JPH02209222A - 熱可塑性管状体の加工方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、合成樹脂などの熱可塑性物質よりなる管状体
の端部の製造加工に関する。詳しくは、熱可塑性管状体
の端部をテーバ形状に成形加工すべく管状体を加熱して
径を縮小加工するために安定した形状と精度向上を得る
管状体の製造方法とその装置に関する。

〔従来の技術〕

従来における熱可塑性管状体により製造される例えばス
ポイトビユレット分注器などに用いられるノズルなどは
、流体物質を精度よく分注するため管状体を縮径加工方
法にて製造している。

その成形方法は型を用いず成形する方法と、型を用いな
いで成形する方法とがある。型を用いない場合の従来技
術としては、例えば特開昭５８−５００４０５号公報が
ある。この公報による成形方法は、加工する管状体の軸
に対称に加熱する様に設置された加熱手段により管状体
を軟化せしめ、その管状体を軸方向に引伸ばし、その引
伸ばし後において引伸ばした管状体を冷却手段にて冷却
して径を縮小加工するという方法である。

また上記に対し型を用いて成形する方法として一般に用
いられる方法は、管状体の内径に針金型（内型）を挿入
し外周に外型を用いて成形する方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記内型と外型により成形される方法においては、長尺
の管状体の端部に、テーパ形状を成形する場合、針金型
（内型）を管状体内に挿入する際に針金型の先端などの
稜部が管状体の内壁面に当接し傷を付けるなどの不具合
が生じていた。またこの不具合は、管状体を加熱成形の
際に針金型（内型）の表面の粗さが、そのまま縮径成形
されて成形された管状体のテーパ部の内壁面にそのまま
転写されるためこのテーパ部に転写された粗さ（凹凸）
により例えば分注器などのノズルとして使用した場合は
、そのテーパ部内面の粗さと分注液体の流通による摩擦
による摩擦係数が増加し、正確な分注精度が得られない
という問題点があった。また上記型を用いない場合の成
形方法においては、加熱体が所定の縮径寸法に縮径する
のみで、テーパ部のテーパ角度やテーパの初始部の円滑
な形状などノズルとしての形状については全く考慮され
ていないため精度が悪く不安定な生産がよぎなくされて
いた。また型を用いないがため成形品の形状・寸法を一
定とするために高度の熟練技術を必要とし、更には製品
コスト高となるなどの問題があった。

本発明は、上記諸問題点を解消した成形方法である。即
ちテーパ部内壁面が滑らかに成形しかつ熟練技術を要せ
ず所定の形状と寸法が安定し品質がよく生産性のよい熱
可塑性管状体の加工方法とその加工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〕

本発明、は、長い熱可塑性管状体の端部を、軸線上に対
応配設した一対の装着手段にそれぞれ装着し、上記一対
の装着手段間に配設した加熱手段にて、上記熱可塑性管
状体を軸線に沿って予め設定した加熱温度分布および加
熱時間により軟化せしめて、上記装着手段のいずれか一
方を軸線方向に所定の移動速度にて所定の距離移動せし
めて、所定の形状の管状体に成形した後冷却手段にて固
化形成した熱可塑性管状体の成形方法である。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

（第１実施例） 第１図は本発明の第１実施例を示し、熱可塑性管状体の
成形装置の上面よりの平面図、第２図は、第１図の側面
よりの平面図、第４図（ａｌ、　（ｂ）、　（Ｃ）は、
第１図、第２図、第３図（ａ）、　（ｂ）および第８図
に示すチャック部の構成を示す側面図と、断面図と、正
面図、第５図、第６図、第７図は、本発明による成形装
置により成形された成形品の形状を示しその側面の一部
を断面にて示す平面図である。

第１図および第２図に示すように長方形状の基台１の長
手方向の一方の端部には、枕形状のチャック台２が装着
されている。このチャック台２の上方位置には長い成形
材料（例えばテフロンチューブあるいはポリカーボネイ
トバイブ）７を挿通して締付は装填する円形状のチャッ
ク３が、図示されていないが長手方向に円筒形状で回転
自在に構成されたスピンドルを配設し、その先端に装着
している。

基台１の上記チャック台２を装着した前面には、上記チ
ャック台２と略同−構成されかつ基台１の長手方向に摺
動自在に構成されたチャック台４が対応配設している。

このチャック台４の下端面には、第２図に示すようチャ
ック台４が基台ｌ上の長手方向に摺動可能とするレール
６が軌設されている。またチャック台４の上端位置の長
手方向には、回転自在に構成されたスピンドル（図示さ
れず）を装着し、上記チャック３と対面的にその軸芯を
同一軸芯位置に配設して上記成形材料（熱可塑性管状体
）７を水平かつ真直に保持可能にその端部を締付装填す
るチャック５が装着されている。

上記一対のチャック台２と４の側方の基台１上の一方の
端部にはチャック３と５を同期回転駆動させるモータ８
が装着している。このモータ８の回転軸には、上記チャ
ック台４の軌道（レール）６と対応した長さにかつ長手
方向に並列配設したスプライン軸９を装着している。

上記チャック３と５の外周には、それぞれ溝１０と１１
を形成し、駆動源と回転伝導構成している即ち上記チャ
ック３の溝１０とスプライン軸９の基端とは、モータ８
の回転軸とスプライン軸９を形成していない部間に固設
したプーリと伝導部材１２にて懸架し、回転構成してい
る。またチャック５の溝１１とスプライン軸９間には、
スプライン軸９の外周と摺動自在に構成したスプライン
プーリ間に懸架した伝導部材１３により回転構成してい
る。

上記可動チャック台４の後端部にはチャック台４を基台
１の長手方向に移動する牽引軸１４を構成している。即
ち上記牽引軸１４の基端を接続し、その先端を基台ｌの
他方の端部に装着したエアシリンダ１５と接続して第２
図に点線にて示すようレール６上を摺動移動するよう構
成されている。

また基台１の上記チャック台４の移動通路上には、チャ
ック台４の移動を制御する位置センサ１６と１７が配設
されてチャック台４の成形材料７を加熱する位置と成形
材料７を所定寸法に引き伸ばす位置に配設している。

また基台ｌの他方の端部には、上記チャック台４の後端
面が成形材料を引き延ばした時当接するストッパ１８を
装着している。

チャック台２とチャック台４間の基台１上には横方向（
Ｙ方向）に移動する雄アリを配設しその雄アリ上に成形
材料７を所定の温度分布に加熱するよう構成した加熱体
１９を装着した雌アリを形成した加熱台２０が嵌着して
いるその端部には、エアシリンダ（牽引軸）２１の先端
と接続しＹ方向に摺動構成されている。

また加熱台２０の下方位置即ち加熱台２０がＹ方向に移
動する通路端の基台１の上面には、加熱台２０の移動を
制御するため成形材料（熱可塑性管状体）７を加熱する
位置と退避する位置とにそれぞれ位置センサ２２と２３
とを配設している。

上記した成形材料（熱可塑性管状体）７を加熱する加熱
体１９の構成は、第２図に示すようにチャック３と５間
に渡架装着した熱可塑性管状体７の軸線に沿って温度分
布構成されている。即ち熱可塑性管状体７の先端側は温
度が高く基端側に向かって低くなるように分布構成され
ている。

またチャック３と５の構成は、第４図ａ、　　ｂ。

Ｃに示すようにコレットチャック式に締め付は構成され
ている。即ち第４図ａに示すよう円筒形状に形成されて
、その外周をスピンドルに装着する大径部２４と大径部
２４に続いて段部を形成してその段部にネジ２５を螺設
して更に続いて段部を形成して締付部２７を設けている
。上記締付部２７の先端部には成形材料７を締付装着す
るためテーパ２６を形成すると共に第４図Ｃに示すよう
軸線方向に向けてその中芯へ十字形状の摺り割り２８を
形成して成形材料７の締付容品となるよう構成されてい
る。上記構成のチャック本体の外周には第４図すに示す
締付は部材（カツラ部材）２９を被着して成形部材７を
回転締付装着するよう構成されている。即ち円筒形状に
形成し、その一方の端部の内径に上記チャック本体のネ
ジ部２５と螺着するための対応ネジ部３ｏを形成してい
る。他方の端部（先端）の内径には、上記チャック本体
の先端部に形成したテーパ２６と対応したテーパ３１を
形成し、上記チャック本体の先端面が先端部開孔面と一
致するよう構成されている。

第２図に示すように基台ｌの偏位置には、チャック３と
５の回転駆動、加熱体１９の発熱、チャック３と５の回
転速度、チャック５の移動速度、加熱体１９の加熱時間
、冷却時間などを制御する制御盤３２を設けている。上
記構成による本発明の装置に基づいて、その成形方法を
以下説明する。

まづ所定のテーパ形状の成形品を得るため加工条件の設
定を行う、加熱時間、空冷時間、引伸ばし速度などを制
御盤３２にて行い、引伸ばし距離を位置センサ１６およ
び１７にて行う。またチャツク台４の規制をストッパ１
８にて決める。続いてチャック台４をチャッキング位置
にセントし装着する。即ち熱可塑性管状体７をスピンド
ル内に挿入しチャック３を貫通してチャック５にその先
端を到達せしめて締付は固定し続いてチャック３を締付
は固定する。熱可塑性管状体７のチャッキングが終り、
続いて制御＠３２の作動によりシーケンスを起動し成形
加工を始める。

まずモータ８を駆動し熱可塑性管状体７を回転させ、加
熱体１９を発熱させて加熱温度が一定レベルに達した時
点で熱可塑性管状体７の直下の加熱位置に移動し、上記
熱可塑性管状体７を回転させながら所定の温度分布で所
定の時間加熱する。

所定の時間過程後加熱体１９をＹ方向に移動する即ち元
の位置に戻す（退避）と同時にエアシリンダ１５の作動
によりチャック台４は軌道６上を基台１の他端部（長手
方向）に向けて移動を始めると共に熱可塑性管状体７は
チャック５により引き伸ばされて所定の位置即ち位置上
ンサ１７およびストッパ１日に当接する迄伸延される。

上記引き伸ばされた熱可塑性管状体７は一定時間回転し
ながら空冷却を行い成形した形状を固化する。

熱可塑性管状体７が固化したらチャック３と５のカツラ
２９を緩めて成形品を取り出して作業を終る。

上記本実施例による成形加工における実験による諸条件
を下表にて示す。

また上記諸条件による成形品（テーバ部材）の完成形状
をを第５図と第６図と第７図にそれぞれ示した。即ち第
５図は内径寸法１．５−／ｌＩ、外径寸法２．３　ｍ／
＋ｗで、テーバ部１７■／■で内径角度４＠を現わし、
第６図は、内径寸法１．０ｍ／ｍ、外径寸法１．８−／
ＩＩで、テーバ部１３ｍ＋／ａで内径角度３°を現わし
、第７図は内径寸法２．５ｍ／■、外径寸法３．５ｍ／
ｍで、テーバ部１０ａ／ａ＋で内径角度９．５°をそれ
ぞれ成形したものである。また加熱体１９による加熱温
度分布をグラフとして第１１図にて示した。

上記実施例によれば熱可塑性管状体７を真直ぐ保持しな
がら回転し加熱後引伸ばし、更に空冷却を行うことによ
り熱可塑性管状体７の軸対称となるテーバ形状が容易に
得られる。・本発明は、上記実施例による成形に限定さ
れるものではなく加熱台２０の加熱体１９および引伸ば
し速度、引伸ばし距離、加熱時間などを変更することに
より任意の長さのテーバ、縮径寸法の成形品を得ること
ができ、多品種、少量生産に対応でき好都合である。

また成形型を用いないがためテーバ内壁面が滑らかに成
形でき液体の流れが円滑に行なえるなどの利点が得られ
る。

（第２実施例） 第３図ａ、ｂは本発明の第２実施例の要部のみを示す側
面よりの平面図である０本実施例において、第１実施例
と同一部材同一構成については、同一符号を用いその説
明は省略する。従って変形された部分のみの構成作用と
する。

チャック３と可動チャック５とは、熱可塑性管状体７の
それぞれの端部を締付は装着し、チャック３と５間に、
図示されていないがＹ方向に移動自在に構成された加熱
台に装着されたリング形状の加熱環３３が孔を軸方向に
向けて配設している。

上記加熱環３３には図示されていないが環の所定箇所に
熱可塑性管状体７が人出自在な開口部が設けられている
。また加熱環３３の内径には、図に示す矢印方向に加熱
し軸線方向に沿って強弱の温度分布する加熱手段（加熱
体）１９が設けられている。

上記構成による第２実施例による成形方法は、まず合成
樹脂などの熱可塑性管状体７の端部を真直ぐに締付は保
持したチャック３と５を回動し、軸線方向に温度分布形
成した加熱環３３を挿入し被せて加熱し、加熱環３３に
より軟化した熱可塑性管状体７をその軸方向に予め設定
した所定寸法および引伸ばし速度、距離などの条件のも
とに引伸ばされて第３図すに示すようテーバ形状に引き
伸ばされる。テーバ形状に成形された熱可塑性管状体７
を冷却し固化成形する。

成形された成形品は、チャック３と５を緩めて取り外さ
れて成形を終る。

上記第２実施例による成形装置および成形方法によれば
軸対称で安定した任意の棒形寸法を作業者の熟練を必要
とせず得られ多品種少量生産に対応し安価に製造できる
。

（第３実施例） 第８図は、本発明の第３実施例の要部のみを示す斜視図
である。

本実施例においても上記第２実施例と同様に第１実施例
および第２実施例と同一部材同一構成には同一符号を用
いその説明を省略する。

第８図は、熱可塑性管状体７のそれぞれの端部を締付装
着した回転自在のチャック３と５の間の下方位置に人出
自在に構成された橋形状の加熱体１９が加熱台２０に装
着されている。

加熱体１９には、複数よりなるニクロム線３５を互いに
接触しないように平行かつ緻密に熱可塑性管状体７の軸
線に対し直角に、水平面内に配設している。

上記加熱体１９に巻装したニクロム線３５には、それぞ
れ可変抵抗３４を並列に接続構成している。

上記構成の第３実施例における加熱体１９による成形方
法においては、所定の加熱分布を得るために、可変抵抗
器３４の抵抗値を調整することにより各ニクロム線３５
の発熱温度を任意に分布調整することができる。

上記第１実施例、第２実施例共に加熱温度分布は、固定
化されており他の形状のテーパを得るためには、別の加
熱温度分布を似った加熱体１９と交換して作業しなけれ
ばならないが本実施例においては、加熱体１９が汎用性
のある加熱温度分布が得られるため、テーパ形状の変更
に際し、別の加熱温度分布の形状を得るための加熱体１
９を作成したりまた交換したりする必要がない。

（第４実施例） 第９図は本発明の第４実施例の要部のみを示す平面図、
第１０図は、第９図により成形された熱可塑性管状体７
の形状を示す平面図である０本実施例においても上記第
３実施例と同様に第１実施例、第２実施例および第３実
施例と同一部材同一構成には同一符号を用いてその説明
を省略する。

第９図において熱可塑性管状体７を真直ぐにかつその端
部を締付は装着した一対のチャック３と５間の下部位置
のＹ方向へ人出自在に構成された加熱台２０上に装着さ
れたニクロム線３５がラセン状に巻回し、更にその巻回
したニクロム線３５を半円形状のアーチ的に構成して熱
可塑性管状体７に加熱温度分布を左右対称にかつ所定の
テーバ形状が得られるようになっている。左右対称に軟
化し所定の時間経過後引伸ばすことにより第１０図に示
すように左右対称のテーバ成形品が得られる。

上記構成の装置による成形により一度に同一形状のテー
パを有するノズルが複数成形できる。

上記実施例においてはニクロム線を半月状のアーチ的に
構成したが上記実施例に限定されるものではなく、上記
第３実施例の橋形状の加熱体１９に適用（構成）しても
よいことは勿論である。

〔発明の効果〕

上記構成による本発明の装置および成形方法によれば任
意のテーバー形状のノズルなどが滑らかにかつ品質がよ
く、また生産性がよい成形品が安価に成形できるなどそ
の効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示し、熱可塑性管状体
の成形装置の上面よりの平面図。 第２図は、第１図の側面を示す平面図。 第３図ａ、ｂは、本発明の第２実施例を示し、熱可塑性
管状体の装着部と加熱手段を断面にて示す側面よりの平
面図。 第４図ａ、　ｂ、　ｃは、第１図、第２図、第３図。 第８図に示すチャック部の構成を一部断面にて示す平面
図。 第５図、第６図、第７図は、本発明による成形装置によ
り成形された成形品の形状を一部断面にて示す側面より
の平面図。 第８図は、本発明の第３実施例を示し、熱可塑性管状体
と加熱体を示す斜視図。 第９図、第１０図は、本発明の第３実施例を示し、熱可
塑性管状体と加熱体を示す平面図。 第１１図は、本発明の実施例において熱可塑性管状体を
加熱する加熱体の加熱温度分布を表わしたグラフ。 １・・・基台　　　　　　　２．４１・・チャック台３
．５・・・チャック　　　６・・・レール７・・・熱可
塑性管状体　　９・・・スプライン軸１０、１１・・・
満　　　　　　１２．　Ｌ３・・・伝導部材１４・・・
牽引軸　　　　　　１５．２１・・・エアシリンダ１６
、１７．２２．２３・・・位置センサ１９・・・加熱体
　　　　　　２０・・・加熱台３２・・・制御盤　　　
　　　３３・・・加熱環３４・・・可変抵抗器　　　　
３５・・・ニクロム線特許出願人　　オリンパス光学工
業株式会社第 第 （ａ） （ｂ） 第 図 第 図 （ｂ） 第 図 （Ｃ） 第 図 第 図 第 図 （ｍ）官状体軸万同位置 手続補正書 （自発） 平成　１年１２月２８日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）長い熱可塑性管状体の端部を軸線上に対応して配
   設した一対の装着手段にそれぞれ装着し、上記一対の装
   着手段間に配設した加熱手段にて、上記熱可塑性管状体
   を軸線に沿って予め設定した加熱温度分布および加熱時
   間により軟化せしめて、上記装着手段のいずれか一方を
   軸線方向に所定の移動速度にて所定の距離移動せしめて
   、所定の形状の管状体に成形した後冷却手段にて固化形
   成することを特徴とする熱可塑性管状体の加工方法。
2. （２）基台の長手方向に直列して設けた熱可塑性管状体
   の端部を装着する一対の装着手段と、該一対の装着手段
   のいずれか一方の装着手段を長手方向に移動自在に構成
   した移動手段と、上記一対の装着手段間に配設した上記
   熱可塑性管状体を所定の温度分布に基づいて軟化形成す
   る加熱手段と、上記熱可塑性管状体の加熱度を制御する
   制御手段と、上記移動装着手段の移動速度と移動距離な
   どを制御する制御手段とからなることを特徴とする熱可
   塑性管状体の加工装置。