JP2008175331A - モールド成型品 - Google Patents

Abstract

【課題】角部にバリの発生のない金属製の環状芯材を弾性体内に埋設してなるモールド成型品を提供する。
【解決手段】ゴム又は樹脂等からなり、環状に形成された弾性体１の内部に、金属製の環状芯材７を埋設してなるモールド成型品において、前記環状芯材７は、線状体１３を環状に加工した後に相対向する端部１３ａ，１３ａをスポット溶着により固着して形成されている。これによりバリの発生のない環状芯材７が提供され、信頼性の高いシールリングＳＲ等のモールド成型品を提供することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばシールリングのように、環状に形成された弾性体の内部に金属製の環状芯材を埋設してなるモールド成型品に関するものである。

環状に形成された弾性体の内部に金属製の環状芯材を埋設してなるモールド成型品として、例えば図８に示すようなリング状の形状を有するシールリングＳＲが知られている。

この種のシールリングＳＲは、例えば図８に示すように、シール部を構成する環状の弾性体（ゴム又は樹脂等）１の内部に、主に剛性を高める等の目的で金属製の環状芯材７が埋設されており、この環状芯材７は、所定径の環状の内周面７ａと、この内周面７ａと同心で、かつ内周面７ａよりも大径の環状の外周面７ｂと、その内周面７ａと外周面７ｂとをつなぐ左右の環状の側面７ｃ，７ｃとで構成されている。

従来の環状芯材７の成型工程を図７の概略工程図（断面を示す）に基づいて簡単に説明すると、まず金属製の板状体Ｂ（図７（ａ）の状態）をプレスで絞り加工し（図７（ｂ）の状態）、その後、不要部分Ｒ１，Ｒ２を切断（例えば図７（ｂ）のＳ１-Ｓ１線、Ｓ２-Ｓ２線で切断）することで環状芯材７を製造していた（図６（ａ）及び図７（ｃ）の状態）。
しかし、不要部分Ｒ１，Ｒ２を切断した際に、その切断箇所（特に角部）には、図６（ｂ）に示すようにバリＳ…が発生し易く、このバリＳ…があることによって次のような問題が生じていた。

例えば、環状芯材７を埋設したシールリングＳＲをモールド成型する場合、環状芯材７を図示しない金型キャビティ内の所定位置にセットし、その後、ゴムや樹脂等の溶融材料をキャビティ内に充填、硬化させて成型する。このとき、切断箇所の角部にバリＳ…があると、環状芯材７が所定位置にセットできずに位置ずれが生じることがあり、その結果、環状芯材７が傾いて埋設されたり、あるいは径方向にずれた状態で埋設されたりするおそれがあった（図８参照）。
また、そのバリＳ…によって周囲の弾性体（ゴム又は樹脂等）１に亀裂などの損傷を発生させるおそれもあった。
このため、従来、シールリングの信頼性を向上させるためには、環状芯材７の製造後、環状芯材７の切断箇所にバリＳが発生しているか否かを確認しなければならず、また、バリＳが生じていた場合は、その除去作業も必要となるため、製造コストの上昇等を招いていた。
特開２００１−３５５７４２号公報

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その課題とするところは、角部にバリの発生のない金属製の環状芯材を、弾性体内に埋設したモールド成型品を提供することにある。

上記課題を達成するために本発明がなした技術的手段は、環状に形成された弾性体の内部に金属製の環状芯材を埋設してなるモールド成型品において、前記環状芯材は、線状体を環状に加工した後に相対向する端部を固着して形成されていることを特徴とするモールド成型品としたことである。

第２の発明は、第１の発明において、前記線状体は、断面視円形の線材又は断面視矩形の線材を圧延加工して所定の断面形状としたことを特徴とするモールド成型品としたことである。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記環状芯材は、内周面と外周面をつなぐ側面が円弧状を有することを特徴とするモールド成型品としたことである。

第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記環状芯材は、前記側面と前記内周面及び前記側面と前記外周面とをつなぐ四隅角部の全て若しくはいずれか所定の隅角部が円弧状を有することを特徴とするモールド成型品としたことである。

第５の発明は、第１乃至は第４のいずれかの発明において、前記環状芯材の相対向する端部が、スポット溶接により固着されていることを特徴とするモールド成型品としたことである。

第６の発明は、第１乃至は第４のいずれかの発明において、前記環状芯材の相対向する端部が、嵌合構造により固着されていることを特徴とするモールド成型品としたことである。

本発明によれば、従来のような不要部分の除去作業が不要となるため、角部にバリの発生のない金属製の環状芯材を弾性体内に埋設してなるモールド成型品を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態に過ぎず、何らこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で任意に設計変更可能である。

図１は、本発明の一実施の形態に係るモールド成型品であるシールリングに用いられる金属製の環状芯材の概略を示すものであって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略縦断面図、（ｃ）は一部省略して示す拡大概略縦断面図である。
図２は、図１に示す環状芯材の製造工程の一部を示す概略図で、（ａ）は一部省略して示す線状体の概略図、（ｂ）は前記線状体を環状に加工し、両端を対向させた状態の概略平面図である。
図３は、図１に示す環状芯材を弾性体内に埋設してなるシールリングの概略縦断面図であって、（ａ）は本実施の形態を示し、（ｂ）は他の実施の形態を示す。
図４は、弾性体に与える歪の状態を示す概略図で、（ａ）乃至（ｄ）は本実施の形態の一例、（ｅ）は従来例（比較例）を示す。
図５は、図１に示す環状芯材の端部間の固着手段の他の一例を示す概略断面図である。

本実施の形態に係るシールリングＳＲは、圧力媒体を供給する配管等に使用されるシールリングであって、図３に示すように、環状に形成された弾性体１の内部に環状芯材７を埋設してモールド成型により一体的に形成されている。

弾性体１は、シール部を構成するもので、ゴムや樹脂等の弾性部材から構成されており、この弾性体１の内部には、主に剛性を高める等の目的で、金属製の環状芯材７が埋設されている。
また、弾性体１は、図３に示すように、断面視平坦状に内周面２が形成され、その内周面２の両側からそれぞれ側面３，４を介して曲面状に外周面５が一体に形成されている。尚、弾性体１の断面形状や外周面の形状等は、図示例に限定されるものではなく適宜設計変更可能である。

本実施の形態では、環状芯材７は、その一側面を外部に露出した状態で弾性体１内の所定位置に埋設されている。
環状芯材７は、断面視円形の金属製の線状体（丸線材）を圧延加工して、後述するように断面視楕円形状とし、その後に、所定長さＬ１に切断し（図２（ａ））、この切断された線状体１３を環状に加工（図２（ｂ））した後、相対向する端部１３ａ，１３ａを、例えばスポット溶接等で固着して形成されている。また、環状芯材７は、図１及び図３に示すように、平坦状の内周面７ａと外周面７ｂをつなぐ両側面７ｃ，７ｃが円弧状を有する断面視楕円形状とされている。

線状体１３は、環状芯材７とした場合の両側面７ｃ，７ｃが円弧状を有する断面視楕円形状をなすものが、エッジ（角部）の発生がなく好ましいため、本実施の形態では上述の断面視円形の線状体を圧延加工するものを例示したが、断面視矩形の金属製の線状体（平角線材）やその他の断面形状の線状体を圧延加工して、同様の断面視楕円形状としてもよい。
尚、環状芯材７は、断面視楕円形状に限定されるものではなく、バリの発生していないものであれば断面視矩形状の形態であってもよいが、エッジ（角部）の発生がない断面形状が好ましい。
また、環状芯材７は、側面７ｃ，７ｃを平坦状に形成するとともに、その側面７ｃと内周面７ａ及び側面７ｃと外周面７ｂとをつなぐ四隅角部の全て若しくはいずれか所定の隅角部が円弧状をなすように形成されているものであってもよく、このような形状とすることも本発明の範囲内である。

また、本実施の形態では、図３（ａ）に示すように、環状芯材７の一側面を外部に露出した状態で環状芯材７を弾性体１内に埋設しているが、図３（ｂ）に示すように、環状芯材７の全体を弾性体１内に完全に埋設するようにモールド成型することも可能で本発明の範囲内である。尚、図３（ｂ）に示す他の実施の形態では、断面視矩形状の環状芯材７を埋設しているが、図３（ａ）に示した形態のように断面視楕円形状の環状芯材７を埋設することも本発明の範囲内である。
さらに、環状芯材７の径方向厚さも任意であるが、薄すぎる場合、その環状芯材７の側面が刃先形状に近づいてしまうため、その厚さの設定には留意する必要がある。

図４は、本発明のモールド成型品で用いられる環状芯材７と従来技術（比較例）のモールド成型品で用いられる環状芯材７とにおいて、例えば、弾性体に図面中の矢印方向（図面下方から上方に）に応力をかけた場合における弾性体の歪の程度を表す概略図（FEM解析の結果に基づく）である。それぞれの図中で梨地で示した部分が歪の発生している箇所である。
図４（ａ）乃至（ｄ）は本発明のモールド成型品で用いられる環状芯材７を用いたモデル、図４（ｅ）は切断箇所の角部にバリ発生のある従来（比較例）の環状芯材７を用いたモデルをそれぞれ示す。図４（ａ）は断面視楕円形状の環状芯材７を用いた場合、（ｂ）は（ａ）にて用いられた環状芯材７よりも径方向の厚さを薄く形成した環状芯材７を用いた場合、（ｃ）は（ｂ）にて用いられた環状芯材７よりもさらに径方向の厚さを薄く形成した環状芯材７を用いた場合、（ｄ）は、断面視矩形状の環状芯材７を用いた場合の概略図をそれぞれ示す。
これによれば、断面にバリが発生している（ｅ）の場合、バリ部の歪みが大きく、弾性体が破損してしまう可能性が大である。一方、端部にエッジを有する（ｄ）の場合は、（ｅ）と比較して、エッジの歪は小さくなる。また、断面形状に円弧状部（Ｒ状部）を有する（ａ），（ｂ），（ｃ）の場合は、前述モデル（ｅ），（ｄ）の１／５〜１／４程度の歪みとなり、弾性体の破損を防止し、耐久性が著しく向上する効果が得られる。

従って、本実施の形態によれば、モールド成型品に埋設される金属製の環状芯材７を、線状体１３を環状に加工した後に相対向する端部１３ａ，１３ａをスポット溶接で固着して形成しているため、従来のような不要部分の除去作業が不要となり、バリが発生することがない。よって、モールド成型時の際に、環状芯材７が所定位置にセットできずに位置ずれが生じたり、あるいは、環状芯材７が傾いた状態で埋設されたり、あるいは径方向にずれた状態で埋設されたりするおそれもない。（従来例を示した図８参照。）
また、バリによって、ゴムや樹脂等から構成される周囲の弾性体1に損傷（亀裂）を生じさせることもない。
この結果、従来のように、環状芯材７のバリの有無の確認作業や、バリの除去作業も不要となるため、安価で信頼性の高いシールリングを提供することができる。

また、本実施の形態では、端部１３ａ，１３ａの固着に、スポット溶接を用いたものを例示したが、固着の手段は、特にスポット溶接に限定されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
例えば、図５に示すように、それぞれの端部１３ａ，１３ａが嵌合構造を有するように形成するものであってもよい。すなわち、例えば図５では、一方の端部（図面上向かって右側の端部）１３ａに凸部１３ｂを設け、他方の端部（図面上向かって左側の端部）１３ａには、前記凸部１３ｂが嵌る凹部１３ｃを設け、この凸部１３ｂと凹部１３ｃによる嵌合構造によって端部１３ａ，１３ａが固着されるものであってもよい。尚、図５に示した嵌合構造は一例にすぎず、本発明の範囲内で設計変更可能である。
上記の実施の形態では、モールド成形品の一例として、リング単体構造のシールリングを例示したが、本発明に係るモールド成形品はシールリングに限定されることはなく、環状に形成された弾性体の内部に金属製の環状芯材を埋設した構造を有するものであれば、あらゆるものに適用が可能である。また、本発明に係るモールド成形品は、リング単体構造である必要はなく、例えば、環状に形成された弾性体の内部に金属製の環状芯材を埋設した構造の環状部（リング状部）の他に、蛇腹状や膜状の筒状部を一体的に備えた構成であってもよく、あるいは、他の可動部を備えた構成であってもよい。

本発明のモールド成型品の一実施例を示すシールリングに埋設される金属製の環状芯材の概略を示す一実施の形態であって、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略縦断面図、（ｃ）は一部省略して示す拡大概略縦断面図である。 図１に示す金属製の環状芯材の製造工程の一部を示す概略図で、（ａ）は一部省略して示す線状体の概略図、（ｂ）は前記線状体を環状に加工し、両端を対向させた状態の概略平面図である。 図１に示す金属製の環状芯材を弾性体内に埋設したシールリングの概略縦断面図で、（ａ）は本実施の形態を示し、（ｂ）は他の実施の形態を示す。 弾性体の歪の状態を示す概略図で、（ａ）乃至（ｄ）は本発明、（ｅ）は従来例（比較例）を示す図である。 環状芯材の端部の固着手段の他の実施の形態を示す概略断面図である。 従来技術に係る金属製の環状芯材であって、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）はその切断箇所の角部にバリが発生している状態を示す概略拡大断面図である。 従来技術に係る金属製の環状芯材の成型工程の概略工程図である。 従来技術に係るモールド成型品を示す概略縦断面図である。

符号の説明

１ 弾性体
７ 環状芯材
７ａ 内周面
７ｂ 外周面
７ｃ 側面
１３ 線状体
１３ａ 端部

Claims (6)

1. 環状に形成された弾性体の内部に金属製の環状芯材を埋設してなるモールド成型品において、前記環状芯材は、線状体を環状に加工した後に相対向する端部を固着して形成されていることを特徴とするモールド成型品。
2. 前記線状体は、断面視円形の線材又は断面視矩形の線材を圧延加工して所定の断面形状としたことを特徴とする請求項１に記載のモールド成型品。
3. 前記環状芯材は、内周面と外周面をつなぐ側面が円弧状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のモールド成型品。
4. 前記環状芯材は、前記側面と前記内周面及び前記側面と前記外周面とをつなぐ四隅角部の全て若しくはいずれか所定の隅角部が円弧状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のモールド成型品。
5. 前記環状芯材は、相対向する端部がスポット溶接により固着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモールド成型品。
6. 前記環状芯材は、相対向する端部が嵌合構造により固着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のモールド成型品。

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