JPS5915299B2 - 流体シ−ル材の成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ゴム等の材料のインサート成形法における
問題を可及的に減少ないし解消する装置に関する。

「インサート成形」とは、シール材成形用キャビティ内
に金属またはその他の硬直挿入体、すなわちインサート
材の一部ないし全体を位置させて行なう方法を意味する
。

インサート成形技術は、通常、１個以上のシールリップ
を有し、硬直ケーシングに接合されたエラストマーから
なるオイルシール体に採用されている。

一般に、オイルシールのケーシングの断面形状はＬ字状
であって、スタンピング、すなわち型打材から構成され
る。

シール材は環状であって、１個以上のシールリップを有
する。

エラストマー系シール材は、流体漏れを阻止して軸に係
接することにより、流体を保持する。

現在、流体用シール材の大半は、いわゆる圧縮成形によ
って製造される。

この方法によれば、金型を完全に閉塞した時にのみ完全
な形状となるキャビティ内に、金型の単純な圧縮ないし
閉成作用によってゴムが圧入される。

かかる圧縮成形は、特に多数のキャビティを有する金型
によって大量の部品を製作する場合、その経済性と相対
的な単純性により、望ましい方法である。

例えば、成形機の１加熱または作動サイクルにより、２
４．”３６゜４８個あるいは更に多数の部品を製造しう
る。

しかし圧縮成形法の経済性に付随して、特にオイルシー
ルを、ある寸法に成形したのち正確な寸法に仕上げるこ
となく、仕上げ成形によって正確な寸法に製作する場合
、品質管理上の問題が生じる。

圧縮成形法の普遍的な一つの要請は、各金型キャビティ
に正確な充填を行ない、装入されたゴムあるいは合成樹
脂材を適当な高圧下に維持することである。

金型への充填が不完全な場合、製品は空所、あばた、ふ
くれ、不整形状等の欠陥をもつに至る。

十分な圧力維持がなければ、多孔質のシールとなる。

ゴムの使用量が著しく過剰な場合、完全に封じ込まれた
状態でそれ以上は圧縮不能となったゴム材料が、金型閉
成時の力により、通常インサート材に沿って金型キャビ
ティから逸流してパリとなる。

このパリは、製品から別途の操作により除去しなければ
製品に残存することになり、望ましくない。

ゴム等の被成形材料（いわゆる「ブレツブ」）の寸法調
整は困難であるため、大半の圧縮成形品にはパリが残存
しており、成形後除去を要する。

パリの減少をはかる従来の方法はある程度成功を収めて
いるが、一般に各方法には重大な欠点がある。

この発明はこの欠点を解消することを目的とするもので
ある。

この発明の成形装置は、固定的な第１金型部材と、この
第１金型部材に対し、相互に一定の軸線に沿って移動自
在な第２金型部材および成形材料抑圧部材が備えられる
。

第２金型部材と成形材料押圧部材にはバネ手段が関係さ
れ、第１金型部材と第２金型部材の成形キャビティ閉成
力作用手段がこれらのバネ手段に当接し、第１金型部材
と第２金型部材との間に成形キャビティを形成した後、
制限された力を前記材料押圧部材に与え、成形材料収容
部から材料を金型キャビティに移動させることによりキ
ャビティを充満する作動工程で操作される。

この発明の実施例を以下に詳説する。

添付図面はこの発明の代表的な態様を示す。

予め本発明の構成を実施例にもとづいて記述すれば、硬
直なインサート材の部分に接合された本体を有する流体
シール材の成形体を製造する成形装置において、第１金
型部材３４に対し一定の軸線に沿って開放および閉成位
置間で相対移動するように第２金型部材４８を配設し、
少なくとも部分的に互いに対向する表面９６．５４を上
記各部材３４．４８に設け、形成すべき成形体の本体の
正確な形状を予め設定する成形キャビティ５６を両部材
３４．４８の上記閉成位置において上記表面によりその
間に形成すべくシ、インサート材２６の一部を支持する
部分１１２を第１金型部材かその補助部材３５ａ 、３
５ｂ（第４図、第５図）に設けると共に、インサート材
２６に当接する部分１１４を第２金型部材４８の一端５
２に設け、上記第１および第２金型部材３４．４８の両
者に対し可動な材料抑圧部材６０を設け、被成形材料を
受入れる部分１０４を第１金型部材３４に設け、上記の
一定軸線に沿って往復動し第１金型部材詞および第２金
型部材４８に対し所定の閉成力を作用させる手段３０を
設け、上記閉成力作用手段Ｉと第２金型部材４８との間
に第１バネ手段９４を介装し、上記押圧部材６０と閉成
力作用手段３０との間に第２バネ手段９２を介装し、第
１および第２金型部材３４．４８ならびに材料抑圧部材
６０によって被成形材料を閉じ込め、上記閉成力作用手
段３０の作動が第２金型部材４８を上記開放位置から閉
成位置に移動させることにより、第１および第２金型部
材３４．４８ならびに上記インサート材２６間に成形キ
ャビティ５６を形成するように構成したものである。

本発明によれば、上記の装置により成形キャビティ５６
を閉成したのち材料抑圧部材６０を移動して被成形材料
１０５に当接させ、第２バネ手段９２を介して材料抑圧
部材６０が作用する力によって、キャビティ５６に収容
しつる材料１０５のみを上記材料受入れ部分１０４から
キャビティ５６内に流入させ、上記部分の被成形材料の
量によるこさなく材料に作用しうる力を第２バネ手段９
２の弾性によって限定することにより専らキャビティ５
６の所定形状によって流体シールの本体部分の形状を決
定するようになし、既述のパリの発生を可及的に少くす
ることができる効果を奏する。

添付図面に示す実施例では説明の都合上、金型部材が垂
直方向に作動し、金型部材が垂直の所定方向に作動する
際、エラストマーが成形キャビティ内に下方に向って圧
入されるものと仮定する。

第１図ないし第３図は、この発明の代表的実施例として
成形装置２０を示す。

この装置は、フランジを有する環状ケーシング２８の形
状のインサート材２６に接着されたゴム本体２４をもつ
シール２２を製作する。

成形装置自体は、上板３０、底板３２、固定部材３５に
よって底板３２に固定された中央コアの形状の第１金型
部材３４、底板３２に載置された取出板３６、上板３０
の下部に設けられた上押え部材４０の下に位置させたイ
ンサート押えリング３８を含む。

インサート押えリング３８と上押え部材４０は、上押え
部材４０の円形上孔４４に挿入されかつ押えリング３８
の下孔４６内に支持されたコイルバネ４２によって弾発
的に隔離されている。

上押え部材４０の半径方向内方には、上面５０、底端部
５２および内方に面する表面５４（第２図、第３図）を
有する円筒状の第２金型部材４８が配設されている。

表面５４は、成形キャビティ５６（第３図）の一部を形
成する。

第２金型部材４８の上部内周には、環状肩部５８がある
。

該金型部材４８の内部には、下端に環状表面６２を有す
るプランジャ形材料押圧部材６０が設けられ、その下部
周囲に設けられた溝６４内には堅く滑らかなシールリン
グ６５が嵌入されている。

またその上方では、半径方向に延びる環状肩部６８が第
２金型部材４８の肩部５８に対向している。

材料押圧部材６０の上面は環状平面７０に形成されてい
る。

上押え部材４０の円筒状開口部７２の上方は、上押え部
材４０の内壁７４とされ、またその内側中心部は、上板
３０に固定された螺端７８をもつ固定部材７６によって
占められている。

固定部材７６の下端頭部８０は、プランジャ形材料抑圧
部材６０の内面で半径方向内方に延びる肩部８２と少し
離れて対応する。

上押え部材４０の開口部７２の上部にはカラー８４が位
置され、その上面８６は上板３０の下面８８に当接し、
一方カラー８４の下面９０は、第１および第２のバネの
積重体９４．９２のそれぞれの端部に当接している。

既述の第１金型部材３４に設けた概ね外方に面する複数
個の表面９８は、第２金型部材４８の下端内周の各表面
５４と協働して成形キャビティ５６を形成する。

表面５４上方における第２金型部材４８の内側表面９８
（第２図）は第１金型部材３４の対向面１００と協働し
、各金型部材４８．３４間に成形材料の移動域才たは通
路１０２（第３図）を形成する。

この通路１０２は、横断面減少部分を形成すべく第１金
型部材３４に設けた少なくとも１個の肩部を含み、屑片
の破断ないし切り落しを容易にし、所定線に沿ってこれ
を仕上げ製品から分離しうるように構成する。

上押え部材４０の支持用円柱軸３９（第１図）は底板３
２に載置され、取出板３６およびインサート押えリング
３８を貫通し、その上面は上押え部材４０に当接してい
る。

該軸３９は第２金型部材４８に対し一定の高さを与え、
各金型の閉成時、上板３０、底板３２間に支える力を伝
達する。

既述の通路１０２上方の部分１０４（第３図）は被成形
材料１０５を受入れる。

この部分１０４は第１金型部材３４の肩部１０６と、そ
の軸方向の壁１０８と、第２金型部材４８の内面１１０
（第２図）と、プランジャ形材料押圧部材６０の下部の
軸方向に向う端面６２とによって形成される。

装置２０が開放かつ未充填状態にある場合、上板３０は
上昇位置（第２図）にあり、その下面のカラー８４に接
するバネ積重体９２．９４はそれぞれ材料抑圧部材６０
、第２金型部材４８に作用して、これらを押下げている
。

材料抑圧部材６０は固定部材７６の頭部８０との肩部８
２による保合で下降を制限され、第２金型部材４８は、
バネ９４の作用と肩部５８，６８による第２金型部材４
８と押圧部材６０間に係合により、該抑圧部材６０によ
って支持されている。

上記の状態では、上押え部材４０がインサート押えリン
グ３８から第１図の状態より多く離隔せられ、かつ固定
部材７６が材料押圧部材６０を支持し、該部材６０は第
２金型部材４８を支持し、従って積重バネ９２．９４の
一方または両者に予備荷重が作用している状態となる。

成形に際してはインサート型打材２６を取出板３６上に
置き、第１金型部材３４の一部を構成する肩部１１２（
第２図）上に型打材２６の内縁部を位置させる。

次いで第２図の上昇位置にあった閉成力作用手段として
の上板３０を下動させるとインサート押えリング３８の
下面は型打材２６の上縁端に当接する。

その後の作動進行により、押えバネ４２が圧縮され、型
打材２６を押圧する。

一方、成形装置２０の上半部分が更に下動すると、第２
金型部材４８の下端１１４が型打材２６のフランジの上
面に当接する。

第２金型部材４８を作動する力は、上板３０からバネ９
４を介し与えられる。

次に成形材料押圧部材６０の下面６２が被成形材料１０
５（第３図）に当接しはじめる。

この材料は、公知の如く金型から熱を吸収することによ
り、金型の閉成操作中に流動状態に達している。

上板３０が作動を継続すると、内側積重バネ９２を介し
て成形材料抑圧部材６０を更に下方に付勢する（第３図
）。

この力は、第２金型部材４８の表面９８と第１金型部材
３４の表面１００間の通路１０２を経由して成形キャビ
ティ５６内へ被成形材料１０５を強制的に流動させる。

第１図に示すように、キャビティ５６および破断切り落
し部分１０２にはゴムが完全に充満し、ある量の材料１
１５が部分１０４内に残留する。

外側の積重バネ９４の圧縮により、型打材２６の表面に
おけるパリの形成を阻止するに十分な力で、第２金型部
材４８を型打材２６に当接させる。

更に材料押圧部材６０もまた積重バネ９２により下方へ
付勢されるため、成形材料は平衡状態、すなわち所望の
圧力下で成形キャビティ５６内に完全に充満されながら
も、パリの発生を起こす程度まで圧力が上昇しない状態
に達しようとする。

従って、キャビティ５６が充満しないか、あるいは気泡
または空所が製品に生じるような低圧とはならない。

適正な所要バネ力はこれら圧力によって左右されるが、
当業者は容易にこの力を設定しえよう。

第２金型部材４８および材料押圧部材６０に及ぶ力の総
計は、バネ９４．９２および軸３９によって設定される
。

被成形材料１０５の圧縮時には通常硬直なテフロン（ポ
リテトラフルオロエチレン）等の材料からなるシールリ
ング６６により、第２金型部材４８と抑圧部材６０間か
らの材料逸出が阻止される。

その後キャビティ５６内の成形材料は、金型を開放して
もよい十分な程度まで硬化される。

各部材４８．３４が第１図の位置から第２図の位置に移
動する際、ゴムは成形キャビティ５６と通路１０２との
間の横断面減少部分で破断し、当業者に知られる態様で
ゴム屑片と製品間で破断整形が行なわれる。

移動域ないし通路部分１０２の一部を構成する図示の点
線１１６は、米国特許第３，７７３，４５４号に記載さ
れているように、所望に応じ第１金型部材３４の周部に
複数個の切欠部を設けることにより、流動性ゴムの流動
態様の改善をはかる構成をとることが望ましい。

第４図は、第１図〜第３図の実施例とは細部において異
なる他の装置の実施例を示す。

第４図は、成形装置閉成手段としての上板３０ａ１その
下方に位置しかつ内外バネ積重体９２ａ 、９４ａに作
用する第２金型部材８４ａを図示しており、積重バネ９
２ａ 、９４ａは成形材料抑圧部材６０ａと第２金型部
材４８ａを下方に付勢する。

被成形材料１０５ａ、移動域１０２ａおよび成形キャビ
ティ５４ａの位置は、第１図〜第３図における対応する
それぞれの位置に符合している。

第４図のインサート押えリング３８ａの形状は若干相違
しているが、この押えリング３８ａはバネ４２ａ１下押
えリング３８ａとその孔４６ａを含み、かつバネ４２ａ
をこのバネが関係する上押え部材４０ａの一部に係接さ
せている。

上押え部材４０ａに設けた固定部材４１は、バネ４２ａ
の作用による上押えリング３８ａの下動を制限している
。

第４図の成形装置はさらに第１金型部材３４ａ１取出板
３６ａ１底板３２ａを含む。

これらの構造は、第１図〜第３図の構成に比較すれば、
軸方向に可動な第２金型部材４８ａ１材料押圧部材６０
ａ間の相対的な作動が、対向する截頭円錐面４９゜５１
の一致によって達成される点において異なる。

金型の閉成位置においては、２面のテーパー面４９゜５
１間の当接により材料押圧部材６０ａの下動が制限され
る。

第４図の成形装置は、実質的に第１図〜第３図のものと
同様の態様で作動する。

第５図に示すこの発明の他の実施例は、下記の諸点にお
いて第１図ないし第３図、および第４図の実施例とは異
なる。

第５図の成形装置２０ｂは、第１または第２金型部材４
８ｂの表面と第１金型部材３４ｂの対向面とによって形
成されるキャビティ５４ｂを含む。

第４図および第５図を第１図ないし第３図と対比すると
、各成形キャビティ５４ａ 、５４ｂは３個の部材によ
って形成されていることが明らかであり、その第３部材
は第１金型部材と第２金型部材によるキャビティの下面
を形成する補助部材としての挿入金型部材３５ａ（第４
図）または３５ｂ（第５図）である。

すべての実施例において、インサート材の一部がキャビ
ティ内に、またその一部がキャビティの外側に位置して
いる場合には、キャビティの一部もまたインサート材に
よって形成されていることが明らかであろう。

この発明の目的においては、これらの点は重要な構成で
はなく、単に、キャビティを２個の部材で形成すること
が要件ではなく、互いに相対的に可動であって金型を開
放閉成する少なくとも２個の部材でこれを形成する必要
を指摘するために説明したものである。

第５図において、インサート押えリング３８ｂの構成お
よびバネ積重体９２ｂ 、９４ｂは第４図のものと同類
である。

第５図に示した型打材２６ｂは「散弾ケース」型式、す
なわち、型打材２６ｂの軸方向フランジ２９の半径方向
外側に位置する二重フランジ２７を有する型式である。

底板上の複数個の心合せピン３１の内縁がフランジ２７
の外縁に当接してケーシングの心出しを行なう。

テフロン等からなるシールリング６６ｂの１面は、ネジ
付きスリーブまたはキャップ６９によって軸線方向に付
勢されたカラー６７に当接している。

米国特許第３，８４１，８０９号に開示されているよう
に、ネジ部材６９を定期的に締付けることにより、リン
グ６６ｂを封止したカラー６７が、密閉間係を構成する
リング６６ｂと第２金型部材４８ｂの内面との間に緊密
な当接状態を維持しうるようにされている。

その結果、テフロンリング６６ｂの低温流れに対する補
償がなされ、パリの防止ならびに所要成形圧の確保に必
要な部材４８゜６０間の緊密なシールを確実に行ないう
る。

特許請求の範囲をふえんする本発明の好ましい実施態様
は以下の通りである。

１）第２金型部材４８と成形材料押圧部材６０が、相互
に係合してその間の相対的移動量を限定する部分５８．
６８を含む特許請求の範囲記載の装置。

２）第２金型部材４８がインサート材２６に当接する以
前に、インサート材の一部に当接して、インサート材２
６が第１金型部材３４内の所望位置に位置合わせされた
状態でインサート材を保持する部分５２を含む特許請求
の範囲記載の装置。

３）第２金型部材４８と材料押圧部材６０のそれぞれが
円筒部を含み、該押圧部材６０の円筒部外面が上記第２
金型部材４８の円筒部内面に当接するように構成した特
許請求の範囲記載の装置。

４）成形しうる材料から比較的硬直なインサートに接合
された成形体を形成する圧縮成形装置において、それぞ
れ成形キャビティ５６の一部と、移動域と材料受入れ部
分１０４とを形成する各表面１００．９６を有する第１
金型部材３４を設け、開放位置と閉成位置との間におい
て上記第１金型部材３４に対し可動な第２金型部材おを
設け、第１金型部材３４の上記の各表面１００゜９６と
協働して少なくとも成形キャビティの一部と移動域の一
部とを形成する各表面９８，１１０を上記第２金型部材
４８に設け、上記第１および第２金型部材３４，４８が
その閉成位置においてインサート材２６と共に成形体の
形状を規定するようになし、一定の軸線に沿って開放お
よび閉成位置間で上記第２金型部材４８を移動する手段
３０を設け、上記移動手段と第２金型部材４８との間に
第１バネ手段９４を介装し、開放および閉成位置間にお
いて上記軸線に沿い移動自在な材料押圧部材６０を設け
、上記抑圧部材６０に関係させて移動手段３０と押圧部
材６０との間に第２バネ手段９２を介装し、上記材料受
入れ部分１０４の被成形材料１０５に対し、開放閉成位
置間で上記軸線に沿い移動する際に当接する少なくとも
一つの表面６２を上記材料押圧部材６０に設け、上記第
２バネ手段９２を介し移動手段が材料押圧部材６０に作
用する力により被成形材料１０５を上記移動域を経て成
形キャビティ５６内に移動させてキャビティを充満し、
成形キャビティ５６内に収容不能な被成形材料をキャビ
テイ外に残すように構成した装置。

５）上記第１および第２金型部材３４．４８のそれぞれ
に、その間に位置するインサート材２６に対し第２金型
部材４８の閉成位置において当接しかつ互いに対向する
表面１１２．５４を設け、インサート材２６上にパリ阻
止部を構成して、金型閉成力の作用時成形キャビティか
らの材料の逸失を阻止するように構成した第４項の装置
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の成形装置の一例を示す一部破断縦
断面図であって、各成形材料がその閉成位置にあり、イ
ンサートの一部が成形キャビティ内に位置し、キャビテ
ィに充満した被成形材料と一体化している状態を示す、
第２図は、完全開放位置にある第１図の装置の断面部分
図である、第３図は、第１図および第２図の成形装置の
断面図を示し、その２個の金型部材は閉成位置にあり、
材料押圧部材が閉成位置に向って移動中の状態を示す、
第４図は、この発明の成形装置の他の実施例の断面図で
あって、各部材が第３図に相当する位置にある状態を示
す、第５図は、成形装置の他の実施例の断面部分図であ
って、装置が完全閉成位置にある状態を示す。 ２０．２０ｂ・・・・・・成形装置、２６，２６ｂ・・
・・・・インサート材、２８・・・・・・ケーシング、
３０．３０ ａ・・・・・・閉成力作用手段、３２．３
２ａ・・・・・・底板、詞。 ３４ａ、３４ｂ・・・・・・第１金型部材、３５，７６
・・・・・・固定部材、３５ ａ 、３５ ｂ・・・・
・・補助部材、３６゜３６ａ・・・・・・取出板、３８
．３８ａ 、３８ｂ・・・・・・インサート押えリング
、４０，４０ａ・・・・・・上押え部材、４８．４８ａ
、 ４ａｂ−・−・・・第２金型部材、質。 ５４ ａ 、 ５４ ｂ−・−＝・成形キャビティ、６
０ 、６０ａ・・・・・・材料押圧部材、６２・・・・
・・材料受入れ部分、慣。 ９８・・・・・・内方に面する面、９６，１００・・・
・・・外方に面する面、８４．８４ａ・・・・・・カラ
ー、９２゜９２ ａ 、 ９２ ｂ−・−・−第２バネ
積重体、９４．９４ａ。 ９４ｂ・・・・・・第１バネ積重体、１０２・・・・・
・通路、１０４・・・・・・材料受入れ部、１１６・・
・・・・切欠部、１０５．１０５ａ・・・・・・被成形
材料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 硬直なインサート材の一部に接合された本体を有す
   る流体シール材の成形体を製造する成形装置において、
   第１金型部材に対し一定の軸線に沿って開放および閉成
   位置間で相対移動するように第２金型部材を配設し、少
   なくとも部分的に互いに対向する表面を上記各部材に設
   け、形成すべき成形体の本体の正確な形状を予め設定す
   る成形キャビティを両部材の上記閉成位置において上記
   表面によりその間に形成し、インサート材の一部を支持
   する部分を第１金型部材かその補助部材に設けると共に
   インサート材に当接する部分を第２金型部材の一端に設
   け、上記第１および第２金型部材の両者に対し可動な材
   料抑圧部材を設け、被成形材料を受入れる部分を第１金
   型部材に設け、上記の一定軸線に沿って往復動し第１金
   型部材および第２金型部材に対し所定の閉成力を作用さ
   せる手段を設け、上記閉成力作用手段と第２金型部材と
   の間に第１バネ手段を介装し、上記押圧部材と閉成力作
   用手段との間に第２バネ手段を介装し、第１および第２
   金型部材ならびに材料押圧部材によって被成形材料を閉
   じ込め、上記閉成力作用手段の作動により第２金型部材
   を上記開放位置から閉成位置に移動させることにより、
   第１および第２金型部材ならびに上記インサート材間に
   成形キャビティを形成するようにした流体シール材の成
   形装置。