JP2001129854A - 有端リングの製造方法 - Google Patents
有端リングの製造方法Info
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Abstract
グ1を金型により製造する方法において、離型時の変形
や、仕上げおよび熱固定工程時のハンドリングの悪さな
どを解消し、生産性を向上させる。 【解決手段】 円周上の一部をカットした樹脂製の有端
リング1を金型により製造する方法であって、有端リン
グ1の相対向する端部2をタブ3A等の連結部3を介し
て互いに連結した状態で射出成形を行ない、離型および
仕上げの後、連結部3を製品部から切断し、熱固定を経
て、最終製品を得る。
Description
ットした樹脂製の有端リングを金型により製造する方法
に関し、また、この製造方法の実施に使用される射出成
形用金型に関するものである。上記有端リングは、例え
ば有端シールリングであって、この有端シールリング
は、主としてトルクコンバーターや油圧式クラッチ等の
自動変速機における作動油の密封に用いられる。
ティに溶融樹脂を注入し、冷却後、金型から製品を離型
する際、エジェクター機構による突き出しが広く行なわ
れているが、有端のシールリングは、その形状から、製
品に不均一な力がかかると簡単に変形してしまうと云う
問題を抱えている。
作業を行なうが、その場合には製品を整列させ、寸法の
決まった筒状の治具に装着する必要があるが、射出成形
を自動運転で実施した場合やバッチ処理で仕上げ等を行
なった場合、出来上がった成形品は通常、箱状の容器に
ストックされる。このとき、製品は有端であるために互
いに絡み合い易くなっており、よって整列に多くの労を
要する。
いても、製品同士の絡み合いのためにバッチ投入量が制
限され、生産性向上の阻害要因となっている。
により製造する場合には、図8に示すように、射出成形
金型のキャビティに溶融樹脂を注入するためのゲートg
を、キャビティのほぼ中央部(キャビティ周長のほぼ
中央部)c、または中央部cから両側±30°未満の
範囲に設け、このゲートgからキャビティに溶融樹脂を
注入して成形している。
ぼ中央部cまたは中央部cから両側±30°未満の範囲
に設けたゲートgからキャビティに溶融樹脂を注入する
場合には、注入された溶融樹脂がゲートgから左右の両
末端e,eに向かって流れてゆく。そのため、溶融樹脂
の流れの起点となるゲート部では樹脂の配向性が良くな
く、また、繊維等の充填剤を配合する場合でも配向性が
良くないことに起因して補強されにくいので、一般にゲ
ート部は他の部分に比べて強度が低い。このような強度
上のネックとなるゲート部がシールリングのほぼ中央部
または中央部から両側±30°未満の範囲にあることは
決して好ましいことではない。また、この種の有端シー
ルリングは、装着または取り外しの際、両端部を左右に
広げて拡径させるが、そのとき、応力がシールリングの
中央部に集中することから、この部分にゲートがある
と、損傷または欠損等の問題を生じ易い。
ルリングの一方の端部付近にゲート部を設ける方法も提
案されているが、このような合成樹脂製シールリングを
射出成形する場合、特に外径の大きなシールリングで
は、周長が長くなるため、均一な寸法および均一な材料
特性を得ることが難しいと云った問題が残る。
み、従来の有端リングの製造時における上記のようなハ
ンドリングの悪さを解消するとともに、強度上の問題点
も解消し、その耐久性および取り扱い性を高めることを
目的とする。
離型および離型後のハンドリングの問題を解決するため
に、またゲート位置に起因する強度および耐久性の問題
を解決するために、先ず本発明の請求項1による有端リ
ングの製造方法は、円周上の一部をカットした樹脂製の
有端リングを金型により製造する方法であって、前記有
端リングの相対向する端部をタブ等の連結部を介して互
いに連結した状態で射出成形を行ない、離型および仕上
げの後、前記連結部を製品部から切断し、熱固定を経
て、最終製品を得ることを特徴とするものである。
の製造方法は、円周上の一部をカットした樹脂製の有端
リングを金型により製造する方法であって、前記金型内
に溶融樹脂を注入するゲートを前記有端リングを成形す
る製品キャビティの周長における中央部の両側±30°
〜90°、望ましくは±55°〜70°の位置に設けた
金型を用いて前記有端リングを製造することを特徴とす
るものである。
金型は、上記した請求項1に記載した有端リングの製造
方法を実施すべく、金型のパーティング部に、製品キャ
ビティに連続して連結部成形部を設けたことを特徴とす
るものである。
金型は、上記した請求項2に記載した有端リングの製造
方法を実施すべく、金型内に溶融樹脂を注入するゲート
を前記有端リングを成形する製品キャビティの周長にお
ける中央部の両側±30°〜90°、望ましくは±55
°〜70°の位置に設けたことを特徴とするものであ
る。
製造方法のように、射出成形可能な合成樹脂からなる有
端リングの相対向する端部をタブ等の連結部を介して互
いに連結した状態で射出成形を行ない、離型後、そのま
まの形状で仕上げを行ない、その後、タブ等の連結部の
切断工程および熱固定工程を経て最終製品を得るように
すると、リングを始めから有端状態で成形する場合より
も離型時の変形が抑えられるために、生産性の向上ない
し不良率の低下に寄与することが可能となる。
る場合よりも、離型のための、例えばエジェクター機構
による離型の際の成形品に付随するタブ点数を少なくす
ることができるために、歩留まりを向上させることが可
能となる。
から多数のリングを一度に処理するバッチ処理が広く行
なわれているが、有端リング形状の場合には、リング同
士が互いに絡み合い、それが仕上げ処理効率の妨げにな
っているのに対し、本発明のようにリングが無端状態に
あるときに仕上げ工程を行なえば、リング同士が絡み合
うことがなく、仕上げ処理時間およびランニングコスト
の面で非常に有利なものとなる。
製造する場合には、熱固定と云う工程を欠かすことがで
きない。熱固定とは、一旦、組み付け時の寸法よりも端
部を拡径した状態で成形した後、組み付け時の寸法に変
形させた状態で加熱し、形状を固定するものであり、こ
の熱固定の方法としては例えば、必要とするリングの外
径と同寸法の内径を有する筒を用意し、その中にリング
を詰め、適当な熱を加え、形状を固定する方法がある。
この場合も本発明によるタブ連結リング形状の場合、有
端リングのようなリング同士の絡み合いが起こらないた
め、整列処理のための時間削減、整列させるための治具
の簡素化を図ることが可能となる。
は、上記したように金型内に溶融樹脂を注入するゲート
を有端リングを成形する製品キャビティの周長ないし全
長における中央部の両側±30°〜90°、望ましくは
±55°〜70°の位置に設けた金型により有端リング
を製造するものであり、すなわちゲートのシフト角を3
0°〜90°、望ましくは55°〜70°に設定するも
のである。
長の中央部に最も応力が集中し、全長の中央部から端部
にかけてその応力は徐々に小さくなる。また、注入され
た溶融樹脂はゲートから左右の両末端に向かって流れて
いくため、溶融樹脂の流れの起点となるゲート部では樹
脂の配向性が良くなく、また、繊維等の充填剤を配合す
る場合でも配向性が良くないことに起因して補強されに
くいので、一般にゲート部は他の部分に比べて強度が低
くなる。
場合、特に外径の大きなリングでは周長が長くなるた
め、均一な寸法および均一な材料特性を得ることが難し
いといった問題が残る。
めには、リングの中央部より離れる方向に、寸法精度の
確保のためには、溶融樹脂がキャビティ内を流れる距離
が短くなる方向へ、すなわちリングの中央部に近いほど
有利となることから、両因子についてバランスを取る必
要がある。
グの端部を拡径させた場合の応力分布を解析したとこ
ろ、リング中央部から30°未満の位置では、最大応力
(リング中央部)の90%強の応力がかかることから、
損傷または欠損等の問題を生じる可能性が高く、反対
に、最大応力の80%以下になるのは、中央部からの角
度が55°を越えるところであることが判明した。した
がって、ゲートの設置位置はリング中央部から左右端部
へそれぞれ30°〜90°、望ましくは55°〜70°
の位置とするのが有効である。
して、以下のことに留意する必要がある。
していた場合には問題にならなかったが、有端リングの
端部をタブ等の連結部で連結した無端リング形状で成形
する場合には、ゲートより注入した樹脂が二方向に分か
れてキャビティ内を流れ、再度合流する所謂ウェルドに
ついて考慮する必要がある。つまり、ウェルド部では溶
融樹脂の融着(接合)の問題や結晶性樹脂や繊維等の充
填剤が配合されている場合の樹脂や充填剤の配向性に起
因するウェルド部の強度低下と云う致命的な問題があ
る。
は、円周上の一部をカットした樹脂製の有端リングを金
型により製造する方法であって、前記有端リングの相対
向する端部をタブ等の連結部を介して互いに連結した状
態で射出成形を行ない、離型および仕上げの後、前記連
結部を製品部から切断し、熱固定を経て、最終製品を得
るとともに、更に、前記連結部の形状を樹脂のウェルド
がこの連結部に発生するように設定することにした。こ
の請求項5による製造方法は、以下のようなものであ
る。
た無端リング形状において、ウェルドがどこに発生する
かは、ゲート位置に大きく依存する。すなわち、無端リ
ング形状においても、リングの中央部にゲートがある場
合、キャビティ形状が対称である場合は、ウェルドは連
結部内に発生する。そして、ゲート位置を中央部から端
部方向へシフトさせていった場合、ウェルド位置は連結
部から製品部にシフトしていくようになる。しかしなが
ら、これまで見て来たように、ゲート位置はその強度の
問題から、リングの中央部から端部方向へできるだけシ
フトさせることが望ましいことから、ゲート位置をリン
グ中央からリング端部へシフトさせたまま、ウェルドが
連結部内に発生するようでなければ、無端リング形状で
成形する意味がなくなってしまう。
の容積および連結部へのゲート断面積を調整することに
より、ウェルド発生位置をある程度調整することが可能
である。すなわち、連結部の容積を大きくし、連結部へ
のゲート断面積を小さくすることにより、ウェルドを連
結部内に収めることが可能となる。但し、連結部の容積
を大きくすることは製品の歩留まりを悪くすることか
ら、必要以上に大きくすることは望ましくない。また、
連結部へのゲート断面積を小さくし過ぎると成形機への
負担が大きくなり、これも望ましくない。
のシフト角、連結部の容積、連結部へのゲート断面
積とウェルド発生位置との関係を検討したところ、図7
のグラフ図に示すような相関関係があることが判明し
た。したがって、この結果からウェルドが連結部内に収
まるような、リング中央部からのゲート位置のシフト
角、連結部の容積、連結部へのゲート断面積の組み
合わせの中から、歩留まり、ゲート位置の強度とのバラ
ンスを考慮し、最適なゲート位置、連結部形状を設定す
ることにより問題を解決することが可能となり、すなわ
ち、有端リングの端部をタブ等の連結部で連結した無端
リングによる成形において、ウェルドの位置を製品部と
は関係ない連結部内に収めることができ、ウェルド部の
致命的な強度低下を回避することが可能となる。
項1の連結部(連結タブ)の形状に関して、ゲートより
注入した樹脂が二方向に分かれてキャビティ内を流れ、
再度合流するウェルドが製品部に発生せずに、端部を連
結している連結部内に発生するよう、形状を考慮された
連結部を有するものである。この観点からして、連結部
はこれを例えば円板形に成形し、更に、直径7mm、高
さ4mmほどの大きさの円板形に成形するのが好適であ
り、また連結部用ゲート部はこれを例えば、0.5×
0.5mm角の断面形状に形成するのが好適である。
たがって説明する。
の一部をカットした樹脂製の有端シールリングを金型を
用いて製造する場合には、先ず、図1(A)および
(B)に示すように、有端シールリング1の相対向する
端部2,2をタブ等の連結部3を介して互いに連結した
無端状態で当該シールリング1を射出成形する射出成形
工程を行ない、次いで離型工程を行ない、次いで仕上げ
工程を行ない、次いで連結部3を製品部であるシールリ
ング1から切断する切断工程を行ない、更に熱固定工程
を行なって、最終製品を得る。また、上記切断工程に際
して、ゲート用タブ4もこれを、製品部であるシールリ
ング1から切断する。図1では、上記連結部3が円板形
のタブ(連結タブとも称する)3Aによって形成されて
おり、シールリング1の相対向する端部2,2がそれぞ
れ小径の切断箇所特定部(タブ−リング先端連結部とも
称する)5および連結部用ゲート部(タブ用ゲート部ま
たはタブゲート部とも称する)6を介してこの円板形の
タブ3Aに一体的に連結されている。したがって、上記
切断工程に際しては、切断箇所特定部5をそれぞれ切断
する。円板形のタブ3Aは、直径7mm、高さ4mm、
容積(体積)約154mm3 ほどの大きさに成形され
ており、また連結部用ゲート部6は、一辺の長さを0.
5mmとする正方形の断面形状(0.5×0.5mm
角、断面積0.25mm2 )に成形されている。
り製造する場合には、図2に示すように、金型21内に
溶融樹脂を注入するゲート25を、シールリング1を成
形する製品キャビティ26の周長ないし全長における中
央部cの両側±30°〜90°、望ましくは±55°〜
70°の位置(シフト角30°〜90°、望ましくは5
5°〜70°)に設けた金型21を使用して当該シール
リング1を射出成形する。図2では、ゲート25が中央
部cに対してシフト角左60°の位置に設けられてい
る。また図3に示すように、上型22および下型23の
組み合わせよりなるこの金型21のパーティング部24
には、上記製品キャビティ26に連続して連結部成形部
27が、切断箇所特定部成形部28、連結部用ゲート
(タブ用ゲートまたはタブゲートとも称する)29、ス
プル30およびランナ31等と共に設けられている。連
結部成形部27は、上記連結タブ3Aが対応するよう円
板状に形成されており、直径7mm、高さ4mm、容積
(体積)約154mm3 ほどの大きさの円板状に形成
されている。また連結部用ゲート29は、上記連結部用
ゲート部6が対応するよう、一辺の長さを0.5mmと
する正方形の断面形状(0.5×0.5mm角、断面積
0.25mm2 )に形成されている。
び射出成形条件の一例を示すと、以下のとおりである。
PEEK150)に対して粒状ガラスフィラー5〜4
0重量%をミキサーによって乾式混合し、更に押出機に
よって溶融押し出しして造粒し、これを射出成形機によ
って射出圧70〜120MPa、シリンダー温度320
〜420℃、金型温度150〜240℃の条件で射出成
形し、その後、180〜280℃の熱処理を施す。
機械的強度を有する成形体を得にくく、ボイドまたはヒ
ケの発生原因となる。また射出圧力が高過ぎると、射出
成形機や成形体に負担がかかり過ぎ、ソリや離型不良の
原因となり易い。また、シリンダー温度が低過ぎると、
熱可塑性樹脂が十分に溶融せず、ショートショットの原
因になり、シリンダー温度が高過ぎると、材料が熱分解
したり、ヤケの原因になり易い。更に、金型温度が低過
ぎると、ショートショットの原因になり、金型温度が高
過ぎると、冷却時の急冷によるヒケや離型不良の原因と
なり易い。
から溶融樹脂を注入し、成形品が取り出すのに十分冷却
された後、金型21から成形品を取り出す。このとき、
シールリング1の先端2がカットされている状態では、
シールリング1全体に離型のための力がかからないと成
形品が変形してしまうことが考えられるが、シールリン
グ1の先端2がタブ3A等の連結部3により連結されて
いる場合には、比較的変形が起こりにくい。
のカットが行なわれ、次いで仕上げ処理、熱処理の工程
へと流れるが、本製法では、離型後に、非製品部すなわ
ち連結タブ3A等のカットを行なわず、仕上げ処理を先
に行なう。シールリング1の先端2が連結した状態で
は、シールリング1の先端2がカットされた状態に比べ
て、製品同士が絡み合いにくく、仕上げ処理のバッチ処
理投入量を多くすることができるメリットがある。
ート部4等の非製品部のカットを行ない、そのまま、く
せ付け(熱固定)処理を行ない、最終的な製品を得る。
(B)に示したものの他、図4ないし図6に示すような
ものであっても良い。図4の連結部3においては、切断
箇所特定部5の断面形状および断面積と連結部用ゲート
部6の断面形状および断面積とが互いに同じに成形され
ている。図5の連結部3においては、切断箇所特定部5
の断面形状および断面積と、連結部用ゲート部6の断面
形状および断面積と、連結部3の断面形状および断面積
とが互いに同じに成形されている。また図6の連結部3
においては、連結部用ゲート部6の断面形状および断面
積と連結部3の断面形状および断面積とが互いに同じ
に、かつ切断箇所特定部5よりも小さく成形されてい
る。
請求項1による有端リングの製造方法においては、有端
リングの相対向する端部をタブ等の連結部を介して互い
に連結した状態で射出成形を行ない、離型および仕上げ
の後、連結部を製品部から切断し、更に熱固定を経て、
最終製品を得るようにしたために、従来問題となってい
た離型時の変形や、仕上げおよび熱固定工程時のハンド
リングの悪さなどを解消することができ、生産性を向上
させることができる。
による有端リングの製造方法においては、金型内に溶融
樹脂を注入するゲートを有端リングを成形する製品キャ
ビティの周長における中央部の両側30°〜90°、望
ましくは55°〜70°の位置に設けた金型を用いて有
端リングを製造するようにしたために、強度が若干劣る
有端リングのゲート部に応力が集中することがなく、リ
ング組込み時にカット部を拡径しても破損しにくい有端
リング製品を提供することができる。
または4による射出成形用金型によれば、上記請求項1
または2に係る発明を実施するのに適した金型を提供す
ることができる。
による有端リングの製造方法においては、上記請求項1
による製造方法と同様の効果が得られる他に、ウェルド
が製品部ではなく、製品部からカットされる連結部に発
生するために、製品部のウェルドが発生するのを防止す
ることができる。したがって、ウェルドによる強度劣化
や耐久性劣化を生じることのない高品質の有端リング製
品を提供することができる。
て製造される有端シールリングの製造中途の状態を示す
平面図、(B)は同正面図
は図2におけるB−B線断面図
(B)は同正面図
(B)は同正面図
(B)は同正面図
ウェルド発生位置(タブ内発生限界)の関係を示すグラ
フ図
Claims (5)
- 【請求項1】 円周上の一部をカットした樹脂製の有端
リング(1)を金型(21)により製造する方法であっ
て、 前記有端リング(1)の相対向する端部(2)をタブ
(3A)等の連結部(3)を介して互いに連結した状態
で射出成形を行ない、離型および仕上げの後、前記連結
部(3)を製品部から切断し、熱固定を経て、最終製品
を得ることを特徴とする有端リングの製造方法。 - 【請求項2】 円周上の一部をカットした樹脂製の有端
リング(1)を金型(21)により製造する方法であっ
て、 前記金型(21)内に溶融樹脂を注入するゲート(2
5)を前記有端リング(1)を成形する製品キャビティ
(26)の周長における中央部(c)の両側±30°〜
90°、望ましくは±55°〜70°の位置に設けた金
型(21)を用いて前記有端リング(1)を製造するこ
とを特徴とする有端リングの製造方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載した有端リングの製造方
法を実施すべく、金型(21)のパーティング部(2
4)に、製品キャビティ(26)に連続して連結部成形
部(27)を設けたことを特徴とする射出成形用金型。 - 【請求項4】 請求項2に記載した有端リングの製造方
法を実施すべく、金型(21)内に溶融樹脂を注入する
ゲート(25)を前記有端リング(1)を成形する製品
キャビティ(26)の周長における中央部(c)の両側
±30°〜90°、望ましくは±55°〜70°の位置
に設けたことを特徴とする射出成形用金型。 - 【請求項5】 円周上の一部をカットした樹脂製の有端
リング(1)を金型(21)により製造する方法であっ
て、 前記有端リング(1)の相対向する端部(2)をタブ
(3A)等の連結部(3)を介して互いに連結した状態
で射出成形を行ない、離型および仕上げの後、前記連結
部(3)を製品部から切断し、熱固定を経て、最終製品
を得ることを特徴とし、更に、前記連結部(3)の形状
を樹脂のウェルドがこの連結部(3)に発生するように
設定することを特徴とする有端リングの製造方法。
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