JP2002295679A

JP2002295679A - ピストン部構造

Info

Publication number: JP2002295679A
Application number: JP2001098993A
Authority: JP
Inventors: Shinji Ozaki; 慎次尾崎; Toshimasa Takai; 利政高井; Etsuro Nakada; 悦郎中田
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ピストンリング外周部分において、油膜切れ
が発生することがなく、摺動性の良いピストン部構造を
提供することである。【解決手段】金属製のピストン本体１の外周に複数
の環状凹部１ａ〜１ｅを形成し、上記ピストン本体にお
ける一方の端部側の環状凹部１ａに、樹脂製の盤状部材
の一端を引っ掛けて、この盤状部材を加熱するととも
に、ピストン本体の他方の端部へ向かって移動する押し
込み治具９を用いて押圧する加熱押し込み過程によっ
て、その内周面を食い込み突部として上記環状凹部に食
い込ませて形成したピストンリングを備えたピストン部
構造であって、上記加熱押し込み過程において、上記環
状凹部１ｂ〜１ｅの底面と食い込み突部５ｃの先端との
間に隙間を設けるとともに、上記加圧押し込み過程終了
後、上記ピストンリングの樹脂素材の残留応力を利用し
て、上記ピストンリング外周面にリング側環状突部５ｅ
を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、緩衝装置などに
用いるシリンダ装置のピストン部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、緩衝装置などに用いられるシリン
ダ装置のピストン部は、図３に示すように、ピストン本
体１に、ピストンリング２を被せた構成にしている。ピ
ストン本体の外周には、環状溝１ａと複数の環状凹部１
ｂ〜１ｅを形成している。図３では、シリンダチューブ
を図示していないが、図示したピストン部をシリンダチ
ューブ内に挿入してシリンダとして使用する。なお、図
中、符号３はピストンロッドである。また、上記ピスト
ンリング２は、四フッ化エチレン樹脂などの摩擦係数の
低い材料で作られた筒状のリング本体２ａ、リップ２
ｂ、ピストン本体１側に形成した複数の食い込み突部２
ｃとで構成されている。上記食い込み突部２ｃを、ピス
トン本体１に形成した環状凹部１ｂ〜１ｅに食い込ませ
ることにより、リング本体２ａが、ピストン本体１から
脱落しないように機能させている。

【０００３】上記リップ２ｂは、ロッド側室において、
図示しないシリンダーチューブ側、すなわちピストン本
体１に対して外側に向けて形成された部分である。上記
ピストン部をシリンダチューブに挿入したときに、リッ
プ２ｂが、シリンダチューブの内壁面に強く接触するよ
うにしている。

【０００４】そして、上記シリンダチューブ内壁面と上
記ピストンリング２との間には、油膜が形成され、これ
によって摺動性を保っている。また、上記リップ２ｂ
は、外側に向けて形成されていることにより、ピストン
リング２とシリンダチューブ間から圧油などが漏れ出す
のを防ぐ役割を果たしている。

【０００５】次に、上記のようなピストン部構造を形成
する方法を、図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。ま
ず、図４（ａ）のように、ピストン本体１の環状凹部の
うち、ピストン本体１の端部側の環状溝１ａに、上記ピ
ストンリング２の素材となる樹脂製の盤状部材Ａをはめ
こむ。この状態で、上記ピストンリング１を固定治具
７，８の間に挟んで固定する。

【０００６】上記ピストン本体１を固定したら、ダイス
９によって、上記盤状部材Ａを加熱しながら加圧し、盤
状部材Ａを変形させる。このダイス９は、上記ピストン
本体１と同心の円筒状のものである。上記ダイス９を図
中矢印Ｂ方向へ移動させて、上記盤状部材Ａをピストン
本体１の環状凹部１ｂ〜１ｅに食い込ませながら軸方向
に延ばす。上記盤状部材Ａが変形して、図４（ｂ）に示
すように、ピストンリング２が形成され、上記のピスト
ン部構造が形成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ピスト
ンリング２のリップ２ｂは、シリンダチューブに向かっ
て開いていて、この部分で、図示しないシリンダチュー
ブ内壁とピストンリング外周との間の油漏れを防止する
ようにしている。しかし、上記ピストンリング２の外周
において、リップ２ｂ以外の部分は、円筒状をしてい
る。そして、この円筒の外径は、それを挿入するシリン
ダチューブの内径に非常に近い。そのため、上記ピスト
ン本体１に横荷重が作用して軸心がずれた場合、ピスト
ンリング２の外周と上記シリンダーチューブの内壁面と
は、ほぼ全面で接触しているような状態となる。このよ
うな状態で、ピストン本体１に、微振幅の振動が作用す
ると、上記ピストンリング２と上記シリンダチューブ内
壁面との間の油膜が切れてしまうことが考えられる。

【０００８】このように、油膜切れが発生した場合に
は、ピストンリング２の摺動性が悪くなるので、シリン
ダが滑らかに作動しなくなる。シリンダが滑らかに作動
しなければ、シリンダから衝撃が発生するようなことも
起こり、それを緩衝装置として用いることができない場
合も想定される。この発明の目的は、ピストンリング外
周部分において、油膜切れが発生することがなく、摺動
性の良いピストン部構造を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明のピストン部構
造は、金属製のピストン本体の外周に複数の環状凹部を
形成し、上記ピストン本体における一方の端部側の環状
凹部に、樹脂製の盤状部材の一端を引っ掛けて、この盤
状部材を加熱するとともに、ピストン本体の他方の端部
へ向かって移動する押し込み治具を用いて押圧する加熱
押し込み過程によって、その内周面を食い込み突部とし
て上記環状凹部に食い込ませて形成したピストンリング
を備えたピストン部構造であって、上記加熱押し込み過
程において、上記環状凹部の底面と食い込み突部の先端
との間に隙間を設けるとともに、上記加圧押し込み過程
終了後、上記ピストンリングの樹脂素材の残留応力を利
用して、上記ピストンリング外周面にリング側環状突部
を形成した点に特徴を有する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の実施例を示
す。図１のピストン部構造は、ピストン本体１に樹脂製
のピストンリング５を備えたものである。上記ピストン
本体１は、図３に示す従来例のものと同様なので、説明
は省略する。一方、上記ピストンリング５は、リング本
体５ａの外周面に複数のリング側環状突部５ｅを備える
とともに、内周側には、複数の食い込み突部５ｃを備
え、これらを上記ピストン本体１の環状凹部１ｂ〜１ｅ
に食い込ませている。また、上記リング本体５ａの一方
の端部５ｄは、ピストン本体１の環状溝１ａにはまって
いる。この環状溝１ａが、この発明のピストン本体にお
ける一方の端部側の環状凹部に当たる。また、上記環凹
部１ｂ〜１ｅにおいて、上記食い込み突部ｃは、それぞ
れ、環状突部１ｂ〜１ｅの底面には接触していない。な
お、図中符号５ｂは、リップである。

【００１１】上記のようなピストン部構造では、ピスト
ンリング５の外周に複数のリング側環状突部５ｅを備え
ているので、これらの間は、相対的にリング側環状凹部
５ｆとなる。このようなリング側環状凹部５ｆには油が
溜まり、これが供給されるので、上記ピストンリング５
の外周において油膜が切れることがない。したがって、
ピストンリング５の摺動摩擦力が低減し、滑らかなピス
トン運動が維持できる。また、ピストンリング５の摩耗
も防止できる。

【００１２】次に、図１に示すピストン部構造の形成方
法を、図２を用いて説明する。この実施例のピストン部
構造の形成方法は、図４に示す従来例の方法とほぼ同じ
なので、図４と同様の構成要素には、図４と同じ符号を
付けている。なお、図２のダイス９が、この発明の押し
込み治具に当たる。ただし、この実施例では、図２
（ａ）の盤状部材Ａの環状溝１ａに引っ掛けた部分が、
上記ピストンリング５の端部５ｄになる部分である。

【００１３】そして、この実施例では、図２（ｂ）の加
圧押し込み過程において、上記ピストン本体１の環状凹
部１ｂ〜１ｅに食い込ませる食い込み突部５ｃを、各環
状凹部１ｂ〜１ｅの底面に接触させないで、上記底面と
の間に隙間を残すようにしている。このような、隙間の
保持は、上記樹脂製の盤状部材Ａの厚みや、上記環状凹
部１ｂ〜１ｅの深さを調整することによって行う。図２
（ｂ）のような、加熱押し込み過程で、各環状凹部１ｂ
〜１ｅに隙間を残して、上記ピストンリング５の食い込
み突部５ｃを食い込ませたら、ダイス９を抜き取り冷却
する。すると、上記ピストンリング５の外周において、
上記環状凹部１ｂ〜１ｅに対応する部分に、上記リング
側環状突部５ｅが盛り上がるようにして形成される。

【００１４】このようなリング側環状突部５ｅが形成さ
れる原理を簡単に説明する。図４に示すようなピストン
部構造の形成方法においては、樹脂製の盤状部材Ａを、
略円筒状のピストンリング５に形成していることから、
形成後の樹脂リングには、元の形状に戻ろうとする残留
応力が残っている。特に、上記環状凹部１ｂ〜１ｅに押
し込まれた食い込み突部５ｃは、その先端が上記環状凹
部１ｂ〜１ｅの底面に押し付けられていない。すなわ
ち、他の部分より弱い条件で拘束されている。そのた
め、ダイス９を抜き去ったとき、元の形状、すなわち盤
状部材Ａの形状に戻ろうとする変形に対する拘束力が弱
い。言い換えると、盤状部材Ａの形状に戻るため、上記
食い込み突部５ｃが、環状凹部１ｂ〜１ｅから抜け出そ
うとして、外周方向に膨らみやすい。

【００１５】反対に、上記食い込み突部５ｃ以外の部分
は、より強い条件で拘束されているので、上記ダイス９
を抜き取っても、元の形状に戻ろうとして変形すること
が少ない。つまり、ダイス９で形成された形状をそのま
ま保つことになる。その結果、ピストンリング５の外周
には、リング側環状突部５ｅとリング側環状凹部５ｆが
でき、微小な凹凸が形成されることになる。ここで形成
されたリング側環状凹部５ｆが油溝になる。このよう
に、ピストン本体１の環状凹部１ｂ〜１ｅの深さと、樹
脂製の盤状部材Ａの厚さなどを調整することによって、
簡単にピストンリング５の表面に凹凸を形成することが
できる。凹凸を形成するために、ピストンリング５の表
面に特別な加工を施す必要はない。

【００１６】これに対し、図３に示す従来例のピストン
部構造の場合、ピストンリング２を形成する加熱押し込
み過程において、環状凹部１ｂ〜１ｅに押し込まれる食
い込み突部２ｃは、各環状凹部１ｂ〜１ｅの底面に押し
付けられる。そのため、上記食い込み突部２ｃの部分
も、環状凹部１ｂ〜１ｅの底面及び側面から強い拘束力
を受けることになる。したがって、この場合には、ダイ
ス９の拘束力を解除しても、ピストンリング２の外周
に、リング側環状突部が形成されることはない。

【００１７】

【発明の効果】この発明によれば、ピストンリングの外
周に、微小な凹凸ができるので、油膜切れを防止するこ
とができる。したがって、良好な摺動性を長期に渡っ
て、維持することができる。また、ピストンリング表面
の凹凸を、簡単に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のピストン部の断面図である。

【図２】実施例のピストンリングの形成方法の説明で、
（ａ）は形成前の状態で、（ｂ）はピストンリングの完
成直前の状態である。

【図３】従来例のピストン部の断面図である。

【図４】従来例のピストンリングの形成方法の説明で、
（ａ）は形成前の状態で、（ｂ）はピストンリングの完
成直前の状態である。

【符号の説明】

１ピストン本体１ａ〜１ｅ環状凹部５ピストンリング５ａリング本体５ｄ端部５ｃ食い込み突部５ｅリング側環状突部９ダイスＡ盤状部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中田悦郎東京都港区浜松町２−４−１世界貿易センタービルカヤバ工業株式会社内Ｆターム(参考） 3J044 AA02 AA04 BA06 CA10 CB01 CB20 DA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製のピストン本体の外周に複数の環
状凹部を形成し、上記ピストン本体における一方の端部
側の環状凹部に、樹脂製の盤状部材の一端を引っ掛け
て、この盤状部材を加熱するとともに、ピストン本体の
他方の端部へ向かって移動する押し込み治具を用いて押
圧する加熱押し込み過程によって、その内周面を食い込
み突部として上記環状凹部に食い込ませて形成したピス
トンリングを備えたピストン部構造であって、上記加熱
押し込み過程において、上記環状凹部の底面と食い込み
突部の先端との間に隙間を設けるとともに、上記加圧押
し込み過程終了後、上記ピストンリングの樹脂素材の残
留応力を利用して、上記ピストンリング外周面にリング
側環状突部を形成したピストン部構造。