JP3556555B2 - 中空押出成形品の製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくともゴム材から成る第１の成形層の外表面に合成樹脂材から成る第２の成形層を設けた多層の中空押出成形品を製造するための装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、この種の製造装置を示したものである。この製造装置は、図４に示すように、ゴム材から成る内層ｘおよび外層ｚの間に合成樹脂材から成る中間層ｙを設けた横断面円形の中空ホース（以下、三層ホースＱという）を製造するためのもので、内層ｘを押し出し成形する第１の押出成形ヘッドＡと、中間層ｙを押し出し成形する第２の押出成形ヘッドＢと、外層ｚを押し出し成形する第３の押出成形ヘッドＣとを備えている。
【０００３】
これらの押出成形ヘッドＡ，Ｂ，Ｃは、図には明示していないが、それぞれが筒状を成し、外周面から供給された材料を一端部内周面から押し出し成形するようにした、いわゆるクロスヘッドと称されるタイプのもので、互いに軸心を合致させた状態で並設されている。第１の押出成形ヘッドＡおよび第３の押出成形ヘッドＣには、それぞれ１２０℃程度のゴム材を供給するためのゴム押出機Ｄが接続され、一方、第２の押出成形ヘッドＢには、２００℃程度の合成樹脂材を供給するための合成樹脂押出機Ｅが接続されている。
【０００４】
この製造装置では、まず、第１の押出成形ヘッドＡから押し出し成形された円管状の内層ｘが順次第２の押出成形ヘッドＢに供給され、当該内層ｘの外周に、第２の押出成形ヘッドＢから押し出し成形された中間層ｙが被覆されることになる。
【０００５】
次いで、中間層ｙを被覆した内層ｘが順次第３の押出成形ヘッドＣに供給され、当該中間層ｙの外周に、第３の押出成形ヘッドＣから押し出し成形された外層ｚが被覆されることになり、これら内層ｘ、中間層ｙおよび外層ｚが互いに積層された状態となる。
【０００６】
その後、これら三つの成形層ｘ，ｙ，ｚが冷却槽Ｆにおいて冷却され、さらにゴム材である内層ｘおよび外層ｚが加硫されることになり、所望の物性を有した三層ホースＱを得ることができるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１の押出成形ヘッドＡから押し出し成形された内層ｘは、加硫前のゴム材であるため剛性がきわめて小さく、自己の形状を維持することさえ困難な状態である。
【０００８】
従って、第１の押出成形ヘッドＡから押し出し成形された内層ｘが第２の押出成形ヘッドＢに至るまでの間に重力で垂れ下がる、中空部分が潰れる、等々の変形を来す虞れがあり、三層ホースＱの形状や寸法に多大な影響を及ぼすことになる。
【０００９】
このため、従来の製造装置では、マンドレルＧを芯材として適用し、上述した事態の発生を未然に防止するようにしている。すなわち、所定の剛性を有したマンドレルＧを第１の押出成形ヘッドＡに供給し、このマンドレルＧの外周に内層ｘを押し出し成形することにより、第２の押出成形ヘッドＢに至るまでの内層ｘに垂れ下がりや潰れ等の変形が発生する事態を防止するようにしている。
【００１０】
こうしたマンドレルＧを適用する製造装置によれば、当該マンドレルＧの外径によって三層ホースＱの内径が正確に規定されることになり、寸法精度の点できわめて有利となる。
【００１１】
しかしながら、上述した製造装置にあっては、第１の押出成形ヘッドＡの上流側にマンドレルＧを供給するための装置ＨやマンドレルＧに所定の張力を付与するための装置Ｊを配置しなければならないため、設置スペースの著しい長大化が招来されることになる。さらに、内層ｘおよび外層ｚを加硫した後において三層ホースＱからマンドレルＧを引き抜く作業が必須となり、生産性の点でも好ましいとはいえない。
【００１２】
本発明は、上記実情に鑑みて、設置スペースの長大化並びに生産性の低下を招来することなく、所望形状の中空押出成形品を得ることのできる製造装置を提供することを解決課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る発明では、少なくともゴム材から成る第１の成形層の外表面に合成樹脂材から成る第２の成形層を設けた中空押出成形品を製造するための装置において、前記第１の成形層を押し出し成形する第１の押出成形ヘッドと前記第２の成形層を押し出し成形する第２の押出成形ヘッドとを互いの間に断熱材を介在させた状態で一体のユニットに構成して成り、前記第１の押出成形ヘッドから押し出し成形された第１の成形層の外表面に直ちに前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形するように構成し、前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形する際には、ゴム材から成る第１の成形層に対して高温となる合成樹脂材から成る第２の成形層は、第１の成形層となる未加硫のゴム材に対して熱による影響を及ぼさないように第１の成形層の肉厚に対して第２の成形層の肉厚を薄くして第１の成形層の熱容量より第２の成形層の熱容量を小さくしている。
【００１４】
また本願の請求項２に係る発明では、少なくともゴム材から成る第１の成形層の外表面に合成樹脂材から成る第２の成形層およびゴム材から成る第３の成形層を順次設けた中空押出成形品を製造するための装置において、前記第１の成形層を押し出し成形する第１の押出成形ヘッドと前記第２の成形層を押し出し成形する第２の押出成形ヘッドとを互いの間に断熱材を介在させた状態で一体のユニットに構成するとともに、前記第３の成形層を押し出し成形する第３の押出成形ヘッドを前記ユニットの近傍に配置して成り、前記第１の押出成形ヘッドから押し出し成形された第１の成形層の外表面に直ちに前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形し、さらにこの第２の成形層の外表面に直ちに前記第３の押出成形ヘッドから前記第３の成形層を押し出し成形するように構成し、前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形する際には、ゴム材から成る第１の成形層や第３の成形層に対して高温となる合成樹脂材から成る第２の成形層は、第１の成形層や第３の成形層となる未加硫のゴム材に対して熱による影響を及ぼさないように第１の成形層の肉厚に対して第２の成形層の肉厚を薄くして第１の成形層の熱容量より第２の成形層の熱容量を小さくしている。
【００１５】
これらの製造装置においては、第１の押出成形ヘッドから押し出された第１の成形層の外周面とユニットとの間に画成される空間を当該ユニットの外部に開口させる通気通路を設けることが好ましい。
【００１６】
また、本願の請求項２に係る発明においては、前記ユニットと前記第３の押出成形ヘッドとの離隔距離を調整する調整手段を設けることが好ましい。第３の押出成形ヘッドからは、第２の押出成形ヘッドから押出成形された第２の成形層の外周を支持するように第３の成形層を押し出すことが好ましい。第３の押出成形ヘッドにおいて第３の成形層となるゴム材の押出口が当該ゴム材の供給口よりもユニットに近接した部位にあれば、当該ユニットの近傍において第３の成形層を押し出し成形することが可能となる。この場合、第３の押出成形ヘッドに前記第３の成形層の外周を支持する支持手段を設けることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１乃至図３は、本発明に係る製造装置の一実施形態を示したもので、中空押出成形品として先に図４に示したように、ゴム材から成る内層（第１の成形層）ｘおよび外層（第３の成形層）ｚの間に、ガスバリア層として合成樹脂材から成る中間層（第２の成形層）ｙを設けた横断面円形の三層ホースＱを製造するための装置を例示している。本実施形態の製造装置によって製造される三層ホースＱの具体的な寸法の一例を示せば、内層ｘの内径が１１．５２〜１１．６４ｍｍで肉厚が２．２４〜２．３３ｍｍ、中間層ｙの肉厚が０．１３〜０．１４ｍｍ、外層ｚの外径が１８．１０〜１８．２０ｍｍである。
【００１８】
図１に示すように、この製造装置には、第１の押出成形ヘッドとなる内層押出成形ヘッド１０と、第２の押出成形ヘッドとなる中間層押出成形ヘッド２０と、第３の押出成形ヘッドとなる外層押出成形ヘッド３０とが設けてある。
【００１９】
内層押出成形ヘッド１０は、上述した三層ホースＱの内層ｘを押し出し成形するためのもので、筒状を成す内層ヘッド本体１１の中心孔に内層トーピード１２、内層カラー１３および内層ダイホルダ１４を備えている。
【００２０】
内層トーピード１２は、略円柱状を成す基部１２ａの基端部にスパイダ１２ｂを具備したもので、基部１２ａの軸心を内層ヘッド本体１１の軸心に合致させた状態で、スパイダ１２ｂを介して内層ヘッド本体１１の基端部に保持させてある。内層トーピード１２の基部１２ａには、その先端に内層ニップル１５を保持させてある。内層ニップル１５は、先端に向けて外径が減少する略円柱状を成しており、その軸心を内層ヘッド本体１１の軸心に合致させた状態で内層トーピード１２の先端から延在している。内層ニップル１５の最先端部は、その外径が上述した三層ホースＱにおける内層ｘの内径を規定するように構成してある。
【００２１】
また、これら内層トーピード１２の基部１２ａおよび内層ニップル１５には、それぞれの軸心となる位置に相互に連通した吹込孔１２ｃ，１５ａを設けてある。この吹込孔１２ｃ，１５ａは、内層ニップル１５の先端面に開口する一方、基部１２ａの基端部において閉塞したもので、内層トーピード１２のスパイダ１２ｂに設けた連絡通路１２ｄおよび内層ヘッド本体１１に設けた連絡通路１１ａを通じて当該内層ヘッド本体１１の外周面に開口している。図には明示していないが、内層ヘッド本体１１の連絡通路１１ａには、当該吹込孔１２ｃ，１５ａの先端開口からエアを噴射させるためのエアブロー装置が接続することもある。
【００２２】
内層カラー１３および内層ダイホルダ１４は、それぞれ環状を成すもので、上述した内層トーピード１２のスパイダ１２ｂに連続するように内層ヘッド本体１１の中心孔に設けてある。これら内層カラー１３および内層ダイホルダ１４の中心孔は、先端に向けて漸次内径が減少するように構成してあり、テーパ状の流路を構成している。図からも明らかなように、内層ダイホルダ１４の先端部は、内層ヘッド本体１１の先端からさらに先端に向けて突出しており、その外周部が内層ダイホルダ押え１６によって囲繞されている一方、その内周部に内層ダイ１７を保持している。内層ダイホルダ押え１６は、円環状を成すもので、内層ダイホルダ１４の先端部に係合した状態で内層ヘッド本体１１の先端面に取り付けてある。内層ダイ１７は、内層ニップル１５の外周部を囲繞するべく環状を成している。内層ダイ１７の中心孔は、内層ダイホルダ１４の中心孔に連続するように設けてあり、さらにその最先端部の内径が上述した三層ホースＱにおける内層ｘの外径を規定するように構成してある。
【００２３】
また、この内層ダイ１７には、複数の通気通路１７ａが設けてある。通気通路１７ａは、それぞれ内層ダイ１７の基端部外周面から内層ダイ１７の先端面中心部に向けて傾斜延在するものである。これら通気通路１７ａは、内層ダイ１７の基端部外周面に設けた環状通路１７ｂを通じて互いの基端部が連通し、さらに内層ダイホルダ１４に設けた連絡通路１４ａおよび内層ダイホルダ押え１６に設けた連絡通路１６ａを通じて当該内層ダイホルダ押え１６の外周面に開口している。図には明示していないが、内層ダイホルダ押え１６の連絡通路１６ａには、当該通気通路１７ａの先端面からガスを吸引するための真空引き装置を接続することもある。
【００２４】
なお、図中の符号１８は、内層ヘッド本体１１の外周面から内層ダイホルダ１４に向けて螺合させた内層ヘッド調整ボルトである。この内層ヘッド調整ボルト１８は、内層ダイホルダ１４を介して内層ダイ１７の内層ニップル１５に対する位置を調整するためのものである。また、図中の符号１９は、内層ヘッド本体１１の外周面に設けた温水循環用ジャケットである。
【００２５】
この内層押出成形ヘッド１０は、内層ヘッド本体１１の中心孔をライナ１０１の中心孔に合致させ、かつ互いの間にブレーカプレート１０２を介在させた状態で内層ゴム材押出機１００に接続してある。内層ゴム材押出機１００は、６０ｍｍゴム一軸ベント式押出機（Ｌ／Ｄ＝１６）であり、スクリュ１０３を６．５ｒｐｍで駆動し、上述した内層押出成形ヘッド１０に対して１２０〜１３０℃程度で未加硫のゴム材を供給するものを適用している。
【００２６】
中間層押出成形ヘッド２０は、上述した三層ホースＱの中間層ｙを押し出し成形するためのもので、筒状を成す中間層ヘッド本体２１の中心孔に中間層ニップル２２および中間層ダイホルダ２３を備えている。
【００２７】
中間層ニップル２２は、有底の環状を成し、かつ底壁の中心部に貫通孔２２ａを有したもので、当該底壁を外方に向けた状態で中間層ヘッド本体２１における中心孔の基端部に嵌着させてある。中間層ニップル２２の底壁に設けた貫通孔２２ａは、上述した内層押出成形ヘッド１０における内層ダイ１７の先端内径よりも僅かに大きな内径を有している。
【００２８】
中間層ダイホルダ２３は、中間層ヘッド本体２１とほぼ同一の長さを有した略円柱状を成し、その基端内周部に中間層ダイ２４を保持している一方、その先端外周部にフランジ２３ａを有しており、このフランジ２３ａを中間層ヘッド本体２１の先端面に当接させた状態で当該中間層ヘッド本体２１に取り付けてある。中間層ダイ２４は、有底円筒状を成し、かつ底壁の中心部に中間層ニップル２２の貫通孔２２ａよりも僅かに太径の中心孔を有したもので、当該底壁を基端側に向けた状態で中間層ダイホルダ２３に取り付けてある。中間層ダイホルダ２３の基端面および中間層ダイ２４の基端面は、中間層ニップル２２の底壁から僅かに離隔した位置において同一の平面上に位置している。
【００２９】
図２に示すように、上記中間層ダイホルダ２３は、その基端部の外径が先端部の外径よりもごく僅かに細径となっており、先端部において中間層ヘッド本体２１の中心孔に嵌着する一方、基端部において中間層ヘッド本体２１の中心孔から僅かに離隔している。さらに、中間層ダイホルダ２３の外周面には、螺旋溝２３ｂを設けてあり、当該螺旋溝２３ｂによって中間層ヘッド本体２１の内周面との間に、先端側から基端側へ至る螺旋状の流路を構成してある。この流路において中間層ヘッド本体２１の基端側に位置する下流端部は、中間層ダイホルダ２３および中間層ダイ２４の基端面と中間層ニップル２２の底壁との間に画成された空間に連通し、中間層ヘッド本体２１の軸心に向けてほぼ直角となるように開口している。一方、上記流路において中間層ヘッド本体２１の先端側に位置する上流端部は、中間層ヘッド本体２１に設けた連絡通路２１ａを通じて当該中間層ヘッド本体２１の外周面に開口している。
【００３０】
なお、図１中の符号２５は、中間層ヘッド本体２１の外周を囲繞する電熱ヒータである。
【００３１】
この中間層押出成形ヘッド２０は、中間層ヘッド本体２１の軸心を内層ヘッド本体１１の軸心に合致させ、かつ相互間に断熱材４０を介在させた状態で、上述した内層押出成形ヘッド１０と一体のユニットに構成してある。すなわち、内層押出成形ヘッド１０における内層ダイホルダ１４の先端面と中間層押出成形ヘッド２０における中間層ヘッド本体２１の基端面との間に断熱材４０を介在させた状態で両者をユニットボルト４１により強固に固着してある。断熱材４０としては、両者の結合を保持するに十分な剛性を有するとともに、２５０℃以上の高温に耐えるに十分な耐熱性を有するものを使用すればよい。図２からも明らかなように、この断熱材４０は、内層ダイホルダ１４からの内層ダイ１７の突出量よりも大きな板厚を有しており、該内層ダイ１７の先端面と中間層ニップル２２の基端面との間に断熱空間αを確保している。
【００３２】
さらに、上記中間層押出成形ヘッド２０には、中間層中継ヘッド５０を介して合成樹脂材押出機２００に接続してある。中間層中継ヘッド５０は、中間層ヘッド本体２１の連絡通路２１ａに連通し、かつ当該中間層ヘッド本体２１から径外方向に延在する部分である。この中間層中継ヘッド５０には、その流路の外周部となる位置に電熱ヒータ５１を設けてある。合成樹脂材押出機２００は、４０ｍｍプラスチック押出機であり、スクリュ２０１を１．６５ｒｐｍで駆動し、上述した中間層押出成形ヘッド２０に対して２００〜２４０℃程度の合成樹脂材、例えばＴＨＶ（フルオロサーモプラスチック）を供給するものを適用している。なお、図中の符号２０２は、中間層中継ヘッド５０と合成樹脂材押出機２００との間に介在させたブレーカプレートである。
【００３３】
外層押出成形ヘッド３０は、上述した三層ホースＱの外層ｚを押し出し成形するためのもので、筒状を成す外層ヘッド本体３１の中心孔に外層ニップルホルダ３２および外層ダイホルダ３３を備えている。
【００３４】
外層ニップルホルダ３２は、先端部よりも基端部側が細径となった環状を成すもので、その先端外周部を介して外層ヘッド本体３１の基端部に取り付けてある。外層ニップルホルダ３２の中心孔は、先端部において外層ヘッド本体３１の中心孔に連続し、かつ基端に向けて漸次内径が減少するように構成してある。この外層ニップルホルダ３２には、基端内周部に外層ニップル３４を保持させてある。外層ニップル３４は、環状を成すもので、その中心孔が２つの内周面３４ａ，３４ｂを有している。外層ニップル３４の基端側に位置した内周面（以下、導入側内周面３４ａという）は、先端に向けて漸次内径が減少するように延在している。この導入側内周面３４ａにおいて最基端となる部分の内径は、上述した中間層ダイホルダ２３の中心孔において最先端となる部分の内径よりも太径となっている。一方、外層ニップル３４の先端側に位置する内周面（以下、流路規定内周面３４ｂという）は、基端に向けて漸次内径が減少するように延在した後、基端側に戻るように湾曲して導入側内周面３４ａの先端部と会合している。この流路規定内周面３４ｂは、最先端となる部分の内径が外層ニップルホルダ３２の中心孔と連続するように構成してある。
【００３５】
外層ダイホルダ３３は、外層ヘッド本体３１とほぼ同一の長さを有した略円柱状を成し、その基端部に外層ダイ３５を保持したもので、当該外層ダイ３５を外層ニップル３４に対向させた状態で外層ヘッド本体３１の中心孔に嵌合保持させてある。この外層ダイホルダ３３には、外層ダイ３５を含む基端側部分を外周側から薄肉部３３ａを形成してあり、外層ヘッド本体３１の内周面から外層ニップル３４の流路規定内周面３４ｂに至る部分の間に、先端側から基端側へ至る流路を構成してある。この流路において外層ヘッド本体３１の基端側に位置する下流端部は、外層ニップル３４における流路規定内周面３４ｂの内端部と外層ダイ３５の基端との間隙によって構成される押出口３６を介して外層ヘッド本体３１の軸心に向けて開口している。一方、上記流路において外層ヘッド本体３１の先端側に位置する上流端部は、その供給口３３ｂとなる部分が、外層ヘッド本体３１に設けた連絡通路３１ａを通じて当該外層ヘッド本体３１の外周面に開口している。
【００３６】
また、上記外層ダイホルダ３３は、中心孔の内径が先端に向けて漸次大きくなるように構成してあり、その内部に支持手段として外層ガイドローラ３７を備えている。この外層ガイドローラ３７は、外層押出成形ヘッド３０の内部を通過する三層ホースＱを、当該外層押出成形ヘッド３０の内部において下方から支持するためのものである。
【００３７】
なお、図中の符号３８は、外層ヘッド本体３１の外周面から外層ニップルホルダ３２に向けて螺合させた外層ヘッド調整ボルトである。この外層ヘッド調整ボルト３８は、外層ニップルホルダ３２を介して外層ニップル３４の外層ダイ３５に対する位置を調整するためのものである。また、図中の符号３９は、外層ヘッド本体３１の外周面に設けた温水循環用ジャケットである。
【００３８】
この外層押出成形ヘッド３０は、外層ヘッド本体３１の軸心を中間層ヘッド本体２１の軸心に合致させた状態で当該中間層ヘッド本体２１の先端延長上に配置してあり、さらに外層中継ヘッド６０を介して外層ゴム材押出機３００に接続してある。外層中継ヘッド６０は、外層ヘッド本体３１の連絡通路３１ａに連通し、かつ当該外層ヘッド本体３１から径外方向に延在する部分である。この外層中継ヘッド６０には、流路の外周部となる位置に温水循環用ジャケット６１を設けてある。外層ゴム材押出機３００は、９０ｍｍゴム一軸ベント式押出機（Ｌ／Ｄ＝１６）であり、スクリュ３０１を０．７ｒｐｍで駆動し、上述した外層押出成形ヘッド３０に対して１２０〜１３０℃程度で未加硫のゴム材を供給するものを適用している。図３に明示するように、この外層ゴム材押出機３００は、上述した３つの押出成形ヘッド１０，２０，３０の並設方向に沿って移動可能なテーブル（調整手段）３１０に設置してあり、該テーブル３１０を移動することにより中間層押出成形ヘッド２０に対する外層押出成形ヘッド３０の離隔距離を調整することが可能である。なお、図中の符号３０２は、外層中継ヘッド６０と外層ゴム材押出機３００との間に介在させたブレーカプレートである。
【００３９】
上記のように構成した製造装置では、内層ゴム材押出機１００を駆動すれば、内層押出成形ヘッド１０に供給されたゴム材が内層ダイ１７と内層ニップル１５との間から順次押し出し成形され、所望形状の内層ｘとなって中間層押出成形ヘッド２０に供給されることになる。この間、エアブロー装置（図示せず）を駆動させ、吹込孔１２ｃ，１５ａの先端開口から常時エアを噴射することにより、エアの圧力によって内層ｘが所望の形状を維持するようにすることが好ましい。
【００４０】
内層ｘが供給された中間層押出成形ヘッド２０では、合成樹脂材押出機２００の駆動により、合成樹脂材が中間層ニップル２２と中間層ダイ２４との間から順次押し出し成形され、引き落としにより中間層ｙとなって内層ｘの外周を被覆するようになる。この間、真空引き装置（図示せず）を駆動させ、通気通路１７ａを通じて断熱空間αのガスを吸引することにより、内層ｘと中間層ｙとの間にガスが入り込まないようにすることが好ましい。
【００４１】
中間層ｙによって被覆された内層ｘは、さらに外層押出成形ヘッド３０に供給される。この外層押出成形ヘッド３０では、外層ゴム材押出機３００の駆動により、ゴム材が外層ニップル３４と外層ダイ３５との間から順次押し出し成形され、外層ｚとなって中間層ｙの外周を被覆するようになり、これら内層ｘ、中間層ｙおよび外層ｚが互いに積層された状態となる。
【００４２】
その後、これら三つの成形層ｘ，ｙ，ｚを冷却槽４００において冷却し、さらにゴム材である内層ｘおよび外層ｚを加硫すれば、所望の物性を有した三層ホースＱを得ることができるようになる。
【００４３】
ここで、上記製造装置によれば、内層押出成形ヘッド１０と中間層押出成形ヘッド２０とを一体のユニットに構成し、当該内層押出成形ヘッド１０から押し出し成形された内層ｘを直ちに中間層ｙによって被覆するようにしているため、内層押出成形ヘッド１０から押し出し成形された加硫前のゴム材である内層ｘに、重力で垂れ下がる、中空部分が潰れる等の変形を来す虞れがない。さらには、外層押出成形ヘッド３０を中間層押出成形ヘッド２０の近傍に配置し、中間層ｙを直ちに外層ｚによって被覆するようにしているため、上述した作用効果が一層顕著となる。また、外層押出成形ヘッド３０の内部に外層ガイドローラ３７を配設しているため、外層押出成形ヘッド３０から押し出された外層ｚをより近接した位置において支持することができる。従って、従前の如くマンドレルを使用することなく所望形状の三層ホースＱを得ることができるようになり、当該マンドレルの使用に伴う設置スペースの長大化や生産性の低下を招来する虞れもない。この場合、中間層押出成形ヘッド２０と外層押出成形ヘッド３０との間、並びに外層押出成形ヘッド３０の下流側にそれぞれ非接触式外径測定器ｓを設置し、これら測定器ｓの測定結果に基づいてそれぞれの押出機１００，２００，３００の駆動を制御する等の寸法制御を実施すれば、三層ホースＱの寸法精度を一層向上させることが可能となる。なお、内層ｘ、中間層ｙおよび外層ｚが互いに積層された状態において内層ｘの内部に湾曲した芯棒を挿入し、その後において内層ｘおよび外層ｚを加硫させれば、この芯棒に沿って湾曲した三層ホースＱを得ることも可能になる。
【００４４】
さらに、上記製造装置によれば、内層押出成形ヘッド１０と中間層押出成形ヘッド２０との間に断熱材４０を介在させ、さらには断熱空間αを確保しているため、両者の温度をそれぞれ適切に保つことができ、例えば内層押出成形ヘッド１０のゴム材が高温となって加硫されたり、逆に中間層押出成形ヘッド２０の合成樹脂材が冷えて流動性が悪くなる等の問題を招来する虞れもない。また、内層ｘや外層ｚに対して高温となる中間層ｙは、内層ｘを被覆する以前に冷却され、さらにその肉厚が０．１３〜０．１４ｍｍと薄く熱容量も小さいため、これら内層ｘや外層ｚとなる未加硫のゴム材に対して熱による影響を及ぼす虞れもない。特に、外層ｚに関しては、これを押し出し成形する外層押出成形ヘッド３０が、中間層押出成形ヘッド２０に対して移動可能であるため、その位置を適時調整することによって中間層ｙの熱による影響を確実に防止することが可能である。
【００４５】
また、外層押出成形ヘッド３０においては、外層ヘッド本体３１の軸心に向けて外層ｚを押し出し成形するようにしているため、中間層ｙによって被覆された内層ｘをこの外層ｚの押し出し成形力によって支持することができるようになり、当該中間層ｙに外層ニップル３４との接触による擦過傷が発生する事態を防止できるようになる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態では、横断面が円形となる三層ホースを製造するための装置を例示しているが、必ずしも中空押出成形品の横断面が円形である必要はない。また、成形層が３つである必要もなく、少なくとも２以上の複数であれば４層、５層等いくつであっても構わない。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、第３の押出成形ヘッドである外層押出成形ヘッドが、その基端側となる位置において第３の成形層を押し出し成形するように構成しているため、第２の押出成形ヘッドから押し出し成形された第２の成形層に対してより近接した位置でこれを被覆することが可能であるが、必ずしも基端側となる位置で第３の成形層を押し出し成形させる必要はない。なお、第３の押出成形ヘッドのみを移動可能に配設しているが、ユニットに構成した第１および第２の押出成形ヘッドのみを移動可能に配設したり、両者を共に移動可能に配設してもよい。
【００４８】
さらに、上述した実施の形態では、第１および第３の押出成形ヘッドとして、調整ボルトによってダイとニップルとの間隙を調整するように構成した、いわゆる調芯式のものを例示しているが、第２の押出成形ヘッドとして例示した中間層押出成形ヘッドのように、無調芯式のものを適用しても構わない。また、第１の押出成形ヘッドとして、いわゆるストレートヘッドと称されるタイプのものを例示しているが、いわゆるクロスヘッドタイプのものを適用しても構わない。この場合には、同一の製造装置においてマンドレルを用いた中空押出成形品の製造も可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の押出成形ヘッドから押し出し成形した加硫前のゴム材である第１の成形層に対して、その外表面を直ちに第２の押出成形ヘッドから押し出し成形した合成樹脂材である第２の成形層によって被覆するようにしているため、当該第１の成形層が重力で垂れ下がる、中空部分が潰れる等の変形を来す虞れがない。従って、従前の如くマンドレルを使用することなく所望形状の中空押出成形品を得ることができるようになり、当該マンドレルの使用に伴う設置スペースの長大化や生産性の低下を招来する虞れもない。
しかも、第１の押出成形ヘッドと第２の押出成形ヘッドとの間に断熱材を介在させるようにしているため、両者の温度をそれぞれ適切に保つことができ、例えば第１の押出成形ヘッドのゴム材が高温となって加硫されたり、逆に第２の押出成形ヘッドの合成樹脂材が冷えて流動性が悪くなる等の問題を招来する虞れもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した製造装置の要部拡大断面図である。
【図３】図１に示した製造装置を概念的に示す図である。
【図４】中空押出成形品の一例として示す三層ホースの斜視図である。
【図５】従来の製造装置を概念図に示す図である。
【符号の説明】
１０ 内層押出成形ヘッド
１１ 内層ヘッド本体
１１ａ 連絡通路
１２ 内層トーピード
１２ａ 基部
１２ｂ スパイダ
１２ｃ，１５ａ 吹込孔
１２ｄ 連絡通路
１３ 内層カラー
１４ 内層ダイホルダ
１４ａ 連絡通路
１５ 内層ニップル
１６ 内層ダイホルダ押え
１６ａ 連絡通路
１７ 内層ダイ
１７ａ 通気通路
１７ｂ 環状通路
１８ 内層ヘッド調整ボルト
２０ 中間層押出成形ヘッド
２１ 中間層ヘッド本体
２１ａ 連絡通路
２２ 中間層ニップル
２２ａ 貫通孔
２３ 中間層ダイホルダ
２３ａ フランジ
２３ｂ 螺旋溝
２４ 中間層ダイ
２５ 電熱ヒータ
３０ 外層押出成形ヘッド
３１ 外層ヘッド本体
３１ａ 連絡通路
３２ 外層ニップルホルダ
３３ 外層ダイホルダ
３３ａ 薄肉部
３３ｂ 供給口
３４ 外層ニップル
３４ａ 導入側内周面
３４ｂ 流路規定内周面
３５ 外層ダイ
３６ 押出口
３７ 外層ガイドローラ
３８ 外層ヘッド調整ボルト
４０ 断熱材
４１ ユニットボルト
５０ 中間層中継ヘッド
５１ 電熱ヒータ
６０ 外層中継ヘッド
１００ 内層ゴム材押出機
１０１ ライナ
１０２ ブレーカプレート
１０３ スクリュ
２００ 合成樹脂材押出機
２０１ スクリュ
３００ 外層ゴム材押出機
３０１ スクリュ
３１０ テーブル
４００ 冷却槽
Ｑ 三層ホース
ｓ 非接触式外径測定器
ｘ 内層
ｙ 中間層
ｚ 外層
α 断熱空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくともゴム材から成る第１の成形層の外表面に合成樹脂材から成る第２の成形層を設けた多層の中空押出成形品を製造するための装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、この種の製造装置を示したものである。この製造装置は、図４に示すように、ゴム材から成る内層ｘおよび外層ｚの間に合成樹脂材から成る中間層ｙを設けた横断面円形の中空ホース（以下、三層ホースＱという）を製造するためのもので、内層ｘを押し出し成形する第１の押出成形ヘッドＡと、中間層ｙを押し出し成形する第２の押出成形ヘッドＢと、外層ｚを押し出し成形する第３の押出成形ヘッドＣとを備えている。
【０００３】
これらの押出成形ヘッドＡ，Ｂ，Ｃは、図には明示していないが、それぞれが筒状を成し、外周面から供給された材料を一端部内周面から押し出し成形するようにした、いわゆるクロスヘッドと称されるタイプのもので、互いに軸心を合致させた状態で並設されている。第１の押出成形ヘッドＡおよび第３の押出成形ヘッドＣには、それぞれ１２０℃程度のゴム材を供給するためのゴム押出機Ｄが接続され、一方、第２の押出成形ヘッドＢには、２００℃程度の合成樹脂材を供給するための合成樹脂押出機Ｅが接続されている。
【０００４】
この製造装置では、まず、第１の押出成形ヘッドＡから押し出し成形された円管状の内層ｘが順次第２の押出成形ヘッドＢに供給され、当該内層ｘの外周に、第２の押出成形ヘッドＢから押し出し成形された中間層ｙが被覆されることになる。
【０００５】
次いで、中間層ｙを被覆した内層ｘが順次第３の押出成形ヘッドＣに供給され、当該中間層ｙの外周に、第３の押出成形ヘッドＣから押し出し成形された外層ｚが被覆されることになり、これら内層ｘ、中間層ｙおよび外層ｚが互いに積層された状態となる。
【０００６】
その後、これら三つの成形層ｘ，ｙ，ｚが冷却槽Ｆにおいて冷却され、さらにゴム材である内層ｘおよび外層ｚが加硫されることになり、所望の物性を有した三層ホースＱを得ることができるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１の押出成形ヘッドＡから押し出し成形された内層ｘは、加硫前のゴム材であるため剛性がきわめて小さく、自己の形状を維持することさえ困難な状態である。
【０００８】
従って、第１の押出成形ヘッドＡから押し出し成形された内層ｘが第２の押出成形ヘッドＢに至るまでの間に重力で垂れ下がる、中空部分が潰れる、等々の変形を来す虞れがあり、三層ホースＱの形状や寸法に多大な影響を及ぼすことになる。
【０００９】
このため、従来の製造装置では、マンドレルＧを芯材として適用し、上述した事態の発生を未然に防止するようにしている。すなわち、所定の剛性を有したマンドレルＧを第１の押出成形ヘッドＡに供給し、このマンドレルＧの外周に内層ｘを押し出し成形することにより、第２の押出成形ヘッドＢに至るまでの内層ｘに垂れ下がりや潰れ等の変形が発生する事態を防止するようにしている。
【００１０】
こうしたマンドレルＧを適用する製造装置によれば、当該マンドレルＧの外径によって三層ホースＱの内径が正確に規定されることになり、寸法精度の点できわめて有利となる。
【００１１】
しかしながら、上述した製造装置にあっては、第１の押出成形ヘッドＡの上流側にマンドレルＧを供給するための装置ＨやマンドレルＧに所定の張力を付与するための装置Ｊを配置しなければならないため、設置スペースの著しい長大化が招来されることになる。さらに、内層ｘおよび外層ｚを加硫した後において三層ホースＱからマンドレルＧを引き抜く作業が必須となり、生産性の点でも好ましいとはいえない。
【００１２】
本発明は、上記実情に鑑みて、設置スペースの長大化並びに生産性の低下を招来することなく、所望形状の中空押出成形品を得ることのできる製造装置を提供することを解決課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る発明では、少なくともゴム材から成る第１の成形層の外表面に合成樹脂材から成る第２の成形層を設けた中空押出成形品を製造するための装置において、前記第１の成形層を押し出し成形する第１の押出成形ヘッドと前記第２の成形層を押し出し成形する第２の押出成形ヘッドとを互いの間に断熱材を介在させた状態で一体のユニットに構成して成り、前記第１の押出成形ヘッドから押し出し成形された第１の成形層の外表面に直ちに前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形するように構成し、前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形する際には、ゴム材から成る第１の成形層に対して高温となる合成樹脂材から成る第２の成形層は、第１の成形層となる未加硫のゴム材に対して熱による影響を及ぼさないように第１の成形層の肉厚に対して第２の成形層の肉厚を薄くして第１の成形層の熱容量より第２の成形層の熱容量を小さくしている。
【００１４】
また本願の請求項２に係る発明では、少なくともゴム材から成る第１の成形層の外表面に合成樹脂材から成る第２の成形層およびゴム材から成る第３の成形層を順次設けた中空押出成形品を製造するための装置において、前記第１の成形層を押し出し成形する第１の押出成形ヘッドと前記第２の成形層を押し出し成形する第２の押出成形ヘッドとを互いの間に断熱材を介在させた状態で一体のユニットに構成するとともに、前記第３の成形層を押し出し成形する第３の押出成形ヘッドを前記ユニットの近傍に配置して成り、前記第１の押出成形ヘッドから押し出し成形された第１の成形層の外表面に直ちに前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形し、さらにこの第２の成形層の外表面に直ちに前記第３の押出成形ヘッドから前記第３の成形層を押し出し成形するように構成し、前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形する際には、ゴム材から成る第１の成形層や第３の成形層に対して高温となる合成樹脂材から成る第２の成形層は、第１の成形層や第３の成形層となる未加硫のゴム材に対して熱による影響を及ぼさないように第１の成形層の肉厚に対して第２の成形層の肉厚を薄くして第１の成形層の熱容量より第２の成形層の熱容量を小さくしている。
【００１５】
これらの製造装置においては、第１の押出成形ヘッドから押し出された第１の成形層の外周面とユニットとの間に画成される空間を当該ユニットの外部に開口させる通気通路を設けることが好ましい。
【００１６】
また、本願の請求項２に係る発明においては、前記ユニットと前記第３の押出成形ヘッドとの離隔距離を調整する調整手段を設けることが好ましい。第３の押出成形ヘッドからは、第２の押出成形ヘッドから押出成形された第２の成形層の外周を支持するように第３の成形層を押し出すことが好ましい。第３の押出成形ヘッドにおいて第３の成形層となるゴム材の押出口が当該ゴム材の供給口よりもユニットに近接した部位にあれば、当該ユニットの近傍において第３の成形層を押し出し成形することが可能となる。この場合、第３の押出成形ヘッドに前記第３の成形層の外周を支持する支持手段を設けることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１乃至図３は、本発明に係る製造装置の一実施形態を示したもので、中空押出成形品として先に図４に示したように、ゴム材から成る内層（第１の成形層）ｘおよび外層（第３の成形層）ｚの間に、ガスバリア層として合成樹脂材から成る中間層（第２の成形層）ｙを設けた横断面円形の三層ホースＱを製造するための装置を例示している。本実施形態の製造装置によって製造される三層ホースＱの具体的な寸法の一例を示せば、内層ｘの内径が１１．５２〜１１．６４ｍｍで肉厚が２．２４〜２．３３ｍｍ、中間層ｙの肉厚が０．１３〜０．１４ｍｍ、外層ｚの外径が１８．１０〜１８．２０ｍｍである。
【００１８】
図１に示すように、この製造装置には、第１の押出成形ヘッドとなる内層押出成形ヘッド１０と、第２の押出成形ヘッドとなる中間層押出成形ヘッド２０と、第３の押出成形ヘッドとなる外層押出成形ヘッド３０とが設けてある。
【００１９】
内層押出成形ヘッド１０は、上述した三層ホースＱの内層ｘを押し出し成形するためのもので、筒状を成す内層ヘッド本体１１の中心孔に内層トーピード１２、内層カラー１３および内層ダイホルダ１４を備えている。
【００２０】
内層トーピード１２は、略円柱状を成す基部１２ａの基端部にスパイダ１２ｂを具備したもので、基部１２ａの軸心を内層ヘッド本体１１の軸心に合致させた状態で、スパイダ１２ｂを介して内層ヘッド本体１１の基端部に保持させてある。内層トーピード１２の基部１２ａには、その先端に内層ニップル１５を保持させてある。内層ニップル１５は、先端に向けて外径が減少する略円柱状を成しており、その軸心を内層ヘッド本体１１の軸心に合致させた状態で内層トーピード１２の先端から延在している。内層ニップル１５の最先端部は、その外径が上述した三層ホースＱにおける内層ｘの内径を規定するように構成してある。
【００２１】
また、これら内層トーピード１２の基部１２ａおよび内層ニップル１５には、それぞれの軸心となる位置に相互に連通した吹込孔１２ｃ，１５ａを設けてある。この吹込孔１２ｃ，１５ａは、内層ニップル１５の先端面に開口する一方、基部１２ａの基端部において閉塞したもので、内層トーピード１２のスパイダ１２ｂに設けた連絡通路１２ｄおよび内層ヘッド本体１１に設けた連絡通路１１ａを通じて当該内層ヘッド本体１１の外周面に開口している。図には明示していないが、内層ヘッド本体１１の連絡通路１１ａには、当該吹込孔１２ｃ，１５ａの先端開口からエアを噴射させるためのエアブロー装置が接続することもある。
【００２２】
内層カラー１３および内層ダイホルダ１４は、それぞれ環状を成すもので、上述した内層トーピード１２のスパイダ１２ｂに連続するように内層ヘッド本体１１の中心孔に設けてある。これら内層カラー１３および内層ダイホルダ１４の中心孔は、先端に向けて漸次内径が減少するように構成してあり、テーパ状の流路を構成している。図からも明らかなように、内層ダイホルダ１４の先端部は、内層ヘッド本体１１の先端からさらに先端に向けて突出しており、その外周部が内層ダイホルダ押え１６によって囲繞されている一方、その内周部に内層ダイ１７を保持している。内層ダイホルダ押え１６は、円環状を成すもので、内層ダイホルダ１４の先端部に係合した状態で内層ヘッド本体１１の先端面に取り付けてある。内層ダイ１７は、内層ニップル１５の外周部を囲繞するべく環状を成している。内層ダイ１７の中心孔は、内層ダイホルダ１４の中心孔に連続するように設けてあり、さらにその最先端部の内径が上述した三層ホースＱにおける内層ｘの外径を規定するように構成してある。
【００２３】
また、この内層ダイ１７には、複数の通気通路１７ａが設けてある。通気通路１７ａは、それぞれ内層ダイ１７の基端部外周面から内層ダイ１７の先端面中心部に向けて傾斜延在するものである。これら通気通路１７ａは、内層ダイ１７の基端部外周面に設けた環状通路１７ｂを通じて互いの基端部が連通し、さらに内層ダイホルダ１４に設けた連絡通路１４ａおよび内層ダイホルダ押え１６に設けた連絡通路１６ａを通じて当該内層ダイホルダ押え１６の外周面に開口している。図には明示していないが、内層ダイホルダ押え１６の連絡通路１６ａには、当該通気通路１７ａの先端面からガスを吸引するための真空引き装置を接続することもある。
【００２４】
なお、図中の符号１８は、内層ヘッド本体１１の外周面から内層ダイホルダ１４に向けて螺合させた内層ヘッド調整ボルトである。この内層ヘッド調整ボルト１８は、内層ダイホルダ１４を介して内層ダイ１７の内層ニップル１５に対する位置を調整するためのものである。また、図中の符号１９は、内層ヘッド本体１１の外周面に設けた温水循環用ジャケットである。
【００２５】
この内層押出成形ヘッド１０は、内層ヘッド本体１１の中心孔をライナ１０１の中心孔に合致させ、かつ互いの間にブレーカプレート１０２を介在させた状態で内層ゴム材押出機１００に接続してある。内層ゴム材押出機１００は、６０ｍｍゴム一軸ベント式押出機（Ｌ／Ｄ＝１６）であり、スクリュ１０３を６．５ｒｐｍで駆動し、上述した内層押出成形ヘッド１０に対して１２０〜１３０℃程度で未加硫のゴム材を供給するものを適用している。
【００２６】
中間層押出成形ヘッド２０は、上述した三層ホースＱの中間層ｙを押し出し成形するためのもので、筒状を成す中間層ヘッド本体２１の中心孔に中間層ニップル２２および中間層ダイホルダ２３を備えている。
【００２７】
中間層ニップル２２は、有底の環状を成し、かつ底壁の中心部に貫通孔２２ａを有したもので、当該底壁を外方に向けた状態で中間層ヘッド本体２１における中心孔の基端部に嵌着させてある。中間層ニップル２２の底壁に設けた貫通孔２２ａは、上述した内層押出成形ヘッド１０における内層ダイ１７の先端内径よりも僅かに大きな内径を有している。
【００２８】
中間層ダイホルダ２３は、中間層ヘッド本体２１とほぼ同一の長さを有した略円柱状を成し、その基端内周部に中間層ダイ２４を保持している一方、その先端外周部にフランジ２３ａを有しており、このフランジ２３ａを中間層ヘッド本体２１の先端面に当接させた状態で当該中間層ヘッド本体２１に取り付けてある。中間層ダイ２４は、有底円筒状を成し、かつ底壁の中心部に中間層ニップル２２の貫通孔２２ａよりも僅かに太径の中心孔を有したもので、当該底壁を基端側に向けた状態で中間層ダイホルダ２３に取り付けてある。中間層ダイホルダ２３の基端面および中間層ダイ２４の基端面は、中間層ニップル２２の底壁から僅かに離隔した位置において同一の平面上に位置している。
【００２９】
図２に示すように、上記中間層ダイホルダ２３は、その基端部の外径が先端部の外径よりもごく僅かに細径となっており、先端部において中間層ヘッド本体２１の中心孔に嵌着する一方、基端部において中間層ヘッド本体２１の中心孔から僅かに離隔している。さらに、中間層ダイホルダ２３の外周面には、螺旋溝２３ｂを設けてあり、当該螺旋溝２３ｂによって中間層ヘッド本体２１の内周面との間に、先端側から基端側へ至る螺旋状の流路を構成してある。この流路において中間層ヘッド本体２１の基端側に位置する下流端部は、中間層ダイホルダ２３および中間層ダイ２４の基端面と中間層ニップル２２の底壁との間に画成された空間に連通し、中間層ヘッド本体２１の軸心に向けてほぼ直角となるように開口している。一方、上記流路において中間層ヘッド本体２１の先端側に位置する上流端部は、中間層ヘッド本体２１に設けた連絡通路２１ａを通じて当該中間層ヘッド本体２１の外周面に開口している。
【００３０】
なお、図１中の符号２５は、中間層ヘッド本体２１の外周を囲繞する電熱ヒータである。
【００３１】
この中間層押出成形ヘッド２０は、中間層ヘッド本体２１の軸心を内層ヘッド本体１１の軸心に合致させ、かつ相互間に断熱材４０を介在させた状態で、上述した内層押出成形ヘッド１０と一体のユニットに構成してある。すなわち、内層押出成形ヘッド１０における内層ダイホルダ１４の先端面と中間層押出成形ヘッド２０における中間層ヘッド本体２１の基端面との間に断熱材４０を介在させた状態で両者をユニットボルト４１により強固に固着してある。断熱材４０としては、両者の結合を保持するに十分な剛性を有するとともに、２５０℃以上の高温に耐えるに十分な耐熱性を有するものを使用すればよい。図２からも明らかなように、この断熱材４０は、内層ダイホルダ１４からの内層ダイ１７の突出量よりも大きな板厚を有しており、該内層ダイ１７の先端面と中間層ニップル２２の基端面との間に断熱空間αを確保している。
【００３２】
さらに、上記中間層押出成形ヘッド２０には、中間層中継ヘッド５０を介して合成樹脂材押出機２００に接続してある。中間層中継ヘッド５０は、中間層ヘッド本体２１の連絡通路２１ａに連通し、かつ当該中間層ヘッド本体２１から径外方向に延在する部分である。この中間層中継ヘッド５０には、その流路の外周部となる位置に電熱ヒータ５１を設けてある。合成樹脂材押出機２００は、４０ｍｍプラスチック押出機であり、スクリュ２０１を１．６５ｒｐｍで駆動し、上述した中間層押出成形ヘッド２０に対して２００〜２４０℃程度の合成樹脂材、例えばＴＨＶ（フルオロサーモプラスチック）を供給するものを適用している。なお、図中の符号２０２は、中間層中継ヘッド５０と合成樹脂材押出機２００との間に介在させたブレーカプレートである。
【００３３】
外層押出成形ヘッド３０は、上述した三層ホースＱの外層ｚを押し出し成形するためのもので、筒状を成す外層ヘッド本体３１の中心孔に外層ニップルホルダ３２および外層ダイホルダ３３を備えている。
【００３４】
外層ニップルホルダ３２は、先端部よりも基端部側が細径となった環状を成すもので、その先端外周部を介して外層ヘッド本体３１の基端部に取り付けてある。外層ニップルホルダ３２の中心孔は、先端部において外層ヘッド本体３１の中心孔に連続し、かつ基端に向けて漸次内径が減少するように構成してある。この外層ニップルホルダ３２には、基端内周部に外層ニップル３４を保持させてある。外層ニップル３４は、環状を成すもので、その中心孔が２つの内周面３４ａ，３４ｂを有している。外層ニップル３４の基端側に位置した内周面（以下、導入側内周面３４ａという）は、先端に向けて漸次内径が減少するように延在している。この導入側内周面３４ａにおいて最基端となる部分の内径は、上述した中間層ダイホルダ２３の中心孔において最先端となる部分の内径よりも太径となっている。一方、外層ニップル３４の先端側に位置する内周面（以下、流路規定内周面３４ｂという）は、基端に向けて漸次内径が減少するように延在した後、基端側に戻るように湾曲して導入側内周面３４ａの先端部と会合している。この流路規定内周面３４ｂは、最先端となる部分の内径が外層ニップルホルダ３２の中心孔と連続するように構成してある。
【００３５】
外層ダイホルダ３３は、外層ヘッド本体３１とほぼ同一の長さを有した略円柱状を成し、その基端部に外層ダイ３５を保持したもので、当該外層ダイ３５を外層ニップル３４に対向させた状態で外層ヘッド本体３１の中心孔に嵌合保持させてある。この外層ダイホルダ３３には、外層ダイ３５を含む基端側部分を外周側から薄肉部３３ａを形成してあり、外層ヘッド本体３１の内周面から外層ニップル３４の流路規定内周面３４ｂに至る部分の間に、先端側から基端側へ至る流路を構成してある。この流路において外層ヘッド本体３１の基端側に位置する下流端部は、外層ニップル３４における流路規定内周面３４ｂの内端部と外層ダイ３５の基端との間隙によって構成される押出口３６を介して外層ヘッド本体３１の軸心に向けて開口している。一方、上記流路において外層ヘッド本体３１の先端側に位置する上流端部は、その供給口３３ｂとなる部分が、外層ヘッド本体３１に設けた連絡通路３１ａを通じて当該外層ヘッド本体３１の外周面に開口している。
【００３６】
また、上記外層ダイホルダ３３は、中心孔の内径が先端に向けて漸次大きくなるように構成してあり、その内部に支持手段として外層ガイドローラ３７を備えている。この外層ガイドローラ３７は、外層押出成形ヘッド３０の内部を通過する三層ホースＱを、当該外層押出成形ヘッド３０の内部において下方から支持するためのものである。
【００３７】
なお、図中の符号３８は、外層ヘッド本体３１の外周面から外層ニップルホルダ３２に向けて螺合させた外層ヘッド調整ボルトである。この外層ヘッド調整ボルト３８は、外層ニップルホルダ３２を介して外層ニップル３４の外層ダイ３５に対する位置を調整するためのものである。また、図中の符号３９は、外層ヘッド本体３１の外周面に設けた温水循環用ジャケットである。
【００３８】
この外層押出成形ヘッド３０は、外層ヘッド本体３１の軸心を中間層ヘッド本体２１の軸心に合致させた状態で当該中間層ヘッド本体２１の先端延長上に配置してあり、さらに外層中継ヘッド６０を介して外層ゴム材押出機３００に接続してある。外層中継ヘッド６０は、外層ヘッド本体３１の連絡通路３１ａに連通し、かつ当該外層ヘッド本体３１から径外方向に延在する部分である。この外層中継ヘッド６０には、流路の外周部となる位置に温水循環用ジャケット６１を設けてある。外層ゴム材押出機３００は、９０ｍｍゴム一軸ベント式押出機（Ｌ／Ｄ＝１６）であり、スクリュ３０１を０．７ｒｐｍで駆動し、上述した外層押出成形ヘッド３０に対して１２０〜１３０℃程度で未加硫のゴム材を供給するものを適用している。図３に明示するように、この外層ゴム材押出機３００は、上述した３つの押出成形ヘッド１０，２０，３０の並設方向に沿って移動可能なテーブル（調整手段）３１０に設置してあり、該テーブル３１０を移動することにより中間層押出成形ヘッド２０に対する外層押出成形ヘッド３０の離隔距離を調整することが可能である。なお、図中の符号３０２は、外層中継ヘッド６０と外層ゴム材押出機３００との間に介在させたブレーカプレートである。
【００３９】
上記のように構成した製造装置では、内層ゴム材押出機１００を駆動すれば、内層押出成形ヘッド１０に供給されたゴム材が内層ダイ１７と内層ニップル１５との間から順次押し出し成形され、所望形状の内層ｘとなって中間層押出成形ヘッド２０に供給されることになる。この間、エアブロー装置（図示せず）を駆動させ、吹込孔１２ｃ，１５ａの先端開口から常時エアを噴射することにより、エアの圧力によって内層ｘが所望の形状を維持するようにすることが好ましい。
【００４０】
内層ｘが供給された中間層押出成形ヘッド２０では、合成樹脂材押出機２００の駆動により、合成樹脂材が中間層ニップル２２と中間層ダイ２４との間から順次押し出し成形され、引き落としにより中間層ｙとなって内層ｘの外周を被覆するようになる。この間、真空引き装置（図示せず）を駆動させ、通気通路１７ａを通じて断熱空間αのガスを吸引することにより、内層ｘと中間層ｙとの間にガスが入り込まないようにすることが好ましい。
【００４１】
中間層ｙによって被覆された内層ｘは、さらに外層押出成形ヘッド３０に供給される。この外層押出成形ヘッド３０では、外層ゴム材押出機３００の駆動により、ゴム材が外層ニップル３４と外層ダイ３５との間から順次押し出し成形され、外層ｚとなって中間層ｙの外周を被覆するようになり、これら内層ｘ、中間層ｙおよび外層ｚが互いに積層された状態となる。
【００４２】
その後、これら三つの成形層ｘ，ｙ，ｚを冷却槽４００において冷却し、さらにゴム材である内層ｘおよび外層ｚを加硫すれば、所望の物性を有した三層ホースＱを得ることができるようになる。
【００４３】
ここで、上記製造装置によれば、内層押出成形ヘッド１０と中間層押出成形ヘッド２０とを一体のユニットに構成し、当該内層押出成形ヘッド１０から押し出し成形された内層ｘを直ちに中間層ｙによって被覆するようにしているため、内層押出成形ヘッド１０から押し出し成形された加硫前のゴム材である内層ｘに、重力で垂れ下がる、中空部分が潰れる等の変形を来す虞れがない。さらには、外層押出成形ヘッド３０を中間層押出成形ヘッド２０の近傍に配置し、中間層ｙを直ちに外層ｚによって被覆するようにしているため、上述した作用効果が一層顕著となる。また、外層押出成形ヘッド３０の内部に外層ガイドローラ３７を配設しているため、外層押出成形ヘッド３０から押し出された外層ｚをより近接した位置において支持することができる。従って、従前の如くマンドレルを使用することなく所望形状の三層ホースＱを得ることができるようになり、当該マンドレルの使用に伴う設置スペースの長大化や生産性の低下を招来する虞れもない。この場合、中間層押出成形ヘッド２０と外層押出成形ヘッド３０との間、並びに外層押出成形ヘッド３０の下流側にそれぞれ非接触式外径測定器ｓを設置し、これら測定器ｓの測定結果に基づいてそれぞれの押出機１００，２００，３００の駆動を制御する等の寸法制御を実施すれば、三層ホースＱの寸法精度を一層向上させることが可能となる。なお、内層ｘ、中間層ｙおよび外層ｚが互いに積層された状態において内層ｘの内部に湾曲した芯棒を挿入し、その後において内層ｘおよび外層ｚを加硫させれば、この芯棒に沿って湾曲した三層ホースＱを得ることも可能になる。
【００４４】
さらに、上記製造装置によれば、内層押出成形ヘッド１０と中間層押出成形ヘッド２０との間に断熱材４０を介在させ、さらには断熱空間αを確保しているため、両者の温度をそれぞれ適切に保つことができ、例えば内層押出成形ヘッド１０のゴム材が高温となって加硫されたり、逆に中間層押出成形ヘッド２０の合成樹脂材が冷えて流動性が悪くなる等の問題を招来する虞れもない。また、内層ｘや外層ｚに対して高温となる中間層ｙは、内層ｘを被覆する以前に冷却され、さらにその肉厚が０．１３〜０．１４ｍｍと薄く熱容量も小さいため、これら内層ｘや外層ｚとなる未加硫のゴム材に対して熱による影響を及ぼす虞れもない。特に、外層ｚに関しては、これを押し出し成形する外層押出成形ヘッド３０が、中間層押出成形ヘッド２０に対して移動可能であるため、その位置を適時調整することによって中間層ｙの熱による影響を確実に防止することが可能である。
【００４５】
また、外層押出成形ヘッド３０においては、外層ヘッド本体３１の軸心に向けて外層ｚを押し出し成形するようにしているため、中間層ｙによって被覆された内層ｘをこの外層ｚの押し出し成形力によって支持することができるようになり、当該中間層ｙに外層ニップル３４との接触による擦過傷が発生する事態を防止できるようになる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態では、横断面が円形となる三層ホースを製造するための装置を例示しているが、必ずしも中空押出成形品の横断面が円形である必要はない。また、成形層が３つである必要もなく、少なくとも２以上の複数であれば４層、５層等いくつであっても構わない。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、第３の押出成形ヘッドである外層押出成形ヘッドが、その基端側となる位置において第３の成形層を押し出し成形するように構成しているため、第２の押出成形ヘッドから押し出し成形された第２の成形層に対してより近接した位置でこれを被覆することが可能であるが、必ずしも基端側となる位置で第３の成形層を押し出し成形させる必要はない。なお、第３の押出成形ヘッドのみを移動可能に配設しているが、ユニットに構成した第１および第２の押出成形ヘッドのみを移動可能に配設したり、両者を共に移動可能に配設してもよい。
【００４８】
さらに、上述した実施の形態では、第１および第３の押出成形ヘッドとして、調整ボルトによってダイとニップルとの間隙を調整するように構成した、いわゆる調芯式のものを例示しているが、第２の押出成形ヘッドとして例示した中間層押出成形ヘッドのように、無調芯式のものを適用しても構わない。また、第１の押出成形ヘッドとして、いわゆるストレートヘッドと称されるタイプのものを例示しているが、いわゆるクロスヘッドタイプのものを適用しても構わない。この場合には、同一の製造装置においてマンドレルを用いた中空押出成形品の製造も可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の押出成形ヘッドから押し出し成形した加硫前のゴム材である第１の成形層に対して、その外表面を直ちに第２の押出成形ヘッドから押し出し成形した合成樹脂材である第２の成形層によって被覆するようにしているため、当該第１の成形層が重力で垂れ下がる、中空部分が潰れる等の変形を来す虞れがない。従って、従前の如くマンドレルを使用することなく所望形状の中空押出成形品を得ることができるようになり、当該マンドレルの使用に伴う設置スペースの長大化や生産性の低下を招来する虞れもない。
しかも、第１の押出成形ヘッドと第２の押出成形ヘッドとの間に断熱材を介在させるようにしているため、両者の温度をそれぞれ適切に保つことができ、例えば第１の押出成形ヘッドのゴム材が高温となって加硫されたり、逆に第２の押出成形ヘッドの合成樹脂材が冷えて流動性が悪くなる等の問題を招来する虞れもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した製造装置の要部拡大断面図である。
【図３】図１に示した製造装置を概念的に示す図である。
【図４】中空押出成形品の一例として示す三層ホースの斜視図である。
【図５】従来の製造装置を概念図に示す図である。
【符号の説明】
１０ 内層押出成形ヘッド
１１ 内層ヘッド本体
１１ａ 連絡通路
１２ 内層トーピード
１２ａ 基部
１２ｂ スパイダ
１２ｃ，１５ａ 吹込孔
１２ｄ 連絡通路
１３ 内層カラー
１４ 内層ダイホルダ
１４ａ 連絡通路
１５ 内層ニップル
１６ 内層ダイホルダ押え
１６ａ 連絡通路
１７ 内層ダイ
１７ａ 通気通路
１７ｂ 環状通路
１８ 内層ヘッド調整ボルト
２０ 中間層押出成形ヘッド
２１ 中間層ヘッド本体
２１ａ 連絡通路
２２ 中間層ニップル
２２ａ 貫通孔
２３ 中間層ダイホルダ
２３ａ フランジ
２３ｂ 螺旋溝
２４ 中間層ダイ
２５ 電熱ヒータ
３０ 外層押出成形ヘッド
３１ 外層ヘッド本体
３１ａ 連絡通路
３２ 外層ニップルホルダ
３３ 外層ダイホルダ
３３ａ 薄肉部
３３ｂ 供給口
３４ 外層ニップル
３４ａ 導入側内周面
３４ｂ 流路規定内周面
３５ 外層ダイ
３６ 押出口
３７ 外層ガイドローラ
３８ 外層ヘッド調整ボルト
４０ 断熱材
４１ ユニットボルト
５０ 中間層中継ヘッド
５１ 電熱ヒータ
６０ 外層中継ヘッド
１００ 内層ゴム材押出機
１０１ ライナ
１０２ ブレーカプレート
１０３ スクリュ
２００ 合成樹脂材押出機
２０１ スクリュ
３００ 外層ゴム材押出機
３０１ スクリュ
３１０ テーブル
４００ 冷却槽
Ｑ 三層ホース
ｓ 非接触式外径測定器
ｘ 内層
ｙ 中間層
ｚ 外層
α 断熱空間
Claims (7)
- 少なくともゴム材から成る第１の成形層の外表面に合成樹脂材から成る第２の成形層を設けた中空押出成形品を製造するための装置において、前記第１の成形層を押し出し成形する第１の押出成形ヘッドと前記第２の成形層を押し出し成形する第２の押出成形ヘッドとを互いの間に断熱材を介在させた状態で一体のユニットに構成して成り、前記第１の押出成形ヘッドから押し出し成形された第１の成形層の外表面に直ちに前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形するように構成し、前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形する際には、ゴム材から成る第１の成形層に対して高温となる合成樹脂材から成る第２の成形層は、第１の成形層となる未加硫のゴム材に対して熱による影響を及ぼさないように第１の成形層の肉厚に対して第２の成形層の肉厚を薄くして第１の成形層の熱容量より第２の成形層の熱容量を小さくしたことを特徴とする中空押出成形品の製造装置。
- 少なくともゴム材から成る第１の成形層の外表面に合成樹脂材から成る第２の成形層およびゴム材から成る第３の成形層を順次設けた中空押出成形品を製造するための装置において、前記第１の成形層を押し出し成形する第１の押出成形ヘッドと前記第２の成形層を押し出し成形する第２の押出成形ヘッドとを互いの間に断熱材を介在させた状態で一体のユニットに構成するとともに、前記第３の成形層を押し出し成形する第３の押出成形ヘッドを前記ユニットの近傍に配置して成り、前記第１の押出成形ヘッドから押し出し成形された第１の成形層の外表面に直ちに前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形し、さらにこの第２の成形層の外表面に直ちに前記第３の押出成形ヘッドから前記第３の成形層を押し出し成形するように構成し、前記第２の押出成形ヘッドから前記第２の成形層を押し出し成形する際には、ゴム材から成る第１の成形層や第３の成形層に対して高温となる合成樹脂材から成る第２の成形層は、第１の成形層や第３の成形層となる未加硫のゴム材に対して熱による影響を及ぼさないように第１の成形層の肉厚に対して第２の成形層の肉厚を薄くして第１の成形層の熱容量より第２の成形層の熱容量を小さくしたことを特徴とする中空押出成形品の製造装置。
- 前記第１の押出成形ヘッドから押し出された第１の成形層の外周面と前記ユニットとの間に画成される空間を当該ユニットの外部に開口させる通気通路を設けた請求項１または請求項２記載の中空押出成形品の製造装置。
- 前記ユニットと前記第３の押出成形ヘッドとの離隔距離を調整する調整手段を設けた請求項２記載の中空押出成形品の製造装置。
- 前記第２の押出成形ヘッドから押出成形された第２の成形層の外周を支持するように前記第３の押出成形ヘッドから前記第３の成形層を押し出すようにした請求項２記載の中空押出成形品の製造装置。
- 前記第３の押出成形ヘッドは、前記第３の成形層となるゴム材の押出口が当該ゴム材の供給口よりも前記ユニットに近接した部位にある請求項２記載の中空押出成形品の製造装置。
- 前記第３の押出成形ヘッドに前記第３の成形層の外周を支持する支持手段を設けた請求項６記載の中空押出成形品の製造装置。
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