(57)【要約】【課題】更なる加熱手段を必要としないシンプルな金型であって、加硫時間を短縮することができるゴム射出成形金型を提供する。【解決手段】射出装置に接続され得るスプルと、当該スプルに接続されると共に、ゴム材料が充填され得るキャビティ５に直接またはゲート６を介して接続されるランナ８と、からなる材料通路を備えたゴム射出成形金型１であって、ランナ８におけるキャビティ５の直前部分を、ランナ８におけるそれ以外の部分８ｂと略等しい断面積を有する扁平断面部８ａとしたことを特徴とする。【選択図】図２
2008055623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出装置に接続され得るスプルと、当該スプルに接続されると共に、ゴム材料が充填され得るキャビティに直接またはゲートを介して接続されるランナと、からなる材料通路を備えたゴム射出成形金型であって、
前記ランナにおける前記キャビティの直前部分を、前記ランナにおけるそれ以外の部分と略等しい断面積を有する扁平断面部としたことを特徴とするゴム射出成形金型。
【請求項２】
前記扁平断面部は、前記キャビティの入口から材料通路に沿って１５０ｍｍ以内の範囲に形成されることを特徴とする請求項１に記載のゴム射出成形金型。
【請求項３】
前記扁平断面部の厚さは、１〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のゴム射出成形金型。
【請求項４】
前記扁平断面部の材料通路に沿った長さは、２０〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加硫ゴム製品を製造するためのゴム射出成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム製品の加硫成形方法の一つとして、加硫剤等の添加剤を混練したゴム材料を射出装置によって金型に射出し、これをスプル、ランナ、およびゲートを介してキャビティ内に注入した後、所定時間加熱して、ゴム材料を加硫成形する方法が知られている。
【０００３】
このような成形方法においては、加硫に要する時間のサイクルタイムに占める割合が大きいため、生産性の向上およびコスト低減を図るには、加硫時間を短縮することが非常に重要である。
【０００４】
加硫時間の短縮を図るには、キャビティにゴム材料が充填された後、直ちに加硫が始まるのが好ましい。そのためには、ゴム材料の温度を、キャビティに到達するまでに極力加硫温度に近づけておく必要がある。ただし、スコーチ（早期加硫）や、加硫状態の不均一の原因となるゴム材料の温度不均一を生じてはならない。
【０００５】
この点に鑑み、ゲートの断面形状を扁平にすると共に当該ゲートの外側にヒータを設け、ゴム材料を昇温させることで、加硫時間の短縮を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ランナにその内側へ突出する突条を設け、ゴム材料に対する流路内壁の作用（伝熱や摩擦力付与）を均一化することにより、ゴム材料の温度分布を均一化すると共に平均温度を上昇させ、加硫時間を短縮する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭５５−７４２３号公報
【特許文献２】特開平１０−１６６３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、金型全体を加熱するヒータとは別に、ゲートを加熱するヒータが必要となって、構成が複雑になると共にコスト高となっていた。さらに、両ヒータを適切に制御しないと、ゴム材料が適正温度以上に昇温してしまうため、スコーチを生じる可能性が高かった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、ランナの内側に突出する突条を設ける必要があり、金型が複雑になると共に金型製造コストの増大を招いていた。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、更なる加熱手段を必要としないシンプルな金型であって、スコーチや材料温度の不均一を生じることなく、加硫時間を短縮することができるゴム射出成形金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、射出装置に接続され得るスプルと、当該スプルに接続されると共に、ゴム材料が充填され得るキャビティに直接またはゲートを介して接続されるランナと、からなる材料通路を備えたゴム射出成形金型であって、前記ランナにおける前記キャビティの直前部分を、前記ランナにおけるそれ以外の部分と略等しい断面積を有する扁平断面部としたことを特徴とするゴム射出成形金型を提供するものである。
【００１０】
また本発明は、上記構成において、前記扁平断面部は、前記キャビティの入口から材料通路に沿って１５０ｍｍ以内の範囲に形成されることを特徴とするゴム射出成形金型を提供するものである。
【００１１】
また本発明は、上記構成のいずれかにおいて、前記扁平断面部の厚さは、１〜３ｍｍであることを特徴とするゴム射出成形金型を提供するものである。
【００１２】
また本発明は、上記構成のいずれかにおいて、前記扁平断面部の長さは、２０ｍｍ〜１００ｍｍであることを特徴とするゴム射出成形金型を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように構成された本発明のゴム用射出成形金型は、ランナにおけるキャビティの直前部分を扁平断面部としたことにより、ランナのキャビティ直前で、材料通路の表面積が増大する構成となっている。したがって、本発明のゴム用射出成形金型によれば、当該扁平断面部の壁面からの伝熱と、当該壁面から受ける摩擦力による自己発熱とにより、更なる加熱手段を必要とすることなく、ゴム材料温度をキャビティ直前で速やかにかつ均一に加硫温度直近まで昇温させることができ、スコーチや材料温度の不均一を伴うことなく、加硫時間を短縮することができる。
【００１４】
また、扁平断面部は単純な切削加工によって形成することができるため、本発明のゴム用射出成形金型は、従来の射出成形金型と同等のコストで容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好ましい一実施形態につき説明する。
図１は本発明のゴム射出成形金型の一例を示す概略断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【００１６】
本発明のゴム射出成形金型１は主に、図１に示す如く、固定型２と、固定型２に分離可能に当接せしめられた可動型３と、固定型２の上部に取り付けられた固定側取付板４と、固定型２および可動型３の間に設けられた、ゴム材料を充填するためのキャビティ５と、キャビティ５にゴム材料を供給するための通路であって、キャビティ５に接続されるゲート６、固定側取付板４および固定型２を貫通して設けられたスプル７、ならびにゲート６およびスプル７に接続されるランナ８と、から構成されている。
【００１７】
ゴム射出成形金型１はさらに、可動型３の下部にスペーサ９を介して取り付けられた可動側取付板１０と、可動型３および可動側取付板１０の間のスペース１１に配置され、上下方向に移動可能な押出板１２と、一端が押出板１２に連結されていると共に他端が可動型３を貫通してキャビティ５まで延びる押出ピン１３と、を備えている。
【００１８】
なお、ゴム射出成形金型１は、金型内に導入されたゴム材料を加熱するように、ヒータ等の加熱手段（不図示）によって、高温（約１６０〜２１０℃）に維持され得るようになっている。
【００１９】
ランナ８は、図２Ａに示す如く、ゲート６に接続された扁平断面部８ａと、扁平断面部８ａおよびスプル７に接続された円形断面部８ｂとからなっている。
【００２０】
扁平断面部８ａは、図２Ｂに示す如く、円形断面部８ｂと断面積が略等しい扁平な略矩形断面、好ましくは厚さ（図における上下方向長さ）が約１〜３ｍｍの略矩形断面、となっており、円形断面部８ｂと比較して表面積が増大した通路となっている。
また、扁平断面部８ａは、図２Ａに示す如く、ランナ８の一部を占める長さ、好ましくは２０〜１００ｍｍの長さ（図における左右方向長さ）を有すると共に、円形断面部８ｂおよびゲート６に対し、その幅（図における上下方向長さ）を漸減させつつなだらかに接続された形状となっている。
さらに、扁平断面部８ａは、キャビティ５の直前、好ましくはキャビティ５の入口から材料通路に沿って約１５０ｍｍまでの範囲に設けられている。
【００２１】
上記のように構成されたゴム射出成形金型１は、次に示す態様で使用される。
まず、約５０〜１２０℃に昇温された射出装置のシリンダ（不図示）から、高温（約１６０〜２１０℃）に加熱されたゴム射出成形金型１のスプル７に対し、ゴム材料が射出される。スプル７へ導入されたゴム材料は、ランナ８、ゲート６を通過してキャビティ５内に充填され、そこで加硫（架橋）反応が生じるように一定時間滞留される。その後、固定型２に当接せしめられている可動型３を固定型２から分離し、押出板１２をスペース１１内で上昇させると共に、それに従動させて押出ピン１３を上昇させ、キャビティ５内で成形されたゴム成形品をキャビティ５から取り出す。
【００２２】
ここで、ゴム射出成形金型１のランナ８は、キャビティ５直前に、表面積が増大した扁平断面部８ａを有している。そのため、ゴム材料は、扁平断面部８ａを通過する際、高温に加熱された固定型２および可動型３から吸熱すると共に、壁面から均一に付与される摩擦力によって自己発熱することによって、速やかにかつ均一に昇温される。
【００２３】
したがって、本発明のゴム射出成形金型１によれば、スコーチやゴム材料の温度不均一を招くことなく、キャビティ５直前でゴム材料温度を加硫温度に極力近づけることができ、キャビティ５内でゴム材料を滞留させて加硫させるための時間、すなわち加硫時間を大幅に短縮することができる。なお、加硫時間の短縮効果は、特に肉厚のゴム製品を成形する場合に顕著になる。
【００２４】
また、ランナ８の扁平断面部８ａは、切削加工によって容易に形成可能であると共に、キャビティ５の直前部分のみに設ければ足りる。さらに、扁平断面部８ａにおいては、固定型２および可動型３からの吸熱と、その壁面からの作用による自己発熱とによってゴム材料を昇温させるので、金型全体を加熱する加熱手段以外の特別な加熱手段を設ける必要はない。したがって、本発明のゴム射出成形金型１は、シンプルかつ低コストに構成することができる。
【００２５】
また、本発明のゴム射出成形金型１によれば、ランナ８の扁平断面部８ａの長さを適宜選択することにより、ゴム材料を昇温させる程度を容易に調節することができる。
【００２６】
なお、ランナ８の扁平断面部８ａは、円形断面部８ｂの断面積と略等しくなっており、当該箇所が絞りになっているわけではない。したがって、本発明のゴム射出成形金型１によれば、射出時間の増大を招くことはない。
【００２７】
［実施例］
次に、本発明の一実施例として、金型の仕様および射出成形の条件を下記のとおりとし、図３に示す大径部Ｂ、小径部Ｓおよび貫通孔Ｈを有するゴム製品Ｐを成形した場合の各加硫時間における加硫状態を調査した。そのときの大径部Ｂの加硫状態（要部断面図）を図４に示す。
なお、参考のために、ゴム製品Ｐを成形したときのゲート６の位置を図３に示した。
（実施例にかかる金型仕様および射出成形条件）
ゴム材料：天然ゴム、金型温度：１７０℃、射出装置のシリンダ温度：８５℃、射出時間：２３秒、ゲートの直径：４ｍｍ，長さ３０ｍｍ、ランナ円形断面部の直径：４ｍｍ、ランナ扁平断面部の厚さ：１．５ｍｍ，幅：１５ｍｍ，長さ：６０ｍｍ（幅漸減部分１０ｍｍ×２を含む），加硫時間：２４０秒，２５０秒
【００２８】
［従来例］
また、従来例として、金型の仕様および射出成形の条件を下記のとおりとし、上記実施例と同じゴム製品Ｐを成形した場合の各加硫時間における加硫状態を調査した。そのときの大径部Ｂの加硫状態（要部断面図）を図４に示す。
（従来例にかかる金型仕様および射出成形条件）
ゴム材料：天然ゴム、金型温度：１７０℃、射出装置のシリンダ温度：８５℃、射出時間：２１秒、ゲートの直径：４ｍｍ，長さ３０ｍｍ、ランナの直径：４ｍｍ、加硫時間：２４０秒，２６０秒，２９０秒，３００秒
【００２９】
なお、図４中、横方向に「割れ」が入っているものが存在するが（従来例の加硫時間２９０秒、実施例の加硫時間２４０秒と２５０秒）、この「割れ」は、加硫状態を調査する際に意図的に割ったものであって、成形不良によって生じたものではない。
【００３０】
図４に示されるように、従来例にかかるゴム射出成形金型を用いた場合、加硫時間２４０〜２９０秒の範囲で、肉厚である大径部Ｂの中心部分が未加硫状態となっており（図中の破線領域）、加硫時間を３００秒にしないと十分に加硫できないことがわかる。
これに対し、実施例にかかるゴム射出成形金型を用いた場合、加硫時間２４０秒で大径部Ｂの中心部分が若干未加硫状態となっているものの、加硫時間２５０秒では十分に加硫できていることがわかる。
すなわち、本実施例にかかるゴム射出成形金型によれば、別途加熱手段を設けることなく、またスコーチや加硫状態の不均一を伴うことなく、加硫時間を５０秒短縮し得ることが実証された。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
上記実施形態において、扁平断面部は、ゲートを介してキャビティに接続されていたが、ゲートを設ける必要がない場合、直接キャビティに接続されていてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態においてはランナを可動型に直接形成した構成となっていたが、ランナ部分をいわゆる入れ子にして取替え可能とし、扁平断面部の長さや厚さの異なる複数のランナを形成した複数の入れ子を予め準備しておき、それらを状況に応じて適宜選択・使用し得るように構成してもよい。この場合、状況に応じて、ゴム材料の昇温の程度を容易に調節することができる。
【００３３】
また、上記実施形態においては、ＰＬ面が水平方向に延びるたて型の射出成形金型としたが、ＰＬ面が垂直方向に延びる横型の射出成形金型としてもよい。
また、実施例においてゴム材料に天然ゴムを用いたが、公知の加硫ゴムを用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のゴム射出成形金型の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１のゴム射出成形金型におけるランナを示すための断面図であって、Ａ：図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図、Ｂ：ＡのＹ−Ｙ線に沿った断面図、である。
【図３】実施例および従来例にかかるゴム製品の形状を示す概略断面図である。
【図４】実施例および従来例にかかるゴム製品の加硫状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  ゴム射出成形金型
５  キャビティ
６  ゲート
７  スプル
８  ランナ
８ａ  扁平断面部
８ｂ  円形断面部（直前部分以外の部分）
【図１】
2008055623.tif 000003
【図２】
2008055623.tif 000004
【図３】
2008055623.tif 000005
【図４】
2008055623.tif 000006