JP5033111B2 - 押出成形品の寸法調整治具、およびこれを用いた押出成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂押出機から成形ダイスを通じて押出成形される熱可塑性エラストマを主原料とする断面が略下向きＣ字形をした帯状の押出成形品の寸法調整治具、およびこれを用いた押出成形品の製造方法に関する。

一般に、エスカレータや動く歩道の側部に設置される手摺りは、ガイドレールに被さるように嵌め込まれて乗客コンベアとともに移動するようになっている。このような手摺りは、従来、ゴム材によるプレス加工で成形されるのが主であったが、このプレス加工には数十ｍの大きな金型が必要であり、また、生産工程も多く、加工時間が多くかかるなどの問題がある。

そのため、近年、押出成形による製造も行われている。このような押出成形を行う場合、プレス加工に比べて金型が非常に小さくでき、また、所定の寸法形状に仕上げるには、数回の押出成形が必要であるものの時間的に効率的であり、経済的にも安価に製造できるという利点がある。

図８は、このような押出成形により得られる押出成形品の一例としての乗客コンベア用の手摺りを示す断面図である。

この手摺り５０は、熱可塑性エラストマ樹脂を主原料とする断面が略下向きＣ字形をした帯状のものであって、略平坦な天井部５０ａと、この天井部５０ａの両端からそれぞれ略半円形状に内側に湾曲した左右一対の側縁部５０ｂとを有し、天井部５０ａと左右の各側縁部５０ｂとで囲まれた内方には取付空間５０ｃが形成されている。

そして、この手摺り５０の具体的な構成としては、芯材樹脂５１とその外側を覆う着色された表面樹脂５２とを有し、芯材樹脂５１の内部には高強度を有する抗張体５３が埋め込まれ、また、取付空間５０ｃに面する内側には帆布５４が接着されている。芯材樹脂５１と表面樹脂５２は、共にポリウレタン系、ポリスチレン系、ポリオレフィン系等の熱可塑性エラストマ樹脂が使用され、また、抗張体５３としては、鋼やステンレス鋼等の鋼材が使用される。

この帯状の手摺り５０を乗客コンベアに実装する際には、所定の長さに切断された後、その両端が互いに一体接合されてエンドレスとされる。そして、左右の側縁部５０ｂ間の開口部分を広げた状態で取付空間５０ｃをエスカレータまたは動く歩道の側部に設置されるガイドレールに被さるように嵌め込まれる。なお、この手摺り５０は、ガイドレールに取り付けられる代わりに、エスカレータまたは動く歩道の駆動ローラ上に取り付けられることもある。そして、実装後はエスカレータまたは動く歩道の乗客コンベアとともに移動する。

ところで、図８に示したような手摺り５０を押出成形する場合、上述したように、プレス加工に比べて金型が非常に小さくでき、また、加工工数も少なく効率的であり、経済的に安価に生産できるという利点があるが、押出成形では成形ダイスから押出された成形品を冷却する際にその形状が決定されるため、この冷却方法や様々な外乱（水温、外気温度、樹脂温度、引取速度、引張り張力バランスなど）によって形状が変動し易いという問題がある。

特に、図８に示したような断面が略下向きＣ字形をした手摺り５０のような形状の場合、天井部５０ａと側縁部５０ｂとの間の取付空間５０ｃの高さＨが不安定となり易い。すなわち、図９（ａ）に示すように、天井部５０ａが湾曲して断面がＭ字を示すような形態になったり、図９（ｂ）に示すように、左右の側縁部５０ｂの曲率が大きくなって天井部５０ａに向けて大きく曲がり込む、いわゆるカーリングと呼ばれるような形態になったりし易い。このような不良形態が生じると、取付空間５０ｃの高さＨが小さくなり、乗客コンベアのガイドレールに装着した際、ガイドレールと干渉を起こして磨耗を起こし、製品寿命が短くなってしまうなどの不具合が発生する。

このような不良形態が生じるのを改善するために、従来より、多板式サイジング、すべりサイジング、ロールサイジングなど、様々なサイジング（寸法調整）方式が採用されている。

しかしながら、これらのサイジング方式は、押出成形品が常温にまで一旦冷却されてしまった後に寸法調整を行う方式であるため、寸法調整を行ってもスプリングバック効果が生じて調整した寸法が元に戻ろうとするため、所望の形状に安定化させることが難しい。また、これらのサイジング方式は、押出成形品の形状全体を一様に修正するものであるので、図９（ａ）、（ｂ）に示したような形状が一旦生じてしまった場合、これをサイジング機構に対して均一に接触させることが難しく、そのため、出来上がりの製品寸法が安定化し難い。

一方、他の従来技術として、円筒状の押出成形品を製造する際、押し出し後の冷却工程において、押出成形品の計測された寸法値を元に、冷却水槽内の圧力を調整することにより、押出成形品の外形寸法が一定になるように調整するサイジング方式が提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。

特開平６−３２０６０５号公報

上記の特許文献１記載の従来技術は、押出成形品が常温にまで一旦冷却されてしまった後に寸法調整を行う方式ではなく、冷却途中で寸法調整を行う方式であるので、スプリングバック効果が生じにくく、寸法を安定化し易いという利点がある。

しかし、このサイジング方式は、押出成形品の形状全体を一様に寸法調整する方式であるため、図９（ａ）、（ｂ）に示したように、取付空間５０ｃの高さＨが不安定となるような不良形態が生じる場合、不良形態の発生箇所を局部的に寸法調整することができない。また、左右の側縁部５０ｂの形状が非対称で、そのため取付空間５０ｃの左右の高さＨが異なる状態になっても、個々の寸法調整機構が存在しないので、寸法調整を行うことができない。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、熱可塑性エラストマ樹脂を主原料とする断面が略下向きＣ字形をした帯状の押出成形品を対象として、不良形態の発生箇所を局部的に寸法調整することができ、しかも、不良形態の発生箇所が左右非対称に生じる場合でも、不良形態箇所を個々に調整することが可能で、常に安定した寸法形状の押出成形品を製作することができる寸法調整治具、およびこれを用いた押出成形品の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の押出成形品の寸法調整治具は、樹脂押出機から成形ダイスを通じて押出成形された熱可塑性エラストマ樹脂を主原料とする断面が略下向きＣ字形をした帯状の押出成形品に対する寸法を調整するためのものであって、上記押出成形品の天井部の内面側を支持する受け台と、上記押出成形品の天井部の両端からそれぞれ略半円形状に内側に湾曲した一対の側縁部を個々に押圧する各押圧具と、これらの各押圧具を上記受け台に対して個別に近接離間するようにスライドさせるスライド機構と、を備えることを特徴としている。

また、本発明の押出成形品の製造方法は、請求項１または請求項２記載の寸法調整治具を使用するものであって、樹脂押出機から成形ダイスを通じて押出成形された押出成形品を構成する熱可塑性エラストマ樹脂の温度が少なくとも１００℃以上である位置に上記寸法調整治具を設置し、押出成形品の上記天井部の内面側を上記受け台で支持しつつ、上記押圧具の位置を上記受け台に対して近接離間させることにより、上記押出成形品の上記天井部に対する上記側縁部分の距離を調整することを特徴としている。

本発明の寸法調整治具は、熱可塑性エラストマ樹脂を主原料とする断面が略下向きＣ字形をした帯状の押出成形品に対して、その形状全体を一様に修正するのではなく、特に不良形態の発生箇所を局部的に寸法調整することができる。

また、本発明の押出成形品の製造方法によれば、上記の寸法調整治具を使用し、押出成形品が常温にまで一旦冷却されてしまった後に寸法調整を行うのではなく、冷却途中のある程度まで樹脂温度が高く保たれている状態で寸法調整治具を通過させて寸法調整を行うので、スプリングバック効果が生じにくく、常に安定した寸法形状のものが得られる。しかも、特に不安定な寸法部分のみを局部的に寸法調整することができるため、常に安定した寸法形状の押出成形品を製造することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における押出成形品としての手摺りの製造ラインの一例を示す構成図である。

この製造ラインは、２つの供給リール１１、１２、成形ダイス１３、樹脂押出機１４、冷却水槽１５、引出駆動機構１６、および巻取りリール１７が順次配置されている。ここに、樹脂押出機１４は、加熱溶融された熱可塑性エラストマ樹脂を成形ダイス１３に押し出すものであり、また、成形ダイス１３は、図８に示した手摺り５０の外形形状に沿うように略下向きＣ字形をしている。冷却水槽１５内には、本発明の寸法調整治具１８が設置されている。この寸法調整治具１８が設置される位置は、図２に示すように、成形ダイス１３から押し出された押出成形品を構成する熱可塑性エラストマ樹脂の温度が少なくとも１００℃以上保たれている箇所に設定される。これは、１００℃以下の温度になると、樹脂が固まってスプリングバック効果が作用し、調整した寸法が元に戻ろうとするために、寸法調整を有効に行えないからである。また、冷却水槽１５の出口側には、押出成形品の外形寸法を測定する寸法測定器１９が設けられている。

図３は押出成形品の寸法（特にここでは手摺り５０の取付空間５０ｃの高さＨ）を調整するための寸法調整治具の斜視図、図４は同寸法調整治具の縦断面図である。

この寸法調整治具１８は、手摺り５０の天井部５０ａを内面側から支持する受け台１８１と、手摺り５０の左右の側縁部５０ｂを個々に押圧する２つの押圧具１８２と、これらの各押圧具１８２がスライド可能に取り付けられる治具本体１８３と、各押圧具１８２を受け台に対して個別に近接離間するようにスライドさせる２つのスライド機構１８４と、これらが取り付けられるベース１８５とを備えている。

受け台１８１は押出成形方向に沿って延びる平板状のもので、本例では治具本体１８３と一体形成されているが、図５に示すように、ベース１８５に支柱１８６を介して固定した構成であってもよい。各押圧具１８２は、略コの字状に形成されたものであって、治具本体１８３を左右に挟む状態でそれぞれ配置されている。そして、各押圧具１８２は、その上部側の成形品接触下面１８２ａが手摺りの側縁部５０ｂの内面と滑らかに接触するように、押出成形方向に沿って円弧状に形成され、また、胴部にはスライド機構１８４を構成するためのラック部１８２ｂが形成されている。

各押圧具１８２を上下にスライドするスライド機構１８４として、本例では、ラックピニオン機構が採用されている。すなわち、治具本体１８３にはピニオンギヤ１８７が取り付けられて各押圧具１８２のラック部１８２ｂに螺合しており、各ピニオンギヤ１８７が駆動モータ２０で個別に駆動されるようになっている。なお、スライド機構１８４としては、このようなラックピニオン機構に限定されるものではなく、例えば油圧シリンダで各押圧具１８２を上下にスライドさせるなど、他の構成を採用することも可能である。

そして、コントローラ２１は、寸法測定器１９で測定された押出成形品の寸法を予め設定されている基準寸法と比較し、測定寸法と基準寸法との偏差が許容値から外れている場合には、駆動モータ２０を制御して押圧具１８２を個別に上下にスライドさせることにより寸法調整を行うように構成されている。

次に、寸法調整治具１８を使用して寸法調整を行いながら手摺り５０を押出成形する場合の製造方法について説明する。

一方の供給リール１１からは抗張体５３が、他方の供給リール１２からは帆布５４がそれぞれ成形ダイス１３に供給される。また、成形ダイス１３には、これらの抗張体５３や帆布５４と共に、樹脂押出機１４から加熱溶融された熱可塑性エラストマからなる芯材樹脂５１が同時に供給される。これにより、成形ダイス１３からは、芯材樹脂５１、抗張体５３、帆布５４が一体化されてなる成形品（この時点では、表面樹脂５２が形成されていないので手摺りとは言わずに単に成形品と称する）が押し出される。そして、この成形品は、冷却水槽１５に送られて寸法調整治具１８を通過しつつ、室温になるまで冷却された後、引出駆動機構１６を通過して巻取りリール１７に巻き取られる。

ここで、成形ダイス１３から押し出された成形品が冷却水槽１５内に配置された寸法調整治具１８を通過する際に寸法調整が行われる。すなわち、成形品が図９（ａ）、（ｂ）に示したような不良形態になっている場合、コントローラ２１は、寸法測定器１９の測定値に基づいて駆動モータ２０を制御して各スライド機構１８４を駆動し、左右の各押圧具１８２を個別に上下にスライドさせる。

いま、図６に示すように、スライド機構１８４によって押圧具１８２が下降された場合、成形品の天井部５０ａが受け台１８１で支持された状態で、各側縁部５０ｂが押圧具１８２によって下方に押圧されるため、取付空間５０ｃの高さＨを広げることができる。その際、寸法調整治具１８は、押出成形後の熱可塑性エラストマ樹脂の温度が少なくとも１００℃以上である位置に設置されているので、スプリングバック効果が生じにくく、常に安定した寸法形状のものとなる。

また、左右の各押圧具１８２はスライド機構１８４によって個別にスライドできるようになっているため、押出成形時に左右の側縁部５０ｂの形状に違いがあって取付空間５０ｃの左右の高さＨが異なる場合でも、各押圧具１８２のスライド量を変えることで、不良形態の発生箇所を個々に調整することが可能である。

なお、手摺の取付空間５０ｃの高さＨを小さくする必要が生じた場合には、図７に示すように、押圧具１８２の上面を各側縁部５０ｂの下面に押し当てて上方に向けて押圧することにより、取付空間５０ｃの高さＨを小さくすることができる。この場合、天井部５０ａは受け台１８１には強く押し付けられないので、高さＨを大きく調整するのが難しいが、１ｍｍ未満の寸法調整を行う場合には有効である。さらに、図示していないが、図６と図７の混合した状態、つまり側縁部５０ｂの一方は取付空間の高さを広げる調整、他方は小さくする調整も可能である。

また、コントローラ２１は、寸法測定器１９で測定された手摺りの寸法を予め設定されている基準寸法と比較し、測定値と基準値との偏差が許容値から外れている場合には、駆動モータ２０を制御して押圧具１８２を個別に上下にスライドさせるので、成形品の寸法調整が自動的にリアルタイムで行なわれる。このため、寸法調整の手間を省くことができる。

そして、図８に示したように、芯材樹脂５１を覆ってさらに表面樹脂５２を成形する場合には、例えば一方の供給リール１１から上記のようにして形成された成形品が供給されるとともに、樹脂押出機１４からは加熱溶融された熱可塑性エラストマからなる表面樹脂５２が供給される。そして、上記と同様の手順で成形ダイス１３、冷却水槽１５内の寸法調整治具１８を通して最終的に巻取りリール１７に巻き取ることで、図８に示した構成の手摺り５０が得られる。

このように、本発明の寸法調整治具１８は、手摺り５０を押出成形する際に、その形状全体を一様に修正するのではなく、不良形態の発生箇所を局部的に寸法調整することができる。しかも、不良形態の発生箇所が左右非対称に生じる場合でも、当該不良形態の発生箇所を個々に調整することができる。

また、本発明の製造方法によれば、上記の寸法調整治具１８を使用し、手摺りが常温にまで一旦冷却されてしまった後に寸法調整を行うのではなく、冷却途中のある程度まで樹脂温度が高く保たれている状態で寸法調整治具１８を用いて寸法調整を行うので、スプリングバック効果が生じにくく、常に安定した寸法形状のものが得られる。しかも、特に不安定な寸法部分のみを局部的に寸法調整することができるため、常に安定した寸法形状の手摺りを得ることができる。

なお、この実施の形態１では、押出成形品として、図８に示した形状の手摺り５０を押出成形する場合について説明したが、手摺りに限定されるものではなく、熱可塑性エラストマ樹脂を主原料とする断面が略下向きＣ字形をした帯状のものを押出成形する場合であれば本発明は適用可能である。また、この実施の形態１では、コントローラ２１によって押圧具１８２の位置をフィードバック制御するようにしているが、押出成形品の寸法仕上がり状況を見て手作業で各押圧具１８２の位置を調整することも可能である。

本発明の実施の形態１における押出成形品としての手摺りの製造ラインを示す構成図である。 本発明の寸法調整治具の適正な設置範囲を、成形ダイスからの距離に対する樹脂温度の関係で示す特性図である。 本発明の寸法調整治具の斜視図である。 同寸法調整治具の縦断面図である。 同寸法調整治具の変形例を示す斜視図である。 本発明の寸法調整治具を使用して押出成形品の取付空間の高さを拡大方向に調整する際の説明図である。 本発明の寸法調整治具を使用して押出成形品の取付空間の高さを縮小方向に調整する際の説明図である。 押出成形品としての手摺りの断面図である。 押出成形で製造される場合の不良形状を示す模式図である。

符号の説明

１３ 成形ダイス、１４ 樹脂押出機、１８ 寸法調整治具、１８１ 受け台、
１８２ 押圧具、１８４ スライド機構、５０ 手摺り（押出成形品）。

Claims (3)

1. 樹脂押出機から成形ダイスを通じて押出成形された熱可塑性エラストマ樹脂を主原料とする断面が略下向きＣ字形をした帯状の押出成形品に対する寸法を調整するための治具であって、
   上記押出成形品の天井部の内面側を支持する受け台と、上記押出成形品の天井部の両端からそれぞれ略半円形状に内側に湾曲した一対の側縁部を押圧する押圧具と、この押圧具を上記受け台に対して近接離間するようにスライドさせるスライド機構と、を備えることを特徴とする押出成形品の寸法調整治具。
2. 上記押圧具は一対の側縁部を個々に押圧するように左右２つ設けられており、また上記スライド機構は、各押圧具を独立してスライドさせるように各押圧具に対して個別に設けられていることを特徴とする請求項１記載の押出成形品の寸法調整治具。
3. 請求項１または請求項２に記載の寸法調整治具を使用した押出成形品の製造方法であって、
   樹脂押出機から成形ダイスを通じて押出成形された押出成形品を構成する熱可塑性エラストマ樹脂の温度が少なくとも１００℃以上である位置に上記寸法調整治具を設置し、押出成形品の上記天井部の内面側を上記受け台で支持しつつ、上記各押圧具の位置を上記受け台に対して近接離間させることにより、上記押出成形品の上記天井部に対する上記側縁部分の距離を調整することを特徴とする押出成形品の製造方法。

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