(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の係合溝（２）を複数、軸方向に並べて設けたピストン本体（１）の外周面に圧着により取り付けられ、筒状の一端にシールリップ（５）を設けた樹脂製のピストン軸受（４）であって、
前記ピストン軸受（４）の外周面に断面楔状を呈する環状の隆起部（８）が複数、軸方向に並べて設けられ、前記隆起部（８）が軸方向一対の斜面（８ａ）（８ｂ）を備え、前記シールリップ（５）側の斜面（８ａ）の傾斜角度（θ１）が反対側の斜面（８ｂ）の傾斜角度（θ２）より小さく設定され、
前記ピストン軸受（４）の内周面には、前記係合溝（２）に係合する環状の係合部（７）が一体成形され、前記係合部（７）の内周面（７ａ）が前記係合溝（２）の溝底部（２ａ）から浮き上がっているピストン軸受（４）を製造する方法において、
ピストン本体（１）の外周面に環状の係合溝（２）を複数、軸方向に並べて設けるとともに前記係合溝（２）の溝底部（２ａ）をシールリップ（５）側で比較的浅く反対側で比較的深いテーパ状に形成し、
前記ピストン本体（１）の外周面に樹脂製のピストン軸受（４）を圧着により取り付け、
取付け後における前記ピストン軸受（４）の弾性復帰により前記ピストン軸受（４）の外周面に環状の隆起部（８）を前記係合溝（２）に対応して複数発生させ、
前記隆起部（８）の断面形状が前記溝底部（２ａ）のテーパ形状に対応して楔状を呈することを特徴とするピストン軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンプレッサまたはショックアブソーバ等の圧力機器に用いられるのに適したピストン軸受の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平４−８１０７４号公報に掲載されているように、本願出願人は先に、図５に示すような、断面略台形状を呈する環状の係合溝２２を複数、軸方向に並べて設けたピストン本体２１の外周面に樹脂製のピストン軸受２３を圧着により取り付けた樹脂軸受圧着形のピストンを提案しており、併せて「グライドライト製法」と称される同ピストンの製造方法を提案している。図５のピストンはピストン軸受２３の軸方向一端部にスカート状のシールリップ２４を一体成形したもので、これにより一方向性のシール作用を奏するようになっている。
【０００３】
したがってこのピストンを例えばコンプレッサに組み込んで作動させると、ピストンの図上左側に配置される圧縮室に向けてピストンが左動するときは、圧縮室内のエアの高圧によってシールリップ２４がシリンダチューブの内壁に強く密接せしめられるために、エアがシールリップ２４を通過してピストンの右側へ漏洩するのを阻止することが可能であるが、反対にピストンが右動するときは、反圧縮室側からのエア圧力によってシールリップ２４が内側へ倒れ込むために、摺動部を潤滑する潤滑油がシールリップ２４を通過して圧縮室へ流入するのを阻止することができない。圧縮室へ流入した潤滑油はコンプレッサを分解しない限りこれを回収することができず、また潤滑油が圧縮室に流入したままにしておくと、圧縮室の容積が実質的に減少すること及び、圧縮室内の圧力が過度に高められることによりコンプレッサの作動に支障が生じることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがってこの種の樹脂軸受圧着形のピストンに潤滑油が圧縮室に流入しない程度の反対方向についてのシール性を持たせることが要望されており、本発明はこの要望に応えることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるピストン軸受の製造方法は、環状の係合溝を複数、軸方向に並べて設けたピストン本体の外周面に圧着により取り付けられ、筒状の一端にシールリップを設けた樹脂製のピストン軸受であって、前記ピストン軸受の外周面に断面楔状を呈する環状の隆起部が複数、軸方向に並べて設けられ、前記隆起部が軸方向一対の斜面を備え、前記シールリップ側の斜面の傾斜角度が反対側の斜面の傾斜角度より小さく設定され、前記ピストン軸受の内周面には、前記係合溝に係合する環状の係合部が一体成形され、前記係合部の内周面が前記係合溝の溝底部から浮き上がっているピストン軸受を製造する方法において、ピストン本体の外周面に環状の係合溝を複数、軸方向に並べて設けるとともに前記係合溝の溝底部をシールリップ側で比較的浅く反対側で比較的深いテーパ状に形成し、前記ピストン本体の外周面に樹脂製のピストン軸受を圧着により取り付け、取付け後における前記ピストン軸受の弾性復帰により前記ピストン軸受の外周面に環状の隆起部を前記係合溝に対応して複数発生させ、前記隆起部の断面形状が前記溝底部のテーパ形状に対応して楔状を呈することを特徴とする。
【０００６】
【０００７】
上記製造方法によって製造されるピストン軸受においては、後記する図３のモデル図に示すように、傾斜角度を比較的小さく設定されたシールリップ側の斜面８ａより傾斜角度を比較的大きく設定された反対側の斜面８ｂから入り込む油膜が薄くなることにより後者の斜面８ｂ側からのオイル上がりを防止することができるため、また断面楔状を呈する環状の隆起部８がシリンダチューブ９の内壁に摺動してスクレーパ作用を奏するために、シールリップと反対方向についてのシール作用を奏することが可能となる。
【０００８】
また、この種のピストンないしピストン軸受の製造方法に関する本願発明者らの新たな知見によると、上記したグライドライト製法によって図５に示したピストンを製造すると、製造後まもなく、図６に示すようにピストン本体２１の外周面に圧着により取り付けられた樹脂製のピストン軸受２３が径方向すなわち厚さ方向に或る程度弾性復帰（弾性回復）し、このとき係合溝２２に係合した部分と係合溝２２同士の間に位置して係合溝２２に係合していない部分とに弾性復帰量の違いがあることからピストン軸受２３の外周面に凹凸が発生し、各係合溝２２の外周に位置して隆起部２５が発生する。隆起部２５は係合溝２２が環状であるのに対応して環状であり、かつ係合溝２２が断面台形状であって左右方向の中心線０を境に左右対称であるのに対応してやはり左右対称に形成される。本発明はこれを応用したものである。
【０００９】
尚、先に提案したグライドライト製法は、その詳細が上記公報に掲載されているように、シート圧着手段を介してピストン本体外周に設けた係合溝にシートを圧着して取り付ける工程と、シートの一端を押圧して折曲しピストン本体外周に設けたテーパ溝に係合する工程と、外周にシートを取り付けたピストン本体を加熱シリンダ内に圧入してシートを加熱する工程と、ピストン本体に取り付けたシートを冷却する工程とを備えている。シートは四弗化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）製であり、これがピストン軸受となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１および図２に示すように、円柱状または円筒状に呈する金属等剛材製のピストン本体１の外周面に環状の係合溝２が複数（図１において四本）、軸方向に並べて設けられており、更にこの係合溝２と並んでピストン本体１の一端部に環状のテーパ溝３が一本設けられている。係合溝２はそれぞれ溝底部２ａをテーパ状に形成され、側壁部２ｂをピストン本体１の中心軸線と直交する向きの垂直面に形成されている。またテーパ溝３は溝底部３ａを円筒状に形成され、側壁部３ｂをテーパ状に形成されている。
【００１１】
ピストン本体１の外周面に、四弗化エチレン樹脂製のピストン軸受４が上記グライドライト製法によって圧着により取り付けられており、このピストン軸受４の筒状の一端にスカート状を呈する環状のシールリップ５が一体成形され、同じく筒状の他端にテーパ溝３に係合した環状のテーパ状係合部６が一体成形されている。
【００１２】
またこのピストン軸受４の内周面に、上記圧着によるピストン軸受４の変形により係合溝２に係合した環状の係合部７が各係合溝２に対応して一体成形されており、この係合部７の内周面７ａがそれぞれ溝底部２ａのテーパ形状に対応してテーパ状を呈している。
【００１３】
またこの各係合溝２および係合部７に対応してピストン軸受４の外周面に、環状の隆起部８が一体成形されており、この隆起部８の断面形状がそれぞれ溝底部２ａのテーパ形状に対応して略楔形（略三角形）を呈している。すなわちこの隆起部８はそれぞれ軸方向一対の斜面８ａ，８ｂを備えており、シールリップ５側の斜面８ａの傾斜角度θ１が反対側の斜面８ｂの傾斜角度θ２より小さく設定されている。
【００１４】
上記構成を備えたピストン軸受４はピストン本体１と組み合わされて樹脂軸受圧着形のピストンを構成し、例えば上記したようにコンプレッサに組み込まれて軸受作用およびシール作用を奏する。シール作用は、シールリップ５によるシール作用と、隆起部８によるシール作用とによる両方向シールである。
【００１５】
すなわち、図１において先ず、ピストンの図上左側に配置される圧縮室に向けてピストンが左動すると、圧縮室内のエアの高圧によってシールリップ５がシリンダチューブの内壁に強く密接せしめられるために、このシールリップ５によるシール作用によってエアがシールリップ５を通過してピストンの右側へ漏洩するのを阻止することができ、また反対にピストンが右動すると、隆起部８によるシール作用によって潤滑油がシールリップ５を通過して圧縮室へ流入するのを阻止することができる。断面略楔状を呈する隆起部８が潤滑油の圧縮室への流入阻止に有効な理由は、図３のモデル図に示すように、傾斜角度を比較的小さく設定されたシールリップ側の斜面８ａより傾斜角度を比較的大きく設定された反対側の斜面８ｂから入り込む油膜が薄くなることにより後者の斜面８ｂ側からのオイル上がりを防止することができるため、また断面略楔状を呈する環状の隆起部８がシリンダチューブ９の内壁に摺動してスクレーパ作用を奏するからである。また弾性復帰に伴ってピストン軸受４の各係合部７の内周面７ａが係合溝２の溝底部２ａから浮き上がるために、優れたクッション性が発揮される。
【００１６】
また本発明の請求項１によるピストン軸受の製造方法が上記したグライドライト製法と異なるのは、ピストン本体１の外周面に環状の係合溝２を複数、軸方向に並べて設ける際に、各係合溝２の溝底部２ａを円筒状でなくテーパ状に形成するところにある。テーパは傾斜の向きを揃えられ、傾斜角度も揃えられる。テーパの傾斜の向きは、ピストン軸受４の一端に設けられるスカート状のシールリップ５側で比較的浅く反対側で比較的深くなる向きとされ、シールリップ５側はすなわち、コンプレッサにおける圧縮室側（高圧側）である。また各係合溝２の側壁部２ｂは上記したようにピストン本体１の中心軸線と直交する垂直面に形成されるが、これには図５のピストンと同じようにテーパが付けられても良い。
【００１７】
次いで上記グライドライト製法と同様に、シート圧着手段を介してピストン本体１の外周面にピストン軸受４となる四弗化エチレン樹脂製のシートを圧着により取り付け、シートの一端を押圧して折曲しピストン本体１の外周面に設けられたテーパ溝３に係合し、シートを取り付けたピストン本体１を加熱シリンダ内に圧入してシートを加熱し、更にシートを冷却する。
【００１８】
圧着および加熱した段階で、四弗化エチレン樹脂製のピストン軸受４は図４に示すように変形して各係合溝２に係合するとともにその外周面が円筒状に形成されるが、その後に冷却され、或は所定時間が経過すると、自然に径方向すなわち厚さ方向に或る程度弾性復帰（弾性回復）し、これにより図１および図２に示したようにピストン軸受４の外周面に凹凸が発生し、各係合溝２の外周に凸部である隆起部８が発生する。隆起部８は係合溝２が環状であるのに対応して環状であり、かつ溝底部３がテーパ状であるのに対応して断面略楔状を呈する。したがってピストン軸受４の外周面にわざわざ後加工を施さなくても、潤滑油の圧縮室への流入阻止に有効な突起である断面略楔状の隆起部８を形成することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００２０】
すなわち、上記工程を備えた本発明の請求項１によるピストン軸受の製造方法によれば、ピストン本体の外周面に係合溝を設ける際に係合溝の溝底部をテーパ状に形成することにより、ピストン本体の外周面に圧着により取り付けられる樹脂製のピストン軸受が取付け後に弾性復帰（弾性回復）する際に軸受の外周面に複数の隆起部が発生し、この隆起部が溝底部のテーパ形状に対応して断面楔状を呈する。したがって軸受の外周面にわざわざ後加工を施さなくても、潤滑油の圧縮室への流入阻止に有効な突起である断面楔状の隆起部を形成することができる。
また、上記製造方法によって製造されるピストン軸受においては、ピストン軸受の一端に設けられたシールリップが一方向についてのシール作用を奏するとともに、ピストン軸受の外周面に設けられた断面楔状を呈する複数の隆起部が反対方向についてのシール作用を奏するために、ピストンの外周における両方向のシール性が実現される。したがってこのピストン軸受をコンプレッサに組み込んだ場合、エアの漏洩を防止することができるとともに潤滑油が圧縮室に流入するのを有効に防止することができる。また、ピストン軸受の内周面に一体成形された環状の係合部の内周面が係合溝の溝底部から浮き上がった状態とされているために、優れたクッション性が発揮される。
【００２１】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係るピストン軸受の要部断面図
【図２】  図１の一部拡大図
【図３】  同ピストン軸受の隆起部のモデル図
【図４】  同ピストン軸受の製造中途の状態を示す要部断面図
【図５】  従来例に係るピストン軸受の要部断面図
【図６】  図５の一部拡大図
【符号の説明】
１  ピストン本体
２  係合溝
２ａ，３ａ  溝底部
２ｂ，３ｂ  側壁部
３  テーパ溝
４  ピストン軸受
５  シールリップ
６  テーパ状係合部
７  係合部
７ａ  内周面
８  隆起部
８ａ，８ｂ  斜面
９  シリンダチューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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