JP4352390B2

JP4352390B2 - ピストン構造体

Info

Publication number: JP4352390B2
Application number: JP2003429856A
Authority: JP
Inventors: 博英大浪
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: JP2005188602A

Description

本発明は、油圧緩衝器等のシリンダに嵌装される分割構造のピストン構造体に関するものである。

一般的に、筒型の油圧緩衝器のシリンダに嵌装されるピストンは、その中心部にピストンロッドの一端部を挿通して連結するための軸方向の貫通孔が設けられ、その貫通孔の周囲に、ピストンの両端面を貫通する複数の油液通路が配置されている。これらの複数の通路は、ピストンを斜めに貫通しており、その入口がピストンの端面の外周側に開口され、出口が反対側の端面の内周側に開口されている。ピストンの両端面には、油液通路の入口と出口との間を通って出口の周りを囲むように環状の弁座が突出され、この弁座に、中央部がクランプされた円板状のディスクバルブが着座されている。そして、油液通路を流通する油液の流れをディスクバルブの開閉によって制御して減衰力を発生させる。

上記のようなピストンを製造する場合、油液通路がピストンを斜めに貫通しているため、機械加工しにくく、また、焼結等による金型成形が非常に困難であり、生産性に問題がある。

そこで、従来、例えば特許文献１に記載されているように、ピストンを分割構造とし、外周側の入口通路と内周側の出口通路とが円周方向に交互に配置された２つのピストン半体をだぼピンとだぼ穴との嵌合によって互いに結合する技術が提案されている。なお、
ピストン半体の入口通路と出口通路とは、ピストン半体の結合面に形成された径方向溝を介して互いに連通されている。
特公昭４８−２１３７８号公報

この構成により、入口通路及び出口通路をピストンの端面に対して垂直に設けることができるので、焼結等による金型成形によってピストン半体を容易に製造することが可能となり、ピストンの生産性を高めることができる。

しかしながら、上記従来の分割構造のピストンでは、次のような問題がある。２つのピストン半体は、複数の油液通路の隙間に配置された小径のだぼピンとだぼ穴との嵌合によって互いに結合されるので、結合強度が低い。だぼピン及びだぼ穴の数を増やすことによって、ある程度結合強度を高めることができるが、位置合せが困難になり、位置決め精度も低下する。また、だぼピン及びだぼ穴の径を大きくすると、油液通路の流路面積を充分大きくとることができなくなるという問題を生じる。特に、ピストン部の油液通路の流量が大きい単筒式油圧緩衝器の場合に問題となる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、結合強度及び生産性を高めることができる分割構造のピストン構造体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、中心部にピストンロッドの一端部を結合させる取付開口が貫通され、該取付開口の周囲に複数の通路が貫通された略円板状の２つのピストン半体を互いに結合し、前記２つのピストン半体の通路を互いに連通させるようにしたピストン構造体であって、
前記２つのピストン半体の端面を互いの結合面とし、該結合面における前記取付開口と前記通路との間であって、前記取付開口と前記通路とから離間した位置に円周方向に沿って延びる円弧状の嵌合凸部及び嵌合凹部を形成し、前記嵌合凸部と前記嵌合凹部との嵌合によって前記２つのピストン半体を互いに結合させ、前記２つのピストン半体を互いに結合させた後に機械加工を施して外周部にピストンリングを装着したことを特徴とする。

本発明に係るピストン構造体によれば、ピストンロッドの取付開口と、その周囲に配置された通路との間のデッドスペースを利用して、円弧状の嵌合凸部及び嵌合凹部を設けたことにより、通路の流路面積を犠牲にすることなく結合部の寸法を大きくすることができ、ピストン半体の結合強度を高めることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るピストン構造体１は、筒型油圧緩衝器のシリンダに嵌装されるものであり、略円板状の第１ピストン半体２と第２ピストン半体３とを互いに結合して構成される２分割構造となっている。

第１ピストン半体２は、中心部にピストンロッド（図示せず）の一端部を挿通して結合するための円形の取付開口４が軸方向に貫通されている。開口４の周囲には、複数の入口通路５（通路）及び出口通路６（通路）が周方向に沿って等間隔で交互に配置されて、第１ピストン半体２を軸方向に貫通している。

入口通路５は、ピストン１の端面、すなわち、第１ピストン半体２の第２ピストン半体３との結合面７とは反対側の端面８の外周側に、円周方向に沿って延びる長方形の入口開口９を有している。出口通路６は、端面８の内周側に円形の出口開口１０を有している。端面８には、入口開口９と出口開口１０との間を仕切る環状のシート部１１が突出され、また、取付開口４の周囲に環状のクランプ部１２が突出されている。そして、ディスクバルブ（図示せず）の内周部がクランプ部１２に固定され、外周部がシート部１１に着座される。入口通路５及び出口通路６の結合面７側の開口は、入口開口９と出口開口１０とを組合わせた形状を有する互いに同形状の連通開口１３、１４となっている。

第１ピストン半体２の結合面７には、取付開口４と連通開口１３との間の環状の部位であって、取付開口４と連通開口１３とから離間した位置に、ピストン半体２と同心に配置された一対の円弧状の嵌合凸部１５及び嵌合凹部１６が形成されている。嵌合凸部１５及び嵌合凹部１６は、互いに圧入、嵌合可能な形状であり、第１ピストン半体２の中心に対して対称位置に配置されており、入口通路５及び出口通路６の幅を超えて円周方向に延ばされている。また、嵌合凸部１５及び嵌合凹部１６の側面部は、テーパ面１５Ａ、１６Ａとなっている。

第１ピストン半体２と第２ピストン半体３とは、同形状であり、結合後に適宜機械加工等が施されて、ピストン構造体１として所定の形状に仕上げられるので、第２ピストン半体３については、上述の第１ピストン半体２に対応する部分には同一の符号を付して説明は省略する。

第１ピストン半体２と第２ピストン半体３とは、結合面７どうしを対向させて、互いの嵌合凸部１５を嵌合凹部１６に圧入、嵌合することによって結合される。これにより、第１ピストン半体２及び第２ピストン半体３のそれぞれの入口通路５と出口通路６とが連通開口１３、１４によって連通されて、ピストン１を軸方向に貫通する油液通路が形成される。

第１ピストン半体２と第２ピストン半体３とを結合した後、適宜機械加工等を施してピストン構造体１を所定の形状に仕上げ、その外周部にピストンリング１７が装着される。そして、取付開口４にピストンロッドの一端部が挿通され、結合され、ピストン１の両端面８のクランプ部１２にディスクバルブが取付けられてシート部１１に着座される。

嵌合凸部１５及び嵌合凹部１６は、入口通路５及び出口通路６と取付開口４との間の環状のデッドスペースに配置され、その円周方向に沿って円弧状に形成されているので、油液通路の流路面積を犠牲にすることなく、充分大きな寸法とすることができるので、圧入による結合強度を高めることができ、結合後の機械加工等によって結合が外れることがない。また、嵌合凸部１５自体の強度が高まるので、圧入時の嵌合凸部１５の損傷を防止することができる。

嵌合凸部１５及び嵌合凹部１６は、第１及び第２ピストン半体２、３と同心に配置され、側面部がテーパ面１５Ａ、１６Ａとなっているので、圧入時に、容易に嵌合させることができ、また、第１ピストン半体２と第２ピストン半体３との中心の位置合せの精度を高めることができる。

また、第１ピストン半体２と第２ピストン半体３とは、同形状であり、焼結等によって容易に金型成形することができるので、製造コストを低減することができる。

なお、上記実施形態では、嵌合凸部１５及び嵌合凹部１６の側面部全体にテーパ面１５Ａ、１６Ａを形成したものを示しているが、本発明は、これに限らず、嵌合凸部１５の先端部及びこれに嵌合する嵌合凹部１６の底部のみにテーパ面１５Ａ、１６Ａを形成し、他の側面部は、結合面７に垂直な形状とするようにしてもよい。この場合、嵌合凸部１５のテーパ面１５Ａによって嵌合作業を容易にすると共に、結合面７に垂直な側面部によって、これらの相互の嵌合強度をさらに高めることができる。

また、上記実施形態では、本発明を筒型の油圧緩衝器のシリンダに嵌装されるピストンに適用した例について説明しているが、本発明は、これに限らず、他のシリンダに嵌装されるピストンにも同様に適用することができる。

本発明の一実施形態に係るピストン構造体の縦断面図である。図１に示すピストン構造体を構成するピストン半体の平面図である。

符号の説明

１ピストン構造体、２第１ピストン半体、３第２ピストン半体、４取付開口、５入口通路（通路）、６出口通路（通路）、７結合面、１５嵌合凸部、１６嵌合凹部、１５Ａテーパ面、１６Ａテーパ面

Claims

中心部にピストンロッドの一端部を結合させる取付開口が貫通され、該取付開口の周囲に複数の通路が貫通された略円板状の２つのピストン半体を互いに結合し、前記２つのピストン半体の通路を互いに連通させるようにしたピストン構造体であって、
前記２つのピストン半体の端面を互いの結合面とし、該結合面における前記取付開口と前記通路との間であって、前記取付開口と前記通路とから離間した位置に円周方向に沿って延びる円弧状の嵌合凸部及び嵌合凹部を形成し、前記嵌合凸部と前記嵌合凹部との嵌合によって前記２つのピストン半体を互いに結合させ、前記２つのピストン半体を互いに結合させた後に機械加工を施して外周部にピストンリングを装着したことを特徴とするピストン構造体。
前記２つのピストン半体の結合前の形状は、同形状であることを特徴とする請求項１に記載のピストン構造体。
前記嵌合凸部と前記嵌合凹部との嵌合は、圧入であることを特徴とする請求項１又は２に記載のピストン構造体。