JP2004293594A

JP2004293594A - ピストン体

Info

Publication number: JP2004293594A
Application number: JP2003084040A
Authority: JP
Inventors: Yasunoshin Oosaka; 安之進大坂; Yasubumi Ogata; 泰文小形
Original assignee: KODAKA SEIMITSU KK; Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KODAKA SEIMITSU KK; KYB Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】油圧緩衝器類におけるピストン部を形成する上で、所定の機械的強度を具有するのはもちろんのこと、ピストン部の軽量化を可能にして、その汎用性の向上を期待するのに最適となるピストン体を提供すること。
【解決手段】樹脂材を基材にして射出成形されるピストン体１において、基材がポリフェニレンサルファイドあるいはポリエーテルサルフォンなどの重合材にカーボンファイバーを１０〜５０％の割合で混入してなると共に、環状リーフバルブ（Ｖ，Ｖ１）の内周側固定部を定着させるボス部１ａが金属材Ｍで補強されてなる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧緩衝器類におけるピストン部を形成するピストン体の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧緩衝器やガススプリングさらにはシートダンパなどにおけるピストン部を形成するピストン体については、これまでの鉄系基材で焼結成形されることに代えて、アルミ系基材でダイカスト成形されるとする提案がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、これまで、ピストン体は、所定の機械的強度を保障する上から、鉄系基材で焼結成形されていたが、アルミ系基材でダイカスト成形されるピストン体にあっても、基材における成分配合の如何で、所定の機械的強度を保障し得ることになる。
【０００４】
そして、アルミ系基材でダイカスト成形されるピストン体にあっては、焼結成形されるピストン体に比較して、基材重量から看て絶対値が小さいから、油圧緩衝器類におけるピストン部の質量を小さくし得ることになり、その結果、ピストン部がシリンダ内で摺動するときの慣性を低く抑えるためのピストン部の軽量化に寄与し得ることになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３‐２７０９３３号公報（特許請求の範囲（１），同（２））
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ピストン体をアルミ系基材でダイカスト成形するとしても、ピストン体を樹脂材で射出成形する場合に比較すると、絶対重量は大きくなる。
【０００７】
のみならず、バルブシート面のポーラス仕上げや材料コストのことを勘案すると、ピストン体をアルミ系基材でダイカスト成形するよりも、ダイカスト成形において、鋳巣が発生することを考慮すると樹脂材で射出成形する場合の方が有利と言い得る。
【０００８】
この発明は、このような現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、油圧緩衝器類におけるピストン部を形成する上で、所定の機械的強度を具有するのはもちろんのこと、ピストン部の軽量化を可能にして、その汎用性の向上を期待するのに最適となるピストン体を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、この発明によるピストン体の構成を、基本的には、樹脂材を基材にして射出成形されるピストン体において、基材がポリフェニレンサルファイドあるいはポリエーテルサルフォンなどの重合材にカーボンファイバーを１０〜５０％の割合で混入してなると共に、環状リーフバルブの内周側固定部を定着させるボス部が金属材で補強されてなるとする。
【００１０】
それゆえ、樹脂材で形成されるピストン体にあっては、アルミ系基材で形成されるピストン体に比較して、基材重量から看て絶対値が小さくなり、ピストン体自体の軽量化が可能になる。
【００１１】
また、樹脂材からなるピストン体における熱膨張率がシリンダを構成する鉄材やアルミ材における熱膨張率に近似するから、作動油の粘性が温度変化で変化する場合にも、ピストン体とシリンダとの間に出現する隙間を同じ油温下でのピストン体とシリンダの膨張率の変化で対応でき、油温変化によるシリンダ内でのピストン部における摺動性の変化を抑制し得る。
【００１２】
そして、カーボンファイバーの混入割合を１０〜５０％の範囲内で適宜に選択することで、ピストン体として必要な所定の機械的強度を任意に設定できる。
【００１３】
さらに、ピストン体が射出成形されるから、ピストン体にあって、バルブシート面やポートあるいはポートが開口する開口窓や環状溝などを射出成形後に切削などの後加工で形成せずして、あらかじめ形成しておくことが可能になる。
【００１４】
そして、上記した構成において、より具体的には、基材にテフロン（登録商標、以下、同じ）を１〜１０％の割合で混入させてなるとするのが好ましい。
【００１５】
それゆえ、テフロンの混入割合を１〜１０％の範囲内で適宜に選択することで、ピストン体のシリンダ内周に対する摺動性を任意に設定でき、したがって、テフロンの混入割合の適宜如何でピストン体の外周にピストンシールをモールドせずしてピストン体を直摺動型に設定し得る。
【００１６】
また、ボス部を形成する金属材が射出成形時に芯材とされ、あるいは、射出成形後に軸芯部に圧入されてなるとするのが好ましい。
【００１７】
それゆえ、ボス部を形成する金属材を射出成形時の芯材とすることで、射出成形時に別途に芯材を準備しなくて済み、また、ボス部を形成する金属材を射出成形後に軸芯部に圧入することで、ボス部を形成する金属材を自由に選択できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明によるピストン体１は、図１に示すように、環状リーフバルブＶ，Ｖ１の配在下にピストンロッドＲに連設され、油圧緩衝器ＳＡを構成すべくシリンダＣ内に摺動可能に収装されるピストン部Ｐを形成するとしている。
【００１９】
このとき、射出成形時のピストン体１は、後述するピストン体１の直摺動の観点からすれば、この実施形態では、単一の型で同一形状のものを多数個形成する方法によるとするのが好ましい。
【００２０】
ただ、後述するピストン体１の直摺動性が、たとえば、湯道Ｌを切削などして撤去する際の加工技術の精緻性で保障される場合には、図２に示すように、多数個が湯道Ｌで連結されて整列されてなるとしても良いと言い得る。
【００２１】
ちなみに、この発明が意図するところからすれば、ピストン体１は、同一形状のものが多数個形成されれば足り、したがって、上記のように多数個が湯道Ｌで連結されて整列されてなることを、また、単一の型で同一形状のものを多数個形成することを絶対的な要件にはしていない。
【００２２】
むしろ、一般的に言って、型を利用する場合でも、凡そ同一形状のものを多数個形成する際には、製作誤差を生じ得るのが常態であるとすれば、多数の型を利用して同一形状のものを多数個形成することに比較して、単一の型で同一形状のものを多数個形成する場合の方が、製作誤差を小さくする上では好ましいと言い得る。
【００２３】
ところで、上記のピストン体１は、樹脂材を基材にして射出成形されるが、このときの基材は、この発明では、ポリフェニレンサルファイドあるいはポリエーテルサルフォンなどの重合材にカーボンファイバーを１０〜５０％の割合で混入してなるとしている。
【００２４】
これによって、射出性が良くなると共に、使用中の高温化による劣化性を抑制できることになる。
【００２５】
そして、このピストン体１にあっては、図３に示すように、環状リーフバルブＶ，Ｖ１の内周側固定部を定着させるボス部１ａが金属材Ｍで補強されてなるとしている。
【００２６】
それゆえ、このピストン体１にあっては、樹脂材で形成されるから、アルミ系基材で形成される場合に比較して、基材重量から看て絶対値が小さくなり、ピストン体１自体の軽量化が可能になる。
【００２７】
また、このピストン体１にあっては、ピストン体１が射出成形されるから、ピストン体１の射出成形時に、バルブシート面１ｂ，１ｃ，１ｄやポート１ｅ，１ｆあるいはポート１ｅ，１ｆが開口する開口窓（図示せず）や環状溝（符示せず）などを射出成形後に切削などの後加工で形成せずして、あらかじめ形成しておくことが可能になる。
【００２８】
そして、このピストン体１にあっては、ピストン体１における熱膨張率がシリンダＣを構成する鉄材やアルミ材における熱膨張率に近似するから、作動油の粘性が温度変化で変化する場合にも、ピストン体１とシリンダＣとの間に出現する隙間（符示せず）を同じ油温下でのピストン体１とシリンダＣの膨張率の変化で対応でき、油温変化によるシリンダＣ内でのピストン部Ｐにおける摺動性の変化を抑制し得る。
【００２９】
そして、後述するカーボンファイバーの混入割合で、このピストン体１における熱膨張率を任意に設定できる。
【００３０】
ところで、前述したように、この発明のピストン体１にあっては、環状リーフバルブＶ，Ｖ１の内周側固定部を定着させるボス部１ａが金属材Ｍで補強されてなるとしている。
【００３１】
このとき、この金属材Ｍは、たとえば、アルミ材からなるとし、ピストン体１の射出成形時に、すなわち、ボス部１ａが形成される際に芯材とされ、この芯材に言わばピストン体１を射出成形するとしている。
【００３２】
それゆえ、このピストン体１にあっては、ボス部１ａが他部、すなわち、樹脂材のみからなる部位に比較して、高強度となり、前記した環状リーフバルブＶ，Ｖ１の内周側固定部をこのボス部１ａに定着させるためにピストンナットＮ（図１参照）をいわゆる締め上げるようにしても、ボス部１ａに変形が招来されなくなる。
【００３３】
そして、このボス部１ａを形成する金属材Ｍを射出成形時の芯材とすることで、射出成形時に別途に芯材を準備しなくて済む点で有利となる。
【００３４】
ちなみに、上記の金属材Ｍの形状についてであるが、ボス部１ａに固定状態に定着される限りには、任意の形状が選択されて良く、たとえば、図するように、中央部の外周が凹むように成形されてもよく、図示しないが、中央部の外周が出っ張るように成形されるとしても良い。
【００３５】
そして、この金属材Ｍは、ピストン体１の射出成形時に一体化されるのに代えて、図示しないが、ピストン本体１の射出成形後に軸芯部に圧入されてボス部１ａを補強するとしても良い。
【００３６】
この場合には、ボス部１ａを形成する金属材Ｍをピストン体１の射出成形後に軸芯部に圧入することになるから、ボス部１ａを形成する金属材Ｍをアルミ材から鉄材に代えるなど、自由に選択できることになる。
【００３７】
なお、この圧入の際には、多くの場合に、肉厚の筒状に形成された金属材Ｍの外周にローレット掛けなどのいわゆる抜け止めの処置が施されるであろう。
【００３８】
一方、この発明にあって、ピストン体１を形成する基材には、カーボンファイバーを１０〜５０％の範囲内で混入してなるとしている。
【００３９】
それゆえ、このピストン体１にあっては、基材中に混入されるカーボンファイバーの割合を１０〜５０％の範囲内で適宜に選択することで、ピストン体１として必要な所定の機械的強度を任意に設定できることになる。
【００４０】
特に、この発明では、ピストン体１が射出成形されるとしているので、前記したように、ピストン体１の射出成形時に、バルブシート面１ｂ，１ｃ，１ｄやポート１ｅ，１ｆあるいはポート１ｅ，１ｆが開口する開口窓や環状溝などを同時に形成し得ることを鑑みると、基材へのカーボンファイバーの混入は、ピストン体１におけるいわゆる強度アップに、また、硬度が増すことによるピストン体１のいわゆる型離れが良化される点でより効果的になると言い得る。
【００４１】
上記したところがこの発明にピストン体１における基本的な構成であるが、ピストン体１の直摺動性を保障するために、以下のような配慮がなされるとしても良い。
【００４２】
すなわち、この発明の実施形態では、前記した基材にテフロンを１〜１０％の割合で混入させるのが好ましいとしている。
【００４３】
それゆえ、ピストン体１の形成にあって、基材にテフロンの混入割合を１〜１０％の範囲内で適宜に選択することで、ピストン体１のシリンダＣ内周に対する摺動性を任意に設定できることになる。
【００４４】
そして、テフロンの混入割合の適宜如何でピストン体１のシリンダＣ内周に対する摺動性を任意に保障し得ることからすれば、図示しないが、ピストン体１の外周にピストンシールをモールドせずして、ピストン体１を直摺動型に設定し得ることになる。
【００４５】
ちなみに、ピストン体１の外周にピストンシールをモールドしても良いことはもちろんであるが、その場合には、ピストン体１の形成にあって、基材へのテフロンの混入を省略する方が好ましいと言い得る。
【００４６】
前記したところは、この発明によるピストン体１が油圧緩衝器ＳＡおけるピストン部Ｐを形成する場合を例にして説明したものであるが、この発明のピストン体１にあっては、図示しないが、これが油圧緩衝器ＳＡおけるベースバルブ部を形成するバルブディスク体とされる場合であっても同様の作用効果を望めることはもちろんである。
【００４７】
そして、バルブディスク体を形成する場合には、前記したように、基材へのテフロンの混入を省略する方が好ましい。
【００４８】
また、前記したところでは、この発明によるピストン体１が油圧緩衝器ＳＡおけるピストン部Ｐを形成する場合を例にしたが、この発明が意図するところからすれば、ガススプリングやシートダンパにおけるピストン部の形成に利用するとしても良いことはもちろんである。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明にあっては、ピストン体が樹脂材で形成されるから、アルミ系基材で形成される場合に比較して、基材重量から看て絶対値が小さくなり、ピストン体自体の軽量化が可能になる。
【００５０】
また、樹脂材からなるピストン体にあっては、熱膨張率がシリンダを構成する鉄材やアルミ材における熱膨張率に近似するから、作動油の粘性が温度変化で変化する場合にも、ピストン体とシリンダとの間に出現する隙間を同じ油温下でのピストン体とシリンダの膨張率の変化で対応でき、油温変化によるシリンダ内でのピストン部における摺動性の変化を抑制し得る。
【００５１】
そして、カーボンファイバーの混入割合を１０〜５０％の範囲内で適宜に選択することで、ピストン体として必要な所定の機械的強度を任意に設定できる。
【００５２】
さらに、ピストン体が射出成形されるから、ピストン体にあって、バルブシート面やポートあるいはポートが開口する開口窓や環状溝などを射出成形後に切削などの後加工で形成せずして、あらかじめ形成しておくことが可能になる。
【００５３】
そして、請求項２の発明にあっては、テフロンの混入割合を１〜１０％の範囲内で適宜に選択することで、ピストン体のシリンダ内周に対する摺動性を任意に設定でき、したがって、テフロンの混入割合の適宜如何でピストン体の外周にピストンシールをモールドせずしてピストン体を直摺動型に設定し得る。
【００５４】
また、請求項３の発明にあっては、ボス部を形成する金属材を射出成形時の芯材とすることで、射出成形時に別途に芯材を準備しなくて済み、また、請求項４の発明にあっては、ボス部を形成する金属材を射出成形後に軸芯部に圧入することで、ボス部を形成する金属材を自由に選択できる。
【００５５】
その結果、この発明によれば、油圧緩衝器類におけるピストン部を形成する上で、所定の機械的強度を具有するのはもちろんのこと、ピストン部の軽量化を可能にして、その汎用性の向上を期待するのに最適となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるピストン体を利用して油圧緩衝器におけるピストン部を形成した状態を示す部分縦断面図である。
【図２】この発明によるピストン体を射出成形した一実施形態を示す平面図である。
【図３】この発明によるピストン体を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ピストン体
１ａボス部
１ｂ，１ｃ，１ｄバルブシート面
１ｅ，１ｆポート
Ｃシリンダ
Ｌ湯道
Ｍ金属材
Ｎピストンナット
Ｐピストン部
Ｒピストンロッド
ＳＡ油圧緩衝器
Ｖ，Ｖ１減衰バルブ

Claims

樹脂材を基材にして射出成形されるピストン体において、基材がポリフェニレンサルファイドあるいはポリエーテルサルフォンなどの重合材にカーボンファイバーを１０〜５０％の割合で混入してなると共に、環状リーフバルブの内周側固定部を定着させるボス部が金属材で補強されてなることを特徴とするピストン体
基材にテフロン（登録商標）が１〜１０％の割合で混入されてなる請求項１に記載のピストン体
ボス部を形成する金属材が射出成形時に芯材とされ、あるいは、射出成形後に軸芯部に圧入されてなる請求項１に記載のピストン体