JP2019072821A

JP2019072821A - シール部材圧入治具、およびシール部材圧入方法

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Publication number: JP2019072821A
Application number: JP2017201918A
Authority: JP
Inventors: 秀行藤井; Hideyuki Fujii
Original assignee: Nichirin Co Ltd
Current assignee: Nichirin Co Ltd
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2037-10-18
Also published as: JP6955761B2

Abstract

【課題】Ｏリングなどのリング状のシール部材を継手本体の中に圧入する際に、当該シール部材の損傷を防止することができる技術を提供すること。【解決手段】シール部材圧入治具１００は、治具本体１と、治具本体１に挿入されたガイドピン２と、ガイドピン２と治具本体１との間に配置されたスライドヘッド３と、スライドヘッド３を先端側へ向かって付勢するバネ４（弾性部材）と、スライドヘッド３の側面から突出するピン部材５（スライド開始位置決め部材）とを備える。シール部材圧入治具１００が継手本体５０の中に押し込まれていくと、スライドヘッド３の先端部が、継手本体５０の中のシール部材圧入開始位置部分Ｐに到達したときに、治具本体１およびガイドピン２に対してスライドヘッド３が相対的に後方へスライドを開始し、これにより、スライドヘッド３の外周面から、当該外周面よりも小径のガイドピン２の先端部外周面側にＯリング４０（シール部材）が移動する。【選択図】図３

Description

本発明は、リング状のシール部材を継手本体の中に圧入するためのシール部材圧入治具、およびシール部材圧入方法に関する。

自動車の燃料用配管などの接続に用いられる継手として、例えば、特許文献１に記載の継手がある。特許文献１の段落００５４、および図４に記載されているように、継手本体（筐体）の中には、配管との接続部における流体の漏れを防止するためのＯリング（密封）を圧入して配置されている。

特開２０１２−８７９２７号公報

本発明者らは、前記したような継手を製造している。継手の製造工程には、継手本体（筐体）などの樹脂成形工程、および樹脂成形した継手本体の中へのＯリングの圧入工程などがあるが、Ｏリングの圧入工程において、Ｏリングが損傷してしまうことがあった。

参考として、本発明者らが、従来行っていた継手本体の中へのＯリングの圧入方法を、図８を参照しつつ説明する。継手本体５０の中へのＯリング４０の圧入に際し、本発明者らは、従来、図８に示すような棒形状のシール部材圧入治具３１を用いていた。Ｏリング４０が先端部３１ａに外挿された棒形状のシール部材圧入治具３１を、空圧シリンダ（不図示）などを用いて、継手本体５０の中へ押し込むのである。ここで、継手本体５０の中のＯリング４０の配置空間の径Ｄｃは、Ｏリング４０の外径Ｄｏよりも小さい。図８に示すような従来のシール部材圧入治具３１によると、継手本体５０の中の角部５０ｃに、Ｏリング４０が強く押し付けられ、押し付けられた部分が損傷してしまうことがあった。なお、符号４１で示すのは、スペーサリング４１と呼ばれるリング状の部材である。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｏリングなどのリング状のシール部材を継手本体の中に圧入する際に、当該シール部材の損傷を防止することができる技術を提供することである。

本発明は、リング状のシール部材を継手本体の中に圧入するためのシール部材圧入治具であって、このシール部材圧入治具は、前記シール部材を先端面で押すことで前記シール部材を継手本体の中に押し込む、筒形状の治具本体と、前記治具本体に挿入され、前記治具本体と一体的に移動する、先端部が前記シール部材のガイド部となるガイドピンと、前記ガイドピンと前記治具本体との間に配置され、前記シール部材が外挿されるスライドヘッドと、前記治具本体の中に配置され、前記スライドヘッドを先端側へ向かって付勢する弾性部材と、前記スライドヘッドの側面から突出し、前記スライドヘッドを保持するとともに、前記治具本体および前記ガイドピンに対する前記スライドヘッドのスライド開始位置を決めるスライド開始位置決め部材と、を備える。当該シール部材圧入治具が、前記継手本体の中に押し込まれていくと、前記スライドヘッドの先端部が、前記継手本体の中のシール部材圧入開始位置部分に到達したときに、前記治具本体および前記ガイドピンに対して前記スライドヘッドが相対的に後方へスライドを開始し、これにより、前記スライドヘッドの外周面から、当該外周面よりも小径の前記ガイドピンの先端部外周面側に前記シール部材が移動する。

また、本発明は、前記したシール部材圧入治具を用いた、リング状のシール部材を継手本体の中に圧入するシール部材圧入方法でもある。このシール部材圧入方法は、前記スライドヘッドに前記シール部材が外挿された前記シール部材圧入治具を、前記継手本体の中に押し込んでいく際に、前記継手本体の挿入側端面に、前記スライド開始位置決め部材を当接させて、前記治具本体および前記ガイドピンに対して前記スライドヘッドを相対的に後方へスライドさせ、これにより、前記継手本体の中のシール部材圧入開始位置部分で、前記スライドヘッドの外周面から、当該外周面よりも小径の前記ガイドピンの先端部外周面側に前記シール部材を移動させつつ、前記シール部材を継手本体の中に圧入していく。

本発明によれば、継手本体の中のシール部材圧入開始位置部分をシール部材が通過する際に、シール部材に大きな負荷が作用することを防止することができる。その結果、シール部材の損傷を防止することができる。

本発明の一実施形態に係るシール部材圧入治具と、継手本体の一例とを示す斜視図である。図１に示すシール部材圧入治具の側面図（図１に示すＡ方向から見たときの側面図）である。図２に示すシール部材圧入治具の断面図である。シール部材圧入治具を用いてＯリングおよびスペーサリングが、継手本体の中に圧入される前の状態を示す図である。シール部材圧入治具を用いてＯリングおよびスペーサリングが、継手本体の中に圧入される直前の状態を示す図である。図４ＢのＢ部拡大図である。シール部材圧入治具を用いてＯリングおよびスペーサリングが、継手本体の中に圧入され始める状態を示す図である。図４ＤのＣ部拡大図である。シール部材圧入治具を用いてＯリングおよびスペーサリングが、継手本体の中に圧入されている状態を示す図である。シール部材圧入治具を用いてＯリングおよびスペーサリングが、継手本体の中に圧入され終える状態を示す図である。スライドヘッドの第２実施形態を示す、図４Ｅに相当する図である。スライドヘッドの第３実施形態を示す、図４Ｅに相当する図である。スライドヘッドの第４実施形態を示す、図４Ｅに相当する図である。従来技術に係るシール部材圧入治具と、継手本体の一例とを示す側断面図である。検討段階でのシール部材圧入治具と、継手本体の一例とを示す側断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態では、リング状のシール部材としてのＯリング４０と、スペーサリング４１とを、シール部材圧入治具１００を用いて継手本体５０の中に同時に圧入する例を示しているが、本発明のシール部材圧入治具は、リング状のシール部材のみを継手本体の中に圧入するのにも用いることができる。

（シール部材圧入治具の構成）
図１〜図３を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るシール部材圧入治具１００の構成について説明する。シール部材圧入治具１００は、リング状のシール部材（例えば、Ｏリング４０）を継手本体５０の中に圧入するために用いる治具であって、筒形状の治具本体１、治具本体１に挿入されたガイドピン２、ガイドピン２と治具本体１との間に配置されたスライドヘッド３、治具本体１の中に配置された弾性部材であるコイルバネ４（以下、「バネ４」と記載する）、およびスライドヘッド３の側面から突出するピン部材５（スライド開始位置決め部材）を備えている。

＜治具本体＞
治具本体１は、ガイドピン２などを内部に収容する本体部８と、取付け部９とを有する。取付け部９の外周面にはネジ（不図示）が切られている。例えば、空圧シリンダ（不図示）などの流体圧シリンダに連結された治具（不図示）に、取付け部９がネジ込まれることで、治具本体１（シール部材圧入治具１００）は、流体圧シリンダに取り付けられる。流体圧シリンダを作動させることで、Ｏリング４０およびスペーサリング４１は、本体部８の先端面８ｂ（図２，３参照）で押されて、継手本体５０の中に押し込まれる。なお、シール部材圧入治具１００を軸方向に往復作動させる駆動手段は、流体圧シリンダではなく、電動シリンダなどであってもよい。

また、本体部８の側面には、ピン部材５が摺動可能に挿入される長孔８ａが設けられている。

＜ガイドピン＞
ガイドピン２は、治具本体１と一体的に移動する部材であって、基部６と、基部６から延在する本体部７とを有する。基部６の軸方向端面は、治具本体１の本体部８の底面８ｃに当接する。本体部７の側面には、ピン部材５が摺動可能に挿入される長孔７ａが設けられている。また、この本体部７（ガイドピン２）の先端部は、治具本体１から突出されている。

＜スライドヘッド＞
スライドヘッド３は、Ｏリング４０およびスペーサリング４１が外挿される部材である。スライドヘッド３は、先細りの形状とされており、本実施形態（第１実施形態）では、図３に示すように、先端側から順に、テーパ部３ａ、第１平坦部３ｂ、および第２平坦部３ｃを有する。第２平坦部３ｃには、スペーサリング４１がセットされ、第１平坦部３ｂには、Ｏリング４０がセットされる。第１平坦部３ｂの外径は、第２平坦部３ｃの外径よりも僅かに小さい。また、第２平坦部３ｃの外径と、治具本体１の本体部８の内径とは、ほぼ等しい。

＜弾性部材＞
ガイドピン２の本体部７と、治具本体１の本体部８との間の隙間に、バネ４が配置されている。バネ４の一端は、ガイドピン２の基部６に当接され、他端は、スライドヘッド３の端面に当接される。スライドヘッド３は、バネ４の有する弾性復元力で、先端側へ向かって常時、付勢されている。

＜スライド開始位置決め部材＞
スライドヘッド３の側面には、ピン部材５が挿入されている。ピン部材５は、スライドヘッド３を保持するとともに、治具本体１およびガイドピン２に対するスライドヘッド３のスライド開始位置を決める部材である。ピン部材５は、治具本体１に設けられた長孔８ａおよびガイドピン２に設けられた長孔７ａに摺動可能に挿入されている。なお、長孔８ａと長孔７ａとは、形状および寸法が同一とされ、且つ、相対位置も同一とされている（側方から見て重なった一つの長孔）。

バネ４によって先端側へ向かって常時、付勢されているスライドヘッド３は、当該スライドヘッド３に挿入されているピン部材５が、バネ４の有する弾性復元力で長孔８ａの端に押し付けられることで、治具本体１およびガイドピン２に対して停止した状態となる。治具本体１およびガイドピン２に対するスライドヘッド３のスライド開始位置とは、当該スライドヘッド３に挿入されているピン部材５が、バネ４の有する弾性復元力で長孔８ａの端に押し付けられているときの治具本体１およびガイドピン２に対するスライドヘッド３の位置のことである（図３参照）。

一方、ピン部材５が拘束され、且つ、バネ４の有する弾性復元力よりも大きな力が治具本体１の軸方向に作用すると、治具本体１およびガイドピン２に対して、スライドヘッド３は、相対的にスライド移動する。なお、スライド移動は、相対的なものであり、スライドヘッド３に対して、治具本体１およびガイドピン２がスライド移動する、と解釈することもできる。

スライドヘッド３の側面に挿入されたピン部材５、治具本体１の側面に設けられた長孔８ａ、ガイドピン２の側面に設けられた長孔７ａ、およびバネ４（弾性部材）により、治具本体１およびガイドピン２に対するスライドヘッド３のスライド開始位置の設定と、スライドヘッド３の相対的なスライド移動機能が容易に実現される。

（シール部材圧入治具の使用方法）
図４Ａ〜図４Ｇを参照しつつ、シール部材圧入治具１００の使用方法について説明する。前提として、図４Ａに示したように、継手本体５０の中のＯリング４０の配置空間の径Ｄｃは、Ｏリング４０の外径Ｄｏよりも小さい。また、本実施形態では、継手本体５０の中のシール部材圧入開始位置部分Ｐ（図４Ｃ参照）の継手本体５０の内壁角部５０ｂは、テーパ形状とされている。

作業者は、空圧シリンダなどを用いて、図４Ａに示すように、Ｏリング４０およびスペーサリング４１がスライドヘッド３に外挿されたシール部材圧入治具１００の継手本体５０の中への押し込みを開始する。

シール部材圧入治具１００を継手本体５０の中へ押し込んでいくと、スライドヘッド３の先端部が、継手本体５０の中のシール部材圧入開始位置部分Ｐに到達する。このとき、継手本体５０の挿入側端面５０ａにピン部材５が当接する（図４Ｂ、図４Ｃ参照）。

さらに、シール部材圧入治具１００が継手本体５０の中へ押し込まれていくと、治具本体１およびガイドピン２に対してスライドヘッド３が相対的に後方へスライドを開始し、これにより、スペーサリング４１を介して治具本体１の先端面で押されたＯリング４０は、スライドヘッド３の外周面から、当該外周面よりも小径のガイドピン２の先端部外周面側に移動する（図４Ｄ、図４Ｅ参照）。これは、継手本体５０の挿入側端面５０ａにピン部材５が当接することで、ピン部材５とともにピン部材５が挿入されているスライドヘッド３の動きが拘束されるからである。換言すれば、治具本体１およびガイドピン２に対してスライドヘッド３が取り残されることで、スペーサリング４１を介して治具本体１の先端面で押されたＯリング４０は、スライドヘッド３の外周面から、当該外周面よりも小径のガイドピン２の先端部外周面側に移動する。

Ｏリング４０およびスペーサリング４１は、継手本体５０の奥の所定の位置まで圧入される（図４Ｆ、図４Ｇ参照）。

図示を省略するが、その後、シール部材圧入治具１００は、継手本体５０の中から引き抜かれる。これにより、継手本体５０の中へのＯリング４０およびスペーサリング４１の配置が完了する。

シール部材圧入治具１００を用いたＯリング４０の圧入によると、まず、シール部材圧入開始位置部分ＰにＯリング４０が到達するまでは、Ｏリング４０は、スライドヘッド３の第１平坦部３ｂ（図３参照）に外挿された状態を維持する。そのため、Ｏリング４０の中心と、シール部材圧入治具１００の軸心とがほぼ一致し、Ｏリング４０が下方にずれることがない。その結果、シール部材圧入開始位置部分Ｐに到達するまで、Ｏリング４０の中心と、継手本体５０の軸心とが、ほぼ一致した状態を維持することができる。

また、シール部材圧入開始位置部分ＰにＯリング４０が到達したときは、治具本体１およびガイドピン２に対してスライドヘッド３が相対的に後方へスライドを開始することで、換言すれば、移動し続ける治具本体１およびガイドピン２に対してスライドヘッド３が停止することで、当該シール部材圧入開始位置部分ＰをＯリング４０が通過し易くなる。その結果、シール部材圧入開始位置部分ＰをＯリング４０が通過する際に、Ｏリング４０に大きな負荷が作用することが防止され、シール部材圧入開始位置部分ＰをＯリング４０が通過するときのＯリング４０の損傷が防止される。

ここで、本実施形態では、スライドヘッド３の先端部がテーパ形状とされている。これによると、シール部材圧入開始位置部分Ｐにおいて、Ｏリング４０が徐々に径方向内側に導かれるので、Ｏリング４０の損傷がより防止される。

その後、シール部材圧入開始位置部分ＰをＯリング４０が越えて、継手本体５０の中にＯリング４０がさらに押し込まれていくときは、ガイドピン２の先端部がＯリング４０のガイド部となり、継手本体５０の中でＯリング４０が倒れてしまうことはない。

（スライドヘッドの他の実施形態）
前記したスライドヘッド３に代えて、図５〜７に示すようなスライドヘッドとされてもよい。

図５は、スライドヘッドの第２実施形態を示すための図である。図５に示すスライドヘッド１０は、先端側から順に、第１平坦部１０ａ、テーパ部１０ｂ、第２平坦部１０ｃ、および第３平坦部１０ｄを有する。このように、第２実施形態のスライドヘッド１０の先端部は、テーパ部１０ｂに加えて平坦部１０ａを有する。なお、第２平坦部１０ｃには、Ｏリング４０がセットされ、第３平坦部１０ｄには、スペーサリング４１がセットされる。第２平坦部１０ｃの外径は、第３平坦部１０ｄの外径よりも僅かに小さい。また、第３平坦部１０ｄの外径と、治具本体１の本体部８の内径とは、ほぼ等しい。

図６は、スライドヘッドの第３実施形態を示すための図である。図６に示すスライドヘッド１１は、先端側から順に、第１平坦部１１ａ、第２平坦部１１ｂ、および第３平坦部１１ｃを有する。第１平坦部１１ａは、第１実施形態のスライドヘッド３のテーパ部３ａに代わる部分である。なお、第２平坦部１１ｂには、Ｏリング４０がセットされ、第３平坦部１１ｃには、スペーサリング４１がセットされる。第２平坦部１１ｂの外径は、第３平坦部１１ｃの外径よりも僅かに小さい。また、第３平坦部１１ｃの外径と、治具本体１の本体部８の内径とは、ほぼ等しい。

図７は、スライドヘッドの第４実施形態を示すための図である。図７に示すスライドヘッド１２は、先端側から順に、第１平坦部１２ａ、および第２平坦部１２ｂを有する。なお、第１平坦部１２ａには、Ｏリング４０がセットされ、第２平坦部１２ｂには、スペーサリング４１がセットされる。第１平坦部１２ａの外径は、第２平坦部１２ｂの外径よりも僅かに小さい。また、第２平坦部１２ｂの外径と、治具本体１の本体部８の内径とは、ほぼ等しい。本実施形態のスライドヘッド１２には、第１実施形態のスライドヘッド３のテーパ部３ａに相当する部分が無い。

ここで、第１実施形態のスライドヘッド３、第２実施形態のスライドヘッド１０、および第３実施形態のスライドヘッド１１に共通するのは、先端部が先細りとされているということである。スライドヘッドの先端部が先細りとされていることで、シール部材圧入開始位置部分Ｐにおいて、Ｏリング４０が径方向内側に導かれ易い。

（検討段階でのシール部材圧入治具）
ここで、図９に示すシール部材圧入治具３２は、本発明が得られるまでの検討段階における圧入治具である。本発明者は、当初、図８に示す従来のシール部材圧入治具３１の先端部３１ａの軸方向中途部に、Ｏリング４０を逃がすための窪みを設けた。すなわち、図９に示す検討段階のシール部材圧入治具３２は、その先端部３２ａの軸方向中途部に窪み３３が設けられている。このシール部材圧入治具３２によると、Ｏリング４０を窪み３３に逃して、Ｏリング４０の損傷を防止することができる。しかしながら、窪み３３の深さの設定がシビアであり、窪み３３の深さを大きくすると、Ｏリング４０が下方にずれやすくなり、これにより、Ｏリング４０が損傷してしまった。一方、窪み３３の深さを小さくすると、Ｏリング４０の逃げ代が少なくなり、これにより、Ｏリング４０が損傷してしまった。また、継手本体５０の中へ押し込んだシール部材圧入治具３２を、継手本体５０の中から引き抜く際に、窪み３３部分でＯリング４０を損傷させてしまうこともあった。

（変形例）
上記の実施形態は、次のように変更可能である。
前記した実施形態では、スライドヘッド３の側面に挿入されたピン部材５は、スライドヘッド３に固定されている。これに代えて、スライドヘッド３とピン部材５とが固定されていなくてもよい。

１：治具本体
２：ガイドピン
３：スライドヘッド
４：バネ（弾性部材）
５：ピン部材（スライド開始位置決め部材）
７ａ：長孔
８ａ：長孔
４０：Ｏリング（シール部材）
５０：継手本体
５０ａ：挿入側端面
１００：シール部材圧入治具
Ｐ：シール部材圧入開始位置部分

Claims

リング状のシール部材を継手本体の中に圧入するためのシール部材圧入治具であって、
前記シール部材を先端面で押すことで前記シール部材を継手本体の中に押し込む、筒形状の治具本体と、
前記治具本体に挿入され、前記治具本体と一体的に移動する、先端部が前記シール部材のガイド部となるガイドピンと、
前記ガイドピンと前記治具本体との間に配置され、前記シール部材が外挿されるスライドヘッドと、
前記治具本体の中に配置され、前記スライドヘッドを先端側へ向かって付勢する弾性部材と、
前記スライドヘッドの側面から突出し、前記スライドヘッドを保持するとともに、前記治具本体および前記ガイドピンに対する前記スライドヘッドのスライド開始位置を決めるスライド開始位置決め部材と、
を備え、
当該シール部材圧入治具が、前記継手本体の中に押し込まれていくと、前記スライドヘッドの先端部が、前記継手本体の中のシール部材圧入開始位置部分に到達したときに、前記治具本体および前記ガイドピンに対して前記スライドヘッドが相対的に後方へスライドを開始し、これにより、前記スライドヘッドの外周面から、当該外周面よりも小径の前記ガイドピンの先端部外周面側に前記シール部材が移動することを特徴とする、シール部材圧入治具。
請求項１に記載のシール部材圧入治具において、
前記スライドヘッドの先端部が先細りとされていることを特徴とする、シール部材圧入治具。
請求項２に記載のシール部材圧入治具において、
前記スライドヘッドの先端部がテーパ形状とされていることを特徴とする、シール部材圧入治具。
請求項１〜３のいずれかに記載のシール部材圧入治具において、
前記スライド開始位置決め部材は、前記スライドヘッドの側面に挿入されたピン部材であり、
前記治具本体および前記ガイドピンの側面に、それぞれ、前記ピン部材が摺動可能に挿入される長孔が設けられていることを特徴とする、シール部材圧入治具。
請求項１〜４のいずれかに記載のシール部材圧入治具を用いた、リング状のシール部材を継手本体の中に圧入するシール部材圧入方法であって、
前記スライドヘッドに前記シール部材が外挿された前記シール部材圧入治具を、前記継手本体の中に押し込んでいく際に、前記継手本体の挿入側端面に、前記スライド開始位置決め部材を当接させて、前記治具本体および前記ガイドピンに対して前記スライドヘッドを相対的に後方へスライドさせ、これにより、前記継手本体の中のシール部材圧入開始位置部分で、前記スライドヘッドの外周面から、当該外周面よりも小径の前記ガイドピンの先端部外周面側に前記シール部材を移動させつつ、前記シール部材を継手本体の中に圧入していくことを特徴とする、シール部材圧入方法。