JP2015214058A - 成形金型構造及びシール - Google Patents

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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
1 ,P2 パーティング面
0 シール成形部
S シール
1 ,V2 V字ノッチ

Claims (3)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
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