(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形ゴムローラの製造に用いられるトランスファー成形装置であって、
センターピンが立設されている下型と、
前記下型上に載置されて、前記センターピンが差し込まれる水平断面が円形状のキャビティを有する金型本体と、
前記金型本体上に載置されて、前記キャビティに通じるゲート部、および前記ゲート部の上端に連なり上方に開口したゴム材料投入ポット部を有するポット型と、
前記ポット型上に載置され、前記ゴム材料投入ポット部内に投入されたゴム材料を上方から前記ゲート部に押し込むゴム材料押込みコア部を有するピストン型と
を備えており、
前記ゲート部の前記キャビティ側の開口部の開口面積をＳ、前記キャビティの形成面の面積をＬとしたとき、Ｌ／Ｓが１００〜３６０であり、
前記ゲート部が、
前記キャビティ側から前記ゴム材料投入ポット部に向かって、前記ゲート部の内径が大きくなるように、前記ゲート部の軸に対して所定の角度αで傾く傾斜面を形成するテーパ部を有しており、
前記角度αが５〜８°である
ことを特徴とするトランスファー成形装置。
【請求項２】
前記ゲート部が、
前記ゴム材料投入ポット部側の開口から前記テーパ部の傾斜面に連なり、前記ゲートの軸に対して３０〜６０°の角度で傾斜する傾斜面を形成するポット部側テーパ部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のトランスファー成形装置。
【請求項３】
前記ゲート部が、前記テーパ部の傾斜面から前記キャビティ側の開口に向かって、同一内径で伸びるランド部を有しており、
前記ランド部の前記ゲート部軸方向に対する長さβが、０．５〜１．０ｍｍである
ことを特徴とする請求項２に記載のトランスファー成形装置。
【請求項４】
前記ゲート部の軸方向に対する前記ポット部側テーパ部の長さをＴ１、前記テーパ部の長さをＴ２、前記ランド部の長さをＴ３としたとき、
Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３
の関係を満たしていることを特徴とする請求項３に記載のトランスファー成形装置。
【請求項５】
前記ゲート部が、前記キャビティの各々に対してそれぞれ複数形成され、各キャビティの周状に均等に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のトランスファー成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒形のゴムローラをトランスファー成形により成形するトランスファー成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒形のゴムローラ等のゴム製品の製造方法として、トランスファー成形法が広く知られている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
図４は、従来のトランスファー成形装置における金型の構成を説明する側断面図である。図４に示すように、このトランスファー成形に用いる金型は、下型１上に、金型本体２、ポット型３、ピストン型４が順次載置されて構成されている。
【０００４】
そして、下型１には上方に向けてセンターピン１１が立設されており、金型本体２にはキャビティＣが設けられて、キャビティＣ内にセンターピン１１が挿入されるようになっている。また、ポット型３には上面に凹陥されたゴム材料投入用のポット部と、キャビティＣに通じるゲート部６が設けられている。
【０００５】
ゴム製品は、このような構成のトランスファー成形装置を用いて、ポット型３のポット部内に投入されて収容されたゴム材料をピストン型４によって押し込むことによりポット型３のゲート部６からセンターピン１１が挿入されたキャビティＣ内に注入し、所定時間加圧、加熱することにより成形される。
【０００６】
成形が完了すると、まずピストン型４のみを分離させ、その後、下型１、ポット型３の順に分離させて、金型本体２からゴム製品を取り出す。この順序で分離することにより、キャビティＣ内で成形されたゴム製品がポット型３のゲート部６内のゴムと共に金型本体２のキャビティＣから引き抜かれるため、ゴム製品を効率的に作製することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２４０９０３号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、成形されたゴム製品を金型本体２のキャビティＣから引き抜く際、ゴムの熱膨張や、取り出しに際してのゴムとキャビティＣとの間の摩擦によって、ゲート部６のゴムが切れてしまい、キャビティＣ内にゴム製品が残ってしまう場合があり、ゴム製品の効率的な作製を妨げていた。
【０００９】
そこで、従来は、このようなゴム切れが発生する都度、試行錯誤により金型本体２に対して随時追加工を施して、成形されたゴム製品が引き抜けるように対応していたが、追加工はコスト面、納期面で不利であり、また、追加工毎に成形テストを実施する必要があるため廃棄材料が非常に増加する。
【００１０】
このため、８０％程度しか引き抜けないような場合には、若干非効率であっても、追加工を施すことなくそのまま成形していた。
【００１１】
そこで、本発明は、金型本体に対して追加工を施したりしなくても効率的に成形されたゴム製品を引き抜くことができるトランスファー成形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討を行い、以下に記載する発明によれば上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
請求項１に記載の発明は、
筒形ゴムローラの製造に用いられるトランスファー成形装置であって、
センターピンが立設されている下型と、
前記下型上に載置されて、前記センターピンが差し込まれる水平断面が円形状のキャビティを有する金型本体と、
前記金型本体上に載置されて、前記キャビティに通じるゲート部、および前記ゲート部の上端に連なり上方に開口したゴム材料投入ポット部を有するポット型と、
前記ポット型上に載置され、前記ゴム材料投入ポット部内に投入されたゴム材料を上方から前記ゲート部に押し込むゴム材料押込みコア部を有するピストン型と
を備えており、
前記ゲート部の前記キャビティ側の開口部の開口面積をＳ、前記キャビティの形成面の面積をＬとしたとき、Ｌ／Ｓが１００〜３６０であり、
前記ゲート部が、
前記キャビティ側から前記ゴム材料投入ポット部に向かって、前記ゲート部の内径が大きくなるように、前記ゲート部の軸に対して所定の角度αで傾く傾斜面を形成するテーパ部を有しており、
前記角度αが５〜８°である
ことを特徴とするトランスファー成形装置である。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、
前記ゲート部が、
前記ゴム材料投入ポット部側の開口から前記テーパ部の傾斜面に連なり、前記ゲートの軸に対して３０〜６０°の角度で傾斜する傾斜面を形成するポット部側テーパ部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のトランスファー成形装置である。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、
前記ゲート部が、前記テーパ部の傾斜面から前記キャビティ側の開口に向かって、同一内径で伸びるランド部を有しており、
前記ランド部の前記ゲート部軸方向に対する長さβが、０．５〜１．０ｍｍである
ことを特徴とする請求項２に記載のトランスファー成形装置である。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、
前記ゲート部の軸方向に対する前記ポット部側テーパ部の長さをＴ１、前記テーパ部の長さをＴ２、前記ランド部の長さをＴ３としたとき、
Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３
の関係を満たしていることを特徴とする請求項３に記載のトランスファー成形装置である。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、
前記ゲート部が、前記キャビティの各々に対してそれぞれ複数形成され、各キャビティの周状に均等に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のトランスファー成形装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、金型本体に対して追加工を施したりしなくても効率的に成形されたゴム製品を引き抜くことができるトランスファー成形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るトランスファー成形装置を示す（ａ）上面図および（ｂ）正断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るトランスファー成形装置における金型の構成を説明する側断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るトランスファー成形装置におけるゲート部を示す（ａ）側断面図および（ｂ）上面図である。
【図４】従来のトランスファー成形装置における金型の構成を説明する側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。
【００２２】
１．トランスファー成形装置
図１は、本実施の形態に係るトランスファー成形装置を示す（ａ）上面図および（ｂ）正断面図である。また、図２は、本実施の形態に係るトランスファー成形装置の構成を説明する側断面図であり、（ａ）は分解図、（ｂ）は組み立て後の図である。
【００２３】
図１および図２に示すように、本実施の形態に係るトランスファー成形装置は、
（１）センターピン１１が立設されている下型１と、
（２）下型１上に載置されて、センターピン１１が差し込まれるキャビティＣ（キャビティ形成面２１により形成される）を有する金型本体２と、
（３）金型本体２上に載置されて、キャビティＣに通じるゲート部３１、およびゲート部３１の上端に連なり上方に開口したゴム材料投入ポット部３２を有するポット型３と、
（４）ポット型３上に載置され、ゴム材料投入ポット部３２内に投入されたゴム材料を上方からゲート部３１に押し込むゴム材料押込みコア部４１を有するピストン型４と
を備えている。なお、これらはガイドピン５によって一体に固定される。
【００２４】
２．ゴム製品の成形工程
上記の構成のトランスファー成形装置を用いて、ゴム材料投入ポット部３２内に投入されたゴム材料をピストン型４のゴム材料押込みコア部４１によって押し込んで、ゲート部３１を通じて、キャビティＣ内にゴム材料を注入し、所定時間加圧、加熱することにより、ゴム製品の成形が行われる。
【００２５】
成形が完了した後は、まずピストン型４のみを分離させ、その後、下型１、ポット型３の順に分離させて、金型本体２のキャビティＣ内からゴム製品を取り出す。
【００２６】
３．本実施の形態における特徴部
上記は、基本的に、従来のトランスファー成形装置およびトランスファー成形方法と同様であるが、本実施の形態においては、トランスファー成形装置に以下の特徴部を設けることにより、金型に対して追加工を施したりしなくても効率的に成形されたゴム製品を引き抜くことができるようにしている。
【００２７】
（１）ゲート部のキャビティ側開口面積とキャビティの形成面の面積との関係
本発明者は、鋭意検討の結果、ゲート部のキャビティ側の開口部の開口面積Ｓとキャビティの形成面の面積Ｌとに着目し、その比Ｌ／Ｓを制御することにより、成形されたゴム製品を効率的に引き抜くことができることを見出した。
【００２８】
具体的には、Ｌ／Ｓを１００〜３６０とすることにより、成形されたゴム製品を引き抜く際、ゴムの熱膨張やゴムとキャビティ型の摩擦によってゲート部のゴムが切れたりすることがなくなり、キャビティ内にゴム製品が残ってしまう事態の発生が十分に低減されてゴム製品を効率的に作製することができる。
【００２９】
即ち、Ｌ／Ｓが３６０を超える場合には、ゴム製品を引き抜くことができずキャビティ内に残ってしまうこととなり、一方、１００未満であると引き抜いたゴム製品を人力で採取することが困難となる問題があり、成形されたゴム製品を効率的に生産することができない。
【００３０】
そして、Ｌ／Ｓが１００〜２００であると、キャビティ内にゴム製品が残ってしまう事態が全く発生せず、より好ましいことが分かった。
【００３１】
（２）ゲート部の構造について
本発明者は、さらに検討を進め、ゲート部の構造を適切に設計することにより、さらに好ましい結果が得られることを見出した。
【００３２】
図３は、本実施の形態に係るトランスファー成形装置におけるゲート部を示す（ａ）側断面図および（ｂ）上面図である。図３（ａ）に示すように、ゲート部３１は、テーパ部３１Ａとポット部側テーパ部３１Ｂとランド部３１Ｃとから構成され、また、図３（ｂ）に示すように、各キャビティＣに対してそれぞれ複数（図３では４個）形成され、周状に均等に配置されている。このとき、上記した各ゲート部３１におけるキャビティＣ側の開口部の開口面積Ｓは、これらの開口部の面積の総和となる。
【００３３】
テーパ部３１Ａは、キャビティＣ側からゴム材料投入ポット部３２に向かって、ゲート部３１の内径が大きくなるように、ゲート部３１の軸ＡＸに対して所定角度αで傾く傾斜面として形成されており、この所定角度αは、５〜８°であることが好ましい。
【００３４】
即ち、αが５°未満であると、ゲート部３１のゴムを取り除くことが困難となり、次回成形時に混入してしまう恐れがある。一方、８°を超えると、ゲート同士が結合してしまい、適切なゴムの注入が困難になる恐れがある。
【００３５】
そして、ゲート部３１において、ポット部側テーパ部３１Ｂはゴム材料投入ポット部３２側の開口からテーパ部３１Ａの傾斜面に連なり、ゲート部３１の軸ＡＸに対して３０〜６０°の角度で傾斜する傾斜面であることが好ましい。
【００３６】
これにより、ゲート開口部にてゴムが切れ、ゲート内部のゴムを取り除けなくなる危険性が低減され好ましい。
【００３７】
また、ゲート部３１は、テーパ部３１Ａの傾斜面からキャビティＣ側の開口に向かって同一内径で伸びるランド部３１Ｃを有していることが好ましく、ランド部３１Ｃの長さβとしては０．５〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００３８】
このようなランド部３１Ｃを設けることにより、複数回の成形によって金属が欠けることによる成形性の変化がなくなり、より効率的に成形されたゴム製品を引き抜くことができる。
【００３９】
そして、ランド部３１Ｃの長さβが０．５ｍｍ未満であると、金属の欠けによって成形性が変化する恐れがある。一方、１．０ｍｍを超えると、ゲート部３１をテーパ形状とする効果が薄れ、ゲート内部のゴムを取り除けなくなる恐れがある。
【００４０】
なお、上記において、ゲート部３１の軸方向に対するポット部側テーパ部３１Ｂの長さをＴ１、テーパ部３１Ａの長さをＴ２、ランド部３１Ｃの長さをＴ３（上記したβと同じ）としたとき、
Ｔ２＞Ｔ１＞Ｔ３
の関係を満たしていることが好ましい。
【００４１】
これにより、ゲート部３１において局部的に応力が集中せず、引き抜く最中にゴムが切れてしまうことを防ぎやすくして、より効率的にゴム製品をキャビティから引き抜くことができる。
【００４２】
４．本実施の形態の効果
以上の通り、本実施の形態によれば、金型本体に対して追加工を施すことなくゴム製品をキャビティから効率的に引き抜くことができるため、コスト面や納期面において有利なトランスファー成形装置を提供することができる。
【実施例】
【００４３】
次に、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。
【００４４】
１．実験１
本実験においては、ＥＰＤＭ配合ゴムを用いてトランスファー成形を行った。
【００４５】
使用したゴム配合を表１に示すと共に、このゴムにおける加硫物性を表２に示す。
【００４６】
【表１】
0006392019.tif 000002
【００４７】
【表２】
0006392019.tif 000003
【００４８】
トランスファー成形は、表３に示す金型寸法、および上記した各製品抜け関連指標のトランスファー成形装置を用いて、加硫温度１６０℃、加硫時間２０分、プレス圧力３５ｔの加硫条件で成形した。
【００４９】
評価は、各実施例、比較例ともそれぞれ１０回の成形を行い、成形中にゴム製品を引き抜けなかった数の平均が０％かつ採取が容易な場合を「良」、０％を超え１０％未満の場合や０％であってもゴム製品の採取が困難な場合を「可」、１０％以上を「不可」として評価した。評価が「可」であれば量産投入が可能であるが、「良」であることが望ましい。
【００５０】
評価結果を、表３に併せて示す。
【００５１】
【表３】
0006392019.tif 000004
【００５２】
表３に示す結果より、Ｌ／Ｓを１００〜３３０に設定することにより（実施例１〜３）、追加工を施さずとも、引き抜けなかったゴム製品を１０％以下に抑制できることが確認でき、特に、Ｌ／Ｓが１００〜２００にある実施例２、３においては、全てのゴム製品の引き抜きができることが確認できた。
【００５３】
また、α、βについても、上記寸法にすることでゲート内部にゴムが残留してしまうことを防ぐことが可能であることが確認できた。
【００５４】
２．実験２
本実験においては、シリコーンゴムコンパウンドを用いてトランスファー成形を行った。
【００５５】
使用したゴム配合を表４に示すと共に、このゴムにおける加硫物性を表５に示す。
【００５６】
【表４】
0006392019.tif 000005
【００５７】
【表５】
0006392019.tif 000006
【００５８】
トランスファー成形は、表６に示す金型寸法、および上記した各製品抜け関連指標のトランスファー成形装置を用いて、加硫温度１７０℃、加硫時間１０分、プレス圧力３５ｔの加硫条件で成形した。
【００５９】
評価は実験１と同様に行った。評価結果を、表６に併せて示す。
【００６０】
【表６】
0006392019.tif 000007
【００６１】
表６に示す結果より、Ｌ／Ｓを１００〜３６０に設定することにより（実施例４〜６）、追加工を施さずとも、引き抜けなかったゴム製品を１０％以下に抑制できることが確認できた。特に、Ｌ／Ｓが１００〜２００にある実施例４においては、全てのゴム製品の引き抜きができることが確認できた。
【００６２】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１            下型
２            金型本体
３            ポット型
４            ピストン型
５            ガイドピン
１１          センターピン
２１          キャビティ形成面
６、３１      ゲート部
３１Ａ        テーパ部
３１Ｂ        ポット部側テーパ部
３１Ｃ        ランド部
３２          ゴム材料投入ポット部
４１          ゴム材料押込みコア部
ＡＸ          ゲート部の軸
Ｃ            キャビティ
Ｓ            ゲート部のキャビティ側開口部の開口面積
Ｌ            キャビティ形成面の面積
Ｔ１          ゲート部の軸方向に対するポット部側テーパ部の長さ
Ｔ２          ゲート部の軸方向に対するテーパ部の長さ
Ｔ３、β      ゲート部の軸方向に対するランド部の長さ
α            ゲート部の軸方向に対するテーパ部の傾斜角度
【図１】
0006392019.tif 000008
【図２】
0006392019.tif 000009
【図３】
0006392019.tif 000010
【図４】
0006392019.tif 000011