(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部からキャビティ内に供給された未加硫のゴム材料をキャビティの内面形状に沿った外形形状に成形した後に、この成形品を未加硫のまま脱型する成形金型装置であって、
前記開口部の開口面に沿った方向に延びる金型面、およびこの金型面に開口し、かつ型締め時に前記キャビティを形成するキャビティ形成部をそれぞれ有する一対の金型が備えられ、前記キャビティは、前記開口部から底部に向かうに従い漸次縮径していることを特徴とする成形金型装置。
【請求項２】
請求項１記載の成形金型装置であって、
前記一対の金型のうちのいずれか一方の金型の金型面に嵌合凸部が形成されるとともに、前記一対の金型のうちのいずれか他方の金型の金型面に、型締め時に前記嵌合凸部が嵌合する嵌合凹部が形成され、
前記嵌合凸部の頂面、および嵌合凹部の底面にはそれぞれ、前記キャビティ形成部が開口し、
前記嵌合凸部は、一方の金型の金型面からこの嵌合凸部の頂面に向かうに従い漸次縮径されるとともに、前記嵌合凹部は、他方の金型の金型面からこの嵌合凹部の底面に向かうに従い漸次縮径されていることを特徴とする成形金型装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の成形金型装置であって、
前記一対の金型は、それぞれの金型面が互いに当接および離間するように、前記開口面に直交する方向に相対的に進退可能とされて設けられていることを特徴とする成形金型装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の成形金型装置であって、
前記キャビティは、駆動輪と従動輪との間に無端帯状に巻回されて用いられるゴムクローラの内周面に突設された駆動突起の外形形状に沿った内面形状とされていることを特徴とする成形金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビティ内に供給された未加硫のゴム材料をキャビティの内面形状に沿った外形形状に成形した後に、この成形品を未加硫のまま脱型する成形金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ゴムクローラにおいて、内周面に突設されて駆動輪および従動輪が噛合する駆動突起や外周面に突設されたラグ、あるいは大型タイヤの踏面部に突設されたラグ等は、例えば下記特許文献１に示されるように、まず、開口部からキャビティ内に供給された未加硫のゴム材料をキャビティの内面形状に沿った外形形状、つまり前記駆動突起やラグ等の形状に成形した後に、この成形品を未加硫のまま脱型して前記キャビティから取り出し、その後、当該成形品を他の部材とともに加硫してこれらを一体に形成することによって形成されることがある。
【特許文献１】特開平１０−１００２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この種の成形品を成形するための成形金型装置１００には、図３に示されるように、キャビティ１０１の開口部１０２の開口面に直交する方向に延びる金型面１０３、１０４、およびこの金型面１０３、１０４に開口し、かつ型締め時にキャビティ１０１を形成するキャビティ形成部１０５、１０６をそれぞれ有する一対の金型１０７、１０８が備えられていたので、成形後の型開き時に、この成形品Ｗが一対の金型１０７、１０８のうちのいずれのキャビティ形成部１０５、１０６に付着するのか、あるいは落下するか否か等といった型開き時における成形品Ｗの所在が不明確であり、このような成形工程を自動化する上で大きな阻害要因となっていた。
【０００４】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、型開き時の成形品の所在を明確にすることが可能になり、成形工程を自動化する上での阻害要因を排除することができる成形金型装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、開口部からキャビティ内に供給された未加硫のゴム材料をキャビティの内面形状に沿った外形形状に成形した後に、この成形品を未加硫のまま脱型する成形金型装置であって、前記開口部の開口面に沿った方向に延びる金型面、およびこの金型面に開口し、かつ型締め時に前記キャビティを形成するキャビティ形成部をそれぞれ有する一対の金型が備えられ、前記キャビティは、前記開口部から底部に向かうに従い漸次縮径していることを特徴とする。
この発明によれば、前記開口部の開口面に沿った方向に延びる金型面、およびこの金型面に開口し、かつ型締め時に前記キャビティを形成するキャビティ形成部をそれぞれ有する一対の金型が備えられ、前記キャビティが、前記開口部から底部に向かうに従い漸次縮径しているので、成形後に、それぞれの金型面が前記開口面に直交する方向で互いに離間するように金型を駆動して型開きしたときに、この成形品を、一対の金型のうち前記開口部を有する上側金型のキャビティ形成部上に残しておくことが可能になる。したがって、型開き時の成形品の所在を明確にすることが可能になり、この成形工程を自動化する上での阻害要因を排除することができる。
しかも、型開き時には、成形品は、一対の金型のうちの下側金型のキャビティ形成部から離れて、上側金型のキャビティ形成部にのみ接触していることになるので、この型開き時における金型と成形品との接触面積を、型開き前と比べて低減することが可能になり、成形品を容易に金型から取り出すことができる。したがって、金型から成形品を取り出す際にこの成形品が変形するのを抑制することが可能になり、成形品の寸法精度を向上させることができるとともに、この成形品の製造時間を短縮することもできる。
【０００６】
ここで、前記一対の金型のうちのいずれか一方の金型の金型面に嵌合凸部が形成されるとともに、前記一対の金型のうちのいずれか他方の金型の金型面に、型締め時に前記嵌合凸部が嵌合する嵌合凹部が形成され、前記嵌合凸部の頂面、および嵌合凹部の底面にはそれぞれ、前記キャビティ形成部が開口し、前記嵌合凸部は、一方の金型の金型面からこの嵌合凸部の頂面に向かうに従い漸次縮径されるとともに、前記嵌合凹部は、他方の金型の金型面からこの嵌合凹部の底面に向かうに従い漸次縮径されてもよい。
この場合、嵌合凸部が一方の金型の金型面から前記頂面に向かうに従い漸次縮径し、かつ嵌合凹部が他方の金型の金型面から前記底面に向かうに従い漸次縮径しているので、型開きの状態で一対の金型のいずれか一方が他方に対して前記開口面に沿った方向で位置ずれしていた場合においても、型締めする過程で、この位置ずれを、嵌合凸部の側面が嵌合凹部の側面に摺接することにより、矯正することが可能になる。したがって、長期にわたって高精度かつ外観品質の優れた成形品を形成することができ、この金型装置のメンテナンス工数を低減することが可能になる。
【０００７】
また、前記一対の金型は、それぞれの金型面が互いに当接および離間するように、前記開口面に直交する方向に相対的に進退可能とされて設けられてもよい。
この場合、前述の作用効果が確実に奏功されることになる。
【０００８】
さらに、前記キャビティは、駆動輪と従動輪との間に無端帯状に巻回されて用いられるゴムクローラの内周面に突設された駆動突起の外形形状に沿った内面形状とされてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、型開き時の成形品の所在を明確にすることが可能になり、成形工程を自動化する上での阻害要因を排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る成形金型装置１０の一実施形態を、図１および図２を参照しながら説明する。
この成形金型装置１０は、未加硫のゴム材料が供給されるキャビティ１１を有する下型（金型）１２と、キャビティ１１の開口部１３に対して進退可能に設けられ、キャビティ１１内に供給されたゴム材料を圧縮する上型２１と、成形品Ｗを後述する上側金型１４のキャビティ形成部１４ａから取り出す図示されない取り出し手段と、を備えている。
【００１１】
なお、取り出し手段は、前記キャビティ形成部１４ａ上の成形品Ｗを開口部１３の開口方向外方から吸引して取り出せるようになっている。また、キャビティ１１内に供給される前記未加硫のゴム材料としては、例えば、製品形状に近い形状に押し出し成形された押し出し成形品、若しくは圧延されたゴムシートを複数枚積層して成形された積層成形品、あるいはゴム材料を射出成形した未加硫の射出成形品等が挙げられる。そして、この成形金型装置１０で成形される成形品Ｗとしては、駆動輪と従動輪との間に無端帯状に巻回されて用いられるゴムクローラにおいて、内周面に突設されて駆動輪および従動輪が噛合する駆動突起や外周面に突設されたラグ、あるいは大型タイヤの踏面部に突設されたラグ等が挙げられ、図示の例では、ゴムクローラの駆動突起を成形する金型装置１０を示しており、キャビティ１１の内面はこの駆動突起の外形形状に沿った形状となっている。
【００１２】
そして、本実施形態では、下型１２は、開口部１３の開口面に沿った方向に延在した金型面１４ｂ、１５ｂをそれぞれ有する一対の金型１４、１５により構成されている。これらの金型１４、１５は、それぞれの金型面１４ｂ、１５ｂが互いに当接および離間するように、前記開口面に直交する方向に相対的に進退可能とされて設けられている。また、各金型１４、１５には、それぞれの金型面１４ｂ、１５ｂに開口し、かつこれらの金型面１４ｂ、１５ｂが互いに当接して型締めしたときにキャビティ１１を形成するキャビティ形成部１４ａ、１５ａが各別に形成されている。なお、キャビティ形成部１４ａ、１５ａは、金型面１４ｂ、１５ｂにおける沿面方向の中央部に開口している。
【００１３】
以下、これらの金型１４、１５のうち、前記開口部１３を有する金型を上側金型１４といい、キャビティ１１の底部１６を有する金型を下側金型１５という。
ここで、キャビティ１１は、開口部１３から底部１６に向かうに従い漸次縮径している。本実施形態では、キャビティ１１の前記開口面に沿った横断面視形状は、角部が凸曲面とされた正方形状となっている。
【００１４】
さらに、本実施形態では、上側金型１４の金型面１４ｂに、下側金型１５の金型面１５ｂに向けて突出した嵌合凸部１７が形成されている。また、下側金型１５の金型面１５ｂには、型締め時に嵌合凸部１７が嵌合する嵌合凹部１８が形成されている。そして、嵌合凸部１７の頂面１７ａには上側金型１４のキャビティ形成部１４ａが開口し、嵌合凹部１８の底面１８ａに下側金型１５のキャビティ形成部１５ａが開口している。
【００１５】
さらに、嵌合凸部１７は、上側金型１４の金型面１４ｂから頂面１７ａに向かうに従い漸次縮径している。また、嵌合凹部１８は、下側金型１５の金型面１５ｂから底面１８ａに向かうに従い漸次縮径している。なお、嵌合凸部１７および嵌合凹部１８はそれぞれ、金型面１４ｂ、１５ｂの外周縁よりも沿面方向内方に配置されている。
【００１６】
さらに、本実施形態では、下側金型１５の金型面１５ｂにおいて嵌合凹部１８よりもこの金型面１５ｂの沿面方向における外方に、複数のピン部材１９が立設されている。図示の例では、ピン部材１９は２つ備えられ、嵌合凹部１８をこの金型面１５ｂの沿面方向で挟んだ互いに反対となる位置に各別に立設されている。また、上側金型１４の金型面１４ｂにおいて嵌合凸部１７よりもこの金型面１４ｂの沿面方向における外方に、型締め時に複数のピン部材１９が各別に嵌合される複数の嵌合孔２０が形成されている。
【００１７】
ここで、下側金型１５の金型面１５ｂに立設されたピン部材１９の長さは、型締め時に、ピン部材１９が、上側金型１４において金型面１４ｂと反対側の表面１４ｃから突出する大きさになっている。そして、本実施形態では、上型２１において上側金型１４の前記反対側の表面１４ｃと対向する表面２１ａに、上側金型１４の前記反対側の表面１４ｃから突出したピン部材１９が各別に嵌合される複数の嵌合孔２２が形成されている。
【００１８】
次に、以上のように構成された成形金型装置１０を用いて成形品Ｗを形成する方法について説明する。
まず、上側金型１４の金型面１４ｂと下側金型１５の金型面１５ｂとを互いに当接させ型締めしてキャビティ１１を形成する。この過程において、ピン部材１９が嵌合孔２０に嵌合するとともに、嵌合凸部１７が嵌合凹部１８に嵌合する。
そして、開口部１３からキャビティ１１内に未加硫のゴム材料を供給した後に、上型２１を、開口部１３の開口方向外方からキャビティ１１に向けて前進移動して、この上型２１によりゴム材料を圧縮しその外形形状をキャビティ１１の内面形状に沿わせて成形する。この際、上型２１の表面２１ａに形成された嵌合孔２２に、上側金型１４の前記反対側の表面１４ｃから突出したピン部材１９が各別に嵌合されることにより、上型２１と上側金型１４との、前記開口部１３の開口面に沿った方向の相対的な位置が合わせられる。
【００１９】
次に、上型２１を開口部１３の開口方向外方に後退移動させた後に、両金型面１４ｂ、１５ｂを前記開口方向で互いに離間させて型開きし、キャビティ１１内の成形品Ｗを未加硫のまま脱型する。この際、キャビティ１１の内面形状が前述のように縮径しているので、キャビティ１１内の成形品Ｗは、両金型１４、１５のうち、上側金型１４のキャビティ形成部１４ａ上に残る。
そして、上側金型１４の前記開口方向における外方に設けられた取り出し手段を、開口部１３に向けて前進移動し、未加硫の状態にある成形品Ｗを、開口部１３の開口方向外方から吸引しキャビティ形成部１４ａから取り出す。
【００２０】
以上説明したように、本実施形態による成形金型装置１０によれば、開口部１３の開口面に沿った方向に延びる金型面１４ｂ、１５ｂ、およびこの金型面１４ｂ、１５ｂに開口し、かつ型締め時にキャビティ１１を形成するキャビティ形成部１４ａ、１５ａをそれぞれ有する一対の金型１４、１５が備えられ、キャビティ１１が、開口部１３から底部１６に向かうに従い漸次縮径しているので、成形後に、それぞれの金型面１４ｂ、１５ｂが前記開口面に直交する方向で互いに離間するように金型１４、１５を駆動して型開きしたときに、この成形品Ｗを、一対の金型１４、１５のうち前記開口部１３を有する上側金型１４のキャビティ形成部１４ａ上に残しておくことが可能になる。したがって、型開き時の成形品Ｗの所在を明確にすることが可能になり、この成形工程を自動化する上での阻害要因を排除することができる。
【００２１】
しかも、型開き時には、成形品Ｗは、一対の金型１４、１５のうちの下側金型１５のキャビティ形成部１５ａから離れて、上側金型１４のキャビティ形成部１４ａにのみ接触していることになるので、この型開き時における金型１４、１５と成形品Ｗとの接触面積を、型開き前と比べて低減することが可能になり、成形品Ｗを容易に金型から取り出すことができる。したがって、金型１４、１５から成形品Ｗを取り出す際にこの成形品Ｗが変形するのを抑制することが可能になり、成形品Ｗの寸法精度を向上させることができるとともに、この成形品Ｗの製造時間を短縮することもできる。
【００２２】
また、本実施形態では、嵌合凸部１７が、上側金型１４の金型面１４ｂから頂面１７ａに向かうに従い漸次縮径し、かつ嵌合凹部１８が、下側金型１５の金型面１５ｂから底面１８ａに向かうに従い漸次縮径しているので、型開きの状態で一対の金型１４、１５のいずれか一方が他方に対して前記開口面に沿った方向で位置ずれしていた場合においても、型締めする過程で、この位置ずれを、嵌合凸部１７の側面１７ｂが嵌合凹部１８の側面１８ｂに摺接することにより、矯正することが可能になる。したがって、長期にわたって高精度かつ外観品質の優れた成形品Ｗを形成することができ、この金型装置１０のメンテナンス工数を低減することが可能になる。
【００２３】
さらに、本実施形態では、一対の金型１４、１５が、それぞれの金型面１４ｂ、１５ｂが互いに当接および離間するように、前記開口面に直交する方向に相対的に進退可能とされて設けられているので、前述の作用効果が確実に奏功されることになる。
【００２４】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、上型２１によりキャビティ１１内に供給されたゴム材料を圧縮成形する構成を示したが、これに代えて例えば、上型２１でキャビティ１１を閉塞した状態でキャビティ１１内にゴム材料を供給する、いわゆるインジェクション成形にも適用可能である。
この場合、型開きしたときに、成形品Ｗが復元変形し、その寸法精度が低下するおそれを排除することができる。
【００２５】
さらにこの構成において、キャビティ１１内に射出されたゴム材料をこのキャビティ１１内で冷却する冷却手段を設けてもよい。
この場合、キャビティ１１内に流動状態にある未加硫のゴム材料を射出した後に、このゴム材料を、型開きする前にキャビティ１１内で強制的に冷却して固くすることが可能になり、成形品Ｗの外形形状をキャビティ１１の内面形状に速やか、かつ精度よく固定することができる。したがって、寸法精度を安定して成形品Ｗを形成することが可能になるとともに、製造効率の向上を図ることもできる。
さらに、前記冷却手段によってキャビティ１１内に射出されたゴム材料を即座に冷却することが可能になり、このゴム材料がキャビティ１１内で不用意に加硫し始めるのを防ぐことも可能になる。これにより、成形品Ｗに部分的な焼けが生ずるのを抑えることが可能になり、成形品Ｗの製品品質を安定させることができる。
しかも、この成形工程の前に押出工程や圧延工程等を経ずに、直接キャビティ１１内に流動状態にあるゴム材料を射出して成形品Ｗを形成するので、前工程で形成された成形品の例えば重量等のばらつきが、この成形工程で形成された成形品Ｗに反映されるのを防ぐことができる。
【００２６】
なお、このように成形金型装置１０に射出成形機を設ける場合、この射出成形機のノズル孔の内径は４．５ｍｍ以上５．５ｍｍ以下としてもよい。
この場合、ゴム材料がノズル孔を通過したときに、このゴム材料に、キャビティ１１内の全域にわたって均等に行き渡るのに十分な流動性を付与することが可能になるとともに、キャビティ１１内に射出したゴム材料の温度が、このキャビティ１１内で加硫を開始する程度まで上昇するのを確実に抑制することができる。
【００２７】
また、図１および図２で示した嵌合凸部１７、嵌合凹部１８、ピン部材１９および嵌合孔２０は設けなくてもよい。
さらに、前記実施形態では、前記取り出し手段として、前記キャビティ形成部１４ａ上の成形品Ｗを開口部１３の開口方向外方から吸引して取り出す構成を示したが、これに代えて例えば、一対の金型１４、１５を型開きした後に、上側金型１４の頂面１７ａ側から成形品Ｗを押圧若しくは叩いて取り出すようにしてもよい。
【００２８】
また、前記実施形態では、上型２１の表面２１ａに、上側金型１４の前記反対側の表面１４ｃから突出したピン部材１９が各別に嵌合される複数の嵌合孔２２を形成したが、これに代えて例えば、上側金型１４の外周面をテーパ形状に形成するとともに、上型２１の表面２１ａに内周面が前記テーパ形状に沿ったテーパ形状に形成された凹部を形成し、上型２１を上側金型１４に向けて前進移動させたときに、上側金型１４の外周面が上型２１の凹部に嵌合されることにより、上型２１と上側金型１４との、前記開口部１３の開口面に沿った方向の相対的な位置が合わせられるようにしてもよい。
【００２９】
さらに、前記実施形態の成形金型装置１０は、ゴムクローラの駆動突起に限らず、例えばゴムクローラや大型タイヤ等のラグを成形する場合にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
型開き時の成形品の所在を明確にすることが可能になり、成形工程を自動化する上での阻害要因を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る一実施形態として示した成形金型装置において型締めした状態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す成形金型装置において型開きした状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係る従来例として示した成形金型装置において型開きした状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  成形金型装置
１１  キャビティ
１２  下型（金型）
１３  開口部
１４  上側金型
１４ａ、１５ａ  キャビティ形成部
１４ｂ、１５ｂ  金型面
１５  下側金型
１６  底部
１７  嵌合凸部
１７ａ  嵌合凸部の頂面
１７ｂ  嵌合凸部の側面
１８  嵌合凹部
１８ａ  嵌合凹部の底面
１８ｂ  嵌合凹部の側面
【図１】
0005049668.tif 000002
【図２】
0005049668.tif 000003
【図３】
0005049668.tif 000004