(57)【要約】【課題】常にリングがピストン側に定着でき、長期間の使用中に浮き上がるのを防止し、ピストンの作動を良好すると共にリングの破損を防止できるピストンを提供すること。【解決手段】ピストン本体１と、ピストン本体の外周に嵌合させたリング２とからなり、ピストン本体は外周に軸方向に沿う複数の環状溝１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備え、上記リングが円盤状の合成樹脂母材をピストン本体の外周に加圧して押し込みながら加熱軟化させて形成したピストン本体の外周に沿うリング本体２ａと上記各環状溝内に流動して嵌合した内周側環状突起２ｃとで構成され、更に上記リング本体の両端部２ｄ，２Ｂを折り曲げて傾斜した屈曲部を形成し、各屈曲部の端面をピストン本体の外周面に当接させているピストンにおいて、ピストン本体の両端部に傾斜した環状溝を形成し、各傾斜した環状溝内に各傾斜した屈曲部を嵌合させたこと特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン本体と、ピストン本体の外周に嵌合させたリングとからなり、ピストン本体は外周に軸方向に沿う複数の環状溝を備え、上記リングが円盤状の合成樹脂母材をピストン本体の外周に加圧して押し込みながら加熱軟化させて形成したピストン本体の外周に沿うリング本体と上記各環状溝内に流動して嵌合した内周側環状突起とで構成され、更に上記リング本体の両端部を折り曲げて傾斜した屈曲部を形成し、各屈曲部の端面をピストン本体の外周面に当接させているピストンにおいて、ピストン本体の両端部に傾斜した環状溝を形成し、各傾斜した環状溝内に各傾斜した屈曲部を嵌合させたことを特徴とするピストン。
【請求項２】
各傾斜した環状溝は水平な底面と、底面に対して鋭角に形成した外側傾斜面と、同じく底面に対して鈍角な内側傾斜面とからなり、屈曲部の端面を底面に、屈曲部の外周を外側傾斜面に、屈曲部の内周面を内側傾斜面にそれぞれ密接させている請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
各傾斜した環状溝は水平な底面と、底面に対して鋭角に形成した外側傾斜面と、底面に対して直角に形成した内側垂直面とからなり、屈曲部の端面を底面に屈曲部の外周面を外側傾斜面にそれぞれ密接し、屈曲部の内周面と内側垂直面との間に隙間を形成している請求項１に記載のピストン。
【請求項４】
ピストン本体と、ピストン本体の外周に嵌合させたリングとからなり、ピストン本体は外周に軸方向に沿う複数の環状溝を備え、上記リングが円盤状の合成樹脂母材をピストン本体の外周に加圧して押し込みながら加熱軟化させて形成したピストン本体の外周に添うリング本体と上記各環状溝内に流動して嵌合した内周側環状突起とで構成され、更に上記リング本体の両端部を折り曲げて傾斜した屈曲部を形成し、各屈曲部の端面をピストン本体の外周面に当接させているピストンにおいて、ピストン本体の両端部にそれぞれストッパを設け、このストッパで各屈曲部の外周面を押え込んで当該屈曲部の浮き上がりを防止していることを特徴とするピストン。
【請求項５】
ストッパがピストン本体の両端部外周に圧入又は螺合させた筒体からなり、当該筒体の内側端部に屈曲部の外周面に密接する傾斜面を形成している請求項６に記載のシリンダ。
【請求項６】
任意の一つ又は複数の環状溝の底の深さを他の残りの環状溝の深さより深く形成し、この底の深い環状溝に対応するリング本体の部位を外方に膨出させている請求項１，２、３，４又は５に記載のピストン。
【請求項７】
底の深い環状溝の巾を残りの環状溝の巾と異ならしめている請求項６のピストン。
【請求項８】
底の深い複数の環状溝の深さが異なっており、各環状溝に対応するリング本体の部位の膨出高さを異ならしめている請求項５のピストン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧シリンダや油圧緩衝器に使用されるピストンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧シリンダや油圧緩衝器は、シリンダ内にピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンは、ピストン本体とピストン本体の外周に嵌合した合成樹脂リングとからなり、上記ピストンがリングを介してシリンダの内周を摺接するようになっている。
【０００３】
そして、この種の油圧シリンダや油圧緩衝器に使用されるピストンとしては、例えば、特開２００２−２９５６７７号公報（特許文献１参照），実開昭６１−１７７２３号公報（特許文献２参照）に開示されたものが開発されている。
【０００４】
これらのピストンＰは、例えば、図４に示すように、それぞれピストンロッド３に結合したピストン本体１と、ピストン本体１の外周に嵌合した合成樹脂製リング２とからなり、ピストン本体１は、外周に軸方向に沿う複数の環状溝１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆをそれぞれ備え、リング２は、ピストン本体１の外周に沿うリング本体２ａと、リング本体２ａの内周側に形成されて上記の各環状溝１ａ〜１ｅに嵌合した屈曲部２ｄ及び複数の内周側環状突起２ｃと、リング本体１の端部に形成されて外方に反り返るリップ２ｂとで構成され、ピストンＰをシリンダ内に挿入した時リップ２ｂがシリンダ内周に当接するようになっている。
【０００５】
上記従来のピストンＰではリング２が外方に反り返るリップ２ｂを備えているので、ピストンＰとシリンダとの間から油等の流体が漏れるのを防止する有利な点を備えているが、逆に、次のような不具合が発生する。
【０００６】
リップ２ｂは、外側に反り返る変形を押え込む手段が無いので、より元の形状に戻ろうとする作用が強くなり、外開きの形状になり易い。従って、この形状を利用して油漏れのリップとして利用する場合には有利である。
【０００７】
即ち、このリップ２ｂは、シリンダ内周に対する締代により初期シール機能を発揮し、内圧が加わるとリップ２ｂが外側に広がり、シリンダとより強く接触し、セルフシール機能を持ち、ピストンＰとシリンダ内周間の油漏れを確実に防止する。
【０００８】
しかし、このセルフシール機能が災いして、圧縮行程から図４において矢印Ｙ方向の伸長行程変換時に急にシール性が向上するのでシリンダ内圧力が急に増大する。この為、これらのピストンを車両用サスペンションの油圧緩衝器に適用した場合にはゴツゴツ感が発生し、乗心地の悪化を招く場合がある。
【０００９】
そこで、本発明者は、リングの終端に外側に反り返るリップを無くして急激なシリンダ内の圧力の発生を防止でき、併せてリングのほぼ中間に締代を形成できるピストンを開発し特許出願している（特願２００３‐００９１１０号）。
【００１０】
このピストンは、図５に示すようにピストン本体１と、ピストン本体１の外周に嵌合させたリング２とからなり、ピストン本体１は外周に軸方向に沿う複数の環状溝１ａ〜１ｆを備え、上記リング２が円盤状の合成樹脂母材をピストン本体１の外周に加圧して押し込みながら加熱軟化させて形成したピストン本体１の外周に沿リング本体２ａと上記各環状溝１ｂ〜１ｅ内に流動して嵌合した内周側環状突起２ｃとで構成されているピストンであって、上記リング本体１の両端をピストン本体１方向に折り曲げて屈曲部２ｄ，２Ｂを形成し、この屈曲部２ｄ，２Ｂを両サイドの環状溝１ａ，１ｆにそれぞれ嵌合させ、更にリング本体の一部を外方に膨出させて締代部Ｓを形成させたものである。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−２９５６７７号公報（図１）
【特許文献２】
実開昭６１−１７７２３５号公報（図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記図５に示す新たに開発されたピストンの場合、機能上特に欠陥があるわけではないが、次のような不具合の発生が考えられ、その改善が望まれる。
【００１３】
即ち、図６に示すように、長期の使用により圧力や熱によってリング本体２ａが変形し、リング２の両端屈曲部２ｄ，２Ｂの端面とピストン本体１の両サイドの環状溝１ａ，１ｆの底面とが接触できなくなり、両者の間に隙間Ｘ，Ｘが発生するおそれがある。
【００１４】
その結果、これらの隙間Ｘ，Ｘに圧油が回り込み、シリンダ内周に対するリング本体１の接触が強くなりすぎ、ピストンＰの摺動抵抗が増大し、ピストンの作動不良を起したり、リング本体２が環状溝１ａ〜１ｆから脱落したり、リング本体２が破損するおそれがある。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、常にリングがピストン側に定着でき、長期間の使用中に浮き上がるのを防止し、ピストンの作動を良好にすると共にリングの破損を防止できるピストンを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の一つの手段は。ピストン本体と、ピストン本体の外周に嵌合させたリングとからなり、ピストン本体は外周に軸方向に沿う複数の環状溝を備え、上記リングが円盤状の合成樹脂母材をピストン本体の外周に加圧して押し込みながら加熱軟化させて形成したピストン本体の外周に沿うリング本体と上記各環状溝内に流動して嵌合した内周側環状突起とで構成され、更に上記リング本体の両端部を折り曲げて傾斜した屈曲部を形成し、各屈曲部の端面をピストン本体の外周面に当接させているピストンにおいて、ピストン本体の両端部に傾斜した環状溝を形成し、各傾斜した環状溝内に各傾斜した屈曲部を嵌合させたことを特徴とするものである。
【００１７】
この場合、各傾斜した環状溝は水平な底面と、底面に対して鋭角に形成した外側傾斜面と、同じく底面に対して鈍角な内側傾斜面とからなり、屈曲部の端面を底面に、屈曲部の外周面を外側傾斜面に、屈曲部の内周面を内側傾斜面にそれぞれ密接させているのが好ましい。
【００１８】
同じく、各傾斜した環状溝は水平な底面と、底面に対して鋭角に形成した外側傾斜面と、底面に対して直角に形成した内側垂直面とからなり、屈曲部の端面を底面に屈曲部の外周面を外側傾斜面にそれぞれ密接し、屈曲部の内周面と内側垂直面との間に隙間を形成させても良い。
【００１９】
同じく他の手段は、ピストン本体と、ピストン本体の外周に嵌合させたリングとからなり、ピストン本体は外周に軸方向に沿う複数の環状溝を備え、上記リング円盤状の合成樹脂母材をピストン本体の外周に加圧して押し込みながら加熱軟化させて形成したピストン本体の外周に沿うリング本体と上記各環状溝内に流動して嵌合した内周側環状突起とで構成され、更に上記リング車体の両端部を折り曲げて傾斜した屈曲部を形成し、各屈曲部の端面をピストン本体の外周面に当接させているピストンにおいて、ピストン本体の両端部にそれぞれストッパを設け、このストッパで各屈曲部の外周面を押え込んで当該屈曲部の浮き上がりを防止していることを特徴とするものである。
【００２０】
この場合、ストッパがピストン本体の両端部外周に圧入又は螺合させて筒体からなり、当該筒体の内側端部に屈曲部の外周面に密接する傾斜面を形成しているのが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図にもとづいて説明する。
【００２２】
図１，図２は、本発明の一実施の形態を示し、これは、図５の従来のものと基本構造を同じにしている。
【００２３】
即ち、ピストンの基本構造は、ピストン本体１と、ピストン本体１の外周に嵌合させたリング２とからなり、ピストン本体１は外周に軸方向に沿う複数の環状溝１ａ〜１ｄを備え、上記リング２が円盤状の合成樹脂母材をピストン本体１の外周に加圧して押し込みながら加熱軟化させて形成したピストン本体１の外周に沿うリング本体２ａと上記環状溝１ａ〜１ｄ内に流動して嵌合した内周側環状突起２ｃとで構成され、更に上記リング本体２ａの両端部を折り曲げて傾斜した屈曲部２ｄ，２Ｂを形成し、各屈曲部２ｄ，２Ｂの端面をピストン本体１の外周面に当接させているものである。
【００２４】
そして、本発明では、更にピストン本体１の両端部に傾斜した環状溝Ａ，Ｂを形成し、各傾斜した環状溝Ａ，Ｂ内に各傾斜した屈曲部２ｄ，２Ｂを嵌合させたことを特徴とする。
【００２５】
この場合、各傾斜した環状溝Ａ，Ｂは、水平な底面ａと、底面ａに対して鋭角に形成した外側傾斜面ｂと、同じく底面ａに対して鈍角な内側傾斜面ｃとからなり、屈曲部２ｄ，２Ｂの端面を底面ａに、屈曲部２ｄ，２Ｂの外周面と内周面を外側傾斜面ｂと内側傾斜面ｃにそれぞれ密接させている。
【００２６】
図２は、本発明の他の実施の形態を示し、これは、基本構造を図１の場合と同じにする。但し、傾斜した環状溝Ａ，Ｂの形状を若干変更したものである。
【００２７】
即ち、各傾斜した環状溝Ａ，Ｂは、水平な底面ａと、底面ａに対して鋭角に形成した外側傾斜面ｂと、底面ａに対して直角に形成した内側垂直面ｄとからなり、屈曲部２ｄ，２Ｂの端面を底面ａに屈曲部２ｄ，２Ｂの外周面を外側傾斜面ｂにそれぞれ密接し、屈曲部２ｄ，２Ｂの内周面と内側垂直面ｄとの間に隙間Ｐ，Ｐを形成している。
【００２８】
図１、図２の実施の形態では、中央の環状溝１ｂの底の深さを他の残りの環状溝１ａ，１ｃ，１ｄの底の深さより深く形成し、この底の深い環状溝１ｂに対応に対応するリング本体２ａの部位を外方に膨出させて締代部Ｓを形成させている。
【００２９】
底の深い環状溝は、複数であっても良い。
【００３０】
各環状溝１ａ〜１ｄの巾は、同一に成形されているが、底の深い環状溝１ｂの巾を残りの環状溝の巾と異ならしめても良い。更に、底の深い複数の環状溝１ｂの深さが異なっており、各環状溝に対応するリング本体２ａの部位である締代部Ｓの膨出高さを異ならしめても良い。
【００３１】
本発明では屈曲部２ｄ，２Ｂを傾斜した環状溝Ａ，Ｂ内に嵌合し、リング２の屈曲部２ｄ，２Ｂを外側の傾斜面ｂが楔効果でおさえ込んでいるので長期の使用による圧力や熱によって、屈曲部２ａ，２Ｂと環状溝Ａ，Ｂとの接触面間に隙間が出来、リング本体２ａの内周側に圧油による圧力が加わっても、外方に浮き上がるのが防止される。
【００３２】
従って、シリンダとの摺動抵抗を増大させたり、ピストン本体１からリング２が脱落するのが防止される。
【００３３】
図２の実施の形態では隙間ｐが形成されている。このため、図１の実施の形態では図示のように環状溝Ａ，Ｂ内に斜めからリング母材Ｑを差し込んでダイスで押圧成形する場合に比べて、直角に母材Ｑを差込できリング２の成形が容易となる。即ち、リング母材Ｑは点線で示すようピストン軸に対して直角方向から差し込まれる。
【００３４】
更に、上記の実施形態によるピストンＰによれば、リング本体２ａの外周における膨出部位、即ち、締代部Ｓでシリンダ内周をシールするようにしている。
【００３５】
この為、セルフシール機能が無くなり、伸縮行程の切換時にシリンダ内の圧力が急に増大することが無く、例えば、このピストンＰを車両用の油圧シリンダや油圧緩衝器に適用した場合にゴツゴツ感が無く、車両への乗心地が向上する。
【００３６】
リング本体２ａの外周とシリンダ内周との間の締代は、リング２の膨出部位である締代部Ｓのみで発生させ、締代付与によって発生するフリクションの増大を防いでいる。
次に、図３は、本発明の他の実施の形態を示す。
【００３７】
この実施の形態の基本構造は図１の場合と同じく、ピストン本体１と、ピストン本体１の外周に嵌合させたリング２とからなり、ピストン本体１は外周に軸方向に沿う複数の環状溝１ａ〜１ｄを備え、上記リング２が円盤状の合成樹脂母材をピストン本体１の外周に加圧して押し込みながら加熱軟化させて形成したピストン本体１の外周に沿うリング本体１と上記各環状溝１ａ〜１ｄ内に流動して嵌合した内周側環状突起２ｃとで構成されている。更に上記リング本体２ａの両端部を折り曲げて傾斜した屈曲部２ｄ，２Ｂを形成し、各屈曲部２ｄ，２Ｂの端面をピストン本体１の外周面に当接させている。
【００３８】
本実施の形態では更にピストン本体の両端部にそれぞれストッパＳＴを設け、このストッパＳＴで各屈曲部２ｄ，２Ｂの外周面を押え込んで当該屈曲部２ｄ，２Ｂの浮き上がりを防止している。
【００３９】
即ち、ストッパＳＴがピストン本体１の両端部外周に圧入又は螺合させた筒体３からなり、当該筒体３の内側端部に屈曲部２ｄ，２Ｂの外周面に密接する傾斜面３ｂを形成している。
【００４０】
この実施の形態においても、図１の場合と同じく圧油によって屈曲部２ｄ，２Ｂを浮き上がらせようとしても、ストッパＳＴが押え込んでこれを防止させる。その他の作用，効果は図１の実施の形態と同じである。
【００４１】
本実施の形態では図１の場合に比べて傾斜した環状溝Ａ，Ｂを形成する必要がないので、ピストン本体１の加工が容易となり、ストッパＳＴをはずすことにより、リング２の交換や再成形も容易となる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果がある。
【００４３】
１）各請求項の発明によれば、屈曲部が傾斜した環状溝やストッパで押し込まれているので常に屈曲部をピストン本体方向に押圧するから、屈曲部によるシリンダ内周に対する摺動抵抗が増大せず、ピストンの作動を良好にできる。同様にリングのピストンからの脱落を防止できる。
【００４４】
２）同じく、リング本体の両端屈曲部がピストン本体方向に折り曲げられてピストン本体外面に当接しているから、この両端屈曲部がリップとして作動せず、単に、リング本体の外周がシリンダの内周面に油膜を介して摺接できる。したがってピストンがシリンダ内を伸側、圧側方向に摺動し、その作動切換初期にシリンダ内に急激な圧力を発生させない。このため、このピストンを利用した油圧シリンダ、油圧緩衝器を車両にサスペンションなどとして適用しても、急激な内圧上昇に伴うゴツゴツ感の発生を防止でき、車両における乗り心地を向上できる。
【００４５】
３）請求項６の発明によれば、リング体の一部を外方に膨出させているから、この部位が締代部となり、シリンダに対してこの部分のみが締代となるから、発生するフリクションの増大を防止できる。同様に深い環状溝に対応して一つ又は複数の膨出部位が成形時に弾性応力により形成され、この部位を締代部として利用できる。
【００４６】
４）請求項７，８によれば、深い環状溝の深さ、巾、形状、数に対応して膨出部位の高さ、巾、形状、数が決まり、環状溝をコントロールすることで膨出部位たる締代部を調整でき、設計の自由度が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るピストンの一部切欠き断面図である。
【図２】他の実施の形態に係るピストンの一部切欠き断面図である。
【図３】他の実施の形態に係るピストンの一部切欠き断面図である。
【図４】従来のピストンの一部切欠き断面図である。
【図５】他の従来のピストンの一部切欠き断面図である
【図６】図５の圧力が作用している時のピストンの一部切欠き断面図である。
【符号の説明】
１  ピストン本体
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  環状溝
２  リング
２ａ  リング本体
２ｃ  内周側環状突起
２ｄ，２Ｂ  両端
３  筒体
３ｂ  傾斜面
Ｐ  ピストン
Ｓ  締代部
Ａ，Ｂ  傾斜した環状溝
ａ  底面
ｂ，ｃ  傾斜面
ＳＴ  ストッパ
【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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