CN102939194A - 橡胶成形体的制造方法和传递成形用模具 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供橡胶成形体的制造方法，所述方法可在抑制气泡或未填充的同时，将未硫化橡胶填充至模具内，可良好地保持硫化成形后的橡胶特性。具体而言，其特征在于，其为将模具(1)内填充的未硫化橡胶加热硫化后脱模的橡胶成形体(7)的制造方法，将模具(1)内的空间划分为多个区域（18a-18h），在多个区域之中，向除一个区域之外剩余的区域中各自嵌入块体(19)，由此在无间隙地用块体(19)填充剩余的区域的状态下，将未硫化橡胶填充至所述的那一个区域，之后重复将未硫化橡胶填充至取出块体(19)之一而变空的区域的步骤，从而将未硫化橡胶填充至全部区域。

Description

橡胶成形体的制造方法和传递成形用模具

技术领域

本发明涉及块状橡胶成形体的制造方法，特别是涉及可合适地适用于橡胶成形体为车辆等的空气弹簧用制动器之类的大型物体的情况的橡胶成形体的制造方法。 

背景技术

现有技术中，作为用于铁道车辆等的空气弹簧，如专利文件1所示，已悉知其具有车辆的车体上安装的顶板、在其下方的车轮侧配置的底板、在整个顶板和底板上配备的橡胶制成的隔板、以及在底板与车轮侧的支架之间插入的弹性机构（制动器）。所述制动器控制车体的垂直方向的变动，一般而言，使用橡胶层与钢板相互层叠而成的层压橡胶构造。 

不过，出于某种原因，在所述空气弹簧中的隔板的空气压力不足的情况下，顶板会坐靠于底板上。在这种情况下，当制动器为层压橡胶构造时，特别是上下方向的缓冲性低，因而乘坐舒适性显著降低。 

对于这类问题，如专利文件2所示，已悉知使用块状一体式的橡胶成形体作为制动器的空气弹簧。专利文件2的制动器为厚壁的碗状的橡胶成形体倒扣的形状。也即，使内部形成空间的半球状的形状，与层压橡胶构造相比，上下方向上不容易发生弹性变形。因此，即使在隔板的空气压力不足的情况下，与层压橡胶构造的制动器相比，也可以保持具有乘坐舒适性的程度。 

只是，由于所述制动器中承受巨大荷重，使橡胶成形体整体坚固地一体化是重要的。但是，在使制动器之类的大型橡胶成形体在模具中成形的情况下，如果要将大量的未硫化橡胶一次性填充至模具，则气体会作为气泡残留在未硫化橡胶中，或容易发生橡胶的未填充。这些气泡或橡胶的未填充成为使硫化后的橡胶特性下降的一个原因。 

此外，在大量的未硫化橡胶一次性填充至模具的情况下，从未硫化橡胶的填充开始至填充结束需要很长时间。特别是，在作为成形橡胶的方法而较多使用的注射成形法中，为确保流动性，高温加热并注射未硫 化橡胶是必要的。因此，在填充刚开始后注入模具内的未硫化橡胶到填充结束之前会变得过热，硫化后的橡胶特性下降，发生所谓的“灼烧（ヤケ）” 

已悉知专利文件3和专利文件4用于解决形成大型橡胶成形体时的不便。具体而言，专利文件3记载了在模具内部插入挤出喷嘴，一边移动喷嘴，一边填充未硫化橡胶的方法。此外，专利文件4中，作为形成橡胶辊或挡泥板等大型圆筒体时常用的方法，记载了绕旋转轴卷绕未硫化橡胶片的方法。 

现有技术文件 

专利文件 

专利文件1：特开2007-127168号公报 

专利文件2：特开昭60-226308号公报 

专利文件3：特开2002-210753号公报 

专利文件4：特开2000-303431号公报 

发明内容

发明要解决的问题 

然而，在所述专利文件3记载的方法中，当橡胶成形体为球面形状时，压力并不是均等地施加至各部分，由于橡胶流动而发生未填充。此外，为了未硫化橡胶平稳地注入模具内，必须增大挤出喷嘴的直径，因而存在挤出喷嘴的移动受到限制的问题。 

此外，在专利文件4记载的方法中，因为是将未硫化橡胶片绕旋转轴卷绕的方法，所以不适合形成实心的橡胶成形体或球形的橡胶成形体，此外，还存在橡胶片间的接合力弱的问题。 

因此，鉴于上述问题，本发明的目的是提供橡胶成形体的制造方法，所述方法可在抑制气泡或未填充的同时，将未硫化橡胶填充至模具内，可良好地保持硫化成形后的橡胶特性。 

解决问题的手段 

为解决所述问题，本发明为将由在模具上形成的注入口填充至模具 内的未硫化橡胶加热硫化后脱模的橡胶成形体的制造方法，其特征在于，将所述模具内的空间划分为多个区域，重复将未硫化橡胶填充至每个所述区域的步骤，从而将未硫化橡胶填充至全部区域。 

根据上述构成，将模具内的空间划分为多个区域，为将未硫化橡胶填充至每个区域，可一边施加压力一边将未硫化橡胶填充至模具内，从而可事先抑制气泡或未填充的发生。据此，可良好地保持硫化后的橡胶特性。 

本发明的橡胶成形体的制造方法对于制造橡胶成形体的体积为10升以上的那些有效，对于制造橡胶成形体的体积为15升以上的那些特别有效。 

为了实施本发明的橡胶成形体的制造方法，例如，可使用将一个区域与其他区域分隔的分隔部件。此外，也可使用可无间隙地填充各区域的块体。 

对使用所述块体的橡胶成形体的制造方法进行详细说明，首先，在多个区域之中，向除与所述注入口连通的区域之外剩余的区域各自嵌入块体，由此在用所述块体无间隙地填充所述剩余区域的状态下，将未硫化橡胶填充至空白区域。之后，通过移动相对于多个区域的注入口的位置，取出新与所述注入口成为连通的区域的块体，重复将未硫化橡胶填充至变空的区域的步骤，即可将未硫化橡胶填充至全部区域。 

在模具上形成一个注入口即可。只是，通过在模具上形成多个注入口，可由多个注入口将未硫化橡胶同时填充至多个区域。由此，可缩短填充未硫化橡胶需要的时间。也即，在本发明中，将未硫化橡胶填充至每个区域，对于1个注入口，意味着将未硫化橡胶填充至每1个区域，在注入口为多个的情况下，对于多个注入口，意味着将未硫化橡胶注入每多个区域。 

块体可用金属材料形成。只是，出于材料成本、成形性和易处理性等的观点，优选用树脂形成。具体而言，树脂可列举聚酰胺树脂（尼龙）、聚酯树脂、聚缩醛树脂、超高分子量聚乙烯、氟树脂、聚醚醚酮树脂（PEEK）、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂（PBT）、聚苯硫醚树脂（PPS）、ABS树脂等，可适宜地使用可成形为各种形状的具有耐热性的树脂。 

另外，在块体的表面，优选已进行涂布由氟树脂类或有机硅类树脂 代表的脱模剂等的脱模处理。由此，即使在模具内与未硫化橡胶接触的块体也可容易地取出。 

在本发明中，将模具内的空间分割为多个区域，在每个区域将未硫化橡胶引入模具内。因此，通过未硫化橡胶的传递成形，可将其填充至模具内。也即，传递成形机中的传递釜限定未硫化橡胶的进料量，因此现有技术中对可成形的橡胶成形体的容量有限制。然而，在本发明中，通过将未硫化橡胶分为多次引入模具内，可进行传递成形。 

在传递成形中，与注射成形相比，可在高压下将未硫化橡胶引入模具内。因此，未硫化橡胶可在比注射成形更低的温度下供给至模具内。因此，即使未硫化橡胶的填充需要时间，也不用担心发生灼烧而使硫化后的橡胶特性下降。 

根据本发明的制造方法得到的橡胶成形体，即使为大型的橡胶成形体，也可在抑制气泡或橡胶的未填充的同时将未硫化橡胶填充至模具内，可良好地保持硫化成形后的橡胶特性。因此，可合适地制造块状一体化的橡胶成形体。 

此外，本发明的特征在于，将模具内的空间划分为多个区域，在每个前述区域中，使用具有相对于各区域可自由脱嵌并可无间隙地填充各区域的块体的传递成形用模具。 

发明效果 

在本发明中，将使橡胶成形体成形的模具内的空间划分为多个区域，重复向每个区域中填充未硫化橡胶的步骤，由此即使在制造大型的橡胶成形体的情况下，也可在抑制气泡或未填充的同时将未硫化橡胶填充至模具内，可制造可良好地保持硫化成形后的橡胶特性的橡胶成形体。 

附图说明

[图1]示出本发明的传递成形用模具插入成形机的热盘的状态的截面图 

[图2]图1的模具的平面图 

[图3]图1的模具的分解截面图 

[图4]橡胶填充用上模的分解截面图 

[图5]示出块体的斜视图 

[图6]示出从模具上取下第一上模和第二中模的状态的截面图 

[图7]示出将未硫化橡胶填充至2个区域的状态的模具的平面图 

[图8]示出从未硫化橡胶填充后的模具上取下橡胶填充用上模的状态的截面图 

[图9]示出在图8中设置环状安装板的状态的截面图 

[图10]示出使用硫化用上模闭合模具的状态的截面图 

[图11]示出空气弹簧的构成的截面图 

[图12]形成2个注入口的情形的模具的平面图 

具体实施方式

以下基于附图说明本发明的实施方案。在本发明的实施方案中，对使用传递成形机制造作为橡胶成形体的空气弹簧用制动器的情况进行说明。图1为示出将本发明的传递成形用模具（以下称为模具）插入传递成形机的热盘的状态的截面图，图2为上述模具的平面图，图3为模具的分解截面图。 

如图1-图3所示，模具1的外观基本为圆柱状，可在上下方向上分割为橡胶填充用上模2、中模3和下模4。模具1设置在传递成形机的热盘14a、14b之间。另外，模具1的橡胶填充用上模2可替换为硫化用模具5。 

橡胶填充用模具2在填充未硫化橡胶时使用，在未硫化橡胶填充至模具1内之后，替换为硫化用上模5进行硫化成形。另外，橡胶填充用上模2和硫化用模具5的下表面形成凸起部6，通过该凸起部6在制动器7上形成凹状的空间。 

橡胶填充用上模2由第一上模8和第二上模9构成，在第一上模8的上侧配置第二上模9。如图1所示，在第二上模9的下表面突出设置棒状的导杆部件10，在第一上模的上表面形成可与导杆部件10接合的接合孔。由此，第一上模8和第二上模9在上下方向上自由分接。此外，如图4所示，在第一上模8的上表面形成投入未硫化橡胶的凹状的槽11，在槽11的底面形成用于向模具1内注入未硫化橡胶的注入口12。在第二上模9的下表面，在与第一上模8的槽11对应的位置形成凸状的柱塞 13。 

第二上模9安装在传递成形机的上侧的热盘14a上，随着热盘14a的升降，可上下移动。如果热盘14a为上升的状态，则如图4所示，第二上模9与第一上模8分离，位于第一上模8的上方，在该状态下向槽11投入未硫化橡胶。未硫化橡胶投入后，通过下降热盘14a，柱塞13插入槽11内，槽11内的未硫化橡胶由注入口12注入模具内。 

中模3与制动器7的形状一致，可在上下方向上分割为第一中模15和第二中模16。也即，作为橡胶成形体的制动器7为厚壁碗状的形状，成为在高度方向的中间处形成最大直径的形状。因此，为了在成形后制动器7可从模具1上脱模，制造为可将中模3分割成形成最大直径的部分的上侧和下侧的构造。 

此外，硫化成形后，为了便于开模进而可将安装板17和21一体化成形的制动器从模具中取出，如图3所示，第二中模16可在左右方向上分割为2部分。同样地，第一中模15也可在左右方向上分割为2部分。在下模4的上表面的中央形成圆形的凹部，在所述凹部处设置与硫化成形后的制动器的顶部一体化附着的圆盘状的安装板17。 

在上述第一中模15和下模4中，在两者互相接触的面的一个面上形成多个销，另一面上形成与销接合的多个接合孔。由此，两者可在设定的位置接合。同样地，对于第一中模15和第二中模16，在一个面上形成销，另一个面上形成接合孔而使两者在设定位置接合，从而可作为模具1组装。 

另外，对于硫化用模具5和第二中模16，在硫化用模具5的下表面形成环状凹部5a，在第二中模16的上表面形成环状凸部16a，由此，两者可以接合。此外，第一上模8的下表面也可形成与硫化用模具5同样的环状凹部8b。 

进一步地，在第一上模8的下表面和第二中模16的上表面中的一个面的整个圆周上以45°间距形成销，另一个面上在整个圆周上以45°间距形成与销接合的接合孔。由此，第一上模8和第二中模16可绕模具1的中心轴以每45°嵌合而形成。 

模具1内的空间，如图2的虚线所示，由模具1的中心放射状地划分为8个区域18a-18h。另外，对于区域的数目没有特别限制，根据橡胶 成形体的形状和大小适宜地决定即可，但优选4-10左右的数目。在模具内的全部区域之中，对于除一个区域18a之外的剩余的区域18b-18h，配备有相对于各区域可自由脱嵌且可无间隙地填充各区域的块体19。 

图5为示出1个块体的斜视图，其在模具1内被嵌入7个。另外，优选地，在块体的表面上形成确定位置用的凸部（未作图示），并在模具1的内表面形成可与所述凸部接合的凹部（未作图示）。由此，当由注入口12注入未硫化橡胶时，可防止由未硫化橡胶的压力引起的块体19的位置偏移。 

在图2中，与注入口12连通的区域18a不填充块体19，剩余的区域18b-18h中嵌入块体19。另外，作为块体19的材质，本实施方式中使用ε-己内酰胺聚合成形的物质（日本ポリペンコ公司制的MC尼龙（注册商标））。 

对使用上述结构的模具1来制造制动器7的方法进行详述。首先，使用作为上模的橡胶填充用上模2，如图6所示，在取下第一上模8和第二中模16的状态下，将块体19嵌入如上所述的模具1内的设定位置。然后，组装第二中模16和第一上模8而闭合模具1。 

将第二上模9安装至上侧的热盘14a上，使热盘14a上升以使上模2为打开的状态。在所述状态下，向槽11内投入给定量的未硫化橡胶，然后使热盘14a下降。由此，柱塞13推入槽11中，以使未硫化橡胶由注入口12注入模具1内。 

在通过注入未硫化橡胶而用未硫化橡胶填充模具内的区域18a之后，使第二上模9随热盘14a上升。然后，如图6所示，取下第一上模8，接着取下第二中模16，从而取出区域18b的块体19。在这之后，组装第二中模16，将中模3和下模4一起如图2所示逆时针旋转45°。 

此时，以不旋转第一上模8、使注入口12成为与图2相同的位置的方式，再一次将第一上模8组装至中模（第二中模16）。由此，变空的区域18b成为与注入口12连通的状态。另外，如上所述，第二中模16与第一上模8可绕模具1的中心轴以每45°嵌合而形成。 

在所述状态下，在第一上模8的上方设置第二上模9，向槽11内投入设定量的未硫化橡胶，然后使热盘14a下降。由此，柱塞13推入槽11中，未硫化橡胶由注入口12注入模具1内。如此，如图7所示，继 区域18a后用未硫化橡胶填充区域18b。另外，未硫化橡胶填充的区域用圆点表示。 

以下，如上所述，将与填充了未硫化橡胶的区域邻接的区域的块体19取出，重复将未硫化橡胶填充至该区域的操作，由此可用未硫化橡胶填充全部区域。 

在将未硫化橡胶填充至全部区域完成之后，如图8所示，将橡胶填充用上模2取下（第二上模9也从热盘14a上取下）。然后，如图9所示，在中模（第二中模16）的上表面所形成的凹部的周围嵌入环状的安装板21，如图10所示，再次将硫化用上模5组装至中模3。 

之后，再一次使热盘14a下降，在将模具1插入热盘14a和14b中的同时，加热硫化模具1内的未硫化橡胶。此时，已形成硫化用上模5的凸起部，使其比橡胶填充用上模2的凸起部6略大。由此，在用热盘14a和14b对模具加压时，可有效地加压模具内的未硫化橡胶，从而可得到密合性出色的一体化的制动器7。 

由此得到的制动器7，如图11所示，用作空气弹簧的构成部件。空气弹簧由例如车辆的车体上安装的顶板22、其下方的车轮侧配置的底板23、整个顶板22和底板23上配备的橡胶制成的隔板24、以及在底板23和车轮侧的支架之间插入的制动器7构成。制动器7的环状的安装板21安装在车轮侧的支架（未图示）上，制动器7的圆盘状的安装板17安装在所述底板23上。 

作为本实施方案的成形条件，例如，将未硫化橡胶注入各区域时的模具的温度可为120℃-140℃，优选125℃-135℃。进一步地，作为将未硫化橡胶填充至全部区域后的硫化成形条件，硫化温度可为135℃-140℃，硫化时间可为3小时-3.5小时。 

也即，在本实施方案中，为了使用传递成形机向模具内注入未硫化橡胶，可向未硫化橡胶施加5MPa-15MPa左右的较大压力。因此，可在比硫化温度更低的温度下将未硫化橡胶注入模具1内。由此，即使向模具1内的全部的区域填充未硫化橡胶结束之前需要相当长的时间，硫化橡胶也不会发生灼烧。而且，由于不需要特别的设备，可控制制造成本。 

在本实施方案中，已对在1个模具上形成1个注入口12，并从该注入口12向每个区域填充未硫化橡胶的方案进行了说明，但不限于此，例 如，在1个模具上也可形成2个注入口。具体而言，例如，如图12所示，在相对于模具的中心成对称的位置处形成注入口12,12。与此对应地，在橡胶填充用上模2的第一上模8上设置2个槽，第二上模9上设置2个柱塞。 

另一方面，在模具1内的区域18b-18h之中，向除区域18a和18e之外剩余的6处区域中嵌入块体19。然后，以使注入口12,12与区域18a和18e连通的方式组装第二中模16和第一上模8，从而闭合模具1。在该状态下，通过将第二上模9的柱塞推入第一上模8，从2处的注入口12,12同时挤出未硫化橡胶。由此，将未硫化橡胶同时填充至区域18a和18e。 

之后，将区域18b和18f的块体19取下，接着如前所述，不改变橡胶填充用上模2的位置，将中模3和下模4一起如图2所示逆时针旋转45°以挤出未硫化橡胶，由此可将未硫化橡胶同时填充至区域18b和18f。以下，同样地，以区域18c和18g、区域18d和18h的顺序每2个区域同时填充未硫化橡胶。 

也即，在本发明中，相对于1个注入口，可将未硫化橡胶填充至每1个区域，通过设置多个注入口，可将未硫化橡胶同时注入多个区域，从而可缩短未硫化橡胶填充所需要的时间。 

工业适用性 

本发明可有益地用于制造车辆等的空气弹簧用的制动器之类的大型的橡胶成形体。 

符号说明 

1    模具 

2    橡胶填充用上模 

3    中模 

4    下模 

5    硫化用上模 

6    凸起部 

7    制动器 

8         第一上模 

9         第二上模 

11        槽 

12        注入口 

13        柱塞 

14a,14b   热盘 

15        第一中模 

16        第二中模 

17        圆盘状安装板 

18a-18h   区域 

19        块体 

21        环状安装板 

22        顶板 

23        底板 

24        隔板 。

Claims (6)

1.橡胶成形体的制造方法，其为将由在模具上形成的注入口填充至模具内的未硫化橡胶加热硫化后脱模的橡胶成形体的制造方法，其特征在于，将所述模具内的空间划分为多个区域，重复将未硫化橡胶填充至每个所述区域的步骤，从而将未硫化橡胶填充至全部区域。

2.权利要求1的橡胶成形体的制造方法，其特征在于，在所述多个区域之中，向除与所述注入口连通的区域之外剩余的区域中各自嵌入块体，由此在用所述块体无间隙地填充所述剩余的区域的状态下，将未硫化橡胶填充至空白区域，之后，通过移动注入口的位置，取出新与所述注入口成为连通的区域的块体，重复将未硫化橡胶填充至变空区域的步骤，由此将未硫化橡胶填充至全部区域。

3.权利要求2的橡胶成形体的制造方法，其特征在于，在所述模具上形成多个注入口，由所述多个注入口向多个区域同时填充未硫化橡胶。

4.权利要求1-3中任一项的橡胶成形体的制造方法，其特征在于，将所述未硫化橡胶通过传递成形而填充至所述模具内。

5.权利要求4的橡胶成形体的制造方法，其特征在于，所述橡胶成形体为空气弹簧用的制动器。

6.传递成形用模具，其特征在于，模具内的空间被划分为多个区域，每个所述区域中配有相对于各区域可自由脱嵌并可无间隙地填充各区域的块体。

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