正加工する。なお、凹部１１ｄのみが寸法拡大した場合は、寸法拡大量に応じた分だけ境界面１１ｃ，１３ｃのみを補正加工すればよく、凹部１３ｄのみが寸法拡大した場合は、寸法拡大量に応じた分だけ境界面１２ｂ，１３ｂのみを補正加工すればよい。

補正加工後の状態を図１（ｄ）に示すが、図示するように、境界面１１ｃ，１３ｃ及び境界面１２ｂ，１３ｂを補正加工（例えば研磨）することで、第三の分割型１３は元の位置から矢印の方向に位置を変える。この際、第三の分割型１３の一部が凹部１１ｄや凹部１３ｄの内部に若干張り出す（第三の分割型１３の一部が凹部１１ｄに張り出したときの様子を部分拡大図の（ｃ）に符号１３ｅで示す）ことがあるが、この張り出し部分１３ｅは第三の分割型１３を補正加工する際に研磨や切削等で除去すればよい。これによって寸法拡大した凹部１１ｄ′，１３ｄ′がほぼ元の凹部１１ｄ，１３ｄに復帰する。

本願発明は、横リブと縦リブとが直角に交叉する断面Ｌ形の押出成形品に限らず、横リブと縦リブとが直角以外の鋭角又は鈍角に交叉する断面略Ｌ形の押出成形品のための金型にも適用が可能である。
図２は本願発明の第二の実施形態にかかり、直角以外の鈍角に横リブと縦リブとが交叉する断面略Ｌ字形の押出成形品を成形する押出成形金型の概略図である。
なお、説明の便宜のため、先の実施形態と同一部位、同一部材には同一の符号を付して、詳細な説明は先の実施形態を援用するものとする。また、この実施形態においても、図示するように、図５の押出成形金型５と同様の突起を第一の分割型１１に形成し、第二の分割型１２にはこの突起と係合する溝を形成してもよい。

押出成形金型２を構成する３つの分割型１１〜１３の境界面は、縦リブと横リブとの交叉角度と同じ角度で交叉し、かつ、成形孔を構成する凹部２１ｄ，２３ｄを含めて直線状に延びている。
この実施形態においても縦リブを形成するための凹部２３ｄは第二の分割型１２と第三の分割型１３との間の境界面に形成され、横リブを形成するための凹部２１ｄは第一の分割型１１と第三の分割型１３との間の境界面に形成されている。
この実施形態においても、成形の繰り返しにより図２（ｂ）に示すように凹部２１ｄ，２３ｄの深さ方向の寸法が拡大すると、第一，第二又は第三の分割型１１，１２，１３の前記境界面を補正加工すればよい。

図２の例のように凹部２１ｄ、２３ｄのそれぞれ底部が摩耗して寸法拡大すれば、第一の分割型１１と第三の分割型１３との境界面１１ｃ，１３ｃ、第二の分割型１２と第三の分割型１３との境界面１２ｂ，１３ｂに補正加工を施せばよい。境界面１１ｃ，１３ｃ及び境界面１２ｂ，１３ｂに施す補正加工の量と寸法拡大の量との関係は先の実施形態と同じである。
補正加工後の状態を図２（ｃ）に示すが、第三の分割型１３は補正加工により元の位置から矢印の方向に位置を変え、これによって寸法拡大した凹部２１ｄ′，２３ｄ′がほぼ元の凹部２１ｄ，２３ｄに復帰する。

図３は本願発明の第三の実施形態にかかる押出成形金型の概略図である。
なお、説明の便宜のため、先の実施形態と同一部位、同一部材には同一の符号を付して、詳細な説明は先の実施形態を援用するものとする。また、この実施形態においても、図示するように、図５の押出成形金型５と同様の突起を第一の分割型１１に形成し、第二の分割型１２にはこの突起と係合する溝を形成してもよい。
この実施形態の押出成形金型３は、３つの分割型１１〜１３のうち第一の分割型１１及び第二の分割型１３の境界面の硬度を第三の分割型１３の境界面の硬度よりも高くしてある。また、図３（ａ）に示すように凹部３１ｄ及び凹部３３ｄは両方とも第三の分割型１３に形成している。このようにすることで、押出成形品との摩擦による摩耗は専ら第三の分割型１３の方で進行し（図３（ｂ）参照）、第三の分割型１３の境界面１３ｂ，１３ｃを補正加工するだけで寸法拡大した凹部３１ｄ′，３３ｄ′が、図３（ｃ）に示すようにほぼ元の凹部３１ｄ，３３ｄに復帰する。
なお、境界面１３ｂ，１３ｃに施す補正加工の量と寸法拡大の量との関係は先の実施形態と同じである。

本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明に限定されるものではない。
例えば、上記の説明ではＬ字形の押出成形品の金型を例に挙げて説明したが、本願発明はＴ字形やＹ字形の押出成形品の金型にも適用が可能である。例えば図４（ａ）に示すように、Ｔ字形の凹部４１ｄ，４３ｄが第一〜第三の分割型１１，１２，１３の境界面に形成されている押出成形金型４において、凹部４１ｄ，４３ｄに寸法拡大が生じたときは、第一〜第三の分割型１１，１２，１３の境界面１１ａ，１１ｃ，１２ａ，１２ｂ，１３ｂ，１３ｃを補正加工することで、先の実施形態と同様にほぼ元の凹部４１ｄ，４３ｄに復帰させることができる。
また、図４（ｂ）に示すようなＹ字形の凹部４１ｄ，４３ｄを有する押出成形金型４の場合も、図４（ａ）のＴ字形の場合と同様に補正加工を行うことができる。
なお、図４（ａ）（ｂ）は、補正加工によって凹部４１ｄ，４３ｄを復帰させた後の状態を示している。境界面１１ｃ，１３ｃ及び境界面１２ｂ，１３ｂに施す補正加工の量と寸法拡大の量との関係は上記の実施形態と同じである。

本発明は、樹脂や金属の押出成形を行う押出成形金型の補正に広範に適用が可能である。

本願発明の第一の実施形態にかかる押出成形金型の概略図である。 本願発明の第二の実施形態にかかり、直角以外の鈍角に横リブと縦リブとが交叉する断面略Ｌ字形の押出成形品を成形する押出成形金型の概略図である。 本願発明の第三の実施形態にかかる押出成形金型の概略図である。 本願発明のさらに他の実施形態にかかり、成形孔がＴ形とＹ形の場合における補正加工後の押出成形金型の概略図である。 従来の押出成形金型の概略図である。

１〜５ 押出成形金型
１１ 第一の分割型
１１ａ，１１ｃ 境界面
１２ 第二の分割型
１２ａ、１２ｂ 境界面
１３ 第三の分割型
１３ｂ、１３ｃ 境界面
１１ｄ〜４１ｄ 凹部
１３ｄ〜４３ｄ 凹部

Claims (3)

1. 縦リブと横リブが交叉する形状を有する成形品を押出成形する押出成形金型の補正方法において、
   横リブの上方又は下方に配置される第一の分割型と、縦リブの両側に配置される第二及び第三の分割型とを有する押出金型を準備し、
   前記第二の分割型と前記第三の分割型とが接する直線状の境界部分及び前記第三の分割型と前記第一の分割型とが接する直線状の境界部分に、前記縦リブ及び前記横リブを形成するための成形孔となる凹部を形成し、
   前記凹部に寸法拡大が生じたときに、前記寸法拡大の量に応じた分だけ前記縦リブの延長線上及び／又は前記横リブの延長線上で前記第一の分割型，第二の分割型及び前記第三の分割型の少なくとも一つを補正加工すること、
   を特徴とする押出成形金型の補正方法。
2. 前記第一及び前記第二の分割型の少なくとも表面を前記第三の金型の表面よりも高い硬度で形成し、前記第三の金型を補正加工することで補正を行うこと、
   を特徴とする請求項１に記載の押出成形金型の補正方法。
3. 前記第三の分割型のみに前記凹部を形成したことを特徴とする請求項２に記載の押出成形金型の補正方法。

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