JPS60184768A - ピストン - Google Patents

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） この発明は、特に油圧または空気圧シリンダに用いるこ
とのできるピストンに関する。

作動シリンダ用ピストンは、さまざまな実施態様のもの
が知られている。

（発明の目的） 本発明の目的は、構造がごく簡単で、安価に製造でき、
かつ取付けが簡単なピストンを提供することである。

（発明の要約） この目的は、特許請求の範囲第（１）項に記載の特徴に
より達成される。

つまり、本発明ビス１ヘンは、鏡映配置され、ピストン
ロツドに沿って摺動することのできる２個のピストン半
部品からなり、ピストン半部品は、それぞれ金属インサ
ーｌ〜と、該インサート上に射出成形したプラスチック
被筒体とで構成されている。インサートは、射出成形時
、プラスチックに埋封した半径方向突出アンカ一部を有
し、このアンカ一部は、インサートと被筒体との堅牢な
確動結合を実現する。

本発明によるピストンは、２個の同じ半部品から構成さ
れているので、製造、保管が簡単となる。

２個の半部品を組合わせて、複動シリンダ用ピストンと
したり、或いは、半部品を単独で、単動シリンダのピス
トンとして用いることができる。

さらに、モジュールとしてのピストン半部品で、複ピス
トン構成体を実現することも可能である。

金属コアとプラスチック被筒とを有する複合体としてピ
ストン半部品を構成すると、運動中に発生する荷重に十
分耐えることができる。コアが、ピストン体の安定性を
高め、ピストンに作用する軸方向力を吸収する。

被筒のプラスチック材料が、僅かな摩擦で案内を行い、
運転中に発生するせん断力、せん断１〜ルクを弾性吸収
するのに好適である。

その上、プラスチックは材料費が安く、安価に精密成形
することができる。射出成形により形成した複合体は、
耐久性があり、高い荷重を加えることができる。プラス
チック射出成形技術は、原価が低いことで優れている。

本発明の好ましい諸展開が、特許請求の範囲の実施態様
項に記載しである。

特許請求の範囲第（２）項、第（３）項に記載したもの
では、金属コアとプラスチック被筒との間の特に堅牢な
結合が得られる。

特許請求の範囲第（５）項、第（６）項に記載したピス
トン半部品間の相対回動不可能な接触位置により、一体
ピストンのそれと全く同じ動作特性が得られる。ピスト
ン半部品に設けたパツキンが、付加的捩り自由度によっ
て負荷されることはない。

ピストン半部品間の耐捩り性結合は、プラスチック被筒
に設けた溝・ばね原理により働く係止手段で、簡単に実
現することができる。

特許請求の範囲第（７）項に記載のものでは、ピストン
半部品のプラスチック被筒にクッションスリーブを射出
成形し、ピストンの端位置減衰に用いる。こうして、簡
単な構造で、ガイド兼減衰機能が得られる。

特許請求の範囲第（９）項によれば、射出成形したプラ
スチック被筒が、本発明ピストンの案内を直接行うこと
ができる。つまり、専用の滑り案内リング等を省いて、
節約することができる。

特許請求の範囲第（１０）項に記載の展開では、本発明
ビス１ヘンは、僅かな摩擦で摺動できる。

特許請求の範囲第（１３）項によると、本発明ピストン
に、簡単な取付は易い方法で位置検出リングを設け、こ
れを、電磁式ピストン位置測定装置で検出することが可
能である。位置検出リングは、ピストン半部品間の環状
みぞに簡単に嵌着される。

特許請求の範囲第（１４）項に記載の展開では、ピスト
ンの位置検出を行わず、従って、環状みぞに位置検出リ
ングが設けてないとき、この環状みぞを、潤滑剤用予備
容積として用いることができる。

本発明のその他の利点は、図面を基にして行なう一実施
例についての以下の説明から明らかとなる。

（実施例） まず、本発明ピストン（１）の適用例として、複動式油
圧または空気圧シリンダ（２）を表わした第１図を参考
に説明する。

このシリンダは、シリンダチューブ（３）と、該チュー
ブ（３）の端面を密閉する２個のシリンダカバー（４）
（５）とからなり、該カバーは、それぞれ作動流体ポー
ト（６）を備えている。シリンダカバー（４）（５）は
、ポート（６）と連絡した軸方向穴（７）を有する。

一方のシリンダカバー（４）の軸方向穴（７）は、通り
穴として構成してあり、シリンダカバー（４）の端面か
ら張り出したピストンロッド（８）を受容する。該ロッ
ドは、スライドブシュ（９）とピストンロットパツキン
（１０）とを貫通して、シリンダカバー（４）の軸方向
穴（７）で支承されている。

他方のシリンダカバー（５）の軸方向穴（７）は、は、
止り穴として構成しである。両シリンダカバー（４）（
５）の下で、ピストンロッド（８）から曜れで、作動シ
リンダ（２）の内部（１２）へと、軸方向穴（７）の壁
（１１）が延びている。壁（１１）に穿設した円周方向
環状みぞ（１３）は、クッションパツキン（１４）を受
容する。該パツキンは、ピストン（１）の端位置減衰を
行うもので、後で説明する機構の一部である。

ピストン（１）は、全く同一構成の２個のピストン半部
品（１５）からなる。ピストン半部品（１５）は、その
軸方向一端で互いに接触し、その接触面（托）は、ピス
トン長手方向を横切って、半径方向に延びている。

ピストン半部品（１５）は、この接触面（］６）を基準
に、鏡映対称に配置されており、複動シリンダのピスト
ン（１）を構成するため、第７１図に示す如く、同一の
ピストンロッド（８）に−緒に嵌着したモジュール構成
要素である。ただし、ピストン半部品（１５）は、単独
でピストンとして、好ましくは、単動シリンダのピスト
ンとして用いることができることを指摘しておく（図示
省略）。

ピストン半部品（１５）、それぞわ平面図で見て、実質
的に円筒形の金属インサート（１７）を有する。

インサート（１７）に穿設した軸方向通り穴（１８）に
より、ピストン半部品（１５）は、ピストンロッド（８
）の心出ピン（１９）に嵌着することができる。このピ
ン（１９）は、ピストンロッド（１８）の軸方向延長部
となっており、ピストンロンドより径が小さい。

ピストンロツド頁８）とピン（１９）との移行部を形成
する環状段（２０）は、ピン（１９）に嵌着したピスト
ン半部品の一方（１５）のインサート（１７）と正面側
で接触する。こうして環状段（２０）は、ピン（１９）
に嵌着するピストン半部品（１５）の嵌着深さを制限す
るストッパとなる。

インサート（１７）は、環状段（２０）に当接する範囲
で外径がピストンロツド（８）のそれとほぼ等しい。

ピン（１９）は、両方のピストン半部品の通り穴（１８
）を貫通し、ねじ端（２１）は、第２ピストン半部品（
１５）から、軸方向に張り出している。このねじ端（２
１）に螺着した円筒形ねじ込ブシュ（２２）は、第２ピ
ストン半部品（１５）のインサー１〜（１７）の正面に
当接する。

円筒形ねじ込ブシュ（２２）は、当接範囲で、外径がイ
ンサート（１７）のそれに等しい。つまり、はぼピスト
ンロッド（８）の直径と等しい。ねじ込ブシュ（２２）
は、ピストン（１）とは逆の自由端にスパナを装着でき
るよう設計してあり、該自由端に、特に六角穴を設ける
ことができる。

本発明のピストン（１）を組立てるにあたっては、ピス
トン半部品（１５）を、軸方向に、順次ピストンロンド
（８）のピン（１９）に嵌着し、次に、ねじ込みブシュ
（２２）を螺着し、締付ける。これにより、ピストン半
部品（１５）は相互に緊張され、相対回動不可能かつ軸
方向に脱落することなく、ピストンロツド（８）に取り
付けられる。

ピストン半部品（１５）のインサー１−（１７）は、イ
ンサート（１７）の半径方向外面を確動式に囲繞する被
筒体（３３）に封入しである。被筒体（２３）は、プラ
スチックからなり、インサート（１７）上に射出成形さ
れる。脱落することなく結合するため、インサーｈ（１
７）に、半径方向突出アンカ一部（２４）を、例えば周
辺フランジの形で形成する。

第１図のアンカ一部（２４）は、インサート（１７）の
軸方向の中間部にある。接触面（１６）とアンカ一部（
２４）との間では、インサート（１７）の外周面は、は
ぼ円筒状であり、アンカ一部（２４）の向こう側の範囲
では、テーパ状に先細となっている。

インサー；・（１７）は、その軸方向の全長にわたって
、被筒体（２３）に埋封しである。被筒体は、金属イン
サー１〜（１７）と同じ高さで、ピストン半部品（１５
）の接触面（１６）を密閉する。

第５図を参照して説明する。

プラスチックの射出成形特材料が通過できる開口（２５
）を、アンカ一部（２４）に穿設しである。この開口（
２５）により、インサー１へ（１７）と被筒体（２３）
とが、特に緊密に結合される。開１コ（２５）は、図示
の実施例の場合、溝孔状であり、ピストン半部品（１５
）の軸と同心をなし、かつ適宜な円弧を描いている。

この種の溝孔を、それぞれ、例えば約３３°の円周角で
８個設け、その間に、円周要約１２°のラン１くを残す
ことができる。

第２図〜第４図を基に説明する。

ピストン半部品（１５）の接触面（１６）に、相補的係
止手段を構成し、ピストン半部品（１５）を、相対回動
不可能に、互いに固定できるようにする。係止手段は、
プラスチック被筒体（２３）に設けるのが、製造技術上
、特に簡単であるので望ましい。

例示的に第２図に示すピン（２６）は、被筒体（２３）
の周辺に形成され、接触面（１６）から軸方向に張り出
している。ピン（２６）の直径方向の反対側（第３図参
照）には、相補的嵌合孔（２７）が設けられている。

構造が全く同じの２個のピストン半部品（１５）を組立
てた場合、一方のピストン半部品（１５）のピン（２６
）が、他方の嵌合孔（２７）に、またはその逆に係合し
、耐捩り性を有する当接が得られる。

勿論、各１個のピン（２６）と嵌合孔（２７）とに代え
て、それらを複数個設けることもできる。或いは、みぞ
、ばね原理により作動する鎖錠装置とすることも可能で
ある。

第１図に戻って説明する。

ピストン半部品（１５）の被筒体（２３）は、シリンダ
チューブ（３）の内周面で案内されている。そのため、
被筒体（２３）そのものの軸方向長さの一部は、ガイド
面（２８）として構成されている。つまり、本発明ピス
トン（１）では、滑り案内リング等の特別な部品が用い
られておらず、ピストンの構造が、ごく簡単となる。

図示の実施例において、ピストン半部品（１５）は、軸
方向で接触面（１６）に直接続く部分が、ガイド面（２
８）として働く。これにより、２個のピストン半部品（
１５）からなるピストン（１）は、軸方向の中間部で案
内されている。

ガイド面（２８）に、軸方向にピストン半部品（１５）
の周辺みぞ（２９）が続き、このみぞに、環状ピストン
パツキン（３０）が嵌合している。

ピストン（１）が複動シリンダ（２）用のものである場
合、ピストン半部品（１５）は、好ましくは、各１個の
ピストンパツキン（３０）を有する。図示の実施例のピ
ストンパツキン（３０）は、断面Ｃ形のダブルリップパ
ツキンであり、そのＣ形量口が、互いに背を向け、接触
面（１６）から離れる方を向いている。

ビス１ヘンパツキン（３０）の軸方向に長いシールリッ
プは、周辺みぞ（２９）の底に接触し、軸方向に短いシ
ールリップは、シリンダチューブ（３）に作用する。

ピストンパツキン（３０）用の周辺みぞ（２９）は、そ
れぞれ被筒体（２３）の軸方向の中間部にある。つまり
、それは、インサー）−（１７）のアンカ一部（２４）
に半径方向で対向している。

すでに述べたように、被筒体（２３）の外周面は、周辺
みぞ（２９）と接触面（１６）との間で、ガイド部（２
８）となっており、該ガイド部で、ピストン（１）は、
シリンダチューブ（３）を滑動する。

それに対し被筒体（２３）は、周辺みぞ（２９）の向こ
う側、接触面（１６）とは逆の範囲（３１）で、外径が
縮小している。被筒体（２３）は、この範囲では、ガイ
ド機能を有しておらず、もっばら、ピストンパツキン（
３０）を支持するのに役立つ。

第１図のピストン（１）は、位置、速度、または加速度
を、電磁的に測定するのに役立つ検出リング（３２）を
備えている。

ピストンのこうした運動データは、例えば磁気的または
誘導式に検出することができる。検出リング（３２）は
、ピストン半部品（１５）間の接触面（１６）の範囲で
緊張している。ピストン半部品（１５）は、このため、
接触面（１６）にピストン軸を基準に同心配置した各１
個の、検出リング（３２）の半分を受容するのに適した
環状みぞ（３３）を有している。

この環状みぞ（３３）は、図示実施例の場合、断面が矩
形であり、輪郭および直径が一致し、検出リング（３２
）受容のため連続的環状孔が得られるよう、互いに鏡映
対称に対向している。

ピストン（１）が僅かの摩擦で摺動できるよう、連続潤
滑のためガイド面（２８）の範囲に、潤滑剤を受容する
のに適した周辺凹部（３４）、いわゆる油脂ポケットを
配置することができる。

第２図〜第４図を基に説明する。

四部（３４）を、ピストン半部品（１５）の接触面（１
６）に向けて開口させた、ごく単純に構成した配置が示
されている。

この四部（３４）は、検出リングを受容する環状みぞ（
３３）と、被筒体（２３）の外周面との間に、扇形切欠
きとして設けてあり、切欠きの軸方向深さは、環状みぞ
（３３）の深さより低い。切欠きは、組立てた状態のと
き互いに対向し、かつ断面において、２重の潤滑孔を形
成するよう、ピストン半部品（１５）の周囲に配分しで
ある。

例えば、８個の凹部（３４）を、それぞれ約１５°の円
周角に設け、その間に、約３０°にわたって延びるラン
ドで、凹部を分離することができる。

ピストンの位置を、電磁式に検出するには、環状みぞ（
３３）に検出リング（３２）を設け、潤滑剤を周辺凹部
（３３）内にのみ充填する。検出リンク（３２）が不用
の場合には、環状みぞ（３３）にも、潤滑剤を満たし、
潤滑剤が、凹部（３４）を介して徐々に進出するように
することができる。これは、環状みぞ（３３）に連なる
潤滑剤凹部（３４）の大きな利点である。

第１図に戻って説明する。

相互に緊張されたピストン半部゛品（１５）は、接触面
（Ｉ６）で互いにシールされている。このシールは、好
ましくは金属インサーｈ（１，７）の範囲で行う。該イ
ンサートは、半径方向内側にあり、簡単な方法で加工し
て、高級シール面を構成することができる。シール手段
として、ピストンロンド（８）のピン（１９）に、シー
ルリング（３５）を嵌着する。

ビス１ヘン半部品（１５）におけるピン（１９）へ貫通
した通し穴（１８）の径は、接触面（１６）の範囲で拡
大している。シールリング（３５）を嵌着するための半
みぞ（３６）が、各ビスＩ〜ン半部品（１５）に形成さ
れている。

ピストン半部品（１５）を緊張させると、シールリング
（３５）が抑圧され、ピストンロット（８）に対するシ
ールが行われる。

ピストン半部品（１５）は、ピストン（１）の端位置減
衰に用いるクッションスリーブ（３７）を備えている。

該スリーブ（３７）は、プラスチック被筒体（２３）と
一体成形してあり、ピストン半部品（１５）の接触面（
１６）とは逆の側で、インサー１〜（１７）から軸方向
に張り出している。

クッションスリーブのその内径は、ピストンロット（８
）の外径と等しく、ピストンロット（８）またはねし込
ブシュ（２２）の一部を受容するのに適している。ピス
トン（１）のクッションスリーブ（３７）は、シリンダ
カバー（４）（５）に穿設した軸方向穴に進入する。

軸方向穴（７）は、作動シリンダ（２）の内部（１２）
に面する範囲で、ピストンロット（８）の周囲に環状室
を形成しており、該環状室にクッションスリーブ（３７
）を嵌合する。

すでに述べたように、この環状室の周囲で、環状みぞ（
１３）に、クッションパツキン（１４）が嵌着されてい
る。

クッションスリーブ（３７）を環状室に嵌合すると、ク
ッションパツキン（１４）は、クッションスリーブ（３
７）の周面をシールする。この摺動運動は、クッション
スリーブ（３７）の自由端の円錐形面取り（３８）によ
り容易となる。

第１図は、左シリンダカバー（５）におけるピストン（
１）の行程終端状態を示す。

被筒体（２３）の半径方向端面（３９）が、シリンダカ
バー（５）の正面に突接することにより、ピストン行程
は、止め制限されている。

ピストン（１）の戻り行程を行うため、作動流体は、左
シリンダカバー（５）のポート（６）に供給し、右シリ
ンダーカバー（４）のボート（６）は除圧する。

ピストン（１）の戻り運動の間、作動シリンダ（２）の
内部（１２）に入った流体は、まず軸方向穴（７）の全
横断面を通って流出できる。この流路は、クッションス
リーブ（３７）が軸方向穴（７）に進入して、クッショ
ンパツキン（１４）と接触するに至ると遮断される。

これにより、シリンダーカバー（４）に接近する前に、
圧力クッションが形成され、ビスｊ−ンが端位置に達す
る直前に、その運動を減衰することができる。

クッションパツキン（１４）は、特殊に３リツプパツキ
ンであり、環状みぞ（１３）を介して、流路の絞りを開
き、圧力クッションが分解される。これにより、圧力ク
ッションの背圧は制限され、ピストン（１）は、シリン
ダーカバー（４）に当接する位置に達する。

本発明は、２個のピストン半部品（１５）から構成した
ピストン（１）に限定されるものでなく、ピストン半部
品（１５）を、単独でピストンとして、特に、単動シリ
ンダのピストンとして用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるピストンを装備した複動シリン
ダの縦断面図、 第２図は、第３図の■−■線におけるピストン半部品の
断面図、 第３図は、第２図を■方向に見たピ刈−ン半部品の正面
図、 第４図は、第２図を■方向に見たピストン半部品の縁部
平面図、 第５図は、第２図を■方向に見たピストン半部品の金属
インサート正面図である。 （１）　ピストン　（８）　ピストンロット（１５）ピ
ストン半部品　（１７）インサート（２３）被筒体　（
２４）アンカ一部

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）２個の鏡映対称に配置され、ピストンロンド（８
   ）に沿って摺動可能なピストン半部品（１５）を備え、
   該半部品は、それぞれ半径方向に突出するアンカ一部（
   ２４）と、インサート（１７）上に射出成形されたプラ
   スチック被筒体（２３）とを有する金属インサート（１
   ７）から組立ててなるピストン（１）。
2. （２）アンカ一部（２４）をフランジ状として、インサ
   ー１〜（１７）の軸方向の中間部に位置させたことを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のピストン。
3. （３）プラスチックの射出成形特材料が通過できる開口
   （２５）をアンカ一部（２４）に穿設したことを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記載
   のピストン。
4. （４）ピストン半部品（１５）は、ピストン長手方向を
   実質的に横切る接触面（１６）で、互いに接触している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（３
   ）項のいずれかに記載のピストン。
5. （５）接触面（１６）に相補的係止手段を構成し、該係
   止手段により、ピストン半部品（１５）を、相対回動不
   可能に、取り付けるようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第（４）項に記載のピストン。
6. （６）被筒体（２３）に係止手段を、例えば軸方向突出
   ピン（２６）と、該ピンとは直径の反対側にある相補的
   嵌合孔（２７）とによって設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第（５）項に記載のピストン。
7. （７）被筒体（２３）の接触面（１６）とは逆の末端に
   、インサー１〜（１７）から軸方向に張り出すクッショ
   ンスリーブ（３７）を設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項乃至第（６）項のいずれかに記載のピ
   ストン。
8. （８）ピストン半部品（１５）が、各１個のピストンパ
   ツキン（３０）を有し、該パツキンを、被筒体（２３）
   の外周面に刻設した周辺みぞ（２９）に位置させたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（７）項
   のいずれかに記載のピストン。
9. （９）被筒体（２３）の外周面の軸方向長さの少なくと
   も一部を、ガイド面（２８）として構成しであることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（８）項の
   いずれかに記載のピストン。
10. （１０）被筒体（２３）の案内面（２８）の範囲に、潤
    滑剤を受容するのに適した四部（３４）を刻設したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第（９）項に記載のピスト
    ン。
11. （１１）潤滑剤用凹部（３４）は、ピストン半部品（１
    ５）の接触面（１６）に向かって開口していることを特
    徴とする特許請求の範囲第（１０）項に記載のピストン
    。
12. （１２）ピストンパツキン（３０）用周辺みぞ（２９）
    が、被筒体（２３）の軸方向の中間部にあり、周辺みぞ
    （２９）とピストン半部品（１５）の接触面（１６）と
    の間の被筒体（２３）周面部が、ガイド面（２８）とし
    て働き、被筒体（２３）は、周辺みぞ（２９）の向こう
    側の接触面とは逆の範囲（３１）で、外径が縮小してい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（
    １１）項のいずれかに記載のピストン。
13. （１３）被筒体（２３）は、ピストン半部品（１５）の
    接触面（１６）に、検出リング（３２）の各１半を受容
    するのに好適な環状みぞ（３３）を有することを特徴と
    する特許請求の範囲第（１）項乃至第（１２）項のいず
    れかに記載のピストン。
14. （１４）潤滑剤用凹部（３４）を、環状みぞ（３３）と
    被筒体（２３）の外周面との間に扇形切欠きとして設け
    たことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（
    １３）項のいずれかに記載のピストン。
15. （１５）ピストン半部品（１５）を、接触面（１６）、
    好ましくは金属インサート（１７）の範囲で、相互に密
    封したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至
    第（１４）項のいずれかに記載のピストン。
16. （１６）インサートが、軸方向通し孔（１８）を有し、
    該通し孔は、接触面（１６）でシールリング（３５）を
    受容する半みぞ（３６）の形で、径が拡大しであること
    を特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（１５）
    項のいずれかに記載のピストン。
17. （１７）　特に、単動シリンダ用ピストンとして用いる
    特許請求の範囲第（１）項乃至第（１６）項のいずれか
    に記載のピストン半部品（１５）。