JPH0519456B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シリンダ内壁に接して摺動するピス
トン部材、特にニユーマチツクシリンダ、シヨツ
クアブソーバ等のピストンとして使用される熱可
塑性樹脂被覆ピストンの製造方法および装置、特
に熱可塑性樹脂をピストン本体または素材の外周
に被覆する方法および装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、上述した用途に用いられるピストン部材
としては摺動性およびシール性を改善するため金
属性の円筒形ピストン素材の外周に形成された円
周構内に摺動性を良い金属又は樹脂材料で作つた
ブシユ又はピストンリングを嵌めこんだ形式のも
のが一般的である。しかし、かかる形式のピスト
ンは使用時に加わる過大な横荷重によつてピスト
ンリングのみではささえきれず、ピストン外周端
部がシリンダ壁に直接に接触して摺動性を損な
い、またシール性が不十分となるなどの問題があ
つた。

このような問題を解決したピストンとして、例
えば、米国特許第3212411号明細書に記載されて
いるように、ポリテトラフルオロエチレン
（PTEE）のような摺動性、耐熱性および耐食性
にすぐれたフロン系樹脂を円筒形ピストン素子の
外周に被覆したものが既知である。しかし、この
ような熱可塑性樹脂被覆ピストンはシリンダとの
クリアランスの調整がむずかしく、シール性が不
十分であるという問題があつた。

かかる問題に鑑み、円筒形ピストン素材の外周
に被覆した熱可塑性樹脂被覆の端部をピストン素
材外周面から分離拡開させてシール部を設けるこ
とによつて熱可塑性樹脂被覆ピストンのシール性
を向上させることが提案された。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、かかるシール部を有する熱可塑
性樹脂被覆ピストンの製造にあたり、特に、フロ
ン系樹脂を被覆する際、フロン系樹脂が加熱によ
つて変形加工前の形状に復元する性質を有するた
め、加熱成形型と冷却型とが別個に設けられてい
る従来の方式では成形作業が困難で、工程も複雑
となり、コストが高くなるという問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもの
で、熱可塑性樹脂、特にPTEEなどのフロン系樹
脂をピストン素材外周面に被覆する工程を連続的
に行なうことによつて、すなわち、連続的に配列
された加熱型および冷却型のキヤビテイ内にピス
トン素材を熱可塑性樹脂予成形体と一緒に押入し
て連続して通すことによつて、加熱型中で樹脂被
覆がピストン素材外周に押圧被覆された状態を維
持したまま加熱型から冷却型内に移送し、これに
よつて上述した問題を解決し得たものである。

また、本発明によれば、シート状またはパイプ
状に予め成形した熱可塑性樹脂予成形体を用い、
ピストン素材外周に被覆した樹脂の端部外周だけ
を加熱することによつて、フロン系樹脂の加熱復
元性を利用してピストン端部分の樹脂被覆をピス
トン素材外周面から分離拡開させ、これによりシ
ール部を容易に形成し得たものである。

これがため、本発明による熱可塑性樹脂被覆ピ
ストンの製造方法は、シート状またはパイプ状に
予め成形した熱可塑性樹脂予成形体を加熱された
加熱型のキヤビテイ内にピストン素材と一緒に押
入して加熱型中でピストン素材外周に押圧被覆
し、この押圧被覆状態を維持したまま冷却型内に
移送し、常温に冷却することにより外周に熱可塑
性樹脂を一体に固着被覆し、さらに冷却型より取
り出した樹脂被覆ピストン素材の一方ないし両端
部における樹脂被覆を加熱し、加熱された部分の
樹脂被覆をピストン素材より分離拡開させること
によつてシール用スカート部分を形成することを
特徴とする。

また、本発明による熱可塑性樹脂被覆ピストン
の製造装置は、連続的に配列された加熱型および
冷却型キヤビテイと、熱可塑性樹脂を被覆すべき
ピストン素材を前記加熱型キヤビテイ入口に押入
るする往復動ラムと、冷却型キヤビテイ出口から
押し出された熱可塑性樹脂被覆ピストン素材の端
部外周を加熱してシール部形成装置とを具えるこ
とを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、加熱型および冷却型のキヤビ
テイを連続させたことによつて、複数個のピスト
ン素材をそれぞれ熱可塑性樹脂予成形体と一緒に
加熱型キヤビテイの入口に順次に押入するだけ
で、加熱型キヤビテイ内で加熱された熱可塑性樹
脂予成形体がピストン素材の外周に押圧被覆さ
れ、その形状を維持したまま冷却型内に移送さ
れ、冷却型内で常温に冷却され、これにより熱可
塑性樹脂が外周に一体に固着被覆したピストン素
材が順次に冷却型キヤビテイの出口から押し出さ
れる。

このようにして冷却型キヤビテイ出口から出た
熱可塑性樹脂被覆ピストン素材は、加熱装置によ
つて、その一方または両端部における樹脂被覆を
加熱され、加熱されて可塑化した樹脂被覆部分を
ピストン素材外周面より分離拡開することによ
り、一端または両端にシール部を有する熱可塑性
樹脂被覆ピストンが得られる。

本発明の実施に当つては、加熱によつて復元性
を有するPTEEのようなフロン系熱可塑性樹脂を
用いるのが望ましく、これを予め成形するに際
し、例えばレコードデイスク形状のシート状に予
め成形しておくことによつて、ヒーターにより端
部だけを加熱するだけで樹脂被覆端部がピストン
素材から分離拡開し、これにより特別な分離拡開
操作を行なうことなしに、シール部を容易且つ安
価に形成することができる。また、摺動性を改善
するため前記の樹脂を基材とし、WoS₂、黒鉛な
どの固形潤滑材を添加してもよい。樹脂予成形体
は、一般に用いられている外径15〜50mmのピスト
ン素材に対し0.3〜1.0mmの厚みを有するシートま
たはピストン外径より僅かに大きな内径を有する
パイプとするのが好適である。

また、冷却型キヤビテイの内径を加熱型キヤビ
テイの内径に対して0.15〜0.25％小さく構成する
のが好ましく、これによつてピストン素材への樹
脂の密着性を良好にすることができる。

また、ピストン素材への樹脂の密着性を向上さ
せる他の方法として、ピストン素材の外周に深さ
0.5mm前後の円周溝を予め形成するのが良く、こ
れによつて被覆樹脂の摺動安定性を確保すること
ができる。

加熱型による熱可塑性樹脂予成形体の加熱温度
は250〜300℃とするのが好適であり、他方、シー
ル部形成装置での加熱温度は300〜350℃とするの
が好適である。また、直列に配列された加熱型と
冷却型との間に断熱材を介挿するのが好ましい。

（実施例） 次に本発明の１実施例を図面につき説明する。

第１図は本発明による装置の１例を示し、加熱
型１と冷却型２とを断熱材３を介して上下に積重
ねて配置して加熱型キヤビテイ１ａと冷却型キヤ
ビテイ２ａとを直列に連続させ、既知のように加
熱型１をヒーター４により制御加熱し、冷却型２
をその内部に設けた冷却室５に冷却水を冷却水入
口６ａから冷却水出口ｂに向けて通流させて冷却
するよう構成している。加熱型キヤビテイ１ａの
入口１ｂにはテーパーをつけ、冷却型キヤビテイ
２ａの内径は加熱型キヤビテイ１ａの内径に比べ
0.15〜0.25％小さくする。

加熱型１の上方には、往復動ラム７を加熱型キ
ヤビテイ１ａと中心軸線を一致させて上下に往復
動可能に設けて加熱型キヤビテイ入口１ｂ上に後
述するように供給された円筒状ピストン素材８
（第２図参照）と熱可塑性樹脂予成形体９（第３
図参照）とを一緒に加熱型キヤビテイ１ａ内に押
入し得るように構成している。

冷却型２の下方には、冷却型キヤビテイ２ａの
下端出口２ｂから押し出された熱可塑性樹脂被覆
１０を有するピストン素材１１（第４図参照）を
受け取つてその端部外周を加熱してシール部を形
成する装置１２が冷却型キヤビテイ２ａと同一線
上に配置されており、図示の例では、このシール
部形成装置１２をそれぞれの垂直回転軸１３の周
りに回転駆動される複数個の環状に配置された保
持ローラ１４と、少なくとも１個の保持ローラ上
に設けられたヒーター１５とで構成し、保持ロー
ラの幅または高さに樹脂被覆ピストン素材１１の
高さに対して適切に選定して樹脂被覆１０の上端
部１０ａが保持ローラ１４間から上方に突出した
状態で保持ローラ１４によつて外周から保持さ
れ、この上方に突出した上端部１０ａがヒーター
１５によつて加熱されるよう構成している。

次に、第５図に示すように、外周に熱可塑性樹
脂被覆１０を有し、その一端部にピストン素材８
から分離拡開されたシール部１６を有する熱可塑
性樹脂ピストン１７を第１図に示す装置により製
造する例を第６〜８図につき説明する。

フロン系樹脂で第３図に示すようにレコードデ
イスク形状に予め成形したシート状予成形体９を
第６図に示すように加熱型１のキヤビテイ入口１
ｂ上に配置し、その上にピストン素材８を載せた
後、往復動ラム７を下降し、第７図に示すよう
に、ピストン素材８の外周に予成形体９を押圧被
覆しつつ加熱型キヤビテイ１ａ内にピストン素子
８を予成形体９と一緒に押し込み、ピストン素子
１０の上端面が加熱型１の上端面より僅かに下が
つた時点で、往復動ラム７を上昇させる。

上述の工程を繰返して、第８図に示すように、
樹脂被覆ピストン素子を１１−Ｂ〜１１−Ｆで示
すように加熱型キヤビテイ１ａから冷却型キヤビ
テイ２ａに押圧被覆状態を維持したまま連続的に
移送し、冷却一体化する。かようにして冷却型キ
ヤビテイ出口２ｂから押し出された樹脂被覆ピス
トン素子１１は複数個の保持ローラ１４の中央位
置に落下し、１１−Ａで示すように外周から圧接
回転する複数個の保持ローラ１４によつて保持さ
れて回転され、樹脂被覆１０の外周上端部１０ａ
のみがヒーター１５によつて加熱され、フロン系
樹脂の加熱復元性によつて上端部１０ａがピスト
ン素材８の外周面から分離拡開されてシール部１
６が形成される。

（発明の効果） 本発明によれば、熱可塑性樹脂被覆の一端また
は両端部がピストン素材から分離拡開されたシー
ル部を有する熱可塑性樹脂被覆ピストンを容易か
つ安価に能率的に製造し得るという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の線図的縦断面図、
第２図はピストン素材の斜視図、第３図は熱可塑
性樹脂予成形体の斜視図、第４図は熱可塑性樹脂
被覆ピストン素材の斜視図、第５図は本発明によ
り製造された熱可塑性樹脂被覆ピストンの斜視
図、第６図〜第８図は本発明による製造工程の説
明図である。 １……加熱型、１ａ……加熱型キヤビテイ、２
……冷却型、２ａ……冷却型キヤビテイ、３……
断熱材、４……ヒーター、５……冷却室、７……
往復動ラム、８……ピストン素材、９……樹脂予
成形体、１０……樹脂被覆、１１……樹脂被覆ピ
ストン素材、１２……シール部形成装置、１３…
…回転軸、１４……保持ローラ、１５……ヒータ
ー、１６……シール部、１７……熱可塑性樹脂被
覆ピストン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シート状またはパイプ状に予め成形した熱可
   塑性樹脂予成形体を加熱された加熱型のキヤビテ
   イ内にピストン素材とともに押入して加熱型中で
   ピストン素材外周に押圧被覆し、この押圧被覆状
   態を維持したまま冷却型内に移送し、常温に冷却
   することにより外周に熱加塑性樹脂を一体に固着
   被覆し、冷却型より取出した樹脂被覆ピストン素
   材の一方ないし両端部分における樹脂被覆を加熱
   し、加熱された部分の樹脂皮膜をピストン素材よ
   り分離拡開させることによつてシール用スカート
   部分を形成することを特徴とする熱可塑性樹脂被
   覆ピストンの製造方法。 ２ 連続的に配列された加熱型および冷却型キヤ
   ビテイと、熱可塑性樹脂を被覆すべきピストン素
   材を前記加熱型キヤビテイ内に押入する往復動ラ
   ムと、冷却型キヤビテイ出口から押し出された熱
   可塑性樹脂被覆ピストン素材の端部外周を加熱し
   てシール用スカートを形成する装置とを具えるこ
   とを特徴とする熱可塑性樹脂被覆ピストンの製造
   装置。