JPH11201289A

JPH11201289A - シールリングおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH11201289A
Application number: JP350398A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kobayashi; 修小林; Shinji Mori; 慎司森
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1999-07-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】作用流体の透過を防止するとともに作用流体
に対し耐腐食を向上させることにある。更に、膨潤する
のを防止してシール能力を向上させることにある。ま
た、その製法を得ることにある。【解決手段】樹脂材製のシールリング２の表面にゴム
材製の薄肉の被覆層３を被覆したシールリングである。
また、ゴム材の被覆生地と樹脂材の芯本体を各々加工
し、この両部材を予備成形した後に本成形して形成する
シールリングの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合材製のシール
リングおよびその製造方法に関する。更に詳しくは、シ
ールリングの芯体が作用流体により劣化させられるのを
防止するとともに、シール能力を発揮する用途のシール
リングおよびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関する先行技術として、複合材
製のＯリングが提案されている。このＯリングの従来例
として、図２１に示すＯリング７２が存在する。このＯ
リング７２は、芯体７０がゴム材製により構成されてい
る。そして、芯体７０の外表面には、樹脂材製のシート
状をした被覆層７１が一体に接着されている。

【０００３】この複合材製のＯリング７２は、取付溝に
取付けられて化学プラントの流体をシールする用途また
は半導体製造プロセスなどのシールする用途に利用され
る。しかし、被覆層７１は樹脂材製であるため、シール
能力が低下する問題が存する。特に、Ｏリング７２の圧
力作動流体により、Ｏリング７２が圧着変形されると、
作動とともに被覆層７１に割れが発生して、シール能力
を低下させることになる。

【０００４】また、Ｏリング７２の被覆層７１に割れが
発生すると、この被覆層７１の割れ目から作用流体が芯
体７０に侵入する。そして、ゴム材製の芯体７０を膨潤
させて被覆層７１の割れ目が拡大されるとともに、膨潤
した芯体７０は、被覆層７１を剥離させることになるの
で、シール能力が急速に低下する。

【０００５】更に、被覆層７１の割れを防止しようとし
て、樹脂塗料をコーティングしたＯリング７２において
は、芯体７０の変形に応じ割れが惹起する。このとき、
作用流体が芯体７０に透過して芯体７０を膨潤させるこ
とになる。そして、上述のシート状の被覆層７１と同様
に、被覆層７１の割れを拡大するとともに、コーティン
グされた被覆層７１の剥離を惹起することになる。

【０００６】また、フッ素樹脂をコーティングした被覆
層７１が、腐食性の作用流体に接触すると、バインダー
成分が腐食するため、シール能力が低下することにな
る。更には、腐食によって生成した成分が、例えば半導
体製造装置のシリコン基板などに付着して製品を汚染さ
せる原因ともなる。

【０００７】次に、このＯリングの製造方法の従来技術
として図２２に示す成形機が存在する。図２２に示す成
形機７５は、上型７６と下型７７が対向する位置に設け
られている。この成形機７５は図示省略されているが、
成形機７５により上型７６と下型７７とは、互いに上型
７６の接合面７６ａと下型７７の接合面７７ａとが圧接
してゴム材製の芯体７０の外表面に樹脂材製のシート状
の被覆層７１、７１が両側から圧接されて上下の成形キ
ャビティ７８ａ、７８ｂに対応した形状に焼付接着され
る。そして、予備成形品Ａ1 に成形される。

【０００８】次に、この予備成形品Ａ1 は、図２３の仕
上機８０に搬送されて仕上台にセットされる。そして、
図２３に示すように仕上機８０に設けられている切断刃
８１により芯体７０の内外周側に形成された被覆層７１
のバリＢが切断される。そして、予備加工品Ａ2 に仕上
加工される。

【０００９】この予備加工品Ａ2 は、再度図２４に示す
成形機８５の上型８６と下型８７との間に搬送されて、
圧縮成形される。圧縮成形は上型８６の接合面８６ａと
下型８７の接合面８７ａに設けられた上型成形キャビテ
ィ８８ａと下型成形キャビティ８８ｂとにより形成され
る成形キャビティ８８に対応した形状に成形される。

【００１０】このようにして成形される成形方法に於て
は、芯体７０がゴム材で、外層の被覆層７１がゴム材よ
り硬質な樹脂材であるから、成形時に芯体７０が弾性変
形して、被覆層７１の内外径点の接合面７３が円形状に
成形できない問題がある。また、芯体７０が成形時に弾
性変形すると、ゴム材と樹脂材との焼付成形が困難で、
芯体７０と被覆層７１との接着を強力にできない問題が
ある。

【００１１】更に、成形時に、ゴム材の芯体７０に弾性
力があるため、この芯体７０の外面に接着する被覆層７
１の肉厚層を薄肉に形成できない問題もある。この被覆
層７１を薄肉にすると、成形時、被覆層７１に皺が発生
するからである。

【００１２】また、フッ素樹脂塗料を焼き付けて被覆層
を形成させた場合、それの接着強度が低く、動的な用途
に用いると被覆層が剥離し易くなり、シール機能を大き
く低下させる。また、腐食性液体との接触によってバイ
ンダー成分が腐食するため、シール機能の低下ばかりで
はなく、腐食によって生成した成分が例えば半導体製造
装置のシリコン基板などに付着して製品を汚染する原因
ともなる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な問題点に鑑み成されたものであって、その技術的課題
は、流体の透過を防止するとともに、シール能力を向上
させるシーリングを得ることにある。また、一方の真空
室を有効にシールするシールリングを得ることにある。
更に、シールリングに対し腐食性流体および膨潤性流体
に対しシール能力を向上させたシールリングを得ること
にある。

【００１４】次に製法に於ては、芯体に対し被覆層を容
易に一体成形できるようにするシールリングの製法を得
ることにある。更に、芯体と被覆層とを強力に接着させ
て成形するシールリングの製法を得ることにある。ま
た、芯体に対し、被覆層の厚さが均一に成形できるとと
もに、薄肉に成形できるシールリングの製法を得ること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の技術的
課題を解決するために成されたものであって、その技術
的手段は、以下のように構成されている。すなわち、

【００１６】請求項１の本発明は、樹脂材製のリング状
の芯体（２）を有するとともに芯体（２）の表面を覆う
ゴム材製の薄肉の被覆層（３）を有することを特徴とす
るシールリングである。

【００１７】請求項２の本発明は、芯体（２）がフッ素
樹脂材製であることを特徴とする請求項１に記載のシー
ルリングである。

【００１８】請求項３の本発明は、被覆層（３）がフッ
素ゴム材製であることを特徴とする請求項１に記載のシ
ールリングである。

【００１９】請求項４の本発明は、被覆層（３）がパー
フルオロエラストマーである請求項１に記載のシールリ
ングである。

【００２０】請求項５の本発明は、樹脂材をリング状に
加工して芯体（２）に形成し、またゴム材を加工してシ
ート状の被覆生地に形成し、成形型内に配置された芯体
（２）と両側の被覆生地とを予備成形して芯体（２）の
表面に被覆層（３）を形成し、次に被覆層（２）のはみ
出しバリを切断除去して成形型内に配置し、成形キャビ
ティに対応した形状の被覆層（３）を外層に本成形する
シールリングの製造方法である。

【００２１】請求項６の本発明は、樹脂材をリング状に
加工して芯体（２）に形成し、またゴム材を加工してテ
ープ状の被覆生地に形成し、この被覆生地を芯体（２）
に巻き付けて被覆し、この被覆生地を巻き付けた芯体
（２）を成形型内に配置して成形キャビティに対応した
形状の被覆層（３）を外層に本成形するシールリングの
製造方法である。

【００２２】請求項７８の本発明は、成形するに際し、
前記芯体（２）が錯体溶液を用いてアルカリ処理されて
いる請求項５または請求項６に記載のシールリングの製
造方法である。

【００２３】

【作用】本発明に係るシールリングは、芯体が樹脂材製
であるためガスや液体が透過することがほとんどない。
更に、ガスや液体に接しても膨潤したり、劣化すること
も極めて少ない。そして、芯体の表面を被覆しているゴ
ム材製の被覆層は、芯体に比較して極めて薄肉に形成さ
れているから、被密封部材間に圧接されると被覆層は弾
性変形してシール能力を発揮するとともに、芯体が両被
密封部材に線接触するような状態となる。このため、芯
体により密封能力の向上とともに、ガスおよび液体の透
過を遮断することになる。

【００２４】また、本発明に係るシールリングの製造方
法に於ては、芯体は、被覆層に比較し、弾性変形が小さ
いから、被覆層を極薄肉にしても均一に接着することが
可能になる。更に、芯体は、被覆層に比較して弾性変形
が小さいから、被覆層の成形が容易となり、どのような
製造方法でも成形することが可能となる。このため、安
価な生産が可能となるとともに、品質も安定して管理す
ることが期待できることになる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面に基づいて詳述する。

【００２６】図１は、本発明に係る第１の実施の形態を
示すシールリングの半断面図である。図１に於て、１は
シールリングである。シールリング１は、樹脂材製であ
るリング状の芯体２の表面にゴム材の被覆層３が一体に
形成されているものである。

【００２７】芯体２は、樹脂材製である。特にフッ素系
樹脂が好適である。例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡがある。
この芯体２は、樹脂材料を圧縮成形、射出成形、トラン
スファ成形等の成形機により成形される。

【００２８】この芯体２は、断面が円柱形状で、平面が
リング状に形成されている。この芯体２の表面に被覆層
３を一体に焼付成形されているが、芯体２の表面に小さ
な凹凸部（例えば、ショットピーニングによる凹部）ま
たは周方向に沿って小さな溝を複数形成して、被覆層３
と一体に成形しても良い。この芯体２の表面に設けた凹
凸部により被覆層３との接着力を良好にすることにな
る。

【００２９】更に、芯体２は成形された後に切削加工し
て表面を所定の寸法になるように仕上げても良い。更
に、円筒状の樹脂の素材から切削加工により断面円形状
のリングに形成しても良い。

【００３０】芯体２の表面に一体化される被覆層３は、
ゴム材製である。ゴム材としては、例えばフッ素ゴム、
ＮＢＲ、水素添加ＮＢＲ、アクリルゴム、シリコンゴム
等が適している。

【００３１】特に、腐食性流体をシールする材質として
フッ素系エラストマが被覆層３として好適である。更
に、真空を遮断シールする場合や、特殊液体、例えば酸
性の液体をシールする場合などには、テトラフルオロエ
チレン（ＴＦＥ）−パーフルオロ（メチルビニルエーテ
ル）（ＦＭＶＥ）共重合ゴムのようなパーフルオロエラ
ストマーが好ましい。このパーフルオロエラストマーの
被覆層３をフッ素系樹脂の芯体２に接着するときには、
芯体２を錯体溶液を用いてアルカリ処理すると、接着性
が向上することが認められる。

【００３２】被覆層３の肉厚は、約１０〜８００μｍ、
好ましくは３０〜４００μｍが適当である。また、シー
ルリングが大径であって、しかも被覆層３によりシール
能力を向上させるときには、０. ８〜２ｍｍの肉厚にす
ることもある。

【００３３】被覆層は、従来行われている如く特殊なフ
ッ素樹脂からも形成されるが、一般にはフッ素ゴム、好
ましくはテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）−パーフル
オロ（メチルビニルエーテル）（ＦＭＶＥ）共重合ゴム
の如くパーフルオロエラストマーから構成される。

【００３４】次に、図示は省略するが、他の実施の形態
のシールリングについて説明する。この芯体２は、フッ
素樹脂材製である。そして断面形状がＸ形状に形成され
ている。このＸ形状は中心軸方向に対し形成されるもの
であるが、必要に応じ十形状に形成される。このＸ形状
の先端部の厚さは、必要に応じて設定される。通常、こ
の先端部の厚さの寸法は大きく形成されるが、芯体２に
弾力性を与える場合には、厚さを薄肉に形成される。

【００３５】芯対２に被覆する被覆層３は、フッ素ゴム
材製である。この被覆層３を予備成形するときは、リボ
ン（テープ）状に形成された被覆生地を芯体２の周面に
沿って蔓巻状に巻き付けて本成形される。また、被覆生
地を断面Ｃ形に予備成形して芯体３を内部に嵌合し、こ
れを本成形する。この場合は、被覆層３の肉厚は割合厚
肉に形成される。

【００３６】尚、被覆層３は、断面円形に形成されてい
るが、芯体２の周面に沿って均一な肉薄になるようにし
てＸ形リングに形成することもできる。その他の構成
は、図１と略同様である。

【００３７】図２は、本発明の第２の実施の形態を示す
シールリングの半断面図である。図２に於て、シールリ
ング１の断面はＤ形状に形成されている。つまり、Ｄリ
ングである。シールリング１は、芯体２が弾性プラスチ
ックまたはフッ素樹脂により形成されている。この芯体
２はＤ形の底面に凹部２ｃを形成して内周面の第１のシ
ール部３ｄの弾力性を付与するとともに、凹部の両側の
第２シール部３ｂと第３のシール部３ｃのシール能力を
向上させている。

【００３８】また、被覆層３は、フッ素ゴムにより構成
されている。又、この他の被覆層３の材質としてはパー
フルオロエラストマー、アクリルゴム、シリコンゴム等
により形成されている。

【００３９】

【実施例】次に、実施例により本発明を説明する。

【００４０】実施例１三井デュポンフロロケミカル社製のＰＴＦＥ８２ＯＪの
素材を用いて外径１５５ｍｍの円柱材を成形焼成したる
後に、ＮＣ旋盤により切削加工してリング外径１４９.
８ｍｍで断面径４. ６ｍｍのＯリング形状の芯体２を製
作した。この芯体２は、寸法精度が良く、クラック等は
認められない。

【００４１】次に、ＴＦＥ−ＦＭＶＥ共重合ゴム１００重量部ＭＴカーボンブラック５〃トリアリルイソシアヌレート（日本化成製品タイクＭ６）２〃有機過酸化物（日本油脂製品パーヘキサ３Ｍ）２〃以上の各成分を１０インチオープンロールで混練し、混
練物を１００ｍｍ径のロールを用いて６０°Ｃ、１ｒｐ
ｍの条件下で薄通しし、厚さ１００μｍのリボン（テー
プ状）を得た。このリボンを、前記芯体２に巻き付け、
これを１８０°Ｃ、１０分間の条件下で圧縮成形した
後、更に大気中、２００°Ｃ、２３時間の条件下での二
次加硫を行い、厚さ２００μｍの被覆層を有する二層構
造のＯリングを得た。

【００４２】実施例２芯体２は、実施例１と同様にして予備成形のみで切削加
工することなく、実施例１と同一寸法のものを形成し
た。

【００４３】次に、ＴＦＥ−ＦＭＶＥ共重合ゴム１００重量部トリアリルイソシアヌレート（日本化成製品タイクＭ６）２〃有機過酸化物（日本油脂製品パーヘキサ３Ｍ）２〃以上の各成分を１０インチオーブンロールで混練し、混
練物を１００ｍｍ径のロールを用いて６０°Ｃ、１ｒｐ
ｍの条件下で薄通しし、厚さ４００μｍのシート状被覆
生地を得た。

【００４４】この被覆生地２枚にＰＴＦＥの上記芯体２
を挟み込み、１８０°Ｃ、１０分間の条件下で圧縮成形
をして一体化した後に、更に大気中で２００°Ｃ、２３
時間の条件下で二次加硫を行い、厚さ２００μｍの被覆
層を形成した外径１５０ｍｍ断面径５. ０ｍｍの二層構
造のシールリングを得た。

【００４５】実施例３実施例１と同じ方法で得たＰＴＦＥの芯体２をナフタレ
ン０. １ｍｏｌの錯体溶液を用いて室温で１０分間アル
カリ処理を行った。この芯体２を用いて実施例２と同じ
方法で芯体２に被覆層３を一体形成して二層構造のシー
ルリングを得た。

【００４６】比較例１ダイエルＧ−７０１１００重量部ＭｇＯ３〃Ｃａ( ＯＨ）2 ６〃ＭＴカーボンブラック２０〃以上の各配合成分を３Ｌニーダーで混合した後、１０イ
ンチオープンロールで混練し、混練物を１９０°Ｃ５分
間の条件下で圧縮成形し、リングの外径１４９.８ｍ
ｍ、リングの線径の断面径４. ６ｍｍの芯体２を予備成
形した。

【００４７】上述のようにして得られた芯体２を用いて
実施例２と同じ方法で芯体２に被覆層３を形成してシー
ルリングを得た。

【００４８】以上の３実施例および比較例１で得られた
各シールリングについて、次の各項目の測定を行った。１）到達真空度：ブランクで１０^-9Ｔｏｒｒまで到達す
るチャンバにシールリングを入れ、２時間後のチャンバ
の真空度を測定（主としてシールリングからのガス放出
量を測定）した。２）スクラッチ試験：安全カミソリを直角に当て、前後
に擦ったときの被覆層３の剥離程度を目視判断で観察し
た。３）膨張試験：アセトンおよびエチレンジアミン中に４
５°Ｃで１４日間シールリングを浸潰した。

【００４９】以上の実施例１、実施例２および実施例３
と比較例との結果は、次の表に示す通りである。

【００５０】

【表１】

【００５１】以上の結果から、フッ素樹脂材製の芯体を
Ｏリング形状に予備成形した後、被覆層をリボン状に加
工し、フッ素樹脂製芯部の表面に巻き付けて、それを加
熱、加圧して芯部の表面に被覆層を形成させ、あるい
は、被覆層を薄くシート状に加工してフッ素樹脂製芯体
を両側から挟み込み、これを加熱、加圧して芯体の表面
に被覆層を形成させる方法によって得られる。いづれの
製造方法でも、良好な結果が得られた。

【００５２】図３は、図１に示すシールリング１の取付
状態を示す半断面図である。図３に於て、シールリング
１は、一方部材２０に設けられた取付溝２２に取付けら
れて他方部材２１に圧着させる。そして、一方部材２０
の左側が真空室２３に形成されているものである。ま
た、右側は作動流体室２４には腐食性の作動流体が作用
する構成のものである。

【００５３】シールリング１の被覆層３は、パーフロオ
ロエラストマー材製で、その層の肉厚は２００μｍの均
一な厚さに形成されている。また、芯体２はフッ素樹脂
材製で断面が略円形を成している。このため、二部材２
０、２１間でシールリングが圧着されると、被覆層３は
二部材２０、２１により圧着されてフッ素樹脂材製の芯
体２により遮断されるように構成される。図３に於て、
被覆層３の圧着部は、実際には図示よりも極薄肉にな
る。

【００５４】フッ素樹脂材製の芯体２は作動流体の浸透
がほとんど認められないから、真空室２３に作動流体が
浸透するのを防止することができる。更に、シールリン
グ１は被覆層３がパーフルオロエラストマー材製であ
り、芯体２がフッ素樹脂材製であるから、腐食性作動流
体に対しても耐食性を発揮することができる。更に、芯
体２の表面は製造過程でアルカリ処理が施されているか
ら被覆層３の接着力がすぐれており、剥離するようなこ
とがなく、気体および液体に対しすぐれたシール能力を
発揮することができる。

【００５５】次に、本発明に係る製造方法の実施の形態
を図面に基づいて詳述する。

【００５６】図４は、本発明に係る第１の実施の形態を
示すシールリング１の芯体２を成形する射出成形機３５
の要部断面図である。

【００５７】図４に於て、射出ノズル３６より成形材料
がスプール３９を介して上型３７ａと下型３７ｂよりな
る成形型３７に射出されて成形キャビティ３８に対応し
た形状の芯本体２ａ、２ａが形成される。そして、成形
時のバリ８を切断除去することにより芯体２に形成され
る。この図４に示す製造方法が一般的な芯体２の成形方
法である。

【００５８】図５は、本発明に係る第２の実施の形態を
示す芯体２の製造方法である。

【００５９】図５は、芯本体２ａを成形するための予備
成形型を示す断面図である。図５に於て、成形型４６
は、上型４６ａと下型４６ｂとから構成されており、上
型４６ａと下型４６ｂとの各接合面間には、環状を成し
て断面円形に形成された成形キャビティ４７が設けられ
ている。また、成形キャビティ４７の両側にはバリ溝４
７ａ、４７ａが形成されている。

【００６０】そして、成形型４６の上部に設けられたシ
リンダ４８とピストン４９との間にはフッ素樹脂の粉末
である成形材料が投入されており、このピストン４９が
成形材料である粉末を圧縮することにより、注入孔４７
ｂから成形キャビティ４７へ注入される。（このフッ素
樹脂材の予備成形をすることにより芯体２よりやや大形
の形状に成形される。）そして、芯本体２ａを成形したとき形成されたバリは除
去される。

【００６１】図６は、図５で成形された芯本体２ａを本
圧縮成形する成形型５０の断面図である。図６に於て、
上型５１と下型５２との間に図５で成形された芯本体２
ａを配置するとともに、上型５１の接合面５３と下型５
２の接合面５３とを圧接させることにより上型５１の成
形面５４ａと下型５２の成形面５４ａとにより形成され
る成形キャビティ５４に対応した芯本体２ａが圧縮成形
される。

【００６２】上述の成形により形成された芯体２を本成
形に利用することができるが、更に精度を必要とする場
合（例えば、被覆層３の層厚が１５〜１００μｍのよう
に薄肉の場合）は、この芯体２を切削加工により仕上げ
られる。また、芯体２の表面の接着性を向上させる場合
にも切削加工が施される。

【００６３】また、フッ素樹脂材製の芯体２を製作する
場合には、フッ素樹脂を円筒状に圧縮成形し、この円筒
状の素材を施盤により切削加工して芯体２に形成するこ
ともできる。この場合は多品種小量生産に適した方法で
ある。

【００６４】また、シートの被覆生地３ａは、図示省略
する圧延ローラにより１５〜５００μｍの厚さのシート
状に形成されたものを所定の大きさに切断する。尚、こ
のシートの被覆生地３ａの材質は、例えばフッ素系ゴム
材料、パーフロロ系のフッ素化されたエラストマー、フ
ッ素樹脂材料などを採用する。更に好ましくは、テトラ
フルオロエチレン（ＴＦＥ）−パーフルオロ（メチルビ
ニルエーテル）（ＦＭＶＥ）共重合ゴムのようなパーフ
ルオロエラストマーから構成すると良い。

【００６５】次に、上述のようにして形成された芯本体
２ａと被覆生地３ａをと一体化する予備成形工程につい
て述べることにする。尚、図７から図９は説明をわかり
やすくするための概略断面図である。

【００６６】図７は、スポンジより形成された上型１２
の接合面１２ａと下型１３の接合面１３ａとの間に（図
８参照）芯本体２ａとシート状の被覆生地３ａとを層状
に重ねて配置した状態の斜視図である。

【００６７】この図７に於て、前述したように、芯本体
２ａの上下両側に層状に配置された被覆生地３ａを下型
１３の上面に載置するとともに、ラム４５（図１６参
照）により、下型１３を上型１２に接合するまで上昇さ
せて圧縮する。このとき、上型１２と下型１３の材質
は、芯本体２ａの材質より弾性変形率が大きいから、成
形部１４に環状溝を形成することなく、平面の状態で圧
縮接合させることができる。

【００６８】図８は、図７の状態からラム４５（図１６
参照）を上昇させて芯本体２ａとシート状の被覆生地３
ａとを圧接した状態の断面図である。

【００６９】図８に於て、分割型１１の材質は、芯本体
２ａの材質より弾性変形率が大きいから、芯本体２ａに
より分割型１１の成形部１４が断面半円形をした凹形状
に変形させられる。このとき、シート被覆生地３ａは、
芯本体２ａと凹形状に変形する成形部１４とにより張力
を与えられながら、芯本体２ａの表面に接着して、図８
に示すように接合する。

【００７０】図９は、図８の状態から、ラム４５が降下
して上型１２の上面にのせられてから取り出される状態
の断面図である。

【００７１】図９に於て、芯本体２ａとシート状の被覆
生地３ａとは、上型１２と下型１３との圧接により接着
されている。このとき、被覆生地３ａは、分割型１１の
弾性変形力により皺が惹起することなく、均一に接着さ
れる。そして、予備成形品９は、分割型１１から圧縮力
が解除されると分割型１１の成形部１４は、平面状に復
元する。このため、予備成形品９は、分割型１１から極
めて容易に取り出すことができる。そして、次の工程へ
の移行体勢となる。

【００７２】この予備成形工程の図７から図９までは、
１個の成形について示したが、多数個の予備成形品９を
成形することが可能であろう。この場合には、分割型１
１の成形部１４間に複数の芯本体２ａとシート状の被覆
生地３ａとを配置して成形するものである。このとき、
シート状の被覆生地３ａは、各芯本体２ａ全体を覆うよ
うに大きい１枚にすることも可能である。又、上述のよ
うに各芯本体２ａごとにシート状の被覆生地３ａを層状
に重ねて成形しても良い。尚、以上の図に於いて被覆生
地３ａは、実際より拡大して厚肉に書いてある。

【００７３】次に、予備成形品９のバリＸを切断する工
程を説明する。図１０から図１２は、この工程のバリ仕
上機工程の断面図である。

【００７４】図１０は、バリ仕上機１７で予備成形品９
の被覆生地３ａのバリＸを切断する前の状態の断面図で
ある。

【００７５】予備成形品９は、バリ仕上機１６の切断刃
８間にセットされる。そして、上側の切断刃８が予備成
形品９まで降下して、上下の切断刃１８、１８よりバリ
の厚さが剪断されるようにして切断される。

【００７６】図１１は、予備成形品９が、バリ仕上機１
７で切断される状態の断面図である。

【００７７】図１１に於て、バリ仕上機１７の切断刃１
８が下方へ降下して予備成形品９の被覆生地３ａにより
形成されたバリＸを切断する。バリＸが切断されると、
バリは自動的に除去される。そして、予備成形品９だけ
がバリ仕上機１７に残ることになる。

【００７８】図１２は、この予備成形品９から、被覆生
地３ａのバリＸを切断した状態の断面図である。

【００７９】図１２に於て、予備成形品９からバリＸが
バリ仕上機１７の切断刃１８により切断される。そし
て、バリ仕上機１７から予備成形品９が取り出される。
この図７から図１２までは、予備工程からバリ仕上工程
までの全工程である。

【００８０】尚、図１６は、図１に示した本発明に係る
第１の実施の形態の予備成形機の断面図である。

【００８１】図１６に於て、４０は予備成形機である。
予備成形機４０は、上プレート４１と下プレート４２と
を対向する位置に取付けている。更に、上プレート４１
には上支持板４３が取付られているとともに、下プレー
ト４２には下支持板４４が取付けられている。そして、
下プレート４２は、ラム４５により上下移動可能に構成
されている。この作動により予備成形用分割型１１は型
締されて芯本体２ａにシート状の被覆生地３ａを圧着成
形するものである。

【００８２】この分割型１１は、上型１２と下型１３と
から構成されている。上型１２は、上支持板４３を介し
て上プレート４１に取付けられている。又、下型１３
は、下支持板４４を介して下プレート４２に取付けられ
ている。

【００８３】下型１２および上型１３は、成形品の内部
の芯体１よりも弾性変化率の大きい材料で製作されてい
る。例えば、ゴム材、特にスポンジゴム、又は内部を空
室に形成して変形しやすくしたゴム又は樹脂などより製
作されている。更には、金型の成形キャビティを大きく
形成し、この成形キャビティに厚肉のスポンジを取付け
て成形部１４に形成しても良い。

【００８４】分割型１１を構成する上型１２の接合面１
２ａと下型１３の接合面１３ａには、シールリング１の
断面半径より小径の断面半円形を成す溝状の半成形部１
４ａ、１４ａが形成されており、この一対の半成形部１
４ａ、１４ａを組み合わせて成形部１４に構成してい
る。尚、この半成形部１４ａは、分割型１がゴム状弾性
材製のときは、断面半円形とは限らず、他の形状、例え
ば断面三角形状にしても良い。更には、分割型１１の接
合面１２ａ、１３ａには半成形部１４ａ、１４ａを設け
ることなく、接合面１２ａ、１３ａのみにしても良い。

【００８５】この成形部１４は、芯本体２ａの断面半円
形に近似の径に成形する場合には、分割型１１の材質の
弾性変形率を芯体２の弾性変形率に近い硬度に近づける
ことが好ましい。そして、半成形部１４ａを小さくする
につれて、弾性変形率を大きくするのが良い。特に、成
形部が平面状態（成形部４をキャビティに形成しない場
合）の場合には、分割型１１をスポンジゴム材のように
弾性変形を大きくすることが望ましい。

【００８６】更に、接合面１２ａ、１３ａの半成形部１
４ａの内外径側には、環状を成す断面小台形溝１５、１
５が形成されている。この小台形溝１５、１５は、シー
ト状の被覆生地３ａの表面に皺が発生するのを防止する
役目をすることができる。

【００８７】次に、図１３から図１５までは本成形工程
を示す成形型の断面図である。

【００８８】図１３は、上金型１２Ａと下金型１３Ａと
より構成された成形型１１Ａの断面図である。

【００８９】図１３に於て、上金型１２Ａと下金型１３
Ａとの各接合面１２ａＡ、１３ａＡには、成形品の半径
に対応した断面半円形の溝を成す本成形の成形面１４ａ
Ａ、１４ａＡが形成されている。この成形面１４ａＡ、
１４ａＡを対向させることにより成形キャビティ１４Ａ
が形成される。

【００９０】そして、この予備成形品９を下金型１３Ａ
の成形面１４ａＡにセットする。予備成形品９は、ほと
んどＯリング形状に形成されているから、成形面１４ａ
Ａ内にセットされる。

【００９１】図１４は、予備成形品９を成形型１１Ａで
圧縮成形している状態の断面図である。

【００９２】図１４に於て、前工程の予備成形品９は、
成形型１１Ａの成形キャビティ１４Ａの形状に対応して
圧縮成形される。そして、シールリング１が成形され
る。

【００９３】図１５は、本成形が完了して型開きした状
態の断面図である。

【００９４】図１５に於て、成形型１１Ａは上下に型開
きされてシールリング１が離型される。そして、シール
リング１を成形型１１Ａから取り出すことにより、本成
形は完了する。尚、本成形機は、図示省略したが、図１
６に示す予備成形機４０の予備成形型を本成形型と交換
することにより行われる。

【００９５】図１９は、以上の全工程により成形された
シールリング１の断面図である。このようにして成形す
ることにより、シールリング１は芯体２に比較して極め
て薄肉の被覆層３が成形することができる。しかも、被
覆層３に皺を発生させることなく、成形することが可能
である。このため、シール能力にすぐれるとともに、被
覆層３を芯体２に強力に接着させ剥離するのも効果的に
防止できる。

【００９６】次に、本発明の請求項６に係る第２の実施
の形態のシールリングの製造方法について説明する。

【００９７】図２０は、図７から図９の製造工程の代わ
りに用いられる製造工程である。この他の工程は、第１
の実施の形態のシールリングの製造方法と略同一であ
る。

【００９８】芯本体２ａは、上述した製造方法の第１の
実施の形態と同様にして加工される。この芯本体２ａの
材質は、前述の通り樹脂材、特にフッ素樹脂材である。

【００９９】次に、ゴム材、特にフッ素系ゴムをカレン
ダロール等を用いてリボン状（テープ状）とし、これを
図２０に示すようにして芯本体２ａに蔓巻状に巻付ける
ものである。被覆生地３ａの材質としては、フッ素ゴ
ム、ＮＢＲ、水素添加ＮＢＲ、アクリルゴム、シリコン
ゴム等があるが、フッ素系ゴムが最適である。特に、パ
ーフルオロエラストマーが好ましい。それは、腐食性流
体に対する耐性が最も優れていることと、芯本体２ａと
の接着性が優れているからである。

【０１００】この被覆生地３ａは、厚さ約１０〜８００
μｍ、好ましくは約３０〜４００μｍの被覆生地３ａが
形成される。被覆生地３ａは、従来行われている如く特
殊なフッ素樹脂からも形成されるが、本発明はフッ素ゴ
ム、好ましくはテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）−パ
ーフルオロ（メチルビニルエーテル）（ＦＭＶＥ）共重
合ゴムの如きパーフルオロエラストマーから構成され
る。

【０１０１】そして、金属の成形型で予備成形をした後
に、前述したと同様の本成形をすることにより成形が完
了する。このようにして成形されたシールリング１は、
図１９に示すような形状となる。

【０１０２】図１７は、図１６の予備成形機の他の実施
の形態である。この成形機４０に取り付けられた成形型
１１Ａは金属製分割型である。この成形に於ては、成形
キャビティの両側に小型の（半円状の）溝部１０が成形
されて被覆層３の成形を良好に成形するようにされてい
る。尚、スプリング６１を介した真空隔壁６０により成
形型１１Ａを囲みホース６２から真空引きすることによ
り、真空成形して成形したシールリング１にエアー入り
を防止するようにするものである。

【０１０３】図１８は、図１７の更に他の実施の形態を
示す成形型１１Ａである。この実施の形態では、凸部１
０ａと溝部１０とにより被覆生地３ａのバリＸを切断す
るとともに、被覆生地３ａが完全に接着するように改善
されて被覆生地３ａの形成を良好にするように構成され
ている。

【０１０４】

【発明の効果】本発明のシールリングは、芯体の樹脂材
製であるから、液体により膨潤されることも防止できる
効果を奏する。更に、芯体は、被密封気体、液体ともに
透過することもないので、作動流体の遮断能力にすぐれ
た能力を発揮する。更に、被覆層は、ゴム材製で極めて
薄肉に形成されているから、被密封部材により圧着され
ると芯体との間でシャープな面圧を形成してシール能力
を発揮する。そして、被密封部材間は、被覆層が０に近
い厚さに密着するので、芯体により両被密封部材間が遮
断され、真空遮断とともに、腐食性流体のシールにすぐ
れた能力を発揮する。

【０１０５】特に、被覆層をフッ素ゴムにするととも
に、芯体をフッ素樹脂にすると、腐食性流体に対し腐食
されるのを防止できる効果を奏する。また、被覆層の接
着能力もすぐれ、剥離するのも効果的に防止される。フ
ッ素ゴムをパーフルオロエラストマーにして被覆層を形
成すると特に耐液体性にすぐれた能力を発揮する。

【０１０６】本発明のシールリングの製造方法に於て
は、芯体が樹脂材製で被覆層より硬質であるから、被覆
層の層厚を極めて薄肉に製造する効果が期待できる。更
に、芯体が被覆層より硬質であることは、どのような成
形を可能とし、安価に製造することを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態を示すシールリ
ングの半断面図である。

【図２】本発明に係る第２の実施の形態を示すシールリ
ングの半断面図である。

【図３】本発明に係るシールリングの取付状態を示す半
断面図である。

【図４】本発明に係る第１の実施の形態を示す芯本体の
成形機の要部断面図である。

【図５】本発明に係る第２の実施の形態を示す芯本体の
予備成形型の断面図である。

【図６】本発明に係る第２の実施の形態を示す芯本体の
本成形の成形型の断面図である。

【図７】本発明に係る第１の実施の形態を示す製造方法
の予備成形の成形型の斜視図である。

【図８】本発明に係る第１の実施の形態を示す芯本体と
被覆生地とを圧着した予備成形工程の成形型の断面図で
ある。

【図９】本発明に係る第１の実施の形態を示す芯本体と
被覆生地とを圧着完了した予備成形工程の成形型の断面
図である。

【図１０】本発明に係る第１の実施の形態を示す予備成
形品のバリ仕上機の仕上前の断面図である。

【図１１】図１０の状態からバリ仕上機が作動して予備
成形品のバリを切断する状態のバリ仕上機の断面図であ
る。

【図１２】図１１の状態から予備成形品のバリを切断し
て切断刃が予備成形品から離間したバリ仕上機の断面図
である。

【図１３】本発明に係る第１の実施の形態を示す本成形
機の圧縮成形する状態の成形型の断面図である。

【図１４】図１３に示す状態から予備成形品を圧縮成形
している成形型の断面図である。

【図１５】図１４の状態から型開きした状態の成形型の
断面図である。

【図１６】本発明に係る第１の実施の形態を示す予備成
形機の断面図である。

【図１７】本発明に係る第１の実施の形態で成形型を金
型にした予備成形機の半断面図である。

【図１８】図１７の成形型を改良した拡大図である。

【図１９】本発明に係る第１の実施の形態の製造方法に
より成形されたシールリングの断面図である。

【図２０】本発明に係る第２の実施の形態の製造方法の
予備成形品の成形方法を示す断面図である。

【図２１】従来の複合材成形品の半断面図である。

【図２２】従来のＯリングの両側に被覆生地を配列して
圧縮成形する前の成形型の断面図である。

【図２３】図２２で予備圧縮成形された後の予備成形品
のバリを切断するバリ仕上機の断面図である。

【図２４】図２３でバリを切断した後に圧縮成形する前
の成形型の断面図である。

【符号の説明】１・・・・・シールリング２・・・・・芯体２ａ・・・・芯本体２ｃ・・・・凹部３・・・・・被覆層３ａ・・・・被覆生地３ｂ・・・・第２シール部３ｃ・・・・第３シール部３ｄ・・・・シール部４・・・・・Ｘリング８・・・・・バリ９・・・・・予備成形品１０・・・・溝部１０ａ・・・凸部１１・・・・分割型１１Ａ・・・成形型１２・・・・上型１２Ａ・・・上金型１２ａ・・・接合面１２ａＡ・・接合面１３・・・・下型１３ａ・・・接合面１３ａＡ・・接合面１３Ａ・・・下金型１４・・・・成形部１４Ａ・・・成形キャビティ１４ａ・・・半成形部１４ａＡ・・成形面１５・・・・小台形溝１７・・・・バリ仕上機１８・・・・切断刃２０・・・・一方部材２１・・・・他方部材２２・・・・取付溝２３・・・・真空室２４・・・・流体室３５・・・・射出成形機３６・・・・射出ノズル３７・・・・成形型３７ａ・・・上型３７ｂ・・・下型３８・・・・成形キャビティ４０・・・・予備成形機４１・・・・上プレート４２・・・・下プレート４３・・・・上支持板４４・・・・下支持板４５・・・・ラム４６・・・・成形型４６ａ・・・上型４６ｂ・・・下型４７・・・・成形キャビティ４７ａ・・・バリ溝４７ｂ・・・注入口４８・・・・シリンダ４９・・・・ピストン５０・・・・成形型５１・・・・上型５２・・・・下型５３・・・・接合面５４・・・・成形キャビティ５４ａ・・・成形面６０・・・・真空隔壁６１・・・・スプリング６２・・・・ホース７０・・・・芯体７１・・・・被覆層７２・・・・Ｏリング７５・・・・成形機７６・・・・上型７６ａ・・・接合面７７・・・・下型７７ａ・・・接合面７８ａ・・・上型成形キャビティ７８ｂ・・・下型成形キャビティ８０・・・・仕上機８１・・・・切断刃８５・・・・成形機８６・・・・上型８６ａ・・・接合面８７・・・・下型８７ａ・・・接合面８８ａ・・・上型成形キャビティ８８ｂ・・・下型成形キャビティ１０６・・・仕上機１０７・・・切断刃Ａ1 ・・・・予備成形品Ａ2 ・・・・予備加工品Ｘ・・・・・バリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｋ 27:12 Ｂ２９Ｌ 31:26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂材製のリング状の芯体（２）を有す
るとともに前記芯体（２）の表面を覆うゴム材製の薄肉
の被覆層（３）を有することを特徴とするシールリン
グ。
【請求項２】前記芯体（２）がフッ素樹脂材製である
ことを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
【請求項３】前記被覆層（３）がフッ素ゴム材製であ
ることを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
【請求項４】前記被覆層（３）がパーフルオロエラス
トマー材製であることを特徴とする請求項１に記載のシ
ールリング。
【請求項５】樹脂材をリング状に加工して芯体（２）
に形成し、またゴム材を加工してシート状の被覆生地に
形成し、成形型内に配置された芯体（２）と両側の被覆
生地とを予備成形して芯体（２）の表面に被覆層（３）
を形成し、次に被覆層（２）のはみ出しバリを切断除去
して成形型内に配置し、成形キャビティに対応した形状
の被覆層（３）を外層に本成形することを特徴とするシ
ールリングの製造方法。
【請求項６】樹脂材をリング状に加工して芯体（２）
に形成し、またゴム材を加工してリボン状の被覆生地に
形成し、この被覆生地を芯体（２）に巻き付けて被覆
し、この被覆生地を巻き付けた芯体（２）を成形型内に
配置して成形キャビティに対応した形状の被覆層（３）
を外層に本成形することを特徴とするシールリングの製
造方法。
【請求項７】成形するに際し、前記芯体（２）が錯体
溶液を用いてアルカリ処理されていることを特徴とする
請求項５または請求項６に記載のシールリングの製造方
法。