(57)【要約】      （修正有）【課題】送り焼き成形によりエラストマー製品を製造する成形装置において、端部が未加硫状態の中間材料を製造する場合に、未加硫部分の位置精度を向上させる成形装置を提供する。【解決手段】成形装置１００は、金型１０の表面に接する熱盤２０によって成形材料を加熱・冷却して成形する。熱盤２０は、金型１０の表面に沿って配列される熱伝達部材を備える。冷媒が供給される熱伝達部材は、付勢機構５０によって金型１０の表面に向けて付勢される。従って、冷媒が供給される熱伝達部材の寸法が低温になり熱媒が供給される熱伝達部材よりも小さくなった状態でも、付勢機構の付勢力によって熱伝達部材が金型１０に確実に接触する。【選択図】図３
0003231889.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
成形材料が充填される金型と、
前記金型の表面に接する熱盤と、を有し、
前記熱盤は、
前記表面に沿って配列される複数の熱伝達部材と、
前記複数の熱伝達部材のうちの一部を前記表面に向けて付勢する付勢機構と、を備え、
前記複数の熱伝達部材は、冷媒が供給される流路を備える冷却用熱伝達部材、および、熱媒が供給される流路を備える加熱用熱伝達部材を含み、
前記冷却用熱伝達部材は、前記付勢機構によって前記表面に向けて付勢されることを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記金型は、下型および上型を備え、
前記熱盤は、前記下型に前記上型とは反対側から接する第１熱盤、および、前記上型に前記下型とは反対側から接する第２熱盤を備え、
前記第１熱盤および前記第２熱盤のそれぞれは、
前記冷却用熱伝達部材および前記加熱用熱伝達部材を含んでおり一列に配列される複数の前記熱伝達部材、および、前記冷却用熱伝達部材を付勢する前記付勢機構を備え、
前記第１熱盤の前記冷却用熱伝達部材と、前記第２熱盤の前記冷却用熱伝達部材とは、前記下型および前記上型を挟んで対向することを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記第１熱盤を前記下型とは反対側から支持する第１支持板と、
前記第２熱盤を前記上型とは反対側から支持する第２支持板と、
前記第１支持板と前記第２支持板の一方を他方に向けて押圧する押圧機構と、を有し、
前記第１熱盤に設けられた前記付勢機構は、前記第１支持板と前記冷却用熱伝達部材との間に介在する第１弾性体を備え、
前記第２熱盤に設けられた前記付勢機構は、前記第２支持板と前記冷却用熱伝達部材との間に介在する第２弾性体を備えることを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記付勢機構は、前記冷却用熱伝達部材を前記付勢機構の付勢方向に貫通する貫通穴と、前記貫通穴に通されるストッパーボルトを備え、
前記ストッパーボルトは、前記貫通穴の縁に設けられた座ぐり部に収容される頭部と、前記貫通穴から前記頭部とは反対側に突出して前記第１支持板または前記第２支持板にねじ止めされる先端部と、備えることを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
【請求項５】
前記第１弾性体および前記第２弾性体は、前記冷却用熱伝達部材に設けられた凹部に圧縮状態で配置されるばねであることを特徴とする請求項３または４に記載の成形装置。
【請求項６】
前記第１弾性体および前記第２弾性体は、熱硬化性エラストマーであることを特徴とする請求項３または４に記載の成形装置。
【請求項７】
前記冷却用熱伝達部材と前記加熱用熱伝達部材との間に空気層もしくは断熱材が介在することを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の成形装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、金型に充填した成形材料を加熱・冷却して成形する成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原材料ポリマーに加硫剤を加えて混錬し金型に充填して加熱する加硫成形によりＯリングや長尺のエラストマー製品を製造する方法として、送り焼き成形と呼ばれる製造方法が用いられている。送り焼き成形では、加硫部分と、加硫部分の端部に設けられた未加硫部分を備える中間材料を成形する工程と、中間材料の端部同士を重ね合わせて加熱することにより、未加硫部分同士を加硫接合する工程とを行う。
【０００３】
特許文献１には、送り焼き成形に用いる中間材料を製造する成形装置が記載される。特許文献１の成形装置は、上型および下型を備える金型と、上型を背面側（上側）から加熱・冷却する上型用熱盤と、下型を背面側（下側）から加熱・冷却する下型用熱盤を備える。上型用熱盤および下型用熱盤は、上型と下型の間に充填される成形材料の長手方向の中央部分を加熱する加熱ゾーンと、成形材料の一方側の端部を冷却する冷却ゾーンと、成形材料の他方側の端部を冷却する加熱・冷却ゾーンを備える。
【０００４】
特許文献１の成形装置では、上型用熱盤および下型用熱盤の加熱ゾーン、冷却ゾーン、および加熱・冷却ゾーンのそれぞれは、熱媒あるいは冷媒を通す管を備えた直方体状の金属部材からなる。各ゾーンの間には隙間あるいは断熱材が介在する。加熱・冷却ゾーンを構成する金属部材は複数の区画に分割されており、各区画に熱媒あるいは冷媒を通す管が設けられている。従って、熱媒と冷媒をどの区画まで流すかを変更できるので、加硫部分の長さが異なる中間材料を成形できる。また、特許文献１の成形装置は、金型を収容する密閉空間を備えており、密閉空間を減圧して真空状態で加硫成形を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１７２６２８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、金型に熱盤を接触させて加熱・冷却を行う構造では、熱盤を構成する金属部材が温度によって収縮・膨張することによって加熱区画と冷却区画に寸法差ができてしまうので、冷却区画を金型に密着させることができないおそれがある。例えば、加熱区画と冷却区画が一体でなく別部品で構成されている場合には、加熱区画と冷却区画の境界に段差ができるため、冷却区画と金型との間に隙間ができてしまう。その結果、加熱区画と冷却区画との境界で金型を効果的に冷却できず、未加硫にすべき部位まで加硫が部分的に進行して、未加硫部分と加硫部分とが切り替わる遷移領域が拡大する。そのため、未加硫部分の位置精度が低下する。
【０００７】
中間材料の端部同士を接合して長尺あるいはリング状のエラストマー製品を製造する場合に、接合部位に歪みや接合不良が発生すると不良品になってしまう。特に、シール部材を製造する場合には、わずかな歪みや曲がりで機能不全を生じてしまう。中間材料における未加硫部分の位置精度にばらつきがあると、加硫が進行した部位で接合してしまうことによって接合不良が発生し、不良品が発生する。
【０００８】
また、冷却ゾーンにおける冷却効率が低いと、未加硫部分と加硫部分とが切り替わる遷
移領域の長さを短くできないため、加硫部分の有効長さを大きくとることができない。そのため、長尺あるいは大型のエラストマー製品を製造する際に、接合回数を削減できない。また、遷移領域の長さを短くできないため、中間材料の端部同士を接合する工程で使用する金型を小型化・軽量化することができない。
【０００９】
本考案の課題は、このような点に鑑みて、送り焼き成形に使用するための、端部が未加硫状態の中間材料を製造する場合に、未加硫部分の位置精度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本考案の成形装置は、成形材料が充填される金型と、前記金型の表面に接する熱盤と、を有し、前記熱盤は、前記表面に沿って配列される複数の熱伝達部材と、前記複数の熱伝達部材のうちの一部を前記表面に向けて付勢する付勢機構と、を備え、前記複数の熱伝達部材は、冷媒が供給される流路を備える冷却用熱伝達部材、および、熱媒が供給される流路を備える加熱用熱伝達部材を含み、前記冷却用熱伝達部材は、前記付勢機構によって前記表面に向けて付勢されることを特徴とする。
【００１１】
本考案によれば、金型の表面に接する熱盤を構成する複数の熱伝達部材のうち、冷媒等によって冷却される冷却用熱伝達部材は、付勢機構によって金型の表面に向けて付勢される。従って、加熱用熱伝達部材と冷却用熱伝達部材の温度差によって冷却用熱伝達部材の寸法が加熱用熱伝達部材よりも小さくなった状態でも、付勢機構の付勢力によって、加熱用熱伝達部材に隣り合う冷却用熱伝達部材を金型に確実に接触させることができる。従って、金型の一部を冷却用熱伝達部材によって冷却して未加硫部分を成形し、金型の他の部分を加熱用熱伝達部材によって加熱して加硫部分を成形する場合に、未加硫部分の冷却効率を高めて加硫の進行を抑制できる。よって、加硫部分と未加硫部分とが切り替わる遷移領域を短くすることができ、未加硫部分の位置精度を高めることができる。
【００１２】
本考案において、前記金型は、下型および上型を備え、前記熱盤は、前記下型に前記上型とは反対側から接する第１熱盤、および、前記上型に前記下型とは反対側から接する第２熱盤を備え、前記第１熱盤および前記第２熱盤のそれぞれは、前記冷却用熱伝達部材および前記加熱用熱伝達部材を含んでおり一列に配列される複数の前記熱伝達部材、および、前記冷却用熱伝達部材を付勢する前記付勢機構を備え、前記第１熱盤の前記冷却用熱伝達部材と、前記第２熱盤の前記冷却用熱伝達部材とは、前記下型および前記上型を挟んで対向することが好ましい。このようにすると、金型を上下方向の両側から加熱・冷却することができるので、加熱・冷却効率が高い。また、冷却用熱伝達部材は上下方向の両側から金型に確実に接触するので、狙った部位を確実に冷却できる。従って、未加硫部分の位置精度を高めることができる。
【００１３】
本考案において、前記第１熱盤を前記下型とは反対側から支持する第１支持板と、前記第２熱盤を前記上型とは反対側から支持する第２支持板と、前記第１支持板と前記第２支持板の一方を他方に向けて押圧する押圧機構と、を有し、前記第１熱盤に設けられた前記付勢機構は、前記第１支持板と前記冷却用熱伝達部材との間に介在する第１弾性体を備え、前記第２熱盤に設けられた前記付勢機構は、前記第２支持板と前記冷却用熱伝達部材との間に介在する第２弾性体を備えることが好ましい。このようにすると、金型を型締めするときには、押圧機構の押圧力によって加熱用熱伝達部材が金型に押し付けられるので、加硫部分に対しては押圧機構の押圧が加わる。一方で、未加硫部分に対しては、支持板と熱盤との間に弾性体が介在しているために押圧機構の押圧力がそのまま作用せずに押圧力が低減される。よって、型締め用の押圧機構の押圧力によって未加硫部分の加硫反応が進行することを回避できる。
【００１４】
本考案において、前記付勢機構は、前記冷却用熱伝達部材を前記付勢機構の付勢方向に
貫通する貫通穴と、前記貫通穴に通されるストッパーボルトを備え、前記ストッパーボルトは、前記貫通穴の縁に設けられた座ぐり部に収容される頭部と、前記貫通穴から前記頭部とは反対側に突出して前記第１支持板または前記第２支持板にねじ止めされる先端部と、備えることが好ましい。このようにすると、冷却用熱伝達部材をストッパーボルトによって付勢方向に移動可能な状態に保持できる。従って、冷却用熱伝達部材の位置ずれや脱落を防止できる。
【００１５】
本考案において、前記第１弾性体および前記第２弾性体は、前記冷却用熱伝達部材に設けられた凹部に圧縮状態で配置されるばねである構成、あるいは、前記第１弾性体および前記第２弾性体は、熱硬化性エラストマーである構成を採用できる。
【００１６】
本考案において、前記冷却用熱伝達部材と前記加熱用熱伝達部材との間に空気層もしくは断熱材が介在することが好ましい。このようにすると、加熱用熱伝達部材から冷却用熱伝達部材への熱伝達を低減させることができる。従って、未加硫部分の冷却効率を高めることができる。
【考案の効果】
【００１７】
本考案の成形装置によれば、金型の表面に接する熱盤を構成する複数の熱伝達部材のうち、冷媒が供給される流路を備える冷却用熱伝達部材は、付勢機構によって金型の表面に向けて付勢される。従って、加熱用熱伝達部材と冷却用熱伝達部材の温度差によって冷却用熱伝達部材の寸法が加熱用熱伝達部材よりも小さくなった状態でも、付勢機構の付勢力によって冷却用熱伝達部材を金型に確実に接触させることができる。従って、金型の一部を冷却用熱伝達部材によって冷却して未加硫部分を成形し、金型の他の部分を加熱用熱伝達部材によって加熱して加硫部分を成形する場合に、未加硫部分の冷却効率を高めて加硫の進行を抑制できる。よって、加硫部分と未加硫部分とが切り替わる遷移領域を短くすることができ、未加硫部分の位置精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】中間材料を用いたエラストマー製品の製造方法の説明図である。
【図２】図１とは異なる中間材料を用いたエラストマー製品の製造方法の説明図である。
【図３】本考案を適用した成形装置の正面図である。
【図４】本考案を適用した成形装置の側面図である。
【図５】図１の中間材料を成形する金型の説明図である。
【図６】真空室の説明図である。
【図７】図２の中間材料を成形する金型の説明図である。
【図８】図１の中間材料を成形する金型用の熱盤を示す説明図である。
【図９】図２の中間材料を成形する金型用の熱盤を示す説明図である。
【図１０】図９の熱盤に設けられた付勢機構の説明図である。
【図１１】変形例１の付勢機構を示す説明図である。
【図１２】変形例２の付勢機構を示す説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照して、本考案を適用した成形装置の実施形態を説明する。
【００２０】
（エラストマー製品の製造方法）
図１、図２は、送り焼き成形によるエラストマー製品の製造方法の説明図である。送り焼き成形では、端部が未加硫状態の加硫ゴム等からなる中間材料を成形する第１工程と、中間材料の端部同士を重ね合わせて金型内で加熱して加硫処理することにより接合する第２工程を行う。本考案を適用した成形装置は、第１工程に用いるものである。
【００２１】
本考案を適用した成形装置は、例えば、Ｏリング、角リング、甲山パッキン、甲丸パッキン等として使用されるエラストマー製品を製造するための、中間材料を製造する。エラストマー製品の断面厚さは、例えば、３〜５０ｍｍ程度である。また、エラストマー製品の内径は、０．５〜３０ｍ程度である。成形材料としては、硫黄加硫系ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ポリオール加硫系フッ素ゴム（ＦＫＭ）、等を用いることができる。
【００２２】
図１は、中間材料１を用いたエラストマー製品の製造方法の説明図である。図２は、図１とは異なる中間材料６を用いたエラストマー製品の製造方法の説明図である。図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、中間材料１および中間材料６は、それぞれ、所定長さの加硫部分２と、加硫部分２の両端に形成された未加硫部分３を備える。図１（ａ）に示す中間材料１は、円弧状部材である。図２（ａ）に示す中間材料６は、Ｃ字状の円弧状部材である。なお、本考案を適用した成形装置で成形される中間材料の形状は、図１、図２と異なる形状でもよく、適宜変更可能である。例えば、直線状であってもよい。
【００２３】
図１（ａ）に示す中間材料１は、生ゴムなどの原材料に加硫剤を加えて混錬した成形材料を後述する金型１０（図５参照）に充填して加熱・冷却することにより成形される。図２（ａ）に示す中間材料６は、後述する金型１０Ａ（図７参照）に成形材料を充填して加熱・冷却することにより成形される。本考案を適用した成形装置は、金型１０あるいは金型１０Ａ内に充填した成形材料の長手方向の中央部分を加熱しながら成形することによって加硫部分２を成形し、成形材料の端部を冷却しながら成形することによって未加硫部分３を成形する。図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、中間材料１および中間材料６は、それぞれ、未加硫部分３同士を接合する第２工程を行う前に、未加硫部分３が斜めにカットされる。
【００２４】
図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、中間材料１からは、エラストマー製品４Ａ、４Ｂを製造することができる。図２（ｂ）に示すように、中間材料６からは、エラストマー製品７を製造することができる。エラストマー製品４Ａ、４Ｂ、７は、斜めにカットした未加硫部分３同士を重ね合わせて接合した接合部５を備える。図１（ｂ）に示すリング状のエラストマー製品４Ａは、１本の中間材料１の両端を接合することにより製造される。また、図１（ｃ）に示す大型のエラストマー製品４Ｂは、２本の中間材料１の端部同士を接合することに製造される。接合する中間材料１の数を増やすことにより、さらに大型のエラストマー製品を製造できる。また、Ｃ字状の中間材料６を複数接合することにより、図２（ｂ）に示す形状のエラストマー製品７を製造できる。
【００２５】
（成形装置）
図３は、本考案を適用した成形装置１００の正面図である。図４は、本考案を適用した成形装置１００の側面図である。図３、図４に示す成形装置１００は、金型１０と、金型１０を加熱・冷却する熱盤２０を備える。金型１０は、上下方向に対向する下型１１および上型１２を備える。金型１０は、同一構成の２つの熱盤２０によって上側と下側から加熱・冷却される。２つの熱盤２０の一方は、下型１１に下側から接する第１熱盤２９Ａであり、２つの熱盤２０の他方は、上型１２に上側から接する第２熱盤２９Ｂ（図６参照）である。熱盤２０の構造については後述する。
【００２６】
また、成形装置１００は、第１熱盤２９Ａを介して下型１１を下側から支持する第１支持板３１と、第２熱盤２９Ｂを介して上型１２を上側から支持する第２支持板３２と、第１支持板３１を第２支持板３２に向けて押圧する押圧機構としての油圧シリンダ３３を備える。油圧シリンダ３３を駆動すると、下型１１および第１熱盤２９Ａは、第１支持板３１に載った状態で上下方向に移動する。金型１０は、装置幅方向の寸法が奥行方向の寸法よりも長い長方形の平面形状をしている。このように、金型１０が横長の形状であるため、成形装置１００は、装置幅方向に並ぶ複数の油圧シリンダ３３を備える。第１熱盤２９
Ａと第１支持板３１の間、および、第２熱盤２９Ｂと第２支持板３２との間には、断熱板９が介在する。
【００２７】
図５は、図１の中間材料１を成形する金型１０の説明図である。図５（ａ）は、上型１２を下側から見た底面図であり、図５（ｂ）は、下型１１を上側から見た平面図である。図５（ｃ）、図５（ｄ）は、金型１０の断面図であり、図５（ａ）、図５（ｂ）のＡ−Ａ位置で切断した断面図である。図５（ｃ）は、上型１２が下型１１から離れた状態を示し、図５（ｄ）は、下型１１と上型１２とを上下に当接させた状態を示す。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、下型１１は、金型１０の長手方向に延びる円弧状の型溝１１ａを備える。型溝１１ａは、金型１０の長手方向と交差する方向に一定間隔で並んでいる。図５（ａ）に示すように、上型１２は、一定間隔で並ぶ複数の型溝１２ａを備える。下型１１と上型１２とを上下に当接させると、図５（ｄ）に示すように、型溝１１ａと型溝１２ａによって円形断面の充填空間Ｃが形成される。下型１１において、各型溝１１ａと隣り合う位置には、喰い切り溝１３が形成されている。喰い切り溝１３は、充填空間Ｃから溢れた成形材料を収容する。
【００２９】
下型１１は、長手方向の両端に設けられた位置決め穴１１ｂを備える。上型１２は、各位置決め穴１１ｂと対向する位置決めピン１２ｂを備える。金型１０を閉じるときは、位置決め穴１１ｂに位置決めピン１２ｂが嵌合させることにより、下型１１と上型１２の位置合わせを行う。なお、位置決め穴１１ｂおよび位置決めピン１２ｂの位置および数は、図５（ａ）、図５（ｂ）に図示される位置に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００３０】
成形装置１００は、金型１０を収容する真空室４０を備える。図６は、真空室４０の説明図である。図６（ａ）は、真空室４０を開けた状態を示し、図６（ｂ）は、密閉状態の真空室４０に金型１０が収容されている状態を示す。図６（ａ）、図６（ｂ）の左半分は真空室４０および金型１０を装置前面側から見た正面図であり、図６（ａ）、図６（ｂ）の右半分は真空室４０および金型１０の断面構成を示す。真空室４０は、下型１１が内側に嵌め込まれた下型フレーム４１と、下型フレーム４１に上側から当接する真空枠４２と、真空枠４２の内側にスライド可能に嵌まる蓋枠４３によって構成される。
【００３１】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、蓋枠４３は第２支持板３２の外周縁に固定される。蓋枠４３は、断熱板９を介して第２支持板３２に固定される第２熱盤２９Ｂの外周側を囲んでいる。図６（ｂ）に示すように、油圧シリンダ４４によって真空枠４２を下向きに押圧して真空枠４２の下端を下型フレーム４１に密着させることにより、真空室４０が密閉される。この状態で、図示しない真空ポンプ等を用いて真空室４０の内部を減圧することにより、金型１０の周囲を真空空間とする。
【００３２】
図３、図４に示すように、成形装置１００は、金型１０および油圧シリンダ３３の幅方向の両側に配置される一対のフレーム３４と、一対のフレーム３４に支持され金型１０の幅方向の両側に配置される一対のガイドレール３５と、金型１０の下方に配置される引出シリンダ３６を備える。図４に示すように、一対のガイドレール３５はフレーム３４の装置前方側へ延びている。引出シリンダ３６を装置前方側へ伸ばすと、ガイドレール３５に沿って金型１０および下型フレーム４１がスライドして金型１０が装置前方側へ引き出される（図４参照）。
【００３３】
成形装置１００により中間材料１を成形するときは、引出シリンダ３６を駆動して金型１０をフレーム３４の前方へ引き出した状態で上型１２を上方へ開き、金型１０の内部に成形材料を入れて上型１２を閉じる。上型１２の開閉動作は、ガイドレール３５に支持さ
れるエジェクトシリンダ３７により行う。しかる後に、引出シリンダ３６を駆動して金型１０を油圧シリンダ３３の上方へ戻し、真空室４０を密閉し減圧する。そして、油圧シリンダ３３を駆動して真空室４０内で金型１０を押圧しながら、熱盤２０に熱媒および冷媒を供給して加硫成形を行う。成形後は、再び金型１０を装置前方側へ引き出して開き、成形品を取り出す。
【００３４】
（金型の別の例）
図７は、図２の中間材料６を成形する金型１０Ａの説明図である。金型１０Ａの平面形状はドーナツ形（環状）である。金型１０Ａは、上下方向に対向する環状の下型１４および上型１５を備える。図７（ａ）は、上型１５を下側から見た底面図であり、図７（ｂ）は、下型１４を上側から見た平面図である。図７（ｂ）に示すように、下型１４は、環状の型溝１４ａを備える。図７（ａ）に示すように、上型１５は、型溝１４ａと対向する環状の型溝１５ａを備える。下型１４と上型１５とを上下に当接させると、型溝１４ａと型溝１５ａによって円形断面の充填空間Ｃが形成される。下型１４は、型溝１４ａの内周側および外周側に形成された喰い切り溝１６を備える。また、上記の金型１０と同様に、下型１４と上型１５の一方は図示しない位置決め穴を備え、他方は図示しない位置決めピンを備える。
【００３５】
本考案を適用した成形装置１００は、図５の金型１０に代えて、図７の金型１０Ａを用いて加硫成形を行う構成に変更可能である。この場合、熱盤２０および真空室４０は、金型１０Ａに対応する形状に変更する。例えば、熱盤２０は、金型１０Ａに対応する形状の熱盤２０Ａ（図９参照）に変更する。また、真空室４０は、下型１４に下側から接する熱盤２０Ａの外周側を囲む真空枠と、上型１５に上側から接する熱盤２０Ａの外周側を囲む真空枠とを密着させて金型１０Ａの周囲に真空空間を構成する構成とする。また、他の構成についても、適宜、金型１０Ａおよび熱盤２０Ａに対応する形状に変更する。例えば、金型１０Ａを加圧する油圧シリンダ３３は一本のみとする。
【００３６】
（熱盤）
図８は、図１の中間材料１を成形する金型１０用の熱盤２０を示す説明図である。図８（ａ）は、熱盤２０の平面図であり、図８（ｂ）は、熱盤２０の正面図である。金型１０に下側から接する第１熱盤２９Ａと、金型１０に上側から接する第２熱盤２９Ｂは、いずれも図８に示す熱盤２０からなる。熱盤２０は、加熱部２１、冷却部２２、および加熱・冷却部２３を備える。これらは、冷却部２２、加熱部２１、加熱・冷却部２３の順で金型１０の長手方向に一列に配列される。
【００３７】
冷却部２２、加熱部２１、および加熱・冷却部２３のそれぞれは、金属等からなる熱伝達部材であり、内部に熱媒あるいは冷媒を流す流路２４を備えている。各流路２４は、図示しない熱媒・冷媒供給源に接続される。冷却部２２は、Ｕ字状の流路２４が１本設けられた１つの熱伝達部材２２ａ（冷却用熱伝達部材）からなり、金型１０の長手方向の一方側の端部に配置される。冷却部２２は、中間材料１における一方側の端部の未加硫部分３を成形する。
【００３８】
加熱部２１は、Ｕ字状の流路２４が複数本設けられた１つの熱伝達部材２１ａ（加熱用熱伝達部材）からなり、金型１０の長手方向の中間部分に配置される。加熱部２１を構成する熱伝達部材２１ａは、冷却部２２を構成する熱伝達部材２２ａよりも装置幅方向の寸法が長い。加熱部２１に設けられた流路２４は、金型１０の長手方向に一定間隔で並んでいる。加熱部２１は、中間材料１における加硫部分２の一部あるいは全部を成形する。
【００３９】
加熱・冷却部２３は、冷却部２２と同一形状の複数の熱伝達部材からなる。以下、本明細書では、加熱・冷却部２３を構成するｎ個の熱伝達部材を第１部材２３（１）、第２部
材２３（２）、第３部材２３（３）・・・第ｎ部材２３（ｎ）とする。第１部材２３（１）は加熱部２１に隣り合う位置に配置される。第１部材２３（１）、第２部材２３（２）、第３部材２３（３）・・・第ｎ部材２３（ｎ）は、この順で金型１０の長手方向の他方側の端部（すなわち、冷却部２２が配置される端部とは反対側の端部）に向かって一列に配列される。
【００４０】
熱盤２０では、隣り合う熱伝達部材の間に隙間２５が設けられている。本形態では、各隙間２５に断熱材（図示省略）を配置することもできる。より詳細には、加熱部２１を構成する熱伝達部材２１ａと、冷却部２２を構成する熱伝達部材２２ａの間には隙間２５が設けられている。また、加熱・冷却部２３の端部に配置される第１部材２３（１）と熱伝達部材２１ａとの間には隙間２５が設けられている。そして、加熱・冷却部２３を構成するｎ個の熱伝達部材は、隣り合う熱伝達部材の間に隙間２５が設けられている。なお、隙間２５に断熱材を配置せず、隣り合う熱伝達部材の間に空気層が介在している構成としてもよい。
【００４１】
加熱・冷却部２３を構成する複数の熱伝達部材の流路２４には、中間材料１における加硫部分２の長さに応じて熱媒または冷媒が供給される。すなわち、加熱・冷却部２３を構成する複数の熱伝達部材は、冷媒が供給される冷却用熱伝達部材と、熱媒が供給される熱却用熱伝達部材の両方の態様で使用することが可能である。これにより、加熱・冷却部２３は、中間材料１における加硫部分２の一部と未加硫部分３を形成でき、その際、長さの異なる加硫部分２を成形できる。あるいは、未加硫部分３のみを成形することもできる。
【００４２】
図８（ｃ）は、中間材料１の正面図であり、図８（ｄ）は、図８（ｃ）の中間材料１を製造するときの熱盤２０の使用態様を示す図である。図８（ｄ）に示す使用態様では、加熱・冷却部２３は、第１部材２３（１）に熱媒を供給して加硫部分２の一部を成形し、第１部材２３（２）に冷媒を供給して未加硫部分３を成形し、第３部材２３（３）・・・第ｎ部材２３（ｎ）は未使用とする。これにより、図８（ｃ）に示す長さの中間材料１が成形される。
【００４３】
図８（ｅ）は、図８（ｃ）とは長さが異なる中間材料１の正面図であり、図８（ｆ）は、図８（ｅ）の中間材料１を製造するときの熱盤２０の仕様態様を示す図である。図８（ｆ）に示す使用態様では、加熱・冷却部２３は、第１部材２３（１）から第ｎ−３部材２３（ｎ−３）までの範囲に熱媒を供給して加硫部分２の一部を成形し、第ｎ−３部材２３（ｎ−２）に冷媒を供給して未加硫部分３を成形し、第ｎ−１部材２３（ｎ−１）と第ｎ部材２３（ｎ）は未使用とする。これにより、図８（ｅ）に示す長さの中間材料１が成形される。
【００４４】
金型１０に下側から接する第１熱盤２９Ａと、金型１０に上側から接する第２熱盤２９Ｂは、同一態様で使用される。従って、第１熱盤２９Ａと第２熱盤２９Ｂは、冷媒が供給される冷却用熱伝達部材が金型１０を挟んで上下に対向する態様で使用される。また、熱媒が供給される熱却用熱伝達部材が金型１０を挟んで上下に対向する態様で使用される。従って、金型１０は、上下方向の両側から加熱・冷却される。
【００４５】
（熱盤の別の例）
図９は、図２の中間材料６を成形する金型１０Ａ用の熱盤２０Ａを示す説明図である。図９（ａ）は、熱盤２０Ａの平面図であり、図９（ｂ）は、熱盤２０Ａの正面図である。金型１０Ａには、上側と下側からそれぞれ、同一構成の熱盤２０Ａが接している。下側から接する熱盤２０Ａを第１熱盤とし、上側から接する熱盤２０Ａを第２熱盤とする。図９に示すように、熱盤２０Ａは、加熱部２６および冷却部２７を備える。加熱部２６および冷却部２７は、金属等からなる熱伝達部材であり、内部に熱媒あるいは冷媒を流す流路２
４を備えている。
【００４６】
より詳細には、冷却部２７は、Ｕ字状の流路２４が１本設けられた１つの熱伝達部材２７ａ（冷却用熱伝達部材）からなる。また、加熱部２６は、Ｕ字状の流路２４が複数本設けられた１つの熱伝達部材２６ａ（加熱用熱伝達部材）からなる。熱伝達部材２６ａと熱伝達部材２７ａの間には隙間２５が設けられ、隙間２５には断熱材（図示省略）が配置される。なお、隙間２５に断熱材を配置せず、空気層としておいてもよい。
【００４７】
図９（ｃ）は、金型１０Ａに設けられた環状の充填空間Ｃと、加熱部２６および冷却部２７の配置を示す平面図である。加熱部２６を構成する熱伝達部材２６ａは、冷却部２７を構成する熱伝達部材２７ａよりも装置幅方向の寸法が長い。従って、図９（ｃ）に示すように、加熱部２６は、半円よりも大きいＣ字状の範囲で充填空間Ｃと重なる。一方、冷却部２２Ａは、加熱部２６と重なるＣ字状の範囲の両端において充填空間Ｃと重なる。従って、加熱部２６に熱媒を供給して加熱しながら成形することにより、図２（ａ）に示すようなＣ字状の加硫部分２が成形される。そして、冷却部２７に冷媒を供給して冷却しながら成形することにより、加硫部分２の両端に未加硫部分３が成形される。
【００４８】
（付勢機構）
金型１０用の熱盤２０、および、金型１０Ａ用の熱盤２０Ａは、冷却用熱伝達部材を金型に向けて付勢して金型の表面に密着させる付勢機構５０を備える。以下、金型１０Ａ用の熱盤２０Ａを例にとって、付勢機構５０の具体的構成を説明する。
【００４９】
図１０は、図９の熱盤２０Ａに設けられた付勢機構５０の説明図であり、図９（ａ）のＢ−Ｂ位置で切断した断面構成を示す。図１０に示す例は、下型１４（下型）に下側から接する熱盤２０Ａ（すなわち、第１熱盤）の例である。図１０に示すように、熱盤２０Ａは、断熱板９を介して第１支持板３１により下側から支持される。熱盤２０Ａの加熱部２６は、断熱板９を介して第１支持板３１に固定される。一方、熱盤２０Ａの冷却部２７は、熱伝達部材２７ａが断熱板９および第１支持板３１に対して上下方向に移動可能に支持される。図１０（ａ）は、熱伝達部材２７ａが付勢機構５０の付勢力によって熱伝達部材２６ａよりも上方（すなわち、金型１０Ａ側）に飛び出した状態を示す。図１０（ｂ）は、熱伝達部材２７ａが付勢機構５０の付勢力に逆らって押し下げられた状態を示す。
【００５０】
図１０に示すように、付勢機構５０は、熱伝達部材２７ａを上下方向に貫通する貫通穴５１と、貫通穴５１に通されたストッパーボルト５２と、熱伝達部材２７ａの底面に設けられた凹部５３に圧縮状態で配置されるばね５４を備える。ストッパーボルト５２は、貫通穴５１に圧入された鍔付きブッシュ５５によって上下方向にスライド可能に支持されている。鍔付きブッシュ５５の鍔部とストッパーボルト５２の頭部５２ａは、貫通穴５１の上端側の開口部の縁に設けられた座ぐり部５１ａに収容される。ストッパーボルト５２の先端部５２ｂは、断熱板９を貫通して第１支持板３１にねじ止めされる。従って、熱伝達部材２７ａは、ストッパーボルト５２によって上下方向に移動可能な状態で第１支持板３１に連結されている。
【００５１】
中間材料６を成形する工程を行うとき、冷却部２７に冷媒が流れることによって熱伝達部材２７ａが低温になって収縮する。そのため、熱伝達部材２７ａの上下方向の高さが熱伝達部材２６ａの上下方向の高さよりも小さくなるが、熱伝達部材２７ａは付勢機構５０のばね５４によって上方（すなわち、金型１０Ａ側）に付勢されているため、熱伝達部材２７ａの上端面２７ｂが熱伝達部材２６ａの上端面２６ｂと面一になり、上端面２７ｂが金型１０Ａに確実に密着する。
【００５２】
図示を省略するが、金型１０用の熱盤２０において、冷却部２２には、図１０に示す付
勢機構５０と同一の機構が設けられている。従って、冷却部２２の熱伝達部材２２ａが金型１０の表面に確実に密着する。また、加熱・冷却部２３は、複数の熱伝達部材（第１部材２３（１）・・・第ｎ部材２３（ｎ））のそれぞれに付勢機構５０が設けられている。従って、熱伝達部材（第１部材２３（１）・・・第ｎ部材２３（ｎ））のうちの１つに冷媒が流れたとき、当該熱伝達部材が金型１０の表面に確実に密着する。
【００５３】
（本形態の主な作用効果）
以上のように、本形態の成形装置１００は、成形材料が充填される金型１０と、金型１０の表面に接する熱盤２０を有する。熱盤２０は、金型１０の表面に沿って配列される複数の熱伝達部材（熱伝達部材２１ａ、２２ａ、２３（１）・・・２３（ｎ））と、複数の熱伝達部材のうちの一部（熱伝達部材２２ａ、２３（１）・・・２３（ｎ））を表面に向けて付勢する付勢機構５０を備える。複数の熱伝達部材のうち、熱伝達部材２２ａと、熱伝達部材（第１部材２３（１）・・・第ｎ部材２３（ｎ））のうちの１つは、冷媒が供給される流路２４を備える冷却用熱伝達部材として使用される。冷却用熱伝達部材は、付勢機構５０によって金型１０の表面に向けて付勢される。
【００５４】
本考案によれば、冷媒が供給されて冷却用熱伝達部材として使用される２個の熱伝達部材は、加熱用熱伝達部材に隣り合う位置において、付勢機構５０によって金型１０の表面に向けて付勢される。従って、熱媒が供給される加熱用熱伝達部材と冷却用熱伝達部材の温度差によって冷却用熱伝達部材の寸法が加熱用熱伝達部材よりも小さくなった状態でも、付勢機構５０の付勢力によって、加熱用熱伝達部材に隣り合う冷却用熱伝達部材を金型１０に確実に接触させることができる。これにより、金型１０の一部を冷却用熱伝達部材によって冷却して未加硫部分３を成形し、金型１０の他の部分を加熱用熱伝達部材によって加熱して加硫部分２を成形して中間材料１を製造する場合に、未加硫部分３の冷却効率を高めて加硫の進行を抑制できる。よって、加硫部分２と未加硫部分３とが切り替わる遷移領域を短くすることができ、未加硫部分３の位置精度を高めることができる。
【００５５】
同様に、金型１０Ａに接する熱盤２０Ａを構成する複数の熱伝達部材（熱伝達部材２６ａ、２７ａ）のうち、冷媒が供給される冷却用熱伝達部材（熱伝達部材２７ａ）は、付勢機構５０によって金型１０の表面に向けて付勢される。従って、未加硫部分３と加硫部分２を備える中間材料６を製造する場合に、未加硫部分３の冷却効率を高めて加硫の進行を抑制できる。よって、加硫部分２と未加硫部分３とが切り替わる遷移領域を短くすることができ、未加硫部分３の位置精度を高めることができる。
【００５６】
送り焼き成形に用いる中間材料の未加硫部分３の位置精度が高まれば、未加硫部分同士を接合してエラストマー製品を製造する際に、加硫が進行した部位で接合してしまうことによる歪みや曲がりを避けることができ、接合不良を避けることができる。また、加硫部分２の長さ精度、および、接合部５の長さ精度が向上するため、最終製品であるエラストマー製品の寸法精度が向上する。従って、不良品の発生を少なくすることができる。
【００５７】
また、未加硫部分３と加硫部分２とが切り替わる遷移領域の長さを短くできれば、加硫部分２の有効長さを大きくとることができるので、長尺あるいは大型のエラストマー製品を製造するときに接合回数を少なくすることができる。また、遷移領域の長さを短くできれば、未加硫部分同士を接合した接合部５の長さを短くすることができる。よって、中間材料を接合する工程で使用する金型および熱盤を小型化・軽量化することができる。金型を小型化・軽量化できれば、中間材料を接合する工程の作業性が向上する。例えば、金型を開閉する作業が容易になる。また、押圧機構を小型化できるので、装置コストを下げることができる。
【００５８】
本形態では、金型１０に接する熱盤２０として、下型１１に下側（上型１２とは反対側
）から接する第１熱盤２９Ａ、および、上型１２に上側（下型１１とは反対側）から接する第２熱盤２９Ｂを用いており、第１熱盤２９Ａの冷却部２２と、第２熱盤２９Ｂの冷却部２２とが金型１０を挟んで上下に対向する。このようにすると、冷却用熱伝達部材と加熱用熱伝達部材が上下方向の両側から金型１０に確実に接触する。従って、加熱・冷却効率が高い。特に、冷却用熱伝達部材は上下方向の両側から金型１０に確実に接触するので、狙った部位を確実に冷却できる。従って、未加硫部分３の位置精度を高めることができる。また、金型１０Ａに接する熱盤２０Ａにおいても同様の構成を備えているので、同様の作用効果を得ることができる。
【００５９】
本形態では、第１熱盤２９Ａを下型１１とは反対側から支持する第１支持板３１と、第２熱盤２９Ｂを上型１２とは反対側から支持する第２支持板３２と、第１支持板３１と第２支持板３２の一方を他方に向けて押圧する油圧シリンダ３３（押圧機構）を有する。第１熱盤２９Ａに設けられた付勢機構５０では、第１支持板３１と熱伝達部材２２ａ（冷却用熱伝達部材）との間にばね５４（第１弾性体）が介在し、第２熱盤２９Ｂに設けられた付勢機構５０では、第２支持板３２と熱伝達部材２２ａ（冷却用熱伝達部材）との間にばね５４（第２弾性体）が介在する。従って、金型１０を型締めするときには、油圧シリンダ３３の押圧力によって加熱部２１の熱伝達部材２１ａが金型１０に押し付けられるので、加硫部分２は油圧シリンダ３３の押圧力で加圧される。一方で、未加硫部分３に対しては、第１支持板３１と熱伝達部材２２ａとの間、および、第２支持板３２と熱伝達部材２２ａとの間にいずれも弾性体であるばね５４が介在しているため、油圧シリンダ３３の押圧力が金型１０にそのまま作用することはなく、熱伝達部材２２ａは金型１０の表面に接触している程度である。従って、未加硫部分３に加わる圧力が低減されるため、型締め用の油圧シリンダ３３の押圧力によって未加硫部分３の加硫反応が進んでしまうことを回避できる。金型１０Ａに接する熱盤２０Ａにおいても同様の構成を備えているので、同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
本形態では、付勢機構５０は、冷却用熱伝達部材を付勢機構５０の付勢方向に貫通する貫通穴５１と、貫通穴５１に通されるストッパーボルト５２を備える。ストッパーボルト５２は、貫通穴５１の縁に設けられた座ぐり部５１ａに収容される頭部５２ａと、貫通穴５１から頭部５２ａとは反対側に突出して第１支持板３１または第２支持板３２にねじ止めされる先端部５２ｂを備える。このような構成により、付勢機構５０は、冷却用熱伝達部材をストッパーボルト５２によって付勢方向に移動可能な状態に保持できる。従って、冷却用熱伝達部材の位置ずれや脱落を防止できる。
【００６１】
本形態の熱盤２０および熱盤２０Ａでは、冷却用熱伝達部材と加熱用熱伝達部材との間に隙間２５に設けられ、隙間２５に配置される断熱材（図示せず）が冷却用熱伝達部材と加熱用熱伝達部材に介在する。従って、加熱用熱伝達部材から冷却用熱伝達部材への熱伝達を低減させることができる。従って、未加硫部分の冷却効率を高めることができる。なお、断熱材を配置せずに隙間２５に空気層が介在するだけでもよく、空気層により、加熱用熱伝達部材から冷却用熱伝達部材への熱伝達を低減させることもできる。
【００６２】
本形態の成形装置１００は、金型１０を収容する真空室４０を備えており、真空雰囲気中で成形品を製造する。従って、成形品内に気泡ができることを抑制でき、成形品質を向上させることができる。
【００６３】
（変形例１）
図１１は、変形例１の付勢機構５０Ａを示す説明図である。図１０に示す付勢機構５０は、弾性体としてばね５４を用いる構成であったが、弾性体はばねに限定されるものではない。図１１に示す付勢機構５０Ａは、熱硬化性エラストマーからなる弾性体５４Ａを備える。弾性体５４Ａは、熱伝達部材２７ａの下端面と断熱板９との間に挟まれた板状の部
材である。図１１（ａ）は、熱伝達部材２７ａが付勢機構５０Ａの付勢力により金型側に飛び出した状態を示す。図１１（ｂ）は、熱伝達部材２７ａが金型に密着することによって付勢機構５０Ａの付勢力に逆らって押し下げられた状態を示す。このような付勢機構５０Ａにより、上記形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６４】
（変形例２）
図１２は、変形例２の付勢機構５０Ｂを示す説明図である。図１０に示す付勢機構５０は、弾性体として複数のばね５４を用いる構成であったが、弾性体の数や配置は図１０に示す形態に限定されるものではない。図１２に示す付勢機構５０Ｂは、ストッパーボルト５２と同軸に配置される１個のばね５４Ｂを備える。ばね５４Ｂは、貫通穴５１の下端に設けられた凹部５３Ｂに配置され、ストッパーボルト５２は、ばね５４Ｂの中心に通されている。図１２（ａ）は、熱伝達部材２７ａが付勢機構５０Ｂの付勢力により金型側に飛び出した状態を示す。図１２（ｂ）は、熱伝達部材２７ａが金型に密着することによって付勢機構５０Ｂの付勢力に逆らって押し下げられた状態を示す。このような構成により、上記形態と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１…中間材料、２…加硫部分、３…未加硫部分、４Ａ、４Ｂ…エラストマー製品、５…接合部、６…中間材料、７…エラストマー製品、９…断熱板、１０、１０Ａ…金型、１１…下型、１１ａ…型溝、１１ｂ…位置決め穴、１２…上型、１２ａ…型溝、１２ｂ…位置決めピン、１３…喰い切り溝、１４…下型、１４ａ…型溝、１５…上型、１５ａ…型溝、１６…喰い切り溝、２０、２０Ａ…熱盤、２１…加熱部、２１ａ…熱伝達部材、２２、２２Ａ…冷却部、２２ａ…熱伝達部材、２３…加熱・冷却部、２３（１）…第１部材、２３（２）…第２部材、２３（３）…第３部材、２３（ｎ）…第ｎ部材、２４…流路、２５…隙間、２６…加熱部、２６ａ…熱伝達部材、２６ｂ…上端面、２７…冷却部、２７ａ…熱伝達部材、２７ｂ…上端面、２９Ａ…第１熱盤、２９Ｂ…第２熱盤、３１…第１支持板、３２…第２支持板、３３…油圧シリンダ、３４…フレーム、３５…ガイドレール、３６…引出シリンダ、３７…エジェクトシリンダ、４０…真空室、４１…下型フレーム、４２…真空枠、４３…蓋枠、４４…油圧シリンダ、５０、５０Ａ、５０Ｂ…付勢機構、５１…貫通穴、５１ａ…座ぐり部、５２…ストッパーボルト、５２ａ…頭部、５２ｂ…先端部、５３、５３Ｂ…凹部、５４、５４Ｂ…ばね、５４Ａ…弾性体、５５…鍔付きブッシュ、１００…成形装置、Ｃ…充填空間
【図１】
0003231889.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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