JP7208958B2 - エラストマー成形品の製造方法及びそれに用いる成形用型 - Google Patents

Description

本発明は、エラストマー成形品の製造方法及びそれに用いる成形用型に関する。

成形用金型を用いてゴム成形品や樹脂成形品のようなエラストマー成形品を製造することが知られている（例えば特許文献１乃至３）。

特開２０１６－１３７６８８号公報 特開平８－１２７０３７号公報 特開２０１３－１６３３５２号公報

成形用金型を用いて製造された例えばＯリングのようなゴム製シールでは、その平面視における外周や内周のシール面にパーティングラインが形成されていると、そこが他部材との接触部として用いられるため、パーティングラインに残存したばりの挟み込みによる漏れ、ばりの脱落による流体へのばりの混入、ばり脱落痕を起点とした割れ等の不具合が発生することがある。そのため、昨今の高機能が要求されるゴム製シールでは、パーティングラインを外周及び内周のシール面から外すことが行われる。

本発明の課題は、エラストマー成形品へのばりの残存を少なくすることである。

本発明は、平面視において、外周よりも内側、及び／又は、内周よりも外側にパーティングラインが形成されたエラストマー成形品の製造方法であって、前記エラストマー成形品の形状のキャビティが形成されているとともに、前記エラストマー成形品に前記パーティングラインが形成されるように分割される成形用型を用い、前記成形用型の前記キャビティに、エラストマー材料を充填し、前記成形用型の前記キャビティは、前記エラストマー成形品に、周方向に沿って延びる断面が先細り形状に形成された突条で構成され、その先端を含んで前記パーティングラインが設けられる仕上げ代を形成するための仕上げ代形成部を有する。

本発明は、平面視において、外周よりも内側、及び／又は、内周よりも外側にパーティングラインが形成されたエラストマー成形品の製造に用いられる成形用型であって、前記エラストマー成形品の形状のキャビティが形成されているとともに、前記エラストマー成形品に前記パーティングラインが形成されるように分割され、前記キャビティは、前記エラストマー成形品に、周方向に沿って延びる断面が先細り形状に形成された突条で構成され、その先端を含んで前記パーティングラインが設けられる仕上げ代を形成するための仕上げ代形成部を有する。

本発明によれば、平面視において、外周よりも内側、及び／又は、内周よりも外側に形成されたパーティングラインが、周方向に沿って延びる断面が先細り形状に形成された突条で構成された仕上げ代の先端を含んで設けられているので、エラストマー成形品へのばりの残存を少なくすることができる。

実施形態に係るゴム製シールの一方側の平面視を示す図である。 実施形態に係るゴム製シールの他方側の平面視を示す図である。 図１ＡにおけるIC-IC断面図である。 実施形態に係るゴム製シールの一部分の拡大断面図である。 実施形態に係るゴム製シールの製造に用いる成形用金型の断面図である。 実施形態に係るゴム製シールの製造に用いる成形用金型の一部分の拡大断面図である。 実施形態に係るゴム製シールの製造方法を示す第１の説明図である。 実施形態に係るゴム製シールの製造方法を示す第２の説明図である。 実施形態に係るゴム製シールの製造方法を示す第３の説明図である。 第１のその他の実施形態のゴム製シールの一部分の拡大断面図である。 第２のその他の実施形態のゴム製シールの一部分の拡大断面図である。 第３のその他の実施形態のゴム製シールの一部分の拡大断面図である。

以下、実施形態について詳細に説明する。

図１Ａ乃至Ｄは、実施形態に係るゴム製シール１０（エラストマー成形品）を示す。実施形態に係るゴム製シール１０は、液体や気体などの流体の流出や流入を防ぐために用いられるリング状の機械部品のＯリングである。実施形態に係るゴム製シール１０を形成するゴム材料や寸法構成等は、ＪＩＳ Ｂ２４０１－１：２０１２に記載されているものが挙げられる。

実施形態に係るゴム製シール１０は、リング状のシール本体１１を有する。シール本体１１は、断面が円形に形成されている。また、シール本体１１は、その平面視における外周及び内周が他部材との接触部のシール面に構成されている。そして、実施形態に係るゴム製シール１０では、他部材との接触部である平面視における外周よりも内側及び内周よりも外側に、それぞれ外周側及び内周側のパーティングラインＰＬが形成されている。ここで、本出願における「パーティングライン」とは、エラストマー成形品に現れる成形用型の型継ぎ目痕及びそこに形成されるばりの切除痕をいう。また、本出願における「ばり」とは、エラストマー成形品のパーティングラインに外側に突出するように形成されるエラストマー成形品に含まれないエラストマー片をいう。

シール本体１１の一方側の平面視における外周よりも内側には、周方向に沿って延びる突条が外周からはみ出ないように一体に形成されている。この突条は、断面が三角形の先細り形状に形成された外周側仕上げ代１２を構成している。外周側仕上げ代１２の幅及び高さは、例えば０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。外周側のパーティングラインＰＬは、この外周側仕上げ代１２の先端を含んで設けられている。

シール本体１１の他方側の平面視における内周よりも外側には、断面における外周側仕上げ代１２の対向位置に、周方向に沿って延びる突条が内周からはみ出ないように一体に形成されている。この突条は、外周側仕上げ代１２と同一の断面が三角形の先細り形状に形成された内周側仕上げ代１３を構成している。内周側仕上げ代１３の幅及び高さは、外周側仕上げ代１２と同様、例えば０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。内周側のパーティングラインＰＬは、この内周側仕上げ代１３の先端を含んで設けられている。

次に、実施形態に係るゴム製シール１０の製造方法について説明する。図２Ａ及びＢは、その製造に用いる成形用金型２０を示す。

成形用金型２０は、上型２１と下型２２とに分割されるように構成されている。そして、成形用金型２０は、その内部に、実施形態に係るゴム製シール１０の形状のキャビティ２３が形成されている。キャビティ２３の外側には、それに連続するように設けられた環状の外周側喰い切り形成部２４が形成されている。外周側喰い切り形成部２４は、上型２１に形成されたＶ溝と、その開口を封じる下型２２の水平面とで形成された断面が三角形の円周孔で構成されている。外周側喰い切り形成部２４の外側には、それと間隔をおいて設けられた環状の外周側逃げ溝２５が形成されている。外周側逃げ溝２５は、下型２２に形成された台形溝と、その開口を封じる上型２１の水平面とで形成された断面が台形状の円周孔で構成されている。キャビティ２３の内側には、それ連続するように設けられた環状の内周側喰い切り形成部２６が形成されている。内周側喰い切り形成部２６は、下型２２に形成されたＶ溝と、その開口を封じる上型２１の水平面とで形成された断面が三角形の円周孔で構成されている。なお、内周側喰い切り形成部２６の内側には、外周側逃げ溝２５と同様の内周側逃げ溝が形成されていてもよい。

キャビティ２３は、製造するゴム製シール１０に外周側仕上げ代１２を形成するための外周側仕上げ代形成部２３ａを有する。外周側仕上げ代形成部２３ａは、断面が三角形の突条で構成された外周側仕上げ代１２の一方の面を形成する上型２１の水平面と、他方の面を形成する下型２２の鉛直面とで構成されている。外周側仕上げ代形成部２３ａは、メタルタッチを回避して成形用金型２０の長寿命化を図る観点から、上型２１の水平面の端と下型２２の鉛直面の端との間に、外周側喰い切り形成部２４に連通する僅かな隙間が設けられ、それにより、それらが非接触とされた型継ぎ目を構成していることが好ましい。一方、外周側仕上げ代形成部２３ａは、外周側仕上げ代１２の先端でのばりの切除を容易にしてばりの残存を少なくする観点から、図２Ｂに破線Ａで示すように、上型２１の水平面の端と下型２２の鉛直面の端とが突き合わされた型継ぎ目を構成していてもよい。なお、外周側仕上げ代形成部２３ａは、図２Ｂに一点鎖線Ｂで示すように、外周側仕上げ代１２の一方の面を形成する部分が、外周側喰い切り形成部２４に連通する上型２１と下型２２との間の隙間とされた型継ぎ目を構成していてもよい。

キャビティ２３は、製造するゴム製シール１０に内周側仕上げ代１３を形成するための内周側仕上げ代形成部２３ｂを有する。内周側仕上げ代形成部２３ｂは、断面が三角形の突条で構成された内周側仕上げ代１３の一方の面を形成する上型２１の鉛直面と、他方の面を形成する下型２２の水平面とで構成されている。外周側仕上げ代形成部２３ａの場合と同様、内周側仕上げ代形成部２３ｂは、メタルタッチを回避して成形用金型２０の長寿命化を図る観点から、上型２１の鉛直面の端と下型２２の水平面の端との間に、内周側喰い切り形成部２６に連通する僅かな隙間が設けられ、それにより、それらが非接触とされた型継ぎ目を構成していることが好ましい。一方、内周側仕上げ代形成部２３ｂは、内周側仕上げ代１３の先端でのばりの切除を容易にしてばりの残存を少なくする観点から、上型２１の鉛直面の端と下型２２の水平面の端とが突き合わされた型継ぎ目を構成していてもよい。なお、内周側仕上げ代形成部２３ｂは、内周側仕上げ代１３の一方の面を形成する部分が、内周側喰い切り形成部２６に連通する上型２１と下型２２との間の隙間とされた型継ぎ目を構成していてもよい。

実施形態に係るゴム製シール１０を製造するとき、まず、図３Ａに示すように、予熱した成形用金型２０を型開きし、上型２１と下型２２との間におけるキャビティ２３に対応する部分に、環状に未架橋ゴムＲ（エラストマー材料）を配置する。

次いで、図３Ｂに示すように、成形用金型２０を型締めして上型２１と下型２２との間に未架橋ゴムＲを挟み、それを熱盤間に配置して加熱するとともに加圧し、その状態を所定時間保持することによりプレス成形する。このとき、未架橋ゴムＲがキャビティ２３を充填するように流動し、それが架橋してゴム製シール１０が形成される。また、キャビティ２３の充填に用いられなかった未架橋ゴムＲが外周側喰い切り形成部２４及び内周側喰い切り形成部２６にそれぞれ流入し、それらが架橋して外周側喰い切り１４及び内周側喰い切り１６が形成される。さらに、余剰の未架橋ゴムＲが外周側逃げ溝２５に流入し、それが架橋して余剰ゴム架橋物１５が形成される。

続いて、加圧を解除して熱盤間から成形用金型２０を取り出し、図３Ｃに示すように、それを型開きする。このとき、ゴム製シール１０の外周側仕上げ代１２に、ばりである外周側喰い切り１４が突き合わせられて結合するとともに、その外周側喰い切り１４に余剰ゴム架橋物１５がゴム薄膜を介して結合し、且つゴム製シール１０の内周側仕上げ代１３に、ばりである内周側喰い切り１６が突き合わせられて結合した一体成形物が得られる。

そして、仕上げとして、ゴム製シール１０から、その外周側仕上げ代１２に結合した外周側喰い切り１４を、余剰ゴム架橋物１５とともに、それらに外力を付与してゴム製シール１０との結合部に応力を集中させることにより切除する。また、ゴム製シール１０から、その内周側仕上げ代１３に結合した内周側喰い切り１６を、それに外力を付与してゴム製シール１０との結合部に応力を集中させることにより切除する。これにより、実施形態に係るゴム製シール１０を得る。ここで、ゴム製シール１０の先端で外周側喰い切り１４を切除してばりの残存を少なくする観点からは、外周側喰い切り１４におけるゴム製シール１０との結合部に向かう部分の先細り角度θ_１は４５°以上であることが好ましい。同様に、内周側喰い切り１６におけるゴム製シール１０との結合部に向かう部分の先細り角度θ_２は４５°以上であることが好ましい。なお、外周側喰い切り１４におけるゴム製シール１０との結合部に向かう部分は、断面が半円形状に形成されていてもよい。

以上の通り、実施形態に係るゴム製シール１０では、平面視において、外周よりも内側に形成されたパーティングラインＰＬが、周方向に沿って延びる断面が先細り形状に形成された突条で構成された外周側仕上げ代１２の先端を含んで設けられている。また、平面視において、内周よりも外側に形成されたパーティングラインＰＬが、同様に、周方向に沿って延びる断面が先細り形状に形成された突条で構成された内周側仕上げ代１３の先端を含んで設けられている。これらのことから、実施形態に係るゴム製シール１０によれば、仕上げの際に、強度の低い先細り形状の外周側仕上げ代１２の先端及び内周側仕上げ代１３の先端においてばりが切除されるので、ゴム製シール１０へのばりの残存を少なくすることができる。また、ゴム製シール１０に割れの起点となるばり脱落痕が形成されるのを抑制することができる。

なお、上記実施形態では、Ｏリングのゴム製シール１０を示したが、特にこれに限定されるものではなく、図４に示すようなピストンパッキンのゴム製シール１０や図５Ａ及びＢに示すようなＵパッキンのゴム製シール１０であってもよい。ピストンパッキンのゴム製シール１０では、図４に示すように、外周側のパーティングラインＰＬが外周側仕上げ代１２の先端を含んで設けられている一方、内周側のパーティングラインＰＬがシール本体１１の内周に形成されていてもよい。Ｕパッキンのゴム製シール１０では、図５Ａに示すように、外周側仕上げ代１２及び内周側仕上げ代１３が、シール本体１１の構成面に形成されていてもよく、また、図５Ｂに示すように、シール本体１１の角部に形成されていてもよい。

上記実施形態では、外周側仕上げ代１２及び内周側仕上げ代１３を構成する突条を、断面が三角形に形成されたものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、先細り形状に形成された突条であれば、その他の断面を有するものであってもよい。

上記実施形態では、エラストマー成形品としてゴム成形品のゴム製シール１０を示したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば平面視における外周よりも内側にパーティングラインが形成されたダイヤフラムなどの盤状部材等であってもよい。また、エラストマー成形品は、樹脂成形品であってもよい。

本発明は、エラストマー成形品の製造方法及びそれに用いる成形用型の技術分野について有用である。

１０ ゴム製シール（エラストマー成形品）
１１ シール本体
１２ 外周側仕上げ代
１３ 内周側仕上げ代
１４ 外周側喰い切り
１５ 余剰ゴム架橋物
１６ 内周側喰い切り
２０ 成形用金型
２１ 上型
２２ 下型
２３ キャビティ
２３ａ 外周側仕上げ代形成部
２３ｂ 内周側仕上げ代形成部
２４ 外周側喰い切り形成部
２５ 外周側逃げ溝
２６ 内周側喰い切り形成部
ＰＬ パーティングライン
Ｒ 未架橋ゴム（エラストマー材料）

Claims (4)

1. 平面視において、外周よりも内側、及び／又は、内周よりも外側にパーティングラインが形成されたエラストマー成形品の製造方法であって、
   前記エラストマー成形品の形状のキャビティが形成されているとともに、前記エラストマー成形品に前記パーティングラインが形成されるように第１型と第２型とに分割される成形用型を用い、前記成形用型の前記キャビティに、エラストマー材料を充填し、
   前記成形用型の前記キャビティは、前記エラストマー成形品に、周方向に沿って延びる断面が先細り形状に形成された突条で構成され、その先端を含んで前記パーティングラインが設けられる仕上げ代を形成するための仕上げ代形成部を有し、
   前記成形用型には、前記キャビティの前記仕上げ代形成部に連続するように、前記パーティングラインを形成する前記第１型と前記第２型との型継ぎ目を介して、前記エラストマー成形品に結合して成形される喰い切りを形成するための喰い切り形成部が設けられており、前記型継ぎ目が、前記第１型が有する角部の先端と前記第２型が有する角部の先端とが突き合わされて構成されているエラストマー成形品の製造方法。
2. 請求項１に記載されたエラストマー成形品の製造方法において、
   前記成形用型の前記喰い切り形成部は、前記喰い切りにおける前記エラストマー成形品との結合部に向かう部分の断面が先細り形状に形成されるように構成されているエラストマー成形品の製造方法。
3. 平面視において、外周よりも内側、及び／又は、内周よりも外側にパーティングラインが形成されたエラストマー成形品の製造に用いられる成形用型であって、
   前記エラストマー成形品の形状のキャビティが形成されているとともに、前記エラストマー成形品に前記パーティングラインが形成されるように第１型と第２型とに分割され、
   前記キャビティは、前記エラストマー成形品に、周方向に沿って延びる断面が先細り形状に形成された突条で構成され、その先端を含んで前記パーティングラインが設けられる仕上げ代を形成するための仕上げ代形成部を有し、
   前記キャビティの前記仕上げ代形成部に連続するように、前記パーティングラインを形成する前記第１型と前記第２型との型継ぎ目を介して、前記エラストマー成形品に結合して成形される喰い切りを形成するための喰い切り形成部が設けられており、前記型継ぎ目が、前記第１型が有する角部の先端と前記第２型が有する角部の先端とが突き合わされて構成されている成形用型。
4. 請求項３に記載された成形用型において、
   前記喰い切り形成部は、前記喰い切りにおける前記エラストマー成形品との結合部に向かう部分の断面が先細り形状に形成されるように構成されている成形用型。

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