JP2008051234A - インサートメタル及びオイルシール - Google Patents

Abstract

【課題】省資源、コストダウンが図れるインサートメタルを提供する。
【解決手段】オイルシールのインサートメタル１であって、矩形平板状の素材１Ｓから塑性加工によって断面Ｌ字状のリング体１Ｌを形成し、このリング体１Ｌの相互に当接状態の合わせ目１ａを接合しないようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、オイルシールの骨格をなすインサートメタル、及び、このインサートメタルを備えたオイルシールに関する。

油水圧機器などの流体圧機器においては、作動流体の漏れを防ぐためにオイルシールが多用され、ＪＩＳ Ｂ ２４０２によるといくつかの種類があるが、その内、オイルシールの骨格をなすインサートメタルがシール用のゴムに覆われている外周ゴムタイプのものがある。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はその外周ゴムタイプのものであって、本発明の背景技術となるオイルシールを例示する図、（ｄ）〜（ｆ）はこれらのオイルシールに用いられるインサートメタルの製造方法を示す図である。

図５（ａ）のオイルシール２０は、ばね入り外周ゴムタイプであって、ばね１２を使用した単一のリップ１３とインサートメタル１１とからなり、外周面がゴムで覆われている形式のものである。

図５（ｂ）のオイルシール２０Ａは、ばね無し外周ゴムタイプであって、ばねを使用しない単一のリップ１３Ａとインサートメタル１１とからなり、外周面がゴムで覆われている形式のものである。

図５（ｃ）のオイルシール２０Ｂは、ばね入り外周ゴム外部ダスト侵入防止リップ付タイプであって、ばね１２を使用した単一のリップ１３とインサートメタル１１、及びばねを使用しない外部ダスト侵入防止リップ１４とからなり、外周面がゴムで覆われている形式のものである。

これらのオイルシール２０、２０Ａ、２０Ｂにおいて、インサートメタル１１の役割は、オイルシール２０、２０Ａ、２０Ｂを取り付けるとき、取付部全体に剛性を与えること、すなわち、相手ハウジングに外周部を圧入するとき、適度な締め代をあたえて、適度な密封性と所定位置からのずれを防止する摩擦力を発生させることである。

これらいずれのオイルシール２０、２０Ａ、２０Ｂであっても、そのインサートメタル１１は、図５（ｄ）〜（ｆ）に示すような製造方法で製造されている。

つまり、まず、図５（ｄ）に示すように、素材としての平板ＰＬを用意し、これから素材となる円板１１Ｓを打ち抜く。ついで、図５（ｅ）に示すように、円板１１Ｓの中心側の所定の円板を抜き取り、ドーナツ状の円板１１Ｔを得る。

この際、平板ＰＬの斜線部分、円板１１Ｔの斜線部分はいずれもインサートメタル１１を製造するのには用いられない、抜きカスとなる部分であり、材料の歩留まりが悪い状態となっている。

続いて、このドーナツ状の円板１１Ｔを塑性加工（例えば、プレス成型）して、図５（ｆ）に示すような断面Ｌ字形のリング体１１Ｌであるオイルシール１１が完成する。

このインサートメタル１１は、同一の連続した素材から形成され、溶接等などの接合による接合部分はなく、強度的にも優れている。

上述したオイルシール２０、２０Ａ、２０Ｂは、このインサートメタル１１を骨格として、その周囲をゴムによる一体成形で覆うことによって製造されている。ばね１２は成形後に装着される。また、外部ダスト侵入防止リップ１４も一体成形で形成される。

しかしながら、上述の製造方法で製造されるインサートメタル１１においては、かなりの抜きカスあるいは端材が発生している。すなわち、元の素材重量に対して、有効利用している部分が少なく、無駄が多い、という状態であり、コスト面、省資源の点から改善が求められていた。

オイルシールについては、特許文献１及び２を含め、種々の先行技術が提案されているが、上記のインサートメタルの材料面からのコストダウンに関するものはなかった。
特開平１１−６３０７２号公報 特開２００５−２３３２１５号公報

本発明は、上記問題を改善しようとするもので、省資源、コストダウンが図れるインサートメタル、及び、このインサートメタルを用いたオイルシールを提供することを目的としている。

本発明のインサートメタルは、オイルシールのインサートメタルであって、矩形平板状の素材から塑性加工によって断面Ｌ字状のリング体を形成し、このリング体の相互に当接状態の合わせ目を接合しないようにしたことを特徴とする。

本発明のインサートメタルの製造方法は、オイルシールのインサートメタルの製造方法であって、矩形平板状の素材から塑性加工によって断面Ｌ字状のリング体を形成し、このリング体の内周の適所にポンチングを施すことにより、そのリング体の合わせ目を相互に当接させるようにすることを特徴とする。

本発明のポンチング治具は、上記インサートメタルの製造方法において用いるポンチング治具であって、形成されるインサートメタルのリング体の外周と側面とを受ける受け治具と、前記リング体の内周側から、該リング体の内周の適所にポンチングをするためのポンチホルダとを備えていることを特徴とする。

本発明のオイルシールは、上記インサートメタルを用いたことを特徴とする。

本発明のインサートメタルによれば、オイルシールのインサートメタルであって、矩形平板状の素材から塑性加工によって断面Ｌ字状のリング体を形成し、このリング体の相互に当接状態の合わせ目を接合しないようにしたので、製造工程において廃棄する素材部分が発生せず、また、接合加工が不要なので、省資源、コストダウンが図れる。

本発明のインサートメタルの製造方法によれば、オイルシールのインサートメタルの製造方法であって、矩形平板状の素材から塑性加工によって断面Ｌ字状のリング体を形成し、このリング体の内周の適所にポンチングを施すことにより、そのリング体の合わせ目を相互に当接させるようにするので、上記効果を発揮するインサートメタルを良好に製造することができる。

本発明のポンチング治具によれば、上記インサートメタルの製造方法において用いるポンチング治具であって、形成されるインサートメタルのリング体の外周と側面とを受ける受け治具と、前記リング体の内周側から、該リング体の内周の適所にポンチングをするためのポンチホルダとを備えているので、上記効果を発揮する製造方法を容易に実現することができる。

本発明のオイルシールによれば、上記インサートメタルを用いたので、そのインサートメタルの効果をオイルシールとして発揮することができる。

以下に、本発明の実施の形態（実施例）について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明のインサートメタルの一例の製造方法を示すもので、（ａ）は、その素材の矩形平板を切り出す状態の図、（ｂ）は、切り出された矩形平板を示す図、（ｃ）はその矩形平板を円筒状に塑性加工した状態の図、（ｄ）はその円筒状のものを断面Ｌ字状のリング体に塑性加工した状態の図である。

この図を用いて、本発明のインサートメタル１の製造方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、幅π・Ｄで長さが適度の平板を用意し、これを幅π・Ｄに直交する方向に、寸法Ｈのピッチで切断する。

ここで、「π」は円周率、「・」は乗算、「Ｄ」は、図４（ａ）に示すように、成形後のインサートメタル１の円周部１ｃの内外平均径、「Ｈ」は同様に、成形後のインサートメタル１の円周部１ｃの軸方向長さＨ０と側面部１ｄの径方向長さＲ０とを加えた実効長さ（成形前長さ）を意味するものである。

つまり、この図における幅π・Ｄと寸法Ｈとは、成形後のインサートメタル１の円周部１ｃと側面部１ｄとをちょうど形成するものとなっている。

切断後の矩形平板（矩形平板状の素材）１Ｓを示すのが、図１（ｂ）であり、これより、符号「Ｈ」を幅Ｈ、符号「π・Ｄ」を長さπ・Ｄとする。

この幅Ｈ、長さπ・Ｄの矩形平板を幅Ｈが円環の幅となるように円環状に塑性加工したものが図１（ｃ）に示す円環体１Ｋである。このとき、円環体１Ｋの平均直径Ｄが、図４（ａ）に示すように、成形終了後のインサートメタル１の円周部１ｃの内外平均径Ｄとなっている。

また、この円環体１Ｋは、単に矩形平板１Ｓを円環状に塑性加工したものであるので、元の矩形平板１Ｓの両端面の当接部分が合わせ目１ａ′として表れており、本発明では、この合わせ目１ａ′を溶接などの方法により接合しないことを特徴としている。

ついで、この状態の円環体１Ｋに、更に、側面部１ｄが形成されるように塑性加工したものが、図１（ｄ）に示すリング体１Ｌであり、ほぼ、インサートメタル１として完成している。

なお、確認であるが、この図１（ｄ）において、符号１ｃは、リング体１Ｌの円周部であり、符号１ｄは側面部である。また、符号１ａは、リング体１Ｌとなった状態の合わせ目であり、ここでも接合はされていない。

また、ここまでの製造過程で、図１（ａ）に示した素材の段階から、リング体１Ｌとなるまでの間、素材から不要となった部分は発生しておらず、材料の有効利用がされている。

さて、この後、リング体１Ｌの合わせ目１ａがきちんと当接状態を維持するようにポンチング工程を行うが、そのポンチング工程について、そのポンチング治具の説明と共に、以下説明する。

図２は、本発明のインサートメタルの製造方法において用いるポンチング治具の一例を示すもので、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。これより、すでに説明した部分には同じ符号を付して、重複説明を省略する。

このポンチング治具８は、形成されるインサートメタル１のリング体１Ｌの外周（円周部１ｃの外側）と側面（側面部１ｄの外側）とを受ける受け治具６と、リング体１Ｌの内周側から、リング体１Ｌの内周１ｅ（円周部１ｃの内側）の適所にポンチングをするためのポンチホルダ７とを備えている。

ポンチホルダ７は、リング体１Ｌの側面部１ｄの側面内周１ｆに対し、一定の径方向への移動が可能な程度の隙間を形成する円柱状の本体部７ａに、ポンチングのためのポンチ体７ｂを突出させたものとなっている。

さて、このポンチング治具８によって、リング体１Ｌの内周１ｅにポンチングをする場合には、図２に示すように、リング体１Ｌの外周と側面とを受け治具６で受け、リング体１Ｌの側面内周１ｆ側にあるポンチホルダ７のポンチ体７ｂの先端を、リング体１Ｌの内周１ｅの適所に位置させ、ポンチホルダ７を図２（ｂ）の太い矢印方向に移動させて、ポンチ体７ｂによる押圧力をリング体１Ｌの内周１ｅに与えるようにする。

この場合の、ポンチ体７ｂの先端を押圧させる適所の一例とは、図２（ａ）に示したように、リング体１Ｌの合わせ目１ａのある部分の反対側である。

本願発明者は、このようなポンチングを行うと、ポンチングをした円周部１ｃの内径側に圧縮残留応力が発生し、結果、この圧縮残留応力によって、円周部１ｃの内径側がポンチング実施場所を中心点として折れ曲がろうとして、その反対側にある合わせ目１ａをより当接させるように作用することを知見し、実験により確認したものである。

図３（ａ）は、図１及び２の製造方法で製造されたインサートメタルの一例を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図、（ｃ）は、同製造方法で製造されたインサートメタルの他例を示す正面図、（ｄ）は（ｃ）の断面図である。

図３（ａ）、（ｂ）のインサートメタル１は、ポンチングにより形成されたポンチ部１ｂが合わせ目１ａの反対側の一箇所だけとなっているものである。

図３（ｃ）、（ｄ）のインサートメタル１Ａは、ポンチングにより形成されたポンチ部１ｂが合わせ目１ａの反対側の一箇所と、それに直交する部分の一対のポンチ部１ｂとの合計３箇所となっているものである。

このようにポンチ部１ｂの個数を増やすのは、ポンチングにより合わせ目１ａの当接効果をより発揮させるためであり、その個数は、合わせ目１ａの当接効果が発揮されるように適宜選択されるもので、一箇所でも、２箇所でも、３箇所でも、それ以上であってもよい。

このようにして成形されたインサートメタル１は、矩形平板状の素材から塑性加工によって断面Ｌ字状のリング体１Ｌを形成し、このリング体１Ｌの相互に当接状態の合わせ目を接合しないようにしたものであり、これにより、塑性加工の工程において元の素材の廃棄部分が発生せず、材料の有効利用が図れ、また、最終的には、合わせ目を接合しないので、その接合工程も省略でき、省資源、コストダウンを達成している。

なお、本発明のインサートメタル１、１Ａは、合わせ目１ａを接合しないものであるが、図５（ａ）〜（ｃ）で説明した外周ゴムタイプのものでは、この合わせ目１ａが外側に露出せず、ゴムで被覆されて当接状態が保持されるので、合わせ目１ａを接合しないことの影響は少なく、十分実用に耐えるものである。

図４は、本発明のインサートメタルを用いたオイルシールを例示する図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３つのタイプは、図５（ａ），（ｂ）、（ｃ）のタイプと同じものである。

つまり、図４（ａ）のオイルシール１０は、ばね入り外周ゴムタイプであって、ばね２を使用した単一のリップ３とインサートメタル１とからなり、外周面がゴムで覆われている形式のものである。

図４（ｂ）のオイルシール１０Ａは、ばね無し外周ゴムタイプであって、ばねを使用しない単一のリップ３Ａとインサートメタル１とからなり、外周面がゴムで覆われている形式のものである。

図４（ｃ）のオイルシール１０Ｂは、ばね入り外周ゴム外部ダスト侵入防止リップ付タイプであって、ばね２を使用した単一のリップ１とインサートメタル１、及びばねを使用しない外部ダスト侵入防止リップ４とからなり、外周面がゴムで覆われている形式のものである。

これらのオイルシール１０、１０Ａ、１０Ｂにおけるインサートメタル１の役割は、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のオイルシール２０、２０Ａ、２０Ｂのインサートメタル１１と同じであり、加えて、ここでは、図１〜３で説明した特徴を持ち、効果を発揮するインサートメタル１を用いているので、これらのオイルシール１０、１０Ａ、１０Ｂは、このインサートメタル１の効果をオイルシールとして発揮する。

なお、本発明のインサートメタル及びオイルシールは、上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施例の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能である。

本発明のインサートメタル及びオイルシールは、作動流体を用いる流体圧機器においてシールが必要とされ、省資源、コストダウンが要請される産業分野に用いることができる。

本発明のインサートメタルの一例の製造方法を示すもので、（ａ）は、その素材の矩形平板を切り出す状態の図、（ｂ）は、切り出された矩形平板を示す図、（ｃ）はその矩形平板を円筒状に塑性加工した状態の図、（ｄ）はその円筒状のものを断面Ｌ字状のリング体に塑性加工した状態の図 本発明のインサートメタルの製造方法において用いるポンチング治具の一例を示すもので、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図 （ａ）は、図１及び２の製造方法で製造されたインサートメタルの一例を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図、（ｃ）は、同製造方法で製造されたインサートメタルの他例を示す正面図、（ｄ）は（ｃ）の断面図 本発明のインサートメタルを用いたオイルシールを例示する図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は背景技術となるオイルシールを例示する図、（ｄ）〜（ｆ）はこれらのオイルシールに用いられるインサートメタルの製造方法を示す図

符号の説明

１、１Ａ インサートメタル
１ａ 合わせ目
１ｂ ポンチ部
１ｃ 円周部
１ｄ 側面部
１ｅ 内周
１ｆ 側面内周
１Ｓ 矩形平板（矩形平板状の素材）
１Ｌ リング体
６ 受け治具
７ ポンチホルダ
８ ポンチング治具
１０、１０Ａ、１０Ｂ オイルシール

Claims (4)

1. オイルシールのインサートメタルであって、矩形平板状の素材から塑性加工によって断面Ｌ字状のリング体を形成し、このリング体の相互に当接状態の合わせ目を接合しないようにしたことを特徴とするインサートメタル。
2. オイルシールのインサートメタルの製造方法であって、
   矩形平板状の素材から塑性加工によって断面Ｌ字状のリング体を形成し、
   このリング体の内周の適所にポンチングを施すことにより、そのリング体の合わせ目を相互に当接させるようにすることを特徴とするインサートメタルの製造方法。
3. 請求項３のインサートメタルの製造方法において用いるポンチング治具であって、
   形成されるインサートメタルのリング体の外周と側面とを受ける受け治具と、前記リング体の内周側から、該リング体の内周の適所にポンチングをするためのポンチホルダとを備えていることを特徴とするポンチング治具。
4. 請求項１記載のインサートメタルを用いたことを特徴とするオイルシール。

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