JP2021126895A - 外部にシリコンゴム層を備えた枠体及びその枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコンゴム層にフラッシュやバリが発生しにくく、製造コストが低廉な外部にシリコンゴム層を備えた枠体及び枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法の提供。
【解決手段】成型工程で、有効結合区域４１と、有効結合区域４１に連結された無効区域４２を備え、有効結合区域４１内に収容空間４４が設けられたシリコンゴム基材４０を金型の成型空間内で成型し、結合工程で、枠体１０又は収容空間４４にシリコンゴムコーティング層を塗布してから、枠体１０を収容空間４４内に配置し、枠体１０とシリコンゴム基材４０を加熱して、シリコンゴムコーティング層と有効結合区域４１に二次加硫を行い、有効結合区域４１を枠体１０の外部に結合させ、分離工程で、シリコンゴム基材４０と枠体１０を取り出した後、有効結合区域４１と無効区域４２を分離して、枠体１０の外部にシリコンゴム層を形成する。
【選択図】図８

Description

本発明は、シリコンゴム層に成型時フラッシュやバリが発生するのを抑制し、生産歩留まりを高め、製造コストを効果的に下げることができる、外部にシリコンゴム層を備えた枠体及びその枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法に関する。

シリコンゴム射出成型は、防水コネクタ、ＭＣＵ、マイクロスピーカー等の各種製品に広く応用されている。
シリコンゴムは、主に、防水、防振または弾力を提供するために用いられる。例えば、特許文献１には、シリコンゴムを用いた防水コネクタを開示している。

従来のシリコンゴム射出成型は、ほとんどがシリコンゴムで被覆する部分を一対の金型内に配置し、該金型内にシリコンゴムを注入して、それが冷却されるのを待ち、直接該シリコンゴムで被覆している。
例えば、防水コネクタに応用する場合、枠体を金型内に配置し、シリコンゴムを直接射出成型または注入成型の方式で枠体上に直接形成し、該シリコンゴムで防水の効果を達する。ＭＣＵ製品上に応用するときは、シリコンゴムを枠体の外部に直接射出成型し、該シリコンゴムを利用して防振の効果を達する。

しかしながら、シリコンゴムの材料特性、即ち良好な流動性を備えていることにより、シリコンゴムを金型内部に注入すると、金型の型閉じ箇所に生じた間隙からシリコンゴムが流出するため、冷却成型後、該シリコンゴムにバリやフラッシュが形成される現象が生じやすく、組み立て上の公差が過大になり、防水効果に影響したり、精度が低下したりする。
このため、シリコンゴムの成型後、大量の人力を用いてバリやフラッシュを取り除く作業が必要であり、これにより製造コストが大幅に増加する。また、金型の型締め力を増加する必要があるために、金型内に多くの穴数を使用して射出を行うことができず、生産効率に影響する。

米国公告第ＵＳ９４４４１７７号明細書

本発明が解決しようとする課題は、シリコンゴム層に成型時フラッシュやバリが発生するのを効果的に改善し、生産歩留まりを高め、製造コストを効果的に下げることができる、外部にシリコンゴム層を備えた枠体及びその枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明の枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法は、成型工程と、結合工程と、分離工程と、をこの順で行い、前記成型工程では、まず内部に成型空間を備えた一対の金型を用意し、該成型空間内でシリコンゴム基材を成型し、該シリコンゴム基材が少なくとも１つの有効結合区域と、該有効結合区域に連結された少なくとも１つの無効区域を備え、かつ該有効結合区域内に収容空間が設けられ、前記結合工程では、前記枠体と前記収容空間のうちのいずれかにシリコンゴムコーティング層を塗布してから、前記枠体を前記収容空間内に配置し、さらに前記枠体と前記シリコンゴム基材を同時に加熱して、前記シリコンゴムコーティング層と前記有効結合区域に対して二次加硫を行い、前記有効結合区域を前記枠体の外部に結合させ、前記分離工程では、二次加硫を経た後の前記シリコンゴム基材と前記枠体を取り出し、続いて前記有効結合区域を前記無効区域から分離して、前記有効結合区域を前記枠体の外部に留まらせ、該枠体の外部にシリコンゴム層を形成する。

一実施形態において、前記有効結合区域と前記無効区域の間に第１連結セクションが形成され、前記有効結合区域を前記無効区域から分離したとき、該第１連結セクションと該有効結合区域の間に少なくとも１つの第１切断面が形成される。

一実施形態において、前記第１連結セクションの厚みが前記有効結合区域の厚みより小さい。

一実施形態において、前記第１切断面が該シリコンゴム層の表面に周設される。

一実施形態において、前記シリコンゴム基材が支持区域を含み、該支持区域が前記収容空間の一側に位置し、かつ該支持区域と前記有効結合区域の間に第２連結セクションが形成され、前記支持区域を有効結合区域から分離したとき、該第２連結セクションと前記有効結合区域の間に少なくとも１つの第２切断面が形成される。

一実施形態において、前記第２連結セクションの厚みが前記有効結合区域の厚みより小さい。

一実施形態において、前記第２切断面が前記シリコンゴム層の表面に周設される。

上記課題を達成するために、本発明の外部にシリコンゴム層を備えた枠体は、枠体と、該枠体の外部に配置され、かつ少なくとも１つの切断面が形成されたシリコンゴム層とを含む。

一実施形態において、前記切断面が該シリコンゴム層の表面に周設される。

一実施形態において、前記切断面の厚みが、該シリコンゴム層の厚みより小さい。

本発明によれば、従来の射出成型方法を利用して直接シリコンゴム層を枠体の外面に形成したときに比べてフラッシュやバリが発生しやすい現象を改善することができ、この結果、人手によって笛ラッシュやバリを取り除く手間を省くことができて、製造コストを大幅に抑えることが可能となる。

実施形態に係る外部にシリコンゴム層が形成された枠体の斜視図である。 実施形態を示す枠体の外部にシリコンゴム層を形成する方法のフローチャートである。 実施形態に係る金型の断面図である。 実施形態に係るシリコンゴム基材、第１モールドベース及び枠体の断面図である。 図４の要部拡大断面図である。 図５の６部分の拡大断面図である。 図５の７部分の拡大断面図である。 実施形態に係る枠体とシリコンゴム基材の分解斜視図である。 実施形態に係る枠体とシリコンゴム基材の結合後の斜視図である。 実施形態に係る枠体とシリコンゴム基材の有効結合区域と無効区域を分離した後の斜視図である。 実施形態に係る枠体及びシリコンゴム基材の支持区域と該有効結合区域を分離した後の斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の外部にシリコンゴム層を備えた枠体は、図１に示すように、枠体１０と、枠体１０の外部を被覆するシリコンゴム層２０を含む。シリコンゴム層２０の表面には少なくとも１つの切断面２１が形成される。

図２から図１１は、枠体の外部にシリコンゴム層を形成する方法を示す。この方法は、成型工程Ｓ１と、結合工程Ｓ２と、分離工程Ｓ３をこの順に行う。

成型工程Ｓ１では、まず金型３０を用意する。
金型３０は、第１モールドベース３１と、第２モールドベース３２とで構成され、第１モールドベース３１と第２モールドベース３２の間に成型空間３３が形成される。
続いて、成型空間３３内に液状のシリコンゴム材料が注入され、シリコンゴム材料が成型空間３３内で冷却成型されると、シリコンゴム基材４０が形成される。
シリコンゴム基材４０は、少なくとも１つの有効結合区域４１と、無効区域４２と、少なくとも１つの支持区域４３を含む。有効結合区域４１は内部に収容空間４４を備え、支持区域４３が収容空間４４の下方に位置する。
また、有効結合区域４１と無効区域４２の間には第１連結セクション４５が形成される。第１連結セクション４５の厚みＨ１は有効結合区域４１の厚みＨより小さい。
有効結合区域４１と支持区域４３の間には第２連結セクション４６が形成される。第２連結セクション４６の厚みＨ２は有効結合区域４１の厚みＨより小さい。

本実施形態において、シリコンゴム基材４０に４つの有効結合区域４１が設置され、無効区域４２が有効結合区域４１の間に連接され、かつ各有効結合区域４１が内部にそれぞれ収容空間４４を備え、各収容空間４４の下方に支持区域４３がそれぞれ設置される。
シリコンゴム基材４０が成型空間３３内部で冷却成型された後、第２モールドベース３２を外し、シリコンゴム基材４０を第１モールドベース３１上に留置させる。本実施形態においては、シリコンゴム基材４０を第１モールドベース３１上に留置させているが、実際には、シリコンゴム基材４０を第１モールドベース３１から取り外してもよい。

結合工程Ｓ２では、まず少なくとも１つの枠体１０を用意する。本実施形態では、シリコンゴム基材４０上に４つの有効結合区域４１が設置されているため、同様に４つの枠体１０を用意し、各枠体１０が各有効結合区域４１に対応する。
枠体１０の外部または各収容空間４４内にはあらかじめシリコンゴムコーティング層を塗布しておき（従来技術であるため、図示しない）、その後、各枠体１０を順に各収容空間４４内に入れる。
さらに、第１モールドベース３１、シリコンゴム基材４０、枠体１０を同時にオーブン（図示しない）内に入れて、該シリコンゴムコーティング層とシリコンゴム基材４０に対して二次加硫を行い、この二次加硫を通じて有効結合区域４１を枠体１０の外部に効果的に結合し、粘着させることができる。

分離工程Ｓ３では、まず有効結合区域４１を無効区域４２から分離する。各有効結合区域４１と無効区域４２の間に第１連結セクション４５が形成されており、かつ第１連結セクション４５の厚みＨ１が有効結合区域４１の厚みＨより小さいため、引き裂く、または切断する方法で有効結合区域４１を無効区域４２から分離することができる。
有効結合区域４１を無効区域４２から分離すると、有効結合区域４１と第１連結セクション４５の相隣する箇所に第１切断面４７が形成される。
本実施形態において、第１連結セクション４５が有効結合区域４１の表面に周設されているため、第１切断面４７が有効結合区域４１の表面を囲んで形成されるが、実用上は、第１連結セクション４５は分断された状態で有効結合区域４１と無効区域４２の間を連接し、第１切断面４７を分断状態で有効結合区域４１の表面に形成してもよい。

続いて、各支持区域４３を各有効結合区域４１から分離し、各支持区域４３が有効結合区域４１から分離されると、有効結合区域４１と第２連結セクション４６の相隣する箇所に第２切断面４８が形成される。
本実施形態において、第２連結セクション４６が有効結合区域４１の表面に周設されているため、第２切断面４８が有効結合区域４１の表面を囲んで形成されるが、実用上、第２連結セクション４６は分断された状態で有効結合区域４１と支持区域４３の間を連接し、第２切断面４８を分断した状態で有効結合区域４１の表面に形成してもよい。
これにより、有効結合区域４１を枠体１０の外部に留まらせ、枠体１０外部にシリコンゴム層２０を形成することができ、かつシリコンゴム層２０上に少なくとも１つの第１切断面４７または第２切断面４８で形成される切断面２１が形成される。

注目すべきは、本発明の製造方法を利用して枠体１０の外面に形成されるシリコンゴム層２０は、従来の射出成型方法を利用して直接シリコンゴム層２０を枠体１０の外面に形成したときに比べてフラッシュやバリが発生しやすい現象を改善することができる点である。
また、シリコンゴム基材４０に複数の有効結合区域４１を設置することができ、かつ同時に複数の枠体１０をそれぞれ複数の有効結合区域４１中に配置することで、大量生産を可能とし、製品歩留まりを向上できるほか、大量の人力によりフラッシュやバリの除去を行う必要がなく、製造コストを効果的に削減することができる。

このほか、枠体１０は、例えば防水コネクタの枠体やＭＣＵの枠体など、各種異なる製品に応用でき、かつ枠体１０は金属またはプラスチックで製造でき、シリコンゴム層２０は防水層または緩衝層として使用することができる。
また、シリコンゴム層２０の形状は製品の種類に応じて設計することができ、金型３０内で有効結合区域４１の形状を変えれば各種異なる製品の構造に対応することができる。

以上は、本発明の実施態様の説明にすぎず、これを以って本発明の権利範囲を限定することはできない。本発明の要旨を逸脱しない修飾や変化はいずれも本発明の権利範囲内に含まれる。

１０ 枠体
２０ シリコンゴム層
２１ 切断面
３０ 金型
３１ 第１モールドベース
３２ 第２モールドベース
３３ 成型空間
４０ シリコンゴム基材
４１ 有効結合区域
４２ 無効区域
４３ 支持区域
４４ 収容空間
４５ 第１連結セクション
４６ 第２連結セクション
４７ 第１切断面
４８ 第２切断面
Ｓ１ 成型工程
Ｓ２ 結合工程
Ｓ３ 分離工程
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２ 厚み

Claims (10)

1. 枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法であって、成型工程と、結合工程と、分離工程と、をこの順で行い、
   前記成型工程では、まず内部に成型空間を備えた一対の金型を用意し、該成型空間内でシリコンゴム基材を成型し、該シリコンゴム基材が少なくとも１つの有効結合区域と、該有効結合区域に連結された少なくとも１つの無効区域を備え、かつ該有効結合区域内に収容空間が設けられ、
   前記結合工程では、前記枠体と前記収容空間のうちのいずれかにシリコンゴムコーティング層を塗布してから、前記枠体を前記収容空間内に配置し、さらに前記枠体と前記シリコンゴム基材を同時に加熱して、前記シリコンゴムコーティング層と前記有効結合区域に対して二次加硫を行い、前記有効結合区域を前記枠体の外部に結合させ、
   前記分離工程では、二次加硫を経た後の前記シリコンゴム基材と前記枠体を取り出し、続いて前記有効結合区域を前記無効区域から分離して、前記有効結合区域を前記枠体の外部に留まらせ、該枠体の外部にシリコンゴム層を形成する、
   ことを特徴とする、枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法。
2. 前記有効結合区域と前記無効区域の間に第１連結セクションが形成され、前記有効結合区域を前記無効区域から分離したとき、該第１連結セクションと該有効結合区域の間に少なくとも１つの第１切断面が形成される、ことを特徴とする、請求項１に記載の枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法。
3. 前記第１連結セクションの厚みが前記有効結合区域の厚みより小さい、ことを特徴とする、請求項２に記載の枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法。
4. 前記第１切断面が該シリコンゴム層の表面に周設される、ことを特徴とする、請求項２に記載の枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法。
5. 前記シリコンゴム基材が支持区域を含み、該支持区域が前記収容空間の一側に位置し、かつ該支持区域と前記有効結合区域の間に第２連結セクションが形成され、前記支持区域を有効結合区域から分離したとき、該第２連結セクションと前記有効結合区域の間に少なくとも１つの第２切断面が形成される、ことを特徴とする、請求項２に記載の枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法。
6. 前記第２連結セクションの厚みが前記有効結合区域の厚みより小さい、ことを特徴とする、請求項５に記載の枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法。
7. 前記第２切断面が前記シリコンゴム層の表面に周設される、ことを特徴とする、請求項５に記載の枠体外部にシリコンゴム層を形成する製造方法。
8. 外部にシリコンゴム層を備えた枠体であって、
   枠体と、
   該枠体の外部に配置され、かつ少なくとも１つの切断面が形成されたシリコンゴム層と、
   を含むことを特徴とする、外部にシリコンゴム層を備えた枠体。
9. 前記切断面が該シリコンゴム層の表面に周設されたことを特徴とする、請求項８に記載の外部にシリコンゴム層を備えた枠体。
10. 前記切断面の厚みが、該シリコンゴム層の厚みより小さいことを特徴とする、請求項８に記載の外部にシリコンゴム層を備えた枠体。

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