JP7586859B2 - ゴム成形用金型、それを用いた成形方法及びゴム成形品 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム成形用金型、それを用いた成形方法及びゴム成形品に関する。

従来、ゴム製品は、図４に示すように、金型１０１の上型１０２及び下型１０３に生ゴム１１０を挟み込んで熱と圧力によって加硫することで成形されることは知られている（例えば、特許文献１参照）。上型１０２と下型１０３は、１回の成形時に高温かつ高圧の加硫工程が数分から数十分続く。

特開２０００－１５３５３４号公報

しかしながら、従来のゴム成形用金型１０１では、図４に一部拡大して示すように、成形を繰り返すと、製品溝１０４の端部（周縁１０５）、上型１０２及び下型１０３の合わせ部分１０６の周縁（刃先ともいう）に欠けやカエリ１０７が発生する。

このような欠けやカエリ１０７が発生すると製品機能に影響を及ぼすため、金型１０１を更新する必要がある。例えば、引き延ばして取付溝に装着するピストンパッキンのようなゴム製品ではカエリ１０７が、製品破損の起点となりやすい。

一方、金型の長寿命対策として、熱処理済み材料など高強度の金型材料を使用したり、図５の金型２０１に示すように、製品溝２０４と逃げ溝２０８との距離Ｌ２（ランド）を長くして受圧面積を広くしたりする等の方法がある。

しかし、高強度の金型材料であると、材料が高価で加工がし難かったり、距離Ｌ２を長くすると、１つの製品のために必要な面積が広くなって１つの金型当たりの取り数が減ったりする等のデメリットがある、という問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ゴム成形用金型の長寿命化と製品機能低下要因の排除にある。

上記の目的を達成するために、この発明では、上型と下型との合わせ部周縁（刃先）を製品とは関係のないバリ部に設けた。

具体的には、第１の発明では、少なくとも１つのゴム成形品を成形する上側成形溝及び前記上側成形溝からの余りゴムが流れ込む上側逃げ溝を有する上型と、
前記上側成形溝に対向する位置に前記少なくとも１つのゴム成形品を成型する下側成形溝及び前記下側成形溝からの余りゴムが流れ込む下側逃げ溝を有する下型とを備えており、
前記上側成形溝と前記上側逃げ溝との間及び前記下側成形溝と前記下側逃げ溝との間における前記上側成形溝及び前記下側成形溝の少なくとも一方の周縁には、バリ部を意図的に形成するためのバリ用溝が全周に亘って形成されている。

上記の構成によると、上型と下型の合わせ面周縁となる上型又は下型の尖った部分（刃先ともいう）で経年劣化により欠けやカエリが形成されたとしても、この部分は、バリ部に対応するので、引っ張り時などの製品破損の起点が発生せず、製品の品質には影響しない。

第２の発明では、第１の発明において、
前記バリ用溝の幅及び深さは、いずれも前記ゴム成形品のバリ仕上げが必要なバリ部の大きさよりも小さい。

上記の構成によると、バリ用溝の幅は、ゴム成形品のバリ仕上げが必要なバリ部の幅よりも小さく、かつバリ用溝の深さは、ゴム成形品のバリ仕上げが必要なバリ部の厚さよりも小さいことから、意図的に形成した全周に繋がるバリ部の処理が不要となるので、製造効率が高い。

第３の発明では、第２の発明において、
前記ゴム成形品は、Ｏリングであり、
前記バリ用溝の幅及び深さは、いずれもＪＩＳ Ｂ ２４０１－３で規定される、バリ仕上げが必要なバリ部の大きさよりも小さい。

上記の構成によると、意図的に形成したＯリングの全周に繋がるバリ部の処理が不要となるので、製造効率が高い。

第４の発明では、第１の発明において、
前記バリ用溝の幅及び深さは、いずれも０．０２ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である。

０．０２ｍｍよりも浅い溝を機械加工で金型に設けるのは難しく、０．１ｍｍよりも大きくバリ部であると、バリ処理が必要となる。しかし、上記の構成によると、バリ処理を不要にしながら、できるだけ幅及び厚さの薄いバリ部が形成された、長寿命化と製品機能低下要因の排除が達成されたゴム成形品が得られる。

第５の発明は、第１から第４のいずれか１つのゴム成形用金型を用いたゴムの成形方法を対象とし、この方法では、
前記ゴム成形用金型を準備し、
前記上側成形溝と前記下側成形溝との間に予備成形した生ゴムを配置する生ゴム配置工程と、
前記上型と前記下型とを閉じて上側逃げ溝及び下側逃げ溝の少なくとも一方に余りゴムを逃がしながら、前記上側成形溝及び前記下側成形溝の少なくとも一方の周縁に設けたバリ用溝にも流し込む型閉じ工程と、
前記型閉じ工程後、圧力を掛けながら加熱して加硫する加硫工程と、
前記加硫工程後、ゴム製品を取り出す脱型工程とを含む。

上記の構成によると、上型と下型の合わせ面周縁となる上型又は下型の刃先で経年劣化により欠けやカエリが形成されたとしても、この部分は、バリ部に対応するので、製品の品質には影響しない。また、意図的に成形したバリ部であるため、取り除く必要がなく、製造が容易である。

第６の発明のゴム成形品は、
リング状ゴム成形品の内周及び外周の厚さ方向中央部分に全周に亘ってバリ仕上げが必要なバリ部の幅及び厚さよりも小さいバリ部が形成されている。

上記の構成によると、意図的に内周と外周にバリ部が形成された、金型を長く使えて製造が容易で長寿命のリング状ゴム成形品が得られる。

以上説明したように、本発明によれば、ゴム成形品の周縁の全周に意図的に金型の不具合を吸収できるバリ部を形成するようにしたことにより、ゴム成形用金型の長寿命化と製品機能低下要因の排除の両立が可能である。

図２のIB－IB線に対応する、ゴム成形用金型の拡大断面図である。 破断した下型を示す斜視図である。 下型の平面図である。 破断状態の下型に載置されたゴム成形品を示す斜視図である。 従来の金型を示す断面図である。 別の従来の金型を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１Ａ～図２は、本発明の実施形態１のゴム成形用金型１を示し、このゴム成形用金型１は、少なくとも１つのゴム成形品２０を成形する上側成形溝４ａと、上側成形溝４ａからの余りゴムが流れ込む上側逃げ溝８ａとを有する上型２を備えている。

同様に、ゴム成形用金型１は、例えば、図３に示すような、上側成形溝４ａに対向する位置に少なくとも１つのゴム成形品を成型する下側成形溝４ｂ及び下側成形溝４ｂからの余りゴムが流れ込む下側逃げ溝８ｂを有する下型３を備えている。

例えば、上型２及び下型３の材質は、強度の高いプリハードン鋼であるＮＡＫ５５でもよいが、通常強度の高炭素鋼５５ｃでもよい。また、成形材料となる生ゴムは、添加材など特に限定されない。

図示したものでは、簡略化のために１つの金型に１つのゴム成形品２０を作るための上側成形溝４ａ及び下側成形溝４ｂしか設けていないが、２つ以上設けてもよい。

そして、上側成形溝４ａと上側逃げ溝８ａとの間及び下側成形溝４ｂと下側逃げ溝８ｂとの間における上側成形溝４ａ及び下側成形溝４ｂの少なくとも一方の周縁５には、バリ部２１を意図的に形成するためのバリ用溝１１が全周に亘って形成されている。

本実施形態では、図示しているように、下側成形溝４ｂの内周及び外周の全周に亘ってのみバリ用溝１１を設けているが、逆に上側成形溝４ａ側にのみ設けてもよいし、下側成形溝４ｂ及び上側成形溝４ａの両側に設けてもよい。

図３に示すように、本実施形態のゴム成形品２０は、例えば、ピストンパッキン用のＯリングであり、リング状のゴム成形品２０の内周及び外周の厚さ方向中央部分に全周に亘ってバリ仕上げが必要なバリ部の幅及び厚さよりも小さい幅Ｗ及び厚さＴのバリ部２１が形成されている。

そのために、バリ用溝１１の幅Ｗ及び深さＴは、ゴム成形品のバリ仕上げが必要なバリ部の幅及び厚さよりもそれぞれ小さい。具体的には、ゴム成形品２０が図３に示すようなＯリングの場合、バリ部２１の幅Ｗ及び厚さＴ（簡略化のために、バリ用溝１１の幅Ｗ及び深さＴとそれぞれ同一とする）は、ＪＩＳ Ｂ ２４０１－３で規定される、バリ仕上げが必要な大きさよりも小さくなるようにする。そのためには、例えば、バリ用溝１１の幅Ｗ及び深さＴは、いずれも０．０２ｍｍ以上０．１ｍｍ以下となる。

－ゴムの成形方法－
次に、本実施形態に係るゴム成形用金型１を用いたゴムの成形方法について説明する。

まず、上述したゴム成形用金型１を含むプレス機械を準備する。プレス機械自体の構成は特に限定されない。

次いで、生ゴム配置工程において、上側成形溝４ａと下側成形溝４ｂとの間に適量な予備成形した生ゴムを配置する。

次に、型閉じ工程において、上型２と下型３とを閉じて上側逃げ溝８ａ及び下側逃げ溝８ｂに余りゴムを逃がしながら、下側成形溝４ｂの周縁５に設けたバリ用溝１１にも流し込む。

次いで、加硫工程において、圧力を掛けながら加熱して加硫する。所定の圧力で数分から数十分間プレスする。加硫条件は特に限定されない。

加硫工程後、ゴム成形品２０を取り出す。このとき、図３に示すように、リング状のゴム成形品２０の内周及び外周には、全周に亘って小さなバリ部２１が形成されている。

このバリ用溝１１で成形されたバリ部２１は、例えば、バリ用溝１１の幅Ｗ及び深さＴが、いずれも０．０２ｍｍ以上０．１ｍｍ以下であり、ＪＩＳ Ｂ ２４０１－３で規定されるサイズよりも小さいバリ部２１であるので、取り除く必要はない。

ここで、０．０２ｍｍよりも浅い溝を機械加工でゴム成形用金型１に設けるのは難しく、０．１ｍｍよりも大きくバリ部であると、バリ処理が必要となる。しかし、本実施形態では、バリ処理を不要にしながら、できるだけ幅Ｗ及び厚さＴの薄いバリ部２１が形成されたゴム成形品２０が得られる。

なお、バリ部２１は、通常通り取り除いてもよいことはもちろんである。

このように、上型２と下型３の合わせ面周縁となる上型２又は下型３の刃先で経年劣化により欠けやカエリが形成されたとしても、この部分は、バリ部２１に対応するので、製品の品質には影響しない。つまり、バリ部２１に欠けやカエリがあっても、ゴム成形品２０を引っ張ったときにゴム成形品２０のび破損の起点とはならない。

また、意図的に成形したバリ部２１を取り除く必要がないので、製造効率がよく、製造が容易である。

本実施形態では、意図的に内周と外周にバリ部２１が形成された、ゴム成形用金型１を長く使え、製造が容易で品質の高いリング状のゴム成形品２０が得られる。

したがって、本実施形態によると、ゴム成形品２０の周縁５の全周に意図的に金型１の不具合を吸収できるバリ部２１を形成するようにしたことにより、ゴム成形用金型１の長寿命化と製品機能低下要因の排除の両立が可能である。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、下側成形溝４ｂの周縁にのみバリ用溝１１を設けたが、上側成形溝４ａにも設けてもよい。その場合には、両側のバリ用溝１１の幅Ｗが所定値にあり、かつ深さＴの和が所定範囲に収まっていればよい。

また、上記実施形態では、ゴム成形品２０は、ピストンパッキン用のＯリングとしたが、これに限定されず、また、場合によっては、本発明は、樹脂成形品の金型にも適用可能である。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ ゴム成形用金型
２ 上型
３ 下型
４ａ 上側成形溝
４ｂ 下側成形溝
５ 周縁
８ａ 上側逃げ溝
８ｂ 下側逃げ溝
１１ バリ用溝
２０ ゴム成形品
２１ バリ部

Claims (5)

1. 少なくとも１つのゴム成形品を成形する上側成形溝及び前記上側成形溝からの余りゴムが流れ込む上側逃げ溝を有する上型と、
   前記上側成形溝に対向する位置に前記少なくとも１つのゴム成形品を成型する下側成形溝及び前記下側成形溝からの余りゴムが流れ込む下側逃げ溝を有する下型とを備えており、
   前記上側成形溝と前記上側逃げ溝との間及び前記下側成形溝と前記下側逃げ溝との間における前記上側成形溝及び前記下側成形溝の少なくとも一方の周縁には、バリ部を意図的に形成するためのバリ用溝が全周に亘って形成されており、
   前記バリ用溝の幅及び深さが、いずれも前記ゴム成形品のバリ仕上げが必要なバリ部の大きさよりも小さい
   ことを特徴とするゴム成形用金型。
2. 前記ゴム成形品は、Ｏリングであり、
   前記バリ用溝の幅及び深さが、いずれもＪＩＳ Ｂ ２４０１－３で規定される、バリ仕上げが必要なバリ部の大きさよりも小さい
   ことを特徴とする請求項１に記載のゴム成形用金型。
3. 前記バリ用溝の幅及び深さが、いずれも０．０２ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載のゴム成形用金型。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のゴム成形用金型を用いたゴムの成形方法であって、
   前記ゴム成形用金型を準備し、
   前記上側成形溝と前記下側成形溝との間に予備成形した生ゴムを配置する生ゴム配置工程と、
   前記上型と前記下型とを閉じて上側逃げ溝及び下側逃げ溝の少なくとも一方に余りゴムを逃がしながら、前記上側成形溝及び前記下側成形溝の少なくとも一方の周縁に設けたバリ用溝にも流し込む型閉じ工程と、
   前記型閉じ工程後、圧力を掛けながら加熱して加硫する加硫工程と、
   前記加硫工程後、ゴム製品を取り出す脱型工程とを含む
   ことを特徴とするゴムの成形方法。
5. リング状ゴム成形品の内周及び外周の厚さ方向中央部分に全周に亘って、バリ仕上げが必要なバリ部の幅及び厚さよりも小さい、一定の幅及び厚さのバリ部が連続して形成されている
   ことを特徴とするゴム成形品。