(57)【要約】【課題】シールリング装着対象部品１の外周面に形成された環状溝１１ａにシールリング２１を装着した後で、このシールリング２１を締め付けて縮径させるためのシールリング矯正治具４を提供する。【解決手段】環状溝１１ａへの装着過程で大きく拡径されたシールリング２１は、その装着後に、シールリング矯正治具４をシールリング装着対象部品１へ外挿していくことによって、まず大径側絞り面４４でしごかれて縮径される。そしてこの縮径過程で、シールリング２１が大径側絞り面４４に倣って傾斜変形しながら環状溝１１ａの内側面に干渉しても、このシールリング２１は、ある程度縮径された時点で中間内周面４３により傾斜状態が解消されるので、環状溝１１ａの内側面との干渉による摩擦抵抗も緩和される。そしてさらに継続してシールリング矯正治具４を外挿していくことによって、シールリング２１は、小径側絞り面４５でしごかれて、小径内周面４２に達するまで縮径される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールリング装着対象部品の外周面に形成された環状溝にシールリングを拡径しながら装着した後で、このシールリングを締め付けて前記拡径による残留変形を解消させるためのシールリング矯正治具であって、内径が拡径による残留変形状態のシールリングの外径より大径の先端部と、前記シールリング装着対象部品に外挿可能で前記残留変形状態のシールリングの外径より小径に形成された小径内周面と、この小径内周面と前記先端部の間に位置し、前記小径内周面より大径かつ前記残留変形状態のシールリングの外径より小径に形成された中間内周面と、前記先端部の内周から前記中間内周面へ向けて漸次小径になる円錐面状に形成された大径側絞り面と、前記中間内周面から前記小径円筒面へ向けて漸次小径になる円錐面状に形成された小径側絞り面とを有することを特徴とするシールリング矯正治具。
【請求項２】
中間内周面が軸方向複数箇所に形成され、この中間内周面は、小径内周面側に位置するものほど小径であって、各中間内周面間がそれぞれ円錐面状の絞り面を介して連続していることを特徴とする請求項１に記載のシールリング矯正治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばピストンや軸等、円筒又は円柱状のシールリング装着対象部品の外周面に形成された環状溝にシールリングを装着した後で、このシールリングを締め付けて矯正するために用いられる矯正治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、ピストンシールを装着したピストンを示す半断面図である。この図６において、参照符号１００はピストンで、その外周面には円周方向へ連続した環状溝１０１が形成されている。環状溝１０１にはピストンシール１１０が装着されており、このピストンシール１１０は、低摩擦係数の合成樹脂製のシールリング１１１と、このシールリング１１１と環状溝１０１の溝底との間に介在されて、シールリング１１１を不図示のシリンダの内周面に摺動自在に密接させるためのゴム状弾性材料製のバックリング１１２からなる。
【０００３】
従来、上述のようなピストン１００の環状溝１０１にピストンシール１１０を装着するための治具として、下記の特許文献に記載された装着治具が知られている。
【特許文献１】特開２００１−１６２５５３号公報
【特許文献２】実用新案登録第２６０３８５４号公報
【０００４】
図７は、前掲の特許文献に記載されたものと同種の装着治具によるピストンシールの装着手順を示す説明図である。すなわち、装着治具２００は、案内治具２０１と押し込み治具２０２からなるものであって、ピストンシール１１０を環状溝１０１に装着するに際しては、まず図７（Ａ）に示されるように、案内治具２０１の筒状端部２０１ａをピストン１００の一端外周面に嵌合してから、この案内治具２０１の小径端部にゴム状弾性材料からなるバックリング１１２を外挿し、押し込み治具２０２で軸方向へ押し出すことによって、このバックリング１１２は、案内治具２０１における円錐状の本体２０１ｂの外周面に沿って移動しながら引き伸ばされ、前記筒状端部２０１ａから、図７（Ｂ）に示されるように、自らの縮径力によって環状溝１０１に嵌め込まれる。
【０００５】
次に、図７（Ｃ）に示されるように、案内治具２０１の小径端部に、合成樹脂製のシールリング１１１を外挿し、押し込み治具２０２で軸方向へ押し出すことによって、このシールリング１１１は、案内治具２０１における円錐状の本体２０１ｂの外周面に沿って移動しながら拡径変形され、前記筒状端部２０１ａから、図７（Ｄ）に示されるように、自らの縮径力によって、環状溝１０１内におけるバックリング１１２の外周に嵌め込まれる。
【０００６】
ここで、ゴム状弾性材料からなるバックリング１１２と異なり、シールリング１１１は合成樹脂からなるものであるため、案内治具２０１によっていったん拡径されると、自己の復元力だけでは、元の径には復元されない。したがって、ピストンシール１１０を装着したピストン１００を、シリンダ内へ挿入する際に、シールリング１１１がシリンダと干渉して損傷するおそれがあるため、ピストン１００にピストンシール１１０を装着した後は、シールリング１１１を外周側から矯正治具によって締め付けて矯正する必要がある。
【０００７】
図８及び図９は、従来の矯正治具によるシールリング１１１の矯正過程を示す説明図、図１０は、矯正治具の他の従来例を示す半断面図である。すなわち、従来の矯正治具３００は円筒状を呈するものであって、内周に、円錐面状の絞り面３０１が形成されており、先の図７のようにしてバックリング１１２及びシールリング１１１を装着してから、図８（Ａ）の状態から同（Ｂ）のように矯正治具３００をピストン１００へ外挿して行くことによって、シールリング１１１が外周から絞り面３０１でしごかれて縮径されるようになっている。
【０００８】
ところが、図８（Ａ）の状態から矯正治具３００をピストン１００へ外挿して行く過程で、図９（Ａ）のように、シールリング１１１が矯正治具３００の絞り面３０１に倣って傾斜変形しながら環状溝１０１の内側面に干渉し、矯正治具３００の挿入抵抗が著しく大きくなって、それ以上の挿入が困難になることがある。そしてこのような場合は、図９（Ａ）の状態からいったん矯正治具３００をピストン１００から抜き出して、図９（Ｂ）から同（Ｃ）のように、逆方向から再度外挿することによって、シールリング１１１の矯正作業を行っていた。しかしながら、このような方法は、作業の煩雑化を来すものであった。しかも図１０に示されるように、ピストン１００が、その軸方向一端にフランジ１０２を有するものであるような場合は、矯正治具３００をフランジ１０２と反対側から外挿した後でいったん抜き出し、フランジ１０２側から再度外挿するといった方法は採用できなかった。
【０００９】
また、矯正治具３００をピストン１００へ外挿する過程でのシールリング１１１の傾斜変形を抑制するには、図１０に示されるように、絞り面３０１の傾斜角度αを小さくすれば良いが、この場合は絞り面３０１の軸方向長さが長くなってしまうので、矯正治具３００が長くて重いものにならざるを得ず、またこのため、ピストン１００が、その軸方向一端にフランジ１０２を有するものであるような場合は、先端部が前記フランジ１０２に干渉することによって、シールリング１１１が完全に絞られた状態となるまで矯正治具３００を外挿することができなくなるケースもあり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、ピストン等のシールリング装着対象部品の外周面に形成された環状溝に、シールリングを装着する際に、いったん拡径されたシールリングを締め付けて元の径に可及的に復元させるシールリング矯正治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るシールリング矯正治具は、シールリング装着対象部品の外周面に形成された環状溝にシールリングを拡径しながら装着した後で、このシールリングを締め付けて前記拡径による残留変形を解消させるためのシールリング矯正治具であって、内径が拡径による残留変形状態のシールリングの外径より大径の先端部と、前記シールリング装着対象部品に外挿可能で前記残留変形状態のシールリングの外径より小径に形成された小径内周面と、この小径内周面と前記先端部の間に位置し、前記小径内周面より大径かつ前記残留変形状態のシールリングの外径より小径に形成された中間内周面と、前記先端部の内周から前記中間内周面へ向けて漸次小径になる円錐面状に形成された大径側絞り面と、前記中間内周面から前記小径円筒面へ向けて漸次小径になる円錐面状に形成された小径側絞り面とを有するものである。
【００１２】
シールリング装着対象部品の環状溝への装着過程で、大きく拡径されることによる残留変形状態のシールリングは、その装着後に、上記構成のシールリング矯正治具を前記シールリング装着対象部品へ外挿していくことによって、まず大径側絞り面でしごかれて縮径される。そして、この縮径過程では、シールリングが前記大径側絞り面に倣って傾斜変形しながら環状溝の内側面に干渉しても、このシールリングは、ある程度縮径された時点で中間内周面により傾斜変形状態が解消されるので、環状溝の内側面との干渉による摩擦抵抗も緩和される。そしてさらに継続してシールリング矯正治具を外挿していくことによって、前記シールリングは、小径側絞り面でしごかれて、小径内周面に達するまで縮径され、このような縮径過程で、前記残留変形が解消される。
【００１３】
また、請求項２の発明に係るシールリング矯正治具は、請求項１に記載の構成において、中間内周面が軸方向複数箇所に形成され、この中間内周面は、小径内周面側に位置するものほど小径であって、各中間内周面間がそれぞれ円錐面状の絞り面を介して連続した多段絞り形状としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るシールリング矯正治具によれば、シールリング装着対象部品への矯正治具の外挿によりシールリングが絞り面でしごかれて縮径される過程で、このシールリングが傾斜変形しながら環状溝の内側面に干渉しても、中間内周面により前記傾斜変形状態がいったん解消されるので、矯正治具を一度抜き出して再度外挿するといった煩雑な作業を行うことなく、継続して外挿して行くことができるので、シールリングの縮径・矯正を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るシールリング矯正治具について、図面を参照しながら説明する。図１は、ピストンシールを装着したピストンを示す半断面図である。
【００１６】
まず図１において、参照符号１はピストンで、請求項１に記載されたシールリング装着対象部品に相当するものである。すなわち、このピストン１は、ピストン本体１１の一端外周に、フランジ１２が張り出し形成されており、ピストン本体１１の外周面には円周方向へ連続した環状溝１１ａが形成されている。
【００１７】
ピストン本体１１の環状溝１１ａには、ピストンシール２が装着されている。このピストンシール２は、不図示のシリンダの内周面に摺動自在に密接されるシールリング２１と、このシールリング２１と環状溝１１ａの溝底との間に介在されたバックリング２２からなる。詳しくは、シールリング２１は、耐摩耗性に優れた低摩擦係数の合成樹脂材料からなるものであり、バックリング２２は、ゴム状弾性材料で成形された例えばＯリング等からなるものであって、シールリング２１と環状溝１１ａの溝底との間を密封すると共に、シールリング２１を前記シリンダの内周面に押し付ける作用を有するものである。
【００１８】
上述の構成を備えるピストンシール２は、図２及び図３に示される装着治具によって、ピストン１に装着される。図２は、装着治具によるバックリングの装着手順を示す説明図、図３は、装着治具によるシールリングの装着手順を示す説明図である。
【００１９】
図２及び図３に示される装着治具３は、金属製の案内治具３１と押し込み治具３２からなる。このうち案内治具３１は、ピストン１におけるピストン本体１１の外周に嵌合可能であってその嵌合状態では先端がピストン本体１１の環状溝１１ａの溝肩へ到達可能な筒状端部３１ａと、この筒状端部３１ａからその先端と反対側へ向けて漸次小径となる円錐状に形成された本体３１ｂとからなる。一方、押し込み治具３２は、案内治具３１に外挿可能な筒状部３２ａを有するものであって、この筒状部３２ａは、円周方向に分割することによって径方向への弾性変形が可能としても良い。
【００２０】
装着治具３を用いて、ピストン１の環状溝１１ａへピストンシール２を装着するに際しては、まず図２（Ａ）に示されるように、案内治具３１の筒状端部３１ａを、ピストン１におけるピストン本体１１の、フランジ１２と反対側の端部外周に嵌合してから、この案内治具３１の本体３１ｂの小径端部に、バックリング２２を外挿する。次に、押し込み治具３２を案内治具３１へ前記小径端部側から外挿して軸方向へ押し出すことによって、バックリング２２は、案内治具３１における円錐状の本体３１ｂの外周面に沿って移動しながら引き伸ばされ、案内治具３１の筒状端部３１ａから、図２（Ｂ）に示されるように、自らの縮径力によって環状溝１１ａに嵌め込まれる。
【００２１】
次に、図３（Ａ）に示されるように、案内治具３１の本体３１ｂの小径端部に、シールリング２１を外挿し、押し込み治具３２を案内治具３１へ前記小径端部側から外挿して軸方向へ押し出すことによって、シールリング２１は、案内治具３１における円錐状の本体３１ｂの外周面に沿って移動しながら拡径変形され、案内治具３１の筒状端部３１ａから、図３（Ｂ）に示されるように、自らの復元力によって環状溝１１ａにおけるバックリング２２の外周に嵌め込まれる。
【００２２】
ここで、ゴム状弾性材料からなるバックリング２２と異なり、シールリング２１は合成樹脂からなるものであるため、いったん案内治具３１によって、自由状態よりも大径に引き伸ばされると、自己の復元力だけでは、元の径には復元されず、変形が残留する。したがって、上述の手順によってピストンシール２を装着したピストン１を、そのままシリンダ内へ挿入すると、拡径変形が残留した状態のシールリング２１がシリンダと干渉して損傷するおそれがあるため、ピストン１にピストンシール２を装着した後は、シールリング２１を外周側から締め付けて適正な径に矯正する必要がある。本発明の矯正治具は、このような矯正作業に使用するものである。
【００２３】
図４は、本発明に係るシールリング矯正治具の好ましい実施の形態を示す半断面図、図５は、図４のシールリング矯正治具によるシールリングの矯正過程を示す説明図である。
【００２４】
図４の形態によるシールリング矯正治具（以下、単に「矯正治具」と略称する）４は、例えば金属で円筒状に製作されたものであって、内径φ４１が、拡径による変形が残留したシールリング２１の自由状態の外径φ２１（図５（Ａ）参照）より大径の先端部４１と、ピストン１におけるピストン本体１１に僅かな隙間をもって外挿可能で、内径φ４２が前記残留変形状態のシールリング２１の外径φ２１より小径に形成された小径内周面４２と、この小径内周面４２と前記先端部４１の間に位置し、内径φ４３が小径内周面４２より大径かつ前記残留変形状態のシールリング２１の外径φ２１より小径に形成された中間内周面４３と、前記先端部４１の内周から中間内周面４３へ向けて漸次小径になる円錐面状に形成された大径側絞り面４４と、前記中間内周面４３から小径円筒面４２へ向けて漸次小径になる円錐面状に形成された小径側絞り面４５とを有する。
【００２５】
また好ましくは、軸心に対する大径側絞り面４４及び小径側絞り面４５の傾斜角度θは６〜１０°とし、中間内周面４３の軸方向長さＬは、図１に示されるシールリング２１の軸方向幅Ｗ以上（Ｌ≧Ｗ）とする。
【００２６】
先に説明した図２及び図３に示される手順で、ピストン１にピストンシール２を装着した後で、図４の形態による矯正治具４を用いて、シールリング２１を締め付けて矯正するには、まず図５（Ａ）のように、矯正治具４を、先端部４１側から、ピストン１におけるピストン本体１１に外挿して行く。矯正治具４の先端部４１は、その内径φ４１が、ピストン本体１１の外径φ１１より大径であることはもとより、拡径による変形が残留したシールリング２１の外径φ２１より大径であるから、容易に外挿される。
【００２７】
そして、矯正治具４の先端部４１から連続した大径側絞り面４４は、拡径による残留変形を有するシールリング２１の外径φ２１より小径である中間内周面４３へ向けて漸次小径になる円錐面状に形成されているので、矯正治具４の外挿過程で、前記大径側絞り面４４が、シールリング２１の外周面と接触する。このため、シールリング２１は、図５（Ｂ）に示されるように大径側絞り面４４によって外周から締め付けられ、内周のバックリング２２を圧縮しながら、環状溝１１ａ内へ向けて変位するように縮径され、その過程で、前記残留変形が解消されていく。
【００２８】
このとき、図５（Ｂ）に示されるように、シールリング２１が大径側絞り面４４に倣って傾斜変形した状態で、その内径部の一端縁２１ｂが、環状溝１１ａの内側面に干渉したような場合は、締め付けと共に縮径方向への抵抗が大きくなるが、図５（Ｃ）に示されるように、このシールリング２１は、大径側絞り面４４によってある程度縮径された時点で、中間内周面４３の内周へ相対的に乗り上がることになる。そして、この中間内周面４３は、シールリング２１の軸方向幅以上の長さの円筒面状に形成されていることから、ここに乗り上がることによって、シールリング２１の傾斜変形状態がいったん解消され、環状溝１１ａの内側面とシールリング２１の一端縁２１ｂのかじり状態が解消される。
【００２９】
そして、この状態からさらに矯正治具４の外挿を継続していくと、図５（Ｄ）に示されるように、シールリング２１は中間内周面４３から小径内周面４２へ向けて漸次小径になる円錐面状に形成された小径側絞り面４５に乗り上がり、再びしごきによる締め付けが開始される。このとき、シールリング２１の傾斜変形状態がいったん解消された状態から締め付けが再開されるので、小さな抵抗で更なる縮径を行うことができる。
【００３０】
そして、図５（Ｅ）に示されるように、シールリング２１は、小径内周面４２から小径内周面４２の内周へ相対的に乗り上がることによって、環状溝１１ａ内へほぼ完全に収納された状態まで縮径変形される。したがって、その後図５（Ｆ）に示されるように、矯正治具４を取り外せば、圧縮状態から復元されるバックリング２２によって外周側へ押し出されるシールリング２１が、このバックリング２２に対して、適度な縮径力をもって抱き付いた状態に保持される。したがって、このときのシールリング２１の外径φ２１’は、図５（Ａ）に示される矯正前のシールリング２１の外径φ２１より小径となる。
【００３１】
なお、上述の形態では、中間内周面４３が一箇所にのみ形成されているが、シールリング２１が復元性の悪い材料からなる場合や、縮径方向への矯正量によっては、中間内周面４３を小径内周面４２側に位置するものほど小径となるように軸方向複数箇所に形成し、各中間内周面間４３間にそれぞれ絞り面４４，４５と同様の円錐面状の絞り面を形成した多段絞り形状としても良い。
【００３２】
また、上述の形態では、シールリング２１がエンドレス形状となっているが、ナイロンなどのような硬い材質からなるシールリングの場合は、円周方向一箇所が切断された構造のものが採用され、本発明の矯正治具は、このようなカット形状のシールリングの矯正にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ピストンシールを装着したピストンを示す半断面図である。
【図２】装着治具によるバックリングの装着手順を示す説明図である。
【図３】装着治具によるシールリングの装着手順を示す説明図である。
【図４】本発明に係るシールリング矯正治具の好ましい実施の形態を示す半断面図である。
【図５】図４のシールリング矯正治具によるシールリングの矯正過程を示す説明図である。
【図６】ピストンシールを装着したピストンを示す半断面図である。
【図７】装着治具によるピストンシールの装着手順を示す説明図である。
【図８】従来の矯正治具によるシールリングの矯正過程を示す説明図である。
【図９】従来の矯正治具によるシールリングの矯正過程を示す説明図である。
【図１０】矯正治具の他の従来例を示す半断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ピストン（シールリング装着対象部品）
１１  ピストン本体
１１ａ  環状溝
１２  フランジ
２  ピストンシール
２１  シールリング
２２  バックリング
３  装着治具
３１  案内治具
３２  押し込み治具
４  シールリング矯正治具
４１  先端部
４２  小径内周面
４３  中間内周面
４４  大径側絞り面
４５  小径側絞り面
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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