JP6460456B2 - ゴム成形金型およびその金型で成形した成形ゴム中間製品 - Google Patents

Description

この発明は、ゴム製品、たとえば医療用ガスケットや壜口部に挿入される栓体等のゴム製品を成形するための金型、および、その金型により成形される成形ゴム中間製品に関する。

医療用ガスケットや栓体等のゴム製品は、一般に、コンプレッション成形法により成形される。すなわち、素練りした平板状ゴム生地をキャビティを有する金型で成形する。金型は、対向面を有する一対の金型（通常は上金型および下金型）が用いられ、たとえば下金型には対向面から窪んだ複数のキャビティが形成されている。平板状ゴム生地は、下金型上に配置され、上金型と下金型とが接近されて、両金型の対向面間で平板状ゴム生地が加圧され、キャビティ形状の外観をしたゴム製品が成形される。

ところで、ゴム製品をコンプレッション成形法により成形する際、成形されたゴム製品は、成形シート（平板状ゴム生地が一対の金型の対向面で加圧されたもの）により繋がった複数個のゴム製品となる（成形ゴム中間製品）。
そして、この成形ゴム中間製品は、金型から外され、打ち抜き工程において、成形シートからの切り離し処理（個別のゴム製品に分離する処理）がされる。（たとえば特許文献１の段落［０００３］〜［０００４］を参照）

特願２０１４−０１４６９８号の明細書

成形シートからゴム製品を切り離すために、成形シートで繋がった複数個のゴム製品、すなわち成形ゴム中間製品を打ち抜き装置にセットする場合において、成形シートには剛性がないため、ゴム製品と切断刃との位置ずれ等を生じたり、ゴム製品が切断刃の刃先等に当たって傷が生じる恐れがあるといった課題があった。
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、成形シートからゴム製品を良好に切り離すことのできる成形ゴム中間製品を成形するためのゴム成形金型および当該ゴム成形金型で成形された成形ゴム中間製品を提供することを主たる目的とする。

請求項１記載の発明は、成形シートにより繋がった複数個のゴム製品を成形し、その後、各ゴム製品は、前記成形シートから打ち抜き用切断刃を用いて切り離される成形ゴム中間製品をコンプレッション成形法により成形するための金型であって、前記金型は、対向面を有する一対の金型を含み、前記一対の金型のうちの一方金型には、円柱状ゴム製品を成形するために、前記対向面から円柱状に窪んだキャビティが形成されており、前記対向面における前記キャビティの外縁から一定距離を隔てた外側には、前記キャビティと同心円状にキャビティの周囲を取り囲む、前記ゴム製品を前記打ち抜き用切断刃にセットする際に、前記切断刃の外側に係合する切断刃ガイド用の円形凸壁を形成するための、リング状に窪んだ円形凹溝が形成されていることを特徴とする、ゴム成形金型である。

請求項２記載の発明は、前記対向面における前記キャビティの外縁と前記円形凹溝の内縁との距離は、０．１ｍｍ以上で５．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のゴム成形金型である。
請求項３記載の発明は、前記円形凹溝の深さは、０．２ｍｍ以上で３．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載のゴム成形金型である。

請求項４記載の発明は、成形シートにより繋がった複数個のゴム製品を成形し、その後、各ゴム製品は、前記成形シートから打ち抜き用切断刃を用いて切り離される成形ゴム中間製品であって、ゴムシートと、前記ゴムシートの上面にゴムシートに一体的に突設成形された円柱状ゴム製品と、前記ゴムシートの上面における前記ゴム製品の外縁から一定距離を隔てた外側に、前記円柱状ゴム製品の周囲を取り囲むように、前記ゴムシートに一体的に突設成形され、前記ゴム製品を前記打ち抜き用切断刃にセットする際に、前記切断刃の外側に係合する切断刃ガイド用の円形凸壁と、を含むことを特徴とする、成形ゴム中間製品である。

請求項５記載の発明は、前記ゴムシート上面における前記ゴム製品の外縁と前記円形凸壁の内縁との距離は、０．１ｍｍ以上で５．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項４に記載の成形ゴム中間製品である。
請求項６記載の発明は、前記円形凸壁の高さは、０．２ｍｍ以上で３．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項４または５に記載の成形ゴム中間製品である。

請求項７記載の発明は、成形シートにより繋がった複数個のゴム製品を成形し、その後、各ゴム製品は、前記成形シートから打ち抜き用切断刃を用いて切り離される成形ゴム中間製品をコンプレッション成形法により成形するための金型であって、前記金型は、対向面を有する一対の金型を含み、前記一対の金型のうちの一方金型には、前記ゴム製品を成形するために、前記対向面から窪んだキャビティが形成されており、前記対向面における前記キャビティの外縁から一定距離を隔てた外側には、前記キャビティの外縁と相似形をし、キャビティの周囲を無端状に取り囲む、前記ゴム製品を前記打ち抜き用切断刃にセットする際に、前記切断刃の外側に係合する切断刃ガイド用の凸部を形成するための凹溝が形成されていることを特徴とする、ゴム成形金型である。

請求項８記載の発明は、成形シートにより繋がった複数個のゴム製品を成形し、その後、各ゴム製品は、前記成形シートから打ち抜き用切断刃を用いて切り離される成形ゴム中間製品であって、ゴムシートと、前記ゴムシートの上面に前記ゴムシートに一体的に突設成形されたゴム製品と、前記ゴムシートの上面における前記ゴム製品の外縁から一定距離を隔てた外側に、前記ゴム製品の外縁と相似形をし、前記ゴム製品の周囲を取り囲む、前記ゴムシートに一体的に突設成形され、前記ゴム製品を前記打ち抜き用切断刃にセットする際に、前記切断刃の外側に係合する切断刃ガイド用の凸壁と、を含むことを特徴とする成形ゴム中間製品である。

この発明のゴム成形金型には、キャビティの外縁から一定距離を隔てた外側に、キャビティを取り囲む凹溝が形成されている。それゆえ、この発明に係るゴム成形金型で成形される成形ゴム中間製品は、成形シートに突設されたゴム製品が成形されるとともに、当該ゴム製品の周囲を取り囲むように切断刃ガイド用の凸壁が成形される。このため、成形シートからゴム製品を切り離す工程において、切断刃を凸壁にガイドさせ、適切な位置にセットすることができる。よって、成形シートからのゴム製品の切り離しが良好に行え、切り離された後のゴム製品に不具合が生じることを低減できる。

図１の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ、従来のゴム成形金型の構成例を示す断面図である。 図２の（Ａ）（Ｂ）は、従来のゴム成形金型で成形ゴム中間製品を成形した場合に、成形シートからゴム製品を切り離す際の不具合の例を説明するための図である。 図３の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ、この発明の実施形態に係るゴム成形金型の構成例を示す断面図である。 図４の（Ａ）（Ｂ）は、図３の（Ａ）（Ｂ）に示す成形金型断面図におけるＡ−ＡおよびＢ−Ｂに沿った部分平面図であり、キャビティと円形凹溝との関係を表わす図である。 図５の（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、この発明の実施形態に係る成形ゴム中間製品を打ち抜き装置にセットし、ゴム製品を成形シートから切り離す様子を示す図である。 図６の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ、この発明の他の実施形態に係るゴム成形金型の部分平面図である。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について、従来のゴム成形金型の構成と対比しながら、具体的に説明をする。
図１は、従来のゴム成形金型の構成例を示す断面図であり、（Ａ）は医療用ガスケットを成形するための従来のゴム成形金型の断面図、（Ｂ）は平蓋を成形するための従来のゴム成形金型の断面図、（Ｃ）は壜の口栓を成形するための従来のゴム成形金型の断面図である。

図１（Ａ）を参照して、ゴム成形金型１ａは、下金型２ａおよび上金型３ａを含んでおり、下金型２ａの対向面（上面）４ａと上金型３ａの対向面（下面）５ａとが図示のように接近した近接状態と、対向面４ａ，５ａの間隔が広がった離反状態とに移動し得る。
下金型２ａには、その対向面４ａから略円柱状に窪まされたキャビティ６ａが形成されている。キャビティ６ａは、成形する医療用ガスケットの外観形状をしている。

キャビティ６ａは、下金型２ａの対向面４ａ方向に一定距離を隔てて、複数個形成されている。
上金型３ａの対向面５ａには、ねじ状突起７ａが突設されている。ねじ状突起７ａは、下金型２ａに形成された複数個のキャビティ６ａに対応して複数個突設されており、図示の下金型２ａおよび上金型３ａが近接した状態では、ねじ状突起７ａはキャビティ６ａ内に進入し、キャビティ６ａの中心軸とねじ状突起７ａの中心軸とが一致した状態となる。ねじ状突起７ａは、成形される医療用ガスケットに、プランジャ先端を連結するためのねじ孔を形成するためのものである。

図１（Ｂ）は、ゴム製平蓋を成形するためのゴム成形金型である。この金型１ｂも、下金型２ｂおよび上金型３ｂを有し、下金型２ｂには、その対向面（上面）４ｂから窪まされた複数個のキャビティ６ｂが形成されている。この金型１ｂでは、各キャビティ６ｂは、円板状に窪んだ形状をしている。上金型３ｂの対向面（下面）５ｂは、平面となっている。

図１（Ｃ）は、ゴム成形金型の他の従来例であり、壜の口栓を成形するための金型である。金型１ｃは、下金型２ｃおよび上金型３ｃを有し、下金型２ｃには、その対向面（上面）４ｃから窪まされた複数個のキャビティ６ｃが形成されている。各キャビティ６ｃは、同心円状に、上方に大径の円板状部、その下方に小径の円柱状部が形作られた窪み形状となっている。上金型３ｃの対向面（下面）５ｃは平面である。

図２は、従来のゴム成形金型で成形された成形ゴム中間製品を切り離す場合の問題点を説明するための図である。
図２（Ａ）は、図１（Ａ）のゴム成形金型１ａで成形された中間製品から最終製品である医療用ガスケット１１ａを切り離す打ち抜き工程における課題を説明する図である。図において、１０ａは、打ち抜き用下刃であり、各下刃１０ａは平面視円筒形状である。

ゴム成形金型１ａによって成形された中間製品は、複数個のガスケット（ゴム製品）１１ａが成形シート１２ａで繋がった状態で、それぞれの下刃１０ａにセットされる。セットする際において、成形シート１２ａには剛性がないため、成形シート１２ａで繋がれたガスケット１１ａを下刃１０ａにセットする際、成形シート１２ａにその面方向の張力が加わることがあり、ガスケット１１ａが下刃１０ａに偏った状態でセットされることがある（図２（Ａ）では、右側のガスケット１１ａが、左方向に偏ってセットされた状態が示されている）。

また、図２（Ｂ）に示すように、成形された中間製品（図１（Ｂ）に示す金型１ｂで成形された平蓋１３ｂの中間製品）を下刃１０ｂにセットする場合、成形シート１２ｂで繋がった平蓋１３ｂが下刃１０ｂにきちんとセットできない事態が生じる恐れがある。
この発明では、以上説明したような不具合、特に中間製品を打ち抜き装置にセットして、成形シートから個々のゴム製品を切り離す際に、不具合を生じないように成形ができるゴム成形金型およびその金型で成形した成形ゴム中間製品を提供するものである。

図３は、この発明の実施形態に係るゴム成形金型の構成を示す断面図である。図３（Ａ）は、医療用ガスケットを成形するためのゴム成形金型２０ａの断面図である。図３（Ａ）において、図１（Ａ）に示す従来の医療用ガスケット成形用の金型１ａと同一または相当する部位には、同一の参照符号が付されている。
図４（Ａ）は、図３の（Ａ）における矢視Ａ−Ａに沿って見た下金型２ａの対向面４ａの形状を示す平面図である。

図４（Ａ）を合わせて参照して、図３（Ａ）に示すゴム成形金型２０ａの特徴は、下金型２ａの対向面４ａにおけるキャビティ６ａの外縁から一定距離Ｄを隔てた外側に、キャビティ６ａと同心円状に、キャビティ６ａの外側周囲を取り囲む平面視円形の凹溝２１ａが形成されていることである。この凹溝２１ａは、後述するように、成形された中間製品を打ち抜き装置にセットする際のガイド壁を形成するために設けられた凹溝２１ａである。

キャビティ６ａの外縁と凹溝２１ａの内縁（内側面）との間隔Ｄは、この実施形態では、０．１ｍｍ以上で５．０ｍｍ以下とされている。この間隔Ｄが、かかる距離範囲内であれば、形成される成形シートに形成されるガイド壁が適正に機能し得る。凹溝２１ａの深さＨは、この実施形態では、０．２ｍｍ以上で３．０ｍｍ以下とされている。凹溝２１ａの深さ、換言すれば成形シートに形成されるガイド壁の高さを、上述の範囲にすれば、ガイド壁として必要十分な機能を奏し得る。

図３（Ｂ）は、平蓋を成形するためのゴム成形金型２０ｂの断面図である。図３（Ｂ）において、図１（Ｂ）に示す金型１ｂと同一または対応する部分には、同一の番号が付されている。
図４（Ｂ）は、図３（Ｂ）における矢視Ｂ−Ｂに沿って見た下金型２ｂの対向面４ｂの形状を示す平面図である。

図４（Ｂ）を合わせて参照して、このゴム成形金型２０ｂの特徴も、キャビティ６ｂの周囲を取り囲む凹溝２２ｂが形成されていることである。凹溝２２ｂは、平面視が円形で、キャビティ６ｂの外縁に接する外側に、外方へ傾斜した傾斜内面２２ｉを備える凹溝２２ｂとされている。この実施形態では、傾斜内面２２ｉがガイド面であり、その下端（凹溝底部）とキャビティ６ｂの外縁とが、距離Ｄとされている。

図３（Ｃ）は、他の実施形態に係るゴム成形金型２０ｃの断面図であり、この金型２０ｃは、壜の口栓を成形するための金型であり、基本的な構成は図１（Ｃ）に示す金型１ｃと同じである。よって、同一部分には同一の参照符号を付す。
金型２０ｃの特徴は、下金型２ｃにおいて、キャビティ６ｃの外側を囲むように凹溝２１ｃが形成されていることである。すなわち、下金型２ｃの対向面４ｃにおけるキャビティ６ｃの外縁から一定距離Ｄを隔てた外側には、キャビティ６ｃと同心円状にキャビティ６ｃの周囲を取り囲む平面視円形の凹溝２１ｃが形成されている。

なお、図４（Ａ）（Ｂ）では、それぞれ、キャビティ６ａ、６ｂおよび凹溝２１ａ、凹溝２２ｂは、横方向に２個並んだ状態が示されているが、これに限らず、縦方向にも並んだ構成であってもよいし、その縦方向の並び具合が、いわゆる千鳥状に並んだ構成であっても構わない。
図５は、この発明の実施形態に係る成形ゴム中間製品の形状およびこの発明による効果を説明するための断面図である。

図５（Ａ）は、図３（Ａ）に示すゴム成形金型２０ａで製造された医療用ガスケット１１ａの中間製品を打ち抜き装置にセットした状態を示す断面図である。図５（Ａ）において、１０ａは打ち抜き装置の下刃、１１ａはガスケット、１２ａは成形シートであり、これらは、図２（Ａ）に示すものと同様である。この実施例のゴム成形金型２０ａを用いると、ガスケット１１ａの周囲を取り囲むように、成形シート１２ａと一体的になっていて、成形シート１２ａから突設した平面視円形のガイド壁（凸壁）２５ａが形成される。そして、このガイド壁２５ａにより、中間製品、すなわち成形シート１２ａで繋がったガスケット１１ａを下刃１０ａにセットする場合に、下刃１０ａの先端をガイド壁２５ａの内面に沿わせてセットすることにより、成形シート１２ａで繋がった各ガスケット１１ａを適切な位置にセットすることができる。よって、セットされた中間製品は成形シート１２ａの面方向に偏ったりしない。この状態で上刃１５ａを降下させることにより、成形シート１２ａからガスケット１１ａを切り離す打ち抜き作業が行える。

図５（Ｂ）は、図３（Ｂ）に示す平蓋のゴム成形金型２０ｂで成形された中間製品（成形シート１２ｂで繋がった平蓋１３ｂ）を下刃１０ｂにセットした状態を示す断面図である。この実施形態でも、成形シート１２ｂには、平蓋１３ｂの周囲を囲むようにガイド壁２６ｂが突設されている。
それゆえ、平蓋１３ｂとガイド壁２６ｂとの間に下刃１０ｂの先端が嵌まるように成形シート１２ｂをセットすることによって、適切に中間製品をセットできる。

そして、この状態で上方から上押さえ部材１６ｂを降下させることにより、成形シート１２ｂから平蓋１３ｂを切り離す打ち抜き工程を行うことができる。
図６は、この発明の変形例に係る実施形態を説明するための図解的な平面図である。
これまでの実施形態においては、金型で成形するゴム製品が円柱状ゴム製品であることを前提として説明した。しかし、この発明は、円柱状ゴム製品を成形するための金型に限らず、外形（外縁）が任意の形状をしたゴム製品を成形するための金型に対しても適用できる。この点について、以下に説明する。

図６（Ａ）は、平面視が三角形状のキャビティ６が形成された金型の対向面において、キャビティ６の外縁から一定距離Ｄを隔てた外側に、キャビティ６の周囲を取り囲み、キャビティ６の外縁と相似形をした平面視三角形状の凹溝３１が形成されたゴム成形金型を表わしている。
図６（Ｂ）は、平面視四角形のキャビティ６の外縁から一定距離Ｄを隔てた外側に、キャビティ６を取り囲み、キャビティ６の外縁と相似形状をした平面視四角形の凹溝３１が形成されたゴム成形金型の構成図である。

図６（Ｃ）は、同様に、金型対向面において平面視で見た形状が楕円形をしたキャビティ６に対し、その周囲を取り囲むように、距離Ｄを隔てて相似形（楕円形）の凹溝３１が形成されたゴム成形金型を示している。
これら変形例（実施形態）で示すように、この発明が対象とするゴム成形金型およびそのゴム成形金型により成形される成形ゴム中間製品は、ゴム製品が円柱状のものに限らず、任意の形状をしていてもよい。

図１（Ａ）に示す医療用ガスケットの成形金型１ａと、この発明の実施形態に係る図３（Ａ）に示す医療用ガスケットの成形金型２０ａを使用して、成形シート１２ａで繋がったガスケット１１ａ（中間製品）を製造し、その中間製品からガスケット１１ａを切り離す打ち抜き工程までを実施し、切り離されたガスケット１１ａの良否を個別に検査（切り離し部の不具合の確認）を行った。その結果を下記表に示す。

表1から明らかなように、この発明の実施形態によるゴム成形金型２０ａを用いると、切り離されたゴム製品（ガスケット１１ａ）には不具合が全く生じないことが確認できた。
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

１ａ、１ｂ、１ｃ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ ゴム成形金型
２ａ、２ｂ、２ｃ 下金型
３ａ、３ｂ、３ｃ 上金型
４ａ、４ｂ、４ｃ、５ａ、５ｂ、５ｃ 対向面
６ａ、６ｂ、６ｃ キャビティ
１０ａ、１０ｂ 下刃
１１ａ ガスケット
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 成形シート
２１ａ、２２ｂ、２２ｃ 凹溝
２５ａ、２６ｂ ガイド壁（凸壁）

Claims (8)

1. 成形シートにより繋がった複数個のゴム製品を成形し、その後、各ゴム製品は、前記成形シートから打ち抜き用切断刃を用いて切り離される成形ゴム中間製品をコンプレッション成形法により成形するための金型であって、
   前記金型は、対向面を有する一対の金型を含み、
   前記一対の金型のうちの一方金型には、円柱状ゴム製品を成形するために、前記対向面から円柱状に窪んだキャビティが形成されており、
   前記対向面における前記キャビティの外縁から一定距離を隔てた外側には、前記キャビティと同心円状にキャビティの周囲を取り囲む、前記ゴム製品を前記打ち抜き用切断刃にセットする際に、前記切断刃の外側に係合する切断刃ガイド用の円形凸壁を形成するための、リング状に窪んだ円形凹溝が形成されていることを特徴とする、ゴム成形金型。
2. 前記対向面における前記キャビティの外縁と前記円形凹溝の内縁との距離は、０．１ｍｍ以上で５．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のゴム成形金型。
3. 前記円形凹溝の深さは、０．２ｍｍ以上で３．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載のゴム成形金型。
4. 成形シートにより繋がった複数個のゴム製品を成形し、その後、各ゴム製品は、前記成形シートから打ち抜き用切断刃を用いて切り離される成形ゴム中間製品であって、
   ゴムシートと、
   前記ゴムシートの上面にゴムシートに一体的に突設成形された円柱状ゴム製品と、
   前記ゴムシートの上面における前記ゴム製品の外縁から一定距離を隔てた外側に、前記円柱状ゴム製品の周囲を取り囲むように、前記ゴムシートに一体的に突設成形され、前記ゴム製品を前記打ち抜き用切断刃にセットする際に、前記切断刃の外側に係合する切断刃ガイド用の円形凸壁と、
   を含むことを特徴とする、成形ゴム中間製品。
5. 前記ゴムシート上面における前記ゴム製品の外縁と前記円形凸壁の内縁との距離は、０．１ｍｍ以上で５．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項４に記載の成形ゴム中間製品。
6. 前記円形凸壁の高さは、０．２ｍｍ以上で３．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項４または５に記載の成形ゴム中間製品。
7. 成形シートにより繋がった複数個のゴム製品を成形し、その後、各ゴム製品は、前記成形シートから打ち抜き用切断刃を用いて切り離される成形ゴム中間製品をコンプレッション成形法により成形するための金型であって、
   前記金型は、対向面を有する一対の金型を含み、
   前記一対の金型のうちの一方金型には、前記ゴム製品を成形するために、前記対向面から窪んだキャビティが形成されており、
   前記対向面における前記キャビティの外縁から一定距離を隔てた外側には、前記キャビティの外縁と相似形をし、キャビティの周囲を無端状に取り囲む、前記ゴム製品を前記打ち抜き用切断刃にセットする際に、前記切断刃の外側に係合する切断刃ガイド用の凸部を形成するための凹溝が形成されていることを特徴とする、ゴム成形金型。
8. 成形シートにより繋がった複数個のゴム製品を成形し、その後、各ゴム製品は、前記成形シートから打ち抜き用切断刃を用いて切り離される成形ゴム中間製品であって、
   ゴムシートと、
   前記ゴムシートの上面に前記ゴムシートに一体的に突設成形されたゴム製品と、
   前記ゴムシートの上面における前記ゴム製品の外縁から一定距離を隔てた外側に、前記ゴム製品の外縁と相似形をし、前記ゴム製品の周囲を取り囲む、前記ゴムシートに一体的に突設成形され、前記ゴム製品を前記打ち抜き用切断刃にセットする際に、前記切断刃の外側に係合する切断刃ガイド用の凸壁と、
   を含むことを特徴とする成形ゴム中間製品。