(57)【要約】【課題】  成形が容易で低コストで製造し得るゴム構造体の製造方法を提供する。  【解決手段】ゴム構造体の成形段階では、円筒状のエアバッグの外側に、ゴムとコードとを積層して円筒状の未加硫成形体を成形し、該成形体の加硫段階では、加硫金型内で前記エアバッグを加圧して膨らませることで、その外側の成形体を拡径すると共に、前記エアバッグおよび成形体を縮長させて、成形体を加硫成形する。これにより、一つのエアバッグを用いてゴム構造体の成形と加硫とを行うことができ、成形と加硫の一元化により、ゴム構造体の製造工程を簡略化できる。つまり、エアバッグはゴム構造体の成形から加硫まで成形体に装着したまま行うので、従来のように分割コア式ドラムの解体の手間が不要であり、加硫時にバッグを挿入する必要もなくなり、さらにシェーピングが不要となるため、製品皺の発生を防止して品質のよいゴム構造体を提供することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のゴム構造体の製造方法であって、円筒状のエアバッグの外側に、ゴムとコードとを積層することにより円筒状の未加硫ゴム成形体を成形し、該成形体をエアバッグに保持させたまま製品金型内に挿入し、エアバッグを加圧して膨らませることで、その外側の成形体を拡径すると共に、前記エアバッグおよび成形体を縮長させ、前記成形体を加硫することを特徴とするゴム構造体の製造方法。
【請求項２】
円筒状のゴム構造体の製造方法であって、円筒状のエアバッグを膨らませて、その外側にゴムとコードとを積層することにより円筒状の未加硫ゴム成形体を成形し、該成形体をエアバッグに保持させたまま製品金型内に挿入し、エアバッグをさらに加圧して膨らませることで、その外側の成形体を拡径すると共に、前記エアバッグおよび成形体を縮長させ、前記成形体を加硫することを特徴とするゴム構造体の製造方法。
【請求項３】
エアバッグとして内部にコードが埋設されたものを使用し、成形段階および加硫段階において、円筒状に膨らませることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴム構造体の製造方法。
【請求項４】
前記コードをバイアスに配置し、成形体の加硫時にはエアバッグのコード角が５５度近傍になるよう、予めエアバッグのコード角を設定しておくことを特徴とする請求項３に記載のゴム構造体の製造方法。
【請求項５】
ゴム構造体の成形段階では、エアバッグの両端を固定した状態で、その外側にゴムおよびコードを積層して未加硫ゴム成形体を成形し、加硫段階では、エアバッグの両端を自由状態にしてエアバッグを膨らませながら軸方向で内向きに移動させることを特徴とする請求項３又は４に記載のゴム構造体の製造方法。
【請求項６】
前記複数個のエアバッグを軸方向で連接し、該複数個のエアバッグに跨ってその外側にコードとゴムとを巻き付け積層させてゴムシート体を形成した後、エアバッグの接続部において前記ゴムシート体を切断分離し、分離したゴムシート体の端部にビードを巻き付け、ビードを起点として折り返して円筒状の未加硫ゴム成形体を形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のゴム構造体の製造方法。
【請求項７】
ゴム構造体が筒径（Ｄ）に対する筒長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が１．５以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のゴム構造体の製造方法。
【請求項８】
ゴム構造体が空気ばねに使用されるダイヤフラムであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のゴム構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気ばねに使用されるダイヤフラムなどのゴム構造体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コード入りの円筒状のゴム構造体を加硫するときに内部にエアバッグを入れて加硫する方法が開示されている。特許文献２には筒径Ｄに対して筒長さＬが比較的大きい、つまりＬ／Ｄが大きい長尺の空気ばねが開示されている。
【０００３】
従来、空気ばねのダイヤフラムやタイヤなどのゴム構造体を製造する際には、成形と加硫とを夫々別々に行っている。まず、成形時には、円筒状のドラムを用いて、その外周面にインナーゴム、補強スダレコード２層あるいは４層、そしてカバーゴムシートを円筒状に巻き付けて積層し未加硫ゴム成形体を成形する。そして、未加硫ゴム成形体の両端部では、巻き付けたコード・ゴムシートをビードワイヤ部分で折り返して未加硫ゴム成形体を完成する。
【０００４】
このとき、巻き付けた円筒状の成形体は、その両端が成形体の本体部よりも縮径しているため、成形終了後に円筒状のドラムを解体して成形体を取り出す。そして、取り出した未加硫ゴム成形体は、製品金型内に挿入し、内部にエアバッグを入れ、エアバッグに高圧空気等を供給して内側から加圧して加硫する方法が採られている。
【特許文献１】特公平５−２３７８４８号公報
【特許文献２】特開２００３−２０２０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のゴム構造体の製造方法においては、以下の課題があった。
（１）成形ドラムに巻き付けた円筒状の成形体は、その両端を本体部よりも縮径しているため、成形終了後に円筒状の成形ドラムを解体して成形体を取り出すコア式ドラムが必要となる。そのため、ドラムの組み立ておよびドラム解体に手間取るといった難点がある。
（２）成形体の加硫時に使用するエアバッグは、ゴム構造体（製品）が金型に沿うように金型よりもやや小さい形状で、製品金型に近い形状をした専用のエアバッグが必要となる。そのため、専用のエアバッグに見合う金型を用意する必要があり、バッグ金型費用が高くなるといった難点がある。
（３）エアバッグが成形体よりも大きな外径を有しており、かつ成形体よりも筒長さが短いものを使用するので、薄い未加硫ゴム成形体をシェーピングするには、相当の熟練技能と高精度の設備が必要となる。
（４）エアバッグを未加硫成形体に挿入する際に、未加硫ゴム成形体とエアバッグ間に擦れが生じ、ゴム構造体（製品）に皺や筋が入る可能性がある。
（５）エアバッグはゴム単味であるため、エアバッグを加圧すると、中央部から球状になろうとする。そのため、中央部分でコード密度変化や厚さ変動が大きくなり、良好な品質のゴム構造体が製造し難い。
【０００６】
本発明は、上記各課題に鑑み、成形が容易で低コストで製造し得るゴム構造体の製造方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、円筒状のゴム構造体の製造方法であって、円筒状のエアバッグの外側に、ゴムとコードとを積層することにより円筒状の未加硫ゴム成形体を成形し、該成形体をエアバッグに保持させたまま製品金型内に挿入し、エアバッグを加圧して膨らませることで、その外側の成形体を拡径すると共に、前記エアバッグおよび成形体を縮長させ、前記成形体を加硫することを特徴としている。
【０００８】
上記製造方法によれば、一つのエアバッグを用いてゴム構造体の成形と加硫とを行うことができ、成形と加硫の一元化により、ゴム構造体の製造工程を簡略化することができる。すなわち、エアバッグはゴム構造体の成形から加硫まで成形体に装着したまま行うので、従来のように分割コア式ドラムの解体の手間が不要であり、加硫時にバッグを挿入する必要もなくなり、さらにシェーピングが不要となるため、製品皺の発生を防止して品質のよいゴム構造体を提供することができる。
【０００９】
ゴム構造体の成形段階では、エアバッグの外形を成形体の所望形状に合わせて形成する以外に、円筒状のエアバッグを加圧して膨らませ、成形体の外形形状に合うようにすることもできる。これにより、エアバッグを単純な円筒形状で成形しておくことができ、非常に安価なエアバッグによりゴム構造体を製造することができる。
【００１０】
そして、上記のような製造方法においては、成形体の加硫段階で、前記エアバッグに未加硫成形体を保持させたまま加硫金型内で前記エアバッグをさらに加圧して膨らませることで、その外側の成形体を拡径すると共に、前記エアバッグおよび成形体を縮長させて、成形体を加硫することになる。
【００１１】
この際、エアバッグとしてゴム単味で成形されたものを使用すると、成形体の成形・加硫段階で、所望の円筒状に膨らむことなく、中央部から球状になろうとするため、成形体も先に中央部が拡大され、成形体のコード密度やコード角、さらには厚さに不均一が生じる可能性がある。
【００１２】
これを解消するためには、エアバッグの内部にもコードを埋設して補強されたものを使用し、成形体の成形・加硫段階において円筒状に膨らませることが好適である。コード入りエアバッグは、ゴム構造体の加硫時に高い内圧を付与することもでき、エアバッグをゴム構造体に密接させて所望の形状のゴム構造体を製造することができる。
【００１３】
このようなコードの埋設構造としては、エアバッグに成形体と同様なコードをバイアスに配置し、成形体の加硫時には、エアバッグのコード角が５５度近傍になるよう、予めエアバッグのコード角を設定しておく。
【００１４】
上記のようなエアバッグを使用したとき、ゴム構造体の成形段階では、エアバッグの両端を固定した状態でエアバッグを円筒状に膨らませ、その外側にゴムおよびコードを積層し、また、成形体の加硫段階では、エアバッグの両端を自由状態にしてエアバッグをさらに加圧して膨らませながらエアバッグの軸方向（筒長さ方向）で内向きに移動させる。
【００１５】
エアバッグの両端を固定した状態でエアバッグを膨らませると、エアバッグ内のコードのコード角は変わりなく、コードが加圧によって伸びるだけでエアバッグの筒径が拡大することになる。一方、両端を固定しないで加圧すると、内部のコードのコード角が変化しながら拡径し、結果的にエアバッグの筒長さが縮長することになる。この場合、内部のコードそのものの伸びは少なく、コード角が変化して拡径することになる。
【００１６】
上記のようなゴム構造体の製造に当たって、複数のゴム構造体を同時に成形することもできる。すなわち、複数個のエアバッグを軸方向で連接し、該複数個のエアバッグに跨ってその外側にコードとゴムとを巻き付け積層させてゴムシート体を形成した後、エアバッグの接続部において前記ゴムシート体を切断分離し、分離したゴムシート体の端部にビードを巻き付け、ビードを起点として折り返して円筒状の未加硫ゴム成形体を形成する。上記製造方法によると、複数の成形体を同時に複数個成形することができ、成形時間が短縮される。
【００１７】
なお、上記のようなゴム構造体は円筒状のものであれば、その長さに関係なく適用できるが、加硫時に拡径と縮長が大きく、加硫金型への組み込みが困難な長尺のゴム構造体に適用するのが好適である。この場合の長尺とは、ゴム構造体の筒径（Ｄ）に対する筒長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が１．５以上のものをいう。
【００１８】
また、ゴム構造体は、ゴムタンクやバッグ等、種々の円筒体の製造に適用することができるが、特に、空気ばねに使用される長尺のダイヤフラムの製造に適用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のとおり、本発明に係るゴム構造体の製造方法によれば、一つのエアバッグを用いてゴム構造体の成形と加硫とを行うことができ、成形と加硫の一元化によりゴム構造体の製造工程を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明製造方法により製造されるダイヤフラムを装着した空気ばねの実施形態を示す縦断面図である。空気ばね１は、図１に示すように、上面板２とピストン３との間に筒状のダイヤフラム４が、途中で折り畳まれた状態で配設され、振動の入力により上面板２とピストン３との間で軸方向に沿った相対変位が生じるようになっている。
【００２１】
図２はダイヤフラムの一部切欠断面図で、図２において、中央線よりも右半分が側面を表し、中央線よりも左半分が縦断面を表している。ダイヤフラム４は、図２に示すように、両端の小径筒部４ａとこれに連続する中央の円筒部４ｂとから略円筒状に形成される。ダイヤフラム４は、インナーゴムと２プライの補強コードとカバーゴムとの積層構造となっている。ダイヤフラム４は、筒径Ｄに対する筒長さＬの比（Ｌ／Ｄ）が１．５以上の長尺の円筒体であり、本実施形態ではＬ／Ｄ＝３．０となっている。
【００２２】
補強コードは、ナイロンコードにゴムトッピングして所望の厚さにしたもので、この補強コードの１プライをコード方向が軸方向に対して斜めとなるバイアスに貼り付け、２プライ目の補強コードを逆バイアスに貼り付ける。本実施形態では、３８．５度のバイアスで貼り付けている。ダイヤフラム４の両端には鋼製の線材を巻き付けてリング状に形成してなる補強用のビード部６が夫々埋設されている。
【００２３】
図３は本発明に係るゴム構造体としてのダイヤフラムの製造工程を説明する概略工程図である。この図の（ａ）〜（ｆ）の工程図のうち、（ｃ）以降の図は、中心線に対して対称となる製造ドラムの上半分の断面図を示し、下半分の断面は省略している。
【００２４】
図３に基づいてダイヤフラムの製造工程を説明すると、工程図（ａ）に示すように、シャフト付きパイプ１１を用意し、工程（ｂ）で、パイプ１１の外周面にゴムとコードとを積層したエアバッグ１３を成形加硫する。次に、工程（ｃ）で、パイプの両端にバッグ止着金具１２を配置する。
【００２５】
次工程（ｄ）では、エアバッグ１３の内部を加圧し、拡径した円筒体とする。この加圧時には両端の止着金具１２を固定し、エアバッグ１３を円筒状に保つ。なお、この際、図３（ｄ）に示すように、パイプ１１を複数個連続して接続し、一度に複数のゴム構造体の成形を行うこともできる。
【００２６】
図４は複数個のパイプ１１を連続して接続する場合の要部を示す断面図で、中心線よりも上側半分を示している。図４に示すように、パイプ１１の端部に連結筒１７を内嵌固定し、該連結筒１７とパイプ１１の一端側に夫々形成された連結孔１８にボルトを締結してパイプ１１同士を連続させる。
【００２７】
ゴム構造体の成形は、まず、エアバッグ１３の外周面にインナーゴムシートを巻き付け、その外面に２プライのスダレコードを一定角度にてバイアスに巻き付け、その外面にカバーゴムシートを巻き付けて、軸方向に連続するゴムシート体１４を連続した複数個の成形ドラム上に形成する。次に、ドラム接続部にて、ゴムシート体１４をカットし、（ｅ）工程において、カットした両端にビード６を巻き付け、ビード６を起点としてゴムシート体１４を折り返し、未加硫成形体１５を成形する。
【００２８】
次に、（ｆ）工程で、成形した未加硫成形体１５の外側に製品金型１６を組み込み、成形体１５を軸方向に圧縮しながら（全長を短くしながら）、エアバッグ内部に空気圧あるいは水圧等で加圧し、成形体１５を拡径しながら金型１６に押圧する。このとき、エアバッグ自体も全長が圧縮される。
【００２９】
図５は製品金型の具体例を示す断面図で、中心線よりも上側は縮長前の状態を示し、中心線よりも下側は縮長後の状態を示す。製品金型１６は、中央部の円筒部金型１６ａと、端部の端部金型１６ｂとから構成され、端部金型１６ｂが軸方向に移動自在で、円筒部金型１６ａの両側から端部金型１６ｂが挿入され、締結ボルト１９によりボルト締結される。
【００３０】
そして、エアバッグ１３内に内圧を負荷して、その圧力を徐々に上げていくことで、エアバッグ１３を膨張させ、かつエアバッグ１３の全長を縮長する。これに伴い、成形体１５も拡径・縮長するが、同時に両側の締結ボルト１９により端部金型１６ｂを円筒部金型１６ａに嵌合していく。そうすると、拡径・縮長した成形体１５が得られる。
【００３１】
そして、成形体１５の拡径・縮長した状態を維持したまま加硫を行う。加硫は熱盤プレスを用いてもよいし、缶加硫を行ってもよい。加硫時間は、例えば１６０度で３０分（予熱時間を除く）が例示できる。加硫後は、エアバッグの内圧を除去すれば、エアバッグ１３が図３の（ｃ）に示すように、単純な円筒体に縮径される。そのため、製品（ゴム構造体）の脱型・取り出しも容易に行える。
【００３２】
このように、筒径Ｄに対する筒長さＬの比（Ｌ／Ｄ）が大きく、かつ未加硫ゴム成形体の外径に対して製品外径が大きいゴム構造体の場合、成形体１５の全長を圧縮して、かつコード角を軸線に対して大きくする必要があるが（図５においてθは成形体のコード角、θ１は拡径後のコード角を夫々示す。）、成形体１５の全長を圧縮すると同時にほぼ同等の圧縮量をエアバッグ１３にも与えることで、大きく拡径した円筒状のゴム構造体を製造することができる。
【００３３】
ここで、エアバッグ１３は、成形体と同様のコードをバイアスに配し、加硫時に最も安定したコード角である５５度近傍になるよう、予めコード角度を設定することにより、成形体を加硫するとき、成形体と一緒に縮長するようにしている。予め定めるコード角は、筒径Ｄに対する筒長さＬの比（Ｌ／Ｄ）の関係で計算して設計されるが、通常は、３５度〜４５度に設定される。
【００３４】
また、成形体１５はエアバッグ１３と共に拡径・縮長し、成形体自体に縮長力をかける必要がないため、成形体１５に皺が発生するのを防止できる。当然のことながら、この作用はゴム単味バッグのような球状化ではなく円筒化であるから、部分的拡大や圧縮ではなく、拡径も縮長も全体均一となり、理想的な円筒状のダイヤフラムを製造することができる。
【００３５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るゴム構造体として例示されるダイヤフラムを装着した空気ばねの実施形態を示す縦断面図
【図２】ダイヤフラムの一部切欠断面図
【図３】本発明に係るゴム構造体の製造方法を説明するための概略工程図
【図４】複数個のエアバッグの連接状態を示す断面図
【図５】具体化した加硫金型の断面図
【符号の説明】
【００３７】
１    空気ばね
２    上面板
３    ピストン
４    ダイヤフラム
４ａ    小径筒部
４ｂ    中央円筒部
６    ビード部
１１    パイプ
１２    止着金具
１３    エアバッグ
１４    ゴムシート体
１５    成形体
１６    製品金型
１７    連結筒
１８    連結孔
１９    締結ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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