JP3680882B2 - Manufacturing method of piston bearing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンプレッサまたはショックアブソーバ等の圧力機器に用いられるのに適したピストン軸受の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
特公平4−81074号公報に掲載されているように、本願出願人は先に、図5に示すような、断面略台形状を呈する環状の係合溝22を複数、軸方向に並べて設けたピストン本体21の外周面に樹脂製のピストン軸受23を圧着により取り付けた樹脂軸受圧着形のピストンを提案しており、併せて「グライドライト製法」と称される同ピストンの製造方法を提案している。図5のピストンはピストン軸受23の軸方向一端部にスカート状のシールリップ24を一体成形したもので、これにより一方向性のシール作用を奏するようになっている。
【0003】
したがってこのピストンを例えばコンプレッサに組み込んで作動させると、ピストンの図上左側に配置される圧縮室に向けてピストンが左動するときは、圧縮室内のエアの高圧によってシールリップ24がシリンダチューブの内壁に強く密接せしめられるために、エアがシールリップ24を通過してピストンの右側へ漏洩するのを阻止することが可能であるが、反対にピストンが右動するときは、反圧縮室側からのエア圧力によってシールリップ24が内側へ倒れ込むために、摺動部を潤滑する潤滑油がシールリップ24を通過して圧縮室へ流入するのを阻止することができない。圧縮室へ流入した潤滑油はコンプレッサを分解しない限りこれを回収することができず、また潤滑油が圧縮室に流入したままにしておくと、圧縮室の容積が実質的に減少すること及び、圧縮室内の圧力が過度に高められることによりコンプレッサの作動に支障が生じることがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
したがってこの種の樹脂軸受圧着形のピストンに潤滑油が圧縮室に流入しない程度の反対方向についてのシール性を持たせることが要望されており、本発明はこの要望に応えることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1によるピストン軸受の製造方法は、環状の係合溝を複数、軸方向に並べて設けたピストン本体の外周面に圧着により取り付けられ、筒状の一端にシールリップを設けた樹脂製のピストン軸受であって、前記ピストン軸受の外周面に断面楔状を呈する環状の隆起部が複数、軸方向に並べて設けられ、前記隆起部が軸方向一対の斜面を備え、前記シールリップ側の斜面の傾斜角度が反対側の斜面の傾斜角度より小さく設定され、前記ピストン軸受の内周面には、前記係合溝に係合する環状の係合部が一体成形され、前記係合部の内周面が前記係合溝の溝底部から浮き上がっているピストン軸受を製造する方法において、ピストン本体の外周面に環状の係合溝を複数、軸方向に並べて設けるとともに前記係合溝の溝底部をシールリップ側で比較的浅く反対側で比較的深いテーパ状に形成し、前記ピストン本体の外周面に樹脂製のピストン軸受を圧着により取り付け、取付け後における前記ピストン軸受の弾性復帰により前記ピストン軸受の外周面に環状の隆起部を前記係合溝に対応して複数発生させ、前記隆起部の断面形状が前記溝底部のテーパ形状に対応して楔状を呈することを特徴とする。
【0006】
【0007】
上記製造方法によって製造されるピストン軸受においては、後記する図3のモデル図に示すように、傾斜角度を比較的小さく設定されたシールリップ側の斜面8aより傾斜角度を比較的大きく設定された反対側の斜面8bから入り込む油膜が薄くなることにより後者の斜面8b側からのオイル上がりを防止することができるため、また断面楔状を呈する環状の隆起部8がシリンダチューブ9の内壁に摺動してスクレーパ作用を奏するために、シールリップと反対方向についてのシール作用を奏することが可能となる。
【0008】
また、この種のピストンないしピストン軸受の製造方法に関する本願発明者らの新たな知見によると、上記したグライドライト製法によって図5に示したピストンを製造すると、製造後まもなく、図6に示すようにピストン本体21の外周面に圧着により取り付けられた樹脂製のピストン軸受23が径方向すなわち厚さ方向に或る程度弾性復帰(弾性回復)し、このとき係合溝22に係合した部分と係合溝22同士の間に位置して係合溝22に係合していない部分とに弾性復帰量の違いがあることからピストン軸受23の外周面に凹凸が発生し、各係合溝22の外周に位置して隆起部25が発生する。隆起部25は係合溝22が環状であるのに対応して環状であり、かつ係合溝22が断面台形状であって左右方向の中心線0を境に左右対称であるのに対応してやはり左右対称に形成される。本発明はこれを応用したものである。
【0009】
尚、先に提案したグライドライト製法は、その詳細が上記公報に掲載されているように、シート圧着手段を介してピストン本体外周に設けた係合溝にシートを圧着して取り付ける工程と、シートの一端を押圧して折曲しピストン本体外周に設けたテーパ溝に係合する工程と、外周にシートを取り付けたピストン本体を加熱シリンダ内に圧入してシートを加熱する工程と、ピストン本体に取り付けたシートを冷却する工程とを備えている。シートは四弗化エチレン樹脂(PTFE)製であり、これがピストン軸受となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1および図2に示すように、円柱状または円筒状に呈する金属等剛材製のピストン本体1の外周面に環状の係合溝2が複数(図1において四本)、軸方向に並べて設けられており、更にこの係合溝2と並んでピストン本体1の一端部に環状のテーパ溝3が一本設けられている。係合溝2はそれぞれ溝底部2aをテーパ状に形成され、側壁部2bをピストン本体1の中心軸線と直交する向きの垂直面に形成されている。またテーパ溝3は溝底部3aを円筒状に形成され、側壁部3bをテーパ状に形成されている。
【0011】
ピストン本体1の外周面に、四弗化エチレン樹脂製のピストン軸受4が上記グライドライト製法によって圧着により取り付けられており、このピストン軸受4の筒状の一端にスカート状を呈する環状のシールリップ5が一体成形され、同じく筒状の他端にテーパ溝3に係合した環状のテーパ状係合部6が一体成形されている。
【0012】
またこのピストン軸受4の内周面に、上記圧着によるピストン軸受4の変形により係合溝2に係合した環状の係合部7が各係合溝2に対応して一体成形されており、この係合部7の内周面7aがそれぞれ溝底部2aのテーパ形状に対応してテーパ状を呈している。
【0013】
またこの各係合溝2および係合部7に対応してピストン軸受4の外周面に、環状の隆起部8が一体成形されており、この隆起部8の断面形状がそれぞれ溝底部2aのテーパ形状に対応して略楔形(略三角形)を呈している。すなわちこの隆起部8はそれぞれ軸方向一対の斜面8a,8bを備えており、シールリップ5側の斜面8aの傾斜角度θ1が反対側の斜面8bの傾斜角度θ2より小さく設定されている。
【0014】
上記構成を備えたピストン軸受4はピストン本体1と組み合わされて樹脂軸受圧着形のピストンを構成し、例えば上記したようにコンプレッサに組み込まれて軸受作用およびシール作用を奏する。シール作用は、シールリップ5によるシール作用と、隆起部8によるシール作用とによる両方向シールである。
【0015】
すなわち、図1において先ず、ピストンの図上左側に配置される圧縮室に向けてピストンが左動すると、圧縮室内のエアの高圧によってシールリップ5がシリンダチューブの内壁に強く密接せしめられるために、このシールリップ5によるシール作用によってエアがシールリップ5を通過してピストンの右側へ漏洩するのを阻止することができ、また反対にピストンが右動すると、隆起部8によるシール作用によって潤滑油がシールリップ5を通過して圧縮室へ流入するのを阻止することができる。断面略楔状を呈する隆起部8が潤滑油の圧縮室への流入阻止に有効な理由は、図3のモデル図に示すように、傾斜角度を比較的小さく設定されたシールリップ側の斜面8aより傾斜角度を比較的大きく設定された反対側の斜面8bから入り込む油膜が薄くなることにより後者の斜面8b側からのオイル上がりを防止することができるため、また断面略楔状を呈する環状の隆起部8がシリンダチューブ9の内壁に摺動してスクレーパ作用を奏するからである。また弾性復帰に伴ってピストン軸受4の各係合部7の内周面7aが係合溝2の溝底部2aから浮き上がるために、優れたクッション性が発揮される。
【0016】
また本発明の請求項1によるピストン軸受の製造方法が上記したグライドライト製法と異なるのは、ピストン本体1の外周面に環状の係合溝2を複数、軸方向に並べて設ける際に、各係合溝2の溝底部2aを円筒状でなくテーパ状に形成するところにある。テーパは傾斜の向きを揃えられ、傾斜角度も揃えられる。テーパの傾斜の向きは、ピストン軸受4の一端に設けられるスカート状のシールリップ5側で比較的浅く反対側で比較的深くなる向きとされ、シールリップ5側はすなわち、コンプレッサにおける圧縮室側(高圧側)である。また各係合溝2の側壁部2bは上記したようにピストン本体1の中心軸線と直交する垂直面に形成されるが、これには図5のピストンと同じようにテーパが付けられても良い。
【0017】
次いで上記グライドライト製法と同様に、シート圧着手段を介してピストン本体1の外周面にピストン軸受4となる四弗化エチレン樹脂製のシートを圧着により取り付け、シートの一端を押圧して折曲しピストン本体1の外周面に設けられたテーパ溝3に係合し、シートを取り付けたピストン本体1を加熱シリンダ内に圧入してシートを加熱し、更にシートを冷却する。
【0018】
圧着および加熱した段階で、四弗化エチレン樹脂製のピストン軸受4は図4に示すように変形して各係合溝2に係合するとともにその外周面が円筒状に形成されるが、その後に冷却され、或は所定時間が経過すると、自然に径方向すなわち厚さ方向に或る程度弾性復帰(弾性回復)し、これにより図1および図2に示したようにピストン軸受4の外周面に凹凸が発生し、各係合溝2の外周に凸部である隆起部8が発生する。隆起部8は係合溝2が環状であるのに対応して環状であり、かつ溝底部3がテーパ状であるのに対応して断面略楔状を呈する。したがってピストン軸受4の外周面にわざわざ後加工を施さなくても、潤滑油の圧縮室への流入阻止に有効な突起である断面略楔状の隆起部8を形成することができる。
【0019】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0020】
すなわち、上記工程を備えた本発明の請求項1によるピストン軸受の製造方法によれば、ピストン本体の外周面に係合溝を設ける際に係合溝の溝底部をテーパ状に形成することにより、ピストン本体の外周面に圧着により取り付けられる樹脂製のピストン軸受が取付け後に弾性復帰(弾性回復)する際に軸受の外周面に複数の隆起部が発生し、この隆起部が溝底部のテーパ形状に対応して断面楔状を呈する。したがって軸受の外周面にわざわざ後加工を施さなくても、潤滑油の圧縮室への流入阻止に有効な突起である断面楔状の隆起部を形成することができる。
また、上記製造方法によって製造されるピストン軸受においては、ピストン軸受の一端に設けられたシールリップが一方向についてのシール作用を奏するとともに、ピストン軸受の外周面に設けられた断面楔状を呈する複数の隆起部が反対方向についてのシール作用を奏するために、ピストンの外周における両方向のシール性が実現される。したがってこのピストン軸受をコンプレッサに組み込んだ場合、エアの漏洩を防止することができるとともに潤滑油が圧縮室に流入するのを有効に防止することができる。また、ピストン軸受の内周面に一体成形された環状の係合部の内周面が係合溝の溝底部から浮き上がった状態とされているために、優れたクッション性が発揮される。
【0021】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るピストン軸受の要部断面図
【図2】 図1の一部拡大図
【図3】 同ピストン軸受の隆起部のモデル図
【図4】 同ピストン軸受の製造中途の状態を示す要部断面図
【図5】 従来例に係るピストン軸受の要部断面図
【図6】 図5の一部拡大図
【符号の説明】
1 ピストン本体
2 係合溝
2a,3a 溝底部
2b,3b 側壁部
3 テーパ溝
4 ピストン軸受
5 シールリップ
6 テーパ状係合部
7 係合部
7a 内周面
8 隆起部
8a,8b 斜面
9 シリンダチューブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a piston bearing suitable for use in a pressure device such as a compressor or a shock absorber.
[0002]
[Prior art]
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-81074, the applicant of the present application previously provided a plurality of
[0003]
Therefore, when this piston is incorporated and operated, for example, in the compressor, when the piston moves leftward toward the compression chamber disposed on the left side of the piston in the figure, the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, there is a demand for this type of resin bearing pressure-bonding piston to have a sealing property in the opposite direction to the extent that lubricating oil does not flow into the compression chamber, and the present invention aims to meet this demand. It is.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a piston bearing manufacturing method according to claim 1 of the present invention is attached to the outer peripheral surface of a piston body provided with a plurality of annular engaging grooves arranged in the axial direction by pressure bonding, and has a cylindrical end. A resin-made piston bearing provided with a seal lip on the outer peripheral surface of the piston bearing, and a plurality of annular ridges having a wedge shape in cross section are provided side by side in the axial direction, and the ridges have a pair of axially inclined surfaces. Provided, an inclination angle of the slope on the seal lip side is set smaller than an inclination angle of the slope on the opposite side, and an annular engagement portion that engages with the engagement groove is integrally formed on the inner peripheral surface of the piston bearing In the method of manufacturing a piston bearing in which the inner peripheral surface of the engagement portion is lifted from the groove bottom portion of the engagement groove, a plurality of annular engagement grooves are arranged in the axial direction on the outer peripheral surface of the piston body. Above The bottom of the groove is relatively shallow on the seal lip side and relatively deeply tapered on the opposite side, and a resin piston bearing is attached to the outer peripheral surface of the piston body by crimping. The elasticity of the piston bearing after installation A plurality of annular ridges are generated on the outer peripheral surface of the piston bearing corresponding to the engagement groove by the return, and the cross-sectional shape of the ridge has a wedge shape corresponding to the taper shape of the groove bottom. To do.
[0006]
[0007]
In the piston bearing manufactured by the above manufacturing method, as shown in a model diagram of FIG. 3 to be described later, the inclination angle is set to be relatively larger than the
[0008]
Further, according to the new knowledge of the present inventors regarding the manufacturing method of this kind of piston or piston bearing, when the piston shown in FIG. 5 is manufactured by the above-described glide light manufacturing method, as shown in FIG. The resin-made piston bearing 23 attached to the outer peripheral surface of the
[0009]
The previously proposed glide light manufacturing method includes a step of attaching a sheet by pressure-bonding it to an engagement groove provided on the outer periphery of the piston body via a sheet pressure-bonding means, as described in the above publication, A step of pressing and bending one end of the piston body to engage with a taper groove provided on the outer periphery of the piston body, a step of press-fitting a piston body with a sheet attached to the outer periphery into a heating cylinder, and heating the sheet; And a step of cooling the attached sheet. The seat is made of tetrafluoroethylene resin (PTFE), which becomes a piston bearing.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of annular engagement grooves 2 (four in FIG. 1) are arranged in the axial direction on the outer peripheral surface of a piston body 1 made of a rigid material such as a metal having a columnar shape or a cylindrical shape. Further, one
[0011]
A piston bearing 4 made of ethylene tetrafluoride resin is attached to the outer peripheral surface of the piston body 1 by pressure bonding by the above-mentioned glide light manufacturing method, and an
[0012]
An annular
[0013]
An annular raised
[0014]
The piston bearing 4 having the above-described configuration is combined with the piston main body 1 to form a resin-bearing pressure-bonding piston, and is incorporated in a compressor as described above, for example, to provide a bearing action and a sealing action. The sealing action is a two-way seal with a sealing action by the
[0015]
That is, in FIG. 1, first, when the piston moves leftward toward the compression chamber disposed on the left side of the piston in the drawing, the
[0016]
The piston bearing manufacturing method according to claim 1 of the present invention is different from the above-described glide light manufacturing method in that a plurality of annular
[0017]
Next, in the same manner as in the above glide light manufacturing method, a sheet made of ethylene tetrafluoride resin to be the
[0018]
At the stage of crimping and heating, the
[0019]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0020]
That is, according to the manufacturing method of the piston bearing according to claim 1 of the present invention including the above steps, the groove bottom portion of the engaging groove is formed in a tapered shape when the engaging groove is provided on the outer peripheral surface of the piston body. When a resin-made piston bearing is attached to the outer peripheral surface of the piston body by pressure bonding, when the elastic return (elastic recovery) occurs after mounting, a plurality of raised portions are generated on the outer peripheral surface of the bearing, and this raised portion is a tapered shape at the bottom of the groove Corresponding to the cross-sectional wedge shape. Therefore, even if post-processing is not performed on the outer peripheral surface of the bearing, a protruding portion having a wedge shape in section, which is a protrusion effective in preventing the lubricating oil from flowing into the compression chamber, can be formed.
Further, in the piston bearing manufactured by the above manufacturing method, a seal lip provided at one end of the piston bearing has a sealing action in one direction and a plurality of wedge-shaped cross sections provided on the outer peripheral surface of the piston bearing. In order for the raised portion to have a sealing action in the opposite direction, a sealing property in both directions on the outer periphery of the piston is realized. Therefore, when this piston bearing is incorporated in a compressor, it is possible to prevent air leakage and effectively prevent lubricating oil from flowing into the compression chamber. Further, since the inner peripheral surface of the annular engaging portion formed integrally with the inner peripheral surface of the piston bearing is raised from the groove bottom portion of the engaging groove, excellent cushioning properties are exhibited.
[0021]
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of the main part of a piston bearing according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1. FIG. 3 is a model view of a raised portion of the piston bearing. Cross-sectional view of the main part showing a state during production [FIG. 5] Cross-sectional view of the main part of the conventional piston bearing [FIG. 6] FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piston
Claims (1)
前記ピストン軸受(4)の外周面に断面楔状を呈する環状の隆起部(8)が複数、軸方向に並べて設けられ、前記隆起部(8)が軸方向一対の斜面(8a)(8b)を備え、前記シールリップ(5)側の斜面(8a)の傾斜角度(θ1)が反対側の斜面(8b)の傾斜角度(θ2)より小さく設定され、
前記ピストン軸受(4)の内周面には、前記係合溝(2)に係合する環状の係合部(7)が一体成形され、前記係合部(7)の内周面(7a)が前記係合溝(2)の溝底部(2a)から浮き上がっているピストン軸受(4)を製造する方法において、
ピストン本体(1)の外周面に環状の係合溝(2)を複数、軸方向に並べて設けるとともに前記係合溝(2)の溝底部(2a)をシールリップ(5)側で比較的浅く反対側で比較的深いテーパ状に形成し、
前記ピストン本体(1)の外周面に樹脂製のピストン軸受(4)を圧着により取り付け、
取付け後における前記ピストン軸受(4)の弾性復帰により前記ピストン軸受(4)の外周面に環状の隆起部(8)を前記係合溝(2)に対応して複数発生させ、
前記隆起部(8)の断面形状が前記溝底部(2a)のテーパ形状に対応して楔状を呈することを特徴とするピストン軸受の製造方法。A resin-made piston bearing (a plurality of annular engagement grooves (2) are attached to the outer peripheral surface of a piston body (1) arranged in the axial direction by pressure bonding, and a seal lip (5) is provided at one end of a cylinder. 4)
A plurality of annular ridges (8) having a wedge shape in cross section are provided side by side in the axial direction on the outer peripheral surface of the piston bearing (4), and the ridges (8) have a pair of axially inclined surfaces (8a) (8b). An inclination angle (θ 1 ) of the inclined surface (8a) on the seal lip (5) side is set smaller than an inclination angle (θ 2 ) of the inclined surface (8b) on the opposite side,
An annular engagement portion (7) that engages with the engagement groove (2) is integrally formed on the inner peripheral surface of the piston bearing (4), and the inner peripheral surface (7a) of the engagement portion (7). In the method of manufacturing the piston bearing (4), which is lifted from the groove bottom (2a) of the engagement groove (2),
A plurality of annular engagement grooves (2) are arranged in the axial direction on the outer peripheral surface of the piston body (1), and the groove bottom (2a) of the engagement groove (2) is relatively shallow on the seal lip (5) side. Form a relatively deep taper on the opposite side,
A piston bearing (4) made of resin is attached to the outer peripheral surface of the piston body (1) by pressure bonding,
A plurality of annular ridges (8) corresponding to the engagement grooves (2) are generated on the outer peripheral surface of the piston bearing (4) by elastic return of the piston bearing (4) after mounting,
The method for manufacturing a piston bearing, wherein the cross-sectional shape of the raised portion (8) exhibits a wedge shape corresponding to the tapered shape of the groove bottom portion (2a).
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