JP4947598B2 - ゴム成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、補強用の金属芯材を埋設して一体化したゴム成形品の製造方法に関する発明である。

一般に、自動車等の車両のドア開口縁や窓開口縁のフランジには、該フランジに沿って長尺なトリム材が装着される。このトリム材は、ゴムや熱可塑性合成樹脂（熱可塑性エラストマーを含む）等のポリマー材料によって横断面が略Ｕ字形状の取付部を有する形状に押出成形され、その略Ｕ字形状の取付部で開口縁のフランジを挟むことでフランジに固定されるようになっている。このようなトリム材は、横断面形状が略Ｕ字形状の長尺な補強用の金属芯材（例えば冷間圧延鋼板等の金属板）を取付部に埋設して一体化することで、取付部を金属芯材で補強して開口縁のフランジに取付部を安定して固定できるようにしている。

また、車両のドア開口縁や窓開口縁のフランジは、長手方向で二次元的又は三次元的に曲がっているため、トリム材は、押出成形で略直線状に成形されたものが開口縁のフランジの曲がり形状に合わせて曲げられて装着される。このため、トリム材に埋設される金属芯材は、トリム材の曲がりに追随して自在に曲げられるように、長手方向に所定間隔で空間部（スリットや切り欠き等）が形成された部分打ち抜き金属芯材（魚骨芯材や竜骨芯材ということもある）が用いられる。

このような部分打ち抜き金属芯材を埋設して一体化したトリム材を製造する場合には、金属芯材を平板状のまま又は中間横断面形状（最終横断面形状である略Ｕ字形状よりも幾分拡開した形状）に加工した後、トリム材を押出成形する押出成形型に金属芯材を連続して導入すると共に該押出成形型にポリマー材料を供給して、トリム材を成形すると共にトリム材に金属芯材を埋設して一体化するようにしている。

ところで、車両部品においては、品質と機能を維持しながら更なる軽量化が求められている。しかし、トリム材を軽量化するために金属芯材の板厚を薄くすると、金属芯材の強度が低下するため、金属芯材を埋設したトリム材を開口縁のフランジに装着した際に、トリム材の保持力（フランジを挟んで保持する力）が低下して、トリム材をフランジに安定して固定できなくなる可能性がある。

この対策として、特許文献１（特開２００３−２００７９１号公報）に記載されているように、所定間隔で並列された多数の骨片部をボンド部を介して長手方向に連結した金属芯材において、各骨片部を横断面略凹状に曲げ加工しておくことで、金属芯材の強度を高くしてトリム材の保持力を確保しながら金属芯材の板厚を薄くしてトリム材を軽量化できるようにしたものがある。

また、金属芯材を形成する材料として従来の一般的な冷間圧延鋼板よりも強度が高い金属板（例えば高張力鋼板）を用いることで、金属芯材の強度を高くしてトリム材の保持力を確保しながら金属芯材の板厚を薄くしてトリム材を軽量化することも考えられる。
特開２００３−２００７９１号公報（第２頁、第３図等）

しかし、上記特許文献１の技術のように、金属芯材の各骨片部を横断面略凹状にして金属芯材の強度を高くすると、金属芯材の見掛けの厚さが厚くなり、その見掛けの厚さを覆うのに必要なポリマー材料の厚さを厚くせざるを得ないので、使用するポリマー材料が多くなる。更に、トリム材の成形前に金属芯材を中間横断面形状に曲げるための曲げ加工が困難になるという問題がある。

また、金属芯材を形成する材料として従来よりも強度が高い金属板を用いて金属芯材の強度を高くすると、金属芯材の長手方向に所定間隔で空間部（スリットや切り欠き等）を形成するための打ち抜き加工が困難になると共に、トリム材の成形前に金属芯材を中間横断面形状に曲げるための曲げ加工も困難になるという問題がある。

本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、金属芯材の加工を容易に行うことができると共に、金属芯材を埋設したゴム成形品の強度（保持力）を確保しながら金属芯材の板厚を薄くしてゴム成形品を軽量化することができるゴム成形品の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、補強用の金属芯材を埋設して一体化したゴム成形品を製造する方法であって、金属芯材は、常温よりも高い所定温度以上に所定時間以上維持する加熱硬化処理を行うことで硬度及び引張強度が高くなる塑性変形可能な金属板で形成され、金属芯材を加熱硬化処理前に所定温度よりも低い温度で所定形状に加工する芯材加工工程と、前記所定形状の金属芯材を予備加熱する芯材予備加熱工程と、前記芯材予備加熱工程で予備加熱された前記所定形状の金属芯材を冷却する芯材冷却工程と、前記芯材冷却工程後にゴム成形品を成形する成形型に所定形状の金属芯材を導入すると共に成形型に所定温度以上の温度で加硫が進行する未加硫ゴム材料を供給して、未加硫又は半加硫のゴム成形品を成形すると共に該ゴム成形品に金属芯材を埋設して一体化するゴム成形工程と、金属芯材と一体化された未加硫又は半加硫のゴム成形品を所定温度以上の温度に加熱した状態で所定時間以上維持することでゴム成形品を加硫して硬化させると共に金属芯材の加熱硬化処理を行って金属芯材の硬度及び引張強度を加熱前よりも高くする成形品加熱工程と、金属芯材と一体化されて硬化したゴム成形品を冷却する成形品冷却工程とを実行するようにしたものである。

この製造方法では、金属芯材の材料として所定温度以上に所定時間以上維持する加熱硬化処理を行うことで硬度及び引張強度が高くなる金属板を用いて、金属芯材を加熱硬化処理前に所定温度よりも低い温度で所定形状に加工するため、金属芯材の硬度及び引張強度が高くなる前に金属芯材を容易に所定形状に加工することができる。そして、ゴム成形工程後の成形品加熱工程で金属芯材と一体化されたゴム成形品を所定温度以上の温度に加熱した状態で所定時間以上維持することでゴム成形品を加硫して硬化させると共に金属芯材の加熱硬化処理を行って金属芯材の硬度及び引張強度を加熱前よりも高くするため、金属芯材を埋設したゴム成形品の強度（保持力）を確保しながら金属芯材の板厚を薄くしてゴム成形品を軽量化することができる。或いは、ゴム成形品の重量をほとんど増加させずにゴム成形品の強度を高くすることもできる。更に、従来のゴム成形品の製造装置を利用することができるという利点もある。
また、本発明では、成形品加熱工程での加熱だけでは金属芯材を十分に硬化させることができない場合があることを考慮して、ゴム成形工程前に所定形状の金属芯材を予備加熱する芯材予備加熱工程と該芯材予備加熱工程で予備加熱された金属芯材を冷却する芯材冷却工程とを実行するようにしている。このようにすれば、芯材予備加熱工程で金属芯材を予備加熱してある程度硬化させておくことができ、その後、成形品加熱工程での加熱で金属芯材を十分に硬化させることができる。

本発明は、請求項１のように、金属芯材を加熱硬化処理前に所定温度よりも低い温度で所定形状に加工する芯材加工工程を実行した後に、芯材予備加熱工程と芯材冷却工程とゴム成形工程と成形品加熱工程と成形品冷却工程とを実行するようにしても良いし、或いは、請求項２のように、予め加熱硬化処理前に所定温度よりも低い温度で所定形状に加工された金属芯材を入手して、芯材予備加熱工程と芯材冷却工程とゴム成形工程と成形品加熱工程と成形品冷却工程とを実行するようにしても良い。

この場合、請求項３のように、金属芯材を形成する金属板は、加熱硬化型の高張力鋼板の帯板を用いるようにすると良い。このようにすれば、金属芯材を形成する金属板（加熱硬化型の高張力鋼板の帯板）を一般市場から容易に入手することができる。

また、請求項４のように、所定形状は、略帯板状の金属芯材の長手方向に沿って所定間隔で複数の空間部（例えばスリットや切り欠き）を形成した形状としても良い。つまり、芯材加工工程で金属芯材に所定間隔で空間部を形成するようにしても良いし、或いは、予め所定間隔で空間部を形成した金属芯材を入手するようにしても良い。

従来、このように長手方向に沿って所定間隔で空間部を形成した金属芯材をゴム材料で被覆して、金属芯材が埋設されたゴム成形品を製造すると、ゴム成形品の表面に長手方向に沿って所定間隔で竜骨マークと称される凹マーク又は凸マーク（以下これらを「凹マーク」という）が発生して、ゴム成形品の外観性が悪くなることがある。この凹マークは、ゴム成形品の強度（保持力）を上げるために、金属芯材の板厚寸法を厚くして、金属芯材を被覆するゴム成形品のゴム材料の厚さ寸法に対する金属芯材の板厚寸法が大きくなるほど顕著に発生する。

このような凹マークが発生する原因として、次のことが考えられる。金属芯材に所定間隔で形成された空間部の長手方向の幅は通常１ｍｍ程度と狭いため、空間部にゴム材料を流入させる際の流動抵抗が大きく、空間部に十分な量のゴム材料を流動させることが困難である。更に、金属芯材を被覆するゴム材料のうちの金属芯材の空間部に相当する部分は、芯材が存在する部分に比べて、ゴム材料の厚さ寸法が大きくなるため、その分、ゴム材料の成形収縮量が大きくなる。このため、ゴム成形品の表面のうちの金属芯材の空間部に相当する部分に凹マークが発生すると考えられる。

その点、本発明は、金属芯材を埋設したゴム成形品の強度（保持力）を確保しながら金属芯材の板厚を薄くすることができるため、ゴム成形品を成形する際にゴム材料のうち金属芯材を被覆する部分と金属芯材の空間部を被覆する部分との間で、ゴム材料の厚さ寸法の差を小さくすることができて、ゴム材料の厚さ方向の成形収縮量の差を小さくすることができ、ゴム成形品の表面に凹マークが発生することを防止することができる。

この場合、請求項５のように、ゴム成形工程前に金属芯材の空間部にポリマー材料を充填するポリマー材料充填工程を実行するようにしても良い。このようにすれば、ゴム成形品を成形する際にゴム材料のうち金属芯材を被覆する部分とポリマー材料が充填された空間部を被覆する部分との間で、ゴム材料の厚さ寸法の差を更に小さくするか又は無くすことができて、ゴム材料の厚さ方向の成形収縮量の差を更に小さくするか又は無くすことができ、ゴム成形品の表面に凹マークが発生することを効果的に防止することができる。

また、請求項６のように、所定形状は、略帯板状の金属芯材を所定の横断面形状（例えば最終横断面形状である略Ｕ字形状又は最終横断面形状よりも幾分拡開した中間横断面形状）に形成した形状としても良い。つまり、芯材加工工程で金属芯材を所定の横断面形状に加工するようにしても良いし、或いは、予め所定の横断面形状に加工された金属芯材を入手するようにしても良い。

この場合、請求項７のように、金属芯材は、常温で所定形状に加工されるようにすると良い。このようにすれば、金属芯材の硬度及び引張強度が高くなる所定温度よりも低い常温で金属芯材を容易に所定形状に加工することができる。

また、請求項８のように、成形品加熱工程において、高周波誘導加熱により金属芯材を加熱するようにしても良い。このようにすれば、高周波誘導加熱により金属芯材自体を発熱させて金属芯材を効率良く加熱して硬化させることができる。

更に、請求項９のように、成形品加熱工程において、熱風加熱により未加硫又は半加硫のゴム成形品を加熱し、該ゴム成形品からの伝導熱で金属芯材を加熱するようにしても良い。このようにすれば、ゴム成形品を加熱して加硫させると同時にゴム成形品からの伝導熱を利用して金属芯材を加熱して硬化させることができる。

また、請求項１０のように、ゴム成形工程において、未加硫又は半加硫のゴム成形品を押出成形するようにしても良い。このようにすれば、ゴム成形品を押出成形により効率良く成形することができる。

この場合、請求項１１のように、芯材予備加熱工程において、金属芯材の所定部分を除いた部分を予備加熱するようにしても良い。このようにすれば、金属芯材のうち成形品加熱工程後に加工する所定部分（例えばゴム成形品を最終横断面形状に成形する際に曲げ加工する部分）の硬化度合を小さくして、成形品加熱工程後に金属芯材の所定部分を容易に加工することができる。

また、請求項１２のように、芯材予備加熱工程において、赤外線照射又は高周波誘導加熱により金属芯材を予備加熱するようにしても良い。このようにすれば、予備加熱の加熱量を容易に調整することができる。

ところで、ゴム成形工程前に予備加熱した金属芯材が十分に冷却されていない状態で、ゴム成形工程を実行すると、金属芯材の熱で金属芯材を被覆するゴム材料の特性が変化してしまう可能性がある。

そこで、請求項１３のように、芯材冷却工程において、冷却媒体を供給して金属芯材を強制的に急速冷却するようにしても良い。このようすれば、ゴム成形工程前に予備加熱した金属芯材を確実に冷却することができ、ゴム成形工程で金属芯材を被覆するゴム材料の特性が変化することを防止できる。

また、請求項１４のように、成形品冷却工程後に金属芯材と一体化されたゴム成形品を所定の最終横断面形状に成形する最終成形工程を実行するようにしても良い。このようにすれば、最終横断面形状のゴム成形品を効率良く製造することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
図１に示すように、車体パネル１１の側部や後部又はルーフのドア開口縁のフランジ１２には、該フランジ１２に沿って長尺なウェザーストリップ１３（ゴム成形品）が装着される。このウェザーストリップ１３は、ゴム材料の押出成形により、横断面略Ｕ字形状の取付部１４と、スポンジ材料製の中空シール部１５とが一体的に形成され、取付部１４には、後述する長尺な金属芯材１６がインサート成形により埋設されている。

また、取付部１４の車外側側壁１７の内周面及び車内側側壁１８の内周面には、それぞれ内側に向けて突出する保持リップ１９が一体的に形成されている。車体パネル１１のドア開口縁のフランジ１２にウェザーストリップ１３の取付部１４を被せたときに、保持リップ１９が弾性変形してフランジ１２を車内側と車外側の両側から挟むことで、ウェザーストリップ１３がフランジ１２に装着される。このように、ウェザーストリップ１３の取付部１４でフランジ１２を両側から挟むことでウェザーストリップ１３をフランジ１２に安定して固定することができ、その際、保持リップ１９を弾性変形させてフランジ１２に当接させることで保持リップ１９の弾性力によってウェザーストリップ１３をフランジ１２に更に安定して固定することができる。

更に、取付部１４の車内側側壁１８の外周面には、車内側に向けて突出する遮蔽リップ２０が一体的に形成されている。ウェザーストリップ１３がフランジ１２に装着されたときに、遮蔽リップ２０と取付部１４（車内側側壁１８）との間に、車内の内装部材（図示せず）の端末が差し込み状に覆われるようになっている。

このウェザーストリップ１３は、該ウェザーストリップ１３を押出成形する際にゴム材料で補強用の金属芯材１６を被覆することで該金属芯材１６を取付部１４に埋設して一体化することによって、取付部１４を金属芯材１６で補強してフランジ１２に取付部１４を安定して固定できるようにしている。

ところで、車体パネル１１のドア開口縁のフランジ１２は、長手方向で二次元的又は三次元的に曲がっている（ねじれを含む）ため、ウェザーストリップ１３は、押出成形で略直線状に成形されたものがフランジ１２の曲がり形状に合わせて曲げられて装着される。このため、ウェザーストリップ１３に埋設される金属芯材１６は、ウェザーストリップ１３の曲がりに追随して自在に曲げられるように、長手方向に所定間隔で後述する分離空間部２４（図２参照）が形成されている。

次に、図２を用いてウェザーストリップ１３に埋設される金属芯材１６の構成について説明する。図２に示すように、金属芯材１６は、長尺な略帯板状の金属板である金属芯材素材２１を打ち抜き加工することにより、長手方向に沿って所定間隔で配置された複数の芯材片部２２と、これら複数の芯材片部２２同士を長手方向に連結する連結部２３とが一体的に形成されていると共に、隣り合う芯材片部２２の間に分離空間部２４が形成されている。本実施例では、芯材片部２２同士を連結する連結部２３が２列で設けられ、隣り合う芯材片部２２の間の分離空間部２４が２列の連結部２３によって３つの領域に分割されている。尚、連結部２３を１列又は３列以上で設けるようにしても良い。

各芯材片部２２は、それぞれ金属芯材１６の幅方向における両端部が半円状に面取り又は両端部の角部が所定角度（例えば４５°）で面取りされ、芯材片部２２の端部がウェザーストリップ１３を突き破って外部に露出することを防止するようにしている。

この金属芯材１６を形成する金属芯材素材２１は、金属芯材１６を埋設したウェザーストリップ１３（取付部１４）を適度に補強しながらウェザーストリップ１３の曲げ性を確保するために、所定の厚さ寸法の加熱硬化型の高張力鋼板の帯板が用いられる。この加熱硬化型の高張力鋼板は、加熱硬化処理前には冷間で切断加工や塑性加工（例えば曲げ加工や絞り加工等）が容易で、所定温度以上に加熱した状態で所定時間以上維持する加熱硬化処理を行うことで硬度及び引張強度が高くなる特性を有するものであり、例えば、塗装後に塗料を焼き付ける温度（例えば１６０〜２００℃）に加熱することで硬度及び引張強度が高くなる高張力鋼板（いわゆる「ベーキングハード鋼板」或いは「ベークハード鋼板」）を用いることができる。このような加熱硬化型の高張力鋼板の帯板は、一般市場から容易に入手することができる。

次に、図３乃至図９を用いて、ウェザーストリップ１３の製造装置及び製造方法を説明する。図３に示すように、分離空間部２４が形成された金属芯材１６を外部から入手する場合には、該金属芯材１６が巻き回されたアンコイラ２５を配置し、このアンコイラ２５から供給される金属芯材１６を芯材冷間ロール成形装置２６に供給する。

この芯材冷間ロール成形装置２６により、加熱硬化処理前の金属芯材１６を常温（つまり金属芯材１６の硬度及び引張強度が高くなる所定温度よりも低い温度）で所定の中間横断面形状（図５参照）に長手方向に連続して折り曲げ加工する芯材加工工程を実行して、中間横断面形状の金属芯材１６（以下、中間横断面形状の金属芯材１６を「金属芯材１６Ｄ」と表記する）を製造する。

この芯材冷間ロール成形装置２６は、金属芯材１６を上下方向に挟む複数対の成形ローラ２７Ａ〜２７Ｎ，２８Ａ〜２８Ｎが下流側に向けて並べて配置され、図５に示すように、最下流部の成形ローラ２７Ｎ，２８Ｎの外周面に、金属芯材１６を中間横断面形状に折り曲げ加工するための成形面が設けられている。金属芯材１６の中間横断面形状は、最終横断面形状である略Ｕ字形状よりも幾分拡開した形状であり、金属芯材１６の幅方向２箇所の折り曲げ部１６ａが所定の曲げ角度及び所定の曲率半径で折り曲げられ、幅方向中央の仮折り曲げ部１６ｂが折り曲げ部１６ａと逆方向に所定の曲げ角度及び所定の曲率半径で折り曲げられた形状である。芯材冷間ロール成形装置２６は、各成形ローラ２７Ａ〜２７Ｎ，２８Ａ〜２８Ｎで、金属芯材１６を徐々に変形させて中間横断面形状に折り曲げ加工して、中間横断面形状の金属芯材１６Ｄを送り出す。

この後、芯材冷間ロール成形装置２６から送り出される中間横断面形状の金属芯材１６Ｄを前硬化処理装置２９に供給する。この前硬化処理装置２９は、中間横断面形状の金属芯材１６Ｄを芯材予備加熱装置３０で予備加熱する芯材予備加熱工程と、予備加熱された中間横断面形状の金属芯材１６Ｄを芯材冷却装置３１で冷却する芯材冷却工程を実行する。

図６に示すように、芯材予備加熱装置３０は、中間横断面形状の金属芯材１６Ｄの通過経路の上方に、ヒータ３２を内蔵した赤外線ランプ３３が配置され、この赤外線ランプ３３から発せられる赤外線を透過窓３４を通して金属芯材１６Ｄに照射することで、金属芯材１６Ｄを予備加熱する。また、金属芯材１６Ｄの幅方向中央部分（最終成形工程で曲げ加工する部分）の上方には、遮蔽部材３５が配置され、この遮蔽部材３５により赤外線を遮ることで、金属芯材１６Ｄの幅方向中央部分には赤外線が照射されないようにして、金属芯材１６Ｄの幅方向中央部分以外の部分を予備加熱するようにしている。これにより、金属芯材１６Ｄの幅方向中央部分以外の部分を予備加熱によりある程度硬化させ、金属芯材１６Ｄの幅方向中央部分（最終成形工程で曲げ加工する部分）は硬化度合を小さくするようにしている。遮蔽部材３５には、冷却水流路３６が設けられ、この冷却水流路３６内を流れる冷却水によって遮蔽部材３５が冷却されるようになっている。

尚、図６に示す芯材予備加熱装置３０は、赤外線照射により金属芯材１６Ｄを予備加熱する構成としたが、高周波誘導加熱により金属芯材１６Ｄを予備加熱する構成としても良く、いずれの場合も、予備加熱の加熱量を容易に調整することができる。

図７に示すように、芯材冷却装置３１は、中間横断面形状の金属芯材１６Ｄの通過経路の上方の複数箇所に、水等の冷却媒体をシャワー状又は霧状に噴射する噴射部３７が配置され、この噴射部３７から噴射される冷却媒体を金属芯材１６Ｄに当てることで、金属芯材１６Ｄを強制的に急速冷却する。これにより、ゴム成形工程前に予備加熱した金属芯材１６Ｄを確実に冷却して、金属芯材１６Ｄの熱で金属芯材１６Ｄを被覆するゴム材料の特性が変化することを防止する。

この後、芯材冷却装置３１から送り出される中間横断面形状の金属芯材１６Ｄを押出成形装置３８に供給する。この押出成形装置３８で、所定の中間横断面形状（図８参照）のウェザーストリップ１３（以下、中間横断面形状のウェザーストリップ１３を「ウェザーストリップ１３Ａ」と表記する）を押出成形して、中間横断面形状のウェザーストリップ１３Ａの取付部１４に中間横断面形状の金属芯材１６Ｄを埋設するゴム成形工程を実行する。

図８に示すように、押出成形装置３８は、ウェザーストリップ１３を中間横断面形状（取付部１４の横断面形状が最終横断面形状である略Ｕ字形状よりも拡開した形状）で押出成形する押出成形型３９を備え、この押出成形型３９内に中間横断面形状の金属芯材１６Ｄを長手方向に連続して供給しながら、押出成形型３９内に取付部成形用の未加硫ゴム材料と中空シール部成形用の未加硫ゴム材料をそれぞれ別々の供給口４０，４１から連続して供給して、未加硫又は半加硫の中間横断面形状のウェザーストリップ１３Ａ（取付部１４、中空シール部１５等）を効率良く押出成形する。これにより、中間横断面形状の金属芯材１６Ｄをゴム材料で被覆して中間横断面形状のウェザーストリップ１３Ａの取付部１４に中間横断面形状の金属芯材１６Ｄを埋設する。

この後、図３に示すように、押出成形装置３８から送り出される中間横断面形状のウェザーストリップ１３Ａをトリム材加熱装置４２に供給する。このトリム材加熱装置４２は、金属芯材１６Ｄと一体化されたウェザーストリップ１３Ａを高周波誘導加熱装置４３と熱風加熱装置４４で所定温度以上の温度（例えば１８０〜２３０℃）に加熱した状態で所定時間（例えば５分）以上維持することで、ウェザーストリップ１３Ａのゴム材料を加硫して硬化させると共に金属芯材１６Ｄの加熱硬化処理を行って金属芯材１６Ｄの硬度及び引張強度を加熱前よりも高くする成形品加熱工程を実行する。

この場合、高周波誘導加熱装置４３では、高周波誘導加熱により金属芯材１６Ｄ自体を発熱させて金属芯材１６Ｄを効率良く加熱して硬化させることができる。更に、熱風加熱装置４４では、熱風加熱により未加硫又は半加硫のウェザーストリップ１３Ａのゴム材料を加熱し、このウェザーストリップ１３Ａのゴム材料からの伝導熱で金属芯材１６Ｄを加熱することができるため、ウェザーストリップ１３Ａのゴム材料を加熱して加硫させると同時にウェザーストリップ１３Ａのゴム材料からの伝導熱を利用して金属芯材１６Ｄを加熱して硬化させることができる。

この後、熱風加熱装置４４から送り出される中間横断面形状のウェザーストリップ１３Ａを冷却水槽等のトリム材冷却装置４５に供給し、このトリム材冷却装置４５で、金属芯材１６Ｄと一体化されて硬化した中間横断面形状のウェザーストリップ１３Ａを冷却する成形品冷却工程とを実行する。このトリム材冷却装置４５から送り出される中間横断面形状のウェザーストリップ１３Ａを引取機４６で引き取りながらトリム材冷間ロール成形装置４７（図４参照）に供給する。尚、トリム材冷却装置４５を省略して、熱風加熱装置４４から送り出される中間横断面形状のウェザーストリップ１３Ａを自然冷却するようにしても良い。

図４に示すように、トリム材冷間ロール成形装置４７で、中間横断面形状のウェザーストリップ１３Ａの取付部１４を最終横断面形状（図９参照）に成形する最終成形工程を実行する。

このトリム材冷間ロール成形装置４７は、ウェザーストリップ１３Ａを上下方向に挟む複数対（例えば３対）の成形ローラ４８Ａ〜４８Ｃ，４９Ａ〜４９Ｃが下流側に向かって並べて配置され、図９に示すように、最下流部の成形ローラ４８Ｃ，４９Ｃの外周面に、ウェザーストリップ１３Ａの取付部１４を最終横断面形状に成形するための成形面が設けられている。トリム材冷間ロール成形装置４７は、各成形ローラ４８Ａ〜４８Ｃ，４９Ａ〜４９Ｃで、中間横断面形状のウェザーストリップ１３Ａを該ウェザーストリップ１３Ａに埋設された中間横断面形状の金属芯材１６Ｄと共に徐々に変形させて最終横断面形状（取付部１４と金属芯材１６の横断面形状が共に略Ｕ字形状となる形状）に成形して、最終横断面形状のウェザーストリップ１３を送り出す。これにより、最終横断面形状のウェザーストリップ１３を効率良く形成することができる。

この後、トリム材冷間ロール成形装置４７から連続して送り出される最終横断面形状のウェザーストリップ１３を引取機５０で引き取りながら切断機５１に供給し、この切断機５１から下流側に所定間隔だけ離れて配置された位置センサ５２でウェザーストリップ１３の先端部を検出する毎に切断機５１でウェザーストリップ１３を切断することで、ウェザーストリップ１３を所定の長さ寸法で切断する。これにより、金属芯材１６が埋設されたウェザーストリップ１３の製造が完了する。

以上説明した本実施例では、金属芯材１６の材料として所定温度以上に所定時間以上維持する加熱硬化処理を行うことで硬度及び引張強度が高くなる加熱硬化型の高張力鋼板を用いて、加熱硬化処理前に金属芯材１６を常温（所定温度よりも低い温度）で中間横断面形状に折り曲げ加工するため、金属芯材１６の硬度及び引張強度が高くなる前に金属芯材１６を容易に中間横断面形状に折り曲げ加工することができる。そして、ゴム成形工程後の成形品加熱工程で金属芯材１６と一体化されたウェザーストリップ１３を所定温度以上の温度に加熱した状態で所定時間以上維持することでウェザーストリップ１３のゴム材料を加硫して硬化させると共に金属芯材１６の加熱硬化処理を行って金属芯材１６の硬度及び引張強度を加熱前よりも高くするため、金属芯材１６を埋設したウェザーストリップ１３の強度（保持力）を確保しながら金属芯材１６の板厚を薄くしてウェザーストリップ１３を軽量化することができる。或いは、ウェザーストリップ１３の重量をほとんど増加させずにウェザーストリップ３の強度を高くすることもできる。更に、従来のウェザーストリップ１３の製造装置を利用することができるという利点もある。

また、金属芯材１６を埋設したウェザーストリップ１３の強度（保持力）を確保しながら金属芯材１６の板厚を薄くすることができるため、ウェザーストリップ１３を成形する際にゴム材料のうち金属芯材１６を被覆する部分と金属芯材１６の分離空間部２４を被覆する部分との間で、ゴム材料の厚さ寸法の差を小さくすることができて、ゴム材料の厚さ方向の成形収縮量の差を小さくすることができ、ウェザーストリップ１３の表面に凹マークが発生することを防止することができる。

尚、ゴム成形工程前に金属芯材１６の分離空間部２４にポリマー材料（熱可塑性合成樹脂やゴム等）を充填するポリマー材料充填工程を実行するようにしても良い。このようにすれば、ウェザーストリップ１３を成形する際にゴム材料のうち金属芯材１６を被覆する部分とポリマー材料が充填された分離空間部２４を被覆する部分との間で、ゴム材料の厚さ寸法の差を更に小さくするか又は無くすことができて、ゴム材料の厚さ方向の成形収縮量の差を更に小さくするか又は無くすことができ、ゴム成形品の表面に凹マークが発生することを効果的に防止することができる。

また、本実施例では、ゴム成形工程前に金属芯材１６を予備加熱する芯材予備加熱工程と、この芯材予備加熱工程で予備加熱された金属芯材１６を冷却する芯材冷却工程とを実行するようにしたので、芯材予備加熱工程で金属芯材１６を予備加熱してある程度硬化させておくことができ、その後、成形品加熱工程での加熱で金属芯材１６を十分に硬化させることができる。

更に、本実施例では、芯材予備加熱工程において、金属芯材１６の幅方向中央部分（最終成形工程で曲げ加工する部分）を除いた部分を予備加熱するようにしたので、金属芯材１６のうち最終成形工程で曲げ加工する幅方向中央部分の硬化度合を小さくして、最終成形工程で金属芯材１６の幅方向中央部分を容易に曲げ加工することができる。

尚、加熱硬化処理後の金属芯材１６の加工にあまり支障をきたさない場合や加熱硬化処理後に金属芯材１６を加工しない場合には、芯材予備加熱工程において金属芯材１６全体を予備加熱するようにして良い。また、成形品加熱工程での加熱だけで金属芯材１６を十分に硬化させることができる場合には、芯材予備加熱工程と芯材冷却工程を省略するようにしても良い。

また、上記実施例では、予め分離空間部２４が形成された金属芯材１６を入手して、芯材加工工程で金属芯材１６を中間横断面形状に加工するようにしたが、予め分離空間部２４が形成されると共に中間横断面形状に加工された金属芯材１６を入手して、芯材加工工程を省略するようにしても良い。或いは、芯材加工工程で金属芯材１６に分離空間部２４を形成すると共に金属芯材１６を中間横断面形状に加工するようにしても良い。

更に、分離空間部２４を形成する方法は、金属芯材素材２１のうちの芯材片部２２になる部分と連結部２３になる部分とを残して分離空間部２４に相当する部分を除去することで芯材片部２２と連結部２３と分離空間部２４とを形成するようにしても良い。或いは、金属芯材素材２１のうちの連結部２３になる部分を残すように幅方向に延びる複数本のスリットを長手方向に所定間隔で形成した状態で該連結部２３になる部分を長手方向に圧延して伸長させると共にスリットを長手方向に拡大することで芯材片部２２と連結部２３と分離空間部２４とを形成するようにしても良い。

その他、本発明の適用範囲は、中空シール部を備えたトリム材（ウェザーストリップ）に限定されず、中空シール部を備えていないトリム材に本発明を適用しても良い。更に、自動車のドア開口縁や窓開口縁に装着されるトリム材に限定されず、住宅等の建物の外壁材の目地に装着される目地材に本発明を適用しても良い。

本発明の一実施例におけるウェザーストリップの断面図である。 金属芯材の平面図である。 ウェザーストリップの製造装置の前半部分の概略構成図である。 ウェザーストリップの製造装置の後半部分の概略構成図である。 芯材冷間ロール成形装置の最下流部の成形ローラの断面図である。 芯材予備加熱装置の断面図である。 芯材冷却装置の断面図である。 押出成形装置の押出成形型の出口側の断面図である。 トリム材冷間ロール成形装置の最下流部の成形ローラの断面図である。

符号の説明

１３…ウェザーストリップ（ゴム成形品）、１６…金属芯材、２４…分離空間部、２６…芯材冷間ロール成形装置、２９…前硬化処理装置、３０…芯材予備加熱装置、３１…芯材冷却装置、３８…押出成形装置、３９…押出成形型、４２…トリム材加熱装置、４３…高周波誘導加熱装置、４４…熱風加熱装置、４５…トリム材冷却装置、４７…トリム材冷間ロール成形装置

Claims (14)

1. 補強用の金属芯材を埋設して一体化したゴム成形品を製造する方法であって、
   前記金属芯材は、常温よりも高い所定温度以上に所定時間以上維持する加熱硬化処理を行うことで硬度及び引張強度が高くなる塑性変形可能な金属板で形成され、
   前記金属芯材を前記加熱硬化処理前に前記所定温度よりも低い温度で所定形状に加工する芯材加工工程と、
   前記所定形状の金属芯材を予備加熱する芯材予備加熱工程と、
   前記芯材予備加熱工程で予備加熱された前記所定形状の金属芯材を冷却する芯材冷却工程と、
   前記芯材冷却工程後に前記ゴム成形品を成形する成形型に前記所定形状の金属芯材を導入すると共に前記成形型に前記所定温度以上の温度で加硫が進行する未加硫ゴム材料を供給して、未加硫又は半加硫のゴム成形品を成形すると共に該ゴム成形品に前記金属芯材を埋設して一体化するゴム成形工程と、
   前記金属芯材と一体化された未加硫又は半加硫のゴム成形品を前記所定温度以上の温度に加熱した状態で前記所定時間以上維持することで前記ゴム成形品を加硫して硬化させると共に前記金属芯材の加熱硬化処理を行って前記金属芯材の硬度及び引張強度を加熱前よりも高くする成形品加熱工程と、
   前記金属芯材と一体化されて硬化したゴム成形品を冷却する成形品冷却工程と
   を含むことを特徴とするゴム成形品の製造方法。
2. 補強用の金属芯材を埋設して一体化したゴム成形品を製造する方法であって、
   前記金属芯材は、常温よりも高い所定温度以上に所定時間以上維持する加熱硬化処理を行うことで硬度及び引張強度が高くなる塑性変形可能な金属板で形成され、前記加熱硬化処理前に前記所定温度よりも低い温度で所定形状に加工されたものを用い、
   前記所定形状の金属芯材を予備加熱する芯材予備加熱工程と、
   前記芯材予備加熱工程で予備加熱された前記所定形状の金属芯材を冷却する芯材冷却工程と、
   前記芯材冷却工程後に前記ゴム成形品を成形する成形型に前記所定形状の金属芯材を導入すると共に前記成形型に前記所定温度以上の温度で加硫が進行する未加硫ゴム材料を供給して、未加硫又は半加硫のゴム成形品を成形すると共に該ゴム成形品に前記金属芯材を埋設して一体化するゴム成形工程と、
   前記金属芯材と一体化された未加硫又は半加硫のゴム成形品を前記所定温度以上の温度に加熱した状態で前記所定時間以上維持することで前記ゴム成形品を加硫して硬化させると共に前記金属芯材の加熱硬化処理を行って前記金属芯材の硬度及び引張強度を加熱前よりも高くする成形品加熱工程と、
   前記金属芯材と一体化されて硬化したゴム成形品を冷却する成形品冷却工程と
   を含むことを特徴とするゴム成形品の製造方法。
3. 前記金属芯材を形成する金属板は、加熱硬化型の高張力鋼板の帯板であることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴム成形品の製造方法。
4. 前記所定形状は、略帯板状の金属芯材の長手方向に沿って所定間隔で複数の空間部を形成した形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のゴム成形品の製造方法。
5. 前記ゴム成形工程前に前記金属芯材の空間部にポリマー材料を充填するポリマー材料充填工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のゴム成形品の製造方法。
6. 前記所定形状は、略帯板状の金属芯材を所定の横断面形状に形成した形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のゴム成形品の製造方法。
7. 前記金属芯材は、常温で前記所定形状に加工されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のゴム成形品の製造方法。
8. 前記成形品加熱工程において、高周波誘導加熱により前記金属芯材を加熱することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のゴム成形品の製造方法。
9. 前記成形品加熱工程において、熱風加熱により前記未加硫又は半加硫のゴム成形品を加熱し、該ゴム成形品からの伝導熱で前記金属芯材を加熱することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のゴム成形品の製造方法。
10. 前記ゴム成形工程において、前記未加硫又は半加硫のゴム成形品を押出成形することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のゴム成形品の製造方法。
11. 前記芯材予備加熱工程において、前記金属芯材の所定部分を除いた部分を予備加熱することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のゴム成形品の製造方法。
12. 前記芯材予備加熱工程において、赤外線照射又は高周波誘導加熱により前記金属芯材を予備加熱することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のゴム成形品の製造方法。
13. 前記芯材冷却工程において、冷却媒体を供給して前記金属芯材を強制的に急速冷却することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のゴム成形品の製造方法。
14. 前記成形品冷却工程後に前記金属芯材と一体化されたゴム成形品を所定の最終横断面形状に成形する最終成形工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のゴム成形品の製造方法。

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