(57)【要約】【課題】特別な機械加工を必要とせず部品点数の増加を抑制することができる液体シール構造を提供する。【解決手段】例えば一部材であるリングギヤ１０とその相手材である蓋体１１との間に設けた、液体をシールする液体シール構造において、リングギヤ１０の蓋体１１との衝合面１０Ｃに線状にレーザ焼入れして熱変形及びマルテンサイト変態により隆起させた突起５１を、蓋体１１のリングギヤ１０との衝合面１１Ａに押し付けて貫入してなることを特徴とする。【選択図】  図２
2009092096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部材と相手材との間に設けた、液体をシールする液体シール構造において、
前記一部材の前記相手材との衝合面に線状にレーザ焼入れして隆起させた突起を、前記相手材の前記一部材との衝合面に押し付けて貫入してなることを特徴とする液体シール構造。
【請求項２】
請求項１の液体シール構造において、レーザ焼入れによる突起を前記相手材の前記一部材との衝合面にさらに設け、前記一部材側の突起と前記相手材側の突起をそれら突起の幅方向に交互に設けたことを特徴とする液体シール構造。
【請求項３】
請求項１又は２の液体シール構造において、前記突起は、進行方向にとった寸法が進行方向に直交する方向にとった寸法よりも長いレーザスポット形状のレーザによるレーザ焼入れで形成されてなることを特徴とする液体シール構造。
【請求項４】
請求項１の液体シール構造において、
前記一部材の前記相手材との衝合面にレーザ焼入れにより複数列形成され、当該衝合面からとった高さ寸法が幅寸法よりも大きな一部材側の複数の突起と、
衝合時に前記一部材側の突起の列間に納まるように、前記相手材の前記一部材との衝合面にレーザ焼入れにより形成され、前記一部材側の突起に対して高さ寸法が小さく幅寸法が大きな相手材側の突起とを形成し、
互いの衝合面を対向させて前記一部材を前記相手材に押し付け、前記一部材側の複数の突起を前記相手材側の突起の両側に貫入してなることを特徴とする液体シール構造。
【請求項５】
請求項４の液体シール構造において、
前記一部材側の複数の突起は、進行方向にとった寸法が進行方向に直交する方向にとった寸法よりも長いビームスポット形状のビームによるレーザ焼入れで形成され、
前記相手側の突起は、進行方向にとった寸法が進行方向に直交する方向にとった寸法よりも短いビームスポット形状のビームによるレーザ焼入れで形成されてなる
ことを特徴とする液体シール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一部材と相手材との間に設けた、液体をシールする液体シール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝合する２つの部材の間からの水や油等の液体の漏洩を抑制するには、２つの部材の衝合面間をＯリングでシールする方法が広く一般に採られているが、この場合には、Ｏリング溝が必要なため部品点数が増加する。また、Ｏリングを入れる溝を設けたりＯリングが接触する相手材の衝合面の面粗さを整えたりするのに機械加工しなければならず、工数が増加する。また、１００℃以上の高温環境下での使用が想定される場合は、Ｏリング自体、フッ素系、シリンコン系といった高価なものを使用しなければならない。
【０００３】
それに対し、衝合する２つの部材のいずれかの衝合面に機械加工によって環状の突起を設け、この突起を相手材の衝合面に貫入してシール構造としたものがある（特許文献１等参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３６１３６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された方法においても、突起を設けるのに機械加工を要することに変わりはない。機械加工により突起を削り出すための削り代が必要なため、材料のロスも増す。また、突起を相手衝合面に貫入させるためには相手衝合面よりも突起部分が高硬度でなければならないため、突起部分に熱処理やコーティング等の硬化処理を施す必要がある。突起を設ける部品を炉で熱処理する場合には、その部品全体に歪が発生してしまうため、後加工による補正が必要になる場合もある。
【０００６】
そこで本発明は、特別な機械加工を必要とせず部品点数の増加を抑制することができる液体シール構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、一部材と相手材との間に設けた、液体をシールする液体シール構造において、前記一部材の前記相手材との衝合面に線状にレーザ焼入れして隆起させた突起を、前記相手材の前記一部材との衝合面に押し付けて貫入してなることを特徴とする。
【０００８】
（２）上記（１）において、好ましくは、レーザ焼入れによる突起を前記相手材の前記一部材との衝合面にさらに設け、前記一部材側の突起と前記相手材側の突起をそれら突起の幅方向に交互に設けたことを特徴とする。
【０００９】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記突起は、進行方向にとった寸法が進行方向に直交する方向にとった寸法よりも長いレーザスポット形状のレーザによるレーザ焼入れで形成されてなることを特徴とする。
【００１０】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記一部材の前記相手材との衝合面にレーザ焼入れにより複数列形成され、当該衝合面からとった高さ寸法が幅寸法よりも大きな一部材側の複数の突起と、衝合時に前記一部材側の突起の列間に納まるように、前記相手材の前記一部材との衝合面にレーザ焼入れにより形成され、前記一部材側の突起に対して高さ寸法が小さく幅寸法が大きな相手材側の突起とを形成し、互いの衝合面を対向させて前記一部材を前記相手材に押し付け、前記一部材側の複数の突起を前記相手材側の突起の両側に貫入してなることを特徴とする。
【００１１】
（５）上記（４）において、好ましくは、前記一部材側の複数の突起は、進行方向にとった寸法が進行方向に直交する方向にとった寸法よりも長いビームスポット形状のビームによるレーザ焼入れで形成され、前記相手側の突起は、進行方向にとった寸法が進行方向に直交する方向にとった寸法よりも短いビームスポット形状のビームによるレーザ焼入れで形成されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特別な機械加工を必要とせず部品点数の増加を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
ここでは、油圧ショベルの履帯駆動用の遊星歯車減速装置の潤滑油の封止部分に本発明の液体シール構造を適用した場合を例に挙げて説明するが、適用例を限定する意図ではない。本発明は、レーザ焼入れにより焼入れ部分を隆起させることができる材質とその相手材との衝合面のシール構造に広く適用することができる。
【００１４】
図１は本発明の液体シール構造の適用例である遊星歯車減速装置の構造を表す断面図である。
図中、油圧ショベルのサイドフレーム等に固着される円筒状の支持部材１の一端側の内周側には回転源としての油圧モータ２が固着され、他端側にはハウジング３が回転自在に支持されている。ハウジング３は潤滑油が封止された内部空間４を有する有蓋筒状の部材であり、ドラム６、リングギヤ９，１０からなる筒体５、筒体５の端部を施蓋する蓋体１１から構成されている。
【００１５】
ドラム６は支持部材１の外周側に配設された円筒状の部材であり、一端側６Ａが支持部材１の外周側に軸受７を介して回転自在に支持され、他側端面が衝合面６Ｂとなるとともに、衝合面６Ｂ側にはねじ穴６Ｃが形成されている。また、ドラム６の外周側には油圧ショベルの履帯（図示せず）が巻装されるスプロケット８が一体的に固定されている。
【００１６】
リングギヤ９は、一端側の端面である衝合面９Ａがドラム６の衝合面６Ｂに衝合された円筒状の部材である。リングギヤ９には、その他側端面である衝合面９Ｂから衝合面９Ａへと貫通するボルト挿通穴９Ｃが形成されている。リングギヤ１０は、リングギヤ９の衝合面９Ｂに衝合された他のリングギヤであり、一側端面がリングギヤ９との衝合面１０Ａとなっている。リングギヤ１０の衝合面１０Ａには、フランジ部を軸方向に貫通するボルト挿通穴１０Ｂが形成されている。また、リングギヤ１０の他側端面は衝合面１０Ｃとなっており、この衝合面１０Ｃにはねじ穴１０Ｄが形成されている。そして、リングギヤ９，１０の内周面には内歯車９Ｄ，１０Ｅが形成されている。
【００１７】
蓋体１１は、筒体５を他端側で施蓋する略円板状の部材であり、一側面の外周部分が、リングギヤ１０の衝合面１０Ｃに衝合される衝合面１１Ａとなっている。蓋体１１の衝合面１１Ａには、他側面に貫通するボルト挿通穴１１Ｂが形成されている。
【００１８】
リングギヤ９，１０のボルト挿通穴９Ｃ，１０Ｂにはボルト１２が通され、ボルト１２の先端がドラム６のねじ穴６Ｃに螺着されることで、リングギヤ９，１０とドラム６が一体となって筒体５を構成している。さらに、蓋体１１のボルト挿通穴１１Ｂにはボルト１３が通され、ボルト１３の先端がリングギヤ１０のねじ穴１０Ｄに螺着されることで、筒体５と蓋体１１とが一体となってハウジング３を構成している。
【００１９】
支持部材１とドラム６との間には、ハウジング３の内部空間４を外部と遮断する環状のシール部材１４が設けられており、ハウジング３の内部の潤滑油が外部へと漏洩したり、外部から土砂等の異物がハウジング３内部に侵入したりするのを防止している。
【００２０】
この遊星歯車減速装置の回転軸１５は、一端側が油圧モータ２に固定され油圧モータ２によって回転駆動される。この回転軸１５は、ハウジング３の内部空間４を蓋体１１に向けて延在し、他端側には太陽歯車１７が一体形成されている。太陽歯車１７は、１段目の減速歯車機構１６を介してリングギヤ１０の内歯車１０Ｅに噛合している。減速歯車機構１６は、太陽歯車１７の周囲を自転しつつ公転する遊星歯車１８と、遊星歯車１８を回転自在に支持し遊星歯車１８の公転を次段の太陽歯車２１（後述）に伝達するキャリア１９とから構成される。
【００２１】
また回転軸１５には、中間段の減速段となる２段目の減速歯車機構２０が遊嵌されている。２段目の減速歯車機構２０は、１段目のキャリア１９と一体的に回転する太陽歯車２１と、太陽歯車２１とリングギヤ１０の内歯車１０Ｅとに噛合し太陽歯車２１の周囲を自転しつつ公転する遊星歯車２２と、遊星歯車２２を回転自在に支持し遊星歯車２２の公転を太陽歯車２５（後述）に伝達するキャリア２３とから構成されている。
【００２２】
そして、最終段の減速段となる３段目の減速歯車機構２４は、回転軸１５に遊嵌され、２段目のキャリア２３と一体的に回転する太陽歯車２５と、太陽歯車２５とリングギヤ９の内歯車９Ｄとに噛合し太陽歯車２５の周囲を自転する遊星歯車２６と、遊星歯車２６を回転自在に支持し一端側が支持部材１に固定されたキャリア２７とから構成されている。
【００２３】
このように構成される遊星歯車減速装置では、油圧モータ２を回転駆動するとその回転出力が各減速歯車機構１６，２０，２４によって順次減速され、大きなトルクとなってハウジング３に伝達される。そして、ハウジング３は伝達された回転出力によりスプロケット８を介して図示しない履帯を駆動し、これによって油圧ショベル等を走行させるようになっている。
【００２４】
構成については後述するが、本実施の形態の液体シール構造は、図１に示した遊星歯車減速装置においては、例えばハウジング３を構成するドラム６、リングギヤ９，１０、蓋体１１が互いに当接する３対の衝合面間、すなわち衝合面６Ｂ，９Ａ間、衝合面９Ｂ，１０Ａ間、及び衝合面１０Ｃ，１１Ａ間に形成されている。これにより、ハウジング３の内部空間４と外部とを遮断し、内部空間４の潤滑油等の外部への漏洩防止が図られる。
【００２５】
図２は本発明の液体シール構造の第１の実施の形態を表す断面図である。
図２では、図１中の衝合面１０Ｃ，１１Ａ間の液体シール構造を拡大して表したものであるが、その他の衝合面６Ｂ，９Ａ間、衝合面９Ｂ，１０Ａ間のシール構造も同様である。
【００２６】
図２に示すように、ギヤリング１０（一部材）の蓋体１１（相手材）に対する衝合面１０Ｃには、線状（本例では環状）にレーザ焼入れして衝合面１０Ｃを部分的に隆起させて形成した突起５１が設けられている。本実施の形態の場合、衝合面１０Ｃは内部空間４の外周側にリング状に存在するため、内部空間４を外部と遮断するシール構造を構成する突起５１は、内部空間４を覆うように環状に形成されている。ボルト１３は突起５１の外周側でリングギヤ１０と蓋体１１とを締結している。これによりねじ穴１０Ｄ・ボルト挿通穴１１Ｂよりも径方向内側位置において突起５１によって衝合面１０Ｃ，１１Ａ間がシールされ、内部空間４に封止した液体のねじ穴１０Ｄ・ボルト挿通穴１１Ｂからの漏洩が防止される。
【００２７】
レーザ焼入れではレーザ照射によって狭い領域に入熱することができる。突起５１は、衝合面１０Ｃにおけるビームスポットの通過する領域辺りが熱変形及びマルテンサイト変態により局所的に隆起して形成されたもので、焼入れ効果によって周囲の部位や相手衝合面１１Ａよりも高硬度になっている。
【００２８】
本実施の形態の液体シール構造は、ギヤリング１０の衝合面１０Ｃを蓋体１１の衝合面１１Ａに押し付けることによって、突起５１を蓋体１１の衝合面１１Ａに貫入してなっている。従って、突起を相手材の衝合面に貫入させるべく、組み立て時に一部材を相手材に対して進退させるスペースを確保することができ、いずれかの衝合面に相手面よりも高硬度な突起をレーザ焼入れにより隆起させられる対向面間であれば、本液体シール構造は適用可能である。突起５１の加工方法等については、続くレーザ焼入れ装置の後で説明する。
【００２９】
図３は本発明の液体シール構造の形成に用いられるレーザ焼入れ装置の構成例を表す概念図である。
図３に例示したレーザ焼入れ装置は、水平方向（ＸＹ方向）に移動可能なＸＹステージ４５と、ＸＹステージ４５上に設けられた回転テーブル４７と、回転テーブル４７上に設けられた被処理物固定用の被処理物固定治具４６と、回転テーブル４７上の被処理物ＷにレーザＬを発振するレーザ発振器４０と、このレーザ発振器４０にレーザ発振に必要な電力を供給するレーザ用電源部４２と、レーザ発振器４０及びレーザ用電源部４２をコントロールするレーザ発振器コントローラ４１と、レーザ発振器４０を冷却するためのレーザ発振器用チラー４３と、ＸＹステージ４５や回転テーブル４７を動作制御するＮＣコントローラ４４とを備えている。
【００３０】
上記レーザ発振器４０により発振したレーザＬは、コリメーションレンズＲ１により平行光に成形された後、集光レンズＲ２によって被処理物Wの表面に集光され照射される。集光レンズＲ２の上流又は下流にシリンドリカルレンズ（図示せず）を配置した場合、縦横比を変えたレーザスポットを作成することが可能である。また、集光レンズＲ２等を含むレンズ光学系（加工ヘッド）及びレーザ発振器４０はＺ軸方向に移動可能であり、被処理物Ｗに対して上下動する。この上下動の動作はＮＣコントローラ４４により制御される。
【００３１】
被処理物Wは、ＸＹステージ４５及び回転テーブル４７の動作に伴い、レーザＬに対して水平方向への移動と回転動作が可能である。つまり、ＸＹステージ４５及び回転テーブル４７をＮＣコントローラ４４で駆動することにより、レーザＬに対して被処理物Ｗを二次元的に任意に移動させることができ、これによりレーザＬが相対的に被処理物Ｗの被処理面（突起５１を形成する衝合面）を二次元走査するようになっている。また、レーザ発振器コントローラ４１はＮＣコントローラ４４からの指令値に基づいて制御され、ＮＣコントローラ４４によってレーザ発振器４０及びレーザ用電源部４２によるレーザＬの光学条件も併せて制御されるようになっている。
【００３２】
次に、突起５１の加工方法等について説明する。
図４はレーザ焼入れ装置によるレーザのスポット形状と突起の形状との関係を表した模式図である。図４（ａ）はレーザ発振器側から見たビームスポット形状、図４（ｂ）はビームの進行方向の後方側から見たビームプロファイル、図４（ｃ）はビームの進行方向に直交する方向から見たビームプロファイル、図４（ｄ）は図４（ａ）のｄ−ｄ断面によるビーム進行方向後側から見た突起の断面図を表している。図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示したビームプロファイルは、ビームを構成する加速粒子の空間的分布を表している。
図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、レーザ焼入れによって衝合面上に形成される突起５１の形状は、レーザ焼入れ装置によるレーザＬのスポット形状によって異なるものとすることができる。
【００３３】
図４（ａ）に示すレーザスポットＳ１は、進行方向（ｙ軸方向）にとった寸法が進行方向と直交する方向（ｘ軸方向）にとった寸法に対して長く、ビームプロファイルは最上部が平坦で、ｘ軸方向に短く（図４（ｂ）のビームプロファイルＰ１ｘ参照）ｙ軸方向に長い（図４（ｃ）のビームプロファイルＰ１ｙ参照）分布である。反対に、図４（ａ）に示すレーザスポットＳ２は、ｘ軸方向にとった寸法がｙ軸方向にとった寸法に対して長く、ビームプロファイルは最上部が平坦で、ｘ軸方向に長く（図４（ｂ）のビームプロファイルＰ２ｘ参照）ｙ軸方向に短い（図４（ｃ）のビームプロファイルＰ２ｙ参照）分布となっている。
【００３４】
レーザスポットＳ１のレーザによるレーザ焼入れの場合、レーザスポットＳ１の移動速度が同じ条件であれば、レーザスポットＳ１が通過する各点における加熱時間がレーザスポットＳ２のレーザよりも長く入熱量が増加するため、図４（ｄ）に示したように部材内部に硬化層ｈ１が深く形成され突起５１−１も高く隆起する。その一方で、図４（ｂ）に示したようにビームプロファイルのｘ軸方向にとった幅が短いので、硬化層ｈ１及び突起５１−１の幅はそれらの深さ或いは高さに対して狭くなる。反対に、レーザスポットＳ２のレーザによるレーザ焼入れの場合、同じレーザ移動速度であれば、レーザスポットＳ１の場合と比較して、レーザ通過領域辺りの各点おける加熱時間が短く入熱量が小さいため、図４（ｄ）に示したように、部材内部の硬化層ｈ２は浅く突起５１−２も低くなる。その一方で、図４（ｂ）に示したようにビームプロファイルのｘ軸方向にとった幅が長いので、硬化層ｈ２及び突起５１−２の幅はそれらの深さ或いは高さに対して広くなる。つまり、突起５１−２は、突起５１−１に対して幅広で低く、全体に平坦な形状となる。
【００３５】
先に図２に示したように突起５１を相手材の衝合面に深く貫入する上では、図４（ｄ）に示した比較的平坦な突起５１−２よりも、比較的鋭利な突起５１−１の方が、高い面圧が得られ幅も狭いため有利であり、突起５１を深く貫入させることができる。従って、単純に突起５１を相手衝合面に貫入してシール構造とする場合、進行方向にとった寸法が進行方向に直交する方向にとった寸法よりも長いレーザスポット形状（例えばレーザスポットＳ１）のレーザによるレーザ焼入れで突起５１を形成することが好ましい。ただ一方では、突起５１−２のように高い面圧が得られず貫入性に劣る幅広な突起でも、相手衝合面に強く押し付けて貫入させれば貫入深さは浅くなるがシール幅は広く確保される。
【００３６】
また、貫入性を確保し十分なシール性を得るには、突起５１とそれを貫入する相手衝合面の硬度差を、少なくともＨｖ２５０以上、好ましくはＨｖ３５０以上確保することが好ましい。一般に構造材として用いられる材質の硬度範囲で言えば、突起５１が貫入される相手衝合面にＨｖ１５０〜３００程度の材質を用い、貫入する突起５１をレーザ焼入れによりＨｖ５００以上に高硬度化するのが一つの目安である。例えば、蓋体１１の材質をＳ４５Ｃ調質材（Ｈｖ＝２５０）とすると、突起５１を形成する部材、ここではリングギヤ１０の材質として例えばＳ５０Ｃ（レーザ焼入れ後、Ｈｖ＝８００程度）を用いればその条件が満たされる。一実施例を例示すると、レーザ発振器４０に半導体レーザを用い、レーザ出力を２．５ｋＷ、送り速度（レーザ移動速度）を１０００ｍ／ｍｉｎ、レーザスポット（ｘ，ｙ）を２５ｍｍ×１ｍｍの条件でレーザ焼入れを施工することにより、例えば図２の突起５１の幅寸法Ｗ１を１．０〜２．０ｍｍ程度、高さ寸法Ｈ１を０．０５〜０．５ｍｍ程度にすることができる。
【００３７】
ここで、本実施の形態の効果を説明するために比較例を図５〜図７に示す。
図５は第１の比較例を表す断面図である。
図５に示すように、２つの部材１００，１０１の間をシールするシール構造として最も一般的なのはＯリング１０３を用いたもので、部材１００，１０１の互いの衝合面１００ａ，１０１ａのいずれかに設けたＯリング溝１０２にＯリング１０３を入れ、部材１００，１０１をボルト１０４で締結する。これにより、Ｏリング１０３が相手衝合面に密着し、内部空間１０５内と外部空間とが遮断される。しかしこの構造の場合、Ｏリング１０３が必須であるため部品点数が増えてしまう。また、Ｏリング溝１０２の設置やＯリング１０３の接触面の面粗さ調整のために機械加工する必要があるため、製造工数も増す。また、製造した構造物が１００℃以上の高温環境下で使用される場合を想定すると、Ｏリング１０３にフッ素系、シリンコン系といった高価なものを用いることも検討しなければならない。
【００３８】
図６は第２の比較例を表す断面図である。図５と同様の部分には図５と同符号を付し説明を省略する。
部材１００，１０１の間のシール構造としては、図６に示すように、部材１００，１０１の互いの衝合面１００ａ，１０１ａのいずれかを機械加工して突起１１０を設け、突起１１０を相手衝合面に貫入させる構造も考えられる。しかしこの場合も、突起１１０を設けるのに機械加工の工程が必要である。また、突起１１０を削り出すための削り代が必要なため材料のロスも増える。さらに、相手衝合面に突起１１０を貫入させるには、突起１１０の硬度が相手衝合面よりも高硬度でなければならないため、突起１１０側の部材１０１に対して熱処理やコーティング等といった硬化処理を施す必要がある。しかも、部材１０１を炉で熱処理する場合には、部材１０１全体に歪が生じてしまうため、後加工によってその歪を補正しなければならない場合もある。
【００３９】
図７は第３の比較例を表す断面図である。図５と同様の部分には図５と同符号を付し説明を省略する。
その他、部材１００，１０１の間のシール構造としては、図７に示すように、部材１００，１０１の互いの衝合面１００ａ，１０１ａのいずれかを機械加工して溝１２０を設け、この溝１２０に液体パッキン１２１を封入する構造も考えられる。この構造は、部材１００，１０１を締結する際に液体パッキン１２１が溝１２０からはみ出ると、内部空間１０５に封入する液体に液体パッキン１２１が混入してしまうことがある。例えば本構造を適用する構造物が油圧部品である場合、液体パッキン１２１は液中で固まると、バルブやスプールに流れ込んで目詰まりを生じさせる恐れがある。また、やはり溝１２０を設けるのに機械加工の工程を要する。
【００４０】
それに対し、本実施の形態においては、図５に例示した第１の比較例のようにＯリング溝やＯリングを設ける必要がないため部品点数を削減することができるとともに、Ｏリング溝の機械加工が省略されるため製作工数を抑えることができる。また、レーザ焼入れにより衝合面を局所的に隆起させて突起５１を形成するため、突起５１には形成時に既に焼入れによって十分な硬度が与えられており（突起５１の形成・硬化処理の工程が１工程で兼ねられており）、図６に例示した第２の比較例のように形成後の突起を硬化処理する必要もない。こうした部品点数や製作工数の削減の効果によって、製作コストも低減される。突起５１を削り出すための削り代も不要であり、材料のロスも少ない。図７の第３の比較例のようにシール構造の構成物が異物となって内部空間の液体に混入する危険性も低い。
【００４１】
さらに、図４で説明したように、レーザ焼入れのレーザのビームプロファイルによって突起５１の断面形状を調整することができるので、シール面積や貫入深さを増減させ、要求されるシール性能に柔軟に応じることができる。また、レーザの走査により突起５１を形成するので、複雑な経路でも容易に突起５１、すなわちシール部を形成ことができる。例えば、進行方向に長いスポット形状のレーザで幅寸法よりも高さ方向に長い比較的鋭利な突起を形成し、それを相手衝合面に貫入させたシール構造とした場合、過酷な環境下で使用される油圧シヨベルの走行体の履帯駆動用遊星歯車減速装置のシール部等への適用により、岩石等の衝突で衝合面１０Ｃ，１１Ａ間に衝撃的な外力が加わるような場合でも低下し難い堅牢なシール性を確保することができる。
【００４２】
図８は本発明の液体シール構造の第２の実施の形態を表す断面図である。図中の既出図面と同様の部分は既出図面と同符号を付して説明を省略する。
本実施の形態は、リングギヤ１０側の突起５１ａに加え、蓋体１１側の衝合面１１Ａにもレーザ焼入れによる突起５１ｂを設けた例で、突起５１ａ，５１ｂをそれら突起５１ａ，５１ｂの幅方向（リングギヤ１０の径方向）に交互に設けてある。つまり、衝合面１０Ｃ，１１Ａの突起５１ａ，５１ｂをリングギヤ１０の径方向に離間させて互い違いになるように設けた例である。突起５１ａ，５１ｂは第１の実施の形態の突起５１とほぼ同様に形成され、ねじ穴１０Ｄよりも径方向内側にて衝合面１０Ｃの全周に亘って同心円状に配設されている。その他の点については第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
ここで、図９に示すようにレーザ焼入れによる突起５１が相手衝合面に貫入すると、突起５１により押し退けられた相手材の一部が相手衝合面から隆起して突起５１の幅方向両側に突部５３が形成される。本実施の形態のように衝合面１０Ｃ，１１Ａにそれぞれ突起５１ａ，５１ｂを設ける場合、図１０に示すように突起５１ａ，５１ｂの間隔を調整し、突部５３ａ，５３ｂの互いの頂部が突起５１ａ，５１ｂ間で接触し合うように形成するとシール箇所が増加する。つまり、対向する衝合面に設けられ幅方向に隣接する２つの突起の間にシール箇所が追加されるので、図１０のように２つの突起５１ａ，５１ｂを対向面に設ける場合はシール箇所が、突起５１ａ，５１ｂの貫入部２箇所と突部５３ａ，５３ｂの接触部の合計３箇所となる。仮に対向する衝合面に同じ要領で互い違いに３つの突起を設けた場合、貫入部３箇所に加えて、３箇所の貫入部間の２箇所で突部の接触が生じるので、合計５箇所のシール箇所を得ることになる。
【００４４】
本実施の形態のように、突起を複数列設けることによってシール性能の向上が期待でき、さらに図１０のように突起の貫入により隆起する対向面の突部同士が接触するように突起の間隔を調整することによって、シール箇所の増加によるシール性の更なる向上が期待できる。
【００４５】
一方、図１１に示すように、突起５１ａ（又は５１ｂ）の貫入により突部５３ａ（又は突部５３ｂ）が隆起する対向の衝合面１１Ａ（又は１０Ｃ）の部位が、対向側の突起５１ｂ（又は５１ａ）の形成箇所に重なるように、突起５１ａ，５１ｂの間隔を図１０の場合よりも近付けると、突起５１ａ，５１ｂを衝合面１０Ｃ，１１Ａから更に押し出し、突起５１ａ，５１ｂが相手衝合面１１Ａ，１０Ｃにより深く貫入した、さらにシール性に優れたシール構造を得ることができる。
【００４６】
図１２は図１１のシール構造の形成過程を説明するための模式図である。
図１２を用いて図１１の液体シール構造の形成過程を説明すると、まず、図１２（ａ）に示すように、衝合面１０Ｃ，１１Ａを衝合させた場合に僅かな間隔をもって隣接する程度の間隔で、突起５１ａ，５１ｂを対向する衝合面１０Ｃ，１１Ａにそれぞれ形成する。
【００４７】
図１２（ｂ）のように、衝合面１０Ｃ，１１Ａを互いに近付けていくと、突起５１ａ，５１ｂの先端部が衝合面１１Ａ，１０Ｃに圧入され、それに伴って衝合面１１Ａ，１０Ｃにおける突起５１ａ，５１ｂの両側に突部５３ａ，５３ｂが形成され始める。
【００４８】
さらに衝合面１０Ｃ，１１Ａの距離を縮めていくと、図１２（ｃ）に示したように、突起５１ａ，５１ｂが深く貫入されるに従って、突起５１ａ，５１ｂにより更に材料が押し退けられて突部５３ａ，５３ｂが成長する。しかし、突起５１ａ，５１ｂの間隙には十分な空間がないため、この間隙内に生じた突部５３ａ，５３ｂは程なく突起５１ｂ，５１ａに接触する。そして、突起５１ｂ，５１ａに比較して硬度の低い突部５３ａ，５３ｂは、突起５１ｂ，５１ａによって隆起方向への成長を阻まれる。つまり突部５３ａ，５３ｂの隆起方向への成長が高硬度の突起５１ｂ，５１ａにより拘束されるため、さらに突起５１ａ，５１ｂの貫入が進行した場合には、衝合面１１Ａ，１０Ｃ側に押し戻されて自己の側の突起５１ｂ，５１ａの根元部分に突き上げ部５４ａ，５４ｂが成長する。この突き上げ部５４ａ，５４ｂの成長に伴って、点線５５ａ，５５ｂで示したように相手衝合面１０Ｃ，１１Ａに向かって突起５１ｂ，５１ａがさらに隆起する。
【００４９】
その結果、図１２（ｄ）に示したように、相手衝合面１１Ａ，１０Ｃに対する突起５１ａ，５１ｂの貫入量が増大し、より強固なシール性が確保される。この液体シール構造は、入熱範囲の狭いレーザ焼入れにより実現される作用である。レーザ焼入れした領域（突起５１ａ，５１ｂ）のすぐ隣の領域が軟質のまま残存しているために形成可能なシール構造と言える。
【００５０】
図１３は本発明の液体シール構造の第３の実施の形態を表す断面図であって、その形成過程を説明するための模式図である。図中の既出図面と同様の部分は既出図面と同符号を付して説明を省略する。
レーザ焼入れのレーザのビームプロファイルを調整することにより、幅に対して高い比較的尖った形状の突起や高さに対して幅広な比較的平坦な突起を形成することができることは、図４を用いて先に述べた通りである。本実施の形態は、このように形状の異なる突起を対向する衝合面にそれぞれ設け、相互に作用させることで相応のシール性能を確保する例である。
【００５１】
本実施の形態の場合、まず、図１３（ａ）に示すように、比較的鋭い複数列（本例では２列）の突起５１ｃ，５１ｄを部材１０側の衝合面１０Cに、比較的平坦な突起５１ｅを部材１１側の衝合面１１Ａに、それぞれレーザ焼入れによって形成する。突起５１ａ，５１ｄは、先の図４（ａ）のスポットＳ１のように進行方向にとった寸法が進行方向に直交する方向にとった寸法よりも長いビームスポット形状のビームによるレーザ焼入れで形成されたもので、衝合面１０Ｃからとった高さ寸法が幅寸法よりも大きい。一方、突起５１ｅは、先の図４（ａ）のスポットＳ２のように進行方向にとった寸法が進行方向に直交する方向にとった寸法よりも短いビームスポット形状のビームによるレーザ焼入れで形成されたもので、衝合面１１Ａからとった高さ寸法が幅寸法よりも小さい。両者を比較した場合、突起５１ｅは、突起５１ｃ，５１ｄに対し高さ寸法が小さく幅寸法が大きい。また突起５１ｅは、衝合時に突起５１ｃ，５１ｄの列間に納まり、衝合面１１Ａにおいて突起５１ｃ，５１ｄの貫入により突部５３ｃ，５３ｄが隆起する箇所に重なるように形成されている。
【００５２】
図１３（ｂ）に示すように、こうした衝合面１０Ｃ，１１Ａを互いに対向させて押し付けていくと、突起５１ｃ，５１ｄの先端がその相手側の衝合面１１Ａにおける突起５１ｅの両側部分に圧入され、それに伴って材料が押し退けられて衝合面１１Ａにおける突起５１ｃ，５１ｄの両側に突部５３ｃ，５３ｄがそれぞれ形成され始める。この時点では、まだ突起５１ｅはその相手側衝合面１０ｃに接していない。
【００５３】
さらに衝合面１０Ｃ，１１Ａの距離を縮めていくと、図１３（ｃ）に示したように、突起５１ｃ，５１ｄが深く貫入されるに従って、突起５１ｃ，５１ｄにより更に材料が押し退けられて突部５３ｃ，５３ｄが成長する。しかし、突起５１ｃ，５１ｄと突起５１ｅとの間隙には十分な空間がないため、この間隙内に生じた突部５３ｃ，５３ｄは間もなく突起５１ｅに接触する。そして、図１２に示した実施の形態と同様、突起５１ｃ，５１ｄの貫入が進行するにつれて、突部５３ｃ，５３ｄは突起５１ｅに拘束されて衝合面１１Ａ側に押し戻され、これにより突起５１ｅの根元部分に突き上げ部５４ｃ，５４ｄが成長する。この突き上げ部５４ｃ，５４ｄの成長に伴って、点線５５ｅで示したように相手衝合面１０Ｃに向かって突起５１ｅが隆起する。
【００５４】
その結果、図１３（ｄ）に示したように、相手衝合面１１Ａに対する突起５１ｃ，５１ｄの貫入量が増大するとともに、比較的平坦な突起５１ｅがその相手衝合面１０Ｃに押し付けられる。突起５１ｅは比較的平坦であって衝合面１０Ｃに幅広に接するため、突起５１ｃ，５１ｄの貫入によるシール幅Ｘ１，Ｘ２に対し、突起５１ｅの相手衝合面１０Ｃに対する接触によるシール幅Ｙが広くなる。特に突起５１ｅは、突部５３ｃ，５３ｄによって両サイド部分が主に隆起するため、頂部が更に平坦化されて衝合面１０Ｃとの接触面積はより広く確保される。
【００５５】
本実施の形態の液体シール構造も、第２の実施の形態と同様、入熱範囲の狭いレーザ焼入れにより実現される作用である。また、こうして形状の異なる突起を複合的かつ相乗的に作用させてシール構造を得ることにより、使用環境に応じて柔軟にシール性能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の液体シール構造の適用例である遊星歯車減速装置の構造を表す断面図である。
【図２】本発明の液体シール構造の第１の実施の形態を表す断面図である。
【図３】本発明の液体シール構造の形成に用いられるレーザ焼入れ装置の構成例を表す概念図である。
【図４】レーザ焼入れ装置によるレーザのスポット形状と突起の形状との関係を表した模式図である。
【図５】第１の比較例を表す断面図である。
【図６】第２の比較例を表す断面図である。
【図７】第３の比較例を表す断面図である。
【図８】本発明の液体シール構造の第２の実施の形態を表す断面図である。
【図９】突起の貫入により相手衝合面に突部が隆起する様子を表した模式図である。
【図１０】本発明の液体シール構造の第２の実施の形態の一例を表す断面図である。
【図１１】本発明の液体シール構造の第２の実施の形態の他の例を表す断面図である。
【図１２】図１１のシール構造の形成過程を説明するための模式図である。
【図１３】本発明の液体シール構造の第３の実施の形態を表す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
２            油圧モータ
３            ハウジング
４            内部空間
５            筒体
６            ドラム
６Ｂ          衝合面
９，１０      リングギヤ
９Ａ，Ｂ      衝合面
１０Ａ，Ｃ    衝合面
１１          蓋体
１１Ａ        衝合面
１２，１３    ボルト
１４          シール部材
５１          突起
５１−１，２  突起
５１ａ〜ｅ    突起
５３          突部
５３ａ〜ｄ    突部
５４ａ〜ｄ    突き上げ部
ｈ１，２      硬化層
Ｌ            レーザ
Ｐ１ｘ，ｙ    ビームプロファイル
Ｐ２ｘ，ｙ    ビームプロファイル
Ｓ１，２      レーザスポット
Ｘ１，２      シール幅
Ｙ            シール
【図１】
2009092096.tif 000003
【図２】
2009092096.tif 000004
【図３】
2009092096.tif 000005
【図４】
2009092096.tif 000006
【図５】
2009092096.tif 000007
【図６】
2009092096.tif 000008
【図７】
2009092096.tif 000009
【図８】
2009092096.tif 000010
【図９】
2009092096.tif 000011
【図１０】
2009092096.tif 000012
【図１１】
2009092096.tif 000013
【図１２】
2009092096.tif 000014
【図１３】
2009092096.tif 000015