(57)【要約】【課題】プレス成型用の熱盤から成形型に加わる圧力を均一化させる。【解決手段】圧力均一化装置１００は、プレス成型用の熱盤と成形型との間に設けられる。圧力均一化装置１００は、熱盤側に配置される押側部材１１０と成形型側に配置される熱盤側に開口した凹部１２１が形成された受側部材１２０とを備える。押側部材１１０は、受側部材１２０の凹部１２１に、凹部１２１に収容された流体１６を封じると共に流体１６を介して熱盤からの圧力を受側部材１２０に伝えるように嵌め入れられている。【選択図】図２
2013006397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成型用の熱盤と成形型との間に設けられる圧力均一化装置であって、
熱盤側に配置される押側部材と、成形型側に配置される熱盤側に開口した凹部が形成された受側部材と、を備え、
上記押側部材は、上記受側部材の上記凹部に、該凹部に収容された流体を封じると共に圧縮可能に嵌め入れられていることにより、上記受側部材に対してプレス方向に可動に構成されている圧力均一化装置。
【請求項２】
請求項１に記載された圧力均一化装置において、
上記受側部材の上記凹部に収容された流体がシリコーンオイルである圧力均一化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された圧力均一化装置において、
上記押側部材は、部材本体とその成形型側に突出するように形成された凸部とを有し、該凸部が上記受側部材の上記凹部に嵌め入れられている圧力均一化装置。
【請求項４】
プレス成型用の一対の熱盤間に成形型を配置してプレスするプレス製品の製造方法であって、上記一対の熱盤の少なくとも一方と上記成形型との間に、請求項１に記載された圧力均一化装置を設けるプレス製品の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載されたプレス製品の製造方法において、
上記プレス製品がゴム製品であるプレス製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力均一化装置及びそれを用いたプレス製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス成型によりプレス製品を製造する場合、成形型に加わる圧力を均一化させることが望ましい。
【０００３】
特許文献１には、成形用金型とプレス成型機との間に金型ベースを配し、金型ベースの平面部へ溝加工を施すことにより、成形用金型を締め付けた際に溝加工の変形スペースが弾性変形して面圧を均等に配分することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３１２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、プレス成型用の熱盤から成形型に加わる圧力を均一化させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、プレス成型用の熱盤と成形型との間に設けられる圧力均一化装置であって、
熱盤側に配置される押側部材と、成形型側に配置される熱盤側に開口した凹部が形成された受側部材と、を備え、
上記押側部材は、上記受側部材の上記凹部に、該凹部に収容された流体を封じると共に圧縮可能に嵌め入れられていることにより、上記受側部材に対してプレス方向に可動に構成されている。
【０００７】
本発明は、プレス成型用の一対の熱盤間に成形型を配置してプレスするプレス製品の製造方法であって、上記一対の熱盤の少なくとも一方と上記成形型との間に、本発明の圧力均一化装置を設けるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、熱盤からの圧力を、圧力均一化装置において、押側部材が流体を介してパスカルの原理に従って受側部材に伝えるので、それによって熱盤から成形型に加わる圧力を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る圧力均一化装置の平面図である。
【図２】図１におけるII-II断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）はプレス製品の製造方法を示す説明図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は圧力均一化装置を用いない場合のプレス成型を示す説明図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は圧力均一化装置を用いた場合のプレス成型を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１及び２は実施形態に係る圧力均一化装置１００を示す。この圧力均一化装置１００は、プレス成型時に、プレス成型用の熱盤と成形型との間に設けられるものである。
【００１２】
圧力均一化装置１００は、各々、平面視矩形の板材からなる押側部材１１０及び受側部材１２０が重ね合わされるように設けられて構成されている。プレス成型時には、押側部材１１０が熱盤側に及び受側部材１２０が成形型側にそれぞれ配置される。なお、以下では、熱盤側を「上側」及び成形型側を「下側」として説明する。
【００１３】
押側部材１１０は、例えば鋼鉄等の金属で形成されており、平面視矩形の部材本体１１１の上側の中央に円柱状の凸部１１２が突出するように一体に形成された構成を有する。部材本体１１１は、例えば、縦及び横が２００〜８００ｍｍ、並びに厚みが５０〜２００ｍｍである。凸部１１２は、例えば、外径が１５０〜７５０ｍｍ、及び高さが２０〜１７０ｍｍである。
【００１４】
部材本体１１１の四隅のそれぞれには第１ピン孔１１３が形成されている。第１ピン孔１１３は、上側の内径の大きいピン頭収容孔１１３ａとそれに同軸で連続するように形成されたピン嵌着孔１１３ｂとからなる貫通孔で構成されている。凸部１１２の外周には、各々、周方向に延びる上側コの字溝１１４及び下側コの字溝１１５が間隔をおいて形成されている。上側コの字溝１１４にはＯリング１３及びバックアップリング１４が嵌め入れられ、前者が上側及び後者が下側にそれぞれ配置され且つそれらの一部が凸部１１２の外周面から突出するように設けられている。Ｏリング１３は例えばフッ素ゴム、シリコーンゴム等で形成されており、バックアップリング１４は例えばフッ素樹脂で形成されている。下側コの字溝１１５にはウェアリング１５が嵌め入れられ、その一部が凸部１１２の外周面から突出するように設けられている。ウェアリング１５は例えばフッ素樹脂で形成されている。
【００１５】
受側部材１２０は、例えば鋼鉄等の金属で形成されており、上側に開口した有底円筒孔の凹部１２１が押側部材１１０の凸部１１２に対応するように形成されている。受側部材１２０は、例えば、縦及び横が２００〜８００ｍｍ、並びに厚みが３０〜１８０ｍｍである。凹部１２１は、内径が押側部材１１０の凸部１１２の外径よりもやや大きく、また、深さが例えば２０〜１７０ｍｍである。
【００１６】
受側部材１２０の四隅のそれぞれには第２ピン孔１２２が押側部材１１０の第１ピン孔１１３に対応するように形成されている。第２ピン孔１２２は、上側の内径の小さいピン挿通孔１２２ａとそれに同軸で連続するように形成された下側の内径の大きいばね収容孔１２２ｂとからなる貫通孔で構成されている。
【００１７】
圧力均一化装置１００は、受側部材１２０の凹部１２１に流体１６が収容され、その凹部１２１に、その内壁にＯリング１３、バックアップリング１４、及びウェアリング１５が当接するように、押側部材１１０の凸部１１２が嵌め入れられ、それによって押側部材１１０が、流体１６を封じると共に圧縮可能となり、且つ受側部材１２０に対して、上下方向、つまりプレス方向に可動に構成されている。なお、圧力均一化装置１００は、静止状態では、押側部材１１０の部材本体１１１の下側面と受側部材１２０の上側面との間にクリアランスを有する。そのクリアランスは例えば１〜２０ｍｍである。
【００１８】
受側部材１２０の凹部１２１に収容される流体１６としては、熱伝導性が高く且つ難燃性の液体が好ましく、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどのシリコーンオイル等が好適に挙げられる。流体１６がシリコーンオイルの場合には、膨潤を防止する観点から、Ｏリング１３はシリコーンゴム以外の例えばフッ素ゴム等で形成されていることが好ましい。
【００１９】
圧力均一化装置１００は、Ｏリング１３により流体１６が封入された領域が密封され、また、バックアップリング１４によりＯリング１３の低圧側へのはみ出しによるシール性喪失が阻止され、さらに、ウェアリング１５により凸部１１２の軸受として凹部１２１のかじりが防止されると共に偏心が小さく抑えられ、Ｏリング１３の耐久性向上が図られている。
【００２０】
押側部材１１０の第１ピン孔１１３には、上側からガイドピン１７が差し入れられ、ピン頭収容孔１１３ａにピン頭１７ａが収容されると共に係合し、ピン嵌着孔１１３ｂにピン本体１７ｂが嵌着されて下側に突出している。受側部材１２０の第２ピン孔１２２には、ピン挿通孔１２２ａに押側部材１１０の第１ピン孔１１３から突出したピン本体１７ｂが挿通されてばね収容孔１２２ｂに突出している。ばね収容孔１２２ｂに突出したピン本体１７ｂの先端部にはワッシャ１８が外嵌めされている。このガイドピン１７により押側部材１１０及び受側部材１２０が上下方向（プレス方向）にのみ相対移動が可能となり、また、それらが一体に結合され、押側部材１１０が上方に移動した際には受側部材１２０が吊り上げられることとなる。なお、かかるガイドピン１７が設けられずに、押側部材１１０及び受側部材１２０が上下方向に結合されていなくてもよい。
【００２１】
ワッシャ１８とばね収容孔１２２ｂの底部との間にはピン本体１７ｂに挿通されたコイルばね１９が圧縮状態で介設されている。このコイルばね１９により押側部材１１０が下側に付勢され、これによって押側部材１１０が流体１６に常時圧力を及ぼすこととなるため、仮に流体１６の一部が外部に流出しても、その減少分により空隙が形成されないように構成されている。
【００２２】
次に、図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら圧力均一化装置１００を用いたプレス製品Ｐの製造方法について説明する。
【００２３】
製造対象のプレス製品Ｐとしては、例えば、未加硫ゴム組成物をプレス成型して加硫させて製造するゴム製品、熱可塑性樹脂をプレス成型して冷却させて製造する或いは熱硬化性樹脂をプレス成型して硬化させて製造する樹脂製品が挙げられる。製品形態としては、例えば、シート状、リング状、ブロック状等が挙げられる。
【００２４】
プレス製品Ｐの製造に用いるプレス成型機２０は、プレス成型用の上側熱盤２１及び下側熱盤２２を備えており、上側熱盤２１がラム２３が取り付けられて上下方向（プレス方向）に可動に構成されている一方、下側熱盤２２が基台２４に設置固定されている。上側熱盤２１及び下側熱盤２２のそれぞれには加熱手段が設けられている。その加熱手段としては、例えば、電熱式加熱手段、蒸気式加熱手段等が挙げられる。なお、プレス成型機２０は、油圧式、空圧式、機械式のいずれであってもよい。プレス成型機２０は、ラムの取付位置が下側であってもよく、また、縦型の他、横型のプレス方式であってもよい。上側熱盤２１及び下側熱盤２２は、圧力均一化装置１００よりも大きくても小さくてもいずれでもよい。
【００２５】
プレス製品Ｐの製造に用いる成形型３０は、典型的には鉄等の金属で形成された金型であるが、離型性が良好であるという観点から、例えば硬質クロムめっきやフッ素樹脂コーティングされたものであってもよい。成形型３０としては、例えば、少なくとも一方に製品形状のキャビティを形成するための凹部が形成された一対の板状型片で構成されたもの、一対の平板とそれらの間に狭持される製品形状の穴が形成されたスペーサとで構成されたもの等が挙げられる。
【００２６】
プレス製品Ｐの製造に際して、まず、成型温度に昇温させた下側熱盤２２上に成型材料Ｍをセットしていない成形型３０を載せ、その上に圧力均一化装置１００を設け、さらに成型温度に昇温させた上側熱盤２１を降下させてその上からプレスして成形型３０を予熱する（図３（ａ））。
【００２７】
成形型３０が成型温度まで昇温した後、上側熱盤２１を上昇させて圧力均一化装置１００を取り出し、成形型３０内に成形材料Ｍを仕込み（図３（ｂ））、型閉じして再びその上に圧力均一化装置１００を設け（図３（ｃ））、さらに上側熱盤２１を降下させて所定の圧力でその上からプレスする（図３（ｄ））。このとき、上側熱盤２１からの圧力が圧力均一化装置１００の押側部材１１０に伝わり、押側部材１１０が下方（受側部材１２０側）に移動する。受側部材１２０の凹部１２１には、その内壁にＯリング１３、バックアップリング１４、及びウェアリング１５が摺接しながら、押側部材１１０の凸部１１２が押し込まれる。なお、押側部材１１０の受側部材１２０に対する移動長さは基本的には０であるが、圧力が著しく高くなると流体１６の圧縮率に依存して押側部材１１０が受側部材１２０側に僅かに移動する場合がある。凹部１２１に収容された流体１６には、凸部１１２の下面により上側熱盤２１からの圧力が伝わり、それがパスカルの原理に従って受側部材１２０に均一に伝わる。その結果、成形型３０には、上側熱盤２１からの圧力が圧力均一化装置１００によって均一化されて伝わる。このときの圧力は例えば１〜２００ＭＰａである。なお、成型材料Ｍにより均一に圧力を加える観点からは、成形型３０を、プレス製品Ｐを成型するためのキャビティがプレス成型機２０のラム２３及び圧力均一化装置１００の流体１６が存在する部分の投影部分の範囲内に配置することが好ましい。
【００２８】
そして、所定のプレス成型時間が経過した後、上側熱盤２１を上昇させて圧力均一化装置１００及び成形型３０を取り出し、型開きして成型されたプレス製品Ｐを脱型する。
【００２９】
ところで、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、汎用のプレス成型機２０’により上側熱盤２１’と下側熱盤２２’との間に直接に成形型３０’を挟持してプレス成型する場合、図４（ａ）に示すように上側熱盤２１’の下面が平坦面であれば、上側熱盤２１’から成形型３０’に加わる圧力は均一となるので、製造されるプレス製品Ｐ’の寸法精度に問題が生じることは少ない。しかしながら、こ汎用のプレス成型機２０’は多種多様の成形型３０’が用いられるため、使用履歴に応じて図４（ｂ）に示すように上側熱盤２１’に歪みが生じると、上側熱盤２１’から成形型３０’に加わる圧力は均一とならず、製造されるプレス製品Ｐ’の寸法精度に問題が生じることとなる。具体的には、例えば、シート状のプレス製品Ｐ’の場合、製品中央部が製品周縁部よりも肉厚に形成されたりすることがある。かかる事態を回避すべく、定期的に上側熱盤２１’を取り外して表面を研削することが行われるが、そのためのコストが発生すると共に、その間プレス成型機２０’を使用することができない休転期間を生じてしまう。
【００３０】
これに対し、上記のように、上側熱盤２１と成形型３０との間に圧力均一化装置１００を設けると、上側熱盤２１からの圧力を、圧力均一化装置１００において、押側部材１１０が流体１６を介してパスカルの原理に従って受側部材１２０に伝えるので、図５（ａ）に示すように上側熱盤２１の下面が平坦面であっても、また、図５（ｂ）に示すように上側熱盤２１に歪みが生じていても、上側熱盤２１から成形型３０に加わる圧力を均一化することができ、その結果、寸法精度の優れるプレス製品Ｐを安定して製造することができる。従って、このプレス製品Ｐの製造方法は、寸法精度が不安定となりやすいゴム製品の製造に特に好適である。
【００３１】
また、プレス成型機２０の上側熱盤２１の歪みが問題とならないので、それを取り外して表面を研削する必要はなく、仮に圧力均一化装置１００の一部が破損したとしても、簡単な構造であるため、その部分を簡単に取り外して低コストで修理することができる。
【００３２】
さらに、交換用の圧力均一化装置１００を準備しておけば、使用中の圧力均一化装置１００をメンテナンスする場合でも、プレス成型機２０の休転期間が生じることもない。
【００３３】
なお、上記実施形態では、圧力均一化装置１００をプレス成型機２０と別体とし、それを治具的に使用する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、圧力均一化装置１００をプレス成型機２０の上側熱盤２１に一体に設けた構成であってもよく、また、圧力均一化装置１００をプレス成型機２０の上側熱盤２１に脱着可能に設けた構成であってもよい。
【００３４】
上記実施形態では、圧力均一化装置１００を上側熱盤２１と成形型３０との間に設けた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、圧力均一化装置１００を下側熱盤２２と成形型３０との間に設けた構成であってもよく、また、それらの両方に設けた構成であってもよい。なお、圧力均一化装置１００を下側熱盤２２と成形型３０との間に設ける場合、押側部材１１０を下側熱盤２２側に配置すると共に受側部材１２０を成形型３０側に配置する。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は圧力均一化装置及びそれを用いたプレス製品の製造方法について有用である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｐ  プレス製品
１００  圧力均一化装置
１１０  押側部材
１１１  部材本体
１１２  凸部
１２０  受側部材
１２１  凹部
１６  流体
２１  上側熱盤
２２  下側熱盤
３０  成形型
【図１】
2013006397.tif 000003
【図２】
2013006397.tif 000004
【図３】
2013006397.tif 000005
【図４】
2013006397.tif 000006
【図５】
2013006397.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月29日(2011.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、プレス成型用の熱盤と成形型との間に設けられる圧力均一化装置であって、
熱盤側に配置される押側部材と、成形型側に配置される熱盤側に開口した凹部が形成された受側部材と、を備え、
上記押側部材は、上記受側部材の上記凹部に、該凹部に収容された流体を封じると共に該流体を介して熱盤からの圧力を該受側部材に伝えるように嵌め入れられている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
圧力均一化装置１００は、受側部材１２０の凹部１２１に流体１６が収容され、その凹部１２１に、その内壁にＯリング１３、バックアップリング１４、及びウェアリング１５が当接するように、押側部材１１０の凸部１１２が嵌め入れられ、それによって押側部材１１０が、流体１６を封じると共に流体１６を介して後述の上側熱盤２１からの圧力を受側部材１２０に伝えるように構成されている。なお、圧力均一化装置１００は、静止状態では、押側部材１１０の部材本体１１１の下側面と受側部材１２０の上側面との間にクリアランスを有する。そのクリアランスは例えば１〜２０ｍｍである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成型用の熱盤と成形型との間に設けられる圧力均一化装置であって、
熱盤側に配置される押側部材と、成形型側に配置される熱盤側に開口した凹部が形成された受側部材と、を備え、
上記押側部材は、上記受側部材の上記凹部に、該凹部に収容された流体を封じると共に該流体を介して熱盤からの圧力を該受側部材に伝えるように嵌め入れられている圧力均一化装置。
【請求項２】
請求項１に記載された圧力均一化装置において、
上記受側部材の上記凹部に収容された流体がシリコーンオイルである圧力均一化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された圧力均一化装置において、
上記押側部材は、部材本体とその成形型側に突出するように形成された凸部とを有し、該凸部が上記受側部材の上記凹部に嵌め入れられている圧力均一化装置。
【請求項４】
プレス成型用の一対の熱盤間に成形型を配置してプレスするプレス製品の製造方法であって、上記一対の熱盤の少なくとも一方と上記成形型との間に、請求項１に記載された圧力均一化装置を設けるプレス製品の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載されたプレス製品の製造方法において、
上記プレス製品がゴム製品であるプレス製品の製造方法。