JPWO2020157834A1 - シールリングの製造方法およびシールリング - Google Patents

Abstract

少なくとも軸方向に重なりを持つ合口を備えると共に、金属製のテンションリングを内包することが可能なシールリングの製造方法およびシールリングを提供する。本発明のシールリング１０の製造方法は、樹脂を材質とし、周方向の一端側の一端側係合部４５と周方向の他端側の他端側係合部４６の間にガスタイト形の合口４７が存在するベースリング３０を形成するベースリング形成工程と、ベースリング３０を金型１００のキャビティ１０１に配置するキャビティ配置工程と、一端側係合部４５と他端側係合部４６に対応する部位に隙間部６１を有するテンションリング６０をベースリング３０のリング配置部３２にセットするテンションリングセット工程と、キャビティ１０１に液状の樹脂を流し込んで蓋部５０を形成すると共に、ベースリング３０と蓋部５０との間に、互いに剥離するのを防止する抜け止め部３６，５１を形成する封止工程と、を備える。

Description

本発明は、シールリングの製造方法およびシールリングに関する。

たとえば、車両の内燃機関においては、気体等の流体の流量を制御するために、流路にバタフライ弁が配置される場合がある。このバタフライ弁の外周側に存在する装着溝には、シールリングが嵌め込まれ、そのシールリングによって、バタフライ弁の閉塞時の気密性が確保されている。また、バタフライ弁の開放時には、シールリングは一部を除いて流路の内壁に接触しない状態となる。そのため、シールリングが装着溝から脱落しないように、シールリングは、拡径を抑制するような弾性を備える構成となっている。また、車両の自動変速機の摺動部分においても、潤滑油等の流体が外部に漏れるのを防止するために、シールリングが用いられる場合がある。

このようなシールリングとしては、たとえば特許文献１から４に開示されているものがある。特許文献１には、金属リングに透孔を形成し、その透孔にプラスチックリングの一部が侵入することで、金属リングとプラスチックリングとが一体化された構成が開示されている。また、特許文献２には、弾性材が一対のアウターリングおよびインナーリングで覆われている構成について開示されている。また、特許文献３には、外周部材が樹脂材料で、内周部材が弾性材料で形成され、これらが一体化されたエンドレスタイプのシールリングについて開示されている。また、特許文献４には、合成樹脂材料の断面四角形状のシール部材の断面略中央部に、金属材料製リングがインサートされている構成が開示されている。

実公昭５５−１６５２６号公報 実開昭６２−２０２６２号公報 特開２０１０−１８１０１８号公報 実開平１−５８８６３号公報

ところで、特許文献１に開示の構成では、金属リングが外部に露出した構成となっている。したがって、シールリングが設置される環境によっては、金属リングが腐食してしまう虞がある。この点は、特許文献２に開示の構成も同様となっている。

また、装着対象物には、シールリングに合口が存在しないと装着不能なものも多い。しかも、たとえば内燃機関の流路に配置されるバタフライ弁においては、シールリングの合口から漏れる気体の流量の低減が求められている。かかる合口は、単純なストレートタイプではなく、ガスタイト形と呼ばれる特殊な形状の合口となっている。このような特殊形状の合口は、特許文献１、２には開示されていない。

また、特許文献３に開示の構成は、上述のようにエンドレスタイプのシールリングであり、合口が存在していないので、ガスタイト形のような特殊形状の合口が存在していないのは勿論である。また、特許文献４に開示の構成は、単純なインサート成形により形成されているものの、エンドレスタイプであるのか、または合口を有するタイプであるのかについては何等記載されていない。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的は、少なくとも軸方向に重なりを持つ合口（ガスタイト形の合口）を備えると共に、金属製のテンションリングを内包することが可能なシールリングの製造方法およびシールリングを提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、金属製のテンションリングを、樹脂製の樹脂リング体に内包するシールリングの製造方法であって、樹脂を材質とすると共に、周方向の一端側の一端側係合部と周方向の他端側の他端側係合部の間に少なくとも軸方向に重なりを持つ合口が存在するベースリングを形成するベースリング形成工程と、ベースリングを金型のキャビティに配置するキャビティ配置工程と、一端側係合部と他端側係合部に対応する部位に隙間部を有する金属製のテンションリングをベースリングのリング配置部にセットするテンションリングセット工程と、キャビティに液状の樹脂を流し込んで、ベースリングと共に樹脂リング体を構成する蓋部を形成すると共に、ベースリングと蓋部との間に、互いに剥離するのを防止する抜け止め部を形成する封止工程と、を備えることを特徴とするシールリングの製造方法が提供される。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、リング配置部は、ベースリングの一方の端面から窪んでいる凹嵌溝であると共に、テンションリングセット工程では、テンションリングの高さは該一方の端面よりも低い状態で凹嵌溝にセットされる、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、抜け止め部は、ベースリングに形成されると共に、ベースリングの一方の端面から凹嵌溝の底壁に向かうにつれて、該底壁と該一方の端面の間に存在すると共に凹嵌溝に隣接する周壁を切り欠いた周方向長さが長くなる係止窓部と、蓋部に形成されると共に、係止窓部に嵌合する係止突部と、を備えていて、封止工程では、係止窓部に嵌合する係止突部が形成される、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、ベースリングのうち、凹嵌溝が形成された部分であるリング本体部の両端側に連続するように一端側係合部と他端側係合部から構成される合口係合部が設けられていて、一端側係合部と他端側係合部の間には、合口が設けられていて、キャビティ配置工程では、一端側係合部に存在する一端側凸部が他端側係合部に存在する他端側凹部に嵌まり込むと共に、一端側係合部に存在する一端側凹部に他端側係合部に存在する他端側凸部が嵌まり込む、ことが好ましい。

また、本発明の第２の観点によると、金属製のテンションリングを、樹脂製の樹脂リング体に内包するシールリングであって、樹脂を材質とし、樹脂リング体を構成すると共に、周方向の一端側の一端側係合部と周方向の他端側の他端側係合部の間にガスタイト形の合口が存在するベースリングと、一端側係合部と他端側係合部に対応する部位に隙間部を有すると共に、ベースリングのリング配置部に配置されている金属製のテンションリングと、ベースリングと共に樹脂リング体を構成すると共に、ベースリングとの間に抜け止め部が存在することで、ベースリングに対する剥離を防止する蓋部と、を有することを特徴とするシールリングが提供される。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、リング配置部は、ベースリングの一方の端面から窪んでいる凹嵌溝であると共に、テンションリングの高さは該一方の端面よりも低い状態で設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、抜け止め部は、ベースリングに形成されると共に、ベースリングの一方の端面から凹嵌溝の底壁に向かうにつれて、該底壁と該一方の端面の間に存在すると共に凹嵌溝に隣接する周壁を切り欠いた周方向長さが長くなる係止窓部と、蓋部に形成されると共に、係止窓部に嵌合する係止突部と、を備えている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、ベースリングのうち、凹嵌溝が形成された部分であるリング本体部の両端側に連続するように一端側係合部と他端側係合部から構成される合口係合部が設けられていて、一端側係合部と他端側係合部の間には、合口が設けられていて、一端側係合部には一端側凸部および一端側凹部が設けられていて、他端側係合部には他端側凸部および他端側凹部が設けられていて、一端側凸部は、他端側凹部に嵌まり込むと共に、一端側凹部には、他端側凸部が嵌まり込む、ことが好ましい。

本発明によると、少なくとも軸方向に重なりを持つ合口（ガスタイト形の合口）を備えると共に、金属製のテンションリングを内包することが可能なシールリングの製造方法およびシールリングを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るシールリングの構成を示す斜視図である。 図１に示すシールリングを構成するベースリングの形状を示す斜視図である。 ベースリングの第２構成例を示す斜視図である。 ベースリングの第２構成例の変形例を示す斜視図である。 ベースリングの第３構成例を示す斜視図である。 ベースリングの第４構成例を示す斜視図である。 図６に示すベースリングのうち底壁ボス部付近の構成を示す断面図である。 ベースリングの第５構成例を示す斜視図である。 図８に示すベースリングのうち穴部付近の構成を示す断面図である。 図１に示すシールリングのうち合口付近の構成（合口付近の第１構成例）を拡大して示す部分的な斜視図である。 合口付近の構成の変形例を示す図である。 合口付近の構成の他の変形例を示す図である。 合口付近の構成の他の変形例を示す図である。 合口付近の構成の他の変形例を示す図である。 図１に示すシールリングを製造するための金型の構成を示すと共に、金型のキャビティにベースリングが挿入された状態を示す斜視図である。 ベースリングの凹嵌溝にテンションリングを嵌め込んだ状態を示す斜視図である。 図１６に示す凹嵌溝にテンションリングを嵌め込んだ状態において、係止窓部付近を示す部分的な拡大図である。 図１５に示す金型において、蓋部が形成された状態を示す斜視図である。 図１８に示すように蓋部が形成された状態において、係止窓部付近を示す部分的な拡大図である。

以下、本発明の一実施の形態に係るシールリング１０およびシールリング１０の製造方法について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、ベースリング３０の軸方向をＺ方向とする。また、軸方向（Ｚ方向）においてベースリング３０の底壁３３側を下側（Ｚ２側）、それとは逆の上端面３１ａが位置する側を上側（Ｚ１側）とする。

［１．シールリング１０の全体的な構成について］
図１は、シールリング１０の構成を示す斜視図である。図１に示すシールリング１０は、樹脂リング体２０と、テンションリング６０（図１６参照）とを備えている。これらのうち、樹脂リング体２０は、ベースリング３０と、蓋部５０とを備えている。

［２．シールリング１０の製造方法について］
以下、シールリング１０の製造方法について、説明する。なお、シールリング１０の製造方法の説明に当たっては、ベースリング３０、蓋部５０およびテンションリング６０の具体的な構成についても併せて説明する。

（１）ベースリング３０の製作（ベースリング形成工程）
図２は、ベースリング３０の形状を示す斜視図である。シールリング１０を製作するに当たっては、図２に示すようなベースリング３０を、たとえば射出成形によって製作する。ベースリング３０を製作する射出成形においては、たとえば、ポリアミド（PA）、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン(４フッ化)（PTFE）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ETFE）等）およびそのアロイ材や、液晶ポリマー（LCP）、ポリイミド（PI）、ポリエーテルケトン（PEK）、ポリアリールエーテルケトン（PAEK）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（PEKEKK）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリフェニレンサルファイド（PPS）に代表されるスーパーエンジニアリングプラスチックが使用できるが、さらに耐熱性の高いポリベンゾイミダゾール（PBI）も好ましく使用できる。これらの熱可塑性樹脂は射出成形が可能であり、ガスタイト形のような複雑形状の合口４７も容易に形成できる。

このベースリング３０は、リング本体部３１と、一端側係合部４５と、他端側係合部４６とを有している。また、ベースリング３０は、周方向の１箇所に合口４７が存在する割リング状に設けられているが、その合口４７は、一端側係合部４５と他端側係合部４６の間に存在している。すなわち、ベースリング３０を製作する場合、ベースリング３０に対応した形状のキャビティを有する金型（図示省略）の内部に、液状の樹脂を流し込むことで形成されるが、その際に、合口４７は完全に開いた状態でベースリング３０が形成される。

リング本体部３１は、ベースリング３０のうち一端側係合部４５および他端側係合部４６を除いた部分であり、ベースリング３０がなすリング状の大部分を占める部分である。このリング本体部３１には、その全長に亘って凹嵌溝３２が、リング本体部３１の上端面３１ａから窪むように設けられている。凹嵌溝３２は、後述するテンションリング６０を嵌め込む凹状の部分であり、軸方向の他方側（下側；Ｚ２側）に位置する底壁３３と、外径側に位置する外周壁３４と、内径側に位置する内周壁３５とによって三方が囲まれている。

ここで、図２に示すように、内周壁３５（周壁に対応）には、抜け止め部の一部に対応する係止窓部３６が設けられている。係止窓部３６は、後述する蓋部５０が形成された場合に、該蓋部５０の係止突部５１が入り込む部分である。この係止窓部３６は、内周壁３５を切り欠いた部分であり、下側（Ｚ２側）に向かうに従って切り欠いた部分の周方向長さが長くなるように設けられている。そのため、抜け止め部の一部に対応する係止突部５１が形成されると、蓋部５０が上側（Ｚ１側）に剥離するのを阻止する機能を発揮する。

ここで、係止窓部３６を形成する場合、係止窓部３６の形状に対応したコマを、金型のキャビティ１０１に設置する。そして、液状の樹脂を流し込み、その樹脂が硬化した後に、コマを内径側に移動させる。すると、図２に示すような係止窓部３６が形成される。

なお、図２には、５か所の係止窓部３６が設けられたベースリング３０が示されているが、係止窓部３６の個数は、幾つであっても良い。たとえば、係止窓部３６は、内周壁３５の周方向において１箇所のみ形成しても良いが、２箇所以上形成するのが好ましい。また、２箇所の内周壁３５を形成する場合には、内周壁３５の周方向においてたとえば１８０度間隔とするのが好ましい。また、３箇所以上の内周壁３５を形成する場合には、任意の２箇所の係止窓部３６の間の間隔が１８０度以下となるのが好ましい。

ここで、シールリング１０を他の部材に組み付ける際には、該シールリング１０は広げられたり、その逆に閉じ込まれたりする。その際に、合口４７から内周壁３５の周方向に１８０度離れた位置（内周壁３５の周方向において合口４７と反対側の位置）は、上記のような広げたり閉じ込んだりする動作を行う際に、応力が集中する位置となっている。このような応力の集中する位置に、係止窓部３６を形成すると、ベースリング３０から蓋部５０が剥離してしまう場合がある。

このような剥離を確実に防止するためには、合口４７から内周壁３５の周方向に１８０度離れた位置（内周壁３５の周方向において合口４７と反対側の位置）を起点位置とし、その起点位置を中心として時計回りおよび反時計回りに１２０度の範囲内に、係止窓部３６を設けないように構成することができる。ただし、起点位置を中心として時計回りおよび反時計回りに１２０度の範囲内でも、係止窓部３６を設ける構成を採用しても良いのは勿論である。

また、リング本体部３１の外周壁３４には、外周側凹部３７が設けられている。外周側凹部３７は、外周壁３４を外径側に向かって窪ませた部分であり、その外周側凹部３７が存在する部位では、外周壁３４が薄肉となるように設けられている。この外周側凹部３７の存在により、後述する蓋部５０がベースリング３０の周方向に沿って回転するのを一層確実に防止可能となる。それにより、外周壁３４側でのベースリング３０に対する蓋部５０の密着性を高めることが可能となる。なお、図２に示す構成では、外周側凹部３７は１箇所のみ設けられている。しかしながら、外周側凹部３７の個数は、幾つであっても良い。また、外周壁３４に外周側凹部３７を設けるのを省略しても良い。

なお、係止窓部３６のような抜け止め部は、内周壁３５のみならず、底壁３３や外周壁３４に形成しても良い。しかしながら、底壁３３の裏面（Ｚ２側の面）や外周壁３４の外径側の面は、他の部材（たとえば流路の内壁、バタフライ弁の装着溝の内壁、自動変速機のハウジング等）に当接して摺動する部分（機能面）であるので、それ以外の部位に抜け止め部を形成するのが好ましい。また、外周側凹部３７にも、係止窓部３６と同様に、蓋部５０が剥離するのを阻止する抜け止め部を設けるようにしても良い。このような抜け止め部の他の例を、図３から図７に示す。なお、外周壁３４に抜け止め部が形成された場合には、外周壁３４は周壁に対応する。

図３は、ベースリング３０の第２構成例を示す斜視図である。図３に示す構成では、外周側凹部３７には、内径側に向かうような、抜け止め部の一部に対応する突出部３８が設けられている。したがって、蓋部５０を形成する際に、突出部３８の形状に倣うように液状の樹脂が回り込んで硬化することで、突出部３８は蓋部５０が剥離するのを阻止する抜け止め部として機能する。

なお、図３においては、突出部３８は、その突出部３８の全周に亘って液状の樹脂が回り込むように設けられている。したがって、突出部３８の上側（Ｚ１側）は、上端面３１ａよりも下側（Ｚ２側）に位置している。しかしながら、突出部３８は、図３に示す形状には限られない。たとえば、図４に示すような突出部（突出部３８Ｂとする）としても良い。図４に示す突出部３８Ｂは、その上端側（Ｚ１側）が上端面３１ａと面一となるように設けられている。しかしながら、突出部３８Ｂと底壁３３の間に隙間があるので、その部位に液状の樹脂が回り込んで硬化することで、突出部３８Ｂは蓋部５０が剥離する際の抜け止めとして機能する。

また、図５は、ベースリング３０の第３構成例を示す斜視図である。図５に示す構成では、外周側凹部３７には、外径側に向かうような、抜け止め部の一部に対応する凹み部３９が設けられている。この凹み部３９は、外周側凹部３７の外周側の内壁面３７ａを起点として、外径側に向かうように窪ませた部分であり、その凹み部３９の周囲は内壁面３７ａで覆われている。しかしながら、凹み部３９は外周壁３４を貫通していない。この凹み部３９も、蓋部５０を形成する際に、該凹み部３９に倣って液状の樹脂が入り込んで硬化することで、凹み部３９は蓋部５０が剥離するのを阻止する抜け止め部として機能する。

また、図６は、ベースリング３０の第４構成例を示す斜視図である。図６に示す構成では、底壁３３には、上方に向かって突出する、抜け止め部の一部に対応する底壁ボス部４０が複数（図６に示す構成では合計１７個）設けられているが、その個数は幾つであっても良い。図７は、底壁ボス部４０付近の構成を示す断面図である。図７に示すように、底壁ボス部４０の断面の幅は、底壁３３側の付け根が最も小さく、その底壁３３から離れるにつれて徐々に幅が広がるような形状に設けられている。そのため、蓋部５０を形成する際に、底壁ボス部４０の形状に倣うように液状の樹脂が回り込んで硬化することで、底壁ボス部４０は蓋部５０が剥離するのを阻止する抜け止め部として機能する。

なお、底壁ボス部４０の形状は、図６および図７に示すものには限られない。すなわち、底壁ボス部４０の断面の幅が最も大きい部位よりも幅が小さい部位が、底壁３３側の部位に少なくとも１箇所存在していれば、底壁ボス部４０の形状はどのような形状であっても良い。

また、図８は、ベースリング３０の第５構成例を示す斜視図である。図８に示す構成では、底壁３３には、下方に向かうような、抜け止め部の一部に対応する穴部４１が複数（図８に示す構成では合計９個）設けられているが、その個数は幾つであっても良い。図９は、穴部４１付近の構成を示す断面図である。図９に示すように、穴部４１の断面の幅は、底壁３３の表面側の開口部位が最も小さく、その底壁３３の表面から離れるにつれて徐々に幅が広がるような形状に設けられている。そのため、蓋部５０を形成する際に、穴部４１の形状に倣うように液状の樹脂が入り込んで硬化することで、穴部４１は蓋部５０が剥離するのを阻止する抜け止め部として機能する。この穴部４１は、底壁３３を貫通していないが、底壁３３を貫通するものとしても良い。

なお、穴部４１の形状は、図８および図９に示すものには限られない。すなわち、穴部４１の断面の幅が最も大きい部位よりも幅が小さい部位が、底壁３３の表面側の部位に少なくとも１箇所存在していれば、穴部４１の形状はどのような形状であっても良い。

また、ベースリング３０には、リング本体部３１に連続するように、一端側係合部４５と他端側係合部４６とが設けられている。なお、これら一端側係合部４５と他端側係合部４６との間には、隙間である合口４７が設けられている。図１０は、合口４７付近の構成（合口４７付近の第１構成例）を拡大して示す部分的な斜視図である。図３から図１０に示すように、一端側係合部４５は、リング本体部３１に対し、その周方向の一端側で連続する部分である。また、他端側係合部４６は、リング本体部３１に対し、その周方向の他端側で連続する部分である。なお、一端側係合部４５と他端側係合部４６には、凹嵌溝３２は形成されていない。

本実施の形態の合口４７はガスタイト形の合口である。すなわち、一端側係合部４５と他端側係合部４６とは、凹凸の段形状を有していて、一端側係合部４５と他端側係合部４６とは、テンションリング６０からの弾性力の付与により、互いに密着する。それにより、一端側係合部４５と他端側係合部４６の密着時には合口４７からの気体や液体等の流体の漏れが大幅に低減される構成となっている。ただし、テンションリング６０が取り付けられていない状態のベースリング３０においては、一端側係合部４５と他端側係合部４６とは互いに離間して、隙間のある合口４７を形成している。

具体的に一端側係合部４５について説明すると、図３等に示す構成においては、一端側係合部４５の外径側には、上端面３１ａよりも下側（Ｚ２側）に凹んでいる外周凹部４５ａが設けられている。この外周凹部４５ａは、リング本体部３１の厚み方向（Ｚ方向）の概ね半分程度まで凹んでいる。なお、外周凹部４５ａの下側（Ｚ２側）に存在する、リング本体部３１の半分の厚みの部位であると共に、リング本体部３１よりも周方向の先端部に延伸する部位を、外周薄肉凸部４５ｂとする。

また、一端側係合部４５のうち、外周凹部４５ａよりも径方向の内径側には、内周凸部４５ｃおよび内周凹部４５ｄが設けられている。内周凸部４５ｃは、上端面３１ａと面一で幅がリング本体部３１の半分程度となっている。また、内周凸部４５ｃの周方向の長さは、外周凹部４５ａの半分程度となっている。したがって、外周凹部４５ａのうち内周凸部４５ｃよりも周方向の先端寄りの部位には、外周薄肉凸部４５ｂに対して径方向の内側で隣接する内周凹部４５ｄが設けられている。なお、外周凹部４５ａと内周凹部４５ｄの少なくとも一方は一端側凹部に対応し、外周薄肉凸部４５ｂと内周凸部４５ｃの少なくとも一方は、一端側凸部に対応する。

また、他端側係合部４６は、上述した外周凹部４５ａ、外周薄肉凸部４５ｂ、内周凸部４５ｃおよび内周凹部４５ｄと密接した状態で当接可能となっている。具体的には、他端側係合部４６には、外周薄肉凸部４６ａ、外周凹部４６ｂ、内周凸部４６ｃおよび内周凹部４６ｄが設けられている。

外周薄肉凸部４６ａは、外周凹部４５ａに嵌め込まれる部分であり、また外周凹部４６ｂは、外周薄肉凸部４５ｂが嵌め込まれる部分である。さらに、内周凹部４６ｄは内周凸部４５ｃが嵌め込まれる部分であり、内周凸部４６ｃは内周凹部４５ｄに嵌め込まれる部分である。これらの各部位の嵌め込みにおいては、それぞれの部位の向かい合う面同士が密着するか、または非常に小さな隙間を有する状態で対向している。また、これらの各部位の嵌め込みにより、一端側係合部４５と他端側係合部４６とにより構成される合口係合部４８（図１０参照）は、リング本体部３１の上端面３１ａおよび下端面３１ｂと面一となるように設けられている。なお、外周薄肉凸部４６ａと内周凸部４６ｃの少なくとも一方は他端側凸部に対応し、外周凹部４６ｂと内周凹部４６ｄの少なくとも一方は他端側凹部に対応する。

なお、一端側係合部４５と他端側係合部４６から構成される合口係合部４８の構成は、図１０に示すものには限られない。その他の合口係合部４８の構成を、図１１から図１４に示す。図１１は、合口係合部４８の第２構成例を示す部分的な斜視図である。図１１から図１４に示す合口係合部４８は、一端側係合部４５側に凸部（一端側凸部に対応）が存在し、他端側係合部４６にはその凸部を嵌め込む凹部（他端側凹部に対応）が存在する。また、一端側係合部４５側に凹部（一端側凹部に対応）が存在し、他端側係合部４６にはその凹部に嵌まり込む凸部（他端側凸部に対応）が存在する。

（２）ベースリング３０の金型１００のキャビティ１０１内への配置（キャビティ配置工程）
上述したベースリング３０が形成された後に、そのベースリング３０を、金型１００のキャビティ１０１内へ配置する。このとき、ベースリング３０は、一端側係合部４５と他端側係合部４６とを密着させた状態でキャビティ１０１の内部に配置している。しかしながら、ベースリング３０は、一端側係合部４５と他端側係合部４６とを密着させない状態で、キャビティ１０１の内部に配置しても良い。図１５は、金型１００の構成を示すと共に、金型１００のキャビティ１０１にベースリング３０が挿入された状態を示す図である。なお、図１５に示す金型１００は、下型に相当する部分であり、上型に相当する部分は示されていない。

この金型１００には、図示を省略する射出成形機のノズルから、液状の樹脂が射出される図示を省略するスプルーが設けられている。スプルーの他端部は、液状の樹脂をキャビティ１０１に流し込むための分岐路であるランナー１０２の一端部に接続されている。また、ランナー１０２の他端部は、ゲート１０３に接続されている。ゲート１０３は、キャビティ１０１に液状の樹脂を流し込むための入口となっている。

ここで、キャビティ１０１にベースリング３０を設置する場合、ゲート１０３に係止窓部３６が位置するように設置される。それにより、後述するような蓋部５０が形成され易くなる。しかしながら、ゲート１０３に係止窓部３６が位置しない状態で、キャビティ１０１にベースリング３０を設置しても良い。

（３）テンションリング６０の凹嵌溝３２への配置（テンションリングセット工程）
キャビティ１０１にベースリング３０を設置した後に、ベースリング３０に対して、テンションリング６０を凹嵌溝３２に嵌め込む。このようにテンションリング６０を凹嵌溝３２に嵌め込んだ状態を、図１５および図１６に示す。図１６は、凹嵌溝３２にテンションリング６０を嵌め込んだ状態を示す斜視図である。なお、図１６では、金型１００の図示は省略されている。図１７は、図１６に示す凹嵌溝３２にテンションリング６０を嵌め込んだ状態において、係止窓部３６付近を示す部分的な拡大図である。

図１６および図１７に示すように、テンションリング６０は、凹嵌溝３２に対応した幅寸法を有すると共に、凹嵌溝３２に対応した周方向の長さを有している。このテンションリング６０は、たとえばステンレスといった金属を材質として形成されている。このテンションリング６０は、周方向の１箇所に合口６１（隙間部に対応）が存在する割リング状に設けられている。この合口６１の間隔は、図１６に示すように一端側係合部４５と他端側係合部４６とを密着させるための弾性力を与えるように設定されている。したがって、テンションリング６０を凹嵌溝３２に嵌め込む前の合口６１の間隔は、図１６に示すように一端側係合部４５と他端側係合部４６とが密着した状態の合口６１の間隔よりも狭く設けられている。

また、テンションリング６０を凹嵌溝３２に嵌め込むと、そのテンションリング６０の上面６２（Ｚ１側の面）は、ベースリング３０の上端面３１ａ（一方の端面に対応）よりも低く設けられている。そのため、テンションリング６０の上側（Ｚ１側）に液状の樹脂を流し込んで、蓋部５０を形成することが可能となっている。

（４）蓋部５０の形成（封止工程）
また、ベースリング３０をキャビティ１０１に設置し、さらに凹嵌溝３２にテンションリング６０を嵌め込んだ後に、蓋部５０を形成する。図１８は、図１５に示す金型１００において、蓋部５０が形成された状態を示す斜視図である。蓋部５０を形成する場合、図示を省略する射出成形機のノズルから射出された液状の樹脂は、図示を省略するスプルー、ランナー１０２およびゲート１０３を介して、所定の圧力でキャビティ１０１に流入する。その際に、液状の樹脂は、キャビティ１０１の内部において、ベースリング３０とテンションリング６０の間の隙間に入り込む。

なお、キャビティ１０１に流入させて硬化後に蓋部５０を形成する樹脂の材質としては、たとえば、ポリアミド（PA）、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン(４フッ化)（PTFE）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ETFE）等）およびそのアロイ材や、液晶ポリマー（LCP）、ポリイミド（PI）、ポリエーテルケトン（PEK）、ポリアリールエーテルケトン（PAEK）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（PEKEKK）、ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリフェニレンサルファイド（PPS）に代表されるスーパーエンジニアリングプラスチックが使用できるが、さらに耐熱性の高いポリベンゾイミダゾール（PBI）も好ましく使用できる。ここで、蓋部５０を構成する樹脂の材質は、ベースリング３０を構成する樹脂の材質と同じ材質であっても良く、異なる材質であっても良い。

図１９は、図１８に示すように蓋部５０が形成された状態において、係止窓部３６付近を示す部分的な拡大図である。図１９に示すように、液状の樹脂は、凹嵌溝３２に入り込む状態で、蓋部５０が形成され、その際に、蓋部５０によってテンションリング６０が外部に露出しない状態で覆われる。すなわち、ベースリング３０と蓋部５０とによって、テンションリング６０を内包する樹脂リング体２０が形成される。

また、蓋部５０の形成に際しては、係止窓部３６に入り込む係止突部５１も形成される。また、液状の樹脂の硬化によって蓋部５０が形成されるので、蓋部５０の境界面は、係止突部５１も含めて、凹嵌溝３２および係止窓部３６の内壁面に密着している。なお、凹嵌溝３２の内壁面とは、凹嵌溝３２において、蓋部５０が密着している壁面が該当する。この壁面には、底壁３３の上側（Ｚ１側）の面と、外周壁３４のうち凹嵌溝３２側の内壁面と、内周壁３５のうち凹嵌溝３２側の内壁面とが含まれる。また、係止窓部３６の内壁面とは、図１９において係止突部５１が係止窓部３６と密着する壁面が含まれる。この壁面には、底壁３３の上側（Ｚ１側）の面と、ベースリング３０の径方向において内周壁３５を切断している面とが含まれる。そのため、係止突部５１は、係止窓部３６に対応した形状に設けられている。具体的には、係止突部５１は、下側（Ｚ２側）に向かうに従って周方向長さが長くなるように形成されている。そのため、係止突部５１は、蓋部５０が剥離するのを阻止する抜け止めとして機能する。

また、蓋部５０の上面５２は、上端面３１ａと面一となるように形成されている。しかしながら、上端面３１ａを覆うように蓋部５０が形成されていても良い。その場合には、上端面３１ａが露出しない状態となる。

なお、蓋部５０が形成された後に、キャビティ１０１からシールリング１０を取り出し、不要なバリ等の部位を除去する。

以上のような、（１）〜（４）で説明した各工程を実行し、必要に応じて更なる別途の工程を実行することで、図１に示すようなシールリング１０が形成される。

［３．効果について］
以上のような、金属製のテンションリング６０を、樹脂製の樹脂リング体２０に内包するシールリング１０の製造方法は、樹脂を材質とすると共に、周方向の一端側の一端側係合部４５と周方向の他端側の他端側係合部４６の間に少なくとも軸方向（Ｚ方向）に重なりを持つ合口４７（ガスタイト形の合口４７）が存在するベースリング３０を形成するベースリング形成工程と、ベースリング３０を金型１００のキャビティ１０１に配置するキャビティ配置工程と、一端側係合部４５と他端側係合部４６に対応する部位に合口６１（隙間部）を有する金属製のテンションリング６０をベースリング３０の凹嵌溝３２（リング配置部）にセットするテンションリングセット工程と、キャビティ１０１に液状の樹脂を流し込んで、ベースリング３０と共に樹脂製の樹脂リング体２０を構成する蓋部５０を形成すると共に、ベースリング３０と蓋部５０との間に、互いに剥離するのを防止する係止窓部３６および係止突部５１（抜け止め部）を形成する封止工程と、を備えている。

このため、金属製のテンションリング６０を樹脂リング体２０で内包させる状態で、特殊な合口であるガスタイト形の合口４７を備えるシールリング１０を製造することが可能となる。すなわち、金属製のテンションリング６０が外部に露出せずに樹脂リング体２０で覆われるので、金属製のテンションリング６０が外部雰囲気によって腐食してしまうのを防止することが可能となる。また、シールリング１０は、金属製のテンションリング６０を樹脂リング体２０に内包しているので、たとえば内燃機関のバタフライ弁の外周側の装着溝に装着しても、該バタフライ弁の開放時に、シールリング１０がバタフライ弁から脱落するのを防止することができる。

また、本実施の形態では、リング配置部に対応する凹嵌溝３２は、ベースリング３０の上端面３１ａ（一方の端面）から窪んでおり、テンションリングセット工程では、テンションリング６０の高さは上端面３１ａ（一方の端面）よりも低い状態で凹嵌溝３２にセットされる。このため、封止工程においては、液状の樹脂を、テンションリング６０の上側（Ｚ１側）を覆うように凹嵌溝３２に入り込ませることができ、その封止工程で形成される蓋部５０とベースリング３０によって、テンションリング６０を密封した状態とすることが可能となる。

また、本実施の形態では、係止窓部３６および係止突部５１（抜け止め部）は、ベースリング３０に形成されると共に、上端面３１ａ（一方の端面）から凹嵌溝３２の底壁３３に向かうにつれて、底壁３３と上端面３１ａ（一方の端面）の間に存在すると共に凹嵌溝３２に隣接する内周壁３５（周壁）を切り欠いた周方向長さが長くなる係止窓部３６と、蓋部５０に形成されると共に、係止窓部３６に嵌合する係止突部５１と、を備えている。また、封止工程では、係止窓部３６に嵌合する係止突部５１が形成される。

このため、封止工程で蓋部５０が形成されると、係止窓部３６と係止突部５１との嵌合によって、蓋部５０が剥離するのを確実に防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、ベースリング３０のうち、凹嵌溝３２が形成された部分であるリング本体部３１の両端側に連続するように一端側係合部４５と他端側係合部４６から構成される合口係合部４８が設けられていて、一端側係合部４５と他端側係合部４６の間には、合口４７が設けられている。また、キャビティ配置工程では、一端側係合部４５に存在する一端側凸部が他端側係合部４６に存在する他端側凹部に嵌まり込むと共に、一端側係合部４５に存在する一端側凹部に他端側係合部４６に存在する他端側凸部が嵌まり込む。

このため、シールリング１０が形成された場合には、一端側係合部４５と他端側係合部４６とは、テンションリング６０からの弾性力の付与により、互いに密着する。それにより、密着時には合口４７からの気体や液体等の流体の漏れが大幅に低減可能となる。また、合口４７の隙間を広げることで、たとえばバタフライ弁の装着溝といった装着部位へシールリング１０を容易に装着することが可能となる。

また、本実施の形態に係る、金属製のテンションリング６０を樹脂製の樹脂リング体２０に内包するシールリング１０は、樹脂を材質とし、樹脂リング体２０を構成すると共に、周方向の一端側の一端側係合部４５と周方向の他端側の他端側係合部４６の間にガスタイト形の合口４７が存在するベースリング３０と、一端側係合部４５と他端側係合部４６に対応する部位に合口６１（隙間部）を有すると共に、ベースリング３０の凹嵌溝３２（リング配置部）に配置されている金属製のテンションリング６０と、ベースリング３０と共に樹脂リング体２０を構成すると共に、ベースリング３０との間に係止窓部３６および係止突部５１（抜け止め部）が存在することで、ベースリング３０に対する剥離を防止する蓋部５０と、を有する。

このため、特殊な合口であるガスタイト形の合口４７を備えるシールリング１０において、金属製のテンションリング６０が外部に露出せずに樹脂リング体２０で覆われるので、金属製のテンションリング６０が外部雰囲気によって腐食してしまうのを防止することが可能となる。また、シールリング１０は、金属製のテンションリング６０を樹脂リング体２０に内包しているので、たとえば内燃機関のバタフライ弁の外周側の装着溝に装着しても、該バタフライ弁の開放時に、シールリング１０がバタフライ弁から脱落するのを防止することができる。

また、本実施の形態では、リング配置部に対応する凹嵌溝３２は、ベースリング３０の上端面３１ａ（一方の端面）から窪んでおり、テンションリング６０の高さは上端面３１ａ（一方の端面）よりも低い状態で設けられている。このため、蓋部５０が凹嵌溝３２に入り込むことで、蓋部５０とベースリング３０によって、テンションリング６０を密封した状態とすることが可能となる。

また、本実施の形態では、係止窓部３６および係止突部５１（抜け止め部）は、ベースリング３０に形成されると共に、上端面３１ａ（一方の端面）から凹嵌溝３２の底壁３３に向かうにつれて、底壁３３と上端面３１ａ（一方の端面）の間に存在すると共に凹嵌溝３２に隣接する内周壁３５（周壁）を切り欠いた周方向長さが長くなる係止窓部３６と、蓋部５０に形成されると共に、係止窓部３６に嵌合する係止突部５１と、を備えている。

このため、係止窓部３６と係止突部５１との嵌合によって、蓋部５０が剥離するのを確実に防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、ベースリング３０のうち、凹嵌溝３２が形成された部分であるリング本体部３１の両端側に連続するように一端側係合部４５と他端側係合部４６から構成される合口係合部４８が設けられていて、一端側係合部４５と他端側係合部４６の間には、合口４７が設けられている。また、一端側係合部４５には一端側凸部および一端側凹部が設けられていて、他端側係合部４６には他端側凸部および他端側凹部が設けられていて、一端側係合部４５に存在する一端側凸部は、他端側係合部４６に存在する他端側凹部に嵌まり込むと共に、一端側係合部４５に存在する一端側凹部には、他端側係合部４６に存在する他端側凸部が嵌まり込む。

このため、シールリング１０においては、一端側係合部４５と他端側係合部４６とは、テンションリング６０からの弾性力の付与により、互いに密着する。それにより、密着時には合口４７からの気体や液体等の流体の漏れが大幅に低減可能となる。また、合口４７の隙間を広げることで、たとえばバタフライ弁の装着溝といった装着部位へシールリング１０を容易に装着することが可能となる。

［４．変形例］
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態では、凹嵌溝３２をテンションリング６０が配置されるリング配置部として説明している。しかしながら、リング配置部は、凹嵌溝３２に限られるものではない。たとえば、凹状の凹嵌溝３２に代えて、外周壁３４と内周壁３５のうちのいずれか一方と、底壁３３とから構成される、断面が略L字状の部分を、リング配置部としても良い。また、凹状の凹嵌溝３２に代えて、外周壁３４および内周壁３５が存在しない、底壁３３のみの部分を、リング配置部としても良い。

また、上述の実施の形態では、（１）ベースリング形成工程、（２）キャビティ配置工程、（３）テンションリングセット工程、および（４）封止工程の順に実施して、シールリング１０を形成している。しかしながら、このような工程順ではなく、異なる工程順で実施することにより、シールリング１０を形成するようにしても良い。たとえば、テンションリングセット工程は、キャビティ１０１にベースリング３０を配置した後でなくても良い。すなわち、キャビティ１０１にベースリング３０を配置するキャビティ配置工程を行う前に、凹嵌溝３２にテンションリング６０を嵌め込むテンションリングセット工程を行うようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、シールリング１０は、その断面が略矩形状に設けられている。しかしながら、シールリング１０の断面形状は、略矩形状には限られない。たとえば、シールリング１０は、内径側に向かうにつれて徐々に厚みが薄くなるような断面形状であるキーストン形状であっても良く、略Ｔ字形状となると共に外径側よりも内径側の厚みが小さい断面形状でも良く、外周面が湾曲しているバレル形状であっても良い。また、シールリング１０の内周壁３５には、該内周壁３５からさらに内径側に突出するような複数の突起部が存在していても良く、シールリング１０の上端面３１ａまたは下端面３１ｂに、潤滑油をガイドする油溝が存在していても良い。

なお、ガスタイト形の合口は、図１０〜図１４等に示す合口４７の構成に限られるものではない。すなわち、少なくとも軸方向（Ｚ方向）に重なりを持つ合口であれば、上述した実施の形態以外の種々の合口にも、本発明が適用可能である。

１０…シールリング、２０…樹脂リング体、３０…ベースリング、３１…リング本体部、３１ａ…上端面（一方の端面に対応）、３１ｂ…下端面、３２…凹嵌溝、３３…底壁、３４…外周壁（周壁に対応）、３５…内周壁（周壁に対応）、３６…係止窓部（抜け止め部の一部に対応）、３７…外周側凹部、３８，３８Ｂ…突出部（抜け止め部の一部に対応）、３９…凹み部（抜け止め部の一部に対応）、４０…底壁ボス部（抜け止め部の一部に対応）、４１…穴部（抜け止め部の一部に対応）、４５…一端側係合部、４５ａ…外周凹部（一端側凹部に対応）、４５ｂ…外周薄肉凸部（一端側凸部に対応）、４５ｃ…内周凸部（一端側凸部に対応）、４５ｄ…内周凹部（一端側凹部に対応）、４６ａ…外周薄肉凸部（他端側凸部に対応）、４６ｂ…外周凹部４６ｂ（他端側凹部に対応）、４６ｃ…内周凸部（他端側凸部に対応）、４６ｄ…内周凹部（他端側凹部に対応）、４７…合口、４８…合口係合部、５０…蓋部、５１…係止突部（抜け止め部の一部に対応）、５２…上面、６０…テンションリング、６１…合口（隙間部に対応）、６２…上面、１００…金型、１０１…キャビティ、１０２…ランナー、１０３…ゲート、

Claims (8)

1. 金属製のテンションリングを、樹脂製の樹脂リング体に内包するシールリングの製造方法であって、
   樹脂を材質とすると共に、周方向の一端側の一端側係合部と周方向の他端側の他端側係合部の間に少なくとも軸方向に重なりを持つ合口が存在するベースリングを形成するベースリング形成工程と、
   前記ベースリングを金型のキャビティに配置するキャビティ配置工程と、
   前記一端側係合部と前記他端側係合部に対応する部位に隙間部を有する金属製のテンションリングを前記ベースリングのリング配置部にセットするテンションリングセット工程と、
   前記キャビティに液状の樹脂を流し込んで、前記ベースリングと共に前記樹脂リング体を構成する蓋部を形成すると共に、前記ベースリングと前記蓋部との間に、互いに剥離するのを防止する抜け止め部を形成する封止工程と、
   を備えることを特徴とするシールリングの製造方法。
2. 請求項１記載のシールリングの製造方法であって、
   前記リング配置部は、前記ベースリングの一方の端面から窪んでいる凹嵌溝であると共に、
   前記テンションリングセット工程では、前記テンションリングの高さは該一方の端面よりも低い状態で前記凹嵌溝にセットされる、
   ことを特徴とするシールリングの製造方法。
3. 請求項２記載のシールリングの製造方法であって、
   前記抜け止め部は、
   前記ベースリングに形成されると共に、前記ベースリングの前記一方の端面から前記凹嵌溝の底壁に向かうにつれて、該底壁と該一方の端面の間に存在すると共に前記凹嵌溝に隣接する周壁を切り欠いた周方向長さが長くなる係止窓部と、
   前記蓋部に形成されると共に、前記係止窓部に嵌合する係止突部と、
   を備えていて、
   前記封止工程では、前記係止窓部に嵌合する前記係止突部が形成される、
   ことを特徴とするシールリングの製造方法。
4. 請求項２または３記載のシールリングの製造方法であって、
   前記ベースリングのうち、前記凹嵌溝が形成された部分であるリング本体部の両端側に連続するように一端側係合部と他端側係合部から構成される合口係合部が設けられていて、
   前記一端側係合部と他端側係合部の間には、前記合口が設けられていて、
   前記キャビティ配置工程では、前記一端側係合部に存在する一端側凸部が前記他端側係合部に存在する他端側凹部に嵌まり込むと共に、前記一端側係合部に存在する一端側凹部に前記他端側係合部に存在する他端側凸部が嵌まり込む、
   ことを特徴とするシールリングの製造方法。
5. 金属製のテンションリングを、樹脂製の樹脂リング体に内包するシールリングであって、
   樹脂を材質とし、前記樹脂リング体を構成すると共に、周方向の一端側の一端側係合部と周方向の他端側の他端側係合部の間に少なくとも軸方向に重なりを持つ合口が存在するベースリングと、
   前記一端側係合部と前記他端側係合部に対応する部位に隙間部を有すると共に、前記ベースリングのリング配置部に配置されている金属製のテンションリングと、
   前記ベースリングと共に前記樹脂リング体を構成すると共に、前記ベースリングとの間に抜け止め部が存在することで、前記ベースリングに対する剥離が防止される蓋部と、
   を有することを特徴とするシールリング。
6. 請求項５記載のシールリングであって、
   前記リング配置部は、前記ベースリングの一方の端面から窪んでいる凹嵌溝であると共に、
   前記テンションリングの高さは該一方の端面よりも低い状態で設けられている、
   ことを特徴とするシールリング。
7. 請求項６記載のシールリングであって、
   前記抜け止め部は、
   前記ベースリングに形成されると共に、前記一方の端面から前記凹嵌溝の底壁に向かうにつれて、該底壁と該一方の端面の間に存在すると共に前記凹嵌溝に隣接する周壁を切り欠いた周方向長さが長くなる係止窓部と、
   前記蓋部に形成されると共に、前記係止窓部に嵌合する係止突部と、
   を備えている、
   ことを特徴とするシールリング。
8. 請求項６または７記載のシールリングであって、
   前記ベースリングのうち、前記凹嵌溝が形成された部分であるリング本体部の両端側に連続するように一端側係合部と他端側係合部から構成される合口係合部が設けられていて、
   前記一端側係合部と他端側係合部の間には、前記合口が設けられていて、
   前記一端側係合部には一端側凸部および一端側凹部が設けられていて、
   前記他端側係合部には他端側凸部および他端側凹部が設けられていて、
   前記一端側凸部は、前記他端側凹部に嵌まり込むと共に、前記一端側凹部には、前記他端側凸部が嵌まり込む、
   ことを特徴とするシールリング。

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