JP7053406B2

JP7053406B2 - 樹脂製チューブ把持装置

Info

Publication number: JP7053406B2
Application number: JP2018155264A
Authority: JP
Inventors: 豪介梶原
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2038-08-22
Also published as: JP2020028407A

Description

本発明は、樹脂製チューブをブロー延伸成型する際に用いる樹脂製チューブ把持装置に関する。

延伸が必要なブロー成型を行う場合、樹脂製チューブを損傷することなく迅速に樹脂製チューブを把持し、さらに樹脂製チューブ内部に流体を入れ加圧することが求められる。そのため、各種の樹脂製チューブに対して各種の加工を行う際に樹脂製チューブの固定をするための把持装置が各種提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。

特許文献１には、樹脂製チューブをゴム状の中空管に入れ、中空管をシリンダーにより変形させて樹脂製チューブを把持できることが記載されている。

特許文献２には、バルーン成形装置両端に、ゴムのような弾性体で構成されたシール部材が設置されており、流体の漏れを防止し、バルーン両端部を把持するチャック部が形成されており、該チャック部には芯材となる側管が設けられている。

特許文献３には、バルーンを把持するコレットチャックを有するバルーン保持部の構造が記載されている（図９参照）。コレットチャックはゴムや樹脂等により構成されており、バルーンを把持するが、芯材を使用してチューブ内径の潰れを防止する旨が記載されている。

ところで、ブロー成型では、樹脂製チューブ内部に流体を送り樹脂製チューブ内部を加圧する必要があるが、樹脂製チューブを大きく延伸する場合、または樹脂製チューブに強度がある、または滑りやすい特徴を持つ樹脂製チューブを加工する場合には、強く樹脂製チューブを把持する必要がある。一方強く樹脂製チューブを挟んで把持すると樹脂製チューブが変形し樹脂製チューブ内部の流路が閉塞または狭くなり樹脂製チューブ内部の加圧が適正に行われないことがある。そこで、樹脂製チューブ把持部に中空の芯材を樹脂製チューブ内に入れて流路の確保を行う、または、樹脂製チューブの加圧の為の把持部以外に複数の把持機構を用いて樹脂製チューブの把持を行うことで樹脂製チューブの流路が閉塞されないように工夫されてきたが、前者は、樹脂製チューブに中空芯材を投入する手間が必要で、特に小径の樹脂製チューブに関しては自動化が困難であり、後者は、駆動部が多く装置が複雑になったり、樹脂製チューブを取り付ける際の操作性が悪くなったりする。

特開２０１２－０４０１５９特許第４７７７０３６号特開２０１６－２０２９１５

前述のように、ブロー成型等に関する中空樹脂製チューブの把持機構において、潰れを防止する方法は各種提案されているが、簡素な構造かつ樹脂製チューブ脱着が簡単に行えて、装置が作業の邪魔にならない構造は必ずしも容易ではない。例えば、特許文献１に記載の発明では、樹脂製チューブを大きく延伸する場合にはシールする把持部分以外に、樹脂製チューブを固定するようなハンドを外部に設ける必要があり、少なくとも2つ以上のアクチュエーターが把持機構以外に必要であり、様々な品種に対応するためには更にアクチュエーターまたは、調整機構が必要である為、設備が複雑となり、把持する為の動作時間が必要になると共に、設備費およびメンテナンス費用等が高くなってしまう。特許文献２に記載の発明では、芯材を利用して潰れを防止する機構となっているが、芯材挿入を行う必要があり、手間であるとともに、特に小径のもの等は、自動機によって芯材を樹脂製チューブ内に挿入することは困難である。さらに特許文献３では、コレットチャックを利用しているが、樹脂製チューブの径の大きさが大きく変化する場合、それぞれの径に応じたコレットチャックを用意し、場合によっては毎回コレットチャックの交換作業をする必要があり、少量多品種に適用するには改善の余地がある。

以上のような問題点に鑑みて本発明の目的とするところは、中空の樹脂製チューブに芯材等を挿入しない状態で、樹脂製チューブを強力に把持を行うと共に、樹脂製チューブ内を加圧または減圧することを可能にした簡素な構造を持つ把持機構を提供することにある。

本発明の発明者が鋭意検討を行ったところ、把持構造は、フレーム内において、把持部は、フレーム壁とフレーム内を進退移動可能なように取付けられた移動壁との間に配設されており、フレーム内が加圧されると、移動壁がフレーム壁側に移動することによって把持部が挟み込まれ、把持部の内径が縮径する。それによって、樹脂製チューブを把持するとともに流体の漏れも防止可能となる構造であって、その把持部をさらに、把持機能部と気密保持機能部に機能を分けた形状にすることで、把持機能部に気密性の無いスリットや溝形状をつけることが可能になり、把持部の変形を促し樹脂製チューブに密着する、または、溝やスリットによって発生する角を樹脂製チューブに接触させることでワークの位置変化に対する抵抗力を増やすことにより、把持部の内径、または、樹脂製チューブの内径または、その両方の変形量が従来方式よりも小さく、同等以上樹脂製チューブを強く把持することができる為、前述の課題を解決であることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）．樹脂製チューブを把持し延伸ブロー成型するための樹脂製チューブ把持装置であって、
把持装置の内部に、樹脂製チューブを把持する側（先端側）から順に、
樹脂製チューブ投入穴を有する把持機能部と、樹脂製チューブ投入穴を有する気密機能部と、移動壁が並んでおり、
移動壁を先端側に移動させることによって、把持機能部が圧縮され、把持機能部の樹脂製チューブ投入穴の径が減少し、樹脂製チューブ投入穴に投入された樹脂製チューブを把持することができ、
移動壁は、移動壁を貫通し樹脂製チューブ投入穴に繋がる加圧・減圧用流路を有する把持装置、
（２）．把持機能部の内周に溝および／またはスリットがある（１）に記載の樹脂製チューブ把持装置、
（３）．把持機能部が、樹脂および／またはゴムで作製されている、（１）または（２）に記載の樹脂製チューブ把持装置、
（４）．気密機能部が溝および／またはスリットを有する、（１）～（３）の何れか１項に記載の樹脂製チューブ把持装置、
（５）．（１）～（４）の何れか1項に記載の樹脂製チューブ把持装置を有する延伸ブロー成型装置、
（６）．（１）～（４）の何れか1項に記載の把持装置を用いる、延伸ブロー成型された樹脂の製造方法、
（７）．（５）に記載の延伸ブロー成型装置を用いる、延伸ブロー成型された樹脂の製造方法、
（８）．延伸ブロー成型された樹脂がバルーンカテーテルのバルーンである、（６）または（７）に記載の延伸ブロー成型された樹脂の製造方法、
に関する。

本発明によれば、従来の把持機構に複数の駆動部を追加することなく。樹脂製チューブに芯材等を挿入しない状態で、樹脂製チューブのより強力な把持を行った状態でも樹脂製チューブ内を加圧することができる。例えば、ブロー成型では中空芯材を使用することなく樹脂製チューブに従来の把持部形状より大きな延伸を加えることができる。

本発明に係る把持装置の実施形態における主要な構成を模式的に示した斜視図である。図１に示す実施形態において樹脂製チューブを配置した時のＩ－Ｉ断面の一部拡大図である。図１に示す実施形態において樹脂製チューブを把持した時のＩ－Ｉ断面の一部拡大図である。図４（a1）は、把持部の把持機能部にスプライン状の形状を設けた正面図である。図４（a2）はそのII－II 断面図である。図４（b）は、把持機能部に放射状のスリットを入れた場合の正面図である。図４（c）は軸方向に外周面に貫通しないスリットおよび中央に外周面にスリットを持つ把持部形状例のII－II 断面図である。図４（d）は、内部に、波状のスリットを有したトレッドパターンを有する把持形状例のII－II 断面図である。図４（e）は、ワーク接触部の表面に、梨地または凹凸を有する把持部形状例のII－II 断面図である。図５（a）は、外周に軸方向の溝を有する把持機能部または気密機能部形状例の斜視図である。図５（b）は、外周にスリットおよび空洞を有する把持機能部または気密機能部形状の正面図である。図５（c）は、外周に周方向に伸びる溝を有する把持機能部または気密機能部形状例の斜視図である。本発明に係る把持装置を用いたブロー成型装置における主要な構成を模式的に示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、便宜上、図面において符号を省略する場合もあるが、この場合、他の図面を参照するものとする。また、図面における種々部材の寸法は、便宜上、見やすいように調整されていることもある。

本発明に係る樹脂製チューブ把持装置は、把持部内に樹脂製チューブを投入し、少なくとも樹脂製チューブの1か所を把持し、その後樹脂製チューブ内を加圧または減圧および樹脂製チューブの固定または樹脂製チューブに引っ張りを加えることを可能にする樹脂製チューブを把持ための装置である。

本発明の把持装置１は図２に示すように、フレーム１２０の内部に、把持機能部１１０と、スペーサー１１２と、気密機能部１１１と、移動壁１３０を有している。把持機能部１１０とスペーサー１１２と気密機能部１１１を合わせて、把持部１００と呼ぶことが有る。フレームの基端側にアクチュエーターおよびロット１５０が設けられている。

把持装置１の先端側、つまり、樹脂製チューブを把持する側に、把持機能部１１０があり、スペーサー１１２は把持機能部１１０の基端側に接しており、気密機能部１１１はスペーサー１１２の基端側に接している。移動壁は気密機能部１１１よりも基端側に有るが、常に接しているという訳ではなく、先端方向に移動した際に気密機能部１１１に接する。

把持機能部１１０は、中央部に軸方向に貫通する穴（樹脂製チューブ投入口１１３）を有する。把持装置の先端側から基端側に伸びる方向を、軸方向と本発明では言う。把持機能部１１０は、軸方向に貫通する穴を有する円柱形をしている。把持機能部１１０は、樹脂チューブ投入口１１３に掛かる圧力に耐えられ、かつ変形に耐えられる材料であれば特に限定されず、樹脂やゴムなどで作製されているのが好ましい。

把持機能部は、樹脂製チューブの把持力を向上させるために、内周面にスリットを有していることが好ましい。スリットとしては、図４（a1）に示すようなスプライン歯車状のスリットや、図４（b）に示すような放射状のスリット、図４（d）に示すような波状でトレッドパターンのようになったスリット、を挙げることができる。スリットは、図４（c）に示すように外周面に到達していても構わない。内周面にスリットではなく、図４（e）に示すような梨地または凹凸を作製することによって把持力を向上させることもできる。

スペーサー１１２は、中央部に軸方向に貫通する穴（樹脂製チューブ投入口１１３）を有する。スペーサー１１２の形状は、樹脂製チューブ投入口１１３を中央部に有する肉厚の円筒形である。スペーサー１１２は変形しフレームに接触すると移動部１３０の移動を妨げてしまうため、変形し難い材料が良く、金属、樹脂、ゴムなどで作製されているのが好ましい。

気密機能部１１３は、中央部に軸方向に貫通する穴（樹脂製チューブ投入口１１３）を有する。気密機能部１１３は、軸方向に貫通する穴を有する円柱形をしている。気密機能部１１３は樹脂製チューブに密着する材料が良く、樹脂、ゴムなどで作製されているのが好ましい。

気密機能部１１３は、外周面に軸方向に伸びる溝や（図５（a）参照）、軸方向に伸びるスリットや（図５（b）参照）、周方向に伸びる溝やスリットを有していても良い（図５（c）参照）。また、図５（b）に示すように断面に、軸方向に伸びる円柱状の空洞を有していても良い。

移動部１３０は、中央部に軸方向に貫通する樹脂製チューブ内加圧・減圧用流路１１４を有する。移動部１３０は、軸方向に貫通する穴を有する円柱形をしている。移動部１３０は、把持部１１０を押すことができる材料であれば特に限定されず、金属、樹脂などで作製されているのが好ましい。

把持部には、把持部は把持機能部と気密保持部があるが、それぞれ複数設けても良いし、各部の間にスペーサーを設けても良い。尚、スペーサーは各部と共に移動が可能な構造を有している。

樹脂製チューブを把持する際は、把持部が有する樹脂製チューブ投入穴に樹脂製チューブを通す必要がある。したがって、樹脂製チューブ投入穴１１３には、樹脂製チューブ２の半径を超える段差を設けないことが好ましい。但し、樹脂製チューブを位置決めする為の樹脂製チューブ投入穴内に樹脂製チューブの半径を超える段差を設けても良い。

樹脂製チューブを把持部に通した後で、把持部横に設置された移動壁１３０を図３に示すように先端側に移動させることにより、把持部はフレーム内で圧し潰され変形していく。尚、この時フレームが把持部の外形方向を規制する為、樹脂製チューブ投入穴の穴径が減少し、これにより、樹脂製チューブを把持することができる。

移動壁１３０を移動させる方法としては、エアシリンダーや電動シリンダー等のアクチュエーターを利用しロットなどで移動壁を押す方法や、移動壁を基端側から加圧することで、差圧により移動壁を押す方法など種々選択することができる。

樹脂製チューブ内を加圧、減圧する為に、移動壁に樹脂製チューブ加圧用の流路（樹脂製チューブ加圧・減圧用流路１４０）を設けている。フレーム側にも流路を設けても良いが、流路が把持部の樹脂製チューブ投入穴に繋がるように設置する必要がある。また、流路は加圧または減圧が可能な装置に接続する、または圧力センサーや温度センサーにつなげても良く、チューブ状の樹脂製チューブの場合は片端を封止する為に流路を閉塞させても良い。

本発明の把持装置に適用する樹脂製チューブとしては、中空の樹脂製チューブであれば特に限定はない。このような樹脂製チューブとしては、例えば、医療用のカテーテル、塗装用微量液輸送用チューブ等が挙げられる。さらに、医療用カテーテルとしては、例えば、バルーンカテーテル等が挙げられる。バルーンカテーテルとしては、折り畳み可能なバルーンを備えたもの等が挙げられる。

図６に、樹脂製チューブ２をバルーンカテーテルのバルーンにブロー成形するための装置を示す。バルーンカテーテルの材料である樹脂製チューブ２を中央の加工装置（金型）に投入した状態で、この樹脂製チューブ２を成形する為には、両端を把持し樹脂製チューブ２から離れる方向に延伸を行うとともに、樹脂製チューブ２内を加圧する必要がある。

樹脂製チューブ２を中央の金型に投入した状態から、把持装置の把持部が変形していない状態で、樹脂製チューブ投入穴に樹脂製チューブ２の片方の端部を挿入し、把持部を変形させる方向へ移動壁を移動させ把持を行う。これをそれぞれ樹脂製チューブの両端、ワーク樹脂製チューブ軸方向に設置した把持装置で行い、樹脂製チューブ２の両端を把持する。

樹脂製チューブの把持を維持した状態で、把持装置を所定の位置にアクチュエーター１１などにより移動させ樹脂製チューブ２の延伸を行うと共に、流路（140）から、圧縮流体を入れ樹脂製チューブ２内を加圧し、金型により加工を行う。尚、延伸条件や加圧条件、金型の温度、樹脂製チューブの把持、延伸および加圧タイミングや流体等は、種々選択可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得ることは勿論である。

１把持装置
２樹脂製チューブ
１０加工装置（金型）
１１延伸用アクチュエーター
１００把持部（110,111,112,113,114の総称）
１１０把持機能部
１１１気密機能部
１１２スペーサー
１１３樹脂製チューブ投入穴
１２０フレーム
１３０移動壁
１４０樹脂製チューブ内加圧、減圧用流路
１５０アクチュエーターおよびロット
１６０移動壁用加圧ライン
２００スリット
２１０溝

Claims

樹脂製チューブを把持し延伸ブロー成型するための樹脂製チューブ把持装置であって、
把持装置の内部に、樹脂製チューブを把持する側（先端側）から順に、
樹脂製チューブ投入穴を有する把持機能部と、樹脂製チューブ投入穴を有する気密機能部と、移動壁が並んでおり、
移動壁を先端側に移動させることによって、把持機能部が圧縮され、把持機能部の樹脂製チューブ投入穴の径が減少し、樹脂製チューブ投入穴に投入された樹脂製チューブを把持することができ、
移動壁は、移動壁を貫通し樹脂製チューブ投入穴に繋がる加圧・減圧用流路を有する把持装置。
把持機能部の内周に溝および／またはスリットがある請求項１に記載の樹脂製チューブ把持装置。
把持機能部が、樹脂および／またはゴムで作製されている、請求項１または２に記載の樹脂製チューブ把持装置。
気密機能部が溝および／またはスリットを有する、請求項１～３の何れか１項に記載の樹脂製チューブ把持装置。
請求項１～４の何れか1項に記載の樹脂製チューブ把持装置を有する延伸ブロー成型装置。
請求項１～４の何れか1項に記載の把持装置を用いる、延伸ブロー成型された樹脂の製造方法。
請求項５に記載の延伸ブロー成型装置を用いる、延伸ブロー成型された樹脂の製造方法。
延伸ブロー成型された樹脂がバルーンカテーテルのバルーンである、請求項６または７に記載の延伸ブロー成型された樹脂の製造方法。