(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂の流れを制御し、シームレス製品の品質を安定させることのできる押出成形金型を提供する。【解決手段】押出成形金型は、周面３を有する軸状のマンドレル５を、シリンダ状のダイボディーに挿入し、マンドレル５とダイボディーとの間隙に供給される熱可塑性樹脂を、マンドレル５の一端１１から他端１３へ向かう押出方向に導くものである。マンドレル５の周面３には、凹状拡流部１５と導入路１７と複数のスパイラル溝１９とが形成されている。凹状拡流部１５は、その両側の端部２７を互いに反対向きに延ばした三日月形の凹部である。スパイラル溝１９は、マンドレル５の周面３の凹状拡流部１５から押出方向に隔たる位置を始端３５としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面を有し一端と他端が画定された軸状のマンドレルを、シリンダ状のダイボディーに挿入し、前記マンドレルと前記ダイボディーとの間隙に供給される熱可塑性樹脂を、前記マンドレルの一端から他端へ向かう押出方向に導く押出成形金型において、
前記マンドレルの周面に形成され、前記周面の周方向に両端部を互いに反対向きに延ばし、前記両端部がそれぞれ延びるに従って狭くなる凹状拡流部と、
前記凹状拡流部を前記周方向で二分する位置で、前記凹状拡流部に接続し、前記凹状拡流部に熱可塑性樹脂を導入する導入路と、
前記マンドレルの周面の前記凹状拡流部から前記押出方向に隔たる位置を始端とし、前記マンドレルの他端へ向けて前記始端から螺旋状に延び、前記始端から延びるに従って狭くなる複数のスパイラル溝と、
を備えることを特徴とする押出成形金型。
【請求項２】
前記凹状拡流部に前記複数のスパイラル溝の始端が対向し、前記マンドレルの周面の前記凹状拡流部から前記複数のスパイラル溝の始端までの領域に、前記凹状拡流部の両端部がそれぞれ延びる方向へ向かうに従って、前記マンドレルと前記ダイボディーとの間隙が広がるよう起伏面を設けたことを特徴とする請求項１に記載の押出成形金型。
【請求項３】
前記複数のスパイラル溝の始端同士の間を熱可塑性樹脂が通過するのを規制する凸部を、前記マンドレルの周面に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の押出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を環状のシームレス（無継目）製品になるよう成形する押出成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シームレス製品を成形するのに、軸状のマンドレルをシリンダ状のダイボディーに挿入した押出成形金型が使用されている。しかしながら、マンドレルとダイボディーとの間隙の全周に、熱可塑性樹脂を一様な圧力、又は速度で流し込むことは困難であるため、シームレス製品の肉厚に偏りのできることを避けられない。また、マンドレルの周面に複数のスパイラル溝を形成し、これらのスパイラル溝に、複数に分岐した導入路を経て熱可塑性樹脂をそれぞれ流入させる技術はある。しかしながら、個々のスパイラル溝に分かれて案内される熱可塑性樹脂が互いに接触することで境界ができ、これを原因とするウェルドがシームレス製品の品質を低下させる。下記の特許文献は押出成形金型を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５６９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の実情に鑑みて為されたものであり、熱可塑性樹脂の流れを制御し、シームレス製品の品質を安定させることのできる押出成形金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するため、周面を有し一端と他端が画定された軸状のマンドレルを、シリンダ状のダイボディーに挿入し、前記マンドレルと前記ダイボディーとの間隙に供給される熱可塑性樹脂を、前記マンドレルの一端から他端へ向かう押出方向に導く押出成形金型において、前記マンドレルの周面に形成され、前記周面の周方向に両端部を互いに反対向きに延ばし、前記両端部がそれぞれ延びるに従って狭くなる凹状拡流部と、前記凹状拡流部を前記周方向で二分する位置で、前記凹状拡流部に接続し、前記凹状拡流部に熱可塑性樹脂を導入する導入路と、前記マンドレルの周面の前記凹状拡流部から前記押出方向に隔たる位置を始端とし、前記マンドレルの他端へ向けて前記始端から螺旋状に延び、前記始端から延びるに従って狭くなる複数のスパイラル溝と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、前記凹状拡流部に前記複数のスパイラル溝の始端が対向し、前記マンドレルの周面の前記凹状拡流部から前記複数のスパイラル溝の始端までの領域に、前記凹状拡流部の両端部がそれぞれ延びる方向へ向かうに従って、前記マンドレルと前記ダイボディーとの間隙が広がるよう起伏面を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前記複数のスパイラル溝の始端同士の間を熱可塑性樹脂が通過するのを規制する凸部を、前記マンドレルの周面に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る押出成形金型によれば、導入路から凹状拡流部に供給される熱可塑性樹脂は、マンドレルとダイボディーとの間隙を通り抜け、複数のスパイラル溝に達する。この過程で、複数のスパイラル溝にそれぞれ流入する熱可塑性樹脂の流れは一様になる。更に、熱可塑性樹脂は、複数のスパイラル溝に案内されながら押出方向へ導かれ、マンドレルとダイボディーとの間隙が熱可塑性樹脂によって満たされる。このような熱可塑性樹脂から成形されるシームレス製品は全周の肉厚が均一に仕上がる。また、当該押出成形金型によれば、シームレス製品にウェルドが発生する原因を上記の過程から排除できるので、品質の安定したシームレス製品を量産することができる。
【０００９】
また、本発明に係る押出成形金型は、マンドレルの周面に凸部を設けても良い。この場合、複数のスパイラル溝の始端同士の間を熱可塑性樹脂が通過するのを凸部によって規制し、凹状拡流部から流出する熱可塑性樹脂がスパイラル溝の始端を指向するように、熱可塑性樹脂を整流することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る押出成形金型に適用したマンドレルの斜視図。
【図２】本発明の実施形態に係る押出成形金型の断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る押出成形金型に適用したマンドレルの周面の第１例を示す展開図。
【図４】図３のマンドレルをＡ−Ａ線で破断した断面図。
【図５】（ａ）は図３のマンドレルをＢ−Ｂ線で破断した断面図、（ｂ）はその変形例を示す断面図。
【図６】本発明の実施形態に係る押出成形金型に適用したマンドレルの周面の第２例を示す展開図。
【図７】本発明の実施形態に係る押出成形金型に適用したマンドレルの周面の第３例を示す展開図。
【図８】本発明の実施形態に係る押出成形金型に適用したマンドレルの周面の第４例を示す展開図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１，２に示すように、押出成形金型１は、周面３を有する軸状のマンドレル５を、シリンダ状のダイボディー７に挿入し、マンドレル５とダイボディー７との間隙９に供給される熱可塑性樹脂を、マンドレル５の一端１１から他端１３へ向かう押出方向に導くものである。矢印Ｆは押出方向を指している。マンドレル５の周面３には、凹状拡流部１５と導入路１７と複数のスパイラル溝１９とが形成されている。矢印Ｓは周面３の周方向を指している。符号８，１０は、押出成形金型１のダイ、及びアジャストリングを各々指している。
【００１２】
マンドレル５は、その一端１１に設けたフランジ２１をボルト等を用いてダイボディー７に取付けられる。マンドレル５の他端１３は、マンドレル５に接合されたコア２３に滑らかに連なる。マンドレル５の周面３の直径は、一端１１から凹状拡流部１５までの範囲で最大である。周面３を展開して表した図３にドットを付した領域は、周面３の直径が最小になるよう絞られた縮径部２５である。図示のマンドレル５は他端１３を上向きにしているが、この姿勢に押出成形金型１の使用される向きが限定されることはない。
【００１３】
図３のＢ−Ｂ線は、マンドレル５の周面３の約１８０°に相当する区間であり、周面３の全周には、２つの凹状拡流部１５が配置されている。凹状拡流部１５は、その両側の端部２７を周方向に沿って互いに反対向きに延ばした三日月形の凹部である。凹状拡流部１５の内側には傾斜面１６が設けられている。凹状拡流部１５の形状は、両側の端部２７が互いに反対向きに延びるに従って狭くなるものであれば良い。ここで、狭くなるとは、両側の端部２７の幅の減少すること、図４に仮想線で表したダイボディー７の内周面２９から凹状拡流部１５の底面３１までの奥行きが浅くなること、又はこれらの両方を含むことを意味する。
【００１４】
図２，３に示すように、導入路１７は、凹状拡流部１５を周方向で２等分する位置で、凹状拡流部１５に接続した溝形の流路である。上記の２等分する位置は、凹状拡流部１５の幾何学的中心線に相当する。また、導入路１７は、アダプターノズル３３から供給される熱可塑性樹脂を凹状拡流部１５に導入するものであり、その全長、幅、又は形状が限定されことはない。
【００１５】
スパイラル溝１９は、マンドレル５の周面３において凹状拡流部１５から押出方向に隔たる位置を始端３５とし、マンドレル５の他端１３へ向けて始端３５から螺旋状に延びている。スパイラル溝１９の形状は、始端３５から延びるに従って狭くなるものであれば良い。ここで、狭くなるとは、溝幅の減少すること、ダイボディー７の内周面２９からスパイラル溝１９の底面３７までの奥行きが浅くなること、又はこれらの両方を含むことを意味する。また、周面３のスパイラル溝１９が形成される領域には、図４に示すように周面３の直径が押出方向へ向かうに従って減少するように、テーパーを設けることが好ましい。
【００１６】
以上に述べた押出成形金型１によれば、図３に示す導入路１７から凹状拡流部１５に熱可塑性樹脂が供給されると、熱可塑性樹脂は図４に示す傾斜面１６に沿って凹状拡流部１５から流出し、マンドレル５の縮径部２５とダイボディー７の内周面２９との間を通り抜け、複数のスパイラル溝１９に流入する。この過程で、熱可塑性樹脂の流れは、次のように制御される。
【００１７】
即ち、導入路１７から凹状拡流部１５に導入させる熱可塑性樹脂が凹状拡流部１５の内側で広がろうとする速度は、凹状拡流部１５に達した直後が最も速い。言い換えると、凹状拡流部１５を周方向で２等分する位置で最も速い。この位置から離れる程、上記の速度は遅くなる傾向を示すことから、凹状拡流部１５の両側の端部２７が互いに反対向きに延びるに従ってそれぞれ狭くなるようにしておけば、その分、熱可塑性樹脂が凹状拡流部１５の内側で加速されることになる。これにより、凹状拡流部１５から流出する熱可塑性樹脂の速度は、凹状拡流部１５の周方向の全域において一様化されるので、個々のスパイラル溝１９へ流入する熱可塑性樹脂の流れに差が生じることはない。
【００１８】
続いて、熱可塑性樹脂は、複数のスパイラル溝１９に案内されながら押出方向へ導かれ、マンドレル５とダイボディー７との間隙９が熱可塑性樹脂によって満たされる。更に、図２に示す押出成形金型１のリップ部２４から押出される熱可塑性樹脂が硬化し、全周で肉厚の均一なシームレス製品が得られる。
【００１９】
上記のように凹状拡流部１５から流出する熱可塑性樹脂は、縮径部２５と内周面２９との間を通り抜ける過程で、縮径部２５の全周に広がるので、従来のように個々のスパイラル溝に分かれて案内されることがない。このため、押出成形金型１は、シームレス製品にウェルドが発生する原因を排除できるので、品質の安定したシームレス製品を量産することができる。
【００２０】
また、周面３の凹状拡流部１５から複数のスパイラル溝１９の始端３５までの領域の断面は、図５（ａ）に示すように円形であることが好ましいが、同図（ｂ）に示すように、上記の領域に起伏面３９を設けても良い。例えば、粘性の比較的高い熱可塑性樹脂は、凹状拡流部１５で上記のような加速を十分に成されないことがある。この場合、凹状拡流部１５の両側の端部２７がそれぞれ延びる方向へ向かうに従って、起伏面３９とダイボディー７の内周面２９との間隙が広がるようにする。これにより、熱可塑性樹脂が凹状拡流部１５の両側の端部２７から押出方向に流出するのを促せるので、上記と同様に熱可塑性樹脂の速度の一様化を図ることができる。
【００２１】
ムレス製品を量産することができる。
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施でき、以下の態様で実施しても良い。図３は、１つの凹状拡流部１５に４条のスパイラル溝１９のそれぞれの始端３５を対向させた例を示しているが、凹状拡流部１５とスパイラル溝１９の数は限定されるものではない。図６に示すように、凹状拡流部１５の両側の端部２７に、スパイラル溝１９の始端３５を１つずつ対向させても良い。
【００２２】
更に、図７，８に示すように、周面３のスパイラル溝１９同士の間に凸部４１を設けても良い。凸部４１は、周面３からダイボディー７の内周面２９に接するよう突出するものであり、複数のスパイラル溝１９の始端３５同士の間を熱可塑性樹脂が通過するのを規制できる。これにより、凹状拡流部１５から流出した熱可塑性樹脂は、スパイラル溝１９の始端３５を指向するよう整流される。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、精密な電子部品の製造に加え、あらゆる環状の製品を成形するのに有益な技術である。
【符号の説明】
【００２４】
１…押出成形金型、３…周面、５…マンドレル、７…ダイボディー、９…間隙、１１…一端、１３…他端、１５…凹状拡流部、１６…傾斜面、１７…導入路、１９…スパイラル溝、２１…フランジ、２３…コア、２５…縮径部、２４…リップ部、２７…端部、２９…内周面、３１，３７…底面、３３…アダプターノズル、３５…始端、３９…起伏面、４１…凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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