(57)【要約】【課題】フランジを加熱することなく軸から容易に取り外すことができるフランジ取り外し方法およびフランジ取り外し装置を提供する。【解決手段】軸２の外周面２ａとフランジ３の内周面３ａとの間に液体を供給して加圧して内周面３ａを径方向に拡大させた後にフランジ３を軸２から所定の長さ引き抜き、軸２の開放端とフランジの内周面３ａとで囲まれる空洞部にキャップ６を挿入した後に、軸２の外周面２ａおよびキャップ６の外周面６ａとフランジ３の内周面３ａとの間に液体を供給して加圧して内周面３ａを径方向に拡大させた後にフランジ３を軸２から引き抜く。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼き嵌めにより軸に固定されたフランジを前記軸から引き抜くフランジ取り外し方法において、
前記軸の外周面と前記フランジの内周面との間に液体を供給して加圧する第一加圧工程と、
前記液体の圧力により前記内周面が径方向に拡大する前記フランジを前記軸から所定の長さ引き抜く第一引き抜き工程と、
前記軸の開放端と前記フランジの前記内周面とで囲まれる円筒形状の空洞部に、この空洞部に対応する円筒形状のキャップを挿入するキャップ配置工程と、
前記軸の前記外周面および前記キャップの外周面と、前記フランジの前記内周面との間に前記液体を供給して加圧する第二加圧工程と、
前記液体の圧力により前記内周面が径方向に拡大する前記フランジを前記軸から引き抜く第二引き抜き工程とを備えることを特徴とするフランジ取り外し方法。
【請求項２】
前記第一加圧工程の前に、前記フランジの外面と前記内周面とを連通して前記内周面に前記液体を供給する管路を形成する前加工工程を備える請求項１に記載のフランジ取り外し方法。
【請求項３】
前記キャップの前記外周面にシール部材を予め配置した後に、前記空洞部に前記キャップを挿入する請求項１または２に記載のフランジ取り外し方法。
【請求項４】
前記キャップの前記外周面に二つのシール部材を予め配置して、
前記第二加圧工程で前記キャップの前記外周面と二つの前記シール部材と前記フランジの前記内周面とで囲まれる領域に前記液体を供給して加圧する請求項３に記載のフランジ取り外し方法。
【請求項５】
焼き嵌めにより軸に固定されたフランジを前記軸から引き抜くフランジ取り外し装置において、
前記軸の外周面と前記フランジの内周面との間に液体を供給して加圧する加圧機構と、
前記軸から引き抜く力を前記フランジに付加する引き抜き機構と、
前記軸の開放端と前記フランジの内周面とで囲まれる円筒形状の空洞部に挿入可能に構成されるキャップとを備えていて、
前記キャップが、前記フランジの前記内周面と前記キャップの外周面との間に前記加圧機構から供給される前記液体により前記フランジの前記内周面を径方向に拡大させる構成を備えることを特徴とするフランジ取り外し装置。
【請求項６】
前記加圧機構が、前記フランジの外面と前記内周面とを連通して前記内周面に前記液体を供給する管路を備える請求項５に記載のフランジ取り外し装置。
【請求項７】
前記キャップが、前記キャップの前記外周面に配置されるシール部材を備える請求項５または６に記載のフランジ取り外し装置。
【請求項８】
前記キャップが、前記キャップの前記外周面に配置される二つのシール部材を備えていて、前記キャップの前記外周面と二つの前記シール部材と前記フランジの前記内周面とで囲まれる領域に前記加圧機構から液体を供給される構成を備える請求項７に記載のフランジ取り外し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼き嵌めにより軸に固定されているフランジを取り外すフランジ取り外し方法およびフランジ取り外し装置に関し、詳しくはフランジを加熱することなく軸から容易に取り外すことができるフランジ取り外し方法およびフランジ取り外し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
焼き嵌めにより軸に固定されたフランジを取り外す方法が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のフランジ取り外し方法は、フランジを加熱して膨張させ、油圧ジャッキにより軸から引き抜く力をフランジに付加して、軸からフランジを取り外す。
【０００４】
軸やフランジの大きさが比較的小さい場合には、フランジを急速に加熱したとしてもフランジが膨張する時点では、フランジから軸に熱が伝達され軸が膨張してしまう。例えばモータの駆動軸とこの駆動軸に焼き嵌めにより固定されたフランジは、特許文献１で対象としている船舶の主軸とフランジに比べて極端に小さい。そのため特許文献１に記載の方法ではモータの駆動軸からフランジを引き抜くことが困難であった。
【０００５】
特に軸に熱を伝達し易い材料でフランジが構成されている場合、フランジとともに軸が膨張してしまいフランジを取り外すことが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開１９９６−０５２６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的はフランジを加熱することなく軸から容易に取り外すことができるフランジ取り外し方法およびフランジ取り外し装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明のフランジ取り外し方法は、焼き嵌めにより軸に固定されたフランジを前記軸から引き抜くフランジ取り外し方法において、前記軸の外周面と前記フランジの内周面との間に液体を供給して加圧する第一加圧工程と、前記液体の圧力により前記内周面が径方向に拡大する前記フランジを前記軸から所定の長さ引き抜く第一引き抜き工程と、前記軸の開放端と前記フランジの前記内周面とで囲まれる円筒形状の空洞部に、この空洞部に対応する円筒形状のキャップを挿入するキャップ配置工程と、前記軸の前記外周面および前記キャップの外周面と、前記フランジの前記内周面との間に前記液体を供給して加圧する第二加圧工程と、前記液体の圧力により前記内周面が径方向に拡大する前記フランジを前記軸から引き抜く第二引き抜き工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明のフランジ取り外し装置は、焼き嵌めにより軸に固定されたフランジを前記軸から引き抜くフランジ取り外し装置において、前記軸の外周面と前記フランジの内周面との間に液体を供給して加圧する加圧機構と、前記軸から引き抜く力を前記フランジに付加す
る引き抜き機構と、前記軸の開放端と前記フランジの内周面とで囲まれる円筒形状の空洞部に挿入可能に構成されるキャップとを備えていて、前記キャップが、前記フランジの前記内周面と前記キャップの外周面との間に前記加圧機構から供給される前記液体により前記フランジの前記内周面を径方向に拡大させる構成を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のフランジ取り外し方法およびフランジ取り外し装置によれば、フランジを加熱しないのでフランジとともに軸が膨張してフランジが引き抜けなくなる不具合が生じない。液体の圧力によりフランジの内周面のみを径方向に拡大させることができるので、フランジを比較的小さな力で取り外すことができる。
【００１１】
キャップを挿入することにより、フランジが軸からある程度抜けかかった状態であっても、フランジの内周面に液体を介して十分な圧力をかけて拡大させることができる。フランジを比較的小さな力で取り外すには有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のフランジ取り外し装置を断面で例示する説明図である。
【図２】第一引き抜き工程におけるフランジ取り外し装置の状態を例示する説明図である。
【図３】キャップ配置工程におけるフランジ取り外し装置の状態を例示する説明図である。
【図４】図１のフランジ取り外し装置の変形例を例示する説明図である。
【図５】図１のフランジ取り外し装置の変形例を例示する説明図である。
【図６】キャップの変形例を例示する説明図である。
【図７】図６のキャップを使用した状態を例示する説明図である。
【図８】図７の一部を拡大して例示する説明図である。
【図９】図７のフランジをさらに引き抜いた状態を例示する説明図である。
【図１０】図９の一部を拡大して例示する説明図である。
【図１１】図１０のキャップの変形例を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のフランジ取り外し方法およびフランジ取り外し装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１に例示するように本発明のフランジ取り外し装置１は、モータの駆動軸や車軸などの円筒形状の軸２に焼き嵌めにより固定されているフランジ３を、軸２から取り外す際に使用される。フランジ取り外し装置１は、軸２の外周面２ａとフランジ３の内周面３ａとの間に油や水などの液体を供給して加圧する加圧機構４と、軸２からフランジ３を引き抜く力をフランジ３に付加する引き抜き機構５と、円筒形状の部材で構成されるキャップ６とを備えている。図１の軸２およびフランジ３は、軸２およびフランジ３の軸方向に沿う断面で示されている。
【００１５】
本明細書においてフランジ３とは、軸２に焼き嵌めにより固定される部材であり、例えば歯車、ベアリング、車輪等も含む概念である。
【００１６】
加圧機構４は、油等の液体を貯留するタンク部７と、油等の液体を加圧するポンプ８と、ポンプ８で加圧する液体を軸２の外周面２ａとフランジ３の内周面３ａとの間に導く管路９とを備えている。
【００１７】
引き抜き機構５は、例えばギヤプーラで構成することができる。この実施形態では引き
抜き機構５は、軸２の軸方向に沿う一方に軸２を押す押しネジ部５ａと、軸２の軸方向に沿う他方にフランジ３を引く爪部５ｂとを備えている。引き抜き機構５の構成はこれに限らず、軸２からフランジ３を引き抜く力を、フランジ３に付加できる構成であればよい。
【００１８】
キャップ６は、軸２と同じまたは小さい半径を有する円筒形状の部材で構成されている。キャップ６の軸方向の長さは、例えばフランジ３の軸方向の厚みに対して４０％以上１００％以下の長さとすることが望ましい。キャップ６の軸方向の長さをフランジ３の軸方向の長さと等しくすることがさらに望ましい。
【００１９】
軸２からフランジ３を取り外す際には、まずフランジ３の外面３ｂと内周面３ａとを連通する管路９ａをフランジ３に形成する（前加工工程）。この管路９ａは、加圧機構４の管路９の一部を構成している。この管路９ａの代わりに、軸２の開放端２ｂと軸２の外周面２ａとを連通する管路を軸２に形成して、加圧機構４の管路９に連通させてもよい。
【００２０】
この前加工工程は本発明の必須要件ではない。軸２の外周面２ａとフランジ３の内周面３ａとの間に液体を供給する管路９が予め存在している場合には、前加工工程を行なう必要はない。
【００２１】
次に加圧機構４のポンプ８を作動させて、軸２の外周面２ａとフランジ３の内周面３ａとの間に液体を供給して加圧する（第一加圧工程）。液体は管路９、９ａを経由して供給される。図１では説明のため液体の流れる方向を矢印で示している。軸２とフランジ３との間に液体が供給されその圧力が増加するので、フランジ３の内周面３ａはフランジ３の径方向に押し広げられる。
【００２２】
つまりフランジ３の内周面３ａが拡開する。軸２とフランジ３との間に液体が広がり、フランジ３の内周面３ａの拡大にともない液体が軸２とフランジ３との間から外部に流れ出す。
【００２３】
軸２とフランジ３との間から液体がにじみ出したことを確認した後に、ギヤプーラ等で構成される引き抜き機構５を軸２およびフランジ３に設置する。図２に例示するように引き抜き機構５は軸２に対してフランジ３を引き抜く方向の相対的な力をフランジ３に発生させる（第一引き抜き工程）。この間、加圧機構４による液体の供給および加圧は継続しておく。なお引き抜き機構５は、第一加圧工程の前または最中にフランジ３等に設置する構成にしてもよい。
【００２４】
図２に例示するようにフランジ３の内周面３ａが拡大しているので、軸２からフランジ３を引き抜くことができる。第一引き抜き工程ではフランジ３を軸２から所定の長さ引き抜く。軸２の開放端２ｂとフランジ３の内周面３ａとで囲まれる円筒形状の空洞部１０では、内周面３ａが露出しているため、この部分の内周面３ａを径方向に拡大させる圧力は発生しない。そのため軸２からフランジ３を所定の長さ引き抜くと、フランジ３の内周面３ａの拡大が不十分となり、フランジ３が軸２から抜け難くなる状態となる。
【００２５】
軸２からフランジ３を引き抜く工程において、軸２からフランジ３が予め設定した所定の長さ引き抜かれた時点で引き抜き工程を完了する構成にすることができる。他方でギヤプーラからフランジ３を引き抜く力を発生させても、フランジ３が軸２から抜け難い状態となった時点で、引き抜き工程を完了する構成にしてもよい。
【００２６】
図３に例示するように円筒形状の空洞部１０に、円筒形状のキャップ６を配置する（キャップ配置工程）。このとき引き抜き機構５を一旦取り外してからキャップ６を配置する。キャップ配置工程において加圧機構４による液体の供給は停止してもよく、継続してもよい。
【００２７】
キャップ６は、その半径が軸２より若干小さく形成されていて空洞部１０に挿入可能に構成されている。
【００２８】
そのためキャップ６は空洞部１０に容易に配置することができる。キャップ６を配置した後に、引き抜き機構５をフランジ３に再度設置する。
【００２９】
加圧機構４による液体の供給を停止している場合は、液体の供給を再開する。軸２の外周面２ａおよびキャップ６の外周面６ａと、フランジ３の内周面３ａとの間に加圧機構４から液体を供給して加圧する（第二加圧工程）。空洞部１０にキャップ６が配置されることにより、フランジ３の内周面３ａの全体に液体の圧力が発生する。つまりフランジ３の内周面３ａが径方向に拡大する。
【００３０】
引き抜き機構５によりキャップ６を介して軸２を押しつつフランジ３を引き抜く（第二引き抜き工程）。軸２からフランジ３が完全に引き抜けた時点で作業を完了する。
【００３１】
本発明のフランジ取り外し装置１は、液体の供給によりフランジ３の内周面３ａを拡開させることができる。またフランジ３が軸２からある程度抜けた後であっても、キャップ６の配置よりフランジ３の内周面３ａの全体に液体の圧力を発生させて、内周面３ａを拡大させることができる。そのため焼き嵌めにより軸２に固定されているフランジ３を容易に軸２から取り外すことができる。
【００３２】
フランジ３を加熱しないので、フランジ３とともに軸２が膨張してフランジ３が引き抜けなくなる不具合が発生しない。フランジ３を比較的小さな力で軸２から取り外すには有利である。フランジ３が小さくて軸２に熱が伝達され易い場合であっても、軸２やフランジ３が熱を伝達し易い材料で構成されている場合であっても、軸２が膨張することがないので軸２からフランジ３を比較的容易に取り外すことができる。
【００３３】
軸２またはフランジ３の加工は管路９ａが形成される程度であるため、軸２およびフランジ３を再利用することができる。
【００３４】
図４に例示するように加圧機構４が複数の独立した管路９を備える構成にしてもよい。この実施形態では加圧機構４が三つの管路９を備えている。フランジ３に形成される管路９ａは、軸２の軸方向に並べて三つ配置されている。管路９ａを軸２の周方向に複数配置する構成にしてもよい。
【００３５】
この構成によればフランジ３の内周面３ａの全体に均一に圧力を発生させるには有利である。圧力を均一にしてフランジ３の内周面３ａを均一に拡大させることで、フランジ３を軸２から取り外し易くなる。
【００３６】
管路９にそれぞれバルブ１１を設置してもよい。フランジ３の内周面３ａに発生する圧力の分布を制御することができる。例えば図２に例示するようにフランジ３が所定の長さ引き抜かれたとき、空洞部１０に対応する部分への加圧機構４による液体の供給を停止することができる。フランジ３の内周面３ａを拡大させることに一切寄与しない液体が空洞部１０から無駄に流出することを抑制できるので、フランジ３を取り外す際の作業性を向上するには有利である。
【００３７】
図５に例示するようにキャップ６に管路９ｂを形成してもよい。キャップ６の外周面６ａに形成される管路９ｂの端部は、一つでもよく、キャップ６の軸方向に複数形成されて
もよい。また管路９ｂの端部はキャップ６の周方向に複数形成されてもよい。
【００３８】
フランジ３に複数の管路９ａを形成しなくても、キャップ６の管路９ｂから液体を供給できるので、フランジ３の全体に均一に圧力を発生させ易くなる。フランジ３に複数の管路９ａを形成する必要がないので、フランジ３の強度等を維持し易くなり、フランジ３の再利用を進めやすくなる。
【００３９】
図６に例示するようにキャップ６の外周面６ａにシール部材１２（１２ａ、１２ｂ）を配置する構成にすることができる。シール部材１２は例えば弾性変形するゴム材料等で形成されるＯリングで構成することができる。シール部材１２を配置することにより、シール部材１２を変形させつつ空洞部１０にキャップ６を挿入して配置することができる。キャップ配置工程における作業性を向上するには有利である。
【００４０】
シール部材１２がフランジ３の内周面３ａに密着するので、軸２とフランジ３との間に供給される液体が外部に流出し難くなる。フランジ３の内周面３ａに発生する圧力を増加させるには有利である。またキャップ６の半径の大きさの設計精度がそれほど高くなくても、シール部材１２をフランジ３の内周面３ａに密着させることができる。フランジ３の内周面３ａに発生する圧力を増加させるには有利である。
【００４１】
シール部材１２は上記の構成に限定されるものではない。例えばＯリングと同様の環状体であり断面が略Ｕ字形状となるＵパッキンや断面形状が略Ｙ時形状となるＹパッキンで構成してもよい。またテープ状に形成されキャップ６の外周面６ａに巻き付けて使用するいわゆるシールテープや、キャップ６の外周面６ａに塗布して使用するゲル状のシール剤で構成してもよい。
【００４２】
この実施形態ではキャップ６は、軸２の開放端２ｂから比較的遠い位置に配置されて例えばＯリングで構成される第一シール部材１２ａと、この第一シール部材１２ａよりも軸２の開放端２ｂに近い位置に配置されて例えばＯリングで構成される第二シール部材１２ｂとを備えている。
【００４３】
またキャップ６には管路９ｂが形成されている。キャップ６の外周面６ａに形成される管路９ｂの端部は、二つのシール部材１２ａ、１２ｂの間となる位置に形成されている。図６では説明のため管路９ｂを破線で示している。
【００４４】
この構成によればキャップ６の外周面６ａと二つのシール部材１２ａ、１２ｂとフランジ３の内周面３ａとで囲まれる空間に液体を供給して加圧することができる。液体の圧力をフランジ３の内周面３ａに効率よく伝達させて、内周面３ａを効率よく拡大させるには有利である。
【００４５】
キャップ６に管路９ｂが形成されていない場合であっても、フランジ３に形成される管路９ａから二つのシール部材１２ａ、１２ｂの間に液体を供給できる構成を有していれば、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
キャップ６の外周面６ａに第一シール部材１２ａを配置するための溝１３を複数形成する構成にしてもよい。この構成によれば第一シール部材１２ａの位置をキャップ６の軸方向に移動させることができる。
【００４７】
図７および図８に例示するように、フランジ３が引き抜かれる長さに応じて、第一シール部材１２ａを配置する位置を変更することができる。この実施形態では第一シール部材１２ａは第二シール部材１２ｂと隣接する溝１３に配置されている。
【００４８】
フランジ３に形成される管路９ａから供給される液体は、軸２の外周面２ａとフランジ３の内周面３ａとの間に流れて、フランジ３の内周面３ａを拡大させる圧力を発生させる。キャップ６に形成される管路９ｂから供給される液体は、キャップ６の外周面６ａと第一シール部材１２ａと第二シール部材１２ｂとフランジ３の内周面３ａとで囲まれる領域に流れて、フランジ３の内周面３ａを拡大させる圧力を発生させる。二つのシール部材１２ａ、１２ｂで囲まれる領域からは液体がほとんど漏れださないので、この領域の圧力を効率的に増加させることができる。
【００４９】
図９および図１０に例示するようにこの実施形態では第一シール部材１２ａは第二シール部材１２ｂから最も遠くに位置する溝１３に配置されている。キャップ６に形成される管路９ｂから供給される液体は、キャップ６の外周面６ａと第一シール部材１２ａと第二シール部材１２ｂとフランジ３の内周面３ａとで囲まれる領域に流れて、フランジ３の内周面３ａを拡大させる圧力を発生させる。
【００５０】
軸２からフランジ３が引き抜かれる長さに応じて、第一シール部材１２ａが配置される溝１３の位置は変更される。第一シール部材１２ａは、フランジ３の内周面３ａと接触可能な位置であり、かつ第二シール部材１２ｂから可能な限り離れた位置に配置されることが望ましい。
【００５１】
この実施形態では軸２からフランジ３を引き抜く引き抜き工程と、キャップ６を挿入した後に液体を供給して加圧する加圧工程とが、複数回交互に繰り返される。例えば第四加圧工程の後に第四引き抜き工程を経て、軸２からフランジ３が完全に引き抜かれる。上記工程を繰り返す回数は、フランジ３の軸方向の長さやフランジ３の拡開のし易さ等により適宜設定することができる。
【００５２】
キャップ６の外周面６ａに形成される管路９ｂの端部は、二つのシール部材１２ａ、１２ｂの間となる位置であり、かつ第二シール部材１２ｂに近い位置に形成されることが望ましい。この構成によれば第一シール部材１２ａの配置される位置に関わらず、二つのシール部材１２ａ、１２ｂの間への液体の供給が可能となる。
【００５３】
キャップ６に複数の溝１３を形成する代わりに、第一シール部材１２ａの配置されている位置の異なる複数のキャップ６を予め用意しておき、フランジ３が引き抜かれる長さに応じてキャップ６を交換しつつ、フランジ３を引き抜く作業を行なう構成としてもよい。
【００５４】
図１１に例示するようにキャップ６が第一シール部材１２ａのみを有する構成にすることができる。つまりキャップ６が第二シール部材１２ｂを有していない構成にすることができる。この構成によれば軸２からフランジ３が引き抜かれる長さに関わらず、フランジ３の内周面３ａとキャップ６の外周面６ａとで囲まれる領域に、フランジ３の管路９ａから液体を供給することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１     フランジ取り外し装置
２     軸
２ａ   外周面
２ｂ   開放端
３     フランジ
３ａ   内周面
３ｂ   外面
４     加圧機構
５     引き抜き機構
５ａ   押しネジ部
５ｂ   爪部
６     キャップ
６ａ   外周面
７     タンク部
８     ポンプ
９     管路
９ａ   管路（フランジｏｒ軸）
９ｂ   管路（キャップ）
１０   空洞部
１１   バルブ
１２   シール部材
１２ａ 第一シール部材
１２ｂ 第二シール部材
１３   溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018118331.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018118331.tif 000011
【図１０】
2018118331.tif 000012
【図１１】
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