JP5176735B2 - シールリングの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、硬質の樹脂材にゴム材などの軟質材が一体成形されたシールリングの製造方法に関するものである。

従来、回転用シールとして、樹脂材料からなる単体のシールリングや、樹脂材料からなるシールリングとゴム材料からなるシールリングとを組み合わせたものが知られている。後者の場合には、両者を別体として組み合わせたタイプと両者を一体成形によって接合させたタイプがある。

樹脂材料からなる単体のシールリングの場合、一般的に、油圧を利用して、摺動部分のシール性を高めるように用いられるため、外周側で摺動させる用途にしか適用することができない。また、樹脂材料からなるシールリングとゴム材料からなるシールリングを別体として組み合わせるタイプの場合には、高回転などの環境下で用いられる場合に、両者の間で摺動が生じてしまい、安定的なシール性が得られない場合がある。そのため、樹脂材料からなるシールリングとゴム材料からなるシールリングを一体成形によって接合させたタイプのものが、広い用途で用いられている。

ここで、このタイプのものにおいて、樹脂材料からなるシールリングの摺動側の表面に、摺動性を高めるために、油を保持するための環状溝を設けたものが知られている。この環状溝は、一体成形後に、バイト（刃物）による切削加工によって形成される。この点について、図７を参照して説明する。図７は従来例に係るシールリングの製造方法を説明する説明図である。

上記の通り、このシールリング１００は、樹脂材料からなるシールリング（以下、樹脂リング１２０と称する）とゴム材料からなるシールリング（以下、ゴムリング１３０と称する）を一体成形によって接合させたものである。

従来例に係る製造方法の場合、まず、樹脂材料からなるリング状部材を成形する。そして、このリング状部材を金型内に配置して、金型内のキャビティに溶融状態にあるゴム材料を流し込み、リング状部材にゴムリング１３０を一体成形によって接合させる。なお、リング状部材におけるゴムリング１３０との接合面には、予め接着剤を塗布しておく。

このようにして一体成形されたものを、治具２００に配置する（図７参照）。なお、治具２００は、円板部２０１と円筒部２０２とを有する構成である。そして、バイト３００によって、リング状部材の内周に切削加工を施すことで、環状溝１２１を形成する。

以上のようにして、環状溝１２１が形成された樹脂リング１２０と、ゴムリング１３０とが一体成形によって接合されたシールリング１００が得られる。

ここで、環状溝１２１を形成する際には、リング状部材の内周面に対して、バイト３００を外周側に向かって押し付けるようにして切削を行う。そのため、弾性体であるゴムリング１３０は、治具２００の円筒部２０２の内周面と樹脂リング１２０との間に挟みこまれて変形してしまう。

このように、リング状部材に切削加工を施す際に、ゴムリング１３０が変形してしまうことから、環状溝１２１の寸法精度を高くするのが難しいという問題があった。また、こ
れに伴い、シール性が不安定となり、製品の不良率も高くなってしまっていた。

なお、関連する技術としては、特許文献１，２に開示されたものがある。
特開平３−２３４９７７号公報 実公昭６３−２６５９８号公報

本発明の目的は、製品の寸法精度の向上を図ったシールリングの製造方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のシールリングの製造方法は、硬質の樹脂材料からなる第１リングと、
第１リングに一体成形により接合される軟質材料からなる第２リングと、
を備え、
第１リングにおける第２リングとの接合面の裏側の面には切削加工が施されているシールリングの製造方法において、
硬質の樹脂材料からなるリング状部材を成形する工程と、
該リング状部材に切削加工を施して第１リングを形成する工程と、
第１リングを金型内に配置して、金型内のキャビティに溶融状態にある軟質材料を流し込み、第１リングに第２リングを一体成形によって接合させる工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、硬質の樹脂材料からなるリング状部材（軟質材料からなる第２リングが一体成形により接合される前のリング状部材）に対して切削加工を施すため、切削加工の加工精度が低下してしまうことはない。従って、第１リングにおける第２リングとの接合面の裏側の面に切削加工が施されるシールリングであっても、切削加工により得られる部分の寸法精度を高くすることができる。

ここで、第１リングに施される切削加工部は断面が半円形の環状溝であり、
前記金型には、該環状溝が嵌まる、断面が半円形の環状凸部を設け、かつ該環状凸部の両側の周面と該環状凸部との接続面を湾曲面によって構成しておき、
第１リングに第２リングを一体成形により接合する工程によって、第１リングにおける前記環状溝の両側の周面と該環状溝との接続部分を湾曲面形状にするとよい。

こうすることで、環状溝の両側の周面と環状溝との接続部分を湾曲面形状にしたい場合に、切削加工によって湾曲面を形成しなくても、成形時に当該湾曲面を形成することができる。

以上説明したように、本発明によれば、製品の寸法精度の向上を図ることができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図６を参照して、本発明の実施例に係るシールリングの製造方法について説明する。

＜シールリング＞
図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係る製造方法によって製造されるシールリングについて説明する。図１は本発明の実施例に係るシールリングの模式的断面図である。図２は本発明の実施例に係るシールリングの適用例を示す模式的断面図である。

図示のように、本実施例に係るシールリング１０は、硬質の樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂））からなる第１リング２０と、第１リング２０に一体成形により接合される第２リング３０とから構成される。ここで、第２リング３０はゴム材料により構成される。また、本実施例においては、第１リング２０の外周面全面と第２リング３０の内周面全面が接合されている（図中、接合面Ｔ参照）。

そして、本実施例においては、第１リング２０の内周面に、断面が半円形の環状溝２１が形成されている。すなわち、この環状溝２１は、第１リング２０における第２リング３０との接合面Ｔの裏側の面に形成されている。

このように構成されるシールリング１０は、例えば、図２に示すように、回転軸５０とハウジング６０との間の環状隙間を封止するために用いられる。この図示例においては、ハウジング６０の軸孔の内周面に設けられた環状溝６１内にシールリング１０が配置される。そして、シールリング１０における第１リング２０の内周面が回転軸５０の外周表面に対して摺動自在に接触し、第２リング３０の外周面が環状溝６１の溝底面に密着することで、上記環状隙間を封止する。これにより、例えば、密封領域側（Ｏ）の油が、大気側（Ａ）に漏れるのを防止する。

そして、本実施例においては、上記の通り、第１リング２０の内周面に環状溝２１が形成されている。この環状溝２１に油が保持されることで、第１リング２０と回転軸５０との摺動部分に安定的に油膜が形成される。これにより、第１リング２０の摩耗が抑制されて、安定したシール性を発揮させることができる。

＜シールリングの製造方法＞
特に、図３〜図６を参照して、本発明の実施例に係るシールリングの製造方法について説明する。図３は本発明の実施例に係るリング状部材の斜視図である。図４は本発明の実施例に係る第１リングを形成する工程を示す説明図である。図５は本発明の実施例に係るシールリングを成形する金型に第１リングを配置した状態を示す模式的断面図である。図６は本発明の実施例に係る製造方法により得られたシールリングの一部拡大断面図である。

本実施例においては、まず、硬質の樹脂材料（例えば、ＰＴＦＥ）からなるリング状部材２０ａを成形する。図３は成形によって得られたリング状部材２０ａを示している。なお、リング状部材２０ａの成形方法に関しては、適宜、公知の成形方法を適用すればよい。

次に、このリング状部材２０ａを治具７０に配置する（図４参照）。この治具７０は、円板部７１と円筒部７２を有する構成である。そして、バイト７５によって、リング状部材２０ａの内周に切削加工を施すことで、断面が半円形の環状溝２１を形成する。なお、図４中の点線で示す２１Ｘは、環状溝２１を形成するために切削する部分を示している。
このようにして、第１リング２０が得られる。

このようにして得られた第１リング２０の外周表面（接合面Ｔとなる面）に接着剤を塗布して、図５に示すように、金型内に配置する。ここで、本実施例における金型は、第１金型８１，第２金型８２及び第３金型８３を備えている。そして、第３金型８３には、第１リング２０の環状溝２１が嵌まる環状凸部８３ａが設けられている。この環状凸部８３ａは環状溝２１と略同一の形状（断面半円形）かつ略同一寸法に設定されている。また、第３金型８３においては、環状凸部８３ａの両側の周面（本実施例では外周面）８３ｃと環状凸部８３ａとの接続部分８３ｂが、湾曲面（いわゆるＲ面）によって構成されている。

そして、第３金型８３の環状凸部８３ａに、環状溝２１が嵌まるように、第１リング２０を配置させた状態で、上記３つの金型を配置する。これにより、キャビティ８０Ｘが形成される（図５参照）。この状態で、このキャビティ８０Ｘに、溶融状態にあるゴム材料を流し込み、加硫成形を行う。これにより、第１リング２０に第２リング３０を一体成形によって接合させる。

そして、金型から成形品を取り出し、適宜、バリを取り除く処理などを行うことで、シールリング１０が得られる。

ここで、上述したバイト７５による切削加工によって形成された環状溝２１においては、この環状溝２１の両側の周面（本実施例では内周面）２１ｃと環状溝２１との接続部分２１ｂ（図６中の点線部分）はエッジ状になっている。

しかし、本実施例においては、上記の通り、第３金型８３における接続部分８３ｂが湾曲面によって構成されているため、加硫成形の際に熱と圧力が負荷されることにより、環状溝２１の両側の周面２１ｃと環状溝２１との接続部分２１ａも湾曲面（いわゆるＲ面）になる。

＜本実施例の優れた点＞
本実施例に係るシールリングの製造方法によれば、硬質の樹脂材料からなるリング状部材２０ａに対して切削加工を施す。そのため、高い加工精度で切削加工を施すことができる。従って、本実施例に係るシールリング１０においては、第１リング２０における第２リング３０との接合面Ｔの裏側の面に切削加工によって環状溝２１が形成されているが、この環状溝２１の寸法精度を高くすることができる。

このように、環状溝２１の寸法精度を高くできることから、シール性を安定させることができる。また、製品の不良率を低減させることができる。

また、本実施例に係る製造方法によって製造されるシールリング１０においては、第１リング２０に設けられた環状溝２１の両側の周面２１ｃと環状溝２１との接続部分２１ａが湾曲面（いわゆるＲ面）によって構成されている。そのため、この周辺の面圧分布が、当該部分をエッジとした場合に比べて緩やかになる。従って、潤滑性を高めることができ、摺動摩耗性を高くすることができる。

そして、この接続部分２１ａは、上記の通り、切削加工によって湾曲面に形成する必要なく、成形時に湾曲面を形成することができる。従って、切削加工の手間が増えることもない。

また、上記の通り、切削加工の精度を高めることができることから、環状溝の数を増や
すことも可能になる。すなわち、従来例に係る製造方法の場合、ゴムリングを一体成形後に切削加工を施していたため、ゴムリングの変形により、溝が蛇行する場合があり、環状溝を多数配置するのが難しかった。これに対し、本実施例によれば、切削加工の精度が高いため、環状溝同士の間隔を狭くでき多数の環状溝を配置することができる。

図１は本発明の実施例に係るシールリングの模式的断面図である。 図２は本発明の実施例に係るシールリングの適用例を示す模式的断面図である。 図３は本発明の実施例に係るリング状部材の斜視図である。 図４は本発明の実施例に係る第１リングを形成する工程を示す説明図である。 図５は本発明の実施例に係るシールリングを成形する金型に第１リングを配置した状態を示す模式的断面図である。 図６は本発明の実施例に係る製造方法により得られたシールリングの一部拡大断面図である。 図７は従来例に係るシールリングの製造方法を説明する説明図である。

符号の説明

１０ シールリング
２０ 第１リング
２０ａ リング状部材
２１ 環状溝
２１ａ 接続部分
２１ｂ 接続部分
２１ｃ 周面
３０ 第２リング
５０ 回転軸
６０ ハウジング
６１ 環状溝
７０ 治具
７１ 円板部
７２ 円筒部
７５ バイト
８０Ｘ キャビティ
８１ 第１金型
８２ 第２金型
８３ 第３金型
８３ａ 環状凸部
８３ｂ 接続部分
Ｔ 接合面

Claims (2)

1. 硬質の樹脂材料からなる第１リングと、
   第１リングに一体成形により接合される軟質材料からなる第２リングと、
   を備え、
   第１リングにおける第２リングとの接合面の裏側の面には切削加工が施されているシールリングの製造方法において、
   硬質の樹脂材料からなるリング状部材を成形する工程と、
   該リング状部材に切削加工を施して第１リングを形成する工程と、
   第１リングを金型内に配置させた状態で、金型内のキャビティに溶融状態にある軟質材料を流し込み、第１リングに第２リングを一体成形によって接合させる工程と、
   を有することを特徴とするシールリングの製造方法。
2. 第１リングに施される切削加工部は断面が半円形の環状溝であり、
   前記金型には、該環状溝が嵌まる、断面が半円形の環状凸部を設け、かつ該環状凸部の両側の周面と該環状凸部との接続面を湾曲面によって構成しておき、
   第１リングに第２リングを一体成形により接合する工程によって、第１リングにおける前記環状溝の両側の周面と該環状溝との接続部分を湾曲面形状にすることを特徴とする請求項１に記載のシールリングの製造方法。

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