JP5598049B2 - 密封部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、密封部材の製造方法に係り、更に詳しくは、パワステロッドシールに用いられる密封部材の製造方法に関するものである。

従来より、ハウジング部材と、該ハウジング部材に挿通される軸の間を密封する密封部材として、図７に示されるような密封部材が知られている。

この種の密封部材は、図８に示す様に、例えばパワステロッドシールに適用されるものであり、高圧のオイル等の作動油の作用により、一方の部材であるハウジング１００と、他方の部材である軸２００が軸方向に相対移動するもので、軸２００の摺動表面に、密封部材のリップ部４２０が当たり、作動油の漏れを防止している。

また密封部材は、円筒部３１０と、この円筒部３１０の軸方向一端と断面円弧状の連結部３２０を介して一体化しているフランジ部３３０とより構成されている断面Ｌ字状の補強環３００に、ゴム状弾性材製のシール部材４００が、一体的に接着されている。
そして、このシール部材４００は、フランジ部３３０の内周側に設けたリップ部４２０と、補強環３００の外周側に設けたハウジング部材１００に嵌合する際の密封性を維持する嵌合部４１０とを備えている。
これらリップ部４２０と嵌合部４１０とは、加硫成形により成形されるものであり、成形時に型の内部で材料となるゴム状弾性部材が加熱流動し、補強環３００の軸方向端部を介して一体的なものとなっている。

また、リップ部４２０の外周には、リップ先端部の緊迫力を維持するための環状のコイルスプリング４３０が装着されている。
更に、フランジ部３３０の径方向内方とリップ部４２０との間には、高圧の作動油により、リップ部４２０が図上左側にはみ出さない為のサポートリング４４０が装着されている。

このような密封部材は、図８に示す様に、ハウジング部材１００の内周面に嵌合されるが、作動油の圧力により移動しないよう、補強環３００のフランジ部３３０を、ハウジング部材１００側に保持された突き当て部材１１０の端面に圧接させている。

しかしながら、この種の密封部材は、成形時において、不可避的に補強環３００の外
側に回り込んだゴム状弾性部材が、補強環３００のフランジ部３３０まで流動してしまい、薄い膜状の成形バリとしての薄膜４５０が、フランジ部３３０の表面（図上左側の表面）の一部を覆ってしまうという問題が発生している。

そして、図８に示されるように、この薄膜４５０を残したまま製品に組み込んでしまうと、薄膜４５０が補強環３００と突き当て部材１１０の端面との間に挟まれて圧縮される。
そして、密封部材が軸方向に移動したり、振動したりする使用環境、すなわち、実機作動時の高圧の繰返しにより作動油の圧力変動が大きい場合等においては、挟まれた薄膜４５０に変動荷重が加わって薄膜４５０の劣化や剥れ等の破損となる。

この結果、この破損した薄膜４５０が、補強環３００と突き当て部材１１０の端面との間から異物となって密封領域に混入すると作動油に混入して油圧経路を塞いだり、密封部材のリップ部４２０にかみ込んでシール性を低下させる等の問題を惹起した。

そして、この対策として、成形金型に凸状部を設け、この凸状部が補強環の連結部とフランジ部との境界に当接することにより、薄い膜状の成形バリとしての薄膜の発生を抑える提案がなされたが十分ではなかった。（特許文献１）

特開２００３−９０４３８号公報

本発明に係る密封部材は、シール部材の成形材料であるゴム状弾性材の一部が、薄膜となって補強環と突き当て部材の端面との間に挟まれる状態を回避すること目的としている。

本発明の密封部材の製造方法は、円筒部と、前記円筒部の軸方向一端と断面円弧状の連結部を介して一体化しているフランジ部とよりなる金属材製の断面Ｌ字状の補強環を成形する工程と、前記補強環の前記連結部と前記フランジ部との接合部近傍に環状の段部を形成する工程と、前記円筒部の周面に一体的に設けた弾性材製の嵌合部と、前記フランジ部に一体的に設けた弾性材製のリップ部とを備えた弾性材製シール部材を成形する工
程とより成ることを特徴とする。

本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明の密封部材の製造方法によれば、シール部材の成形材料であるゴム状弾性材の一部が、薄膜となって補強環と突き当て部材の端面との間に挟まれる状態を効果的に回避することが出来る。

更に、請求項２記載の発明の密封部材の製造方法によれば、より確実に、薄い膜状の成形バリとしての薄膜の発生を抑える事が出来る。

本発明に係る密封部材の断面図。 図１の部分拡大図。 図１の密封部材を相対移動部材間に装着した断面図。 本発明に使用する密封部材の補強環の一工程を示す断面図。 図４の補強環に段部を設けた図。 図５の補強環に金型を用いてシール部材を一体成形している断面図。 従来技術に係る密封部材の断面図。 図７の密封部材を相対移動部材間に装着した断面図。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１乃至図６に基づき発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１乃至図３において、本発明に係る密封部材は、例えばパワステロッドシールに適用されるものであり、高圧のオイル等の作動油の作用により、一方の部材であるハウジング１と、他方の部材である軸２が軸方向に相対移動するもので、軸２の摺動表面に、密封部材のリップ部４２が当たり、作動油の漏れを防止している。

また密封部材は、円筒部３１と、この円筒部３１の軸方向一端と断面円弧状の連結部３２を介して一体化しているフランジ部３３とより構成されている断面Ｌ字状の補強環３に、ゴム状弾性材製のシール部材４が、一体的に接着されている。
そして、このシール部材４は、フランジ部３３の内周側に設けたリップ部４２と、外周側に設けたハウジング部材１に嵌合する際の密封性を維持する嵌合部４１とを備えている。
これらリップ部４２と嵌合部４１とは、加硫成形により成形されるものであり、成形時に型の内部で材料となるゴム状弾性部材が加熱流動し、補強環３の軸方向端部を介して一体的なものとなっている。

また、リップ部４２の外周には、リップ先端部の緊迫力を維持するための環状のコイルスプリング４３が装着されている。
更に、フランジ部３３の径方向内方とリップ部４２との間には、高圧の作動油により、リップ部４２が図上左側にはみ出さない為の樹脂材製のサポートリング４４が装着されている。

このような密封部材は、図３に示す様に、ハウジング部材１の内周面に嵌合されるが、作動油の圧力により移動しないよう、補強環３のフランジ部３３を、ハウジング部材１側に保持された突き当て部材１１の端面に圧接させている。

更に、補強環３の連結部３２とフランジ部３３との接合部３４近傍には、環状の段部３５が形成されている。
このことにより、嵌合部４１の一部のゴムが、フランジ部３３側に押し出されたとしても、この押し出されたゴムは環状の段部３５に留まる為、ゴムの薄膜が補強環３と突き当て部材１１の端面との間に挟まれて、劣化や剥れ等の破損となる事は無い。
この段部３５は、フランジ部３３の面３３１と略平行な面３５１を備えている。
また、たとえ弾性材製シール部材４を成形する際に、ゴムの薄膜（バリ）が環状の段部３５の面３５１に漏出したとしても、ゴムの薄膜（バリ）は面３５１内に留まる為、ゴムの薄膜（バリ）がフランジ部３３の面３３１に存在せず、ゴムの薄膜がフランジ部３３の面３３１と突き当て部材１１の端面との間に挟まれて、劣化や剥れ等の破損となる事は無い。
そして、この補強環３の段部３５の深さＸは０.０５〜０．２ｍｍであり、幅Ｙは２〜１０ｍｍであることが望ましい。
また、使用される補強環３の板厚さＺは、通常１〜２ｍｍである。

ついで、本発明に係る密封部材の製造方法にについて、図４乃至図６に基づき説明する。
まず、ＳＰＣＣ等の金属板を使用して、プレス成形により、図４に示す様な、円筒部３１と、この円筒部３１の軸方向一端と断面円弧状の連結部３２を介して一体化しているフランジ部３３とよりなる断面Ｌ字状の金属材製の補強環３を成形する。

ついで、図５に示す様に、図４の形状に成形した補強環３の連結部３２とフランジ部３３との接合部３４近傍に環状の段部３５を、プレス成形により形成する。
尚、本実施例では、環状の段部３５をプレス成形により形成したが、切削や研削により環状の段部３５を形成してもよい。
この結果、段部３５の面３５１の面粗さは、フランジ部３３の面３３１の面粗さよりも細かい状態が得られる。
この為、後述する、補強環３に成形金型５を用いてシール部材４を一体成形する際に、段部３５の面３５１と成形金型５の面との間から、ゴム生地が流出して、成形バリを発生させる事が無い。

ついで、図６に示す様に、成形金型５内に、図５に示した金属材製の補強環３とゴム生地を配置して、加圧加熱することにより、円筒部３１の周面に一体的に設けた弾性材製の嵌合部４１と、フランジ部３３に一体的に設けた弾性材製のリップ部４２とを備えた弾性材製シール部材４を成形する。
尚、本実施例では、弾性材製シール部材４の成形をプレス成形により行ったが、プレス成形に限定されるものではなく、射出成形や注入成形等の他の成形方法も採用できる。

この際、成形金型５の一部が、環状の段部３５に当接した状態で加硫成形されるため、ゴム生地がフランジ部３３側にバリの薄膜として流出する事を効果的に阻止出来る。
特に、シール部材４を成形する際の段部３５の面３５１に作用する成形金型５との間の面圧を、フランジ部３３の面３３１に作用する成形金型５との間の面圧よりも大きくなる様に設計する事により、ゴム生地が、より確実にバリの薄膜として流出する事を効果的に阻止出来る。
すなわち、図６に示す様に、フランジ部３３と成形金型５との間に間隙Ｘが生じる金型設計とすることにより、弾性材製シール部材４の成形時に、ゴム生地に発生する成形圧力が、図６の矢印で示す様に、フランジ部３３を成形金型５側（図上下側）に押圧する様に作用するため、環状の段部３５に対応して成形金型５側に設けた金型段部５１と、環状の段部３５との間で、より大きな押圧力が発生する為である。

また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。

同様の考え方で、本発明に係る密封部材は、ショックアブソーバ用としても使用可能である。

１ 一方の部材
２ 他方の部材
３ 補強環
４ シール部材
５ 成形金型
１１ 突き当て部材
３１ 円筒部
３２ 連結部
３３ フランジ部
３４ 接合部
３５ 段部
４１ 嵌合部
４２ リップ部
４３ コイルスプリング
４４ サポートリング

Claims (2)

1. 円筒部（３１）と、前記円筒部（３１）の軸方向一端と断面円弧状の連結部（３２）を介して一体化しているフランジ部（３３）とよりなる金属材製の補強環（３）を成形する工程と、前記補強環（３）の前記連結部（３２）と前記フランジ部（３３）との接合部（３４）近傍に環状の段部（３５）を形成する工程と、前記環状の段部（３５）に対応した金型段部（５１）を備えた成形金型（５）内で、前記環状の段部（３５）を前記金型段部（５１）側に押圧しながら、前記円筒部（３１）の周面に一体的に設けた弾性材製の嵌合部（４１）と、前記フランジ部（３３）に一体的に設けた弾性材製のリップ部（４２）とを備えた弾性材製シール部材（４）を成形する工程とより成ることを特徴とする密封部材の製造方法。
2. 前記弾性材製シール部材（４）を成形する際の前記環状の段部（３５）の面（３５１）に作用する成形金型（５）との間の面圧は、前記フランジ部（３３）の面（３３１）に作用する成形金型（５）との間の面圧よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の密封部材の製造方法。

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