JPH0198763A - ピストン・シリンダーアッセンブリ - Google Patents

ピストン・シリンダーアッセンブリ

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JPH0198763A
JPH0198763A JP63230186A JP23018688A JPH0198763A JP H0198763 A JPH0198763 A JP H0198763A JP 63230186 A JP63230186 A JP 63230186A JP 23018688 A JP23018688 A JP 23018688A JP H0198763 A JPH0198763 A JP H0198763A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ピストンを内蔵するシリンダー空間をなすシ
リンダー胴を備えるピストン・シリンダーユニットに関
する。前記ピストンは、軸方向に変位しうるとともに、
シリンダー内の案内面に接して運動する。
〔従来の技術と解決すべき課題〕
ピストン・シリンダーユニットを製作する際、ピストン
を、シリンダー空間即ちシリンダー孔に正確に整合させ
なければならないため、従来、ピストンの面を高精度に
仕上げうる精密な機械加工を施こす必要があった。その
理由は、空間において変位する際のピストンの案内即ち
支持作用が、案内面即ち支持面をなすシリンダ一部の内
面と。
ピストンの外面との協働作用によって行なわれるからで
ある。
製作に精密さを要するため、コストが大となってしまう
、また、ピストンとシリンダーとの接触部の面積が大き
いため、大きな負荷がかかり、ピストンを動きに＜＜シ
てしまうことがよくある。
このような状態は、ユニットの周囲温度が大きく変化し
た際にも、起こりやすい。
本発明の第１の目的は、冒頭で述べた形式のピストン・
シリンダーユニットであって、精度を全く落とさず、よ
り簡単に、しかもより安価で製造しうるものを提供する
ことである。
本発明の第２の目的は、上述形式のピストン・シリンダ
ーユニットであって、長い寿命を有するものを提供する
ことである。
本発明の第３の目的は、上述形式のピストン・シリンダ
ーユニットであって、故障や破損の少ないものを提供す
ることである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によると、上記の目的、およびそれ以外の目的を
達成するべく、次のような手段が講じられている。
ピストンは、その長手方向の一部を覆って伸び、かつ同
軸状に配列される少なくとも一つの環状ランナーベルト
、即ち案内ベルトで囲繞され、半径方向外側へ曲げられ
ているベルト面は、滑り嵌め式にシリンダ一部の支持面
と係合し、ランナーベルトの対向する内面は、シリンダ
一部の支持面から離隔して、ピストンの外周面を支持し
ているとともに、ピストンにおける溝状周囲凹部に嵌着
される半径方向に内方へ突出する周囲保持スパーを有し
ている。前記ランナーベルトは１弾性を有する材料から
なるとともに、周囲のある場所に、ベルトの嵌合状態に
て閉じられるようになっている組立て用切欠きを備えて
いる。
このような構成により、ピストンの外周面は、ピストン
を包囲するシリンダー胴の支持面と接触することがなく
なる。つまり、ランナーベルトにより、ピストンに対す
る案内作用、即ち支持作用が行なわれる。
このベルトは、その外方に曲げられている作用面が、半
径方向において、ピストンの外周面から張り出るように
して、前記外周面に装着されるため、ピストンの外周面
と、シリンダー胴の支持面との間に隙間ができる。
この利点は、ピストンの外周面に精密な加工を施こす必
要がなくなるということである。つまり、ピストンを製
作した後、それに全く手を加える必要がなくなる。従っ
て、製造コストが相当に削減される。
断面がＴ字状のランナーベルトを所定の位置に保持する
には、ピストンに相補的に設けられた周囲四部に嵌着さ
れる保持スパーを使用して、簡単に行なうことができる
。ランナーベルトに弾性のある材料を用いることにより
、適切な保持状態が確保され、従って、それ以上の補助
的手段を講する必要はない。
固有の弾性により、ベルトは、周囲凹部に保持される。
また、材料の選択により、ベルトをピストンにかけわた
し、かつそのベルトを、ピストンの周囲凹部にばねのよ
うにしっかりスナップ嵌めさせるのに必要なだけ、組立
て用切れ目のところでベルトの端部を引っ張ることがで
きるため、組立ては、簡単に、しかも有利に行なえる。
ベルトは、連続状でなく、切断形態のリングになってい
る。従って、それをつくるには、長さが一定しない材料
からなるものを所望の長さに切断し、必要に応じ、適切
な方法で加熱するか、あるいは別の方法を用いて、ベル
トが所望の環状になるよう、形を整えるだけでよい。
さらに、ランナーベルトが、ピストンとシリンダー孔と
の間の緩衝物、即ち一種のクツションのようなものにな
るため、熱膨張を許容し、摩耗を少なくさせ、かつ寿命
を長くさせるという利点もある。
本発明の特徴は、冒頭において、特許請求の範囲に記載
した通りである。
例えば、ベルトにおける切れ目を、スロット状にし、か
つ軸方向、及びベルトの周囲方向に約４５度の角度をな
すようにするのが好ましい。そのようにすると、長手方
向の食い違いが、切れ目のところで成る程度変位するこ
とで吸収されてしまうので、ベルト長に対する許容度は
、更に大きくなる。
また、シリンダー胴の案内面、即ち支持面に作用するベ
ルトの外面に、グリースのような油を受ける少なくとも
一つの溜めを、周囲溝を形成するようにして設けること
が好ましい。
本発明の実施例では、このような溝が２つある。
グリースが溝の中に入れられ、ピストン作動時、支持面
に平均に分配される。そのため、確実で、かつ常に望ま
しい潤滑作用が達成される。
ランナーベルトを形成する材料としては、プラスチック
が好ましく、その組成は、３０％が炭素繊維、１５％が
ＰＴＦＥ、残りをポリアミドとするのが好ましい。
更に、本発明の利点として、ピストンの長手方向におけ
る周囲凹部の幅が、凹部に受容される保持スパーの幅よ
りも若干大きくなっているため、ベルトには、軸方向に
、例えば１／１０ｎｍ程度の遊びができる。これにより
、ピストンの緩衝的取付けができるようになり、あらゆ
るクランピング作用とか、拘束作用を防止することがで
きる。
また、周囲凹部の深さが、保持スパーの高さよりも大き
くなっていると有利である。
本発明によれば、ピストンが、長円形、即ち楕円形の断
面、つまり非円形になっているため、軸まわりのねじれ
を防止するためにも、特に好適である。これは、例えば
−片の永久磁石のように、シリンダー胴の外面に位置す
るスイッチを作動させる駆動磁石を取り付ける場合、特
に都合がよい。
ランナーベルトは、ピストンに嵌着されている駆動磁石
を覆うのに都合がよい。そのため、ランナーベルトの周
りに伸びている保持スパーには、外部に装着されたスイ
ッチから一定距離を保つとともに、磁界の強度損失をで
きるだけ低く抑えるべく、磁石ができるだけシリンダー
孔の近傍に位置するよう、対応する位置に切欠きを設け
るのが好ましい。
１本のピストン用ランナーベルトが、軸方向におけるピ
ストンの両端の中程に位置するとともに、各側で、それ
ぞれシールリングに当接するような構成にすることによ
り、特に安い費用での製造が可能となる。
〔実施例〕
以下１本発明を、添付の図面を参照しての本発明の好適
実施例に基づき詳細に説明する。
第１図に示すように、本発明によるピストン・シリンダ
ーユニットは、内部にシリンダー空間（２）を画定して
いるシリンダ胴−（１）と、シリンダー内部にあり、か
つ軸方向（３）に往復運動可能なピストン（４）とから
構成されている。また、図示の如く、ピストン（４）に
は、その−側から伸びるピストン・ロンド（５）が取り
付けられている。
ピストンの両側における２つの圧力空間（６）（６′）
が、圧力孔（図示せず）を介して、交互に加圧されたり
排気されると、ピストンは、軸方向に作動する。
滑動する際、ピストン（４）は、第２図乃至第４図に示
されているランナーベルト（７）の部分で、シリンダー
空間（２）を画定しているシリンダー胴の内周面（８）
に接しながら作動される。
ランナーベルト（７）は、リング状であり、かつピスト
ン（４）の最外側の周りに同軸状に広がっている。
シリンダー胴（１）の方へ半径方向外側に曲げられてい
るベルト面（９）は、隙間底め式に内周面（８）と接し
て動く。ベルト（９）と対向する内面（１０）は、内周
面（８）と対向するピストンの外周面（１４）に当接し
ている。
外周面（１４）は、内周面（８）から離隔し、かつそれ
と対向している。つまり、ランナーベルトがないとすれ
ば、ピストンとシリンダー胴との間に半径方向の隙間が
形成されるようになっている。
ベルトのピストンに対する固定は、ベルトの内面（１０
）に形成されるとともに、半径方向内側に、しかも周方
向つまりベルトの長手方向に伸びる保持スパー（１５）
　（第３図および第４図参照）により、確実に行なわれ
る。スパーは、ピストン（４）に適切に形成された溝状
周囲凹部（１６）に嵌着される。
ピストンには、一つ以上のランナーベルトが装着される
か、またはただ単に１本のランナーベルトが装着される
。この単一ベルトは、ピストンの全長にわたって延在し
ている。しかし、第１図に示すように、単一のピストン
用ランナーベルトが、ピストンの中央部、つまり１周囲
口部（１６）と同じようにピストンの中央部に位置する
構成にするのが特に好ましい、その際１周囲口部の両側
には。
各シールリング（１７）　（１７’　）が軸方向に当接
して設けられる。
これらのリングは、周囲溝（１８）　（１８″）に嵌着
される。周囲溝（１８）　（１８’　）は、ピストンの
２箇所にランナーベルトに隣接して設けられる。シール
リングは、ピストン（４）の外周面（１４）と、内周面
（８）との間の隙間に広がり、かつその厚さは、保持ス
パーなしのランナーベルトの厚さに相当している。
図示のランナーベルト（７）は、３０％が炭素繊維、１
５％がＰＴＦＥ　（テフロン（商標））、残りが摩耗率
を特に低くさせるポリアミドからなり、従来のものと比
べて、３〜５倍も長い寿命をもつプラスチック材料から
つくられる。、また、この材料は、ゴムのような弾性を
有しており、そのため、ピストンに対する装着が簡単に
できる。
ベルト上のある部分には、取付は用の切れ目、即ちギャ
ップ（２０）が設けられる。これは、第２図に示すよう
なスロット（２１）にするのが好ましい。
従って、ランナーベルト（７）は、周囲方向には完全に
つながっておらず、切れ目の入ったリング状になってい
る。しかし、リングの端部（２２）　（２２’　）は、
弾性があるため、実際上開くことはない。
装着の際、リングの端部（２２）　（２２’　）が若干
法がるよう、リングを引っ張り、ベルトが周囲凹部（１
６）に達したところで、リングの端部を釈放すれば、ば
ねのように、保持スパーを凹部へぴったり嵌め込むこと
ができる。
ベルトが取り付けられたピストンを、シリンダー空間（
２）の中に挿入すれば、最終的な装着状態が自動的に達
成され、２つのリング端部は、互いに押圧される９この
場合、スロットの長平方向は、軸方向（３）と周囲方向
（２３）とに対して成る角度、具体的には、各場合約４
５度の角度をなすように設定することが望ましい。
リングの２つの端部を、互いに成る程度ずれるようにす
ると、長平方向に許容度を持たせることができる。
第２図および第４図は、ランナーベルトの望ましい改良
例を示す。それから明らかなように、ベルトには、全周
に沿って伸びる溝（２４）　（２４′）が設けられてい
る。これらの溝は、間に軸方向の空間を有している。
溝は、グリースのような油受は溜めとしての役割を果た
し、ピストンが作動する際、油は、ピストン作動時の支
持面（２５）になるベルト面（９）を、−様な油膜にな
って被覆する。そのため、ピストンは自由に作動するこ
とが保証される。
図示していない本発明の別の構成では、油の受は溝をた
だ一つとしている。その場合、この溝は、ピストンの中
間部に位置させるのが好ましい。
更に、油を受容させるため、ベルト面に別の形式で溝を
設けることができる。例えば、溝を、ベルトの外周に一
定間隔で形成するようにする。
本発明によるピストン・シリンダーユニットの大きな利
点は、ピストンに特殊な表面加工を施こすことなく、直
ちに使用できる点である。これは、その表面が、支持面
、即ち作用面として働く面でないことと、シリンダー胴
の内部に接触しないからである。
第１図示の本発明の実施例では、長手軸方向（３）にお
ける周囲凹部（１６）の幅は、約１／１０ｍのギャップ
ができるように（図面では、誇張して描いである。）、
受容される保持スパー（１５）の幅よりも大きくなって
いる。そのため、ランナーベルトは、成る程度自由に動
きまわれるとともに、シリンダーにおけるピストン・ジ
ャムを防止しうるよう、ピストン（４）に対して軸方向
に可動である。
更に、周囲凹部（１６）の深さは、保持スパー（１５）
の高さ寸法よりも大きくしである。
保持スパー（１５）、およびそれと協働する周囲凹部（
１６）は、それぞれ、ピストンの長さ、およびベルトの
幅に比べて、かなり小さくつくられている。
図示のピストン・シリンダーユニットには、スイッチ装
置が装着され、また、ピストンには、駆動磁石（２９）
が取り付けられている（第３図参照）。
この駆動磁石（２９）は、シリンダーの外側に置かれて
いるスイッチ（図示せず）を作動させることができる。
ピストン（４）およびピストン空間（２）は、軸に対し
てねじれを生じないよう、断面が楕円形となるようにつ
くられているため、駆動磁石（２９）は。
一定の状態を保つことができる。
駆動磁石（２９）は、永久磁石であり、ピストン（４）
の頂部に、しかもピストンの外周面（１４）に都合よく
設けられている。しかし、磁界の広がりが妨害されない
よう、磁石がシリンダー孔にできるだけ接近するのを確
実にするため、磁石（２９）を覆ってるランナーベルト
（７）には、磁石に隣接する切欠き（３０）が設けられ
、その中に、磁石が埋め込まれる。
従って、駆動磁石（２９）は、覆われて保護される一方
、それにより、スイッチ作動の正確性が損なわれること
はない。
ランナーベルトを使用する場合、ピストンが長円形であ
ると、特に都合がよい。何故なら、ピストンが円形でる
と、それに正確に合う形状のベルトをつくることは、非
常に難しいからである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるピストン・シリンダーユニット
の部分縦断面図である。 第２図は、本発明によるランナーベルトの平面図である
。ただし、ピストンは省略しである。 第３図は、ランナーベルトと、外部装置を作動させるた
めの駆動磁石とを備えるピストンの断面図である。 第４図は、本発明の一実施例によるランナーベルトの断
面図である。 （１）シリンダー胴　　　　（２）シリンダー空間（３
）軸方向　　　　　　　　（４）ピストン（５）ピスト
ン・ロンド　　　（６）　（６’　）圧力空間（７）ラ
ンナーベルト　　　（８）内周面（９）ベルト面　　　
　　　（１０）内面（１４）外周面　　　　　　　（１
５）保持スパー（１６）凹部　　　　　　　　（１７）
　（１７’　）シールリング（１８）　（１８’　）周
囲溝　　　　　（２０）切れ目（２１）スロット　　　
　　　　（２２）　（２２’　）リングの端部（２３）
周囲方向　　　　　　（２４）　（２４’　）溝（２５
）支持面　　　　　　　（２９）駆動磁石（３０）切欠
き Ｆｉｇ、１ Ｆ々、２ Ｆｔ’ｒｉ、３

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ピストン空間を画定しているシリンダー胴と、前
    記胴の周囲支持面による支持作用により、前記胴内で軸
    方向に作動しうるピストンとを備え、前記ピストンは、
    ピストンの長手方向に沿って軸方向に取り付けられる少
    なくとも一つの環状ランナーベルトを具備し、 前記ベルトは、前記胴の内側支持面と滑り嵌め式に接触
    し、ピストンを支持しうるようになっている半径方向に
    外方に向く面と、ピストンの外周面に当接し、前記胴の
    支持面から離隔している内方に向く面とを有するととも
    に、ピストンの溝状周囲凹部に嵌着される内向き保持ス
    パーを備え、前記ベルトは、弾性を有する材料からなり
    、かつ、ベルトを装着する際に広げることができ、装着
    状態では閉じられるようになっている切れ目を、ベルト
    周辺の適所に有していることを特徴とするピストン・シ
    リンダーユニット。
  2. （２）切れ目が、スロット状であることを特徴とする請
    求項（１）記載のピストン・シリンダーユニット。
  3. （３）スロットが、直線状であり、かつ軸方向および周
    囲方向にある角度をもって設けられていることを特徴と
    する請求項（２）記載のピストン・シリンダーユニット
    。
  4. （４）支持面を形成する外方へ曲げられたベルト面が、
    油を受容しうる少なくとも一つの溜めを有していること
    を特徴とする請求項（１）記載のピストン・シリンダー
    ユニット。
  5. （５）少なくとも一つの溜めが、ベルトの全周に沿って
    伸びる溝状でることを特徴とする請求項（４）記載のピ
    ストン・シリンダーユニット。
  6. （６）ランナーベルトが、プラスチックからなることを
    特徴とする請求項（１）記載のピストン・シリンダーユ
    ニット。
  7. （７）ランナーベルトは、約３０％が炭素繊維、約１５
    ％がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、残りが
    ポリアミドからなっているこをと特徴とする請求項（６
    ）記載のピストン・シリンダーユニット。
  8. （８）ピストンの長手方向における周辺溝の幅が、保持
    スパーの幅よりも大きく、そのため、前記スパーは、溝
    において軸方向に遊びを有していることを特徴とする請
    求項（１）記載のピストン・シリンダーユニット。
  9. （９）周囲溝の深さが、保持スパーの高さよりも大きい
    ことを特徴とする請求項（１）記載のピストン・シリン
    ダーユニット。
  10. （１０）ピストンが、非円形断面を有していることを特
    徴とする請求項（１）記載のピストン・シリンダーユニ
    ット。
  11. （１１）ランナーベルトの周囲伸長保持スパーが、ベル
    トによって覆われた駆動磁石が嵌着されているピストン
    の凹部に対向する場所に、切欠きを有していることを特
    徴とする請求項（１）記載のピストン・シリンダーユニ
    ット。
  12. （１２）ピストンの両端の中程に位置する単一のランナ
    ーベルトを備え、軸方向に見た前記ベルトの２つの側部
    のところでのピストンの外周面部が、シリンダ胴の支持
    面に対向し、かつそこから離隔していることを特徴とす
    る請求項（１）記載のピストン・シリンダーユニット。
  13. （１３）ピストンの両端の中程に位置する単一のランナ
    ーベルトを備え、軸方向に見た前記ベルトの２つの側部
    のところでのピストンの外周面部は、シリンダー胴の支
    持面に対向し、かつそこから離隔し、また、前記ベルト
    のそれぞれの側の面には、胴の支持面と密接するシール
    リングが設けられ、前記ベルトには、その周囲方向に対
    して約４５度の角度をなすスロットによる切れ目が設け
    られているとともに、油を受けるためベルトの周囲全長
    に沿って伸びる２つの溝が設けられ、スパーは、前記ベ
    ルトの軸方向の遊びを可能にする約１／１０ｍｍの隙間
    を有する凹部に受容されるようになっていることを特徴
    とする請求項（１）記載のピストン・シリンダーユニッ
    ト。
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