JP5585754B2

JP5585754B2 - シール部品の製造方法及び金型

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Publication number: JP5585754B2
Application number: JP2009085074A
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Inventors: 茂渡部
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Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2014-09-10
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Description

本発明は、例えば燃料電池スタックの各燃料電池セルに形成される流路をシールするための燃料電池用シール等のように、フィルム、シート又は板状の基枠にゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケットを一体に成形したシール部品を製造する方法及びそれに使用される金型に関するものである。

燃料電池は、電解質膜の両面に一対の電極層を設けたＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly：膜−電極複合体）を含む発電体を、セパレータで挟持して燃料電池セルとし、更にこの燃料電池セルを多数積層したスタック構造を有する。そして、空気（酸素）が各セパレータの一方の面に形成された空気流路から一方の触媒電極層（空気極）に供給され、燃料ガス（水素）が各セパレータの他方の面に形成された燃料ガス流路から他方の触媒電極層（燃料極）に供給され、水の電気分解の逆反応である電気化学反応、すなわち水素と酸素から水を生成する反応によって、電力を発生するものである。

このため各燃料電池セルには、燃料ガスや空気、上述の電気化学反応により生成された水や、余剰空気等の漏れを防止するためのシール部品が設けられる。そしてこの種のシール部品としては、セパレータあるいは合成樹脂フィルムなどのようなフィルム状、シート状又は板状の基材に、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるガスケットを一体化したものが知られている。

この種のシール部品の製造には、従来、例えば図７に示されるように、分割型１０１〜１０３からなる金型１００が用いられ、基材２００を分割型１０２，１０３の間に位置決め固定し、型締めによってこの基材２００と分割型１０２の内面との間に画成される環状のキャビティ１１０内に、分割型１０１，１０２に形成されたスプル１００ａ、ランナ１００ｂ及びゲート１００ｃを通じて液状の成形用ゴム材料を充填し、架橋硬化させることにより、ゴム状弾性材料からなるガスケットを成形と同時に基材２００に一体化している。

ここで、ガスケットは無端形状に連続したものであり、これを成形するキャビティ１１０も同形状であるから、このキャビティ１１０に充填される液状の成形用ゴム材料は、ゲート１００ｃからその両側へ分岐して流れ、ゲート１００ｃと反対側の位置１１０ａで合流することになる。そしてこの合流位置１１０ａには残存エアや、成形用ゴム材料からの揮発ガスの混入による成形不良が発生しやすいため、分割型１０２には、このような残存エアや揮発ガスを逃がし、合流した成形用ゴム材料を良好に混合させるためのエアベント孔１００ｄが形成されている。このエアベント孔１００ｄは、一端がキャビティ１１０における前記合流位置１１０ａに開口し、他端が分割型１０１，１０２の衝合面に開口している（下記の特許文献参照）。

特開２００８−１６８４４８号公報

ところが、上記従来技術では、図８に示されるように、キャビティ１１０における合流位置１１０ａで合流しながらエアベント孔１００ｄへ流れ込んだ成形用ゴム材料３００の一部３０１が、このエアベント孔１００ｄ内に充満しない場合は、キャビティ１１０内の成形圧力を適正に保つことができず、このため圧力不足によるガスケット材質の物性低下や、成形収縮によるガスケット寸法のばらつきや、キャビティ１１０における合流位置１１０ａ以外の部分にエアが残留するなどの成形不良を生じるおそれがある。

また、図９に示されるように、キャビティ１１０における合流位置１１０ａで合流しながらエアベント孔１００ｄへ流れ込んだ成形用ゴム材料３００の一部３０１が、このエアベント孔１００ｄ内に充満した場合は、その瞬間に、余剰な成形用ゴム材料の行き場がなくなることによってキャビティ１１０内の成形圧力が急激に上昇することになる。したがってこの場合は、キャビティ１１０内の成形用ゴム材料３００の一部が基材２００と分割型１０２との衝合面間へ漏れ出して薄バリ３０２を生じたり、基材２００の材質によっては過大な成形圧力によってこの基材２００が損傷を受けたりするおそれがある。

このため、エアベント孔１００ｄへ成形用ゴム材料３００の一部３０１を充満させると共にキャビティ１１０内の成形圧力を適正な値に保つように、成形用ゴム材料３００の射出量の計量や、射出圧力を高精度に制御する必要がある。特に、ゲート数が多い製品においては、全てのゲート間の合流位置のエアベント孔に成形用ゴム材料が同時に充填されるようにする必要があるが、そのような制御はきわめて困難であるため、結果的に薄バリ３０２の発生を防止できず、薄バリ３０２の除去作業が必要になり、コスト低減の障害となっていた。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、成形用ゴム材料の充填時におけるキャビティ内の成形圧力を適正に保持し、成形不良や成形用ゴム材料の漏れ出しによる薄バリの発生を有効に防止することにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るシール部品の製造方法は、基材にゴム状弾性材料からなる無端形状のガスケットを一体に成形したシール部品の製造において、前記基材を金型の分割型間にセットして型締めし、前記基材の表面とこれに対向する分割型の内面との間に画成される無端形状のキャビティに成形用ゴム材料を射出し、その射出量を、前記成形用ゴム材料が前記キャビティに充満した後、このキャビティ内における成形用ゴム材料の合流位置に開口したエアベント孔からその下流側に設けた余剰材料溜まりへ流れ込むと共にこの余剰材料溜まりに充満しない量とし、前記エアベント孔から余剰材料溜まりへ流れ込む成形用ゴム材料に流動抵抗による圧力降下を生じさせ、この圧力降下によって、前記キャビティの内圧を前記ガスケットの成形に必要な圧力の下限値以上でかつ前記キャビティからの漏れ発生圧力の下限値未満に保持することを特徴とするものである。

また、請求項２の発明に係るシール部品の製造用金型は、金型の分割型間にセットした基材の表面とこれに対向する分割型の内面との間に画成される無端形状のガスケット成形用キャビティと、このキャビティ内における成形用ゴム材料の合流位置に開口したエアベント孔と、その下流側にオリフィスを介して延在された余剰材料溜まりとを有し、このオリフィス及び余剰材料溜まりが前記キャビティと反対側の分割型の衝合面に沿って形成され、前記オリフィスは、前記エアベント孔から前記余剰材料溜まりへ流れ込む成形用ゴム材料に流動抵抗による圧力降下を生じさせるものであって、その長さ及び流路断面積は、前記圧力降下によって相対的に上昇する前記キャビティの内圧が、前記ガスケットの成形に必要な成形圧力の下限値以上でかつ前記キャビティから前記基材と前記分割型との衝合面間へ成形用ゴム材料の漏れが発生する圧力の下限値未満となるように設定されている。

請求項１の発明に係るシール部品の製造方法によれば、キャビティに充填される成形用ゴム材料がこのキャビティにおける合流位置で合流しながらエアベント孔へ流れ込み、このエアベント孔を充満した後、更にその下流側の余剰材料溜まりへ流れ込む過程で流動抵抗による圧力降下を生じ、その分、キャビティ内の成形圧力が上昇するため、成形圧力不足による成形不良が防止され、前記成形圧力は前記キャビティからの成形用ゴム材料の漏れ発生圧力よりも小さく抑えられるため、成形用ゴム材料の漏れによる薄バリの発生も防止される。またこのため、成形後、余剰材料溜まりにゴム材料が存在することを確認することによって、成形圧力が適正に保持されたこと、ひいては成形されたガスケットの物性が適正であることを容易に判断することができる。

また、請求項２の発明に係るシール部品の製造用金型によれば、請求項１の発明に係るシール部品の製造方法を実現することができる。

基材の片面に、ゴム状弾性材料からなるガスケットを本発明に係るシール部品の製造方法によって一体成形したシール部品を示す断面図である。本発明に係るシール部品の製造方法の第一の形態で用いられる金型のゲート、キャビティ及びエアベント孔と基材との関係を示す平面図である。本発明に係るシール部品の製造方法の第一の形態で用いられる金型のゲート、キャビティ及びエアベント孔と基材との関係を示す断面図である。本発明に係るシール部品の製造方法の第一の形態で用いられる金型による成形過程を示す断面図である。本発明に係るシール部品の製造方法の第二の形態で用いられる金型のゲート、キャビティ及びエアベント孔と基材との関係を示す断面図である。本発明に係るシール部品の製造方法の第三の形態で用いられる金型のゲート、キャビティ及びエアベント孔と基材との関係を示す断面図である。従来技術によるシール部品の製造方法を示す金型及び基材の断面図である。従来技術における成形圧力不足状態を示す金型及び基材の断面図である。従来技術における成形圧力過剰状態を示す金型及び基材の断面図である。

以下、本発明に係るシール部品の製造方法の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、基材の片面に、ゴム状弾性材料からなるガスケットを本発明に係るシール部品の製造方法によって一体成形したシール部品を示す断面図である。

図１に示されるシール部品１は、燃料電池における各セルの密封手段として用いられるものであって、基材１１の片面にゴム状弾性材料からなるガスケット１２を一体成形したものである。

詳しくは、基材１１は、例えば合成樹脂フィルム、カーボンプレート、セラミックス、金属の多孔質材料あるいは金属薄板などからなるものであるが、特に限定されない。ガスケット１２は、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料からなるものであって、基材１１の外周近傍に沿って環状（無端形状）に連続しており、基材１１の片面に接着されたベース部１２ａと、その上面から山形に隆起したシールリップ１２ｂとを有する。

すなわちこのシール部品１は、ガスケット１２のシールリップ１２ｂが、不図示の相手材（セパレータなど）の表面に適当なつぶし代で密接されることによって、燃料極へ供給される水素ガスの流路中へ、空気極へ供給される酸素が混入したり、逆に空気流路中に水素ガスが混入するのを防止し、発電効率の低下を防止する機能を有するものである。

上述の構成を備えるシール部品１は、図２及び図３に示される本発明方法によって製造されたものである。図２は、本発明に係るシール部品の製造方法の第一の形態で用いられる金型のゲート、キャビティ及びエアベント孔と基材との関係を示す平面図、図３は、同じく断面図、図４は成形過程を示す断面図である。

すなわち図３において、参照符号２は、基材１１の片面にガスケットを一体成形するための金型で、分割型２１〜２３からなる。図３における最も下側の分割型２３の内面（上面）と、その上に組み合わされる分割型２２の内面（下面）との間には、基材１１がセットされるようになっており、図示の型締め状態において、基材１１とその上の分割型２２の内面との間にガスケット成形用のキャビティ３が画成されるようになっている。

キャビティ３は、図１に示されるガスケット１２とネガ−ポジ対応する断面形状を有するものであって、図２に示されるように、セットされた基材１１の外周近傍に沿って環状（無端形状）に連続しており、基材１１側の扁平なベース成形部３１とその幅方向中間から略Ｖ字状に深くなるシールリップ成形部３２とからなる。

図３における最も上側の分割型２１には不図示の射出機のノズルが接離されるスプル３３が開設されており、分割型２１，２２の衝合面間には、前記スプル３３の下流端から延びるランナ３４が形成されている。

分割型２２には、ランナ３４の下流端から延びてキャビティ３に開口した１つ又は複数のゲート３５と、このゲート３５からキャビティ３に充填された液状の成形用ゴム材料の流れＦ（図２参照）の合流位置３ａで残存エアや揮発ガスを排出するための１つ又は複数のエアベント孔３６が設けられている。また、これらゲート３５及びエアベント孔３６は、その一端がキャビティ３におけるシールリップ成形部３２より外周側のベース成形部３１に位置して開口している。

分割型２１，２２の衝合面に達するエアベント孔３６の他端からは、オリフィス３７を介して余剰材料溜まり３８が設けられている。このオリフィス３７及び余剰材料溜まり３８は、分割型２１，２２の衝合面に沿って延在されている。

オリフィス３７は、余剰材料溜まり３８へ流れ込む成形用ゴム材料に流動抵抗による圧力降下を生じさせるものであって、オリフィス３７の長さ及び流路断面積は、前記圧力降下によって相対的に上昇するキャビティ３の内圧が、ガスケットの成形に必要な成形圧力の下限値以上でかつキャビティ３から基材１１と分割型２２との衝合面間へ成形用ゴム材料４の漏れが発生する圧力の下限値未満となるように設定されている。

以上のような構造を有する金型２によって、図１に示されるシール部品１を製造するには、図３に示されるように金型２内に基材１１をセットして型締めし、あらかじめキャビティ３内を、図示されていない真空ポンプ等によって真空引きしてから、スプル３３に衝合した不図示の射出機のノズルから、スプル３３、ランナ３４及びゲート３５を介してキャビティ３へ、図４に示されるように、液状の成形用ゴム材料４を射出する。

このとき、射出機において計量される成形用ゴム材料４の射出量は、スプル３３、ランナ３４、ゲート３５、キャビティ３、エアベント孔３６及びオリフィス３７の容積の和よりも多く、これに余剰材料溜まり３８の容積を加えた量よりも少なく設定されている。言い換えれば、スプル３３、ランナ３４及びゲート３５を通じて射出された成形用ゴム材料がキャビティ３に充満した後、このキャビティ３内における成形用ゴム材料４の合流位置３ａに開口したエアベント孔３６に充満し、更にオリフィス３７を介して余剰材料溜まり３８へ流れ込むと共にこの余剰材料溜まり３８には充満しない量に設定されている。

なお、成形用ゴム材料４としては、基材１１に対して接着性のあるものが好適に用いられるが、接着性のないものを用いる場合は、予め基材１１に接着剤が塗布される。

射出機から、スプル３３、ランナ３４及びゲート３５を通じて射出された成形用ゴム材料４は、図２に矢印Ｆで示されるようにゲート３５から両側へ分岐して流れてキャビティ３内に充満し、合流位置３ａで合流しながらエアベント孔３６へ流れ込む。このとき、キャビティ３における成形用ゴム材料の合流位置３ａに開口したエアベント孔３６内は減圧されているので、前記合流位置３ａにおける残存エアや成形用ゴム材料からの揮発ガスがこのエアベント孔３６から排出されると共に、成形用ゴム材料の合流・融合が良好に行われ、しかも、この合流位置３ａに前記残存エアや揮発ガスによる気泡が混入しても、これらは成形用ゴム材料の一部と共にエアベント孔３６へ流出するので、成形不良の発生が有効に防止される。

そしてこのエアベント孔３６に成形用ゴム材料４が充満した後、更にその下流側の余剰材料溜まり３８へ流れ込む過程で、オリフィス３７において流動抵抗による圧力降下を生じるため、その分だけキャビティ３内の成形圧力が上昇し、ガスケットの成形に必要な成形圧力の下限値以上に保たれる。したがって、成形圧力不足によるガスケット１２の材質の物性低下や、成形収縮によるガスケット１２の寸法のばらつきや、キャビティ３における合流位置３ａ以外の部分にエアが残留することによる成形不良が防止される。

しかも、エアベント孔３６に成形用ゴム材料４が充満した瞬間に、余剰な成形用ゴム材料４の行き場がなくなることによってキャビティ３内の成形圧力が急激に上昇することはなく、余剰材料溜まり３８への流出によってキャビティ３内の成形圧力は基材１１と分割型２２との衝合面間へ成形用ゴム材料４の漏れが発生する圧力の下限値未満に抑えられるため、キャビティ３内の成形用ゴム材料４の一部が基材１１と分割型２２との衝合面間へ漏れ出して薄バリを生じたり、過大な成形圧力によって基材１１が損傷を受けたりするのを、有効に防止することができる。

先に説明したように、成形用ゴム材料４の射出量は、スプル３３、ランナ３４、ゲート３５、キャビティ３、エアベント孔３６及びオリフィス３７の容積の和よりも多く、これに余剰材料溜まり３８の容積を加えた量よりも少なく計量されているため、成形用ゴム材料４の一部４１がオリフィス３７から余剰材料溜まり３８に充満しない程度に流れ込んだ時点で、射出が完了する。

そして、金型２内に充填された成形用ゴム材料４が経時的に架橋硬化することによって、基材１１の片面に、ゴム状弾性材料からなるガスケット１２が一体に成形される。

また、成形後に型開きをして製品を取り出す際には、余剰材料溜まり３８にゴム材料が存在することを確認することによって、成形圧力が適正に保持されたこと、ひいては成形されたガスケット１２の物性低下や、成形収縮によるガスケット１２の寸法のばらつきや、エアの残留による成形不良がないことを、容易に判断することができる。

しかも図４に示されるように、エアベント孔３６、オリフィス３７及び余剰材料溜まり３８に流れ込んだ成形用ゴム材料による非製品部１４は、スプル３３、ランナ３４及びゲート３５内の成形用ゴム材料による非製品部１３と同様、ガスケット１２のベース部１２ａの上面に形成される。このため、エアベント孔３６〜余剰材料溜まり３８で形成された非製品部１４の除去を、スプル３３〜ゲート３５で形成された非製品部１３の除去と同時に、かつ同様に行うことができ、作業が容易である。しかも、キャビティ３内の成形用ゴム材料４の一部が基材１１と分割型２２との衝合面間へ漏れ出すことによる薄バリの発生がないので、このような薄バリの除去作業が不要であり、非製品部１３，１４の除去痕はシールリップ１２ｂには形成されないので、密封性に悪影響を及ぼすこともない。

次に図５は、本発明に係るシール部品の製造方法の第二の形態で用いられる金型のゲート、キャビティ及びエアベント孔と基材との関係を示す断面図である。この形態は、延長形状（リップライン）の互いに異なるガスケットを基材１１の両面に一体成形するためのものである。

詳しくは、図５における参照符号２は、基材１１の両面にガスケットを一体成形するための金型であって、分割型２１〜２３からなる。図５における最も下側の分割型２３の内面（上面）と、その上に組み合わされる分割型２２の内面（下面）との間には、基材１１がセットされるようになっており、図示の型締め状態において、基材１１とその両側の分割型２２，２３の内面との間に、ガスケット成形用の第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂが画成されるようになっている。

第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂは、それぞれ成形すべきガスケットとネガ−ポジ対応する断面形状を有するものであって、セットされた基材１１の外周近傍に沿って環状（無端形状）に連続しており、それぞれ、基材１１側の扁平なベース成形部３１Ａ，３１Ｂとその幅方向中間から略Ｖ字状に深くなるシールリップ成形部３２Ａ，３２Ｂとからなる。そして第一のキャビティ３Ａと第二のキャビティ３Ｂは、基材１１に開設された第一の連通孔１１ａを介してベース成形部３１Ａ，３１Ｂ間で互いに連続しており、周方向一部、詳しくは前記第一の連通孔１１ａの開設位置と周方向反対側が互いに異なる位置を延び、基材１１の両側で互いに異なる延長形状をなしている。

図５における最も上側の分割型２１には不図示の射出機のノズルが接離されるスプル３３が開設されており、分割型２１，２２の衝合面間には、前記スプル３３の下流端から延びるランナ３４が形成されている。

分割型２２には、ランナ３４の下流端から延びて基材１１の上側の第一のキャビティ３Ａに開口した１つ又は複数のゲート３５と、このゲート３５から第一のキャビティ３Ａに充填された液状の成形用ゴム材料の合流位置３Ａａで残存エアや揮発ガスを排出するための１つ又は複数の第一のエアベント孔３６Ａと、前記ゲート３５から基材１１に開設された第一の連通孔１１ａを介して第二のキャビティ３Ｂに充填された液状の成形用ゴム材料の合流位置３Ｂａで残存エアや揮発ガスを排出するための１つ又は複数の第二のエアベント孔３６Ｂが設けられている。

このうちゲート３５は、第一のキャビティ３Ａにおけるベース成形部３１Ａに、前記第一の連通孔１１ａの開口位置と対応して開口しており、第一の連通孔１１ａの開口径は、ゲート３５の開口径に比較して大径に形成されている。

また、第一のエアベント孔３６Ａは、その一端が第一のキャビティ３Ａにおけるシールリップ成形部３２Ａより外周側のベース成形部３１Ａに位置して開口している。

基材１１には、上述した第一の連通孔１１ａのほか、第二の連通孔１１ｂが開設されている。この第二の連通孔１１ｂは、第一のキャビティ３Ａから第一の連通孔１１ａを通じて第二のキャビティ３Ｂ内に充填される成形用ゴム材料の流れの合流位置３Ｂａに開口している。

そして第二のエアベント孔３６Ｂは、その一端が、第一のキャビティ３Ａから基材１１における第一の連通孔１１ａを通じて第二のキャビティ３Ｂ内に注入される成形用ゴム材料の合流位置３Ｂａ、すなわち基材１１における第二の連通孔１１ｂと対応する位置に開口している。

分割型２１，２２の衝合面に達する第一及び第二のエアベント孔３６Ａ，３６Ｂの他端からは、それぞれ第一及び第二のオリフィス３７Ａ，３７Ｂを介して第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂが設けられている。この第一及び第二のオリフィス３７Ａ，３７Ｂ及び第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂは、分割型２１，２２の衝合面に沿って延在されている。

第一及び第二のオリフィス３７Ａ，３７Ｂは、それぞれ第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂへ流れ込む成形用ゴム材料に流動抵抗による圧力降下を生じさせるものであって、第一のオリフィス３７Ａの長さ及び流路断面積は、前記圧力降下によって相対的に上昇する第一のキャビティ３Ａの内圧が、ガスケットの成形に必要な成形圧力の下限値以上でかつ第一のキャビティ３Ａから基材１１と分割型２２との衝合面間へ成形用ゴム材料４の漏れが発生する圧力の下限値未満となるように設定され、第二のオリフィス３７Ｂの長さ及び流路断面積は、前記圧力降下によって相対的に上昇する第二のキャビティ３Ｂの内圧が、ガスケットの成形に必要な成形圧力の下限値以上でかつ第二のキャビティ３Ｂから基材１１と分割型２３との衝合面間へ成形用ゴム材料４の漏れが発生する圧力の下限値未満となるように設定されている。

以上のような構造を有する金型２によって、シール部品を製造する場合も第一の形態と同様に、金型２内に基材１１をセットして型締めし、図示されていない真空ポンプ等によって真空引きしてから、スプル３３に衝合した不図示の射出機のノズルから、スプル３３、ランナ３４及びゲート３５を介して液状の成形用ゴム材料を射出する。

このとき、射出機において計量される成形用ゴム材料の射出量は、スプル３３、ランナ３４、ゲート３５、第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂ、第一及び第二の連通孔１１ａ，１１ｂ、第一及び第二のエアベント孔３６Ａ，３６Ｂ及び第一及び第二のオリフィス３７Ａ，３７Ｂの容積の和よりも多く、これに第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂの容積を加えた量よりも少なく設定されている。言い換えれば、スプル３３、ランナ３４及びゲート３５を通じて射出された成形用ゴム材料が第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂに充満した後、それぞれの成形用ゴム材料の合流位置３Ａａ，３Ｂａに開口した第一及び第二のエアベント孔３６Ａ，３６Ｂに充満し、更に第一及び第二のオリフィス３７Ａ，３７Ｂを介して第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂへ流れ込むと共にこの第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂには充満しない量に設定されている。

射出機から、スプル３３、ランナ３４及びゲート３５を通じて射出された成形用ゴム材料は、ゲート３５から両側（図示の断面と直交する方向）へ分岐して流れて第一のキャビティ３Ａ内に充満し、またこの成形用ゴム材料は、第一のキャビティ３Ａから、ゲート３５の直下に位置する基材１１の第一の連通孔１１ａを通じて第二のキャビティ３Ｂにもほぼ同時に充填される。

このとき、第一のキャビティ３Ａにおける成形用ゴム材料の合流位置３Ａａに開口した第一のエアベント孔３６Ａ内は減圧されているので、前記合流位置３Ａａにおける残存エアや成形用ゴム材料からの揮発ガスがこの第一のエアベント孔３６Ａから排出されると共に、第一のキャビティ３Ａ内の成形用ゴム材料が合流しながらこの第一のエアベント孔３６Ａ内へ流れ込む。また、第二のキャビティ３Ｂにおける成形用ゴム材料の合流位置３Ｂａに開口した第二のエアベント孔３６Ｂ内も減圧されているので、前記合流位置３Ｂａにおける残存エアや成形用ゴム材料からの揮発ガスは第二の連通孔１１ｂを介して第二のエアベント孔３６Ｂから排出されると共に、第二のキャビティ３Ｂ内の成形用ゴム材料が合流しながら第二の連通孔１１ｂを介して第二のエアベント孔３６Ｂ内へ流れ込む。したがって、成形用ゴム材料の合流・融合が良好に行われ、しかも、前記合流位置３Ａａ，３Ｂａに残存エアや揮発ガスによる気泡が混入しても、これらは成形用ゴム材料の一部と共に第一及び第二のエアベント孔３６Ａ，３６Ｂへ流出する。

そして第一及び第二のエアベント孔３６Ａ，３６Ｂに成形用ゴム材料が充満した後、更にその下流側の第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂへ流れ込む過程で、第一及び第二のオリフィス３７Ａ，３７Ｂにおいて流動抵抗による圧力降下を生じるため、その分だけ第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂ内の成形圧力が上昇し、ガスケットの成形に必要な成形圧力の下限値以上に保たれる。したがって、成形圧力不足によるガスケットの材質の物性低下や、成形収縮によるガスケットの寸法のばらつきや、第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂにおける合流位置３Ａａ，３Ｂａ以外の部分にエアが残留することによる成形不良が防止される。

しかも、第一及び第二のエアベント孔３６Ａ，３６Ｂに成形用ゴム材料が充満した瞬間に、余剰な成形用ゴム材料の行き場がなくなることによって第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂ内の成形圧力が急激に上昇することはなく、第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂへの流出によって第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂ内の成形圧力は漏れ発生圧力の下限値未満に抑えられるため、第一のキャビティ３Ａ内から成形用ゴム材料の一部が基材１１と分割型２２との衝合面間へ漏れ出すことによる薄バリや、第二のキャビティ３Ｂ内から成形用ゴム材料の一部が基材１１と分割型２３との衝合面間へ漏れ出すことによる薄バリを生じたり、過大な成形圧力によって基材１１が損傷を受けたりするのを、有効に防止することができる。

先に説明したように、成形用ゴム材料４の射出量は、スプル３３、ランナ３４、ゲート３５、第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂ、第一及び第二の連通孔１１ａ，１１ｂ、第一及び第二のエアベント孔３６Ａ，３６Ｂ及び第一及び第二のオリフィス３７Ａ，３７Ｂの容積の和よりも多く、これに第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂの容積を加えた量よりも少なく計量されているため、成形用ゴム材料の一部が第一及び第二のオリフィス３７Ａ，３７Ｂから第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂに充満しない程度に流れ込んだ時点で、射出が完了する。

そして、金型２内に充填された成形用ゴム材料が経時的に架橋硬化することによって、基材１１の両面に、ゴム状弾性材料からなるガスケットが一体に成形される。

また、成形後に型開きをして製品を取り出す際には、第一及び第二の余剰材料溜まり３８Ａ，３８Ｂにゴム材料が存在することを確認することによって、成形圧力が適正に保持されたこと、ひいては成形されたガスケットの物性低下や、成形収縮によるガスケットの寸法のばらつきや、エアの残留による成形不良がないことを、容易に判断することができる。

しかも、第一のエアベント孔３６Ａ、第一のオリフィス３７Ａ及び第一の余剰材料溜まり３８Ａに成形用ゴム材料の一部が流れ込むことによる非製品部（不図示）は、スプル３３、ランナ３４及びゲート３５内の成形用ゴム材料による非製品部（不図示）と同様、ガスケットのベース部の上面から延びるものとなる。また、第二のエアベント孔３６Ｂ、第二のオリフィス３７Ｂ及び第二の余剰材料溜まり３８Ｂに成形用ゴム材料の一部が流れ込むことによる非製品部（不図示）は、基材１１における第二の連通孔１１ｂ内から延びるものとなる。このため、これら非製品部の除去を容易に行うことができ、しかも、この非製品部の除去痕はシールリップには形成されないので、密封性に悪影響を及ぼすこともなく、第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂ内の成形用ゴム材料の一部が基材１１と分割型２２又は分割型２３との衝合面間へ漏れ出すことによる薄バリの発生がないので、このような薄バリの除去作業も不要である。

次に図６は、本発明に係るシール部品の製造方法の第三の形態で用いられる金型のゲート、キャビティ及びエアベント孔と基材との関係を示す断面図である。この形態も、ガスケットを基材１１の両面に一体成形するためのものである。

すなわち図６に示される金型２において、上述した第二の形態と異なるところは、型締め状態において、基材１１の上下両側に分割型２１及び第二の分割型２２によって画成されるガスケット成形用の第一のキャビティ３Ａ及び第二のキャビティ３Ｂが、互いに同一の延長形状をなして延びている点にある。

このため、基材１１に開設された第一の連通孔１１ａは、第一の分割型２１に開設されたゲート３５と対応する位置で第一のキャビティ３Ａのベース成形部３１Ａと第二のキャビティ３Ｂのベース成形部３１Ｂの間に開口し、第二の連通孔１１ｂは、ゲート３５及び第一の連通孔１１ａを通じて第一のキャビティ３Ａ及び第二のキャビティ３Ｂ内に充填される成形用ゴム材料の合流位置３Ａａ，３Ｂａの間に開口している。このため、第一のキャビティ３Ａ及び第二のキャビティ３Ｂは、第一の連通孔１１ａ及び第二の連通孔１１ｂを介して互いに連通される。

また、分割型２２にはエアベント孔３６が開設されている。このエアベント孔３６は、一端がゲート３５から第一のキャビティ３Ａ内に充填される成形用ゴム材料の合流位置３Ａａ、すなわち基材１１における第二の連通孔１１ｂと対応する位置でベース成形部３１Ａに開口し、他端が分割型２１，２２の衝合面に開口している。

なお、その他の部分は、基本的に先に説明した図５に示される第二の形態と同様に構成することができ、射出機による成形用ゴム材料の射出量も、第二の形態と同様に設定される。

したがってこの形態でも、第二の形態と同様に成形が行われる。すなわち成形用ゴム材料の射出に際して、第一のキャビティ３Ａ内では成形用ゴム材料がゲート３５から両側（図示の断面と直交する方向）へ分岐して流れて第一のキャビティ３Ａ内に充満し、またこの成形用ゴム材料は、第一のキャビティ３Ａから、ゲート３５の直下に位置する基材１１の第一の連通孔１１ａを通じて第二のキャビティ３Ｂにもほぼ同時に充填される。

そして第一のキャビティ３Ａにおける成形用ゴム材料の合流位置３Ａａに開口したエアベント孔３６内は減圧されているので、前記合流位置３Ａａにおける残存エアや成形用ゴム材料からの揮発ガスがこのエアベント孔３６から排出され、第二のキャビティ３Ｂにおける成形用ゴム材料の合流位置３Ｂａにおける残存エアや成形用ゴム材料からの揮発ガスも第二の連通孔１１ｂを介してエアベント孔３６から排出され、更に第一のキャビティ３Ａ及び第二のキャビティ３Ｂ内の成形用ゴム材料が第二の連通孔１１ｂを介して合流しながらこのエアベント孔３６内へ流れ込む。したがって、成形用ゴム材料の合流・融合が良好に行われ、しかも、この合流位置３Ａａ，３Ｂａに前記残存エアや揮発ガスによる気泡が混入しても、これらは成形用ゴム材料の一部と共にエアベント孔３６へ流出する。

そしてエアベント孔３６に成形用ゴム材料が充満した後、更にその下流側の余剰材料溜まり３８へ流れ込む過程で、オリフィス３７において流動抵抗による圧力降下を生じるため、その分だけ第一及び第二のキャビティ３Ａ，３Ｂ内の成形圧力が上昇し、ガスケットの成形に必要な成形圧力の下限値以上に保たれる。したがって第三の形態も、第二の形態と同様の効果を実現することができる。

１シール部品
１１基材
１１ａ第一の連通孔
１１ｂ第二の連通孔
１２ガスケット
２金型
２１〜２３分割型
３キャビティ
３Ａ第一のキャビティ
３Ｂ第二のキャビティ
３ａ，３Ａａ，３Ｂａ合流位置
３５ゲート
３６エアベント孔
３６Ａ第一のエアベント孔
３６Ｂ第二のエアベント孔
３７オリフィス
３７Ａ第一のオリフィス
３７Ｂ第二のオリフィス
３８余剰材料溜まり
３８Ａ第一の余剰材料溜まり
３８Ｂ第二の余剰材料溜まり
４成形用ゴム材料

Claims

基材にゴム状弾性材料からなる無端形状のガスケットを一体に成形したシール部品の製造において、前記基材を金型の分割型間にセットして型締めし、前記基材の表面とこれに対向する分割型の内面との間に画成される無端形状のキャビティに成形用ゴム材料を射出し、その射出量を、前記成形用ゴム材料が前記キャビティに充満した後、このキャビティ内における成形用ゴム材料の合流位置に開口したエアベント孔からその下流側に設けた余剰材料溜まりへ流れ込むと共にこの余剰材料溜まりに充満しない量とし、前記エアベント孔から余剰材料溜まりへ流れ込む成形用ゴム材料に流動抵抗による圧力降下を生じさせ、この圧力降下によって、前記キャビティの内圧を前記ガスケットの成形に必要な圧力の下限値以上でかつ前記キャビティからの漏れ発生圧力の下限値未満に保持することを特徴とするシール部品の製造方法。
金型の分割型間にセットした基材の表面とこれに対向する分割型の内面との間に画成される無端形状のガスケット成形用キャビティと、このキャビティ内における成形用ゴム材料の合流位置に開口したエアベント孔と、その下流側にオリフィスを介して延在された余剰材料溜まりとを有し、このオリフィス及び余剰材料溜まりが前記キャビティと反対側の分割型の衝合面に沿って形成され、前記オリフィスは、前記エアベント孔から前記余剰材料溜まりへ流れ込む成形用ゴム材料に流動抵抗による圧力降下を生じさせるものであって、その長さ及び流路断面積は、前記圧力降下によって相対的に上昇する前記キャビティの内圧が、前記ガスケットの成形に必要な成形圧力の下限値以上でかつ前記キャビティから前記基材と前記分割型との衝合面間へ成形用ゴム材料の漏れが発生する圧力の下限値未満となるように設定されたことを特徴とするシール部品の製造用金型。