專利名稱:含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法和成形裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種將金屬芯用橡膠等彈性材料進行包覆的含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法和其成形裝置,特別是涉及一種適合于球形單向閥的球閥體的成形方法和其成形裝置。
背景技術:
歷來,內部具有金屬芯、其周圍用橡膠包覆了的含金屬芯的包覆球被應用在各種場合。例如,被用作由插入在閥箱內部的球狀閥體的移動而防止流體逆流的球型單向閥的閥體。該閥體的成形方法為將金屬制的金屬芯配置在中心部上,然后將其周圍由橡膠進行包覆,而成形為球狀。
該球型單向閥例如被用于檢修孔用的泵系統中。此時,在水中泵的排出側上設置該單向閥,以使貯存在檢修孔內的污水等流體經常保持在一定量的方式由泵動作對其進行揚送;而在泵停止后,該單向閥為斷流狀態,以防止逆流的發生。
通常,對用于檢修孔用泵系統的球形單向閥,使用其流路徑的尺寸較大的球形單向閥。閥體的金屬芯的直徑尺寸以當因橡膠包覆部位的消耗而使球徑變小了時不會從閥體內的座落(著座)部和二次側的滾珠導軌中飛出到流路中的方式而形成著。
在單向閥的使用時,由于是被用在由水中泵而對污水進行揚送等的惡劣的環境中的,所以污水中含有的小石子等異物會與泵體相接觸,使橡膠包覆部位受到損傷或摩損,從而逐漸地產生惡(劣)化。單向閥被設置在這樣的維護作業困難的部位上。
因此,對球體就要求有特別的耐久性,從而有必要在成形時使橡膠包覆部位的厚度增加,或者為防止其損壞(劣化)而使橡膠包覆部位均勻地得到成形。
作為該球狀閥體的成形方法,有這樣的成形手段預先在內部的金屬芯的表面虛置上被分割成放射線狀或其它適當的形狀的橡膠坯料,然后由壓縮硫化(加硫)成形工藝而進行成形。
另一方面,在由作為加壓成形方法之一的輸送(注入式)成形方法而對球22進行成形時,如圖11所示,在成形型模20的空腔內的下部附近設有支持棒22,由該支持棒22而在空腔內的中心部位上支持著球狀的金屬芯23,然后在該狀態下,經壓入口24將橡膠坯料壓入到空腔內而進行成形。該輸送成形法是一種對橡膠坯料25為配合橡膠等的其預備成形復雜的制品、或與金屬之間的硫化(加硫)接合制品等較為有效的成形方法,一直以來被一般地應用在對球狀閥體的成形中。這時,在進行輸送成形時,當由支持棒22將金屬芯23支持在空腔內時,由至少為了點支持的支持部位而支持著金屬芯23,以使在壓入橡膠坯料25時保持金屬芯23為安定的狀態。
但是,依據前者的壓縮硫化成形的加工手段,由于是以將被分割著的橡膠坯料相互合起來的方式而對金屬芯進行包覆的,所以使橡膠坯料的厚度均勻就比較困難、或難以將金屬芯設置在球的中心部位上,并需要花費較多的勞力,這進一步會成為成本增加的主要原因。
又,若依據該方法,在進行壓縮硫化成形后,有時會發生在虛置時侵入到橡膠坯料間的空氣不會拔出的情況。以此為原因,會使作為制品的精度得到惡化,進一步還會產生不合格品。
另一方面,依據由后者的現有的輸送成形的成形手段,在壓入橡膠坯料25時,雖然一直到成形上模20a和成形下模20b之間的接觸位置附近為止橡膠坯料25的流動是比較容易的,但當到達位于金屬芯23的中心部位的下側的成形下模20b的下方時,由于橡膠坯料25的粘性,使向金屬芯23的下側的蔓延會變得困難,從而有可能產生所謂的懸垂(ォ-バ-ハンダ)現象。因此,在空腔的底面附近的支持棒22的附近就難以確實地流入橡膠坯料,從而有可能發生在成形后的球21的內部產生空隙、或表面得不到完全包覆的現象。
又,即使在使用圖中未示的其它的支持部件而支持著金屬芯23時,由于會發生懸垂現象,所以如圖3所示,就難以對金屬芯23全體進行均勻的包覆;并且難以避免在支持部件和空腔之間的接觸位置上當除去支持部件后殘余有痕跡的情況發生。
本發明就是鑒于上述問題點而進行的。其目的是,由含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法,提供一種可以對高精度的彈性材料包覆球進行成形的、且可以低成本地進行批量生產的含金屬芯的彈性材料包覆球。
發明內容
為達到上述目的,本發明的第一方面為一種在模箱中充填入橡膠等彈性材料而進行成形的方法,其中該模箱由具有半球狀的上空隙部的上模和具有半球狀的下空隙部的下模所形成,將球狀的金屬芯大致為同心狀態地配設在上下空隙部內;接著,在上下模的任何一方的空隙部內充填入彈性材料;然后,在另一方的模的空隙部內充填入彈性材料;從而使金屬芯的外周圍由彈性材料而均等地得到包覆。
在上述第一方面的成形方法上,本發明的第二方面為一種將含金屬芯的彈性材料包覆球進一步用成形模具進行球狀成形加工的含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法。
本發明的第三方面為一種具有下述操作的含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法經配置在下模的下空隙部內的適當的支持件將球狀的金屬芯基本為同心狀態地配設在上下空隙部內;接著,在上模的上空隙部內充填入彈性材料;然后,將支持件取出,并在下空隙部內裝入上空隙部內的半成形品;進一步在剩余的空隙部內充填入彈性材料;從而使金屬芯的外周圍由彈性材料而得到包覆。
本發明第四方面為一種含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法經配置在下模的下空隙部內的適當的支持件而將球狀的金屬芯為基本同心狀態地配設在上下空隙部內;接著,在上模的上空隙部內充填入彈性材料;然后,使模箱反轉,并在取出支持件的狀態下往剩余的空隙部內充填入彈性材料;從而使金屬芯的外周圍由彈性材料而得到包覆。
又,本發明的第五方面為一種由具有上模和下模的模箱和具有壓部的按壓部件所構成的含金屬芯的彈性材料包覆球的成形裝置在上模和下模上分別形成有半球形狀的上空隙部和下空隙部;在將球狀的金屬芯基本為同心狀態地配置在空隙部內的狀態下,在上空隙部和下空隙部的各自的空隙部內充填入彈性材料,從而形成球形狀的橡膠等彈性材料包覆球。
圖1為顯示了本發明的含金屬芯的彈性材料包覆球的成形裝置的一例的斷面圖。
圖2為顯示了按壓著圖1的按壓部件的狀態的參考斷面圖。
圖3為顯示了將圖2中的成形裝置分離了的狀態的參考斷面圖。
圖4顯示了將支持件取出了的狀態的參考斷面圖。
圖5為顯示了按壓著圖4的按壓部件的狀態的參考斷面圖。
圖6為顯示了本發明的其它成形方法的參考斷面圖。
圖7為顯示了圖6的工序的參考斷面圖。
圖8為顯示了成形模具的斷面圖。
圖9為顯示了支持件的安裝狀態的參考立體圖。
圖10為顯示了將本發明的含金屬芯的彈性材料包覆球應用在球型單向閥上的例子的斷面圖。
圖11為顯示了現有的成形裝置的一例的斷面圖。
圖12為顯示了現有的成形裝置的一例的斷面圖。
圖13為顯示了現有的包覆球的底面圖。
具體實施例方式
以下,根據圖面,對本發明的含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法和成形裝置的實施例進行具體的說明。
在圖1中,1為由包括上模2a和下模2b的模箱2和具有突狀的壓部3a的按壓部件3所構成的輸送模的成形裝置本體。在上模2a上,4被設計成可以裝入壓部3a的凹狀,是為了注入作為彈性材料的橡膠10和樹脂等而設置的鍋部;5為以從鍋部4而垂下的方式被設置在多個部位上的澆道;該澆道5自鍋部4與設在上模2a的下面的為半球形狀的凹狀的上空隙部6a相貫通著。
在往鍋部4中注入了未硫化狀態的橡膠10等彈性材料后,當以使壓部3a裝入鍋部4的方式而對按壓部件3進行按壓時,可以經澆道5從上空隙部6a壓入橡膠10。
在下模2b上,在其上面側上設有半球狀的下空隙部6b。在將上模2a和下模2b的空隙部6a、6b相合時,在模箱2內會形成球狀的空隙部6,從而可以進行球狀成形。
7為由金屬等所形成的球狀的金屬芯。在將該金屬芯7配設在空隙部6的內部時,在具有可以與金屬芯7的表面部位產生密接的承受部8a的由金屬等耐熱材料制成的支持件8上安裝上金屬芯7,并將該支持件8安裝在下空隙部6b上。由該支持件8而將金屬芯7基本為同心狀地配置在空隙部6內。
該承受部8a被設計成可以對金屬芯7進行裝卸的形狀。在將金屬芯7安置在支持件8上時,該承受部8a會支持著金屬芯7的下半球的中央部位。又,支持件8不僅限于該例子,只要可以將金屬芯在空隙部6內保持為同心狀態,可以是其它形狀的部件。
圖8為顯示了精加工用的成形模具11的參考斷面圖。在該圖中,由上模箱11a和下模箱11b所構成的成形模具11挾持著由成形裝置1所成形了的含金屬芯的橡膠包覆球9,并硫化成形為基本的真球狀,以提高作為球形閥體的精度。
又,對球9的成形,根據所成形的閥體的球徑和個數等各種因素,可以是手工作業,或由計算機控制的自動化等裝置進行適當的加工。又,不僅可以用輸送(トランスファ-)成形的方法,也自然可以用射入(注射)成形方法。
當將本例中的球9作為例如在圖10中的具有流路13的球型單向閥12的閥體而使用時,可以得到所希望的效果。但不僅僅限于此應用,而是可以適用于各種場合。
下面,對上述實施例的作用進行說明。
在本例中,例如以流路的公稱直徑為150mm時的單向閥12的球9為例,對其制造工序的一例進行說明。這時的球9的球徑為大約180~190mm的程度。又,球9內部的金屬制的金屬芯7的直徑為大約130~140mm的程度。
在進行球9的成形時,首先將金屬芯7安置在模具8的承受部8a上,在該狀態下以使支持件8相對于下模2b的下空隙部6b位于下側的方式進行安裝,然后將上模2a與下模2b相合而形成模箱2。這時,模箱2內的空隙部6的直徑被設置為作為球9的直徑的大約為180mm~190mm的程度。
接著,當在上模2a的鍋部4內注入未硫化狀態的橡膠10,并對按壓部件3進行按壓時,橡膠10由澆道5而被壓入到空隙部6內,如圖2所示被充填在空隙部6內。這時橡膠10的溫度是未硫化狀態時的溫度,例如為大約的110℃。又,為使橡膠10的注入容易進行,還可以將空隙部6內的空氣排出的方式在模箱2上設置空氣排出孔。
圖3為顯示了將圖2的成形裝置1本體分離了的狀態的參考斷面圖。當將成形裝置1分離成上模2a和下模2b后,將支持件8從下空隙部6b中取出;然后以使上空隙部6a內的成形品成為下側的方式進行轉動,使之裝入空隙部6內。
當在該狀態下再一次將橡膠10充填到空隙部6中時,就可以得到基本為球形狀的橡膠包覆球9。又,橡膠10往鍋部4的注入量可以進行適當的調節,以使在對按壓部件3進行按壓后剩余有橡膠10,或者不會少于成形球9時所需要的量。
然后,將成形后的球9從模箱2中取出,并插入到成形模具11中,進行精加工成形。在進行該精加工成形時,橡膠10為硫化狀態,以使球9作為球型單向閥的閥體而具有足夠的彈性和強度,同時提高真球度等精度;又,對上模2a和下模2b的模的開合面(分割線)的處理此時也一并得到進行。這時的橡膠10的溫度為硫化狀態時的溫度,例如大約為160℃。又,對成形時間,應根據所成形著的球9的大小和橡膠10的厚度等而進行適當的選擇。
依據由本例的成形裝置1的對球9的成形方法,由于將橡膠10的充填量以將上空隙部6內充填了的方式進行設置,而且支持件8以與下空隙部6b產生密接的方式被設置著,所以在從澆道5壓入橡膠10時,橡膠10被充填到空隙部6的上空隙部位6a側,而不會流入到空隙部6的下側。因此,不會發生因橡膠10的粘性而懸垂的現象;又,由于只將橡膠10沿著非勉強的自然方向而流入,所以可以在球9的全體上得到均勻的成形,使在內部和表面上難以形成功能上有影響的空隙和痕跡等缺陷。
又,在裝著有金屬芯7時,若以使金屬芯7的中心位于空隙部6的中心的方式而形成支持件8,就可以容易地將金屬芯7確實地配置在球9的中央部位上,使橡膠10的厚度得到均勻。由此,可以成形得到高精度的球9。
又,由于基本為碟狀的支持件8被同心圓狀地配置在空隙部6內,所以即使支持件8在圓周方向上多少有些錯位,也可以依然將金屬芯7同心狀態地保持在空隙部6內。由此,可以高精度地對球9進行成形。
進一步,由于可以進行由計算機控制的自動化生產,所以可以在保持高的成品率的情況下對球9進行批量生產。由此,可以進行低成本的生產。
本發明的成形方法不僅限于本例中的形狀。例如如圖6和圖7所示那樣,在上模2a和下模2b的兩方都設有鍋部4和澆道5;在將橡膠10從上模2a的澆道5壓入后,將模箱2的上下方位進行反轉;然后在將下模2b分離后,取出支持件8。由此,可以在不接觸到充填著的橡膠10和金屬芯7、并且不必將它們取出的情況下進行成形作業。
又,在上述的例子中只顯示了一個例子。當將單向閥和球等的大小根據使用情況而適當地進行設置后,在本發明的范圍內可以采用各種的實施形態。
從上述中可清楚地看到,依據本發明,可以提供一種可以對高精度的彈性材料包覆球進行成形的含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法,而且還是一種可以在降低成本的情況下進行批量生產的成形方法。
進一步,使成形加工比較容易;且可以制造出均勻的彈性材料包覆球,從而得到具有耐久性的含金屬芯的彈性材料包覆球。
權利要求
1.一種含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法,通過在由具有半球狀的上空隙部的上模和具有半球狀的下空隙部的下模所構成的模箱中充填入橡膠等彈性材料而進行成形,其特征為將球狀的金屬芯基本為同心狀態地配設在上下空隙部內;接著,在上下模的任何一方的空隙部內充填入彈性材料;然后,再在另一方的模的空隙部內充填入彈性材料;從而使金屬芯的外周圍用彈性材料均等地進行包覆。
2.如權利要求1中所述的含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法,其特征在于對含金屬芯的彈性材料包覆球進一步用成形模具進行球狀成形加工。
3.如權利要求1或2中所述的含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法,其特征在于通過配置在下模的下空隙部內的適當的支持件將球狀的金屬芯基本為同心狀態地配設在上下空隙部內;接著,在上模的上空隙部內充填入彈性材料;然后,取出支持件,在下空隙部內裝入上空隙部內的半成形品;進一步,在剩余的空隙部內充填入彈性材料;從而對金屬芯的外周圍用彈性材料進行包覆。
4.如權利要求1或2中所述的含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法,其特征在于經配置在下模的下空隙部內的適當的支持件而將球狀的金屬芯基本為同心狀態地配設在上下空隙內;接著,在上模的上空隙部內充填入彈性材料;然后,使模箱反轉,并取出支持件;在該狀態下,再在剩余的空隙部內充填入彈性材料;從而對金屬芯的外周圍用彈性材料進行包覆。
5.一種含金屬芯的彈性材料包覆球的成形裝置,該成形裝置由具有上模和下模的模箱和具有壓部的按壓部件所構成,其特征為在上模和下模中分別形成有半球形狀的上空隙部和下空隙部;在將球狀的金屬芯基本為同心狀態地配置在空隙部內的狀態下,在上空隙部和下空隙部的各自的空隙部內充填入彈性材料;從而對球狀的橡膠等彈性材料包覆球進行成形。
全文摘要
一種含金屬芯的彈性材料包覆球,采用在模箱2中充填入橡膠10等彈性材料而進行成形的方法成形,其中該模箱2由具有半球狀的上空隙部6a的上模2a和具有半球狀的下空隙部6b的下模2b所構成。該含金屬芯的彈性材料包覆球的成形方法為:將球狀的金屬芯7基本為同心狀態地配設在上下空隙部6a、6b內;接著將橡膠10充填到上下模2a、2b中的任何一方的空隙部6內;然后將橡膠充填到另一方的模的空隙部6內;從而將金屬芯7的外周圍用橡膠10均等地進行包覆。
文檔編號B29C45/14GK1329976SQ0111757
公開日2002年1月9日 申請日期2001年7月3日 優先權日2000年7月3日
發明者渡邊統, 松木博文 申請人:株式會社基茨