JPH05116178A - パネルの穴の充填・密封埋め材及びその製造方法 - Google Patents

パネルの穴の充填・密封埋め材及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 電子出願以前の出願であるので 要約・選択図及び出願人の識別番号は存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自己回り止め、自己密封性を有する 射出成形可能なプラスチック製の穴充填用の埋め 材(plug)、及びかかる埋め材の製造方法に関す る。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ 自動車、冷蔵庫、ストーブその他の機器を製造 する場合、自動車の床パン、ドアパネル、その他 の垂直に配向させたパネルのような金属製のパネ ル部分が使用される。該パネル部分には、各種形 状及び寸法の開口部又は穴が形成されており、こ れらの開口部から工具をアクセスさせ、パネルを その支持体に組付け、又は自動車の他の構成要素 に取付け、あるいは機器をパネルの内側に取付け る。組立てが完了したならば、上記穴は充填し、 パネルを元の形状に復旧させる必要がある。従来、 金属製の鍛造品による埋め材が使用されており、 かかる鍛造品による埋め材は、熱溶融型接着剤を 使用し、又は、溶接、ろう付けにより、あるいは、 交換可能な金属製埋め材とパネル間の重なり合い 部分にねじ等をねじ込むことにより適所に固定さ れている。
かかる金属製の交換可能な埋め材を使用するた めには、交換可能な埋め材を予め製造し、手で組 み立てなければならないが、これら作業は、時間 を要すると共に、コストが嵩み、しかも、多くの 労力を必要とするため、これら作業を全て不要で あるようにすることが望まれている。
本発明の出願人が特許権者である米国特許第4, 081,879号は、本発明に最も近い公知の技術を開 示するものであり、上記米国特許は、硬質の回り 止め部分と、軟質の密封部分とからから成るグロ メット(grommet)又は埋め材ボタンを開示してい る。該硬質の回り止め部分は、穴を囲繞する状態 にて該穴から外方向に間隔を隔てて配設されたパ ネル面に対して回り止めされる一方、該軟質の密 封部分は、この密封部分の外周と穴の内周の全部 が接触することにより、穴内のグロメットを密封 する。上記米国特許に開示されたグロメットの硬 質の回り止めプラスチック材料、及び軟質の密封 プラスチック材料は、ビニル、望ましくは、塩化 ビニル樹脂のようなプラスチゾルとして注型可能 な熱可塑性材料、又は熱硬化性材料、もしくはそ の混合体とする。グロメットは、硬質のプラスチ ゾルを開放した金型内に吹き付けて形成し、一部 分がゲル化したならば、軟質のプラスチゾルを金 型内に吹き付けて上記一部ゲル化した硬質部分と 接触させ、その後、２種類のプラスチゾルを高温 にて同時に加硫することにより、単一のグロメッ ト、又は埋め材構造体を形成する。
本発明の回り止め部分又は密封部分いずれを形 成するためにもビニルプラスチゾルでは、満足し 得る結果は得られない。
米国特許第3,753,549号、同第3,804,366号、及 び同第4,139,590号は、空調又は暖房用ダクトに 使用可能なダンパ、ヒータ、ドアのような流量制 御装置及びかかる装置の製造方法を開示している。
米国特許第3,753,549号及び同第3,804,366号に開 示されたダンパドアは、化学的性質が異なるため、 暖房部分を金型内に注型したとき、相互に接着し 得ない２種類の材料にて製造されている。開示さ れた硬質の材料は、熱硬化可能なエポキシ硬質材 料であり、軟質の材料は、熱可塑性のビニルプラ スチゾルである。上記接着上の問題点を解決する ため、上記米国特許第4,139,590号の方法は、混 合体を金型内に注型する前に、ビニルプラスチゾ ルの一部をエポキシ系の硬質部分に予備混合する 段階と、その後、エポキシ−塩化ビニル樹脂プラ スチゾルの一部ゲル化した予備混合体上により多 くのビニルプラスチゾルを浮かせる段階と、及び これら２つの成分を高温にて一緒に加硫する段階 とを備えている。
本発明の埋め材は、先の２つの米国特許のヒー タドアと構造的に異なっている。それは、ヒータ ドアは、硬質の回り止め部分のない流量制御装置 であるからである。かかるダンパドアは、自己回 り止め性も、又、自己密封性もなく、パネルの穴 を埋めたり、該穴を恒久的に密封することを目的 とするものでもない。
本発明の埋め材を製造するために採用する共射 出成形方法は、米国特許第4,139,590号の方法と は、基本的に相違しており、軟質のプラスチック 材料と硬質の熱硬化性樹脂の混合体を金型内に注 型する前に、そのプラスチック材料の一部と熱硬 化性樹脂を予備混合させる段階や、注型後、軟質 部分及び硬質部分の加硫を確実なものとするため に加熱する段階は備えていない。
本発明の埋め材は、又、上記米国特許第4,081, 879号のグロメット及び埋め材ボタンと構造的に 相違しており、パネルの穴、又は、開口部を充填 し、さらに、埋め材を適所に回り止めする本発明 の埋め材は、中央部分が、高強度であり、引張り 強度及び衝撃強度が大きく、針入又は亀裂に対す る抵抗力が大きいといった金属状の特性を備えて いる。
一方、上記米国特性第4,081,879号のグロメッ トの穴充填部分は、軟質のビニル本体部分であり、 このビニル本体部分は、弾性シールとしても機能 する。該米国特許第4,081,879号の構造体が、グ ロメットである場合、硬質のロツク部分は、環状 リングだけであり、穴充填用の中央部分は、軟質 のビニル本体部分である。この中央部分は、少な くとも１つの可撓な突起を備える軟質のビニル本 体部分である。この可撓な突起は、パネルの穴を 通って伸長するワイヤ、ロッド等の支持体を提供 する、軟質部分を通って伸長する中央穴を備えて いる。同様に、米国特許第4,081,879号の構造体 が、埋め材ボタンである場合、硬質のロツク部分 は、環状リングだけであり、穴充填用の中央部分 は、軟質の本体部分である。この本体部分も又、 密封作用を行うが、その中央部分には、ワイヤ等 を通すための突起又は穴が存在しない（第４図参 照）。
本発明の共射出連続成形方法は、上記米国特許 第4,081,879号には開示されておらず、コンベヤ 上に位置決めされた、開放端を有する同一の多数 のダイスにビニルプラスチゾルを吹き付ける米国 特許第4,081,879号の方法とは異なっている。こ のコンベヤは、プラスチゾルを充填した金型を加 硫炉内に搬送し、加硫すると共に、硬質の回り止 めリング部分と、軟質の中央部分と、及び密封部 分とを接着させ、単一のグロメット又は埋め材ボ タンを形成するためのものである。
これに反し、本発明の共射出方法は、射出成形 機を使用する方法であり、この射出成形機が、先 ず、溶融した熱可塑性材料を第１金型キャビティ 内に射出し、硬質の穴充填・回り止め材料を形成 し、次いで、該射出部分の材料を僅かに冷却させ、 該金型を割り出して第２金型キャビティと接触さ せ、溶融した軟質の熱可塑性材料を該第２キャビ ティ内に射出し、軟質の密封部分を形成し、次い で、射出された軟質及び硬質の材料をさらに一緒 に冷却させることにより、本発明の単一の埋め材 を形成するものである。
本発明の主な目的は、金属製の埋め材と比べ、 より低廉に製造し、かつ取り付けることの出来る、 パネルの穴を充填するための非金属製の取り付け 容易なプラスチック製の埋め材であって、しかも 自動車や機器を製造するため、従来から使用され てきた金属製埋め材に代替し得る部品として安全 に使用出来る埋め材を提供することである。
本発明の別の目的は、化学的に適合し得る２種 類の熱可塑性樹脂材料を１つの金型内に連続的に 注型し、冷却時、金属状の特性を呈する硬質の強 度の大きい穴充填・回り止め部分と、穴の内周面 と弾性的に、かつ干渉的に接触することにより該 埋め材を穴内に主として密封すると共に、埋め材 を穴内に取り付ける際に加わる力と同一方向に加 わる力により、埋め材が穴から外れるのを阻止す る軟質部分とを備えた単一体の埋め材を形成し得 る任意の形状の自己回り止め性、自己密封性を有 するプラスチック製の埋め材を提供することであ る。
本発明のさらに別の目的は、冷却時、本発明の 単一の埋め材を形成する多数個取り金型内に化学 的に適合し得る溶融した２種類の熱可塑性樹脂材 料を注型することにより、本発明の改良したプラ スチック製埋め材を製造する連続的製造方法を提 供することである。
［課題を解決するための手段］ 本発明の埋め材は、これまで使用されてきた金 属製埋め材に取って代わり、従来必要とされてい た労力の多くを不要とするのに適したものである。
該埋め材は、各々熱可塑性樹脂であり、化学的に 同質で適合し得るプラスチック材料により製造し、 この埋め材を穴からぱちっと挿入して該パネルの 穴、又は開口部穴内の適所に回り止めされると同 時に、穴の内周に密封され得るような形状とする。
該埋め材は、自己回り止め性、及び自己密封性 を有し、しかも自動車内にて安全に使用するのに 必要な全ての特性を備え得るように選択した射出 成形可能なプラスチック構成要素にて製造される。
上記特性とは、パネルの片側から埋め材の中央穴 充填部分に作用する集中力により外れるのを防止 する抵抗力が大きいこと、特に外部から作用する 力による針入、又は刺し傷に対する抵抗力が大き いこと、穴からの水分、ガス又は水の漏洩に対す る密封抵抗性を備えること等である。
穴充填・回り止め部分は、自己回り止め性を有 し、所期の使用期間中の温度範囲に亙って、穴か らの外れに対する抵抗性、耐衝撃性、及び貫通抵 抗性を備えるのに必須の強度及び硬さを有する材 料にて形成する。密封部分は、穴の内周に押し付 けたとき、十分変形するのに必要な強度を備えた 化学的に適合し得る材料にて製造する。これによ り、単一体の埋め材を穴内に挿入し、米国特許第 4,081,879号の明細書に記載されたグロメット(gr ommet)による密封と概ね同様の方法にて、埋め材 の弾性的な周縁部分とパネルの穴の内周面間に必 要な密封効果を提供することが出来る。
本発明の方法は、適合し得る２種類の熱可塑性 材料を金型内にて射出成形する方法である。これ ら２種類の材料は、冷却時、金型内にて、一体と なり、単一体の埋め材を形成する。該埋め材は、 金属状の性質を有する材料を射出し、穴充填・回 り止め部分を形成する段階と、該回り止め部分を 僅かに冷却させる段階と、弾性的で軟質な材料を 上記と同じ金型内に射出し、依然として高温状態 の上記回り止め部分と接触させることにより、密 封部分を形成する段階と、さらに、上記部分を冷 却し、かくて、本発明による単一体の二重デュロ メータ埋め材を形成する段階とを備えることを特 徴とする、共射出により、化学的に適合し得る、 ２種類の熱可塑性材料を射出成形する方法である。
［実施例］ 第２図、第４図、第６図及び第８図は、本発明 の埋め材の異なる形態による実施例を示す図であ り、第４図及び第８図は、以下により詳細に説明 するように、自動車のドアパネル及び床パネルに 使用する埋め材の好適な実施例を示す図である。
第１図は、典型的なパネルの穴に取り付けたと きの、本明による埋め材を示す図である。全体と して１０で示したこの埋め材は、第２図及び第３ 図にさらに詳細に示してある埋め材である。パネ ル１２の切り欠き部分１４は、例えば、その上面 が乗客室内に露出した自動車の床パネルである。
該パネル１２は、一般に自動車の組立時、組立作 業を可能にするための工具アクセス穴として提供 される型式による楕円形穴１６の切り欠き部分を 備えている。該埋め材１０は、穴１６を完全に充 填し、適所に回り止めされ、以下にさらに説明す る方法にて、全内周と干渉接触することにより、 主として密封作用をする。埋め材１０は、又、第 ２に、穴１６を囲繞する状態にて、該穴１６から 間隔を隔てて外方向に配設された外側フランジ又 は翼部分１８間に接触することにより密封作用を 行う。埋め材１０は、床パネル１２の上面の概ね 平坦な連続部分を形成するが、通常は、カーペッ ト、ゴムマット等により覆われているため、外部 から見えないようになっている。硬質の回り止め 手段が、穴から突出して、かつ下方を向いている ため、床パネルの下方に露出した埋め材の全表面 が、埋め材の硬質で堅牢な穴充填部分となる。埋 め材を取り付けて、穴１６を充填するための埋め 材の取り付けは、通常、全体として２０で示した テーパー付きの回り止め部分を床パネル１２の上 面から穴１６内に挿入して行われる。
第２図及び第３図に示すように、埋め材１０は、 硬質の回り止め・穴充填部分２０と、及び全体と して２２で示した軟質で弾性的に密封する穴覆い 部分とを備えている。上記部分１８、２０の形成 に適した材料は、以下により詳細に説明するが、 一般に、各材料とも、溶融状態にて適当な形状の 金型キャビティ内に射出し得る熱可塑性樹脂材料 である。さらに、これら材料は、化学的に十分に 類似し、冷却時、硬質材料と軟質材料同士が接触 することにより、結合し、単一体の埋め材を形成 することが出来る。
回り止め部分２０は、全体として、長円形又は 皿形であり、穴充填中心部分２４を備えている。
この中心部分２４は、概ね平坦であり、２６で示 した箇所が上方及び外方向に滑らかに湾曲し、そ の終端は、全体として、テーパー付きの楕円形の 環状リングに達し、その外周下端に上面２８と、 及び張り出し部３０を有する三角形の断面を備え ている。第３図の左側に示すように、パネル１２ の穴１６の内周は、張り出し部分３０の外周より 若干小さく、組み立てた時、張り出し部３０は、 穴１６の周囲のパネル１２の外面、又は底面３３ に重なり合い、かくて、穴１６の360c全周に直接 接触することにより、回り止め作用をする。
埋め材１０が穴１６を密封する方法は、第３図 の右側を参照することにより理解することが出来 る。それは、第３図には、パネル１２は、仮想線 で示してあるため、張り出し部３０に近接する弾 性的密封部分２２の成形したままの形状及び位置 が３６で明瞭に示してあるからである。図示する ように、弾性的部分２２は、ブラケット止め部分 ３２により示した密封帯状面を形成する。該ブラ ケット止め部分３２は、張り出し部３０と同一、 又は概ね同一の周縁寸法を備えており、下方に溝 ３４まで達する張り出し部３０の周縁寸法の軸方 向の延長部を概ね構成している。硬質の回り止め 部分２０を穴内に挿入したとき、張り出し部３０ の周縁寸法が、穴より大きく、しかも、回り止め 部分２０が、非常に剛性で、かつ半径方向の圧縮 力に対して抵抗し得るため、軸方向に直接挿入さ せることができない。このため、パネル１２の穴 １６内に挿入するためには、埋め材１０は、上向 き、又は、斜めにしなければならない。この点に 関し、埋め材１０は、同様の方法にてパネルの穴 内に挿入される、米国特許第4,081,879号の添付 図第１図、第６図及び第７図に示されたグロメッ ト１０と同様である。要するに、埋め材１０の張 り出し部３０の一部が、穴１６内に挿入され、穴 １６の平面に対し概ね平行な方向に力を加えるこ とにより、張り出し部３０に近接する密封帯状面 ３２の部分は、箇所３６にて撓み、又は圧縮され、 穴１６の内周との接触箇所にて、張り出し部３０ の反対部分を十分に撓ませ、第３図の左側に示し た挿入位置にぱちっと嵌入される。穴１６の外周 に沿って僅かに数千分の一インチだけ重なり合う ように構成した埋め材の場合、及び僅かに必要な だけ半径方向に撓み得るように、硬さを選択した 張り出し部分３０の場合に通常そうであるように、 このようにぱちっと嵌入したならば、上記張り出 し部３０の反対部分が弾性的密封帯状面３２及び 内周１６間に接触することにより、干渉密封が形 成される。この干渉密封は、密封部分２２の材料 の弾性と、硬質の堅牢な張り出し部３０に起因す る延伸力との組み合わさった作用による。尚、こ の延伸力は、張り出し部３０が弾性材料に引張り 力、又は延伸力を作用させ、その結果、弾性材料 が、第３図の左側に示した圧縮された組立状態の 位置まで撓むために生じる。
密封部分２２は、中央部分３８を備えている。
この中央部分３８は、回り止め部分２０の中央部 分の上になり、かつ該中央部分に接着されて、該 中央部分と一体化される。さらに、該中央部分３ ８の外周には、上方向及び外方向に伸長する翼部 分１８が設けられている。該翼部分１８は、成形 した時の状態が第３図の右側に示してあり、パネ ル１２の穴１６内に取り付けた後の偏平化し、又 は、撓んだ第２密封位置にあるときの状態が第３ 図の左側に示してある。翼部分１８が存在するた め、穴１６周囲のパネル１２の平坦面と弾性的に 圧力接触することによる密封効果に加えて、例え ば、乗客が自動車の床パネルの埋め材１０を直接 踏むことによる集中力のような下向きの力が、中 心面３８に加わることによって埋め材１０が穴か ら外れるのを防止する効果が得られる。かかる場 合、中心部分２４が撓み、上になる弾性的な中心 部分３８と一体的に接着されることに対する抵抗 力は、下向きの外れ作用に対する主要な抵抗力を 構成するが、翼部分１８も又、大きく寄与する。
翼部分１８、及びパネル１２の内端の下になる密 封帯状部分の質量は、弾性ではあるが、圧縮力に 十分抵抗することが出来、穴１６を通ることが出 来る。
第４図及び第５図には、変形例による埋め材１ ０が示されている。この第４図及び第５図に示し た埋め材１０は、第２図の埋め材と比べ、硬質な 密封部分２０の構造が異なっている。即ち、この 埋め材１０では、穴１６周囲のパネル１２の平坦 面とより強く回り止め作用可能に表面干渉し、よ り大きい寸法の埋め材、又は、苛酷な条件にて使 用される埋め材の外れに対し一層良く抵抗するこ とが出来る。第４図の埋め材は、又、密封効果を 増大させ得るような構造に変えてある。第５図に 示すように、硬質の回り止め部分２０は、環状の 回り止めリング２０と一体的に成形して、周縁に 沿って間隔を隔てて配設した複数の控え壁型式の 補強用突起３８を備えている。図示するように、 ４つの控え壁部材３８が、回り止めリング２０の 湾曲する端部に位置決めされている。しかし、控 え壁部材の配設位置及び数は、必要に応じて変え ることが出来、例えば、仮想線で示す追加的な控 え壁３８Ａを設け、例えば、自動車の走行中、道 路上の物体が埋め材１０の下部にぶつかる等して、 中央部分２４Ａに力が作用することによって穴か ら外れないようにすることが出来る。控え壁３８ の断面は、第５図の左側に示してある。回り止め リング２０のテーパ付きの外面から外方向に伸長 する突起の形状及びその伸長程度は、該回り止め リング２０の頂部から底部にかけて増大し、控え 壁３８の下端部３９において最大となる。張り出 し部３０の外端縁における伸長程度は、下端部３ ９が第５図の左側にてパネル１２の上面と重なり 合う状態と第５図の右側に示した張り出し部３０ の外寸法と比較することにより、理解することが 出来る。下端部３９にて外方向に伸長する追加的 突起は、取り付けたとき、パネル１２の隣接面と さらに重なり合う。この追加的な重なり合いによ り、パネル１２の下方から、埋め材１０の端部方 向に加わる集中力に起因する穴からの外れに対す る抵抗力が増大する。回り止め部分２０も又、第 ３図に示した欠ける箇所のない完全な三角形のリ ング状の断面構造から、第５図の右側に示したＶ 字形の二重脚構造４０、４０Ａに変えてある。こ の変形は、特に、大きい埋め材の場合、埋め材の 横方向の剛性を低下させ、かかる埋め材をその穴 内に挿入する力が少なくて済むようにする点で有 効である。
埋め材１０の密封変形例は、第５図の右側を参 照することにより理解することが出来る。張り出 し部分３０は、その周縁寸法が、ブラケット止め 部分３２Ａにより示した連続的な密封帯状面の外 径より僅かに小さい。このため、取り付け中、パ ネル１２の内端が張り出し部分３０と連続し、か つ該張り出し部分３０から外方向に伸長する弾性 材料と接触し、かつ該弾性材料を圧縮するため、 密封帯状面３２Ａの周縁は、さらに、半径方向に 圧縮される。上記２つの変形例により、第４図に 示した埋め材の構造体は、例えば、トラックの床 パネル等の大形の埋め材の場合のように、穴から の外れに対するより大きな抵抗性、及びより優れ た密封作用を必要とする最も条件の厳しい状態に て使用するための好適な実施例となる。
第６図及び第７図の埋め材は、第２図の埋め材 の変形例であり、第４図に示した控え壁３８と同 一の控え壁を備えているが、第５図に３２Ａで示 したような、第２図の密封帯状面３２の変形部分 は備えていない。
埋め材１０の別の好適な型式による埋め材が、 第８図及び第９図に示したある。全体として、４ １で示したこの三角形の埋め材は、自動車のドア の工具アクセス穴を充填し、かつ密封し、よって、 外側の後写鏡が取り付け得るようにしてある。こ の埋め材は、ドアヒンジに隣接するドアの内端を 形成する、ドアを閉めない限り外部から見えない ドアパネルに取り付けられる。埋め材４１は、第 ３図の対応する回り止め部分２０の断面形状と類 似した、欠ける箇所のない完全な三角形の断面形 状を備えている。埋め材４１は、さらに、ブラケッ ト止め部分４４により示した密封帯状面を備えて いる。この密封帯状面は、張り出し部分４６の外 周縁と概ね同一の外周縁寸法を備えており、該張 り出し部分４６の軸方向の連続部分となっている。
翼部分４８は、第３図に示した埋め材１０の翼部 分１８と概ね同様であり、埋め材４１は、第２図、 第４図及び第６図に示した埋め材１０について上 述したように、取り付けると、回り止め作用があ り又、自動的に密封作用をする。
上述のように、本発明の埋め材の所期の使用条 件は、特に自動車の製造において、苛酷であり、 安全上の配慮から、埋め材は、従来、通常、鋼、 アルミニウムといった金属製の埋め材でのみ達成 可能であった、物理的及び機械的性質を備えるこ とが要求されている。例えば、該埋め材は、例え ば、約100時間といった長時間に亙り、-40cF乃至 260cFの温度領域にて自己回り止め状態に適所に 維持されなければならない。さらに、該埋め材は、 穴内に密封され、室温、即ち、約70乃至75cFの温 度にて、6インチ水頭圧を使用して10分間の静圧 漏れ試験を行ったとき、水の漏れを防止すること が出来がければならない。かかる埋め材は、穴充 填部分の概ね中心に加わる、少なくとも75乃至10 0ポンドの押出し力を受けたとき、床のパン穴か ら外れないようにしなければならない。尚、上記 押出し力は、埋め材を適所に挿入し、又は、ぱちっ と嵌入させるために加わる力と反対方向に作用さ せ、さらに、２回目の試験時には、上記埋め材を 挿入するための力と同一方向に作用させる。かか る床パンの埋め材は、自動車が未舗装の悪路を走 行するときの飛石、その他の物による亀裂又は針 入に耐え得る十分な引張り力、衝撃力を備えなけ ればならない。該埋め材は、さらに、少なくとも 5年間、又は、それ以上、膨張、又は収縮に起因 する不当な温度変形に耐え、埋め材の外面に撥ね る虞れのある弱酸性又はアルカリ性溶液に対する 抵抗性がなければならない。
本発明によると、２種類の熱可塑性樹脂材料を 単一体に結合させることにより、本発明の良好に 機能し得る埋め材を形成するのに必要とされる全 ての物理的及び機械的特性を備え、これと同時に、 多数個取り金型内に共射出することにより、本発 明の単一体の埋め材を形成するのに十分な程度、 相互に化学的に適合し得る２種類の材料を提供す ることが出来る。本発明の硬質の穴充填・回り止 め部分を形成するのに適した熱可塑性材料の型式 は、プラスチック及び電気絶縁体のロックウエル 硬さのASTM方法D785により測定したとき、デュロ メータ硬さが、ロックウエルＲ目盛りで約60乃至 約110のポリオレフィン樹脂、特にポリプロピ レンとすることが望ましい。本発明の埋め材の硬 質の回り止め部分を形成するのに使用する当発明 者が知り得る最良の材料は、量で約8乃至約32％、 望ましくは、重量で約10乃至2％のガラス繊維で強 化したポリプロピレン樹脂系の材料である、バラ ンスポリプロピレンである。該材料は、射出成形 後、ASTM方法D785により、ロックウエルＲ目盛り による硬さが約75乃至約100の範囲にある硬質の 回り止め部分を形成する。
使用に適した最良のガラス繊維は、長さが約3. １７５ｍｍ（１／８′）乃至約６．３５ｍｍ（１／
４′）のチョップド ストランドである。かかる繊維は、典型的に、径 対長さの比が2乃至20、好ましくは、約3乃至16の 範囲にあるようにする。多数の汎用ポリプロピレ ン材料が良好に使用することが出来、しかも Ｈｅｒｃｕｌｅｓ′のHimontポリプロピレン汎用樹脂Pr
o-Fax 6323及び6523、Exxon，Gulf又はAmocoのポリプ ロピレン単独重合体といった米国製の多数の製品 が利用可能である。
本発明の埋め材の軟質な密封部分を形成するの に使用するのに適した熱可塑性材料は、概ね、熱 可塑性の結晶性ポリオレフィン樹脂と、モノオレ フィン共重合体との混合体からなる熱可塑性のゴ ム状材料である。この混合体は、好適なデュロメ ータ硬さが、約64ショアＡ乃至約50ショアＤの範 囲内にあり、強度及び密封の点で使用条件の緩い 場合、硬さは、約55ショアＡ乃至約55ショアＤ± 10％の範囲内にあるようにすることが出来る。この 型式の適当な組成は、米国特許第4,130,535号及 び同第4,311,628号の明細書に開示されている。
上記混合体中の好適な結晶性ポリオレフィン樹脂 は、ポリプロピレンであり、混合体中の加硫処理 したモノオレフィン共重合体ゴムは、一般に業界 にてSPDMゴムとして公知であり、イオウ又は加酸 化物加硫剤のいずれかにより良好に加硫処理する ことが出来、望ましくは、米国特許第4,311,628 号の明細書に開示されているように、フェノール 系の加硫剤にて加硫する。かかるEPDMゴムは、米 国内にて、Monsanto Chemical CompanyからSanto preneと言う商標名にて市販されている。Rhetech Companyから製品番号G 10P100にて販売されてい る、長さ３．１７５ｍｍ（１／８′）のチョップドガラ
ス繊維 を重量比で10%含む、チョップドガラス繊維強化 によるポリプロピレン単独重合体を使用して、硬 質の回り止め部分を製造し、又、ショアＡ硬さ64 の黒色汎用のSantopreneゴムである、Santoprene 熱可塑性ゴム製品番号第101-64を使用して、軟 質の密封部分を製造することにより、第８図に示 した形態を有する多数の満足し得る本発明の埋め 材が、提供される。
本発明の埋め材は、以下に詳細に説明するよう に、第１０図、第１１図及び第１２図に示した型 式の射出成形機を使用し、又、第３図乃至第１６ 図に線図的に示した一連の工程に従って、製造す ることが望ましい。第１０図、第１１図及び第１ ２図に示した射出成形機は、市販の射出成形機で あり、自動的に、かつ連続的に、射出装置から複 数の金型内に２種類の材料を射出することの出来 る独立的に制御される２つの水平の射出装置を備 えている。この射出成形機は、John Brown Co., が製造する機械であり、イタリー、ミラノのNegri Bossi S.p.A.から輸入し、米国内にて販売され ている。第１０図に示すように、全体として５０ で示したこの機械は、従来型式であり、５２で線 図的にのみ示した１対の水平射出装置を備えてい る。分離したプラスチック供給容器５４、５６が、 分離した射出装置５２に相接続され、硬質のポリ ピロピレン材料を近傍の射出装置に、又、軟質の Santoprene EPDMゴム材料を遠方の射出装置（図 示せず）に、それぞれ供給する。これら射出成形 装置は、接続手段５８Ａを介して近傍の射出成形 装置を制御する制御手段５８と、接続手段６０Ａ を介して遠方の射出成形装置を制御する制御手段 ６０とを備える従来型式のエレクトロニック制御 装置により、独立的に制御される。全体として、 ６４で示した、固定金型支持手段が、機台６２に 載置され、第１２図に示すように、金型支持板６ ６と、複数のボルト７０により金型支持板６６に 固定された金型６８とを備えている。図示するよ うに、この金型６８には、８つのキャビティが設 けられている。金型６８の左側の４つのキャビティ ７２は、射出された硬質の熱可塑性材料が冷却す るとき、埋め材１０の硬質の穴充填・回り止め部 分を形成する形態を備えている。金型６８の右半 分に形成した４つのキャビティ７４は、溶融し、 射出された軟質の熱可塑性材料が冷却したとき、 埋め材１０の軟質の密封部分を形成する形態を備 えている。水平方向に可動の金型支持手段７６を 機台６２の左端部に載置されており、金型７６が、 支持する。該金型７６は、第１０図に示した開放 位置から、右方向に動き、上方及び下方支持ロツ ド７８に沿って閉じた位置に達する。該閉じた位 置にて、第１０図に仮想線で、又、第１１図に正 面図で示した金型８０が、金型８０と直接に密封 接触する。該金型８０には、固定金型６８内に形 成した各金型キャビティ７２、７４の反対のキャ ビティ半体が形成されている。これらキャビティ は、それぞれ７２Ａ、７４Ａにて示してある。上 記金型６８、８０が、閉じた位置にあるとき、射 出装置５２内のプラスチック材料が、第１３図乃 至台１６図に線図的に示した循環的工程に従い、 キャビティ内に射出される。第１３図乃至第１６ 図には、射出成形機の各動作サイクル時において、 金型半体６８、８０により支持されたキャビティ の相嵌合状態が示してある。金型半体の開放位置 と閉じた位置、及びキャビティの併置状態は、単 に、第１１図及び第１２図に示した４対の金型キャ ビティの内の１対のキャビティのみを線図的に示 すものである。
この方法は、運転開始後、連続的に行われ、各 射出工程毎に、硬質プラスチックが、金型８０の キャビティ７２Ａ内に射出され、これと同時に 軟質なゴム状プラスチックが埋め材の密封部分を 形成するキャビティ内に射出される。しかし、硬 質の回り止め部分の上になり、かつ該回り止め部 分に接触する軟質の材料の射出を準備するために は、その前に冷却した埋め材の硬質部分が入った 金型キャビティ７４Ａとキャビティ７４とを併置 させる必要がある。平行に配設された各射出装置 ５２は、硬質なプラスチック、又は、軟質なプラ スチックのいずれか一方しか入っていず、しかも、 硬質な材料は、空の金型内に射出しなければなら ないため、前のサイクル中、材料が射出された金 型８０のキャビティは、第１１図に示した金型の ８０の左半分のキャビティの位置から、第１１図 に示したキャビティ７４Ａの右半分の位置まで回 転させなければならない。これは、可動の支持体 ７６が、第１０図に示すように、水平に左方向に 動き始めた後、金型８０をその軸心を中心として、 180c回転させることにより可能である。
第１３図乃至第１６図には、運転開始段階から 連続的製造工程に至る全てのサイクルが示してあ る。第１段階の開始時、金型８０、６８が閉じた 位置にある状態にて、硬質のプラスチックが湯口 ８０から金型半体７２Ａ、７２により形成された キャビティ内に射出され、僅かに冷却されて、第 １３図、第１４図に示すように、硬質の回り止め 部分８２を形成する。次いで、金型支持手段７６ が、水平に左方向に動き、第１０図、第１４図に 示すように、金型８０をその開放位置まで移動さ せる。金型８０は、水平方向に動く間に、第１５ 図の矢印で示す右方向に180c回転され、硬質の回 り止め部分８２を第１５図に示すように、金型８ ０の右側のキャビティ内に位置決めする。別の態 様として、金型８０が、その開放位置に達するま で、回転の開始を遅くすることが出来る。次いで、 金型支持手段７６が、水平方向に動いて、再度、 金型キャビティ７２Ａ、７４Ａを金型６８上にて 固定金型のキャビティ７２、７４と併置させる。
第１６図に示すように、金型６８、８０が併置 された状態にて、軟質のプラスチックは、湯口８ ３から金型半体７４の金型キャビティ内に射出さ れ、埋め材の密封部分を形成する。これと同時に、 硬質のプラスチックが、金型半体７２Ａ内に射出 され、冷却時、埋め材１０の硬質部分８２を形成 する。金型半体７４の連続部分８２、８４の同時 冷却は、金型６８、８０が閉じた位置にある間に 行われるため、例えば、1乃至5秒という短時間内 に行う必要がある。次いで、金型支持手段７６は、 第１６図に示した射出サイクル後、左方向に並進 し、仕上げられた単一体の埋め材８２、８４は、 通常、第１５図に示した完全に開放した位置にて 金型８０から突出される。次いで、金型８０は、 金型８０が、その完全に開放した位置まで動く軸 線と同一の軸線である、その水平軸線を中心とし て、180c回転する。始動に関して上述したのとは 別の態様として、金型８０がその開放位置方向に 動く間、望むならば、右方向の位置に向けて行わ れる突出しと同時に金型８０を回転させることも 出来る。いずれの場合でも、次ぎの金型半体８０ がその閉じた位置まで動くとき、空の金型７２、 ７２Ａは溶融した硬質のプラスチック材料を射出 する用意が出来ているようにする。その後、第１ ６図及び第１５図に示した工程を反復すれば、連 続的な製造方法が可能となる。
上述の方法は、本発明の埋め材の製造に採用し 得る他の方法と比べ、多数の利点がある。例えば、 埋め材１０は、別個の金型にて製造することが出 来る。先ず、硬質部分８２を１個取り金型にて成 形、冷却、突出しを行い、次ぎに、この硬質部分 を手で冷却した硬質部分を受け入れ得る形状とし た第２金型内に入れ、軟質の材料を射出し、硬質 部分の上になるようにして軟質部分が形成され得 るようする。しかし、かかる方法によっては、埋 め材の硬質部分と軟質部分との間の境界にて、こ の硬質部分と軟質部分を接着させ、単一体の製品 を形成することが出来ない。しかし、硬質部分を 第２金型内に位置決めする前に、該硬質部分の冷 却した境界面に接着剤を薄い層に塗布つることに より、満足し得る接着が行い得る。この目的には、 熱可塑性材料の射出成形分野における当業者に公 知の各種の適当な接着剤を使用することが出来る。
さらに、かかる２つの成形方法は、本発明の上述 した連続共射出成形方法と比べ、時間の点で効率 性が劣り、又、労働費及び材料費共、高くつく。
本発明の好適な共射出成形方法を実施するに際 し、溶融した軟質の熱可塑性材料を射出し、軟質 部分８４を形成する前、硬質部分８２の冷却程度 を制御することにより、硬質部分と軟質部分が確 実に接着し、かつ単一体の埋め材となるようにす ることが望ましいことが分かった。
硬質な埋め材部分と軟質な埋め材部分を良好に 接着させ、かつ一体化するのは、次ぎの方法によ り可能である。溶融したポリプロピレン系の樹脂 材料を約370-400cF、好ましくは、380-390cFの 温度領域にて、そのキャビティ内に位置決めし、 射出された硬質部分を約320-340cF、好ましくは、 375-390cFの温度領域にて、その形状を維持する のに十分な程度だけ、一部凝固した状態になるま で、冷却する。上記選択したSantopreneの軟質部 分の材料の適当な射出温度は、約370-420cF、好 ましくは、375-390cFの領域であり、特に、硬質 部分の温度が上記領域内にあるとき、高品質の単 一体の製品が得られる。
一部凝固した硬質部分と連続するその金型部分 内に、軟質の熱可塑性材料を射出するときの硬質 部分の温度は、僅かに冷却した硬質部分が、射出 された高温で軟質の熱可塑性材料と接触するとき その形状を維持し得る最高の温度であるようにす ることが望ましい。かかる温度は、埋め材１０の 硬質部分に使用する熱可塑性材料の特定の組成い かんにより、幾分異なる。一般的に、ポリエチレ ン、又はその混合体と対照的に、ポリプロピレン であるポリオレフィン系樹脂は、高品質であれば あるほど、Santoprene材料が射出されたときに、 冷却した部分が形状を維持するために必要な温度 は、高温となる。同様に、ガラス繊維の含有量が 増大すれば、有効溶融温度も高くなる。射出成形 の分野の当業者には、明らかであるように、両部 分８２、８４の冷却時間は、可能な限り短くし、 生産量が最大となり、よって、全体の経済性が向 上するようにすることが望ましい。かかるパラメ ータの選択、及び特定の用途の性能基準に合うた めの最良の材料の選択は、具体的な材料の開示内 容及びこうした一般的な指針に従うことにより、 達成可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は楕円形のパネルの穴内の適所に取り付 けた本発明の埋め材の一部断面を示す、該パネル の切欠き部分の斜視図、 第２図は第１図のパネルの穴内に取り付けた型 式の本発明による埋め材の１実施例の底面図、 第３図は第２図の線3-3に沿った断面図、 第４図は変形例による回り止め・密封手段を示 す、本発明の好適な実施例の底面図、 第５図は第４図の線5-5に沿った断面図 第６図は第４図及び第５図に示した実施例の別 の変形例による密封・回り止め手段の底面図、 第７図は第６図の線7-7に沿った断面図、 第８図は第２図、第４図及び第６図の埋め材に 対し、外形を変形させた埋め材を示す、本発明の 別な好適な実施例の断面図、 第９図は第８図の線9-9に沿った断面図、 第１０図は可動の金型半体を点線で示した、多 数個取り金型をその開放位置に置いた、本発明の 方法を実施するのに有用な射出成形装置の斜視図、 第１１図は本発明の楕円形の４つの埋め材を成 形するための８つのキャビティを空の状態にて示 し、第１０図の矢印11-11の方向に回り止めされ た、第１０図に仮想線で示した回転可能な多数個 取り金型の正面図、 第１２図は空の状態を示す、第１０図の多数個 取り金型の支持手段の固定半体の正面図 第１３図乃至第１６図は本発明の方法の開始中、 及び連続運転中の連続的な工程を示す、線図、 第１３図は第１１図の可動金型が第１２図の固 定金型半体に対し閉じた状態を示し、かつ硬質の プラスチックを矢印の方向に向けて、金型の左側 部分の金型キャビティ内に射出する、射出方法の 開始時の第１工程を示す線図的な断面図、 第１４図は第１１図の可動金型が分離した後で あって、かつ右方向及び第１５図に矢印で示した 方向に180C回転させる前の第13図の金型半体を示 す線図的な断面図、 第１５図は180C回転させた直後であって、可動 金型半体を閉じる前の、第１４図の金型を示す線 図的な断面図、及び 第１６図は閉じた後の第１５図の金型半体を示 し、かつ硬質のプラスチックを金型の左端のキャ ビティ内に射出し、これと同時に、軟質なプラス チックを金型の右端のキャビティ内に射出する工 程（該工程は、連続的製造方法の各サイクル中、 反復される）を示す線図的な断面図である。 １０：埋め材 １２：パネル １４：切り欠き部 １６：穴 １８：フランジ（翼部分） ２０：回り止め部分 ２８：上面 ３０：張り出し部 ３２：ブラケット止め部分 ３８：弾性中央部分 ３９：突起
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】昭６３．１１．４ 別紙の通り（尚、図面の内容には変更なし）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 9:00 4Ｆ 23:00 4Ｆ 105:06 4Ｆ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外周が環状の回り止め位置にて終端とな
    る、 穴の充填中央部分を有する穴の充填・回り止め部 分であって、頂部に向けて内方向及び上方向に、 さらに、連続的な周縁方向及び軸方向に伸長する テーパを付けた張り出し部を有する前記穴の充填・ 回り止め部分と、 前記回り止め部分の前記穴の充填中央部分の上 に重なる中央面部分であって、その外周が、前記 軸方向に伸長する張り出し部分の軸方向伸長部分 を構成する密封帯状面に隣接し、かつ同外周が、 前記密封帯状面から外方向及び上方向に伸長する と共に前記密封部分の前記中央面部分の平面の周 縁方向連続部分を形成する環状の翼部分に達する 前記中央面部分とを有し、 前記回り止め部分及び前記密封部分が、前記回 り止め部分と前記密封部分間の接触部分にて、相 互に接着され、一体化され、 前記穴の充填・回り止め部分が、デュロメータ 硬さが約60乃至約110ロックウエルＲ値の範囲内 にある、熱可塑性ポリオレフィン系の樹脂材料か らなり、 前記密封部分が、概ね、熱可塑性の結晶性のポ リオレフィン系樹脂と加硫したモノオレフィン共 重合体ゴムとの混合体からなる、デュロメータ硬 さが約55ショアＡ乃至約55ショアＤの範囲内にあ る、熱可塑性のゴム状材料からなることを特徴と する、パネルの穴を充填し、かつ密封する自己回 り止め・密封性を有する埋め材。
  2. 【請求項２】 前記回り止め部分を形成する材料が、ポ
    リプ ロプレン樹脂系の材料であることを特徴とする請 求項１記載の埋め材。
  3. 【請求項３】 前記回り止め部分を形成する材料が、ガ
    ラス 繊維で強化したポリプロプレン樹脂であることを 特徴とする請求項１記載の埋め材。
  4. 【請求項４】 前記回り止め部分を形成する材料が、ガ
    ラス 繊維を充填させたポリプロピレン樹脂であり、 前記ガラス繊維が、繊維長さが約６．３５ｍｍ（１／
    ４′） で、前記ポリプロピレン樹脂の重量の約8乃至32％ の量存在するチョップドストランドであることを 特徴とする請求項１記載の埋め材。
  5. 【請求項５】 前記密封部分を形成する材料が、概ね、
    ポリ プロピレンと加硫したエチレンプロピレンジエン ゴムとの混合体からなることを特徴とする請求項 １記載の埋め材。
  6. 【請求項６】 前記加硫したエチレンプロプレンジエン
    ゴム が、フェノール系の加硫剤により加硫されること を特徴とする請求項５記載の埋め材。
  7. 【請求項７】 前記回り止め部分が、前記環状の回り止
    め部 分と一体化されると共に、該回り止め部分の周縁 に沿って間隔を隔てて配設された複数の控え壁形 の補強突起を備え、 前記控え壁形の補強突起が、前記頂部から、 及び前記回り止め部分の前記テーパ面から角度を 成して外方向に伸長して、終端が前記張り出し部 に達し、 前記控え壁の周縁が、前記張り出し部から外方 向に伸長することを特徴とする請求項１記載の埋 め材。
  8. 【請求項８】 前記密封帯状面の周縁寸法が、前記張り
    出し 部分より大で、かつ前記控え壁形の補強突起の周 縁寸法より小さいことを特徴とする請求項７記載 の埋め材。
  9. 【請求項９】 ａ）周囲温度におけるデュロメータ硬さ
    が、 約60乃至約110範囲内のロックウエルＲ値である 溶融した熱可塑性のポリオレフィン系樹脂の入っ た第１射出装置と、 熱可塑性の結晶性のポリオレフィン系樹脂と加 硫したモノオレフィン共重合体ゴム材料との混合 体から成る、周囲温度におけるデュロメータ硬さ が、約64ショアＡ乃至約50ショアＤの範囲内にあ る、溶融した熱可塑性ゴム状材料の入った第２射 出装置とから成る１対の射出装置を有する射出成 形手段を提供する段階と、 ｂ）前記第１射出装置から前記溶融した熱可 塑性材料が射出されたとき、前記埋め材の前記穴 充填−回り止め部分を形成し得る形状とした多数 のキャビティを備える第１金型手段を提供する段 階と、 ｃ）前記第２射出装置から前記溶融した熱可 塑性材料が射出されたとき、前記埋め材の前記密 封部分を形成し得る形状とした多数のキャビティ を備える第１金型手段を提供する段階と、 ｄ）前記第２金型手段が前記第１及び第２射 出装置に隣接して配設されると共に、前記各射出 装置に接続され、前記第１金型手段が、前記第２ 金型手段と併置され、かつ該第２金型手段と係合 するとき、前記射出装置から前記第１及び前記第 ２金型内に前記熱可塑性材料が射出され得るよう にする段階と、 ｅ）前記第１金型手段が、前記第２金型手段 に併置されると共に、該第２金型手段に係合する 閉じた位置と、 前記第１金型手段が、前記第２金型手段から間 隔を隔てて配設される開放位置との間にて前記第 １金型手段が可動であるようにすると共に、 前記第１金型手段が前記閉じた位置及び前記開 放位置間にて動くときに沿う軸線を中心として、 前記第１金型手段が回転可能であるようにする段 階と、 ｆ）前記第１及び前記第２金型手段が、閉じ た位置にあるとき、前記第１射出装置から前記第 １金型手段の少なくとも１つのキャビティ内に前 記溶融した熱可塑性材料を射出すると同時に、前 記第２射出装置から前記第２金型手段の少なくと も１つのキャビティ内に前記溶融した熱可塑性材 料を射出し、 前記第２金型キャビティが、前記埋め材の一部 凝固した回り止め部分の入った前記第１金型手段 の係合するキャビティと併置されるようにする段 階と、 ｇ）前記第１金型手段の前記キャビティの前 記一部凝固した部分に接触する間、前記第２金型 キャビティ内の前記熱可塑性材料を冷却し、よっ て、併置された前記第２金型手段のキャビティ内 に射出された熱可塑性材料と前記回り止め部分と を一体化し、前記単一体の埋め材を形成する段階 と、 ｈ）前記閉じた位置から前記開放位置まで前 記第１金型を動かす段階と、 ｉ）前記軸線を中心として、前記第１金型手 段を回転させ、かつ前記第１金型を前記開放位置 から前記閉じた位置まで動かす段階と、 ｊ）前記ｆ）、ｇ）、ｈ）及びｉ）の段階を反 復する段階とを備えることを特徴とする請求項１ 記載の埋め材を製造する連続的製造方法。
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