モーメント測定装置及び長手状部材の成形方法

【課題】チューブ１のモーメントを簡単に測定可能とすることにより、所定のモーメント
を有する長手状部材を得ることのできるモーメント測定装置及び長手状部材の成形方法を
提供する。
【解決手段】所定長さに切断された長手状部材のモーメント測定装置６０において、長手
状部材の一部を支持して一定長さ分水平方向に張出すように支持する支持部材６３と、長
手状部材の水平方向に張出した先端側の基準位置からの下方向への変形量を計測する計測
手段とから成ることを特徴とするモーメント測定装置６０を提供する。長手状部材のモー
メントをモーメント測定装置６０により予め計測することで許容範囲のモーメント（反力
）を有する長手状部材と、それ以外の長手状部材とが判明する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長手状部材のモーメントを測定するモーメント測定装置及び長手状部材の成
形方法に関するもので、例えば、本発明は、プリンタ装置に用いられるインクチューブの
モーメントを計測する測定装置及び長手状部材の成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばプリンタ装置に用いられる可撓性の４連の平板状の中空チューブ１は、図
７（ａ）、(ｂ)に示すように長手状の孔２が例えば４個横並びとなるように形成された一
体成形品により形成されるもので、例えば、図８に示す如く所定長さに切断した中空チュ
ーブ（６連チューブ）１をＪないしはＵ字状に変形し、両側にコネクタ９２、９２を付加
し、一方のコネクタ９２を雄コネクタ９３ａを介してインクタンク９０側に、他方のコネ
クタ９２を雄コネクタ９３ｂを介してキャリッジ９１側に接続し、インクタンク９０側の
インクをキャリッジ９１で保持される記録ヘッドに供給する部材として用いられる。
【０００３】
前記中空チューブ１の孔２は、同一径Ｄのものを横方向に並べて多連チューブを形成す
るものとなっている。この場合、孔２，２の隣接部位に対応する肉厚λを、隣接部位以外
の部位の肉厚ｈより薄く形成して全体として平板状の中空チューブ１の幅ｗを可能な限り
幅狭に成形したものが公知となっている。
このような中空チューブ１は、押出し成形金型に多連の中空チューブ１の断面形状に対
応する押出し孔より溶融樹脂を押出すことにより、長手状のチューブとして形成している
。このような多連の中空チューブ１においては、各孔２，２に対応する各チューブ部分の
全高Ｈ、幅Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄがほぼ等しい。
【０００４】
このようなチューブはポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系
の可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、スチレン系のＴＰＥ、ポリアミド系のＴＰＥ、あるい
は、ウレタン系のＴＰＥ等を混合し、押出し成形金型により押出して形成され、所定寸法
にカットしたものを、図８に示す如くＪ字状又はＵ字状を成す如く変形して使用されるの
が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２４５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記中空チューブ１を製造する際に、チューブの弾力性を得る目的でＰＰ量を増加する
と、Ｊ字状又はＵ字状に変形した形状から直線状に戻る方向のモーメント（反力）が大き
くなるので、このモーメントがキャリッジ９１に作用し、さらにはこのキャリッジ９１で
支持されるヘッド位置に及んでヘッドを規定位置に正確に設定するのに支障となってしま
い、正確な部位にインクを噴射して付着できないという問題があった。
本発明は、チューブのモーメントを簡単に測定可能とすることにより、所定のモーメン
トを有する長手状部材を得ることのできるモーメント測定装置及び長手状部材の成形方法
を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明は、上記課題の解決を目的として、長手状部材の一部を支持して一定長さ
分水平方向に張出すように支持する支持部材と、前記長手状部材の水平方向に張出した先
端側の基準位置から下方向への変化量を計測する計測手段とから成る、モーメント測定装
置を提供する。前記構成からなるモーメント測定装置によれば、長手状部材のモーメント
を前記モーメント測定装置により予め計測する。これにより、許容範囲のモーメント（反
力）を有する長手状部材と、それ以外の長手状部材とが判明し、許容範囲のモーメントを
有する長手状部材を例えばインクチューブとして記録装置に取付けることにより、ヘッド
位置がインクチューブのモーメントに影響されること無くヘッド位置を規定位置へ安定に
保持し、正確な部分にインクを噴射して付着でき、高品質の記録装置を得ることができる
。
【０００７】
また、他の発明によると、モーメント測定装置において、支持部材は長手状部材の水平
方向に張出す方向とは反対の後端側を支持する。自由端の先端側の垂直方向の変形量を計
測するために、長手状部材の後端側を支持するという簡単な構成にて容易に長手状部材の
モーメントを測定することが可能となる。
【０００８】
また、他の発明によると、前記モーメント測定装置の計測手段は目盛り付きの指示器よ
り構成される。これにより、自由端側の変形量、すなわち長手状部材のモーメントを数値
として表すことで正確にモーメントを計測することができる。
【０００９】
また、他の発明によると、前記計測手段は、変形量を検出する光学センサより成る。こ
れにより、当該計測において、測定作業の簡易化及び測定誤差の低減が可能となり、効率
的な計測が可能となる。
【００１０】
また、他の発明によると、指示器に長手状部材のモーメントについての許容範囲を設け
、当該許容範囲を色マークで表示する。これにより、作業者が目視で瞬時に許容範囲を判
断することができ、測定作業の簡易化が可能となり、測定者による人的誤差等の測定誤差
を低減させることができる。
【００１１】
また、他の発明によると、長手状部材の成形方法において、押出し成形後の計測は、長
手状部材の押出し成形から所定時間経過後に行なう。これにより、樹脂製長手状部材の成
形後に生じる温度変化に伴う材料収縮等により長手状部材の成形後に不安定である時間を
避け、長手状部材が安定するための時間を確保することができる。よって、計測時の長手
状部材の材料歪み、寸法変化を避けることができ、モーメントの測定がより正確となる。
【００１２】
また、他の発明によると、前記計測において、長手状部材の後端側を支持した後、所定
時間経過後に計測する。これにより、長手状部材が自然屈曲により十分変形することで、
前記計測において、長手状部材が時間経過により変形する状態における計測を避けること
ができ、すべての長手状部材についてモーメントを正確に計測することができる。
【００１３】
また、他の発明によると、長手状部材を、チューブを並べて一体化して構成した多連チ
ューブとした場合、多連チューブの連なる方向が長手状部材の長手方向に対して水平並び
となるようにその後端側を支持する。これにより、測定装置は、多連チューブを支持部に
差込むだけで迅速、かつ的確にモーメントを計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
最良の形態１
以下、発明の実施の形態を用いて本発明を説明する。
図１ないし図３は最良の形態１を示し、図１は長手状部材の成形方法を説明するための
工程図、図２はモーメント測定装置を示す簡略構成図、図３はモーメント測定装置の要部
を示す拡大図である。
【００１５】
図１に示す長手状部材の製造工程において、中空チューブ１を構成する樹脂の素材とし
ては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系の可塑性エラスト
マー（ＴＰＥ）、スチレン系のＴＰＥ、ポリアミド系のＴＰＥ、及び、ウレタン系のＴＰ
Ｅなどの、固化後に可撓性を有する樹脂が用いられる。
【００１６】
中空チューブ１は、上記樹脂を押出成形機１０のホッパ１１に投入し、シリンダ１３か
ら、これを加熱・溶融しながらスクリュー１２により押出しヘッド１４の吐出口から吐出
される。押出された中空チューブ１は、冷却機２０の冷却槽２１内の水で、常温近傍まで
冷却される。押出された中空チューブ１は、引取機３０により、所定の張力を加えられな
がら引き取られる。
【００１７】
引取機３０で引き取られた中空チューブ１は、ヒータ４１、４１を上，下に有する炉か
ら成るアニール機４０で所定温度の下でアニール加工され、アニール加工後に切断刃５１
で所定長さに切断され、収容部５０に１本ずつ収容される。また、図１では、アニール加
工はチューブ切断前に行なわれるが、チューブ切断後に行なわれてもよい。収容部５０内
の中空チューブ１はサンプリングにより長手状部材としてのチューブのモーメント測定装
置６０により反力すなわちモーメントが測定される。このモーメント測定装置６０は図２
（ａ）、（ｂ）に示すように構成される。
【００１８】
図２（ａ）、（ｂ）に示すモーメント測定装置６０は、長辺形の水平台６１と、この水
平台６１の中央より垂直に立上るボード６２と、このボード６２の片面の上部左端に位置
する支持部材６３と、ボード６２の片面右端に位置する計測手段としての指示器６５と、
ボード６２の片面右端の、支持部材６３と略同じ高さの所に位置するストッパ６４とから
成る。
【００１９】
上記支持部材６３は、ボード６２の片面に、上，下に支持幅Ｌを保って平行な下部片６
３ｂ及び上部片６３ａより成る。上記指示器６５はボード６２の右端側に配設され、中空
チューブ１の自由端の先端部１ａ側の下方向への変形量（垂れ量）を指示し、中空チュー
ブ１の反力すなわちモーメントを表示する目的で、上，下方向（垂直方向）に目盛りが付
された計測板より成る。ストッパ６４はボード６２に接着材、ねじ等で固定され、計測前
における中空チューブ１の先端部１ａ側の位置を決めるものである。
【００２０】
ストッパ６４はボード６２の支持部材６３とは反対側に、所定位置にあらかじめ取付け
られており、水平方向に張出した中空チューブ１の自由端の先端部１ａをこのストッパ６
４に突き当てた状態で、中空チューブ１の後端部１ｂ側を支持部材６３で挟持することで
、中空チューブ１の支持部材６３から先端部１ａまでの長さをどのようなチューブについ
ても一定長に保持できる。一例として、中空チューブ１の支持部材６３から先端部１ａま
での長さＸが１７７ｍｍとなるようにストッパ６４は位置される。これにより、中空チュ
ーブ１をモーメント測定装置６０に取付ける際、中空チューブ１の支持部材６３より、各
種中空チューブの自由端の先端部１ａまでの長さＸを簡単な作業で、効率的にかつ正確に
１７７ｍｍと一定に保てる。
【００２１】
上記支持部材６３は図３に示すように中空チューブ１の後端部１ｂを挟むための下部片
６３ｂと上部片６３ａとを有する。この場合、上部片６３ａと下部片６３ｂとの間隔であ
る支持幅Ｌは中空チューブ１の長手方向側面の上下各々を中空チューブ１の高さ（全高）
Ｈよりやや狭い幅とする。中空チューブ１を中空チューブ１の高さＨよりやや狭い支持幅
Ｌで挟んで保持することにより、後端部１ｂを下部片６３ｂと上部片６３ａとの間に水平
向きで差し込むだけで簡単に安定して保持する。
【００２２】
支持幅Ｌは、中空チューブ１の形状が測定前後で変化することがない微少な幅としてい
るので、例えば中空チューブ１が当該測定後、上部片６３ａ、下部片６３ｂでの保持より
開放されれば、中空チューブ１自体の弾性により、弾性変形が解消され、測定前の形状に
復元される。
【００２３】
計測手段としての指示器６５には、中空チューブ１の水平位置（ストッパ６４で阻止さ
れた状態）を基準（０）として、下部方向に目盛りが等間隔となるように付してある。よ
って中空チューブ１の先端が垂れるよう変形してこの目盛りの上で停止した位置を目視す
る事で、中空チューブ１の変形量（先端側垂れ量）を知ることができる。すなわち、目盛
りではあらかじめ上限Ａａと下限Ａｂとでモーメント許容範囲Ａが設定されており、この
許容範囲Ａ内に、中空チューブ１の先端部１ａが入っているかどうかを作業者が目視で判
断することで、中空チューブ１のモーメントが正規かどうか知ることができる。なお許容
範囲Ａの上限Ａａ、下限Ａｂは、チューブの種別、例えば単管、２管、３管・・・毎にあ
らかじめ設定される。
【００２４】
図１に示す長手状部材の成形方法としての押出成形チューブの製造工程において、上記
中空チューブ１を構成する樹脂の素材を押出成形機１０のホッパ１１からシリンダ１３に
投入し、これを加熱・溶融しながらスクリュー１２により押出しヘッド１４の吐出口から
吐出させ、押出しヘッド１４に取付けられた成形用金型１５により所望の断面形状を有す
る中空チューブの形態に成形して押出す。押出された中空チューブ１は、冷却機２０の冷
却槽２１中の水で、常温近傍まで冷却される。押出された中空チューブ１は、引取機３０
により、所定の張力を加えられながら引き取られる。上記で成形された中空チューブ１は
ヒータ４１、４１を上，下に有する炉から成るアニール機４０で所定温度の下でアニール
加工され、アニール加工後に切断刃５１で所定長さに切断され、収容部５０に１本ずつ収
容される。
【００２５】
収容部５０内の中空チューブ１はサンプリングにより図２に示す長手状部材のモーメン
ト測定装置６０により反力が測定される。この測定では、図１に示す製造過程でサンプリ
ングした中空チューブ１の自由端の先端部１ａを指示器６５に当接させた状態で、水平向
きで中空チューブ１の後端部１ｂをモーメント測定装置６０の下部片６３ｂ、上部片６３
ａ間に差し込み、所定時間経過後、先端部１ａ側が下方に撓んだ後停止した位置の指示器
６５の目盛りを判読することで、その垂れ量すなわち変形量を知ることができる。従って
、この変形量が許容範囲Ａの上限Ａａよりも上にはみ出しておればチューブのモーメント
が大き過ぎることが判明し、許容範囲Ａの下限Ａｂより下回っておればこのモーメントが
小さ過ぎることが判明し、図１に示すホッパ１１に投入する素材の成分を調整する等して
、規定のモーメントのチューブの製造が可能となる。
【００２６】
上記モーメント測定装置６０における計測は、中空チューブ１が樹脂製チューブの押出
し成形から計時して所定時間経過後（例えば３０分後）に行なえばよい。中空チューブ１
の押出し成形後に温度変化に伴う材料歪み等により中空チューブ１が不安定となる時間を
避け、中空チューブ１が安定するための時間を確保するためである。
【００２７】
上記モーメント測定装置６０における測定を、中空チューブ１を支持部材６３により支
持した後計時を開始して、自然屈曲による垂れ下がりに必要な所定時間経過後、中空チュ
ーブ１の反力を指示器６５より計測する。例えば、中空チューブ１の後端部１ｂを支持部
材６３で支持した後、１５分間放置し、自然屈曲により中空チューブ１の先端部１ａが十
分に垂れ下がる時間を確保することで、安定的に長手状部材としての中空チューブ１のモ
ーメントを知ることができる。なお、指示器６５にはあらかじめ、測定すべきチューブの
種別毎に許容範囲Ａの異なる数値が設定されており、作業者は測定すべき中空チューブ１
の種別に応じて中空チューブ１の先端部１ａが許容範囲に入っているかを目視で判断すれ
ばよい。
【００２８】
図４は、実験にもとづく中空チューブ１の変形量と動的モーメント比較例を示す。本モ
ーメント測定装置６０を用い、多連中空チューブのモーメントである反力を計測した測定
値について、縦軸を動的モーメント、横軸を自然屈曲値として表示する。被測定部材であ
る多連中空チューブは、チューブ成形後６時間以上経過して、十分冷却されたものとする
。また、計測において、多連チューブの後端側を支持した後、計測するまでの所定時間を
１５分と設定し計測した。
【００２９】
アニール加工前後で自然屈曲値がどの程度変化するかを多連チューブであるチューブＡ
、Ｂ、Ｃについて実験により調べた。アニール加工前と加工後の自然屈曲による計測値の
変化を屈曲差とした。屈曲差はアニール加工前後で２ｍｍ以下であり、殆ど無いものと見
なせる。これにより、アニール加工工程の前後を問わず又は有無によらず、上記長手状部
材の反力を計測することができる。
【表１】

【００３０】
以上の通り、本発明を最良の形態１に基づいて説明したが、本発明の技術的範囲はこれ
に限定されるものではない。他の実施形態として許容範囲Ａの部位に「青」「緑」等の色
マークを付加して、作業者が長手状部材の変形量を判別し易くなるようにしても良い。
また、本発明は図８に示すようなプリンタに適用することに限らず、医療用や他の工業
分野等にも適用可能である。
【００３１】
最良の形態２
図５は、支持部材６３の他の実施形態を示す拡大図である。支持部材６３は、上部片６
３ａと下部片６３ｂで水平向きの中空チューブ１の後端部１ｂを保持するものであり、上
向き垂直ボルト７７の下端より水平方向に突出する固定部材７２と、垂直ボルト７７のね
じ切り部７３が貫通する孔７５を有し、上記下部片６３ｂと平行を保つように突出し、か
つ上，下動自在となった作動部材７１を備え、固定部材７２の上面に下部片６３ｂが、作
動部材７１の下面に上部片６３ａが取付けられている。７６は作動部材７１を上方に押圧
するスプリングである。これにより、調節ナット７４を軽く締めることにより、上部片６
３ａと下部片６３ｂの幅である支持材幅Ｌが調節可能となる。これにより、図７（ｂ）に
示す中空チューブ１の全高Ｈが種々のタイプのチューブについて後端部側の保持が対応可
能となる。
【００３２】
最良の形態３
図６（ａ）〜（ｄ）は、他の実施形態である光学センサ設置形態を示す簡略構成図であ
る。各図（ａ）〜（ｄ）に示すように、計測手段としては、目盛板による指示器６５によ
らず、光学センサ８０により構成してもよい。光学センサ８０は受光板８２、発光板８１
、表示板８３、制御部８４とからなる。発光板８１と受光板８２は、計測対象である中空
チューブ１の自由端の先端部１ａ側を中空チューブ１と接触しないよう、一定の間隔を置
いて間に挟む状態でボード６２へ取付ける。
【００３３】
発光板８１は、発光素子８１ａが複数個縦方向に配設され、発光素子から受光板８２方
向へ光が発せられる。受光板８２は、受光素子８２ａが複数個縦方向に配設され、発光板
８１から発する光を受ける。制御部８４は、発光素子８１ａを発光させ、かつ複数の受光
素子からの電気信号を受け、表示結果を算出する。表示板８３は、制御部８４からの結果
を表示する。発光板８１に配設された発光素子８１ａは、一例として発光ダイオードなど
の素子を用いる。受光板８２に配設された受光素子８２ａは、フォトダイオード、フォト
レジスタ、ＣｄＳセルなどの素子を用い、縦方向に隣り合う受光素子は共に一定の間隔を
置いて取付ける。発光板８１と受光板８２との間に中空チューブ１の自由端側の先端部１
ａ側が位置することになる。
【００３４】
図６（ｃ）、（ｄ）に示す如く光センサは、発光素子８１ａより光が発せられ、受光板
８２に配設された受光素子８２ａにより光が受光され、制御部８４を通して表示板８３に
表示するものである。計測対象となる中空チューブ１の自由端の先端部１ａは、発光板８
１と受光板８２との間にあり、発光素子８１ａからの光を遮り、受光板８２に中空チュー
ブ１の自由端の先端部１ａと同じ高さに同一形状の影を作る。受光板８２に複数配設され
た受光素子８２ａは、上記影により光を受ける素子と光を受けない素子とに分かれる。制
御部８４では各受光素子の上記受光結果を受け、算出したものを電気信号に置き換える。
表示板８３は、制御部８４からの電気信号による結果を表示する。なお、制御部８４はあ
らかじめ設定された許容範囲Ａ内の受光素子８２ａを活性化し、この許容範囲Ａ内の受光
素子８２ａのいずれかが、影により受光しなければ、この許容範囲Ａ内に先端部１ａが存
在して、モーメントとして正規とみなすことができる。
【００３５】
上記影は中空チューブ１の自由端の先端部１ａと同じ高さにあり、自由端の先端部１ａ
の高さが変われば、影の高さも同じ高さに変わるものである。よって、モーメント測定装
置６０による測定は、影で置換して計測値を求めることもできる。この場合、表示板８３
に中空チューブ１の変形量（モーメント）をデジタル表示しても良いが、あらかじめ中空
チューブ１の種別毎に設定した許容範囲Ａ内に中空チューブ１の先端部１ａが入っている
か否かを、制御部８４で判定して表示板８３に許容範囲以内にあるときは「ＹＥＳ」、許
容範囲以外にあるときは「ＮＯ」を表示するようにしてもよい。許容範囲Ａは制御部８４
内の記憶部に記憶されているものとし、中空チューブ１の種別に応じて読出されるものと
する。
【００３６】
このように、本発明によれば、簡単な構成による長手状部材のモーメント測定装置を得
ることができるので、規定範囲のモーメントを有する長手状部材を容易に判別でき、作業
の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】押出成形チューブの製造工程を示すブロック図である。
【図２】モーメント測定装置を示す簡略構成図である。
【図３】支持部材の側面拡大図である。
【図４】変形量と動的モーメント比較を表す特性図である。
【図５】支持部材の他の実施形態を示す拡大図である。
【図６】光学センサ設置形態及び光学センサ断面を示す簡略構成図である。
【図７】従来の長手状部材の一例を示す斜視図及び断面図である。
【図８】従来の中空チューブを記録装置に接続した接続構成図である。
【符号の説明】
【００３８】
１中空チューブ、１ａ先端部、１ｂ後端部、１０押出成形機、１１ホッパ、
１２スクリュー、１３シリンダ、１４押出しヘッド、１５成形用金型、
２０冷却機、２１冷却槽、３０引取機、４０アニール機、４１ヒータ、
５０収容部、５１切断刃、６０モーメント測定装置、６１水平台、
６２ボード、６３支持部材、６３ａ上部片、６３ｂ下部片、６４ストッパ、
６５指示器、７１作動部材、７２固定部材、７３ねじ切り部、
７４調節ナット、７６スプリング、７７垂直ボルト、８０光学センサ、
８１発光板、８１ａ発光素子、８２受光板、８２ａ受光素子、８３表示板、
８４制御部、９１キャリッジ。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さに切断された長手状部材のモーメント測定装置において、前記長手状部材の一
部を支持して一定長さ分水平方向に張出すように支持する支持部材と、前記長手状部材の
水平方向に張出した先端側の基準位置からの下方向への変形量を計測する計測手段とから
成ることを特徴とするモーメント測定装置。
【請求項２】
前記支持部材は長手状部材の水平方向に張出す方向とは反対の後端側を支持することを
特徴とする請求項１に記載のモーメント測定装置。
【請求項３】
前記計測手段は自由端の先端側の変形量を指示する目盛り付きの指示器より成ることを
特徴とする請求項１に記載のモーメント測定装置。
【請求項４】
前記計測手段は、自由端の先端側の変形量を検出する光学センサより成ることを特徴と
する請求項１に記載のモーメント測定装置。
【請求項５】
前記指示器には、変形量の許容範囲を示す色マークを表示したことを特徴とする請求項
３に記載のモーメント測定装置。
【請求項６】
連続的に押出し成形される樹脂製長手状部材を、所定長さに切断して成形した長手状部
材の成形方法において、前記長手状部材を請求項１のモーメント測定装置で測定するのを
樹脂製長手状部材の押出し成形から所定時間経過後に行うようにしたことを特徴とする長
手状部材の成形方法。
【請求項７】
前記請求項１に記載のモーメント測定装置による計測を、長手状部材の後端側を支持し
て水平に支持後、所定時間経過後に行うようにしたことを特徴とする請求項６に記載の長
手状部材の成形方法。
【請求項８】
前記長手状部材は、押出し成形されて成り、チューブを並べて一体化した多連チューブ
より成り、多連チューブが水平並びとなるようにその後端側を支持したことを特徴とする
請求項６に記載の長手状部材の成形方法。

【図１】