JP3958847B2 - 布入りゴムベローズの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム製のベローズ内に基布を埋め込んだ布入りゴムベローズの製造方法に係り、特に基布の装着手順を改良した布入りゴムベローズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム製のベローズは、種々の目的で使用されており、高い耐圧性を付与する目的で基布と称される布をゴム内に埋め込んだ布入りのベローズが開発されている。また、例えば、精密測定装置の振動吸収部材等の使用目的において、応答性を向上させるためにゴムの厚みの薄い、いわゆる薄肉ベローズの要望が高まっている。
【０００３】
ベローズの構造は、一般に、相対向する１組のリング状の端面部と、これら端面部の外周縁部を相互に連接するように設けられた蛇腹状の壁面部とを備えるものであり、壁面部には複数の山部が形成されている。このような構造のベローズを、布入りゴムベローズとして製造する場合、まず、加硫前のゴムを使用して金型でベローズのプレフォームを成形する。次いで、このプレフォームの外側に基布を巻きつけ、その後、金型内で加熱、加圧することにより加硫を行い、この際、一時的に軟化したゴム材が基布に浸透するので、加硫成形後のベローズは内部に基布が埋め込まれた構造となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の布入りゴムベローズの製造方法では、金型でベローズのゴムプレフォームを成形した後、その外側に基布を巻きつける作業を行っているために、基布をゴムプレフォームに巻きつける際に、装着される基布によってゴムの一部が削り取られるなどの不都合が生じていた。このような不都合が発生しないように極めて慎重な作業が要求され、作業効率は決して良いものとは言えないのが現状であった。また、十分に注意していたとしても、プレフォームを傷つけて不良品が発生する場合が多々あり、製品歩留の向上は極めて困難な状況であった。さらに、プレフォームの外側に基布を巻きつける際に金型を開放するため、金型の温度が変動し易く、最終的な製品の品質が一定しない要因ともなっていた。
【０００５】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、基布装着の作業効率および製品歩留を向上させることができ、金型温度の変動を防止して、最終的な製品の品質を一定に維持することができる布入りゴムベローズの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明の布入りゴムベローズの製造方法は、相対向するように配置された一対のリング状の対向面部と、該対向面部の外周縁部を相互に連接するように設けられた２以上の山部および１以上の谷部を有する蛇腹状壁面部と、前記対向面部および蛇腹状壁面部の中に一体的に埋め込まれた基布を備えてなる布入りゴムベローズの製造方法であって、金型キャビティを構成する金型の中子に基布を巻きつけた後、この基布を覆うように未加硫ゴム製のベローズプレフォームを金型にて成形し、しかる後、熱加硫を行って布入りゴムベローズ本体を作製し、最終的に、当該布入りゴムベローズ本体を裏返して完成させるように構成される。
【０００８】
さらに、本発明の布入りゴムベローズの製造方法において、前記布入りゴムベローズに用いられるゴム材質には、引き裂き強度の小さいフッ素系またはシリコーン系のゴムを採用した場合に特に効果が顕著なものとなる。
【０００９】
このような本発明では、金型キャビティを構成する金型の中子に基布を巻きつけた後、その金型内でこの基布を覆うように未加硫ゴム製のベローズプレフォームを成形するように構成したので、基布によってプレフォームが傷つけられるおそれがないので、基布の装着が容易になって作業効率が向上する。したがって、基布の装着作業に起因する不良品の発生もなく、製品歩留がが向上する。さらに、ゴム製ベローズのプレフォームを成形した後布入りベローズ本体が完成するまで、金型を開放する必要がないため、金型温度の変動が防止され、最終的な製品の品質を一定に維持することができるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
まず、本発明の布入りゴムベローズの製造方法を説明する前に、この製造方法により最終製品として製造される布入りゴムベローズの構造について説明する。
【００１２】
図１は本発明の製造方法により製造される布入りゴムベローズの一例を示す斜視図であり、図２は図１に示される布入りゴムベローズの平面図であり、図３は図２に示される布入りゴムベローズのＡ−Ａ矢視半片断面図である。図１乃至図３において、布入りゴムベローズ１は、相対向する１組のリング状のゴム製の対向面部２Ａ，２Ｂと、対向面部２Ａ，２Ｂの各外周縁部を相互に連接するように設けられたゴム製の蛇腹状壁面部３とを備えている。
【００１３】
対向面部２Ａ，２Ｂは、それぞれリング状の平板形状をなし、中心部に開口部４を備えるとともに、内周縁部の外側にビード部５、内側にビード部（糸ピード）６が形成されている。また、蛇腹状壁面部３は複数の山部３ａ（図示例では２つの山部）と、山部３ａ，３ａの間に位置する谷部３ｂを有している。そして、この布入りベローズ１には、耐圧性を付与する目的で、対向面部２Ａ，２Ｂおよび蛇腹状壁面部３に連続した基布と称される布１０が埋め込まれている。図３に示されているように、基布１０は、このベローズ１のゴム材の外側近傍に位置するように埋め込まれている。
【００１４】
次に、図４乃至図８に基づいて、本発明の布入りゴムベローズの製造方法を説明する。
【００１５】
この布入りゴムベローズの製造方法を実施するに際して、図４に示されているような成形金型２１が準備される。この成形金型２１は、上記の布入りゴムベローズ１をちょうど裏返した形で成形できるようにキャビティが設計されており、中子２２、中型２３、上型２４および下型２５の各部材から構成されている。
【００１６】
中子２２は、円盤形状であり、ベローズ本体の内周面形状を有する外周部２２ａを備え、ビード５形成用の凹部２２ｂと余分なゴムを逃がすための溝部２２ｃが上面および下面にそれそれリング状に形成されている。
【００１７】
中型２３は、ベローズ１の蛇腹状壁面部３の形状を有する内周部２３ａをもち、２以上に分割可能とされている。図示の例では、中型２３の内周部２３ａの上下端部は、蛇腹状壁面部３を構成する２個の山部の頂点に、それぞれ一致している。
【００１８】
上型２４および下型２５は、上記の中子２２と中型２３とが図示のように係合した状態で、中子２２の外周部２２ａと中型２３の内周部２３ａとの間に、蛇腹状壁面部３成形用の間隙（キャビティ）が形成されるように構成されている。また、上型２４および下型２５には、蛇腹状壁面部３の一部と対向面部２Ａ，２Ｂを成形するための凹部２４ａ，２５ａが形成されており、中子２２との間に間隙（キャビティ）が形成されるように構成されている。
【００１９】
この成形金型２１では、中子２２、中型２３、上型２４および下型２５の各部材が図示のように係合した状態で形成されるベローズプレフォーム成形用の間隙の厚みが、例えば、０．１〜１．７ｍｍの範囲で設定されている。
【００２０】
このような成形金型２１を使用して行われる本発明の布入りゴムベローズの製造方法は、まず、成形金型２１のキャビティの最内部に基布１０をインサート装着する。具体的には、図５に示されているように、中子２２の外周部２２ａ、その上下に位置する対向面部２２Ａ，２２Ｂ、およびビード部２２ｂを覆うように基布１０が巻きつけられる。この基布１０の巻きつけは、例えば、中子２２の外周部２２ａの周方向に沿って基布１０を引っ張りながら巻きつけることにより、この外周部２２ａの谷部に基布１０を入り込ませることができる。また、基布１０を中子２２の対向面部２２Ａ，２２Ｂ等に装着するときは、後述する未加硫のゴム材の小片を用いて接着することができる。このような基布１０の被着が完了した後、余分な基布を除去し、さらに、基布１０を中子２２に押し付けて、しわが生じないようになじませる。
【００２１】
本発明の布入りゴムベローズの製造方法に用いられる基布１０としては、ポリアミド（６ナイロン、６６ナイロン等）、アラミド、ポリエステル、綿等の糸を使用した布を平織、トリコット、メリヤス、カラミフ等に横糸の伸縮性を調整して織りあげ、これを接着剤等に浸漬し乾燥して形成された基布等を挙げることができる。また、基布１０に付与した伸長性と巻きつけ性を効率よく発揮させるために、基布１０のバイアス方向を中子２２の周方向に一致させることが好ましい。
【００２２】
次に、上述した成形金型２１を組み立てて、基布１０の周囲に未加硫ゴム製のべローズプレフォームを成形する。成形金型２１を使用した未加硫ゴム製のべローズプレフォームの成形は、図６に示されているように、例えば、未加硫ゴムのシート状成形物を中子２２に被着した基布１０の周囲に巻きつけ、また、中子２２の上面、および、下型２５の凹部２５ａ（図４）に未加硫ゴムのシート状成形物（小片）を複数載置した状態で、各金型部材を係合し加圧して行うことができる。この際、成形金型２１の温度と圧力は未加硫ゴムの加硫が進行しない範囲で設定することが必要である。また、加圧は、例えば、数回のバンピングの後に３〜９０秒間程度の範囲で行う。
【００２３】
使用するゴム材としては、従来公知の合成ゴムおよび天然ゴムでよく、特に制限はない。本発明で使用可能な合成ゴムとしては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、プロピレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、エーテル−チオエーテルゴム、多硫化系ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム等を挙げることができるが、特に引き裂き強度の小さいフッ素系またはシリコン系のゴムを採用することが好ましい。引き裂き強度の小さいゴムを使用すればするほど、本発明の効果が特に顕著に発現する。
【００２４】
このようなゴム材は、必要に応じて後述するような加硫剤、加硫促進剤等の添加剤を加えた後、混練機により混練され、得られたゴム混合物はロールによって予めシート状に成形される。
【００２５】
加硫剤としては、硫黄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、芳香族ニトロ化合物、有機過酸化物等から使用するゴムに対応して適宜選定することができる。
【００２６】
また、加硫促進剤として、２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）等のチアゾール系化合物、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾルスルフェンアミド（ＣＺ）等のスルフェンアミド系化合物、２−メルカプトチアゾリン等のチアゾリン系化合物、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＴ）、テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴ）等のチウラム系化合物、ジメチルジチオカルバミン酸等のジチオカルバメート系化合物、ヘキサメチレンテトラミン等のアルデヒドアミン系化合物、ジフェニルグアニジン等のグアニジン系化合物、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバモイル−２−ベンゾチアジルスルフィド等のチアゾール系化合物等を使用することができる。
【００２７】
また、本発明の布入りゴムベローズの製造方法では、必要に応じて老化防止剤、ステアリン酸等の有機脂肪酸、カーボンブラック等の充填剤を含有させるようにしてもよい。このような添加剤は、ゴム１００重量部に対して１〜１５０重量部の範囲で含有させることが好ましい。
【００２８】
このようなプレフォーム成形工程で成形された未加硫ゴム製のべローズプレフォーム１１は、図６に示されるように、相対向する１組のリング状平板の対向面部１２Ａ，１２Ｂと、対向面部１２Ａ，１２Ｂの外周縁部を相互に連接するように設けられた２つの山部１３ａおよび１つの谷部１３ｂからなる蛇腹状壁面部１３と、対向面部１２Ａ，１２Ｂの内外周縁部にビード部１５，１６を備えている。対向面部および蛇腹状壁面部の厚みは、例えば、０．１〜１．７ｍｍ程度の範囲とされる。
【００２９】
なお、成形したべローズプレフォーム１１にバリが存在する場合には、このバリを除去する。また、このベローズプレフォーム１１の対向面部１２Ａ，１２Ｂ等にゴム厚みの不足がある場合には、該当箇所に上述のような未加硫ゴムのシート状成形物（小片）を付け足してもよい。
【００３０】
しかる後、基布１０が内装されたべローズプレフォーム１１の加硫を行う。加硫成形用の金型４１は、図７に示されているように、中子２２、中型４３、上型４４および下型４５の各部材から構成されている。
【００３１】
中子２２は、上述のプレフォーム成形用の金型２１を構成する中子２２と共用するものである。
【００３２】
中型４３は、ベローズ１の蛇腹状壁面部３の形状を有する内周部４３ａをもち、２以上に分割可能とされている。図示例では、中型４３の内周部４３ａの上下端部は、蛇腹状壁面部３を構成する２個の山部の頂点に一致している。
【００３３】
上型４４および下型４５は、上記の中子２２と中型４３とが図示のように係合した状態で、中子２２の外周部２２ａと中型４３の内周部４３ａとの間に、蛇腹状壁面部３成形用の間隙が形成されるように構成されている。
【００３４】
このような加硫成形用の金型４１では、中子２２、中型４３、上型４４および下型４５の各部材が図示のように係合され、この状態で形成されるベローズ１の加硫成形用の間隙の厚みは、例えば、０．１５〜１．８ｍｍ程度の範囲で設定される。間隙の厚みは、同一であってもよく、あるいは、異なる厚みに設定してもよい。このような加硫成形用の金型４１を使用したベローズ１の成形は、上述のように基布１０が内装されたべローズプレフォーム１１を周囲に装着した中子２２と、中型４３、上型４４および下型４５の各部材を係合し加圧、加熱して行う。加圧は、例えば、数回のバンピングの後に行うことができ、加硫時の温度、時間は使用するゴム材等に応じて適宜設定することができる。
【００３５】
このような金型４１を用いた加硫成形を行った後、金型４１から布入りゴムベローズ本体３１を取り出し、バリが存在する場合には、このバリを除去することにより、布入りゴムベローズ本体３１の成形が完了する。
【００３６】
上述の本発明の布入りゴムベローズの製造方法では、プレフォーム成形用の金型２１の中子２２は、加硫成形用の金型４１の中子２２と共用するものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、プレフォーム成形工程で成形された基布１０を内装したべローズプレフォーム１１を金型４１専用の中子に装着するようにしてもよい。また、プレフォーム成形工程と加硫工程とを同一の成形金型内で行えるように、成形金型２１を構成してもよい。
【００３７】
この加硫工程により成形された布入りゴムベローズ本体３１は、図８に示されているような構造を有している。すなわち、布入りゴムベローズ本体３１は、相対向する１組のリング状平板の対向面部２Ａ，２Ｂと、対向面部２Ａ，２Ｂの外周縁部を相互に連接するように設けられた２つの山部３ａおよび１つの谷部３ｂからなる蛇腹状壁面部３と、対向面部２Ａ，２Ｂの内周縁部の内側にビード部５を、外側に糸ビード６を備えている。
【００３８】
本発明の布入りゴムベローズの製造方法では、最終工程として、この布入りゴムベローズ本体３１の裏返し作業を行って完成品とする。すなわち、完成された布入りゴムベローズ３は、図１乃至図３に示すように、相対向する１組のリング状平板の対向面部２Ａ，２Ｂと、対向面部２Ａ，２Ｂの外周縁部を相互に連接するように設けられた２つの山部３ａおよび１つの谷部３ｂからなる蛇腹状壁面部３と、対向面部２Ａ，２Ｂの内周縁部の外側にビード部５、内側に糸ビード６を備えている。このように裏返し工程を行うことにより、図３に示されているように、基布１０は、このベローズ１のゴム材の外側近傍に位置するように埋め込まれた状態になる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、金型キャビティの最内部に基布を装着した後、この基布を覆うように未加硫ゴム製のベローズプレフォームを金型にて成形するようにしたので、基布を容易に装着することができ、その作業効率を向上させることができる。また、基布の装着作業に起因する不良品の発生がないので、製品歩留を向上させることができる。さらに、金型温度の変動を防止して、最終的な製品の品質を一定に維持することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法により製造される布入りゴムベローズの一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示される布入りゴムベローズの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視半片断面図である。
【図４】本発明の布入りゴムベローズの製造方法において使用する金型の例を示す半片断面図である。
【図５】本発明の布入りゴムベローズの製造方法における基布装着工程を示す半片断面図である。
【図６】本発明の布入りゴムベローズの製造方法におけるプレフォーム工程を示す半片断面図である。
【図７】本発明の布入りゴムベローズの製造方法における加硫工程を示す半片断面図である。
【図８】本発明の布入りゴムベローズの製造方法における裏返し工程を示す半片断面図である。
【符号の説明】
１…布入りゴムベローズ
２Ａ，２Ｂ…対向面部
３…蛇腹状壁面部
３ａ…山部
３ｂ…谷部
４…開口部
５，６…ビード部
１０…基布
１１…べローズプレフォーム
２１，３１，４１…金型
２２，３２…中子
２３，３３，４３…中型
２４，３４，４４…上型
２５，３５，４５…下型
３１…布入りゴムベローズ本体

Claims (2)

1. 相対向するように配置された一対のリング状の対向面部と、該対向面部の外周縁部を相互に連接するように設けられた２以上の山部および１以上の谷部を有する蛇腹状壁面部と、前記対向面部および蛇腹状壁面部の中に一体的に埋め込まれた基布を備えてなる布入りゴムベローズの製造方法であって、
   金型キャビティを構成する金型の中子に基布を巻きつけた後、この基布を覆うように未加硫ゴム製のベローズプレフォームを金型にて成形し、しかる後、熱加硫を行って布入りゴムベローズ本体を作製し、最終的に、当該布入りゴムベローズ本体を裏返して完成させるようにしたことを特徴とする布入りゴムベローズの製造方法。
2. 前記布入りゴムベローズに用いられるゴム材質には、引き裂き強度の小さいフッ素系またはシリコン系のゴムを採用する請求項１に記載の布入りゴムベローズの製造方法。

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