JPH08224742A - 樹脂製品成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】作業工程を単純化して成形作業の作業効率を高
めるとともに、生産効率を極めて高くすることができる
樹脂製品成形装置を提供する。 【構成】筒状に形成された外型枠１と、該外型枠１内に
挿入されこの外型枠１との間に樹脂の充填空間部４を形
成する内型枠２とが押出機３上に設置され、上記外型枠
１の上端部内面には止め溝１１２が形成され、上記内型
枠２の上端部外面には、先端が前記外型枠１に内接し、
外型枠１に対する内型枠２の位置決めを行う突起峰２２
が形成され、一方、上記押出機３には、上記内型枠２を
外型枠１から押し出す第１押出部材３４が設けられると
ともに、前記充填空間部４に成形された樹脂硬化体を押
し出す第２押出部材５が設けられてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂を素材として中空
状の長尺体を成形する成形装置に関し、例えば、熱硬化
性樹脂を素材とする樹脂パイプの成形に利用される。

【０００２】

【従来の技術】例えば、従来から使用されている熱硬化
性樹脂を用いた樹脂パイプの成形方法のうち、外型枠内
に芯金（内型枠）を挿入し、両者によって形成された円
筒形の空間部に、熱硬化性樹脂を注入した後、加熱して
硬化させる方法を、従来技術の代表として説明する。

【０００３】図７及び図８は、従来から使用されていた
樹脂パイプ成形用型枠の概略図であり、図９及び図１０
は、その成形工程を示すフローチャートである。

【０００４】図７において、ａは円筒状の外型枠であ
り、該外型枠ａは、縦方向に２分割された外型枠本体ａ
１、ａ１で構成されている。外型枠本体ａ１、ａ１の合
わせ面には図８に示すフランジａ２がそれぞれ形成され
ている。

【０００５】また、これら外型枠本体ａ１、ａ１は上下
にも分割されており、上下の合わせ面に連結フランジａ
３がそれぞれ形成されている。

【０００６】上記外型枠本体ａ１、ａ１の下端には底フ
ランジａ４が形成され、該底フランジａ４が底盤ｂに適
宜な固定手段により固定されている。

【０００７】前記底盤ｂは、上記フランジａ４と固定さ
れて外型枠ａの底部を形成するもので、この底盤ｂに
は、後述する芯金ｃと嵌合する凹部ｂ１が形成されると
ともに、樹脂注入管ｂ２が設けられている。

【０００８】上述した外型枠ａ内には芯金ｃが挿入され
る。芯金ｃは、外型枠ａとの間に円筒形の充填空間部ｄ
を形成するためのもので、その周面の一部に上端から下
端の縦方向に切欠ｃ１が形成され、平面視が略Ｃ状に形
成された弾性体である。

【０００９】前記切欠ｃ１は、上端から下端にかけて切
欠幅が漸次幅狭になされた楔状に形成されている。

【００１０】前記芯金ｃの上端には、複数の吊金具ｃ２
が連設されている。

【００１１】そして、前記芯金ｃの切欠ｃ１には楔ｅが
嵌入配置される。この楔ｅは、前記切欠ｃ１に配置さ
れ、前記芯金ｃとで円筒形を構成する楔本体ｅ１と、楔
本体ｅ１の背面に設けられ切欠ｃ１を形成する両端縁内
面と密接する裏金ｅ２と、楔本体ｅ１の上端に形成され
たストッパｅ３とで構成されている。

【００１２】また、前記凹部ｂ１との間で、外型枠ａと
芯金ｃとを同心円状に配置し固定するために、複数の脚
ｆ１を配した位置決め具ｆが、外型枠ａ及び芯金ｃの上
端に着脱自在に配置されている。

【００１３】次に、図９及び図１０に示す成形工程にお
いて、まず、ステップＳ２１で取付台上に芯金ｃを水平
に固定する。この後、該芯金ｃの切欠ｃ１に楔ｅのスト
ッパｅ３を油圧装置で押しながら該楔ｅを嵌入する（ス
テップＳ２２）。これにより楔ｅが芯金ｃの切欠ｃ１を
押拡げながら該切欠ｃ１に嵌入配置され、これら芯金ｃ
と楔ｅとで完全な円筒形を形成する。

【００１４】一方、組立が完了した外型枠ａを底盤ｂ上
に垂直に取付け（ステップＳ２３）た後、芯金ｃを外型
枠ａ内に挿入し、凹部ｂ１と位置決め具ｆとにより、芯
金ｃを外型枠ａの中心部に位置決め保持する（ステップ
Ｓ２４）。

【００１５】以上の作業により、型枠組立作業が完了す
るが、この間の各動作は全てホイストを操作して行われ
る。

【００１６】次に、樹脂注入管ｂ２から熱硬化性の樹脂
ｒを圧入すれば、樹脂ｒは、充填空間部ｄ内の空気を排
出しながら上昇してゆく（ステップＳ２５）。この間の
樹脂ｒの注入圧力による漏洩に対しては、外型枠本体ａ
１相互間は合せフランジａ２及び連結フランジａ３によ
る締付力で、また、外型枠ａと底盤ｂとの間は底フラン
ジａ４と底盤ｂとの締付力で対処し、芯金ｃと楔本体ｅ
１との接合部は、楔ｅの圧入による相互の反揆力と裏金
ｅ２の支援により防止を図っている。

【００１７】そして、外型枠ａの上端まで樹脂ｒの注入
が終ると、蒸気等の加熱手段により全体を加熱し（ステ
ップＳ２６）、この加熱により樹脂ｒは数十分で硬化し
（ステップＳ２７）、その後は大気温度で除冷される
（ステップＳ２８）。

【００１８】冷却が終れば、硬化した樹脂硬化体を包む
外型枠ａと芯金ｃとを底盤ｂから取外して（ステップＳ
２９）、ホイストで取付台上に水平に固定する（ステッ
プＳ３０）。

【００１９】一般に、樹脂類は硬化中にその体積を収縮
させる性質があるために、硬化した樹脂硬化体は、外型
枠ａから剥離して芯金ｃを強く抱き込む結果となる。

【００２０】従って、芯金ｃの一端を油圧装置で押せ
ば、芯金ｃは硬化した樹脂硬化体と共に、位置決め具ｆ
を伴って、外型枠ａから押出される（ステップＳ３
１）。

【００２１】続いて、合せフランジａ２を解放して外型
枠ａを２分割して取外すとともに、樹脂硬化体に抱き込
まれた芯金ｃから位置決め具ｆを取除き、この芯金ｃを
ホイストで取付台に固定する（ステップＳ３２、Ｓ３
３）。この後、油圧装置により芯金ｃから楔ｅを押出せ
ば、芯金ｃは、自らの弾性により内側に収縮して、樹脂
硬化体と分離される（ステップＳ３４）。

【００２２】そこで、吊金具ｃ２をホイストで吊り、樹
脂硬化体内から芯金ｃを抜取れば、樹脂パイプの製作が
完了する（ステップＳ３５）。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の成形方
法では、ステップＳ２１、Ｓ２４、Ｓ３０、Ｓ３３等で
行う場所移動や取付姿勢変更など、また、ステップＳ２
２、Ｓ２３、Ｓ２４で行う型枠の組立、及びステップＳ
２９、Ｓ３２、Ｓ３４で行う型枠の分解というように、
多くの作業が必要になり、工程上の無駄があった。その
ために、余分な設備と作業面積を必要とし、かなりの労
力を費やしていた。

【００２４】また、移動や押出作業あるいは型枠の分解
作業中に、製品表面に直接外力が加わり、製品を破損す
る可能性があった。

【００２５】さらに、樹脂パイプは、その径に対して長
さが長い長尺物であるために、型枠を縦横に分割したこ
とによる型枠の強度及び剛性の低下が影響して、製品の
形状や寸法精度を安定させることが困難であるだけでな
く、硬化時の樹脂の収縮により、製品の厚みが変化した
り、不規則な空隙を生ずることがあった。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
樹脂製品成形装置は、筒状に形成された外型枠と、該外
型枠内に挿入されこの外型枠との間に樹脂の充填空間部
を形成する芯金とが押出機上に設置され、上記外型枠の
上端部内面には凹部が形成され、上記芯金の上端部外面
には、先端が前記外型枠に内接し、外型枠に対する芯金
の位置決めを行う突片が形成され、一方、上記押出機に
は、上記芯金を外型枠から押し出す第１押出手段が設け
られるとともに、前記充填空間部に成形された樹脂硬化
体を押し出す第２押出手段が設けられたものである。

【００２７】本発明の請求項２記載の樹脂製品成形装置
は、前記第１押出手段は、前記芯金の下端を先端部で支
持し、上方に移動自在に設けられた第１押出部材及び駆
動装置で構成され、前記第２押出手段は、前記第１押出
部材に摺動自在に設けられ、前記充填空間部の底部を形
成する第２押出部材と、前記第１押出部材の上方への移
動に追従して第２押出部材を上方に移動させる追従手段
とで構成され、追従手段は第１押出部材の上方への移動
に対して第２押出部材を追従させるように構成されてい
る。

【００２８】

【作用】本発明の請求項１及び２記載の樹脂製品成形装
置によれば、押出機上に外型枠を取付けるとともに、こ
の外型枠内に突片で位置決めしながら芯金を取付け、こ
れら外型枠と芯金との間に形成された充填空間部に樹脂
を充填して硬化させた後、第１押出部材により外型枠の
凹部に充填された樹脂の抵抗を利用して芯金のみを押し
出し、この後、第２押出部材により樹脂硬化体を取り出
す。

【００２９】請求項２記載の樹脂製品成形装置によれ
ば、第１押出部材の上方への移動に対して追従手段によ
り第２押出部材を追従させるように構成し、第１押出部
材のみの移動と、第１押出部材の移動に追従する第２押
出部材の移動とを可能にする。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００３１】図１は、本発明に係る樹脂製品成形装置の
概略構成を示す縦断面図であり、図２は該成形装置上部
の概略構造を示す平面図である。なお、本例では樹脂パ
イプを成形する成形装置を例に採って説明する。

【００３２】図１及び図２において、１は上下が開放さ
れ上端より下端が僅かに細くなった抜き勾配を有する円
筒形の外型枠である。

【００３３】外型枠１内には、上下が開放され該外型枠
１と同様の抜き勾配を有する円筒形の芯金（内型枠）２
が外型枠１と所定の間隔を隔てて挿入されており、上記
外型枠１と芯金２との間は、若干の勾配を有する略円筒
形の充填空間部４が形成されている。

【００３４】前記外型枠１は、通常、製品長さによって
長手方向に適宜分割されることが多く、本例では、上部
型枠１１と、中部型枠１２と、下部型枠１３とに３分割
されたものを示す。

【００３５】上記上部型枠１１の上部は、下方から注入
された樹脂Ｒが溢れ出るのを防ぐ樹脂溜になる逆円錐状
の拡大部１１１が形成されるとともに、その内面下部に
は断面が台形に形成された環状の止め溝（凹部）１１２
が上下に複数本水平に刻み込まれている。上部型枠１１
の下端には、中部型枠１２との連結フランジ１１３が形
成されている。

【００３６】前記中部型枠１２の上下両端には、前記上
部型枠１１及び下部型枠１３との連結用の上フランジ１
２１及び下フランジ１２２が形成されている。

【００３７】前記下部型枠１３は、その上端に前記中部
型枠１２との連結用の結合フランジ１３１が形成される
とともに、その周面中間部に樹脂Ｒを圧入する樹脂注入
管１３２が連結されている。

【００３８】また、前記下部型枠１３の下端内面には、
後述する２次押出板５を保持する逆円錐形の受部１３３
が形成されている。

【００３９】前記芯金２は、上述の抜き勾配を有する中
空円筒形の芯金本体２１と、該芯金本体２１の上部周面
から図２に示すように放射状に突出した複数の鋭角な突
起峰（突片）２２とを備え、前記芯金本体２１の上端に
吊金具２３が連設されている。

【００４０】前記芯金本体２１の下端内面側は、円錐状
の切欠が形成されており、この切欠部が後述するジャッ
キ装置３４の突起体３４２との嵌合部２４になされてい
る。

【００４１】前記突起峰群２２は、前記止め溝１１２よ
りやや下方から上部型枠１１の上端よりやや上方までの
長さを有するとともに、その先端が上部型枠１１の内面
と接し、各突起峰２２を上部型枠１１に内接させて配置
することで、外型枠１に対する芯金２の位置決めを行う
ように構成されている。

【００４２】このように構成された外型枠１及び芯金２
は押出機３上に設置される。

【００４３】押出機３は、上端に取付フランジ３１が形
成されたハウジング３２と、該ハウジング３２内に配置
されたピストン部３３及び該ピストン部３３上部から突
出した第１押出部材であるジャッキ装置３４とから構成
されている。

【００４４】前記取付フランジ３１は、その上面内側に
前記外型枠１の下端が設置され、例えば、前記下フラン
ジ１２２と結合フランジ１３１との連結部と、上記取付
フランジ３１とに亘ってネジ棒を貫通配置し、該ネジ棒
をボルトで固定することで、外型枠１をハウジング３２
上に安定的に配置している。なお、上記固定手段はネジ
棒及びボルトに限るものでない。

【００４５】前記ジャッキ装置３４の先端部３４１の上
面には円錐形の突起体３４２が形成され、この突起体３
４２の傾斜面が前記芯金本体２１の嵌合部２４に嵌合さ
れ、外型枠１に対して位置決めされた芯金２を支持して
いる。

【００４６】前記ピストン部３３と先端部３４１とを連
結する部分は、先端部３４１よりも小径の頸部３４３に
形成されており、この頸部３４３に２次押出板（第２押
出部材）５が摺動自在に設けられている。

【００４７】２次押出板５は、前記頸部３４３により中
央を貫通された裁頭逆円錐形に形成されており、その上
縁部が外型枠１に内接し、傾斜面は前記受部１３３に支
持されている。

【００４８】このように構成されたジャッキ装置３４
は、油圧装置６によりピストン部３３を上方に移動させ
ることで、上方に押し出され、先端部３４１で芯金２を
上方に押し出す。この際、２次押出板５は、頸部３４３
を摺動するのでジャッキ装置３４とともに、上方に押し
出されることがなく、外型枠１の下端の受部１３３に支
持された状態を保持する。

【００４９】ここで、２次押出板５の下方の頸部３４３
に、図１において二点鎖線で示すスペーサ７（追従手
段）を嵌め込み、前記ジャッキ装置３４を上方に押し出
すと、該ジャッキ装置３４とともに２次押出板５も上方
に押し出される。

【００５０】上記スペーサ７は、前記２次押出板５が配
置された部分を除く頸部３４３の露出周面と同じ高さを
有し、例えば半円状に２分割されている。

【００５１】また、前記外型枠１及び芯金２の上方に
は、外型枠１及び芯金２の取付け・取外しや、成形され
た樹脂パイプ等の運搬用として、ウインチ７が設けられ
ている。

【００５２】次に、上述のように構成された成形装置に
より樹脂パイプを成形する成形工程を図３及び図４のフ
ローチャートを参照しながら説明する。

【００５３】まず、ウインチ８により押出機３上に外型
枠１を垂直に組立てた後（ステップＳ１）、吊金具２３
を吊って芯金２を外型枠１内に挿入すれば（ステップＳ
２）、芯金本体２１の下端の嵌合部２４が突起部３４２
に嵌る。この際、芯金本体２１の上部は、複数の突起峰
２２が上部型枠１１に内接して支持されるため、芯金２
は外型枠１の中心部に自動的に固定されることになる。

【００５４】この状態で、熱硬化性の樹脂Ｒを、樹脂注
入管１３２を通じて充填空間部４内に圧入すれば、樹脂
Ｒは、充填空間部４内の図示しない補強繊維等に含まれ
る空気を排除しながら、下部型枠１３及び中部型枠１２
を経て上昇し、図５に示すように、拡大部１１１の上端
付近に到達する（ステップＳ３）。

【００５５】樹脂Ｒの注入が終れば、蒸気等の加熱手段
により全体を加熱すると（ステップ４）、内部の樹脂Ｒ
は数十分間で硬化して樹脂硬化体ＨＲとなり（ステップ
Ｓ５）、その後は大気温度により徐冷される（ステップ
Ｓ６）。

【００５６】ここで、上述のステップＳ５及びＳ６での
硬化及び冷却中には、注入された樹脂Ｒは収縮する傾向
があり、特にフェノール樹脂の硬化反応時には水や水蒸
気を発生して収縮する度合が高いので、拡大部１１１に
貯留された樹脂Ｒが押し湯効果を発揮して収縮分を補う
ので、不規則な空隙の発生を防止している。

【００５７】そして、冷却が終れば、押出機３によって
ジャッキ装置３４で芯金２を押し出す。詳しくは、油圧
装置６によりピストン部３３及びジャッキ装置３４を上
方に押し出すと、先端部３４１に支持された芯金２が、
突起峰２２に接する樹脂硬化体ＨＲの上部に複数の亀烈
を生させながら単独で押し出される（ステップＳ７）。
この際、樹脂硬化体ＨＲは、外型枠１の止め溝１１２部
に形成された突出部の抵抗により、頸部３４３を摺動す
る２次押出板５と共に現位置に止る。

【００５８】そこで、ウインチ８で吊金具２３を吊って
芯金２を樹脂硬化体ＨＲから抜取る（ステップＳ８）。

【００５９】次に、ジャッキ装置３４を下降させる（ス
テップＳ９）、これにより頸部３４３には、２次押出板
５の下方に空間が生じ、該空間に二点鎖線で示す半割状
のスペーサ７を２個嵌め込み、図示しないバネリング等
の固定具で頸部３４３に配置する（ステップＳ１０）。

【００６０】続いて、ジャッキ装置３４を再上昇させる
ことで、今度は、ジャッキ装置３４とともに、スペーサ
７を介して２次押出板５が上昇し、樹脂硬化体ＨＲを押
し上げる。この際、樹脂硬化体ＨＲからは前工程で芯金
２が抜取られており、樹脂硬化体ＨＲ上部は突起峰群２
２により複数の亀烈を生じているために、図６に示す如
く止め溝１１２との噛合が外れて、変形可能な内側に屈
曲するとともに、硬化時の収縮により外型枠１から剥離
する傾向があるため、図６に二点鎖線で示すように外型
枠１から離脱し上昇する。

【００６１】そこで、樹脂硬化体ＨＲをウインチ８で抜
取り（ステップＳ１２）、図６に一点鎖線で示すカット
ラインＣ−Ｃから上方の部分を切断する（ステップＳ１
３）ことにより、所定寸法の樹脂パイプ成形が完了す
る。

【００６２】なお、本例では、熱硬化性の樹脂により樹
脂パイプを成形するものを例に採って説明したが、樹脂
は熱可塑性のものでもよいし、樹脂パイプに限らず、中
空状の長尺体であれば、その断面形状に係わらず成形す
ることができる。例えば、断面四角形の筒体や、内周面
が円形で外周面が四角形の筒体の成形なども可能であ
る。

【００６３】また、止め溝１１２は、断面が台形であ
り、上部型枠１１の内面に円周に沿って３本刻まれてい
るものを示したが、樹脂硬化体ＨＲの上昇圧力に耐える
抵抗を有すれば、断面は如何なる形状でもよく、本数は
いくらでもよく、断続的なものでもよい。

【００６４】突起峰２２は、放射状に６個配置したもの
を図示したが、３個以上で中心位置を保持できればよ
い。

【００６５】ジャッキ装置３４の突起体３４２を円錐形
とし、２次押出板５を裁頭円錐形の物で説明したが、機
能を満足すれば、形状を変えても差支えない。

【００６６】また、頸部３４３の断面形状も円形に限ら
ず、該頸部３４３の断面形状に応じてスペーサ７の形状
を決定すれば良い。

【００６７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１及
び２記載の樹脂製品成形装置によれば、押出機上に外型
枠と芯金とを取付け、これら外型枠と芯金との間に形成
された充填空間部に樹脂を充填して硬化させた後、第１
押出部材により外型枠の凹部に充填された樹脂の抵抗を
利用して芯金のみを押し出し、この後、第２押出部材に
より樹脂硬化体を取り出すことで、従来のものに比べ
て、型枠の組立や分解及び移動作業を最小限に抑えるこ
とができ、作業工程を単純化して成形作業を効率よく行
うことができる。また、所要設備や作業面積が少ないこ
とと相まって、余分な労力を節減できるので、生産効率
を極めて高くすることができる。さらに、製作工程の途
中で、剥き出しのパイプに直接外力が加わらないので、
製品が損傷することがない。

【００６８】また、請求項２記載の樹脂製品成形装置に
よれば、第１押出部材の上方への移動に対して追従手段
により第２押出部材を追従させるように構成したこと
で、同一の駆動装置で第１押出部材と第２押出部材とを
上方に移動させることができ、装置の構成を簡単にでき
るとともに、コンパクト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る樹脂製品成形装置の概略構成を示
す縦断面図である。

【図２】本発明に係る樹脂製品成形装置の上部の概略構
成を示す平面図である。

【図３】本発明に係る樹脂製品成形装置による成形手順
を示すフローチャート図である。

【図４】本発明に係る樹脂製品成形装置による成形手順
を示すフローチャート図である。

【図５】図２におけるＡ−Ａ断面図である。

【図６】樹脂硬化体の押出時の状態を示す説明図であ
る。

【図７】従来の樹脂パイプ成形装置の概略構造を示す縦
断面図である。

【図８】従来の樹脂パイプ成形装置の概略構造を示す平
面図である。

【図９】従来の樹脂パイプ成形装置による成形手順を示
すフローチャートである。

【図１０】従来の樹脂パイプ成形装置による成形手順を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 外型枠 １１２ 止め溝（凹部） ２ 芯金（内型枠） ２２ 突起峰（突片） ３ 押出機 ３４ ジャッキ装置（第１押出部材） ４ 充填空間部 ５ ２次押出板（第２押出部材） ７ スペーサ（追従手段） Ｒ 樹脂 ＨＲ 樹脂硬化体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状に形成された外型枠と、該外型枠内
   に挿入されこの外型枠との間に樹脂の充填空間部を形成
   する内型枠とが押出機上に設置され、上記外型枠の上端
   部内面には凹部が形成され、上記内型枠の上端部外面に
   は、先端が前記外型枠に内接し、外型枠に対する内型枠
   の位置決めを行う突片が形成され、一方、上記押出機に
   は、上記内型枠を外型枠から押し出す第１押出手段が設
   けられるとともに、前記充填空間部に成形された樹脂硬
   化体を押し出す第２押出手段が設けられたことを特徴と
   する樹脂製品成形装置。
2. 【請求項２】 前記第１押出手段は、前記内型枠の下端
   を先端部で支持し、上方に移動自在に設けられた第１押
   出部材及び駆動装置で構成され、前記第２押出手段は、
   前記第１押出部材に摺動自在に設けられ、前記充填空間
   部の底部を形成する第２押出部材と、前記第１押出部材
   の上方への移動に追従して第２押出部材を上方に移動さ
   せる追従手段とで構成され、追従手段は第１押出部材の
   上方への移動に対して第２押出部材を追従させるように
   構成された樹脂製品成形装置。