(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽量材よりなる筒状体の内壁に設けた線材嵌め込み用の溝に耐摩耗性金属線材の筒状体の内面より突出する部分を筒状体の内壁の一部とともに塑性変形させて嵌め込み、その一部が筒状体の内面と同一面にある平滑面として露呈されるように一体化して内面を耐摩耗性に優れた摺動面に形成してあることを特徴とする耐久性に優れた軽量筒状部材。
【請求項２】
耐摩耗性金属線材を焼入鋼線とした請求項１に記載の耐久性に優れた軽量筒状部材。
【請求項３】
筒状体の内壁にスパイラル状に設けた線材嵌め込み用の溝にスパイラル状の耐摩耗性金属線材をその一部が筒状体の内面と同一面にある平滑面としてスパイラル状に露呈されるように嵌め込み一体化してある請求項１または２に記載の耐久性に優れた軽量筒状部材。
【請求項４】
筒状体の内壁に一端開口から他端開口にわたって配設された多数本の直線状または緩やかな曲線状の線材嵌め込み用の溝に棒状の耐摩耗性金属線材をその一部が筒状体の内面と同一面にある平滑面として露呈されるように嵌め込み一体化してある請求項１または２に記載の耐久性に優れた軽量筒状部材。
【請求項５】
軽量材よりなる筒状体の内面に線材嵌め込み用の溝を設ける溝形成ステップと、前記溝内に耐摩耗性金属線材をその一部が筒状体の内面より突出するように嵌め込む線材嵌め込みステップと、嵌め込まれた耐摩耗性金属線材のうち筒状体の内面より突出する部分を加圧して塑性変形させることにより前記した突出部分を筒状体の内面と同一面にある平滑面に形成するとともに、前記耐摩耗性金属線材を筒状体の内壁に一体化する仕上げステップとを少なくとも含むことを特徴とする耐久性に優れた軽量筒状部材の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダーやアクチュエーターその他の軽量筒状部材における摺動内面の耐摩耗性、耐焼付性を向上させた耐久性に優れた軽量筒状部材およびその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動機のシリンダーや油圧機器のアクチュエーターなどの筒状部材を軽量化するためには、筒状体をアルミニウム合金などの軽量な非鉄金属材や合成樹脂などの軽量材よりなるものとしてその摺動内面に対し、耐摩耗性、耐焼付性を向上させるために、硬質クロムめっきなどのめっき処理を施したり、陽極酸化法により電気化学的処理を施してアルミニウムの酸化物からなる硬質保護被膜を形成したり、スパッタリング加工を施したものが知られている。
【０００３】
しかしながら、めっき処理は廃液処理に問題があって環境上好ましくないうえに処理費用が嵩み、一方、陽極酸化法による電気化学的処理は耐薬品性、特に、アルカリ性に浸食され易いうえに、被膜厚さが限られるために充分な耐久性が得られず、しかも、保護被膜を形成するためには相当な時間がかかり、また、この陽極酸化法による電気化学的処理やスパッタリング加工により保護被膜を形成するためには設備が大がかりとなるなど、いずれの方法もコスト高となるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとするところは上記のような問題点を解決して、摺動内面の耐摩耗性や耐焼付性を向上させた安価で耐久性に優れた軽量筒状部材およびこのような軽量筒状部材を容易に量産可能な耐久性に優れた軽量筒状部材の製造法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するためになされた本発明は、軽量材よりなる筒状体の内壁に設けた線材嵌め込み用の溝に耐摩耗性金属線材の筒状体の内面より突出する部分を筒状体の内壁の一部とともに塑性変形させて嵌め込み、その一部が筒状体の内面と同一面にある平滑面として露呈されるように一体化して内面を耐摩耗性に優れた摺動面に形成してあることを特徴とする耐久性に優れた軽量筒状部材と、この軽量筒状部材を容易に量産するための製造法、即ち、軽量材よりなる筒状体の内面に線材嵌め込み用の溝を設ける溝形成ステップと、前記溝内に耐摩耗性金属線材をその一部が筒状体の内面より突出するように嵌め込む線材嵌め込みステップと、嵌め込まれた耐摩耗性金属線材のうち筒状体の内面より突出する部分を加圧して塑性変形させることにより前記した突出部分を筒状体の内面と同一面にある平滑面に形成するとともに、前記耐摩耗性金属線材を筒状体の内壁に一体化する仕上げステップとを少なくとも含むことを特徴とする耐久性に優れた軽量筒状部材の製造法とよりなるものである。
【０００６】
なお、前記した本発明に係る耐久性に優れた軽量材よりなる筒状体の内壁に設けた線材嵌め込み用の溝に嵌め込み一体化される耐摩耗性金属線材としては、強靱で加工性がよいうえに安価に入手できる焼入鋼線が特に好ましく、これを請求項２に係る発明とし、また、筒状体の内壁に設けた線材嵌め込み用の溝およびこれに嵌め込み一体化される耐摩耗性金属線材としては、筒状体の一端開口から他端開口にわたりスパイラル状の溝が設けられたものとしてこれにスパイラル状の耐摩耗性金属線材をその一部が筒状体の内面と同一面にある平滑面としてスパイラル状に露呈されるように嵌め込み一体化しても、筒状体の一端開口から他端開口にわたり多数配設される直線状または曲線状の溝が設けられたものとしてこれに細長の耐摩耗性金属線材をその一部が筒状体の内面と同一面にある平滑面として露呈されるように嵌め込み一体化してもよく、これらを請求項３およびた請求項４に係る発明とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施形態を図面に要部を示した油圧機器のアクチュエーターを参照して説明する。
１はシリンダー本体を構成するアルミニウムなどの軽量な非鉄金属材や強靱な合成樹脂材よりなる筒状体、２はこの筒状体１の内壁に形成した線材嵌め込み用の溝３に嵌め込み一体化してある耐摩耗性金属線材である。この耐摩耗性金属線材２として図示するものは、前記した線材嵌め込み用の溝３の断面形状に対応する断面形状を有する焼入鋼線である。この耐摩耗性金属線材２は、図１に示す第１の実施の形態では、スパイラル状に巻かれた状態のまま筒状体１の内壁にその殆どが埋め込まれているが、その一部は筒状体１の内面１ａと同じ平滑面に加工されて筒状体１の内面１ａと同一面として所要の間隔をおいて露呈され、これにより筒状体１の摺動面は、筒状体１そのものの内面１ａと横方向の平滑面によってゼブラ模様のごとく形成されている。また、図２に示す第２の実施の形態における耐摩耗性金属線材２は直線状または緩やかな曲線状の細長いものとしてその多数本を筒状体１の内壁に所要間隔をおいて縦方向に埋込一体化し、この縦方向に埋め込まれた耐摩耗性金属線材２の平滑面と筒状体１そのものの内面１ａとによって筒状体１の摺動面がゼブラ模様状に形成されている。なお、前記した線材嵌め込み用の溝３は強固な嵌め込み状態を確保できるように開口幅が中間部より狭く形成されていて耐摩耗性金属線材２はその平滑面を除く部分が筒状体１の内壁に埋め込まれることとなる。
【０００８】
このように構成されたものは、筒状体１がアルミニウムなどの軽量な非鉄金属材や合成樹脂などの軽量材よりなるものであって、全体に占める耐摩耗性金属線材２の比率は極めて小さいから、全体として軽量であり、しかも、筒状体１の内面が比較的軟質で耐摩耗性に乏しい非鉄金属材や合成樹脂などの軽量材よりなるものであるにもかかわらず、筒状体１の摺動面は、この筒状体１の内壁の一部に設けてある線材嵌め込み用の溝３に嵌め込み一体化してある耐摩耗性金属線材２の平滑面を筒状体１の内面１ａと同一面として露呈させたゼブラ模様状のものであるから、ピストンなどの往復動が繰り返されて過酷な摩擦を受けても、耐摩耗性金属線材２の平滑面がこの摩擦に耐えて摺動面全体の摩耗を防ぐとともに焼き付きを防止し、長期耐用できることとなる。
【０００９】
しかして、このような耐久性に優れた軽量筒状部材を製造するには、別工程で鋳造などで得た軽量な非鉄金属材や合成樹脂などの軽量材よりなる筒状体を用意したら、先ず、溝形成ステップとして、筒状体１の内面に該筒状体１の一端開口より他端開口にわたって断面Ｕ字状の線材嵌め込み用の溝を周知の溝切り加工法により形成する。次に、線材嵌め込みステップとして、前工程で形成された溝内に耐摩耗性金属線材２としての断面形状が円形の焼入鋼線をその一部が筒状体１の内面より突出するように嵌め込む。そして、仕上げステップとして、筒状体１の内部に挿入可能な直棒部で先端を先細ガイド部に形成した加工棒を用意して、これを筒状体１の内部に必要に応じて回動させながら挿入するなどして、前記工程で溝内に嵌め込まれた耐摩耗性金属線材２のうち、筒状体１の内面１ａより突出する部分を溝内に向け加圧することにより前記した突出する部分を筒状体１の内壁の一部とともに塑性変形させれば、前記した断面Ｕ字状の溝はその開口幅が中間部より狭められて耐摩耗性金属線材２の大部分を抱持する溝３に変形加工されて耐摩耗性金属線材２は筒状体１の内壁に埋込一体化されると同時に、この溝３の開口より露呈される部分が筒状体１の内面と同一面にある平滑面に形成されることとなり、線材嵌め込み用の溝の切削加工と、耐摩耗性金属線材２を埋込んで加圧するという簡単な機械的加工を施すのみで短時間のうちに加工することが可能となり、廃液処理など環境上問題のあるめっき処理法や、長時間を要する陽極酸化法に比べて簡単な設備によって、耐摩耗性や耐焼付性を向上させた耐久性に優れた軽量筒状部材を安価に量産できることとなる。なお、前記した仕上げステップを施した後にさらに必要な場合には筒状体１の内面全体に研磨加工するなどの最終仕上加工を施してもよいことは勿論である。
【００１０】
【発明の効果】
前記説明から明らかなように、本発明に係る耐久性に優れた軽量筒状部材は、従来の内面を摺動面とする軽量筒状部材と同様に軽量であるばかりでなく、遙かに耐摩耗性、耐焼付性が向上して長期耐用できる利点があり、また、本発明に係る耐久性に優れた軽量筒状部材の製造法は、従来行なわれているめっき処理法により補強した場合に起こる廃液処理などの環境上の問題が解決できるうえに、陽極酸化法に比べて短時間で量産でき、また、陽極酸化法やスパッタリング法などに比べて簡単な設備で製造可能となるなど種々の利点がある。
従って、本発明は従来の内面を摺動面とする軽量筒状部材やその製造法の問題点を解決した耐久性に優れた軽量筒状部材およびその製造法として業界に寄与するところ極めて大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る耐久性に優れた軽量筒状部材の第１の実施の形態を示す一部切欠正面図である。
【図２】本発明に係る耐久性に優れた軽量筒状部材の第２の実施の形態を示す一部切欠正面図である。
【符号の説明】
１  筒状体
1a  内面
２  耐摩耗性金属線材
３  嵌め込み用の溝
【図１】
0003638839.tif 000002
【図２】
0003638839.tif 000003