(57)【要約】【課題】比較的安価な設備で疑似竹材等のポール材を高精度で成形することのできるポール材製造装置を提供する。【解決手段】合成樹脂を中空状に押し出す押出機１０，２０と、該押出機により押し出された合成樹脂成形物４の外面に押し当てられる成形型３０Ｕ，３０Ｌと、該成形型を合成樹脂成形物４の外面に押し当てた状態で合成樹脂成形物４の引き取り方向Ｘに移動させる成形型移動装置４０と、該成形型移動装置で成形型３０Ｕ，３０Ｌを引き取り方向に移動させる間に合成樹脂成形物４の中空部に圧力ガスを吹き込んで当該合成樹脂成形物を成形型３０Ｕ，３０Ｌに押し付ける圧力ガス吹込み装置５０とを組み合わせた装置。成形型移動装置４０は、柔軟でループ状に形成された成形型３０Ｕ，３０Ｌを引き取り方向に移動させた後、元の位置に反転回帰するように循環移動させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂を中空状に押し出す押出機と、該押出機により押し出された合成樹脂成形物の外面に押し当てられる成形型と、該成形型を合成樹脂成形物の外面に押し当てた状態で合成樹脂成形物の引き取り方向に移動させる成形型移動装置と、該成形型移動装置で成形型を引き取り方向に移動させる間に合成樹脂成形物の中空部に圧力ガスを吹き込んで当該合成樹脂成形物を成形型に押し付ける圧力ガス吹込み装置とを具備するポール材製造装置であって、前記成形型は、柔軟な材料で形成された上型と下型からなる分割構造で、それぞれを無端のループ状に形成し、前記成形型移動装置は、前記ループ状の上型及び下型をそれぞれの成形面の一部が対向する状態で所定の方向へ循環移動させるように構成したことを特徴とするポール材製造装置。
【請求項２】
前記成形型移動装置が、ループ状の成形型を複数の回転ローラに巻き掛け、該回転ローラを回転させることにより、成形型を循環移動させるように構成されている請求項１に記載のポール材製造装置。
【請求項３】
前記成形型移動装置が、ループ状の経路に沿って移動する無端可撓体を備え、該無端可撓体の外面に成形型を取り付けて循環移動させるように構成されている請求項１に記載のポール材製造装置。
【請求項４】
前記押出機は、芯材用の合成樹脂を中空状に押し出す第一押出機と、押し出された芯材用の合成樹脂の外周部を被覆するように表皮用の合成樹脂を押し出す第二押出機とを組み合わせてなる請求項１乃至３のいずれかに記載のポール材製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農園芸用の支柱や竹垣に利用される疑似竹材や疑似丸太材等のようなポール材を製造する装置に関する。ここで言うポール材とは、断面が円形やそれに近い形状のものとは限らず、断面が不定形な中空状の長尺な材を総称するものとする。
【０００２】
【従来の技術】
種々ある疑似竹材の製造技術の中で、天然の竹に近い疑似竹材を提供するために、押出機から押し出される合成樹脂を天然竹の外周形状が刻設された成形型で成形する技術がある（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２０００−６７１２６公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の技術では、成形型として成形体の長手方向に沿って複数個に分割され互いに直列に連結された「成形金型」を使用し、この「成形金型」を押出機のダイス（「押出金型」）から中空状に押し出される樹脂と共に引き取り方向に移動させながら、樹脂の中空部にエアを吹き込んで樹脂を成形し、成形された樹脂が固化した後「成形金型」を元の位置へ回帰させるようにしている。
【０００５】
このように金型を使用する成形法では、金型自体の製造コストが高いうえ、金型を移動させるのに大掛かりな設備が必要となるので、全体の設備費用が高くつくと考えられる。また、成形型が長手方向に沿って複数個に分割されているので、成形された製品の成形型分割部分にバリが出ることが予想される。
【０００６】
また、成形型が金型のように剛性体である場合、先行の成形型が引き取り方向に移動開始するまでに次の成形型を引き取り方向に向けて待機させておく必要があるので、ダイスのノズル部分を少なくとも成形型１個の長さよりも長くしなければならない。そのため、樹脂の吐出抵抗が大きく、大型押出機の使用を余儀なくされるという不都合がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、比較的安価な設備で所望の断面形状のポール材を高精度で成形することのできるポール材製造装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題に対し、本発明は以下の技術的手段を講じた。すなわち、請求項１に記載のポール材製造装置は、合成樹脂を中空状に押し出す押出機と、該押出機により押し出された合成樹脂成形物の外面に押し当てられる成形型と、該成形型を合成樹脂成形物の外面に押し当てた状態で合成樹脂成形物の引き取り方向に移動させる成形型移動装置と、該成形型移動装置で成形型を引き取り方向に移動させる間に合成樹脂成形物の中空部に圧力ガスを吹き込んで当該合成樹脂成形物を成形型に押し付ける圧力ガス吹込み装置とを具備するポール材製造装置であって、前記成形型は、柔軟な材料で形成された上型と下型からなる分割構造で、それぞれを無端のループ状に形成し、前記成形型移動装置は、前記ループ状の上型及び下型をそれぞれの成形面の一部が対向する状態で所定の方向へ循環移動させるように構成したことを特徴としている。
【０００９】
成形原料である合成樹脂が押出機により中空状に押し出される。この押し出された合成樹脂成形物の外面に成形型が押し当てられ、成形型はそのまま引き取り方向に移動させられる。その間に、合成樹脂成形物の中空部に圧力ガスを吹き込んで当該合成樹脂成形物を成形型に押し付けることにより、合成樹脂成形物が所望の形状に成形される。成形型は、合成樹脂成形物を成形しつつ、ループ状の経路に沿って循環移動し元の位置に回帰する。
【００１０】
請求項２に記載のポール材製造装置は、請求項１の内容に加えて、前記成形型移動装置が、ループ状の成形型を複数の回転ローラに巻き掛け、該回転ローラを回転させることにより、成形型を循環移動させる構成とした。
【００１１】
また、請求項３に記載のポール材製造装置は、請求項１の内容に加えて、前記成形型移動装置が、ループ状の経路に沿って移動する無端可撓体を備え、該無端可撓体の外面に成形型を取り付けて循環移動させる構成とした。
【００１２】
さらに、請求項４に記載のポール材製造装置は、請求項１乃至３のいずれかの内容に加えて、前記押出機は、芯材（肉厚部分）用の合成樹脂を中空状に押し出す第一押出機と、押し出された芯材用の合成樹脂の外周部を被覆するように表皮用の合成樹脂を押し出す第二押出機とを組み合わせた構成とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明を具体的に説明する。
図１乃至図５は、ポール材として疑似竹材を製造する第一の実施形態を表している。このポール材製造装置１は、第一押出機１０と、第二押出機２０と、成形型３０と、成形型移動装置４０と、圧力ガス吹込み装置５０とを組み合わせて構成されている。
【００１４】
第一押出機１０は、芯材（肉圧部）用の合成樹脂２を押し出し、それをプラグ１１ａを有するダイス１１で中空円筒状に成形するようになっている。また、第二押出機２０は、表皮用の合成樹脂３を前記ダイス１１中に押し出して、芯材用の合成樹脂２の表面を表皮用の合成樹脂３で被覆するようになっている。ダイス１１の先端部は細いノズル１２になっていて、その先端吐出口から芯材用の合成樹脂２と表皮用の合成樹脂３とからなる合成樹脂成形物４が外部に押し出される。
【００１５】
ダイス１１の内部には圧力ガス吹込み装置５０のエアパイプ５１が設けられ、ノズル１２から押し出された合成樹脂成形物４の中空部にエアを吹き込むようになっている。エアパイプ５１には、合成樹脂成形物４の中空部を閉塞状態にするためのスポンジ栓５２がロープもしくは棒材で繋がれている。なお、エアの代わりに他の圧力ガスを吹き込むようにしてもよい。
【００１６】
成形型３０は、合成ゴム、シリコン等の柔軟性と強度とある程度の耐熱性とを有するプラスチック材料で形成されている。材質の具体例を挙げれば、型取り用合成樹脂、例えばＧＥ東芝シリコーン株式会社製ＹＥ５６２６型取り用液状シリコーンゴムが使用される。上記のプラスチック材料で天然の竹から直接型取りして、長尺な成形型３０を形成する。成形型３０は、縦割りに２分割された上型３０Ｕと下型３０Ｌとからなっている。
【００１７】
成形型の型取りは図６〜９に示す方法で行う。まず、下型用の木製型枠３１を用意し（図６）、その内側両端部にラック用木型３２，３２を取り付ける（図７）。さらに、型枠３１の中央部に天然竹３３を取り付け、ラック用木型３２，３２と天然竹３３との隙間から注型材３４を流し込む（図８）。下型の注型材３４が固化したところでラック用木型３２，３２を取り出し、固化した注型材３４の表面に離型剤を塗布してから、下型用の木製型枠３１の上に上型用の木製型枠３５をセットする（図９）。そして、上型用の木製型枠３５の中に注型材を流し込む。上型の注型材３４が固化した後、下型用の木製型枠３１と上型用の木製型枠３５とに分解する。下型用の木製型枠３１に流し込まれた注型材が固化して下型３０Ｌとなり、上型用の木製型枠３５に流し込まれた注型材が固化して上型３０Ｕとなる。このように形成された成形型３０は、図４及び図５に示すように、竹の節３０ａや外周面の縦溝３０ｂや表面の質感が忠実に再現される。また、上型３０Ｕ及び下型３０Ｌの両端部に、上下で互いに噛み合うラック３０ｃが形成される。
【００１８】
上型３０Ｕ及び下型３０Ｌは、一定長さ（例えば成形体であるポール材の長さに相当）に裁断された型材の両端部を連結して成形面Ｆが外側を向く無端ループ状に形成されている。そして、それ自体を伝動ベルトにして、成形型移動装置４０の駆動ローラ４１と従動ローラ４２とに掛けて取り付けている。成形型３０を取り付けた状態では、上型３０Ｕの下部と下型３０Ｌの上部とが当接し、その間に前記ノズル１２の先端部が１０ｍｍ程度ほど挿入される。ローラ４１，４２及び押え板３６によって、上型３０Ｕの下部と下型３０Ｌの上部とが互いに一定圧で押し付け合うようになっている。
【００１９】
成形型移動装置４０は、モータ４３の回転をギヤ機構及びチェーンを介して上下の駆動ローラ４１の軸に伝達し、両駆動ローラ４１を同速度で逆向きに回転させるようになっている。これにより、上型３０Ｕと下型３０Ｌの当接部分が合成樹脂成形物の引き取り方向Ｘに移動する。上型３０Ｕ及び下型３０Ｌのラック３０ｃが互いに噛み合っているので、両者が同期して同じ速度で移動する。また、駆動ローラ４１及び従動ローラ４２の外周面に粘性を有する滑り止め用ゴム材４４が貼着されているので、成形型３０Ｕ，３０Ｌとローラ４１，４２との間にスリップが生じない。
【００２０】
なお、上述のように成形型３０は天然竹から直接型取りされるため、得られた成形型３０の長さと、駆動ローラ４１及び従動ローラ４２の循環経路の長さとが一致しないことがある。その場合は、図１で鎖線で示すように長さ調整用のローラ４５を設けて、循環経路の長さを調整すればよい。
【００２１】
上記成形型３０の作動により、ノズル１２から押し出される合成樹脂成形物４が成形型３０とともに引き取り方向Ｘに移動する。この時、圧力ガス吹込み装置５０により中空状に押し出された合成樹脂成形物４の中空部にエアが吹き込まれる。スポンジ栓５２により前方へのエアの流出が規制されているので、上記中空部内が高圧状態になる。これにより、合成樹脂成形物４が成形型３０に押し付けられ、成形型３０の成形面の形状に正確に成形される。合成樹脂成形物４は移動中に冷却されて固化する。成形行程の終端部では、成形型３０が上型３０Ｕと下型３０Ｌとに分離して始端部側へ反転移動することにより、疑似竹材に成形された合成樹脂成形物４が成形型３０から送り出される。
【００２２】
このポール材製造装置１で製造される疑似竹材は、天然の竹から直接型取りした成形型３０によって成形されるので、本物の竹に極めて近い形状が得られる。また、継ぎ目が１箇所しかない（殆ど目立たない）ループ状の成形型３０で成形するので、バリが殆ど生じず、人工物であることを感じさせない仕上がりとなる。通常は、バリを除去する後処理も不要である。
【００２３】
一方、設備のコストやメンテナンスの面からは下記の利点がある。
（１）成形型３０自体を成形型移動装置４０の伝動ベルト代わりに利用することにより、成形型移動装置４０の構造が簡素になり、設備コストを削減できる。
（２）成形型３０が柔軟性を有するので、上型３０Ｕと下型３０Ｌとの密着性がよく、成形型３０の締め付け圧力を低く抑えられる。また、締め付け圧力の調節を、上下のローラ４１，４２及び押え板３６の間隔を変更することで容易に行える。
（３）柔軟な成形型３０を使用することにより、上型３０Ｕと下型３０Ｌの当接部分へのノズル１２の挿入長さが短く（１０ｍｍ程度）てすむ。これにより、ノズル１２自体を短くでき、合成樹脂の吐出抵抗が小さくなるので、小型の押出機１で間に合わせられる。
【００２４】
次に、図１０及び図１１は上記と異なる成形型移動装置の実施形態を表している。この成形型移動装置６０は、左右一対の駆動スプロケット６１，６１及び従動スプロケット６２，６２にそれぞれ無端可撓体であるチェーン６３，６３を掛け、左右のチェーン６３，６３に複数の連結桟６４，…を掛け渡し、その連結桟６４，…に柔軟性を有する成形型３０Ｕ，３０Ｌを取り付けた構成となっている。駆動機構は前記成形型移動装置４０と同様で、モータ６５の回転をギヤ機構及びチェーンを介して上下の駆動スプロケット６１の軸に伝達し、両駆動スプロケット６１を同速度で逆向きに回転させるようになっている。これにより、上型３０Ｕと下型３０Ｌの当接部分が合成樹脂成形物引き取り方向Ｘに移動するように成形型３０が作動する。この場合も、（１）に記載の効果を除く前記実施の形態と同じ効果が得られる。
【００２５】
図１２はさらに異なる成形型移動装置の実施形態を表している。この成形型移動装置７０は、無端可撓体として成形型３０とは別体の伝動ベルト７１を用い、その伝動ベルト７１に成形型３０を固定した構成としている。この構成とすると、成形型３０自体を伝動ベルトとするのに比べ、成形型３０の損傷や劣化が少ないという利点がある。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によるポール材製造装置は、成形型に柔軟性を有する素材を使用するので、成形型の加工が容易であり、例えば疑似竹材を製造する場合に天然の竹から直接型取りすることにより、本物に近い形状や質感が得られるとともに、成形型をループ状にして継ぎ目をなくす、もしくは少なくすることにより、製品にバリが殆ど生じないようにすることができる。また、成形型自体を伝動ベルト代わりするか、又はループ状の経路に沿って移動する無端可撓体に成形型を取り付けて、成形型をループ状の経路に沿って移動させる構成とすることにより、成形型移動装置が簡素化できるとともに押出機が小型化でき、全体の設備コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポール材製造装置の全体図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】押出機の断面図である。
【図４】上型の（ａ）正面断面図、及び（ｂ）底面図である。
【図５】下型の（ａ）正面断面図、及び（ｂ）平面図である。
【図６】成形型の型取り方法の第１工程を示す斜視図である。
【図７】成形型の型取り方法の第２工程を示す斜視図である。
【図８】成形型の型取り方法の第３工程を示す斜視図である。
【図９】成形型の型取り方法の第４工程を示す斜視図である。
【図１０】成形型移動装置の構成が異なるポール材製造装置の全体図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】さらに異なる成形型移動装置の要部を一部断面で表した斜視図である。
【符号の説明】
１  ポール材製造装置
２  芯材用の合成樹脂
３  表皮用の合成樹脂
４  合成樹脂成形物
１０  第一押出機
２０  第二押出機
３０  成形型
３０Ｌ  下型
３０Ｕ  上型
４０，６０，７０  成形型移動装置
５０  圧力ガス吹込装置
６３  チェーン（無端可撓体）
７１  伝動ベルト（無端可撓体）
【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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【図９】
2004243744.tif 000011
【図１０】
2004243744.tif 000012
【図１１】
2004243744.tif 000013
【図１２】
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