JP2010023231A - Ｏリングの成形方法およびそのためのｏリングの成形装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】いわゆるコールドポット成形方法を用いたＯリングの成形方法において、製品としてのＯリングの強度にばらつきが生じることがなく、一定の品質のＯリングを提供することができるとともに、Ｏリングを金型から取り出す際に、上金型側に付着したままにならず、Ｏリングを取り出すことが可能であり、その結果、Ｏリングの取り出し、切断工程の自動化を図ることができ、連続操業が可能で、コストも低減することが可能なＯリングの成形方法およびそのためのＯリングの成形装置を提供する。
【解決手段】成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下である金型を用いて、Ｏリングを成形する。
【選択図】図１
【解決手段】成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下である金型を用いて、Ｏリングを成形する。
【選択図】図１
Description
本発明は、例えば、シール材などに用いられるＯリングを成形するためのＯリングの成形方法およびそのためのＯリングの成形装置に関し、より詳細には、いわゆる「コールドポット成形方法」によって、Ｏリングを成形するためのＯリングの成形方法およびそのためのＯリングの成形装置に関する。
従来、このようなＯリングを成形する方法として、いわゆる「圧縮成形方法」を用いる方法が用いられている。
すなわち、圧縮成形方法では、図５に示したように、上金型１００と下金型１０２とから構成される上下一対の金型１０４に、金型１０４を閉止した際に、Ｏリング形状の製品用キャビティー１０６を形成するように、上金型１００と下金型１０２にそれぞれ、キャビティー凹部１０６ａ、１０６ｂを形成している。また、これらの上金型１００と下金型１０２にはそれぞれ、加熱ヒーター１０８、１１０が設けられている。
すなわち、圧縮成形方法では、図５に示したように、上金型１００と下金型１０２とから構成される上下一対の金型１０４に、金型１０４を閉止した際に、Ｏリング形状の製品用キャビティー１０６を形成するように、上金型１００と下金型１０２にそれぞれ、キャビティー凹部１０６ａ、１０６ｂを形成している。また、これらの上金型１００と下金型１０２にはそれぞれ、加熱ヒーター１０８、１１０が設けられている。
そして、図５（Ａ）に示したように、このように構成される上金型１００と下金型１０２とを離間した状態で、固形状の成形材料１１２を下金型１０２の上面１０２ａ上に載置して、これらの上金型１００と下金型１０２を、加熱ヒーター１０８、１１０で加熱しつつ閉止することによって、溶融された成形材料が、製品用キャビティー１０６内に流延して、加硫固化する（（図５（Ｂ））。その後、図５（Ｃ）に示したように、上金型１００と下金型１０２とを離間させることによって、製品であるＯリング１１４を取り出すことができるようになっている。
ところで、このような従来の圧縮成形方法を用いた場合には、予め予備成形した固形状の成形材料１１２は、重量管理した短冊形状やロープ状または粒状のものを、ショット毎に人手によって、下金型１０２の上面１０２ａ上に載置しなければならず、計量行程、予備成形工程、載置行程などの煩雑な作業が必要で、時間と手間がかかり、コストが高くつくことになる。
また、上金型１００と下金型１０２とを離間させることによって、製品であるＯリング１１４を取り出す際には、人手によって取り出さなければならず、また、上金型１００と下金型１０２との間に流延した成形材料が、製品であるＯリング１１４の周囲にいわゆるバリ１１６となって残存するので、このバリを除去する人手による作業が必要で、時間と手間がかかり、コストが高くつくことにもなっている。
特開２００５−２７９９４９号公報
ところで、特許文献１（特開２００５−２７９９４９号公報）には、精密なＯリングを射出成形方法で製造する方法が開示されている。
すなわち、この特許文献１の射出成形装置３００は、図６に示したように、スクリュー押出機３０２で可塑化、流動化した材料を、材料ポット３０４のプランジャー３０６でスプルー３０８とランナー３１０を介して、射出金型３１２内に注入するようになっている。
すなわち、この特許文献１の射出成形装置３００は、図６に示したように、スクリュー押出機３０２で可塑化、流動化した材料を、材料ポット３０４のプランジャー３０６でスプルー３０８とランナー３１０を介して、射出金型３１２内に注入するようになっている。
そして、図７に示したように、ゲート３１４での材料流れを、下型３１６の側に形成した平板状堰３１８で、製品用キャビティー３２０の両側部に分流させて、製品用キャビテ
ィー３１８と接続されるゲート３１４の所定幅の薄肉オリフィス３２２によって、剪断摩擦熱を付与して、流動性を向上させながら、製品用キャビティー３２０に成形材料の注入を行うようになっている。
ィー３１８と接続されるゲート３１４の所定幅の薄肉オリフィス３２２によって、剪断摩擦熱を付与して、流動性を向上させながら、製品用キャビティー３２０に成形材料の注入を行うようになっている。
しかしながら、特許文献１の射出成形方法では、一度に多数の製品Ｏリングを成形するために、多数の製品用キャビティー３２０を設けようとした場合には、材料ポット３０４からの注入口が１つであり、しかも、平板状堰３１８による分流構造、薄肉オリフィス３２２などを形成しなければならないので、ランナー３１０、ゲート３１４の構造が非常に複雑で大きくなり、金型コストが高くつき、成形体のランナー部分の廃棄量が大きくなり、コストが高くなってしまうことになる。
また、熱可塑性樹脂では、ホットランナー方式でランナーのロスを抑える方法もあるが、熱硬化性の樹脂、ゴムの場合には、ランナー内に保持される温度、時間でも圧入に有害な加硫・粘度上昇が見られず、連続運転ができるような材料配合とする必要があり、特別な材料配合が必要であり、しかも、金型構造が複雑となりコストが高くなってしまう。
本発明は、このような現状に鑑み、いわゆる「（コールド）ポット式トランスファー成形法」（以下、「コールドポット成形法」と言う）を用いたＯリングの成形方法において、製品としてのＯリングの強度にばらつきが生じることがなく、一定の品質のＯリングを提供することができるとともに、Ｏリングを金型から取り出す際に、上金型側に付着したままにならず、Ｏリングを取り出すことが可能であり、その結果、Ｏリングの取り出し、切断工程の自動化を図ることができ、連続操業が可能で、コストも低減することが可能なＯリングの成形方法およびそのためのＯリングの成形装置を提供することを目的とする。
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明のＯリングの成形方法は、
成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下である金型を用いて、Ｏリングを成形することを特徴とする。
成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下である金型を用いて、Ｏリングを成形することを特徴とする。
このように金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であれば、成形材料の注入部である射出ゲートの部分は、成形体を取り出した際にバリの部分として残るが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、個数が多いため、後工程での処理（バリ仕上げ）は、機械仕上げしか採用することができないが、一般的なバリ低温処理設備で処理可能なバリ厚さは、０．０８ｍｍ以下であるので、ゲート厚さは、最大０．０８ｍｍとすれば、バリ仕上げとして機械仕上げを実施することができる。
また、本発明のＯリングの成形方法は、前記ゲート厚さＤが、０．０４〜０．０８ｍｍであることを特徴とする。
このような範囲にゲート厚さＤがあれば、成形材料の注入部である射出ゲートの部分は、成形体を取り出した際にバリの部分として残るが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、個数が多いため、後工程での処理（バリ仕上げ）は、機械仕上げしか採用することができないが、一般的なバリ低温処理設備で処理可能なバリ厚さは、０．０８ｍｍ以下であるので、ゲート厚さは、０．０４〜０．０８ｍｍとすれば、バリ仕上げとして機械仕上げを実施することができる。
このような範囲にゲート厚さＤがあれば、成形材料の注入部である射出ゲートの部分は、成形体を取り出した際にバリの部分として残るが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、個数が多いため、後工程での処理（バリ仕上げ）は、機械仕上げしか採用することができないが、一般的なバリ低温処理設備で処理可能なバリ厚さは、０．０８ｍｍ以下であるので、ゲート厚さは、０．０４〜０．０８ｍｍとすれば、バリ仕上げとして機械仕上げを実施することができる。
また、０．０４ｍｍ以上であれば、軟化した状態の成形材料が、射出ゲートを通じて、
二手に分かれる流れが、均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内に射出されることになるので、製品としてのＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきが生じることがなく、一定の品質のＯリングを提供することができる。
二手に分かれる流れが、均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内に射出されることになるので、製品としてのＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきが生じることがなく、一定の品質のＯリングを提供することができる。
また、バリ処理を機械仕上げするために厚すぎないことが重要であり、射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であれば、効果的なバリ仕上げとして、機械仕上げを実施することができる。
また、射出ゲートのゲート厚さＤを、０．０４ｍｍ以上にする理由は、注入速度が遅くなり製品品質に影響が出ないようにするための最低のレベルであり、また、後述するように、スプルーを把持し、製品を下金型から剥がすときに必要な強度保持を維持できるからである。
また、製品を剥がした後、製品とスプルーが一体となった成形体から、製品とスプルーを機械で分離する際に、製品が垂れ下がり分離しにくくならないように適当な剛性が必要であるからである。
また、一般の射出成形で採用されている製品を金型から取り外すプッシャーは、Ｏリングの外表面を傷つける可能性があり、しかも、一度に多数のＯリングを成形する場合には、数百個ものプッシャーを取り付けることは構造的にも難しく現実的でない。そのため、後述するように、上金型を下金型から離間した後、取り出し装置を介して、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して、ランナー、ゲートを介して成形体を取り出す機構を機械化することが考えられる。
この場合、例えば、ゴムなどの成形材料を用いた場合には、加硫された製品は、金型キャビティーに付着している状態であるので、引き剥がす際に、成形体のゲート部が破れないように、ゲート部の適当な厚さが必要である。
また、軟化した状態の成形材料が、射出ゲートを通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内に射出されるようにして、製品としてのＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきが生じないようにするためには、成形材料を製品用キャビティー内に圧入する場合の速度を早くする必要があり、このためには、ゲート厚さＤが、０．０４〜０．０８ｍｍであるのが望ましく、これにより、品質的にも問題なく、連続生産も可能となる。
また、本発明のＯリングの成形方法は、前記射出ゲートのゲート幅Ｗが、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの円周の１／４〜1／１２の幅であることを特徴とする
。
。
このような範囲にゲート幅Ｗがあれば、軟化した状態の成形材料が、射出ゲートを通じて、熱的により均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内に射出されることになるので、Ｏリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
また、前述したように、上金型を下金型から離間した後、取り出し装置を介して、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して、ランナー、ゲートを介して成形体を取り出す機構を機械化する場合、例えば、ゴムなどの成形材料を用いた場合には、加硫された製品は、金型キャビティーに付着している状態であるので、引き剥がす際に、成形体のゲート部が破れないように、ゲート部の適当な幅が必要である。
また、軟化した状態の成形材料が、射出ゲートを通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内に射出されるようにして、製品としてのＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきが生じないようにするためには、成形材料を製品用キャビティー内に圧入する場合の速度を早くする必要があり、このためには、ゲート幅Ｗが、金型のＯリング形状の製品用キャビティーの円周の１／４〜1／１２の幅であるのが望ま
しく、これにより、品質的にも問題なく、連続生産も可能となる。
しく、これにより、品質的にも問題なく、連続生産も可能となる。
また、本発明のＯリングの成形方法は、
成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの周囲にバリ溝を形成した金型を用いて、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する前に、金型内の製品用キャビティーを所定の真空レベルまで空気を排気するとともに、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、成形材料注入時に圧縮された空気をバリ溝内に逃して成形することを特徴とする。
成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの周囲にバリ溝を形成した金型を用いて、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する前に、金型内の製品用キャビティーを所定の真空レベルまで空気を排気するとともに、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、成形材料注入時に圧縮された空気をバリ溝内に逃して成形することを特徴とする。
すなわち、一般の射出成形装置、金型には、空気抜き用ベントホールを設けているが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、数百個単位の製品用キャビティーからのベント口を設けなければならず、その数も多くなり、ベントホール経路も複雑で、つまりが生じても確認ができないという問題がある。
そこで、例えば、真空チャンバー・ポンプ付のプレスを採用し、成形材料の注入前に、所定の真空レベルまで空気を排気し、成形材料の注入時に、積極的にベントホールから排気をしなくてもよいように、製品用キャビティーの周囲に形成したバッファー部分を構成するバリ溝を形成している。
これにより、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、バリ溝を余剰空気の逃がし部（すなわち、キャビティ内残留空気の排気時一時的滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料を、速やかにキャビティー内に充満させることができ、複雑な構成が不要で、かつＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
また、本発明のＯリングの成形方法は、前記バリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの外周に形成されていることを特徴とする。
このようにバリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの外周に形成されていれば、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、このバリ溝を、余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料を、射出ゲートを通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
このようにバリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの外周に形成されていれば、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、このバリ溝を、余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料を、射出ゲートを通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
また、本発明のＯリングの成形方法は、前記バリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの内周に形成されていることを特徴とする。
このようにバリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの内周に形成されていれば、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、このバリ溝を、余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料を、射出ゲートを通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など
）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
このようにバリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの内周に形成されていれば、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、このバリ溝を、余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料を、射出ゲートを通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など
）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
また、本発明のＯリングの成形方法は、前記バリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの射出ゲートと対向する側に形成されていることを特徴とする。
すなわち、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際には、射出ゲートから圧入された成形材料は、Ｏリング形状の製品用キャビティーの円周に沿って、二手に分かれてＯリング形状の製品用キャビティー内を進み、射出ゲートと対向する側、すなわち、１８０°反対側で融合すると考えられる。
すなわち、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際には、射出ゲートから圧入された成形材料は、Ｏリング形状の製品用キャビティーの円周に沿って、二手に分かれてＯリング形状の製品用キャビティー内を進み、射出ゲートと対向する側、すなわち、１８０°反対側で融合すると考えられる。
従って、余剰空気の溜まり（滞留部分部）として機能するのは、このような射出ゲートと対向する側であり、この部分に、余剰空気のたまり部（滞留部分）として、バリ溝を形成すれば、軟化した状態の成形材料を、射出ゲートを通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
また、本発明のＯリングの成形方法は、
成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であり、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの周囲にバリ溝を形成した金型を用いて、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する前に、金型内の製品用キャビティーを所定の真空レベルまで空気を排気するとともに、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、成形材料注入時に圧縮された空気をバリ溝内に逃して成形することを特徴とするＯリングを成形することを特徴とする。
成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であり、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの周囲にバリ溝を形成した金型を用いて、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する前に、金型内の製品用キャビティーを所定の真空レベルまで空気を排気するとともに、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、成形材料注入時に圧縮された空気をバリ溝内に逃して成形することを特徴とするＯリングを成形することを特徴とする。
このように金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であれば、成形材料の注入部である射出ゲートの部分は、成形体を取り出した際にバリの部分として残るが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、個数が多いため、後工程での処理（バリ仕上げ）は、機械仕上げしか採用することができないが、一般的なバリ低温処理設備で処理可能なバリ厚さは、０．０８ｍｍ以下であるので、ゲート厚さは、最大０．０８ｍｍとすれば、バリ仕上げとして機械仕上げを実施することができる。
また、バリ処理を機械仕上げするために厚すぎないことが重要であり、射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であれば、効果的なバリ仕上げとして、機械仕上げを実施することができる。
すなわち、一般の射出成形装置、金型には、空気抜き用ベントホールを設けているが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、数百個単位の製品用キャビティーからのベント口を設けなければならず、その数も多くなり、ベントホール経路も複雑で、つまりが生じても確認ができないという問題がある。
そこで、例えば、真空チャンバー・ポンプ付のプレスを採用し、成形材料の注入前に、所定の真空レベルまで空気を排気し、成形材料の注入時に、積極的にベントホールから排気をしなくても、製品用キャビティーの周囲に形成したバッファー部分を構成するバリ溝を形成している。
これにより、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、バリ溝を余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料を、射出ゲートを通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
本発明のＯリングの成形方法は、
前記金型の上金型のスプルー部を出口に向かって拡径したテーパー形状とするとともに、
前記金型の下金型のスプルー先端部の凹みの形状を下方に向かって拡径したテーパー形状とした金型を用いることを特徴とする。
前記金型の上金型のスプルー部を出口に向かって拡径したテーパー形状とするとともに、
前記金型の下金型のスプルー先端部の凹みの形状を下方に向かって拡径したテーパー形状とした金型を用いることを特徴とする。
このように構成することによって、上金型と下金型とを離間させることによって、製品であるＯリングを、スプルー、下金型のスプルー先端部の凹み（いわゆる「コールドスラグウエル」部分）、ランナーの形状で一体になった成形体の形状で取り出す際に、下金型のスプルー先端部の凹みの下方に向かって拡径したテーパー形状の部分により、成形体が、下金型側に固定された状態であり、しかも、上金型を下金型から離間する方向に移動させた際に、上金型のスプルー部の出口に向かって拡径したテーパー形状の部分に沿って、成形体のスプルー部が上金型からスムーズに剥離される。
従って、成形体が、下金型側に固定された状態のままで、上金型から分離されるので、後述するように、上金型を下金型から離間した後、取り出し装置を介して、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して、ランナー、ゲートを介して成形体を取り出す機構を機械化することができ、連続生産が可能となり生産性が向上することになる。
また、本発明のＯリングの成形方法は、前記上金型を下金型から離間した後、取り出し装置を介して、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して成形体を取り出すことを特徴とする。
このように構成することによって、上金型を下金型から離間した後、取り出し装置を介して、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して、ランナー、ゲートを介して成形体を取り出す機構を機械化することができ、連続生産が可能となり生産性が向上する。
また、本発明のＯリングの成形装置は、
成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する成形装置であって、
前記金型の上金型のスプルー部を出口に向かって拡径したテーパー形状とするとともに、
前記金型の下金型のスプルー先端部の凹みの形状を下方に向かって拡径したテーパー形状としたことを特徴とする。
成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する成形装置であって、
前記金型の上金型のスプルー部を出口に向かって拡径したテーパー形状とするとともに、
前記金型の下金型のスプルー先端部の凹みの形状を下方に向かって拡径したテーパー形状としたことを特徴とする。
このように構成することによって、上金型と下金型とを離間させることによって、製品であるＯリングを、スプルー、下金型のスプルー先端部の凹み、ランナーの形状で一体になった成形体の形状で取り出す際に、下金型のスプルー先端部の凹みの下方に向かって拡径したテーパー形状の部分により、成形体が、下金型側に固定された状態であり、しかも、上金型を下金型から離間する方向に移動させた際に、上金型のスプルー部の出口に向かって拡径したテーパー形状の部分に沿って、成形体のスプルー部が上金型からスムーズに剥離される。
従って、成形体が、下金型側に固定された状態のままで、上金型から分離されるので、上金型を下金型から離間した後、取り出し装置を介して、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して、ランナー、ゲートを介して成形体を取り出す機構を機械化することができ、連続生産が可能となり生産性が向上することになる。
また、本発明のＯリングの成形装置は、
前記上金型を下金型から離間した後、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して成形体を取り出す取り出し装置を備えることを特徴とする。
前記上金型を下金型から離間した後、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して成形体を取り出す取り出し装置を備えることを特徴とする。
このように構成することによって、上金型を下金型から離間した後、取り出し装置を介して、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して、ランナー、ゲートを介して成形体を取り出す機構を機械化することができ、連続生産が可能となり生産性が向上する。
また、本発明のＯリングの成形装置は、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する前に、金型内の製品用キャビティーを所定の真空レベルまで空気を排気する排気装置を備えるとともに、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、成形材料注入時に圧縮された空気をバリ溝内に逃して成形するように、金型のＯリング形状の製品用キャビティーの周囲に形成されたバリ溝を備えることを特徴とする。
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する前に、金型内の製品用キャビティーを所定の真空レベルまで空気を排気する排気装置を備えるとともに、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、成形材料注入時に圧縮された空気をバリ溝内に逃して成形するように、金型のＯリング形状の製品用キャビティーの周囲に形成されたバリ溝を備えることを特徴とする。
すなわち、一般の射出成形装置、金型には、空気抜き用ベントホールを設けているが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、数百個単位の製品用キャビティーからのベント口を設けなければならず、その数も多くなり、ベントホール経路も複雑で、つまりが生じても確認ができないという問題がある。
そこで、例えば、真空チャンバー・ポンプ付のプレスを採用し、成形材料の注入前に、所定の真空レベルまで空気を排気し、成形材料の注入時に、積極的にベントホールから排気をしなくても、製品用キャビティーの周囲に形成したバッファー部分を構成するバリ溝を形成している。
これにより、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、バリ溝を余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料を、射出ゲートを通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
本発明によれば、金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であるので、成形材料の注入部である射出ゲートの部分は、成形体を取り出した際にバリの部分として残るが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、個数が多いため、後工程での処理（バリ仕上げ）は、機械仕上げしか採用することができないが、一般的なバリ低温処理設備で処理可能なバリ厚さは、０．０８ｍｍ以下であるので、ゲート厚さは、最大０．０８ｍｍとすれば、バリ仕上げとして機械仕上げを実施することができる。
また、バリ処理を機械仕上げするために厚すぎないことが重要であり、射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であれば、効果的なバリ仕上げとして、機械仕上げを実施することができる。
また、本発明によれば、例えば、真空チャンバー・ポンプ付のプレスを採用し、成形材料の注入前に、所定の真空レベルまで空気を排気し、成形材料の注入時に、積極的にベントホールから排気をしなくても、製品用キャビティーの周囲に形成したバッファー部分を構成するバリ溝を形成している。
これにより、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、バリ溝を余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料を、射出ゲートを通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
さらに、本発明によれば、上金型と下金型とを離間させることによって、製品であるＯリングを、スプルー、下金型のスプルー先端部の凹み、ランナーの形状で一体になった成形体の形状で取り出す際に、下金型のスプルー先端部の凹みの下方に向かって拡径したテーパー形状の部分により、成形体が、下金型側に固定された状態であり、しかも、上金型を下金型から離間する方向に移動させた際に、金型のスプルー部の出口に向かって拡径したテーパー形状の部分に沿って、成形体のスプルー部が上金型からスムーズに剥離される。
従って、成形体が、下金型側に固定された状態のままで、上金型から分離されるので、後述するように、上金型を下金型から離間した後、取り出し装置を介して、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して、ランナー、ゲートを介して成形体を取り出す機構を機械化することができ、連続生産が可能となり生産性が向上することになる。
従って、本発明によれば、いわゆるコールドポット成形方法を用いたＯリングの成形方法において、製品としてのＯリングの強度にばらつきが生じることがなく、一定の品質のＯリングを提供することができるとともに、Ｏリングを金型から取り出す際に、上金型側に付着したままにならず、Ｏリングを取り出すことが可能であり、その結果、Ｏリングの取り出し、切断工程の自動化を図ることができ、連続操業が可能で、コストも低減することが可能である。
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明のＯリングの成形方法の概略を説明する工程図、図２は、図１のＡ部分の部分拡大図、図３は、図２のＢ方向の平面図、図４（Ａ）は、図３の部分拡大図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ線での部分拡大断面図である。
図１は、本発明のＯリングの成形方法の概略を説明する工程図、図２は、図１のＡ部分の部分拡大図、図３は、図２のＢ方向の平面図、図４（Ａ）は、図３の部分拡大図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ線での部分拡大断面図である。
図１〜図３において、符号１は、全体で本発明のＯリングの成形装置（以下、「成形装置１」と言う）を示している。
図１（Ａ）に示したように、成形装置１は、上金型１０と下金型１２とから構成される上下一対の金型１４に、金型１４を閉止した際に、Ｏリング形状の製品用キャビティー１６を形成するように、上金型１０と下金型１２にそれぞれ、キャビティー凹部１６ａ、１６ｂを形成している。また、これらの上金型１０と下金型１２にはそれぞれ、加熱ヒーター１８、２０が設けられている。
図１（Ａ）に示したように、成形装置１は、上金型１０と下金型１２とから構成される上下一対の金型１４に、金型１４を閉止した際に、Ｏリング形状の製品用キャビティー１６を形成するように、上金型１０と下金型１２にそれぞれ、キャビティー凹部１６ａ、１６ｂを形成している。また、これらの上金型１０と下金型１２にはそれぞれ、加熱ヒーター１８、２０が設けられている。
また、上金型１０の上部には、断熱材部２４を介して、ポット部２６が設けられており、このポット部２６に、固形状の成形材料２２を収用する成形材料収容凹部２８が形成されている。また、この成形材料収容凹部２８に収容した成形材料２２を押し出すためのピ
ストン３０が図示しない駆動機構によって駆動することができるように設けられている。
ストン３０が図示しない駆動機構によって駆動することができるように設けられている。
そして、図１（Ａ）に示したように、上下一対の上金型１０と下金型１２を閉止した状態で、図１（Ｂ）に示したように、ピストン３０で成形材料収容凹部２８から押し出すことによって、押し出された成形材料２２は、成形材料収容凹部２８に形成された流入口３４から、（コールド）スプルー３６、上金型１０に形成されたスプルー３８、下金型１２に形成された下金型のスプルー先端部の凹み（いわゆる「コールドスラグウエル」部分）４０に入り、ランナー４２を介して、製品用キャビティー１６に連通する射出ゲート４４から、製品用キャビティー１６に射出されるようになっている。
なお、この際に、加熱ヒーター１８、２０によって、成形材料２２が軟化され、例えば、フッ素ゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭ系ゴム、アクリルゴム、ＮＢＲゴムなどゴムを材料とした場合に、成形材料２２の軟化と同時に加硫反応が行われるようになっている。
また、ポット部２６での加熱による成形材料２２の加硫を防止するために、（コールド）スプルー３６の周囲には、水冷ジャケット４６からなる水冷部４８が設けられている。
そして、図１（Ｃ）に示したように、上金型１０と下金型１２とを離間させることによって、製品であるＯリング５２を、スプルー３８、下金型のスプルー先端部の凹み４０、ランナー４２の形状で一体になった成形体５０の形状で取り出すことができるようになっている。
そして、図１（Ｃ）に示したように、上金型１０と下金型１２とを離間させることによって、製品であるＯリング５２を、スプルー３８、下金型のスプルー先端部の凹み４０、ランナー４２の形状で一体になった成形体５０の形状で取り出すことができるようになっている。
このようなコールドポット成形方法では、水冷部４８で成形材料２２の加硫を防止することができるので、成形材料２２の無駄を防止することができるというメリットがある。
また、成形材料２２をポット部２６の成形材料収容凹部２８に投入装置によって投入することによって、自動化できるとともに、図１（Ｃ）に示した状態の成形体５０を、例えば、スプルー３８に対応した形状部分で、取り出し装置で取り出して、切断装置で切断することによって、製品であるＯリング５２を、自動で取り出し、切断作業が行え、生産効率の向上が図れることになる。
また、成形材料２２をポット部２６の成形材料収容凹部２８に投入装置によって投入することによって、自動化できるとともに、図１（Ｃ）に示した状態の成形体５０を、例えば、スプルー３８に対応した形状部分で、取り出し装置で取り出して、切断装置で切断することによって、製品であるＯリング５２を、自動で取り出し、切断作業が行え、生産効率の向上が図れることになる。
また、本発明の成形装置１では、上金型１０と下金型１２とを離間させることによって、製品であるＯリング５２を、スプルー３８、下金型のスプルー先端部の凹み４０、ランナー４２の形状で一体になった成形体５０の形状で取り出す際に、従来のコールドポット成形方法のように、ゴム材料である成形材料２２の離型性の問題から、上金型１０側に成形体５０に付着したままになることがないように、図２に示したように、上金型１０のスプルー３８の出口部分３８ａにＲ部分を設けるとともに、下金型１２の下金型のスプルー先端部の凹み４０の形状を、下方に向かって拡径した拡径部分４０ａを有するテーパー形状とした金型形状としている。
このように構成することによって、上金型１０と下金型１２とを離間させることによって、製品であるＯリング５２を、スプルー３８、下金型のスプルー先端部の凹み４０、ランナー４２の形状で一体になった成形体５０の形状で取り出す際に、下金型のスプルー先端部の凹み４０の形状を下方に向かって拡径したテーパー形状の部分とすることにより、成形体５０が、下金型１２の側に固定された状態であり、しかも、上金型１０を下金型１２から離間する方向に移動させた際に、上金型１０のスプルー３８のテーパー部３８ｃ、出口部分３８ａに形成したＲ部分に沿って、成形体５０のスプルー部５０ａが上金型１０からスムーズに剥離される。
従って、図示しないが、成形体５０が、下金型１２の側に固定された状態のままで、上金型１０から分離されるので、上金型１０を下金型１２から離間した後、図示しないピックアップ装置などの取り出し装置を介して、下金型１２の側に残存する成形体５０のスプ
ルー部５０ａを把持して、ランナー４２、射出ゲート４４を介して成形体を取り出す機構を機械化することができ、連続生産が可能となり生産性が向上することになる。
ルー部５０ａを把持して、ランナー４２、射出ゲート４４を介して成形体を取り出す機構を機械化することができ、連続生産が可能となり生産性が向上することになる。
この場合、スプルー３８のテーパー部３８ｃとしては、成形材料２２の種類、寸法にもより、特に限定されるものではないが、上記の取り出し効果を考慮すれば、図２に示したように、スプルー軸方向となす角度αが、５°とするのが望ましい。
また、下金型１２の下金型のスプルー先端部の凹み４０の拡径した拡径部分４０ａとしては、上金型１０を下金型１２から離間する方向に移動させた際に、成形体５０が、下金型１２の側に固定された状態とするとともに、ピックアップ装置などの取り出し装置を介して、下金型１２の側に残存する成形体５０のスプルー部５０ａを把持して取り出しができるようにするためには、成形材料２２の種類、寸法にもより、特に限定されるものではないが、図２に示したように、スプルー軸方向となす角度βが、５〜１０°とするのが望ましい。
また、本発明の成形装置１では、図２示したように、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６に連通する射出ゲート４４のゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下である金型を用いて、Ｏリング５２を成形するようにしている。
このように金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６に連通する射出ゲート４４のゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であれば、軟化した状態の成形材料２２が、射出ゲート４４を通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内に射出されることになるので、製品としてのＯリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきが生じることがなく、一定の品質のＯリング５２を提供することができる。
また、成形材料２２の注入部である射出ゲート４４の部分は、成形体５０を取り出した際にバリの部分として残るが、一度に多数のＯリング５２を成形する場合には、個数が多いため、後工程での処理（バリ仕上げ）は、機械仕上げしか採用することができないが、一般的なバリ低温処理設備で処理可能なバリ厚さは、０．０８ｍｍ以下であるので、ゲート厚さは、最大０．０８ｍｍとすれば、バリ仕上げとして機械仕上げを実施することができる。
この場合、ゲート厚さＤが、０．０４〜０．０８ｍｍであるのがさらに望ましい。
すなわち、このような範囲にゲート厚さＤがあれば、成形材料の注入部である射出ゲートの部分は、成形体を取り出した際にバリの部分として残るが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、個数が多いため、後工程での処理（バリ仕上げ）は、機械仕上げしか採用することができないが、一般的なバリ低温処理設備で処理可能なバリ厚さは、０．０８ｍｍ以下であるので、ゲート厚さは、０．０４〜０．０８ｍｍとすれば、バリ仕上げとして機械仕上げを実施することができる。
すなわち、このような範囲にゲート厚さＤがあれば、成形材料の注入部である射出ゲートの部分は、成形体を取り出した際にバリの部分として残るが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、個数が多いため、後工程での処理（バリ仕上げ）は、機械仕上げしか採用することができないが、一般的なバリ低温処理設備で処理可能なバリ厚さは、０．０８ｍｍ以下であるので、ゲート厚さは、０．０４〜０．０８ｍｍとすれば、バリ仕上げとして機械仕上げを実施することができる。
また、０．０４ｍｍ以上であれば、軟化した状態の成形材料が、射出ゲートを通じて、二手に分かれる流れが、均一な状態でリング形状の製品用キャビティー内に射出されることになるので、製品としてのＯリングの強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきが生じることがなく、一定の品質のＯリングを提供することができる。
また、バリ処理を機械仕上げするために厚すぎないことが重要であり、射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であれば、効果的なバリ仕上げとして、機械仕上げを実施することができる。
また、射出ゲートのゲート厚さＤを、０．０４ｍｍ以上にする理由は、注入速度が遅く
なり製品品質に影響が出ないようにするための最低のレベルであり、また、後述するように、スプルーを把持し、製品を下金型から剥がすときに必要な強度保持を維持できるからである。
なり製品品質に影響が出ないようにするための最低のレベルであり、また、後述するように、スプルーを把持し、製品を下金型から剥がすときに必要な強度保持を維持できるからである。
また、製品を剥がした後、製品とスプルーが一体となった成形体から、製品とスプルーを機械で分離する際に、製品が垂れ下がり機械に把持しにくくならないように適当な剛性が必要であるからである。
また、一般の射出成形で採用されている製品を金型から取り外すプッシャーは、Ｏリング５２の外表面を傷つける可能性があり、しかも、一度に多数のＯリング５２を成形する場合には、数百個ものプッシャーを取り付けることは構造的にも難しく現実的でない。そのため、上金型１０を下金型１２から離間した後、取り出し装置を介して、下金型側に残存する成形体５０のスプルー部５０ａを把持して、ランナー４２、射出ゲート４４を介して成形体５０を取り出す機構を機械化することが考えられる。
この場合、例えば、ゴムなどの成形材料２２を用いた場合には、加硫された製品は、製品用キャビティー１６に付着している状態であるので、引き剥がす際に、成形体５０のゲート部５０ｂが破れないように、射出ゲート４４の適当な厚さが必要である。
また、軟化した状態の成形材料２２が、射出ゲート４４を通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内に射出されるようにして、製品としてのＯリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきが生じないようにするためには、成形材料２２を製品用キャビティー１６内に圧入する場合の速度を早くする必要があり、このためには、ゲート厚さＤが、０．０４〜０．０８ｍｍであるのが望ましく、これにより、品質的にも問題なく、連続生産も可能となる。
さらに、本発明の成形装置１では、図３に示したように、１つのスプルー３８に対して、４つのリング形状の製品用キャビティー１６が、略十字形状に広がるランナー４２、射出ゲート４４を介して、それぞれ連通されている。
この場合、図４に示したように、射出ゲート４４のゲート幅Ｗが、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の円周の１／４〜1／１２の幅であるように設定している。
このような範囲にゲート幅Ｗがあれば、軟化した状態の成形材料２２が、射出ゲート４４を通じて、熱的により均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内に射出されることになるので、Ｏリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリング５２を提供することができる。
このような範囲にゲート幅Ｗがあれば、軟化した状態の成形材料２２が、射出ゲート４４を通じて、熱的により均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内に射出されることになるので、Ｏリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリング５２を提供することができる。
また、前述したように、上金型１０を下金型１２から離間した後、取り出し装置を介して、下金型１２の側に残存する成形体５０のスプルー部５０ａを把持して、ランナー４２、射出ゲート４４を介して成形体５０を取り出す機構を機械化する場合、例えば、ゴムなどの成形材料２２を用いた場合には、加硫された製品は、製品用キャビティー１６に付着している状態であるので、引き剥がす際に、成形体５０のゲート部５０ｂが破れないように、射出ゲート４４の適当な幅が必要である。
また、軟化した状態の成形材料２２が、射出ゲート４４を通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内に射出されるようにして、製品としてのＯリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきが生じないようにするためには、成形材料２２を製品用キャビティー１６内に圧入する場合の速度を早くする必要があり、このためには、ゲート幅Ｗが、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の円周の１／４〜1／１２の幅であるのが望ましく、これにより、品質的にも問題なく、連続生産も可能
となる。
となる。
また、本発明の成形装置１では、図４（Ａ）に示したように、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の周囲にバリ溝５４、５６を形成した金型を用いて、成形材料２２を加熱軟化させて金型内に射出する前に、図示しない真空装置によって、金型内の製品用キャビティー１６を所定の真空レベルまで空気を排気するとともに、成形材料２２を加熱軟化させて金型内に射出する際に、成形材料注入時に圧縮された空気をバリ溝５４，５６の内部に逃して成形するように構成している。
すなわち、一般の射出成形装置、金型には、空気抜き用ベントホールを設けているが、一度に多数のＯリングを成形する場合には、数百個単位の製品用キャビティーからのベント口を設けなければならず、その数も多くなり、ベントホール経路も複雑で、つまりが生じても確認ができないという問題がある。
そこで、真空装置として、例えば、真空チャンバー・ポンプ付のプレスを採用し、成形材料２２の注入前に、所定の真空レベルまで空気を排気し、成形材料２２の注入時に、積極的にベントホールから排気をしなくてもよいように、図３に示したように、製品用キャビティー１６の周囲に形成したバッファー部分を構成するバリ溝５４、５６を形成している。
これにより、成形材料２２を加熱軟化させて金型内に射出する際に、バリ溝５４，５６を余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料２２を、射出ゲート４４を通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６の内部全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
この場合、この実施例では、図３に示したように、バリ溝が、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の外周に形成された外周側バリ溝５４を備えている。
このようにバリ溝が、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の外周に形成されていれば、成形材料２２を加熱軟化させて金型内に射出する際に、この外周側バリ溝５４を、余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料を、射出ゲート４４を通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
このようにバリ溝が、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の外周に形成されていれば、成形材料２２を加熱軟化させて金型内に射出する際に、この外周側バリ溝５４を、余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料を、射出ゲート４４を通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリングを提供することができる。
この場合、外周側バリ溝５４は、図３に示したように、Ｏリング形状の製品用キャビティー１６の外周全体に形成してもよく、また部分的に形成してもよいが、図４に示したように、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の射出ゲート４４と対向する側に形成されているのが望ましい。
すなわち、成形材料２２を加熱軟化させて金型内に射出する際には、射出ゲート４４から圧入された成形材料は、Ｏリング形状の製品用キャビティー１６の円周に沿って、図４の矢印で示したように、二手に分かれてＯリング形状の製品用キャビティー１６内を進み、射出ゲート４４と対向する側、すなわち、１８０°反対側で融合すると考えられる。
従って、余剰空気の溜まり（滞留部分部）として機能するのは、このような射出ゲート４４と対向する側であり、この部分に、余剰空気のたまり部（滞留部分）として、外周側バリ溝５４を形成すれば、軟化した状態の成形材料２２を、射出ゲート４４を通じて、熱
的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリング５２を提供することができる。
的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリング５２を提供することができる。
この場合、外周側バリ溝５４としては、その形状、寸法は何ら限定されるものではないが、上記の効果を考慮すれば、ある程度の幅と奥行きを有するのが望ましく、図４に示したように、製品用キャビティー１６の円周の、１／４〜1／１２の幅、好ましくは、１／
４の幅にわたるようにして、奥行を有するようにすればよく、例えば、略三角形となるように設定するのが望ましい。
４の幅にわたるようにして、奥行を有するようにすればよく、例えば、略三角形となるように設定するのが望ましい。
さらに、図４（Ｂ）に示したように、外周側バリ溝５４に滞留した高圧の空気を積極的に金型外に排出するために、外周側バリ溝５４の外側で、下金型１２の金型表面に、浅い空気抜き溝５８を設ければ、空気の排出がより確実になり製品の品質も安定するので望ましい。
すなわち、融合部のバリ溝容積に製品用キャビティー１６内に残留した空気がそのまま滞留すると注入圧を超えてしまうので、空気がある圧力に以上に達すると金型上下あわせ面のメタルタッチの隙間から漏れるようにして、空気抜き溝５８から漏れ出るようにすることによって、製品であるＯリング５２の品質が均一となる。
また、この実施例では、図３、図４に示したように、バリ溝が、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の内周に形成された内周側バリ溝５６を備えている。
このようにバリ溝が、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の内周に形成されていれば、成形材料２２を加熱軟化させて金型内に射出する際に、この内周側バリ溝５６を、余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料２２を、射出ゲート４４を通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリング５２を提供することができる。
このようにバリ溝が、金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の内周に形成されていれば、成形材料２２を加熱軟化させて金型内に射出する際に、この内周側バリ溝５６を、余剰空気のたまり部（滞留部分）として利用することによって、軟化した状態の成形材料２２を、射出ゲート４４を通じて、熱的に均一な状態でリング形状の製品用キャビティー１６内全体にわたって射出することができ、複雑な構成が不要で、かつＯリング５２の強度（伸び、引っ張り強度など）にばらつきがより生じることがなく、さらに一定の品質のＯリング５２を提供することができる。
この場合、外周側バリ溝５４は、Ｏリング形状の製品用キャビティー１６の外周全体に形成してもよく、また部分的に形成してもよい。
また、この実施例では、外周側バリ溝５４と内周側バリ溝５６の両方を設けたが、外周側のみにバリ溝を設けることももちろん可能である。
また、この実施例では、外周側バリ溝５４と内周側バリ溝５６の両方を設けたが、外周側のみにバリ溝を設けることももちろん可能である。
なお、外周側バリ溝５４と内周側バリ溝５６の両方を金型のＯリング形状の製品用キャビティー１６の円周全体に設ける場合の一例としては、製品径（外径）１１．６ｍｍの場合バリ溝幅１ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍとするのが好適である。
なお、この実施例では、説明していないが、多数のＯリング５２を一度に生産するために、金型全体にわたって、１つのスプルー３８に対して、４つのリング形状の製品用キャビティー１６の組を、複数組（例えば、１００組）配置することができる。また、この実施例では、１つのスプルー３８に対して、４つのリング形状の製品用キャビティー１６の組としてが、１つのスプルー３８に対する製品用キャビティー１６の数は特に限定されるものではない。
材料として、ＮＢＲ（硬度７０）を用いて、内径６．５ｍｍ、線径１．５ｍｍのＯリングを、６０℃の材料供給温度、１７０℃、５分の加硫条件で、５０の標本数となるように
、従来法（コンプレッション成形法）と、本発明のコールドポット成形法を用いて、Ｏリングを成形した。
、従来法（コンプレッション成形法）と、本発明のコールドポット成形法を用いて、Ｏリングを成形した。
これらの標本について、評価項目として、引張強度（Ｍｐａ）、伸び（％）、バリ除去性（低温冷凍バリ取り機でバリ除去処理後のバリ残りを評価）について比較した。
その結果を、それぞれ、下記の表１、表２に示した。
その結果を、それぞれ、下記の表１、表２に示した。
３．評価結果(品質）
（１）コールドポット法による製品の機械物性：
引張強度、伸び共に、平均値では、従来法の値をわずかに下回った（９５〜９９％）。（２）機械物性のバラツキ：
一方、機械物性のバラツキに関しては、本発明のコールドポット製法で、適当な条件（本明細書の特許請求の範囲に記載した範囲）を設定すると、従来法より品質が安定する。
特に「伸び」物性は、従来法の３σを規格限界として求めた工程能力指数：ＣＰＫが１．４〜１．７で非常に良好な安定性を示した。
（３）ゲート厚み：
ゲート厚みについては、厚い方が機械物性が安定するが、０．０９mm以上ではバリ残りが発生する。
（４）バリ溝の有無：
バリ溝を設置しないと、ゲート厚み０．０５mmでも引張強度のバラツキが従来法並み（ＣＰＫ＝１．０３）に対し、バリ溝を設置すると安定する。
（１）コールドポット法による製品の機械物性：
引張強度、伸び共に、平均値では、従来法の値をわずかに下回った（９５〜９９％）。（２）機械物性のバラツキ：
一方、機械物性のバラツキに関しては、本発明のコールドポット製法で、適当な条件（本明細書の特許請求の範囲に記載した範囲）を設定すると、従来法より品質が安定する。
特に「伸び」物性は、従来法の３σを規格限界として求めた工程能力指数：ＣＰＫが１．４〜１．７で非常に良好な安定性を示した。
（３）ゲート厚み：
ゲート厚みについては、厚い方が機械物性が安定するが、０．０９mm以上ではバリ残りが発生する。
（４）バリ溝の有無：
バリ溝を設置しないと、ゲート厚み０．０５mmでも引張強度のバラツキが従来法並み（ＣＰＫ＝１．０３）に対し、バリ溝を設置すると安定する。
４．評価結果(機械操作性）
(１) ゲートの幅について：
上記表１、表２には示していないが、ゲートの幅が狭い場合には（実施例：キャビティー円周に対し１５°）、把持したスプルーと成形製品の？ぎ目のゲート部分が破れて、製品が下金型から離型しなかった。
また、実施例として、４５°以上のゲート幅で、成形製品の取り出しは１００％確実になった。
(２）上型のスプールと型のアンカー部の形状について：
上下金型離型時に成形製品を１００％下型に残し、かつ、その後の工程で、スプルーを把持し、成形製品を１００％下型から取り出すことが必要である。
上型のスプルーと下型のアンカー部の形状は、共に下向きに拡径するテーパーとし、スプルー軸に対する角度をそれぞれ５°、５〜１０°にすることで操作性が１００％確実となった。
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、縦置き型の成形装置１について説明したが、横置き型とすることも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(１) ゲートの幅について：
上記表１、表２には示していないが、ゲートの幅が狭い場合には（実施例：キャビティー円周に対し１５°）、把持したスプルーと成形製品の？ぎ目のゲート部分が破れて、製品が下金型から離型しなかった。
また、実施例として、４５°以上のゲート幅で、成形製品の取り出しは１００％確実になった。
(２）上型のスプールと型のアンカー部の形状について：
上下金型離型時に成形製品を１００％下型に残し、かつ、その後の工程で、スプルーを把持し、成形製品を１００％下型から取り出すことが必要である。
上型のスプルーと下型のアンカー部の形状は、共に下向きに拡径するテーパーとし、スプルー軸に対する角度をそれぞれ５°、５〜１０°にすることで操作性が１００％確実となった。
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、縦置き型の成形装置１について説明したが、横置き型とすることも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
１ 成形装置
１０ 上金型
１２ 下金型
１４ 金型
１６ 製品用キャビティー
１６ａ キャビティー凹部
１８ 加熱ヒーター
２２ 成形材料
２４ 断熱材部
２６ ポット部
２８ 成形材料収容凹部
３０ ピストン
３４ 流入口
３６ （コールド）スプルー
３８ スプルー
３８ａ 出口部分
３８ｃ テーパー部
４０ 下金型のスプルー先端部の凹み
４０ａ 拡径部分
４２ ランナー
４４ 射出ゲート
４６ 水冷ジャケット
４８ 水冷部
５０ 成形体
５０ａ スプルー部
５０ｂ ゲート部
５２ Ｏリング
５４ 外周側バリ溝
５６ 内周側バリ溝
５８ 空気抜き溝
１００ 上金型
１０２ 下金型
１０２ａ 上面
１０４ 金型
１０６ 製品用キャビティー
１０６ａ キャビティー凹部
１０８ 加熱ヒーター
１１２ 成形材料
１１４ Ｏリング
３００ 射出成形装置
３０２ スクリュー押出機
３０４ 材料ポット
３０６ プランジャー
３０８ スプルー
３１０ ランナー
３１２ 射出金型
３１４ ゲート
３１６ 下型
３１８ 平板状堰
３１８ 製品用キャビティー
３１８ 平板状堰
３２０ 製品用キャビティー
３２２ 薄肉オリフィス
Ｗ ゲート幅
α 角度
β 角度
１０ 上金型
１２ 下金型
１４ 金型
１６ 製品用キャビティー
１６ａ キャビティー凹部
１８ 加熱ヒーター
２２ 成形材料
２４ 断熱材部
２６ ポット部
２８ 成形材料収容凹部
３０ ピストン
３４ 流入口
３６ （コールド）スプルー
３８ スプルー
３８ａ 出口部分
３８ｃ テーパー部
４０ 下金型のスプルー先端部の凹み
４０ａ 拡径部分
４２ ランナー
４４ 射出ゲート
４６ 水冷ジャケット
４８ 水冷部
５０ 成形体
５０ａ スプルー部
５０ｂ ゲート部
５２ Ｏリング
５４ 外周側バリ溝
５６ 内周側バリ溝
５８ 空気抜き溝
１００ 上金型
１０２ 下金型
１０２ａ 上面
１０４ 金型
１０６ 製品用キャビティー
１０６ａ キャビティー凹部
１０８ 加熱ヒーター
１１２ 成形材料
１１４ Ｏリング
３００ 射出成形装置
３０２ スクリュー押出機
３０４ 材料ポット
３０６ プランジャー
３０８ スプルー
３１０ ランナー
３１２ 射出金型
３１４ ゲート
３１６ 下型
３１８ 平板状堰
３１８ 製品用キャビティー
３１８ 平板状堰
３２０ 製品用キャビティー
３２２ 薄肉オリフィス
Ｗ ゲート幅
α 角度
β 角度
Claims (18)
- 成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下である金型を用いて、Ｏリングを成形することを特徴とするＯリングの成形方法。 - 前記ゲート厚さＤが、０．０４〜０．０８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のＯリングの成形方法。
- 前記射出ゲートのゲート幅Ｗが、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの円周の１／４〜1／１２の幅であることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載のＯリ
ングの成形方法。 - 成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの周囲にバリ溝を形成した金型を用いて、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する前に、金型内の製品用キャビティーを所定の真空レベルまで空気を排気するとともに、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、成形材料注入時に圧縮された空気をバリ溝内に逃して成形することを特徴とするＯリングの成形方法。 - 前記バリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの外周に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のＯリングの成形方法。
- 前記バリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの内周に形成されていることを特徴とする請求項４から５のいずれかに記載のＯリングの成形方法。
- 前記バリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの射出ゲートと対向する側に形成されていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載のＯリングの成形方法。
- 成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する方法であって、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーに連通する射出ゲートのゲート厚さＤが、０．０８ｍｍ以下であり、
前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの周囲にバリ溝を形成した金型を用いて、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する前に、金型内の製品用キャビティーを所定の真空レベルまで空気を排気するとともに、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、成形材料注入時に圧縮された空気をバリ溝内に逃して成形することを特徴とするＯリングを成形することを特徴とするＯリングの成形方法。 - 前記ゲート厚さＤが、０．０４〜０．０８ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載のＯリングの成形方法。
- 前記射出ゲートのゲート幅Ｗが、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの円周
の１／４〜１／１２の幅であることを特徴とする請求項８から９のいずれかに記載のＯリングの成形方法。 - 前記バリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの外周に形成されていることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載のＯリングの成形方法。
- 前記バリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの内周に形成されていることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載のＯリングの成形方法。
- 前記バリ溝が、前記金型のＯリング形状の製品用キャビティーの射出ゲートと対向する側に形成されていることを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載のＯリングの成形方法。
- 前記金型の上金型のスプルー部を出口に向かって拡径したテーパー形状とするとともに、
前記金型の下金型のスプルー先端部の凹みの形状を下方に向かって拡径したテーパー形状とした金型を用いることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のＯリングの成形方法。 - 前記上金型を下金型から離間した後、取り出し装置を介して、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して成形体を取り出すことを特徴とする請求項１４に記載のＯリングの成形方法。
- 成形材料の流動状態を阻害しない温度範囲に、成形材料を加熱軟化させて金型内に射出することにより、Ｏリングを成形する成形装置であって、
前記金型の上金型のスプルー部を出口に向かって拡径したテーパー形状とするとともに、
前記金型の下金型のスプルー先端部の凹みの形状を下方に向かって拡径したテーパー形状としたことを特徴とするＯリングの成形装置。 - 前記上金型を下金型から離間した後、下金型側に残存する成形体のスプルー部を把持して成形体を取り出す取り出し装置を備えることを特徴とする請求項１６に記載のＯリングの成形装置。
- 前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する前に、金型内の製品用キャビティーを所定の真空レベルまで空気を排気する排気装置を備えるとともに、
前記成形材料を加熱軟化させて金型内に射出する際に、成形材料注入時に圧縮された空気をバリ溝内に逃して成形するように、金型のＯリング形状の製品用キャビティーの周囲に形成されたバリ溝を備えることを特徴とする請求項１６から１７のいずれかに記載のＯリングの成形装置。
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-
2008
- 2008-07-15 JP JP2008183549A patent/JP5442967B2/ja active Active
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