JP2015020331A - ゴムの加硫装置および加硫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産数の増減の応答性に優れ、製造コストを抑制でき、生産効率にも優れるゴムの加硫装置および加硫方法を提供することにある。
【解決手段】一方向にその一方向に間隔をおいて対向配置される一対の熱板１２，１３と、一対の熱板１２、１３の間に上記一方向に積み上げられる一以上のゴムの成形用の金型１６とを備える。Ｍを、ある正の整数とすると、少なくとも１≦Ｎ≦Ｍを満たす自然数Ｎについて、一対の熱板１２、１３の間にＮ個の金型１６が上記一方向に積み上げられている状態と、一対の熱板１２、１３の間に（Ｎ＋１）個の金型１６が上記一方向に積み上げられている状態とを取り得るようにする。
【選択図】図６

Description

本発明は、ゴムの加硫装置および加硫方法に関する。本発明は、金型でゴムを加硫している全ての製品に適用できる。本発明は、例えば、エンジンの補機駆動用ベルトを回すためにクランク軸に取り付けられるダンパープーリに使用する円環状または帯状のゴム等の製造に好適に使用できる。

従来、ゴムの加硫装置としては、実開昭６３−８８４１６号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この加硫装置は、上金型と、下金型とを備える。上記上金型および下金型の夫々は、２個の凹部を有し、上金型の凹部と、下金型の凹部とは、互いに相俟ってゴム成形用のキャビティを画定するようになっている。この加硫装置は、上金型と下金型とで２個のキャビティを画定することにより、一同時に二つのゴムを加硫するようになっている。

実開昭６３−８８４１６号公報（第１図）（特許文献１）

上記従来のゴムの加硫方法は、一回の加硫で二つのゴムしか成形できないので、生産効率が低い。

ここで、生産効率を向上できる装置としては、図７に示す参考例の加硫装置がある。尚、この参考例の加硫装置は、発明者が、本願発明を説明のために開示するものであって、本願出願時に公知でなくて従来例でなく、本願発明の特許性の否定に使用できないものである。

図７に示すように、この加硫装置は、上金型１００および下金型１０１を有し、上金型１００および下金型１０１の夫々が、多数の凹部１０３,１０４を有している。上記上金型１００の凹部１０３と、下金型１０１の凹部１０４とは、互いに相俟って多数のゴム成形用のキャビティ１２０を画定している。

図７に示すように、上記多数のキャビティ１２０は、矢印Ｂで示すプレス方向に垂直な平面に存在している。上記複数のキャビティ１２０は、一直線上に互いに間隔をおいた状態で位置している。この加硫装置は、多数のキャビティ１２０を有するから、時間当たりの生産数が大きくなって、生産効率に優れるという利点を有する。

しかし、上記参考例の加硫装置は、プレス方向に垂直な方向に多数のキャビティ１２０を有するから、大型のプレス機と金型１００,１０１が必要不可欠で、初期投資が大きく、生産中止のような事態となったときに、損失が過大となる。

また、生産数の増減の応答性に乏しく、生産数が変動した場合の初期投資分の回収が難しく、更に、製造コストを抑制しにくく、生産効率も高くしにくいという問題がある。

そこで、本発明の課題は、生産数の増減の応答性に優れ、製造コストを抑制できると共に、生産効率にも優れるゴムの加硫装置および加硫方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のゴムの加硫装置は、
一方向にその一方向に間隔をおいて対向配置される一対の熱板と、
上記一対の熱板の間に上記一方向に積み上げられる一以上のゴムの成形用の金型と
を備え、
Ｍを、ある正の整数とすると、少なくとも１≦Ｎ≦Ｍを満たす自然数Ｎについて、上記一対の熱板の間にＮ個の金型が上記一方向に積み上げられている状態と、上記一対の熱板の間に（Ｎ＋１）個の金型が上記一方向に積み上げられている状態とを取り得ることが可能であることを特徴としている。

本発明によれば、セルとしてのゴム成形用の金型を、一対の熱板の対向方向に一列に直列的に積み上げる構成であるから、生産数の増減が生じても積み上げる金型の数を調整するだけで対応できる。したがって、生産数の増減の応答性を優れたものにでき、かつ、製造コストが小さい状態で生産効率を高くできる。

従来の複数のキャビティを熱板の対向方向に垂直な方向に配置する構成では、例えば、一つのゴムを成形する場合であっても、大きな容量の金型の全体を熱する必要があり、製造コストを低く抑制しにくかったのである。

また、本発明によれば、セルとしてのゴム成形用の金型を、一対の熱板の対向方向に一列に直列的に積み上げる構成であるから、金型の積上数が変動しても加圧の力を変動する必要がない。したがって、コンパクトなゴムの加硫装置を実現できる。

したがって、本発明によれば、コンパクトな設備で、少量生産から大量生産まで対応できるゴムの加硫を実現できる。

また、一実施形態では、
ゴムの加硫時に上記一方向に積み上げられる上記金型の最大の積上数よりも少ない数の上記一方向に積み上げられている上記金型を上記一方向に加圧する部分加圧装置を備える。

上記実施形態によれば、部分加圧装置で、最大の積上数よりも少ない数で積み上げられている金型を一方向に加圧できる。したがって、例えば、加硫に必要な時間を経過して積上状態から取り外す必要が生じた金型を取り外す際にも、それ以外の金型に圧力を付与できる。また、新たに金型を積み上げる際にも、その新たな金型以外の金型に圧力を付与できる。したがって、各金型に時間差を設けて積み上げでき、加硫に必要な時間を経過して積上状態から取り外した金型からゴムを取り外した後、そのゴムを取り外した金型を新たに一方向に積み上げできる。したがって、有限個の金型でサイクルを形成できて、連続的にゴムを生産でき、量産性を格段に向上できる。

また、一実施形態では、
ゴムの加硫時に三個以上の上記金型が上記一方向に積み上げられ、
上記三個以上の金型のうちで上記一方向の両端以外に位置する上記金型のうちの少なくとも一つを加熱する加熱装置を備える。

上記実施形態によれば、一対の熱板の双方から離れた少なくとも一つの金型の温度低下を抑制できる。したがって、特に積上数が大きい場合において、積上中の存在位置に起因する温度変動を抑制できて、良質のゴムを製造できる。

また、本発明のゴムの加硫方法は、
一方向にその一方向に間隔をおいて対向配置される一対の熱源の間に上記一方向に複数のゴムの成形用の金型を積み上げた状態で上記一対の熱源で上記複数の金型を加熱することを特徴としている。

本発明によれば、生産数の増減の応答性を優れたものにでき、製造コストを抑制でき、かつ、生産効率も向上させることができる。

本発明によれば、生産数の増減の応答性に優れ、製造コストを抑制でき、生産効率にも優れるゴムの加硫装置および加硫方法を実現できる。

本発明の一実施形態のゴムの加硫装置で製造されるダンパゴムが搭載されたダンパープーリの模式断面図である。 加硫装置で成形される帯状のゴムを示す図である。 丸められた帯状のゴムを示す図である。 図２に示す帯状のゴムを製造する本発明の一実施形態のゴムの加硫装置を示す模式図である。 図２に示す帯状のゴムを製造する本発明の一実施形態のゴムの加硫装置を示す模式図である。 図２に示す帯状のゴムを製造する本発明の一実施形態のゴムの加硫装置を示す模式図である。 参考例の加硫装置を示す模式図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態のゴムの加硫装置で製造されるダンパゴムが搭載されたダンパープーリの模式断面図である。

このダンパープーリは、クランク軸１に取り付けられている。このダンパープーリは、環状のハブ２と、環状のプーリマス３と、ダンパゴム４とを備え、ダンパゴム４は、ハブ２の外周面とプーリマス３の内周面との間に配置されている。このダンパゴム４は、ゴムの加硫装置で加硫されて形成された図２に示す帯状のゴムを、図３に示すように丸めた後、ハブ２とプーリマス３の間に圧入してなっている。

図４、図５および図６は、図２に示す帯状のゴムを製造する本発明の一実施形態のゴムの加硫装置を示す模式図である。

図４、図５および図６に示すように、このゴムの加硫装置は、一対の熱板１２,１３と、熱板移動装置１４と、一以上のゴムの成形用の金型１６と、射出ユニット１７とを備える。上記一対の熱板１２,１３は、第１熱板１２と、第２熱板１３とからなり、第１熱板１２と、第２熱板１３とは、同じ板形状および構造を有する。上記第１熱板１２と、第２熱板１３とは、第１熱板の第２熱板１３側の面の法線方向に対向している。この法線方向は、第２熱板１３の第１熱板１２側の面の法線方向にも一致している。上記第１熱板１２の第２熱板１３側の面の法線方向は、一方向を構成している。上記第１熱板１２の略全体は、第２熱板１３の略全体に上記一方向に重なっている。上記各熱板１２,１３には、ヒータが内蔵され、ヒータからの熱を輻射するようになっている。

上記熱板移動装置１４は、油圧を用いた昇降装置や電動の昇降装置からなる。上記熱板移動装置１４は、一対の熱板１２,１３が互いに接近する方向かつ上記一方向に一対の熱板１２,１３を移動させることが可能となっており、一対の熱板１２,１３に挟まれた物体に所望の圧力を付与できるようになっている。また、上記熱板移動装置１４は、一対の熱板１２,１３を互いに離れるように上記一方向に引き離すことができるようになっている。上記熱板移動装置１４は、一対の熱板１２,１３の間の距離を、自在に変えることができるようになっている。

詳しくは、この実施形態では、上記一方向は、鉛直方向に一致し、第２熱板１３は、第１熱板１２よりも鉛直方向下方で静止している。上記熱板移動装置１４は、第１熱板１２を鉛直方向に昇降させて、金型１６に図４に矢印Ａで示す圧力を付与したり、第１熱板１２を第２熱板１３から引き離したりしている。

図５および図６に示すように、上記一以上の金型１６は、全て同一の形状を有している。また、上記各金型１６の一表面は、矩形状であり、各金型１６は、ブロック構造を有している。複数の金型１６は、上記一方向に積み上げ可能になっている。上記各金型１６は、一つのみのキャビティ２０を有している。また、上記射出ユニット１７は、プランジャを有し、プランジャでゴムをキャビティ２０に充填するようになっている。

図４は、上記実施形態の加硫装置で少ない数のゴムを製造するときの様子を示す模式図である。

少ない数のゴムを製造する際には、例えば、図４に示すように、一対の熱板１２,１３の間に一つのみの金型１６を配置する。この場合には、例えば、先ず、上記熱板移動装置１４で一体の熱板１２,１３間の長さを金型１６の長さよりも長くし、その後、金型１６を、一対の熱板１２,１３間に配置し、続いて、熱板移動装置１４で第１熱板１２を第２熱板１３の方に上記一方向に接近させて、金型１６に所望の圧力を付与する。

その後、上記射出ユニット１７でゴムをキャビティ２０に充填して、ゴムの加硫に必要な時間だけ金型１６に持続的に圧力を付与する。ゴムを充填した直後から金型１６が取り出されるまでの時間、すなわち、金型１６が一対の熱板１２,１３に挟まれている時間は、商品としてのゴムの加硫時間に一致させる。

その後、上記熱板移動装置１４で第１熱板１２を鉛直方向上方に移動させて、第１熱板１２を第２熱板１３から引き離す。最後に、一対の熱板１２,１３の間から金型１６を取り出し、その金型１６内から加硫後の帯状のゴムを取り出し、その後、再度、ゴムを取り出した金型１６を、一対の熱板１２,１３の間に配置する。これらの手続きが、一サイクルを構成する。以後、この一サイクルを繰り返して、ゴムを量産する。

図５は、図４に示す場合との比較において、より多くのゴムを製造するときの様子を示す模式図である。

図４に示す場合と比較してより多くのゴムを製造する際には、例えば、図５に示すように、一対の熱板１２,１３の間に四つの金型１６を上記一方向に積み上げるようにする。

この場合には、加硫装置は、図４に示す場合で必要であった部材に加えて、更に、部分加圧装置３８と、三つの金型１６とを備える。また、各金型１６は、上金型５０と、下金型５１とからなるが、上金型５０と下金型５１の夫々は、上記一方向を法線とする板状の突出部を有する。また、上記上金型５０の突出部は、上金型５０の図５の紙面の上方側の端面から図５の紙面に垂直な方向の上方側に延在する第１突出部と、上金型５０の図５の紙面の下方側の端面から図５の紙面に垂直な方向の下方側に延在する第２突出部とからなる。また、同様に、上記下金型５１の突出部も、下金型５１の図５の紙面の上方側の端面から図５の紙面に垂直な方向の上方側に延在する第１突出部と、下金型５１の図５の紙面の下方側の端面から図５の紙面に垂直な方向の下方側に延在する第２突出部とからなる。

また、上記部分加圧装置３８も、このことに対応して、図５の紙面に垂直な方向の上方側にある上側部分と、図５の紙面に垂直な方向の下方側にある下側部分とを有する。上記部分加圧装置３８は、一の金型１６の上金型５０の第１および第２突出部の上側面と、その一の金型１６よりも二つ鉛直方向下方に位置する金型１６の下金型５１の第１および第２突出部の下側面に圧力を付与するようになっており、三つの金型１６に所望の圧力を付与するようになっている。また、上記部分加圧装置３８は、積み上げられた三つの金型１６に所望の圧力を付与した状態で、その積み上げられた三つの金型１６を一まとめで鉛直方向の上方に移動させることができるようになっている。

この場合には、例えば、次のように、一サイクルを構成するようになっている。すなわち、先ず、上記部分加圧装置３８で、第２熱板１３に最も近い金型１６を含む積上状態の三つの金型１６に所望の圧力を付与する。その後、上記三つの金型１６に所望の圧力がかかっている状態で、熱板移動装置１４で第１熱板１２を上方に移動させた後、第１熱板１２に最も近い金型１６を取り外し、その後、その金型１６から加硫後のゴムを取り出す。

また、金型１６を取り外し終わった瞬間に、部分加圧装置３８で所望の圧力がかかっている三つの金型１６を、所望の圧力を維持した状態で上方に移動させ、最も上側の金型１６を第１熱板１２に接触させる。その後、キャビティが空洞の状態の金型１６を第２熱板１３に接触するように一対の熱板１２,１３の間に挿入する。

その後、上記第１熱板１２を下方に移動させて、四つの金型１６に所望の圧力を付与すると同時に、射出ユニット１７で最も下方に位置する金型１６にゴムを充填する。上記熱板移動装置１４で上記四つの金型１６に所望の圧力が付与できた状態で、部分加圧装置３８での三つの金型１６への圧力の付与を解除し、その後、部分加圧装置３８を下方に移動する。その後、上述のように、上記部分加圧装置３８で、第２熱板１３に最も近い金型１６を含む積上状態の三つの金型１６に所望の圧力を付与する。このようにして一サイクルを構成する。

このように、上記部分加圧装置３８は、ゴムの加硫時に一方向に積み上げられる金型１６の最大の積上数よりも少ない数の上記一方向に積み上げられている金型１６を上記一方向に加圧するようになっている。また、ゴムの加硫時間は、同じ時間であるため、各金型１６が一対の熱板１２,１３に挟まれている時間は同じでなければならない。したがって、ゴムの必要数が多くなって、金型１６の積上数が多くなると、射出サイクルが短くなる。また、上記金型１６の積上数が多くなると、金型１６の送りを速くする。

本実施形態では、セルであるところの金型１６を上記一方向に直列に配置するようになっているから、熱板移動装置１４で、金型１６の積上数に無関係に同じ圧力を一対の熱板１２,１３に付与できる。したがって、ゴムの必要数が増えてもコンパクトなプレス機で加硫を行うことができる。

図６は、図５に示す場合との比較において、より多くのゴムを製造するときの様子を示す模式図である。

図５に示す場合と比較してより多くのゴムを製造する際には、例えば、図５に示すように、一対の熱板１２,１３の間にＮ（Ｎは、五以上の自然数）個の金型１６を上記一方向に積み上げるようにする。この場合の一サイクルの工程は、図５に示す場合と同様である。尚、この場合には、部分加圧装置３８が、（Ｎ−１）個の積み上げられた金型１６に所望の圧力を付与するようにすれば良い。

積み上げる金型１６の数が、多くなると、第１熱板１２と、第２熱板１３との中間の位置付近での温度が所望の範囲よりも低下する。この場合、図６に示すように、第１熱板１２と、第２熱板１３との中間の位置付近に、ヒータ等からなる熱源６０を配置しても良い。このようにすれば、金型１６が、一対の熱板１２,１３の間に配置されている間中、金型１６の温度を所望の範囲の温度に確実に維持できるからである。

尚、熱源６０は、ゴムの加硫時に三個以上の金型１６が一方向に積み上げられ、その三個以上の金型のうちで上記一方向の両端以外に位置する金型１６のうちの少なくとも一つを加熱するように配置できるのは、勿論である。また、図４〜図６に示すように、この加硫装置は、Ｍを、ある正の整数とすると、少なくとも１≦Ｎ≦Ｍを満たす自然数Ｎについて、上記一対の熱板の間にＮ個の金型が上記一方向に積み上げられている状態と、上記一対の熱板の間に（Ｎ＋１）個の金型が上記一方向に積み上げられている状態とを取り得ることが可能となっている。ここで、Ｍは、１以上一万以下の如何なる自然数であっても良いし、それ以上の自然数であっても良い。

上記実施形態によれば、セルとしてのゴム成形用の金型１６を、一対の熱板１２,１３の対向方向に一列に直列的に積み上げる構成であるから、生産数の増減が生じても積み上げる金型１６の数を調整するだけで対応できる。したがって、生産数の増減の応答性を優れたものにでき、かつ、製造コストが小さい状態で生産効率を高くできる。

従来の複数のキャビティを熱板の対向方向に垂直な方向に配置する構成では、例えば、一つのゴムを成形する場合であっても、大きな容量の金型の全体を熱する必要があり、製造コストを低く抑制できなかったのである。

また、上記実施形態によれば、セルとしてのゴム成形用の金型１６を、一対の熱板１２,１３の対向方向に一列に直列的に積み上げる構成であるから、金型１６の積上数が変動しても加圧の力を変動する必要がない。したがって、コンパクトなゴムの加硫装置を実現できる。

したがって、上記実施形態によれば、コンパクトな設備で、少量生産から大量生産まで対応できるゴムの加硫を実現できる。

また、上記実施形態によれば、最大の積上数よりも少ない数で積み上げられている金型を一方向に加圧できる部分加圧装置３８を有するから、加硫に必要な時間を経過して積上状態から取り外す必要が生じた金型１６を取り外す際、それ以外の金型１６に圧力を付与できる。また、新たに金型を積み上げる際、その新たな金型１６以外の金型１６に圧力を付与することもできる。したがって、各金型１６に時間差を設けて積み上げでき、加硫に必要な時間を経過して積上状態から取り外した金型１６からゴムを取り外し、そのゴムを取り外した金型１６を新たに一方向に積み上げできる。したがって、有限個の金型１６でサイクルを形成できて、連続的にゴムを生産でき、量産性を格段に向上できる。

また、上記実施形態によれば、熱源６０で一対の熱板１２,１３の双方から離れた少なくとも一つの金型１６の温度低下を抑制できる。したがって、特に金型１６の積上数が大きい場合において、積上中の存在位置に起因する温度変動を抑制できて、良質のゴムを製造できる。

尚、上記実施形態では、各金型１６が、一つのみのキャビティ２０を有したが、この発明では、各金型１６が、複数のキャビティを有しても良い。

また、上記実施形態では、加硫装置が保有する複数の金型１６が全て同一であったが、この発明では、加硫装置が保有する複数の金型のうちの少なくとも二以上の金型が異なっても良い。

また、上記実施形態では、熱板移動装置１４は、第２熱板１３を静止させる一方、第１熱板１２を鉛直方向に昇降することにより、一以上の金型１６をプレスするようになっていたが、この発明では、熱板移動装置が、第２熱板のみを鉛直方向に昇降させる構成でも良く、第１熱板と第２熱板との両方を鉛直方向に昇降させる構成でも良い。この発明では、熱板移動装置は、第１熱板と第２熱板の距離を相対的に変動できる構成であれば、如何なる構成でも良い。

また、上記実施形態では、一対の熱板１２、１３が対向する一方向が、鉛直方向であったが、この発明では、一対の熱板が対向する一方向は、水平方向であっても良く、鉛直方向以外の如何なる方向であっても良い。

また、上記実施形態では、ヒータ等からなる熱源６０を有して、この熱源６０で、一対の熱板１２、１３の間の中央付近に存在する金型１６を熱することが可能であったが、この発明は、熱源６０を有さなくても良い。

また、上記実施形態では、各金型１６が、ヒータ等の熱源を内蔵していなかったが、この発明では、各金型は、ヒータ等の熱源を内蔵すると好ましい。というのは、熱板１２，１３のいずれからも離れた位置でも内蔵の熱源で金型を熱することができて、金型の温度を所望の範囲の温度に確実に維持できるからである。

１２ 第１熱板
１３ 第２熱板
１４ 熱板移動装置
１６ 金型
１７ 射出ユニット
２０ 金型のキャビティ
３８ 部分加圧装置
６０ 熱源

Claims (4)

1. 一方向にその一方向に間隔をおいて対向配置される一対の熱板と、
   上記一対の熱板の間に上記一方向に積み上げられる一以上のゴムの成形用の金型と
   を備え、
   Ｍを、ある正の整数とすると、少なくとも１≦Ｎ≦Ｍを満たす自然数Ｎについて、上記一対の熱板の間にＮ個の金型が上記一方向に積み上げられている状態と、上記一対の熱板の間に（Ｎ＋１）個の金型が上記一方向に積み上げられている状態とを取り得ることが可能であることを特徴とするゴムの加硫装置。
2. 請求項１に記載のゴムの加硫装置において、
   ゴムの加硫時に上記一方向に積み上げられる上記金型の最大の積上数よりも少ない数の上記一方向に積み上げられている上記金型を上記一方向に加圧する部分加圧装置を備えることを特徴とするゴムの加硫装置。
3. 請求項１または２に記載のゴムの加硫装置において、
   ゴムの加硫時に三個以上の上記金型が上記一方向に積み上げられ、
   上記三個以上の金型のうちで上記一方向の両端以外に位置する上記金型のうちの少なくとも一つを加熱する加熱装置を備えることを特徴とするゴムの加硫装置。
4. 一方向にその一方向に間隔をおいて対向配置される一対の熱源の間に上記一方向に複数のゴムの成形用の金型を積み上げた状態で上記一対の熱源で上記複数の金型を加熱することを特徴とするゴムの加硫方法。

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