(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌合ローラーと、矯正ローラーとを備え、嵌合ローラーは、内側部材の取り付け溝に断熱部材の内側端部を緩く嵌め込むと共に外側部材の取付け溝に断熱部材の外側端部を緩く嵌め込んだ断熱形材が移動する形材移動経路を挟んで対向させて配置したものであり、矯正ローラーは、嵌合ローラーと同様に形材移動経路を挟んで対向させて配置してあると共に嵌合ローラーの次に配置したものであり且つ、内側部材のフランジと外側部材のフランジとの間の間隙寸法に対応した厚さを有すると共にその周縁が断面において先端ほど狭いテーパー状に形成した押し拡げ型、及びその周縁が断面において先端ほど広いテーパー状の溝に形成したものでありカシメ付けによって内側部材のフランジと外側部材のフランジの間隙寸法が広がる場合に使用する押し潰し型の何れかであり、嵌合ローラーで取付け溝のカシメ壁を受け壁側に押し込んで断熱部材を内側部材及び外側部材にカシメ付け、次いで矯正ローラーで内側部材のフランジと外側部材のフランジを矯正することを特徴とした断熱形材の組付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は押出し成形した内側部材と外側部材とをあらかじめ成形してある合成樹脂などの断熱部材で結合した、いわゆる断熱形材を形成する装置に関する。この種の断熱形材はサッシや冷蔵庫に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる断熱形材は、押出し成形した内側部材と外側部材とを断熱部材で結合して形成するが、複数の部材を一体に組み付けた複合材であること、断熱部材にある程度柔軟性があること、あるいは断熱部材を押出し成形した内外の部材に結合するのにカシメ構造をとることなどから、断熱部材を取り付けた後の断熱形材には歪みが多い。例えば、断熱部材を間にして対向している内側部材と外側部材との間隔が多くの場合狭くなったり、断熱形材そのものが全体として捻ったり、反ったりすることがある。
【０００３】
このため、部材としての内側部材、外側部材および断熱部材の材質、寸法などの検査を厳しく行ない、又、カシメ作業の精度も高く維持するなどして歪みを軽減しているが、検査の程度を高くすると部品段階で不良品の率が高くなってコスト高を招き、また、カシメの精度を高く維持することもコスト高を招来する。これは複合材である断熱形材に特有の問題である。もっとも、従来から、内側部材と外側部材とを断熱部材で結合し断熱形材とした後、この形材を整形することも行なわれている。しかし、その整形工程は内側部材と外側部材とを断熱部材で結合する結合工程とは別途に考えられており、装置および作業場所も工場内で別の箇所にあった。このため、結合工程後の長い断熱形材を整形工程を行なう別の場所へ移動する手間と、いずれの側においても断熱形材を一時貯留しておくための大きなスペースを必要としている。
【０００４】
なお、特開平２−２７４３１０号公報には、押出し材の進行方向に矯正ロールなどからなる矯正機を配置するとともに、連続的に押出されてくる押出し材の寸法を矯正機に達する以前に測定し、その結果に応じて矯正機による矯正量を制御して押出し材を目的の寸法形状に自動整形する自動整形装置が記載されている。また、実開平５ー３３９０２号公報には、アルミニウム押出し形材の成形直後に、該形材の寸法および断面形状の矯正を一対のローラーを用いて行なう押出し形材の成形装置が記載されている。
【０００５】
このように押出し機による押出し成形材そのものを押出しとほぼ同時に矯正する技術的思想は公知である。しかし、押出し成形材と断熱部材を組合わせて形成する断熱形材の整形を、結合工程とほぼ同時に行なう技術的思想は従来に見出すことはできない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、押出し成形による内側部材と外側部材を断熱部材で結合するのとほぼ同時に整形をして、歪みのない断熱形材を得ることができる断熱形材の組み付け装置の提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
形材移動経路に沿って対向させ配置した嵌合ローラーと矯正ローラーを配置し、押出し成形したアルミニウム合金などの内側部材と外側部材を断熱部材で結合する装置とする。内側部材と外側部材の間に断熱部材を緩く嵌め込んだ断熱形材を嵌合ローラーで内側部材と外側部材にカシメ付ける。次いで矯正ローラーで内側部材と外側部材の断熱部材よりも両側に張出すフランジ間の間隔を矯正して整形する。矯正ローラーは、その周縁が断面において先端ほど狭いテーパー状に形成した押し拡げ型あるいは周縁が断面において先端ほど広いテーパー状の溝に形成した押し潰し型である。
【０００８】
矯正に際して矯正の程度を、後工程での戻り量を考慮した過剰矯正としておくことがある。
嵌合ローラーは形材移動経路を挟んで対向したローラーの間隔を調整可能とし、また、対向している嵌合ローラーをローラー軸を結ぶ線に沿った、すなわち、形材移動経路と直交する方向へ位置調整可能とすることがある。
断熱形材の上下面に接する押さえローラーと支持ローラーをそれぞれ複数備えることがある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１、図２は断熱形材の組み付け装置の全体を示している。この装置は図１に破線で示す形材の移動経路１に沿って３対の嵌合ローラー、すなわち、第１の嵌合ローラー（２ａ，３ａ）、第２の嵌合ローラー（２ｂ，３ｂ）、第３の嵌合ローラー（２ｃ，３ｃ）と、１対の矯正ローラー（４，５）および図２に示すように４対の押さえローラー（６ａ〜６ｄ）と支持ローラー（７ａ〜７ｄ）の対を備える。
【００１０】
装置は機枠８（図２）上にベースプレート９を有する。ベースプレート９は機枠８に断熱形材の移動方向（左右方向とする）と直交する方向（前後方向とする）に配置したスライド装置１０により移動可能であり、機枠８上に設けた駆動装置１１で前後方向の移動と位置決めが行なわれる。符号１２はそのためのサーボモータでベルト１３、ボールねじ機構１４を用いて移動を行う。嵌合ローラー（２，３）の対と矯正ローラー（４，５）の対はその位置調整機構とともにベースプレート９の上面に構成されており、嵌合ローラー（２，３）を駆動するための動力装置１５（図２，３）は機枠８の内部に配置されている。
【００１１】
嵌合ローラー（２ａ，３ａ）の対に関し、嵌合ローラー２ａはベースプレート９に固定した前後方向の平行なレール１６に沿って移動するスライダー１７上に取り付けてあり、レール１６の後部に固定した間隔調整用のサーボモータ１８とボールねじ機構などでレール１６上を前後に移動することができる。一方、嵌合ローラー３ａはベースプレート９側に取り付けられており、水平方向での位置の調整はベースプレート９とともに移動する量だけである。
【００１２】
嵌合ローラー（２ａ，３ａ）には、動力装置１５からユニバーサルジョイントで連結した駆動シャフト１９によって回転動力が伝達される。駆動シャフト１９は機枠８内に固定した駆動モータ２０からベルト２１、左右方向に配置した１本の共通シャフト２２、共通シャフト２２の軸方向で間隔をおいた３箇所に取り付けたそれぞれ１対の振分けプーリー２３とこれに対応した左右の変速機２４を通して駆動される。駆動シャフト１９は機枠８の上面やベースプレート９を貫通して嵌合ローラー（２ａ，３ａ）の回転軸２５に連結してある。
【００１３】
嵌合ローラー（２ａ，３ａ）に関する以上の構成は他の嵌合ローラー（２ｂ，３ｂ）（２ｃ，３ｃ）に関しても同様である。なお、各嵌合ローラー（２，３）は、それぞれの回転軸２５の軸方向で手動により上下位置を調節可能とされている。
押えローラー６ａと支持ローラー７ａの対に関し、これらのローラーは断熱形材の移動経路１を挟んで前後位置に配置した支柱２６，２６間に渡したバー２７の中央に回転自在に取り付けてある。支柱２６，２６は、ベースプレート９上に固定してある。バー２７は上下に２本あって上方のバー２７に押えローラー６ａが下方のバー２７に支持ローラー７ａを取付けてある。そして、２つのバー２７の両端はそれぞれ支柱２６，２６に上下方向の移動が可能に取付けてある。押えローラー６ａと支持ローラー７ａ間の間隔調整は手動で行うようになっている。押えローラー６ａと支持ローラー７ａに関する以上の構成は他の押えローラー６と支持ローラー７の対に関しても同じである。
【００１４】
４個の押えローラー６と支持ローラー７の対は、中央の支柱２６の基部に配置した共通の支持位置調整用のサーボモータ２８（図１）で前後方向と左右方向の連動杆２９，３０及び上下方向の連動杆３１（図２）を用いて同時に同程度の量を調整することができる。
矯正ローラー４，５は、ベースプレート９の上面に前後方向に設けたレール３２のスライダー３３に設けた軸３４（図２）に回転自在に取付けてある。２つのスライダー３３はレール３２上に前後方向で対向して配置されており、それぞれ位置調整用のサーボモータ３５とボールねじ機構３６で前後に移動することにより、矯正ローラー４，５の間隔を調整可能としてある。
【００１５】
軸３４にはラックギア３７が設けてあって、ベースプレート９側に設けた高さ調整用のサーボモーター３８（図１）とギア機構で駆動されるピニオンによって矯正ローラー４，５の高さを同時に同量だけ調整することができる。
以上の構成において各サーボモータ１２，１８，２８，３５および３８はこの装置が備えた制御装置の制御下にあって、記憶させたプログラムとデータに基づいて駆動される。
この実施形態の装置において各部材を組み付けた後矯正して完成する断熱形材３９の１例は、図４に示すように押出し成形による内側部材４０と外側部材４１を２枚のプレート状の断熱部材４２で結合した構造となる。断熱部材４２は耐候性、耐薬品性の高いフェノール樹脂をあらかじめ成形したものである。
【００１６】
内側部材４０、外側部材４１に対する断熱部材４２の取付けはカシメによる。このため、内側部材４０、外側部材４１の対向面にはそれぞれ２条の取付け溝４３が各部材の長手方向に沿って平行に設けてあり、これらの溝４３を形成する内側の壁は短く変形しにくい受け壁４４に形成され、外側の壁は側方からの押圧によって比較的変形しやすいカシメ壁４５に形成されている。カシメ壁４５を内側へ押込むことによってカシメが完成する。なお、内側部材４０、外側部材４１は２条の取付け溝４３の両側にそれぞれフランジ４６ａ，４６ｂ、同４７ａ，４７ｂが張出している（図４）。
【００１７】
組み付け作業は次のように行われる。完成しようとする断熱形材３９の形番などを制御装置に入力すると、形番に対応した各種データが読み込まれ、各サーボモータ１２，１８，２８，３５および３８が駆動され、嵌合ローラー（２，３）の各対における間隔と高さ、押えローラー６と支持ローラー７の上下間隔とその位置および矯正ローラー４，５の間隔と上下位置が決まり、さらにベースプレート９が移動されて形材移動経路１の中心線が押出し成形機などに対する所定位置に決められる。内側部材４０と外側部材４１との間に断熱部材４２を配置し、取付け溝４３に嵌め込んでおく。この嵌合は緩いもので各部材は相互に固定されておらず、全体は１体となっていない。この状態の断熱形材を図１の左側から移動経路１に沿って送込む。
【００１８】
形材移動経路１に沿って配置した第１、第２、第３の嵌合ローラー（２，３）の対によって徐々にしかし確実にカシメ壁４５が受け壁４４側に押し込まれ、内側部材４０と外側部材４１に断熱部材４２が固定される。これにより、内側部材４０と外側部材４１は断熱部材４２で結合され全体が固定した１体の断熱形材３９となる。しかし、この状態ではカシメ作業時の押圧力によって内側部材４０と外側部材４１が変形して内側部材４０と外側部材４１の両側に張出しているフランジ４６ａ，４７ａ、あるいは同４６ｂ，４７ｂの個所において断熱部材４０を挟んだ間隔が狭まっていることがある。
【００１９】
このように形成された断熱形材３９は、ついで、矯正ローラー４，５間を通過して内側部材４０と外側部材４１の前記フランジ４６ａ，４７ａ、同４６ｂ，４７ｂ間の間隙を矯正する。矯正ローラー４，５は、内側部材４０と外側部材４１の前記フランジ間の間隙寸法に対応した厚さを備え、その周縁が断面において外側ほど狭いテーパー状に形成してある。したがって、矯正ローラー４，５の間隔を小さくすると内側部材４０と外側部材４１の前記フランジ間の間隙寸法は大きく矯正される。矯正の程度は間隔の寸法が設定値に戻る程度とするが、次に加熱をともなったり、矯正を戻す方向に力を加えるような工程例えば、表面処理や電着塗装等がある場合、矯正を過剰に行い、寸法の戻りをあらかじめ見込んでおくことがある。
【００２０】
この間、形材の移動方向へ複数対配置した押えローラー６と支持ローラー７の対によって内側部材４０と外側部材４１の取付け溝４３に断熱部材４２が確実に押し込まれ、また、断熱形材３９の上下の反りや捻りが矯正される。
これによって、目的とする断熱形材３９が完成する。
以上は１つの実施形態を説明したにすぎない。嵌合ローラー（２，３）、矯正ローラー（４，５）および押えローラー６と支持ローラー７の位置の調整はすべて手動で行えるようにしてもよい。
【００２１】
嵌合ローラー（２，３）、矯正ローラー（４，５）はそれぞれ同じ径のものを対として図示しているが、対向して配置する２個のローラーを対と称しているのであって、一方のローラーに対して他方のローラーの径が異なっていたり、材質や硬さ等が異なるなど、同じものの組み合わせを意味したものではない。また、押えローラー６と支持ローラー７は上下に対向したものを示しているが、必ずしも対向している必要はなく、２個の支持ローラー７，７の間に押さえローラー６が位置するような配置でも良い。
【００２２】
さらに、矯正ローラー４，５として周縁が断面において外側ほど狭いテーパー状に形成した押し広げ型のものを示したが、逆に、周縁が断面において外側ほど広くテーパー状の溝に形成した押し潰し型のものであっても良い。押し潰し型はカシメ付けによって内側部材４０と外側部材４１のフランジ４６ａ，４７ａ、同４６ｂ，４７ｂの間隔が広がってしまう場合に用いる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明によれば、組付けと同時に最終寸法を決定するので、材料である各部材の寸法公差を厳しく管理する必要がなく、押出し工程での検査頻度を落としたり検査を省くことが可能である。これにより、検査工数を削減できる。また、押出し工程での寸法はずれによる不良率を低減できる。最終寸法は矯正ローラーの間隔寸法により決定されるため、常に均一となる。そのため、嵌合工程での検査頻度を落としたり、検査を省くことが可能となり、検査工数と削減できる。また、嵌合工程での寸法はずれによる不良率を低減できる。従来行っていた別工程での矯正を行う必要がなくなり、矯正のための工数、矯正設備、スペースが不要となって製造コストを低減できる。また、納期遅延の要因を省けるため、生産管理精度が向上する。
【００２４】
矯正ローラーは、その周縁が断面において先端ほど狭いテーパー状に形成した押し拡げ型あるいは周縁が断面において先端ほど広いテーパー状の溝に形成した押し潰し型であるから、内側部材と断熱部材及び外側部材を組み付けて構成する断熱形材が、いろいろな寸法のものであっても対応することができる。また、矯正の程度を、次の表面加工や塗装の後工程を見越した設定とすることにより、これらの工程を経た後の製品の寸法誤差を最小に抑制することができるので、後工程に続けて再び、整形工程を配置する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】組付け装置の平面図
【図２】組付け装置の正面図
【図３】機枠部分を示す側面図
【図４】断熱形材の断面図  （イ）はカシメ時、（ロ）は矯正時
【符号の説明】
１  形材移動経路
２  嵌合ローラー
３  嵌合ローラー
４  矯正ローラー
５  矯正ローラー
６  押さえローラー
７  支持ローラー
８  機枠
９  ベースプレート
１０  スライド装置
１１  駆動装置
１２  サーボモータ
１３  ベルト
１４  ボールねじ機構
１５  動力装置
１６  レール
１７  スライダー
１８  間隔調整用サーボモータ
１９  駆動シャフト
２０  駆動モータ
２１  ベルト
２２  共通シャフト
２３  振り分けプーリー
２４  変速機
２５  回転軸
２６  支柱
２７  バー
２８  支柱位置調整用サーボモータ
２９  連動杆（前後方向）
３０  連動杆（横方向）
３１  連動杆（上下方向）
３２  レール（矯正ローラー用）
３３  スライダー
３４  軸
３５  位置調整用のサーボモータ
３６  ボールねじ機構
３７  ラックギア
３８  高さ調整用サーボモータ
３９  断熱形材
４０  内側部材
４１  外側部材
４２  断熱部材
４３  取り付け溝
４４  受け壁
４５  カシメ壁
４６ａ，４６ｂ  フランジ（内側部材）
４７ａ，４７ｂ  フランジ（外側部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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