JP2005343065A - シールリング成形金型及びシールリング - Google Patents

Abstract

【課題】 金型表面の離型性が向上するとともに、金型汚染を防止することが可能なシールリング成形金型を提供する。
【解決手段】 シールリング成形金型を、ブロック１２ａ及びブロック１２ｂから構成された可動金型１０と、ブロック２２ａ及びブロック２２ｂから構成された固定金型２０とから構成し、可動金型１０及び固定金型２０の表面に厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜Ｃを形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばハブシールに用いられるシールリングのように、複雑な形状のシールリングを成形するシールリング成形金型に関する。

従来から、車輪支持用軸受ユニット等において、外部からの異物の侵入を防止するために用いられているハブシールとしては、例えば図１５及び図１６に示すようなものがある。このハブシール１は、外輪３０の内径面と内輪４０の外径面との間に介装されており、金属材から形成される第一の環状部材（以下、補強環２と示す）及び第二の環状部材（以下、金属環２６と示す）と、シールリング６と、から構成されている。

補強環２は略Ｌ字型をなし、外輪３０の内径面に装着されている。金属環２６は、補強環２と同様に略Ｌ字型をなし、内輪４０の外径面に装着されている。シールリング６は、後述するように補強環２と一体化しており、三枚のシールリップＬａ，Ｌｂ，Ｌｃを有している。各シールリップＬａ，Ｌｂ，Ｌｃは、その基部から軸方向に同じ厚さを保って延びる形状となっている。

そして、各シールリップＬａ，Ｌｂ，Ｌｃの先端部分を金属環２６に接触させることにより、外輪３０と内輪４０との間を密封し、外輪３０と内輪４０との間に形成された内部空間を外部から遮断している。また、金属環２６と各シールリップＬａ，Ｌｂ，Ｌｃとによって囲まれた空洞部には、グリース２８が封入されている。
このようなハブシール１を構成するシールリング６の成形方法としては、射出成形、射出圧縮成形等の方法がある。

以下に、射出成形によるシールリング６の成形方法について、図１７及び図１８を参照して説明する。
図１７に示すように、射出成形には、第一の金型（以下、可動金型１０と示す）及び第二の金型（以下、固定金型２０と示す）を用いる。可動金型１０は、固定金型２０と対向する面に凹部１４が形成されており、型閉じ方向（図の上方向）及び型開き方向（図の下方向）に移動可能となっている。また、図の上下方向に移動可能なエジェクタピン１６が設けられている。固定金型２０の可動金型１０と対向する面には、コア２４ａ及びコア２４ｂが形成されている。

シールリング６を成形する際は、まず、可動金型１０の凹部１４内に補強環２を挿入した後、可動金型１０を型閉じ方向に移動させ、可動金型１０と固定金型２０とを接触させる。そして、可動金型１０と固定金型２０とによって形成される空間に、ランナー４を通じて溶融ゴムを充填し、溶融ゴムが硬化してシールリング６が形成されるとともに、このシールリング６が補強環２と一体化するまで待機する。

次に、図１８に示すように、可動金型１０を型開き方向へ移動させてシールリング６を固定金型２０から離型させ、エジェクタピン１６を図の上方向に移動させて補強環２を凹部１４外へ押し出した後、ランナー４内で硬化した余剰部分をシールリップＬｂから切り離す。
このような可動金型１０及び固定金型２０には、表面からのシールリング６の離型性を向上させるために、特許文献１に示す表面処理が行われている。この表面処理は、可動金型１０及び固定金型２０の表面に、厚さ１μｍの硬質炭素皮膜を形成するものである。

また、シールリングの一例として、特許文献２に示されているように、シールリップの基部近傍に、シールリップの先端から基部に向けて肉厚が薄くなるくびれ部を形成したものがある。このような形状のシールリップを有するシールリングでは、くびれ部が弾性変形することによって、シールリップ先端に加わる接触圧力を吸収することが可能であるため、シールリップ先端と金属環との接触圧力が変化しても、シールリップ先端と金属環との最適な摺動圧力を常時得ることが可能である。
特開平５−１６９４５９号公報 実開平５−７３３６４号公報

しかしながら、特許文献１に示す表面処理では、硬質炭素皮膜の厚さが１μｍと薄いために十分な離型性が得られない。
また、シールリング６の材料となるゴムは、シールリング６の成形時に化学反応による溶融ゴムの架橋及び加硫を行なうため、加硫剤や加硫促進剤等の数多くの配合剤を必要としている。このため、化学反応による金型汚染が発生することがあり、この金型汚染によって、金型からのシールリング６の離型性、成形したシールリング６の外観や寸法、表面の光沢等に不良が生じる場合がある。さらに、固定金型２０のうち、各シールリップＬａ，Ｌｂ，Ｌｃの先端近傍を成形する部分には、加硫時に発生するガスが溜まりやすく、このガスによって金型汚染が発生する場合がある。

金型汚染の発生を防止する方法としては、金型表面の処理、ゴムへの配合剤の配合比率変更、ゴムへの内部離型剤の配合、金型表面への離型剤の塗布等がある。
金型表面の処理方法としては、化学的気相蒸着法、物理的気相蒸着法、ポリマーコーティング処理、化学処理、めっき処理等（「ゴム用金型の汚染防止と金型汚染の実際」、ＩＳＳ産業化学システムズ、１９９８）があるが、これらの処理は樹脂を成形する金型の表面処理一般であり、ゴムを成形する金型に使用されているものはごく一部である。これらの処理方法を、ゴムを成形する金型に使用した例としては、物理的気相蒸着法による金型表面への窒化チタン膜及び複合多層チタン膜の被覆や、クロムめっき処理が知られている（「豊田合成技報」２７，５７）。しかし、窒化チタン膜及び複合多層チタン膜による金型表面の被覆や、クロムめっき処理では、金型表面の汚染を防止するには不十分である。また、クロムめっき処理皮膜は皮膜厚さが厚く、皮膜厚さが不均一なために形状及び寸法の変化が大きく、シールリング成形金型には適していない。

ゴムへの配合剤の配合比率変更は、ゴムの有する接着性等の機能を保持するためには限界がある。また、ゴムに内部離型剤を配合すると、内部離型剤の離型性によって溶融ゴムと補強環２との接着力が低下してしまうため、溶融ゴムが硬化してシールリング６が成形される際に、このシールリング６が補強環２と一体化する妨げとなる。
また、金型表面へ離型剤を塗布すると、この離型剤が熱劣化及び熱酸化劣化を受けて焼きついてしまい、金型表面からのシールリング６の離型性が悪化して、金型表面の汚染が生じてしまう場合がある。さらに、焼きついた離型剤がアルカリあるいは酸系洗浄剤によって軽易に洗浄できないため、作業効率が低下してしまう。

また、特許文献２に示すようなシールリングは実用化されておらず、このような形状のシールリングを成形する金型の構造に関しても、提案及び開示はされていない。さらに、上述したシールリング成形方法を用いて、特許文献２に示すようなシールリングを成形した場合、成形したシールリングを固定金型から離型させるためには、シールリップ全体を圧縮変形させることとなる。このため、くびれ部に塑性変形が生じ、シールリップが切断されてしまう場合がある。

くびれ部に生じる塑性変形及びシールリップの切断を防止する方法としては、固定金型を、円周方向にそれぞれ移動可能に分割したブロックから構成し、可動金型の型開きよりも先に、分割したブロックを移動させる方法がある。しかし、この方法では、シールリップに各ブロックの割り跡が形成されてしまうため、この割り跡によってシールリップによる密封性が低下してしまう。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、金型表面に適切な処理を施すことにより、金型表面の耐汚染性及びシールリングの離型性を向上させることが可能であり、また、シールリップに形成されたくびれ部に塑性変形を生じることがないシールリング成形金型を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、内輪の外径面と外輪の内径面との間に介装され且つシールリップを有するシールリングを、第一の金型と第二の金型とによって形成される空間に溶融ゴムを充填することにより成形するシールリング成形金型において、
前記第一の金型及び第二の金型の表面に厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜を形成したことを特徴とするものである。

本発明によると、金型汚染が防止されるとともに、金型からのシールリングの離型性が向上する。なお、金型の表面のうち、溶融ゴムと接する部分のみに硬質炭素皮膜を形成してもよい。
ここで、硬質炭素皮膜の厚さは、以下に示す理由によって１〜５μｍとしている。
硬質炭素皮膜の厚さが１μｍ未満の場合は、金型からのシールリングの離型性がほとんど得られず、金型汚染の防止も十分ではない。硬質炭素皮膜の厚さが５μｍを超えている場合は、硬質炭素皮膜を形成するための処理時間が長くかかるためにコストが増加し、また、硬質炭素皮膜の厚さ精度が低下してしまうため、硬質炭素皮膜の厚さが不均一となる。

次に、請求項２に記載した発明は、内輪の外径面と外輪の内径面との間に介装されるとともに、先端と基部との間に基部へ向けて肉厚が薄くなるくびれ部が形成されるシールリップを有するシールリングを、第一の金型と第二の金型とによって形成される空間に溶融ゴムを充填することにより成形するシールリング成形金型において、
前記第一の金型及び第二の金型の表面に厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜を形成するとともに、前記第一の金型又は第二の金型を前記くびれ部の成形位置と前記シールリップ先端部又はシールリップ先端部近傍の成形位置との間で、かつ型開き方向に沿った面で分割し、これらの分割したブロックのうち少なくとも一つを前記第一の金型又は第二の金型の型閉じ及び型開き方向へ移動可能に構成したことを特徴とするものである。
本発明によると、金型汚染が防止され、金型からのシールリングの離型性が向上するとともに、金型の型開き時にシールリップのくびれ部に塑性変形が生じることが防止される。

次に、請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した発明であって、前記分割した各ブロック同士の分割面に厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜を形成したことを特徴とするものである。
本発明によると、分割したブロック同士の接触面に金型汚染が生じることが防止されるとともに、分割したブロックが円滑に移動することが可能となる。

次に、請求項４に記載した発明は、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した発明であって、前記第一の金型及び第二の金型の表面に離型剤を塗布しないことを特徴とするものである。
本発明によると、離型剤が第一の金型及び第二の金型の表面に焼きつくことがなく、金型汚染の発生及び離型性の低下が防止される。
次に、請求項５に記載した発明は、請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載した発明であって、シールリング成形金型によって成形されたことを特徴とするハブシールである。

本発明によれば、金型の対汚染性が向上するため金型の長寿命化が可能となり、金型の離型性が向上するため、成形したハブシールの外観及び寸法、表面の光沢等に不良が生じることを防止することが可能となる。また、シールリップ先端と金属環との最適な摺動圧力を常時得ることが可能なシールリングを成形することが可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、従来のものと同様の構成については同一符号を付して説明する。
まず、図１ないし図３を用いて、本発明の第一実施形態を説明する。
本実施形態では、図１６に示すようなシールリング６を成形する際に用いるシールリング成形金型と、このシールリング成形金型を用いたシールリング成形方法について説明する。

図１に示すように、本実施形態のシールリング成形金型は、可動金型１０と固定金型２０とから構成されている。可動金型１０及び固定金型２０の表面には、厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜Ｃ（ＤＬＣ：Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）が形成されている。
可動金型１０は、分割されたブロック１２ａとブロック１２ｂとを一体化して構成されており、型閉じ及び型開き方向に移動可能となっている。また、固定金型２０と対向する面に凹部１４が設けられており、ブロック１２ａには、図の上下方向に移動可能なエジェクタピン１６が設けられている。なお、エジェクタピン１６の先端にも、可動金型１０及び固定金型２０の表面と同様に、厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜Ｃが形成されている。

固定金型２０は、分割されたブロック２２ａとブロック２２ｂとを一体化して構成されている。ブロック２２ａにはコア２４ａが形成されており、ブロック２２ｂにはコア２４ｂが形成されている。コア２４ａ及びコア２４ｂは、可動金型１０の凹部１４内と対応する位置に形成されている。
なお、可動金型１０及び固定金型２０の材質は、硬さがＨＲＣ３０以上のプリハードン鋼とすることが好適である。その理由は、シールリング成形金型のように複雑な形状の金型は、焼入れ後の変形を後加工で調整することが困難であり、プリハードン鋼は、加工後の焼き入れ及び焼き戻しを行わなくても、使用時の硬度が一定値（ＨＲＣ３０）以上となるため好適である。
なお、可動金型１０及び固定金型２０の材質は、上記したプリハードン鋼に限定されるものではない。

以下に、図２及び図３を参照して、シールリング６の成形方法について説明する。
まず、図２に示すように、可動金型１０の凹部１４内においてエジェクタピン１６の上方に補強環２を挿入する。次に、図３に示すように、可動金型１０を型閉じ方向に移動させ、可動金型１０と固定金型２０とを接触させるとともに、コア２４ａ，２４ｂを凹部１４内へ挿入する。なお、可動金型１０及び固定金型２０の表面には、離型剤を塗布していない。

そして、図外のノズルからスプルー及びランナー４を通じて、可動金型１０と固定金型２０とによって形成される空間に溶融ゴムを充填し、溶融ゴムが硬化してシールリング６が形成されるとともに、シールリング６が補強環２と一体化するまで待機する。このとき、可動金型１０及び固定金型２０の表面には硬質炭素皮膜Ｃが形成されているため、可動金型１０及び固定金型２０の表面に溶融ゴムが付着することはない。また、溶融ゴムが硬化して形成されるシールリング６に関しても同様である。なお、溶融ゴムの材料としては、コスト及び性能の面からニトリルゴムが好適である。

次に、可動金型１０を型開き方向に移動させて、シールリング６を固定金型２０から離型させる。このとき、固定金型２０の表面に形成された硬質炭素皮膜Ｃによって、固定金型２０の表面に溶融ゴムが付着することが防止されているため、シールリング６は固定金型２０から容易に離型する。シールリング６を固定金型２０から離型させた後、エジェクタピン１６を凹部１４内に移動させて補強環２を凹部１４外へ押し出す。このとき、可動金型１０の表面に形成された硬質炭素皮膜Ｃによって、可動金型１０の表面に溶融ゴムが付着することが防止されているため、シールリング６は凹部１４内から容易に離型する。そして、ランナー４内で硬化した余剰部分をシールリップＬｂから切り離して、シールリング６の成形を終了する。

したがって、本実施形態のシールリング成形金型によれば、可動金型１０及び固定金型２０の表面に形成された厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜Ｃによって、可動金型１０及び固定金型２０からのシールリング６の離型性が向上する。このため、成形されたシールリング６の外観及び寸法、表面の光沢等に不良が生じることが防止される。また、金型に離型剤を塗布する必要がないため、離型剤が金型に焼きつくこともない。

次に、図４ないし図７を用いて、本発明の第二実施形態を説明する。なお、上述の第一実施形態で説明したものと同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施形態では、図４に示すようなシールリング６を成形する際に用いるシールリング成形金型と、このシールリング成形金型を用いたシールリング成形方法について説明する。このシールリング６は、シールリップＬａの基部近傍にくびれ部８ａが形成されているため、シールリップＬａ先端と金属環２６との接触圧力が変化しても、シールリップＬａ先端と金属環２６との最適な摺動圧力を常時得ることが可能である。

以下に、図５を参照して本実施形態の構成について説明する。
本実施形態で用いるシールリング成形金型は、第一実施形態と同様に、可動金型１０と固定金型２０とから構成されており、可動金型１０及び固定金型２０の表面には、図示しない厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜Ｃが形成されている。
固定金型２０は、コア２４ａが形成されたブロック２２ａと、コア２４ｂが形成されたブロック２２ｂとから構成されている。ブロック２２ａ及びブロック２２ｂは、シールリップＬａ先端部の成形位置で、可動金型１０の型開き方向に沿った面で分割されている。コア２４ａ及びコア２４ｂは、シールリップＬａのくびれ部８ａと対応した形状となっている。ブロック２２ｂは、可動金型１０の型閉じ及び型開き方向（図の上下方向）に移動可能となっており、ブロック２２ｂが移動する際はブロック２２ａに対して摺動する。また、ブロック２２ａ及びブロック２２ｂの各摺動面には、それぞれ図示しない厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜Ｃが形成されている。
その他の構成は、第一実施形態と同様である。

次に、図５ないし図７を参照して、本実施形態のシールリング６の成形方法について説明する。
まず、図５に示すように、第一実施形態と同様の手順によって、溶融ゴムが硬化してシールリング６が形成されるとともに、シールリング６が補強環２と一体化するまで待機する。
次に、図６に示すように、ブロック２２ｂを図の上方向に移動させ、シールリング６からブロック２２ｂを離型させる。このとき、ブロック２２ａとブロック２２ｂとの摺動面には硬質炭素皮膜Ｃが形成されているため、各摺動面の磨耗が最小限に抑えられる。なお、ブロック２２ｂの移動量は、シールリップＬａの最大肉厚部の厚さ以上とする。

次に、図７に示すように、可動金型１０を型開き方向に移動させて、シールリング６をブロック２２ａから離型させる。このとき、シールリップＬａはゴムであり、シールリップＬａとブロック２２ｂとの間には、シールリップＬａの最大肉厚部の厚さ以上の空間が形成されているため、可動金型１０の移動に伴い、シールリップＬａは弾性変形を生じる。したがって、シールリップＬａのくびれ部８ａに塑性変形が生じることもなく、シールリップＬａが切断されることもない。

シールリング６をブロック２２ａから離型させた後、エジェクタピン１６を凹部１４内に移動させて補強環２を凹部１４から取り出し、ランナー４内で硬化した余剰部分をシールリップＬｂから切り離して、シールリング６の成形を終了する。
なお、ブロック２２ｂを移動させる際にシールリップＬｂの一部に圧縮変形が生じるが、シールリップＬｂの外径面及び内径面が同時に離型せず、内径面のみが離型するため、シールリップＬｂに塑性変形が生じることはない。

また、本実施形態のシールリング成形金型は、固定金型２０のブロック２２ｂを、可動金型１０の型閉じ及び型開き方向と同じ方向に移動させる構造であり、固定金型２０を円周方向に分割する構造ではないため、固定金型２０の製作も容易であり、各シールリップＬに分割面の跡が形成されることもない。このため、シールリング６の密封性が低下することがなく、成形されたシールリング６の外観及び寸法、表面の光沢に不良が生じることが防止される。
その他の作用・効果は、第一実施形態と同様である。

なお、本実施形態では、固定金型２０を構成するブロック２２ａ及びブロック２２ｂを、シールリップＬａ先端部の成形位置で分割したが、図６中に示したように、くびれ部８ａの成形位置とシールリップＬａ先端部又はシールリップＬａ先端部近傍の成形位置との間の範囲Ｒ内で分割すればよい。すなわち、例えば、図６中に一点鎖線Ａで示した位置で分割してもよい。

次に、図８ないし図１２を用いて、本発明の第三実施形態を説明する。なお、上述した第一及び第二実施形態で説明したものと同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施形態では、図８に示すようなシールリング６を成形する際に用いるシールリング成形金型と、このシールリング成形金型を用いたシールリング成形方法について説明する。このシールリング６は、四枚のシールリップＬａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄを有している。シールリップＬａの基部近傍にはくびれ部８ａが形成されており，シールリップＬｄの基部近傍にはくびれ部８ｄが形成されている。

以下に、図９を参照して本実施形態の構成について説明する。
本実施形態で用いるシールリング成形金型は、第一実施形態と同様に、可動金型１０と固定金型２０とから構成されており、可動金型１０及び固定金型２０の表面には、図示しない厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜Ｃが形成されている。
固定金型２０は、コア２４ａが形成されたブロック２２ａと、コア２４ｂが形成されたブロック２２ｂと、コア２４ｃが形成されたブロック２２ｃとから構成されている。ブロック２２ａとブロック２２ｂとは、シールリップＬｄ先端部の成形位置で、可動金型１０の型開き方向に沿った面で分割されており、ブロック２２ｂとブロック２２ｃとは、シールリップＬａ先端部の成形位置で、可動金型１０の型開き方向に沿った面で分割されている。コア２４ａは、シールリップＬｄのくびれ部８ｄと対応した形状となっており、コア２４ｂは、シールリップＬｄのくびれ部８ｄ及びシールリップＬａのくびれ部８ａと対応した形状となっている。また、コア２４ｃは、シールリップＬａのくびれ部８ａと対応した形状となっている。

ブロック２２ｂ及びブロック２２ｃは、可動金型１０の型閉じ及び型開き方向と同じ方向（図の上下方向）に移動可能となっており、ブロック２２ｃが移動する際はブロック２２ｂに対して摺動し、ブロック２２ｂが移動する際はブロック２２ａ及びブロック２２ｃに対して摺動する。また、各ブロック同士の摺動面には、それぞれ図示しない厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜Ｃが形成されている。
その他の構成は、第一実施形態と同様である。

次に、図９ないし図１２を参照して、本実施形態のシールリング６の成形方法について説明する。
まず、図９に示すように、第一実施形態と同様の手順を用いて、溶融ゴムが硬化してシールリング６が形成されるとともに、シールリング６が補強環２と一体化するまで待機する。
次に、図１０に示すように、ブロック２２ｃを図の上方向に移動させ、シールリング６からブロック２２ｃを離型させる。なお、ブロック２２ｃの移動量は、シールリップＬａの最大肉厚部の厚さ以上とする。

シールリング６からブロック２２ｃを離型させた後、図１１に示すように、ブロック２２ｂを図の上方向に移動させ、シールリング６からブロック２２ｂを離型させる。なお、ブロック２２ｂの移動量は、シールリップＬｄの最大肉厚部の厚さ以上とする。このとき、シールリップＬａはゴムであり、シールリップＬａとブロック２２ｃとの間には、シールリップＬａの最大肉厚部の厚さ以上の空間が形成されているため、可動金型１０の移動に伴い、シールリップＬａは弾性変形を生じる。したがって、シールリップＬａのくびれ部８ａに塑性変形が生じることはなく、シールリップＬａが切断されることもない。

次に、図１２に示すように、可動金型１０を型開き方向に移動させて、シールリング６をブロック２２ａから離型させる。このとき、シールリップＬｄはゴムであり、シールリップＬｄとブロック２２ｂとの間には、シールリップＬｄの最大肉厚部の厚さ以上の空間が形成されているため、可動金型１０の移動に伴い、シールリップＬｄは弾性変形を生じる。したがって、シールリップＬｄのくびれ部８ｄに塑性変形が生じることはなく、シールリップＬｄが切断されることもない。

シールリング６をブロック２２ａから離型させた後、エジェクタピン１６を凹部１４内に移動させて補強環２を凹部１４から取り出し、ランナー４内で硬化した余剰部分をシールリップＬｃから切り離して、シールリング６の成形を終了する。
その他の作用・効果は、第一及び第二実施形態と同様である。
したがって、上述した各実施形態によれば、可動金型１０及び固定金型２０の離型性が向上するため、成形したシールリング６の外観及び寸法、表面の光沢等に不良が生じることが防止される。また、シールリップＬのくびれ部８に塑性変形が生じることが防止されるため、各シールリップＬ先端と金属環２６との接触圧力が変化しても、各シールリップＬ先端と金属環２６との最適な摺動圧力を、常時得ることが可能なシールリング６を成形することが可能となる。

なお、上述した各実施形態では、硬質炭素皮膜Ｃの厚さを１〜５μｍとしたが、硬質炭素皮膜Ｃを形成する処理時間及び処理コスト等を考慮して、硬質炭素皮膜Ｃの厚さを１〜３μｍとしてもよい。
また、硬質炭素皮膜Ｃを形成する処理は、充填材として溶融ゴムを用いる全ての金型に対応可能であるが、ニトリルゴム及び天然ゴム等のように、特に金型汚染が大きい硫黄加硫系のゴムを材料として用いる金型に適用すると高い効果が得られる。

さらに、射出成形によってシールリング６を成形する場合、ランナー４内には溶融ゴムが硬化した余剰部分が形成されるが、射出圧縮成形によってシールリング６を成形する場合は、ランナー４は材料ガス逃がしとして機能する。また、ランナー４の位置及び形状は上述した各実施形態に限定されるものではなく、射出成形によってシールリング６を成形する場合であっても、ランナー４を材料ガス逃がしとして機能させてもよい。さらに、余剰部分はランナー４内以外の複数箇所に形成されてもよい。

また、可動金型１０及び固定金型２０の構造も上述した各実施形態に限定されるものではなく、各ブロックの移動方向が可動金型１０の型開き方向に沿った方向であればよい。すなわち、図１３及び図１４に示されるように、シールリング６全体の形状や、シールリップＬの枚数及び形状は、上述した各実施形態に限られるものではない。このため、求められる性能に応じて、より複雑な形状のシールリップＬや、より多くの枚数のシールリップＬを有するシールリング６を成形することが可能である。このようなシールリング６を成形する場合、分割したブロック２２を、各シールリップＬに形成されるくびれ部８に塑性変形が生じない順番で移動させる。

また、上述した第二及び第三実施形態では、固定金型２０を構成する各ブロック２２を、可動金型１０の型閉じ及び型開き方向と同じ方向に移動可能な構成としたが、可動金型１０を構成する各ブロック１２を、可動金型１０の型閉じ及び型開き方向と同じ方向に移動可能な構成としてもよい。

図５に示す構造の金型を用いて以下の条件下におけるシールリング成形実験を行い、金型の耐汚染性、離型性、摺動面の耐磨耗性についての評価試験を行った。
金型の材料にはＮＡＫ５５（大同特殊鋼：析出硬化系）を使用し、溶融ゴムの材料にはニトリルゴムを使用した。
金型には離型剤を塗布せずに、未処理、硬質クロムめっき（Ｃｒ：厚さ３０μｍ）、ニッケル−リンめっき（Ｎｉ−Ｐ：厚さ２０μｍ）、窒化チタン（ＴｉＮ：厚さ２μｍ）、硬質炭素皮膜（ＤＬＣ：厚さ２μｍ）の五種類の表面処理を行った。

なお、Ｃｒはめっき厚が不均一なため、金型精度が悪くシールリング成形金型には不適であったが、評価試験のために表面に対する後加工を行ってめっき厚を調整した。また、Ｎｉ−Ｐもめっき厚さが厚いため、表面に対する後加工を行ってめっき厚を調整した。
金型の耐汚染性及び離型性を、成形品を実体双眼鏡により観察して評価した結果は、次のようになった。
Ｎｉ−Ｐ＜未処理＜ＴｉＮ≦Ｃｒ＜ＤＬＣ

Ｎｉ−Ｐは最初から離型性が悪く使用できなかった。これは、硫黄加硫系のゴムでは、ニッケル（Ｎｉ）と硫黄が反応するためであると考えられる。
また、未処理品は数十回の成形で汚染が発生して、成形品の表面が悪くなった。ＴｉＮ及びＣｒついてはほぼ同等であり、汚染が発生せずに３００〜４００回の成形が可能であった。ＤＬＣについては１０００回以上まで汚染が発生せずに成形可能であった。

次に、金型汚染を無視して成形を１０００回の行った後に金型を分解し、各ブロックの摺動面に対する実体双眼鏡による観察及び形状測定器による測定を行うことにより、摺動面の耐磨耗性を評価した。なお、Ｎｉ−Ｐは離型性が悪いため、耐磨耗性評価の対象外とした。
摺動面の耐磨耗性の評価結果は、次のようになった。
未処理＜ＴｉＮ≦Ｃｒ＜ＤＬＣ
ＴｉＮ及びＣｒでは部分的に２〜３μｍの磨耗が発生していたが、ＤＬＣには傷及び磨耗は発生していなかった。
したがって、本評価試験により、ＤＬＣ処理を行った金型は、耐汚染性、離型性、摺動面の耐磨耗性が良好であることが確認された。

本発明の第一実施形態に係るシールリング成形の説明図である。 本発明の第一実施形態に係るシールリング成形の説明図である。 本発明の第一実施形態に係るシールリング成形の説明図である。 本発明の第二実施形態に係るシールリングの断面図である。 本発明の第二実施形態に係るシールリング成形の説明図である。 本発明の第二実施形態に係るシールリング成形の説明図である。 本発明の第二実施形態に係るシールリング成形の説明図である。 本発明の第三実施形態に係るシールリングの断面図である。 本発明の第三実施形態に係るシールリング成形の説明図である。 本発明の第三実施形態に係るシールリング成形の説明図である。 本発明の第三実施形態に係るシールリング成形の説明図である。 本発明の第三実施形態に係るシールリング成形の説明図である。 本発明の変形例に係るシールリングの断面図である。 本発明の変形例に係るシールリングの断面図である。 従来例のシールリングの断面図である。 従来例のシールリングの断面図である。 従来例のシールリング成形の説明図である。 従来例のシールリング成形の説明図である。

符号の説明

１ ハブシール
２ 補強環
４ ランナー
６ シールリング
８ くびれ部
１０ 可動金型
１２ ブロック
１４ 凹部
１６ エジェクタピン
２０ 固定金型
２２ ブロック
２４ コア
２６ 金属環
２８ グリース
３０ 外輪
４０ 内輪
Ｃ 硬質炭素皮膜
Ｌ シールリップ

Claims (5)

1. 内輪の外径面と外輪の内径面との間に介装され且つシールリップを有するシールリングを、第一の金型と第二の金型とによって形成される空間に溶融ゴムを充填することにより成形するシールリング成形金型において、
   前記第一の金型及び第二の金型の表面に厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜を形成したことを特徴とするシールリング成形金型。
2. 内輪の外径面と外輪の内径面との間に介装されるとともに、先端と基部との間に基部へ向けて肉厚が薄くなるくびれ部が形成されるシールリップを有するシールリングを、第一の金型と第二の金型とによって形成される空間に溶融ゴムを充填することにより成形するシールリング成形金型において、
   前記第一の金型及び第二の金型の表面に厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜を形成するとともに、前記第一の金型又は第二の金型を前記くびれ部の成形位置と前記シールリップ先端部又はシールリップ先端部近傍の成形位置との間で、かつ型開き方向に沿った面で分割し、これらの分割したブロックのうち少なくとも一つを前記第一の金型又は第二の金型の型閉じ及び型開き方向へ移動可能に構成したことを特徴とするシールリング成形金型。
3. 前記分割した各ブロック同士の分割面に厚さ１〜５μｍの硬質炭素皮膜を形成したことを特徴とする請求項２に記載したシールリング成形金型。
4. 前記第一の金型及び第二の金型の表面に離型剤を塗布しないことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載したシールリング成形金型。
5. 請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載したシールリング成形金型によって成形されたことを特徴とするシールリング。

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