JP2012097818A - Ｏリング及びｏリングの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｏリングに嵌った状態の配管を該Ｏリングに対して回転させた際の摩擦による配管の削れを、簡易な手法で抑制できるようにする。
【解決手段】第１ゴム層１１と、該第１ゴム層１１よりも摩擦係数が小さく、該第１ゴム層１１に対して厚さ方向に積層されると共に、外周側及び内周側の少なくとも一方に露出した第２ゴム層１２と、を有している。第２ゴム層１２の露出部分を配管と接触させることで、Ｏリング１０に対して配管を回転させた際に生じる摩擦力を低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｏリング及びＯリングの製造方法に関する。

エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を材料とするＯリングが開示されている（特許文献１参照）。また複数の素材を組み合わせたＯリングが開示されている（特許文献２、特許文献３及び特許文献４参照）。

特開２００３−１５５３８２号公報 特開平１０−５２８８５号公報 特開２００１−１０８１０４号公報 特開２００３−９７７１５号公報

一般に、Ｏリングの材質には、カーボン又はシリカが配合されたＥＰＤＭが用いられ、上記した特許文献１に記載のＯリングのように、単層で構成されることが多い。このＥＰＤＭ製のＯリングは、例えば管継手の内部に配置され、例えばポリブテン製の配管の封止のために用いられる。このような使用方法でも、通常の使用では問題は生じない。

しかしながら、ＥＰＤＭは摩擦係数が大きく、配管作業時等に、Ｏリングに嵌った状態のポリブテン製の配管を該Ｏリングに対して高速で回転させると、該Ｏリングと配管との間の摩擦により、該配管に削れが発生する懸念がある。

この削れを防止するための対処方法として、潤滑剤の使用といった表面処理で対応している。

本発明は、上記事実を考慮して、簡易な手法で摩擦による配管の削れを抑制できるようにすることを目的とする。

請求項１の発明（Ｏリング）は、第１ゴム層と、該第１ゴム層よりも摩擦係数が小さく、該第１ゴム層に対して厚さ方向に積層されると共に、外周側及び内周側の少なくとも一方に露出した第２ゴム層と、を有している。

請求項１に記載のＯリングでは、第１ゴム層と第２ゴム層とが厚さ方向に積層され、該第２ゴム層は、第１ゴム層よりも摩擦係数が小さく構成され、外周側及び内周側の少なくとも一方に露出しているので、第２ゴム層の露出部分を配管と接触させることで、Ｏリングに対して配管を回転させた際に生じる摩擦力を低減することができる。これにより、簡易な手法で摩擦による配管の削れを抑制することができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＯリングにおいて、前記第２ゴム層は、２つの前記第１ゴム層の間に挟まれて積層され、厚さ方向の中央部に位置している。

一般にＯリングは、断面円形（Ｏ形）に構成され、厚さ方向の中央部において内径が最小となり、外径が最大となる。従って、配管を接続した状態においては、該配管は、Ｏリングにおける厚さ方向の中央部に主に接触することとなる。

請求項２に記載のＯリングでは、比較的摩擦係数が小さい第２ゴム層が、２つの第１ゴム層の間に挟まれて積層され、厚さ方向の中央部に位置しているので、Ｏリングの厚さ方向の中央部と配管との間の摩擦による配管の削れを抑制することができる。

請求項３の発明は、請求項２に記載のＯリングにおいて、前記第２ゴム層は、前記第１ゴム層を含む全体の厚さの２０〜４０％を占めている。

ここで、第２ゴム層の厚さの割合の下限を２０％としたのは、これを下回ると、配管接続時に、比較的摩擦係数の大きい第１ゴム層が該配管に接触し易くなり、該配管とＯリングとの間に生ずる摩擦力が大きくなってしまうからである。また第２ゴム層の厚さの割合の上限を４０％としたのは、これを上回ると、第２ゴム層の材料価格が高い場合に、コストの抑制が難しくなるからである。

請求項３に記載のＯリングでは、全体の厚さに対する第２ゴム層の厚さの割合が適切に設定されているので、コストの増加を抑制しつつ、摩擦による配管の削れを抑制することができる。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のＯリングにおいて、前記第１ゴム層は、カーボン又はシリカが配合されたエチレン−プロピレン−ジエンゴムで構成され、前記第２ゴム層は、フッ素ゴムで構成される。

Ｏリングの全体が摩擦係数の比較的小さいフッ素ゴムで構成されていると、高価となる上、低温使用時におけるシール性の低下が懸念されるが、請求項４に記載のＯリングでは、第２ゴム層に比較的高価なフッ素ゴムを用い、第１ゴム層に比較的安価なエチレン−プロピレン−ジエンゴムを用いているので、コストの増加を抑制しつつ、低温使用時のシール性を確保することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のＯリングにおいて、前記第２ゴム層は、外周側及び内周側の双方に露出している。

請求項５に記載のＯリングでは、第２ゴム層が、外周側及び内周側の双方に露出しているので、配管が外周側に接触する使用形態と内周側に接触する使用形態の何れの使用形態においても、Ｏリングと配管との摩擦による該配管の削れが抑制される。このため、Ｏリングの汎用性を高めることができる。

請求項６の発明（Ｏリングの製造方法）は、摩擦係数の異なる複数種類のゴムをシート状に重ねて、第１ゴム層と該第１ゴム層よりも摩擦係数が小さい第２ゴム層とを有する積層体を構成し、該積層体をＯリング用の型に入れ、前記第２ゴム層が外周側及び内周側の少なくとも一方に露出するように成型する。

請求項６に記載のＯリングの製造方法では、簡易な手法で、第１ゴム層と第２ゴム層を有する複合素材のＯリングを得ることができる。

請求項７の発明は、請求項６に記載のＯリングの製造方法において、前記積層体を構成する際に、前記第２ゴム層を、２つの前記第１ゴム層の間に挟み、厚さ方向の中央部に配置する。

請求項７に記載のＯリングの製造方法では、積層体を構成する際に、比較的摩擦係数が小さい第２ゴム層を、２つの第１ゴム層の間に挟み、配管が主に接触する厚さ方向の中央部に配置するので、配管との間の摩擦を低減可能なＯリングを容易に得ることができる。

請求項８の発明は、請求項７に記載のＯリングの製造方法において、前記第２ゴム層の厚さを、前記第１ゴム層を含む全体の厚さの２０〜４０％とする。

請求項８に記載のＯリングの製造方法では、全体の厚さに対する第２ゴム層の厚さの割合を適切に設定することで、第２ゴム層の材料価格が高い場合でもコストの増加を抑制しつつ、摩擦による配管の削れを抑制可能なＯリングを得ることができる。

請求項９の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のＯリングの製造方法において、前記第１ゴム層を、カーボン又はシリカが配合されたエチレン−プロピレン−ジエンゴムで構成し、前記第２ゴム層を、フッ素ゴムで構成する。

請求項９に記載のＯリングの製造方法では、第２ゴム層に比較的高価なフッ素ゴムを用い、第１ゴム層に比較的安価なエチレン−プロピレン−ジエンゴムを用いることで、コストの増加を抑制しつつ、低温使用時のシール性を確保可能なＯリングを得ることができる。

請求項１０の発明は、請求項６〜請求項９の何れか１項に記載のＯリングの製造方法において、前記第２ゴム層を、外周側及び内周側の双方に露出させる。

請求項１０に記載のＯリングの製造方法では、第２ゴム層を、外周側及び内周側の双方に露出させるので、配管に対して内外周を夫々低摩擦で接触させることが可能な汎用性の高いＯリングを得ることができる。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のＯリングによれば、コストの増加を抑制しつつ、簡易な手法で摩擦による配管の削れを抑制できるようにすることができる、という優れた効果が得られる。

請求項２に記載のＯリングによれば、Ｏリングの厚さ方向の中央部と配管との間の摩擦による配管の削れを抑制することができる、という優れた効果が得られる。

請求項３に記載のＯリングによれば、コストの増加を抑制しつつ、摩擦による配管の削れを抑制することができる、という優れた効果が得られる。

請求項４に記載のＯリングによれば、コストの増加を抑制しつつ、低温使用時のシール性を確保することができる、という優れた効果が得られる。

請求項５に記載のＯリングによれば、Ｏリングの汎用性が高めることができる、という優れた効果が得られる。

請求項６に記載のＯリングの製造方法によれば、簡易な手法で、第１ゴム層と第２ゴム層を有する複合素材のＯリングを製造することができる、という優れた効果が得られる。

請求項７に記載のＯリングの製造方法によれば、配管との間の摩擦を低減可能なＯリングを容易に得ることができる、という優れた効果が得られる。

請求項８に記載のＯリングの製造方法によれば、第２ゴム層の材料価格が高い場合でもコストの増加を抑制しつつ、摩擦による配管の削れを抑制可能なＯリングを得ることができる、という優れた効果が得られる。

請求項９に記載のＯリングの製造方法によれば、コストの増加を抑制しつつ、低温使用時のシール性を確保可能なＯリングを得ることができる、という優れた効果が得られる。

請求項１０に記載のＯリングの製造方法によれば、配管に対して内外周を夫々低摩擦で接触させることが可能な汎用性の高いＯリングを得ることができる、という優れた効果が得られる。

Ｏリングを示す断面図である。 積層体の製造工程を示す断面図である。 Ｏリングを、１組の配管の間に配置した状態を示す断面図である 積層体と、上型及び下型を示す断面図である。 上型及び下型により、積層体を切り抜いて成型している状態を示す断面図である。 Ｏリングと、該Ｏリングが切り抜かれた積層体及びシート片と、上型及び下型を示す要部分解斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１，図２において、本実施の形態に係るＯリング１０は、第１ゴム層１１と、第２ゴム層１２と、を有している。

第１ゴム層１１は、カーボン又はシリカが配合されたエチレン−プロピレン−ジエンゴム（以下、「ＥＰＤＭ」という。）で構成されている。

第２ゴム層１２は、該第１ゴム層１１よりも摩擦係数が小さく、該第１ゴム層１１に対して厚さ方向に積層されると共に、外周側及び内周側の少なくとも一方に露出している。本実施形態では、第２ゴム層１２は、２つの第１ゴム層１１の間に挟まれて積層され、厚さ方向の中央部に位置している。また第２ゴム層１２は、Ｏリング１０の外周側及び内周側の双方に露出している。具体的には、第２ゴム層１２は、第１ゴム層１１を含むＯリング１０の全体の厚さＴの２０〜４０％を占めている。第２ゴム層１２の厚さをｔとすると、ｔ＝（０．２〜０．４）Ｔである。

ここで、第２ゴム層１２の厚さｔの割合の下限を全体の厚さＴの２０％としたのは、これを下回ると、配管接続時に、比較的摩擦係数の大きい第１ゴム層１１が該配管に接触し易くなり、該配管１８，１９（図３）とＯリング１０との間に生ずる摩擦力が大きくなってしまうからである。また第２ゴム層１２の厚さの割合の上限を全体の厚さＴの４０％としたのは、これを上回ると、第２ゴム層１２の材料価格が高い場合に、コストの抑制が難しくなるからである。本実施形態では、第２ゴム層１２がＥＰＤＭよりも高価な例えばフッ素ゴムで構成されている。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図３において、本実施形態に係るＯリング１０は、例えば径の異なる２種の配管１８，１９の間に使用される。配管１８，１９の一方は管継手に相当し、他方は該管継手に接続される管に相当する。Ｏリング１０は断面円形（Ｏ形）に構成されており、厚さ方向の中央部において内径が最小となり、外径が最大となる。従って、配管１８，１９を接続した状態においては、該配管１８はＯリング１０の中央部の内周側に主に接触し、配管１９は同じく外周側に主に接触することとなる。

Ｏリング１０は、第１ゴム層１１と第２ゴム層１２とが厚さ方向に積層され、該第２ゴム層１２は、第１ゴム層１１よりも摩擦係数が小さく構成され、外周側及び内周側の少なくとも一方に露出している。具体的には、第２ゴム層１２が、２つの第１ゴム層１１の間に挟まれて積層され、厚さ方向の中央部に位置し、かつ外周側及び内周側の双方に露出している。即ち、配管１８，１９には、主に第２ゴム層１２が接触することとなる。従って、簡易な手法で、Ｏリング１０に対して配管１８，１９を回転させた際に生じる、該Ｏリング１０の厚さ方向の中央部と配管１８，１９との間に生じる摩擦力を低減し、該配管１８，１９の双方の削れを抑制することができる。Ｏリング１０は、第２ゴム層１２が外周側及び内周側の双方に露出しているので、汎用性が高い。

Ｏリング１０の全体が摩擦係数の比較的小さいフッ素ゴムで構成されていると、高価となる上、低温使用時におけるシール性の低下が懸念されるが、Ｏリング１０では、第２ゴム層１２に比較的高価なフッ素ゴムを用い、第１ゴム層１１に比較的安価なＥＰＤＭを用いているので、コストの増加を抑制しつつ、低温使用時のシール性を確保することができる。特にＯリング１０の全体の厚さＴに対する第２ゴム層１２の厚さｔ（図１）の割合が適切に設定されているので、コストの増加をより一層抑制することができる。

（Ｏリングの製造方法）
Ｏリング１０を製造する際には、図２に示されるように、摩擦係数の異なる複数種類のゴムを、シート状に重ねて、矢印Ｒ方向に回転する例えば一対のロール１６間で厚さを均一に整えながら、第１ゴム層１１と該第１ゴム層１１よりも摩擦係数が小さい第２ゴム層１２とを有する積層体１４を構成する。この際、第１ゴム層１１を、カーボン又はシリカが配合されたＥＰＤＭで構成し、第２ゴム層１２を、フッ素ゴムで構成する。図示の例では、第２ゴム層１２を、２つの第１ゴム層１１の間に挟み、厚さ方向の中央部に配置する。また第２ゴム層１２の厚さを、第１ゴム層１１を含む全体の厚さの２０〜４０％とする。なお、第１ゴム層１１と第２ゴム層１２との境界に接着剤（図示せず）を塗布してもよい。

図４から図６に示されるように、この積層体１４をＯリング１０用の型の一例たる上型２０及び下型２２に入れ、第２ゴム層１２が外周側及び内周側の少なくとも一方に露出するように成型する。本実施形態では、第２ゴム層１２を、外周側及び内周側の双方に露出させる。

具体的には、図４，図６に示されるように、上型２０には、Ｏリング１０の外径よりも大きな外径を有し、かつＯリング１０の内径よりも小さな内径を有する堤部２０Ａが突出形成され、該堤部２０Ａに沿って、Ｏリング１０の略半断面に対応した断面半円形の凹部２０Ｂが形成されている。下型２２にも、同様の堤部２２Ａ及び凹部２２Ｂが形成されている。

この上型２０を矢印Ｄ方向に移動させると共に、下型２２を矢印Ｕ方向に移動させ、図５に示されるように、該上型２０と下型２２とを重ね合わせることで、上型２０の堤部２０Ａのエッジ２０Ｃと、下型２２の堤部２２Ａのエッジ２２Ｃとが積層体１４に食い込み、該積層体１４を円環状に切り抜く。この際、上型２０の堤部２０Ａのエッジ２０Ｃが、下型２２の堤部２２Ａのエッジ２２Ｃの内側に入り込むことで、せん断力が効率的に生じるようになっている。

そして凹部２０Ｂ，２２Ｂ内のゴムを加圧及び加熱して加硫することで、Ｏリング１０を成型する。図６に示されるように、上型２０及び下型２２を互いに離間させることで、Ｏリング１０が得られる。積層体１４のうちＯリング１０となる領域の内側に位置する部分は、島状に残されて円形のシート片２４となる。なお図６では、上型２０のみが下側からの視点で描かれ、他の部分は上側からの視点で描かれている。

このように、本実施形態に係るＯリングの製造方法によれば、シート状の積層体１４を円環状に切り抜きつつ加硫成型するという簡易な手法で、第１ゴム層１１と第２ゴム層１２を有する複合素材のＯリング１０を容易に得ることができる。特に積層体１４を構成する際に、比較的摩擦係数が小さい第２ゴム層１２を、２つの第１ゴム層１１の間に挟み、配管１８，１９が主に接触する厚さ方向の中央部に配置するので、配管１８，１９との間の摩擦を低減可能なＯリング１０を容易に得ることができる。

またＯリング１０の全体の厚さＴに対する第２ゴム層１２の厚さｔの割合を適切に設定することで、第２ゴム層１２の材料価格が高い場合でもコストの増加を抑制しつつ、摩擦による配管１８，１９の削れを抑制可能なＯリング１０を得ることができる。

更に、第２ゴム層１２に比較的高価なフッ素ゴムを用い、第１ゴム層１１に比較的安価なＥＰＤＭを用いることで、コストの増加を抑制しつつ、低温使用時のシール性を確保可能なＯリング１０を得ることができる。

そして、第２ゴム層１２を、外周側及び内周側の双方に露出させることで、配管１８，１９に対して内外周を夫々低摩擦で接触させることが可能な汎用性の高いＯリング１０を得ることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、Ｏリング１０が、第２ゴム層１２が２つの第１ゴム層１１の間に挟まれて積層された３層構造であるものとしたが、２層構造や、４層以上の構成であってもよい。但し、第１ゴム層１１が配管と接触する領域は、できるだけ少なくなるようにすることが望ましい。

第２ゴム層１２の厚さｔが、第１ゴム層１１を含むＯリング１０の全体の厚さＴの２０〜４０％であるものとしたが、必ずしもこのような厚さの割合でなくてもよい。

第１ゴム層１１を、カーボン又はシリカが配合されたＥＰＤＭで構成し、第２ゴム層１２をフッ素ゴムで構成するものとしたが、第１ゴム層１１及び第２ゴム層１２の材質はこれらに限られるものではない。

Ｏリング１０を成型するための型の一例として上型２０及び下型２２を挙げたが、型はこれに限られるものではない。

１０ Ｏリング
１１ 第１ゴム層
１２ 第２ゴム層
１４ 積層体
２０ 上型（型）
２２ 下型（型）
Ｔ 全体の厚さ
ｔ 第２ゴム層の厚さ

Claims (10)

1. 第１ゴム層と、
   該第１ゴム層よりも摩擦係数が小さく、該第１ゴム層に対して厚さ方向に積層されると共に、外周側及び内周側の少なくとも一方に露出した第２ゴム層と、
   を有するＯリング。
2. 前記第２ゴム層は、２つの前記第１ゴム層の間に挟まれて積層され、厚さ方向の中央部に位置している請求項１に記載のＯリング。
3. 前記第２ゴム層は、前記第１ゴム層を含む全体の厚さの２０〜４０％を占めている請求項２に記載のＯリング。
4. 前記第１ゴム層は、カーボン又はシリカが配合されたエチレン−プロピレン−ジエンゴムで構成され、
   前記第２ゴム層は、フッ素ゴムで構成される請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のＯリング。
5. 前記第２ゴム層は、外周側及び内周側の双方に露出している請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のＯリング。
6. 摩擦係数の異なる複数種類のゴムをシート状に重ねて、第１ゴム層と該第１ゴム層よりも摩擦係数が小さい第２ゴム層とを有する積層体を構成し、該積層体をＯリング用の型に入れ、前記第２ゴム層が外周側及び内周側の少なくとも一方に露出するように成型するＯリングの製造方法。
7. 前記積層体を構成する際に、前記第２ゴム層を、２つの前記第１ゴム層の間に挟み、厚さ方向の中央部に配置する請求項６に記載のＯリングの製造方法。
8. 前記第２ゴム層の厚さを、前記第１ゴム層を含む全体の厚さの２０〜４０％とする請求項７に記載のＯリングの製造方法。
9. 前記第１ゴム層を、カーボン又はシリカが配合されたエチレン−プロピレン−ジエンゴムで構成し、
   前記第２ゴム層を、フッ素ゴムで構成する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のＯリングの製造方法。
10. 前記第２ゴム層を、外周側及び内周側の双方に露出させる請求項６〜請求項９の何れか１項に記載のＯリングの製造方法。

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