JP2015116623A - ゴム成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製品部と不要部との連続部分をきれいに切断すると共に、製品部と不要部との分離作業を効率よく行うことができるゴム成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】平坦部１１Ａと、第１の肉厚部１１Ｂと、製品部１１Ｃと、第２の肉厚部１１Ｄと、平坦部１２とが連続して一体となるように成形されたゴム材料を液体に浸漬する工程と、液体に浸漬されたゴム材料に超音波を放射することによって、平坦部１１Ａ、第１の肉厚部１１Ｂ、第２の肉厚部１１Ｄ及び平坦部１２と、製品部１１Ｃと、を分離する工程と、を備えたゴム成形品の製造方法である。
【選択図】図４

Description

本発明は、成形されたゴム材料から製品部と不要部とを分離させて行うゴム成形品の製造方法に関する。

成形されたゴム材料から製品部と不要部とを分離させる方法として、ニッパー、カッター又は鋏等を用いて人手で製品部を切り取る方法が挙げられる。また、カッター若しくは鑢等を機械に取り付けて自動で製品部を切り取ったり削り取ったりする方法、又は人手若しくは機械で不要部を引っ張って不要部を除去する方法、も知られている。

しかしながら、上記のような方法は、不要部の除去が不完全であったり、又は製品部の一部を欠いてしまったりする問題があり、更に、製品部が小さい場合には不要部の除去そのものが難しいという問題もある。また、上記のような方法では、１個ずつ不要部の除去が行われるため、Ｏリング等、大量に製造される精密ゴム成形品では不要部の除去にかかる時間が長くなるので実用性に欠ける。

また、精密ゴム成形品における不要部の除去方法として、製品の形状に合わせた打抜き金型（又は打抜き刃）を作製し、打抜きプレス機を用いて製品部を打ち抜く方法が知られている。この方法では、一度に大量に製品部と不要部とを分離可能である。しかしながら、一般的に精密ゴム成形品は、その種類が多く、製品ごとに打抜き金型が必要である。このように、製品ごとに打抜き金型が必要であり、更に製品の変更に合わせて打抜き金型を交換して調整する作業が必要であるため、相当の時間を要するという問題がある。

また、打抜き金型で分離を行うためには、ゴム材料に打抜きによる破断箇所を予め設けておくと共に、ゴム材料を打抜き金型に正確に取り付ける必要がある。すなわち、製品部の周辺に意図的に肉厚部を設けると共に、製品部と肉厚部との境目を破断箇所とし、打抜き金型が確実に破断箇所を破断するように、打抜き金型に対するゴム材料の位置合わせを正確に行わなければならない。また、ゴム材料は、樹脂又は金属と比較して成形精度が低く、寸法のばらつきがあるのが通常である。よって、打抜き金型にゴム材料を取り付けるのは熟練を要する作業であり、打抜きの自動化は難しいという問題がある。

打抜き以外で不要部の除去を行う方法としては、特開平２−１０９６８７号公報又は特開平４−１７６５６５号公報に記載されているショットブラスト機を用いる方法が知られている。この方法では、成形されたゴム材料に液体窒素（又は液化炭酸ガス）を吹き付けて、このゴム材料をガラス転移温度（例えば−６０℃以上、−１０℃以下の温度）以下に冷却する。そして、メディアと称される微小な樹脂材料の投射材をゴム材料に投射することによって、ゴム材料における肉薄の不要部を脆性破壊する。この方法では、ゴム成形品の形状又は大きさが異なっていても同じショットブラスト機で不要部を除去することが可能であり、ショットブラスト機における運転条件の変更だけで作業を行うことが可能となる。

特開平２−１０９６８７号公報 特開平４−１７６５６５号公報

上述した打抜きプレス機を用いた方法は、成形されたゴム材料の製品部を打抜くことによって製品部を不要部から分離するものである。この方法では、製品部を不要部から引きちぎっているので、製品部と不要部との連続部分をきれいに切断することができないという問題がある。また、上述したショットブラスト機を用いた方法は、投射材をゴム材料に当てて不要部を除去する方法である。よって、製品形状が複雑であったり、ショットブラスト機に入れるゴム材料の量が多すぎたりすると、製品部と不要部との連続部分に投射材が当たりにくくなる。従って、この場合も製品部と不要部との連続部分をきれいに切断することができないという問題が発生する。

また、ショットブラスト機を用いた方法では、不要部が粉々に粉砕されるので、製品部と不要部とをふるい分けしても粉砕された不要部が製品部の表面に付着することが多い。よって、事後的に不要部を除去するための洗浄工程が必要である。更に、ショットブラスト機を用いた方法では、冷却を行うために液体窒素を用いているので、気化した窒素ガスが排出されることがある。そのため、作業場所の換気が不十分であるような場合に、酸欠を引き起こす可能性がある。また、ゴム材料をガラス転移温度以下に冷却し作業場所は極低温状態となるため、凍傷等、極低温状態特有の種々の問題に配慮する必要がある。このように、洗浄工程が必要であったり、極低温状態特有の種々の問題に配慮する必要があったりするので、製品部と不要部との分離作業を効率よく行うことができないという問題がある。

そこで、本発明は、製品部と不要部との連続部分をきれいに切断すると共に、製品部と不要部との分離作業を効率よく行うことができるゴム成形品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るゴム成形品の製造方法は、製品部と製品部より肉薄の不要部とが連続して一体となるように成形されたゴム材料を液体に浸漬する工程と、液体に浸漬されたゴム材料に超音波を放射することによって、製品部と不要部とを分離する工程と、を備える。

本発明に係るゴム成形品の製造方法によれば、液体に浸漬されたゴム材料に超音波を放射すると、超音波によって微細な気泡が発生し、発生した気泡がゴム材料に当たって消滅する、ということが短時間で繰り返し行われるキャビテーションが生じる。このようにゴム材料に対して微細な気泡の発生及び消滅が短時間で繰り返し行われることによって、肉薄の不要部に高周波の振幅運動が優先的に発生し、不要部と製品部との連続部分に剪断力を働かせて当該連続部分を剪断破壊させることができるので、製品部と不要部とを分離させることが可能となる。

よって、本発明に係るゴム成形品の製造方法では、超音波を用いることによって、不要部に高周波の振幅運動を発生させ、製品部と不要部との連続部分に剪断力を働かせることが可能となる。従って、連続部分を剪断破壊して製品部と不要部との分離を行うことによって、製品部と不要部との連続部分をきれいに切断することが可能となる。また、多数の製品部と多数の不要部とが連続して一体となるように成形されたゴム材料を液体に浸漬させ、当該ゴム材料に超音波を放射するだけで、多数の製品部と多数の不要部との分離を一度で簡単に行うことができる。すなわち、一回ゴム材料を液体に浸漬させ、ゴム材料に超音波を放射するだけで大量の製品部を得ることができる。

また、本発明に係るゴム成形品の製造方法によれば、液体に浸漬されたゴム材料に超音波を放射するだけで製品部と不要部とを分離させることが可能となる。よって、打抜きプレス機を用いた場合のように、製品の形状に合わせた打抜き金型等を作製したり打抜き金型に対するゴム材料の位置合わせをしたりする作業が一切不要となる。更に、ショットブラスト機を用いた場合のようにゴム材料をガラス転移温度以下に冷却する必要がないので、極低温状態特有の種々の問題は発生しない。従って、製品部と不要部との分離を効率よく行うことができる。

また、液体は、常温の水とすることができる。このように、ゴム材料を浸漬させる液体として常温の水を用いることによって、上述したような窒素ガスによる酸欠や凍傷といった極低温状態特有の問題に配慮する必要がなくなる。従って、製品部と不要部との分離を効率よく行うことができる。なお、常温とは、熱したり冷やしたりしない自然な温度を示している。

また、製品部と不要部とは、製品部及び不要部に対して肉薄となる連続部分を介して連続しており、製品部と不要部とが連続する方向における連続部分の長さは０．２ｍｍ以下であり、連続部分の厚さは０．２ｍｍ以下とすることができる。このように、連続部分の長さと厚さを０．２ｍｍ以下にして連続部分を小さくすることによって、超音波によって発生する振幅運動を上記の連続部分に集中させることができる。従って、超音波による剪断力を連続部分に集中して働かせることができるので、連続部分で確実に製品部と不要部とを切断することができる。また、上記のように連続部分を短く且つ薄くした場合には、連続部分で簡単に製品部と不要部とを分離させることができる。

また、不要部は、平坦面を有する平坦部と、平坦面に対して隆起する肉厚部とを有し、製品部と肉厚部とは、製品部及び肉厚部に対して肉薄となる連続部分を介して連続しており、連続部分に対する製品部の断面の角度は、連続部分に対する肉厚部の断面の角度よりも大きくすることができる。連続部分に対する製品部の断面の角度を、連続部分に対する肉厚部の断面の角度より大きくすることによって、連続部分における製品部側に剪断力を集中させることが可能となる。このように連続部分の製品部側に大きな剪断力を働かせることができるので、製品部を優先的に且つきれいに分離することができる。

また、ゴム成形品は、精密ゴム成形品とすることができる。一般的に、精密ゴム成形品は小さいので、１個のゴム材料から取得できる精密ゴム成形品の数は多くなる。よって、精密ゴム成形品の場合は、ゴム材料から大量の製品部を分離することができるので、製品部の分離を効率よく行うことが可能となる。

本発明によれば、製品部と不要部との連続部分をきれいに切断すると共に、製品部と不要部との分離作業を効率よく行うことができる。

超音波発生装置の側面図である。 （ａ）は成形されたゴム材料を示す平面図、（ｂ）は不要部を示す平面図、（ｃ）は製品部を示す平面図である。 ゴム材料の成形部を示す平面図である。 図３のIV−IV線断面図である。 図４のゴム材料における平坦部、肉厚部及び製品部を拡大させた断面図である。 ゴム材料の変形例を示す断面図であり、図４に対応する図である。 ゴム材料の別の変形例を示す断面図であり、図４に対応する図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るゴム成形品の製造方法の実施形態を説明する。なお、各図において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

先ず、図１を参照して、本実施形態に係るゴム成形品の製造方法で用いられる超音波発生装置１について説明する。超音波発生装置１は、直方体状となる水槽２と、成形されたゴム材料１０を浸漬するための液体３と、水槽２の底部に設けられる超音波振動子４と、ゴム材料１０を収容する籠５とを備えている。

超音波発生装置１は、例えば２５ｋＨｚ〜２７５ｋＨｚの周波数の超音波を発生させる。超音波発生装置１は、２５ｋＨｚの基本周波に、５０ｋＨｚ、７５ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１２５ｋＨｚ等の多数の倍周波成分を相乗して超音波の音圧を変化させ、各周波数に応じた気泡状のキャビティを発生させる。超音波振動子４は、出力密度が２Ｗ／ｃｍ^２以上となっている振動板である。出力密度とは、一定の面積で放射される出力を示している。この超音波振動子４は、液体３に超音波を放射する振動子として機能する。

液体３は、常温の水であり、例えば０℃以上１０℃未満の水である。液体３は、水槽２に収容される。籠５は、成形されたゴム材料１０を収容するためのものであり、例えばステンレス製である。籠５には、多数のゴム材料１０を収容可能となっている。ゴム材料１０は、籠５に収容された状態で液体３に浸漬され、液体３に浸漬された状態で超音波振動子４から超音波を受ける。

超音波を受けたゴム材料１０は、図２及び図３に示されるように、精密ゴム成形品であるＯリング２０と、不要部である平坦部１２及び肉厚部１１Ｄとに分離される。分離される前において、ゴム材料１０は、４か所に辺１０Ａを有する四角形の角を丸めた形となっており、事前に金型で成形されている。ゴム材料１０は、表裏で同一の形状を備えた平坦状となっている。ゴム材料１０は、フッ素ゴム等、軟質のゴム材料で構成される。例えば、ゴム材料１０は、ＪＩＳ Ｋ ６２００（ゴム−用語）に定義されているゴム又は熱可塑性エラストマーである。

ゴム材料１０は、平坦面１２Ａを有する平坦部１２と、平坦面１２Ａに対して環状に突出する成形部１１とを備えており、成形部１１の一部である製品部１１ＣがＯリング２０となる。ゴム材料１０では、複数の成形部１１が碁盤の目状に並んでいる。具体的には、ゴム材料１０の中央部１０Ｂに８１個（９個×９個）の成形部１１が碁盤の目状に並んでおり、これら８１個の成形部１１の各辺１０Ａ側に、９個の成形部１１がそれぞれの辺１０Ａに沿って並んでいる。よって、１つのゴム材料１０には１１７個（８１個＋９個×４）の成形部１１が形成されている。このように、ゴム材料１０には多数の成形部１１が形成されている。

図３及び図４に示されるように、ゴム材料１０に環状に形成された成形部１１は、平坦面１１ａを有し成形部１１の中央に位置する円形の平坦部１１Ａと、平坦部１１Ａの外側で環状となる第１の肉厚部１１Ｂと、第１の肉厚部１１Ｂの外側で環状となる製品部１１Ｃと、製品部１１Ｃの外側で環状となる第２の肉厚部１１Ｄとを有している。成形部１１における平坦部１１Ａの平坦面１１ａは、平坦部１２の平坦面１２Ａに平行に延在している。ゴム材料１０において、製品部１１Ｃ以外の部分、すなわち、平坦部１１Ａ、第１及び第２の肉厚部１１Ｂ，１１Ｄ、並びに平坦部１２は不要部に相当する。この不要部と製品部１１Ｃとが連続して一体となるようにゴム材料１０は成形されている。また、不要部は、製品部１１Ｃよりも肉薄となっている。

図４に示されるように、成形部１１の第１の肉厚部１１Ｂは、平坦部１１Ａにおける表裏の平坦面１１ａのそれぞれから隆起している。第１の肉厚部１１Ｂは、平坦面１１ａに対して隆起する第１の傾斜面１１ｂと、平坦面１１ａの反対側で第１の傾斜面１１ｂに連続し平坦面１１ａに平行に延在する頂面１１ｃと、第１の傾斜面１１ｂの反対側で頂面１１ｃに連続し頂面１１ｃに対して下降する第２の傾斜面１１ｄとを有する。

製品部１１Ｃは、平坦部１１Ａの反対側で、第１の肉厚部１１Ｂの第２の傾斜面１１ｄに連続している。すなわち、製品部１１Ｃと第１の肉厚部１１Ｂとは、製品部１１Ｃ及び第１の肉厚部１１Ｂに対して肉薄となる連続部分Ｃ１を介して連続している。製品部１１Ｃは、第２の傾斜面１１ｄとの連続部分Ｃ１に対して隆起する第３の傾斜面１１ｅを有している。また、製品部１１Ｃは、連続部分Ｃ１の反対側で第３の傾斜面１１ｅに連続し平坦面１１ａに平行に延在する頂面１１ｆと、第３の傾斜面１１ｅの反対側で頂面１１ｆに連続し頂面１１ｆに対して下降する第４の傾斜面１１ｇとを有する。平坦部１１Ａの平坦面１１ａに対する製品部１１Ｃの頂面１１ｆの高さは、平坦面１１ａに対する第１の肉厚部１１Ｂの頂面１１ｃの高さよりも高い。すなわち、製品部１１Ｃは、第１の肉厚部１１Ｂよりも肉厚となっている。

第２の肉厚部１１Ｄは、平坦部１２における表裏の平坦面１２Ａのそれぞれから隆起しており、第２の肉厚部１１Ｄの断面形状は第１の肉厚部１１Ｂの断面形状と同一である。すなわち、第２の肉厚部１１Ｄは、平坦面１２Ａに対して隆起する第５の傾斜面１１ｈと、平坦面１２Ａの反対側で第５の傾斜面１１ｈに連続し平坦面１２Ａに平行に延在する頂面１１ｊと、第５の傾斜面１１ｈの反対側で頂面１１ｊに連続し頂面１１ｊに対して下降する第６の傾斜面１１ｋとを有する。第６の傾斜面１１ｋは、第６の傾斜面１１ｋから見て頂面１１ｊの反対側に位置する連続部分Ｃ２で、製品部１１Ｃの第４の傾斜面１１ｇと連続している。すなわち、第２の肉厚部１１Ｄと製品部１１Ｃとは、製品部１１Ｃ及び第２の肉厚部１１Ｄに対して肉薄となる連続部分Ｃ２を介して連続している。

第１の肉厚部１１Ｂと製品部１１Ｃとの連続部分Ｃ１、及び第２の肉厚部１１Ｄと製品部１１Ｃとの連続部分Ｃ２において、連続部分Ｃ１，Ｃ２の厚さは共に０．２ｍｍ以下である。更に、連続部分Ｃ１，Ｃ２の厚さは共に０．１ｍｍ以下であることが好ましい。また、第１の肉厚部１１Ｂと製品部１１Ｃとが連続する方向（図４の紙面の左右方向）における連続部分Ｃ１，Ｃ２の長さは共に０．２ｍｍ以下である。更に、第１の肉厚部１１Ｂと製品部１１Ｃとが連続する方向における連続部分Ｃ１，Ｃ２の長さは共に０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

図５に示されるように、連続部分Ｃ３に対する第１の肉厚部１１Ｂの断面の角度θ１は、連続部分Ｃ１に対する第１の肉厚部１１Ｂの断面の角度θ２と同一である。ここで、角度θ１は一方側の第１の傾斜面１１ｂと他方側の第１の傾斜面１１ｂとの成す角度を示しており、角度θ２は一方側の第２の傾斜面１１ｄと他方側の第２の傾斜面１１ｄとの成す角度を示している。

また、連続部分Ｃ１に対する製品部１１Ｃの断面の角度θ３は、連続部分Ｃ１に対する第１の肉厚部１１Ｂの断面の角度θ２よりも大きい。ここで、角度θ３は、一方側の第３の傾斜面１１ｅと他方側の第３の傾斜面１１ｅとの成す角度を示している。例えば、角度θ１及び角度θ２の値は９０°以下であり、角度θ３の値は１２０°以上である。なお、連続部分Ｃ３で平坦面１１ａと第１の傾斜面１１ｂとの成す角度θ４は、連続部分Ｃ１で第２の傾斜面１１ｄと第３の傾斜面１１ｅとの成す角度θ５よりも大きい。

図４に示されるように、平坦部１２及び第２の肉厚部１１Ｄは、製品部１１Ｃに対して、平坦部１１Ａ及び第１の肉厚部１１Ｂと対称となるように設けられている。よって、連続部分Ｃ４に対する第２の肉厚部１１Ｄの断面の角度（一方側の第５の傾斜面１１ｈと他方側の第５の傾斜面１１ｈとの成す角度）は、連続部分Ｃ２に対する第２の肉厚部１１Ｄの断面の角度（一方側の第６の傾斜面１１ｋと他方側の第６の傾斜面１１ｋとの成す角度）と同一である。

そして、連続部分Ｃ２に対する製品部１１Ｃの断面の角度（一方側の第４の傾斜面１１ｇと他方側の第４の傾斜面１１ｇとの成す角度）は、連続部分Ｃ２に対する第２の肉厚部１１Ｄの断面の角度よりも大きい。また、連続部分Ｃ４で平坦面１２Ａと第５の傾斜面１１ｈとの成す角度は、連続部分Ｃ２で第４の傾斜面１１ｇと第６の傾斜面１１ｋとの成す角度よりも大きくなっている。

ここで、連続部分に対する角度とは、ゴム材料１０の断面における連続部分からの広がり角を示しており、連続部分が極めて小さい場合には、連続部分を頂点とした断面の角度となり得る。

次に、ゴム材料１０から製品部１１Ｃと不要部とを分離してＯリング２０を製造する方法について説明する。

まず、予め製品部１１Ｃと不要部とが連続して一体となるように金型で成形を行ってゴム材料１０を用意しておく。そして、図１に示されるように、超音波振動子４が底部に設置された水槽２に、ゴム材料１０を浸漬させるための液体３を入れる。また、ゴム材料１０を籠５に収容して、ゴム材料１０が液体３に浸漬するように籠５を液体３に沈め、超音波発生装置１のスイッチをオンにして超音波振動子４に高周波の超音波を放射させる。なお、籠５には、１枚のゴム材料１０のみを収容してもよいし、複数枚のゴム材料１０を収容してもよい。このように、液体３に浸漬されたゴム材料１０は、超音波振動子４から超音波を受けることとなる。

超音波振動子４からの超音波をゴム材料１０に例えば３０分間放射する。また、ゴム材料１０に超音波を放射している状態で籠５を上下に動かす。このように液体３に浸漬されたゴム材料１０に超音波を放射すると、図４に示される製品部１１Ｃと第１の肉厚部１１Ｂとの連続部分Ｃ１、及び製品部１１Ｃと第２の肉厚部１１Ｄとの連続部分Ｃ２、に高周波の振幅運動が発生する。そして、連続部分Ｃ１，Ｃ２に大きな剪断力が発生する。よって、連続部分Ｃ１，Ｃ２が剪断破壊されるので、製品部１１Ｃと第１の肉厚部１１Ｂとを分離させると共に、製品部１１Ｃと第２の肉厚部１１Ｄとを分離させることができる。従って、Ｏリング２０となる製品部１１Ｃを得ることができる。

以上のように、本実施形態の製造方法では、超音波振動子４の超音波によって液体３の中に微細な気泡が発生し、発生した気泡がゴム材料１０に当たって消滅する、ということが短時間で繰り返し行われるキャビテーションが生じる。このようにゴム材料１０に対して微細な気泡の発生及び消滅が繰り返し行われることによって、図４に示される製品部１１Ｃより肉薄となっている不要部に高周波の振幅運動が優先的に発生する。そして、不要部と製品部１１Ｃとの連続部分Ｃ１，Ｃ２に剪断力を働かせて当該連続部分Ｃ１，Ｃ２を剪断破壊させることができるので、製品部１１Ｃと不要部とを分離させることが可能となる。

また、多数（図２では１１７個）の製品部１１Ｃと多数の不要部とが連続して一体となるように成形されたゴム材料１０を液体３に浸漬させ、ゴム材料１０に超音波を放射するだけで、多数の製品部１１Ｃと多数の不要部との分離を一度で簡単に行うことができる。すなわち、一回ゴム材料１０を液体３に浸漬させゴム材料１０に超音波を放射するだけで、大量の製品部１１Ｃを簡単に得ることができる。

また、本実施形態の製造方法によれば、液体３に浸漬されたゴム材料１０に超音波を放射するだけで製品部１１Ｃと不要部とを分離させることが可能となっているので、従来の打抜きプレスを用いた場合のように、打抜き金型を作製したりゴム材料の位置合わせをしたりする作業が一切不要となる。また、従来のショットブラスト機を用いた場合のようにゴム材料をガラス転移温度以下に冷却する必要がないので、凍傷等、極低温状態特有の種々の問題は発生しない。従って、製品部１１Ｃと不要部との分離作業を効率よく行うことができる。

具体的には、例えば、打抜きプレス機を用いた場合には、最大でも一度に１００個程度の製品部しか得られないのに対し、超音波を用いた本実施形態では、一度に数千個の製品部１１Ｃを得ることも可能である。また、従来のショットブラスト機を用いた場合には、上述したメディアと称される投射材を消耗品として用いる必要がある。これに対して、本実施形態では、極少量の粉砕された不要部と水中のゴミ等を集めるためのフィルタしか消耗品がないので、消耗品にかかるコストを抑えると共に消耗品の管理を容易にすることができる。

また、液体３は常温の水である。よって、極低温状態にすることによって生じる窒素ガスによる酸欠や凍傷といった問題に配慮する必要がなくなる。従って、製品部１１Ｃと不要部との分離作業を効率よく行うことができる。更に、液体３として水を用いた場合には、環境や人体に与える影響がなく、取扱いや廃棄が容易で、コストがかからないという利点も得られる。

しかし、仮に水の温度が３０℃以上である場合には、水の密度が小さくなると共に水中に溶存している空気が細かな気泡となってゴム材料の表面に付着する。よって、製品部と不要部との分離の効率が低下する可能性がある。従って、液体３としては、０℃以上３０℃未満の水を用いることが好ましく、この場合、製品部１１Ｃと不要部との分離を効率よく行うことが可能となる。更に、液体３としては、水の密度が最大となる４℃前後である０℃以上１０℃未満の水を用いることがより好ましく、この場合、製品部１１Ｃと不要部との分離をより効率よく行うことが可能となる。

また、図４に示される連続部分Ｃ１，Ｃ２の長さと厚さは共に０．２ｍｍ以下となっており、連続部分Ｃ１，Ｃ２を小さく且つ薄くしている。よって、超音波によって発生する振幅運動を連続部分Ｃ１，Ｃ２に集中して働かせることができるので、連続部分Ｃ１，Ｃ２で確実に製品部１１Ｃと不要部とを分離することができる。また、製品部１１Ｃに不要部が残ることが殆どなく、不要部を除去した後の製品部１１Ｃ（Ｏリング２０）の仕上がりをきれいにすることもできる。更に、連続部分Ｃ１，Ｃ２を短く且つ薄くした場合には、連続部分Ｃ１，Ｃ２で簡単に製品部１１Ｃと不要部とを分離させることができる。なお、連続部分Ｃ１，Ｃ２の長さと厚さを共に０．１ｍｍ以下とすると、製品部１１Ｃと不要部との分離を一層確実に行うことができる。

なお、仮に連続部分Ｃ１，Ｃ２の厚さが０．２ｍｍよりも厚い場合、分離に必要な破断応力が大きくなるため、製品部と不要部の分離が困難になるという問題が生じる。また、連続部分Ｃ１，Ｃ２の長さが０．２ｍｍよりも長い場合、超音波による振幅運動のエネルギーが連続部分Ｃ１，Ｃ２に集中しにくくなり、連続部分Ｃ１，Ｃ２における剪断力を大きくすることができない。このため、製品部１１Ｃと不要部との分離が難しくなる問題が生じる。

また、図４及び図５に示されるように、連続部分Ｃ１に対する製品部１１Ｃの断面の角度θ３は連続部分Ｃ１に対する第１の肉厚部１１Ｂの断面の角度θ２よりも大きく、同様に、連続部分Ｃ２に対する製品部１１Ｃの断面の角度は連続部分Ｃ２に対する第２の肉厚部１１Ｄの断面の角度よりも大きい。よって、連続部分Ｃ１，Ｃ２における製品部１１Ｃ側に剪断力を集中させることが可能となる。このように、連続部分Ｃ１，Ｃ２の製品部１１Ｃ側に大きな剪断力を働かせることができるので、製品部１１Ｃを優先的に且つきれいに分離することができる。なお、仮に角度θ３が角度θ２よりも小さい場合、連続部分Ｃ１における第１の肉厚部１１Ｂ側に大きな剪断力が働くので、製品部１１Ｃに不要部が残ってしまう可能性がある。

また、上記実施形態では、ゴム成形品として精密ゴム成形品であるＯリング２０を例示した。一般的に、Ｏリング２０をはじめとする精密ゴム成形品は小さいので、１個のゴム材料１０から取得できる精密ゴム成形品の数は多くなる。よって、精密ゴム成形品の場合は、ゴム材料１０から大量の製品部１１Ｃを分離することができるので、製品部１１Ｃの分離を効率よく行うことが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、図４に示される成形部１１を有するゴム材料１０に代えて、図６に示される成形部３１を有するゴム材料を用いてもよい。成形部３１は、半円状の湾曲面３１ａを有する製品部３１Ｃを備えている。このような製品部３１Ｃを備えたゴム材料であっても、液体３に浸漬させて超音波を放射すれば、製品部３１Ｃと第１の肉厚部１１Ｂとの連続部分Ｃ５、及び製品部３１Ｃと第２の肉厚部１１Ｄとの連続部分Ｃ６、に高周波の振幅運動が発生する。そして、連続部分Ｃ５，Ｃ６が剪断破壊されるので、製品部３１Ｃと第１の肉厚部１１Ｂを分離すると共に、製品部３１Ｃと第２の肉厚部１１Ｄとを分離させることができる。従って、Ｏリングとなる製品部３１Ｃのみを得ることができ、上記実施形態と同様の効果が得られる。

なお、２４個の成形部３１を有するゴム材料を液体３に浸漬させて超音波振動子４で超音波を放射する実験を行った結果、実験開始後１〜２分で不要部の分離が認められた。そして、本実験では、２４個中２３個の製品部３１Ｃを得ることができ、また残りの１個の成形部３１でも連続部分Ｃ５を破断することができた。また、製品部３１Ｃに残ったバリの高さは、最大でも０．０２ｍｍであり、ＪＩＳ Ｂ ２４０１−３（Ｏリング−第３部：外観品質基準）に規定されたバリの高さの許容値である０．０７ｍｍ（最も厳しい等級ＣＳ）よりも十分小さい値であった。このように、本実験では、製品部３１Ｃと不要部との連続部分Ｃ５，Ｃ６をきれいに切断することができた。

また、図７に示されるように、平坦部４１Ａと、半球状の湾曲面４１ａを有し切欠き４１Ｂを介して平坦部４１Ａ及び平坦部１２と連続する製品部４１Ｃと、を備えた成形部４１を有するゴム材料を用いることも可能である。この場合も、成形部４１を有するゴム材料を液体３に浸漬させて当該ゴム材料に超音波を放射すれば、製品部４１Ｃと平坦部４１Ａとの連続部分Ｃ７、及び製品部４１Ｃと平坦部１２との連続部分Ｃ８、に高周波の振幅運動が発生する。そして、連続部分Ｃ７，Ｃ８が剪断破壊され、製品部４１Ｃと平坦部４１Ａを分離すると共に、製品部４１Ｃと平坦部１２を分離することができる。従って、Ｏリングとなる製品部４１Ｃを得ることができ、上記実施形態と同様の効果が得られる。

なお、２４個の成形部４１を有するゴム材料を液体３に浸漬させて超音波振動子４で超音波を放射する実験を行った結果、実験開始後１〜２分で不要部の分離が認められ、２４個中２４個全ての製品部４１Ｃを得ることができた。また、上記同様、製品部４１Ｃに残ったバリの高さは最大でも０．０２ｍｍであったため、本実験でも製品部４１Ｃと不要部との連続部分Ｃ７，Ｃ８をきれいに切断することができた。

以上のように、図６に示される成形部３１を有するゴム材料、又は図７に示される成形部４１を有するゴム材料を用いることが可能であり、成形部の形状は適宜変更可能である。また、ゴム材料１０では、１１７個の成形部１１が碁盤の目状に配列されていたが、成形部の個数及び配置態様についても適宜変更可能である。

また、上記実施形態では、液体３として常温の水を用いたが、液体３としては水以外の液体を用いることも可能である。例えば、水に代えて、液体３としてアルコール類、アセトン、四塩化炭素といった有機溶剤等を用いることも可能である。

また、上記実施形態では、ゴム成形品を精密ゴム成形品であるＯリング２０として例示した。しかし、ゴム成形品としては、Ｏリング２０以外のものを用いることも可能であり、例えば、パッキン、ガスケット、Ｄリング、Ｘリング又は角リング等にも本発明を適用することができる。

１…超音波発生装置、２…水槽、３…液体、４…超音波振動子、５…籠、１０…ゴム材料、１１…成形部、１１Ａ…平坦部、１１Ｂ…第１の肉厚部、１１Ｃ…製品部、１１Ｄ…第２の肉厚部、１１ａ…平坦面、１１ｂ…第１の傾斜面、１１ｃ…頂面、１１ｄ…第２の傾斜面、１１ｅ…第３の傾斜面、１１ｆ…頂面、１１ｇ…第４の傾斜面、１１ｈ…第５の傾斜面、１１ｊ…頂面、１１ｋ…第６の傾斜面、１２…平坦部、１２Ａ…平坦面、２０…Ｏリング（ゴム成形品、精密ゴム成形品）、３１…成形部、３１Ｃ…製品部、３１ａ…湾曲面、４１…成形部、４１Ａ…平坦部、４１Ｂ…切欠き、４１Ｃ…製品部、Ｃ１〜Ｃ８…連続部分、θ１〜θ３…角度。

Claims (5)

1. 製品部と前記製品部より肉薄の不要部とが連続して一体となるように成形されたゴム材料を液体に浸漬する工程と、
   前記液体に浸漬された前記ゴム材料に超音波を放射することによって、前記製品部と前記不要部とを分離する工程と、
   を備えたゴム成形品の製造方法。
2. 前記液体は、常温の水である、
   請求項１に記載のゴム成形品の製造方法。
3. 前記製品部と前記不要部とは、前記製品部及び前記不要部に対して肉薄となる連続部分を介して連続しており、
   前記製品部と前記不要部とが連続する方向における前記連続部分の長さは０．２ｍｍ以下であり、前記連続部分の厚さは０．２ｍｍ以下である、
   請求項１又は２に記載のゴム成形品の製造方法。
4. 前記不要部は、平坦面を有する平坦部と、前記平坦面に対して隆起する肉厚部とを有し、
   前記製品部と前記肉厚部とは、前記製品部及び前記肉厚部に対して肉薄となる連続部分を介して連続しており、
   前記連続部分に対する前記製品部の断面の角度は、前記連続部分に対する前記肉厚部の断面の角度よりも大きい、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のゴム成形品の製造方法。
5. 前記ゴム成形品は、精密ゴム成形品である、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のゴム成形品の製造方法。

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