(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機構により回転駆動される回転軸と本体側とをシールするＯリングを備えた回転工具において、前記Ｏリングの本体側と接触する外周に、固定側の被シール部材とＯリングとの接触部の接触面積を増大させることによって、当該接触部の摺動抵抗を、ガフ・ジュール効果の発生によって大きくなる回転側の被シール部材とＯリングとの接触部の摺動抵抗よりも相対的に大きくするための円筒状面を形成してなることを特徴とする回転工具。
【請求項２】
前記Ｏリングが、Ｏリングの成形時におけるパーティングラインを、Ｏリングの外周に形成した円筒状面にかからない位置に有することを特徴とする請求項１記載の回転工具。
【請求項３】
前記Ｏリングが、ＪＩＳ Ｋ ７２１８のスラスト型摩擦摩耗試験機を用い、滑り速度１ｍ／分、面圧３ｋｇｆ／ｃｍ２、相手材ＳＵＪ２、室温の条件で測定した摩擦係数が０．７以下であり、かつ摩耗係数が５００×１０−１０ｃｍ３／ｋｇｆ・ｍ以下のゴム材からなることを特徴とする請求項１又は２記載の回転工具。
【請求項４】
前記Ｏリングの円筒状面の幅が、Ｏリングの直径をＤとしたとき、０．２５Ｄ〜０．７５Ｄの範囲にあることを特徴とする請求項１、２又は３記載の回転工具。
【請求項５】
前記回転工具が、エアーモータ及び打撃トルク発生装置からなる駆動機構により回転駆動される回転軸を備えたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の回転工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転工具に関し、特に、摩耗しにくく、耐久性を有するＯリングを用いた回転工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、図３に示すような、エアーモータＡ及び打撃トルク発生装置Ｐ等からなる駆動機構により回転駆動される回転軸２を備えた回転工具Ｎにおいて、回転軸２と本体側３とをシールするためにＯリング１が汎用されている。
【０００３】
ところで、このＯリング１は、図４〜図５に示すように、断面円形のリング形状に形成されている。
そして、このＯリング１を用いて回転軸２と本体側３とをシールするに際しては、Ｏリング１が回転軸２と共回りすることにより本体側３と摺接してＯリング１が急激に摩耗することを防止するために、Ｏリング１と回転軸２の接触部の摺動抵抗が、Ｏリング１と本体側３の接触部の摺動抵抗よりも小さくなるように、具体的には、回転軸２の軸径と略同径の内径（必要に応じて、回転軸２の軸径よりやや大きな内径）を有するＯリング１を装着するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｏリング１が回転軸２と共回りすることにより本体側３と摺接してＯリング１が急激に摩耗することを防止するために、回転軸２の軸径と略同径の内径を有するＯリング１を装着した場合であっても、特に、シール圧力が高く、かつ、回転軸２を高速で回転駆動する回転工具Ｎ等においては、回転軸２を回転駆動すると、Ｏリング１と回転軸２の接触部において摩擦により発熱することとなる。
そして、これによって、Ｏリング１が加熱されると、ガフ・ジュール効果（ゴムを引張った状態で加熱すると、急激に収縮しようとする性質）により、Ｏリング１の内径が狭まり、Ｏリング１と回転軸２の接触部の摺動抵抗が増大し、Ｏリング１と本体側３の接触部の摺動抵抗よりも大きくなって、Ｏリング１が回転軸２と共回りし、これによって、Ｏリング１が本体側３と摺接してＯリング１が急激に摩耗し、シール不良をきたすという問題があった。
【０００５】
また、回転工具Ｎの場合、このようにＯリング１が摩耗し、シール不良を起こすと、回転工具Ｎの出力が低下するため、摩耗したＯリング１をしばしば交換しなければならず、しかも、このＯリング１の交換に際しては、工具を分解することが必要となるため、手数を要し、回転工具Ｎの稼働率、ひいては、生産効率に影響を及ぼすという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来のＯリングを用いた回転工具の有する問題点に鑑み、摩耗しにくく、耐久性を有するＯリングを用いることにより、長期間に亘って、安定した出力が得られるようにした回転工具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の回転工具は、駆動機構により回転駆動される回転軸と本体側とをシールするＯリングを備えた回転工具において、前記Ｏリングの本体側と接触する外周に、固定側の被シール部材とＯリングとの接触部の接触面積を増大させることによって、当該接触部の摺動抵抗を、ガフ・ジュール効果の発生によって大きくなる回転側の被シール部材とＯリングとの接触部の摺動抵抗よりも相対的に大きくするための円筒状面を形成してなることを特徴とする。
【０００８】
この回転工具は、Ｏリングの外周に、被シール部材に対するＯリングの接触面積を増大させるための円筒状面を形成するようにしているので、Ｏリングと、このＯリングの円筒状面が接触する固定側の被シール部材の接触部の摺動抵抗を、回転側の被シール部材の接触部の摺動抵抗よりも相対的に大きくすることができ、これによって、Ｏリングが回転側の被シール部材と共回りすることを確実に防止することができるため、Ｏリングが摩耗しにくくなり、シール不良に起困する回転工具の出力の低下が起きない。
【０００９】
この場合において、Ｏリングの成形時におけるパーティングラインを、Ｏリングの外周に形成した円筒状面にかからない位置に有するように構成することができる。
【００１０】
これにより、Ｏリングの成形時に生じるバリが、被シール部材に接触しないため、シールを確実に行うことができるとともに、Ｏリングの円筒状面の凹凸をなくして、Ｏリングの円筒状面が接触する固定側の被シール部材の接触部の摺動抵抗を、確実に大きくすることができるため、Ｏリングがさらに摩耗しにくくなり、Ｏリングの交換サイクルを伸ばすことができ、Ｏリングの交換回数が減少し、回転工具の稼働率、ひいては、生産効率を一層向上することができる。
【００１１】
また、Ｏリングを、ＪＩＳ Ｋ ７２１８のスラスト型摩擦摩耗試験機を用い、滑り速度１ｍ／分、面圧３ｋｇｆ／ｃｍ２、相手材ＳＵＪ２、室温の条件で測定した摩擦係数が０．７以下であり、かつ摩耗係数が５００×１０−１０ｃｍ３／ｋｇｆ・ｍ以下のゴム材で構成することができる。
【００１２】
これにより、Ｏリングのガフ・ジュール効果が抑えられ、より作動状態の安定した回転工具が得られることとなる。
【００１３】
また、Ｏリングの円筒状面の幅が、Ｏリングの直径をＤとしたとき、０．２５Ｄ〜０．７５Ｄの範囲にあるように構成することができる。
【００１４】
また、回転工具が、エアーモータ及び打撃トルク発生装置からなる駆動機構により回転駆動される回転軸を備えたものとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回転工具の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に、本発明の回転工具に用いるＯリングの一実施例を示す。
このＯリング１は、従来と同様、使用条件等に応じてその材質を選定することができ、特に限定されるものではないが、ニトリル系ゴム、スチロール系ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム等の各種ゴムを単独で、さらにはこれらゴムを混合、例えば、ニトリル系ゴムとフッ素系ゴムを混合したものを用いることができる。
【００１７】
ただし、後述するように、この回転工具に用いるＯリング１は、回転側の被シール部材と相対的に回転摺動するため、摩擦係数が低く、かつ耐摩耗性が高い材質を選択することが望ましい。より具体的には、摩擦係数が０．７以下、より好ましくは、０．５以下であり、かつ摩耗係数が５００×１０−１０ｃｍ３／ｋｇｆ・ｍ以下、より好ましくは、２００×１０−１０ｃｍ３／ｋｇｆ・ｍ以下の材質（例えば、ＮＴＮ精密樹脂社製のベアリーＥＲ３０００、ベアリーＥＲ３２０１、ベアリーＥＲ３６００を例示できる。）を選択することが望ましく、これにより、摩擦熱を低く抑えることが可能であり、ガフ・ジュール効果の発生が抑制でき、作動状態の安定した回転工具が得られることとなる。
【００１８】
ここで、上記摩擦係数及び摩耗係数は、ＪＩＳ Ｋ ７２１８のスラスト型摩擦摩耗試験機を用い、滑り速度１ｍ／分、面圧３ｋｇｆ／ｃｍ２、相手材ＳＵＪ２、室温の条件で測定した値を示す。
【００１９】
そして、このＯリング１は、上記の特性を有するゴムを用いて所要の内径及び外径を有するようにリング形状に形成したものである。
【００２０】
この場合、Ｏリング１の外周１２に、被シール部材に対するＯリング１の接触面積を増大させるための円筒状面を形成するようにする。
この円筒状面の幅Ｗは、必要とされるＯリング１の円筒状面が接触する固定側の被シール部材との摺動抵抗の大きさ、Ｏリング１の直径Ｄ等に応じて任意に設定することができるが、通常、０．２５Ｄ〜０．７５Ｄ（Ｄ：Ｏリング１の直径）の範囲に設定するようにする。
【００２１】
このように、Ｏリング１の外周１２に、被シール部材に対するＯリング１の接触面積を増大させるための円筒状面を形成するようにしているので、Ｏリング１と、このＯリング１の円筒状面が接触する固定側の被シール部材との摺動抵抗を、回転側の被シール部材との摺動抵抗よりも相対的に大きくすることができ、これによって、Ｏリング１と回転側の被シール部材の接触部において摩擦により発熱し、Ｏリング１が加熱され、ガフ・ジュール効果により、Ｏリング１の内径が狭まり、Ｏリング１と回転側の接触部の摺動抵抗が増大しても、Ｏリング１が回転側の被シール部材と共回りすることを、確実に防止することができる。
【００２２】
ところで、Ｏリングを金型を用いて製造する場合、分割された金型の合わせ部（パーティングライン）にバリが発生する。
このバリは、従来は、金型の分割形態から、図４（Ｃ）に示すように、Ｏリング１の中心を通る平面Ｌ上に形成されることになるが、この場合、バリ１３が、シール性能に悪影響を及ぼさないように、例えば、バリ１３の突出高さを０．１ｍｍ以下、幅を０．１５ｍｍ以下になるようにしていた。
【００２３】
これに対して、本実施例のＯリング１においては、Ｏリング１の成形時におけるパーティングラインを、図１（Ｃ）に示すように、Ｏリング１の外周１２に形成した円筒状面にかからない位置、具体的には、Ｏリング１の中心を通る平面Ｌに対して所定角度θ、例えば、４５°程度ずらした位置に形成するようにする。
なお、この位置にパーティングラインがくるようにしても、Ｏリングの製造自体には、支障は生じない。
【００２４】
このように、Ｏリング１の成形時におけるパーティングラインを、Ｏリング１の外周１２に形成した円筒状面にかからない位置に形成することにより、Ｏリング１の成形時に生じるバリ１３が、被シール部材に接触しないため、シールを確実に行うことができるとともに、Ｏリング１の円筒状面の凹凸をなくして、Ｏリング１の円筒状面が接触する固定側の被シール部材との摺動抵抗を、確実に大きくすることができる。
【００２５】
次に、このＯリング１の使用例について、図２〜図３に基づいて説明する。
図３は、エアーモータＡ及び打撃トルク発生装置Ｐ等からなる駆動機構により回転駆動される回転軸２を備えた回転工具Ｎである。
Ｏリング１の円筒状面が固定側の被シール部材、すなわち、回転工具本体３に接触するように、外周１２に円筒状面を形成したＯリング１を用いるようにする。
なお、このＯリング１を用いて回転軸２と本体側３とをシールするに際しては、従来のＯリングと同様、Ｏリング１が回転軸２と共回りすることにより本体側３と摺接してＯリング１が急激に摩耗することを確実に防止するために、回転軸２の軸径と略同径の内径（必要に応じて、回転軸２の軸径よりやや大きな内径）を有するＯリング１を装着するようにする。
また、本使用例においては、Ｏリング１が側面から流体などによる圧力を受けるため、反圧力側にＯリング１に沿うようにバックアップリング４を介在させ、Ｏリング１の変形を防止するようにしている。
【００２６】
このようにすることによって、Ｏリング１と、このＯリング１の円筒状面が接触する固定側の被シール部材、すなわち、回転工具本体３の接触部が面接触し、この部分の摺動抵抗を、線接触となる回転側の被シール部材、すなわち、回転軸２との摺動抵抗よりも相対的に確実に大きくすることができる。
これによって、Ｏリング１と回転軸２の接触部において摩擦により発熱し、Ｏリング１が加熱され、ガフ・ジュール効果により、Ｏリング１の内径が狭まり、Ｏリング１と回転軸２との摺動抵抗が増大しても、Ｏリング１が回転軸２と共回りすることを、確実に防止することができる。
【００２７】
以上、本発明の回転工具について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、固定側の被シール部材がＯリングの内周側に、回転側の被シール部材がＯリングの外周側に、それぞれ位置する回転工具の場合は、Ｏリングの内周に、被シール部材に対するＯリングの接触面積を増大させるための円筒状面を形成したＯリングを用いるようにする等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の回転工具によれば、回転軸と本体側とをシールするＯリングが、Ｏリングの外周に、被シール部材に対するＯリングの接触面積を増大させるための円筒状面を形成するようにしているので、Ｏリングと、このＯリングの円筒状面が接触する固定側の被シール部材との摺動抵抗を、回転側の被シール部材との摺動抵抗よりも相対的に大きくすることができ、これによって、Ｏリングが回転側の被シール部材と共回りすることを、確実に防止することができる。
これによって、Ｏリングが固定側の被シール部材と摺接して急激に摩耗してシール不良をきたすことがなく、長期間に亘って、安定した出力が得られる回転工具の提供が可能となる。
【００２９】
また、Ｏリングの成形時におけるパーティングラインを、Ｏリングの外周に形成した円筒状面にかからない位置に有するように構成することにより、Ｏリングの成形時に生じるバリが、被シール部材に接触しないため、シールを確実に行うことができるとともに、Ｏリングの円筒状面の凹凸をなくして、Ｏリングの円筒状面が接触する固定側の被シール部材との摺動抵抗を、確実に大きくすることができる。
これによって、Ｏリングの交換回数が減少し、回転工具の稼働率、ひいては、生産効率を一層向上することができる。
【００３０】
また、Ｏリングを、ＪＩＳ Ｋ ７２１８のスラスト型摩擦摩耗試験機を用い、滑り速度１ｍ／分、面圧３ｋｇｆ／ｃｍ２、相手材ＳＵＪ２、室温の条件で測定した摩擦係数が０．７以下であり、かつ摩耗係数が５００×１０−１０ｃｍ３／ｋｇｆ・ｍ以下のゴム材で構成することにより、Ｏリングのガフ・ジュール効果が抑えられ、より作動状態の安定した回転工具が得られることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の回転工具に用いるＯリングの一実施例を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面断面図、（Ｃ）は部分拡大断面図である。
【図２】  同Ｏリングの使用状態を示す説明図である。
【図３】  同Ｏリングを使用した回転工具の一実施例を示す断面図である。
【図４】  従来のＯリングの一例を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面断面図、（Ｃ）は部分拡大断面図である。
【図５】  従来のＯリングの使用状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１    Ｏリング
１１  内周
１２  外周（円筒状面）
１３  バリ
２    回転軸
３    回転工具本体
４    バックアップリング
Ｎ    回転工具
【図１】
0004592978.tif 000002
【図２】
0004592978.tif 000003
【図３】
0004592978.tif 000004
【図４】
0004592978.tif 000005
【図５】
0004592978.tif 000006