JPH0117451B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、油圧又は空気圧ピストンなどの流体
駆動機器用のリング、およびそのリング製造法、
ならびにリング用材料の製造法に関するものであ
る。

ベアリングリングは油圧又は空気圧ピストンと
シリンダとの間に装着する部材であり、ピストン
が側方へ動いたときの金属間の接触を防いでい
る。通常、ピストン（またはロツド）は流体の通
過を止めるシ−リングリングを有し、これらはベ
アリングリングと別体の場合もあるが、ベアリン
グリングと共に組立体の一部分をなしていること
もある。

本発明はこのようなリングの製造に関するもの
であり、特にベアリングリングについて記載す
る。

ベアリングリングは、ピストンへの組付けを容
易にするために、通常は割りリングになつてい
る。従来からベアリングリングはリン青銅やホワ
イトメタルで製造されているが、材料自体や製造
工程に費用がかかる。

また、PTFEリングもベアリングリングとして
使用されている。PTFEは通常平板状に成形され
ており、適宜の厚さおよび幅の材料を切削してリ
ングを作る。しかし、材料自体は高価であり、ま
た取付けたリングは荷重によつて伸びる傾向を有
する。

更に、ベアリングリングは木綿−フエノール材
料で製造される。その場合、木綿製のシート材を
熱硬化性フエノール樹脂中に浸漬し、管に巻付け
てスリーブ状に形成し硬化させる。次に所定の幅
に切断し通常は割りを入れてリングを作る。これ
は多段工程製造法であり、同一直径のリングを所
定数作らなければならないので経済的に不利であ
る。

しかし、現在最も一般的なベアリングリング製
造法は、直径６インチ（15cm）以下の場合には、
アセタールまたはナイロン熱可塑性樹脂を使用す
る射出成形法である。この方法では、装置上の理
由から、リング全体を成形する必要があり、従つ
て別途の割りを入れる工程が必要であるという欠
点がある。また、リングの幅が相当大きくかつ半
径方向の厚さが非常に小さい場合には、熱可塑性
材料を型全体に均一に流し込むことは困難であ
る。ベアリングを取付けた装置を「デイーゼリン
グ」（圧力流体の蒸気の自然発火）が起るような
圧力下で使用した場合には、熱可塑性材料は融解
し、その一部がシリンダ壁に付着し、その付着物
がシーリングリングを破損する。

しかし、これらのリングを射出成形によつて製
造することは更に重大な欠点を有する。すなわ
ち、リングの厚さ、幅あるいは半径などのいずれ
の寸法を変更するにも、全く新規な金型が必要で
あり、従つて装置代が非常に高くなるということ
である。

本発明においては、種々の長さでかつ幅と厚さ
が正確なシーリングリングまたはベアリングリン
グ用の材料を製造することを目的とするものであ
る。この材料から広範囲の直径の製品を得ること
ができる。

本発明で採用する製造法は以下の通りであり、
いわゆる「プルトルージヨン」として知られてい
る方法に基くものである。この方法では、熱硬化
性樹脂中に、グラス、カーボンその他の繊維やワ
イヤからなる一定方向繊維素材を通し、次に成形
および硬化用ダイスに通す。このダイス中で、素
材に付着した樹脂は所望の形状になり硬化する。
成形硬化した材料をダイスの向こう側から引張る
ことにより素材を進行させる。それには通常のウ
オーキング（直線状）グリツパープラーを使用す
る。この工程に使用する機械は市販のものでよい
（例えば、英国、エセツクス州のプルトレス・リ
ミテツド（Pultres Limited）製の機械）。この方
法の通常の製品は非常に強固でありかつ軽量であ
るから、硬度および長手方向の強度が要求される
場合に使用される。

最終的にベアリングリングを製造するのに適し
たリング用材料を製造するために、樹脂浴中を通
して樹脂を付与する素材、すなわち表面層とし
て、繊維が必ずしも一方向に整列していないテー
プを使用して横断方向における強度も向上させる
という変更を前記の方法（および機械）に加え
た。材料としては、合成の、あるいは組合せの適
宜の材料を使用することができ、例えば、テリレ
ン、亜麻、綿などの織物製あるいは編物製テープ
などが特に好適である。このテープの幅は、ベア
リングまたはシーリングリングの幅と実質的に同
一である。ベアリングリングの場合には樹脂の硬
度の高いものがよい。

プルトルージヨン工程に一枚のテープを通すこ
とによつて薄いリングを作ることができるが、通
常少なくとも二枚のテープを重ねて用いることが
好ましく、更に、グラスフアイバーなどの単方向
繊維の層を前記二層の間へ挾むことが望ましい。
すべての場合、製品は長さ不定のテープ状の物品
であり（長方形、三角形その他の形状の断面）、
巻き取ることができるということが重要である。
装置から出た製品を成形部材上にらせん状または
渦巻状に巻取ることが望ましい。成形部材の直径
は、テープの最終使途を想定した値である（すな
わちテープから作つたベアリングリングを取付け
るべきピストンまたはハウジングの直径である）。
成形材料をらせん状またはコイル状にまき付ける
ときに、成形材料に硬化処理を施して所望の用途
に適合させる。この材料は、機械に取付ける場合
に、それぞれの長さに切断される。しかし、更に
望ましい使用形態としては、最終使用者がこのテ
ープのコイルやロールを保有し、ベアリングリン
グを交換しようと考えた場合に、使用者が適宜の
長さのテープを切断し、それをピストンの周囲に
取付けて正確にその曲率に適合するようにすれば
よい。

ベアリングリングの形成は製造工場でもできる
し使用者の現場で行つてもよい。我々はプルトル
ージヨン装置からウオーキングリニアーグリツパ
を取り除き、その代りに、前記のように適当な半
径の回転シリンダやマンドレルの上に成形物を巻
付けたり、一連の加熱あるいは冷却ローラによつ
て機械から素材を引張る。

前記のように、本発明の方法によつて、正確な
幅と厚さを有する油圧または空気圧用ピストンま
たはロツド用のリングを形成するための材料を作
ることができる。また、材料中の素材層の数、種
類、量比などを調節することによつて、材料の弾
性、硬度および可撓性などを調節することができ
る。更に、材料の表面の性質を相当程度に調節す
ることができ、かつ一つの面の性質を他の面のと
異ならせることもできる。このことはテープまた
はテープの内の一方に表面状態を変える物質を加
えることによつて行うことができる。例えば、一
つのテープにPTFEのたて糸または線を加える
と、そのテープの側はある程度PTFEのような支
持性能と摩擦性を有するようになる。同様に、担
体樹脂に混合した硫化モリブデンのような潤滑剤
をテープに含浸させることもできる。また、テー
プのたて糸に炭素繊維や導電性ワイヤを加えるこ
とも可能である。

更に、複数の素材層から構成する場合には、通
常は摩擦性でリングの表面には使用できないよう
なグラスフアイバーなどの高強度材料を使用する
ことができる。このような摩擦性材料は、その上
に非摩擦性テープ層を付与することにより使用可
能になる。

以下に、ベアリングリング用材料の製造工程お
よび材料の実施例を図面に従い説明する。

第１図はプルトルージヨン装置の概略説明図で
ある。この装置は、両側面にテープを有し、その
間に少なくともひとつの単一方向材料層を挾んだ
構成のベアリング用材料を製造する装置である。
装置は３つの供給リール１，２および３を有し、
上面テープ４はリール１から供給され、下面テー
プ５はリール３から供給され、グラスフアイバー
などの単一方向性材料のウエブまたはマツト６は
リール２から供給される。これらは、回転マンド
レル７によつて装置を通して引張られている。マ
ンドレル７の直径はこの材料から形成するリング
の最終的直径とほぼ同じである。また、このよう
な装置に通常付いている可動引取り装置を点線８
の位置で使用しその後に符号７で示すようなマン
ドレルに生成材料を巻付けてもよい。

リール１，２および３から引出した材料は案内
櫛９を通し、次にエポキシ樹脂などの熱硬化性材
料の浴１０に浸漬する。他の適当な樹脂として
は、例えば、シリコン、ポリエステル、ポリイミ
ドおよびビニルエステル系樹脂などがある。材料
は、二重櫛によつて液体樹脂の表面下に保持され
ている。この二重櫛は高さを調節できるようにな
つており、材料４，５，６を樹脂浴中に別々に浸
して、各材料が完全に樹脂によつて被覆されるよ
うにする。材料は次に他の櫛１２を通過し、次に
液切り皿１３の上を経て電熱ダイス１４に入る。
このダイス１４の入口１５は出口１６よりも大き
く、その間の内部通路はテーパー状になつてい
る。材料の所望の形状は主として出口１６によつ
て定まる。ダイスは電気的に加熱されており、そ
の加熱温度は、材料の供給速度に関連するが、材
料が出口から出るときにほぼ完全に（例えば95
％）樹脂が硬化するマンドレル７上の材料は次に
適度の温度で最終硬化を行い最終的用途における
所望の直径になるように硬化させる。

第２図に符号１７で示す最終材料は、その構造
を示すために一端部を割つて開いてある。単一方
向補強層６を設けた場合には、この層に沿つて材
料を分割することは容易である。上面テープ４が
片面にあり、下面テープ５が他の側にある。材料
４，５，６の厚さは出口１６の幅によつて調節さ
れ、テープ４，５の構造は製品の表面に表われて
おり、これらは実質的に可撓性であるが表面は硬
くて凹まない。テープの片方または両方に適宜の
材料、例えば、PTFE系あるいは潤滑剤または金
属などを加えることによつて、表面的性質を変化
させることができる。またテープは他のテープの
裏面を被うように、一定の寸法を有するものであ
る。

材料はロール状またはらせん状の形態で使用者
が保存し、所定の長さに切つて第３図に示すよう
なベアリング１８を作る。このリング１８は材料
１７からなり、突き合わせ継ぎまたは継ぎ部１９
を有する。もし無端ベアリングリングを成形しよ
うとする場合には、材料が第２図に示すようなも
のであれば、両方の端部を図示のように分割し、
両端の対向する側の面を切断し、残つた半分の厚
さの両端部を適宜の接着剤で結合すればよい。あ
るいは、これらをリベツト止めしてもよく、また
（特に製造業者の工場では）リングの周囲に射出
成形を施すことにより結合することもできる。

樹脂浴に使用した樹脂が硬化後に弾性を有する
ものであれば、製造された材料はシーリングリン
グ製造用として優れている。

ダイスの形を適宜変更することによつて、断面
が長方形以外の形状のリングを作ることもでき
る。例えば、片側端や断面の中央にフランジを有
する材料や断面が梯形や三角形のリングを作るこ
とができる。

工場においてもあるいは末端使用者によつて
も、一定の長さの材料からある範囲の直径のリン
グを作ることができる。このことは廉価でかつ高
精度のリングを得られるという特色を与え、かつ
厚さにおける誤差が小さいなど多大の利点を示す
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に使用するプルトルージ
ヨン装置の略示説明図、第２図は形成した材料の
一実施例の斜視図、第３図は割りベアリングリン
グの斜視図である。 ４，５，６……素材、７……マンドレル、１０
……樹脂浴、１４……ダイス、１８……リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱硬化性樹脂の浴１０中に繊維材料等の素材
   ４，５，６を通し、該素材４，５，６上に樹脂を
   付着させる工程； 樹脂を付着された素材４，５，６をダイス１４
   に通して素材を所望の断面形状にする工程：およ
   び 樹脂を硬化して前記素材４，５，６を可撓性リ
   ングの基材に形成する工程、 からなる流体駆動装置の可撓性リング用材料の製
   造法。 ２ 少なくとも予備硬化した材料を被駆動シリン
   ダ７の上に巻き付ける工程を含む特許請求の範囲
   第１項に記載の製造法。 ３ 硬化樹脂を付着させた素材４，５，６をシリ
   ンダ７へ巻付ける作用により、素材を浴１０およ
   びダイス１４を経て引張ることからなる特許請求
   の範囲第２項に記載の製造法。 ４ 硬化樹脂を付着させた素材４，５，６を多数
   の片に切断し、かつ各片の長さを流体駆動装置の
   可撓性リング１８の長さに相当する値にする特許
   請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の
   製造法。 ５ 硬化樹脂を付着させた素材４，５，６を各リ
   ング１８の長さに切断する前に、コイル状にして
   保存することからなる特許請求の範囲第４項に記
   載の製造法。 ６ 螺旋すなわちコイルの一つの円周を各リング
   １８の長さに実質的に等しくする特許請求の範囲
   第５項に記載の製造法。 ７ 素材４，５，６は、二方向以上に整列させた
   繊維を有する材料からなる特許請求の範囲第１項
   から第６項のいずれかに記載の製造法。 ８ 前記素材は、二方向以上に整列した繊維から
   なる少なくとも一つの繊維テープ４，５と、単一
   方向に整列した繊維からなり、かつ前記繊維テー
   プ４，５に隣接させた繊維束６とからなる特許請
   求の範囲第７項に記載の製造法。 ９ 前記繊維束６を二枚の繊維テープの間に挟ん
   でなる特許請求の範囲第８項に記載の製造法。 １０ 熱硬化性樹脂の硬化基材中に含まれる素材
   ４，５，６からなる材料において、前記素材４，
   ５，６は所望のリングの断面形状に形成され、か
   つ前記材料の二以上の方向に整列した繊維は長手
   方向に垂直な軸上で可撓性を示すことを特徴とす
   る、流体駆動装置の可撓性リング用の細長い材
   料。 １１ 前記素材は、二以上の方向に整列した繊維
   を有する少なくとも一つの繊維テープと、単一方
   向に整列した繊維を有しかつ前記繊維テープに隣
   接した繊維束とからなる特許請求の範囲第１０項
   に記載の細長い材料。 １２ 前記繊維束を二枚の繊維テープの間に挟ん
   でなる特許請求の範囲第１１項に記載の細長い材
   料。 １３ 前記材料の繊維テープと同一の表面性状を
   示す特許請求の範囲第１１項または第１２項に記
   載の細長い材料。