特許 6429717 回転軸部品、軸封装置及び回転軸部品の組立方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6429717

(24)【登録日】2018年11月9日

(45)【発行日】2018年11月28日

(54)【発明の名称】回転軸部品、軸封装置及び回転軸部品の組立方法

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/10 20060101AFI20181119BHJP

   F16C 3/02 20060101ALI20181119BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/10 T

   F16C3/02

【請求項の数】11

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-86822(P2015-86822)

(22)【出願日】2015年4月21日

(65)【公開番号】特開2016-205502(P2016-205502A)

(43)【公開日】2016年12月8日

【審査請求日】2017年6月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】津田 剛志

【審査官】 山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００６／１１２５４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−１７４３４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １５／１０

Ｆ１６Ｃ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸部品を貫通させた穴部品と前記軸部品との隙間をＯリングで封止し、前記軸部品及び前記穴部品が一緒に回転するように固定した回転軸部品であって、
前記穴部品は、前記軸部品が貫通した状態において、前記Ｏリングのつぶし率が設定範囲内となる内径を有するＯリング固定部と、前記Ｏリングが前記Ｏリング固定部よりも前記軸部品の挿入方向後方へ移動することを規制する位置決め部とが形成された内筒面を有し、
前記Ｏリング固定部よりも前記軸部品の挿入方向前方での前記穴部品の内径は、前記Ｏリング固定部の内径以下であり、かつ前記軸部品が貫通した状態で、前記Ｏリングのつぶし率が予め定められた上限値以下となる寸法であることを特徴とする回転軸部品。

【請求項2】

前記Ｏリング固定部及び前記位置決め部は、前記穴部品の内筒面に設けられた溝によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転軸部品。

【請求項3】

軸部品を貫通させた穴部品と前記軸部品との隙間をＯリングで封止し、前記軸部品及び前記穴部品が一緒に回転するように固定した回転軸部品であって、
前記穴部品は、前記軸部品が貫通した状態において、前記Ｏリングのつぶし率が設定範囲内となる内径を有するＯリング固定部が形成された内筒面を有し、
前記軸部品は、前記穴部品を貫通させた状態において、前記Ｏリングが前記Ｏリング固定部よりも前記軸部品の挿入方向後方へ移動することを規制する位置決め部を有し、
前記Ｏリング固定部よりも前記軸部品の挿入方向前方での前記穴部品の内径は、前記Ｏリング固定部の内径以下であり、かつ前記軸部品が貫通した状態で、前記Ｏリングのつぶし率が予め定められた上限値以下となる寸法であることを特徴とする回転軸部品。

【請求項4】

前記位置決め部は、前記軸部品の先端部よりも径を拡大した大径部によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転軸部品。

【請求項5】

軸部品を貫通させた穴部品と前記軸部品との隙間をＯリングで封止し、前記軸部品及び前記穴部品が一緒に回転するように固定した回転軸部品であって、
前記穴部品は、前記軸部品が貫通した状態において、前記Ｏリングのつぶし率が設定範囲内となる内径を有するＯリング固定部と、前記Ｏリングが前記Ｏリング固定部よりも前記軸部品の挿入方向後方へ移動することを規制する第１の位置決め部とが形成された内筒面を有し、
前記軸部品は、前記穴部品を貫通させた状態において、前記Ｏリングが前記Ｏリング固定部よりも前記軸部品の挿入方向後方へ移動することを規制する第２の位置決め部を有し、
前記Ｏリング固定部よりも前記軸部品の挿入方向前方での前記穴部品の内径は、前記Ｏリング固定部の内径以下であり、かつ前記軸部品が貫通した状態で、前記Ｏリングのつぶし率が予め定められた上限値以下となる寸法であることを特徴とする回転軸部品。

【請求項6】

前記Ｏリング固定部及び前記第１の位置決め部は、前記穴部品の内筒面に設けられた溝によって形成されており、前記第２の位置決め部は、前記軸部品の先端部よりも径を拡大した大径部によって形成されていることを特徴とする請求項５に記載の回転軸部品。

【請求項7】

前記軸部品は、前記穴部品への挿入方向を限定する形状を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の回転軸部品。

【請求項8】

前記穴部品は、前記軸部品の挿入方向前方の開口の縁に面取り面が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の回転軸部品。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載の回転軸部品を用いた軸封装置であって、
前記軸部品はモータの軸であり、前記穴部品の外周は、前記モータ側に潤滑油が浸入することを防止するオイルシールのリップの摺動面であることを特徴とする軸封装置。

【請求項10】

前記Ｏリングは、前記潤滑油により前記軸部品の挿入方向後方に付勢されることを特徴とする請求項９に記載の軸封装置。

【請求項11】

軸部品の挿入方向前方の開口径が前記軸部品の径よりも大きい穴部品と前記軸部品との隙間をＯリングで封止し、前記軸部品及び前記穴部品が一緒に回転するように固定した回転軸部品の組立方法であって、
前記穴部品に前記軸部品を挿入する工程と、
前記穴部品に挿入した前記軸部品を固定する工程と、
前記軸部品に挿入方向前方から前記Ｏリングを被せる工程と、
前記穴部品の前記軸部品の挿入方向前方の開口と前記軸部品との隙間を通して、前記穴部品と前記軸部品との間に前記Ｏリングを挿入する工程とを有することを特徴とする回転軸部品の組立方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸部品を貫通させた穴部品が軸部品と一緒に回転するようにした回転軸部品、軸封装置及び回転軸部品の組立方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、軸部品を貫通させた穴部品が軸部品と一緒に回転するようにした回転軸部品を油圧又は水圧がかかる装置に用いる場合には、軸部品と穴部品との間をＯリングで封止する軸封構造が適用されている。回転軸部品に適用される軸封構造は、軸部品又は穴部品の一方にＯリング挿入用の溝を設け、溝にＯリングを挿入してから軸部品を穴部品に挿入する構成がとられている。

【0003】

特許文献１には、Ｏリングを変形させて穴に挿入し、テーパガイドと押し治具とを用いて溝部へ導入させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−１７４３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の技術によれば、軸部品にキー溝又はＤカットのようなエッジを伴う形状が設けられており、軸部品を穴部品に挿入する際に、溝がエッジの部分を通過しなければならない構造であると、挿入時にＯリングが圧縮されて軸部品に押し当たりながら摺動する。そのため、エッジ部によってＯリングに傷が付くという問題があった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、軸部品のエッジ部でＯリングに傷が付くことを防止した軸封構造の回転軸部品を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、軸部品を貫通させた穴部品と軸部品との隙間をＯリングで封止し、軸部品及び穴部品が一緒に回転するように固定した回転軸部品であって、穴部品は、軸部品が貫通した状態において、Ｏリングのつぶし率が設定範囲内となる内径を有するＯリング固定部と、ＯリングがＯリング固定部よりも軸部品の挿入方向後方へ移動することを規制する位置決め部とが形成された内筒面を有する。本発明は、Ｏリング固定部よりも軸部品の挿入方向前方での穴部品の内径は、Ｏリング固定部の内径以下であり、かつ軸部品が貫通した状態で、Ｏリングのつぶし率が予め定められた上限値以下となる寸法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、軸部品のエッジ部でＯリングに傷が付くことを防止した軸封構造の回転軸部品を得られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１にかかる回転軸部品の概略構成を示す断面図

【図2】実施の形態１にかかる回転軸部品の概略構成を示す分解図

【図3】実施の形態１にかかる回転軸部品の組立手順を示す図

【図4】実施の形態１にかかる回転軸部品を適用した軸封装置の構成を示す図

【図5】本発明の実施の形態２にかかる回転軸部品の概略構成を示す図

【図6】本発明の実施の形態３にかかる回転軸部品の概略構成を示す図

【図7】実施の形態３にかかる回転軸部品の変形構成を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本発明の実施の形態にかかる回転軸部品、軸封装置及び回転軸部品の組立方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0011】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる回転軸部品の概略構成を示す断面図である。図２は、実施の形態１にかかる回転軸部品の概略構成を示す分解図である。回転軸部品５０は、軸部品１を貫通させた穴部品２と軸部品１との隙間をＯリング３で封止し、軸部品１及び穴部品２が一緒に回転するように固定されている。回転軸部品５０は、エッジ部が形成された軸部品１と、軸部品１が挿入される穴部品２と、軸部品１と穴部品２との隙間を封止するＯリング３とを有する。後述するように、Ｏリング３は、軸部品１を穴部品２に挿入した後で、軸部品１と穴部品２との間に挿入される。

【0012】

穴部品２の内筒面２２には、Ｏリング３を配置するための溝４が設けられている。溝４の径ａは、軸部品１の軸径ｂよりも大きい。Ｏリング３の断面は、無負荷状態では直径ｅの断面である。Ｏリング３は、溝４に配置され、軸部品１が挿入されている状態でのつぶし率は（（ａ−ｂ）／２ｅ）×１００［％］で表される。溝４は、軸部品１が貫通した状態において、Ｏリング３のつぶし率が設定範囲内となる内径を有するＯリング固定部２３と、Ｏリング３がＯリング固定部２３を形成する溝４よりも軸部品１の挿入方向後方へ移動することを規制する位置決め部２４とを穴部品２の内筒面２２に形成している。

【0013】

穴部品２は、挿入側２ａの内径ｃよりも貫通側２ｂの内径ｄの方が大きくなっている。ここで、挿入側２ａは、軸部品１が挿入される側であり、貫通側２ｂは、挿入された軸部品１が突出する側である。挿入側２ａの内径ｃは、溝４での内径ａよりも小さく、軸部品１の軸径ｂに対して隙間嵌め程度となる寸法である。貫通側２ｂの内径ｄは、溝４での内径ａよりも小さく、かつＯリング３の外径ｆよりも小さい寸法である。Ｏリング３が穴部品２の貫通側２ｂの部分に配置されている状態でのＯリング３のつぶし率は、（（ｄ−ｂ）／２ｅ）×１００［％］で表される。

【0014】

Ｏリング３は、溝４に配置されている状態でのつぶし率がＯリング３の製造者の推奨する範囲内となり、かつ貫通側２ｂを通過する際のつぶし率が、Ｏリング３の製造者が設定した最大つぶし率以下となるように選定される。換言すると、Ｏリング固定部２３よりも軸部品１の挿入方向前方での穴部品２の内径は、Ｏリング固定部２３の内径以下であり、かつ軸部品１が貫通した状態で、Ｏリング３のつぶし率が最大つぶし率以下となる寸法である。一般的には、つぶし率は１０％から３０％の範囲が推奨値とされるが、この範囲は一例であり、本発明はこれに限定されない。最大つぶし率は、Ｏリング３の復元が保証されるつぶし率の上限値であり、Ｏリング３の製造者によって予め定められる。最大つぶし率を超えてＯリング３を変形させると、Ｏリング３が破損したり、負荷を取り除いても元通りに復元しなくなったりして、Ｏリング３の隙間を封止する機能が損なわれる恐れがある。

【0015】

穴部品２の貫通側２ｂには、面取り面５，６が形成されている。穴部品２の軸部品１の挿入方向前方の開口の縁に形成された面取り面５の部分での穴部品２の開口径ｇは、無負荷状態でのＯリング３の外径ｆよりも大きくなっている。

【0016】

軸部品１の先端部１ａには、キー溝７及びＤカット８が設けられているため、軸部品１の軸の側面にはエッジが存在している。また、軸部品１には、穴部品２の挿入側２ａの径ｃよりも大径のフランジ９が設けられており、軸部品１は、フランジ９が穴部品２の挿入側２ａに突き当たるところまでしか挿入できないようになっている。なお、軸部品１には、穴部品２の挿入側２ｂを通過できない形状をフランジ９の代わりに設けても良い。すなわち、軸部品１は、穴部品２への挿入方向を限定する形状を備えるが、フランジ状である必要はない。軸部品１は、フランジ９が形成されているため、穴部品２の挿入側２ａから貫通側２ｂに向かって軸部品１を貫通させる向きでのみ穴部品２に挿入可能である。

【0017】

実施の形態１にかかる回転軸部品５０の組立手順について説明する。図３は、実施の形態１にかかる回転軸部品の組立手順を示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、穴部品２の挿入側２ａに軸部品１を先端側から挿入し、貫通側２ｂから軸部品１を突出させる。なお、貫通後の軸部品１と穴部品２との間に隙間があり、軸部品１を回転させても穴部品２が一緒に回転しない場合は、セットスクリューのような締結部品を用いて穴部品２を軸部品１に固定し、穴部品２が軸部品１と一緒に回転するようにする。次に、図３（ｂ）に示すように、軸部品１に先端側からＯリング３を被せ、キー溝７及びＤカット８を通過させる。この際には、Ｏリング３は、穴部品２によって軸部品１に押しつけられている状態ではないため、キー溝７及びＤカット８を通過させてもＯリング３に傷が付きにくい。その後、キー溝７及びＤカット８を通過したＯリング３を、穴部品２と接触させる。次に、図３（ｃ）に示すように、軸部品１に治具６０を被せてＯリング３を挿入側２ａの方へ押し込み、穴部品２の貫通側２ｂを通過させる。治具６０の先端部６１は、軸部品１と穴部品２の貫通側２ｂの隙間（ｄ−ｂ）／２よりも薄肉の円筒状であるため、軸部品１と穴部品２の貫通側２ｂとの隙間に差し込むことができる。貫通側２ｂでの穴部品２の開口径ｇは、Ｏリング３の外径ｆよりも大きいため、貫通側２ｂと軸部品１との間にＯリング３を押し込む際にＯリング３に傷が付きにくい。また、穴部品２の貫通側２ｂを通過する際のつぶし率は、Ｏリング３の製造者が設定する最大つぶし率以下であるため、穴部品２の貫通側２ｂを通過する際にＯリング３が破損することはない。図３（ｄ）に示すように、治具６０で押し込んだＯリング３が溝４に配置されることにより、回転軸部品５０の組立が完了する。

【0018】

図４は、実施の形態１にかかる回転軸部品を適用した軸封装置の構成を示す図である。軸部品１と穴部品２との間をＯリング３で封止する軸封構造を有する軸封装置７０において、軸部品１はモータ７１の軸である。穴部品２の外周面２１には、モータ７１側に潤滑油が浸入することを防止するオイルシール４０のリップ４１が接しており気密性が保たれている。穴部品２の外周はオイルシール４０のリップ４１の摺動面である。また、穴部品２の内筒面２２は、Ｏリング３が設置されているため、気密性が保たれている。したがって、減速機７２の潤滑油がモータ７１側に浸入することを防止できる。Ｏリング３は、潤滑油により軸部品１の挿入方向後方に付勢され、位置決め部２４に押し当てられるため、潤滑油の圧力でＯリング３がＯリング固定部２３から脱落することはない。

【0019】

穴部品の溝にＯリングを嵌めてから軸部品を通す特許文献１のような従来構造は、Ｏリングに傷が付く可能性があるため、潤滑油を使用する減速機のような装置には適用できない。したがって、穴部品の外周側及び内周側には、コーキング材を塗布して気密性を持たせる必要があり、軸封装置の組立作業に時間を要する原因となっていた。実施の形態１にかかる回転軸部品５０は、穴部品２に軸部品１を貫通させてからＯリング３を配置できるため、Ｏリング３が破損する恐れがない。したがって、実施の形態１にかかる回転軸部品５０を適用した軸封装置７０は、潤滑油を使用する装置にも適用することができる。

【0020】

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２にかかる回転軸部品の概略構成を示す図である。実施の形態２にかかる回転軸部品の軸部品１０は、フランジ９よりも先端側に大径部１０ｂが形成されている。一方、穴部品１３は、挿入側１３ａの径が、大径部１０ｂの直径に対して隙間嵌め程度となる寸法になっている。

【0021】

溝１６は、軸部品１０が貫通した状態において、Ｏリング３のつぶし率が設定範囲内となる内径を有するＯリング固定部１６１と、Ｏリング３がＯリング固定部１６１を形成する溝１６よりも軸部品１０の挿入方向後方へ移動することを規制する第１の位置決め部１６２とを穴部品１３の内筒面１３１に形成している。大径部１０ｂは、軸部品１０が穴部品１３を貫通した状態において、Ｏリング３がＯリング固定部１６１よりも軸部品１０の挿入方向後方へ移動することを規制する第２の位置決め部１０１を形成している。

【0022】

実施の形態２にかかる回転軸部品は、Ｏリング３が配置される溝１６の挿入側１３ａの壁が、軸部品１０と穴部品１３とを組み合わせることによって形成される点で、実施の形態１の回転軸部品とは構造が異なるが、軸部品１０と穴部品１３との隙間を気密封止できる。実施の形態２にかかる回転軸部品の穴部品１３は、溝１６の深さが実施の形態１の穴部品２の溝４よりも浅いため、穴部品２よりも加工が容易である。

【0023】

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３にかかる回転軸部品の概略構成を示す図である。実施の形態３にかかる回転軸部品の穴部品１４は、軸部品１１が貫通した状態において、Ｏリング３のつぶし率が設定範囲内となる内径を有するＯリング固定部１４１が形成された内筒面１４２を有する。穴部品１４は、挿入側１４ａの径がＯリング固定部１４１と同じである。また、軸部品１１は、フランジ９よりも先端側に大径部１１ｂを備えている。大径部１１ｂは、穴部品１４の内径に対して隙間嵌めとなる程度の寸法である。大径部１１ｂは、穴部品１４に軸部品１１を貫通させた状態において、Ｏリング３がＯリング固定部１４１よりも軸部品１１の挿入方向後方へ移動することを規制する位置決め部１１２を形成する。

【0024】

実施の形態３にかかる回転軸部品は、穴部品１４の内筒面に溝加工を施す必要がない。このため、穴部品１４は、内筒面に溝加工を施す実施の形態１，２の穴部品２，１３と比較して加工が容易である。

【0025】

図７は、実施の形態３にかかる回転軸部品の変形構成を示す図である。実施の形態３の変形構成では、穴部品１５の挿入側１５ａの径は貫通側１５ｂの径よりも大きくなっている。穴部品１５は、軸部品１２が貫通した状態において、Ｏリング３のつぶし率が設定範囲内となる内径を有するＯリング固定部１５１が形成された内筒面１５２を有する。穴部品１５は、挿入側１５ａの径がＯリング固定部１５１よりも大径である。Ｏリング固定部１５１よりも軸部品１２の挿入方向前方での穴部品１５の内径は、軸部品１２が貫通した状態で、Ｏリング３のつぶし率が最大つぶし率以下となる寸法である。また、軸部品１２は穴部品１５の挿入側１５ａに対して隙間嵌めとなる程度の寸法のフランジ１９が設けられている。フランジ１９は、穴部品１５に軸部品１２を貫通させた状態において、Ｏリング３がＯリング固定部１５１よりも軸部品１２の挿入方向後方へ移動することを規制する位置決め部１２２を形成する。

【0026】

実施の形態３の変形構成においても、穴部品１５の内筒面に溝加工を施す必要がない。このため、穴部品１５は、内筒面に溝加工を施す実施の形態１，２の穴部品２，１３と比較して加工が容易である。

【0027】

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0028】

１，１０，１１，１２ 軸部品、２，１３，１４，１５ 穴部品、２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ 挿入側、２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ 貫通側、３ Ｏリング、４，１６ 溝、５，６ 面取り面、７ キー溝、８ Ｄカット、９，１９ フランジ、１０ｂ，１１ｂ 大径部、２１ 外周面、２２，１３１，１４２，１５２ 内筒面、２３，１４１，１５１，１６１ Ｏリング固定部、２４，１１２，１２２ 位置決め部、４０ オイルシール、４１ リップ、５０ 回転軸部品、６０ 治具、６１ 先端部、７０ 軸封装置、７１ モータ、１０１ 第２の位置決め部、１６２ 第１の位置決め部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】