JP2010179524A - 免震構造体用単位積層ゴムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形されたゴムシートを打抜いて未加硫の単位積層ゴムを形成する場合のような、材料歩留り等の問題を生じることがなく、射出成形によって、未加硫単位積層ゴムを形成する場合のような、寸法精度の低下、設備コストの増加、スコーチの発生のおそれ等のない免震構造体用単位積層ゴムの製造方法を提供する。
【解決手段】成形型３内で、一枚の金属板１上に一枚の未加硫ゴム層９を積層形成してなる単位積層ゴム１０を製造するに当って、成形型３の開放姿勢で、その成形型３内に予め配設した金属板１上に、所定量のゴム材料５を注入し、次いで、ゴム材料５それ自体を、金属板１の厚みのばらつきのいかんにかかわらず、成形型３の開放量の低減下で、一定のゴム厚みとなるまで押込み変形させて、金属板１上に、所要の外輪郭寸法のゴム層９を一体形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、一枚の金属板上に、一枚の未加硫ゴム層を積層形成してそれらを一体化させてなる、免震構造体用単位積層ゴムの製造方法に関するものであり、かかる単位積層ゴムは、たとえば、一対のフランジ間で、金属板とゴム層とが交互に位置する姿勢として、その複数本、たとえば数十枚をさらに積層した状態で加硫を施すことによって免震構造体を構成することができる。

従来のこの種の免震構造体の製造方法としては、たとえば、特許文献１に開示されているように、「剛性板と、架橋処理可能な板状粘弾性材素材、たとえば未加硫ゴムとの重ね合せ接合体を、ポンチとダイスを備えた剪断プレス加工装置に供給して、剛性板側から打抜き加工する操作を繰り返し、打抜き成形品を順次多重に積層せしめ、多重積層体として得られた打抜き成形品を金型内に装入して、これに架橋処理を施すことを特徴とする」方法がある他、未加硫ゴムを、射出成形をもって金属板上に積層して一体化させてなる未加硫の単位積層ゴムを所要の枚数積層した状態で加硫させる方法等がある。

特公平６−５３４０９号公報

ところで、このような免震構造体にあっては、たとえば、４０〜６０枚の単位積層ゴムを積層してなる製品免震構造体において、ゴムと金属板との協働下での、制振および振動減衰性能、ならびに、剪断ばね特性等との関連の下で、ゴムの体積、より直接的にはゴムのトータル厚みを、設計値の±０．２％の範囲に収めることが要求されている他、ゴムの外輪郭寸法を金属板のそれと十分に対応させたものとすることが要求されている。

かかる要求を満たすためには、たとえば特許文献１に記載された方法では、カレンダーその他によって圧延成形されたゴムシートから、所定の外輪郭寸法に打抜いた多数枚のゴム板のそれぞれを金属板に積層して一体させてなる未加硫の単位積層ゴムを形成するに当って、カレンダー等によって成形されたゴムシートは、多くは、設計値に対して±８〜１０％程度の厚み誤差を有することによるため、トータルの厚み誤差を設計値の±０．２％の範囲内に収めるべく、多数枚打抜いたゴム板中から、所要の厚みのものだけを選択して使用することで辻褄合わせをすることが必須となるので、使用されなかった多くのゴム板が練り返しにフィードバックされ、また、複数回の練り返しによってなお使用されなかったゴム板は廃棄を余儀なくされるという材料歩留り上の問題が生じ、また、カレンダー等による圧延工程および、圧延成形されたゴムシートを巻回保存するための離型材としてのプラスチックシートが不可避となるという問題もあった。

そしてまた、射出成形型の型締めによって区画される成形キャビティ内に予め位置決め配置した金属板に対し、そのキャビティ内へのゴム材料の射出によって未加硫の単位積層ゴムを形成する場合は、成形型の型締め下での成形キャビティの容積が常時一定であることから、金属板の厚みのばらつきに対応できないという問題があった。
すなわち、圧延材料からなる金属板には、厚みのばらつきが存在することは一般的であり、その厚みが厚すぎるときは、所定量のゴム材料の射出によって、そのゴム材料が金属板の周囲に溢れ出すことになるため、金属板上のゴム厚みを所期した通りのものとすることができず、一方、金属板の厚みが薄すぎるときは、射出されたゴム材料が金属板の中央域に、所定の厚みより厚く積層されることになるとともに、積層されたそのゴム材料の外輪郭寸法が所期したものより小さくなるという問題があり、これがため、未加硫の単位積層ゴムの複数枚を積層しても、ゴムのトータル厚みを所定の範囲内に収めることが難しく、また、免震構造体の外輪郭寸法精度の低下等が否めないという問題があった。

しかもこの場合は、射出成形型の型開きによって、たとえば、１００ＭＰａもしくはそれを越える射出圧力が解放されたときは、ゴム材料内の圧力分布に起因して、単位積層ゴムのゴム厚みが、それの中央域で山形状に厚くなるため、ゴム厚みの寸法精度の一層の低下が余儀なくされるという問題もあった。

そしてさらに、ゴム材料を射出成形するときは、たとえば、直径が７００〜１０００ｍｍの単位積層ゴムの形成のため、たとえば１〜６Ｌのゴム材料の射出に当っては、１００ＭＰａを越える射出圧力が必要になるため、設備能力の大型化に伴う設備コストの増加が否めず、また、高圧射出に起因するゴム材料のスコーチの発生のおそれが高いという問題もあった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、成形されたゴムシートを打抜いて未加硫の単位積層ゴムを形成する場合のような、材料歩留り等の問題を生じることがなく、射出成形によって、未加硫単位積層ゴムを形成する場合のような、寸法精度の低下、設備コストの増加、スコーチの発生のおそれ等のない、従来技術の問題点をことごとく解決した免震構造体用単位積層ゴムの製造方法を提供するにある。

この発明の免震構造体用単位積層ゴムの製造方法は、成形型内で、一枚の金属板上に一枚の未加硫ゴム層を積層形成してなる単位積層ゴムを製造するに当って、成形型の、たとえば、金属板厚みをも含む所要の厚みの１．５〜１．９倍の範囲の開放姿勢で、その成形型内に予め配設した金属板上に、所定量のゴム材料を、射出成形に比して１／３以下の低圧で、また、注出ノズルの大径化の下に、発熱を抑制しつつ短時間のうちに、注入し、次いで、所定量のゴム材料それ自体を、金属板の厚みのいかんにかかわらず、成形型の開放量の低減下で、予め定めた一定のゴム厚みとなるまで、たとえば、５もしく６ＭＰａ〜５０００ｋＰａ程度の低圧で、低い速度にて押込み変形させて、金属板上に、所要の外輪郭寸法のゴム層を一体形成するにある。

この場合、より好ましくは、各金属板の厚みを、公知の適宜の方法にて求めるとともに、その厚みに基いて注入ゴム材料の押込み変形量を決定し、対をなして前記成形型を構成するそれぞれの型部材の少なくとも一方の変位によって、注入ゴム材料を、決定された前記押込み変形量に対応する量だけ押込み変形させる。

ところで、金属板の厚みは、その金属板の重量測定によって求めることが好ましい。

この発明の製造方法では、成形型の開放姿勢の下で、その内側へ所定量のゴム材料を注入することで、前記射出成形に比してゴム材料の注入圧力を大きく低減できるとともに、注出ノズルの大径化の下で、所定量のゴム材料を極く短時間の内に注入できるので、カレンダー等によるゴムシートの成形および、そのゴムシートの打抜き、ならびに、打抜いたゴム板の選択使用等を不要としてなお、射出成形ほどの設備コストを必要とすることなく、また、短いサイクルタイムにてその注入を能率的に行うとともに、ゴム材料の自己発熱を抑制して、スコーチの発生のおそれを有利に取り除くことができる。

またここでは、成形型の開放下で注入したゴム材料を、金属板の現実の厚みに応じて、所要した通りの一定ゴム厚みとなるまで、成形型の開放量の低減下で押込み変形させることで、金属板の厚みのばらつきのいかんにかかわらず、製品のトータルゴム厚みを、許容範囲内に簡易に、かつ確実に収めることができる。

そしてこの場合、ゴム材料の押込み変形を、低い圧力で、たとえば、１０ｍｍ／ｍｉｎ以下の低速にて行わせることで、ゴム材料内の圧力分布を十分均一なものとして、押込み圧力の除去時の、そのゴム材料の中央域の、山形形状への弾性復帰を有効に防止するとともに、そのゴム材料の厚み寸法精度の一層の向上を実現することができる。

ところで、未加硫の単位積層ゴムをこのようにして製造するときは、この製造工程をも含め、製造された単位積層ゴムの所要枚数の積層を、ロボットその他によって自動的に行うことができるので、作業者の人手による作業を大きく低減させて、作業能率をより有効に向上させることができる。

なお、この製造方法において、金属板の厚みを求めるとともに、その厚みに応じて、金属板上に注入されたゴム材料の押込み量を決定する場合は、金属板上のゴム厚み精度を、金属板の厚み精度のいかんにかかわらず一層高めることができる。
そしてこの場合は、厚みを求めた金属板の、成形型内への位置決め配置をもまたロボット等を用いて行うことで、作業能率をより一層高めることができる。

ところで、ここにおける金属板の厚みは、レーザ干渉測長器、各種マイクロメータ、ノギス等の既知の適宜の測長器を用いて直接的に測定し得ることはもちろんであるが、金属板の重量を測定し、この測定値から厚みを換算する場合は、金属板に必然的に生じる厚みのばらつき等に影響されることなく、平均的な厚みを簡易に、かつ迅速に求め得る利点がある。

この発明の方法に用いることができる作業工程を例示する略線断面図である。 ゴム材料の注入工程を模式的に示す要部拡大断面図である。 形成された未加硫の単位積層ゴムの成形型内の状態を示す要部拡大断面図である。

図１はこの発明の方法に用いることができる作業工程を例示する略線断面図である。
ここでは、はじめに、予め所要の寸法に切断された、所定の枚数の金属板１のそれぞれを、図１（ａ）で示すように、吊持装置Ｈで吸着保持等して、図１（ｂ）に示す計量装置Ｍ１上に載置して各金属板１の重量測定を行い、この重量から、金属板１の厚みを計算するとともに、その計算結果から、金属板１上に、後述するように注入されたゴム材料の押込み変形量を決定する。

その後は、計量装置Ｍ１上の金属板１を、ロボットその他の適宜手段、図１（ｃ）に示すところでは吊持装置Ｈをもって、たとえば、成形型３の下型３ａのエジェクターピン４上に位置決め載置し、次いで、図１（ｄ）に示すように、エジェクターピン４の後退変位下で、金属板１を下型３ａ上に直接的に載置させた状態で、その下型３ａに対して上型３ｂを下降変位させるも、それらの両型３ａ，３ｂ間に、後述するような幾分の間隔をおいて、成形型３の開放姿勢で、下型３ａ内の金属板１上に、所定量のゴム材料５を、射出ノズルその他の注出ノズル６から注入する。

ここで、ゴム材料５のこの注入は、たとえば図２に、要部を拡大断面図で模式的に示すように、開放姿勢の成形姿勢の成形型３の、上下型３ａ，３ｂの間隔Ｄを、金属板１の厚みＡと、ゴム材料５の押込み変形後の最終一定厚みＢ、図に示すところではスペーサ７によって特定される一定厚みＢとの和の１．５〜１．９倍の範囲に設定して、射出ノズルよりはるかに大径の注出ノズル６から、その間隔Ｄ間へ、射出成形に比して１／３以下の低圧で、短時間のうちにゴム材料５を注入することによって行うことができる。

そして、このような注入の後は、図１（ｄ）に示すように、下ラム８を、上述のようにして、予め決定された押込み量だけ、たとえば、５もしくは６ＭＰａ〜５０００ｋＰａ程度の低圧の下、８〜１０ｍｍ／ｍｉｎ程度の低速で上昇変位させ、これに基づく下型３ａの上昇変形によってゴム材料５を、図３に例示するように、金属板１に積層されてそれに一体化された、一定厚みで、所要の外輪郭寸法を有するゴム９とする。
なおこの場合、ゴム９は、所定の一定厚みを有してなお、それの外輪郭寸法は、成形型の寸法、図ではスペーサ７の寸法より幾分小さい寸法を有するものとすることができる。

以上のようにして形成された未加硫の単位積層ゴム１０は、成形型３の型開きの後、エジェクターピン４によって下型から持上げられ、続いて、吊持装置その他によって型外へ取出され、図１（ｅ）に示すように計量装置Ｍ２で再度重量を測定される。
ここで、この測定結果は、ゴム９の重量データとして、ゴム材料５の注出装置にフィードバックされて、ゴム材料５の注出量のコントロールに供される。

そしてさらに、計量を終えたそれぞれの単位積層ゴム１０は、図１（ｆ）に示すように、フランジ金具１２上に順次に積層され、所定の段数に積層した後、他方のフランジ金具を積層した状態で、多くは、外周面を、耐候性等に優れるゴムで覆って加硫することで、所要の免震構造体とされる。

かくして、この発明の製造方法によれば、特許文献１に記載された従来技術および、未加硫の単位積層ゴムを射出成形によって製造する方法等が抱える問題点のことごとくを十分に解決することができる。

１ 金属板
３ 成形型
３ａ 下型
３ｂ 上型
４ エジェクターピン
５ ゴム材料
６ 注出ノズル
７ スペーサ
８ 下ラム
９ ゴム
１０ 単位積層ゴム
１１ フランジ金具
Ｈ 吊持装置
Ｈ１，Ｍ２ 計量装置
Ａ 金属板厚み
Ｂ 最終一定厚み

Claims (3)

1. 成形型内で、一枚の金属板上に一枚の未加硫ゴム層を積層形成してなる単位積層ゴムを製造するに当り、
   成形型の開放姿勢で、その成形型内に予め配設した金属板上に、所定量のゴム材料を注入し、次いで、ゴム材料それ自体を、金属板の厚みのばらつきのいかんにかかわらず、成形型の開放量の低減下で、一定のゴム厚みとなるまで押込み変形させて、金属板上に、所要の外輪郭寸法のゴム層を一体形成する免震構造体用単位積層ゴムの製造方法。
2. 金属板の厚みに基いて注入ゴム材料の押込み変形量を決定し、対をなして前記成形型を構成するそれぞれの型部材の少なくとも一方の変位によって、注入ゴム材料を、決定された前記押込み変形量に対応する量だけ押込み変形させる請求項１に記載の免震構造体用単位積層ゴムの製造方法。
3. 金属板の厚みを、金属板の重量測定によって求める請求項２に記載の免震構造体用単位積層ゴムの製造方法。

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