(57)【要約】【課題】  一体形成が可能でコストが廉価で小型化できるパイプ部材を成形する押出成形装置を提供することを目的とする。【解決手段】  熱可塑性樹脂材の供給口７を有するダイ本体８の内径部に円環状の隙間９を隔てて円筒状シリンダ１０が配置され、かつ前記シリンダ１０の内径部には、一端を駆動軸１２の先端に連結されると共に他端の端面に直径線上にわったって排出口スリット１６が形成されたマンドレル１３を回転自在に配置し、前記シリンダ１０の外周に前記隙間９と前記マンドレル１３の排出口スリット１６とが連通しえる複数の孔２０を穿設した押出成形装置１において、前記マンドレル１３内部に冷却媒体が通過または循環する冷却通路１８を形成すると共に、前記冷却通路１８は前記駆動軸１２を介して冷却媒体供給部に連通した構成にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂材の供給口を有するダイ本体の内径部に円環状の隙間を隔てて円筒状シリンダが配置され、かつ前記シリンダの内径部には、一端を駆動軸の先端に連結されると共に他端の端面に直径線上にわったって排出口スリットが形成されたマンドレルを回転自在に配置し、前記シリンダの外周に前記隙間と前記マンドレルの排出口スリットとが連通しえる複数の孔を穿設した押出成形装置において、前記マンドレル内部に冷却媒体が通過または循環する冷却通路を形成すると共に、前記冷却通路は前記駆動軸を介して冷却媒体供給部に連通したことを特徴とする押出成形装置。
【請求項２】
前記冷却通路は、前記マンドレルの他端の端面に開口し、前記開口より前記冷却媒体は噴出することを特徴とする請求項１記載の押出成形装置。
【請求項３】
前記冷却媒体は、冷却ガス又は冷却液からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の押出成形装置。
【請求項４】
前記マンドレルには温度センサが備えられていると共に、前記温度センサにより測定された温度に応じて前記冷却通路内の前記冷却媒体の循環量を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂材の押出成形装置に関し、特に円筒体の内径部を直径方向に仕切るようにスパイラル状のガイド体が設けられ、該ガイド体の外周縁が前記円筒体の内径壁と一体形成されたパイプ部材を成形する押出成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱可塑性樹脂材の押出成形装置として、種々の装置が提案されている。その一例を図７に基づいて説明する。従来の押出成形装置は、溶融熱可塑性樹脂材の供給口（ダイ入口）３１を有するダイ本体３２の内径部に円環状の隙間（ギャップ）３３を隔てて円筒状のシリンダ３４が固定的に配置されている。また、そのシリンダ３４の内径部には、駆動軸３５の先端に連結されたマンドレル３６を回転可能に配置されている。マンドレル３６は、図７（ｃ）に示すように、円筒状の基部３７から先端に向かって次第に直径が大きく形成された円錐状の出口部３８を有し、この出口部３８の円形端面には、図７（ｄ）に示すように直径線上にわたってスリット３９が凹み形成されている。また、基部３７の外周には前記スリット３９の両端に連通する２本の通過溝４０が基部３７の軸線方向に沿って長く形成されている（図７（ｃ）参照）。シリンダ３４の外周には、前記隙間３３とマンドレル３６における２つの通過溝４０の端部に連通するように複数（多数箇所）の孔４１が穿設されている（図７（ｂ）参照）。
【０００３】
図示しない押出機から、供給口３１に送られた溶融熱可塑性樹脂材は、円環状の隙間３３から円筒体として一定速度にてダイ本体３２の出口から外に押出される。これと同時に前記隙間３３から孔４１を介して流入した溶融樹脂がシリンダ３４の内径部に入って通過溝４０を通って直径線上のスリット３９から薄板状のガイド体として円筒体の内径部に押出され、このガイド体の外周縁は円筒体の内周壁に溶着して一体的に接合される。このとき、駆動軸３５と共にマンドレル３６をゆっくりと回転させることで、ガイド体はスパイラル状に形成できることになる（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特願２００３−３７４４３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、円筒体およびガイド体を押出して、ガイド体の外周縁に円筒体の内周壁に溶着させる際に、十分に接合されないという問題があった。これは円筒体およびガイド体を十分に接合するためには、マンドレルを通過する溶融樹脂を適正な温度に維持する必要があるが、特許文献１の構成では、マンドレルの温度が高すぎることにより上記問題が発生したと考えられる。
【０００５】
さらに、円筒体およびガイド体を溶着させる際に、円筒体の内側と外側の温度差が大きくなり、ガイド体の収縮により円筒体の外周面にヒケが発生したり、ガイド体が直線状に形成されない又はガイド体の厚みが一定に形成されないという問題も生じていた。
【０００６】
そこで、本発明は従来の技術の欠点に鑑みてなされたものであり、マンドレルを通過する溶融樹脂を適正な温度に維持することで、円筒体およびガイド体を一定形状に形成すると共に両者の接合を十分し、一体形成が可能でコストが廉価で小型化できるパイプ部材を成形する押出成形装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の押出成形装置は、熱可塑性樹脂材の供給口を有するダイ本体の内径部に円環状の隙間を隔てて円筒状シリンダが配置され、かつ前記シリンダの内径部には、一端を駆動軸の先端に連結されると共に他端の端面に直径線上にわったって排出口スリットが形成されたマンドレルを回転自在に配置し、前記シリンダの外周に前記隙間と前記マンドレルの排出口スリットとが連通しえる複数の孔を穿設した押出成形装置において、前記マンドレル内部に冷却媒体が通過または循環する冷却通路を形成すると共に、前記冷却通路は前記駆動軸を介して冷却媒体供給部に連通したものである。
【０００８】
請求項２に記載の押出成形装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記冷却通路は、前記マンドレルの他端の端面に開口し、前記開口より前記冷却媒体は噴出することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の押出成形装置は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記冷却媒体は、冷却ガス又は冷却液からなることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の押出成形装置は、請求項１から３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記マンドレルには温度センサが備えられていると共に、前記温度センサにより測定された温度に応じて前記冷却通路内の前記冷却媒体の循環量を制御する制御部を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、マンドレル内部に冷却媒体が循環する冷却通路を形成することで、マンドレルを通過する溶融樹脂を適正な温度に維持することができ、これにより円筒体およびガイド体を一定形状に形成しながら押出して、ガイド体の外周縁に円筒体の内周壁に溶着させる際に十分に接合することができる。またマンドレルより押出されたガイド体と円筒体とが接合される際に、冷却媒体によりその接合部が急激に冷却されるため、円筒体の内側と外側の温度差が無くなり、円筒体の外周面にヒケが発生することなく、またガイド体が直線状に形成され、その厚みも一定に形成される。また冷却通路は前記駆動軸を介して冷却媒体供給部に連通することにより、押出成形装置の小型化・低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
本発明の押出成形装置１は、図４に示すように円筒体２の内径部を直径方向に仕切るようにスパイラル状のガイド体４が設けられ、該ガイド体４の外周縁が前記円筒体２の内径壁と一体形成されたパイプ部材を成形する押出成形装置１であって、図１に示すように熱可塑性樹脂材の供給口７を有するダイ本体８の内径部に円環状の隙間９を隔てて円筒状シリンダ１０が配置され、かつ前記シリンダ１０の内径部には、マンドレル１３を回転自在に配置しており、前記マンドレル１３は一端を駆動軸１２の先端に連結されると共に他端の端面に直径線上にわったって排出口スリット１６が形成されている。そして、前記シリンダ１０の外周に前記隙間９と前記マンドレル１３の排出口スリット１６とが連通しえる複数の孔２０を穿設し、さらに、図３に示すように、前記マンドレル１３内部に冷却媒体が循環する冷却通路１８を形成すると共に、前記冷却通路１８は前記駆動軸１２を介して冷却媒体供給部（図示せず）に連通した構成をしている。
【００１４】
そして本実施形態の押出成形装置１により形成されるパイプ部材１は、図４に示すように、円筒体２の内径部をその直径方向に仕切り、且つ円筒体２の中心軸線３の回りに捩じられたスパイラル状のガイド体４が前記中心軸線３に沿って長く連続状に形成されている。その捩じりのピッチは粉粒体の種類、破砕されないで落下できる必要な移送速度に応じて任意に設定することができる。ガイド体４の外周縁は前記円筒体２の内径壁２ａと連続状に連設されているものである。そして、図４（a）は円筒体２の直径を通り、中心軸線３に沿った平面で切断した断面で示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線矢視図であり、図４のガイド体４は反時計回りに捩じられているものである。そして、ガイド体４は円筒体２の内径を直径方向に仕切っているので、図４（ｂ）の一方の通路（領域）６ａを通過する粉粒体と他方の通路（領域）６ｂを通過する粉粒体とは交じり合うことはない。
【００１５】
図１〜図３は、本実施形態の押出成形装置１の要部を示す。この装置は熱可塑性樹脂材の押出形成装置１であって、溶融熱可塑性樹脂材の供給口（ダイ入口）７を有するダイ本体８の内径部に円環状の隙間（ギャップ）９を隔てて円筒状のシリンダ１０が配置されている。また、ダイ本体８の内径部には、シリンダ１０の外周と隙間９とに連通する円環状の通路１１が形成されている。そのシリンダ１０の内径部には、駆動軸１２の先端に連結されたマンドレル１３を回転可能に配置する。マンドレル１３は、図３に示すように、円筒状の基部１４から先端に向かって次第に直径が大きく形成された円錐状の出口部１５を有し、この出口部１５の円形端面には、図３（ａ）に示すように直径線上にわたってスリット１６が凹み形成されている。また、基部１４の外周には前記スリット１６の両端に連通する２本の通過溝１７が基部１４の軸線に沿って長く形成されている。そしてマンドレル１３から前記駆動軸１２の内部には、冷却媒体（冷却ガス）が通過する冷却通路１８が形成されている。この冷却通路１８は、基部１４から出口部１５に向けて２方向路に分岐しており、出口部１５の円形端面に形成された２つの開口１９にそれぞれ連通している。また冷却通路１８の他端側は基部１４から駆動軸１２を介して冷却媒体供給部に連通している。また前記シリンダ１０の外周には、前記通路１１とマンドレル１３における２つの通過溝１７の端部に連通するように複数の孔２０が穿設されている。
【００１６】
なお、本実施形態において、冷却通路１８を２方向路に分岐して開口１９を２つ設けた構成にしているが、冷却通路１８を複数方向路（例えば３方向路・４方向路）に分岐して開口１９を分岐本数に応じた個数（例えば３つ・４つ）設けた構成にしてもよい。
【００１７】
図示しない押出機から、供給口１１に送られた溶融熱可塑性樹脂材は、円環状の通路１１を介して円環状の隙間９から円筒体として一定速度にてダイ本体８の出口から外に押出される。これと同時に前記通路１１から孔２０を介して流入した溶融樹脂がシリンダ１０の内径部に入って通過溝１７を通って直径線上のスリット１６から薄板状のガイド体４として円筒体２の内径部に押出され、このガイド体４の外周縁は円筒体２の内周壁に溶着して一体的に接合される。またこのとき、冷却媒体供給部から供給された冷却媒体が駆動軸１２を介してマンドレル１３の冷却通路１８に流れ込み、その開口１９より冷却媒体が円筒体２とガイド体４との接合部に向けて噴出させる。そして、最適温度の下、駆動軸１２と共にマンドレル１３をゆっくりと回転させることで、ガイド体４はスパイラル状に、円筒体２に十分接合された状態で形成できることになる。またマンドレル１３より押し出されたガイド体４と円筒体２とが接合される際に、開口１９より噴出された冷却媒体により、その接合部が急激に冷却され、円筒体２の内側と外側の温度差が無くなり、円筒体２の外周面にヒケの発生を低減することができる。さらに冷却媒体の噴出により、ガイド体４が直線状に形成され、その厚みも一定に形成されるという効果も期待できる。
【００１８】
なお、前記溶融熱可塑性樹脂材として、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ナイロン樹脂、ポリスチレン樹脂などの透明樹脂材を用いると好適である。つまり、この透明樹脂材にてパイプ部材を形成すると、粉粒体の移送状態が外から容易に目視できるし、洗浄作業時に異物等や水滴の付着の有無も確認しやすくなる。また、円筒体２およびガイド体４を摩擦係数の小さい樹脂材（ナイロン、ポリエチレン、フッ化エチレン樹脂）にて形成すれば、粉粒体の滑り性が向上し、その粉粒体の滑り移動時に、粉粒体の表面の磨耗も少なくできる。そして、円筒体２とガイド体４の接合により形成されるパイプ部材１の樹脂材料を、可撓性を有する軟質材、例えば、ナイロン１２、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ化エチレン樹脂等にて構成すれば、湾曲可能となる。
【００１９】
次に、本発明の押出成形装置の他の実施形態を説明する。
【００２０】
図５の二点鎖線で示すように、別のスリット１６ａを前記スリット１６に対して直交状に配置すれば、円筒体２の内径部を放射状の十字状に仕切るガイド体４を形成することができる。さらに図示しないが、マンドレル１３の先端に形成するスリットをマンドレル１３の回転中心軸線の回りに１２０度間隔に選定すれば、円筒体２の内径部をガイド体４にてＹ字状に仕切ることができる。前記いずれの場合にも、円筒体２の押出速度と、マンドレル１３の回転方向およびその回転速度との組み合わせにより、円筒体２の内径部に一体的に形成されるべきガイド体４の捩じり方向とピッチ方向とが任意に設定することができる。
【００２１】
また、上記実施形態において構成されたマンドレル１３を、図６に示すようなマンドレル１３ｂに構成してもよい。このマンドレル１３ｂは、図６に示すように、マンドレル１３ｂの内部に形成された冷却通路１８を、冷却媒体供給部から駆動軸１２の内部を通ってマンドレル１３ｂの基部１４ｂに連通させ、基部１４ｂにおいて冷却通路１８ａは２方向路に分岐し、分岐した各々の冷却通路１８aは出口部１５ｂの円形端面に備えた折返部材２３まで延びた後、折り返し、冷却通路１８ｂは再び基部１４ｂで合流して、駆動軸１２の内部を通って冷却媒体供給部に戻る構成にしても良い。つまり冷却媒体供給部から折返部材２３の内部までの冷却通路１８を、行き経路（行き冷却通路１８a）と帰り経路（帰り冷却通路１８ｂ）とからなる循環式の通路として、冷却通路１８内に冷却媒体を循環させることで、マンドレル１３ｂの温度を調整する構成も考えられる。この場合、冷却媒体は冷却液が好ましい。また前記折返部材２３を銅等の熱伝導性の高い材質で形成すると、ガイド体４と円筒体２とが接合される際に、その接合部がより冷却され、円筒体２の外周面にヒケ等の問題が発生することなく好ましいものとなる。そのマンドレル１３ｂの具体的な構成は、図６に示すように、円筒状の基部１４ｂから先端に向かって次第に直径が大きく形成された円錐状の出口部１５ｂと、この出口部１５ｂの円形端面に固着された円筒形状の折返部材２３と、基部１４ｂに固着された円筒形状の区分部材１４ｃと、区分部材１４ｃに固着された円筒形状の軸連結部材１４ｄと、区分部材１４ｃおよび軸連結部材１４ｄの中央を貫通して前記基部１４ｂに連通する管部２４とから構成されている。このマンドレル１３ｂは、図６に示すように、スリット１６が折返部材２３の円形端面に形成されており、折返部材２３から基部１４ｂにかけて２本の通過溝１７が形成されている。前記折返部材２３の内部は、図６（ａ）に示すように、行き冷却通路１８ａから帰り冷却通路１８ｂへ折り返す通路が、スリット１６を挟んで２組形成されている。また前記出口部１５ｂの内部には、行き冷却通路１８ａおよび帰り冷却通路１８ｂがそれぞれ２本づつ形成されている。また、基部１４ｂの内部には、図６（ｄ）に示すように、行き冷却通路１８ａを２方向路に分岐するためのスリット２５と、２本の帰り冷却通路１８ｂが形成されている。また区分部材１４ｃの内部は、２本の帰り冷却通路１８ｂと、前記管部２４が貫通する貫通孔（管部２４と同等径）と、前記軸連結部材１４ｄ側に開口する凹部空間２６が形成されている。また軸連結部材１４ｄには前記管部２４の径より大きい径の貫通孔が形成されている。そして、行き冷却通路１８ａを通過する冷却媒体は、図６（ｂ）に示すように、管部２４の内部を通り基部１４ｂのスリット２５へ導かれ、スリット２５から２方向路に分岐して折返部材２３へと導かれる。基部１４ｂのスリット２５は区分部材１４ｃの貫通孔を除く端面によって密閉されている。そして折返部材２３で折り返された冷却通路は帰り冷却通路１８ｂとなり、その帰り冷却通路１８ｂを通過する冷却媒体は、図６（ａ）、（ｂ）においてハッチングで示すように、出口部１５ｂおよび基部１４ｂの内部を通過して区分���材１４ｃの凹部空間２６へ導かれた後、軸連結部材１４ｄの貫通孔を貫通する管部２４の外周に沿って軸部１２の内部へ導かれる。
【００２２】
また他の実施形態として、マンドレル１３に温度センサを備え、この温度センサにより測定された温度に応じて前記冷却通路１８内の前記冷却媒体の循環量を制御する構成にすると、マンドレル１３を通過する溶融樹脂をより適正な温度に維持することができる。具体的には、マンドレル１３の出口部１５の円形端面に温度センサを備え、温度センサからの情報を受けて冷却通路１８内の冷却媒体の循環量を制御する制御部を押出成形装置１の外部に設けたコンピュータに備え、温度センサと制御部との配線はマンドレル１３の内部および駆動軸１２の内部に備えると良い。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、広く普及し、日常多用されるパイプ部材の製造に適用できるもので、産業上の利用性を満足することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態の押出成形装置を示し、その分解斜視図である。
【図２】本実施形態の押出成形装置の断面図である。
【図３】本実施形態の押出成形装置のマンドレルを示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図４】本実施形態のパイプ部材を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はそのＩｂ−Ｉｂ線矢視横断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態の押出成形装置を示し、そのマンドレルの端面を示す正面図である。
【図６】本発明の他の実施形態の押出成形装置のマンドレルを示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその一部断面側面図、（ｃ）はその正面図、（ｄ）はその組み立て斜視図である。
【図７】従来の押出成形装置を示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）はそのＩＩａ−ＩＩａ線矢視横断面図、（ｃ）はマンドレルの側面図、（ｄ）はマンドレルの端面を示す正面図、（ｅ）はＩＩｂ−ＩＩｂ線矢視横断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  押出成形装置
７  供給口
８  ダイ本体
９  隙間
１０  シリンダ
１１  通路
１２  駆動軸
１３  マンドレル
１６  スリット
１８  冷却通路
１９  開口
２０  孔
【図１】
2005335090.tif 000003
【図２】
2005335090.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005335090.tif 000008
【図７】
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