Oリングの製造方法

ゴムＯリングは、他のゴム製品と同様に様々な成形方法で製造されます。それぞれ長所と短所がありますので、コスト、性能、納期等の条件によってＯリングの製造方法が使い分けられます。

ゴムＯリングのおもな製造方法

• 金型成形、プレス成型
• 送り焼き成形、継ぎ成形(送り焼きＯリング、つなぎＯリング)
• 押出丸紐接着加工
• 押出丸紐加硫接着加工
• 機械加工
• Ｏリングの主な製造方法比較表

Ｏリング／金型成形、プレス成形

もっとも一般的なＯリングの成形方法です。上型と下型に分割された金型を使用し、熱加硫圧縮成形することで一体物のＯリングを製造する方法です。

Ｏリングの形状の空隙部(キャビティー)に配合された未加硫ゴムを充てんし、加熱によりＯリングの形状を成形することと架橋(加硫)を同時に行う方法です。金型成形には、いろいろな方法がありますが、ゴムＯリングは圧縮成形がもっとも用いられる製造方法です。その他、射出成形などの方法で製造されることもあります。

Ｏリングの径、ゴム材質によって加硫プレス成形時間が異なりますが、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどのように短時間で完全加硫しないものは、総時間短縮によるコスト管理のため、まず金型成形で、決められた適切な時間で切り上げた未完全加硫製品を成形(一次加硫)します。そして後でまとめて一次加硫製品を熱オーブンなどに入れて最適加硫製品にするために熱処理(２次加硫)します。一般に２次加硫が不要な材質でも、製品性能の安定のため、プレス加硫温度と時間の組み合わせによって必要になる場合もあります。

金型成形Ｏリング(圧縮成形)の概略はこちら

Ｏリング／金型成形、プレス成形の特徴

金型を使用して成形しているため、製品は金型の精度によって安定した品質になります。時間管理、寸法管理、コスト管理が容易なため、大量生産品に向いています。国内外の規格品Ｏリング、Ｏリングメーカー独自の規格品などのほとんどは、この成形方法で製造されています。

金型を必要とするために、金型の費用が発生しますので、金型費用が負担にならない程度以上の数量がなければ、かなりの高コスト製品になります。それでも寸法精度が必要な場合は、この製造方法で成形しなくてならない場合もあります。

金型成形で製造できるＯリングの大きさは、プレス機に装着できる金型の大きさに左右されます。Ｏリングの径が300mm程度までが一般的ですが、プレス機によってはかなりの大きさのＯリングが金型で製造できます。ただし、金型が大きくなるほど、金型費のコスト及びランニングコストも大きくなりますので、他の製造方法(送り焼きＯリングなど)と比較検討する必要があります。

金型成形で製造されるＯリングは、金型に彫られたＯリング形状の隙間(キャビティー)の数量(金型の取り数)によって、製造できる数量、Ｏリングのコストに違いがあります。ターゲットプライス、使用量、生産日程などによって金型の取り数を決定します。取り数を多く取ると、１度に生産できるＯリングが多くなり、コストダウン、生産時間短縮になりますが、金型製造費が高くなることや、材料仕込み方法などによって加硫精度や圧縮精度つまり製品精度にバラツキが生じる可能性もあります。

金型でＯリングを成形しているために、製品には、金型の合せ目の部分にパーティングラインが付きます。処理の仕方がＯリングの使用に影響を与えることもあります。特殊な用途でパーティングラインの位置を変えることもあります。

パーティングライン(Parting Line):型割り面あるいは金型の分割部分の線。ゴム成形品に跡がのこり、外観、製品性能を損ねる場合がある。バリがでる部分。

 

送り焼き成形、継ぎ成形(送り焼きＯリング、つなぎＯリング)

大口径のＯリングを製造する時によく用いられる製造方法です。一般的なゴム製品がプラスチックのように溶かして接着できないためにこの方法が用いられます。専用の金型を使用し連続加硫(つなぎ合わせて加硫、継ぎ加硫)する方法で、送り焼きＯリング、つなぎＯリング、継ぎＯリングなどと呼ばれます。

両端だけを未加硫状態にできる専用金型や装置で、所定の径の丸紐形状に熱プレス圧縮成形します。そして未加硫状態の部分をずらして熱プレス（送り焼き）することによって加硫部分を決められた寸法の大きさにします。最後に残った両端の未加硫部分をつないで熱プレスし、１本の加硫Ｏリング製品を成形します。Ｏリングの大きさ、本数によって工程の順序を決定します。

送り焼き成形Ｏリングの概略はこちら

送り焼きＯリング、つなぎＯリングの特徴

専用金型にまわりきる長さ以上であればＯリング内径の大きさは自由設定できますが、安定した品質で成形するためにＯリングの内径は、ある程度の大きさ以上が必要です。

金型を使用し熱プレスしているため、つなぎ目がほとんど判別できず、一般の圧縮金型成形とほぼ同等の製品性能に仕上げることが可能です。

送り焼きＯリングの寸法精度は、ずらして作る方法で成形されるため、一般の金型成形にくらべて精密な寸法で製造することが難しく、許容差を大きくする必要があります。また完全自動化が難しいため、製造者の習熟度に製品の精度が左右される可能性があります。

Ｏリングを成形するために、一般の金型成形より、プレス回数など工程が多くなります。その分、コストが高くなりますが、同じ材質、同じ線径(Ｏリングの太さ)で異なる内径のＯリングを製造する場合、その都度、金型を作成する必要がなく、同じ金型を使用できるため、多品種小ロットの大口径Ｏリング製品などを製造する場合に最適な製造方法です。送り焼きＯリング製造業者が、市場で使用されるＯリングの径をラインナップ化しているため、専用金型を作成する負担がなく、トータルコストで汎用の金型成形より大幅に安価になります。また、金型作成期間が必要でないため、比較的短納期の対応が可能です。

押し出し丸紐接着加工Ｏリング、押し出し丸紐加硫接着加工

押し出し成形された断面が丸であるゴム紐の既製品を利用して、汎用の接着剤でつなげる方法です。接着断面形状を工夫することもあります。接着剤は、瞬間接着剤や専用の接着剤を使用します。また、半加硫状態で押し出し成形された丸紐を、特殊な接着剤を用いたり未加硫ゴムをつなぎとしてＯリング形状に接着させ、蒸気プレスなどで加硫する方法です。大口径Ｏリングなどで接着部分だけを加硫成形する場合もあります。

加硫接着Ｏリング、焼き継ぎＯリングと呼ばれることもありますが、送り焼きＯリングもその表現を使用されることも多く、区別することが必要です。

押出丸紐(製品)をエンドレス状に接着加工の概略はこちら 押出丸紐(半生)をエンドレス状に接着加工の概略はこちら

押し出し丸紐接着加工Ｏリング(既製丸紐利用)の特徴

既製品の丸紐に必要なＯリングの線径があれば、接着剤ですぐにＯリングを作成することが出来ます。既製品の押し出し紐を利用しているため、価格も安価です。さほど技術を必要としないため、どこでも、だれでも手軽に作成が可能ですが、他の製法のＯリングに比べて、Ｏリングの信頼性に乏しいため、金型成形Ｏリングの納期的な事情によって間に合わせとして使用される程度であり、応急措置的な対応などに使用が限られます。

押し出し丸紐接着加工Ｏリングの信頼性は、接着部分に大きく左右されます。それは、人為的なものと使用される接着剤の特性が関わります。人為的なものとしては、接着断面の形状、接着剤の塗布などの処理方法が一様でないことが挙げられ、接着剤の特性としては、瞬間接着剤などが、引っ張り強度はあってもせん断強度が乏しいことや、接着剤の硬度がゴムの硬度と違うために、圧力がかかるとはがれやすいことが挙げられます。

押し出し成形の丸紐を使用しているので、Ｏリングにはパーティングラインはありません。ただし接着箇所は判別が可能になります。また、圧縮金型成形でないため、Ｏリングの線径（太さ）の寸法精度はあまりよくありません。

押し出し丸紐加硫接着Ｏリングの特徴

部分的でもゴムの加硫を利用しているため、既製の丸紐を瞬間接着剤などでつなげたＯリングより信頼性はあります。接着箇所は判別が可能です。

金型を必要としないために、大口径のＯリングを製造する場合や、送り焼きで製造不可能な小さな内径のＯリングを製造する場合に用いられる製造方法です。持ち運び可能な専用の成形機などで現地施工をすることもできます。送り焼きＯリングより製造本数が多く、金型費用の負担は避けたい場合などにこの製造方法を用いることがあります。

一般の金型成形Ｏリングや送り焼きＯリングと比べて、製品強度は乏しく、寸法精度もあまり期待できないため使用は限定的です。既製丸紐を使用する場合と同様、Ｏリングの破損が重大な問題になる箇所で使用することは避けられます。

機械加工ゴムＯリング、機械加工樹脂Ｏリング

既製のゴムシート、ゴムブロック、ゴムチューブを利用し、切削加工で所定のＯリング形状にする加工方法です。
同様に、ほとんどの樹脂製Ｏリング、プラスチック製Ｏリングは、素材パイプ、素材ブロック(丸棒など)から切削加工で製造されます。

機械加工Ｏリングの概略はこちら

金型を必要とせず、接着箇所のない一体のＯリングが加工できます。一般的には非常に高くつく製造方法ですが、特殊な専用の機械によって、安価に作成する方法もあります。

機械加工なので、１本からでも製作が可能です。数量が少なく接着品を使用できない場合の緊急対応に適している製品です。

機械加工ゴムＯリングの寸法精度は、ラフなものから、金型で成形するより精密なものまであります。あらゆる環境、設備によって精度の違いがもっとも大きい製品のひとつです。
金型成形されたＯリングを、さらに機械加工することによって寸法精度を上げたり、パーティングラインがないＯリングを製造することもあります。

機械加工Ｏリングの物性は、加工用素材の物性そのままなので、用途に適合する素材が無い場合は、要求される仕様のＯリングを製造できない可能性があります。

ゴムＯリングのおもな製造方法比較表

注意！上記の表は、あくまで目安であって、すべての場合に当てはまる訳ではありません。