JP4138805B2 - 金属−ゴム複合品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属部品とゴム弾性体とが一体に成形された金属−ゴム複合品の製造方法に関し、特に、防振装置の製造に好適な製造方法に関するものである。

内筒と、これを同心的に取り囲む外筒と、両筒の間に介設されたゴム弾性体とからなるブッシュ型の防振装置を製造する場合、次のような方法が一般的である。すなわち、内筒と外筒を成形型内にセットし、この内外筒間と成形型内面との間で形成されるキャビティ内にゴム材料を注入して、当該キャビティ内にゴム材料を充填させることにより、内外筒間にゴム弾性体を一体に加硫成形する方法である。

このような防振装置の製造においては、内筒の端面や外筒の外周面にゴムバリを生じさせないことが、防振装置としての性能を確保し、また見栄えの点からも求められる。そのため、従来よりゴムバリを防止するための方策が採られている。

従来の一般的な方策としては、例えば、内筒端面へのゴムバリ防止であれば、内筒端部の外径とこれを保持する成形型の凹部の内径との寸法を調整して、両者を隙間なく嵌合させるという方法がある（例えば、日本国特開平７−２７６３８２号公報）。しかしながら、このように成形型と内筒との金属同士の嵌合によりシール性を確保しようとする場合、嵌合度合をきつくする必要があり、その場合、成形型が摩耗しやすくなり、成形型の耐久性を損なう。また、脱型時に外れにくいという問題がある。

また、上記公報に記載されているように、内筒端面に当接する成形型部分に、ゴム弾性体とは異種材料からなる弾性材料や軟質材料を配設して、型閉め時に内筒をこれらの弾性材料や軟質材料に押し当てることにより、シール性を確保するという方策がある。しかしながら、このような弾性材料や軟質材料などのシール材を別途配設する方法では、配設コストがかかり、また製品ごとにシール材の形状、寸法などが異なるため、多種類のシール材を用意する必要があり、この点からもコスト高になる。

また、日本国特開２０００−４３０６２号公報には、内筒の端部に大径部と小径部を設けて、両者の間の段差部分に成形型のエッジを圧接させることにより、内筒端部のゴムバリを防止する方法が記載されている。しかしながら、この場合、内筒の端部に上記の段差部分を設けるための加工が別途必要となり、コスト高につながる。また、成形型のエッジを圧接させることから、この部分の摩耗の問題も懸念される。
：日本国特開平７−２７６３８２号公報 ：日本国特開２０００−４３０６２号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、製品の脱型不良や成形型の摩耗の問題を回避しつつ、しかも低コストに、ゴムバリを防止することができる金属−ゴム複合品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る製造方法は、成形型内に金属部品をセットし、前記金属部品と前記成形型との間に形成されるキャビティ内にゴム材料を注入して前記金属部品の表面にゴム弾性体を一体に成形する金属−ゴム複合品の製造方法であって、前記キャビティに面する前記金属部品表面の縁部に沿ってゴム溜まり凹部が設けられた成形型を用いて、前記成形型内に金属部品をセットして前記キャビティ内にゴム材料を注入することにより、当該キャビティ内に前記ゴム材料を充填させて前記金属部品とゴム弾性体を一体成形するとともに、前記ゴム溜まり凹部に前記ゴム材料を充填させてシール用ゴムを成形し、前記で成形した金属部品とゴム弾性体の一体成形品を成形型から脱型するとともに、前記ゴム溜まり凹部にて成形された前記シール用ゴムを当該ゴム溜まり凹部内に残置させ、前記シール用ゴムを残置させた状態で前記成形型内に金属部品をセットし、前記キャビティ内にゴム材料を注入して、前記金属部品と前記ゴム弾性体を一体成形するものである。

上記本発明において、成形型としては、金属部品の表面にゴム弾性体を一体に成形してなる金属−ゴム複合品を成形するための成形型であって、前記ゴム弾性体を成形するためのキャビティを備え、前記キャビティに面する前記金属部品表面の縁部に沿ってゴム溜まり凹部が設けられ、前記ゴム溜まり凹部は、前記金属部品表面に面する成形型部分に設けられるとともに、微小隙間を介して前記キャビティに連通しており、該微小隙間を通ってゴム材料が充填されることにより前記キャビティからの前記ゴム材料の流出の防止するシール用ゴムを成形するものを用いることができる。

かかる本発明によれば、成形型にはキャビティのシール部に相当する箇所にゴム溜まり凹部が設けられており、最初の成形時に、製品のゴム弾性体を成形するとともに、そのゴム材料をゴム溜まり凹部にも充填させることでシール用ゴムを設ける。次いで、その脱型時にシール用ゴムを成形型に残置させることにより、以後の成形において、キャビティからのゴム材料の流出を防止するためのシール材として機能させることができる。

上記本発明においては、前記シール用ゴムが前記金属部品表面における前記キャビティに面する部分の縁部に沿って当該金属部品の表面に当接し、これにより前記キャビティからの前記ゴム材料の流出が防止されることが好ましい。

本発明においては、前記ゴム溜まり凹部が微小隙間を介して前記キャビティに連通していることが好ましい。この場合、最初の成形時に、キャビティにゴム材料を注入すると、該ゴム材料が微小隙間を通ってゴム溜まり凹部に充填される。

また、本発明において、前記ゴム溜まり凹部は開口側が狭まった断面形状に形成されていることが好ましい。このような断面形状であれば、ゴム溜まり凹部内に成形されたシール用ゴムが製品脱型時に外れず、シール材としての繰り返し使用が可能となる。

本発明において、前記成形型には、前記キャビティに対して開口する大気開放ベントが設けられてもよい。このような大気開放ベントを設けることにより、キャビティ内の気体を外気に抜くことができ、成形性を向上することができる。また、一度に複数の製品を成形可能な多数個取りの成形型において、大気開放ベントから余剰のゴム材料を排出させることによりキャビティバランスをとることができる。

本発明は、特に、金属部品である内筒及びこれを軸平行に取り囲む外筒と、前記内筒と前記外筒の間に介設されたゴム弾性体とからなる防振装置の製造に用いることが効果的である。この場合、前記内筒の端部外周面に面する成形型部分に前記ゴム溜まり凹部が設けられ、前記内筒端部の外周面とこれに面する前記成形型部分との間に前記キャビティと前記ゴム溜まり凹部とを連通させる微小隙間が形成されていることが好ましく、これにより、内筒端面へのゴムバリの発生を効果的に抑制することができる。

また、この場合、前記外筒の軸方向端面に面する成形型部分に前記ゴム溜まり凹部が設けられ、該ゴム溜まり凹部の開口面の一部が前記外筒端面により覆われて前記キャビティと前記ゴム溜まり凹部とを連通させる微小隙間が形成されていることが好ましく、これにより、外筒端部において外周面へのゴムバリの発生を効果的に抑制することができる。

本発明によれば、製品のゴム弾性体を成形するためのゴム材料をそのままシール材としても利用するので、低コストにゴムバリを防止することができる。また、異なる品種の製品に対しても、成形型にゴム溜まり凹部を設けておけば、最初の成形時に、その成形型に応じたシール材が形成されるので、異種材料からなるシール材を別途配設する場合に比べて明らかに有利である。

また、ゴム材料からなるシール材でゴムバリを防止するものであるため、成形型と金属部品との金属同士のきつい嵌合によりシール性を確保する必要がなく、製品の脱型不良や成形型の摩耗の問題を回避することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る成形型１０の断面図であり、図２は、その要部拡大断面図、図３，４は、更にその一部拡大図である。この成形型１０は、図８に示す防振ブッシュ（防振装置）１を加硫成形するための射出成形用金型である。

この防振ブッシュ１は、金属製の内筒２と、これを同心的に取り囲む金属製の外筒３と、これら内筒２と外筒３の間に介在して両者を結合するゴム弾性体４とを備えてなる。ゴム弾性体４には、軸方向の貫通孔であるすぐり部５が設けられており、すぐり部５は内筒２を挟んで径方向に相対する２箇所に設けられている。また、ゴム弾性体４の一方の端面には、内筒２を挟んで径方向に相対する２箇所に凸部６が設けられており、凸部６はすぐり部５とは重ならない周方向位置に設けられている。凸部６は、後記する注入経路のゲート２４と大気開放ベント２８を接続するために形成されている。

図１に示すように、成形型１０は、上型１２と、上型１２に対して上下動することで型閉め及び型開き可能な下型１４とを備えてなり、上型１２と下型１４とを型閉めすることにより上記ゴム弾性体４を成形するためのキャビティ１６が形成されるようになっている。なお、成形型１０は複数の防振ブッシュを一度に成形することができるように、上記キャビティ１６を複数個、例えば８個備える。

上型１２の上面にはランナブロック１８が設けられており、このランナブロック１８を上下に貫通するスプルー２０と、ランナブロック１８と上型１２との接合面に形成される水平ランナ２２と、キャビティ１６へのゲート２４と、上型１２を上下に貫通して水平ランナ２２とゲート２４とを連結するランナ孔２６とにより、キャビティ１６内に成形材料であるゴム材料Ｒを注入するための注入経路が形成されている。

成形型１０には、キャビティ１６の上端面に対して開口する大気開放ベント２８が設けられている。大気開放ベント２８は、上記ゲート２４とは径方向の反対側に設けられており、キャビティ１６から上方に延び、ランナブロック１８と上型１２との接合面に沿って成形型外に引き出されている。

成形型１０内には上記内筒２と外筒３がセットされる。詳細には、上型１２と下型１４には、内筒２をその軸方向を上下方向に向けた姿勢で保持する中子ピン３０，３２が設けられており、中子ピン３０，３２は内筒２の内側に挿入されることにより内筒２を上下方向から挟み込むように保持する。上型１２の中子ピン３０は、脱型性向上のため、バネ３４により下方に付勢されている。下型１４の中子ピン３２は、エジェクタ３６により上下動可能に設けられており、脱型時に内筒２を上方に押し上げることで製品が取り出されるようになっている。一方、外筒３は、内筒２を取り囲むように上下型１２，１４に保持され、このようにして保持された内外筒２，３間および上下型１２，１４間に、中空円柱状の上記キャビティ１６が形成される。

上型１２は、複数の型部に分解可能に構成されており、詳細には、図２に示すように、ゴム弾性体４の上面を成形する上面成形部３８と、その内周面に嵌合されて内筒２の端面２ａを当接支持する筒状の内筒支持部４０と、上面成形部３８の外周面に外嵌されて外筒３の端面３ａを当接支持するリング状の外筒支持部４２とを備えてなる。なお、上面成形部３８には、上記すぐり部５を成形するためのコア部４４が設けられている。

下型１４も、同様に複数の型部に分解可能に構成されており、詳細には、ゴム弾性体４の下面を成形する下面成形部４６と、その内周面に嵌合されて内筒２の端面２ａを当接支持する筒状の内筒支持部４８と、下面成形部４６の外周面に外嵌されて外筒３の端面３ａを当接支持するリング状の外筒支持部５０とを備えてなる。なお、下面成形部４６には、上記すぐり部５を成形するためのコア部５２が設けられている。

図２に示されるように、成形型１０には、内筒２及び外筒３の表面におけるキャビティ１６に面する部分の縁部に沿って、ゴム溜まり凹部５４，５６が設けられている。すなわち、内筒２及び外筒３においてゴム弾性体４で覆われる部分と覆われない部分との境界に沿うように、成形型１０にはゴム溜まり凹部５４，５６が設けられている。

図２，３に示されるように、内筒２側のゴム溜まり凹部５４は、内筒２の端部外周面に面する成形型部分において、内筒２の外周面に向けて内向きに開口するように設けられており、上記した上面成形部３８又は下面成形部４６と、その内側に配された内筒支持部４０，４８との間で形成されている。ゴム溜まり凹部５４は、内筒２の外周面の全周にわたって設けられている。また、ゴム溜まり凹部５４は、その開口側が奥側よりも断面積が小さくなるように開口側に狭まった断面形状に形成されており、図３に示すようにこの実施形態ではアリ溝状に形成されている。そして、内筒２端部の外周面とこれに面する上面成形部３８又は下面成形部４６の内周面に、キャビティ１６とゴム溜まり凹部５４とを連通させる微小隙間（スリット）５８が形成されている。微小隙間５８は、後述する最初の成形時に、キャビティ１６内からゴム溜まり凹部５４にゴム材料Ｒを流出させて当該凹部５４をゴム材料Ｒで充填させることができる寸法であれば、特に限定されないが、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．４ｍｍであり、この実施形態では約０．１ｍｍに設定されている。

図２，４に示されるように、外筒３側のゴム溜まり凹部５６は、外筒３の軸方向端面３ａに面する成形型部分において、外筒３の端面３ａに向けて開口するように設けられており、上記した上面成形部３８又は下面成形部４６と、その外側に配された外筒支持部４２，５０との間で形成されている。ゴム溜まり凹部５６は、外筒３の端面３ａの全周にわたって設けられている。また、ゴム溜まり凹部５６は、その開口側が奥側よりも断面積が小さくなるように開口側に狭まった断面形状に形成されている。そして、ゴム溜まり凹部５６の開口面は、外周側が外筒３の端面３ａにより覆われており、該端面３ａにより覆われていない内周側部分がキャビテイ１６とゴム溜まり凹部５６とを連通させる微小隙間（スリット）６０として確保されている。微小隙間６０は、後述する最初の成形時に、キャビティ１６内からゴム溜まり凹部５６にゴム材料Ｒを流出させて当該凹部５６をゴム材料Ｒで充填させることができる寸法であれば、特に限定されないが、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．４ｍｍであり、この実施形態では約０．３ｍｍに設定されている。

以上よりなる成形型１０を用い、本実施形態では次のようにして防振ブッシュ１を製造する。

（１）まず、図２に示すようにゴム溜まり凹部５４，５６にゴムが充填されていない状態で、一回目の防振ブッシュ１の成形を行う。詳細には、下型１４を下降させて型開きした状態で、内筒２と外筒３をセットし、下型１４を上昇させて型閉めしてから、スプルー２０よりゴム材料Ｒをキャビティ１６内に注入する。これにより、図５に示すように、キャビティ１６内にゴム材料Ｒが充填されてゴム弾性体４が内外筒２，３に一体に加硫成形される。同時に、キャビティ１６内に注入されたゴム材料Ｒが、微小隙間５８，６０を通ってゴム溜まり凹部５４，５６に充填されて、シール用ゴム６２，６４が加硫成形される。また、この時、余剰のゴム材料Ｒは大気開放ベント２８からキャビティ１６外に排出される。

（２）次に、上記（１）で成形した防振ブッシュ１を成形型１０から脱型する。脱型は、図６に示すように下型１４を下降させて型開きし、下型１４の中子ピン３２をエジェクタ３６により上方に押し出すことで行われる。この脱型の際に、ゴム溜まり凹部５４，５６にて成形されたシール用ゴム６２，６４は、ゴム溜まり凹部５４，５６が開口側で狭まった断面形状を持つため、ゴム弾性体４とともに脱型されず切断されて、ゴム溜まり凹部５４，５６内に残置される。なお、脱型時には、上型１２をランナブロック１８から接離することでスプルー２０及びランナ２２，２６で固まったゴムを取り出すことができる。

（３）上記のようにしてシール用ゴム６２，６４を残置させた状態で、図７に示すように、成形型１０内に内筒２と外筒３をセットし、キャビティ１６内にゴム材料Ｒを注入して、２回目以降の防振ブッシュ１の成形を行う。

２回目以降の成形においては、シール用ゴム６２，６４が、キャビティ１６の縁部に沿って内筒２の端部外周面および外筒３の端面３ａに当接し、これによりキャビティ１６からのゴム材料Ｒの流出が防止され、ゴムバリが皆無となる。なお、シール用ゴム６２，６４は、厳密には内筒２の外周面や外筒３の端面３ａに当接していないてもよく、数μｍ程度の隙間が確保されることで、ゴム材料Ｒの流出を防止しつつ、この部分からのガス抜きも可能となる。また、２回目以降の成形において、キャビティ１６内の大部分の気体は、大気開放ベント２８から排出され、成形性を確保することができる。

なお、このようにして成形されたシール用ゴム６２，６４は、多数回の繰り返し使用により劣化してくるが、その場合には、成形型１０を分解してシール用ゴム６２，６４を清掃除去すればよく、その後、再度上記のようにしてシール用ゴム６２，６４を成形すればよい。

以上よりなる本実施形態であると、防振ブッシュ１のゴム弾性体４を成形するためのゴム材料Ｒをそのままシール用ゴム６２，６４としても利用するので、低コストにゴムバリを防止することができる。

また、様々な品種の防振装置に対しても、成形型１０に上記のようなゴム溜まり凹部５４，５６を設けておけば、最初の成形時に、その成形型１０に応じたシール用ゴム６２，６４が形成されるので、様々な形状のシール材を別途用意する必要がなく、多品種少量生産にも適している。

また、ゴム材料Ｒからなるシール用ゴム６２，６４でゴムバリを防止するものであるため、成形型と内筒や外筒との金属同士のきつい嵌合によりシール性を確保する必要がなく、そのため、防振ブッシュの脱型不良や成形型の摩耗の問題を回避することができる。

なお、上記した実施形態では、防振ブッシュの成形型及び製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の防振装置にも同様に適用することができ、また、金属部品とその表面に一体に成形されるゴム弾性体とからなる各種の金属−ゴム複合品にも同様に適用することができる。

［図１］本発明の一実施形態に係る成形型の縦断面図である。
［図２］同成形型の一部の拡大断面図である。
［図３］同成形型における内筒端部を拡大して示す断面図である。
［図４］同成形型における外筒端部を拡大して示す断面図である。
［図５］同成形型のゴム材料注入後の状態を示す断面図である。
［図６］同成形型の脱型時の状態を示す断面図である。
［図７］同成形型のシール用ゴム成形後の断面図である。
［図８］防振ブッシュの断面図である。

符号の説明

１…防振ブッシュ、２…内筒、３…外筒、３ａ…外筒の端面、４…ゴム弾性体、１０…成形型、１６…キャビティ、２８…大気開放ベント、５４，５６…ゴム溜まり凹部、５８，６０…微小隙間、６２，６４…シール用ゴム

Claims (8)

1. 成形型内に金属部品をセットし、前記金属部品と前記成形型との間に形成されるキャビティ内にゴム材料を注入して前記金属部品の表面にゴム弾性体を一体に成形する金属−ゴム複合品の製造方法であって、
   前記キャビティに面する前記金属部品表面の縁部に沿ってゴム溜まり凹部が設けられた成形型を用いて、
   前記成形型内に金属部品をセットして前記キャビティ内にゴム材料を注入することにより、当該キャビティ内に前記ゴム材料を充填させて前記金属部品とゴム弾性体を一体成形するとともに、前記ゴム溜まり凹部に前記ゴム材料を充填させてシール用ゴムを成形し、
   前記で成形した金属部品とゴム弾性体の一体成形品を成形型から脱型するとともに、前記ゴム溜まり凹部にて成形された前記シール用ゴムを当該ゴム溜まり凹部内に残置させ、
   前記シール用ゴムを残置させた状態で前記成形型内に金属部品をセットし、前記キャビティ内にゴム材料を注入して、前記金属部品と前記ゴム弾性体を一体成形する
   ことを特徴とする金属−ゴム複合品の製造方法。
2. 前記シール用ゴムが前記金属部品表面における前記キャビティに面する部分の縁部に沿って当該金属部品の表面に当接し、これにより前記キャビティからの前記ゴム材料の流出が防止されることを特徴とする請求項１記載の金属−ゴム複合品の製造方法。
3. 前記ゴム溜まり凹部が微小隙間を介して前記キャビティに連通している請求項１記載の金属−ゴム複合品の製造方法。
4. 前記ゴム溜まり凹部は開口側が狭まった断面形状に形成されている請求項１記載の金属−ゴム複合品の製造方法。
5. 前記成形型には、前記キャビティに対して開口する大気開放ベントが設けられたことを特徴とする請求項１記載の金属−ゴム複合品の製造方法。
6. 前記金属−ゴム複合品が、金属部品である内筒及びこれを軸平行に取り囲む外筒と、前記内筒と前記外筒の間に介設されたゴム弾性体とからなる防振装置であることを特徴とする請求項１記載の金属−ゴム複合品の製造方法。
7. 前記内筒の端部外周面に面する成形型部分に前記ゴム溜まり凹部が設けられ、前記内筒端部の外周面とこれに面する前記成形型部分との間に前記キャビティと前記ゴム溜まり凹部とを連通させる微小隙間が形成されたことを特徴とする請求項６記載の金属−ゴム複合品の製造方法。
8. 前記外筒の軸方向端面に面する成形型部分に前記ゴム溜まり凹部が設けられ、該ゴム溜まり凹部の開口面の一部が前記外筒端面により覆われて前記キャビティと前記ゴム溜まり凹部とを連通させる微小隙間が形成されたことを特徴とする請求項６記載の金属−ゴム複合品の製造方法。

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