(57)【要約】【課題】加硫金型にベントホールを設ける必要なしに、いいかえれば、製品ダイアフラムにベルトスピューを発生させることなしに、そのダイアフラムの外表面へのベア等の欠陥の発生を十分に防止することで、ダイアフラムの耐久性および成形精度を大きく向上させた空気ばね用ダイアフラムの製造方法を提供する。【解決手段】一端を上面板に、他端を下面板にそれぞれ気密に連結される空気ばね用ダイアフラム８を製造するに当り、未加硫の筒状ダイアフラム素材の外周面を、半径方向に拡縮径変位可能な複数個のセクターモールド３により加硫成形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を上面板に、他端を下面板にそれぞれ気密に連結される空気ばね用ダイヤフラムを製造するに当り、
未加硫の筒状ダイアフラム素材の外周面を、半径方向に拡縮径変位可能な複数個のセクターモールドにより加硫成形する空気ばね用ダイアフラムの製造方法。
【請求項２】
製品ダイアフラムの中心軸線方向の半分以上にわたる領域をセクターモールドによって加硫成形する請求項１に記載の空気ばね用ダイアフラムの製造方法。
【請求項３】
円周方向での分割数が６〜１６個の範囲のセクターモールドにより加硫成形を行う請求項１もしくは２に記載の空気ばね用ダイアフラムの製造方法。
【請求項４】
未加硫の筒状ダイアフラム素材の外周面を、そのダイアフラム素材の内側に配設した加硫ブラダーの膨満変形に基いて、それぞれのセクターモールドの成形面に押圧する請求項１〜３のいずれかに記載の空気ばね用ダイアフラムの製造方法。
【請求項５】
加硫成形されたダイアフラムを、縮径姿勢のセクターモールドとともに加硫機から取出す請求項１〜４のいずれかに記載の空気ばね用ダイアフラムの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの方法により製造してなる空気ばね用ダイアフラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気ばね用ダイアフラムの製造方法および、その方法によって製造される空気ばね用ダイアフラムに関するものであり、とくには、製品ダイアフラムへの、スピューの発生、および、加硫のモールドのエアベントへの入込みばりの発生等を有効に防止して、製品ダイアフラムの耐久性および、成形精度を大きく向上させる技術を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、鉄道車両用空気ばねのダイアフラムは多くは、図２に、製品ダイアフラムとともに縦断面図で例示するように、予め成型された筒状のダイアフラム素材を、上下に分割タイプの加硫金型Ｍの、下型Ｌと上型Ｕとの間に区画される成形キャビティＣ内に、入れ込むとともに、その筒状ダイアフラム素材を、加硫ブラダーＢの膨満変形によって加硫金型Ｍの成形面に押圧しながら加熱することによって製造されており、このようにして製造されたダイアフラムＤは、図３に略線縦断面図で例示するように、図２に示すところでは、図の下方側に位置することとなる一端を上面板ＵＰに、そして、図の上方側に位置することとなる他端を下面板ＬＰに、それぞれ気密に連結するとともに、それらの部材による囲繞空間内へ所要の圧力の、空気その他の気体を充填封入してなる空気ばねの構成に寄与することになる。
【０００３】
ところで、ダイアフラムＤの、上述したような従来の製造方法では、上下型Ｕ，Ｌ間に区画されるキャビティＣ内で、筒状ダイアフラム素材と金型成型面との間への残留空気、発生ガス等の封じ込めを防止して、製品ダイアフラムＤの外表面へのベア等の発生を防止するべく、上下型Ｕ，Ｌのそれぞれに、貫通孔からなるベントホールＶＨを形成して、このベルトホールＶＨから、残留空気、発生ガス等を自然に、または強制的に型外へ排出することとしていた。
【０００４】
なお、このようなベントホールＶＨは通常、図２に示すように、上下型Ｕ，Ｌの割り位置から離れて、空気の封じ込み等が発生し易い個所に形成されており、このようなベントホールＶＨの形成個所では、それらの形成位置のいかんにかかわらず、製品ダイアフラムＤに、それらのベントホールＶＨ内へゴムが入り込む結果としてのスピューが発生することになる。
【０００５】
ダイアフラムＤに発生するこのようなスピューは、それらの切断除去の後に、上下の面板ＵＰ，ＬＰのそれぞれに組付けられることになるも、図２に示すように、上下型Ｕ，Ｌの湾曲部分もしくはその近傍に形成されるベントホールＶＨによっては、ダイアフラムＤの、上下の面板ＵＰ，ＬＰへの接触部分内に、それらのベントスピュー、ひいては、スピュー切断痕が存在することになり、空気ばねの作用時には、それらのスピュー切断痕が面板ＵＰ，ＬＰに擦れることになるため、その切断痕の存在個所に応力集中等に起因する損傷が発生し易く、このことは、ベントスピューの切断が適正に行われなかった場合にとくに重大であるという問題があった。
【０００６】
この一方で、ダイアフラムＤを、図３に示すような、組付け形態に近似した形状に加硫成形するべく、特許文献１には、ダイアフラムの、上面板への連結部分およびその近傍の、キャビティ内へのオーバハング部分に局部的に加硫成形を施す中型を、円周方向で複数個に分割されて、拡縮径変位されるセグメントによって構成する技術が開示されており、この開示技術によれば、少なくとも、中型を構成するセグメントをもって加硫成形される領域では、金型にベントホールを形成せずとも、残留空気の封じ込め等の問題が生じることはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、この特許文献１に記載された加硫金型によっても、上型によって加硫成形される、ダイアフラムの大部分の適正なる加硫成形のためには、その上型に、先に述べたと同様のベントホールを形成することが必要になるので、製品ダイアフラムにベントスピューが発生することに起因する、従来技術について述べたと同様の、ダイアフラムの早期の損傷についての問題は依然として発生することになる。
【０００８】
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、加硫金型にベントホールを設ける必要なしに、いいかえれば、製品ダイアフラムにベントスピューを発生させることになしに、そのダイアフラムの外表面へのベア等の欠陥の発生を十分に防止することで、ダイアフラムの耐久性および成形精度を大きく向上させた空気ばね用ダイアフラムの製造方法および、その方法によって製造される空気ばね用ダイアフラムを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の、空気ばね用ダイアフラムの製造方法は、一端を上面板に、他端を下面板にそれぞれ気密に連結される空気ばね用ダイアフラムを製造するに当って、未加硫の筒状ダイアフラム素材の外周面を、たとえば、ほぼ平板状の下型にて加硫成形される領域を除く大部分にわたって、半径方向に拡縮径変位可能は、複数個のセグメント状のセクターモールドにより加硫成形するにある。
【００１０】
この場合、たとえば加硫金型内の製品ダイアフラムの、中心軸線方向の半分以上にわたるトータル領域を、ベントホールの形成を必要としないセクターモールドをもって加硫成形することが、スピューの発生なしに、ベア等の発生を防止する上で好ましい。
【００１１】
ここでより好ましくは、円周方向での分割数が６〜１６個の範囲のセクターモールドをもって加硫成形を行う。
【００１２】
この製造方法に用いる内型は、未加硫の筒状ダイアフラム素材の成型から加硫の終了に到るまで内周面を規定する、分解および組立てが可能な剛性コアとすることも可能であるが、その内型は、膨縮変形が自在な加硫ブラダーとすることが、たとえば、未加硫の筒状ダイアフラムへのそれの入れ込み、および、製品ダイアフラムからのそれの取出しを簡易・迅速に行う上で好ましく、この場合は、未加硫の筒状ダイアフラム素材の外周面を、たとえば下型側に取付けて、そのダイアフラム素材の内側に配設した加硫ブラダーの膨満変形に基いて、それぞれのセクターモールドの成形面に押圧することが好ましい。
【００１３】
また好ましくは、加硫成形されたダイアフラムを、縮径姿勢のセクターモールドとともに加硫機、いいかえれば、加硫ブラダーを取付けた下型から取外すことで、ダイアフラムをセクターモールド側に常に確実に残留させる。すなわち、加硫金型の型開きと同時にセクターモールドを拡径変位させる場合は、製品ダイアフラムの付着残留側を正確に特定することが難しく、そのダイアフラムの、加硫金型からの取出しに当って、残留位置の検知工程が別途必要となる。
【００１４】
そして、この発明の空気ばね用ダイアフラムは、上述したいずれかの方法に従って製造したものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、未加硫の筒状ダイアフラム素材の外周面の、セグメント状セクターモールドによって加硫成形される領域およびその近傍域については、ベントスピューの発生なしに、ベア等の異常の発生を防止できるので、少なくとも、製品ダイアフラムの、上下のそれぞれの面板と擦れる領域へのベントスピューの発生を防止し得る外周面領域を、そのセクターモールドによって加硫成形することで、ダイアフラムの耐久性の低下をおそれなしに、ダイアフラムの成形精度を大きく向上させることができる。
【００１６】
ここで、製品ダイアフラムの、加硫金型内の中心軸線方向の半分以上にわたる領域、より好適には、上下の面板に擦れる部分を含む領域をセクターモールドをもって加硫成形する場合は、ダイアフラムの、それぞれの面板に擦れる部分へのスピューの発生をより効果的に防止するとともに、意図しないベアの発生をもまた有効に防止することができる。
【００１７】
このような方法において、円周方向での分割数が６〜１６個の範囲のセクターモールドによって加硫成形を行うときは、セクターモールドからなる分割型の構造を複雑にしすぎることなく、セクターモールド間からの空気、ガス等の排出を十分円滑に行わせることができる。
いいかえれば、分割数が６個未満では、ベントホールの形成なしには、封じ込め空気、発生ガス等の円滑にして十分な排出が困難であり、一方、１６個を越えると、セクターモールド多くなりすぎて分割型の構造が複雑になりすぎ、型メンテナンスが煩雑になってしまう不都合が生じることになる。
【００１８】
ところで、未加硫の筒状ダイアフラム素材の外周面を、そのダイアフラム素材の内面に配設した加硫ブラダの膨満変形に基いて、それぞれのセクターモールドの成形面に押圧するときは、筒状ダイアフラム素材の、モールド成形面に対する押圧力を全周にわたって十分均等なものとして、製品ダイアフラムへの偏関の発生を有効に防止することができ、また、分解および組立てが可能な剛性コアを用い、未加硫筒状ダイアフラム素材の成型に先だつ剛性コアの組立て、および、加硫後のダイアフラムからの剛性コアの分解取出しのそれぞれを行う場合に比し、加硫ブラダーの、未加硫筒状ダイアフラム内への装入および、加硫後のダイアフラムからのそれの取出しを、極めて簡易にかつ迅速に行うことができる。
【００１９】
そしてまた、加硫成形されたダイアフラムを、縮径姿勢のセクターモールドとともに加硫機から取出すときは、製品ダイアフラムをセクターモールドに確実に残留させることができるので、作業の自動化に伴う、ダイアフラムの加硫金型からの取出しを、簡易に、かつ十分円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、この発明の実施に用いることのできる加硫金型を、製品ダイアフラムとともに例示する略線縦断面図であり、図中１は下部ベースプレートを、２は、この下部ベースプレート１上に固設した下型をそれぞれ示す。
【００２１】
また、３は、円周方向で、好適には６〜１６個の個数に分割形成した、各個のセグメント状セクターモールドを示し、それぞれのセクターモールド３は、たとえば、下部ベースプレート１上に配設したガイド部材４の案内下で半径方向に拡縮径変位することができる。
【００２２】
ここで、各セクターモールド３の拡縮変位は、それぞれのセクターモールド３の外周面に接触してカム面として機能するテーパ状内周面を有するテーパリング５の昇降変位によってもたらすことができ、この場合は、セクターモールド３の、図では上方部分にあって載頭円錐面の形成に寄与する傾斜面と、テーパリング５の内周面とを、図示しない案内部材によって掛合させること、もしくは、その掛合と併せて抜け止め連結することが好ましく、これらのいずれにあっても、テーパリング５の、たとえば天板６と一体的な下降変位にあたり、それの内周面および、案内部材の作用下で、拡径姿勢のそれぞれのセクターモールド３を、縮径限界位置まで縮径駆動させることができ、そのテーパリング５の上昇変位に当り、それぞれのセクターモールド３を、それらの拡径限界位置まで拡径駆動させることができる。
【００２３】
ここで、セクターモールド３とテーパリング５とを抜け止め連結したときは、セクターモールド３のための別個の昇降駆手段を設けることなしに、それぞれのセクターモールド３を、それらの拡径姿勢で、テーパリング５と一体的に吊り持ち上昇させることができる。
この一方で、セクターモールド３に固有の昇降駆動手段を設けた場合は、それぞれのセクターモールド３を、テーパリング５と同期させて上昇させることで、それぞれのセクターモールド３を、縮径姿勢を維持したままで上昇変位させることができる。
【００２４】
このようなセクターモールド３のそれぞれは、未加硫の筒状ダイアフラムの外周面に接触してそこに成形を施す、一もしくは複数の成形ピース７を有してなり、図に示すところでは、この成形ピース７で、製品ダイアフラム８の、中心軸線方向の延在成分を有する領域のほぼ全体を成形する。
なお、製品ダイアフラム８でみて、それぞれの面板への取付部となるビード部８ａ，８ｂを含むほぼ平坦域は、下部ベースプレート１上の下型２、および、セクターモールド３の本体部分９の、成形ピース７から半径方向内方側へ突出する突出部分９ａのそれぞれをもって成形することができる。
【００２５】
以上のような加硫金型内に介装されて、加硫成形を施される、未加硫の筒状ダイアフラム素材の外周面を、セクターモールド３の成形面を含む、加硫金型の成形面に押圧する加硫ブラダー１０は、たとえば、下型２の下面に当接する下円板１１にそれの下端部を図示のように気密に保持するとともに、下円板１１に貫通するピストンロッド１２に固定されて、セクターモールド３の前記突出部分９ａに当接する上円板１３にそれの上端部を図示のように気密に保持することで、未加硫筒状ダイアフラム素材内の所定位置に配置され、かかる加硫ブラダー１０は、下円板１１を経て、それの内側へ、所要の圧力の、蒸気とすることもできる気体を充填することで、図に仮想線で示す収縮姿勢から、実線で示す姿勢まで膨満して、未加硫筒状ダイアフラム素材の外周面の全体を、金型成形面へ所要の力で押圧する。
加硫ブラダー１０による、未加硫筒状ダイアフラム素材のこのような押圧下で、そのダイアフラム素材を、加硫金型側から、もしくは、金型側とブラダー１０側との双方から加熱してそれを加硫成形することにより、未加硫筒状ダイアフラム素材を製品ダイアフラム８とすることができる。
【００２６】
ところで、このようなブラダー１０は図に仮想線で示すそれの収縮姿勢の下で、ピストンロッド１２を後退変位させて上円板13を下降変位させることで、より一層の収縮姿勢となって、加硫金型内で加硫成型された製品ダイアフラム８との干渉をより十分に防止することができ、また、新たに搬入される未加硫筒状ダイアフラム素材と干渉をもより有効に防止することができる。
【００２７】
このような加硫金型を用いてダイアフラムを製造する場合は、たとえば、テーパリング５が上昇姿勢をなって、それぞれのセクターモールド３が拡径姿勢となった状態の下で、予め成型された未加硫の筒状ダイアフラム素材を、図示のように上円板１３を上昇変位させた状態の下での、加硫ブラダー１０の機分の膨張変型下で、その加硫ブラダー１０上に位置決め配置し、次いで、テーパリング５の下降変位に基づく、それぞれのセクターモールド３の縮径変位に伴って、または、それぞれのセクターモールド３の縮径変位の終了後に、加硫ブラダー１０を徐々に膨満させて、その加硫ブラダー１０上の未加硫筒状ダイアフラム素材の外周面を、加硫金型の成形面、図では下型成形面および、セクターモールド３の成形面に押圧するとともに、そのダイアフラム素材を加硫ブラダー１０との間の空気を、それぞれのセクターモールド３間ないしは、成形ピース７間の隙間、および、セクターモールド３と下型２との間の隙間のそれぞれから型外へ排出する。
そしてこのことは、加硫金型の成形面に押圧されたダイアフラム素材を、加硫金型側から、もしくは、加硫金型側およびブラダー１０側の双方から加熱して、未加硫筒状ダイアフラム素材に加硫成形を施すに当って発生するガスの排出についても同様である。
【００２８】
このようにここでは、セクターモールド３間、ないしは、成形ピース７間および、セクターモールド３と下型２との間から、空気および発生ガスを、十分にかつ円滑に排出できる結果として、従来技術で述べたようなベントホールを加硫金型に形成することが不要となるので、加硫成形後の製品ダイアフラム８へのベントスピューの発生を有効に防止して、空気ばねの使用に際する、そのダイアフラム８の、意図しない早期の破損等を有効に防止してなお、ダイアフラム８の外表面へのベア等の発生に起因する、成形精度の低下のおそれを十分に取り除くことができる。
【００２９】
ところで、セクターモールド間隙等からの上述したような空気等の排出は、製品ダイアフラム８の、加硫金型内での中心軸線方向の半分以上にわたる領域をセクターモールド３によって加硫成形する場合、なかでも、図示のように、中心軸線方向の大部分にわたる領域をセクターモールド３をもって加硫成形する場合にとくに有利である。
【００３０】
そしてこのことは、セクターモールド３の、円周方向の分割数を６〜１６個の範囲とした場合にも同様である。
すなわち、それが６個未満では、セクターモールドのトータル個数が不足することになって、空気等の、円滑にして十分な排出を行わせることが難しく、一方、１６個を越えると、前述したように、型メンテナンスが煩雑になるうれいが生じることになる。
【００３１】
ところで、加硫金型内で、前述したように加硫成形することによって形成される製品ダイアフラム８は、加硫ブラダー１０の予めの縮径変形の下で、いいかえれば、加硫ブラダー１０のダイアフラム８への干渉を取り除いて、それぞれのセクターモールド３を、テーパリング５の作用によって縮径姿勢に維持しつつ上昇変位させることで、加硫ブラダー１０の下型２側への残留下で、セクターモールド３とともに、加硫機外へ取り出すことが好ましく、このことによれば、製品ダイアフラム８を、セクターモールド３側に確実に残留させることができるので、適宜の把持手段、搬送手段等による、加硫金型からのダイアフラム８の自動取り出し等を簡単かつ容易なものとすることができる。
【００３２】
そして、以上のようにして製造されたダイアフラム８は、図３について述べたと同様にして空気ばねの構成に適用されることになるも、そのダイアフラム８は、とくには、上下の面板と擦れる領域内には、ベントスピューの切断痕を一切有しないことから、ベア等の存在しない高い成形精度を確保しつつ、すぐれた耐久性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施に用いることのできる加硫金型を例示する略線縦断面図である。
【図２】従来のダイアフラムの製造に用いた加硫金型を例示する略線縦断面図である。
【図３】ダイアフラムを用いた空気ばねの構成例を示す略線縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  下部ベースプレート
２  下型
３  セクターモールド
４  ガイド部材
５  テーパリング
６  天板
７  成形ピース
８  ダイアフラム
８ａ、８ｂ  ビード部
９  セクターモールド本体部分
９ａ  突出部分
１０  加硫ブラダー
１１  下円板
１２  ピストンロッド
１３  上円板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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