JPH0555750B2 - - Google Patents

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JPH0555750B2
JPH0555750B2 JP63230186A JP23018688A JPH0555750B2 JP H0555750 B2 JPH0555750 B2 JP H0555750B2 JP 63230186 A JP63230186 A JP 63230186A JP 23018688 A JP23018688 A JP 23018688A JP H0555750 B2 JPH0555750 B2 JP H0555750B2
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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チヤ
ンバをなすシリンダー胴を備えるピストン・シリ
ンダーアツセンブリに関する。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・シリンダーアツセンブリを製作する
際、ピストンを、シリンダー空間即ちシリンダー
チヤンバ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つた。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
ー部の内面と、ピストンの外面との協働作用によ
つて行なわれるからである。
製作に精密さを要するため、コストが大となつ
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
ストンを動きにくくしてしまうことがよくある。
このような状態はアツセンブリの周囲温度が大き
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・シリンダーアツセンブリであつて、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・
シリンダーアツセンブリであつて、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・
シリンダーアツセンブリであつて、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つて伸
び、かつ同軸状に配列される少なくとも一つの環
状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ー部
の支持面と係合し、案内ベルトの対向する内面
は、シリンダー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突起片を有している。前記案
内ベルトは、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
じられるようになつ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。つまり案内ベルトにより、
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。従つて、製造コストが相当に
削減される。
断面がＴ字状案内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凹部
に嵌着される保持突起片を使用して、簡単に行な
うことができる。案内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、
従つて、それ以上の補助的手段を講ずる必要はな
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つかりスナツプ嵌め
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つ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
なつている。従つて、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、案内ベルトが、ピストンとシリンダー
チヤンバとの間の緩衝物、即ち一種のクツシヨン
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、スロツト状
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
ころで或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。
案内ベルトを形成する材料としては、プラスチ
ツクが好ましく、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
持突起片の幅よりも若干大きくなつているため、
ベルトには、軸方向に、例えば1/10mm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、保持突起片の高さよ
りも大きくなつ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、つまり非円形になつているため、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、例えば一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ツチを作動さ
せる駆動磁石を取り付ける場合、特に都合がよ
い。
案内ベルトは、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、案内ベル
トの周りに伸びている保持突起片には、外部に装
着されたスイツ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チヤンバの近傍に位置
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本のピストン用案内ベルトが、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、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・
シリンダーアツセンブリは、内部にシリンダーチ
ヤンバ２を画定しているシリンダー胴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、その一側から伸びるピ
ストン・ロツド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
に示されている案内ベルト７の部分で、シリンダ
ーチヤンバ２を画定しているシリンダー胴の案内
面８に接しながら作動される。
案内ベルト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つている。
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、隙間嵌め式に案内面８と接
して動く。ベルト９と対向する内面１０は、案内
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、案内面８から離隔し、かつそれ
と対向している。つまり、案内ベルトがないとす
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つている。
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
持突起片１５（第３図および第４図参照）によ
り、確実に行なわれる。突起片は、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、一つ以上の案内ベルトが装着さ
れるか、またはただ単に１本の案内ベルトが装着
される。この単一ベルトは、ピストンの全長にわ
たつて延在している。しかし、第１図に示すよう
に、単一のピストン用案内ベルトが、ピストンの
中央部、つまり、周囲凹部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、周囲凹部の両側には、環状ガスケ
ツト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
所に案内ベルトに隣接して設けられる。環状ガス
ケツトは、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、保持突
起片なしの案内ベルトの厚さに相当している。
図示の案内ベルト７は、30％が炭素繊維、15％
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ツク
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、取付け用の切れ目、
即ち分離点２０が設けられる。これは、第２図に
示すようなスロツト２１にするのが好ましい。従
つて、案内ベルト７は、周囲方向には完全につな
がつておらず、切れ目の入つたリング状になつて
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′が若干広
がるよう、リングを引つ張り、ベルトが周囲凹部
１６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、保持突起片を凹部へぴつたり
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
ーチヤンバ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。この場合、スロツトの長手方向
は、軸方向３と周囲方向２３とに対して或る角
度、具体的には、各場合約45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、互いに或る程度ずれる
ようにすると、長手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、案内ベルトの望ましい
改良例を示す。それから明らかなように、ベルト
には、全周に沿つて伸びる溝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け溜めとしての役
割を果たし、ピストンが作動する際、油は、ピス
トンの作動時の支持面２５になるベルト面９を、
一様な油膜になつて被覆する。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
け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・シリンダーアツセンブ
リの大きな利点は、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1/10mmのギヤツ
プができるように（図面では、誇張して描いてあ
る。）、受容される保持突起片１５の幅よりも大き
くなつている。そのため、案内ベルトは、或る程
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・ジヤ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、保持突起片１５
の高さ寸法よりも大きくしてある。
保持突起片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・シリンダーアツセンブリに
は、スイツチ装置が装着され、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ツチ（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、磁石がシリンダーチヤンバにでき
るだけ接近するのを確実にするため、磁石２９を
覆つてる案内ベルト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。
従つて、駆動磁石２９は、覆われて保護される
一方、それにより、スイツチ作動の正確性が損な
われることはない。
案内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
アツセンブリの部分縦断面図である。第２図は、
本発明による案内ベルトの平面図である。ただ
し、ピストンは省略してある。第３図は、案内ベ
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案内ベルトの断面図であ
る。 １……シリンダー胴、２……シリンダーチヤン
バ、３……軸方向、４……ピストン、５……ピス
トン・ロツド、６，６′……圧力空間、７……案
内ベルト、８……案内面、９……ベルト面、１０
……内面、１４……外周面、１５……保持突起
片、１６……周辺溝、１７，１７′……環状ガス
ケツト、１８，１８′……周囲溝、２０……アツ
センブリ分離点、２１……スロツト、２２，２
２′……リングの端部、２３……周囲方向、２４，
２４′……凹部、２５……支持面、２９……永久
磁石要素、３０……凹部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダーを備えたピストン・シリンダーア
    ツセンブリであつて、そのシリンダーチヤンバ２
    内に、軸方向に滑動可能で、シリンダーチヤンバ
    ２の案内面８によつて案内されるピストン４が取
    り付けられており且つピストン４には、その長手
    方向に沿つて伸びていて、同軸状に取り付けられ
    ている少なくとも１個の環状案内ベルト７が巻か
    れている；ピストン４を案内するために、半径方
    向外方へ面しているベルト面９が、滑動遊隙を有
    してシリンダーチヤンバ２の案内面８と対向して
    おり、その反対側の内面１０を、シリンダーチヤ
    ンバ２の案内面８と、クリアランスを保つて対向
    しているピストン４の外周面１４の上に支持し、
    そしてその案内ベルト７は、バネ弾性を有する材
    料で出来ていて、ピストン４に装着する間に広げ
    ることが出来、取り付け状態では閉じられるアツ
    センブリ分離点２０を、その円周上の適所に有し
    ているピストン・シリンダーアツセンブリであつ
    て： (a) ピストン４が、卵形或いは楕円形の断面を有
    していて、その頂点の１つで、外周面１４にピ
    ストン凹部を有し、そこに永久磁石素子２９が
    嵌着されていること、 (b) ピストン４が、溝状の周辺凹部１６を有し、
    そこで半径方向内方へ突き出ている、案内ベル
    ト７の保持突起片１５を楔合していて、案内ベ
    ルト７をピストン４に定位すること、 (c) そして、案内ベルト７の保持突起片１５が、
    ピストン凹部に対向する点で、永久磁石要素２
    ９を嵌着させるための、案内ベルト７でおおわ
    れている凹部３０を有していることを特徴とす
    る前記ピストン・シリンダーアツセンブリ。 ２ 分離点２０が、直線状でかつ軸方向及び円周
    方向に角度をもつて、特に、両方向３，２３に
    45°の角度で設けられていることを特徴とする請
    求項１記載のピストン・シリンダーアツセンブ
    リ。 ３ 案内ベルト７の外方に面しているベルト面９
    が、潤滑剤を受容する少なくとも１つの溝２４，
    ２４′を有していることを特徴とする請求項１又
    は２記載のピストン・シリンダーアツセンブリ。 ４ 少なくとも、１つの溝が、ベルトの全周に沿
    つて伸びていて、好ましくは軸方向に離れている
    ２つの溝２４，２４′であることを特徴とする請
    求項３記載のピストン・シリンダーアツセンブ
    リ。 ５ 案内ベルトが、プラスチツクから製造されて
    いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
    に記載のピストン・シリンダーアツセンブリ。 ６ 案内ベルト７が、約30％の炭素繊維、約15％
    のポリテトラフルオロエチレン（テフロン）及び
    残りがポリアミドからなつていることを特徴とす
    る請求項１乃至５のいずれかに記載のピストン・
    シリンダーアツセンブリ。 ７ ピストンの長手方向における周辺溝１６の幅
    が、保持突起片１５の幅よりも大きく、そのた
    め、前記突起片１５が、溝１６において軸方向に
    １／１０mmの遊びを有していることを特徴とする請求
    項１乃至６のいずれかに記載のピストン・シリン
    ダーアツセンブリ。 ８ 周囲溝１６の深さが、保持突起片１５の高さ
    よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至７の
    いずれかに記載のピストン・シリンダーアツセン
    ブリ。 ９ ピストンの両端の中程に位置する単一のピス
    トン案内ベルト７を備え、軸方向３に見た前記ベ
    ルト７の一方の側部に位置するシリンダーチヤン
    バ２の案内面８のピストンの外周面部１４が、お
    互いに対向していて、かつそこから離隔し、ま
    た、好ましくは、案内面を密閉する環状ガスケツ
    ト１７，１７′が設けられていることを特徴とす
    る請求項１乃至８のいずれかに記載のピストン・
    シリンダーアツセンブリ。
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