JP2635116B2 - パネルの穴の充填・密封埋め材及びその製造方法 - Google Patents

パネルの穴の充填・密封埋め材及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自己回り止め、自己密封性を有する射出成
形可能なプラスチック製の穴充填用の埋め材（plug）、
及びかかる埋め材の製造方法に関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ 自動車、冷蔵庫、ストーブその他の機器を製造する場
合、自動車の床パン、ドアパネル、その他の垂直に配向
させたパネルのような金属製のパネル部分が使用され
る。該パネル部分には、各種形状及び寸法の開口部又は
穴が形成されており、これらの開口部から工具をアクセ
スさせ、パネルをその支持体に取付け、又は自動車の他
の構成要素に取付け、あるいは機器をパネルの内側に取
付ける。組立て完了したならば、上記穴は充填し、パネ
ルを元の形状に復旧させる必要がある。従来、金属製の
鍛造品による埋め材が使用されており、かかる鍛造品に
よる埋め材は、熱溶融型接着剤を使用し、又は、溶接、
ろう付けにより、あるいは、交換可能な金属製埋め材と
パネル間の重なり合い部分にねじ等をねじ込むことによ
り適所に固定されている。
かかる金属製の交換可能な埋め材を使用するために
は、交換可能な埋め材を予め製造し、手で組み立てなけ
ればならないが、これら作業は、時間を要すると共に、
コストが嵩み、しかも、多くの労力を必要とするため、
これら作業を全て不要であるようにすることが望まれて
いる。
本発明の出願人が特許権者である米国特許第4,081,87
9号は、本発明に最も近い公知の技術を開示するもので
あり、上記米国特許は、硬質の回り止め部分と、軟質の
密封部分とからから成るグロメット（grommet）又は埋
め材ボタンを開示している。該硬質の回り止め部分は、
穴を囲繞する状態にて該穴から外方向に間隔を隔てて配
設されたパネル面に対して回り止めされる一方、該軟質
の密封部分は、この密封部分の外周と穴の内周の全部が
接触することにより、穴内のグロメットを密封する。上
記米国特許に開示されたグロメットの硬質の回り止めプ
ラスチック材料、及び軟質の密封プラスチック材料は、
ビニル、望ましくは、塩化ビニル樹脂のようなプラスチ
ゾルとして注型可能な熱可塑性材料、又は熱硬化性材
料、もしくはその混合体とする。グロメットは、硬質の
プラスチゾルを開放した金型内に吹き付けて形成し、一
部分がゲルしたならば、軟質のプラスゾルを金型内に吹
き付けて上記一部ゲル化した硬質部分と接触させ、その
後、２種類のプラスチゾルを高温にて同時に加硫するこ
とにより、単一のグロメット、又は埋め材構造体を形成
する。
本発明の回り止め部分又は密封部分いずれを形成する
ためにもビニルプラスチゾルでは、満足し得る結果は得
られない。
米国特許第3,753,549号、同第3,804,366号、及び同第
4,139,590号は、空調又は暖房用ダクトに使用可能なダ
ンパ、ヒータ、ドアのような流量制御装置及びかかる装
置の製造方法を開示している。米国特許第3,753,549号
及び同第3,804,366号に開示されたダンパドアは、化学
的性質が異なるため、暖房部分を金型内に注型したと
き、相互に接着し得ない２種類の材料にて製造されてい
る。開示された硬質の材料は、熱硬化可能なエポキシ硬
質材料であり、軟質の材料は、熱可塑性のビニルプラス
チゾルである。上記接着上の問題点を解決するため、上
記米国特許第4,139,590号の方法は、混合体を金型内に
注型する前に、ビニルプラスチゾルの一部をエポキシ系
の硬質部分に予備混合する段階と、その後、エポキシ−
塩化ビニル樹脂プラスチゾルの一部ゲル化した予備混合
体上により多くのビニルプラスチゾルを浮かせる段階
と、及びこれら２つの成分を高温にて一緒に加硫する段
階とを備えている。
本発明の埋め材は、先の２つの米国特許のヒータドア
と構造的に異なっている。それは、ヒータドアは、硬質
の回り止め部分のない流量制御装置であるからである。
かかるダンパドアは、自己回り止め性も、又、自己密封
性もなく、パネルの穴を埋めたり、該穴を恒久的に密閉
することを目的とするものでもない。
本発明の埋め材を製造するために採用する共射出成形
方法は、米国特許第4,139,590号の方法とは、基本的に
相違しており、軟質のプラスチック材料と硬質の熱硬化
性樹脂の混合体を金型内に注型する前に、そのプラスチ
ック材料の一部と熱硬化性樹脂を予備混合させる段階
や、注型後、軟質部分及び硬質部分の加硫を確実なもの
とするために加熱する段階は備えていない。
本発明の埋め材は、又、上記米国特許第4,081,879号
のグロメット及び埋め材ボタンと構造的に相違してお
り、パネルの穴、又は、開口部を充填し、さらに、埋め
材を適所に回り止めする本発明の埋め材は、中央部分
が、高強度であり、引張り強度及び衝撃強度が大きく、
針入又は亀裂に対する抵抗力が大きいといった金属状の
特性を備えている。
一方、上記米国特許第4,081,879号のグロメットの穴
充填部分は、軟質のビニル本体部分であり、このビニル
本体部分は、弾性シールとしても機能する。該米国特許
第4,081,879号の構造体が、グロメットである場合、硬
質のロツク部分は、環状リングだけであり、穴充填用の
中央部分は、軟質のビニル本体部分である。この中央部
分は、少なくとも１つの可撓な突起を備える軟質のビニ
ル本体部分である。この可撓な突起は、パネルの穴を通
って伸長するワイヤ、ロッド等の支持体を提供する、軟
質部分を通って伸長する中央穴を備えている。同様に、
米国特許第4,081,879号の構造体が、埋め材ボタンであ
る場合、硬質のロツク部分は、環状リングだけであり、
穴充填用の中央部分は、軟質の本体部分である。この本
体部分も又、密封作用を行うが、その中央部分には、ワ
イヤ等を通すための突起又は穴が存在しない（第４図参
照）。
本発明の共射出連続成形方法は、上記米国特許第4,08
1,879号には開示されておらず、コンベヤ上に位置決め
された、開放端を有する同一の多数のダイスにビニルプ
ラスチゾルを吹き付ける米国特許第4,081,879号の方法
とは異なっている。このコンベヤは、プラスチゾルを充
填した金型を加硫炉内に搬送し、加硫すると共に、硬質
の回り止めリング部分と、軟質の中央部分と、及び密封
部分とを接着させ、単一のグロメット又は埋め材ボタン
を形成するためのものである。
これに反し、本発明の共射出方法は、射出成形機を使
用する方法であり、この射出成形機が、先ず、溶融した
熱可塑性材料を第１金型キャビティ内に射出し、硬質の
穴充填・回り止め材料を形成し、次いで、該射出部分の
材料を僅かに冷却させ、該金型を割り出して第２金型キ
ャビティと接触させ、溶融した軟質の熱可塑性材料を該
第２キャビティ内に射出し、軟質の密封部分を形成し、
次いで、射出された軟質及び硬質の材料をさらに一緒に
冷却させることにより、本発明の単一の埋め材を形成す
るものである。
本発明の主な目的は、金属製の埋め材と比べ、より低
廉に製造し、かつ取り付けることの出来る、パネルの穴
を充填するための非金属製の取り付け容易なプラスチッ
ク製の埋め材であって、しかも自動車や機器を製造する
ため、従来から使用されてきた金属製埋め材に代替し得
る部品として安全に使用出来る埋め材を提供することで
ある。
本発明の別の目的は、化学的に適合し得る２種類の熱
可塑性樹脂材料を１つの金型内に連続的に注型し、冷却
時、金属状の特性を呈する硬質の強度の大きい穴充填・
回り止め部分と、穴の内周面と弾性的に、かつ干渉的に
接触することにより該埋め材を穴内に主として密封する
と共に、埋め材を穴内に取り付ける際に加わる力と同一
方向に加わる力により、埋め材が穴から外れるのを阻止
する軟質部分とを備えた単一体の埋め材を形成し得る任
意の形状の自己回り止め性、自己密閉性を有するプラス
チック製の埋め材を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、冷却時、本発明の単一の
埋め材を形成する多数個取り金型内に化学的に適合し得
る溶融した２種類の熱可塑性樹脂材料を注型することに
より、本発明の改良したプラスチック製埋め材を製造す
る連続的製造方法を提供することである。
［課題を解決するための手段］ 本発明の埋め材は、これまで使用されてきた金属製埋
め材に取って代わり、従来必要とされていた労力の多く
を不要とするのに適したものである。該埋め材は、各々
熱可塑性樹脂であり、化学的に同質で適合し得るプラス
チック材料により製造し、この埋め材を穴からぱちっと
挿入して該パネルの穴、又は開口部穴内の適所に回り止
めされると同時に、穴の内周に密封され得るような形状
とする。
該埋め材は、自己回り止め性、及び自己密封性を有
し、しかも自動車内にて安全に使用するのに必要な全て
の特性を備え得るように選択した射出成形可能なプラス
チック構成要素にて製造される。上記特性とは、パネル
の片側から埋め材の中央穴充填部分に作用する集中力に
より外れるのを防止する抵抗力が大きいこと、特に外部
から作用する力による針入、又は刺し傷に対する抵抗力
が大きいこと、穴からの水分、ガス又は水の漏洩に対す
る密封抵抗性を備えること等である。
穴充填・回り止め部分は、自己回り止め性を有し、所
期の使用期間中の温度範囲に亙って、穴からの外れに対
する抵抗性、耐衝撃性、及び貫通抵抗性を備えるのに必
須の強度及び硬さを有する材料にて形成する。密封部分
は、穴の内周に押し付けたとき、十分変形するのに必要
な強度を備えた化学的に適合し得る材料にて製造する。
これにより、単一体の埋め材を穴内に挿入し、米国特許
第4,081,879号の明細書に記載されたグロメット（gromm
et）による密封と概ね同様の方法にて、埋め材の弾性的
な周縁部分とパネルの穴の内周面間に必要な密封効果を
提供することが出来る。
本発明の方法は、適合し得る２種類の熱可塑性材料を
金型内にて射出成形する方法である。これら２種類の材
料は、冷却時、金型内にて、一体となり、単一体の埋め
材を形成する。該埋め材は、金属状の性質を有する材料
を射出し、穴充填・回り止め部分を形成する段階と、該
回り止め部分を僅かに冷却させる段階と、弾性的で軟質
な材料を上記と同じ金型内に射出し、依然として高温状
態の上記回り止め部分と接触させることにより、密封部
分を形成する段階と、さらに、上記部分を冷却し、かく
て、本発明による単一体の二重デュロメータ埋め材を形
成する段階とを備えることを特徴とする、共射出によ
り、化学的に適合し得る、２種類の熱可塑性材料を射出
成形する方法である。
［実施例］ 第２図、第４図、第６図及び第８図は、本発明の埋め
材の異なる形態による実施例を示す図であり、第４図及
び第８図は、以下により詳細に説明するように、自動車
のドアパネル及び床パネルに使用する埋め材の好適な実
施例を示す図である。
第１図は、典型的なパネルの穴に取り付けたときの、
本発明による埋め材を示す図である。全体として10で示
したこの埋め材は、第２図及び第３図にさらに詳細に示
してある埋め材である。パネル12の切り欠き部分14は、
例えば、その上面が乗客室内に露出した自動車の床パネ
ルである。該パネル12は、一般に自動車の組立時、組立
作業を可能にするための工具アクセス穴として提供され
る型式による楕円形穴16の切り欠き部分を備えている。
該埋め材10は、穴16を完全に充填し、適所に回り止めさ
れ、以下にさらに説明する方法にて、全内周と干渉接触
することにより、主として密封作用をする。埋め材10
は、又、第２に、穴16を囲繞する状態にて、該穴16から
間隔を隔てて外方向に配設された外側フランジ又は翼部
分18間に接触することにより密封作用を行う。埋め材10
は、床パネル12の上面の概ね平坦な連続部分を形成する
が、通常は、カーペット、ゴムマット等により覆われて
いるため、外部から見えないようになっている。硬質の
回り止め手段が、穴から突出して、かつ下方を向いてい
るため、床パネルの下方に露出した埋め材の全表面が、
埋め材の硬質で堅牢な穴充填部分となる。埋め材を取り
付けて、穴16を充填するための埋め材の取り付けは、通
常、全体として20で示したテーパー付きの回り止め部分
を床パネル12の上面から穴16内に挿入して行われる。
第２図及び第３図に示すように、埋め材10は、硬質の
回り止め・穴充填部分20と、及び全体として22で示した
軟質で弾性的に密封する穴覆い部分とを備えている。上
記部分18、20の形成に適した材料は、以下により詳細に
説明するが、一般に、各材料とも、溶融状態にて適当な
形状の金型キャビティ内に射出し得る熱可塑性樹脂材料
である。さらに、これら材料は、化学的に十分に類似
し、冷却時、硬質材料と軟質材料同士が接触することに
より、結合し、単一体の埋め材を形成することが出来
る。
回り止め部分20は、全体として、長円形又は皿形であ
り、穴充填中心部分24を備えている。この中心部分24
は、概ね平坦であり、26で示した個所が上方及び外方向
に滑らかに湾曲し、その終端は、全体として、テーパー
付きの楕円形の環状リングに達し、その外周下端に上面
28と、及び張り出し部30を有する三角形の断面を備えて
いる。第３図の左側に示すように、パネル12の穴16の内
周は、張り出し部分30の外周より若干小さく、組み立て
た時、張り出し部30は、穴16の周囲のパネル12の外面、
又は底面33に重なり合い、かくて、穴16の360゜全周に
直接接触することにより、回り止め作用をする。
埋め材10が穴16を密封する方法は、第３図の右側を参
照することにより理解することが出来る。それは、第３
図には、パネル12は、仮想線で示してあるため、張り出
し部30に近接する弾性的密封部分22の成形したままの形
状及び位置が36で明瞭に示してあるからである。図示す
るように、弾性的部分22は、ブラケット止め部分32によ
り示した密封帯状面を形成する。該ブラケット止め部分
32は、張り出し部30と同一、又は概ね同一の周縁寸法を
備えており、下方に溝34まで達する張り出し部30の周縁
寸法の軸方向の延長部を概ね構成している。硬質の回り
止め部分20を穴内に挿入したとき、張り出し部30の周縁
寸法が、穴より大きく、しかも、回り止め部分20が、非
常に剛性で、かつ半径方向の圧縮力に対して抵抗し得る
ため、軸方向に直接挿入させることができない。このた
め、パネル12の穴16内に挿入するためには、埋め材10
は、上向き、又は、斜めにしなければならない。この点
に関し、埋め材10は、同様の方法にてパネルの穴内に挿
入される、米国特許第4,081,879号の添付図第１図、第
６図及び第７図に示されたグロメット10と同様である。
要するに、埋め材10の張り出し部30の一部が、穴16内に
挿入され、穴16の平面に対し概ね平行な方向に力を加え
ることにより、張り出し部30に近接する密封帯状面32の
部分は、箇所36にて撓み、又は圧縮され、穴16の内周と
の接触箇所にて、張り出し部30の反対部分を十分に撓ま
せ、第６図の左側に示した挿入位置にぱちっと嵌入され
る。穴16の外周に沿って僅かに数千分の一インチだけ重
なり合うように構成した埋め材の場合、及び僅かに必要
なだけ半径方向に撓み得るように、硬さを選択した張り
出し部分30の場合にて通常そうであるように、このよう
にぱちっと嵌入したならば、上記張り出し部30の反対部
分が弾性的密封帯状面32及び内周16間に接触することに
より、干渉密封が形成される。この干渉密封は、密封部
分22の材料の弾性と、硬質の堅牢な張り出し部30に起因
する延伸力との組み合わさった作用による。尚、この延
伸力は、張り出し部30が弾性材料に引張り力、又は延伸
力を作用させ、その結果、弾性材料が、第３図の左側に
示した圧縮された組立状態の位置まで撓むために生じ
る。
密封部分22は、中央部分38を備えている。この中央部
分38は、回り止め部分20の中央部分の上になり、かつ該
中央部に接着されて、該中央部と一体化される。さら
に、該中央部分38の外周には、上方向及び外方向に伸長
する翼部分18が設けられている。該翼部分18は、成形し
た時の状態が第３図の右側に示してあり、パネル12の穴
16内に取り付けた後の偏平化し、又は、撓んだ第２密封
位置にあるときの状態が第３図の左側に示してある。翼
部分18が存在するため、穴16周囲のパネル12の平坦面と
弾性的に圧力接触することによる密封効果に加えて、例
えば、乗客が自動車の床パネルの埋め材10を直接踏むこ
とによる集中力のような下向きの力が、中心面38に加わ
ることによって埋め材10が穴から外れるのを防止する効
果が得られる。かかる場合、中心部分24が撓み、上にな
る弾性的な中心部分38と一体的に接着されることに対す
る抵抗力は、下向きの外れ作用に対する主要な抵抗力を
構成するが、翼部分18も又、大きく寄与する。翼部分1
8、及びパネル12の内端の下になる密封帯状部分の質量
は、弾性ではあるが、圧縮力に十分抵抗することが出
来、穴16を通ることが出来る。
第４図及び第５図には、変形例による埋め材10が示さ
れている。この第４図及び第５図に示した埋め材10は、
第２図の埋め材と比べ、硬質な密封部分20の構造が異な
っている。即ち、この埋め材10では、穴16周囲のパネル
12の平坦面とより強く回り止め作用可能に表面干渉し、
より大きい寸法の埋め材、又は、苛酷な条件にて使用さ
れる埋め材の外れに対し一層良く抵抗することが出来
る。第４図の埋め材は、又、密封効果を増大させ得るよ
うな構造に変えてある。第５図に示すように、硬質の回
り止め部分20は、環状の回り止めリング20と一体的に成
形して、周縁に沿って間隔を隔てて配設した複数の控え
壁型式の補強用突起38を備えている。図示するように、
４つの控え壁部材38が、回り止めリング20の湾曲する端
部に位置決めされている。しかし、控え壁部材の配設位
置及び数は、必要に応じて変えることが出来、例えば、
仮想線で示す追加的な控え壁38Aを設け、例えば、自動
車の走行中、道路上の物体が埋め材10の下部にぶつかる
等して、中央部分24Aに力が作用することによって穴か
ら外れないようにすることが出来る。控え壁38の断面
は、第５図の左側に示してある。回り止めリング20のテ
ーパ付きの外面から外方向に伸長する突起の形状及びそ
の伸長程度は、該回り止めリング20の頂部から底部にか
けて増大し、控え壁38の下端部39において最大となる。
張り出し部30の外端縁における伸長程度は、下端部39が
第５図の左側にてパネル12の上面と重なり合う状態と第
５図の右側に示した張り出し部30の外寸法と比較するこ
とにより、理解することが出来る。下端部39にて外方向
に伸長する追加的突起は、取り付けたとき、パネル12の
隣接面とさらに重なり合う。この追加的な重なり合いに
より、パネル12の下方から、埋め材10の端部方向に加わ
る集中力に起因する穴からの外れに対する抵抗力が増大
する。回り止め部分20も又、第３図に示した欠ける箇所
のない完全な三角形のリング状の断面構造から、第５図
の右側に示したＶ字形の二重脚構造40、40Aに変えてあ
る。この変形は、特に、大きい埋め材の場合、埋め材の
横方向の剛性を低下させ、かかる埋め材をその穴内に挿
入する力が少なくて済むようにする点で有効である。
埋め材10の密封変形例は、第５図の右側を参照するこ
とにより理解することが出来る。張り出し部分30は、そ
の周縁寸法が、ブラケット止め部分32Aにより示した連
続的な密封帯状面の外径より僅かに小さい。このため、
取り付け中、パネル12の内端が張り出し部分30と連続
し、かつ該張り出し部分30から外方向に伸長する弾性材
料と接触し、かつ該弾性材料を圧縮するため、密封帯状
面32Aの周縁は、さらに、半径方向に圧縮される。上記
２つの変形例により、第４図に示した埋め材の構造体
は、例えば、トラックの床パネル等の大形の埋め材の場
合のように、穴からの外れに対するより大きな抵抗性、
及びより優れた密封作用を必要とする最も条件の厳しい
状態にて使用するための好適な実施例となる。
第６図及び第７図の埋め材は、第２図の埋め材の変形
例であり、第４図に示した控え壁38と同一の控え壁を備
えているが、第５図に32Aで示したような、第２図の密
封帯状面32の変形部分は備えていない。
埋め材10の別の好適な型式による埋め材が、第８図及
び第９図に示したある。全体として、41で示したこの三
角形の埋め材は、自動車のドアの工具アクセス穴を充填
し、かつ密封し、よって、外側の後写鏡が取り付け得る
ようにしてある。この埋め材は、ドアヒンジに隣接する
ドアの内端を形成する、ドアを閉めない限り外部から見
えないドアパネルに取り付けられる。埋め材41は、第３
図の対応する回り止め部分20の断面形状と類似した、欠
ける箇所のない完全な三角形の断面形状を備えている。
埋め材41は、さらに、ブラケット止め部分44により示し
た密封帯状面を備えている。この密封帯状面は、張り出
し部分46の外周縁と概ね同一の外周縁寸法を備えてお
り、該張り出し部分46の軸方向の連続部分となってい
る。翼部分48は、第３図に示した埋め材10の翼部分18と
概ね同様であり、埋め材41は、第２図、第４図及び第６
図に示した埋め材10について上述したように、取り付け
ると、回り止め作用があり又、自動的に密封作用をす
る。
上述のように、本発明の埋め材の所期の使用条件は、
特に自動車の製造において、苛酷であり、安全上の配慮
から、埋め材は、従来、通常、鋼、アルミニウムといっ
た金属製の埋め材でのみ達成可能であった、物理的及び
機械的性質を備えることが要求されている。例えば、該
埋め材は、例えば、約100時間といった長時間に亙り、
−40CF乃至260CFの温度領域にて自己回り止め状態に適
所に維持されなければならない。さらに、該埋め材は、
穴内に密封され、室温、即ち、約70乃至75CFの温度に
て、６インチ水頭圧を使用して10分間の静圧漏れ試験を
行ったとき、水の漏れを防止することが出来がければな
らない。かかる埋め材は、穴充填部分の概ね中心に加わ
る、少なくとも75乃至100ポンドの押出し力を受けたと
き、床のパン穴から外れないようにしなければならな
い。尚、上記押出し力は、埋め材を適所に挿入し、又
は、ぱちっと嵌入させるために加わる力と反対方向に作
用させ、さらに、２回目の試験時には、上記埋め材を挿
入するための力と同一方向に作用させる。かかる床パン
の埋め材は、自動車が未舗装の悪路を走行するときの飛
石、その他の物による亀裂又は針入に耐え得る十分な引
張り力、衝撃力を備えなければならない。該埋め材は、
さらに、少なくとも５年間、又は、それ以上、膨張、又
は収縮に起因する不当な温度変形に耐え、埋め材の外面
に撥ねる虞れのある弱酸性又はアルカリ性溶液に対する
抵抗性がなければならない。
本発明によると、２種類の熱可塑性樹脂材料を単一体
に結合させることにより、本発明の良好に機能し得る埋
め材を形成するのに必要とされる全ての物理的及び機械
的特性を備え、これと同時に、多数個取り金型内に共射
出することにより、本発明の単一体の埋め材を形成する
のに十分な程度、相互に化学的に適応し得る２種類の材
料を提供することが出来る。本発明の硬質の穴充填・回
り止め部分を形成するのに適した熱可塑性材料の型式
は、プラスチック及び電気絶縁体のロックウエル硬さの
ASTM方法D785により測定したとき、デュロメータ硬さ
が、ロックエウルＲ目盛りで約60乃至約110のポリオレ
フィン樹脂、特に、ポリプロピレンとすることが望まし
い。本発明の埋め材の硬質の回り止め部分を形成するの
に使用する当発明者が知り得る最良の材料は、量で約８
乃至約32％、望ましくは、重量で約10乃至２％のガラス
繊維で強化したポリプロピレン樹脂系の材料である、バ
ランスポリプロピレンである。該材料は、射出成形後、
ASTM方法D785により、ロックウエルＲ目盛りによる硬さ
が約75乃至約100の範囲にある硬質の回り止め部分を形
成する。
使用に適した最良のガラス繊維は、長さが約3.175mm
（1/8′）乃至約6.35mm（1/4′）のチョップドストラン
ドである。かかる繊維は、典型的に、径対長さの比が２
乃至20、好ましくは、約３乃至16の範囲にあるようにす
る。多数の汎用ポリプロピレン材料が良好に使用するこ
とが出来、しかも、Hercules′のHimontポリプロピレン
汎用樹脂Pro−Fax 6323及び6523、Exxon,Gulf又はAmoco
のポリプロピレン単独重合体といった米国製の多数の製
品が利用可能である。
本発明の埋め材の軟質な密封部分を形成するのに使用
するのに適した熱可塑性材料は、概ね、熱可塑性の結晶
性ポリオレフィン樹脂と、モノオレフィン共重合体との
混合体からなる熱可塑性のゴム状材料である。この混合
体は、好適なデュロメータ硬さが、約64ショアＡ乃至約
50ショアＤの範囲内にあり、強度及び密封の点で使用条
件の緩い場合、硬さは、約55ショアＡ乃至約55ショアＤ
±10％の範囲内にあるようにすることが出来る。この型
式の適当な組成は、米国特許第4,130,535号及び同第4,3
11,628号の明細書に開示されている。上記混合体中の好
適な結晶性ポリオレフィン樹脂は、ポリプロピレンであ
り、混合体中の加硫処理したモノオレフィン共重合体ゴ
ムは、一般に業界にてSPDMゴムとして公知であり、イオ
ウ又は過酸化物加硫剤のいずれかにより良好に加硫処理
することが出来、望ましくは、米国特許第4,311,628号
の明細書に開示されているように、フェノール系の加硫
剤にて加硫する。かかるEPDMゴムは、米国内にて、Mons
anto Chemical CompanyからSantopreneと言う商標名に
て市販されている。Rhetech Companyから製品番号G 10P
100にて販売されている、長さ3.175mm（1/8′）のチョ
ップドガラス繊維を重量比で10％含む、チョップドガラ
ス繊維強化によるポリプロピレン単独重合体を使用し
て、硬質の回り止め部分を製造し、又、ショアＡ硬さ64
の黒色汎用のSantopreneゴムである、Santoprene熱可塑
性ゴム製品番号第101−64を使用して、軟質の密封部分
を製造することにより、第８図に示した形態を有する多
数の満足し得る本発明の埋め材が、提供される。
本発明の埋め材は、以下に詳細に説明するように、第
10図、第11図及び第12図に示した型式の射出成形機を使
用し、又、第３図乃至第16図に線図的に示した一連の工
程に従って、製造することが望ましい。第10図、第11図
及び第12図に示した射出成形機は、市販の射出成形機で
あり、自動的に、かつ連続的に、射出装置から複数の金
型内に２種類の材料を射出することの出来る独立的に制
御される２つの水平の射出装置を備えている。この射出
成形機は、John Brown Co.,が製造する機械であり、イ
タリー、ミラノのNegri Bossi S.p.A.から輸入し、米国
内にて販売されている。第10図に示すように、全体とし
て50で示したこの機械は、従来型式であり、52で線図的
にのみ示した１対の水平射出装置を備えている。分離し
たプラスチック供給容器54、56が、分離した射出装置52
に相接続され、硬質のポリプロピレン材料を近傍の射出
装置に、又、軟質のSantoprene EPDMゴム材料を遠方の
射出装置（図示ぜす）に、それぞれ供給する。これら射
出成形装置は、接続手段58Aを介して近傍の射出成形装
置を制御する制御手段58と、接続手段60Aを介して遠方
の射出成形装置を制御する制御手段60とを備える従来型
式のエレクトロニック制御装置により、独立的に制御さ
れる。全体として、64で示した、固定金型支持手段が、
機台62に載置され、第12図に示すように、金型支持板66
と、複数のボルト70により金型支持板66に固定された金
型68とを備えている。図示するように、この金型68に
は、８つのキャビティが設けられている。金型68の左側
の４つのキャビティ72は、射出された硬質の熱可塑性材
料が冷却するとき、埋め材10の硬質の穴充填・回り止め
部分を形成する形態を備えている。金型68の右半分に形
成した４つのキャビティ74は、溶融し、射出された軟質
の熱可塑性材料が冷却したとき、埋め材10の軟質の密封
部分を形成する形態を備えている。水平方向に可動の金
型支持手段76が、機台62の左端部に載置されており、金
型76を支持する。該金型76は、第10図に示した開放位置
から、右方向に動き、上方及び下方支持ロツド78に沿っ
て閉じた位置に達する。該閉じた位置にて、第10図に仮
想線で、又、第11図に正面図で示した金型80が、金型80
と直接に密封接触する。該金型80には、固定金型68内に
形成した各金型キャビティ72、74の反対のキャビティ半
体が形成されている。これらキャビティは、それぞれ72
A、74Aにて示してある。上記金型68、80が、閉じた位置
にあるとき、射出装置52内のプラスチック材料が、第13
図乃至第16図に線図的に示した循環的工程に従い、キャ
ビティ内に射出される。第13図乃至第16図には、射出成
形機の各動作サイクル時において、金型半体68、80によ
り支持されたキャビティの相嵌合状態が示してある。金
型半体の開放位置と閉じた位置、及びキャビティの併置
状態は、単に、第11図及び第12図に示した４対の金型キ
ャビティの内の１対のキャビティのみを線図的に示すも
のである。
この方法は、運転開始後、連続的に行われ、各射出工
程毎に、硬質プラスチックが、金型80のキャビティ72A
内に射出され、これと同時に、軟質なゴム状プラスチッ
クが埋め材の密封部分を形成するキャビティ内の射出さ
れる。しかし、硬質の回り止め部分の上になり、かつ該
回り止め部分に接触する軟質の材料の射出を準備するた
めには、その前に冷却した埋め材の硬質部分が入った金
型キャビティ74Aとキャビティ74とを併置させる必要が
ある。平行に配設された各射出装置52は、硬質なプラス
チック、又は、軟質なプラスチックのいずれか一方しか
入っていず、しかも、硬質な材料は、空の金型内に射出
しなければならないため、前のサイクル中、材料が射出
された金型80のキャビティは、第11図に示した金型の80
の左半分のキャビティの位置から、第11図に示したキャ
ビティ74Aの右半分の位置まで回転させなければならな
い。これは、可動の支持体76が、第10図に示すように、
水平に左方向に動き始めた後、金型80をその軸心を中心
として、180C回転させることにより可能である。
第13図乃至第16図には、運転開始段階から連続的製造
工程に至る全てのサイクルが示してある。第１段階の開
始時、金型80、68が閉じた位置にある状態にて、硬質の
プラスチックが湯口80から金型半体72A、72により形成
されたキャビティ内に射出され、僅かに冷却されて、第
13図、第14図に示すように、硬質の回り止め部分82を形
成する。次いで、金型支持手段76が、水平に左方向に動
き、第10図、第14図に示すように、金型80をその開放位
置まで移動させる。金型80は、その水平方向に動く間
に、第15図の矢印で示す右方向に180C回転され、硬質の
回り止め部分82を第15図に示すように、金型80の右側の
キャビティ内に位置決めする。別の態様として、金型80
が、その開放位置に達するまで、回転の開始を遅くする
ことが出来る。次いで、金型支持手段76が、水平方向に
動いて、再度、金型キャビティ72A、74Aを金型68上にて
固定金型のキャビティ72、74と併置させる。
第16図に示すように、金型68、80が併置された状態に
て、軟質のプラスチックは、湯口83から金型半体74の金
型キャビティ内に射出され、埋め材の密封部分を形成す
る。これと同時に、硬質のプラスチックが、金型半体72
A内に射出され、冷却時、埋め材10の硬質部分82を形成
する。金型半体74の連続部分82、84の同時冷却は、金型
68、80が閉じた位置にある間に行われるため、例えば、
１乃至５秒という短時間内に行う必要がある。次いで、
金型支持手段76は、第16図に示した射出サイクル後、左
方向に並進し、仕上げられた単一体の埋め材82、84は、
通常、第15図に示した完全に開放した位置にて金型80か
ら突出される。次いで、金型80は、金型80が、その完全
に開放した位置まで動く軸線と同一の軸線である、その
水平軸線を中心として、180C回転する。始動に関して上
述したのとは別の態様として、金型80がその開放位置方
向に動く間、望むならば、右方向の位置に向けて行われ
る突出しと同時に金型80を回転させることも出来る。い
ずれの場合でも、次ぎの金型半体80がその閉じた位置ま
で動くとき、空の金型72、72Aは溶融した硬質のプラス
チック材料を射出する用意が出来ているようにする。そ
の後、第16図及び第15図に示した工程を反復すれば、連
続的な製造方法が可能となる。
上述の方法は、本発明の埋め材の製造に採用し得る他
の方法と比べ、多数の利点がある。例えば、埋め材10
は、別個の金型にて製造することが出来る。先ず、硬質
部分82を１個取り金型にて形成、冷却、突出しを行い、
次ぎに、この硬質部分を手で冷却した硬質部分を受け入
れ得る形状とした第２金型内に入れ、軟質の材料を射出
し、硬質部分の上になるようにして軟質部分が形成され
得るようする。しかし、かかる方法によっては、埋め材
の硬質部分と軟質部分との間の境界にて、この硬質部分
と軟質部分を接着させ、単一体の製品を形成することが
出来ない。しかし、硬質部分を第２金型内に位置決めす
る前に、該硬質部分の冷却した境界面に接着剤を薄い層
に塗布することにより、満足し得る接着が行い得る。こ
の目的には、熱可塑性材料の射出成形分野における当業
者に公知の各種の適当な接着剤を使用することが出来
る。さらに、かかる２つの成形方法は、本発明の上述し
た連続共射出成形方法と比べ、時間の点で効率性が劣
り、又、労働費及び材料費共に、高くつく。
本発明の好適な共射出成形方法を実施するに際し、溶
融した軟質の熱可塑性材料を射出し、軟質部分84を形成
する前、硬質部分82の冷却程度を制御することにより、
硬質部分と軟質部分が確実に接着し、かつ単一体の埋め
材となるようにすることが望ましいことが分かった。
硬質な埋め材部分と軟質な埋め材部分を良好に接着さ
せ、かつ一体化するのは、次ぎの方法により可能であ
る。溶融したポリプロピレン系の樹脂材料を約370−400
CF、好ましくは、380−390CFの温度領域にて、そのキャ
ビティ内に位置決めし、射出された硬質部分を約320−3
40CF、好ましくは、375−390CFの温度領域にて、その形
状を維持するのに十分な程度だけ、一部凝固した状態に
なるまで、冷却する。上記選択したSantopreneの軟質部
分の材料の適当な射出温度は、約370−420CF、好ましく
は、375−390CFの領域であり、特に、硬質部分の温度が
上記領域内にあるとき、高品質の単一体の製品が得られ
る。
一部凝固した硬質部分と連続するその金型部分内に、
軟質の熱可塑性材料を射出するときの硬質部分の温度
は、僅かに冷却した硬質部分が、射出された高温で軟質
の熱可塑性材料と接触するときその形状を維持し得る最
高の温度であるようにすることが望ましい。かかる温度
は、埋め材10の硬質部分に使用する熱可塑性材料の特定
の組成いかんにより、幾分異なる。一般的に、ポリエチ
レン、又はその混合体と対照的にポリプロピレンである
ポリオレフィン系樹脂は、高品質であればあるほど、Sa
ntoprene材料が射出されたときに、冷却した部分が形状
を維持するために必要な温度は、高温となる。同様に、
ガラス繊維の含有量が増大すれば、有効溶融温度も高く
なる。射出成形の分野の当業者には、明らかであるよう
に、両部分82、84の冷却時間は、可能な限り短くし、生
産量が最大となり、よって、全体の経済性が向上するよ
うにすることが望ましい。かかるパラメータの選択、及
び特定の用途の性能基準に合うための最良の材料の選択
は、具体的な材料の開示内容及びこうした一般的な指針
に従うことにより、達成可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は楕円形のパネルの穴内の適所に取り付けた本発
明の埋め材の一部断面を示す、該パネルの切欠き部分の
斜視図、 第２図は第１図のパネルの穴内に取り付けた型式の本発
明による埋め材の１実施例の底面図、 第３図は第２図の線３−３に沿った断面図、 第４図は変形例による回り止め・密封手段を示す、本発
明の好適な実施例の底面図、 第５図は第４図の線５−５に沿った断面図、 第６図は第４図及び第５図に示した実施例の別の変形例
による密封・回り止め手段の底面図、 第７図は第６図の線７−７に沿った断面図、 第８図は第２図、第４図及び第６図の埋め材に対し、外
形を変形させた埋め材を示す、本発明の別な好適な実施
例の断面図、 第９図は第８図の線９−９に沿った断面図、 第10図は可動の金型半体を点線で示した、多数個取り金
型をその開放位置に置いた、本発明の方法を実施するの
に有用な放射成形装置の斜視図、 第11図は本発明の楕円形の４つの埋め材を成形するため
の８つのキャビティを空の状態にて示し、第10図の矢印
11−11の方向に回り止めされた、第10図に仮想線で示し
た回転可能な多数個取り金型の正面図、 第12図は空の状態を示す、第10図の多数個取り金型の支
持手段の固定半体の正面図、 第13図乃至第16図は本発明の方法の開始中、及び連続運
転中の連続的な工程を示す、線図、 第13図は第11図の可動金型が第12図の固定金型半体に対
し閉じた状態を示し、かつ硬質のプラスチックを矢印の
方向に向けて、金型の左側部分の金型キャビティ内に射
出する、射出方式の開始時の第１工程を示す線図的な断
面図、 第14図は第11図の可動金型が分離した後であって、かつ
右方向及び第15図に矢印で示した方向に180C回転させる
前の第13図の金型半体を示す線図的な断面図、 第15図は180C回転させた直後であって、可動金型半体を
閉じる前の、第14図の金型を示す線図的な断面図、及び 第16図は閉じた後の第15図の金型半体を示し、かつ硬質
のプラスチックを金型の左端のキャビティ内に射出し、
これと同時に、軟質なプラスチックを金型の右端のキャ
ビティ内に射出する工程（該工程は、連続的製造方法の
各サイクル中、反復される）を示す線図的な断面図であ
る。 10:埋め材、12:パネル 14:切り欠き部、16:穴 18:フランジ（翼部分） 20:回り止め部分、28:上面 30:張り出し部 32:ブラケット止め部分 38:弾性中央部分、39:突起
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 23:00 105:06 105:24 Ｂ２９Ｌ 9:00 31:56

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外周が環状の回り止め位置にて終端とな
    る、穴の充填中央部分を有する穴の充填・回り止め部分
    であって、頂部に向けて内方向及び上方向に、さらに、
    連続的な周縁方向及び軸方向に伸長するテーパを付けた
    張り出し部を有する前記穴の充填・回り止め部分と、 前記回り止め部分の前記穴の充填中央部分の上に重なる
    中央面部分であって、その外周が、前記軸方向に伸長す
    る張り出し部分の軸方向伸長部分を構成する密封帯状面
    に隣接し、かつ同外周が、前記密封帯状面から外方向及
    び上方向に伸長すると共に前記密封部分の前記中央面部
    分の平面の周縁方向連続部分を構成する環状の翼部分に
    達する前記中央面部分とを有し、 前記回り止め部分及び前記密封部分が、前記回り止め部
    分と前記密封部分間の接触部分にて、相互に接着され、
    一体化され、 前記穴の充填・回り止め部分が、デュロメータ硬さが約
    60乃至約110ロックウエルＲ値の範囲内にある、熱可塑
    性ポリオレフィン系の樹脂材料からなり、 前記密封部分が、概ね、熱可塑性の結晶性のポリオレフ
    ィン系樹脂と加硫したモノオレフィン共重合体ゴムとの
    混合体からなる、デュロメータ硬さが約55ショアＡ乃至
    約55ショアＤの範囲内にある、熱可塑性のゴム状材料か
    らなることを特徴とする、パネルの穴を充填し、かつ密
    封する自己回り止め・密封性を有する埋め材。
  2. 【請求項２】前記回り止め部分を形成する材料が、ポリ
    プロピレン樹脂系の材料であることを特徴とする請求項
    １記載の埋め材。
  3. 【請求項３】前記回り止め部分を形成する材料が、ガラ
    ス繊維で強化したポリプロピレン樹脂であることを特徴
    とする請求項１記載の埋め材。
  4. 【請求項４】前記回り止め部分を形成する材料が、ガラ
    ス繊維を充填させたポリプロピレン樹脂であり、 前記ガラス繊維が、繊維長さが約6.35mm（1/4′）で、
    前記ポリプロピレン樹脂の重量の約８乃至32％の量存在
    するチョップドストランドであることを特徴とする請求
    項１記載の埋め材。
  5. 【請求項５】前記密閉部分を形成する材料が、概ね、ポ
    リプロピレンと加硫したエチレンプロピレンジエンゴム
    との混合体からなることを特徴とする請求項１記載の埋
    め材。
  6. 【請求項６】前記加硫したエチレンプロピレンジエンゴ
    ムが、フェノール系の加硫剤により加硫されることを特
    徴とする請求項５記載の埋め材。
  7. 【請求項７】前記回り止め部分が、前記環状の回り止め
    部分と一体化されると共に、該回り止め部分の周縁に沿
    って間隔を隔てて配設された複数の控え壁形の補強突起
    を備え、 前記控え壁形の補強突起が、前記頂部から、及び前記回
    り止め部分の前記テープ面から角度を成して外方向に伸
    長して、終端が前記張り出し部に達し、 前記控え壁の周縁が、前記張り出し部から外方向に伸長
    することを特徴とする請求項１記載の埋め材。
  8. 【請求項８】前記密封帯状面の周縁寸法が、前記張り出
    し部分より大で、かつ前記控え壁形の補強突起の周縁寸
    法より小さいことを特徴とする請求項７記載の埋め材。
  9. 【請求項９】ａ）周囲温度におけるデュロメータ硬さ
    が、約60乃至約110範囲内のロックウエルＲ値である溶
    融した熱可塑性のポリオレフィン系樹脂の入った第１射
    出装置と、 熱可塑性の結晶性のポリオレフィン系樹脂と加硫したモ
    ノオレフィン共重合体ゴム材料との混合体から成る、周
    囲温度におけるるデュロメータ硬さが、約64ショアＡ乃
    至約50ショアＤの範囲内にある、溶融した熱可塑性ゴム
    状材料の入った第２射出装置とから成る１対の射出装置
    を有する射出成形手段を提供する段階と、 ｂ）前記第１射出装置から前記溶融した熱可塑性材料が
    射出されたとき、前記埋め材の前記穴充填−回り止め部
    分を形成し得る形状とした多数のキャビティを備える第
    １金型手段を提供する段階と、 ｃ）前記第２射出装置から前記溶融した熱可塑性材料が
    射出されたとき、前記埋め材の前記密封部分を形成し得
    る形状とした多数のキャビティを備える第１金型手段を
    提供する段階と、 ｄ）前記第２金型手段が前記第１及び第２射出装置に隣
    接して配設されると共に、前記各射出装置に接続され、
    前記第１金型手段が、前記第２金型手段と併置され、か
    つ該第２金型手段と係合するとき、前記射出装置から前
    記第１及び前記第２金型内に前記熱可塑性材料が射出さ
    れ得るようにする段階と、 ｅ）前記第１金型手段が、前記第２金型手段に併置され
    ると共に、該第２金型手段に係合する閉じた位置と、 前記第１金型手段が、前記第２金型手段から間隔を隔て
    て配設される開放位置との間にて前記第１金型手段が可
    動であるようにすると共に、 前記第１金型手段が前記閉じた位置及び前記開放位置間
    にて動くときに沿う軸線を中心として、前記第１金型手
    段が回転可能であるようにする段階と、 ｆ）前記第１及び前記第２金型手段が、閉じた位置にあ
    るとき、前記第１射出装置から前記第１金型手段の少な
    くとも１つのキャビティ内に前記溶融した熱可塑性材料
    を射出すると同時に、前記第２射出装置から前記第２金
    型手段の少なくとも１つのキャビティ内に前記溶融した
    熱可塑性材料を射出し、 前記第２金型キャビティが、前記埋め材の一部凝固した
    回り止め部分の入った前記第１金型手段の係合するキャ
    ビティと併置されるようにする段階と、 ｇ）前記第１金型手段の前記キャビティの前記一部凝固
    した部分に接触する間、前記第２金型キャビティ内の前
    記熱可塑性材料を冷却し、よって、併置された前記第２
    金型手段のキャビティ内に射出された熱可塑性材料と前
    記回り止め部分とを一体化し、前記単一体の埋め材を形
    成する段階と、 ｈ）前記閉じた位置から前記開放位置まで前記第１金型
    を動かす段階と、 ｉ）前記軸線を中心として、前記第１金型手段を回転さ
    せ、かつ前記第１金型を前記開放位置から前記閉じた位
    置まで動かす段階と、 ｊ）前記ｆ）、ｇ）、ｈ）及びｉ）の段階を反復する段
    階とを備えることを特徴とする請求項１記載の埋め材を
    製造する連続的製造方法。
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