(57)【要約】【課題】相互に内径の等しい複数の流路１１０を有する多列チューブ１００を製造する。【解決手段】複数の円柱状の先端部３４０を有するコア部３１４と、先端部３４０に対して間隔をおいて先端部３４０を一括して包囲する開口を有するダイプレート３２０とを備え、コア部３１４およびダイプレート３２０の間に形成された樹脂流路３０１の一端から軟化した可撓性樹脂を注入して、樹脂流路３０１の他端から可撓性樹脂により形成された互いに独立する複数の液体流路１１０を有する多列チューブ１００を押し出す場合に用いる金型３００であって、押し出し穴３３４の内面形状が先端部３４０の各々について同軸であり、且つ、互いに等しい内径を有する複数の円の各一部を重ねて相互に連結した形状を有して、コア部３１４の先端部３４０の各々の径が配列について外側に隣接する先端部３４０の径よりも大きいか等しい。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押し出し方向について下流側で分岐されてひとつの面上に配列された複数の円柱状の先端部を有するコアと、前記先端部に対して間隔をおいて前記先端部を一括して包囲する開口を有するダイとを備え、前記コアおよび前記ダイの間に形成された樹脂流路の一端から軟化した可撓性樹脂を注入して、前記樹脂流路の他端から可撓性樹脂により形成された互いに独立する複数の液体流路を有する管材を押し出す場合に用いる金型であって、
前記ダイの前記開口が、前記先端部の各々について同軸であり、且つ、互いに等しい内径を有する複数の円の各一部を重ねて相互に連結した形状を有し、
前記コアの前記先端部の各々の径が、前記配列について外側に隣接する前記先端部の径よりも大きいか等しい金型。
【請求項２】
前記コアの前記先端部の先端が、前記ダイの前記開口から前記ダイの外側まで延在する請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記コアが、前記先端部に共通に連結された基部を有する請求項１に記載の金型。
【請求項４】
押し出し方向について下流側で複数に分岐してひとつの面上に配列された先端部を有するコアと、前記先端部に対して間隔をおいて前記先端部を一括して包囲する開口を有するダイとを備えた金型を用い、前記コアおよび前記ダイの間に形成された樹脂流路の一端から軟化した可撓性樹脂を注入して、可撓性樹脂により形成された複数の液体流路を有する管材を前記樹脂流路の他端から押し出す管材の製造方法であって、
前記ダイの前記開口が、前記先端部の各々について同軸であり、且つ、互いに等しい内径を有する複数の円の各一部を重ねて相互に連結した形状を有し、
前記コアの前記先端部の各々の径が、前記配列について外側に隣接する前記先端部の径よりも大きいか等しい金型を用いる製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型および製造方法に関する。より詳細には、押し出し成形によりチューブを製造する場合に用いる金型と、それを用いたチューブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに独立した複数の流路を樹脂材料により一体に成形した流体搬送チューブがある。下記特許文献１には、様々な仕様のチューブ部分を備えた配管用チューブを、押し出し成形を含む一連の工程により製造することが記載される。これにより、所与の金属チューブを加工および組み立てして製造する場合に比較して製造工数を削減できるとされる。なお、ここで開示される配管用チューブは、吸気背圧等を分配することもできる強度を有するものが含まれる。
【０００３】
下記特許文献２には、互いに平行な複数のインクチューブを同時成形により一体化した構造が記載される。これにより、例えば複数種類の色材を同時に供給できるインクチューブを廉価に供給できる。
【０００４】
下記特許文献３には、押出成形による管材の製造において、成形品の内側にガスを注入しつつ成形することにより成形品に所望の口径の孔を形成することが記載される。これにより、金型の形状だけでは制御し切れない成形品の寸法精度を補正できる。
【特許文献１】特公昭５８−０４１１８０号公報
【特許文献２】実開平０６−０００７４６号公報
【特許文献３】特公平０７−００２３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、複数の流路を有する多列チューブは、複数種類の流体を同時に取り扱う種々の装置において好適に使用できる。連続した流路を有する多列チューブは、流路の内面形状を規定するコアと、コアに対して間隔をおいてコアの外側を包囲するダイとを備えた金型を用いた押し出し成形により製造できる。このような金型に対して、コアおよびダイの間に形成された樹脂流路の一端から溶融状態または軟化状態の材料樹脂を注入して、樹脂流路の他端に形成された押し出し穴から成形品が連続して押し出される。従って、材料樹脂を連続して供給すれば、長尺の成形品を連続して成形することができる。
【０００６】
ところで、上記のような多列チューブは、同じ寸法の複数の流路を配列したものが基礎となる仕様である。このため、多列チューブの各列に対応して同じ寸法のコアおよびダイを有する金型が調製される。ところが、実際にそのような金型を用いて多列チューブを製造した場合、列間相互に形成された流路の内径が異なる場合がある。また、特殊な用途においては内径の異なる流路を組み合わせた多列チューブもあり得るが、それにしても、同じ寸法の流路を組み合わせたものが基本となるので、相互に内径が等しい流路を組み合わせた多列チューブを製造する技術が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決を目的として、本発明の第１の形態として、押し出し方向について下流側で分岐されてひとつの面上に配列された複数の円柱状の先端部を有するコアと、先端部に対して間隔をおいて先端部を一括して包囲する開口を有するダイとを備え、コアおよびダイの間に形成された樹脂流路の一端から軟化した可撓性樹脂を注入して、樹脂流路の他端から可撓性樹脂により形成された互いに独立する複数の液体流路を有する管材を押し出す場合に用いる金型であって、ダイの開口が、先端部の各々について同軸であり、且つ、互いに等しい内径を有する複数の円の各一部を重ねて相互に連結した形状を有し、コアの先端部の各々の径が、配列について外側に隣接する先端部の径よりも大きいか等しい金型が提供される。これにより、材料樹脂の圧力分布に起因する内径の相違が解消され、相互に等しい内径を有する複数の流路を備えた多列チューブが製造される。
【０００８】
また、ひとつの実施形態として、上記金型において、コアの先端部の先端が、ダイの開口からダイの外側まで延在する。これにより、各流路の内面形状がコアの断面形状に忠実に反映され、内面形状の寸法精度が高い多列チューブが製造される。
【０００９】
また、他の実施形態として、上記金型において、コアが、先端部に共通に連結された基部を有する。これにより、材料樹脂を均等に供給して、相互に等しい内径を有する複数の流路を備えた多列チューブが製造される。
【００１０】
更に、本発明の第２の形態として、押し出し方向について下流側で複数に分岐してひとつの面上に配列された先端部を有するコアと、先端部に対して間隔をおいて先端部を一括して包囲する開口を有するダイとを備えた金型を用い、コアおよびダイの間に形成された樹脂流路の一端から軟化した可撓性樹脂を注入して、可撓性樹脂により形成された複数の液体流路を有する管材を樹脂流路の他端から押し出す管材の製造方法であって、ダイの開口が、先端部の各々について同軸であり、且つ、互いに等しい内径を有する複数の円の各一部を重ねて相互に連結した形状を有し、コアの先端部の各々の径が、配列について外側に隣接する先端部の径よりも大きいか等しい金型を用いる製造方法が提供される。これにより、材料樹脂の圧力分布に起因する内径の相違が解消され、相互に等しい内径を有する複数の流路を備えた多列チューブが製造される。
【００１１】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１３】
図１は、実施形態に係る金型３００を用いて押し出し成形により製造する多列チューブ１００の外観を示す図である。同図に示すように、多列チューブ１００は、互いに独立した複数の平行な液体流路１１０を一体に形成する樹脂成形品１２０により形成される。液体流路１１０の各々は多列チューブ１００の長手方向に連通して、液体、気体等の流体を個別に流通させることができる。このような多列チューブ１００は、例えば、固定式のインクカートリッジと被記録物上を往復移動する記録ヘッドとを備えたインクジェット式記録装置において、インクカートリッジおよび記録ヘッドを連通させるために好適に使用できる。この場合、液体流路１１０には、互いに色の異なるインクが流通する。
【００１４】
なお、このような多列チューブ１００は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、スチレン系のＴＰＥ、ポリアミド系のＴＰＥおよびウレタン系のＴＰＥ等の樹脂材料を押し出し成形して製造できる。また、流通させる流体の種類によって、複数の材料を組み合わせて多層構造とすることもできる。
【００１５】
図２は、図１に示す多列チューブ１００を押し出し成形により製造する押し出し成形装置２００の構造を模式的に示す図である。同図に示すように、押し出し成形装置２００は、後述する金型３００に対して材料となる樹脂を供給するホッパ２１０を備える。ホッパ２１０から溶融状態で金型３００に供給された樹脂材料は、多列チューブ１００として金型３００から押し出された後、寸法を調整するサイジングプレート２２０と、サイジングプレート２２０の直後に配置された冷却装置２３０とを経由して、引取機２４０により引き取られる。また、裁断機２５０により所望の長さに切断されて製品となる。
【００１６】
ここで、金型３００は、押し出される多列チューブ１００の内側形状を規定するコア部３１４を有するコアプレート３１０と、コアプレート３１０に積層されてコア部３１４の周囲を包囲して樹脂流路３０１を形成するダイプレート３２０と、金型３００の終端に配置されて多列チューブ１００の外側形状を規定するリッププレート３３０とを組み合わせて形成される。
【００１７】
図３は、上記押し出し成形装置２００で用いられる金型３００を形成するコアプレート３１０を単独で示す斜視図である。同図に示すように、コアプレート３１０は、金型３００の外型と同じ大きさの平面寸法を有する矩形のフランジ部３１２と、フランジ部３１２の略中央に起立するコア部３１４とを備える。
【００１８】
フランジ部３１２は、コアプレート３１０を後述するダイプレート３２０およびリッププレート３３０と共に締結する場合に締結ボルトを挿通する締結ボルト穴３１１を有する。また、いったん金型３００として組み立てらされた後に分解する場合に工具を挿入できる切欠き部３１３も形成される。
【００１９】
コア部３１４は、単一の基部３１６と、基部３１６の上端に分岐して形成された複数の先端部３４０とをそれぞれ備える。また、フランジ部３１２上で基部３１６の周囲には、コア部３１４の表面に溶融樹脂を案内する樹脂案内溝３１７が形成される。樹脂案内溝３１７は、注入穴３１５を介してホッパ２１０に連通する。
【００２０】
図４は、ダイプレート３２０の形状を単独で示す斜視図である。同図に示すように、ダイプレート３２０は、全体としては立方体の躯体３２２を有して、金型３００として組み立てる場合に締結ボルトを挿通する締結ボルト穴３２１と、分解する場合に工具を挿入する切欠き部３２３とを形成される。また、ダイプレート３２０の中央には、貫通穴３２４が形成される。
【００２１】
貫通穴３２４は、この図では上端側の開口が見えるに過ぎないが、ダイプレート３２０の厚さ全体を貫通して形成される。また、下方にむかって内径が拡大しており、コアプレート３１０のコア部３１４よりも一回り大きな内部空間を有する。
【００２２】
図５は、図４に示したダイプレート３２０を、図３に示したコアプレート３１０に組み付けた状態を示す。同図に示すように、コアプレート３１０のフランジ部３１２と、ダイプレート３２０の躯体３２２は互いに同じ平面寸法を有して、両者を組み合わせた状態では、全体としてひとつの立方体をなす。また、コア部３１４の先端部３４０は、貫通穴３２４を通じて、ダイプレート３２０の上面よりも上方まで延在する。
【００２３】
図６は、金型３００のリッププレート３３０の形状を単独で示す斜視図である。同図に示すように、リッププレート３３０は全体として、コアプレート３１０およびダイプレート３２０と同じ平面寸法を有する矩形のプレート３３２であり、その中央に、成形品が押し出される押し出し穴３３４を有する。押し出し穴３３４の内面形状は、製造する成形品、即ち、本実施形態においては多列チューブ１００の外形と相似な形状を有する。また、ダイプレート３２０の締結ボルト穴３２１と協働する締結ボルト穴３３１を備える。
【００２４】
図７は、図６に示したリッププレート３３０を、図５に示した組み立て体に更に組み付けた状態を示す斜視図である。同図に示すように、コアプレート３１０、ダイプレート３２０およびリッププレート３３０は相互に積層されて、全体として立方体の金型３００を形成する。また、コア部３１４の先端部３４０が、リッププレート３３０の押し出し穴３３４から僅かに突出する。なお、締結ボルトの図示は省略するが、コアプレート３１０、ダイプレート３２０およびリッププレート３３０は、締結ボルト穴３１１、３２１、３３１に挿通された締結ボルトにより一体化される。
【００２５】
図８は、金型３００の押し出し穴３３４の内部におけるコアの先端部３４０の形状を示す図である。なお、図７と同じ構成要素には同じ参照符号を付して重複する説明を省く。
【００２６】
同図に示すように、この金型３００の内部では、コア部３１４の表面と、ダイプレート３２０の内面との間に樹脂流路３０１が形成される。押し出し穴３３４は、樹脂流路３０１の終端であり、押し出される樹脂成形品１２０の外形は、押し出し穴３３４の内面形状に倣った形状となる。
【００２７】
一方、押し出し穴３３４から押し出される樹脂成形品１２０の内部に形成される液体流路１１０の断面形状は、コア部３１４の先端部３４０の形状に倣った形状となる。ただし、特に成形に用いられる材料樹脂が弾性を有する場合、成形時に樹脂材料に係る成形圧力が成形後に開放されるために、コア部３１４の先端部３４０の寸法と、樹脂成形品１２０に形成される液体流路１１０の内径が異なる場合がある。
【００２８】
これに対して、図８に示すように、金型３００では、配列された４本の先端部３４１〜３４４のうち、外側に位置する一対の先端部３４１、３４４の外径を、内側に位置する先端部３４２、３４３よりも小さくした。これにより、樹脂成形品１２０が成形圧力から開放されたときに、両端の先端部３４１、３４４に対応する液体流路１１０の内径が拡がり、結果的に、先端部３４１、３４２、３４３、３４４に対応した液体流路１１０の内径は相互に等しくなる。
【００２９】
より具体的には、押し出し穴３３４の各列における内径をすべて５．３ｍｍとし、内側に位置するコア部３１４の先端部３４２、３４３の外径を１．９ｍｍ、外側に位置する先端部３４１、３４４の外径を１．７ｍｍとした金型３００を作製した。また、押し出し穴３３４から押し出された樹脂成形品１２０を、図２に示したサイジングプレート２２０において調整し、各列における外径が４．３ｍｍとな最多列チューブ１００を得た。このとき、４本の液体流路１１０の内径は、すべて１．６ｍｍと等しかった。
【００３０】
図９は、仕様の異なる他の多列チューブ１００を製造する場合に好適に用いることができる金型３００の形状を、図８と同じ視点から見た様子にて３示す図である。同図に示す金型３００は、９本の液体流路１１０を有する多列チューブ１００を製造する場合に用いる。ここで、コア部３１４の先端部３４０は、３種類の径を有するものが混在している。即ち、最も外側に位置する一対の先端部３４１、３４９は、最も小さい外径Ｄ３を有し、中央に配置された３本の先端部３４４、３４５、３４６は最も大きい外径Ｄ１を有する。また、両者の間に位置する各々２本の先端部３４２、３４３、３４７、３４８は、中間の外径Ｄ２を有する。このように、外側ほど外径が小さくなるようにコア部３１４の先端部３４０を配置することにより、結果的に、内径の均一な液体流路１１０を備えた多列チューブ１００を製造できる。
【００３１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係る金型３００で押し出し成形できる多列チューブ１００の形状を示す斜視図である。
【図２】図１に示す多列チューブ１００を製造する押し出し成形装置２００の構造を模式的に示す図である。
【図３】金型３００におけるコアプレート３１０の形状を単独で示す斜視図である。
【図４】金型３００におけるダイプレート３２０の形状を単独で示す斜視図である。
【図５】上記コアプレート３１０およびダイプレート３２０を組み立てた状態を示す斜視図である。
【図６】金型３００におけるリッププレート３３０の形状を単独で示す斜視図である。
【図７】リッププレート３３０を組み付けた金型３００の構造を示す断面図である。
【図８】金型３００の押し出し穴３３４におけるコアの先端部３４０の形状を示す図である。
【図９】他の実施形態において、金型３００の押し出し穴３３４におけるコアの先端部３４０の形状を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００  多列チューブ、１１０  液体流路、１２０  樹脂成形品、２００  押し出し成形装置、２１０  ホッパ、２２０  サイジングプレート、２３０  冷却装置、２４０  引取機、２５０  裁断機、３００  金型、３０１  樹脂流路、３１０  コアプレート、３１１、３２１、３３１  締結ボルト穴、３１２  フランジ部、３１３、３２３  切欠き部、３１４  コア部、３１５  注入穴、３１６  基部、３１７  樹脂案内溝、３２０  ダイプレート、３２２  躯体、３２４  貫通穴、３３０  リッププレート、３３２  プレート、３３４  押し出し穴、３４０、３４１、３４２、３４３、３４４、３４５、３４６、３４７、３４８、３４９  先端部
【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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【図９】
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