(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成形部位となる平面部を有する金属製フランジと、前記平面部に形成される環状のゴム成形体と、を有する金属−ゴム複合部材の製造方法であって、
該方法は、
ゴム成形部位となる平面部と、リング状のゴム成形部位の近傍から隆起し、ゴム成形部位の周囲を挟むように二重の同心円状に形成されたビード部と、を有する金属体を一体成形する金属体成形工程と、
前記二重の同心円状のビード部によって形成されたリング状の閉じた領域内に、接着剤を滴下させ、毛細管現象を利用してリング状の閉じた領域内に接着剤を回らせて塗布する接着剤塗布工程と、
金型の当接面を金属体の二重の同心円状のビード部に押し付ける型組み工程と、
金型のキャビティ内に未加硫ゴムを注入して、その後、加硫処理するゴム成形工程と、
金型から金属−ゴム複合部材を取り出す離型工程とを有することを特徴とする金属−ゴム複合部材の製造方法。
【請求項２】
前記金属体成形工程が、冷間鍛造法によりなされる請求項１に記載の金属−ゴム複合部材の製造方法。
【請求項３】
前記型組み工程は、複数個の金属体を一度に金型内に取り込む多数個取りの金型で行われる請求項１または請求項２に記載の金属−ゴム複合部材の製造方法。
【請求項４】
ビード部のビード高さが０．０５〜０．５ｍｍ、ビード幅が０．０５〜０．５ｍｍである請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の金属−ゴム複合部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、剛性を有する金属体と柔軟性を有するゴム成形体とを一体的に形成した金属−ゴム複合部材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、剛性を有する金属と柔軟性を有するゴム成形体とを一体的に形成した金属−ゴム複合部材は、機械部品などの様々の分野で使用されている。例えば、金属−ゴム複合部材を機械部品の一部として用いる場合には、剛性を有する金属体を、装置内の取付け部や支持部などと結合させて組み込み、この一方で、柔軟性を有するゴム成形体を他の部品に接触させて、部品間での密着性や緩衝性などを確保させている。
【０００３】
図４（ａ）〜（ｃ）は、従来の金属−ゴム複合部材の製造方法の一例を、経時的に示した概略端面図である。
【０００４】
図４（ａ）に示されるように、略円板状の金属体１２１の周辺部には、ゴム成形体を形成するための平面部１２１ａが形成されている。この平面部１２１ａのゴム成形部位には、前工程として予め接着剤が塗布されている。
【０００５】
次いで、図４（ｂ）に示されるように、接着剤を塗布した部位にゴム成形体が形成される。すなわち、図４（ｂ）に示されるように、金属体１２１の平面部１２１ａ上に、金型１２２が降りて、その当接面１２２ａが平面部１２１ａに押し付けられる。しかる後、接着剤の直上に位置する金型１２２のキャビティ１２２ｂ内に高圧で未加硫ゴムが注入され、次いで加硫処理を施すことによりゴム成形体が成形される。
【０００６】
その後、金型１２２を上昇させ離型操作を行うことにより、図４（ｃ）に示されるように、金属体１２１の平面部１２１ａにゴム成形体１２３が一体的に成形された金属−ゴム複合部材１２０が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の金属−ゴム複合部材の製造方法においては、図４（ｃ）に示されるように、ゴム成形体１２３の基部の周辺にバリ１２４が発生することがあった。バリ１２４の付いた金属−ゴム複合部材１２０は、特に、精密部品にあっては、所望の機能が損なわれるおそれがあるのでそのまま製品とすることはできない。したがって、別途、バリ１２４を除去するためのバリ取り作業を行う必然性が生じるが、完全にバリが除去できない場合や、バリ取り作業にコストがかかり過ぎる場合には、バリ成形物をそのまま廃棄せざるを得なかった。
【０００８】
バリ１２４の発生の主原因は、金属体１２１の平面部１２１ａに金型１２２の当接部１２２ａを直接押し付けてゴムの成形を行っているためであり、平面部１２１ａと当接部１２２ａとの間に隙間が生じた場合に、未加硫ゴムがキャビティ１２２ｂから流れ出てバリ１２４が形成される。
【０００９】
したがって、バリ１２４の発生を防止するために、金属体１２１の平面部１２１ａには、金型１２２の当接部１２２ａに適合した高い精度（面の平滑性および厚さの均一性）が要求される。そのため、従来は、金属体１２１の加工に、精度の高い加工が行える切削加工法が採用されていた。しかしながらこの加工法では、生産性そのものが悪くしかも使用できる材料も限定されることから、製造コストの増大を招いていた。
【００１０】
また、バリ発生防止のための当接部における精度は、金型側での寸法を適宜調整することによっても可能ではあるが、金型それ自体、高価なものであり、しかも、すべての金属体の成形ばらつきをも考慮して設計を行うのは極めて困難であると言える。
【００１１】
特に、小型部品（小型精密部品）の場合には、その製造工程において複数の部品を一度に製造する、いわゆる多数個取りが頻繁に行われている。このような多数個取りの場合、多数個取りのために複数個配置された金属体と、これらの金属体の上に一度に覆い被せられる大きな盤面を持つ共通金型との関係において、当接面における片当たりが生じ易くなるのでバリの発生率が高くなってしまう。
【００１２】
また、金属体１２１の平面部１２１ａには、ゴム成形前に予め、接着剤が塗布されることが一般的であるが、従来の部材および手法では、平面部１２１ａにおけるゴム成形部位が目視で認識できず、塗布位置の位置決めが困難であった。
【００１３】
このような実状のもとに本発明は創案されたものであり、その目的は、金属体の精度をシビアに追求しなくとも、ゴム成形体のバリが発生せず、良好な複合部品を歩留り良く製造することができ、その製造コストを大幅に低減することができる金属−ゴム複合部材およびその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明は、ゴム成形部位となる平面部を有する金属製フランジと、前記平面部に形成される環状のゴム成形体と、を有する金属−ゴム複合部材の製造方法であって、該方法は、ゴム成形部位となる平面部と、リング状のゴム成形部位の近傍から隆起し、ゴム成形部位の周囲を挟むように二重の同心円状に形成されたビード部と、を有する金属体を一体成形する金属体成形工程と、前記二重の同心円状のビード部によって形成されたリング状の閉じた領域内に、接着剤を滴下させ、毛細管現象を利用してリング状の閉じた領域内に接着剤を回らせて塗布する接着剤塗布工程と、金型の当接面を金属体の二重の同心円状のビード部に押し付ける型組み工程と、金型のキャビティ内に未加硫ゴムを注入して、その後、加硫処理するゴム成形工程と、金型から金属−ゴム複合部材を取り出す離型工程とを有するように構成される。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様として、前記金属体成形工程は、冷間鍛造法によりなされる。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様として、前記型組み工程は、複数個の金属体を一度に金型内に取り込む多数個取りの金型で行われる。
また、本発明の好ましい態様として、ビード部のビード高さが０．０５〜０．５ｍｍ、ビード幅が０．０５〜０．５ｍｍとなるように構成される。
【００２１】
本発明に係る金属−ゴム複合部材は、高さ調整機能を有するビード部を備えており、このビード部は金属体の平面部におけるゴム成形部位の近傍に隆起するように一体成形されている。従って、ゴム成形体を形成するに際して、金属体の平面部上に金型が降りてくると、金型の当接面がビード部に押圧され、その押圧力によりビードの頂部が必要に応じてつぶされ、ビード高さが減少して均一化され、金型との密着性が向上する。すなわち、ビード部は金属体の一部であるので、その金属材料の変形領域内で押圧力による高さ調整機能を有しており、ビード部と金型との隙間を完全になくして、金型の密着性を確保する。これにより、金属体の精度を追求しなくとも、ゴム成形体のバリの発生が防止され、良好な金属−ゴム複合部材を歩留り良く製造される。
【００２２】
さらに、ゴム成形を行う前工程として、予め、ゴム成形部位に接着剤が塗布される。この際、ビード部はゴム成形部位の近傍に隆起するように形成されているので、これが堰となって接着剤が保持され、その液流れが防止される。また、ビード部が形成されているので、接着剤を塗布する際の塗布位置の目標設定が容易になり、塗布処理の迅速化が図れる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施の形態の一例を挙げて、本発明を詳細に説明する。
【００２４】
図１には、本発明の金属−ゴム複合部材の一実施の形態を示す一部破断斜視図が示されている。図１に示されるように、本発明の金属−ゴム複合部材１は、部材の大部分を占める円筒フランジ状の金属体２と、この金属体２の周縁部分に一体的に形成されたゴム成形体３とを有している。
【００２５】
金属体２は、その中央部分に円筒体状のコア部２ｂが形成されており、その周囲にはリング板状の平面部２ａが一体成形されている。平面部２ａには、その周方向に沿って同心円状のビード部４ａ，４ｂが二重に形成されている。ビード部４ａ，４ｂは、金属体２の平面部２ａから隆起しており、これらのビード部４ａ，４ｂの間がゴム成形部位５となるように位置決めされている。
【００２６】
ビード部４ａ，４ｂは、金属体２の成形時に、そのコア部２ｂおよび平面部２ａとともに一体成形される。具体的には、金属体２の各部は、より好ましい方法として冷間鍛造法を用いて一体成形される。その理由については後述する。なお、必ずしもこの冷間鍛造法に限定されることなく、従来の切削加工法の他、粉末焼結法などの種々の成形方法を採用することもできる。
【００２７】
金属体２の材料としては、例えば、銅合金、ステンレス合金、鉄系材料などが挙げられる。
【００２８】
なお、ビード部４ａ，４ｂの個々の高さ、および幅等については、金属体２の材質、大きさ、および金型の押圧力などに基づいて、適宜、設計される。本発明では主として精密部品を対象として考えているために、ビード高さは、０．０５〜０．５ｍｍ程度、ビード幅は、０．０５〜０．５ｍｍ程度とされる。
【００２９】
また、金属体２の平面部２ａにおいて、ビード部４ａ，４ｂの間に位置決めされたゴム成形部位５には、リング状のゴム成形体３が形成されている。ゴム成形体３の材質としては、例えば、フッ素ゴム、シリコンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴムなどが挙げられる。
【００３０】
また、本実施の形態では、金属体２が円筒フランジ状を呈しているが、この形状に限定されるものではない。本発明における金属体２は、少なくとも、ゴム成形体３を形成するのに適した平面部２ａを有していればよい。
【００３１】
さらに、本実施の形態では、ビード部４ａ，４ｂはゴム成形部５を隔てて二重の環状に形成されているが、単一でもよく、あるいは形成しようとするゴム成形体３の数に応じて三重以上の環状とすることもできる。
【００３２】
加えて、本実施の形態では、リング状のゴム成形体３を形成しようとしているため、ビード部４ａ，４ｂの形状は円環状に形成されているが、所望のゴム成形体の形状に応じて、その形状は適宜選択することができる。
【００３３】
次いで、上述してきた本発明の金属−ゴム複合部材１の製造方法について詳細に説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る金属−ゴム複合部材の製造方法を経時的に示した概略端面図である。
【００３４】
図２（ａ）に示されるように、本発明の製造方法は、まず金属体２の各部を一体成形し所定の形態を完成させる金属体成形工程が行われる。この金属体成形工程には冷間鍛造法を採用することが好ましく、金属体２の中央部分に位置するコア部２ｂと、その周辺部においてゴム成形部位５を含む平面部２ａと、この平面部２ａから隆起したビード部４ａ，４ｂとが一体成形される。
【００３５】
本実施の形態において冷間鍛造法を採用できるのは、ビード部４ａ，４ｂを形成することによって、本発明における金属体２の平面部２ａには従来のような極めて高い精度が要求されないからである。したがって、従来のように、加工コストの高い切削加工法をあえて積極的に採用する必要はなくなる。また、冷間鍛造法は、切削加工法に比べて、一度に加工する数を大幅に増大させることができる。さらに、冷間により鍛造を行うのは、熱間よりも材料費が少なくて済むからである。
【００３６】
このような金属体成形工程に続いて、ゴム成形部位５（図２（ａ））に接着剤を塗布して乾燥させる接着剤塗布工程が行われる。上述したように、金属体２の平面部２ａにおいて、円環状のビード部４ａ，４ｂの間の部分が、ゴム成形部位５として位置決めされており、この部分に、接着剤が塗布される。接着剤としては、例えば、エポキシ系、フェノール系、シランカップリング剤系、ポリオレフィン系などの接着剤が挙げられる。
【００３７】
接着剤が塗布されるゴム成形部位５の近傍は、ビード部４ａ，４ｂが隆起するように形成されているので、これが堰となって接着剤が保持され、外部への接着剤の液流れを防止することができる。また、接着剤の粘度にもよるが、ビード部４ａ，４ｂの間に接着剤を一滴たらすことによって、接着剤が毛細管現象によりビード部４ａ，４ｂの間をリング状に回り、接着剤の塗布工程を瞬時に終えることもできる。また、ビード部４ａ，４ｂが形成されているので、接着剤を塗布する際の位置決めも容易かつ明確である。
【００３８】
接着剤が乾燥した後、図２（ｂ）に示されるように、金型６の当接面６ａを金属体２のビード部４ａ，４ｂに押し付ける型組み工程が行なわれる。金型６は、例えば、上方に待機しており、前記の金属体成形工程および接着剤塗布工程を完了した金属体２が搬送されてくると、その平面部２ａへ向けて金型６の当接面６ａが降りてくる。この際、金型６の当接面６ａは、金属体２の平面部２ａから隆起したビード部４ａ，４ｂを押圧するとともに、必要に応じて、ビード部４ａ，４ｂの頂部をつぶす。これにより、ビード高さが減少して均一化され、金型との密着性が向上することになる。
【００３９】
すなわち、ビード部４ａ，４ｂは金属体２の一部であり、その金属材料の変形領域内で押圧力による高さ調整機能を有しており、ビード部４ａ，４ｂと金型６との隙間を完全になくして、金型の密着性を確保する。
【００４０】
この状態（図２（ｂ））で、インジェクションにより、金型６のキャビティ６ｂ内に未加硫ゴムを注入して、その後、加硫処理するゴム成形工程が行われる。未加硫ゴムは加硫処理することにより固化するが、それまでは流動性を有している。しかしながら、上述したようにビード部４ａ，４ｂと金型６との密着性は確保されているので、ゴム成形体のバリの発生を完全に防止することができる。
【００４１】
金型６のキャビティ６ｂ内でゴムが十分に固化した後、金型６を上方へ後退させることにより、金属−ゴム複合部材１を取り出す離型工程が行なわれる。離型工程が終了すると、図２（ｃ）に示されるように、円筒フランジ状の金属体２と、リング状のゴム成形体３とが一体成形された金属−ゴム複合部材１が完成する。
【００４２】
このように本発明に係る金属−ゴム複合部材およびその製造方法によれば、型組み工程において、金型６の当接面６ａがビード部４ａ，４ｂに押圧され、その押圧力によりビード部４ａ，４ｂの高さ調整機能（必要に応じて頂部がつぶされ変形する）が働いて、金型と金属体２との密着性が確保される。これにより、ゴム成形体のバリの発生が防止され、良好な金属−ゴム複合部材が歩留り良く製造される。
【００４３】
なお、金属体２側ではなく、金型の当接面側に、ビード部を一体成形することも考えられるが、金型は高価であり、しかも繰り返し使用されるので、長期間の使用によりビード部が摩り減りやすく、不均一に摩粍した場合には却って片当たりの原因となるので好ましくない。
【００４４】
図３は、本発明に係る金属−ゴム複合部材の第２の実施形態を示す概略断面図である。図３において、第１の実施形態（図１）と同一の符号は、実質的に同一の構成部材を示している。
【００４５】
図３に示すごとく、本発明の金属−ゴム複合部材１１は、金属体２の平面部２ａにおいて、単一の円環状のビード部１４が隆起するように形成されており、ビード部１４と金属体２のコア部２ｂとの間がゴム成形部位１５として形成されている。すなわち、金属体２のコア部２ａの形状を有効利用して、ゴム成形体１３が形成されている。この第２の実施形態の複合部材１１（図３）もまた、基本的に前記第１の実施形態の複合部材１（図１）と同様の作用効果を奏する。すなわち、接着剤塗布工程において、ビード部１４が接着剤の液流れを防止するとともに、接着剤の塗布位置が容易かつ明確に位置決めされる。型組み工程においては、ビード部１４が高さ調整機能を発揮し、金型の密着性を確保し、ゴム成形体１３のバリの発生を完全に防止することができる。
【００４６】
なお、本発明においては、前記型組み工程が、複数個の金属体２を一度に金型内に取り込む多数個取りの金型で行われる場合に、特に顕著な効果が現れる。すなわち、多数個取りの場合には、当接対象となる金属体２が多く配置されている関係上、金型の当接面に片当たりするという問題（これがバリ発生につながる）が極めて発生しやすいのであるが、本発明では、高さ調整機能を備えるビード部４ａ，４ｂが形成されているために、各々のビード部が当接の程度に応じて適度に変形し、共通金型の当接面の片当たりを確実に防止することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高さ調整機能を有するビード部が金属体の平面部におけるゴム成形部位の近傍に隆起するように一体成形されているので、金属体の精度を追求しなくとも、ゴム成形体にバリが発生するのを防止することができ、良好な金属−ゴム複合部材を歩留り良く製造することができる。したがって、金属体の精度管理が容易になり、加工コストが低減されるとともにバリ除去作業などが削減され、その製造コストを大幅に低減することができる。
【００４８】
また、前工程としての接着剤の塗布位置の位置決めを容易に行うことができ、液流れが防止されるので作業性に優れている。さらに、いわゆる多数個取り製造に適した金属−ゴム複合部材を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金属−ゴム複合部材の第１の実施形態を示す一部破断斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、本発明に係る金属−ゴム複合部材の製造方法を経時的に示した概略端面図である。
【図３】本発明に係る金属ゴム複合体の第２の実施形態を示す概略断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、従来技術の一例である金属−ゴム複合部材の製造方法を経時的に示した概略端面図である。
【符号の説明】
１，１１…金属−ゴム複合部材
２…金属体
２ａ…平面部
２ｂ…コア部
３，１３…ゴム成形体
４ａ，４ｂ，１４…ビード部
５，１５…ゴム成形部位
６…金型
６ａ…当接面
６ｂ…キャビティ
【図１】
0003999870.tif 000002
【図２】
0003999870.tif 000003
【図３】
0003999870.tif 000004
【図４】
0003999870.tif 000005