(57)【要約】【課題】ゴム成形体１を冷却して脆化させ、これにショット材３を投射することによってバリ１２を製品部１１から除去する方法において、穴部１１ａの内径寸法が１ｍｍ未満の穴部１１ａに形成されたバリ１２の除去を可能とする。【解決手段】製品部１１と、この製品部１１の穴部１１ａに形成されたバリ１２とからなり脆性を有する成形体１からのバリ１２の除去において、バリ１２に球形のジルコニアからなるショット材３を投射することによって、バリ１２を製品部１１から分離させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品部と、この製品部の穴部に形成されたバリとからなり脆性を有する成形体からの前記バリの除去において、前記バリに球形のジルコニアからなるショット材を投射することによって前記バリを前記製品部から分離させることを特徴とする成形体のバリ除去方法。
【請求項２】
バリの肉厚を製品部の厚さの１／１０以下とすることを特徴とする請求項１に記載の成形体のバリ除去方法。
【請求項３】
ショット材の外径が、穴部の内径の１／２以下であることを特徴とする請求項１に記載の成形体のバリ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穴部を有する成形体を成形した後、成形過程で穴部に生じたバリを製品部から除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型によって加硫成形したゴム成形体からバリを除去して製品を仕上げる技術として、例えば下記の特許文献に記載されたような方法あるいは装置が知られている。すなわち、この方法では、ゴムの脆化温度以下に保たれた冷凍庫内のバレルに、製品部とバリからなるゴム成形体を入れて攪拌することによってゴム成形体を冷却して脆化させ、これにポリカーボネートからなるショット材（メディアとも呼ばれる）を、バリは破壊可能だが厚肉の製品部は破壊しない程度の速度で投射することによって、バリを破壊分離して製品部を取り出す。
【特許文献１】特開平７−６８４６６号公報
【特許文献２】特開平１１−１０５０４５号公報
【０００３】
図３は、従来の技術を説明するための図で、参照符号１００は、環状の製品部（例えばＯリング）１０１とその成形過程で金型のパーティング面に沿って製品部１０１の内径穴部１０１ａに薄膜状に形成されたバリ１０２とからなるゴム成形体、参照符号２００はバリ除去のために不図示のノズルから投射されたショット材である。なお、製品部１０１及びバリ１０２は冷却によって脆化されており、投射されるショット材２００は、脆化したバリ１０２に衝突することによってこれを破壊し、製品部１０１から除去するものである。
【０００４】
ここでショット材２００の粒径をｄ、製品部１０１の穴部１０１ａの内径寸法をφ１０１とすると、ｄ＝φ１０１である場合、投射されたショット材２００はバリ１０２に衝突することができないから、バリ１０２を除去することは不可能である。発明者らが行った実験によれば、ショット材２００が穴部１０１ａを通過することができる大きさであっても、粒径ｄがφ１０１／２より大きくなると、製品部１０１の内径穴部１０１ａを通過するショット材２００が著しく減少し、バリ１０２の除去が殆どできなくなることが判明した。
【０００５】
一方、ポリカーボネートからなるショット材２００は、製造の合理性から、線状に押し出してこれを裁断することにより製造されているが、この方法では粒径ｄが０．５ｍｍ未満のものを製造することが困難である。したがって、上述の理由と併せ、製品部１０１の穴部１０１ａの内径寸法φ１０１が１ｍｍ未満のゴム成形体１００では、ポリカーボネートからなるショット材２００の投射によってバリ１０２を除去することはできなかった。
【０００６】
また、粒径ｄが０．５ｍｍ未満のポリカーボネートからなるショット材２００を製造することができたとしても、このようなショット材は質量が小さいので、バリ１０２を破壊するのに必要な運動エネルギが得られず、結局、バリ１０２を除去することはできない。
【０００７】
このため、製品部１０１の穴部１０１ａの内径寸法φ１０１が１ｍｍ未満のゴム成形体１００は、打ち抜きなどによるバリ除去が試みられているが、このような小径のゴム成形体１００は、コスト上の理由から、１回で数百個取りのレベルで成形される。このため、各製品部の穴部１０１ａを合理的に打ち抜くことは困難であり、多数の不良品を発生させてしまう問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、内径寸法が１ｍｍ未満の穴部に形成されたバリの除去を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る成形体のバリ除去方法は、製品部と、この製品部の穴部に形成されたバリとからなり脆性を有する成形体からの前記バリの除去において、前記バリに球形のジルコニアからなるショット材を投射することによって前記バリを前記製品部から分離させるものである。ジルコニアからなるショット材は、粒径が０．５ｍｍ未満のものを製作可能であるため、内径が１ｍｍ以下の穴部からのバリ除去にも使用することができ、しかもポリカーボネート等の合成樹脂に比較して比重が大きいため、バリを破壊するのに必要な運動エネルギを確保しやすい。
【００１０】
また、請求項２の発明に係る成形体のバリ除去方法は、請求項１に記載の方法において、バリの肉厚を製品部の厚さの１／１０以下とするものである。
【００１１】
また、請求項３の発明に係る成形体のバリ除去方法は、請求項１に記載の方法において、ショット材の外径が、穴部の内径の１／２以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る成形体のバリ除去方法によれば、ジルコニアからなるショット材は球形であって、粒径を０．５ｍｍ未満とすることができるため、これを投射することによって、製品部を損傷させることなく、内径が１ｍｍ以下の穴部からのバリ除去も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る成形体のバリ除去方法について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る成形体のバリ除去方法によるバリの除去の様子を示す説明図、図２は、本発明に係る成形体のバリ除去方法で用いられるショットブラスト装置を概略的に示す説明図である。
【００１４】
まず図１に示されるゴム成形体１は、請求項１に記載された成形体に相当するものであって、環状の製品部１１と、この製品部１１の内径穴部１１ａに形成されたバリ１２とを有する。製品部１１は、例えばシール部品であるＯリングとして用いられるものであり、バリ１２は不図示の金型内で製品部１１を加硫成形する過程で成形用ゴム材料の一部が金型のパーティング面に流出することによって膜状に形成されたものである。
【００１５】
以上のように成形されたゴム成形体１は、図２に示されるようなショットブラスト装置２によって、バリ除去作業が行われる。このショットブラスト装置２は、冷却室２１と、投射室２２と、ワーク冷凍装置２３と、ショット材投射装置２４と、バリ・ショット材分離回収装置２５と、投射室２２内にあってワークとしてのゴム成形体１を投入するバレル２６とを備える。
【００１６】
詳しくは、ワーク冷凍装置２３は、例えば液化窒素又は液化炭酸ガスなどの冷媒を用いて冷却室２１及び投射室２２内をゴム成形体１の脆化温度以下に冷却するもので、冷媒供給源２３１と、この冷媒供給源２３１からの冷媒を冷却室２１及び投射室２２内に噴射する噴射ノズル２３２と、噴射ノズル２３２を開閉するバルブ２３３と、冷却室２１内の温度を検出する温度センサ２３４と、この温度センサ２３４による検出温度データに基づいてバルブ２３３の開閉を制御する制御装置２３５とを備える。
【００１７】
ショット材投射装置２４は、高速回転するインペラ２４１によって、ジルコニアからなるショット材３を投射室２２内（バレル２６）へ、数十ｍ／ｓの速度で遠心投射するものである。
【００１８】
バリ・ショット材分離回収装置２５は、振動篩からなるものであって、所定の大きさ以上の粗大バリを捕捉する第一スクリーン２５１と、それより粒径の小さいショット材３を捕捉する第二スクリーン２５２と、これら第一スクリーン２５１及び第二スクリーン２５２を加振するバイブレータ２５３と、第一スクリーン２５１で捕捉された粗大バリを回収する粗大バリ回収部２５４と、第一スクリーン２５１を通過して第二スクリーン２５２で捕捉されたショット材３を回収すると共にショット材投射装置２４へ送り出すチャンバ２５５と、第二スクリーン２５２を通過した微小バリを回収する微小バリ回収部２５６とを備える。
【００１９】
以上のように構成されたショットブラスト装置２によるバリ除去作業においては、バリ除去対象の多数のゴム成形体１を、投射室２２内のバレル２６に投入し、ワーク冷凍装置２３で冷却室２１及び投射室２２内を−５０℃程度の温度に冷却することによってゴム成形体１を脆化させ、このゴム成形体１に、ショット材投射装置２４によってショット材３を投射する。
【００２０】
冷凍により脆化したゴム成形体１のバリ１２は、投射されたショット材３の衝突によって破壊され、製品部１１から分離される。そして、分離されたバリ１２は、投射されたショット材３と共に冷却室２１の下部へ落下して、バリ・ショット材分離回収装置２５により、粗大バリ、ショット材３及び微小バリに篩い分けられて回収される。また、回収されたショット材３は、チャンバ２５５からショット材投射装置２４へ送られて循環使用される。
【００２１】
ここで、ゴム成形体１における製品部１１の厚さ（線径）をｔ１１とすると、バリ１２の肉厚ｔ１２は、ｔ１１／１０以下とする。これは、図２に示されるショットブラスト装置２のバレル２６にはバリ除去対象のゴム成形体１がランダムな状態で投入されるので、内径穴部１１ａの向きがショット材投射装置２４によるショット材３の投射方向と一致しない場合が殆どであり、すなわち図１のように、殆どの場合、ショット材３はバリ１２に対して斜めに衝突するので、ショット材３に与えられた運動エネルギの一部しかバリ１２の破壊に有効に作用しないことになる。したがって、ショット材３をバリ１２にその延長方向に対して直交する方向に衝突させることによって破壊させる場合の、数倍の運動エネルギでショット材３を投射する必要がある。ところが、製品部１１の厚さｔ１１がバリ１２の肉厚ｔ１２の数倍程度である場合は、ショット材３がバリ１２の延長方向と直交する方向に製品部１１と衝突したときには、製品部１１が破壊されてしまう。したがってショット材３の投射による製品部１１の破壊を確実に防止する観点から、バリ１２の肉厚ｔ１２を、製品部１１の厚さｔ１１の１／１０以下としている。
【００２２】
また、当然ながらショット材３の粒径ｄは、ゴム成形体１における製品部１１の穴部１１ａの内径寸法φ１１よりも小さくなければならない。そして上述のように、ショットブラスト装置２のバレル２６に投入されたゴム成形体１は、内径穴部１１ａの向きがランダムで、殆どの場合ショット材３の投射方向と一致しないので、ショット材３の粒径ｄが穴部１１ａの内径寸法φ１１より僅かに小さい程度では、殆ど製品部１１と衝突してしまい、バリ１２に到達することができない。したがって、ショット材３の投射によってバリ１２を効率良く除去するには、発明者の実施した実験によれば、ショット材３の粒径ｄを、φ１１／２以下とする必要がある。
【００２３】
ショット材３は、ジルコニア、好ましくはジルコニア（ＺｒＯ２）に酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を安定剤として添加した高強度のイットリア安定化ジルコニアからなるものであって、球形であり、６ｇ／ｃｍ3程度の密度と、１１００〜１３００ＨＶ程度の硬度（ビッカース硬さ）を有するものである。そしてこの材質のショット材３は、粒径ｄが０．５ｍｍ未満、具体的には０．１〜０．３ｍｍのものも製作可能である。そして上述のように、ｄ≦φ１１／２であるから、粒径ｄが０．５ｍｍ未満のショット材３を投射することによって、内径寸法φ１１が１ｍｍ未満の微小な穴部１１ａに発生したバリ１２も除去することができる。
【００２４】
ショット材３の投射速度は、ゴム成形体１の材質やバリ１２の肉厚ｔ１２によっても異なるが、２０〜９０ｍ／ｓとする。
【００２５】
なお、ジルコニア以外のセラミックスからなるショット材を用いることも考えられるが、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）は最小粒径が１ｍｍであり、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）は最小粒径が０．５ｍｍであり、炭化珪素（ＳｉＣ）は最小粒径が１ｍｍであり、酸化珪素（ＳｉＯ２）は最小粒径が２ｍｍであり、いずれも、内径寸法φ１１が１ｍｍ未満の微小な穴部１１ａに発生したバリ１２の除去には使用できない。また、粉砕によって粒径を０．５ｍｍ未満としたショット材もあるが、この場合は球形ではないので製品部１１を損傷させるおそれがある。これに対し、ジルコニアからなるショット材は粒径が０．５ｍｍ未満の球形にすることができるため、有用である。
【００２６】
なお、上述の説明では、ゴム成形体１における製品部１１の穴部１１ａの内径に発生したバリ１２を除去するものとしたが、製品部１１の外径側に形成されたバリ１３も、ショット材３の投射によって破壊・除去されることはいうまでもない。
【００２７】
また、本発明は、成形体が合成樹脂材からなるものであっても同様に実施可能であるが、成形体が所要の脆性を有するものである場合は、冷却による脆化工程は不要であり、常温でショット材３の投射を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る成形体のバリ除去方法によるバリの除去の様子を示す説明図である。
【図２】本発明に係る成形体のバリ除去方法で用いられるショットブラスト装置を概略的に示す説明図である。
【図３】従来の技術によるバリの除去の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ゴム成形体（成形体）
１１  製品部
１２  バリ
２  ショットブラスト装置
３  ショット材
【図１】
2010036272.tif 000003
【図２】
2010036272.tif 000004
【図３】
2010036272.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月16日(2008.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
以上のように成形されたゴム成形体１は、図２に示されるようなショットブラスト装置２によって、バリ除去作業が行われる。このショットブラスト装置２は、ブラスト処理室２１と、ワーク冷凍装置２３と、ショット材投射装置２４と、バリ・ショット材分離回収装置２５と、ブラスト処理室２１内にあってワークとしてのゴム成形体１を投入するバレル２２とを備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
詳しくは、ワーク冷凍装置２３は、例えば液化窒素又は液化炭酸ガスなどの冷媒を用いてブラスト処理室２１及びバレル２２内をゴム成形体１の脆化温度以下に冷却するもので、冷媒供給源２３１と、この冷媒供給源２３１からの冷媒をブラスト処理室２１及びバレル２２内に噴射する噴射ノズル２３２と、噴射ノズル２３２を開閉するバルブ２３３と、ブラスト処理室２１内の温度を検出する温度センサ２３４と、この温度センサ２３４による検出温度データに基づいてバルブ２３３の開閉を制御する制御装置２３５とを備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ショット材投射装置２４は、高速回転するインペラ２４１によって、ジルコニアからなるショット材３をバレル２２内へ、数十ｍ／ｓの速度で遠心投射するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
以上のように構成されたショットブラスト装置２によるバリ除去作業においては、バリ除去対象の多数のゴム成形体１を、バレル２２に投入し、ワーク冷凍装置２３でブラスト処理室２１及びバレル２２内を−５０℃程度の温度に冷却することによってゴム成形体１を脆化させ、このゴム成形体１に、ショット材投射装置２４によってショット材３を投射する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
冷凍により脆化したゴム成形体１のバリ１２は、投射されたショット材３の衝突によって破壊され、製品部１１から分離される。そして、分離されたバリ１２は、投射されたショット材３と共にブラスト処理室２１の下部へ落下して、バリ・ショット材分離回収装置２５により、粗大バリ、ショット材３及び微小バリに篩い分けられて回収される。また、回収されたショット材３は、チャンバ２５５からショット材投射装置２４へ送られて循環使用される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
ここで、ゴム成形体１における製品部１１の厚さ（線径）をｔ１１とすると、バリ１２の肉厚ｔ１２は、ｔ１１／１０以下とする。これは、図２に示されるショットブラスト装置２のバレル２２にはバリ除去対象のゴム成形体１がランダムな状態で投入されるので、内径穴部１１ａの向きがショット材投射装置２４によるショット材３の投射方向と一致しない場合が殆どであり、すなわち図１のように、殆どの場合、ショット材３はバリ１２に対して斜めに衝突するので、ショット材３に与えられた運動エネルギの一部しかバリ１２の破壊に有効に作用しないことになる。したがって、ショット材３をバリ１２にその延長方向に対して直交する方向に衝突させることによって破壊させる場合の、数倍の運動エネルギでショット材３を投射する必要がある。ところが、製品部１１の厚さｔ１１がバリ１２の肉厚ｔ１２の数倍程度である場合は、ショット材３がバリ１２の延長方向と直交する方向に製品部１１と衝突したときには、製品部１１が破壊されてしまう。したがってショット材３の投射による製品部１１の破壊を確実に防止する観点から、バリ１２の肉厚ｔ１２を、製品部１１の厚さｔ１１の１／１０以下としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、当然ながらショット材３の粒径ｄは、ゴム成形体１における製品部１１の穴部１１ａの内径寸法φ１１よりも小さくなければならない。そして上述のように、ショットブラスト装置２のバレル２２に投入されたゴム成形体１は、内径穴部１１ａの向きがランダムで、殆どの場合ショット材３の投射方向と一致しないので、ショット材３の粒径ｄが穴部１１ａの内径寸法φ１１より僅かに小さい程度では、殆ど製品部１１と衝突してしまい、バリ１２に到達することができない。したがって、ショット材３の投射によってバリ１２を効率良く除去するには、発明者の実施した実験によれば、ショット材３の粒径ｄを、φ１１／２以下とする必要がある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2010036272.tif 000006