(57)【要約】【課題】真空式成形装置において、型締めした金型を密閉状態に囲む密閉部内を良好に換気して、密閉部を開放した際に成形中に発生した有害ガスの放出を防止する。【解決手段】下型１１を取付けたパッキン板１４の外側一端に開放口１６を設けて、大気開放弁１７に繋がる開放ラインＧを接続し、上型２２を取付けたホルダー２１に真空口２５を設け、真空口に連通する真空可動パイプ２６を設けて、該パイプに真空ポンプ３２に繋がる真空ラインＬを接続する。ゴム素材３５を載置した下型を上昇して、上型との間で型締めする位置の手前で、パッキン板の外周面のＯリング１５をホルダーの下面に設けた真空ケース２４に内接して、パッキン板、真空ケースおよびホルダーにより、上型、下型を密閉状態に囲む密閉部３６を形成する。真空成形後、開放弁より密閉部内に空気を導入しながら真空ポンプで真空引きをして、成形中に発生した有害ガスを密閉部から排出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形素材を複数の金型で型締めする手前の位置で金型を密閉状態に囲む密閉部を形成させ、前記密閉部内を真空源により真空に引いた後、前記金型により成形素材を型締めして、加圧および加熱することにより成形素材を成形し、成形後、前記密閉部を開放する真空式成形装置において、
前記密閉部に真空源に繋がる開口と大気開放弁に繋がる開口とを設けて、前記密閉部を開放するに先立って、前記大気開放弁により前記密閉部内へ空気を導入しながら、前記真空源により前記密閉部内を真空引きするようにしたことを特徴とする真空式成形装置。
【請求項２】
前記金型は少なくとも一方が他方に対し移動自在な２つの型からなり、前記一方の型は外周面にパッキンを取付けたパッキン板を介して加圧盤に支持され、前記他方の型はホルダーを介して受圧盤に支持され、前記ホルダーには前記パッキンが内接することによって前記密閉部を形成する真空ケースが設けられ、そして前記ホルダー、真空ケースおよびパッキン板の少なくとも一つに前記真空源に繋がる開口を設け、これらの少なくとも一つに前記大気開放弁に繋がる開口を設けたことを特徴とする請求項１の真空式成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｏリングのようなゴム製品を真空下で加圧成形するゴム材の真空式成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＯリングは、真空式成形装置の下金型の上に載置されたゴム素材を上金型と下金型との間で型締めし、真空下で加圧および加熱して加硫し成形している。従来の真空式成形装置による成形作業を図５〜６に示す。
【０００３】
真空式成形装置は、図５（ａ）に示すように、ピストン１３により昇降される加圧盤１０上にパッキン板１４を介して設けられた下型１１と、その上方のホルダー２１の下面に設けられた上型２２と、ホルダー２１を介して上型２２を支持した受圧盤２０と、ホルダー２１の下面に設けられた真空ケース２４とを備える。
【０００４】
パッキン板１４には厚さ方向に貫通する開口４が設けられ、この開口４に真空・大気開放ラインＨが連結され、該ラインＨに介挿したストレーナ５の上流側に大気開放弁６が接続され、また真空弁７を介して真空ポンプ８が接続されている。
【０００５】
Ｏリングを成形するには、図５（ａ）に示すように、加圧盤１０が下降端に位置した状態で、作業者が下型１１の上面にゴム素材３５を載置し、ついで加圧盤１０の上昇により下型１１を上昇して、図５（ｂ）に示すように、下型１１を上型２２に圧接して型締めする位置の手前、下型１１の上面と上型２２の下面との間のギャップが２０〜３０ｍｍとなる位置で下型１１の上昇を停止させる。この状態で、パッキン板１４の外周面の溝に取付けたＯリング１５が真空ケース２４の内面に接触し、真空ケース２４、ホルダー２１およびパッキン板１４とで下型１１、上型２２を密閉状態に囲む密閉部３６が形成される。
【０００６】
ついで真空弁７を開いて真空ポンプ８により開放口１６および真空・大気開放ラインＨを通って密閉部３６内を真空引きし、−１００ｋＰａ程度に密閉部３６内が真空になったら、図６（ａ）に示すように、下型１１をさらに上昇して下型１１と上型２２とを圧接し、下型１１上のゴム素材３５を挟んで下型１１と上型２２とを型締めする。型締めが完了してしばらく真空引きを続けた後、真空弁７を閉じて真空引きを停止し、ゴム素材３５に対する下型１１と上型２２とによる加圧、および加圧盤１０、受圧盤２０の内蔵ヒータによる加熱を行い、ゴム素材３５を加硫して成形させる。
【０００７】
型締め完了から所定時間（たとえば５分）が経過して、ゴム素材３５の成形が完了してＯリングが形成されたら、ついで図６（ｂ）に示すように、大気開放弁６を開いて真空・大気開放ラインＨおよび開口４を通って密閉部３６内に空気を導入して大気圧に戻しながら、加圧盤１０の下降により下型１１を下降させて密閉部３６を開放し、加圧盤１０が図５（ａ）と同じ下降端位置まで下降したら停止して、作業者が下型１１上のＯリング成形品を取り出す。大気開放弁６は閉じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ゴム素材３５中には成形促進剤、補強材および潤滑油といった各種の添加物が加えられていることから、ゴム素材３５を成形中に人体に有害なガスが発生する。このため、密閉部３６を開放するに先立って、真空・大気開放ラインＨから密閉部３６内に空気を導入しているが、密閉部３６内の換気が悪い。
【０００９】
このため、成形後に密閉部３６を開放すると、密閉部３６から有害ガスが放出され、作業者が成形品を取り出すときに有害ガスを吸い込んだり、有害ガスにより周囲の作業環境が汚染されるといった問題があった。またガス成分が凝固した異物が真空・大気開放ラインＨの配管内に溜まり易く、空気導入時にラインＨの配管を通じて異物が密閉部３６内に入り、成形品の表面に混入するなどの不具合があった。
【００１０】
本発明の課題は、上記の問題点に鑑み、型締めされた金型を密閉状態に囲む密閉部内を良好に換気して、密閉部を開放した際に成形中に発生した有害ガスが密閉部内から放出されるのを防止した真空式成形装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、成形素材を複数の金型で型締めする手前の位置で金型を密閉状態に囲む密閉部を形成させ、前記密閉部内を真空源により真空に引いた後、前記金型により成形素材を型締めして、加圧および加熱することにより成形素材を成形し、成形後、前記密閉部を大気開放する真空式成形装置において、前記密閉部に真空源に繋がる開口と大気開放弁に繋がる開口とを設けて、前記密閉部を開放するに先立って、前記大気開放弁により前記密閉部内へ空気を導入しながら、前記真空源により前記密閉部内を真空引きするようにしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様によれば、前記金型は少なくとも一方が他方に対し移動自在な２つの型からなり、前記一方の型は外周面にパッキンを取付けたパッキン板を介して加圧盤に支持され、前記他方の型はホルダーを介して受圧盤に支持され、前記ホルダーには前記パッキンが内接することによって前記密閉部を形成する真空ケースが設けられ、そして前記ホルダー、真空ケースおよびパッキン板の少なくとも一つに前記真空源に繋がる開口を設け、これらの少なくとも一つに前記大気開放弁に繋がる開口を設けた。
【００１３】
ゴム素材の成形中に人体に有害なガスガスが発生し、成形後に密閉部を開放すると、成形品から有害ガスが放出されるが、本発明では、密閉部に真空源に繋がる開口と大気開放弁に繋がる開口とを設けて、密閉部を開放するに先立って、大気開放弁により密閉部内に空気を導入しながら、真空源により密閉部内を真空引きするようにしたので、密閉部内を十分に換気して密閉部内から有害ガスを排出することができる。
【００１４】
したがって、成形後に密閉部を開放しても、密閉部から有害ガスが放出さることがなく、成形品を取り出す作業者が有害ガスを吸い込んだり、有害ガスにより周囲の作業環境が汚染されるといった問題がなくなる。またガス成分が凝固した異物が大気開放ラインの配管内に溜まることもなく、空気導入時にラインの配管を通じて異物が密閉部内に入って、成形品の表面に混入するなどの不具合を発生することもなくなる。
【００１５】
また既存の真空式成形装置にある密閉部の開口以外に密閉部に少なくとも１つの開口を設けるだけで、後は既存の真空式成形装置の真空ポンプや大気開放弁を利用して、本発明の真空式成形装置に容易に改造でき、新たに成形装置を作製しなくても済み有益である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
【００１７】
図１は、本発明の真空式成形装置の一実施の形態を示す断面図である。本装置は、加圧盤１０に支持された下型１１と、受圧盤２０に支持された上型２２とを備える。加圧盤１０は基台１２に設置された油圧駆動で昇降するピストン１３上に取付けられ、この加圧盤１０上にパッキン板１４が取付けられ、パッキン板１４上に前記の下型１１が取付けられている。パッキン板１４は下型１１から外方に突出し、その外周面に形成された溝にパッキンとしてＯリング１５が取付けられている。加圧盤１０内にはヒータが内蔵されている。
【００１８】
本例では図示していないが、下型１１に対する成形素材のセットおよび取出し等の作業性をよくするために、普通、パッキン板１４の両端をガイドローラで支持して、下型１１がパッキン板１４ごと手前側に引出せるようになっている。パッキン板１４は、機械的締結手段、またはパッキン板１４の駆動シリンダがあるときは、駆動シリンダの油圧による負荷で、加圧盤１０に対し固定状態に保持される。
【００１９】
基台１２の左右の位置には上下方向の側板３０が設置され、該左右の側板３０間に上部寄りの位置でホルダー２１が取付けられ、その上方に受圧盤支持体２３が取付けられている。上型２２はホルダー２１の下面に取付けられ、受圧盤２０は受圧盤支持体２３の下面に取付けられている。受圧盤２０はホルダー２１に上から当接して、ホルダー２１を介して上型２２を支持する。受圧盤２０内にはヒータが内蔵されている。
【００２０】
同様に、作業性をよくするために、ホルダー２１の両端を各側板３０に設けた複数のガイドローラ３０ａでスライド自在に支持して、上型２２をホルダー２１ごと手前側に引出せるようになっている。ホルダー２１の側板３０への機械的固定、あるいはホルダー２１の駆動シリンダがあるときは、駆動シリンダの油圧による負荷で、ホルダー２１は受圧盤２０に対し固定状態に保持される。
【００２１】
ホルダー２１の下面には、周縁部に沿って筒状の真空ケース（囲み枠）２４が垂設されている。この真空ケース２４は下型１１を上昇したときにパッキン板１４のＯリング１５が内接するように、パッキン板１４の外面の輪郭よりも若干大き目の輪郭の内面を有している。
【００２２】
本実施の形態によれば、パッキン板１４の外側の一端に厚さ方向に貫通する開放口１６を設け、大気開放弁１７を取付けた開放ラインＧの金属パイプ１７ａを開放口１６に接続した。またホルダー２１の真空ケース２４内側寄りの左右の位置に厚さ方向に貫通する開口を設けて、これらの開口を真空口２５とする一方、受圧盤支持体２３の左右の位置に可動パイプを昇降自在に設置し、これらの可動パイプを真空可動パイプ２６として、真空ポンプ３２に繋がる真空ラインＬを接続した。さらに真空可動パイプ２６の上端同士を連結する連結フレーム２３ａと受圧盤支持体２３との間にエアーシリンダ２８を介設し、エアーシリンダ２８によって該真空可動パイプ２６を下降してホルダー２１の真空口２５と連通可能とした。ホルダー２１の上面と当接するパイプ２６の下端面には、真空口２５とのシールのためにＯリング２７を取付ける。
【００２３】
真空ラインＬは、各真空可動パイプ２６に接続した金属パイプ３１ａと、これに接続した真空ゴムホース３１ｂと、これに接続した金属パイプ３１ｃとを例えば備えてなり、金属パイプ３１ｃを真空ポンプ３２に連結した。金属パイプ３１ｃにはゴムホース３１ｂ近くに真空計３３を接続する。
【００２４】
Ｏリングを成形するには、図１に示すように、ピストン１３により昇降される加圧盤１０が下降端に位置した状態で、作業者が下型１１の上面に所定枚数のゴム素材３５を載置し、ついで加圧盤１０の上昇により下型１１を上昇して、図２（ａ）に示すように、下型１１を上型２２に圧接して型締めする位置の手前、下型１１の上面と上型２２の下面との間のギャップが２０〜３０ｍｍとなる位置で下型１１の上昇を停止する。また真空可動パイプ２６を下降してホルダー２１の真空口２５と連通させる。この状態で、パッキン板１４の外面のＯリング１５が真空ケース２４の内面に接触し、真空可動パイプ２６の下端面のＯリング２７が真空口２５周囲のホルダー２１上面に接触して真空ケース２４内が気密になる。つまり、真空ケース２４、ホルダー２１およびパッキン板１４とで下型１１、上型２２を密閉状態に囲む密閉部３６が形成される。
【００２５】
ついで真空ポンプ３２により真空口２５、真空可動パイプ２６および真空ラインＬを通って密閉部３６内を真空引きし、圧力計３３の指示値が−１００ｋＰａ程度に密閉部３６内が真空になったら、図２（ｂ）に示すように、下型１１をさらに上昇して下型１１と上型２２とを圧接し、下型１１上のゴム素材３５を挟んで下型１１と上型２２とを型締めする。型締めが完了してしばらく真空引きを続けた後、真空引きを停止し、この状態を成形が終了するまで保持する。ゴム素材３５に対する下型１１と上型２２とによる加圧、および加圧盤１０、受圧盤２０の内蔵ヒータによる加熱によって、ゴム素材３５が加硫して成形される。
【００２６】
型締め完了から所定時間、たとえば５分が経過し、ゴム素材３５の成形が完了してＯリングが形成されたら、ついで図２（ｃ）に示すように、加圧盤１０の下降により下型１１を下降し、前記と同じ下型１１の上面と上型２２の下面との間のギャップが２０〜３０ｍｍとなる位置で下型１１の下降を停止する。そして大気開放弁１７を開いて、開放ラインＧおよび開放口１６を通って密閉部３６内に空気を入れながら、真空ポンプ３２により密閉部３６内の真空引きをする。この密閉部３６への空気導入と真空引きの並行操作を３〜１０秒行って、密閉部３６内を十分に換気し、成形時にゴム素材３５から発生した人体に有害なガスをポンプ３２の側に排出する。
【００２７】
その後、真空引きを停止し、真空可動パイプ２６を元の上昇位置に戻し、加圧盤１０の下降により下型１１を下降させて密閉部３６を開放し、加圧盤１０が図１と同じ下降端位置まで下降したら停止して、作業者が下型１１上のＯリング成形品を取り出す。
【００２８】
以上のように、本実施の形態の成形装置によれば、密閉部３６を開放するに先立って、真空ポンプ３２により密閉部３６内を吸引しながら、大気開放弁１７により密閉部内に空気を導入し、密閉部内を十分に換気して密閉部内から有害ガスを排出するので、成形後に密閉部３６を開放しても、密閉部３６から有害ガスが放出さることがなく、成形品を取り出す作業者が有害ガスを吸い込んだり、有害ガスにより周囲の作業環境が汚染されるといった問題がなくなる。またガス成分が凝固した異物が大気開放ラインＧの配管内に溜まることもなく、空気導入時にラインＧの配管を通じて異物が密閉部内に入って、成形品の表面に混入するなどの不具合を発生することもなくなる。
【００２９】
また既存の真空式成形装置にある密閉部の開口以外に密閉部に少なくとも１つの開口を設けるだけで、後は既存の真空式成形装置の真空ポンプや大気開放弁を利用して、本発明の真空式成形装置に容易に改造できるので、新たに成形装置を作製しなくても済み有益である。
【００３０】
図３は本発明の真空式成形装置の他の実施の形態を示す正面図である。本実施の形態では、ホルダー２１に形成した２つの開口のうち一方の開口はそのまま真空口２５とし、他方の開口は開放口３８とし、開放口３８側の可動パイプを開放パイプ３９として、大気開放弁１７を取付けた開放ラインＧを開放パイプ３９に接続した。真空口２５の方は前と同様で、真空口２５側の真空可動パイプ２６には真空ラインＬを介して真空ポンプ３２を接続する。
【００３１】
本実施の形態のその他の構成は図１〜図２に示した実施の形態１と基本的に同様で、図３において図１に付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。本実施の形態によっても実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００３２】
図４は本発明の更に他の実施の形態を示す図である。本実施の形態の成形装置は、下型１１と、上型２２と、その間の中型４０とを有する多面割型の真空式成形装置に構成されている。
【００３３】
基台１２の油圧ピストン１３に設けられた加圧盤１０上にはスライド板４１が設けられ、スライド板４１上に下型１１が取付けられている。スライド板４１の左右両側には下端が内方に突出した脚部４１ａが設けられ、この両側の脚部４１ａを加圧盤１０の上部両側に設けられた段部１０ａに係合することにより、スライド板４１は前後方向に移動自在とされている。スライド板４１は加圧盤１０に対し、スライド板４１の駆動シリンダの油圧による負荷等、適宜の手段で固定状態に保持されている。スライド板４１上には真空ケース４２が載置され、真空ケース４２の下端面にはＯリング４３が取付けられている。
【００３４】
基台１２に設けられた左右の側板３０には、真空ケース４２の支持手段４４が設けられている。各支持手段４４は基本的にエアーシリンダからなり、その上下方向のロッド４４ａの先端部にアーム４４ｂを直角に設けて、該アーム４４ｂに真空ケース４２の左右各側面を支持させている。真空ケース４２の上方の側板３０間には受圧盤支持体２３が取付けられ、受圧盤支持体２３の下面に受圧盤２０が取付けられ、受圧盤２０の下面にホルダー４５が取付けられ、ホルダー４５の下面に上型２２が取付けられている。ホルダー４５は受圧盤２０および上型２２から外方に突出しており、その外周面の溝に取付けられたＯリング４６を介して真空ケース４２の内面に接触可能となっている。
【００３５】
ホルダー４５の上型２２寄りの左右前後の４箇所の位置には、支持ロッド４７が上下に摺動自在に貫装されおり、支持ロッド４７の下端間に前記の中型４０が取付けられている。支持ロッド４７が貫通するホルダー４５の貫通部には、支持ロッド４７の周囲に接触するＯリング４８を取付けて、貫通部の気密を保たせ、また支持ロッド４７の上端に平たい抜け止め部４７ａを設けている。中型４０は下から持ち上げない限り自重で降下して下降端に位置している。
【００３６】
本実施の形態では、スライド板４１の外側の一端にこれを貫通する開放口４９を開口し、大気開放弁１７を取付けた開放ラインＧを開放口４９に接続した。また真空ケース４２と支持ロッド４７の一つとの間でホルダー４５部分に真空口５０を設けて、これに真空ポンプ３２を取付けた真空ラインＬを接続した。
【００３７】
本実施の形態の装置によってＯリングを真空成形するには、加圧盤１０が下降端に位置し、真空ケース４２が上昇位置にある状態で、下型１１および自重により降下した中型４０上にゴム素材３５を載置する。ついで支持手段４４のエアーシリンダを作動させて、真空ケース４２を下降端に下降し、エアーシリンダの作動を切る。そして加圧盤１０の上昇により下型１１を上昇して、下型１１を真空ケース４２のＯリング４３を取付けた下端面に当接させる。この段階で、スライド板４１、真空ケース４２およびホルダー４５によって金型１１、４０および２２を密閉状態に囲む密閉部３６が形成される。
【００３８】
さらに下型１１の上昇を続けると、真空ケース４２を押上げながら下型１１が上昇して中型４０に当接し、下型１１が真空ケース４２と共に中型４０を押上げる。そして下型１１と中型４０と上型２２とを圧接して型締めする位置の手前の、中型４０の上面と上型２２の下面との間のギャップが２０〜３０ｍｍとなる位置で下型１１の上昇を停止し、その後は実施の形態１のときと同様に、真空ポンプ３２により密閉部３６内を真空引きし、その後、下型１１および中型４０をさらに上昇して、下型１１、中型４０および上型２２をゴム素材３５を挟んで型締めする。
【００３９】
型締めが完了後、しばらく真空引きを続けてから真空引きを停止し、この状態を成形が終了するまで保持して、ゴム素材３５の成形が完了したら、加圧盤１０の下降により下型１１および中型４０を下降し、前記のギャップが２０〜３０ｍｍとなる位置で下型１１の下降を停止する。そして大気開放弁１７を開いて密閉部３６内に空気を入れながら、真空ポンプ３２により密閉部３６内の真空引きをし、密閉部３６内を十分に換気する。その後、真空引きを停止し、加圧盤１０の下降により下型１１を下降して密閉部３６を開放し、中型４０は自重により下降させて、加圧盤１０が下降端位置まで下降したら停止する。真空ケース４２は上昇させる。そして作業者が下型１１および中型４０上のＯリング成形品を取り出す。
【００４０】
本実施の形態によっても実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００４１】
以上の実施の形態１〜３では、いずれも、密閉部に設ける真空口および開放口として、これらを真空ケース以外に設けた場合を示したが、真空口および開放口の一方または両方を真空ケースに設けてもよい。また金型も実施の形態１〜３に示したものに限られず、本発明は種々の成形金型に適用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の真空式成形装置によれば、型締めされた金型を密閉状態に囲む密閉部内を良好に換気して、密閉部を開放した際に成形中に発生した有害ガスが密閉部内から放出されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空式成形装置の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の装置による成形作業を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図５】従来の真空式成形装置による成形作業を示す断面図である。
【図６】図５の成形作業の続きを示す断面図である。
【符号の説明】
１０  加圧盤
１１  下型
１４  パッキン板
１５  Ｏリング
１６  開放口
１７  大気開放弁
２０  受圧盤
２１  ホルダー
２２  上型
２５  真空口
２６  真空可動パイプ
３２  真空ポンプ
３５  ゴム素材
Ｇ    大気開放ライン
Ｌ    真空ライン
【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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【図６】
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