JP6468811B2 - Elastomer mold and elastomer molded product - Google Patents
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Description
本発明は、エラストマー成形型及びその成形品に関する。 The present invention relates to an elastomer mold and a molded product thereof.
ゴム材料に代表されるエラストマー(以下ゴム材料と呼ぶ)は、成形型により所望の形状に成形され、例えば各種工業材料に用いられている。このようなゴム材料の成形型は一般に、成形品形状に対応するキャビティ(成形空間)と、流動性ゴム材料を流入させる流動材料供給部と、該流動材料供給部とキャビティを連通させるゲートとを備えており、成形完了状態では、キャビティ内の成形品と流動材料供給部内に残存する硬化ゴム材料(成形スプルー)とがゲート部に残存する薄肉部(連通バリ)で接続されている。従って、成形品を取り出す(分離する)には連通バリを除去(切断)する必要があった。 Elastomers typified by rubber materials (hereinafter referred to as rubber materials) are molded into a desired shape by a molding die, and are used for various industrial materials, for example. In general, such a mold for rubber material has a cavity (molding space) corresponding to the shape of the molded product, a fluid material supply part for allowing the fluid rubber material to flow in, and a gate for communicating the fluid material supply part with the cavity. In the molding completed state, the molded product in the cavity and the cured rubber material (molded sprue) remaining in the fluid material supply part are connected by a thin part (communication burr) remaining in the gate part. Therefore, in order to take out (separate) the molded product, it was necessary to remove (cut) the communication burr.
本出願人は、金属材料からなるコア部品上にゴム材料を一体に加硫成形する複合ゴム成形品において、コア部品の表面にはバリが残存しないように、該コア部品の表面にゴム材料に薄肉部で繋げたバリを積極的に形成し、このバリを成形後に薄肉部で切断除去する方法を提案している(特許文献1)。 In a composite rubber molded product in which a rubber material is integrally vulcanized and molded on a core component made of a metal material, the applicant of the present application has applied the rubber material to the surface of the core component so that no burrs remain on the surface of the core component. A method has been proposed in which a burr connected by a thin part is actively formed, and this burr is cut and removed at the thin part after molding (Patent Document 1).
しかしながら、この特許文献1の技術は、コア部品の表面には成形バリが残存しないものの、依然として成形終了後に成形バリ(を有するゴム材料)の除去作業が必要である。また、コア部品が存在しないゴム成形品には適用できない。 However, although the technique of Patent Document 1 does not leave molding burrs on the surface of the core part, it still needs to remove the molding burrs (including the rubber material) after the molding is completed. Further, it cannot be applied to a rubber molded product having no core part.
本発明は、従って、成形が終了して成形型から成形品を取り出した状態で、残存バリが存在しないエラストマー成形型及びエラストマー成形品を得ることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to obtain an elastomer mold and an elastomer molded product free from residual burrs in a state where molding is completed and the molded product is taken out from the mold.
本発明は、従来の成形型におけるゲートは、成形品の平面形状の外側にあってキャビティと流動材料供給部を接続しているのに対し、このようなゲートを無くし、キャビティと流動材料供給部の一部とを重ねてしまえば、バリの除去作業自体が不要になるという着眼に基づいてなされたものである。一方、ゲートを無くしてしまうと、成形品上には、引きちぎり跡(断裂跡)が生じるが、この引きちぎり跡は成形品の性能(機能)に影響を与えない部分に形成することができる。 In the present invention, the gate in the conventional mold is outside the planar shape of the molded product and connects the cavity and the fluid material supply unit. If it is overlapped with a part of the burrs, it is based on the viewpoint that the burr removal work itself becomes unnecessary. On the other hand, if the gate is eliminated, a tear mark (a tear mark) is generated on the molded product, but the tear mark can be formed in a portion that does not affect the performance (function) of the molded product. .
本発明によるエラストマーの成形型は、複数の型によって形成されるエラストマー材料の成形品に対応するキャビティと、該キャビティに対して流動性材料を流入させる上記型のいずれか一つに形成された流動材料供給部とを有するエラストマー成形型において、上記流動材料供給部は、上記キャビティの平面形状に沿う閉曲線からなる連続溝部と、この連続溝部に向けて縮径され、この連続溝部に対して流動材料を供給する複数の注入孔と、この注入孔と上記連続溝部との境界部に形成された小径のネック部とを有し、上記連続溝部と上記キャビティとが、型閉じ状態で平面的に見てオーバラップし、流入隙間を介して相互に連通するように形成されていること、及び上記ネック部が、上記キャビティを構成する型と上記流動材料供給部を有する型とが分離されるとき、その分離力によって、上記注入孔内に成形されている成形スプルーと上記連続溝部内に成形されている成形スプルーが上記ネック部で引きちぎられ、上記連続溝部内に成形されている成形スプルーが上記キャビティを有する型側に残存するように形成されていることを特徴とする。「平面的に見て」とは、「型の開閉方向に沿う方向から見て」の意である。閉曲線には三角形以上の多角形を含む。 An elastomer mold according to the present invention includes a cavity corresponding to a molded article of an elastomer material formed by a plurality of molds, and a flow formed in any one of the above molds that allow a flowable material to flow into the cavity. In the elastomer molding die having a material supply portion , the fluid material supply portion has a continuous groove portion having a closed curve along the planar shape of the cavity, and the diameter thereof is reduced toward the continuous groove portion. And a small-diameter neck formed at the boundary between the injection hole and the continuous groove, and the continuous groove and the cavity are viewed in a plan view in a mold-closed state. Are formed so as to communicate with each other via an inflow gap, and the neck portion connects the mold constituting the cavity and the fluid material supply portion. When the mold to be separated is separated, the separating force causes the molding sprue molded in the injection hole and the molding sprue molded in the continuous groove to be torn off at the neck, and into the continuous groove. The formed sprue is formed so as to remain on the mold side having the cavity . “Looking in a plane” means “looking from the direction along the mold opening and closing direction”. Closed curves include polygons that are greater than or equal to triangles.
この成形型によると、成形完了状態で、キャビティ内の成形品と、流動材料供給部内の成形スプルーとが「オーバラップ部分(つまり流入隙間)」で接続される。この接続部分は、複数の成形型を分離するときに引きちぎられる。「引きちぎる」とは刃物を用いることなく、成形品と成形スプルーとの間に外力を加えて破断することを言う。勿論、引きちぎり部分は、成形品の機能(性能)には影響を与えない部分に設定する。 According to this mold, when the molding is completed, the molded product in the cavity and the molding sprue in the fluid material supply unit are connected by the “overlap portion (that is, the inflow gap)”. This connecting portion is torn when separating the plurality of molds. “Tear off” means that an external force is applied between the molded product and the molded sprue without using a blade to cause breakage. Of course, the tearing portion is set to a portion that does not affect the function (performance) of the molded product.
「オーバラップ部分」の形状は、好ましい実施形態では、成形品の平面形状に沿う形状とする。例えば、成形品の平面形状が円形であれば、該円形の外縁または内縁に沿う形状とすることができる。「オーバラップ部分」は、連続していても不連続であってもよい。 In the preferred embodiment, the shape of the “overlap portion” is a shape along the planar shape of the molded product. For example, if the planar shape of the molded product is a circle, it can be shaped along the outer edge or inner edge of the circle. The “overlap portion” may be continuous or discontinuous.
流入隙間は、本発明の一態様では、複数の成形型のパーティングラインの延長面(同一面)上に構成することができる。 In one aspect of the present invention, the inflow gap can be formed on an extended surface (same surface) of the parting lines of a plurality of molds.
流入隙間の大きさは、0.02mmから0.15mmの範囲とすることが好ましい。0.02mm未満では、流動状態のゴム材料(エラストマー材料)がキャビティ内に流入せず、0.15mmを超えると、成形型と成形品とを分離するとき(成形品を成形型内に残存する成形スプルーから引きちぎるとき)、成形品内に亀裂が生じる可能性が高まる。 The size of the inflow gap is preferably in the range of 0.02 mm to 0.15 mm. If it is less than 0.02 mm, the rubber material (elastomer material) in a fluid state does not flow into the cavity, and if it exceeds 0.15 mm, the mold and the molded product are separated (the molded product remains in the mold). When tearing from the molding sprue), the possibility of cracking in the molded article is increased.
本発明の成形型は、各種ゴム材料の他、熱可塑性樹脂を含む熱可塑性エラストマーの成形にも用いることができる。 The molding die of the present invention can be used for molding a thermoplastic elastomer containing a thermoplastic resin in addition to various rubber materials.
本発明によれば、成形が終了して成形型から成形品を取り出した状態で、成形品に残存バリが存在しないエラストマー成形型及びエラストマー成形品を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an elastomer mold and an elastomer molded product in which the molded product is finished and the molded product is taken out from the mold, and no residual burrs are present in the molded product.
図1ないし図5は、本発明によるエラストマー成形型100及び成形されるエラストマー成形品Pの第1の実施形態を示している。この実施形態のエラストマー成形品Pは、図1に示すように、金属製のコア部品M上に、ゴム材料Gを加硫成形する複合ゴム製品Pである。複合ゴム製品Pは、コア部品Mが円柱状、ゴム材料Gがこのコア部品M上に形成される穴あき円盤状をなす軸回転対称形状部品である。コア部品Mには、その上下に軸孔M1、M2(図2)が形成されている。
1 to 5 show a first embodiment of an
エラストマー成形型100は、図2に示すように、下方から順に、ガイド金型(下型)10と、中型20と、上型30とを有している。ガイド金型10は、コア部品Mを挿入する挿入孔11を有する上ガイド金型10Aと、挿入孔11の底部に位置し、コア部品Mの軸孔M2に挿入される位置決めボス12を有する下ガイド金型10Bとからなっている。上ガイド金型10Aと下ガイド金型10Bは一体に構成することもできる。
As shown in FIG. 2, the
中型20は、内テーパ孔21と、キャビティ孔22と、上面離型面23を有している。内テーパ孔21は、ガイド金型10の挿入孔11に挿入したコア部品Mの上端外周に当接する上方に行くに従って径を縮小する截頭内テーパ面からなっている。コア部品Mの上端面は平面である。中型20とガイド金型(下型)10とは、パーティングラインPL1で分離可能である。
The
上型30は、コア部品Mの軸孔M1に挿入される位置決めテーパボス31と、下面離型面32とを有している。下面離型面32は、中型20の上面離型面23と接離するパーティングラインPL2を構成する。ゴム材料Gを成形するキャビティCは、コア部品Mの上面、キャビティ孔22の内面、位置決めテーパボス31の外面及び下面離型面32の下面で囲まれた空間によって構成された軸回転対称の空間である。
The
上型30には、平面的に見て(型の開閉方向(図2の上下方向)に見て)、キャビティCと一部がオーバラップする、流動材料供給部(空間、スプルー)33が形成されている。この流動材料供給部33は、下面離型面32に開口する、下方が幅広の断面台形全環状溝(閉曲線からなる連続溝部)33aと、この断面台形全環状溝33aに連通する2本の注入テーパ孔(注入孔)33bとからなっている。図3は、断面台形全環状溝33a、注入テーパ孔33b及びキャビティCとの平面的な連通関係を一部誇張して描いたもので、断面台形環状溝33aは、テーパボス31と同心であり、下面離型面32における幅がaである。この断面台形全環状溝33aとキャビティCとは、キャビティCの上端外縁部において、幅gの流入隙間35において連通している。この流入隙間幅gは、キャビティCの大きさ及びエラストマーの性質(流動性の大小)に応じ、0.02mmから0.15mm、より好ましくは、0.03mmから0.12mmとする。一方、注入テーパ孔33bは、この実施形態では、全環状の断面台形全環状溝33aに対し、直径方向の2カ所で連通するように、2つ(本)が設けられている。
The
2本の注入テーパ孔33bは同一形状であって、断面台形全環状溝33aに向けて縮径しており、断面台形全環状溝33aとの境界部が小径のネック部33cを構成する。
The two
上記エラストマー成形型100による成形手順は次の通りである。ガイド金型10の挿入孔11に予め上端面に接着剤を塗布したコア部品Mを嵌め、軸孔M2を位置決めボス12に嵌合させて位置決めする。次いで、ガイド金型10上に中型20を重ねてコア部品Mの上端部外周を内テーパ孔21に接触させ、さらに、上型30の下面離型面32を中型20の上面離型面23と接触させて型閉じ状態とする。
The molding procedure using the
この型閉じ状態において、流動材料供給部33(注入テーパ孔33b)から、流動材料を注入すると、該材料は断面台形全環状溝33aに流入した後、流入隙間35からキャビティC内に流入する。流動材料供給部33とキャビティC内が流動材料で満たされた後、常法に従い、該流動材料を加硫成形すると、コア部品M上にキャビティCの形状に対応したゴム材料Gが成形される。この成形完了状態では、キャビティC内で硬化したゴム材料Gと、流動材料供給部33(断面台形全環状溝33a及び注入テーパ孔33b)内で硬化した成形スプルーSは、流入隙間35に存在する硬化樹脂材料(接続エラストマーX)で繋がっている(図4)。接続エラストマーX(流入隙間35)の大きさは、図3及び図4では誇張して描いているが、上述のように、実際には0.1mm前後である。
When the fluid material is injected from the fluid material supply portion 33 (
この成形完了状態において、上型30と中型20をパーティングラインPL2において分離すると、まず成形スプルーSが小径のネック部33cにおいて切断される(引きちぎられる)(図5)。別言すると、成形スプルーSがネック部33cで切断され(引きちぎられ)、接続エラストマーXでは切断されないように、流入隙間35の大きさ(全断面積)とネック部33cの径(合計断面積)を定める。この切断状態においては、ネック部33cより下方の断面台形全環状溝33a内に残存していた成形スプルーは、製品側残存成形スプルーS’として上面離型面23上に残存し、製品側残存成形スプルーS’とゴム材料Gが流入隙間35内の接続エラストマーXによって接続された状態となる(図5)。図5では、ネック部33cより上方の注入テーパ孔33b内に存在していた成形スプルーSと、製品側残存成形スプルーS’との引きちぎり跡をS”で示した。
When the
次に、ガイド金型(下型)10をパーティングラインPL1で中型20から分離した状態において、コア部品M上にゴム材料Gを有する複合ゴム製品Pを、図5に示すように、押出棒40で押し下げると、製品側残存成形スプルーS’とゴム材料G(複合ゴム製品P)とを接続していた接続エラストマーXが引きちぎられる。従って、複合ゴム製品Pのゴム材料Gの上面外周縁には、引きちぎり跡Y(図1)が生じる。この引きちぎり跡Y(及び引きちぎり跡S”)は、複合ゴム製品Pの性能(例えばシール性能)に悪影響を与えることがない部分に設ける。
Next, in a state where the guide mold (lower mold) 10 is separated from the
以上の第1の実施形態は、金属製のコア部品Mとゴム材料Gとからなる複合ゴム製品Pの成形に本発明を適用したものである。これに対し、図6、図7は、単純円盤状ゴム製品(コア部品を持たないゴム成形品)の成形に本発明を適用した第2の実施形態を示している。この実施形態では、エラストマー成形型100’は、下型10’、中型20’及び上型30’からなり、下型10’と中型20’はパーティングラインPL1で分離可能であり、中型20’と上型30’はパーティングラインPL2で分離可能である。下型10’の上面14と、中型20’の成形孔25及び上型30’の下型離型面32(パーティングラインPL2)によって成形空間26が形成されている。上型30’には、第1の実施形態と同様の断面台形全環状溝33aとテーパ注入孔33bからなる流動材料供給部33が形成されていて、断面台形全環状溝33aと成形空間26が流入隙間35によって連通している。
In the first embodiment described above, the present invention is applied to the molding of a composite rubber product P composed of a metal core part M and a rubber material G. On the other hand, FIG. 6, FIG. 7 has shown 2nd Embodiment which applied this invention to shaping | molding of a simple disk shaped rubber product (rubber molded product which does not have a core component). In this embodiment, the
この実施形態によれば、成形空間26でのゴム材料の成形が終了した後、中型20’から上型30’を外すことにより、第1の実施形態と同様に、別途のバリの切除作業を要することなく、成形空間26で成形された成形品の図6の上面周縁に接続エラストマーの引きちぎり跡を残した円盤状ゴム成形品を得ることができる。そして、続いて、中型20’から下型10’を外した状態で、成形品を中型20’から押し出すことで、成形品を取り出すことができる。
According to this embodiment, after the molding of the rubber material in the
図8は、成形品が環状部材である場合のエラストマー成形型100”の構成例を示している。図7と比較して異なる点は、中型20"に、上型30"の断面台形全環状溝33aとは中心をずらせて、環状溝27を形成し、この環状溝27と、下型10"の上面11と、上型30’の下型離型面32(パーティングラインPL2)によって成形空間28が形成されている点である。平面的にみて、環状溝27の内側縁部と断面台形全環状溝33aの外側縁部とが僅かに(第1の実施形態の隙間gだけ)連通している。
FIG. 8 shows a configuration example of an
以上の実施形態では、キャビティと流動材料供給部とを連通させる流入隙間が複数の成形型のパーティングラインの延長面(同一面)上に構成されているが、キャビティと流動材料供給部が平面的に見てオーバラップする部分であれば、必ずしもパーティングラインの延長面上に存在しなくてもよい。 In the above embodiment, the inflow gap for communicating the cavity and the fluid material supply unit is formed on the extended surface (same surface) of the parting lines of the plurality of molds, but the cavity and the fluid material supply unit are flat. As long as they overlap with each other, they do not necessarily exist on the extended surface of the parting line.
また、以上の実施形態では、キャビティCに流入隙間35で連通する連通溝33aの平面形状が円形であるが、この連通溝の平面形状は、キャビティCの平面形状に応じて変化させることができ、不連続とすることもできる。
In the above embodiment, the planar shape of the
M コア部品
M1 M2 軸孔
G ゴム材料
P 複合ゴム製品(エラストマー成形品)
C キャビティ
Y 引きちぎり跡
S 成形スプルー
S’ 製品側残存成形スプルー
PL1 PL2 パーティングライン
X 接続エラストマー
100 100’100” エラストマー成形型
10 ガイド金型
10A 上ガイド金型
10B 下ガイド金型
11 挿入孔
12 位置決めボス
20 20’ 中型
21 内テーパ孔
22 キャビティ孔
23 上面離型面
24 26 28 成形空間
30 30’ 上型
31 位置決めテーパボス
32 下面離型面
33 流動材料供給部
33a 断面台形全環状溝(閉曲線からなる連続溝部)
33b 注入テーパ孔(注入孔)
33c ネック部
35 流入隙間
40 押出棒
M Core parts M1 M2 Shaft hole G Rubber material P Composite rubber product (elastomer molded product)
C cavity Y tear mark S molding sprue S 'product side residual molding sprue PL1 PL2 parting line
33b Injection taper hole (injection hole)
Claims (4)
上記流動材料供給部は、上記キャビティの平面形状に沿う閉曲線からなる連続溝部と、この連続溝部に向けて縮径され、この連続溝部に対して流動材料を供給する複数の注入孔と、この注入孔と上記連続溝部との境界部に形成された小径のネック部とを有し、
上記連続溝部と上記キャビティとが、型閉じ状態で平面的に見てオーバラップし、流入隙間を介して相互に連通するように形成されていること、及び
上記ネック部が、上記キャビティを構成する型と上記流動材料供給部を有する型とが分離されるとき、その分離力によって、上記注入孔内に成形されている成形スプルーと上記連続溝部内に成形されている成形スプルーが上記ネック部で引きちぎられ、上記連続溝部内に成形されている成形スプルーが上記キャビティを有する型側に残存するように形成されていることを特徴とするエラストマー成形型。 Elastomer mold having a cavity corresponding to a molded article of elastomer material formed by a plurality of molds, and a fluid material supply part formed in any one of the above molds for allowing a fluid material to flow into the cavity In
The fluid material supply unit includes a continuous groove portion having a closed curve along the planar shape of the cavity, a plurality of injection holes which are reduced in diameter toward the continuous groove portion and supply the fluid material to the continuous groove portion, and the injection A small-diameter neck formed at the boundary between the hole and the continuous groove,
The continuous groove and the cavity are formed so as to overlap each other in a plan view in a closed state and communicate with each other through an inflow gap, and the neck constitutes the cavity. When the mold and the mold having the fluid material supply portion are separated, due to the separation force, the molding sprue molded in the injection hole and the molding sprue molded in the continuous groove portion are formed in the neck portion. An elastomer mold, which is formed so that a molding sprue that is torn and molded in the continuous groove portion remains on the mold side having the cavity.
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