JP2009085290A - 曲面シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】曲面シール構造において、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する略半円筒形状を有する凹曲面を有するブロックにおいて、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができること。
【解決手段】ブロック１１は、ガラス繊維を含有したＰＰＳからなるブロック１３と、ポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる曲面シール構造１２とを、二色成形法によって射出成形してなる。曲面シール構造１２は、ポリエステル系熱可塑性エラストマーからなるため弾力性及び復元性に優れており、ブロック１３の略半円筒形状を有する凹曲面１４に略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合すると、略円筒形状の外周面によって押圧され、曲面シール構造１２のシール部分１２ａは傾斜した断面形状（リップ形状）を有するため、リップ形状のセルフシール効果によって開口部１５の周囲に亘って流体制御部品の外周面に密着する。
【選択図】図４

Description

本発明は、開口部が形成された凹曲面を開口部のシール性を保持しながら密閉するための曲面シール構造に関し、特に、簡単な構造で容易に製造することができて、かつ、高いシール性を確保することができる曲面シール構造に関するものである。

近年、地球温暖化の抑制と地球環境の保護を究極の目標とした自動車の燃費の向上を主目的として、自動車の軽量化の動きが加速している。その一例として、特許文献１に示されるように、エンジン近傍のシリンダヘッドカバーを樹脂製とすることによって、自動車を軽量化するという試みがなされている。

このようなシリンダヘッドカバーにおいては、耐熱性が要求されることは言うまでもなく、加えてシリンダヘッドカバーにはオイルコントロールバルブが取付けられることから耐油性が要求され、更にオイル漏れを防止するために、バルブ等で使われる一般的なはめあい公差（ＪＩＳ−Ｂ−０４０１はめあい公差Ｈ６〜Ｈ７）が必要とされる。しかし、耐熱性樹脂を通常の射出成形法で成形するだけでは、耐熱性樹脂の熱膨張率が大きいため射出成形時にヒケを生じて、このような高い寸法精度を得ることはできなかった。

そこで、特許文献１においては、内部空間にオイルコントロールバルブを装着する装着穴を有するスリーブを、樹脂製シリンダヘッドカバー本体を形成する樹脂よりも高剛性の材料で形成し、樹脂製シリンダヘッドカバー本体との間でかかるスリーブを挟んで固定する樹脂製キャップを備えた樹脂製シリンダヘッドカバーの発明について開示している。これによって、高い加工精度が必要なのはスリーブの装着穴のみとなるため、高精度の加工による負担が軽減され、低コストで製造でき、スリーブが高剛性の材料からなるため、樹脂製シリンダヘッドカバー本体の変形や歪みの影響も及び難いとしている。
特開２００６−０４６０８３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術においては、スリーブの装着穴について高精度の加工が必要となり、スリーブが金属製の場合には加工の負担は決して小さくなく、またスリーブが樹脂製の場合には、装着穴の寸法精度について±１０μｍ以内の高い寸法精度が要求されるが、そのような高い寸法精度を達成できるのはせいぜい軸方向に１０ｍｍ以内までと考えられるため、軸方向に流体制御部品を挿入する方式でシール性を確保できる長さには限界があった。

更に、バルブを始めとする流体制御部品の大きさ・形状は様々であり、長さが１００ｍｍを超えるものや、断面形状が円形ではないもの、またセット方法が複雑で一点を中心に放射状に配置されるものや、互い違いに配置されているもの等もあり、これらの流体制御部品を全て考慮した場合には、上記特許文献１に記載された技術では対応できないという問題点があった。

そこで、本発明においては、流体制御部品を始めとする種々の部品を保持する凹曲面を有するブロック等において、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができる曲面シール構造の提供を課題とするものである。

請求項１の発明に係る曲面シール構造は、合成樹脂からなるブロックの凹曲面に設けられた開口部をシールするためのシール構造であって、合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーからなり、前記合成樹脂からなるブロックとともに二色成形または二段成形され、前記開口部の周囲に前記凹曲面に沿って無端状に設けられたものである。

ここで、「合成樹脂」としては、アクリル樹脂・ポリエチレン樹脂・ポリプロピレン樹脂・塩化ビニル樹脂・ポリスチレン樹脂・ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂、更に熱可塑性樹脂の中でもエンジニアリングプラスチックに属するポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、芳香族ナイロン樹脂、や、尿素樹脂・メラミン樹脂・フェノール樹脂・エポキシ樹脂・不飽和ポリエステル樹脂・アルキド樹脂・ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

また、「合成ゴム」としては、アクリルゴム、エチレンアクリルゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、等を用いることができる。更に、「熱可塑性エラストマー」としては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、アクリル系熱可塑性エラストマー等を始めとして、特に、ポリエステル系熱可塑性エラストマーのような、高耐熱性・高耐油性の熱可塑性エラストマーを好適に用いることができる。

請求項２の発明に係る曲面シール構造は、流体の流路及びその開口部を備え、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する合成樹脂からなるブロックの略半円筒形状を有する凹曲面の前記開口部をシールするためのシール構造であって、合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーからなり、前記合成樹脂からなるブロックとともに二色成形または二段成形され、前記開口部の周囲に前記凹曲面に沿って無端状に設けられたものである。

ここで、「合成樹脂」としては、アクリル樹脂・ポリエチレン樹脂・ポリプロピレン樹脂・塩化ビニル樹脂・ポリスチレン樹脂・ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂、更に熱可塑性樹脂の中でもエンジニアリングプラスチックに属するポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、芳香族ナイロン樹脂、や、尿素樹脂・メラミン樹脂・フェノール樹脂・エポキシ樹脂・不飽和ポリエステル樹脂・アルキド樹脂・ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

また、「合成ゴム」としては、アクリルゴム、エチレンアクリルゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、等を用いることができる。更に、「熱可塑性エラストマー」としては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、アクリル系熱可塑性エラストマー等を始めとして、特に、ポリエステル系熱可塑性エラストマーのような、高耐熱性・高耐油性の熱可塑性エラストマーを好適に用いることができる。

請求項３の発明に係る曲面シール構造は、請求項１または請求項２の構成において、前記合成ゴムまたは前記熱可塑性エラストマーは耐油性及び耐熱性を有するものである。

請求項４の発明に係る曲面シール構造は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成において、シール部分の断面形状が、前記凹曲面の底部においては前記開口部方向に傾くように所定角度で傾斜した断面形状を有し、前記凹曲面の上方においては直立した断面形状を有するものである。

請求項５の発明に係る曲面シール構造は、請求項４の構成において、前記所定角度は３０度〜６０度の範囲内であるものである。ここで、「所定角度」とは、直立方向（垂直方向）を０度とした場合の角度をいうものとする。

請求項６の発明に係る曲面シール構造は、請求項１乃至請求項５のいずれか１つの構成において、前記開口部が隣接して二以上設けられており、前記曲面シール構造も前記開口部と同数だけ設けられており、前記複数の曲面シール構造は前記各開口部の間において無端状の一部を共有しているものである。

請求項７の発明に係る曲面シール構造は、請求項１乃至請求項６のいずれか１つの構成において、前記曲面シール構造は前記熱可塑性エラストマーからなるものである。

請求項８の発明に係る曲面シール構造は、請求項１乃至請求項７のいずれか１つの構成において、前記合成樹脂からなるブロックの凹曲面には溝部が設けられ、前記曲面シール構造の根元部分は前記溝部に嵌合しているものである。

請求項１の発明に係る曲面シール構造は、合成樹脂からなるブロックの凹曲面に設けられた開口部をシールするためのシール構造であって、合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーからなり、合成樹脂からなるブロックとともに二色成形または二段成形され、開口部の周囲に凹曲面に沿って無端状に設けられたものである。

ここで、「合成樹脂」としては、アクリル樹脂・ポリエチレン樹脂・ポリプロピレン樹脂・塩化ビニル樹脂・ポリスチレン樹脂・ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂、更に熱可塑性樹脂の中でもエンジニアリングプラスチックに属するポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、芳香族ナイロン樹脂、や、尿素樹脂・メラミン樹脂・フェノール樹脂・エポキシ樹脂・不飽和ポリエステル樹脂・アルキド樹脂・ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

また、「合成ゴム」としては、アクリルゴム、エチレンアクリルゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、等を用いることができる。更に、「熱可塑性エラストマー」としては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、アクリル系熱可塑性エラストマー等を始めとして、特に、ポリエステル系熱可塑性エラストマーのような、高耐熱性・高耐油性の熱可塑性エラストマーを好適に用いることができる。

かかるシール構造は、合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーからなるため、弾力性及び復元性に優れており、開口部の周囲に凹曲面に沿って無端状に設けられているため、合成樹脂からなるブロックの凹曲面に嵌合する部材の外周面によって押圧され、その弾力性によって押し潰されて開口部の周囲に亘って密着するため、開口部の周囲についての高いシール性を保持することができる。そして、シール構造は合成樹脂からなるブロックとともに二色成形または二段成形されるため、生産効率が高く低コストで製造することができ、量産性に優れたシール構造となる。

このようにして、流体制御部品を始めとする種々の部品を保持する凹曲面を有するブロック等において、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができる曲面シール構造となる。

請求項２の発明に係る曲面シール構造は、流体の流路及びその開口部を備え、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する合成樹脂からなるブロックの略半円筒形状を有する凹曲面の開口部をシールするためのシール構造であって、合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーからなり、合成樹脂からなるブロックとともに二色成形または二段成形され、開口部の周囲に凹曲面に沿って無端状に設けられたものである。

ここで、「合成樹脂」としては、アクリル樹脂・ポリエチレン樹脂・ポリプロピレン樹脂・塩化ビニル樹脂・ポリスチレン樹脂・ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂、更に熱可塑性樹脂の中でもエンジニアリングプラスチックに属するポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、芳香族ナイロン樹脂、や、尿素樹脂・メラミン樹脂・フェノール樹脂・エポキシ樹脂・不飽和ポリエステル樹脂・アルキド樹脂・ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

また、「合成ゴム」としては、アクリルゴム、エチレンアクリルゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、等を用いることができる。更に、「熱可塑性エラストマー」としては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、アクリル系熱可塑性エラストマー等を始めとして、特に、ポリエステル系熱可塑性エラストマーのような、高耐熱性・高耐油性の熱可塑性エラストマーを好適に用いることができる。

かかるシール構造は、合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーからなるため、弾力性及び復元性に優れており、開口部の周囲に凹曲面に沿って無端状に設けられているため、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する合成樹脂からなるブロックの、略半円筒形状を有する凹曲面に、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する際には、略円筒形状の外周面によって押圧され、その弾力性によって押し潰されて、開口部の周囲に亘って流体制御部品の外周面に密着する。

これによって、開口部の周囲に亘って高いシール性を保持することができる。そして、シール構造は合成樹脂からなるブロックとともに二色成形されるため、生産効率が高く低コストで製造することができ、量産性に優れたシール構造となる。

このようにして、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する略半円筒形状を有する凹曲面を有するブロックにおいて、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができる曲面シール構造となる。

請求項３の発明に係る曲面シール構造においては、合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーが耐油性及び耐熱性を有する。ここで、「耐油性及び耐熱性を有する合成ゴム」としては、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム，ニトリルゴムとも言う）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）等を用いることができる。また、「耐油性及び耐熱性を有する熱可塑性エラストマー」としては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー等を用いることができる。

曲面シール構造に用いられる合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーが耐油性及び耐熱性を有するものであれば、上述した特許文献１に示されるように、エンジン近傍のシリンダヘッドカバーを樹脂製とした樹脂製シリンダヘッドカバー等にも応用することができ、曲面シール構造の適用範囲が広くなって、自動車部品を始めとする耐油性及び耐熱性を要求される技術分野に、広範囲に適用することができる。

このようにして、流体制御部品を始めとする種々の部品を保持する凹曲面を有するブロック等において、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができるとともに、自動車部品を始めとする耐油性及び耐熱性を要求される技術分野に広範囲に適用することができる曲面シール構造となる。

請求項４の発明に係る曲面シール構造においては、シール部分の断面形状が、凹曲面の底部においては開口部方向に傾くように所定角度で傾斜した断面形状（リップ形状）を有し、凹曲面の上方においては直立した断面形状を有する。

ここで、凹曲面の底部の所定角度で傾斜した断面形状（リップ形状）を有する部分と、凹曲面の上方の直立した断面形状を有する部分とは、その接続部分において断面形状が徐々に変化していくものでも良いし、傾斜した断面形状（リップ形状）と直立した断面形状とがある部分において非連続的に切り替わるものでも良い。但し、非連続的に切り替わる場合には、切り込み等が形成されて外力により切断され易くなる場合があるため、その場合には切断され難い形状とすることが好ましい。

これによって、傾斜した断面形状（リップ形状）を有するシール部分は、セルフシール効果を有するためシール性により優れており、開口部に対するより高いシール性を確実に保持することができる。

このようにして、流体制御部品を始めとする種々の部品を保持する凹曲面を有するブロック等において、より高いシール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができる曲面シール構造となる。

請求項５の発明に係る曲面シール構造においては、所定角度が３０度〜６０度の範囲内、より好ましくは４０度〜５０度の範囲内である。ここで、「所定角度」とは、直立方向（垂直方向）を０度とした場合の角度をいうものとする。

本発明者は、傾斜した断面形状（リップ形状）を有するシール部分における所定角度、すなわち垂直方向からの傾斜角度が３０度〜６０度の範囲内、より好ましくは４０度〜５０度の範囲内である場合に、より確実に高いシール性を保持することができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成したものである。

このようにして、流体制御部品を始めとする種々の部品を保持する凹曲面を有するブロック等において、より高いシール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができる曲面シール構造となる。

請求項６の発明に係る曲面シール構造においては、開口部が隣接して二以上設けられており、曲面シール構造も開口部と同数だけ設けられており、複数の曲面シール構造は各開口部の間において無端状の一部を共有している。

これによって、隣接した開口部の間隔が狭い場合でも、開口部を確実にシールすることができ、またシール構造の材料を節約することもできる。

このようにして、流体制御部品を始めとする種々の部品を保持する凹曲面を有するブロック等において、より高いシール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができる曲面シール構造となる。

請求項７の発明に係る曲面シール構造は、熱可塑性エラストマーからなる。同じような弾力性及び復元性等の機械的性質を備えていれば、合成ゴムでも熱可塑性エラストマーでも同様なシール性を発揮できるが、合成ゴムを射出成形して曲面シール構造を形成した場合には、その後に合成ゴムを架橋させるために加熱する工程が必要となる。したがって、その加熱工程に要する時間だけ、射出成形（二色成形または二段成形）によって製造することによる量産性が損なわれることになる。

これに対して、熱可塑性エラストマーを射出成形して曲面シール構造を形成した場合には、その後は冷却して取り出すのみで良いため、射出成形（二色成形または二段成形）によって製造することによる量産性が損なわれることがない。

このようにして、流体制御部品を始めとする種々の部品を保持する凹曲面を有するブロック等において、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができ、量産性を損なうことがない曲面シール構造となる。

請求項８の発明に係る曲面シール構造においては、合成樹脂からなるブロックの凹曲面には溝部が設けられ、曲面シール構造の根元部分は溝部に嵌合している。

すなわち、二色成形においては、まず合成樹脂からなるブロックが射出成形される際には、金型キャビティは溝部が形成される構造となっており、続いて曲面シール構造が合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーを用いて射出成形される際には、例えば金型が回転或いは後退することによって溝部が空間となり、この空間部分に曲面シール構造が射出成形されて、合成樹脂からなるブロックと一体化する。

また、二段成形においては、合成樹脂からなるブロックが射出成形される際には、溝部が形成される構造のキャビティを有する第１の金型が用いられ、射出成形された合成樹脂からなるブロックが第２の金型に移されたときには、第２の金型のキャビティにおいては溝部が空間となり、この空間部分に曲面シール構造が射出成形されて、合成樹脂からなるブロックと一体化する。

これによって、曲面シール構造は合成樹脂からなるブロックの溝部に、その根元部分が嵌合しているため、容易に外れることがない。

このようにして、流体制御部品を始めとする種々の部品を保持する凹曲面を有するブロック等において、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができるとともに、合成樹脂からなるブロックと一体化する曲面シール構造となる。

以下、本発明の実施の形態に係る曲面シール構造について、図面を参照しつつ説明する。なお、各実施の形態において、同一の記号及び同一の符号は同一または相当する機能部分を意味し、実施の形態相互の同一の記号及び同一の符号は、それら実施の形態に共通する機能部分であるから、ここでは重複する詳細な説明を省略する。

実施の形態１
まず、本発明の実施の形態１に係る曲面シール構造について、図１及び図２を参照して説明する。

図１（ａ）は本発明の実施の形態１に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は平面図である。図２（ａ）は本発明の実施の形態１に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの図１（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す縦断面図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面を示す縦断面図である。

図１（ａ），（ｂ）に示されるように、本実施の形態１に係る曲面シール構造２が設けられた合成樹脂からなるブロック１は、ガラス繊維を含有した合成樹脂としてのポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）からなるブロック３と、合成ゴムとしてのＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム，ニトリルゴムとも言う）からなる曲面シール構造２とを、二色成形法によって射出成形してなる。ブロック３の上面には、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する略半円筒形状を有する凹曲面４が設けられており、この凹曲面４には四箇所の開口部５が設けられている。

そして、これら四箇所の開口部５の周囲には、それぞれＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）からなる曲面シール構造２が、凹曲面４に沿って無端状に設けられている。また、図２（ａ），（ｂ）に示されるように、曲面シール構造２のシール部分２ａの断面形状は直立形状であり、更に図２（ｂ）に示されるように、四箇所の開口部５は二つずつ隣接して設けられており、曲面シール構造２は隣接して設けられた開口部５の間において、無端状の一部を共有している。

また、図２（ａ），（ｂ）に示されるように、ブロック３の凹曲面４には溝部４ａが設けられており、曲面シール構造２の根元部分２ｂは、この溝部４ａにぴったり嵌合している。すなわち、二色成形において、まずブロック３がガラス繊維を含有したＰＰＳを用いて射出成形される際には、金型キャビティは溝部４ａが形成される構造となっており、続いて曲面シール構造２がＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）を用いて射出成形される際には、金型が後退することによって溝部４ａが空間となり、この空間部分に曲面シール構造２が射出成形されて、ブロック３と一体化する。

したがって、本実施の形態１に係る曲面シール構造２は、請求項１，請求項２，請求項３，請求項６及び請求項８に係る発明の曲面シール構造に該当する。

なお、図１（ａ），（ｂ）に示されるように、ブロック３は厚さを有する射出成形によって製造される樹脂製品であるため、軽量化のため、射出成形用樹脂材料の節約のため、及び射出成形時に肉厚部分において成形欠陥が生ずるのを防止するために、肉盗み３ａがブロック３の外側の複数箇所に設けられている。

かかる構成を有する本実施の形態１に係る曲面シール構造２は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）からなるため弾力性及び復元性に優れており、ブロック３の略半円筒形状を有する凹曲面４に略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合すると、略円筒形状の外周面によって押圧され、その弾力性によって押し潰されて開口部５の周囲に亘って流体制御部品の外周面に密着する。

これによって、開口部５の周囲に亘って高いシール性を保持することができる。そして、曲面シール構造２は合成樹脂からなるブロック３とともに二色成形されるため、生産効率が高く低コストで製造することができ、量産性に優れたシール構造となる。また、シール部分２ａの断面形状が直立形状であるため、射出成形の際にアンダーカットになる部分がなく、熱可塑性エラストマーよりも柔軟性に劣る合成ゴムであるＮＢＲを使用した場合にも、射出成形後の離型がスムーズに行えるという利点がある。

更に、曲面シール構造２は高耐熱性・高耐油性のＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）からなるため、ブロック３が高耐熱性・高耐油性の合成樹脂であるポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）からなることと相俟って、流体制御部品が自動車のエンジン周り部品のように、高熱に曝され、潤滑油等の油類を流すものである場合でも、即ち開口部５に続いて設けられた貫通孔６が油路である場合でも、長期間に亘ってシール性を保持することができ、充分に実用に耐えるシール構造となる。

このようにして、本実施の形態１に係る曲面シール構造２においては、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する略半円筒形状を有する凹曲面を有するブロックにおいて、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができるとともに、自動車部品を始めとする耐油性及び耐熱性を要求される技術分野に広範囲に適用することができる。

実施の形態２
次に、本発明の実施の形態２に係る曲面シール構造について、図３乃至図５を参照して説明する。

図３（ａ）は本発明の実施の形態２に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は平面図である。図４（ａ）は本発明の実施の形態２に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの図３（ｂ）のＣ−Ｃ断面を示す縦断面図、（ｂ）は図３（ｂ）のＤ−Ｄ断面を示す縦断面図である。図５は図４（ｂ）の一部を示す部分斜視縦断面図である。

図３（ａ），（ｂ）に示されるように、本実施の形態２に係る曲面シール構造１２が設けられた合成樹脂からなるブロック１１は、ガラス繊維を含有した合成樹脂としてのポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）からなるブロック１３と、熱可塑性エラストマーとしてのポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる曲面シール構造１２とを、二色成形法によって射出成形してなる。

ブロック１３の上面には、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する略半円筒形状を有する凹曲面１４が設けられており、この凹曲面１４には四箇所の開口部１５が設けられている。

そして、これら四箇所の開口部１５の周囲には、それぞれポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる曲面シール構造１２が、凹曲面１４に沿って無端状に設けられている。また、図４（ｂ），図５に示されるように、曲面シール構造１２の凹曲面１４の底部のシール部分１２ａにおける断面形状は４５度の傾斜形状であり、更に図４（ｂ）に示されるように、四箇所の開口部１５は二つずつ隣接して設けられており、曲面シール構造１２は隣接して設けられた開口部１５の間において、無端状の一部を共有している。

一方、図４（ａ），図５に示されるように、曲面シール構造１２の凹曲面１４の上方のシール部分１２ｃにおいては、曲面シール構造１２の断面形状は直立形状となっており、曲面シール構造１２の断面形状は、この上方のシール部分１２ｃと上述した底部のシール部分１２ａとの接続部分１２ｂにおいて、傾斜形状から直立形状へと徐々に変化している。これによって、曲面シール構造１２のシール部分１２ａ，１２ｂ，１２ｃには、断面形状の急変による機械的に弱い部分が形成されないことから、丈夫な曲面シール構造１２となる。

また、図４（ａ），（ｂ），図５に示されるように、ブロック１３の凹曲面１４には溝部１４ａが設けられており、曲面シール構造１２の根元部分１２ｄは、この溝部１４ａにぴったり嵌合している。すなわち、二色成形において、まずブロック１３がガラス繊維を含有したＰＰＳを用いて射出成形される際には、金型キャビティは溝部１４ａが形成される構造となっており、続いて曲面シール構造１２がポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いて射出成形される際には、金型が後退することによって溝部１４ａが空間となり、この空間部分に曲面シール構造１２が射出成形されて、ブロック１３と一体化する。

ここで、４５度の傾斜形状を有するシール部分１２ａは、射出成形の際にはアンダーカットとなるが、シール部分１２ａは柔軟性を有するポリエステル系熱可塑性エラストマーからなるため、離型はスムーズに行うことができる。したがって、本実施の形態２に係る曲面シール構造１２は、請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，請求項７及び請求項８に係る発明の曲面シール構造に該当する。

なお、図３（ａ），（ｂ）に示されるように、ブロック１３は射出成形によって製造される厚さを有する合成樹脂製品であるため、軽量化のため、射出成形用樹脂材料の節約のため、及び射出成形時に肉厚部分において成形欠陥が生ずるのを防止するために、肉盗み１３ａがブロック１３の外側の複数箇所に設けられている。

かかる構成を有する本実施の形態２に係る曲面シール構造１２は、ポリエステル系熱可塑性エラストマーからなるため弾力性及び復元性に優れており、ブロック１３の略半円筒形状を有する凹曲面１４に略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合すると、曲面シール構造１２のシール部分１２ｃは略円筒形状の外周面によって押圧され、曲面シール構造１２のシール部分１２ａは開口部１５方向へ傾斜した断面形状（リップ形状）を有するため、リップ形状のセルフシール効果によって開口部１５の周囲に亘って流体制御部品の外周面に密着する。

これによって、開口部１５の周囲に亘って高いシール性を保持することができる。そして、曲面シール構造１２は合成樹脂からなるブロック１３とともに二色成形されるため、生産効率が高く低コストで製造することができ、しかも熱可塑性エラストマーからなるため成形後における加熱の必要がなく、より量産性に優れたシール構造となる。

更に、曲面シール構造１２は高耐熱性・高耐油性のポリエステル系熱可塑性エラストマーからなるため、ブロック１３が高耐熱性・高耐油性の合成樹脂であるポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）からなることと相俟って、流体制御部品が自動車のエンジン周り部品のように、高熱に曝され、潤滑油等の油類を流すものである場合でも、即ち開口部１５に続いて設けられた貫通孔１６が油路である場合でも、長期間に亘ってシール性を保持することができ、充分に実用に耐えるシール構造となる。

このようにして、本実施の形態２に係る曲面シール構造１２においては、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する略半円筒形状を有する凹曲面を有するブロックにおいて、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができるとともに、自動車部品を始めとする耐油性及び耐熱性を要求される技術分野に広範囲に適用することができる。

実施の形態３
次に、本発明の実施の形態３に係る曲面シール構造について、図６乃至図８を参照して説明する。

図６（ａ）は本発明の実施の形態３に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は平面図である。図７（ａ）は本発明の実施の形態３に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの図６（ｂ）のＥ−Ｅ断面を示す縦断面図、（ｂ）は図６（ｂ）のＦ−Ｆ断面を示す縦断面図である。図８は図７（ｂ）の一部を示す部分斜視縦断面図である。

図６（ａ），（ｂ）に示されるように、本実施の形態３に係る曲面シール構造１７が設けられた合成樹脂からなるブロック１８は、ガラス繊維を含有した合成樹脂としてのポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）からなるブロック１３と、熱可塑性エラストマーとしてのポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる曲面シール構造１７とを、二色成形法によって射出成形してなる。なお、ブロック１３の構造は上記実施の形態２と同様であるので、詳細な説明は省略する。

そして、四箇所の開口部１５の周囲には、それぞれポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる曲面シール構造１７が、凹曲面１４に沿って無端状に設けられている。また、図７（ｂ），図８に示されるように、曲面シール構造１７の凹曲面１４の底部のシール部分１７ａにおける断面形状は約４５度の傾斜形状であり、更に図７（ｂ）に示されるように、四箇所の開口部１５は二つずつ隣接して設けられており、曲面シール構造１７は隣接して設けられた開口部１５の間において、無端状の一部を共有している。

一方、図７（ａ）に示されるように、曲面シール構造１７の凹曲面１４の上方のシール部分１７ｂにおいては、曲面シール構造１７の断面形状は直立形状となっており、曲面シール構造１７の断面形状は、この上方のシール部分１７ｂと上述した底部のシール部分１７ａとの接続部分において、傾斜形状から直立形状へと不連続に変化している。

これによって、曲面シール構造１７のシール部分１７ａ，１７ｂの接続部分には、断面形状が急変する部分が生ずるが、断面形状の急変による機械的に弱い部分が形成されないように、シール部分１７ａとシール部分１７ｂの接続部分（コーナー部分）に丸みを持たせることによって、丈夫な曲面シール構造１７となる。

また、図７（ｂ），図８に示されるように、ブロック１３の凹曲面１４には溝部１４ａが設けられており、曲面シール構造１７の根元部分１７ｄは、この溝部１４ａにぴったり嵌合している。すなわち、二色成形において、まずブロック１３がガラス繊維を含有したＰＰＳを用いて射出成形される際には、金型キャビティは溝部１４ａが形成される構造となっており、続いて曲面シール構造１７がポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いて射出成形される際には、金型が回転することによって溝部１４ａが空間となり、この空間部分に曲面シール構造１７が射出成形されて、ブロック１３と一体化する。

ここで、４５度の傾斜形状（リップ形状）を有するシール部分１７ａは、射出成形の際にはアンダーカットとなるが、シール部分１７ａは柔軟性を有するポリエステル系熱可塑性エラストマーからなるため、離型はスムーズに行うことができる。したがって、本実施の形態３に係る曲面シール構造１７は、請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，請求項７及び請求項８に係る発明の曲面シール構造に該当する。

なお、図６（ａ），（ｂ）に示されるように、ブロック１３は射出成形によって製造される厚さを有する合成樹脂製品であるため、軽量化のため、射出成形用樹脂材料の節約のため、及び射出成形時に肉厚部分において成形欠陥が生ずるのを防止するために、肉盗み１３ａがブロック１３の外側の複数箇所に設けられている。

かかる構成を有する本実施の形態３に係る曲面シール構造１７は、ポリエステル系熱可塑性エラストマーからなるため弾力性及び復元性に優れており、ブロック１３の略半円筒形状を有する凹曲面１４に略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合すると、略円筒形状の外周面によって押圧され、曲面シール構造１７のシール部分１７ａは開口部１５方向へ傾斜した断面形状（リップ形状）を有するため、リップ形状のセルフシール効果によって開口部１５の周囲に亘って流体制御部品の外周面に密着する。

これによって、開口部１５の周囲に亘って高いシール性を保持することができる。そして、曲面シール構造１７は合成樹脂からなるブロック１３とともに二色成形されるため、生産効率が高く低コストで製造することができ、しかも熱可塑性エラストマーからなるため成形後における加熱の必要がなく、より量産性に優れたシール構造となる。

更に、曲面シール構造１７は高耐熱性・高耐油性のポリエステル系熱可塑性エラストマーからなるため、ブロック１３が高耐熱性・高耐油性の合成樹脂であるポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）からなることと相俟って、流体制御部品が自動車のエンジン周り部品のように、高熱に曝され、潤滑油等の油類を流すものである場合でも、即ち開口部１５に続いて設けられた貫通孔１６が油路である場合でも、長期間に亘ってシール性を保持することができ、充分に実用に耐えるシール構造となる。

このようにして、本実施の形態３に係る曲面シール構造１７においては、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する略半円筒形状を有する凹曲面を有するブロックにおいて、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができるとともに、自動車部品を始めとする耐油性及び耐熱性を要求される技術分野に広範囲に適用することができる。

実施の形態４
次に、本発明の実施の形態４に係る曲面シール構造について、図９乃至図１１を参照して説明する。

図９（ａ）は本発明の実施の形態４に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は平面図である。図１０（ａ）は本発明の実施の形態４に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの図９（ｂ）のＧ−Ｇ断面を示す縦断面図、（ｂ）は図９（ｂ）のＨ−Ｈ断面を示す縦断面図である。図１１は図１０（ｂ）の一部を示す部分斜視縦断面図である。

図９（ａ），（ｂ）に示されるように、本実施の形態４に係る曲面シール構造２２が設けられた合成樹脂からなるブロック２１は、ガラス繊維を含有した合成樹脂としてのポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）からなるブロック２３と、熱可塑性エラストマーとしてのポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる曲面シール構造２２とを、二色成形法によって射出成形してなる。ブロック２３の上面には、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する略半円筒形状を有する凹曲面２４が設けられており、この凹曲面２４には連続した五箇所の開口部２５が設けられている。

そして、これら五箇所の開口部２５の周囲には、それぞれポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる曲面シール構造２２が、凹曲面２４に沿って無端状に設けられている。また、図１０（ｂ），図１１に示されるように、曲面シール構造２２の凹曲面２４の底部のシール部分２２ａにおける断面形状は４５度の傾斜形状であり、更に図１０（ｂ）に示されるように、五箇所の開口部２５は全て隣接して設けられており、曲面シール構造２２は隣接して設けられた開口部２５の間において、無端状の一部を共有している。

また、図１０（ａ），（ｂ）に示されるように、ブロック２３の凹曲面２４には溝部２４ａが設けられており、曲面シール構造２２の根元部分２２ｄは、この溝部２４ａにぴったり嵌合している。すなわち、二色成形において、まずブロック２３がガラス繊維を含有したＰＰＳを用いて射出成形される際には、金型キャビティは溝部２４ａが形成される構造となっており、続いて曲面シール構造２２がポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いて射出成形される際には、金型が回転することによって溝部２４ａが空間となり、この空間部分に曲面シール構造２２が射出成形されて、ブロック２３と一体化する。

ここで、４５度の傾斜形状を有するシール部分２２ａは、射出成形の際にはアンダーカットとなるが、シール部分２２ａは柔軟性を有するポリエステル系熱可塑性エラストマーからなるため、離型はスムーズに行うことができる。したがって、本実施の形態４に係る曲面シール構造２２は、請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，請求項７及び請求項８に係る発明の曲面シール構造に該当する。

なお、図９（ａ），（ｂ）に示されるように、ブロック２３は射出成形によって製造される厚さを有する合成樹脂製品であるため、軽量化のため、射出成形用樹脂材料の節約のため、及び射出成形時に肉厚部分において成形欠陥が生ずるのを防止するために、肉盗み２３ａがブロック２３の外側の複数箇所に設けられている。

かかる構成を有する本実施の形態４に係る曲面シール構造２２は、ポリエステル系熱可塑性エラストマーからなるため弾力性及び復元性に優れており、ブロック２３の略半円筒形状を有する凹曲面２４に略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合すると、略円筒形状の外周面によって押圧され、曲面シール構造２２のシール部分２２ａは開口部２５方向へ傾斜した断面形状（リップ形状）を有するため、リップ形状のセルフシール効果によって開口部２５の周囲に亘って流体制御部品の外周面に密着する。

これによって、開口部２５の周囲に亘って高いシール性を保持することができる。そして、曲面シール構造２２は合成樹脂からなるブロック２３とともに二色成形されるため、生産効率が高く低コストで製造することができ、しかも熱可塑性エラストマーからなるため成形後における加熱の必要がなく、より量産性に優れたシール構造となる。

更に、曲面シール構造２２は高耐熱性・高耐油性のポリエステル系熱可塑性エラストマーからなるため、ブロック２３が高耐熱性・高耐油性の合成樹脂であるポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）からなることと相俟って、流体制御部品が自動車のエンジン周り部品のように、高熱に曝され、潤滑油等の油類を流すものである場合でも、即ち開口部２５に続いて設けられた貫通孔２６が油路である場合でも、長期間に亘ってシール性を保持することができ、充分に実用に耐えるシール構造となる。

このようにして、本実施の形態４に係る曲面シール構造２２においては、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する略半円筒形状を有する凹曲面を有するブロックにおいて、シール性を確実に保持することができ、生産効率が高く低コストで製造することができるとともに、自動車部品を始めとする耐油性及び耐熱性を要求される技術分野に広範囲に適用することができる。

上記各実施の形態においては、曲面シール構造を射出成形する材料として、高耐熱性・高耐油性の熱可塑性エラストマーであるポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いた場合について説明したが、ポリエステル系熱可塑性エラストマーに限られず、高耐熱性・高耐油性の熱可塑性エラストマーであれば、他の熱可塑性エラストマーを用いても良い。
また、耐油性・耐熱性が必要とされない場合には、アクリル系熱可塑性エラストマーを始めとする種々の熱可塑性エラストマーを用いることができる。

また、上記各実施の形態においては、ブロックを射出成形した後に曲面シール構造として熱可塑性エラストマーを射出成形して、シール材付きブロックとして一体化させる方法として、二色成形による場合のみについて説明したが、二段成形によってシール材付きブロックを製造することもできる。また、熱可塑性エラストマーに限られず、合成ゴムを二色成形または二段成形することによって、曲面シール構造を形成することもできる。

また、上記各実施の形態においては、シール材付きブロックを構成する合成樹脂からなるブロックを射出成形する合成樹脂として、耐油性・耐熱性・寸法安定性・強度・成形性を兼ね備えたエンジニアリングプラスチックであるポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）を用いた例のみについて説明したが、他にも「耐熱性及び耐油性を有する合成樹脂」としては、フェノール樹脂、芳香族ナイロン、６，６−ナイロン、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等を用いることができる。

更に、耐油性・耐熱性が必要とされない場合には、「合成樹脂」として、アクリル樹脂・ポリエチレン樹脂・ポリプロピレン樹脂・塩化ビニル樹脂・ポリスチレン樹脂・ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂や、尿素樹脂・メラミン樹脂・フェノール樹脂・エポキシ樹脂・不飽和ポリエステル樹脂・アルキド樹脂・ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

本発明を実施するに際しては、曲面シール構造のその他の構成、形状、材質、配合、数量、大きさ、製造方法等についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。なお、本発明の実施の形態で上げている数値は、臨界値を示すものではなく、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更しても実施を否定するものではない。

図１（ａ）は本発明の実施の形態１に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は平面図である。 図２（ａ）は本発明の実施の形態１に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの図１（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す縦断面図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面を示す縦断面図である。 図３（ａ）は本発明の実施の形態２に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は平面図である。 図４（ａ）は本発明の実施の形態２に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの図３（ｂ）のＣ−Ｃ断面を示す縦断面図、（ｂ）は図３（ｂ）のＤ−Ｄ断面を示す縦断面図である。 図５は図４（ｂ）の一部を示す部分斜視縦断面図である。 図６（ａ）は本発明の実施の形態３に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は平面図である。 図７（ａ）は本発明の実施の形態３に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの図６（ｂ）のＥ−Ｅ断面を示す縦断面図、（ｂ）は図６（ｂ）のＦ−Ｆ断面を示す縦断面図である。 図８は図７（ｂ）の一部を示す部分斜視縦断面図である。 図９（ａ）は本発明の実施の形態４に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は平面図である。 図１０（ａ）は本発明の実施の形態４に係る曲面シール構造が設けられた合成樹脂からなるブロックの図９（ｂ）のＧ−Ｇ断面を示す縦断面図、（ｂ）は図９（ｂ）のＨ−Ｈ断面を示す縦断面図である。 図１１は図１０（ｂ）の一部を示す部分斜視縦断面図である。

符号の説明

１，１１，１８，２１ シール材付きブロック
２，１２，１７，２２ 曲面シール構造
３，１３，２３ ブロック
４，１４，２４ 凹曲面
５，１５，２５ 開口部

Claims (8)

1. 合成樹脂からなるブロックの凹曲面に設けられた開口部をシールするためのシール構造であって、
   合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーからなり、前記合成樹脂からなるブロックとともに二色成形または二段成形され、前記開口部の周囲に前記凹曲面に沿って無端状に設けられたことを特徴とする曲面シール構造。
2. 流体の流路及びその開口部を備え、略円筒形状を有する流体制御部品が嵌合する合成樹脂からなるブロックの略半円筒形状を有する凹曲面の前記開口部をシールするためのシール構造であって、
   合成ゴムまたは熱可塑性エラストマーからなり、前記合成樹脂からなるブロックとともに二色成形または二段成形され、前記開口部の周囲に前記凹曲面に沿って無端状に設けられたことを特徴とする曲面シール構造。
3. 前記合成ゴムまたは前記熱可塑性エラストマーは耐油性及び耐熱性を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の曲面シール構造。
4. シール部分の断面形状が、前記凹曲面の底部においては前記開口部方向に傾くように所定角度で傾斜した断面形状を有し、前記凹曲面の上方においては直立した断面形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の曲面シール構造。
5. 前記所定角度は３０度〜６０度の範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の曲面シール構造。
6. 前記開口部が隣接して二以上設けられており、前記曲面シール構造も前記開口部と同数だけ設けられており、前記複数の曲面シール構造は前記各開口部の間において無端状の一部を共有していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の曲面シール構造。
7. 前記曲面シール構造は前記熱可塑性エラストマーからなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の曲面シール構造。
8. 前記合成樹脂からなるブロックの凹曲面には溝部が設けられ、前記曲面シール構造の根元部分は前記溝部に嵌合していることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の曲面シール構造。

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