(57)【要約】【課題】例えば発泡樹脂成形におけるように、シール部の形成前後において、弾性シール部材の大なる変形が要求される場合にも、弾性シール部材の耐久性の低下あるいはシール性の低下を緩和ないし防止できるようにしたシール構造を与える。【解決手段】それぞれの当接面を介して互いに当接されることによりシール部を形成する一対の金型部材の少なくとも一方の当接面に弾性シール部材の収容溝を形成し、且つ該収容溝の側縁に、より浅い付加収容溝を設けることにより、前記一対の金型部材の当接位置ならびに該当接位置より後退した中間位置においてもなおシール部を形成するように構成したことを特徴とする発泡樹脂成形金型用シール構造。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの当接面を介して互いに当接されることによりシール部を形成する一対の金型部材の少なくとも一方の当接面に弾性シール部材の収容溝を形成し、且つ該収容溝の側縁に、より浅い付加収容溝を設けることにより、前記一対の金型部材の当接位置ならびに該当接位置より後退した中間位置においてもなおシール部を形成するように構成したことを特徴とする発泡樹脂成形金型用シール構造。
【請求項２】
弾性シール部材の収容溝の両側にほぼ対称な付加収容溝を設けてなる請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
付加収容溝が前記少なくとも一方の金型部材の収容溝と当接面との間に階段状に形成されている請求項１または２に記載のシール構造。
【請求項４】
付加収容溝が前記少なくとも一方の金型部材の収容溝と当接面との間に曲面をなして形成されている請求項１または２に記載のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形金型、特に比較的広範囲の金型位置において良好なシール特性を要求される発泡樹脂成形金型、に適したシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂部品の発泡成形において、スワールマーク（気泡の破裂によって起こる銀白色の条痕）の発生による外観不具合を抑制するために、溶融樹脂を金型内に射出するときに、同時に（あるいはこれに先立って）金型内に高圧のガスを注入する（カウンタープレッシャーの印加）。これにより生成する金型内圧力を保持するために、通常、図１に示すように、金型１を構成する一対の金型部材、すなわち、樹脂成形キャビティ２を含む雌型部材１ａおよびこれと当接される雄型部材１ｂの少なくとも一方（図１の例においては雄型部材１ｂ）のキャビティ２を包囲する位置に、収容溝３を設け、ここに通常は円形断面を有する弾性シール部材（いわゆるＯリング）を配置する。また発泡樹脂成形においては、図１のＡ部の拡大図である図２に示すように、雄型部材１ｂに設けた収容溝３よりも、より正確にはその周囲の雌型部材１ａとの当接面１ｂ１よりも、Ｏリング４が寸法Ｓだけ突出するものとし、この突出寸法Ｓは、キャビティ２への樹脂注入後、金型部材１ａおよび１ｂの（少なくとも）一方を後退させて、樹脂の発泡成型を完了させる際の金型部材１ａおよび１ｂ（の当接面１ａ１−１ｂ１）間距離（いわゆるコアバック距離、ＣＢとする）よりも大なるものとし、発泡樹脂成形中の金型内圧力を保持する必要がある。このため、発泡樹脂成形においては、Ｏリングの圧縮しろが通常の樹脂成形におけるよりも大なるものとなり、樹脂注入のために金型を閉じた時には、図３に示すように、Ｏリング４の圧縮により生じたＯリング４ｄの一部４ｄｐが、金型部材の当接面１ａ１−１ｂ１間に潰されて挟持されることになり、金型開放時との対比における大なる変形とも相俟って、Ｏリングの耐久性が著しく低下するという問題があった。
【０００３】
他方、上述の問題を緩和し得るシール機構として、シール部を形成する一対の部材１１ａおよび１１ｂの少なくとも一方に設ける弾性シール部材の収容溝１３の底部に付加的な陥没溝１３ａを設けて、シール時の弾性シール部材の変形ならびにシール後の加熱による膨張しろを吸収するようにしたシール機構の提案もある（特許文献１）。しかしながら、このようにして形成した収容溝の底部に設けた陥没溝によっては、発泡樹脂成形に要求されるようなＯリングの大なる変形には対処し切れず、また却ってシール性の低下を招くおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９７６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、例えば発泡樹脂成形におけるように、シール部の形成前後において、弾性シール部材の大なる変形が要求される場合にも、弾性シール部材の耐久性の低下あるいはシール性の低下を緩和ないし防止できるようにしたシール構造を与えることを主要な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のシール構造は、上述の目的を達成するために開発されたものであり、より詳しくは、それぞれの当接面を介して互いに当接されることによりシール部を形成する一対の金型部材の少なくとも一方の当接面に弾性シール部材の収容溝を形成し、且つ該収容溝の側縁に、より浅い付加収容溝を設けることにより、前記一対の金型部材の当接位置ならびに該当接位置より後退した中間位置においてもなおシール部を形成するように構成したことを特徴とするものである。本発明のシール構造を採用すると、シール部の形成の前後において、Ｏリング等の弾性シール部材の大なる圧縮しろを、当接面の近傍に設けた付加収容溝により吸収してシール時における対向部材と接触する弾性シール部材の面積（すなわち、シール面積の増加）を増加させて、シール特性の向上に寄与するとともに、一対のシール当接部材（例えば金型部材）の当接面間に弾性シール部材の一部が潰れて挟み込まれることによる過大な圧縮力の印加ならびにこれに伴う弾性シール部材の耐久性の劣化が防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来の発泡樹脂成形用金型のキャビティおよびＯリング収容溝を含む正断面模式図。
【図２】図１のＡ部において雄型収容溝にＯリングを収容した状態の模式断面図。
【図３】閉鎖位置における図１金型のＡ部の拡大図。
【図４】従来技術における底部に付加的陥没溝を有するＯリング収容溝の断面構造を示す模式断面図。
【図５】図２に対応して示す本発明のシール構造の一例における雄型の収容溝にＯリングを収容した状態の模式断面図。
【図６】図５のシール構造の金型閉鎖位置における模式断面図。
【図７】（ａ）は図５の各部の寸法関係の説明図、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ（ａ）におけるＡ断面およびＢ断面形状の説明図。
【図８】図５に対応する本発明のシール構造の別の一例を示す模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図５は、図２（従来例）に対応して、本発明のシール構造の一例としての発泡樹脂成形用金型の雄型５ｂに設けた収容溝周辺の構造を示す模式断面図である。図５を参照してキャビティ（図示せず）を設けて配置された雌型５ａ（そのコアバック位置における当接面５ａ１とともに点線にて示す）に対向して配置された雄型５ｂのキャビティを囲む位置の当接面５ｂ１にはＯリング５４の収容溝５３に加えて、その両側側縁に、収容溝５３よりも浅い断面形状としてはほぼ対称な付加収容溝６１および６２が設けられている。図５は図１のＡ部に対応する拡大図として示すものであるため、より正確には、付加収容溝６２が収容溝５３および付加収容溝６１を包囲するように配置される。そして、収容溝５３には、一般に強度、耐久性に優れるウレタン系ゴム等からなるＯリング５４が配置される。この配置に対して、発泡樹脂成形における発泡性樹脂（例えば、重曹系発泡剤を含むポリプロピレン樹脂系重合体あるいは共重合体）を注入するに先立って、金型５を閉じる（一対の金型部材５ａと５ｂをそれらの当接面５ａ１と５ｂ１とで当接する）と、Ｏリング５４が押し潰されて変形したＯリング５４ｄの収容溝５３に収容し切れない部分は、付加収容溝６１および６２に無理なく拡げられ、拡大した面積で雌型５ａの当接面５ａ１に当接され、向上したシール性を発揮するとともに、金型部材５ａ−５ｂの当接面５ａ１−５ｂ１間にまで拡げられることがない。従って、これら当接面間に挟まれて、Ｏリング５４の一部が過大な圧力により劣化されることもない。
【０００９】
他方、発泡性樹脂注入後に、発泡を促進するために、雌型５ａの当接面５ａ１を図５の点線位置まで、雌型５ｂから後退させる（コアバックさせる）ときにも、Ｏリング５４は、その頂部で一定面積に亘って雌型５ａの当接面５ａ１（点線で示す）に対して当接されるため、金型内圧力を保ちつつ発泡樹脂成形を完了させることができる。
【００１０】
本発明のシール構造が、図５および図６を参照して上記したように良好な作用効果を発揮するためには、各部材間で一定の寸法関係が満たされることが望ましい。この点をほぼ図５と実質的に同等な模式断面図である図７（ａ）に寸法線を入れて説明する。すなわち、Ｏリング５４の当接面５ｂ１からの突出距離ａは、コアバック距離ＣＢ以上であること、より具体的には、例えばａ＝２．０〜３．０ｍｍの範囲であること、が好ましい。収容溝５３の深さｂは、Ｏリングの脱落防止のためＯリング５４の半径以上（より好ましくは半径の１．０５倍以上、１．１０倍以下）とすることが好ましい。収容溝５３の直径ｃは、Ｏリングの脱落防止のためにＯリング５４の直径以下（より好ましくは０．９０倍以上、０．９５倍以下）とすることが好ましい。また、付加収容溝の深さ（最大値）ｅと収容溝５３の深さｂとの比ｅ／ｂは２０〜３０％程度であることが好ましい。なお、収容溝５３の直径をＯリング５４の直径より小さくして、Ｏリング５４を嵌め込む形とすると、変形したＯリング断面は若干縦長の楕円形となり、Ｏリング５４の直径−収容溝５３の深さｂとして計算したＯリング５４の当接面５ｂ１からの突出距離ａがコアバック距離ＣＢと全く同じ場合であっても、実質的な突出距離ａはコアバック距離ＣＢよりも大となり、コアバック位置において、Ｏリング５４の頂部と雌型５ａの当接面５ａ１との一定当接面積が確保され、従って発泡樹脂成形完了までの金型内圧保持が可能となる。
【００１１】
また収容溝５３に収容されないＯリング５４の断面（すなわち図７（ａ）および（ｂ）のＡ断面）の面積は、（当接面５ｂ１と収容溝５３の開口面との間の距離ｅ）×（付加収容溝６１と６２の側壁間距離ｄ）で定まる断面（図７（ａ）および（ｃ）のＢ断面）の面積以下、（より好ましくは０．５〜０．９倍）として、金型閉鎖時における金型当接面５ａ１−５ｂ１間でのＯリング部分の挟持を効果的に防止することが好ましい。
【００１２】
特定の実施例においては、図５〜図７を用いて説明したシール構造において、ａ＝２ｍｍ，ｂ＝２．５ｍｍ，ｃ（＝Ｏリング直径）＝５ｍｍ，ｄ＝２０ｍｍ，ｅ＝０．５ｍｍ，Ａ断面積＝約９．８２ｍｍ（＝π×２．５２），Ｂ断面積＝１０ｍｍ２（＝２０ｍｍ×０．５ｍｍ），コアバック距離ＣＢ＝１．６ｍｍと設定しウレタン系ゴム製Ｏリングを用いることにより、重曹系発泡剤を含むポリプロピレン系樹脂の約１８０〜２３０℃での約１．５〜１．８倍の発泡樹脂成形が円滑に行なわれることが確認され、且つ２００回以上の発泡樹脂成形の後においても、金型当接面間でのＯリングの挟持（噛み込み）による変形跡は認められなかった。これに対し、図２〜図３で説明した従来型のシール構造においては、１０回程度の発泡樹脂成形においてＯリングの損傷が見られ交換が必要であった。
【００１３】
（変形例）
上記において、本発明のシール構造の好ましい一態様を図５〜図７を参照しつつ説明した。しかしながら、本発明のシール構造は、本発明の範囲内で、上記実施態様を各種変形して実施可能であることは、当業者にとっては容易に理解できるものと解される。例えば、上記においては、付加収容溝６１および６２を金型部材の収容溝と当接面との間に階段状に形成されたほぼ矩形断面を有するものの例を示したが、図８に示すように金型部材の収容溝と当接面の間に曲面をなし、曲率Ｒを持つ付加収容溝８１及び８２として構成することも可能であり、一般に本来の収容溝より突出する弾性シール部材断面積（Ａ断面積）よりも大なる断面積（Ｂ断面積）を与える任意の断面形状の付加収容溝を形成することが可能である。
【００１４】
また、上記の例においては、付加収容溝を有する収容溝を雄型に設ける例を示したが、勿論キャビティを有する雌型側に設けることも可能であり、シール性のより向上のために雄型と雌型の双方に設けることも可能である。
【００１５】
また上記においては、付加収容溝を有する収容溝を樹脂成形、特に発泡樹脂成形用金型に適用する好ましい適用例を示したが、本発明のシール構造はこれに限らず、弾性シール部材の大きな変形（例えば相手側シール部材との当接幅が、弾性シール部材の直径を超え、好ましくは１．５倍以上となるような変形）を可能とするシール構造一般を提供するために、極めて有効に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
上述したように、本発明によれば、例えば発泡樹脂成形におけるように、シール部の構成前後において、弾性シール部材の大なる変形が要求される場合にも、弾性シール部材の耐久性の低下あるいはシール性の低下を緩和ないし防止できるようにしたシール構造が提供される。
【符号の説明】
【００１７】
１  金型（１ａ、１１ａ：雌型（１ａ１：当接面）、１ｂ：雄型（１ｂ１：当接面））
２  キャビティ
３、５３  Ｏリング（弾性シール部材）収容溝
４、５４  Ｏリング  （４ｄ、５４ｄ：変形状態、４ｄｐ：噛み込み部）
５  本発明による金型（５ａ：雌型（５ａ１：当接面）、５ｂ  雄型（５ｂ１：当接面）
６１，６２，８１，８２：付加収容溝
Ｓ  Ｏリングの収容溝からの突出寸法
ＣＢ  コアバック距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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