JP2015182183A - リング装着治具、リング装着方法、及びシャフトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトに装着されるリングの変形を小さく抑えることが可能なリング装着治具を提供する。
【解決手段】リング装着治具は、大径部と、小径部と、接続部とを具備する。上記大径部は、第１中心軸を有する。上記小径部は、上記第１中心軸に対して偏心された第２中心軸を有し、上記大径部より小径である。上記接続部は、上記大径部と上記小径部との間にあり、上記小径部から上記大径部に向けて傾斜する傾斜面を有する。このリング装着治具を用いることにより、リングをシャフトの溝部に装着する際のリングの変形を小さく抑えることができる。したがって、このリング装着治具を用いてリングをシャフトの溝部に装着することにより、リングの塑性変形を防止することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、リングをシャフトに装着するためのリング装着治具、リング装着方法、及びシャフトの製造方法に関する。

油圧式の自動変速機などの各種油圧機器が搭載された自動車が知られている。これらの油圧機器には、オイルをシールするためのシールリングが用いられる。シールリングは、例えば、ハウジングに挿通されるシャフトに嵌め込まれ、ハウジングとシャフトとの間を封止する。

合口が設けられたシールリングが知られている。このようなシールリングでは、合口を広げることにより径が大きくなるため、シャフトへの装着が容易となる。一方、合口が設けられたシールリングでは、合口の隙間からオイルが漏れるため、ハウジングとシャフトとの間のシール特性は低下してしまう。

したがって、シールリングは、良好なシール特性を得るために、合口を設けない構造、つまりエンドレス構造であることが好ましい。特許文献１には、エンドレス構造のシールリングが開示されている。エンドレス構造のシールリングは、弾性材料で形成され、その径が大きくなるように引き伸ばされて、シャフトに装着される。

特開２００８−１９０６４３号公報

油圧機器が搭載された自動車では、燃費向上のため、油圧機器の駆動損失の低減が望まれている。

シールリングは、油圧機器の駆動時に、ハウジングやシャフトに対して相対的に回転する。このため、油圧機器には、シールリングとハウジングとの間の摩擦力や、シールリングとシャフトとの間の摩擦力による駆動損失である摩擦損失（フリクションロス）が生じる。したがって、シールリングは、油圧機器の摩擦損失を低減するために、高い摺動特性を有することが好ましい。

しかしながら、高い摺動特性を有する材料、つまり摩擦係数の低い材料では、充分な弾性が得られない場合がある。すなわち、このような材料で形成されたシールリングは、シャフトへの装着の際に、弾性限界を超えて大きく引き伸ばされると、塑性変形して元の径に戻らなくなる場合がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、シャフトに装着されるリングの変形を小さく抑えることが可能なリング装着治具、リング装着方法、及びシャフトの製造方法を提供することにある。

本発明の一形態に係るリング装着治具は、大径部と、小径部と、接続部とを具備する。
上記大径部は、第１中心軸を有する。
上記小径部は、上記第１中心軸に対して偏心された第２中心軸を有し、上記大径部より小径である。
上記接続部は、上記大径部と上記小径部との間にあり、上記小径部から上記大径部に向けて傾斜する傾斜面を有する。

このリング装着治具を用いることにより、リングをシャフトの溝部に装着する際のリングの変形を小さく抑えることができる。したがって、このリング装着治具を用いてリングをシャフトの溝部に装着することにより、リングの塑性変形を防止することができる。

上記接続部は、上記小径部から上記大径部に向けて上記第１中心軸に平行に延びる平行部を更に有してもよい。
上記接続部は、上記小径部から上記大径部に向けて連続的に径が大きくなっていてもよい。
この構成により、リングは、接続部上を摺動し、小径部上から大径部上にスムーズに案内されるようになる。

上記小径部は上記第２中心軸に沿って延びていてもよい。
この構成により、小径部に複数のリングを保持可能となるため、リングを効率的に装着可能となる。

本発明の一形態に係るリング装着方法は、シャフトの中心軸方向の端部に設けられ、上記シャフトの外周面の全周にわたって形成された溝部に、リングを装着可能なように構成される。
上記リング装着方法では、リング装着治具が用意される。上記リング装着治具は、大径部と、小径部と、接続部とを具備する。上記大径部は、第１中心軸を有し、前記外周面と同径に形成されている。上記小径部は、前記第１中心軸に対して偏心方向に偏心された第２中心軸を有し、前記大径部より小径である。上記接続部は、前記大径部と前記小径部との間にあり、前記小径部から前記大径部に向けて傾斜する傾斜面を有する。
前記第１中心軸が前記中心軸と一致させられ、前記大径部が前記端部に接続させられて上記リング装着治具が配置される。
前記リング装着治具が配置された後に、前記第２中心軸から前記偏心方向にある前記小径部上の位置に配置された前記リングの第１部分が、前記接続部上を摺動させられて、前記溝部に係合させられる。
前記第１部分が前記溝部に係合させられた後に、前記リングの前記第１部分以外の第２部分が、前記第１部分に近い位置から順次、前記傾斜面上を摺動させられて、前記溝部に係合させられる。

本発明の一形態に係るシャフトの製造方法では、シャフトの中心軸方向の端部に設けられ、上記シャフトの外周面の全周にわたって形成された溝部に、リングが装着される。
上記シャフトの製造方法では、リング装着治具が用意される。上記リング装着治具は、大径部と、小径部と、接続部とを具備する。上記大径部は、第１中心軸を有し、前記外周面と同径に形成されている。上記小径部は、前記第１中心軸に対して偏心方向に偏心された第２中心軸を有し、前記大径部より小径である。上記接続部は、前記大径部と前記小径部との間にあり、前記小径部から前記大径部に向けて傾斜する傾斜面を有する。
前記第１中心軸が前記中心軸と一致させられ、前記大径部が前記端部に接続させられて上記リング装着治具が配置される。
前記リング装着治具が配置された後に、前記第２中心軸から前記偏心方向にある前記小径部上の位置に配置された前記リングの第１部分が、前記接続部上を摺動させられて、前記溝部に係合させられる。
前記第１部分が前記溝部に係合させられた後に、前記リングの前記第１部分以外の第２部分が、前記第１部分に近い位置から順次、前記傾斜面上を摺動させられて、前記溝部に係合させられる。

これらの構成により、リングをシャフトの溝部に装着する際のリングの変形を小さく抑えることができる。したがって、このリング装着治具を用いてリングをシャフトの溝部に装着することにより、リングの塑性変形を防止することができる。

シャフトに装着されるリングの変形を小さく抑えることが可能なリング装着治具、リング装着方法、及びシャフトの製造方法を提供することができる。

本発明を適用可能なシャフトの側面図である。 上記シャフトの平面図である。 本発明を適用可能なシールリングの平面図である。 上記シールリングの図２ＡのＡ−Ａ'線に沿った断面図である。 図２Ｂに示すシールリングの変形例の断面図である。 上記シールリングが装着されたシャフトの側面図である。 本発明に関連するリング装着治具の側面図である。 図４に示すリング装着治具を用いて上記シールリングを上記シャフトに装着する過程を示す側面図である。 図４に示すリング装着治具を用いて上記シールリングを上記シャフトに装着する過程を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るリング装着治具の側面図である。 上記リング装着治具の平面図である。 上記リング装着治具の平面図である。 上記リング装着治具の構成の説明図である。 上記リング装着治具の図７ＡのＢ−Ｂ'線に沿った断面図である。 上記リング装着治具の図７ＡのＣ−Ｃ'線に沿った断面図である。 上記シールリングを保持する上記リング装着治具の側面図である。 上記シールリングを保持する上記リング装着治具の側面図である。 複数の上記シールリングを保持する上記リング装着治具の側面図である。 上記リング装着治具を用いて上記シールリングを上記シャフトに装着する過程を示す側面図である。 上記リング装着治具を用いて上記シールリングを上記シャフトに装着する過程を示す側面図である。 上記リング装着治具を用いて上記シールリングを上記シャフトに装着する過程を示す側面図である。 上記リング装着治具を用いて上記シールリングを上記シャフトに装着する過程を示す側面図である。 上記リング装着治具を用いて上記シールリングを上記シャフトに装着する過程を示す側面図である。 上記リング装着治具を用いて上記シールリングを上記シャフトに装着する過程を示す側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図面には、適宜相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が示されている。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は全図において共通である。

［シャフト１００及びシールリング２００］
（シャフト１００）
図１Ａ及び図１Ｂは本発明を適用可能なシャフト１００を示す。図１Ａはシャフト１００の側面図であり、図１Ｂはシャフト１００の平面図である。シャフト１００は、シールリング２００（後述）が装着される前のシャフト本体として構成される。

シャフト１００は、典型的には、自動車における油圧式の自動変速機用のシャフトである。しかし、本発明を適用可能なシャフト１００は、下記の構成を有していれば、その用途やサイズなどは限定されない。

シャフト１００は、Ｙ軸に平行な中心軸Ｃ１００を有する円柱状の部品である。シャフト１００は、本体部１０１と、本体部１０１と等しい外径の係止部１０３と、本体部１０１と係止部１０３との間に設けられる溝部１０２とを具備する。

溝部１０２は、シャフト１００の外周面の全周にわたって、シャフト１００の外周面から凹むように形成されている。つまり、溝部１０２の外径は、本体部１０１及び係止部１０３の外径よりも小さい。溝部１０２は、シールリング２００が装着されるための装着部として構成される。

溝部１０２は、シャフト１００のＹ軸方向端部に寄せて設けられるため、係止部１０３のＹ軸方向の肉厚は薄くなる。係止部１０３は、溝部１０２に装着されたシールリング２００を係止するように作用する。つまり、係止部１０３は、シールリング２００が溝部１０２からＹ軸方向に外れないように、シールリング２００を本体部１０１との間に挟む。

（シールリング２００）
図２Ａ及び図２Ｂは、シャフト１００に対応する、本発明を適用可能なシールリング２００の一例を示す。図２Ａはシールリング２００の平面図であり、図２Ｂはシールリング２００の図２ＡのＡ−Ａ'線に沿った断面図である。シールリング２００は、シャフト１００の溝部１０２に装着可能であるエンドレス構造（合口を設けない構造）のリングであればよく、特定の構成に限定されない。

シールリング２００は、シャフト１００の構成に応じて形成される、シャフト１００用の部品である。シールリング２００は、樹脂リング２１０と、コイルエキスパンダ２２０とを具備する。樹脂リング２１０及びコイルエキスパンダ２２０はいずれもリング状に形成されている。

樹脂リング２１０には、その内周面の全周にわたって、半円形状の溝底を有するＵ字形状に形成された内溝部２１１を有する。コイルエキスパンダ２２０は、樹脂リング２１０の内周側から、樹脂リング２１０の内溝部２１１内に嵌め込まれている。

内溝部２１１内のコイルエキスパンダ２２０は、樹脂リング２１０に張力を付与して、樹脂リング２１０を補強する。より詳細には、コイルエキスパンダ２２０は、内溝部２１１の溝底を外周側に押圧することにより、樹脂リング２１０のリング形状を維持するように作用する。

このように、シールリング２００では、樹脂リング２１０及びコイルエキスパンダ２２０が共働することにより、弾性を有し、かつ、リング形状が損なわれにくい構成が実現されている。

樹脂リング２１０を形成する材料は、シャフト１００の駆動環境などにより適宜決定可能である。シールリング２００の摩擦損失を低減するためには、シールリング２００を形成する材料は摺動特性に優れることが好ましい。また、シャフト１００は駆動時に高温になるため、シールリング２００を形成する材料は耐熱性に優れることが好ましい。

摺動特性及び耐熱性に優れる樹脂材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンジフルオライド（ＰＶＤＦ）が挙げられる。

また、樹脂リング２１０を形成する樹脂材料は、複数種類の樹脂材料が複合化された複合材料であってもよく、樹脂材料をカーボンや炭素繊維などによって強化したいわゆるエンジニアリングプラスチックであってもよい。

コイルエキスパンダ２２０は、樹脂リング２１０に対して張力を付与可能な材料により形成される。このような材料としては、例えば、炭素鋼線（ＳＷＰ−Ａ）、シリコンクロム鋼オイルテンパ線（ＳＷＯＳＣ−Ｖ）や、オーステナイト系ステンレス鋼線（ＳＵＳ３０４）が挙げられる。

図３は、シールリング２００が装着されたシャフト１００の側面図である。シールリング２００は、シャフト１００の溝部１０２に良好に嵌合可能となるように、シャフト１００の溝部１０２の外径とほぼ等しい内径を有する。したがって、シールリング２００の内径は、シャフト１００の本体部１０１及び係止部１０３の外径よりも小さい。

ところが、シールリング２００は、溝部１０２よりもＹ軸方向手前にある係止部１０３を乗り越えなければ溝部１０２に到達することができない。したがって、シールリング２００が溝部１０２に装着される際に、シールリング２００は、係止部１０３を乗り超えることが可能なように、その内径が大きくなるように引き伸ばされる。

なお、図２Ｃに示すように、シールリング２００は、樹脂リング２１０に溝部が形成されておらず、コイルエキスパンダ２２０を含まない構成であっても勿論構わない。

（本発明に関連するリング装着治具３００）
図４は、本発明に関連するリング装着治具３００の側面図である。リング装着治具３００は、シャフト１００及びシールリング２００に応じた構成を有し、シールリング２００をシャフト１００の溝部１０２に装着するための治具として構成される。

リング装着治具３００は、小径部３１０と、接続部３２０と、大径部３３０とを具備する。小径部３１０、接続部３２０、及び大径部３３０は、Ｙ軸に平行な共通の中心軸を有し、Ｙ軸方向に並んでいる。小径部３１０及び大径部３３０は円柱状であり、接続部３２０は円錐台状である。

小径部３１０は、シールリング２００の内径と同等か、シールリング２００の内径よりやや小さい外径の外周面３１１を有する。大径部３３０は、シャフト１００の係止部１０３と同等の外径の外周面３３１を有する。接続部３２０は、小径部３１０と大径部３３０との間に設けられ、外周面３１１と外周面３３１とを接続する外周面３２１を有する。

接続部３２０の外周面３２１は、小径部３１０の外周面３１１に接続する第１の端部３２１ａが外周面３１１と一致し、大径部３３０の外周面３３１に接続する第２の端部３２１ｂが外周面３３１と一致するように構成されている。接続部３２０の外周面３２１は、第１の端部３２１ａから第２の端部３２１ｂに向けて連続的に外径が大きくなるテーパ状の傾斜面として構成される。

このように、リング装着治具３００では、接続部３２０の外周面３２１が、外径の異なる小径部３１０の外周面３１１と大径部３３０の外周面３３１とを段差無く接続している。

図５Ａ及び図５Ｂは、リング装着治具３００を用いてシールリング２００をシャフト１００の溝部１０２に装着する過程を示す側面図である。

まず、図５Ａに示すように、リング装着治具３００の小径部３１０の外周面３１１にシールリング２００が取り付けられ、シールリング２００が小径部３１０の外周面３１１によって保持される。そして、大径部３３０の外周面３３１と、シャフト１００の係止部１０３の外周面とが一致するように、リング装着治具３００がシャフト１００に接続される。

小径部３１０の外周面３１１に取り付けられたシールリング２００は、リング装着治具３００の外周面３１１，３２１，３３１に沿ってＹ軸方向に摺動させられる。接続部３２０の外周面３２１の外径は小径部３１０から大径部３３０に向けて徐々に大きくなるため、シールリング２００は、接続部３２０の外周面３２１を摺動している間に、徐々に引き伸ばされる。

図５Ｂに示すように、シールリング２００が大径部３３０の外周面３３１に到達すると、シールリング２００の内径は、大径部３３０の外径と等しく、つまりシャフト１００の係止部１０３の外径と等しくなっている。したがって、大径部３３０の外周面３３１に到達したシールリング２００は、大径部３３０の外周面３３１に沿ってＹ軸方向に更に摺動させられると、そのままシャフト１００の係止部１０３に進入する。

シャフト１００の係止部１０３に進入したシールリング２００は、係止部１０３の外周面に沿ってＹ軸方向に更に摺動させられると、溝部１０２に到達する。これにより、リング装着治具３００を用いたシールリング２００のシャフト１００の溝部１０２への装着が完了する。

ところが、シールリング２００は、シールリング２００の内径がシャフト１００の係止部１０３の外径と等しくなるまで引き伸ばされると、弾性限界を超え、塑性変形してしまう場合がある。この場合、シールリング２００は、溝部１０２に到達しても、弾性回復を起こさないため元の内径に戻らない。

そのため、リング装着治具３００を用いて溝部１０２に到達したシールリング２００は、溝部１０２に対して緩んだ状態となり、溝部１０２内に適切に収まらない場合がある。このようなシールリング２００では、シャフト１００の溝部１０２との間に生じる隙間により、オイルのシール特性が大幅に低下してしまう。

［本発明の一実施形態に係るリング装着治具１］
図６は、本発明の一実施形態に係るリング装着治具１の側面図である。リング装着治具１は、シャフト１００及びシールリング２００に応じた構成を有し、シールリング２００をシャフト１００の溝部１０２に装着するための治具として構成される。

以下に詳述するが、リング装着治具１は、シールリング２００をシャフト１００の溝部１０２に装着する際に、シールリング２００が、その弾性限界を超えて、塑性変形することがないように構成されている。

リング装着治具１は、Ｙ軸方向に貫通する貫通口４０が設けられた略円筒状に形成されている。リング装着治具１は、小径部１０と、接続部２０と、大径部３０とを具備する。小径部１０、接続部２０、及び大径部３０はＹ軸方向に並んでいる。大径部３０及び貫通口４０は、共通のＹ軸に平行な中心軸Ｃ３１を有する。なお、貫通口４０は、主にリング装着治具１の軽量化のために設けられ、リング装着治具１の必須構成ではない。

説明の便宜上、リング装着治具１に、図６に示す３本のＹ軸に平行な軸を設定する。すなわち、Ｚ軸方向下端部の第１外周軸Ｐ１と、Ｚ軸方向上端部の、中心軸Ｃ３１について第１外周軸Ｐ１に対称な第２外周軸Ｐ２と、中心軸Ｃ３１と第２外周軸Ｐ２との間にある第３外周軸Ｐ３との３本の軸である。

リング装着治具１のＺ軸方向下端部では、第１外周軸Ｐ１が、小径部１０の外周面１１、接続部２０の外周面２１、及び大径部３０の外周面３１のすべてを通る。リング装着治具１のＺ軸方向上端部では、第２外周軸Ｐ２が大径部３０の外周面３１を通り、第３外周軸Ｐ３が小径部１０の外周面１１を通る。

本実施形態では、リング装着治具１のＹ軸方向の寸法が５０ｍｍである。小径部１０のＹ軸方向の寸法は４５ｍｍであり、接続部２０のＹ軸方向の寸法は３．５ｍｍであり、大径部３０のＹ軸方向の寸法は１．５ｍｍである。小径部１０の接続部２０とは反対側のＹ軸方向端部は面取り（Ｃ１）されている。

図７Ａ及び図７Ｂはリング装着治具１の平面図である。図７Ａはリング装着治具１を小径部１０側から示し、図７Ｂはリング装着治具１を大径部３０側から示している。リング装着治具１は、Ｘ軸方向に左右対称に形成されている。

小径部１０は、ＸＺ平面に平行な断面が円形である外周面１１を有する。外周面１１は、シールリング２００の内径と同等か、シールリング２００の内径よりやや小さい外径を有する円筒面である。本実施形態では、シールリング２００の内径、及び外周面１１の外径が、いずれも１５５ｍｍである。

大径部３０は、ＸＺ平面に平行な断面が円形である外周面３１を有する。外周面３１は、シャフト１００の係止部１０３の外径と同等の外径を有する円筒面である。本実施形態では、シャフト１００の係止部１０３の外径、及び外周面３１の外径は、いずれも１５９ｍｍである。

接続部２０は、小径部１０と大径部３０との間に配置されている。接続部２０は、小径部１０の外周面１１と、大径部３０の外周面３１とを接続する外周面２１を有する。

外周面２１は、小径部１０の外周面１１に接続する第１の端部２１ａが外周面１１と一致し、大径部３０の外周面３１に接続する第２の端部２１ｂが外周面３１と一致するように構成されている。接続部２０の外周面２１は、第１の端部から第２の端部に向けて連続的に外径が大きくなるように形成されている。

図７Ａに示すように、小径部１０の外周面１１と大径部３０の外周面３１とでは、外径が異なるとともに、中心軸も異なる。図８は、小径部１０の外周面１１と大径部３０の外周面３１との関係について説明するための図である。

図８の左図は大径部３０の外周面３１における第１中心軸Ｃ３１を示し、図８の右図は小径部１０の外周面１１における第２中心軸Ｃ１１を示している。第２中心軸Ｃ１１は、第１外周軸Ｐ１と第３外周軸Ｐ３との中央にある軸であり、第１中心軸Ｃ３１に対してＺ軸方向下方（偏心方向）に距離ｄだけ偏心している。

また、図８において、小径部１０の外周面１１が描く円は、大径部３０の外周面３１が描く円に、Ｚ軸方向下端部において内接している。つまり、大径部３０の外周面３１と、小径部１０の外周面１１とは、第１外周軸Ｐ１を共通して含んでいる。

中心軸Ｃ１１が中心軸Ｃ３１に対してオフセットしている距離ｄは、小径部１０の外周面１１が描く円の半径（小径部１０の外径の半分）と、大径部３０の外周面３１が描く円の半径（大径部３０の外径の半分）との差として決定する。本実施形態では、距離ｄが２ｍｍである。

図９Ａはリング装着治具１の図７ＡのＢ−Ｂ'線に沿った断面図であり、図９Ｂはリング装着治具１の図７ＡのＣ−Ｃ'線に沿った断面図である。つまり、図９Ａはリング装着治具１のＺ軸方向上端部における断面Ｓ１を示し、図９Ｂはリング装着治具１のＺ軸方向下端部における断面Ｓ２を示している。

図９Ａに示すとおり、断面Ｓ１には第２外周軸Ｐ２及び第３外周軸Ｐ３が通っている。また、図９Ｂに示すとおり、断面Ｓ２には第１外周軸Ｐ１が通っている。

図９Ｂに示すリング装着治具１の断面Ｓ２では、小径部１０の外周面１１と、大径部３０の外周面３１とのＺ軸方向における位置が一致するため、外周面１１と外周面３１との間に段差が生じていない。したがって、接続部２０の外周面２１は、外周面１１と外周面３１とを第１外周軸Ｐ１に沿って直線的に接続する。

つまり、小径部１０の外周面１１と、接続部２０の外周面２１と、大径部３０の外周面３１とのＺ軸方向下端部は第１外周軸Ｐ１に沿って連続して並んでいる。

一方、図９Ａに示す断面Ｓ１では、外周面１１と外周面３１との間の段差が最大となる。断面Ｓ２において、接続部２０の外周面２１は、小径部１０の外周面１１と大径部３０の外周面３１とを緩やかな曲線で接続している。

より詳細には、接続部２０の外周面２１は、小径部１０側の凹面２２と、大径部３０側の凸面２３とにより構成される。つまり、接続部２０の外周面２１は、凹面２２が小径部１０の外周面１１に対して滑らかに接続するとともに、凸面２３が大径部３０の外周面３１に対して滑らかに接続するように構成されている。

凹面２２及び凸面２３の断面Ｓにおける曲率半径は、外周面１１と外周面３１との間の段差の大きさなどにより、適宜決定可能である。本実施形態では、凹面２２の断面Ｓ１における曲率半径は３ｍｍであり、凸面２３の断面Ｓ１における曲率半径は０．５ｍｍである。

図７Ａを参照すると、外周面１１と外周面３１との間の段差は、断面Ｓ１から、リング装着治具１の形状に沿って右回り又は左回りに断面Ｓ２に近づくにつれて徐々に小さくなっていることがわかる。つまり、外周面１１と外周面３１との間の段差は、断面Ｓ１に近い断面ほど大きく、断面Ｓ２に近い断面ほど小さくなる。

外周面２１を構成する凹面２２及び凸面２３の曲率半径は、断面Ｓ１から断面Ｓ２に向けて連続的に大きくなり、断面Ｓ２では無限大となる。つまり、リング装着治具１の各断面において接続部２０の外周面２１が描く線は、断面Ｓ１から断面Ｓ２に向けて連続的に平坦になり、断面Ｓ２では第１外周軸Ｐ１が通る直線となる。

このように、接続部２０の外周面２１は、断面Ｓ２においてＹ軸に平行な平行部として構成され、断面Ｓ２以外においてＹ軸に対して傾いている傾斜面として構成されている。この傾斜面のＹ軸に対する傾きは、Ｚ軸方向下方ほど小さく、Ｚ軸方向上方ほど大きい。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、シールリング２００が取り付けられたリング装着治具１を示している。図１０Ａはリング装着治具１の側面図であり、図１０Ｂはリング装着治具１の平面図である。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、リング装着治具１の小径部１０の外周面１１にシールリング２００が取り付けられ、シールリング２００が小径部１０の外周面１１によって保持される。

なお、図１１に示すように、リング装着治具１の小径部１０は、複数のシールリング２００を保持可能に構成されている。つまり、リング装着治具１の小径部１０には、複数のシールリング２００をストックしておくことができる。

これにより、リング装着治具１では、小径部１０にストックされた複数のシールリング２００を、複数のシャフト１００に対して連続して装着可能となる。このように、リング装着治具１では、シールリング２００のシャフト１００への装着を効率的に行うことが可能である。

また、小径部１０によって保持されるシールリング２００の内周面には、小径部１０の外周面１１が対面している。したがって、図２Ｂに示す樹脂リング２１０の内溝部２１１が小径部１０の外周面１１によって塞がれている。このように、小径部１０によって保持されたシールリング２００では、樹脂リング２１０の内溝部２１１からコイルエキスパンダ２２０が離脱することを防止することができる。

リング装着治具１の小径部１０によって一度に保持可能なシールリング２００の数量は、小径部１０のＹ軸方向の寸法によって決まる。したがって、小径部１０のＹ軸方向の寸法は、一度に保持させるシールリング２００の数量に応じて決定することができる。

［リング装着治具１の使用方法］
図１２Ａ〜図１２Ｆは、リング装着治具１を用いてシールリング２００をシャフト１００の溝部１０２に装着する過程を示す側面図である。ユーザは、リング装着治具１を利用することにより、例えば、手指を用いてシールリング２００をシャフト１００の溝部１０２に容易に装着することができる。

まず、図１２Ａに示すように、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す状態から、シールリング２００が、ユーザの手指によって、小径部１０の外周面１１に沿って接続部２０の外周面２１の手前まで摺動させられる。そして、リング装着治具１の大径部３０がシャフト１００の係止部１０３に対向配置される。

次に、図１２Ｂに示すように、リング装着治具１の中心軸Ｃ３１と、シャフト１００の中心軸Ｃ１００とが一致するように、リング装着治具１の大径部３０がシャフト１００の係止部１０３に接続される。

このとき、リング装着治具１の大径部３０の外周面３１と、シャフト１００の本体部１０１及び係止部１０３の外周面とが一致する。これにより、第１外周軸Ｐ１及び第２外周軸Ｐ２が、シャフト１００の本体部１０１及び係止部１０３の外周面を通るようになる。

そして、図１２Ｃに示すように、シールリング２００のＺ軸方向下端部（第１部分）が、ユーザの手指によって、第１外周軸Ｐ１に沿ってシャフト１００の溝部１０２まで摺動させられ、シャフト１００の溝部１０２に係合させられる。

リング装着治具１の外周面１１，２１，３１の下端部は、第１外周軸Ｐ１に沿って連続する直線を構成している。そのため、シールリング２００のＺ軸方向下端部は、リング装着治具１の外周面１１，２１，３１に沿ってスムーズにシャフト１００の係止部１０３まで誘導される。

また、シャフト１００の係止部１０３の外周面におけるＺ軸方向下端部は、第１外周軸Ｐ１におけるリング装着治具１の外周面１１，２１，３１の延長線上にある。そのため、係止部１０３まで誘導されたシールリング２００のＺ軸方向下端部は、そのまま第１外周軸Ｐ１に沿って係止部１０３を通過して溝部１０２に係合する。

一方、シールリング２００のＺ軸方向上端部は、リング装着治具１の外周面２１によって係合され、Ｙ軸方向への進行が妨げられる。つまり、第３外周軸Ｐ３上にあるシールリング２００のＺ軸方向上端部は、外周面２１の凹面２２（図９Ａ参照）に当接するため、第３外周軸Ｐ３に沿って移動することができずに外周面２１の凹面２２の手前に留まる。

したがって、図１２Ｃに示すシールリング２００は、Ｚ軸方向下端部がシャフト１００の溝部１０２に係合し、Ｚ軸方向上端部がリング装着治具１の外周面２１に係合することにより、Ｙ軸方向に傾斜した状態となる。

シールリング２００のＺ軸方向下端部は、シャフト１００の溝部１０２に係合させられる過程において、シールリング２００のＺ軸方向上端部が外周面２１によって係合された状態で、ユーザの手指による力を受ける。つまり、シールリング２００は、Ｚ軸方向下端部がユーザの手指によって引っ張られ、引き伸ばされる。

本実施形態に係るリング装着治具１は、シールリング２００のＺ軸方向下端部がシャフト１００の溝部１０２に係合させられる過程において、シールリング２００の変形が弾性域に収まるように、つまりシールリング２００が塑性変形しないように構成されている。

次に、図１２Ｄに示すように、シールリング２００は、Ｚ軸方向下端部以外の部分（第２部分）が、Ｚ軸方向下端部に近い位置から順次溝部１０２内に入るようにユーザの手指からの力を受ける。具体的には、ユーザがシールリング２００に対してＺ軸方向下方からＺ軸方向上方へと手指を這わせる一連の動作によって、シールリング２００が順次溝部１０２に連続的に係合させられてゆく。

より詳細には、シールリング２００は、Ｚ軸方向下端部から近い順にユーザの手指からＹ軸方向の力を受けて、リング装着治具１の外周面２１に沿って外周面３１まで案内され、リング装着治具１の外周面３１及びシャフト１００の係合部１０３の外周面に沿ってＹ軸方向に溝部１０２まで摺動させられる。

リング装着治具１には、Ｚ軸方向下端部を除く全周において、第３外周軸Ｐ３が通る外周面１１と、第２外周軸Ｐ２が通る外周面３１との間に段差がある。しかし、外周面２１が外周面１１から外周面３１まで滑らかな曲面で接続しているため、シールリング２００は外周面１１と外周面３１との間の段差をスムーズに乗り越えることができる。

また、リング装着治具１における外周面１１と外周面３１との間の段差は、Ｚ軸方向下端部に近いほど小さく、Ｚ軸方向上端部に近いほど大きい。シールリング２００はＺ軸方向下端部に近い順に外周面１１と外周面３１との間の段差を乗り越えるため、シールリング２００が乗り越える段差は徐々に大きくなる。したがって、シールリング２００は、その過程において、少しずつ引き伸ばされて径が大きくなる。

本実施形態に係るリング装着治具１は、シールリング２００が外周面１１と外周面３１との間の段差を乗り越える過程において、シールリング２００の変形が弾性域に収まるように、つまりシールリング２００が塑性変形しないように構成されている。

また、リング装着治具１では、外周面１１と外周面３１との間の段差が連続的に徐々に変化するため、シールリング２００が急激に引き伸ばされて、シールリング２００に大きい負荷が加わることがない。したがって、リング装着治具１では、シールリング２００が大きい負荷によって塑性変形することが防止される。

そして、図１２Ｅに示すように、最後に、シールリング２００のＺ軸方向上端部が溝部１０２に係合させられる。このとき、シールリング２００のＺ軸方向上端部は、リング装着治具１の外周面２１に沿って、第３外周軸Ｐ３上にある外周面１１から、第２外周軸Ｐ２上にある外周面３１に案内される。これにより、シールリング２００の全周がシャフト１００の溝部１０２に係合し、シールリング２００のシャフト１００の溝部１０２への装着が完了する。

最後に、図１２Ｆに示すように、リング装着治具１がシャフト１００から取り外される。

以上述べたように、本実施形態に係るリング装着治具１は、シールリング２００がシャフト１００の溝部１０２に装着される全過程において、シールリング２００が塑性変形しないように構成されている。したがって、リング装着治具１を用いてシールリング２００をシャフト１００の溝部１０２に装着することにより、シールリング２００が塑性変形することを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、本実施形態に係るリング装着治具１において、小径部３０の中心軸Ｃ３１が大径部１０の中心軸Ｃ１１に対してＺ軸方向下方に偏心していればよく、小径部３０と大径部１０とでＺ軸方向下端部が一致している構成は必須ではない。

つまり、リング装着治具１は、Ｚ軸方向下端部にて、小径部３０と大径部１０との間の段差が最も小さくなるように構成されていればよい。この場合にも、段差の小さいリング装着治具１のＺ軸方向下端部をシールリング２００が容易に乗り越えることが可能であるため、リング装着治具１は上記と同様の方法で使用可能である。

１…リング装着治具
１０…小径部
２０…接続部
３０…大径部
１１，２１，３１…外周面
１００…シャフト
１０１…本体部
１０２…溝部
１０３…係止部
２００…シールリング

Claims (6)

1. 第１中心軸を有する大径部と、
   前記第１中心軸に対して偏心された第２中心軸を有し、前記大径部より小径である小径部と、
   前記大径部と前記小径部との間にあり、前記小径部から前記大径部に向けて傾斜する傾斜面を有する接続部と
   を具備するリング装着治具。
2. 請求項１に記載のリング装着治具であって、
   前記接続部は、前記小径部から前記大径部に向けて前記第１中心軸に平行に延びる平行部を更に有する
   リング装着治具。
3. 請求項１又は２に記載のリング装着治具であって、
   前記接続部は、前記小径部から前記大径部に向けて連続的に径が大きくなる
   リング装着治具。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のリング装着治具であって、
   前記小径部は前記第２中心軸に沿って延びる
   リング装着治具。
5. シャフトの中心軸方向の端部に設けられ、前記シャフトの外周面の全周にわたって形成された溝部に、リングを装着するためのリング装着方法であって、
   第１中心軸を有し、前記外周面と同径に形成された大径部と、
   前記第１中心軸に対して偏心方向に偏心された第２中心軸を有し、前記大径部より小径である小径部と、
   前記大径部と前記小径部との間にあり、前記小径部から前記大径部に向けて傾斜する傾斜面を有する接続部と
   を具備するリング装着治具を用意し、
   前記第１中心軸を前記中心軸と一致させ、前記大径部を前記端部に接続させて前記リング装着治具を配置し、
   前記小径部上に前記リングを配置し、
   前記リング装着治具を配置した後に、前記第２中心軸から前記偏心方向にある前記小径部上の位置に配置された前記リングの第１部分を、前記接続部上を摺動させて、前記溝部に係合させ、
   前記第１部分を前記溝部に係合させた後に、前記リングの前記第１部分以外の第２部分を、前記第１部分に近い位置から順次、前記傾斜面上を摺動させて、前記溝部に係合させる
   リング装着方法。
6. シャフトの中心軸方向の端部に設けられ、前記シャフトの外周面の全周にわたって形成された溝部に、リングを装着するシャフトの製造方法であって、
   第１中心軸を有し、前記外周面と同径に形成された大径部と、
   前記第１中心軸に対して偏心方向に偏心された第２中心軸を有し、前記大径部より小径である小径部と、
   前記大径部と前記小径部との間にあり、前記小径部から前記大径部に向けて傾斜する傾斜面を有する接続部と
   を具備するリング装着治具を用意し、
   前記第１中心軸を前記中心軸と一致させ、前記大径部を前記端部に接続させて前記リング装着治具を配置し、
   前記小径部上に前記リングを配置し、
   前記リング装着治具を配置した後に、前記第２中心軸から前記偏心方向にある前記小径部上の位置に配置された前記リングの第１部分を、前記接続部上を摺動させて、前記溝部に係合させ、
   前記第１部分を前記溝部に係合させた後に、前記リングの前記第１部分以外の第２部分を、前記第１部分に近い位置から順次、前記傾斜面上を摺動させて、前記溝部に係合させる
   シャフトの製造方法。

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