JP3500932B2 - カット部を有するシールリングの成形金型及び成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カット部を有する
シールリングの成形金型及び成形方法に関し、シールリ
ングのカット部の成形品質を向上させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、軸孔と軸との間の環状隙間を
密封するために、樹脂材料による円環状のシールリング
が使用されている。図６は、この種のシールリング１０
１を軸１０２に設けた溝１０２ａに嵌め込み、ハウジン
グ１０３の軸孔１０３ａの内周面と軸１０２の外周面の
間の環状隙間１０４を密封している状態を説明する要部
断面図（軸方向に切断した図）である。

【０００３】このシールリング１０１は、密封側Ｍに収
納されている密封流体が大気側Ｏに漏出することを防止
することを主たる目的とするものであり、この図のよう
にシールリング単体で使用される他に、不図示のＯリン
グ等の密封手段や密封装置等と組合せてより高度な密封
性を発揮させる場合もある。

【０００４】シールリングを溝１０２ａに嵌め込む際に
は、シールリング１０１の材料が所定の弾性を備えた樹
脂である場合には、ゴム状弾性体のＯリングと同じよう
にある程度の伸縮性があるので、一旦軸１０２の直径と
同じか多少大きい直径となるように拡径し、軸１０２の
表面を滑らせて溝１０２ａまで移動させ、その位置で縮
径させることにより嵌め込むことが可能である。

【０００５】しかし、弾性の小さい樹脂によるシールリ
ングの場合には、拡径させると割れてしまったり、元の
寸法に戻らず拡径したままとなる等の不具合が発生して
しまう場合があり、図７（ａ）に示されるようにカット
部１０１ａを設け、シールリングを拡径方向に一旦撓ま
せて嵌め込むことが行なわれている。

【０００６】カット部１０１ａの形状は種々提案されて
いるが、図７（ｂ）のものはシールリングの径方向に平
行な切断面となるストレートカット１０１ｂであり、図
７（ｃ）のものはシールリングの径方向から斜めの切断
面となるバイアスカット１０１ｃである。

【０００７】ストレートカットとバイアスカットは、単
にシールリングに直線状の切れ込みを入れるだけで設け
ることが可能であり製作も容易であるが、図７（ｄ）に
示されるようなステップカット１０１ｄや図７（ｅ）に
示される特殊ステップカット１０１ｆは切断面（接合
面）の形状が複雑であり、機械加工では製作に時間がか
かることから、射出成形によりシールリングを製作して
いる。図７（ｆ）は、図７（ｅ）のＤ１０１部の拡大図
である。

【０００８】尚、カット形状に関しては、漏れ量の温度
変化及び圧力変化に対する特性がそれぞれ異なるので、
耐久性やコスト等その他のファクターも考慮しつつ要求
特性を満足させる形状を適宜採用することが行なわれて
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図８は、カット部に特
殊ステップカット１０１ｅを有するシールリング１１０
の従来の射出成形金型と成形方法を説明する成形品の図
であり、不図示の成形型のキャビィティ形状を理解する
ことができる。

【００１０】シールリング１１０は、カット部をわずか
に開いた状態で成形される。スプール１２１はシールリ
ング１１０の中央に位置しており、シールリング１１０
のカット部の反対側へ向けて延びるランナ１２２、及び
ランナ１２２とシールリング１１０の接続部であるゲー
ト部１２３が設けられている（型開き面にゲート部の設
けられたサイドゲート方式）。

【００１１】しかしながら、このような構成の成形型及
び成形方法によりシールリング１１０を成形すると、ゲ
ート部１２３に対してキャビィティの末端部に位置する
特殊ステップカット１０１ｅの部位は、モールドフロー
の圧力損失により充填圧力が低下し易く、特に細い形状
となっている先端突起部は、成形後の収縮が大きくヒケ
（凹み）が発生したり、形状不良（湯廻り不足等）とな
る問題が発生する懸念があった。

【００１２】図９は、このような成形時の問題が発生し
たシールリング１１０の状態を説明する図であり、図９
（ａ）は両側の特殊ステップカット１０１ｅが合わさっ
ている状態を透視図で表わしている。Ｃ１，Ｃ２は特殊
ステップカット１０１ｅの重なり部の断面である。

【００１３】図９（ｂ），（ｃ）は、断面Ｃ１，Ｃ２に
おける先端突起部１３１ａ，１３１ｂにヒケＳが生じた
状態の断面図であり、図９（ｄ），（ｅ）は、断面Ｃ
１，Ｃ２における先端突起部１３１ｃ，１３１ｄに形状
不良Ｄが発生した状態の断面図である。

【００１４】このような成形不良のシールリングを使用
すると、各断面Ｃ１，Ｃ２に隙間Ｓ１，Ｓ２が発生して
流路となってしまい、密封流体の漏れ量が増加してしま
うという問題が発生する。

【００１５】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、特殊な
形状のカット部を有するシールリングの、カット部の成
形品質を向上することを可能とする成形金型及び成形方
法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、カット部を有するシールリングを
成形品として成形するためのキャビティと、前記キャビ
ティのカット部近傍の両端部のそれぞれに配置された一
対のゲート部と、前記キャビティ内に射出された溶融材
料のウェルド部に、前記キャビティからウェルド部の溶
融材料を排出させるためのタブと、を設けたことを特徴
とする。

【００１７】この構成の成形金型によると、キャビティ
内のカット部へ供給される溶融材料の圧力損失を低減す
ることができ、カット部の成形品質を向上させることが
できる。また、シールリングのカット部の反対側に発生
するウェルド部における溶融材料が、キャビティ内から
排出されることにより、流れの先端部が突き合わさり接
合状態となったウェルド部が成形品に存在することを防
止する。

【００１８】また、Ｃ形状とした前記キャビティの内側
領域に配置されたスプール部と、前記一対のゲート部と
スプール部とを接続するランナ部と、前記キャビティの
内側領域に配置されたタブと、を備えると共に、前記タ
ブは成形金型の型開き時に成形品を残す側の金型により
保持されるためのアンダーカット形状を備えることも好
適である。

【００１９】このような金型構成とすることにより、成
形金型の型開き時に成形品を残す側の金型に成形品を安
定して保持することができる。

【００２０】さらに、前記キャビティの内周壁面側のパ
ーティングラインを、該内周壁面の型開き方向の中央部
よりも成形金型の型開き時に成形品を離型させる金型側
に位置させることも好適である。

【００２１】これにより、キャビティの内周壁面は成形
金型の型開き時に成形品を残す側の金型に、より多く存
在する。そして、成形に伴いシールリングが収縮してキ
ャビティの内周壁面に張り付くことを利用して、成形金
型の型開き時に成形品を残す側の金型に成形品をより安
定して保持することができる。

【００２２】またさらに、前記成形品を離型させる金型
側に位置する第１のパーティングラインは、前記一対の
ゲート部よりもタブ側のキャビティの内周壁面に対して
形成され、前記一対のゲート部に挟まれるカット部側の
キャビティの内周壁面に対して形成される第２のパーテ
ィングラインは、該内周壁面の型開き方向の中央部に位
置し、前記第１のパーティングラインと第２のパーティ
ングラインを接続するステップ部の金型の合わせ面に周
方向の隙間を設け、この隙間を前記ゲート部とすること
も好適である。

【００２３】これにより、第１及び第２のパーティング
ラインの段差を解消するステップ部の型開き方向のカジ
リとバリの発生を抑えることができる。

【００２４】また、カット部を有するシールリングの成
形方法は、上記記載の成形金型を用いて、該成形金型の
一対のゲート部から溶融材料をキャビティ内に射出する
と共に、前記タブによりキャビティ内のウェルド部の溶
融材料を該キャビティから排出することを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１は、第１の実施の形態における、
カット部に図７（ｅ），（ｆ）に示されたものと同様の
特殊ステップカットを有するシールリング１を射出成形
するための金型及び成形方法を説明するための成形品Ｗ
（ランナやゲート等の製品以外の部分を含む）の図であ
り、不図示の成形金型の構成を理解することができる。

【００２６】シールリング１は、カット部１ａ，１ｂを
わずかに開いた状態で成形される。溶融樹脂材料を金型
のキャビィティへと導くスプール２１は略Ｃ形状のシー
ルリング１の内側領域に位置しており、シールリング１
のカット部１ａ，１ｂの近傍へ向けて延びるランナ２
２，２３、及びランナ２２，２３とシールリング１の接
続部であるゲート部２４，２５が設けられている。

【００２７】また、ゲート部２４，２５から射出された
溶融樹脂材料の流れの先端部が突き合わさるウェルド部
２６には、キャビィティからウェルド部２６の溶融樹脂
材料を排出させるためのタブ２７（キャビィティに連結
された空洞部）がシールリング１の内側領域に配置され
ている。

【００２８】図２は、図１のＣ３断面図であり、ウェル
ド部２６の断面構成を説明する図である。成形金型は型
開き面ＰＬ（パーティングライン）を境界として図にお
いて上側が固定型３１であり、下側が可動型３２であ
る。

【００２９】シールリング１は、成形金型が型開きした
状態で可動型３２側に保持される必要があり、シールリ
ング１自体の形状や型開き面ＰＬの位置にかかわらず、
タブ２７に設けたアンダーカットとなる側面２７ａ，２
７ｂがタブ２７を可動型３２に保持することでシールリ
ング１のウェルド部２６も可動型３２に保持することが
可能となり、固定型３１からの離型性を向上してシール
リング１の変形を抑える。

【００３０】尚、ランナ２２，２３にも同じようなアン
ダーカットを設けることで、シールリング１のカット部
１ａ，１ｂ側の変形を抑えることも可能である。

【００３１】また、図示されない押し出しピンは、成形
品のみならずタブ２７やランナ２２，２３の所定部位を
に当接するように配置することも適宜行なわれる。

【００３２】図３は、ウェルド部の溶融樹脂材料の流動
状態を示し、図３（ａ）は本発明の実施の形態のタブ２
７を設けたウェルド部２６を示す図であり、図３（ｂ）
はタブ２７を備えない構成におけるウェルド部を示した
図である。

【００３３】一般的に、ウェルドの種類としては、流動
が止まるブットウェルド（Butt-Weld ）と連続的にウェ
ルドラインの形成されるストリーミングウェルド（stre
aming-Weld）の２種類があり、図３においては、（ａ）
がストリーミングウェルドであり、（ｂ）がブットウェ
ルドとなっている。

【００３４】図３（ｂ）のブットウェルドは、ウェルド
ラインＬ２（合流面）の周囲に向かう流れや圧力集中に
より、窪みや盛り上がりの発生により形状寸法が変化し
たり、また、ウェルドラインＬ２の部分の強度の低下が
予想される。

【００３５】これに対して、図３（ａ）のストリーミン
グウェルドでは、ウェルドラインＬ１がタブ２７に向か
って連続的に形成されるのでブットウェルドのウェルド
ラインＬ２よりも強度的に優れ、形状寸法の変化もブッ
トウェルドよりも減少させることが可能となる。

【００３６】従って、シールリング１のカット部１ａ，
１ｂ近傍の両端部に対して１対のゲート部２４，２５を
備えることにより、キャビティ内のカット部１ａ，１ｂ
へ供給される溶融材料の圧力損失を低減することがで
き、カット部１ａ，１ｂの成形品質を向上させることが
できる。

【００３７】また、シールリング１のカット部１ａ，１
ｂの反対側に発生するウェルド部２６の位置にタブ２７
を備えることにより、ウェルド部２６をストリーミング
ウェルドとすることができ、ウェルド部２６の形状寸法
の安定化と強度アップを達成することが可能となる。
尚、タブ２７が備えられていない、単に多点ゲート方式
の成形方法では、ウェルド部２６の成形品質の向上は望
めない。

【００３８】尚、特殊ステップカットの形状は、図７
（ｅ），（ｆ）の形状に限定するものではなく、その他
の形状にも本願発明を適用することは可能である。シー
ルリングの材料に関しては、特に言及しなかったが、例
えば熱可塑性のポリアミド樹脂を用いることができる。

【００３９】また、成形金型は本実施の形態では、射出
成形を対象として説明をおこなったが、本願発明による
ゲート部及びタブの配置構成を、他の成形方法の成形金
型に適用することも可能である。

【００４０】（実施の形態２）第１の実施の形態では、
シールリング１の内周壁面１ｃ側のパーティングライン
ＰＬを、図２に示されるように型開き方向の中央部に位
置させている。これは、カット部１ａ，１ｂの部分にお
いて型開き方向の中央部に位置する面があることより
（図９参照）、この面の位置をパーティングラインとす
ることが一般的な型構成の形態となり、金型の製作も簡
単となるので都合が良いことを理由としていた。

【００４１】図４は第１の実施の形態で説明した金型の
パーティングラインＰＬの状態を詳細に説明する図であ
り、図４（ａ）は成形品Ｗの図、図４（ｂ）は成形品Ｗ
のＣ４−Ｃ４切断面に対応する金型の端面形状を説明す
る図、図４（ｃ）は成形品ＷのＤ１部の切断面Ｃ５〜Ｃ
１０に対応する金型の断面を説明する図、図４（ｄ）は
図４（ｃ）のＣ１１−Ｃ１１切断面に対応する金型の断
面図である。

【００４２】図４（ｂ）及び図４（ｃ）のＣ５，Ｃ１０
断面で示されるように、タブ２７からゲート部２４，２
５までの領域（カット部１ａ，１ｂ除く領域）における
パーティングラインＰＬは、シールリング１の外周側で
は可動型３２側の端面位置にあり、シールリング１の内
周側では型開き方向の中央部に位置している。

【００４３】また、カット部の領域では、図４（ｃ）の
Ｃ６〜Ｃ９断面で示されるように、シールリング１の内
周側では型開き方向の中央部に位置しており、カット部
１ａの外周側では型開き方向の中央部（Ｃ６，Ｃ７）、
カット部１ｂの外周側では可動型３２側の端面位置（Ｃ
８，Ｃ９）となっている。

【００４４】図４（ｄ）はゲート部２４とパーティング
ラインＰＬの位置関係を示しており、パーティングライ
ンＰＬはちょうどゲート部２４の開き方向の中央に位置
している。

【００４５】従って、キャビィティ内に射出成形された
シールリング１は、樹脂が型内で固化する際の収縮挙動
によりシールリング１の内周壁面１ｃ（図４（ａ）参
照）が、固定型３１及び可動型３２の両方のキャビィテ
ィの内周に張り付いてしまうことになる。

【００４６】このような状態で型開きを行なうと、その
際に可動型３２と共に型開き方向に移動すべきシールリ
ング１に対して、固定型３１に張り付いている部分が固
定型３１に残ろうとする力が働き、シールリング１を変
形させてしまうという問題が懸念される。

【００４７】この問題を解消するために、第２の実施の
形態における成形金型は、キャビィティの内周壁面のパ
ーティングラインを図５に示されるような位置に設定し
ている。

【００４８】図５（ａ）は、図４（ｂ）と同じように図
４（ａ）の成形品ＷのＣ４−Ｃ４切断面に対応する第２
の実施の形態の成形金型の端面形状を説明する図、図５
（ｂ）は同様に成形品ＷのＤ１部の切断面Ｃ１２〜Ｃ１
７に対応する第２の実施の形態の成形金型の断面を説明
する図、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＣ１８−Ｃ１８切断
面に対応する第２の実施の形態の成形金型の断面図であ
る。

【００４９】図５において、第１の実施の形態と同様の
構成には同じ符号が付されいる。

【００５０】第２の実施の形態の成形金型においては、
シールリング１の外周側のパーティングラインＰＬは、
第１の実施の形態のものと同じ位置に設けられている。

【００５１】しかし、シールリング１の内周壁面１ｃ側
のパーティングラインＰＬ１（第１のパーティングライ
ン）は、図５（ａ）及び図５（ｂ）のＣ１２，Ｃ１７断
面で示されるように、シールリング１の内周壁面１ｃの
中央部よりも型開き時にシールリング１を離型させる固
定型３１側に位置している。

【００５２】パーティングラインＰＬ１の周方向領域
は、タブ２７からゲート部２４，２５までの領域（斜線
で示される領域）に形成されている。

【００５３】また、カット部におけるシールリング１の
内周側のパーティングラインＰＬ２は、図５（ｂ）のＣ
１３〜Ｃ１７断面で示されるように、シールリング１の
型開き方向の中央部に位置している。尚、この位置は第
１の実施の形態と同じ位置であり、型開き面における周
方向の領域は網目の斜線で示される領域に形成されてい
る。

【００５４】従って、パーティングラインＰＬ１とＰＬ
２は、型開き方向に段差が存在することになり、段差を
解消するためにステップ部を設ける必要があるが、図５
（ｃ）に示されるように、固定型３１と可動型３２のス
テップ部ＳＴの金型の合わせ面に周方向の隙間Ｇ１を設
け、この隙間Ｇ１をゲート部２４としている。

【００５５】このような構成とすることにより、キャビ
ティの内周壁面は可動型３２に、より多く存在すること
になり、成形に伴いシールリング１が収縮してキャビテ
ィの内周壁面に張り付くことを利用して、型開き時にシ
ールリング１を可動型３２により安定して保持すること
が可能となり、シールリング１の変形を防止している。

【００５６】また、ゲート部２４，２５にパーティング
ラインのステップ部ＳＴを位置させることにより、ステ
ップ部ＳＴの型開き方向のカジリとバリの発生を抑える
ことができる。

【００５７】

【発明の効果】本発明によると、キャビティ内のカット
部へ供給される溶融材料の圧力損失を低減することがで
き、カット部の成形品質を向上させることができる。

【００５８】また、シールリングのカット部の反対側に
発生するウェルド部の形状寸法の安定化と強度アップを
達成することが可能となる。

【００５９】タブにアンダーカット形状を備えること、
あるいはパーティングラインの位置を特定することによ
り、成形金型の型開き時の成形品の保持及び離型が確実
に行なわれ、シールリングの変形を抑えることができ
る。

【００６０】ゲート部にパーティングラインのステップ
部を位置させることにより、ステップ部の型開き方向の
カジリとバリの発生を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施の形態に係るシールリングの成形品
の図。

【図２】図２は図１のＣ３断面図であり、タブ近傍の断
面形状を示す図。

【図３】図３はウェルド部の溶融樹脂材料の流動状態を
示す図。

【図４】図４は第１の実施の形態の成形型のパーティン
グラインを説明する図

【図５】図５は第２の実施の形態の成形型のパーティン
グラインを説明する図

【図６】図６はシールリングの使用形態を示す断面構成
説明図。

【図７】図７はシールリングの図。

【図８】図８はカット部を備えたシールリングの従来の
成形方法を説明する図。

【図９】図９は従来の成形方法における特殊ステップカ
ットを備えたシールリングの成形不良を説明する図。

【符号の説明】

１ シールリング １ａ，１ｂ カット部 １ｃ 内周壁面 ２１ スプール ２２，２３ ランナ ２４，２５ ゲート部 ２６ ウェルド部 ２７ タブ ２７ａ，２７ｂ 側面 ３１ 固定型 ３２ 可動型 Ｗ 成形品 ＰＬ，ＰＬ１，ＰＬ２ パーティングライン（型開き
面）

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カット部を有するシールリングを成形品
   として成形するためのキャビティと、 前記キャビティのカット部近傍の両端部のそれぞれに配
   置された一対のゲート部と、 前記キャビティ内に射出された溶融材料のウェルド部
   に、前記キャビティからウェルド部の溶融材料を排出さ
   せるためのタブと、 を設けたことを特徴とするカット部を有するシールリン
   グの成形金型。
2. 【請求項２】 Ｃ形状とした前記キャビティの内側領域
   に配置されたスプール部と、 前記一対のゲート部とスプール部とを接続するランナ部
   と、 前記キャビティの内側領域に配置されたタブと、 を備えると共に、前記タブは成形金型の型開き時に成形
   品を残す側の金型により保持されるためのアンダーカッ
   ト形状を備えることを特徴とする請求項１に記載のカッ
   ト部を有するシールリングの成形金型。
3. 【請求項３】 前記キャビティの内周壁面側のパーティ
   ングラインを、該内周壁面の型開き方向の中央部よりも
   成形金型の型開き時に成形品を離型させる金型側に位置
   させることを特徴とする請求項１または２に記載のカッ
   ト部を有するシールリングの成形金型。
4. 【請求項４】 前記成形品を離型させる金型側に位置す
   る第１のパーティングラインは、前記一対のゲート部よ
   りもタブ側のキャビティの内周壁面に対して形成され、 前記一対のゲート部に挟まれるカット部側のキャビティ
   の内周壁面に対して形成される第２のパーティングライ
   ンは、該内周壁面の型開き方向の中央部に位置し、 前記第１のパーティングラインと第２のパーティングラ
   インを接続するステップ部の金型の合わせ面に周方向の
   隙間を設け、この隙間を前記ゲート部とすることを特徴
   とする請求項３に記載のカット部を有するシールリング
   の成形金型。
5. 【請求項５】 請求項１，２，３または４のいずれかに
   記載の成形金型を用いて、該成形金型の一対のゲート部
   から溶融材料をキャビティ内に射出すると共に、前記タ
   ブによりキャビティ内のウェルド部の溶融材料を該キャ
   ビティから排出することを特徴とするカット部を有する
   シールリングの成形方法。