JP2015214058A

JP2015214058A - 成形金型構造及びシール

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Publication number: JP2015214058A
Application number: JP2014097559A
Authority: JP
Inventors: 藤原　覚; Satoru Fujiwara; 覚藤原; 寛西村; Hiroshi Nishimura; 克也岡本; Katsuya Okamoto
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2034-05-09
Also published as: JP6294756B2; WO2015170640A1

Abstract

【課題】シール成形品とバリとの分離が容易であり、かつ、分離したシールに、欠損（むしり）や亀裂を生じない金型構造を提供する。【解決手段】シール成形部のシール機能を阻害しない部位に、先細状小突起を形成すると共に、応力集中発生用Ｖ字ノッチを切欠状に形成するための角部42，43，44，45を、備えた成形金型構造。【選択図】図６

Description

本発明は、成形金型構造及びシールに関する。

一般にＯリング等のシールを、射出成形又は圧縮成形するための成形金型構造では、パーティング面が相互に重合分離自在の一対の金型を備え、該パーティング面の夫々に、シール成形のためのキャビティ用溝、及び、その溝の近傍部に配設された副溝を、凹設し、上記キャビティ用溝と副溝の間に微小間隙を有する帯状平行面を配設し、この帯状平行面によって、フィルム状連通路を形成していた。
従って、このような成形金型から製造されるシールは、環状帯状のフィルム部を介して、（副溝によって形成された）やや横断面積の大きい環状バリ部に連結され、上記シールは、バリとしての上記フィルム部及び環状バリ部と一体状として、成形金型から取出される（特許文献１参照）。
取出されたゴム成型体からシールを分離する際、バリの上記フィルム部がシールと分離することが困難な場合があり、さらには、フィルム部がシール部の一部分を引きちぎる（むしり取る）という問題があった。

特開昭６２−１６７０１３号公報

ところで、前述の特許文献１の成形金型では、シンプルなＯリングを成形する金型であり、かつ、パーティング面からＯリング（シール）を個々に独立して取出すものであった。
最近では、多数のシールを、金型から面状フィルムにて連結してシート状に取出す成形方法が提案されているが、シールの種類もＵパッキン等の複雑横断面形状のものを上述のシート状に多数個同時に取出す成形方法に関して本発明者等は鋭意研究・開発を進めているところである。
Ｕパッキン等の複雑横断面形状のシールは、パーティングラインをずらせて製作する必要がある。しかし、パーティングラインがずれると金型製作上、バリの厚さを均等にすることが困難であって、バリの厚さが内径側と外径側で相違し、いずれかのバリ厚さが過大となる場合がある。
このように、過大なバリ厚さとなると、成形品とバリとを分離することが至難となる、という問題があった。しかも、無理にバリを分離除去しようとすると、成形品自身に欠損（むしり）を発生する。

そこで、本発明は、成形品として複雑な横断面形状のシールを、多数個同時にシート状に取出すことが可能であって、しかも、成形品としてのシールに欠損（むしり）を発生せずに、容易かつ確実に、バリから分離できる成形金型構造を提供することを目的とする。
また、シールとして、シール機能を確実に維持しつつ、（バリとしての）面状ライナーから容易に分離できるシールの提供を目的とする。

本発明に係る成形金型構造は、パーティング面が相互に重合分離自在な一対の金型を備えた成形金型構造に於て；シール成形部のシール機能を阻害しない部位に、先細状小突起を形成すると共に、上記バリ側に先細連結部を形成し、さらに、上記小突起の先端と上記先細連結部とを連結する上記分離境界部位に応力集中発生用Ｖ字ノッチを切欠状に形成するための角部を、上記一対の金型の各々が具備している。
また、上記一対の金型には、複数のシール成形部を成形するための複数のキャビティを備えると共に、上記バリを成形する包囲環状空間部を備え、かつ、複数の上記バリをシート状に連結する面状ライナーを成形する微小間隙部が上記一対の金型のパーティング面の相互間に形成されており、さらに、上記角部の少なくとも一つは、横断面矩形凸部によって形成され、上記微小間隙部の厚み寸法内に突入状としたものである。
また、本発明に係るシールは、シール機能が阻害されない部位に突設されていた先細状小突起において、バリが分離除去されている。

本発明に係る成形金型構造によれば、複雑な横断面形状のシール成形品に、むしり等の欠損を生ずることなく、容易かつ能率的に、バリから分離して、取出しできる。
また、本発明に係るシールは、バリから容易かつ能率的に美しく分離して取出しでき、製造し易く、かつ、シール機能を確実に保持している。

本発明の実施の一形態を示す断面図である。図１の要部拡大断面図である。射出成形が完了した高圧型締状態を示す要部拡大断面図である。図１〜図３の成形金型構造によって得られるシート状ゴム成形品の一例を示す平面図である。図２の要部拡大図である。図５の要部のさらなる拡大図である。本発明に係る成形金型構造によって得られるゴム成形品（シール）の一つの要部拡大断面説明図である。本発明に係る成形金型構造によって得られるゴム成形品（シール）の他の要部拡大断面説明図である。本発明に係るシールの一例を説明する断面図である。参考例の成形金型構造を説明するための要部拡大断面図である。図10に示した成形金型構造によって成形されたゴム成形品の要部拡大断面説明図である。図11のゴム成形品において、バリからシールを分離する際の作用を説明するための断面説明図である。図10の金型構造から製造されるシールの一例を示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は要部拡大断面図である。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１〜図３、及び、図５に示すように、パーティング面Ｐ₁ ，Ｐ₂ が相互に重合分離自在な一対の金型１，２を備える。なお、図の上金型を第１金型１と呼び、図の下金型を第２金型２と呼んで説明する場合がある。

この第１金型１・第２金型２には、複数のシール成形部Ｓ₀ を、図４のように、成形するためのキャビティ３が格子状等として（散点状に）配設されている。
なお、図１〜図３に於ては、射出成形用の金型構造を例示し、図１に示すように、第１金型１の上面には熱盤８が固着され、第２金型２の下面には熱盤９が固着され、射出成形工程の次に、加熱加圧によって加硫を行う構成である。22は射出ノズルであり、第１金型１の平面視中央位置のスプルー６に圧接して、生ゴム５を射出注入する構成である。注入された生ゴム５は、スプルー６の軸心と、第１金型１・第２金型２のパーティングＰ₁ ，Ｐ₂ とが交叉する位置Ｘから、 360°放射方向Ｒに生ゴム５が流動して、キャビティをラジアル外方向に順次充填してゆく。

図９（Ａ）は、本発明に係る成形金型構造によって製造されるシールＳを例示し、具体的にはＵパッキンを示している。このＵパッキンの場合、外リップ部30と底壁部31と内リップ部32と、ダストシール用突片部33とを一体に有し、外リップ部30の先端近傍には横断面三角山型の密封用突部34が形成されている。内リップ部32の先端の内径側角部35、突片部33の先端の内径側角部36、及び、密封用突部34が、Ｕパッキン（シールＳ）として、重要なシール機能を発揮する部位である。
そして、図９（Ｂ）（Ｃ）に於て、点々をもって示した先細状小突起37，38は、バリ40が分離した部位である（図７，図８参照）。即ち、小突起37，38は、三角形等の先細状横断面形状であって、前述の内径側角部35，36及び突部34を避け、シール機能が阻害されない部位に、突設され、図７（Ａ）及び図８（Ａ）のように、先細状小突起37，38の先端を介して、バリ40に連続（一体化）している状態から、図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）のように、小突起37，38の先端から切り裂かれて、シール成形部Ｓ₀ からバリ40が分離除去される。

さらに具体的に説明すれば、図４に示したような加硫成形後のシート状ゴム成形品25に於て、その要部の拡大断面形状は、図７（Ａ），図８（Ａ）に示す如く、シール成形部Ｓ₀ とバリ40との分離境界部位41には、応力集中発生用Ｖ字ノッチＶ₁ ，Ｖ₂ が切欠状に両側から形成されている。シート状ゴム成形品25（図４参照）から分離して取出されるシールＳ（図９（Ａ）参照）のシール機能を阻害しない部位には先細状小突起37，38が形成されているが、一方、バリ40側には先細連結部40Ｚを形成し、小突起37，38の各々の先端と、バリ40側の先細連結部40Ｚとを連結することによって、図７及び図８に示すように、分離境界部位41に応力集中発生によって切り裂き（亀裂）が容易に発生するＶ字ノッチＶ₁ ，Ｖ₂ が、形成される。

即ち、本発明における成形金型構造としては、図６に示した如く、前記応力集中発生用Ｖ字ノッチＶ₁ ，Ｖ₂ を形成するための角部42，43，44，45を、第１金型１・第２金型２が具備している。
また、第１金型１・第２金型２には、図４のような複数のシール成形部Ｓ₀ を形成するために、図５，図２等に示す如く、複数のキャビティ３を、平面視散点状に具備している。しかも、図５に示すように、パーティングラインＬ₁ ，Ｌ₂ をずらせて（２本を）配置している。それは、成形されるシールＳが、Ｕパッキン等の比較的に複雑な断面を有するシールであって、形状的にパーティングラインＬ₁ ，Ｌ₂ をずらして金型を製作する必要がある。

図８に示すバリ40は、円板形状であって、その外周端縁がしだいに肉薄形状として、前述の先細連結部40Ｚを形成する。従って、図５等に示すように、円板状空間部46を、第１金型１と第２金型２によって、形成する。また、図７に示すバリ40は、平面視円環状であって、下面が平坦面で、上面が鏡もち形状であって、内周端縁がしだいに肉薄形状として、先細連結部40Ｚを形成する。従って、金型構造としては、そのようなバリ40を形成するために包囲環状空間部47を、図５等に示すように形成する。
しかも、上記包囲環状空間部47によって形成される複数のバリ40（図７参照）は、図４に示すように面状ライナー48によって、一枚のシート状に連結される。（但し、図４ではシール成形部Ｓ₀ の外周を環状に包囲するバリ40を図示省略している。）

金型構造としては、図５と図２に示すように、前記面状ライナー48（図４参照）を形成する微小間隙部ｇが一対の金型１，２のパーティング面Ｐ₁ ，Ｐ₂ の相互間に形成されている。さらに、図６（Ａ）（Ｂ）に示したように、前記Ｖ字ノッチＶ₁ ，Ｖ₂ を切欠状に形成するための角部42，43，44，45の内の少なくとも一つは、横断面矩形凸部50によって形成される。つまり、具体的には、一つの角部42が、矩形凸部50の一つの角部によって、構成されている。
しかも、この横断面矩形凸部50は、図６に示した如く、微小間隙部ｇの厚み寸法内に突入している。つまり、角部42も微小間隙部８の厚み寸法内に突入状である。このような金型構造によって成形されるシート状ゴム成形品25に於て、微小間隙部ｇの厚み寸法に相等しい肉厚寸法ｇ´の面状ライナー48の位置を、図７（Ａ）に２点鎖線をもって示す。

この厚み寸法ｇ´はバラツキが大きく発生する場合があり、例えば、図５に示した２本のパーティングラインＬ₁ ，Ｌ₂ を有する金型構造では、肉厚寸法ｇ´のバラツキが大きくなる。しかしながら、図７（Ａ）に於て、肉厚寸法ｇ´が大きくなった場合、Ｖ字ノッチＶ₁ ，Ｖ₂ が依然接近状態を保っており、しかも、バリ40とシール成形部Ｓ₀ とを分離する外力を付与したときに大きな集中応力がＶ字ノッチＶ₁ ，Ｖ₂ にて発生することで、スムースかつ確実に、バリ40とシール成形部Ｓ₀ とを分離可能である。

即ち、シールＳ自体に食いちぎり等の欠損部や、引き裂き亀裂等を生ずることなく、確実にシール分離作業を行い得る。
なお、面状ライナー48の肉厚寸法ｇ´を、0.05mm〜0.15mmとするのが良く、特に、0.07mm〜0.12mmとするのが好ましい。肉厚寸法ｇ´をこのように設定することで、アンダーカット製品であっても、面状ライナー48とシール成形部Ｓ₀ とバリ40とを一体としたシート状に、金型１，２から、取出すことができる。

ところで、図１〜図３等に示した実施の形態では、射出成形方法に適用する金型構造であったが、これを圧縮成形方法に適用することも自由である。なお、図４に示したシート状ゴム成形品25に於て、28は外周端縁に沿って形成された肉厚（棒）状の外枠バリ部であり、面状ライナー48の外周端縁が連設（一体化）される。そして、この外枠バリ部28は、図１〜図５に示した横断面半円形の凹溝29，29から成る横断面円形の空間部27へ、図３に示すように、流入する生ゴムによって、形成される。

次に、図10〜図12に於て、参考例としての成形金型構造を示す。図13は、この金型構造によって成形されるシールＳを例示し、具体的には、相互に軸心方向摺動可能な摺動部材の一方の環状凹溝に装着して使用される往復動用シールＳである。横断面形状が三角状頂部11と、矩形状胴部12と、溝底側膨出部13を有する。また、胴部12の表て面と裏面に、複数の小突起17が突設され、（図示省略の）環状凹溝に対して溝底面に膨出部13が接するように装入し、三角状頂部11が相手摺動部材に摺動自在に接触して密封作用をなす。しかも、小突起17は上記環状凹溝の側面に接触して、胴部12及び頂部11の側方への倒れを防止できる。

図10は、図13に示したようなシールＳを成形する金型構造を示し、パーティング面Ｐ₁ ，Ｐ₂ が相互に重合分離自在な一対の金型１，２を備える。この一対の金型１，２を、夫々、第１金型，第２金型と呼べば、複数のシール成形部Ｓ₀ を、（既説の実施の形態と同様に、）図４に示す如く、シート状に取出可能なように、複数のキャビティ３を、平面視格子状等に配設して構成されている。生ゴムを射出成形し、その後、加硫を行う等は、既述の実施の形態と同様であり、図１〜図３に比較して、第１金型１と第２金型２以外は、同様の構成とする。

図10（Ｂ）（Ｃ）は、各々、図10（Ａ）のｂ部，ｃ部の拡大図であるが、この図10（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示したように、パーティングラインＬ₁ は１本であり、さらに、円環状キャビティ３の内周近傍と外周近傍には、内周側空間部14と外周側空間部15を、円環状に設ける。この内周側空間部14は、第１金型１と第２金型２のパーティング面Ｐ₁ ，Ｐ₂ に凹設した副溝14Ａ，14Ａによって形成され、また、外周側空間部15は、第１金型１と第２金型２のパーティング面Ｐ₁ ，Ｐ₂ に凹設した副溝15Ａ，15Ａによって形成される。

小幅寸法のフィルム状連通路16Ａを介して、キャビティ３と内周側空間部14とが連通連結され、また、小幅寸法のフィルム状連通路16Ｂを介して、キャビティ３と外周側空間部15とが連通連結されている。図10（Ａ）に於て、内周側空間部14の断面積はキャビティ３の断面積よりも十分に小さいと共に、平面視円形の微小間隙部ｇをもって、内周側空間部14の内周縁は連通連結されており、図11（Ａ）に示したシール成形部Ｓ₀ に於て、内周側空間部14にて成形された内周側バリ40Ａは、平面視円形の微小間隙部ｇにて成形された円板状シート部18に連結されて、全体円盤状バリ40Ｃを構成する。
他方、小幅寸法のフィルム状連通路16Ｂを介して、連通連結された外周側空間部15の断面積はキャビティ３の断面積よりも十分に小さいと共に、この外周側空間部15の外周縁は、図４に於て説明した面状ライナー48を成形するための微小間隙部ｇ（図10（Ａ）の右端参照）に連通連結され、多数個の外周側空間部15にて成形される外周側バリ40Ｂ（図11（Ａ）参照）の全数は、面状ライナー48と一体として、シート状に分離除去可能である。

そして、図10に示すように、前記フィルム状連通路16Ａ，16Ｂを形成する第１金型１の刃先幅Ｗ₁ と、第２金型２の刃先幅Ｗ₂ とを、相違させる。図10では、Ｗ₁ ＞Ｗ₂ に設定している。例えば、Ｗ₁ を0.01mm、Ｗ₂ を0.03mmに設定する。但し、キャビティ３の内面に段差を生じないように、副溝14Ａ，14Ａ；副溝15Ａ，15Ａに於て、段差が生ずるようにする。

図10に示す金型構造にて成形されたゴム成形品25の要部拡大図を、図11として示すと共に、さらなる拡大図を図12に示す。この図11と図12に示すように、シール成形部Ｓ₀ と、バリ40Ａ，40Ｂとの各境界部位には、相違する刃先幅Ｗ₁ ，Ｗ₂ に対応する小幅Ｗ₁ ，大幅Ｗ₂ の上面・下面に有する分離用薄肉部19が形成される。但し、シール成形部Ｓ₀ に於て、分離境界部位は、連続面状として段差の無い形状であって、バリ40Ａ，40Ｂ側に段差を有する（図12（Ａ）（Ｂ）参照）。
その後、シール成形部Ｓ₀ を固定保持し、バリ40Ａ，40Ｂを、矢印Ｆ方向に外力を付与することで、バリ40Ａ，40Ｂを分離して除去し、図13に示すようなシールＳを得る。

矢印Ｆ方向にバリ40Ａ，40Ｂに外力を付与すると、分離用薄肉部19は上方凸状に弾性変形を生じるが、小幅Ｗ₁ である上面19Ａは、大幅Ｗ₂ である下面19Ｂよりも伸び方向の弾性変形が難しいため、Ｖ字ノッチＶ₃ 又はＶ₄ に於て応力集中に伴う大きな引裂力が発生し、矢印Ｇ₃ ，Ｇ₄ の方向に引き裂かれる。特に、シール成形部Ｓ₀ 側のＶ字ノッチＶ₃ から発生する矢印Ｇ₃ 方向の亀裂は、シールＳ側には向かわずに必ず薄肉部19に向かうので、シールＳに引き裂きやむしり等の欠損を生ずることなく、バリ40Ａ，40Ｂが、美しく分離する。なお、図10〜図13に示した場合にあっても、射出成形法に限らず、圧縮成形法にも、適用自由である。

以上述べたように、本発明は、パーティング面Ｐ₁ ，Ｐ₂ が相互に重合分離自在な一対の金型１，２を備えた成形金型構造に於て、シール成形部Ｓ₀ のシール機能を阻害しない部位に、先細状小突起37，38を形成すると共に、上記バリ40側に先細連結部40Ｚを形成し、さらに、上記小突起37，38の先端と上記先細連結部40Ｚとを連結する上記分離境界部位41に応力集中発生用Ｖ字ノッチＶ₁ ，Ｖ₂ を切欠状に形成するための角部42，43，44，45を、上記一対の金型１，２の各々が具備している構成であるので、Ｖ字ノッチＶ₁ ，Ｖ₂ を確実に、かつ、容易に形成でき、シールＳとして欠損部や亀裂のない美しい、かつ、シール機能を完全に維持したシールを製造できる。

また、本発明は、上記一対の金型１，２には、複数のシール成形部Ｓ₀ を成形するための複数のキャビティ３を備えると共に、上記バリ40を成形する包囲環状空間部47を備え、かつ、複数の上記バリ40をシート状に連結する面状ライナー48を成形する微小間隙部ｇが上記一対の金型１２のパーティング面Ｐ₁ ，Ｐ₂ の相互間に形成されており、さらに、上記角部42，43，44，45の少なくとも一つは、横断面矩形凸部50によって形成され、上記微小間隙部ｇの厚み寸法内に突入状とした構成であるので、シート状にゴム成形品を金型から能率良く取出すことができると共に、このシート状ゴム成形品から容易にシールを分離できる。さらに、２本のパーティングラインＬ₁，Ｌ₂ を有する複雑な横断面形状のシールＳを、能率良く、美しく製造可能となった。

また、本発明に係るシールは、シール機能が阻害されない部位に突設されていた先細状小突起37，38において、バリ40が分離除去されているので、シール性能が常に安定して確保された高品質のシールとなり、しかも、製造が容易である。

１（第１）金型
２（第２）金型
３キャビティ
37 先細状小突起
38 先細状小突起
40 バリ
40Ｚ先細連結部
41 分離境界部位
42，43，44，45 角部
47 包囲環状空間部
48 面状ライナー
50 横断面矩形凸部
ｇ微小間隙部
Ｐ₁ ，Ｐ₂ パーティング面
Ｓ₀ シール成形部
Ｓシール
Ｖ₁ ，Ｖ₂ Ｖ字ノッチ

Claims

パーティング面（Ｐ₁ ）（Ｐ₂ ）が相互に重合分離自在な一対の金型（１）（２）を備えた成形金型構造に於て、
シール成形部（Ｓ₀ ）のシール機能を阻害しない部位に、先細状小突起（37）（38）を形成すると共に、上記バリ（40）側に先細連結部（40Ｚ）を形成し、さらに、上記小突起（37）（38）の先端と上記先細連結部（40Ｚ）とを連結する上記分離境界部位（41）に応力集中発生用Ｖ字ノッチ（Ｖ₁ ）（Ｖ₂ ）を切欠状に形成するための角部（42）（43）（44）（45）を、上記一対の金型（１）（２）の各々が具備していることを特徴とする成形金型構造。
上記一対の金型（１）（２）には、複数のシール成形部（Ｓ₀ ）を成形するための複数のキャビティ（３）を備えると共に、上記バリ（40）を成形する包囲環状空間部（47）を備え、かつ、複数の上記バリ（40）をシート状に連結する面状ライナー（48）を成形する微小間隙部（ｇ）が上記一対の金型（１）（２）のパーティング面（Ｐ₁ ）（Ｐ₂ ）の相互間に形成されており、さらに、上記角部（42）（43）（44）（45）の少なくとも一つは、横断面矩形凸部（50）によって形成され、上記微小間隙部（ｇ）の厚み寸法内に突入状とした請求項１記載の成形金型構造。
シール機能が阻害されない部位に突設されていた先細状小突起（37）（38）において、バリ（40）が分離除去されていることを特徴とするシール。