(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する既製の硬質合成樹脂製蛇腹管に成形ダイから押し出される半溶融状態の合成樹脂製パイプ体を被覆することによって半溶融合成樹脂被覆管体を形成し、この半溶融合成樹脂被覆管体を成形用回転軸体に連続的に供給して該成形用回転軸体の外周面に螺旋状に巻き付けると共に成形用回転軸体の回転に従って該成形用回転軸体の長さ方向に移動させながら半溶融合成樹脂被覆管体を硬化させることを特徴とする合成樹脂製中空コイルスプリングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルバネとして使用される合成樹脂製の中空コイルスプリングの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コイルスプリングとしては金属製のものが広く使用されているが、金属製の螺旋状体は錆や腐食が生じ易いために、合成樹脂製のコイルスプリングが要望されるようになり、本願発明者等もその要望を満たすために、例えば、特公昭６４−４９００号公報に記載したような合成樹脂製螺旋状体の製造方法を開発した。この合成樹脂製螺旋状体の製造方法は、成形回転軸体の外周面に半溶融状態の断面円形の合成樹脂製線状素材を所望のピッチでもって螺旋状に巻き付けながら軸芯方向に移動させると共にその移動途上において硬化させることを特徴としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、成形用回転軸体に半溶融状態の合成樹脂製線状素材を巻き付けると、該合成樹脂製線状素材が巻付力により断面が偏平状に変形する虞れがあって均一な製品を製造することが困難であるばかりでなく、線状素材では太い素材を用いて大径のコイルスプリングを製造した場合、材料費が高騰して不経済であると共に重量が増加して取扱性に問題点が生じる。また、製品の軽量化を図ると共に大径のコイルスプリングを得るには、線状素材に替えて中空の半溶融樹脂パイプを押出し成形しながら成形用回転軸体に螺旋状に巻回することも考えられるが、半溶融樹脂パイプは大径になればなる程成形用回転軸体に巻き付けた時に断面が容易に偏平状に変形して製品化することができないという問題点がある。
【０００４】
一方、成形用回転軸体に既製の硬質合成樹脂製管体を螺旋状に巻き付けた場合、上述したような断面が偏平になることなく大径のコイルスプリングを得ることができるが、既製の硬質合成樹脂製管体を成形用回転軸体に巻回すると、該合成樹脂製管体はその弾性復元力によって拡径しようとし、そのため、成形用回転軸体との間にスリップが生じて軸心方向に移動させることができなくなり、また、例え、成形用回転軸体の巻き付けた合成樹脂製管体を外部から押圧ローラによって成形用回転軸体に押し付けながら軸心方向に移動させても、成形用回転軸体から離脱させた際に、スプリングバックが生じて製品化をすることができなくなるという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは断面中空のコイルスプリングを能率よく且つ確実に製造し得る合成樹脂製中空コイルスプリングの製造方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決るための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に係る合成樹脂製中空コイルスプリングの製造方法は、可撓性を有する既製の硬質合成樹脂製蛇腹管に成形ダイから押し出される半溶融状態の合成樹脂製パイプ体を被覆することによって半溶融合成樹脂被覆管体を形成し、この半溶融合成樹脂被覆管体を成形用回転軸体に連続的に供給して該成形用回転軸体の外周面に螺旋状に巻き付けると共に成形用回転軸体の回転に従って該成形用回転軸体の長さ方向に移動させながら半溶融合成樹脂被覆管体を硬化させることを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】
押出成形機の成形ダイから半溶融状態の合成樹脂製パイプ体を押し出す際に、該パイプ体内に内部が中空の既製の硬質合成樹脂製蛇腹管を挿入するように送り込んでこの硬質合成樹脂製蛇腹管を半溶融状態の合成樹脂製パイプ体によって被覆した半溶融合成樹脂被覆管体を形成しながら成形用回転軸体上に所定のピッチでもって螺旋状に巻き付ける。この時、半溶融合成樹脂被覆管体はその芯体として内装している既製の硬質合成樹脂製蛇腹管によって断面円形状を保持し且つ該硬質合成樹脂製蛇腹管を成形用回転軸上に沿って湾曲変形させながら螺旋状に巻き付けられて被覆部である半溶融状態の合成樹脂製パイプが未硬化の螺旋状体を形成していく。
【０００８】
そして、成形用回転軸体の回転に従って被覆部が未硬化の螺旋状体は軸心方向に移動し、その移動中に被覆部の半溶融合成樹脂製パイプ体が硬化する。この硬化を該被覆部が成形用回転軸体に密接した状態で行わせることにより、硬化した螺旋状体の内周面が成形用回転軸体の回転によって縮径しようとして該成形用回転軸体の外周面に固定し、スリップが生じることなく成形用回転軸体の回転に従って軸心方向に円滑に移動すると共に後続する被覆部が未硬化の螺旋状体を成形用回転軸体上に確実に螺旋巻きさせることができるものである。
【０００９】
こうして、成形用回転軸体上で被覆部が硬化した螺旋状体は成形用回転軸体から送り出されると、硬化した被覆部によって内部の既製硬質合成樹脂製蛇腹管がスプリングバックするのを阻止された一定径の中空コイルスプリングを得ることができるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の具体的な実施例を図面について説明すると、図１に示すように、成形用回転軸体１の後端部（基端部）の一側方に押出成形機２を配設し、この押出成形機２の成形ダイ３から一定径の断面円環形状の半溶融状態の合成樹脂製パイプ体４を押し出すと共に押出成形機２内に背面側から外径が上記半溶融合成樹脂製パイプ４の外径よりも小径で内径と同等若しくはやゝ大径の可撓性を有する既製の硬質合成樹脂製蛇腹管５よりなる中空管体を連続的に供給して成形ダイ３から押し出される半溶融合成樹脂製パイプ４内に挿入することによって既製の硬質合成樹脂製蛇腹管５を芯体とし、半溶融合成樹脂製パイプ４が芯体の被覆部となった半溶融合成樹脂被覆管体Ａを形成しながら成形用回転軸体１に向かって供給する。
【００１１】
この半溶融合成樹脂被覆管体Ａの形成時において、成形ダイ３内でその半溶融合成樹脂製パイプ４内に硬質合成樹脂製蛇腹管５が挿入された時に、半溶融合成樹脂製パイプ４の内層部分が図２に示すように、長さ方向に連続凹凸状に屈曲した硬質合成樹脂製蛇腹管５の凹部内に充満した状態となる。即ち、半溶融合成樹脂製パイプ４の外周面は全長に亘って同一径であるがその厚みは既製の硬質合成樹脂製蛇腹管５の凹部では厚く、凸部では薄く被覆した状態となっている。
【００１２】
この半溶融合成樹脂被覆管体Ａを成形用回転軸体１に対して一側方から該成形用回転軸体１上にその芯体を形成している既製の硬質合成樹脂製蛇腹管５を湾曲させながら所定のピッチでもって螺旋状に巻き付けて被覆部が未硬化の中空螺旋状体A1を形成する。この際、芯体を形成している既製の硬質合成樹脂製中空管体は可撓性を有する蛇腹管からなるので、半溶融合成樹脂被覆管体Ａを断面円環状に保持しながら成形用回転軸体１上に周方向に容易に湾曲して巻回させることができる。なお、成形用回転軸体１は後述するように、半溶融合成樹脂被覆管体Ａを巻き取る方向に回転していると共に巻回した中空螺旋状体A1を軸心方向に移動させるように構成している。
【００１３】
このように、半溶融合成樹脂被覆管体Ａを成形用回転軸体１に螺旋状に巻回させて被覆部が未硬化の中空螺旋状体A1を形成していくと共に成形用回転軸体１の回転に従って該中空螺旋状体A1を成形用回転軸体１の軸心方向に前進移動させ、その移動中に中空螺旋状体A1の被覆部を形成している半溶融合成樹脂製パイプ４を硬化させると、螺旋状に湾曲した既製の硬質合成樹脂製蛇腹管５の外周面に該合成樹脂製パイプ４が一体的に固着した中空コイルスプリングA2が得られる。
【００１４】
半溶融合成樹脂製パイプ４が硬化すると、芯体である既製の硬質合成樹脂製蛇腹管５がこの硬質合成樹脂製蛇腹管５を被覆している硬化した合成樹脂製パイプによって成形用回転軸体１の外周面に沿って一定径の螺旋巻きした状態で固定され、硬質合成樹脂製蛇腹管５の弾性復元力によって中空コイルスプリングA2全体を拡径させることはなく、被覆部が硬化した中空コイルスプリングA2の内周面が成形用回転軸体１上に密接した状態となる。
【００１５】
従って、成形用回転軸体１の回転により中空コイルスプリングA2が成形用回転軸体１を締め付ける方向、即ち、縮径方向に引き付けられながら成形用回転軸体１と一体的に回転しながら成形用回転軸体１上を前進し、その前進によって被覆部が未硬化の後続する螺旋状体A1を引き寄せるので、この未硬化の螺旋状体A1を介して半溶融合成樹脂被覆管体Ａを押出成形機２から引き出すようにしながら成形用回転軸体１上に連続的に螺旋巻きすることができる。なお、螺旋状体A1の被覆部を硬化させる際に、その硬化直後の螺旋状体、即ちコイルスプリングA2の内周面を成形用回転軸体１上に積極的に押接させる押圧ローラを成形用回転軸体１の外周方に配設しておいてもよい。
【００１６】
こうして、成形用回転軸体１上で被覆部である半溶融合成樹脂製パイプ４を硬化させることによって芯体である既製の硬質合成樹脂製蛇腹管５が一定径でもって固定されてなる中空コイルスプリングA2を形成することができると共に該硬質合成樹脂製蛇腹管５の外周面に一体的に硬化した合成樹脂製パイプ４よりなる被覆樹脂によって硬質合成樹脂製蛇腹管５の可撓性がなくなり、所定のスプリング力を発揮するコイルスプリングA2が形成されるものであり、このコイルスプリングA2を成形用回転軸体１の前端から前方に送り出すと共に所望長さ送り出される毎にカッタ（図示せず）により切断してスプリングバックの生じる虞れのない所定長さの一定径の中空コイルスプリングを得るものである。
【００１７】
なお、以上の実施例においては、半溶融合成樹脂製パイプ４内に挿入する既製の合成樹脂製管体として蛇腹管５を用いたが、蛇腹管でなくても図３に示すように、可撓性と保形性を備えた合成樹脂製中空管体5'であればよい。また、成形ダイ３から押し出される半溶融合成樹脂製パイプ４やこの半溶融合成樹脂製パイプ４内に挿入する既製の硬質合成樹脂製管体としては、硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の適宜な硬質合成樹脂からなるものであればよい。この場合、上述したように既製の硬質合成樹脂製蛇腹管５を用いると、該蛇腹管の連続凹凸状に屈曲した凹部内に半溶融合成樹脂製パイプ４の内層部分が充満した状態で硬化するので、硬質合成樹脂製蛇腹管５と半溶融合成樹脂製パイプ４とが互いに接着し難い合成樹脂からなるものであっても一体化した中空コイルスプリングA2を形成することができる。
【００１８】
上記合成樹脂製中空コイルスプリングの製造装置としては図１に示すように、回転駆動機構を内蔵している機枠10に複数本の成形用回転軸11を仮想円柱上に一定間隔毎に配置することによって構成した上記成形用回転軸体１の基端（後端）を回転自在に支持させてなり、各成形用回転軸11は仮想円柱の軸心に対して同一方向に同一角度だけやゝしていてこれらの成形用回転軸11を同一方向に一斉回転させることにより成形用回転軸体１上に供給される上記半溶融合成樹脂被覆管体Ａを所定の螺旋ピッチでもって巻回させると共に巻回した螺旋状体A1を成形用回転軸体１の軸心方向に移動させるように構成している。
【００１９】
成形用回転軸体１を構成する各成形用回転軸11はその基端部が自在継手12を介して上記機枠10に径方向に移動自在に配設した軸受13に回転自在に支持されていると共に機枠内に配設している自在継手14を有する短軸15を介して駆動モータ16により同一方向に一斉に回転させられる噛合歯車の各歯車23に連結している。さらに、上記仮想円柱の軸心に支軸17を配設してこの支軸17の基端部を機枠10に支持させていると共に該支軸17の基端部と先端部とに螺子機構18を操作することによって前後方向に移動させられる摺動片19、20を被嵌してあり、各成形用回転軸11の基端軸受13と後部摺動片19とを連結杆21によって連結すると共に先端軸受部と前部摺動片20とを同じく連結杆22によって連結している。また、前部摺動片20は支軸17回りに回動、固定自在に構成されている。
【００２０】
このように構成したので、上記螺子機構18を回動操作することによって前後摺動片19、20を支軸17上で前後移動させると、連結杆21、22を介して全ての成形用回転軸11が径方向に移動して成形用回転軸体１の径（上記仮想円柱）が大小に変化し、従って、製造すべき合成樹脂製中空コイルスプリングA2の径を変更することができる。また、前部摺動片20を支軸17回りに所望角度回動させると、各成形用回転軸11の基端側から先端側に向かう円周方向に傾斜角度が変化し、製造すべき合成樹脂製中空コイルスプリングA2の螺旋ピッチを変更することができる。
【００２１】
なお、この製造装置によれば、直径が１メートル以上の合成樹脂製中空コイルスプリングを容易に製造することができる。この中空コイルスプリングはその径や強度、弾発力等に応じて上記半溶融合成樹脂製パイプ４及び硬質合成樹脂製蛇腹管５の径や肉厚を適宜変更すればよい。
【００２２】
また、上記のような製造装置を用いることなく、例えば、一定径を有する軸体の周面に螺旋送り方向に回転する複数本の長尺ローラを周方向に所定間隔毎に配設してこれらの長尺ローラ上に上記半溶融合成樹脂被覆管体Ａを螺旋巻きしてもよく、或いは、回転軸を軸心方向に移動させながらこの回転軸上に半溶融合成樹脂被覆管体Ａを螺旋巻きすることによって中空コイルスプリングを形成してもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明の合成樹脂製中空コイルスプリングの製造方法によれば、可撓性を有する既製の硬質合成樹脂製蛇腹管に成形ダイから押し出される半溶融状態の合成樹脂製パイプ体を被覆することによって半溶融合成樹脂被覆管体を形成し、この半溶融合成樹脂被覆管体を成形用回転軸体に連続的に供給して該成形用回転軸体の外周面に螺旋状に巻き付けると共に成形用回転軸体の回転に従って該成形用回転軸体の長さ方向に移動させながら半溶融合成樹脂被覆管体を硬化させることを特徴とするものであるから、半溶融合成樹脂被覆管体を成形用回転軸体に螺旋巻き付ける際にその内部の既製の硬質合成樹脂製蛇腹管により確実に断面を円環状に保持された状態で精度のよく螺旋巻きすることができ、さらに、成形用回転軸体上を移動しながらこの硬質合成樹脂製蛇腹管を被覆している半溶融状態の合成樹脂製パイプを硬化させることによって、内部の上記既製硬質合成樹脂製蛇腹管がスプリングバックしようとするのを阻止した状態で一定径の合成樹脂製中空コイルスプリングとして固定することができるものである。
【００２４】
このように、内部が中空の合成樹脂製コイルスプリングを精度よく製造することができると共に成形用回転軸体の径やこの径に応じて半溶融合成樹脂被覆管体を構成する既製の硬質合成樹脂製蛇腹管と半溶融合成樹脂製パイプとの径及び肉厚を変更することによって50cm以上の大径の合成樹脂製中空コイルスプリングを能率よく製造することができるものであり、しかも、コイルスプリングが中空であるから材料費の節減を図ることはできるのは勿論、軽量にして取扱いが容易となり、錆や腐食の生じない大径の合成樹脂製中空コイルスプリングとして種々の用途に使用することができるものである。
【００２５】
また、上記可撓性を有する既製の硬質合成樹脂製管体は蛇腹管よりなるので、この硬質合成樹脂製蛇腹管を半溶融合成樹脂製パイプによって被覆してなる半溶融合成樹脂被覆管体の可撓性が良好となってその断面形状を保形した状態で成形用回転軸体に対する螺旋巻きが容易に且つ能率よく行えるものであり、その上、被覆している半溶融合成樹脂製パイプが硬化すると、この硬化した合成樹脂パイプと既製の硬質合成樹脂製蛇腹管とが一体化して該硬質合成樹脂製蛇腹管の可撓性が消され、所望のスプリング力を発揮する合成樹脂製中空コイルスプリングを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  合成樹脂製中空螺旋状体を製造している状態の簡略縦断側面図、
【図２】  半溶融合成樹脂被覆管体の一部の切欠斜視図、
【図３】  別な構造を有する半溶融合成樹脂被覆管体の一部の斜視図、
【図４】  得られた中空コイルスプリングの一部の側面図。
【符号の説明】
１  成形用回転軸体
２  押出成形機
３  成形ダイ
４  半溶融合成樹脂製パイプ
５  硬質合成樹脂製蛇腹管
Ａ  半溶融合成樹脂被覆管体
A2  合成樹脂製中空コイルスプリング
【図１】
0003868086.tif 000002
【図２】
0003868086.tif 000003
【図３】
0003868086.tif 000004
【図４】
0003868086.tif 000005