(57)【要約】【課題】三次元的に屈曲した形状を有するパイプを連続的に、容易に成形する装置と方法を提供する。【解決手段】屈曲部を有する合成樹脂製のパイプ１の製造装置と製造方法において、パイプ１の製造装置は、上部にパイプを押出する押出成形機１０を設け、押出成形機１０の下方にパイプ１を挟持して送るローラーユニット２０、３０を設ける。ローラーユニット２０、３０は、複数のローラー２１、３１が中心部で押出されたパイプ１を挟持するために中心部を囲むように取付けられ、複数のローラー２０、３０は、回転数がそれぞれ異なるように制御可能に設けられた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲部を有する合成樹脂製のパイプの製造装置において、
該パイプの製造装置は、上部にパイプを押出する押出成形機を設け、該押出成形機の下方にパイプを挟持して送るローラーユニットを設け、
該ローラーユニットは、複数のローラーが中心部で押出されたパイプを挟持するために中心部を囲むように取付けられ、複数の上記ローラーは、回転数がそれぞれ異なるように制御可能に設けられたことを特徴とするパイプの製造装置。
【請求項２】
上記押出成形機と上記ローラーユニットの間に、上記パイプの肉厚調整用の上記ローラーユニットを設けた請求項１に記載のパイプの製造装置。
【請求項３】
上記ローラーユニットの上記ローラーは、上記ローラーユニットの中心を回転軸として回転可能に取付けられた請求項１又は請求項２に記載のパイプの製造装置。
【請求項４】
上記ローラーユニットの下方に、上記パイプを切断する切断刃と、上記パイプを冷却する冷却槽を設けた請求項1乃至請求項３のいずれか一項に記載のパイプの製造装置。
【請求項５】
屈曲部を有する合成樹脂製のパイプの製造方法において、
該パイプの製造方法は、上部に設けた押出成形機から上記パイプを押出して、該押出成形機の下方に設けられたローラーユニットによりパイプを挟持して送り、
該ローラーユニットは、複数のローラーが中心部で押出されたパイプを挟持するために中心部を囲むように取付けられ、複数の上記ローラーの回転数がそれぞれ異なるように制御して、上記パイプを曲げ成形することを特徴とするパイプの製造方法。
【請求項６】
上記押出成形機と上記ローラーユニットの間に、パイプの肉厚調整用のローラーユニットを設け、パイプの肉厚調整用のローラーユニットの回転数を変えて上記パイプの肉厚を変化させた請求項５に記載のパイプの製造方法。
【請求項７】
上記ローラーユニットの上記ローラーは、上記ローラーユニットの中心を回転軸として回転可能に取付けられ、上記ローラーを上記ローラーユニットの中心を回転軸として回転させて、上記パイプの曲げ方向を３次元的に変化させた請求項５又は請求項６に記載のパイプの製造方法。
【請求項８】
上記ローラーユニットの下方に、上記パイプを切断する切断刃と、上記パイプを冷却する冷却槽を設け、上記ローラーユニットから送り出された上記パイプを切断し、上記冷却槽で冷却した請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載のパイプの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺状の屈曲部を有する合成樹脂製のパイプの製造装置及びパイプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺状の屈曲部を有する合成樹脂製のパイプとして、例えば、燃料を車体の給油口から燃料タンクへ注入するフィラーパイプ等がある。
自動車用燃料タンクと車体の間には、燃料タンク内に燃料を注入するフィラーパイプが取付けられている。このフィラーパイプは、従来、金属製で形成されるとともに、車体に設けられた給油口から自動車用燃料タンクを接続するため、車体の構造や燃料タンクの位置により、三次元的に屈曲して形成されている。
【０００３】
この金属製のフィラーパイプは、重量が重く、金属パイプ材を三次元的に加工するのにも手間がかかっている。そのため、重量の軽い屈曲しやすい、三次元的に屈曲した合成樹脂製のフィラーパイプ１０１が作られている。
【０００４】
従来、この三次元的に屈曲した合成樹脂製のフィラーパイプ１０１の製造工程は、図７に示す工程である。即ち、押出成形機１１０から溶融状態で押出されたフィラーパイプ１０１は、冷却装置１１２で冷却されてパイプ状に形状が固定される。その後に、フィラーパイプ１０１は、引き取り機１１３により引き取られて、切断機１１４に送られて、所定の寸法に切断される。
【０００５】
更に、三次元的に屈曲させるために、加熱機１１５で再加熱して柔らかくしたのちに、曲げ治具で三次元的に屈曲させて、冷却水槽１１６で冷却して、三次元的に屈曲した形状を固定する。
このため、加熱機１１５で再加熱する無駄があり、曲げ加工にも手間がかかっていた。
【０００６】
また、図８に示すように、合成樹脂製の長尺物２１０を対向する２つのローラー２２０，２２０で挟持して、更に角度を変えて設けた対向する２つのローラー２３０，２３０で挟持して曲げるものがある（例えば、特許文献参照。）。しかしながら、この場合には、対向して挟持する２つのローラー２２０，２２０及び２つのローラー２３０，２３０の取付角度により曲げ角度は定まり、三次元形状に自由に曲げることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３０６５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、三次元的に屈曲した形状を有するパイプを連続的に、容易に成形する装置と方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１の本発明は、屈曲部を有する合成樹脂製のパイプの製造装置において、
パイプの製造装置は、上部にパイプを押出する押出成形機を設け、押出成形機の下方にパイプを挟持して送るローラーユニットを設け、
ローラーユニットは、複数のローラーが中心部で押出されたパイプを挟持するために中心部を囲むように取付けられ、複数のローラーは、回転数がそれぞれ異なるように制御可能に設けられたことを特徴とするパイプの製造装置である。
【００１０】
請求項１の本発明では、屈曲部を有する合成樹脂製のパイプの製造装置において、パイプの製造装置は、上部にパイプを押出する押出成形機を設け、押出成形機の下方にパイプを挟持して送るローラーユニットを設けた。このため、押出成形機から押出された溶融状態のパイプをローラーユニットに、そのまま送ることができ、ローラーユニットまでパイプを送る特別な装置を必要としない。
【００１１】
ローラーユニットは、複数のローラーが中心部で押出されたパイプを挟持するために中心部を囲むように取付けられた。このため、押出成形機から押出された溶融状態のパイプを複数のローラーで囲んで、確実に挟持することができる。
複数のローラーは、回転数がそれぞれ異なるように制御可能に設けられたため、複数のローラーのそれぞれの回転を任意に変えて、溶融状態のパイプを三次元的に屈曲させることができる。
【００１２】
請求項２の本発明は、押出成形機とローラーユニットの間に、パイプの肉厚調整用のローラーユニットを設けたパイプの製造装置である。
【００１３】
請求項２の本発明では、押出成形機とローラーユニットの間に、パイプの肉厚調整用のローラーユニットを設けたため、屈曲前のパイプの所定の位置の肉厚を容易に変えることができる。
【００１４】
請求項３の本発明は、ローラーユニットのローラーは、ローラーユニットの中心を回転軸として回転可能に取付けられたパイプの製造装置である。
【００１５】
請求項３の本発明では、ローラーユニットのローラーは、ローラーユニットの中心を回転軸として回転可能に取付けられたため、パイプの曲げ方向を自由に変化させることができ、溶融状態のパイプを三次元的に自由に屈曲させることができる。
【００１６】
請求項４の本発明は、ローラーユニットの下方に、パイプを切断する切断刃と、パイプを冷却する冷却槽を設けたパイプの製造装置である。
【００１７】
請求項４の本発明では、ローラーユニットの下方に、パイプを切断する切断刃と、パイプを冷却する冷却槽を設けたため、屈曲して成形したパイプをすぐに切断して、そのまま冷却することができ、連続的に三次元的に屈曲したパイプを連続的に成形することができる。
【００１８】
請求項５の本発明は、屈曲部を有する合成樹脂製のパイプの製造方法において、
パイプの製造方法は、上部に設けた押出成形機からパイプを押出して、押出成形機の下方に設けられたローラーユニットによりパイプを挟持して送り、
ローラーユニットは、複数のローラーが中心部で押出されたパイプを挟持するために中心部を囲むように取付けられ、複数のローラーの回転数がそれぞれ異なるように制御して、パイプを曲げ成形することを特徴とするパイプの製造方法である。
【００１９】
請求項５の本発明では、屈曲部を有する合成樹脂製のパイプの製造方法において、
パイプの製造方法は、上部に設けた押出成形機からパイプを押出して、押出成形機の下方に設けられたローラーユニットによりパイプを挟持して送る。このため、押出成形機から押出された溶融状態のパイプをローラーユニットにそのまま送ることができ、ローラーユニットまでパイプを送る特別な装置を必要としない。ローラーユニットによりパイプを確実に挟持して送ることができる。
【００２０】
ローラーユニットは、複数のローラーが中心部で押出されたパイプを挟持するために中心部を囲むように取付けられた。このため、押出成形機から押出された溶融状態のパイプを複数のローラーで囲んで、確実に挟持することができる。
複数のローラーの回転数がそれぞれ異なるように制御して、パイプを曲げ成形するため、複数のローラーのそれぞれの回転を任意に変えて、溶融状態のパイプを三次元的に屈曲させることができる。
【００２１】
請求項６の本発明は、押出成形機とローラーユニットの間に、パイプの肉厚調整用のローラーユニットを設け、パイプの肉厚調整用のローラーユニットの回転数を変えてパイプの肉厚を変化させたパイプの製造方法である。
【００２２】
請求項６の本発明では、押出成形機とローラーユニットの間に、パイプの肉厚調整用のローラーユニットを設け、パイプの肉厚調整用のローラーユニットの回転数を変えてパイプの肉厚を変化させた。このため、屈曲前のパイプの所定の位置の肉厚を容易に変えることができる。
【００２３】
請求項７の本発明は、ローラーユニットのローラーは、ローラーユニットの中心を回転軸として回転可能に取付けられ、ローラーをローラーユニットの中心を回転軸として回転させて、パイプの曲げ方向を３次元的に変化させたパイプの製造方法である。
【００２４】
請求項７の本発明では、ローラーユニットのローラーは、ローラーユニットの中心を回転軸として回転可能に取付けられ、ローラーをローラーユニットの中心を回転軸として回転させて、パイプの曲げ方向を３次元的に変化させた。このため、パイプの曲げ方向を自由に変化させることができ、溶融状態のパイプを三次元的に自由に屈曲させることができる。
【００２５】
請求項８の本発明は、ローラーユニットの下方に、パイプを切断する切断刃と、パイプを冷却する冷却槽を設け、ローラーユニットから送り出された上記パイプを切断し、冷却槽で冷却したパイプの製造装置である。
【００２６】
請求項８の本発明では、ローラーユニットの下方に、パイプを切断する切断刃と、パイプを冷却する冷却槽を設け、ローラーユニットから送り出された上記パイプを切断し、冷却槽で冷却した。このため、屈曲して成形したパイプをすぐに切断して、そのまま冷却することができ、連続的に三次元的に屈曲したパイプを連続的に成形することができる。
【発明の効果】
【００２７】
ローラーユニットは、複数のローラーが中心部で押出されたパイプを挟持するために中心部を囲むように取付けられたため、押出成形機から押出された溶融状態のパイプを複数のローラーで囲んで、確実に挟持することができる。
複数のローラーは、回転数がそれぞれ異なるように制御可能に設けられたため、複数のローラーのそれぞれの回転を任意に変えて、溶融状態のパイプを三次元的に屈曲させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態を示すもので、パイプを製造する装置の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すもので、パイプを製造する装置のローラーユニットの断面図であり、図１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示すもので、パイプを製造する装置の他のローラーユニットの断面図であり、図１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示すもので、パイプを製造する装置のローラーユニットのローラーの正面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示すもので、パイプを製造する装置のローラーユニットの他のローラーとサーボモータの正面図である。
【図６】本発明の実施の形態で製造したフィラーパイプを示すもので、フィラーパイプアッシーの斜め上方からみた斜視図である。
【図７】従来のパイプを製造する装置の正面図である。
【図８】従来の他の長尺物を製造する装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、屈曲部を有する合成樹脂製のパイプの製造装置及びパイプの製造方法に関するものである。本発明の実施の形態を、自動車用燃料タンクと車体の間に取付けられて、燃料タンク内に燃料を注入するフィラーパイプ１の製造装置及びフィラーパイプ１の製造方法を例にとり説明する。本発明は、フィラーパイプ１以外にも、合成樹脂製のパイプの製造装置及びパイプの製造方法について実施することができる。
【００３０】
まず、フィラーパイプ１について図６に基づき説明し、フィラーパイプ１の製造装置と製造方法については後述する。
フィラーパイプ１は、車体に設けられた給油口（図示せず）と燃料タンク（図示せず）を連結し、給油口から燃料を燃料タンクに注入するパイプである。フィラーパイプ１は、車体の形状と、給油口及び燃料タンクの位置によりそれらを連結するように三次元的に屈曲して形成されている。フィラーパイプ１の先端の給油口側には給油口側部２が設けられ、燃料タンク側の先端には、タンク結合部３が設けられて、それぞれ給油口と燃料タンクに連結される方向を向いている。
【００３１】
フィラーパイプ１は、合成樹脂製で後述するように押出成形により、三次元的に屈曲して形成されている。このため、車体の給油口と燃料タンクを車体の形状に沿ってつなぐことができる。本実施の形態では、第１屈曲部４、第２屈曲部５、第３屈曲部６の３個の屈曲部を有しているが、車体の形状により、屈曲部の数は適宜選択することができる。３個の屈曲部のそれぞれの屈曲方向が異なっているため、フィラーパイプ１は三次元的な形状を有することができる。
【００３２】
本発明のフィラーパイプ１の製造に使用する合成樹脂の押出成形物は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の一層で形成されたものや、表皮層、バリヤ層と本体層の多層構造で形成されたものを使用することができる。多層構造の場合は、表皮層、本体層は、耐衝撃性が大きく、燃料油に対しても耐燃料油性が維持される熱可塑性合成樹脂から形成され、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成されることが好ましい。バリヤ層を構成する熱可塑性合成樹脂は、例えば、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を使用することが好ましい。
【００３３】
次に、三次元的に屈曲して形成されるフィラーパイプ１を製造する装置について、図１〜図５に基づき説明する。
図１に示すように、三次元的に屈曲して形成されるフィラーパイプ１を製造する装置は、上部にパイプを押出する押出成形機１０を設け、押出成形機１０の下方にフィラーパイプ１を挟持して送る第１ローラーユニット２０を設けた。
【００３４】
第１ローラーユニット２０の下方に第２ローラーユニット３０を設け、押出成形機１０、第１ローラーユニット２０及び第２ローラーユニット３０は、ユニット保持枠４０に取付けられている。第２ローラーユニット３０の下方には、切断刃５０が設けられ、切断刃５０の下方には、冷却水槽６０が設けられている。
【００３５】
第１ローラーユニット２０及び第２ローラーユニット３０は、図２と図３に示すように、ローラー取付台２３、３３に複数のローラー２１、３１が取付けられている。
本実施の形態では、図２に８個のローラー２１を設けた第１ローラーユニット２０を示し、図３に４個のローラー３１を設けた第２ローラーユニット３０を例に示したが、第１ローラーユニット２０及び第２ローラーユニット３０の両方とも、任意の複数のローラー２１、３１を使用することができ、第１ローラーユニット２０と第２ローラーユニット３０を同じ数のローラー２１、３１、例えば８個のローラー２１、３１を取付けてもよく、或いは第１ローラーユニット２０よりも第２ローラーユニット３０の方がローラー２１、３１の数を多くしてもよい。
【００３６】
図２に基づき、第１ローラーユニット２０を例に説明するが、第２ローラーユニット３０も同様である。
第１ローラーユニット２０は、ローラー取付台２３にローラー２１が取付けられて、ローラー取付台２３の中心部に設けられた中心孔２７を放射状に囲むようにローラー２１が８個取付けられている。これにより、中心孔２７を通過する溶融したフィラーパイプ１を８個のローラー２１で挟持することができる。
【００３７】
第１ローラーユニット２０のローラー２１は、ローラー取付台２３に設けられた回転レール２２の上を、第１ローラーユニット２０の中心孔２７の中心を回転軸として回転可能に取付けられている。このため、後述するように、フィラーパイプ１パイプの曲げ方向を自由に変化させることができ、溶融状態のフィラーパイプ１を三次元的に自由に屈曲させることができる。
上記のように、第２ローラーユニット３０のローラー３１も同様に回転レール３２の上を回転可能に取り付けられている。
【００３８】
ローラー取付台２３、３３に取付けられた複数のローラー２１、３１は、それぞれ個々にその回転速度を変化できるように制御されている。
個々のローラー２１、３１の回転速度の制御は、例えば、図４に示すように、ローラー２１、３１の内部にサーボモータ２４、３４を組み込んで行うことができる。
【００３９】
或いは、図５に示すように、サーボモータ２４、３４とローラー２１、３１をチェーンやベルトで繋いで行うことができる。
或いは、サーボモータにプーリー機構を設けて、無段階変速をさせて回転速度を制御したり、サーボモータにギヤを設けて、変速をさせて回転速度を制御したり、サーボモータに送る電流を制御して、回転速度を制御したりすることができる。
【００４０】
次に、フィラーパイプ１を製造する装置を使用してフィラーパイプ１を製造する方法について説明する。
図１に示すように、フィラーパイプ１の製造方法は、ユニット保持枠４０の上部に設けた押出成形機１０の押出ヘッド１１からフィラーパイプ１を押出して、押出成形機１０の下方に設けられた第１ローラーユニット２０に送る。第１ローラーユニット２０の中心孔２７にフィラーパイプ１が送られると、図２の実施の形態では、８個のローラーがフィラーパイプ１を挟持することができる。
【００４１】
押出成形機１０のすぐ下に第１ローラーユニット２０が設けられているため、押出成形機１０から押出された溶融状態のフィラーパイプ１を第１ローラーユニット２０にそのまま送ることができ、第１ローラーユニット２０までフィラーパイプ１を送る特別な装置を必要としない。
【００４２】
第１ローラーユニット２０は、フィラーパイプ１の通過する位置によりローラー２１の回転速度を変えることができるため、回転速度が速い部分は溶融したフィラーパイプ１に引張り力を与えて、フィラーパイプ１の肉厚を薄くすることができ、回転速度の遅い部分はフィラーパイプ１に抵抗を与えて、肉厚を厚くすることができる。
【００４３】
なお、フィラーパイプ１の肉厚を部分的に変化させることも、押出成形機１０から押出されたときフィラーパイプ１の肉厚よりも、全体の肉厚を均一的に薄くしたり厚くしたりすることもできる。本実施の形態のフィラーパイプ１は、例えば、外径が３５ｍｍ程度でその肉厚は３ｍｍ程度である。
フィラーパイプ１の肉厚を変化させる必要が無い場合には、第１ローラーユニット２０を省略することができる。
【００４４】
次に、フィラーパイプ１は、第２ローラーユニット３０の中心孔３７に送られて、複数のローラー３１で挟持される。
そして、それぞれのローラー３１の回転速度を変えて、溶融状態のフィラーパイプ１を曲げることができる。フィラーパイプ１は、図６に示すように、第１屈曲部４、第２屈曲部５、第３屈曲部６の３個の屈曲部ごとに、それぞれのローラー３１の回転速度を変えて、溶融状態のフィラーパイプ１を三次元的に屈曲させることができる。
【００４５】
また、ローラー取付台３３のローラー３１を、第２ローラーユニット３０の中心孔３７を回転軸として回転させて、フィラーパイプ１の曲げ方向を変えて、３次元的に屈曲させることができる。
【００４６】
第２ローラーユニット３０により三次元的に屈曲させられたフィラーパイプ１は、ユニット保持枠４０の下部に取付けられた切断刃５０により切断される。切断刃５０は２枚の切断刃５０をスライドさせて、或いは回転させてフィラーパイプ１を切断する。
切断されたフィラーパイプ１は、切断刃５０の下方に設けられた冷却水槽６０の中に入れられて冷却される。
【符号の説明】
【００４７】
１  フィラーパイプ
１０  押出成形機
２０  第１ローラーユニット
２１，３１  ローラー
２２、３２  回転レール
２３、３３  ローラー取付台
２４、３４  サーボモータ
３０  第２ローラーユニット
４０  ユニット保持台
５０  切断刃
６０  冷却水槽
【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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