JP2637839B2 - ガスケットを形成する方法 - Google Patents
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Description
素の中の1重つはガスケット又はシールである。
シール、ほこりシール、空気シールその他のために大量
のガスケットを使用する。多くの場合、これらガスケッ
トは注文構造の成形片の形式であるか又はロール形式で
供給される。両者(成形片とロール形式)の場合、高価
であるばかりでなくたま自動組立てラインに適合しない
手の操作を必要とする。今日の製造業において、効率化
を達成しまた競争上の立場を維持するためには、自動化
と低い労働コストとを有することが必要である。
置”に形成する概念が開発され、すなわちガスケットを
これが使用される製品の表面上に作ることが開発されて
きた。この方法は非常に将来性がありまたガスケットを
用いる産業における成長分野を構成するものである。実
際に、“所定位置”形成ガスケットの取付けはいくつか
の会社に、特にロボット装置を製造し販売する会社によ
って提案されてきた。
形成することは、いくつかの技術、すなわちロボット工
学、材料処理及び材料の合成の技術を使用することを必
要とする。このような装置は、典型的には、ポリウレタ
ンを発生させるために用いられるような2成分材料を均
一に混合させる混合装置を介して作動する計量ポンプ装
置によって供給される自動ガンからなっている。このガ
ンは適当な通路に沿いロボットのアームによって駆動さ
れ、また所望量の材料を押し出す。これらの装置におい
て、最も大きい投資はロボットにおけるものであり、こ
のロボットは通常2軸又は3軸型式である。この処理装
置は通常2つの計量ポンプからなり、これら計量ポンプ
はそれぞれがガスケットとして用いられる材料の2つの
反応成分の一方を処理する。これらの計量ポンプは各成
分の適当量を供給しそしてこれら成分を静的又は動的混
合装置に導入する。
可能な2部分可撓ポリウレタンであった。この材料が発
泡される場合は、これは通常、2つの成分の一方を他の
成分中に含有された水分と反応させることにより発生さ
れるCO2を用いて行われる。低い粘性の成分が通常使用
されるが、その理由はこれらの成分を混合させるのが容
易だからである。
ト、すなわち単一の平らな表面に適当されるガスケット
の場合に、また横断面形状を実質的に半楕円形とするこ
とができる場合に、非常に適している。その低い粘性の
ため、これらの材料は他の形状(例えば矩形、又は三角
形)を保持することがなく、またこれらが液体であるた
め、三次元(X,Y,Z)の適用ができず、このような場
合、この材料は流動し均一の形状を保持しないものとな
る。
ども、これらの材料は他の問題がある。例えば、高粘性
材料のビードが押出しにより閉じた図形の形状で1つの
表面上に置かれたならば、その断面形状は押出しの“端
部”が一緒になる地点では不確定なものとなるであろ
う。これらの端部は若干分離され減少された断面積を残
すか又はこれら端部が重なり合い所望の断面積より大き
な断面を生じることになる。これらの状態のいずれも絶
対的に均一な形状と断面積のガスケットが求められる場
合には受け容れられないものである。
でない単一の平らな表面に限定され、これに対し高粘性
材料は“出発及び停止”位置において問題を生じること
がわかる。これらのまた他の従来技術の装置に関して生
じる困難は本発明による新規な方法で除去される。
異なる面上に位置する表面上の所定位置にガスケットを
形成する方法を提供することである。
は異なる所望の断面形状を有するガスケット材料を所定
位置に施すための方法を提供することである。
及び停止”位置においても均一な断面形状の、高粘性材
料のガスケットを形成する方法を提供することである。
な断面形状の環状ガスケットを“所定位置”に形成する
方法を提供することである。
かつ全体にわたって均一な断面形状と断面積を有するガ
スケットを提供することである。
面形状を有する環状ガスケットを所定位置に形成する装
置を提供することである。
にとって明らかであるように、本発明は明細書に記述さ
れまた特許請求の範囲によって包含される部分の結合に
存在するものである。
と断面積を有する最初のビードを製造することによっ
て、1つの物品の表面上の所定位置に形成されたガスケ
ットを扱うものである。細長い空隙を有し最初のビード
と同一の断面積を有している成形型が、この表面と接触
するようにされこの表面上にガスケットの最終的な形状
をつくり出すようにする。
少なくとも1つの部分の表面に直接可撓性ガスケットを
形成する方法であって、(a)熱硬化性重合体を形成す
るよう水分で硬化する押出し可能な熱可塑性混合物の細
長いビードを、かみ合う多数の部分からなる物品の少な
くとも1つの部分の表面に形成する段階であって、重合
体材料が所定の形状と容量に押出され、熱可塑性混合物
が第1及び第2の成分の結合によって形成され、第1の
成分が水分にさらされた時硬化される水分硬化性重合体
であり、第2の成分が非交差結合エラストマーである、
細長いビードを物品の表面上に形成する段階と、(b)
前記ビードと前記表面とを、ビードとほぼ同じ形状と容
量のかつ完成されたガスケットの断面形状と寸法の第1
の型空洞を含んでいる成形型に接触させる段階であっ
て、該接触により継ぎ目が目に見えない連続したガスケ
ットがもたらされるようにする、ビードと物品の表面を
成形型に接触させる段階と、(c)形成された熱可塑性
ガスケットを水分にさらし、熱可塑性混合物を硬化させ
る熱可塑性混合物の重合が行われるようにする段階、 とを含んでいる可撓性ガスケットを物品の表面に直接形
成する方法が提供される。
第1図と第2図を参照すると、参照番号10で全体が示さ
れているガスケットが、パイプのためのアダプタフラン
ジのような接合部のシールとして用いられるところが示
されている。
いる。上側本体14はアーム16と17が設けられ、一方、下
側本体15は同様のアーム18と19が設けられている。この
2つの本体は共にディスク状の形状を有しまた軸方向の
穴23を有しこの穴の表面には周縁の鋸歯25が設けられて
いる。これら本体には基準中心線の円上に間隔をおいて
配されたボルト孔17が設けられる。この主要本体14と15
には軸方向に延剤する弓形突起29と31がそれぞれ設けら
れ、これら突起29,31が組立体の一方の側面から延出す
るハブを区画形成する。ボルト21と22は本体14と15を一
緒に保持する。
ケット32が設けられる方法を示している。アダプタフラ
ンジはプラスチックパイプ11を、他のパイプ、弁その他
の物品とすることのできる物品12のフランジ13に取付け
るように用いられるところを示している。
上に取付けられそれからフランジ13にボルトで固定され
る。ボルト21と22が完全に引き寄せられた時、フランジ
13上のシール又はガスケット10が本体14と15上に形成さ
れた円錐形の対抗穴24の中に嵌合する。ボルト28はボル
ト孔に嵌まりアダプタフランジをフランジ13の前面又は
表面20に対し引き寄せ、それによりガスケット10をその
間で圧搾し水密性のシールを得るようにする。
ンジ13の前面又は表面20上に“所定位置”を形成する。
エラストマーの性質と共にガスケットを所定位置に形成
する装置と方法は本発明の主題である。第2及び3図に
明らかなように、ガスケット10はぼぼ三角形の断面を有
し、わずかの隆起又はフランジ26が1つの底辺から半径
方向に延出している。言いかえれば、このガスケットは
本発明の原理を示すのに特に適したものとする入り組ん
だ形状を有している。
に形成された後のガスケット10を示している。本発明を
示す目的で、物品は穴30を有するように示され、またガ
スケット10は閉じた図形の環体として示されている。こ
の記録の目的のため、環体は、その表面が中心線の周り
の1つの経路上を動かされる閉じた平面図形によって発
生されこの中心線に対し一定の方向を保持する中実体を
意味するものとして定義され、この定義のもとにその断
面形状は任意の平面図形(ドーナツの場合のように円だ
けではない)とすることができ、その運動は任意の閉じ
た図形に沿って生じることができ、円又は丸くされた角
部を有する矩形を含み、そして生じた図形はまた中心線
に対し上下に動くことがきる(この中心線に直角な単一
の平面上にとどまるだけではない)。
化性熱溶融エラストマー”なる名称の、その記載が本出
願に参照例として合体されている米国特許出願連続番号
第140,851号に記載されている、水分硬化性半−IPN(相
互浸透重合体網状組織)で形成される。上記特許に記載
されているように、新規かつ有用な型の材料(特に熱溶
融型密封材として有用)が少なくとも2つの成分によっ
て作ることができること、すなわち(a)少なくとも適
度の可撓性を持った一般に非反応熱可塑性合成重合体、
すなわちスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重
合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合
体、ポリイソブチレン、スチレン−エチレン−ブチレン
−スチレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンゴ
ム、及び可塑可ポリ(塩化ビニール)(以下PVCTとい
う)と、(b)ポリエステルあるいはポリエーテル又は
イソシロネートで停止されるポリブタジエンあるいはト
リアルコキシリール末端基のような、大気の水分の作用
のもとに、例えば10〜100%相対湿度で少なくとも5分
間で、相互にさらに反応することのできる末端基を有す
る重合体又はオリゴマー(低集合体)、とによって作る
ことができることを見出された。これらの材料は最後に
使用されるべき所望の形状に押し出され又はその他の方
法で成形することができ、また水分又は他の活性の水素
含有成分にさらされないよう保護される。これらの材料
からなる成形された物品は、液体の水又は周囲の水分の
作用のもとにさらなる反応を受けるようにされ、環境に
よる品質低下に対する優れた抵抗を有する本質的に熱硬
化性のIPN構造となることが、好ましい実施態様におい
て信じられているものを生み出す。これら材料の混合物
は被覆されたドラム又は密封可能なプラスチックの袋に
単一の大きなかたまりで貯蔵され、又は後に所望に最終
製品になるよう処理するためのペレット形式で貯蔵され
るが、ここでさらに材料の混合物は貯蔵中に水分から保
護されなければならない。
のための反応促進剤、界面活性剤、及び充填剤を含んで
いる。
のもとに相互に化学反応し1次重合体よりも長い平均鎖
長さを有する誘導重合体を形成することのできる、ポリ
エステル主鎖とイソシアネート末端基とを有する1次重
合体である。第1の成分と、(b)水分の存在でそれ自
体が又は前記第1の成分と実質的に化学反応しない非交
差結合エラストマーである第2の成分とを含み、前記第
1及び第2の成分が親密に混合され前記合成物を形成す
る混合物から形成されている。この合成物は、水分及び
他の活性の水素提供材料の存在しない状態に維持された
時、容易に押出し可能あるいは通常のように成形可能な
熱可塑性合成物であり、しかも水分にさらされた時は本
質的に熱硬化性となるものである。前記第2の成分は、
スチレン−イソプレン−スチレンブロック重合体、スチ
レン−ブタジエン−スチレンブロック重合体、イソプレ
ンホモポリマーと、ポリ塩化ビニール、ポリイソブチレ
ン、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンと、エチ
レン−プロピレンゴムとからなる群から選択される。こ
れら成分が水分にさらされた時、第2の成分は本質的に
熱硬化性となる。本質的に熱硬化性の材料が、前記水分
に合成物がさらされる前に前記第1及び第2の成分の全
てを溶解してしまうような溶剤に1時間この材料を再度
溶解することにより抽出された時、抽出不可能材料の量
は前記合成物中の未硬化(しかし硬化可能である)プレ
ポリマーの初期の量を超過する。
上にガスケット10を形成するための装置を示す。細長い
最初のビード36が表面20上に押出しによって置かれる。
成形型34がロボット、シリンダ33その他により下方に向
って動かされる。最後に成形型の細長い空洞35がビード
36に接触するようになりビードをこの空洞の形状に一致
させる。この空洞の断面形状は、完成されたガスケット
10の所望断面形状と同じとなるよう選択される。概し
て、空洞の断面の面積は、ビードが空洞よりも中央部分
に少し多くの材料を含む点を除き最初のビードの断面の
面積と同じであり、それにより流れが長手方向に生じ延
長されたビードの“出発及び停止”位置におけるいかな
る不足分をも充たすようにしている。理想的には、長手
方向の流れが十分に起きた時、最後のビード又はガスケ
ットの材料の容積が細長い空洞35の容積と同じとなり、
成形型がシリンダ33により取り去られた時最初のビード
の両端部が一緒になる場所に何らの痕跡も生じないよう
にする。
にガスケット10を施す他の方法を実施する装置を示す概
略図である。最初のビード37が押出しによって成形型34
の細長い空洞35の中に置かれる。この成形画はついでシ
リンダ33により表面20に接触するように圧縮され、その
後に離れるように動かされ、形成されたガスケットをこ
の表面上に残す。周知の型の解放コーティングが空洞の
表面に施され表面20に装着するガスケットから取り除く
のを容易にする。したがって、最初のビード37が空洞35
と実質的に同じ断面積を有し、それにより再分配が行わ
れた時空洞が完全に充たされ空の空間も過剰充填もない
ようにすることがわかる。
20にガスケット10を施す他の方法を実施するための装置
を示す。物品12が2つの部分からなる成形型42の一方の
部分41の適当な凹所40の中に置かれ、表面20が成形型の
分割平面と同一平面となるようにしそして凹所40が物品
12で完全に充たされるようにする。成形型の他方の部分
43には最終ガスケット10に求められる形状を有する細長
い空洞44が設けられ、この求められる形状は、断面にば
かりでなくまた図では環体として示されている全体形状
にも関するものである。湯道45が種々の箇所で空洞44に
入りガスケット材料を射出により導入するようにして
る。2つの型部分41と43がシリンダのような手段によっ
て一緒にされた後、空洞44と表面20とが一定形状の囲ま
れた空間を形成し、この空間の中にガスケット材料が圧
力のもとに湯道45を通って射出される。成形型の部分43
は他方の成形型の部分41と表面20とから引き離され、そ
のためガスケット10が物品12上の所定位置に残される。
に他の装置を示す。上方部分47と下方部分48とを含む2
つの部分からなる成形型46が、シリンダ33のような手段
により分割線に沿って、第1の相対位置(第7図)と第
2の位置(第8図)に摺動可能である。下方部分48には
物品12を正確に再形成するような形状に作られた凹所49
が設けられ、そのフランジ13の表面20が成形型の分割線
に沿って位置するようになっている。成形型の上方部分
47には完成ガスケット10の形状を有する細長い空洞51が
設けられる。適当な湯道52が空洞51の中に延びガスケッ
ト材料を導入するようにし、また同様な湯道53が凹所49
の中に入り物品の材料を導入するようにしている。シリ
ンダ33が成形型の部分47と48を横に動かすために設けら
れ、またシリンダ50が分割線に直角に動かすように作動
する。
成され、細長い空洞51が凹所49から離れるよう配置さ
れ、それにより成形型の上方部分47の分割線表面54が凹
所49と共に閉じた室を形成する。未硬化PVCのような低
粘性プラスチック材料が湯道53によりこの室の中に射出
され、プラスチック材料が硬化される。物品12が必要な
硬度に達すると、シリンダ33は第7図に示す最初の位置
から第8図に示す第2の位置に成形型の上方部分47を摺
動させるよう作用する。その時、空洞51と物品12の表面
20とは閉じられた空間又はガスケット室を形成しこの室
の中にガスケット材料を湯道52により射出することがで
きる。
料が適当な硬度(これが必要であるならば)に硬化され
た時、成形型の上方部分47が下方部分48から離れるよう
動かされる。この運動は分割線表面54に直角でありシリ
ンダ50の運動力のもとに生じる。シリンダ33(横方向)
と50(直角方向)によってもたらさせる運動は、もちろ
んロボットのような任意の適当な手段によって行うこと
ができる。いかなる場合でも、下方部分48から離れる上
方部分47の運動は物品12の表面20上に完成されたガスケ
ット10を残すように働く。この物品は次に形成型の凹所
49から通常の方法で取り除かれ、完成されたガスケット
を担持する。
ってそれぞれ行われる種々の方法の段階を示す作業工程
図である。これらの図は概略図であるので、図面中の他
の図に使用されているこみ入った形状の空洞を示すこと
が意図されていない。
図は、物品12の表面20上に最初のビード36を押出すこと
からなる段階60で始まる。次の段階は、細長い空洞35を
有する成形型34が物品12の表面20とガスケット材料の最
初のビード36とに向って動かされる段階61である。この
最初のビード36の断面積は上記に説明されたように、空
洞35の断面積と実質的に同じであるが、これは完成され
たガスケットが全体にわたって均一の断面形状と大きさ
とを有している場合にのみ当てはまることである。ガス
ケットが所々で変わるような場合は、適当な補償が空洞
35内で行われ、それにより空洞とビードの断面積が次か
ら次へと同じであるようにしなければならない。
に接触するように動かし完成されたガスケット10の形成
を完了することからなる。段階63において、成形型34が
物品12から離れるように動かされ、それにより空洞35を
完成させたガスケット10から分離される。ガスケットは
物品の表面20に残り、必要に応じ、続いて硬化される。
段階62の間最初のビード36は、空洞35の断面形状に一致
するよう横方向に可塑的に変形されるだけでなく、この
材料がまた空洞の長手方向に流れ特に“出発−及び−停
止”位置における断面形状と大きさのいかなる差違のを
矯正できるようにする。
法の各段階を示す。まず第1に、段階64において最初の
ビード37が細長い空洞35の中に押出しによって配置され
る。この時点でのビードはその材料の高粘性のために空
洞の形状に完全には適合しない。段階65において、表面
20を有する物品12は成形型34と最初のビード37とに向っ
て動かされる。段階66は、物品の成形型に向う運動が完
了し表面20が最初のビード37を圧縮し材料を空洞35の全
ての部分に流入させ、必要とされるようにまたすでに十
分により説明されたように、この流れが横方向と長手方
向の両方向に起きることからなっている。最後に、段階
67において物品12が成形型から持ち上げられ、完成され
たガスケット10を、表面20と共にこの表面20に接着によ
り付着させて担持する。適当な解放薬剤等をガスケット
材料が空洞35に導入される前に空洞35の中に使用したガ
スケットの空洞からの分離が容易となるようにすること
ができる。
階68において、物品12(略示されている)が下方成形型
部分41に設けられた凹所40の中に置かれる。段階69で、
上方成形与部分43(細長い空洞44を有している)が下方
成形型部分41と物品12とに向って動かされる。段階70
は、この動きが完了しそれにより空洞44と物品の表面20
とが1つの閉じた空間を形成し湯道45を介してのみ導入
できるようにすることからなっている。段階71で、ガス
ケット材料が湯道45を通ってこの空間内に射出され完成
されたガスケット10を形成する。次に、段階72が上方成
形型部分43を下方成形型部分41から取り除くことにより
行われ、物品12と完成されたガスケット10とを背後に残
す。最後に、段階73により、物品と完成した形のガスケ
ットとが下方成形型部分41の凹所40から取り出される。
用いられる方法の各段階を示す。第1段階74において上
方成形型部分47が下方成形型部分48の横方向に第1の位
置に配置されることがわかる。この位置で、上方成形型
部分47の空洞51は下方成形型部分48の凹所49とは連通し
ていない。段階75で、プラスチックが湯道53を通って凹
所49の中に射出され物品12を形成する。段階76は、部分
47を横方向に動かし細長い空洞51が完成された物品12の
表面20の上に位置するようにしこの表面と共に1つの完
全に閉じられた空間を形成することからなっている。段
階77で、ガスケット材料が湯道52を通ってこの空間の中
に射出される。段階78により、上方成形型部分47が下方
成形型部分48から離れるよう持ち上げられ、物品12と完
成されたガスケット10とを下方成形型部分と共に背後に
残す。最後に、段階79で、完成したガスケット10を担持
する物品12が下方成形型部分48から取り去られる。
ず、上記の全ての方法は適当な調節がガスケット材料、
空洞、物品の表面等に施される場合にはいかなる配置で
あっても行えることが理解されるべきである。
あろう。例えば、本発明の実施により、ガスケットが物
品上の所定位置に正確に形成され、このガスケットがそ
の全長にわたって選択された形状と大きさを有している
のを保証することができる。ガスケットが閉じられた図
形の形状である多くの場合において、その断面形状と断
面積は全長にわたって同一となる。最初のビードが物品
の表面の上に材料を押出すことによって形成される場合
であっても、完成されたガスケットの“出発−及び−停
止”位置が不連続部なしに形成される。さらに、本発明
の実施により単一の平面形状よりも多くの形状を有する
表面に沿って位置するガスケットを形成し、しかも一定
の断面形状と断面積とを保持することができる。これに
加え、その形状又は大きさがその場所によって変わるガ
スケットを得ることが望まれるような場合には、本発明
の装置と方法を用いることにより要求どおりに正確かつ
一定不変に行うことが可能となる。
なく本発明の形式と構造に行われ得ることが明らかであ
る。しかし本発明をここに図示され説明された正確な形
式に限定することを望むものではなく、全ての変更が適
切に特許請求の範囲に含まれることを望むものである。
保されるところは、特許請求の範囲の記載のとおりであ
る。
た接合部の斜面図、 第2図は第1図のII−II線による同接合部の断面図、 第3図は同接合部の物品形成部分の斜面図で作動位置の
本発明のガスケットを示し、 第4図は第1の方法によりガスケットを形成する装置の
断面図、 第5図は第2の方法によりガスケットを形成する装置の
断面図、 第6図は第3の方法によりガスケットを形成する装置の
断面図、 第7図と第8図は第4の方法によりガスケットを形成す
る装置の断面図、 第9図は第1の方法によってガスケットを形成する各段
階を示す作業工程図、 第10図は第2の方法によってガスケットを形成する各段
階を示す作業工程図、 第11図は第3の方法によりガスケットを形成する各段階
を示す作業工程図、 第12図は第4の方法によりガスケットを形成する各段階
を示す作業工程図である。 10……ガスケット、11……パイプ、 12……物品、13……フランジ、 20……物品表面、34……成形型、 35……空洞、36,37……ビード、 42……成形型、44……空洞、 45,53……湯道、46……成形型、 49……凹所、51……空洞。
Claims (2)
- 【請求項1】かみ合う多数の部分からなる物品の少なく
とも1つの部分の表面に直接可撓性ガスケットを形成す
る方法であって、 (a)熱硬化性重合体を形成するよう水分で硬化する押
出し可能な熱可塑性混合物の細長いビードを、かみ合う
多数の部分からなる物品の少なくとも1つの部分の表面
に形成する段階であって、重合体材料が所定の形状と容
量に押出され、熱可塑性混合物が第1及び第2の成分の
結合によって形成され、第1の成分が水分にさらされた
時硬化される水分硬化性重合体であり、第2の成分が非
交差結合エラストマーである、細長いビードを物品の表
面上に形成する段階と、 (b)前記ビードと前記表面とを、ビードとほぼ同じ形
状と容量を有しかつ完成されたガスケットの断面形状と
寸法の型空洞を含んでいる成形型に接触させる段階であ
って、該接触により継ぎ目が目に見えない連続したガス
ケットがもたらされるようにする、ビードと物品の表面
を成形型に接触させる段階と、 (c)形成された熱可塑性ガスケットを水分にさらし、
熱可塑性混合物を硬化させる熱可塑性混合物の重合が行
われるようにする段階、 とを含んでいる可撓性ガスケットを物品の表面に直接形
成する方法。 - 【請求項2】(a)第1の成分が、水分の存在で相互に
化学的に反応可能なポリエステルの主鎖とイソシアネー
トの末端基とを有する第1次重合体であり、前記第1次
重合体よりも長い平均鎖長さを有する誘導重合体を形成
するようにし、 (b)第2の成分が水分の存在でそれ自体又は前記第1
の成分と実質的に化学反応しない非交差結合エラストマ
ーであり、 前記第1及び第2の成分が親密に混合されて前記合成物
を形成し、前記合成物が水分と他の活性水素提供材料と
が存在しない状態に保持させた時、容易に押出し可能な
又は通常のように成形可能な熱可塑性合成物であり、し
かも10%から100%の相対湿度に少なくとも5分間さら
された時、その材料が本質的に硬化されたエラストマー
材料になる請求項1に記載の可撓性ガスケットを物品の
表面に直接形成する方法。
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