(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸に配された内側パイプと外側パイプとの隙間にゴムを充填して架橋させるための成形型であって、
内側パイプを外嵌して位置決めするための分割スリーブが固定された下型と、
分割スリーブの内部に進入して分割スリーブを径方向に押し広げるための押し広げ芯が設けられた上型とを備え、
分割スリーブが、下端を固定されて上端を自由にされた複数の分割片を有し、該複数の分割片が、分割スリーブの中心軸周りに環状に配されるとともに、分割片の上端に近づくにつれて分割スリーブの外径が小さくなるように、分割片の外面が傾斜して形成され、
上型と下型が閉じられた際に、分割片の下端近傍が弾性変形して分割片の上端が外側に開き、分割片の外面が内側パイプの内周面に密着することにより、内側パイプの内周面が分割スリーブの外周面で強く拘束されるようにするとともに、
分割片の上端に近づくにつれて分割スリーブの内径が大きくなるように、分割片の内面が傾斜して形成され、
押し広げ芯の上端から下端に向かうにつれて押し広げ芯の外径が小さくなるように、押し広げ芯の外周面が傾斜して形成された
ことを特徴とする成形型。
【請求項２】
分割片の下端近傍における内周面又は外周面に分割スリーブの周方向に沿った刳り貫き部を設けることにより、分割片の下端近傍に肉薄部を設けた請求項１記載の成形型。
【請求項３】
分割片の下端近傍に分割スリーブを径方向に貫通する刳り貫き部を設けることにより、分割片の下端近傍に幅狭部を設けた請求項１又は２記載の成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸に配した内側パイプと外側パイプとの隙間にゴムを充填して架橋させるための成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車では、ステアリングホイールとステアリングギヤとを連結するステアリングシャフトにステアリングブッシュと呼ばれる緩衝器を介在させることが行われている。図７は、ステアリングブッシュに用いられる一般的な緩衝器１００を示した斜視図である。図８は、図７の緩衝器１００を、その中心軸を含む面で切断した状態を示した斜視図である。この緩衝器１００は、同軸に配した内側パイプ１１０と外側パイプ１２０との隙間にゴム１３０を充填したものとなっており、ゴム１３０で振動を吸収するものとなっている。これにより、操舵ロッドからステアリングに伝達する振動を抑えて、自動車の乗り心地を良好に保つことが可能になる。このような緩衝器は、特許文献１や特許文献２に記載されたものを始め、これまでに各種のものが提案されている。
【０００３】
図９は、緩衝器１００の内側パイプ１１０と外側パイプ１２０との隙間にゴム１３０を充填して架橋させるのに用いられる一般的な成形型を、その中心軸を含む面で切断した状態を示した断面図である。図１０は、図９の成形型における位置決め芯２１０の周辺部Ａを拡大した断面図である。この成形型は、内側パイプ１１０を外嵌して位置決めするための位置決め芯２１０が設けられた下型２００と、内側パイプ１１０と外側パイプ１２０との隙間にゴム１３０を充填するためのゴム供給口３２１が設けられた上型３００とを備えたものとなっている。このような成形型は、特許文献３や特許文献４に記載されたものを始め、これまでに各種のものが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１７０６４７号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献２】特開２００２−３４０００９号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献３】実開平０５−０６５５０６号公報（実用新案登録請求の範囲、図１、図３）
【特許文献４】実開平０５−０２５０４８号公報（実用新案登録請求の範囲、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図９と図１０に示した成形型は、内側パイプ１１０の内周面と位置決め芯２１０の外周面との隙間を狭く設定しておかないと、内側パイプ１１０を高い精度で位置決めすることができないものであった。ところが、内側パイプ１１０の内周面と位置決め芯２１０の外周面との隙間を狭く設定すると、内側パイプ１１０が位置決め芯２１０に引っ掛かりやすくなるために、内側パイプ１１０の供給や排出を円滑に行うことができなくなるなどの不具合が生じるおそれがあった。
【０００６】
これに対し、内側パイプ１１０の内周面と位置決め芯２１０の外周面との隙間を広く設定すると、内側パイプ１１０の位置決めの精度が低下するばかりか、位置決め芯２１０が内側パイプ１１０を保持する力が著しく弱くなり、ゴム１３０の架橋を終えて上型３００を上方に移動させる際に、緩衝器１００が上型３００とともに移動してしまうなど、成形型に所定の動作を行わせることができなくなるなどの不具合が生じるおそれがあった。ゴム１３０の架橋を終えた時点では、緩衝器１００と上型３００は、ゴム供給口３２１の周辺（図１０のＢ部）のゴム１３０によって繋がった状態となっていることがあるためである。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、内側パイプを高い精度で位置決めできるだけでなく、内側パイプの供給や排出を円滑に行うことのできる成形型を提供するものである。また、上型と下型を開く際に製品を下型側にしっかりと保持し、製品を上型から確実に引き離すことのできる成形型を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、同軸に配された内側パイプと外側パイプとの隙間にゴムを充填して架橋させるための成形型であって、内側パイプを外嵌して位置決めするための分割スリーブが設けられた下型と、分割スリーブの内部に進入して分割スリーブを径方向に押し広げるための押し広げ芯が設けられた上型とを備え、上型と下型が閉じられた際に、内側パイプの内周面が分割スリーブの外周面で強く拘束されるようにしたことを特徴とする成形型を提供することによって解決される。内側パイプと外側パイプとの隙間にゴムを充填するためのゴム供給口は、通常、上型に設けられる。
【０００９】
ここで、「上」又は「下」という語は、あくまで成形型の各構成の相対的な位置関係を表すために用いたものであり、必ずしも成形型の各構成の絶対的な位置を表すものではない。すなわち、上型と下型が同じ高さに配された成形型や、上型が下型よりも低い位置に配された成形型であっても、本発明の趣旨を損なわない限りは、本発明の技術的範囲に含まれるものとする。以下においても、特に断りがない限りは、同様である。
【００１０】
分割スリーブは、押し広げ芯によって押し広げられる複数の分割片を有するものであれば特に限定されないが、下端を固定されて上端を自由にされた複数の分割片を有し、該複数の分割片が、分割スリーブの中心軸周りに環状に配されたものであると好ましい。これにより、分割スリーブを簡素な構造とすることができる。この分割スリーブは、少なくともその上端が分割されていればよく、複数の分割片が一体的に形成されたものであってもよい。このとき、分割片の下端近傍に肉薄部や幅狭部を設けておくことも好ましい。これにより、分割片の下端近傍を弾性変形しやすくして、分割スリーブを押し広げやすくすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によって、内側パイプを高い精度で位置決めできるだけでなく、内側パイプの供給や排出を円滑に行うことのできる成形型を提供することが可能になる。
また、上型と下型を開く際に製品を下型側にしっかりと保持し、製品を上型から確実に引き離すことのできる成形型を提供することも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の成形型の好適な実施態様を、図面を用いてより具体的に説明する。図１は、上型３００と下型２００が開いているときにおける本発明の成形型を、その中心軸を含む面で切断した状態を示した断面図である。図２は、図１の成形型における分割スリーブ２１０の周辺部Ａを拡大した断面図である。図３は、上型３００と下型２００が閉じているときにおける本発明の成形型を、その中心軸を含む面で切断した状態を示した断面図である。図４は、図３の成形型における分割スリーブ２１０の周辺Ａを拡大した断面図である。図５は、図１〜図４の成形型における分割スリーブ２１０を示した斜視図である。図６は、図１〜図４の成形型における分割スリーブ２１０を、その中心軸を含む面で切断した状態を示した斜視図である。
【００１３】
［概要］
本発明の成形型は、図１〜図４に示すように、同軸に配された内側パイプ１１０と外側パイプ１２０との隙間にゴム１３０を充填して架橋させるためのものとなっており、内側パイプ１１０を外嵌して位置決めするための分割スリーブ２１０が設けられた下型２００と、分割スリーブ２１０の内部に進入して分割スリーブ２１０を径方向に押し広げるための押し広げ芯３１０が設けられた上型３００とを備えたものとなっている。この成形型は、上型３００と下型２００とが閉じた際に、内側パイプ１１０の内周面を分割スリーブ２１０の外周面で強く拘束することができるものとなっている。
【００１４】
［分割スリーブ］
本実施態様の分割スリーブ２１０は、図５と図６に示すように、分割スリーブ２１０の中心軸周りに環状に配された複数の分割片２１１を有するものとなっている。分割片２１１の下端は、基台２１２の上面に固定された固定端となっており、分割片２１１の上端は、分割片２１１の下端近傍を中心として揺動可能な自由端となっている。分割スリーブ２１０の内部は、中空になっており、その上方から上型３００の押し広げ芯３１０が進入することができるようになっている。
【００１５】
分割スリーブ２１０は、分割片２１１と基台２１２とが別個に形成されたものであってもよいが、分割片２１１と基台２１２とが一体的に形成されたものであると好ましい。これにより、分割スリーブ２１０を強度に優れたものとすることができる。本実施態様の分割スリーブ２１０は、分割片２１１と基台２１２とを同一の金属素材から削り出したものとなっており、分割片２１１と基台２１２とが一体的に形成されたものとなっている。この分割スリーブ２１０は、その内部に押し広げ芯３１０が進入すると、分割片２１１の下端近傍が弾性変形して分割片２１１の上端が外側に開くようになっている。
【００１６】
分割片２１１の数は、２個以上であれば特に限定されないが、３個以上であると好ましい。これにより、分割スリーブ２１０をさらに広がりやすい形態のものとすることが可能になる。本実施態様の分割スリーブ２１０は、図５に示すように、４個の分割片２１１をその中心軸周りに回転対称に配したものとなっている。
【００１７】
分割片２１１の形状は、内側パイプ１１０の内周面を支持できる形状であれば特に限定されず、棒状などであってもよいが、分割片２１１の外面（外側を向く面）が内側パイプ１１０の内周面に倣う形状に形成されていると好ましい。これにより、上型３００と下型２００とが閉じたときにおける分割片２１１の外面と内側パイプ１１０の内周面との接触面積を広く確保することが可能になる。本実施態様の分割片２１１は、図５と図６に示すように、円筒状の外面を有するものとなっており、内側パイプ１１０の円筒状の内周面に密着することが可能なものとなっている。
【００１８】
分割片２１１の外面（分割スリーブ２１０の外周面）は、図２に示すように、傾斜して形成されており、分割片２１１の上端に近づくにつれて分割スリーブ２１０の外径が小さくなるようになっている。分割片２１１の下端における分割スリーブ２１０の外径は、内側パイプ１１０の内径と略一致するように設定されている。分割片２１１の外面の傾斜角度θ１（図２）は、押し広げ芯３１０の外周面の傾斜角度θ３（図１）から分割スリーブ２１０の内周面の傾斜角度θ２（図２）を引いた値（θ３−θ２）に略一致するように設定されている。このため、上型３００と下型２００とが閉じたとき（以下において、「型締め時」と呼ぶことがある。）に、分割スリーブ２１０の外周面を内側パイプ１１０の内周面に密着させることができるようになっている。
【００１９】
傾斜角度θ１の具体的な値は、特に限定されないが、小さく設定しすぎると、型開き時における内側パイプ１１０と分割スリーブ２１０との隙間が狭くなり、内側パイプ１１０を分割スリーブ２１０に外嵌しにくくなるおそれがある。このため、傾斜角度θ１は、通常、０．１°以上に設定される。傾斜角度θ１は、０．５°以上であると好ましく、０．８°以上であるとより好ましい。一方、傾斜角度θ１を大きく設定しすぎると、型開き時から型締め時にかけて分割片２１１を大きく変位させなければならなくなり、分割スリーブ２１０の強度に不安が生ずるおそれがある。このため、傾斜角度θ１は、通常、５°以下に設定される。傾斜角度θ１は、３°以下であると好ましく、２°以下であるとより好ましい。本実施態様の成形型において、傾斜角度θ１は約１°に設定されている。
【００２０】
分割片２１１の内面（分割スリーブ２１０の内周面）は、図２に示すように、傾斜して形成されており、分割片２１１の上端に近づくにつれて分割スリーブ２１０の内径が大きくなるようになっている。分割片２１１の内面の傾斜角度θ２（図２）は、押し広げ芯３１０の外周面の傾斜角度θ３（図１）よりも僅かに小さく設定されている。このため、分割片２１１をその下端近傍を中心として無理なく揺動させることができるようになっている。
【００２１】
傾斜角度θ２の具体的な値は、特に限定されないが、小さく設定しすぎると、分割片２１１の上端の変位を十分に確保できなくなるおそれがある。このため、傾斜角度θ２は、通常、１°以上に設定される。傾斜角度θ２は、２°以上であると好ましく、３°以上であるとより好ましい。一方、傾斜角度θ２を大きく設定しすぎると、分割片２１１の上端の変位が大きくなりすぎて、分割スリーブ２１０が破損するおそれがある。このため、傾斜角度θ２は、通常、１０°以下に設定される。傾斜角度θ２は、７°以下であると好ましく、５°以下であるとより好ましい。本実施態様の成形型において、傾斜角度θ２は約４°に設定されている。
【００２２】
分割片２１１の下端近傍は、図２に示すように、分割スリーブ２１０の周方向に沿って刳り貫き部２１３が設けられており、他の部分よりも厚さＴ（図２）が薄い肉薄部２１４が設けられている。このため、分割片２１１の下端近傍は、断面積が小さくなっており、他の部分よりも弾性変形しやすくなっている。刳り貫き部２１３を設ける箇所は、分割スリーブ２１０の外周面であってもよいが、分割スリーブ２１０の内周面であると好ましい。これにより、内側パイプ１１０の内周面と分割スリーブ２１０の外周面とを広く確保することが可能になる。刳り貫き部２１３の形状は、特に限定されないが、角部を有する形状であると、その角部に応力が集中してひび割れが生じやすくなるおそれがあるために、角部を有さない滑らかな形状に刳り貫くと好ましい。本実施態様の分割スリーブ２１０において、刳り貫き部２１３の断面形状は、略半円状となっている。
【００２３】
また、分割片２１１の下端近傍は、図５に示すように、分割スリーブ２１０の径方向に沿って刳り貫き部２１５が設けられており、他の部分よりも幅Ｗが狭い幅狭部２１６が設けられている。このように、刳り貫き部２１５を設けることで、分割片２１１の下端近傍の断面積をさらに小さくして、分割片２１１の下端近傍をさらに弾性変形しやすくすることが可能になる。刳り貫き部２１５を設ける箇所は、特に限定されないが、本実施態様の分割スリーブ２１０においては、隣り合う分割片２１１の間に形成されたスリット２１７の下端に設けている。刳り貫き部２１５の形状は、特に限定されないが、刳り貫き部２１３と同様、角部を有する形状であると、その角部に応力が集中してひび割れが生じやすくなるおそれがあるために、角部を有さない滑らかな形状に刳り貫くと好ましい。本実施態様の分割スリーブ２１０において、刳り貫き部２１５は、略円筒状となっている。
【００２４】
［押し広げ芯］
押し広げ芯３１０は、分割スリーブ２１０の内部に進入して分割スリーブ２１０を押し広げることのできる形状のものであれば特に限定されない。本実施態様の押し広げ芯３１０は、図１に示すように、上端から下端に向かって径の小さくなる円錐状の外周面を有するものとなっており、その外周面で分割スリーブ２１０の内周面を押圧することによって、分割スリーブ２１０を押し広げるものとなっている。押し広げ芯３１０の外周面の傾斜角度θ３は、特に限定されないが、本実施態様の成形型においては、約５°に設定されている。
【００２５】
［成形型の動作］
次に、本発明の成形型の動作についてより詳しく説明する。まず、図１と図２に示すように、内側パイプ１１０を分割スリーブ２１０に外嵌し、外側パイプ１２０を下型２００に設置する。このとき、分割スリーブ２１０の上端の外径は、内側パイプ１１０の内径よりも小さくなっており、内側パイプ１１０を分割スリーブ２１０に容易に外嵌できるようになっている。内側パイプ１１０や外側パイプ１２０の供給は、手動で行ってもよいが、本実施態様の成形型においては、図示省略の供給手段によって自動的に行われるようになっている。
【００２６】
続いて、図３と図４に示すように、上型３００を下死点まで下降させ、押し広げ芯３１０を分割スリーブ２１０の内部に進入させる。分割スリーブ２１０は、上型３００が下降するにつれて徐々にその径方向に押し広げられ、上型３００が下死点に達したときには、その外周面が内側パイプ１１０の内周面に密着した状態となっている。内側パイプ１１０は、その内周面を分割スリーブ２１０の外周面で強く拘束されており、高い精度で位置決め（芯出し）された状態となっている。外側パイプ１２０の精密な位置決めは、図示省略の中型によって行われるようになっている。
【００２７】
上型３００が下死点に達すると、図３と図４に示すように、内側パイプ１１０と外側パイプ１２０との隙間にゴム１３０を充填する。本実施態様の成形型において、ゴム１３０の供給は、上型３００に設けられたゴム供給口３２１から行われるようになっている。ゴム１３０の充填が終わると、図示省略の加熱手段によって製品１００を加熱し、内側パイプ１１０と外側パイプ１２０との隙間に充填されたゴム１３０を架橋させる。
【００２８】
ゴム１３０の架橋が終わると、上型３００を上昇させる。このとき、上型３００が下死点から２〜３ｍｍ程度上昇してゴム供給口３２１の周辺のゴムが破断するまでの間は、分割スリーブ２１０が内側パイプ１１０をしっかり保持した状態となっている。このため、製品１００は、上型３００とともに移動することなく、下型２００に確実に残るようになっている。
【００２９】
上型が所定位置まで上昇すると、下型２００から製品１００を排出する。このとき、分割スリーブ２１０の上端の外径は、内側パイプ１１０の内径よりも小さくなっており、製品１００を分割スリーブ２１０から容易に取り外すことができるようになっている。製品１００の排出は、手動で行ってもよいが、本実施態様の成形型においては、図示省略の排出手段によって自動的に行われるようになっている。以上により、図７と図８に示す製品１００が得られる。
【００３０】
［成形型の用途］
本発明の成形型は、内側パイプと外側パイプとの隙間にゴムを充填して架橋させる各種の製品を成形するのに用いることができる。このような製品としては、ねじり振動を抑えるために用いられる緩衝器が例示される。なかでも、ステアリングブッシュのように、内側パイプの中心軸と外側パイプの中心軸とを高い精度で一致させることが要求される精密な製品を成形するものとして適している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】上型３００と下型２００が開いているときにおける本発明の成形型を、その中心軸を含む面で切断した状態を示した断面図である。
【図２】図１の成形型における分割スリーブ２１０の周辺部Ａを拡大した断面図である。
【図３】上型３００と下型２００が閉じているときにおける本発明の成形型を、その中心軸を含む面で切断した状態を示した断面図である。
【図４】図３の成形型における分割スリーブ２１０の周辺Ａを拡大した断面図である。
【図５】図１〜図４の成形型における分割スリーブ２１０を示した斜視図である。
【図６】図１〜図４の成形型における分割スリーブ２１０を、その中心軸を含む面で切断した状態を示した斜視図である。
【図７】成形型によって成形された製品１００を示した斜視図である。
【図８】成形型によって成形された製品１００を、その中心軸を含む面で切断した状態を示した斜視図である。
【図９】上型３００と下型２００が閉じているときにおける従来の成形型を、その中心軸を含む面で切断した状態を示した断面図である。
【図１０】図９の成形型における位置決め芯２１０の周辺部Ａを拡大した断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  製品（緩衝器）
１１０  内側パイプ
１２０  外側パイプ
１３０  ゴム
２００  下型
２１０  分割スリーブ（位置決め芯）
２１１  分割片
２１２  基台
２１３  刳り貫き部
２１４  肉薄部
２１５  刳り貫き部
２１６  幅狭部
２１７  スリット
３００  上型
３１０  押し広げ芯
３２０  ゴム供給路
３２１  ゴム供給口
【図１】
0004745004.tif 000002
【図２】
0004745004.tif 000003
【図３】
0004745004.tif 000004
【図４】
0004745004.tif 000005
【図５】
0004745004.tif 000006
【図６】
0004745004.tif 000007
【図７】
0004745004.tif 000008
【図８】
0004745004.tif 000009
【図９】
0004745004.tif 000010
【図１０】
0004745004.tif 000011