JP2008062435A - 筒状芯体付成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状芯体の脱型性を確保しながら端面バリを効果的に防止することができる筒状芯体付成形品の製造方法を提供すること。
【解決手段】内筒２の外周に形成されるキャビティ８に成形材料を注入充填して、内筒２にゴム弾性体４を一体成形する筒状芯体付成形品の製造方法において、内筒２の端部２１の外径よりも大きい内径を有する環状孔部１３に、内筒２の端部２１を嵌入して直立姿勢で支持した後、キャビティ８にゴム弾性体４の成形材料を注入充填し、その成形材料により内筒２を押圧して傾動させるとともに、内筒２の径方向に対して傾斜した楕円形のシールラインＳＬを、内筒２の端部２１と環状孔部１３との界面に形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、主として車両用の防振ブッシュや防振マウント等に使用される筒状芯体付成形品の製造方法に関するものである。

かかる筒状芯体付成形品としては、筒状芯体としての内筒とそれを取り囲む外筒との間にゴム弾性体を介在させたものや、或いは外筒を省略して筒状芯体の外周にゴム弾性体を一体成形したものが知られている。また、筒状芯体付成形品の成形型としては、図８に例示するように、型閉め可能な上型５５と下型５６とを備え、筒状芯体５２の外周に形成されたキャビティ５８に、注入孔５９を介してゴム弾性体の成形材料を注入充填可能に構成されたものが一般的である（例えば下記特許文献１）。

図例の成形型には、筒状芯体５２の端部５１が嵌入される環状孔部５３が設けられており、その底面にて筒状芯体５２の端面を受け止めている。環状孔部５３は、成形品の軸方向側面を成形する入れ子型５７と、筒状芯体５２の端面を係止する係止段部を有して筒状芯体５２に挿入される支持ピン５４とにより構成され、下型側においても略同様の環状孔部が構成されている。かかる成形型を用いてキャビティ５８に成形材料を注入充填すれば、直立姿勢で支持した筒状芯体５２にゴム弾性体を一体成形することができる。

ところで、車両用の防振ブッシュ等においては、性能確保や外観品質などの観点から、筒状芯体に端面バリを生じさせないことが求められるが、キャビティに注入充填された成形材料を筒状芯体の端部外周面と環状孔部との隙間に侵入させてしまうと、その成形材料が筒状芯体の端面に達してバリになることがある。かかる場合、端面バリの除去作業が必要となり、工数が増加して生産能率が低下するという問題が生じる。特に、筒状芯体の端面に鋸刃状の山形溝が形成されていると、バリ除去作業を手作業で行わなければならず、上記の問題が顕著となる。

この問題に対しては、環状孔部に弾性材料や軟質材料を配設しておき、この弾性材料や軟質材料を型締め時に筒状芯体の端部に押し当てて変形させることによって、シール性を確保する方法が知られている。例えば、下記特許文献２には、環状孔部に擬弾性効果を奏する形状記憶合金を配設した成形型が記載されている。しかしながら、かかる成形型では、弾性材料や軟質材料が繰り返し変形により疲労破損を起こすという問題があり、実用的でない。

また、それとは別に、環状孔部の寸法を調整して筒状芯体の端部を隙間なく密に嵌入することにより、シール性を確保する方法が知られている。例えば、下記特許文献３には、図９に示すようなシールリング６１を環状孔部５３に配設した成形型が記載されている。シールリング６１の内径は、弾性拡開変形することで筒状芯体５２の端部５１に緊合的に外嵌される寸法に設定されており、その外周には弾性拡開変形ができるように隙間６２が設けられている。シールリング６１は、入れ子型５７に形成された凹部６３に収容され、その凹部６３の下面６３ａと上面６３ｂとで挟まれて軸方向に支持されている。

しかしながら、このような筒状芯体５２の端部５１を環状孔部５３に密に嵌入する方法では、筒状芯体５２が環状孔部５３から抜脱し難くなり、型開き時に筒状芯体５２が上型５５からぶら下がった状態になって脱型動作が安定しないなど、脱型時の作業性が多大に損なわれて生産能率が低下するという問題が生じる。下記特許文献３では、ばねの付勢力によって筒状芯体の上端部の抜脱を図っているが、かかる構造では緊合的に嵌入された筒状芯体を脱抜することは実質的に困難であるため、ノックアウト手段を上型にも設けなければならず、型構造が複雑になることが避けられない。

下記特許文献４には、図１０に示すような成形型が記載されている。環状孔部５３に配設されたシールリング６５は、入れ子型５７に形成された凹部６３に隙間無く収容され、その凹部６３の下面６３ａと上面６３ｂとで挟まれて軸方向に支持されている。筒状芯体５２の端部５１とシールリング６５との間には、通気性を保有可能な微小隙間が設けられており、キャビティ５８内のエアを適切に排出して成形材料の充填圧力が過大になることを防ぎながら、筒状芯体５２の端面を支持ピン５４の係止段部に押し当ててシールすることで、端面バリの防止を図っている。
実開平２−１５３１５号公報 特開平５−２３７８６７号公報 特許第３４３８３１５号明細書 特開２００２−７９５５１号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、筒状芯体の脱型性を確保しながら端面バリを効果的に防止することができる筒状芯体付成形品の製造方法を提供することにある。

上記目的は、下記の如き構成の本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る筒状芯体付成形品の製造方法は、筒状芯体の外周に形成されるキャビティにゴム弾性体の成形材料を注入充填して、前記筒状芯体にゴム弾性体を一体成形する筒状芯体付成形品の製造方法において、前記筒状芯体の端部の外径よりも大きい内径を有する環状孔部に、前記筒状芯体の端部を嵌入して直立姿勢で支持する工程と、前記キャビティにゴム弾性体の成形材料を注入充填し、前記筒状芯体を前記成形材料により押圧して傾動させるとともに、前記筒状芯体の径方向に対して傾斜した楕円形のシールラインを、前記筒状芯体の端部と前記環状孔部との界面に形成する工程とを備えるものである。

本発明によれば、次のようにして筒状芯体付成形品を製造することができる。まず、成形型の所定箇所に筒状芯体をセットした後、その成形型を型締めして筒状芯体の外周にキャビティを形成する。このとき、筒状芯体は、成形型に設けられた環状孔部に端部が嵌入された状態となり、直立姿勢で支持される。環状孔部は、筒状芯体の端部の外径よりも大きい内径を有しており、筒状芯体の端部と環状孔部との間には隙間が設けられる。

次に、ゴム弾性体の成形材料をキャビティに注入する。注入された成形材料は、キャビティ内に充填されて筒状芯体を取り囲む。本発明では、その過程において、筒状芯体を成形材料により押圧して傾動させ、筒状芯体の端部と環状孔部との界面に、筒状芯体の径方向に対して傾斜した楕円形のシールラインを形成する。該シールラインは、筒状芯体の端部外周面と環状孔部の内周面とが密着して、或いは成形材料の侵入を防ぐ程度に微小間隔で近接して、シール機能が発揮されるラインであり、これによって端面バリの発生を防ぐことができる。

次に、成形型を型開きして成形品を脱型する。本発明では、上述のように環状孔部の内径が筒状芯体の端部の外径よりも大きく設定されていることから、筒状芯体を環状孔部から容易に抜脱することができ、脱型性を好適に確保することができる。以上のように、本発明によれば、筒状芯体の脱型性を確保しながら端面バリを効果的に防止することができる。

上記において、前記筒状芯体の端部外周縁に面取り加工が施されていることが好ましい。これにより傾動させた筒状芯体の稜角を張り出させることなく、筒状芯体を適切に傾動させて上記のシールラインを形成することができる。

上記において、前記筒状芯体を直立姿勢で支持する際に、軸方向に対して傾動可能な支持ピンを前記筒状芯体の上端開口に挿入することが好ましい。これにより筒状芯体の傾動動作を規制することなく、筒状芯体を適切に傾動させて上記のシールラインを形成することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、防振ブッシュ（筒状芯体付成形品の一例）の断面図である。図２は、その防振ブッシュの成形型を示す要部断面図である。図３、４は、その成形型の環状孔部を拡大して示す断面図である。

まず、図１に示した防振ブッシュ１について簡単に説明する。この防振ブッシュ１は、筒状芯体としての内筒２と、これを軸平行に同心的に取り囲む外筒３と、内筒２と外筒３との間に介在して両者を結合するゴム弾性体４とを備えてなる。内筒２は外筒３よりも軸方向に長く、その両端部２１、２３がゴム弾性体４の軸方向側面４ａから突出している。内筒２の両端面２２、２４には、鋸刃状の山形溝が設けられる場合もある。内筒２及び外筒３は、公知の高剛性材料にて形成することができ、例えば鋼材や高剛性樹脂材料を使用することができる。

次に、図２に示した成形型について説明する。この成形型は、中型７を挟んで型閉めされる上型５と下型６とを備え、それらを型閉めすることにより、型内にて直立姿勢で支持した内筒２の外周にキャビティ８が形成されるように構成されている。注入孔９は、上型５の一箇所を上下に貫通してキャビティ８に連通しており、この注入孔９を介してゴム弾性体４の成形材料をキャビティ８に注入充填することができる。

この成形型には、入れ子型１０、３０が上下に相対向して配置されている。入れ子型１０、３０は、ゴム弾性体４の軸方向側面４ａに対応した形状の成形面部１１、３１を有し、それぞれ上型５、下型６に形成された凹陥部１２、３２に嵌合された状態で固定されている。入れ子型１０、３０の中央部には、それぞれ内筒２の端部２１、２３が嵌入される環状孔部１３、３３が設けられており、これらは成形面部１１、３１に連続して形成されている。

下型側の環状孔部３３の中央部には、上方に突出して内筒２の下端開口より挿入される支持ピン３４が設けられている。支持ピン３４の基部３５には、内筒２の端面２４を係止する係止段部が形成されており、その外周にはリング部材３６が配置されている。支持ピン３４は、脱型時に成形品を簡単に取り出せるように、下方に連設されたエジェクタにより突き上げ可能に構成されている。

上型側の環状孔部１３の中央部には、下方に突出して内筒２の上端開口より挿入される支持ピン１４が設けられ、その基部１５にバネ１６が取り付けられている。基部１５には、内筒２の端面２２を係止する係止段部が形成されており、その外周には入れ子型１０が配置されている。入れ子型１０には、基部１５に外嵌されるようにしてシールリング１８が配設されており、図４に示すように基部１５の外径はシールリング１８の内径よりも小さく設定されている。

支持ピン１４は、成形品の脱型性を向上するために、バネ１６によって下方に付勢されているとともに、そのバネ１６により押し下げられた際には、基部１５の上端に形成された張り出し部１７がシールリング１８の上端に係止するように構成されている。また、支持ピン１４は、上型５に形成された凹陥部４４に基部１５を収容されており、基部１５の上端と外周には隙間が設けられている。

図３に拡大して示すように、環状孔部１３は入れ子型１０と支持ピン１４とにより構成され、その入れ子型１０の中央部に形成された凹部１９には、炭素鋼やばね鋼等よりなるシールリング１８が収容されている。シールリング１８は、内筒２の端部２１に外嵌される先端部１８ａと、内筒２とは反対側の軸方向端部にて先端部１８ａよりも径方向に張り出した大径部１８ｂとを備える。

また、図４に更に拡大して示すように、内筒２に対する支持ピン１４の挿入及び抜脱が容易に行われるよう、支持ピン１４の外径が内筒２の内径よりも小さく設定されており、内筒２の内周面と支持ピン１４の外周面との間には隙間が設けられている。シールリング１８の内径は、入れ子型１０の内径よりも若干小さく、先端部１８ａが内筒側に僅かに突出した状態となっている。

環状孔部１３の内径（シールリング１８の内径）は内筒２の外径よりも大きく、これにより、内筒２の端部２１が環状孔部１３に密に嵌入されることなく、内筒２を環状孔部１３から容易に抜脱することができ、脱型性を好適に確保することができる。

ここで、各寸法としては、支持ピン１４の外径が１４．２ｍｍ、内筒２の内径が１４．３ｍｍ、内筒２の外径が２１．０ｍｍ、シールリング１８の内径が２１．０４ｍｍであるものが例示される。

なお、内筒２の外径と環状孔部１３の内径（シールリング１８の内径）との差は、上述した脱型性に加えて後述する作用効果が得られるものであれば、特に限定されるものではないが、内筒２が環状孔部１３と同心位置に配された状態において、径方向片側にて０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、０．０２５ｍｍ以下であることが好ましい。

上記では、図３、４を参照して上型側の環状孔部１３について説明したが、これと略同様に下型側の環状孔部３３が構成されている。環状孔部３３は、図２に示すように入れ子型３０と支持ピン３４とリング部材３６とにより構成されており、入れ子型３０に配設されたシールリング３８の先端部が内筒２の端部２３に外嵌される。また、環状孔部３３の内径（シールリング３８の内径）は内筒２の外径よりも大きく、支持ピン３４の外径が内筒２の内径よりも小さく設定されている。

以下、上記の成形型を用いて防振ブッシュ１を製造する方法について説明する。まず、型開きした成形型の所定箇所に内筒２及び外筒３をセットした後、上型５と下型６とを型締めして、内筒２の外周にキャビティ８を形成する。内筒２は、図２に示すように環状孔部１３に端部２１が嵌入された状態となり、直立姿勢で支持される。

続いて、注入孔９を介してゴム弾性体４の成形材料をキャビティ内に注入する。かかる成形材料としては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等の汎用のゴムを１種単独で又は２種以上混合して使用することができ、これらにカーボンブラックやシリカ等の充填材、加硫剤（硫黄）、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等の配合材料を常法にて適宜配合し、加熱架橋を可能に調製したものが用いられる。

図５は、内筒２、外筒３及びキャビティ８を抽出して記載した断面図と平面図であり、キャビティ８内に成形材料が充填される過程を概略的に示している。なお、図例右側が注入孔側であり、図例左側は注入孔９（図５では不図示）と軸中心を挟んで１８０度相対向する反注入孔側となる。以下、キャビティ８の注入孔側部分をキャビティ８ａ、同じく反注入孔側部分をキャビティ８ｂと称する。

注入された成形材料Ｒは、初めは（ａ）に示すようにキャビティ８ａの下部に溜まっていくが、注入され続けることで次第に積み重ねられ、（ｂ）に示すようにキャビティ８ａにだけ略充填された状態となる。そして、更に注入され続けると、キャビティ８ａ内で行き場を失った成形材料Ｒが内筒２の外周側を回り込み、（ｃ）に示すようにキャビティ８ｂ側に流れて、最終的には（ｄ）に示すようにキャビティ８ｂにも充填される。

このように成形材料Ｒが充填される過程において、特に（ｂ）に示す状態から（ｃ）及び（ｄ）に示す状態に移行する際に、成形材料Ｒの充填圧力によって内筒２を注入孔側から押圧し、図６に示すように傾動させることができる。本実施形態では、凹陥部４４及びシールリング１８と基部１５との間に隙間が設けられており、支持ピン１４が軸方向に対して傾動可能に構成されていることから、内筒２の傾動動作は規制されない。また、内筒２の端部外周縁に面取り加工を施しているため、内筒２の稜角を張り出させることなく適切に傾動させることができる。

内筒２が傾動すると、内筒２の端部外周面が環状孔部１３の内周面（シールリング１８の内周面）に押し当たり、内筒２の径方向に対して傾斜したシールラインＳＬが、内筒２の端部２１と環状孔部１３との界面に形成される。本実施形態では、上述した各寸法例において、シールラインＳＬの段差（図６に示したシールライン両端の内筒２の軸方向における距離）が、例えば１．６ｍｍ得られる。

シールラインＳＬは、図７に示すように内筒２の端部外周面に環状に形成され、Ｘ寸法よりもＹ寸法の方が短い楕円形をなす。なお、シールラインＳＬは、内筒２の端部外周面が全周に亘って環状孔部１３に押し当たるものに限られず、成形材料の侵入を防げる程度の微小間隔で近接する部分があってもよい。

なお、成形材料Ｒが充填される過程においては、キャビティ８ａの上部に成形材料Ｒが充填される前に、キャビティ８ａの下部からキャビティ８ｂに成形材料Ｒが流れ込む場合があるが、内筒２を注入孔側の上部から押圧して適切に傾動させる観点から、キャビティ８ｂに十分な成形材料Ｒが流れ込むよりも早期に、キャビティ８ａの上部への充填が行われるように調整することが好ましい。かかる調整は、成形材料Ｒの流動性等に鑑みて注入速度を適宜に設定すればよい。

成形材料がキャビティ８に充填されると、ゴム弾性体４が内筒２及び外筒３に一体的に加硫成形される。本発明では、成形材料が充填される過程において、シールラインＳＬが形成されてシール性が確保されるため、内筒２の端面に成形材料が達することなく、端面バリが防止される。また、成形材料の注入を開始してからシールラインＳＬが形成されるまでの間、内筒２とシールリング１８との隙間からキャビティ８内のエアが排出されるため、残留エアによる不良の発生を抑制することができる。

ゴム弾性体４の成形後、上型５と下型６とを型開きして成形品である防振ブッシュ１が脱型される。本発明では、環状孔部１３の内径（シールリング１８の内径）が内筒２の外径よりも大きいことから、内筒２を環状孔部１３から容易に抜脱することができ、脱型性を好適に確保することができる。

［別実施形態］
本発明は上述した実施形態に何ら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内で種々の改良変更が可能であり、例えば防振ブッシュが外筒を省略したものであっても構わない。また、成形型としては、上下いずれか一方に突設された支持ピンによって内筒を支持するものや、シールリングを備えないものであってもよい。

前述の実施形態では、シールリング１８がその上下端にて軸方向に支持された例を示したが、本発明では、シールリング１８を大径部１８ｂにて軸方向に支持するとともに、先端部１８ａの外周に環状の隙間を設けて、径方向に撓みうるようにしてもよい。かかる構成では、内筒２が傾動して反注入孔側の先端部１８ａに当接した際に、シールリング１８の大径部１８ｂが支持される部分を支点として、注入孔側から反注入孔側に向かう方向に先端部１８ａ全体を撓ませることができる。これにより、注入孔側の先端部１８ａを内筒２側に撓ませることができ、端面バリの発生が顕著な注入孔側でのシール性を効果的に高めることができる。

防振ブッシュの断面図 筒状芯体付成形品の成形型の一例を示す要部断面図 同成形型の環状孔部を拡大して示す断面図 同成形型の環状孔部を更に拡大して示す断面図 キャビティに成形材料が充填される過程を概略的に示す図 同成形型の環状孔部を更に拡大して示す断面図 内筒の斜視図、及び、シールラインに囲まれた領域面の垂線方向から見た該シールラインの平面図 従来の筒状芯体付成形品の成形型の一例を示す断面図 従来の筒状芯体付成形品の成形型の一例を示す断面図 従来の筒状芯体付成形品の成形型の一例を示す断面図

符号の説明

１ 防振ブッシュ（筒状芯体付成形品）
２ 内筒（筒状芯体）
３ 外筒
４ ゴム弾性体
５ 上型
６ 下型
８ キャビティ
９ 注入孔
１０ 入れ子型
１３ 環状孔部
１４ 支持ピン
１８ シールリング
２１ 端部
ＳＬ シールライン

Claims (3)

1. 筒状芯体の外周に形成されるキャビティにゴム弾性体の成形材料を注入充填して、前記筒状芯体にゴム弾性体を一体成形する筒状芯体付成形品の製造方法において、
   前記筒状芯体の端部の外径よりも大きい内径を有する環状孔部に、前記筒状芯体の端部を嵌入して直立姿勢で支持する工程と、
   前記キャビティにゴム弾性体の成形材料を注入充填し、前記筒状芯体を前記成形材料により押圧して傾動させるとともに、前記筒状芯体の径方向に対して傾斜した楕円形のシールラインを、前記筒状芯体の端部と前記環状孔部との界面に形成する工程とを備えることを特徴とする筒状芯体付成形品の製造方法。
2. 前記筒状芯体の端部外周縁に面取り加工が施されている請求項１記載の筒状芯体付成形品の製造方法。
3. 前記筒状芯体を直立姿勢で支持する際に、軸方向に対して傾動可能な支持ピンを前記筒状芯体の上端開口に挿入する請求項１又は２記載の筒状芯体付成形品の製造方法。

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