JP2002527692A - ピストンシリンダ装置用ピストン、特にショックアブソーバーピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ピストンシリンダ装置用のピストン、特にピストン本体（６）を備えたショックアブソーバであって、ピストン本体はその周面に少なくとも１つのリング状ウエブ（１０）を備え、その際更にピストン本体（６）の周面上に熱成形可能な合成樹脂材料から成るスリーブ状シール（９）が、ウエブ（１０）がその高さの一部分に亘ってのみスリーブ状のシール（９）の材料中に嵌まり込むように、成形されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、ピストンシリンダ装置用ピストン、特にショックアブソーバーピス
トンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ヨーロッパ特許出願第０６５８６１１号明細書からショックアブソーバーピス
トンが公知であり、ショックアブソーバーピストンはその周面にリング状ウエブ
を備え、該ウエブにはリン状ウエブの片側に軸線方向に延びる多数のウエブが接
続している。これらのピストン本体上には射出成形法で熱可塑性樹脂から成るシ
ールが射出成形され、その際軸線方向に延びるウエブであって、これらの間にあ
ってシール材を完全に充填された溝を有するウエブが、シール材料の確実な係止
に役立つ。射出成形型中で取り付けられるシールは、いわゆる「ピストンとシリ
ンダとの間の液圧流体のリーク」を回避しかつ付設されたシリンダ空域の間の確
実なシールを達成するために、狭い公差を可能にする。そのような射出成形によ
るシールの製造方法は、比較的コスト高である。

【０００３】 米国特許第３２１２４１１から、そのピストン本体がその周面上に多数のリン
グ状溝を有するピストンシリンダ装置が公知である。シールの取り付けのために
ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオルエチレン）から成る鉢状の予備成形品が形成され
、予備成形品は先ずピストン本体上に緩く嵌められる。そのように予備成形され
たピストン本体は、続いて先ず強く加熱された成形シリンダ及びカリブレーショ
ンシリンダに押し込まれ、その際熱の影響の下にＰＴＦＥ材料は、ピストン本体
の周面上の溝に圧入される。続いて、圧嵌されたシールを備えたピストン本体は
相応して形成された冷却シリンダ中で冷却される。ピストン本体の周面とシール
とのそのような形状一体的固着を達成するために、溝は完全にシール材料を充填
される。ショックアブソーバーピストンとしての使用のために、続いて片側でピ
ストン本体の端面をカバーする予備成形品の底面が除去されねばならない。

【０００４】 ヨーロッパ特許出願第６８２１９０号明細書から、ショックアブソーバーピス
トンが公知であり、ショックアブソーバーピストンはその製造方法において、シ
ールの取り付けのために鉢状の予備成形品の代わりに、打ち抜き成形された円形
リング板が使用される点でのみ相違する。この円形リング板はピストン本体の一
端に載せられている。そのように準備されたピストン本体は、更に加熱された成
形及びカリブレーションシリンダに押し込まれ、その際環材としての円形リング
板は、ピストン本体の周面上に被嵌されかつ続いて熱の影響下でピストン本体の
周方向に延びる溝中に圧入される。続いてその圧嵌されたシールを備えたピスト
ンは、冷却管を通って案内される。この際もシール材料は溝を実際に完全に満た
し、その結果シールはピストン本体の周面と形状一体的に固着される。

【０００５】 前記両方法は、シール材料の変形及びピストン本体の周面上の溝への圧入のた
めに、著しい押圧力を必要としかつシールを形成する合成樹脂材料は、シール材
料組織に不利に作用する著しい変形を受けるという欠点を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

本発明は、前記の欠点が回避されたピストン、特にショックアブソーバーピス
トン用ピストンを創造することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本発明によれば、この課題は、ピストンシリンダ装置用ピストン、特にショッ
クアブソーバーピストンであって、ピストン本体を備え、ピストン本体はその周
面に少なくとも１つのリング状ウエブを備え、その際更にピストン本体の周面上
に熱成形可能な合成樹脂材料から成るスリーブ状シールが、ウエブがその高さの
一部分に亘ってのみスリーブ状シールの材料中に嵌まり込むように成形されてい
ることを特徴とするショックアブソーバーピストンによって解決される。驚くべ
き方法で、シールとピストン本体との間の完全かつ確実な結合のために、ピスト
ン本体上に多数の溝を設けることは必要とされないことが明らかになった。この
際スリーブ状シールは、ヨーロッパ特許出願第６８２１９０号明細書に記載され
た方法で成形された少なくとも１つのリング状ウエブで十分である。この際驚く
べきことにウエブがその高さの一部分に亘ってのみシールの材料中に嵌まり込む
ことで十分であることが明らかになった。一方ではこの際スリーブ状シールとピ
ストン本体との間の完全な形状一体結合が、そして他方では合成樹脂材料の適度
な変形のみが行われ、その結果僅かな押圧力しか必要としないだけではなく、変
形の際の材料流は本質的に僅かな程度にしか行われず、それによって材料組織の
不利な影響は実際に回避される。ウエブは合理的な方法でピストン本体の端面の
近く、好ましくは、強く負荷された端面の近くに配設されている。

【０００８】 運転中強い歪みを生じる場合、本発明の合理的な構成により、少なくとも２つ
のウエブが溝を区画する周面上に配設されることが行われる。こうして高い作動
圧力が作用しても確実な形状一体的な結合が行われる。１つの、しかし２つでも
よいリング状ウエブが切削加工によって低コストで製造されることもできる。

【０００９】 本発明の他の有利な方法で、スリーブ状シールはそれぞれその縁でピストン本
体に付設の端面を越えて突出することが行われる。公知の方法により円形リング
板からスリーブ状シールが製造されるので、ヨーロッパ特許出願第０６８２１９
０号明細書に記載され合成樹脂材料の形状記憶の現象が、円形リング板の内径を
区画する縁がピストン本体上への嵌込み後に内方に引き込まれかつ円形リング板
の外縁から出ているスリーブ状シールの縁が外方に戻されかつその際シールリッ
プ形式でスリーブ状シールの残りの周面を超えるようにするために、利用される
。リップ状に外側に向いた縁を備えたピストン面が、ショックアブソーバーピス
トンとして使用される場合に、圧力側、即ち、高い負荷をかけられる側に向けら
れそして内側に向けられた縁を備えたピストン面がいわゆる引張側に配設される
ようにピストン本体が構成されている場合、圧力負荷の際のショックアブソーバ
ーピストンにおけるピストンの改善されたシールが達成される、そのわけは液圧
流体はリップ状縁でシリンダ壁に圧着されるからである。戻しばね、即ち、張力
負荷の際には、ピストン壁とシリンダ壁との間の僅かな隙間のために液圧流体が
この隙間に入り込み、この際潤滑のためにシリンダ壁にリップ状に当接するスリ
ーブ状シールの縁の当接縁まで達しかつここでは完全な潤滑従ってシールの摩耗
の減少を図ることができる。ピストンのシール面とシリンダ壁との間のこの僅か
な遊隙による流動抵抗が貫流抵抗よりも著しく高いので実際上動力減少は行われ
ない。

【００１０】 本発明の特別に有利な構成において、少なくとも１つのウエブがピストン本体
の端面を区画する領域に配設されることが行われる。特にこの幾何学的寸法では
、合理的に２つのウエブが設けられており、ウエブはピストン本体の周面のウエ
ブの間に位置する領域において１つの溝のみを区画する。ウエブは比較的広く形
成され、その際ウエブによって側方を区画された溝がウエブ幅の２〜３倍の広さ
であり得る。こうしてピストン本体の周面の輪郭形態は著しく簡単になる。

【００１１】 本発明の特に有利な構成において、ピストン本体が少なくとも２つの部分要素
から構成され、かつそれぞれピストン軸線に対して垂直な分割平面を有するよう
にされる。ピストン本体のそのような構成は特に粉末冶金的方法によるピストン
本体、即ち、焼結金属体の製造に好適である。両部分要素の形態は、各部分要素
が１つのリング状ウエブのみを有する場合に好適であり、その結果そのウエブと
鏡像的に接続された部分要素が相応した溝を区画する。このことは、アンダカッ
ト溝のコストの安い製造をも可能にする、そのわけは切削加工を不要にするから
である。

【００１２】 本発明を図示の実施例に基づいて詳しく説明する。

【００１３】

【実施例】

図１は、ショックアブソーバーの軸線断面を示し、ショックアブソーバーは、
互いに相対的に移動可能な部分、例えば自動車車軸及び自動車フレームを互いに
結合する。ショックアブソーバーは、シリンダ部分１を有し、シリンダ部分は、
相対的に移動可能な両部分と結合している。シリンダ１には、ピストン２が案内
されており、ピストンはピストンロッドに固定されており、ピストンロッドは、
その自由端で互いに相対的に移動可能な両部分の他方の部分に固定されている。
この際シリンダ１は、両側で閉じておりかつ液圧流体を充填されており、その結
果ピストンシリンダ装置は複動作用するように設定され、その際ピストンは、２
つのシリンダ室４，５を相互に分離する。

【００１４】 ピストン２のピストン本体６は、並んで延びる複数の貫通ダクト７，８を有す
る。貫通ダクト７，８は、それぞれその機能上説明されるべき出口側を絞り弁７
．１、８．１でカバーされている。この際構成は、例えば３つの貫通ダクト７と
３つの貫通ダクト８がシリンダ軸線の周りに星形に配列して設けられるように行
われる。

【００１５】 ピストン２の周面は、シリンダ室５に対するシリンダ室４のシールを考慮した
スリーブ状シール９を備える。シリンダ室４中へのピストン２の移動の際に、貫
流ダクト７を通る液体は、絞り弁７．１の戻し力に抗して加圧される。この際貫
通ダクト８は、液体室４の絞り弁８．１に付勢される圧力によって閉鎖状態に保
持される。逆方向の移動の際に貫通ダクト７は、絞り弁７．１によって閉じられ
、一方液体は、貫流するダクト８を通ってシリンダ室５からシリンダ室４へ戻さ
れることができる。

【００１６】 図２中、絞り弁７．１と８．１を除いて示す部分断面図において、ピストン２
は拡大して表されている。ピストン６は、その周面に２つのウエブ１０を備え、
ウエブは、ここに図示の実施例では、ピストン本体がそれぞれピストン本体６の
端面４．１若しくは５．１の一部分をも有するように配設されている。両ウエブ
１０は、ピストン本体６の周面上に溝１１を区画する。構成は、ウエブ１０の少
なくとも１つがその所属の端面４．１及び又は５．１に対してずらされているよ
うにも行われることができる。

【００１７】 ピストン本体６の周面上に配設されているスリーブ状シール９は、熱成形可能
な合成樹脂、好ましくは、ＰＴＦＥから成る。スリット状シール９は、ここで図
示された実施例では円形リング板からの熱変形によって成形され、その際シール
９の縁９．１は円形リング板の内縁によって形成されており、一方縁９．２は、
円形リング板の外縁によって形成されている。円形リング板は、そのリング幅を
、円形リング板が軸線方向においてはピストン本体６の厚さよりも広いように設
計されており、その結果変形後に円形リング板の内縁から出ている縁９．１は、
内方に引き込まれ、一方円形リング板の外縁から出ている縁９．２は、外方に曲
げられてシールリップの機能を果たす。

【００１８】 円形リング板の熱変形では、ウエブ１０がその高さの一部分についてのみスリ
ーブ状シール９の材料中に嵌まり込んでおり、その結果シール９の材料と溝１１
の底との間にある程度の自由空間が残り、その結果シール９の成形の際にシール
材料が自由にかつ圧縮なしに溝１１中に流れ込むことができる。この成形工程で
は、シール９の円筒状外面１２が同時にカリブレートされ、その結果シリンダ１
の内径に対する所望の公差が保持されることができる。特に、運転装置における
ショックアブソーバーとしてそのようなピストンシリンダ装置を使用する際に、
全システムの温度上昇が生じるので、この溝底に残った自由空間は一定の限度内
で溝中へのシール材料の膨潤をも可能にし、その結果縁を区画するシール９の円
筒状周面上のシールの摩耗は減少される。

【００１９】 図１及び２から明らかなように、ピストン本体６は２つの部分要素６．１及び
６．２から作られている。貫通ダクト７及び８の輪郭曲線は、それぞれ図示の実
施例の場合一方及び他方は同一であり、その結果部分要素６．１のブッシュ６．
３及び部分要素６．２の相応した付設の凹部６．４を度外すれば、両部分要素が
その外径が等しくかつプレス工程を阻害するアンダーカットなしに形成されてい
る。それによってそのようなピストン本体を、部分要素として焼結冶金粉末から
プレス成形され得る２つの部分要素から形成する可能性がある。プレス成形され
た部分要素は、それから接合ステーションで相応して接合され、続いて焼結され
る。しかし製造のこの形態は、貫通ダクトが相異なる貫流条件を考慮して、引張
負荷及び圧縮負荷の際に相違して変形されることができるように、部分要素を製
造することを可能にする。

【００２０】 製造方法によれば、２つ以上のウエブを設けることが可能であり、その結果そ
れぞれ２つの隣接したウエブが溝を区画しかつ相応して非常に多くの溝も存在す
る。

【００２１】 図３においては、図２とは変形された実施形態が表されている。同一の符号は
同一の要素を示し、その結果その限りで図２に対する記載が参照され得る。

【００２２】 図３に表された実施形態は、小さい引張ー圧縮負荷に使用するために設けられ
ており、その結果ピストン本体６は唯一のリング状ウエブ１０を備える。この場
合、ピストン本体６の端面４．１は高い圧力を付勢され、その結果ここではウエ
ブはこの端面の近くに配設されている。

【００２３】 スリーブ状シール９は、前記の方法でピストン本体上に成形され、その際ここ
でも更にリング状ウエブ１０は、その高さの一部分に亘ってのみスリーブ状シー
ル９の材料中に嵌まり込んでいる。

【００２４】 合成樹脂の前記の「形状記憶」に基づいて、合成樹脂材料は端面５．１に対す
る移行領域１３において強制的にピストン本体６に当てられ、その際少なくとも
ウエブ１０に近接した領域に自由区間又は中空室が残され、その結果スリーブ状
シール９の材料は、温度の影響の下にこの自由空間に進入し得る。

【００２５】 ピストン本体の前記の粉末冶金的製造も特に好適である場合、１つ又は２つの
溝を区画するウエブを備えた本発明による構成は、代替可能なコストで切削加工
でも製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、ショックアブソーバー用ピストンシリンダ装置の軸線方向の部分断面
図である。

【図２】 図２は、図１によるピストンシリンダ装置の拡大部分図である。

【図３】 図３は、ウエブを備えたピストンの拡大部分図である。

【符号の説明】

４．１ ピストン本体６の端面 ５．１ ピストン本体６の端面 ６ ピストン本体 ６．１ 部分要素 ６．２ 部分要素 ９ シール ９．１ シールの縁 ９．２ シールの縁 １０ ウエブ １１ 溝 １２ シール９の外面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｊ 1/06 Ｆ１６Ｊ 15/18 Ａ 15/18 Ｆ１６Ｆ 9/32 Ｌ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＡ，Ｂ Ｇ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＰ，ＭＫ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＳ，Ｙ Ｕ，ＺＡ Ｆターム(参考） 3J043 AA12 BA06 CB13 DA10 3J044 AA18 BA01 BA06 BA09 BB14 BC01 CA00 DA10 3J069 AA50 CC13 DD47 DD49

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンシリンダ装置用ピストン、特にショックアブソーバ
   ーピストンであって、ピストン本体（６）を備え、ピストン本体はその周面に少
   なくとも１つのリング状ウエブ（１０）を備え、その際更にピストン本体（６）
   の周面上に熱成形可能な合成樹脂材料から成るスリーブ状シール（９）が、ウエ
   ブ（１０）がその高さの一部分に亘ってのみスリーブ状シール（９）の材料中に
   嵌まり込むように、成形されていることを特徴とするショックアブソーバーピス
   トン。
2. 【請求項２】 少なくとも２つのリン状ウエブ（１０）が、溝（１１）を区
   画する周面上に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のピストン。
3. 【請求項３】 スリーブ状シール（９）が、それぞれその縁（９．１、９．
   ２）によってピストン本体（６）に付設の端面（４．１、５．１）を越えて突出
   していることを特徴とする請求項１又は２に記載のピストン。
4. 【請求項４】 少なくとも１つのウエブ（１０）が、ピストン本体（６）の
   端面（４．１、５．１）を区画する領域に配設されていることを特徴とする請求
   項１から３までのうちのいずれか１つに記載のピストン。
5. 【請求項５】 ピストン本体（６）が、少なくとも２つの部分要素（６．１
   、６．２）から構成されておりかつそれぞれピストン軸線に対して垂直に向いた
   分割平面を有することを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか１つに
   記載のピストン。
6. 【請求項６】 ピストン本体（６）の各部分要素（６．１、６．２）が、１
   つのリング状ウエブ（１０）を有することを特徴とする請求項１から５までのう
   ちのいずれか１つに記載のピストン。
7. 【請求項７】 ピストン本体（６）が粉末冶金的に製造されていることを特
   徴とする請求項１から６までのうちのいずれか１つに記載のピストン。
8. 【請求項８】 スリーブ状シール（９）が、熱成形可能な合成樹脂としての
   ＰＴＦＥから成ることを特徴とする請求項１から７までのうちのいずれか１つに
   記載のピストン。
9. 【請求項９】 スリーブ状シール（９）が、少なくともウエブ（１０）をカ
   バーする領域で、ウエブに圧嵌されてその外面（１２）をカリブレーションされ
   ていることを特徴とする請求項１から８までのうちのいずれか１つに記載のピス
   トン。