(57)【要約】【課題】ゴム製品の歩留りが良く、かつ、安定した成形ができる射出成形方法を提供する。【解決手段】重ね合わさると多数のキャビティ３を形成する上型１と下型２を、所定の低締付力Ｆ０で締付けて保持した低圧型締状態で、平面視中央領域Ｃのスプルー６からゴム材料５を射出注入し、中央領域Ｃを取り囲む平面状包囲領域Ｅに向って、中央領域Ｃからゴム材料５を所定射出圧力で供給することで、低締付力Ｆ０に抗して、上型１と下型２との間隙ｇを拡大させ、間隙ｇによってゴム材料５が流動するための面状ランナー７を形成しつつ面状ランナー７を介してキャビティ３にゴム材料５を充填し、その後、上型１と下型２を所定の高締付力Ｆ２で締付けて高圧型締状態として加硫する。【選択図】図１０
2015214056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わさると多数のキャビティ（３）を形成する上型（１）と下型（２）を、所定の低締付力（Ｆ０）で締付けて保持した低圧型締状態で、平面視中央領域（Ｃ）のスプルー（６）からゴム材料（５）を射出注入し、上記中央領域（Ｃ）を取り囲む平面状包囲領域（Ｅ）に向って、上記中央領域（Ｃ）から上記ゴム材料（５）を所定射出圧力で供給することで、上記低締付力（Ｆ０）に抗して、上型（１）と下型（２）との間隙（ｇ）を拡大させ、該間隙（ｇ）によって上記ゴム材料（５）が流動するための面状ランナー（７）を形成しつつ該面状ランナー（７）を介して上記キャビティ（３）に上記ゴム材料（５）を充填し、その後、上型（１）と下型（２）を所定の高締付力（Ｆ２）で締付けて高圧型締状態として加硫することを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
重ね合わさると多数のキャビティ（３）を形成する上型（１）と下型（２）を備え、上型（１）と下型（２）を低締付力（Ｆ０）・高締付力（Ｆ２）に切換えて締付自在とした締付手段（２０）を備え、
上型（１）と下型（２）を所定の低締付力（Ｆ０）で締付けて保持した低圧型締状態に於て、上型（１）に設けたスプルー（６）からゴム材料（５）を射出注入し、上型（１）と下型（２）の間に上記ゴム材料（５）を所定射出圧力で供給して上記低締付力（Ｆ０）に抗して上型（１）と下型（２）の間隙（ｇ）を拡大させ、該間隙（ｇ）によって、上記ゴム材料（５）が流動するための面状ランナー（７）が形成されるように構成されたことを特徴とする射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム製品の射出成形方法及び射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、従来、ゴム製品の射出成形方法は、上型４１と下型４２を重ね合わせて多数のキャビティ４３を形成し、高い圧力（締付力）をもって締め付ける、いわゆる「型締め」（図８（Ｂ）参照）を行った後、図８（Ｃ）のように、上型４１に設けたスプルー４６に未加硫のゴム材料４５を射出注入してキャビティ４３にゴム材料４５を充填していた（特許文献１参照）。
【０００３】
図８に於て、ゴム材料４５を流動させる経路として、上型４１と下型４２の間に、複雑な「枝状」のランナー４７を加工する必要があった。ゴム材料４５は、スプルー４６から所定の射出圧Ｐ１をもって射出注入され、上記「枝状」のランナー４７を介して上型４１と下型４２の間のキャビティ４３に流し込まれる。この射出成形方法を、従来技術としての「型締射出法」と呼ぶ。
【０００４】
上型４１と下型４２の間に形成される「枝状」のランナー４７は、ゴム材料４５の種類によってその大きさを適宜設定するのだが、一般的に１ｍｍ以上の深さ寸法と幅寸法の複雑な凹溝である。しかし、ゴム材料４５の流動に必要な枝状のランナー４７の横断面積（深さ・幅）を大きく設定すると、ゴム製品の材料歩留りが悪くなり、コストアップの原因となっていた。また、所定量のゴム材料４５を射出注入しても、スプルー４６から距離の遠いキャビティ４３にゴム材料４５が拡がらず、安定した成形ができないという欠点があった。
【０００５】
また、その他の射出成形方法として、図９に示すように、上型４１と下型４２の間に比較的大きな隙間Ｇを空けた状態とし（図９（Ｂ）参照）、ゴム材料４５をスプルー４６に射出注入（図９（Ｃ）参照）した後、上型４１と下型４２の型締め（図９（Ｄ）参照）を行う方法が提案されている。この射出成形方法を、他の従来技術としての「射出型締法」と呼ぶこととする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１７８３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図９に示すような射出型締法では、射出したゴム材料４５がキャビティ４３に均一に拡がらず、安定した成形ができなかった。即ち、上型４１と下型４２を型締めする際、ゴム材料４５の流動距離が長くなるため内周側領域４８と外周側領域４９でのバリ厚の差が大きくなる虞れがあった。また、Ｕ型パッキン等の複雑な形状のゴム製品を成形する場合は、内周側領域４８にボイド不良が発生しやすいという欠点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、ゴム製品の歩留りが良く、かつ、安定した成形ができる射出成形方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る射出成形方法は、重ね合わさると多数のキャビティを形成する上型と下型を、所定の低締付力で締付けて保持した低圧型締状態で、平面視中央領域のスプルーからゴム材料を射出注入し、上記中央領域を取り囲む平面状包囲領域に向って、上記中央領域から上記ゴム材料を所定射出圧力で供給することで、上記低締付力に抗して、上型と下型との間隙を拡大させ、該間隙によって上記ゴム材料が流動するための面状ランナーを形成しつつ該面状ランナーを介して上記キャビティに上記ゴム材料を充填し、その後、上型と下型を所定の高締付力で締付けて高圧型締状態として加硫する方法である。
【００１０】
また、本発明に係る射出成形装置は、重ね合わさると多数のキャビティを形成する上型と下型を備え、上型と下型を低締付力・高締付力に切換えて締付自在とした締付手段を備え、上型と下型を所定の低締付力で締付けて保持した低圧型締状態に於て、上型に設けたスプルーからゴム材料を射出注入し、上型と下型の間に上記ゴム材料を所定射出圧力で供給して上記低締付力に抗して上型と下型の間隙を拡大させ、該間隙によって、上記ゴム材料が流動するための面状ランナーが形成されるように構成されたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の射出成形方法又は射出成形装置によれば、所定射出圧力で供給されるゴム材料が放射方向に流動する際の内圧と、上型と下型を相対的に接近させる方向の低締付力との、力学的バランスによって、ゴム材料の流動に必要な隙間を自動的に確保でき、面状ランナーが薄くかつ均一に形成され、全部のキャビティに確実にゴム材料を充填可能である。しかも、上記ゴム材料の内圧と上記低締付力との力学的バランスによって、上記間隙（即ち、面状ランナーの肉厚）が適度に小さくなって、ゴム製品の歩留りを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る射出成形装置の実施の一形態を示した一部断面正面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】低圧型締状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】射出状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】射出状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】高圧型締状態を示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明によって得られるゴム成型品を示した平面図である。
【図８】従来の型締射出法を示す簡略断面図であり、（Ａ）は型開状態の簡略断面図であり、（Ｂ）は型締状態の簡略断面図であり、（Ｃ）は射出状態の簡略断面図である。
【図９】従来の射出型締法を示す簡略断面図であり、（Ａ）は型開状態の簡略断面図であり、（Ｂ）は離間保持状態の簡略断面図であり、（Ｃ）は射出状態の簡略断面図であり、（Ｄ）は型締状態の簡略断面図である。
【図１０】本発明の射出成形方法を示す簡略断面図であり、（Ａ）は型開状態の簡略断面図であり、（Ｂ）は低圧型締状態の簡略断面図であり、（Ｃ）は射出状態の簡略断面図であり、（Ｄ）は高圧型締状態の簡略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
本発明の射出成形方法は、図１０（Ａ）から（Ｂ）、及び、図３に示すように、重ね合わさると多数のキャビティ３を形成する上型１と下型２を、まず、所定の低締付力Ｆ０で締付けて保持した低圧型締状態とする。この低圧型締状態では、上型１と下型２とが、常時、相互に低締付力Ｆ０をもって圧接しようとしているが、上型１と下型２とを分離（隔離）する方向に（内圧等の）力が作用した際には、その低締付力Ｆ０を維持したまま、分離（隔離）可能である。つまり、流体圧シリンダ等の締付手段２０（図１参照）にて常時押付けた状態を保って、一定の低締付力Ｆ０を上型１と下型２に与えて、しかも、上型１と下型２の合せ面に内圧が生ずると、上型１と下型２の一方又は両方が、相互分離方向に移動自在である。
【００１４】
平面視中央位置には、スプルー６が配設されており、図１０（Ｃ）、及び、図４に示すように、このスプルー６からゴム材料５を、矢印Ｙ方向に射出注入すると、スプルー６の軸心と、上型１と下型２の合せ平面とが直交的に交叉する位置Ｘから、３６０°放射方向Ｒにゴム材料５が流動してゆく。
言い換えると、図１０（Ｃ）と図４と図５に示すように、（スプルー６を中心に有する）平面視中央領域Ｃから、それを取り囲む平面状包囲領域Ｅの外周縁に向って、射出注入されてくるゴム材料５は、流動していき、外周縁が凹凸状や破断部のある複雑な形状を備えた（平面視）略円形として、その直径を次第に増大させつつ、ゴム材料５が流動して広がってゆく。このとき、上型１と下型２の締付力は、射出直前（図３）も、射出注入直後（図４）も、射出注入を続けて上記（平面視）略円形の直径が増大した状態（図５）も、同一の低締付力Ｆ０を保持している。
【００１５】
まず、図３から図４に示すように、低締付力Ｆ０で重ね合った上型１と下型２の合せ面の中央領域Ｃにゴム材料５が射出注入されると、射出圧力によりゴム材料５の流動に最低限必要な間隙ｇが拡大して確保される。引続き、ゴム材料５の流動により上記略円形が拡大してゴム材料５の内圧が上昇すると、その内圧により、間隙ｇが拡大（増加）して、ゴム材料５の流動に必要な隙間が自動的に確保される（図５参照）。
このように、ゴム材料５が、３６０°放射方向Ｒに流動する際の内圧と、上型１と下型２を相対的に接近させる方向の低締付力Ｆ０との、力学的バランスによって、ゴム材料５の流動に必要な隙間を、自動的に確保しつつ、多数の散点状に配設されたキャビティ３を連結する面状ランナー７を、薄く、かつ、均一にフィルム状に形成する（図７に於て例示したゴム成型品２５の面状ランナー部７Ｚ参照）。なお、間隙ｇの寸法が過大となろうとすると、内圧が急に減少して低締付力Ｆ０が打勝ち、間隙ｇの寸法を減少させ、常に力学的バランスを保ち、適正な間隙ｇの寸法を自動的に維持できる。
【００１６】
上述の面状ランナー７を介して、全てのキャビティ３に均等にゴム材料５が充填される。その後は、図１０（Ｄ）、及び、図６に示すように、上型１と下型２を高締付力Ｆ２で締付ける高圧型締状態とし、加熱加圧により、加硫を行い、例えば、図７に示すようなゴム成型品２５が得られる。このように、本発明の射出成形方法は、従来の「型締射出法」「射出型締法」に対して、「低圧型締射出法」と呼ぶことができる。
【００１７】
以下、本発明に係る射出成形装置の説明、及び、射出成形方法の追加的説明を行う。
図１と図２に示すように、本発明の射出成形装置は、重ね合わさると多数のキャビティ３を形成する上型１と下型２を備え、上型１と下型２を前記低締付力Ｆ０と高締付力Ｆ２とに切換えて締付自在とした締付手段２０を備えている。
上型１は、熱盤８を介して上方の固定部材１５に取付けられている。下型２は、熱盤９を介して上下動自在の昇降部材１６に載置されている。締付手段２０は、昇降部材１６を昇降作動させるラムシリンダ等の流体圧アクチュエータと、流体圧回路とを備え、この流体圧回路には、低圧力と高圧力に切換える切換弁及び圧力制御弁等を含み、前記低締付力Ｆ０と高締付力Ｆ２とに切換可能である。しかも、下型２の上下位置が変化して前記間隙ｇが大小変化しても、低締付力Ｆ０を常に一定に保持するため、圧力制御弁やアクチュエータ等を上記流体圧回路に設ける。また、固定部材１５に垂設された上真空フード１７と、昇降部材１６に立設された下真空フード１８と、下真空フード１８の外周面に突設されたパッキン１８ａによって密封状に包囲された空間１０に、上型１と下型２が収納され、上真空フード１７には、空間１０の空気を排気する真空引き用管路１４が設けられ、空間１０内の雰囲気を真空状態とすることが可能である。なお、上方の熱盤８と固定部材１５との間、及び、下方の熱盤９と昇降部材１６との間には、断熱材１９，１９を介設している。
【００１８】
図２に於て、下型２の上面１２には、複数の凹部１２ａを有し、上型１の下面１１には、凹部１２ａに対応する位置に複数の凸部１１ａを有し、上型１と下型２を重ね合わせた状態で、凹部１２ａと凸部１１ａによってキャビティ３が形成される。上型１には、平面視中央領域Ｃにスプルー６が設けられ、スプルー６の開口部６ａに射出ノズル２２の先端が圧接し、この射出ノズル２２からスプルー６にゴム材料５（生ゴム）が射出される。上型１の下面１１には、中央領域Ｃに浅い座ぐり状の切欠部１３が形成され、下型２の上面１２と切欠部１３によって、スプルー６に連通連結するゴム材料流動用誘導基部４が形成されている。複数のキャビティ３は、中央領域Ｃを取り囲む平面状包囲領域Ｅに格子状に並べて配置されている（図７に例示したゴム成型品２５参照）。また、上型１と下型２には、その外端縁近傍に溝部１１ｂ，１２ｂが相互に対応するように形成され、余ったゴム材料５が流入してバリを形成する。
【００１９】
図２と図３に示すように、上型１と下型２を所定の低締付力Ｆ０で保持した低圧型締状態に於て、図３から図４に示すように、スプルー６からゴム材料５を所定射出圧力で射出注入し、上型１と下型２の間にゴム材料５を供給して上記低締付力Ｆ０に抗して上型１と下型２の間隙ｇを拡大させ、間隙ｇによってゴム材料５が流動するための面状ランナー７が形成されるように構成されている。
【００２０】
図３から図４に示すように、多数のキャビティ３を形成する上型１と下型２を、低圧型締状態とし、平面視中央領域Ｃのスプルー６からゴム材料５を射出注入する。低圧型締状態では、包囲領域Ｅに於ける上型１と下型２との間隙ｇを、例えば、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍに設定する。
図４から図５に示すように、平面状包囲領域Ｅに向って、中央領域Ｃから３６０°放射方向Ｒにゴム材料５を供給することで、ゴム材料５が上型１と下型２を押し拡げようとする内圧と、上記低締付力Ｆ０との、力学的バランスによって、ゴム材料５の流動に必要な隙間が自動的に確保され、例えば、間隙ｇを０．５ｍｍ〜１．０ｍｍに拡大する瞬間も生じて、迅速に放射方向Ｒに流動してゆく。言い換えると、図５に示す流動途中での面状ランナー７の高さ寸法ｈは、ゴム材料５が流動するのに十分な大きさに自動的に確保される。
【００２１】
図５からさらにゴム材料５が放射方向Ｒに流れて、面状ランナー７を介して全てのキャビティ３にゴム材料５を充填し、その後、図６のように、上型１と下型２を所定の高締付力Ｆ２で締付けて高圧型締状態とする。高圧型締状態では、上型１と下型２との間隙ｇが減少し、ゴム材料５が搾り出され、外側の溝部１１ｂ，１２ｂにまで流入する。高圧型締状態で加熱し、キャビティ３に充填したゴム材料５を加硫する。
【００２２】
このようにして、図７に示すようなシート状のゴム成型品２５が成形される。図７では、ゴム成型品２５は、スプルー６と誘導基部４によって形成される肉厚の中央基部２６の周囲に、Ｕ型パッキン等のゴム製品部２３が多数個形成されている。この多数個のゴム製品部２３は、格子状配列に配設され、面状ランナー部７Ｚ（薄肉連結部）によって連結されている。この面状ランナー部７Ｚは、上型１と下型２との間隙ｇによってフィルム状に形成され、その肉厚が極めて小さくなる（例えば、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ）。なお、ゴム成型品２５の外周縁部には、溝部１１ｂ，１２ｂ（図６参照）へ流入した余分なゴム材料５によって、外枠状にバリ部２８が形成されている。
【００２３】
なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、上型１と下型２を重ね合わせた状態で、凹部と凹部によってキャビティ３が形成されるも良い。あるいは、図２〜図６とは逆に、上型１に凹部を、下型２に凸部を形成しても良い。
【００２４】
以上のように、本発明に係る射出成形方法は、重ね合わさると多数のキャビティ３を形成する上型１と下型２を、所定の低締付力Ｆ０で締付けて保持した低圧型締状態で、平面視中央領域Ｃのスプルー６からゴム材料５を射出注入し、中央領域Ｃを取り囲む平面状包囲領域Ｅに向って、中央領域Ｃからゴム材料５を所定射出圧力で供給することで、低締付力Ｆ０に抗して、上型１と下型２との間隙ｇを拡大させ、間隙ｇによってゴム材料５が流動するための面状ランナー７を形成しつつ面状ランナー７を介してキャビティ３にゴム材料５を充填し、その後、上型１と下型２を所定の高締付力Ｆ２で締付けて高圧型締状態として加硫するので、ゴム材料５が放射方向Ｒに面状に流動するときには、自動的に十分な間隙ｇを形成しつつ、迅速かつ確実に全てのキャビティ３に充填されて、外周縁にまで到達する。しかも、高圧型締状態下では、極めて小さい間隙ｇとなり、ゴム成型品２５の面状ランナー部７Ｚ（図７参照）は薄肉となって、ゴムの歩留りは著しく（従来よりも）改善する。さらに、上型１と下型２の合せ面に、従来のような複雑な枝状（線状）ランナーを加工せずに済み、金型の製作も容易となる。このように、高品質のゴム製品を安定して成形できる。
【００２５】
また、本発明に係る射出成形装置は、重ね合わさると多数のキャビティ３を形成する上型１と下型２を備え、上型１と下型２を低締付力Ｆ０・高締付力Ｆ２に切換えて締付自在とした締付手段２０を備え、上型１と下型２を所定の低締付力Ｆ０で締付けて保持した低圧型締状態に於て、上型１に設けたスプルー６からゴム材料５を射出注入し、上型１と下型２の間にゴム材料５を所定射出圧力で供給して低締付力Ｆ０に抗して上型１と下型２の間隙ｇを拡大させ、間隙ｇによって、ゴム材料５が流動するための面状ランナー７が形成されるように構成されたので、ゴム材料５が放射方向Ｒに面状に流動して自動的に十分な間隙ｇを形成しつつゴム材料５の流動に必要な隙間を面状ランナー７によって確保できる。高圧型締状態下では、上型１と下型２の間隙ｇが極めて小さくなり、ゴムの歩留りを向上できる。ゴム製品の成形を安定して行うことができる。
【符号の説明】
【００２６】
１  上型
２  下型
３  キャビティ
５  ゴム材料
６  スプルー
７  面状ランナー
２０  締付手段
Ｃ  中央領域
Ｅ  包囲領域
ｇ  間隙
Ｆ０  低締付力
Ｆ２  高締付力
【図１】
2015214056.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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