JP2005330999A - フリーピストン - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダ内への組付け時にシールシングがよじれてシール性を低下させることのない構造を備えたフリーピストンを提供する。
【解決手段】 シリンダ２内に移動自在に収挿されると共に、外周に収容凹部３１が設けられたピストン本体３２と、上記収容凹部３１に装着されてシリンダ２内周面に圧接する環状のシールリング３３とを備えたフリーピストン３において、収容凹部３１の摩擦係数がシリンダ２内周面の摩擦係数よりも高くなるように少なくとも上記収容凹部３１に摩擦係数増加処理３４を施した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、油圧アキュムレータ、単筒型油圧緩衝器等の油圧機器に使用するフリーピストンに関する。

従来、この種のフリーピストンとしては、特許文献１に示すアキュムレータのフリーピストンを例示することができる。

即ち、図３に示すように、このフリーピストン４１は、シリンダ４２内に移動自在に収挿されると共に、外周に収容凹部４３が設けられたピストン本体４４と、上記収容凹部４３に装着された縦断面円形状をなす環状のシールリング４５とを備えており、このシールリング４５のシリンダ４２内周面への圧接でシリンダ４２内を油室Ｏとガス室Ｇとに分離している。

従って、油室Ｏの圧力が上昇すると、フリーピストン４１がガス室Ｇ側に押されて移動し、油室Ｏの室圧が低下すると、ガス室Ｇ側からの反発力で油室Ｏ側に押し戻されるようになっている。
特開平２−１０９０７１号公報（図２）

上記のように構成されたフリーピストン４１においては、特に問題がある訳ではないが、以下に示す課題の発生が考えられる。

即ち、フリーピストン４１をシリンダ４２内に挿入してアキュムレータを組立てる場合、作動油が充填されていない状態のシリンダ４２内に予めフリーピストン４１を挿入しておき、その後、油室Ｏ側には作動油を充填すると共に、ガス室Ｇ側にはガスを充填する。

このため、フリーピストン４１の挿入時、シリンダ４２内周面に対して圧接されるシールリング４５には矢印Ｘで示す垂直方向へ力が加わることになるので、収容凹部４３の開口幅Ｈがシールリング４５の縦断面の直径ｈと略等しい場合には発生し難いが、図４に示す収容凹部４３の開口幅Ｈがシールリング４５の縦断面の直径ｈに比較して十分に広い場合には、以下に示す課題の発生が考えられる。

即ち、シリンダ４２とピストン本体４４とが同一材料で形成されていてシリンダ４２内周面の摩擦係数と収容凹部４３の摩擦係数が略等しい場合には、上記挿入時の垂直方向の力Ｘでシールリング４５がその軸心を回転中心として矢印Ｙで示す方向へ回動する現象、即ちシールリング４５によじれが発生することが考えられる。

この場合には、よじれが発生した分だけシールリング４５のシリンダ４２内周面に対する圧接力が落ちるので、この部分から簡単にガス透過を起こすことが考えられる。

そこで、本発明は、上記の問題点を解決するために創案されたものであって、その目的は、シリンダ内への組付け時にシールシングがよじれてシール性を低下させることのない構造を備えたフリーピストンを提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明は、シリンダ内に移動自在に収挿されると共に、外周に収容凹部が設けられたピストン本体と、上記収容凹部に装着されてシリンダ内周面に圧接する環状のシールリングとを備えたフリーピストンにおいて、収容凹部の摩擦係数がシリンダ内周面の摩擦係数よりも高くなるように少なくとも上記収容凹部に摩擦係数増加処理を施したことを特徴とするものである。

本発明によれば、フリーピストンをシリンダ内に組付ける際、シリンダ内周面に対して圧接されるシールリングにはこのシールリングをその軸心を回転中心として回動させようとする力が作用する。

ところが、フリーピストンの少なくとも収容凹部には摩擦係数増加処理が施されてシリンダ内周面の摩擦係数よりも上記収容凹部の摩擦係数の方が高くなっているので、この収容凹部と接しているシールリングは、この接触部分の摩擦抵抗によって回動を阻止されてよじれを発生しない。

従って、従来のようなシールリングによじれが発生してシールリングのシリンダ内周面に対する圧接力を低下させ、この部分からガス透過を起こすと言った可能性を払拭することができる。

以下に、本発明を自動車のサスペンション装置に使用する単筒型油圧緩衝器のフリーピストンに具体化した実施の形態を図に基づいて説明する。

この単筒型油圧緩衝器１は、図１に示すように、有底円筒状をなすシリンダ２と、このシリンダ２内に往復動可能に収挿されてシリンダ２内を高圧のガス室Ｇと油室Ｏに分離するフリーピストン３と、シリンダ２から出没するピストンロッド４と、ピストンロッド４の基端に連結されてシリンダ２における油室Ｏをロッド室Ｒと反ロッド室Ｐに分離するピストン５と、シリンダ２の開口端部に配置されてピストンロッド４を案内するロッドガイド６及びこのロッドガイド６の上面に載置されてピストンロッド４との隙間をシールするシール部材７からなる軸封装置８とから構成されている。

以下、詳細に説明すると、シリンダ２の開口端内側には環状のシリンダ側溝部が形成されており、この溝部内に挿入されたＣピン１１をロッドガイド６の下端外周に形成されたロッドガイド側溝部に係合させることで上記シリンダ２に対するロッドガイド６が位置決めされている。

ロッドガイド６の軸心部には挿通孔１４が穿設されており、この挿通孔１４には内周面で上記ピストンロッド４を摺接自在に案内するブッシュ１５が圧入固定されている。

ロッドガイド６の上面には環状の隆起部１６が形成されると共に、この隆起部１６の上面にはシール部材７が載置されており、シリンダ２の上端を内側に折り曲げることでこのシリンダ２、シール部材７及びロッドガイド６を一体的に加締め固定している。

又、上記隆起部１６の上面には円周方向へ延びる切欠部１７が形成されており、この切欠部１７にはロッド室Ｒに連通する戻し油路１８が連通されている。

シール部材７は、ピストンロッド４外周面に摺接する大気側に形成のダストリップ及び油室側に形成のオイルリップとからなる内周リップ２３と、この内周リップ２３に一体形成されたインサートメタル２４と、このインサートメタル２４の外周側下端に同じく一体形成された外周リップ２５とから構成されている。

ピストン５は、ピストンロッド４に対してナット２６によって固定されると共に、ピストン５のロッド室Ｒ側上面には圧側ポート２７を開閉可能に閉塞する圧側バルブ２８が設けられ、ピストン５の反ロッド室Ｐ側下面には伸側ポート（図示せず）を開閉可能に閉塞する伸側バルブ３０が設けられている。

フリーピストン３は、外周に収容凹部３１が設けられたピストン本体３２と、上記収容凹部３１に装着された縦断面円形状をなす環状のシールリング３３とを備えており、このシールリング３３のシリンダ２内周面への圧接でシリンダ２内を油室Ｏとガス室Ｇとに分離している。

上記収容凹部３１は、図２に示すように、収容凹３１部の開口幅Ｈがシールリング３３の縦断面の直径ｈに比較して十分に広く設定されており、シールリング３３の弾性変形を許容することでシリンダ２に対してフリーピストン３が動き易いようになっている。

そして、このフリーピストン３の表面全体には本発明の特徴とする構成である摩擦係数増加処理としての燐酸亜鉛皮膜層３４が形成されており、シリンダ２内周面の摩擦係数よりも上記収容凹部３１の摩擦係数の方が高くなるように設定されている。

従って、シリンダ２内へのフリーピストン３の挿入時に、シリンダ２内周面に対して圧接されるシールリング３３に垂直方向へ向かう力Ｘが加わっても収容凹部３１側の摩擦係数がシリンダ２内周面のそれよりも大きくなることでシールリング３３によじれが発生しないようになっている。

このように構成された単筒型油圧緩衝器１にフリーピストン３を組付けるには、先ず、作動油が充填されていない状態のシリンダ２内にフリーピストン３を挿入する。

このとき、シリンダ２内周面に対して圧接されるシールリング３３には矢印Ｘで示す垂直方向へ力が加わり、シールリング３３をその軸心を回転中心として矢印Ｙで示す方向へ回動させようとする。

ところが、フリーピストン３の表面全体には摩擦係数増加処理としての燐酸亜鉛皮膜層３４が形成されており、シリンダ２内周面の摩擦係数よりも上記収容凹部３１の摩擦係数の方が高くなるように設定されているので、この収容凹部３１と接しているシールリング３３はこの接触部分の摩擦抵抗によって回動を阻止されてよじれを生じない。

従って、従来のようなシールリング３３によじれが発生してシールリング３３のシリンダ２内周面に対する圧接力を低下させ、この部分からガス透過を起こすと言った可能性を払拭することができる。

尚、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、次のように変更して具体化することも可能である。

１）本実施の形態では、収容凹部３１の開口幅Ｈをシールリング３３の縦断面の直径ｈよりも広く形成したが、これに限定されるものではなく、開口幅Ｈが上記断面の直径ｈと略等しいものに具体化しても良い。
２）本実施の形態では、ピストン本体３２の表面全体に摩擦係数増加処理としての燐酸亜鉛皮膜層３４を形成したが、これに限定されるものではなく、収容凹部３１のみに摩擦係数増加処理を施しても良い。

３）本実施の形態では、摩擦係数増加処理として燐酸亜鉛皮膜層３４を用いたが、これに限定されるものではなく、収容凹部３１の摩擦係数をシリンダ２内周面の摩擦係数よりも大きくできるものであれば、どんな材質を用いた処理でも良い。

４）本実施の形態では、単筒型油圧緩衝器１のフリーピストン３に具体化したが、これに限定されるものではなく、例えば、アキュムレータ等に使用するフリーピストンに具体化しても良い。

本発明を単筒型油圧緩衝器のフリーピストンに具体化した一部破断正面図である。 図１のフリーピストンを拡大して示す要部断面図である。 従来のフリーピストンを拡大して示す要部断面図である。 同じく従来のフリーピストンを拡大して示す要部断面図である。

符号の説明

２ シリンダ
３ フリーピストン
３１ 収容凹部
３２ ピストン本体
３３ シールリング
３４ 燐酸亜鉛皮膜層（摩擦係数増加処理層）
Ｈ 収容凹部の開口幅
ｈ シールリングの縦断面の直径

Claims (3)

1. シリンダ内に移動自在に収挿されると共に、外周に収容凹部が設けられたピストン本体と、上記収容凹部に装着されてシリンダ内周面に圧接する環状のシールリングとを備えたフリーピストンにおいて、収容凹部の摩擦係数がシリンダ内周面の摩擦係数よりも高くなるように少なくとも上記収容凹部に摩擦係数増加処理を施したことを特徴とするフリーピストン。
2. 摩擦係数増加処理はピストン本体全体に施された燐酸亜鉛皮膜層である請求項１記載のフリーピストン。
3. 収容凹部はその開口幅がシールリングにおける縦断面の直径よりも広く形成されている請求項１又は２記載のフリーピストン。
   

Images