JP2017024298A - 空気ばね用ダイヤフラムの予備成形方法及び予備成形装置、並びに空気ばね用ダイヤフラムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空気ばねを構成するダイヤフラムを加硫成形に先立って予備成形する方法において、製品品質の安定化と生産性を向上する。
【解決手段】上下動可能な昇降ユニット２４の外周に未加硫ゴム成形体１をホルダ３８により保持させ、その状態で昇降ユニット２４を下降させ、昇降ユニットと成形ユニット２２の伸縮支持部２８とを接続した状態で昇降ユニット２４の上昇により伸縮支持部を伸張させてブラダー２６を筒状に引き伸ばす。引き伸ばした状態でホルダ３８による保持を解除し、未加硫ゴム成形体１を下降させることによりブラダー２６の外周に未加硫ゴム成形体１を組み込み、昇降ユニット２４を下降させて伸縮支持部２８を縮ませるとともに成形ユニット２２の流体ポート３０からブラダー２６の内部に加圧流体を供給して、筒状の未加硫ゴム成形体１をトロイダル状に予備成形する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気ばねのダイヤフラムを予備成形する方法、及び予備成形するために用いる装置、並びに、空気ばねのダイヤフラムを製造する方法に関するものである。

鉄道車両などに装備される空気ばね（エアサスペンション）は、例として図１５に示すように、車体側の上支持部材１０１と、その下方に配置される台車側の下支持部材１０２と、これら両支持部材の間に介設されたゴム弾性体からなるダイヤフラム１０３とを備え、ダイヤフラム１０３の内部に空気を封入することにより防振装置として機能する。

この種の空気ばねのダイヤフラムには耐圧補強用の補強コードが埋設されている。ダイヤフラムの製造に際しては、補強コードを埋設しつつ筒状の未加硫ゴム成形体を作製し、これを中央部が膨出したトロイダル状に加硫成形することにより製造されている。

かかるダイヤフラムの製造において、未加硫ゴム成形体を加硫金型内にセットし、内側にブラダーと称されるゴム膜を配置し、このブラダーに蒸気などを供給して膨らまし、未加硫ゴム成形体を加温・加圧することにより、ダイヤフラムに加硫成形する方法が知られている（例えば、特許文献１）。しかしながら、加硫成形時における未加硫ゴム成形体の形状変化が大きいと、加硫金型に接触するタイミングのばらつきにより加硫時間がばらつき、製品品質が不安定になる。また、ブラダーの不均一な拡張により最初に接触した部分が先に拡張して補強コードの密度ばらつきの要因となり、製品品質が不安定になる。

これを解消するために、筒状の未加硫ゴム成形体を予めトロイダル状に予備成形してから、ダイヤフラムに加硫成形する方法がある。このようにダイヤフラムの加硫成形に先立って予備成形することにより製品品質の安定化につながるが、従来、予備成形は作業者が手動で行っており、作業者のスキルによって製品品質が左右されてしまう。また、例えば、特許文献２には、予備成形用型とブラダーを備えた予備成形装置を用いて、予備成形時に未加硫ゴム成形体をブラダーと型との間に配置し、予備成形用型に沿わせて成形することが提案されている。しかし、この場合、予備成形用型に未加硫ゴム成形体が不均一に接触して皺が入るおそれがある。そのため、更なる製品品質の安定化とともに、省人化・自動化による生産性の向上のため、予備成形工程の改良が求められる。

特開２０００−０５２３４８号公報 特開２０１２−０１６８２６号公報

本発明は、以上の点に鑑み、製品品質の安定化と生産性を向上することができる空気ばね用ダイヤフラムの予備成形方法及び予備成形装置、並びにそれを用いた空気ばね用ダイヤフラムの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る空気ばね用ダイヤフラムの予備成形方法は、空気ばねを構成するダイヤフラムを加硫成形に先立って予備成形する方法であって、筒状の未加硫ゴム成形体をトロイダル状に予備成形するための成形ユニットと、前記成形ユニットに未加硫ゴム成形体を組み込むための上下動可能な昇降ユニットと、を備えた予備成形装置を用いて行う。前記昇降ユニットに設けられたホルダにより前記昇降ユニットの外周に筒状の未加硫ゴム成形体を保持させる。拡縮可能なブラダーと、前記ブラダーの上端部と下端部を両者の間隔を伸縮可能に支持する伸縮支持部と、を備えた成形ユニットに対し、前記未加硫ゴム成形体を保持した状態で前記昇降ユニットを下降させて、前記昇降ユニットと前記伸縮支持部とを接続する。接続した状態で前記昇降ユニットの上昇により前記伸縮支持部を伸長させて前記ブラダーの外径が前記未加硫ゴム成形体の内径よりも小径になるように前記ブラダーを筒状に引き伸ばす。引き伸ばした状態で前記ホルダによる保持を解除し、前記未加硫ゴム成形体を下降させることにより、前記ブラダーの外周に前記未加硫ゴム成形体を組み込む。前記昇降ユニットを下降させて前記伸縮支持部を縮ませるとともに前記成形ユニットの流体ポートから前記ブラダーの内部に加圧流体を供給して前記筒状の未加硫ゴム成形体をトロイダル状に予備成形する。

本発明に係る空気ばね用ダイヤフラムの製造方法は、上記の予備成形方法により前記未加硫ゴム成形体をトロイダル状に予備成形した後、前記昇降ユニットと前記伸縮支持部との接続を解除して前記昇降ユニットを前記成形ユニットから分離し、予備成形した前記未加硫ゴム成形体を前記成形ユニットに装着した状態で加硫機にセットしてダイヤフラムに加硫成形する。

本発明に係る空気ばね用ダイヤフラムの予備成形装置は、空気ばねを構成するダイヤフラムを加硫成形に先立って予備成形するための予備成形装置であって、筒状の未加硫ゴム成形体をトロイダル状に予備成形するための成形ユニットと、前記成形ユニットに未加硫ゴム成形体を組み込むための上下動可能な昇降ユニットと、を備える。前記成形ユニットは、拡縮可能なブラダーと、前記ブラダーの上端部と下端部を両者の間隔を伸縮可能に支持する伸縮支持部と、前記ブラダーの内部に加圧流体を供給し排出させるための流体ポートと、を備える。前記昇降ユニットは、外周に前記未加硫ゴム成形体を着脱可能に保持するためのホルダと、前記昇降ユニットと前記伸縮支持部を着脱可能につなげる接続部とを備える。そして、前記ホルダを用いて前記昇降ユニットの外周に前記未加硫ゴム成形体を保持した状態で、前記接続部により前記昇降ユニットと前記伸縮支持部を接続し、接続した状態で前記昇降ユニットの上昇により前記伸縮支持部を伸長させて前記ブラダーの外径が前記未加硫ゴム成形体の内径よりも小径になるように前記ブラダーを筒状に引き伸ばし、引き伸ばした状態で前記ホルダによる保持を解除し前記未加硫ゴム成形体を下降させることにより前記ブラダーの外周に前記未加硫ゴム成形体を組み込み、前記昇降ユニットを下降させて前記伸縮支持部を縮ませるとともに前記流体ポートから前記ブラダーの内部に加圧流体を供給して前記筒状の未加硫ゴム成形体をトロイダル状に予備成形するように構成されている。

本発明によれば、上記のように予備成形工程を自動化したことにより、空気ばね用ダイヤフラムの製品品質を安定化させ、生産性を向上することができる。

一実施形態に係るダイヤフラムの製造装置の概略構成を示す平面図 ダイヤフラムの予備成形装置を示す部分断面側面図 ダイヤフラムの予備成形工程を示す説明図 ダイヤフラムの予備成形工程を示す説明図 ダイヤフラムの予備成形工程を示す説明図 ダイヤフラムの加硫工程を示す断面図 ダイヤフラムの製品取り出し工程を示す説明図 ダイヤフラムの製品取り出し工程を示す説明図 ダイヤフラムの製品取り出し工程を示す説明図 （Ａ）はビードリングの平面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図、（Ｃ）はクランプリングの平面図、（Ｄ）はそのＹ−Ｙ線断面図 （Ａ）はビードリングとクランプリングの非嵌合状態での平面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図、（Ｃ）は嵌合状態での平面図、（Ｄ）はそのＹ−Ｙ線断面図 （Ａ）はビードリング取り外し前のビードリング着脱装置の平面図、（Ｂ）はその側面図 （Ａ）はビードリング着脱動作中のビードリング着脱装置の平面図、（Ｂ）はその側面図 （Ａ）はビードリング取り外し後のビードリング着脱装置の平面図、（Ｂ）はその側面図 空気ばねの断面図

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した図１５に示す空気ばねを構成するダイヤフラムを製造する場合について説明するが、ダイヤフラム自体の構成については特に限定されるものではない。

図１に示すように、一実施形態に係る空気ばね用ダイヤフラムの製造装置１０は、筒状の未加硫ゴム成形体１（未加硫又は加硫前のダイヤフラムに相当する。）を受け入れる受入部１２と、未加硫ゴム成形体１を予備成形する予備成形装置１４と、予備成形した未加硫ゴム成形体１を加硫成形する加硫機１６と、加硫成形されたダイヤフラム２を払い出す払出部１８と、受入部１２から予備成形装置１４に未加硫ゴム成形体１を送るとともに予備成形装置１４から払出部１８にダイヤフラム２を送る搬送部２０とを備える。

予備成形装置１４は、図２〜５に示すように、筒状の未加硫ゴム成形体１をトロイダル状に予備成形するための成形ユニット２２と、成形ユニット２２に未加硫ゴム成形体１を組み込むための上下動可能な昇降ユニット２４と、を備える。

成形ユニット２２は、軸方向中央部が外側に膨出したトロイダル状をなし拡縮可能なゴム弾性体からなるブラダー２６と、その軸方向両端部である上端部２６Ａと下端部２６Ｂを支持する伸縮支持部２８と、ブラダー２６の内部に加圧流体を供給し排出するための流体ポート３０とを備える。

伸縮支持部２８は、ブラダー２６の上端部２６Ａと下端部２６Ｂとの間隔を伸縮可能に支持する部材であり、ブラダー２６の上端部２６Ａを支持する上側クランプリング３２と、ブラダー２６の下端部２６Ｂを支持する下側クランプリング３４と、両者３２，３４の間隔を伸縮可能に支持する伸縮軸部３６からなる。伸縮軸部３６は、この例では、上側クランプリング３２の中央部を垂直に貫通する上側筒部３６Ａと、下側クランプリング３４の中央部に立設された下側軸部３６Ｂとを備えてなり、上側筒部３６Ａ内に下側軸部３６Ｂが摺動可能に挿通されることにより伸縮可能に構成されている。伸縮支持部２８は、ブラダー２６の上端部２６Ａと下端部２６Ｂとの間隔を広げるように伸張することでブラダー２６を筒状に引き伸ばした形状とする伸張位置（図４（Ｂ）参照）と、上記間隔を狭めるように縮むことでブラダー２６をトロイダル状として未加硫ゴム成形体１を予備成形する予備成形位置（図５（Ｃ）参照）との間で伸縮する。

流体ポート３０は、図２に示すように、伸縮支持部３８の下部側に設けられており、不図示の吸排気装置に接続されて、ブラダー２６の内部に気体等の流体を供給／排出可能に構成されている。

昇降ユニット２４は、成形ユニット２２の上方に配される筒状の本体部３８と、本体部３８を上下動させる駆動部４０と、本体部３８の外周に未加硫ゴム成形体１を着脱可能に保持するためのホルダ４２と、昇降ユニット２４と伸縮支持部２８とを着脱可能につなげる接続部４４とを備える。

駆動部４０は、エアシリンダのような直線状に駆動する駆動装置であり、上部フレーム３９に取り付けられて、そこから上下方向に往復動するシャフト４１が垂下しており、このシャフト４１の下端に本体部３８が取り付けられている。そのため、昇降ユニット２４は、本体部３８を上下方向に直線的に動作させることができる直動ユニットである。

ホルダ４２は、加硫前後のダイヤフラム１，２をそのビード部３の内側から支持可能な保持部材であり、筒状の本体部３８の外周に設けられている。ホルダ４２は、図２に示すように径方向外方に開いた状態で加硫前後のダイヤフラム１，２を保持し、図３（Ａ）に示すように径方向内方に閉じた（折畳んだ）状態で加硫前後のダイヤフラム１，２の保持を解除するように構成されている。

接続部４４は、本体部３８の下端部に設けられており、この例では、成形ユニット２２の伸縮支持部２８の上端部を把持するアーム４６により把持部として構成されている。詳細には、伸縮支持部２８の上側筒部３６Ａの上端部に、外向きに突出する係合突起４８が設けられ、この係合突起４８を係止する係止爪５０がアーム４６の先端に設けられている。そして、図２に示すアーム４６を開いた状態から、図４（Ａ）に示す閉じた状態とすることで、アーム４６は伸縮支持部２８の上側筒部３６Ａを把持し、これにより昇降ユニット２４と伸縮支持部２８が接続されるように構成されている。

このように昇降ユニット２４と伸縮支持部２８が接続されると、昇降ユニット２４を上下動させることにより伸縮支持部２８が伸縮するので、駆動部４０により伸縮支持部２８の伸縮量や伸縮速度を自在に調整することができ、上記の伸張位置と予備成形位置との間での伸縮を可能にする。

成形ユニット２２には、加硫前後のダイヤフラム１，２の上下のビード部３，３を係止するために、上下のビードリング５２，５４が上下のクランプリング３２，３４にそれぞれ取り付けられる。このうち、上側のビードリング５２は自動で着脱可能に設けられており、そのため、ビードリング５２をクランプリング３２に対して着脱するためのビードリング着脱装置５６が設けられている。

ビードリング５２はクランプリング３２の外周に装着される環状部材であり、図１０及び図１１に示すように、クランプリング３２の外周面とビードリング５２の内周面には、クランプリング３２に対するビードリング５２の回動により互いに嵌合する嵌合部５８が設けられている。詳細には、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ビードリング５２の内周面には、ビードリング側嵌合部として、内向きに突出する複数の係合凸部５８Ａが周方向に等間隔に設けられている。図１０（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、クランプリング３２の外周面には、クランプリング側嵌合部として、上記係合凸部５８Ａが嵌まり込む複数の係合凹溝５８Ｂを周方向に等間隔に形成するように、外向きに突出する複数の係止片５８Ｃが周方向に等間隔に設けられている。図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ビードリング５２の係合凸部５８Ａとクランプリング３２の係止片５８Ｃが周方向で互い違いになるようにクランプリング３２の外周にビードリング５２を配置させた状態では、嵌合部５８は非嵌合状態であり、ビードリング５２を取り外し可能である。図１１（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、ビードリング５２の係合凸部５８Ａがクランプリング３２の係合凹溝５８Ｂに嵌まり込み、係合凸部５８Ａと係止片５８Ｃが周方向で重なった状態では、嵌合部５８は嵌合状態であり、ビードリング５２がクランプリング３２に固定される。

ビードリング着脱装置５６は、矩形枠状のフレーム６０と、フレーム６０に取り付けられてビードリング５２をクランプリング３２に対して回動させる回動装置６２と、フレーム６０を昇降させる駆動部６４とを備えてなり（図２参照）、成形ユニット２２の軸方向（即ち、上下方向）に移動可能に設けられている。

駆動部６４は、エアシリンダのような直線状に駆動する駆動装置であり、フレーム６０を上下方向に直線的に動作させる。この例では、ビードリング着脱装置５６は、昇降ユニット２４に対して上下動可能に支持されており、そのため、昇降ユニット２４と一体に昇降可能であり、かつ、昇降ユニット２４に対して相対的に昇降することも可能である。

回動装置６２は、ビードリング５２を第１の方向Ｊ（図１２（Ａ）において時計回り）に回動させることで、嵌合部５８を嵌合状態として、クランプリング３２の外周にビードリング５２を固定し（図１２、図１１（Ｃ）及び（Ｄ）の状態）、ビードリング５２を第１の方向Ｊとは逆の第２の方向Ｋ（図１３（Ａ）において反時計回り）に回動させることで、嵌合部５８の嵌合状態を解除して、クランプリング３２に対するビードリング５２の固定を解除（図１３、図１４、図１１（Ａ）及び（Ｂ）の状態）するよう構成されている。

ビードリング５２には、その周上の１又は複数箇所にリング側係合部６６が設けられている。この例では、図１１に示すように、リング側係合部６６は、ビードリング５２の軸芯を挟んで径方向に対向する２箇所に凹部として設けられている。回動装置６２は、リング側係合部６６と係合可能な装置側係合部６８を持つ１又は複数（この例では２つ）の直動ユニット７０を備えてなる。直動ユニット７０は、エアシリンダ７０Ａとピストンロッド７０Ｂを備え、ピストンロッド７０Ｂの先端部に装置側係合部６８が下向きに突出する凸部として設けられている。図１２〜１４に示すように、リング側係合部６６と装置側係合部６８を係合させた状態で、直動ユニット７０を、ビードリング５２のリング側係合部６６での接線方向（詳細には、ビードリング５２が回動する際のリング側係合部６６の回転角を二等分する位置での接線方向）に沿って動かすことにより、ビードリング５２を回動させるよう構成されている。この例では、２つの直動ユニット７０，７０のピストンロッド７０Ｂ，７０Ｂが、ビードリング５２の軸芯を挟んで径方向に対向する位置で接線方向に沿って互いに平行にかつ逆向きに往復動する。なお、ビードリング５２の回動時におけるリング側係合部６６の軌跡は厳密には直線でなく円弧状であり、外側に膨らむため、その差を吸収するために、図１２に示すように、ピストンロッド７０Ｂは、その先端部側を水平方向に屈曲変形可能にするための可動連結部７０Ｃを備えている。

ビードリング着脱装置５６は、クランプリング３２に対する固定が解除された状態でビードリング５２を支持するリング支持手段７２を備える。リング支持手段７２は、図１２〜１４に示すように、ビードリング５２の径方向に対向する２箇所においてフレーム６０に取り付けられており、ビードリング５２の外周面を両側から把持する左右一対の把持部７４と、把持部７４をビードリング５２の径方向に往復動させるエアシリンダなどの駆動部７６とで構成されている。

予備成形装置１４は、加硫前後のダイヤフラム１，２を積載可能なテーブル７８を備える（図１参照）。テーブル７８は、昇降ユニット２４の動作範囲内に進退できるように水平方向で移動可能に設けられるとともに、当該動作範囲内で加硫前後のダイヤフラム１，２を上下に移動させることができるように構成されている。

図１に示すように、予備成形装置１４には、成形ユニット２２を、昇降ユニット２４の動作範囲内と、動作範囲外である退避位置と、に移動可能な成形ユニット移動手段８０が設けられている。成形ユニット移動手段８０は、成形ユニット２２を載置した状態で鉛直軸を中心に１８０度回転することにより、成形ユニット２２を上記動作範囲内の位置８１Ａと退避位置８１Ｂとに切り替え可能に構成されている。

図６に示すように、加硫機１６は、予備成形した未加硫ゴム成形体１を成形ユニット２２に装着した状態で加硫成形するものであり、上型８２と下型８４を備えて構成されている。

次に、製造装置１０を用いて空気ばね用ダイヤフラム２を製造する方法について説明する。

常法に従い、軸方向の両端部に一対のビード部３，３を備えた筒状の未加硫ゴム成形体１を成形した後、未加硫ゴム成形体１を受入部１２に送る。受け入れられた未加硫ゴム成形体１は搬送部２０を通って予備成形装置１４に送られる。予備成形装置１４では、加硫成形に先立って予備成形がなされる。

詳細には、まず、成形ユニット２２を上記退避位置においた状態で、未加硫ゴム成形体１を積載したテーブル７８を、昇降ユニット２４の動作範囲まで前進させ、その後、上昇させることにより、昇降ユニット２４の周りを未加硫ゴム成形体１で取り囲むように位置させる（図３（Ａ）参照）。次いで、昇降ユニット２４のホルダ４２を開いて、昇降ユニット２４の本体部３８の外周に未加硫ゴム成形体１を保持させた後、テーブル７８を上記動作範囲から退避させる（図３（Ｂ）参照）。その後、成形ユニット移動手段８０により、成形ユニット２２を昇降ユニット２４の動作範囲内に移動させる（図３（Ｃ）参照）。

次いで、未加硫ゴム成形体１を保持した状態で昇降ユニット２４を下降させて、昇降ユニット２４と成形ユニット２２の伸縮支持部２８とを接続する（図４（Ａ）参照）。詳細には、昇降ユニット２４の接続部４４を構成するアーム４６を開いた状態から閉じることにより、その先端の係止爪５０で伸縮支持部２８の上端部に設けられた係合突起４８を係止し、これにより昇降ユニット２４が伸縮支持部２８の上端部を把持する。

このように把持した状態で昇降ユニット２４を上昇させることにより、伸縮支持部２８を伸長させてブラダー２６の外径が未加硫ゴム成形体１の内径よりも小径になるようにブラダー２６をトロイダル状から筒状に引き伸ばす（図４（Ｂ）参照）。詳細には、成形ユニット２２の流体ポート３０からブラダー２６内の気体を排気しつつ、昇降ユニット２４を上昇させて上記の伸張位置まで伸縮支持部２８を引き伸ばすことにより、ブラダー２６は筒状になる。

次いで、テーブル７８を昇降ユニット２４の動作範囲内に前進させてから上昇させて、未加硫ゴム成形体１を載せた状態で、昇降ユニット２４のホルダ４２を閉じることにより、ホルダ４２による未加硫ゴム成形体１の保持を解除する（図４（Ｃ）参照）。その後、テーブル７８を下降させることにより、未加硫ゴム成形体１が下降して、成形ユニット２２のブラダー２６の外周に未加硫ゴム成形体１が組み込まれる（図４（Ｄ）参照）。すなわち、ブラダー２６の外径が未加硫ゴム成形体１の内径よりも小さいので、テーブル７８を下降させることで、未加硫ゴム成形体１の内側にブラダー２６をおさめることができ、筒状のブラダー２６の周りを未加硫ゴム成形体１が取り囲むように配置される。その後、テーブル７８が昇降ユニット２４の動作範囲から退避する。なお、テーブル７８は、これらの前進、上昇及び下降の段階で筒状のブラダー２６と干渉しないように、筒状のブラダー２６が通過可能なＵ字状の開口を有する。

その後、ビードリング着脱装置５６を用いて上側のビードリング５２をクランプリング３２の外周に固定する（図５（Ａ）及び（Ｂ）参照）。

詳細には、ビードリング５２をクランプリング３２に取り付ける際、図１４に示すように、ビードリング５２はリング支持手段７２により支持されており、この状態で図１３に示すようにビードリング着脱装置５６を下降させて、ビードリング５２をクランプリング３２の外周に配置させる。

次いで、リング支持手段７２による支持状態を解除するとともに、ビードリング５２を上記第１の方向Ｊに回動させることにより、嵌合部５８を互いに嵌合させてクランプリング３２の外周にビードリング５２を固定する。この例では、リング支持手段７２の一対の把持部７４を駆動部７６により互いに外向きに移動させることで支持状態を解除してから、ビードリング５２を第１の方向Ｊに回動させることにより、クランプリング３２の外周面とビードリング５２の内周面に設けられた嵌合部５８を互いに嵌合させる。詳細には、ビードリング着脱装置５６の下降によりビードリング５２をクランプリング３２の外周に配置させた段階では、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ビードリング５２の係合凸部５８Ａとクランプリング３２の係止片５８Ｃが周方向で互い違いであり、嵌合部５８は非嵌合状態である。この状態から、ビードリング５２を第１の方向Ｊに回動させることにより、図１１（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、ビードリング５２の係合凸部５８Ａがクランプリング３２の係合凹溝５８Ｂに嵌まり込み、嵌合部５８が嵌合状態となる。図１４に示すように、ビードリング着脱装置５６はビードリング５２を支持した状態で、直動ユニット７０の装置側係合部６８とビードリング５２のリング側係合部６６とが係合した状態にあるため、直動ユニット７０のピストンロッド７０Ｂをリング側係合部６６での接線方向に沿って図１２に示す位置まで移動させれば（即ち、２つの直動ユニット７０，７０のピストンロッド７０Ｂ，７０Ｂをともにエアシリンダ７０Ａ，７０Ａ側に引き込むことにより）、ビードリング５２を第１の方向Ｊに回動させることができる。このようにしてビードリング５２をクランプリング３２に固定した後、ビードリング着脱装置５６を上昇させる（図５（Ｂ）参照）。

その後、成形ユニット２２の流体ポート３０からブラダー２６の内部に加圧流体を供給しながら、昇降ユニット２４を下降させて伸縮支持部２８を予備成形位置まで縮ませることにより、筒状の未加硫ゴム成形体１をトロイダル状に拡径した状態に予備成形する（図５（Ｃ）参照）。その際、ブラダー２６をトロイダル状に膨らませることにより、未加硫ゴム成形体１の上下のビード部３，３は、ブラダー２６と上下のビードリング５２，５４との間に挟持された状態となって係止される（図６参照）。トロイダル状に予備成形された未加硫ゴム成形体１の外径は、特に限定されないが、通常は予備成形前の筒状未加硫ゴム成形体１の外径の１．１倍以上である。

未加硫ゴム成形体１をトロイダル状に予備成形した後、昇降ユニット２４のアーム４６を開いて伸縮支持部２８の係合突起４８との係合を解除することにより、昇降ユニット２４と伸縮支持部２８との接続は解除される。その後、昇降ユニット２４を上昇させることにより成形ユニット２２から分離する（図５（Ｄ）参照）。

このようにして予備成形した未加硫ゴム成形体１は、成形ユニット２２に装着した状態で加硫機１６にセットしてダイヤフラム２に加硫成形する（図６参照）。詳細には、成形ユニット２２に装着された未加硫ゴム成形体１を、成形ユニット移動手段８０により、上記動作範囲内の位置８１Ａから退避位置８１Ｂに移動させ、これを上型８２と下型８４を備えた加硫機１６にセットし、常法に従い、流体ポート３０からブラダー２６内に気体を供給しつつ、所定時間加熱することにより、ダイヤフラム２に加硫成形する。

次いで、成形ユニット２２に装着した状態で加硫成形したダイヤフラム２を加硫機１６から取り出し、成形ユニット移動手段８０により昇降ユニット２４の動作範囲内に移す（図７（Ａ）参照）。そして、昇降ユニット２４を下降させ、昇降ユニット２４と成形ユニット２２の伸縮支持部２８とを接続することにより、昇降ユニット２４で伸縮支持部２８の上端部を把持した後（図７（Ｂ）参照）、この把持した状態で昇降ユニット２４を上昇させることにより、伸縮支持部２８を伸長させてブラダー２６の外径がダイヤフラム２の内径よりも小径になるようにブラダー２６をトロイダル状から筒状に引き伸ばす（図７（Ｃ）参照）。詳細には、成形ユニット２２の流体ポート３０からブラダー２６内の気体を排気しつつ、昇降ユニット２４を上昇させて上記の伸張位置まで伸縮支持部２８を引き伸ばす。これにより、ダイヤフラム２の上下のビード部３，３は、ブラダー２６とビードリング５２，５４との間での挟持状態から解除される。

その後、ビードリング着脱装置５６を用いて上側のビードリング５２をクランプリング３２から取り外す（図７（Ｄ）参照）。詳細には、図１２に示す状態から、ビードリング着脱装置５６を下降させて、ビードリング５２のリング側係合部６６に、直動ユニット７０の装置側係合部６８を係合させる。この状態で、直動ユニット７０のピストンロッド７０Ｂをリング側係合部６６での接線方向に沿って移動させることにより（即ち、２つの直動ユニット７０，７０のピストンロッド７０Ｂ，７０Ｂをエアシリンダ７０Ａ，７０Ａから突出させることにより）、ビードリング５２は上記第１の方向Ｊとは逆の第２の方向Ｋに回動する。これにより、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、クランプリング３２とビードリング５２の嵌合部５８の嵌合状態が解除されるので、クランプリング３２に対するビードリング５２の固定が解除される。そして、リング支持手段７２を動作させて把持部７４によりビードリング５２の外周を支持する（図１３参照）。このようにクランプリング３２に対する固定が解除されたビードリング５２をリング支持手段７２により支持した状態で、ビードリング着脱装置５６を上昇させることにより、ビードリング５２は成形ユニット２２から軸方向に離間される（図１４参照）。

次いで、テーブル７８を昇降ユニット２４の動作範囲まで前進させて、テーブル７８によりダイヤフラム２をすくい、昇降ユニット２４のホルダ４２の高さまでダイヤフラム２を上昇させる（図８（Ａ）参照）。筒状に引き伸ばされたブラダー２６の外径がダイヤフラム２の内径よりも小さいので、テーブル７８を上昇させることにより、ビード部３が引っかかることなく、ダイヤフラム２をブラダー２６から外すことができる。その後、ホルダ４２を開くことにより、ダイヤフラム２はホルダ４２により昇降ユニット２４の外周に保持されるので、テーブル７８を上記動作範囲内から退避させる（図８（Ｂ）参照）。

その後、成形ユニット２２の流体ポート３０からブラダー２６の内部に加圧流体を供給しながら、昇降ユニット２４を下降させて伸縮支持部２８を予備成形位置まで縮ませて、ブラダー２６をトロイダル状に戻す（図８（Ｃ）参照）。次いで、昇降ユニット２４のアーム４６を開いて伸縮支持部２８の係合突起４８との係合を解除することにより、昇降ユニット２４と伸縮支持部２８との接続を解除してから、昇降ユニット２４を上昇させることにより成形ユニット２２から分離する（図８（Ｄ）参照）。

次いで、成形ユニット移動手段８０により成形ユニット２２を昇降ユニット２４の動作範囲内から退避位置に移動させ（図９（Ａ）参照）、テーブル７８でダイヤフラム２を支持した後に、ホルダ４２を閉じることによりホルダ４２によるダイヤフラム２の保持を解除する（図９（Ｂ）参照）。ダイヤフラム２を積載したテーブル７８を下降させ、上記動作範囲内から退避させることにより、ダイヤフラム２が昇降ユニット２４から取り出される（図９（Ｃ）参照）。

このようにして取り出されたダイヤフラム２は、搬送部２０を通って払出部１８から払い出される。

以上よりなる本実施形態であると、空気ばね用ダイヤフラムを加硫成形に先だって予備成形する際に、ブラダー２６の上下両端部を伸縮可能に支持する伸縮支持部２８を備えた成形ユニット２２と、該伸縮支持部２８の伸縮位置を調整可能な昇降ユニット２４とを用いて、上記のように予備成形工程を自動化したことにより、省人化を図ることができ、生産性を向上して、製造コストを低減することができる。また、作業者が予備成形するものではないので、作業者のスキルに左右されずに予備成形可能であり、加硫成形後の製品品質の向上につながる。また、予備成形時に、未加硫ゴム成形体の外周には成形型がなく、即ち、未加硫ゴム成形体を予備成形型に沿わせて成形するものではないので、未加硫ゴム成形体が予備成形型に不均一に接触して皺が入るのを防止することができ、製品品質の安定化につながる。

また、本実施形態によれば、フリー状態においてトロイダル状をなすブラダー２６を備えた成形ユニット２２を用いたものでありながら、該成形ユニット２２の上方に配置した昇降ユニット２４によりブラダー２６の形状をトロイダル状と筒状との間で変化させることで、筒状の未加硫ゴム成形体１の装着と、そのトロイダル状への予備成形と、加硫成形後のダイヤフラム２の取り出しを可能にしたので、自動化を効率的に行うことができる。しかも、昇降ユニット２４を直動ユニットにより構成したことにより、成形ユニット２４の伸縮状態の位置決め精度を高めることができ、製品品質の安定化につながる。

本実施形態によれば、また、空気ばね用ダイヤフラムの加硫成形による製造において、成形ユニット２２のクランプリング３２に取り付けるビードリング５２の着脱を、ビードリング５２を回動させるビードリング着脱装置５６を用いて自動化したので、省人化によるコスト低減を図ることができる。また、その際、直動ユニット７０を用いてビードリング５２を第１の方向Ｊとその逆の第２の方向Ｋに回動させることにより、ビードリング５２とクランプリング３２の嵌合と嵌合解除を可能にしたので、回動角度の位置決め精度を高めることができ、ビードリング着脱工程の自動化を効率的に行うことができる。

なお、上記実施形態では、ダイヤフラム２の上下両端部のビード部３，３が同径のものを図示して説明したが、両端部で径の異なるビード部を持つダイヤフラムについても適用することができる。

以上の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１…未加硫ゴム成形体、２…ダイヤフラム、１０…製造装置、１４…予備成形装置、１６…加硫機、２２…成形ユニット、２４…昇降ユニット、２６…ブラダー、２８…伸縮支持部、３０…流体ポート、４２…ホルダ、４４…接続部

Claims (4)

1. 空気ばねを構成するダイヤフラムを加硫成形に先立って予備成形する方法であって、
   筒状の未加硫ゴム成形体をトロイダル状に予備成形するための成形ユニットと、前記成形ユニットに未加硫ゴム成形体を組み込むための上下動可能な昇降ユニットと、を備えた予備成形装置を用いて、
   前記昇降ユニットに設けられたホルダにより前記昇降ユニットの外周に筒状の未加硫ゴム成形体を保持させ、
   拡縮可能なブラダーと、前記ブラダーの上端部と下端部を両者の間隔を伸縮可能に支持する伸縮支持部と、を備えた成形ユニットに対し、前記未加硫ゴム成形体を保持した状態で前記昇降ユニットを下降させて、前記昇降ユニットと前記伸縮支持部とを接続し、
   接続した状態で前記昇降ユニットの上昇により前記伸縮支持部を伸長させて前記ブラダーの外径が前記未加硫ゴム成形体の内径よりも小径になるように前記ブラダーを筒状に引き伸ばし、
   引き伸ばした状態で前記ホルダによる保持を解除し、前記未加硫ゴム成形体を下降させることにより、前記ブラダーの外周に前記未加硫ゴム成形体を組み込み、
   前記昇降ユニットを下降させて前記伸縮支持部を縮ませるとともに前記成形ユニットの流体ポートから前記ブラダーの内部に加圧流体を供給して前記筒状の未加硫ゴム成形体をトロイダル状に予備成形する、
   空気ばね用ダイヤフラムの予備成形方法。
2. 請求項１記載の予備成形方法により前記未加硫ゴム成形体をトロイダル状に予備成形した後、前記昇降ユニットと前記伸縮支持部との接続を解除して前記昇降ユニットを前記成形ユニットから分離し、予備成形した前記未加硫ゴム成形体を前記成形ユニットに装着した状態で加硫機にセットしてダイヤフラムに加硫成形する、
   空気ばね用ダイヤフラムの製造方法。
3. 前記成形ユニットに装着した状態で加硫成形したダイヤフラムを加硫機から取り出し、
   前記昇降ユニットと前記成形ユニットの伸縮支持部とを接続し、接続した状態で前記昇降ユニットの上昇により前記伸縮支持部を伸長させて前記ブラダーの外径が前記ダイヤフラムの内径よりも小径になるように前記ブラダーを筒状に引き伸ばし、
   引き伸ばした状態で前記ダイヤフラムを上昇させて、前記ホルダにより前記昇降ユニットの外周に前記ダイヤフラムを保持させ、
   次いで、前記昇降ユニットと前記伸縮支持部との接続を解除して前記昇降ユニットと前記成形ユニットを分離してから、前記ホルダによる前記ダイヤフラムの保持を解除して、前記ダイヤフラムを前記昇降ユニットから取り出す、
   請求項２記載の空気ばね用ダイヤフラムの製造方法。
4. 空気ばねを構成するダイヤフラムを加硫成形に先立って予備成形するための予備成形装置であって、
   筒状の未加硫ゴム成形体をトロイダル状に予備成形するための成形ユニットと、
   前記成形ユニットに未加硫ゴム成形体を組み込むための上下動可能な昇降ユニットと、を備え、
   前記成形ユニットは、拡縮可能なブラダーと、前記ブラダーの上端部と下端部を両者の間隔を伸縮可能に支持する伸縮支持部と、前記ブラダーの内部に加圧流体を供給し排出させるための流体ポートと、を備え、
   前記昇降ユニットは、外周に前記未加硫ゴム成形体を着脱可能に保持するためのホルダと、前記昇降ユニットと前記伸縮支持部を着脱可能につなげる接続部とを備え、
   前記ホルダを用いて前記昇降ユニットの外周に前記未加硫ゴム成形体を保持した状態で、前記接続部により前記昇降ユニットと前記伸縮支持部を接続し、接続した状態で前記昇降ユニットの上昇により前記伸縮支持部を伸長させて前記ブラダーの外径が前記未加硫ゴム成形体の内径よりも小径になるように前記ブラダーを筒状に引き伸ばし、引き伸ばした状態で前記ホルダによる保持を解除し前記未加硫ゴム成形体を下降させることにより前記ブラダーの外周に前記未加硫ゴム成形体を組み込み、前記昇降ユニットを下降させて前記伸縮支持部を縮ませるとともに前記流体ポートから前記ブラダーの内部に加圧流体を供給して前記筒状の未加硫ゴム成形体をトロイダル状に予備成形するようにした
   空気ばね用ダイヤフラムの予備成形装置。