JPS6357625B2 - - Google Patents

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・シリンダー組体のシーリン
グ構造、詳しくはオイル等の媒液を所望の装置へ
供給するポンプや水圧モータなどに使用されるピ
ストン・シリンダー組体におけるシーリング構造
に関する。

（従来の技術） 従来、この種のピストン・シリンダー組体とし
ては、西独特許第2554733号公報記載のものが知
られている。

すなわち、第４図に示すように、シリンダー４
１と、該シリンダー内を上下動するピストン４２
と、一端をシリンダー４１に、他端をピストン４
２に夫々連結し、かつ外周面をシリンダー内面の
支承面４３に接触状支承される伸縮自在なシーリ
ングチユーブ４４とにより構成された組体が前記
公報に開示されている。

上記組体はシーリングチユーブ４４内に密閉状
の作動室４５が形成され、ピストン４２の上下動
によりシーリングチユーブ４４が伸縮して作動室
４５を収縮、膨張させ作動室４５内に脈動作用を
生じさせるようにし、作動室４５の膨張（ピスト
ン下降）時に通路４６を介しオイル等を作動室４
５内に吸入し、作動室４５内の収縮（ピストン上
昇）時に吸入したオイル等を通路４６を介して所
定系路へ吐出供給させることができる。

而して上記組体は作動室４５が高圧下のもとで
作動する場合に、該作動室４５をシーリングチユ
ーブ４４内に形成していることで、シーリングチ
ユーブ４４を介在させない構造に較べれば、シリ
ンダー４１とピストン４２との間のシーリング作
用を完全に行なうことに有効であり、とくに作動
室４５内に入る媒体が有毒又は有害な液体である
場合に前記シーリング作用の完全性を有益であ
る。

しかしながら上記従来組体において新たな課題
はシーリングチユーブ４４とシリンダー４１の支
承面４３との間における滑らかな摺動性及びシー
リングチユーブ４４の耐久性の問題を解決するこ
とである。

（発明が解決しようとする課題） 従来構造によれば、シリンダー４１の上部に形
成した環状路４７に潤滑油を供給し、該油をシー
リングチユーブ４４とシリンダー支承面４３との
間に形成される間隙室４８に流動させ両者の摺動
性（滑動性）を確保するものである。そして上記
潤滑油は間隙室４８の下端、すなわちピストン４
２側のシーリングチユーブ４４と支承面４３との
あいだの間隙４８′より流出する。

しかるに従来構造によれば、ピストン４２とシ
ーリングチユーブ４４との連結は、図示の如くシ
ーリングチユーブ４４をピストン外端に被嵌し、
かつ接着せしめた構造であり、そのため両者の連
結域におけるシーリングチユーブ面には他より大
きな摩擦力が作用する。これは、ピストン４２と
支承面４３との摺動摩擦に加わつて作動室４５内
の作動圧が前記チユーブ面に作用して該面が支承
面４３に強く押しつけられ、しかも前記間隙４
８′において潤滑油の油圧が低下し油量が少ない
ことによるものである。

そのため、前記連結域におけるシーリングチユ
ーブ面のより完全な摺動性が確保し得ないばかり
でなく、該チユーブ面の摩耗による損傷の原因と
なり耐久性を劣化し作動安定性を期し難い不具合
がある。

他方、上記連結域においてシーリングチユーブ
４４と支承面４３との間隙４８′を必要以上に大
きく設定しておくことは好ましくない。

なぜなら、上記シーリングチユーブ４４と支承
面４３との間の間隙室４８における適正な圧力保
持及び間隔保持のために前記間隙４８′が潤滑油
の流出量を調整する自動絞り弁として機能するか
らである。

すなわち、ピストン４２の上昇行程において間
隙室４８が収縮するが、その際に間隙４８′が大
きいと潤滑油の流出が多量となり次行程で油切れ
の原因となつてシーリングチユーブが損傷する結
果となり、その場合でも間隙４８′におけるシー
リングチユーブの半径方向の伸縮は前記絞り弁と
しての機能に大きな影響を及ぼす。

而して本発明は上記従来事情に鑑み、ピストン
とシーリングチユーブとの連結域において該チユ
ーブの摩耗を減じて耐久性を高めるとともに潤滑
性を確保し作動安定性の高いシーリング構造を提
供せんとするものである。

（課題を達成するための技術的手段） 斯る本発明ピストン・シリンダー組体のシーリ
ング構造は、シーリングチユーブのピストン側端
部がピストン外周面に被嵌され、かつその接合面
を接着して連結され、このシーリングチユーブと
ピストンとの連結域に、内面がシーリングチユー
ブに圧接し、外面がシリンダー支承面に摺動自在
に接触する環状の中間素子を取付け、該中間素子
が半径方向へ伸縮でき、かつ少なくとも先端に作
動室へ向け先細状部を有する形状であることを特
徴とする。

上記中間素子はシリンダー支承面に潤滑油を介
し摺動するため滑動性、耐摩耗性のよい樹脂、例
えばポリマー樹脂、好ましくはポリテトラフルオ
ロエチレンなどの材料により形成することが望ま
しい。

上記中間素子の環状体とは、環状帯板状あるい
は底部を有する容器状の両者を含み、この場合に
内面に作用する作動圧によつて環状部分が半径方
向へ伸縮できるように比較的薄肉又は先細形状と
し、その伸縮動作により潤滑油の流出量を適正に
する自動絞り弁の機能を確保するようにする。

（作用） 上記本発明によれば、ピストンとシーリングチ
ユーブとの連結域において中間素子がシリンダー
支承面に摺動するので、シーリングチユーブと支
承面との直接的な接触を防止して該チユーブの摩
耗による損傷を防止するとともに中間素子の半径
方向の伸縮動により自動絞り弁の機能が確保され
る。

（効果） 従つて、本発明によれば、高圧下におけるシー
リングチユーブの反復する軸方向の伸縮動にもか
かわらず、該チユーブとシリンダー支承面との間
の潤滑摺動性が維持でき、しかも連結域における
シーリングチユーブの耐久性が確保され、したが
つてシール効果が高く、かつ作動安定性に優れた
ピストン・シリンダー組体を提供し得る。

（実施例） 本発明の実施例を図面により説明すれば、第１
図においてピストン４、シリンダー６、シーリン
グチユーブ１０からなる、例えばポンプとして作
用するピストン・シリンダー組体１を示す。

上記組体１はピストン４にプランジヤ４ａを一
体に連接し該プランジヤがリングベアリング３を
介して回転カム２上に載承され、カム２の回転に
よりピストン４がシリンダー６内を矢印Ｐで示す
ように上下運動をする。

シーリングチユーブ１０は高い弾性を有し伸縮
自在な例えばゴムでもつてチユーブ状に形成して
なり、上端を連結域１３において接着又はクラン
プ結合によりシリシンダー６の頭部６ｂに連結
し、下端を連結域１２によりピストン４に連結
し、外周面はシリンダー６内面の支承面６ａに接
触状に支承される。

従つてシーリングチユーブ１０内には密閉状の
作動室８が形成され、該作動室はピストン４の上
下運動に伴いシーリングチユーブ１０が軸方向の
伸縮動を反復することによつて、内部容積が収
縮、膨張する脈動作用を生じ、この作動室８には
シリンダー６の上壁１１に開口せる通路１１ａを
介して図示していない油圧系の開閉弁を接続しポ
ンプ作用を行なうようにする。

上記シーリングチユーブ３内にはピストン４を
下向に付勢するスプリング９をシリンダー上壁１
１とピストン４上面との間に介在させ、これによ
つてピストン４のプランジヤ４ａを前記ベアリン
グ３上に当接せしめる。

作動室８内に生じる作動圧によつてシーリング
チユーブ１０はシリンダー６の支承面６ａに押し
つけられるが、シーリングチユーブ１０外面と支
承面６ａとの間に形成される環状の間隙室１５に
供給路１４を介して潤滑油を導入せしめて両者間
の摺動摩擦を減ずるようにする。

上記潤滑油は間隙室１５内からピストン４とシ
ーリングチユーブ１０との連結域１２の下端に形
成される間隙１５ａ、すなわちシーリングチユー
ブ１０の外周下端とシリンダー支承面６ａとの間
隙より比較的低圧な環状路１６へ流出し、該環状
路より図示しない系路を経て排出される。

この間隙１５ａからの適量な潤滑油の流出によ
り間隙室１５内の油圧と作動室８内の圧力とを平
衝させて、シーリングチユーブ１０と支承面との
直接的な接触及び圧力差による摺動摩擦の回避が
可能となる。

そのために前記連結域１２における間隙１５ａ
の寸法及びそれに影響を及ぼすシーリングチユー
ブ１０の弾性を適正にする必要があるが、本発明
はそれを中間素子２０により可能ならしめるもの
である。

上記ピストン４とシーリングチユーブ１０との
連結域１２においては、シーリングチユーブ１０
はピストン４の外周形状に沿つて被嵌し、かつ接
着、好ましくは加硫処理による接着により一体的
に連結され、このシーリングチユーブ１０の外周
面に環状の中間素子２０を取付ける。

中間素子２０の詳細は第２図に示す如く、断面
正角形の環状体であり、その外周面が支承面６ａ
と平行に、作動室８側の上端が鋭角に、下端面が
平坦面となるように配置せしめ、この下端面をピ
ストン４の半径方向に突出するフランジ部４ｂ上
に載承して中間素子２０にかかる軸方向の作動圧
を前記フランジ部４ｂにより支持せしめる。

上記作動室８に生じる作動圧は連結域１２にお
けるシーリングチユーブ１０を介して中間素子２
０内面に伝えられるが、中間素子２０には前記作
動圧に応動して特に半径方向に伸縮性を有する伸
縮可動部２２を設ける。

すなわち、中間素子２０は全体として半径方向
へ伸縮自在な材料で形成するが、断面三角形の上
端薄肉形状により他より伸縮性の高い部分を形成
し伸縮可動部２２を構成する。

この伸縮可動部２２によつて、間隙１５ａを第
２図左から右へ支承面６ａに沿い流出する潤滑油
の自動絞り弁の機能が作用する。

又、中間素子２０の全体的な伸縮性、その収縮
力によつてシーリングチユーブ１０の外周面に圧
着状に取付けされる。

第２ａ図及び第２ｂ図は中間素子２０の変形例
を示し、第２ａ図は比較的弱く作用するコイルス
プリング２６を装着したもので、中間素子２０ａ
は断面不等辺四角形の環状体であり、該環状体の
外周に形成した環状溝に前記スプリング２６を嵌
合状に装着し、中間素子２０ａに内方の収縮力を
付勢している。

第２ｂ図は中間素子２０ｂを断面矩形状の環状
体に形成し、この外周に形成した環状溝内に環状
バネ材２８を装着して中間素子２０ｂに内方の収
縮力を付勢している。

この中間素子２０ｂの場合は半径方向の伸張性
が少なく前記絞り弁の機能は少ないが、作動圧に
伴うシーリングチユーブ１０の半径方向の伸縮を
抑え間隙１５ａの過度な収縮を防止する。

上記第２図及び第２ａ図の実施例の如く、中間
素子２０，２０ａが半径方向に伸縮可能な場合に
はピストン４がフランジ部４ａを一体構造として
有するときでも、中間素子２０，２０ａを拡開さ
せた状態でフランジ部４ａを乗り越えてシーリン
グチユーブ１０外周に装着することができる。

又、上記中間素子２０，２０ａ，２０ｂの取付
けは、シーリングチユーブ１０の連結域１２をピ
ストンの連結域に加硫処理により接着する以前
に、中間素子を装着して位置決めを行ない、その
後に加硫処理を施してもよく、この場合には加硫
処理の工程の間に中間素子がシーリングチユーブ
１０に一体的埋込み状に連結され、両者間の特別
な連結手段が不要となる。その場合でも間隙１５
ａにおける十分なシーリング動作は、中間素子の
半径方向の適切な初期応力によつて達成される。

他方、中間素子内周面とシーリングチユーブ１
０外周面との間に、加圧された潤滑油をある程度
導入することによつて、中間素子を半径方向外方
へ伸張動作させ、これにより加圧下における間隙
１５ａの絞り弁動作を助成させることもよい。

第３図は中間素子３０が容器形状、すなわち支
承面６ａに沿つて延びる円筒部３２とその底部３
４とからなる形状の場合を示し、円筒部３２は比
較的薄肉であつて半径方向へ伸縮可能であり、底
部３４は比較的厚肉であつて硬質である。

上記底部３４はワツシヤ３６及び図示していな
いネジ結合によりピストン４に固定されており、
円筒部３２の下辺部外面の半径方向の伸縮性を低
くしている。

これに対し円筒部３２の作動室８側の上端縁に
は、高い作動圧下で半径方向に比較的強く伸縮す
る伸縮可動縁３２ａを形成し、これにより前述の
自動絞り弁機能を作用させるようにする。

場合により、円筒部３２を応力がかからない状
態では内方に傾斜する円錐形状とすることもよ
い。

又、上記中間素子３０内面は全体的又は部分的
にシーリングチユーブ１０から離れた間隙を形成
し、この間隙内に作用する圧力により円筒部３２
に前記絞り弁作用を起すための半径方向の伸縮動
作を行なわせるようにしてもよく、その場合の圧
力は作動室８内の作動圧により間隙室１５から中
間素子３０内に導入される潤滑油の圧力による。

さらに、中間素子３０はシーリングチユーブ１
０に対する断熱作用を有する。

すなわちシリンダー６に発生する摩擦熱は大き
な円筒部３２により遮断されて、連結域１２にお
けるシーリングチユーブ１０にはその多くが伝わ
らず、該シーリングチユーブ材料の品質劣化を防
ぎ耐久性を高める。

【図面の簡単な説明】

第１図は、環状中間素子を装備するための、シ
ーリングチユーブを具備するピストン・シリンダ
ー組体の縦断面図；第２図は、環状中間素子を有
するピストン上に組みつけられたシーリングチユ
ーブ連結域の一部拡大断面図；第２ａ図は、コイ
ルスプリングを有する環状中間素子の断面図；第
２ｂ図は、環状バネ材を有する別の環状中間素子
の断面図；第３図は、シーリングチユーブ連結域
に容器状中間素子を有する、第２図に類似する断
面図；及び第４図は従来構造示す縦断面図であ
る。 図中、４はピストン、６はシリンダー、６ａは
支承面、８は作動室、１０はシーリングチユー
ブ、１５は間隙室、１５ａは間隙、２０，２０
ａ，２０ｂ，３０は中間素子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダーと、該シリンダー内を相対的に可
   動するピストンと、一端を前記シリンダーに他端
   をピストンに夫々連結し、かつ外周面をシリンダ
   ー内面の支承面に潤滑油を介して支承される伸縮
   可能なシーリングチユーブとにより構成され、前
   記シリンダー及びピストンの相対的運動によりシ
   ーリングチユーブ内に形成された作動室に脈動作
   用を生じさせるようにしたピストン・シリンダー
   組体において、上記シーリングチユーブのピスト
   ン側端部がピストン外周面に被嵌され、かつその
   接合面を接着して連結され、このシーリングチユ
   ーブとピストンとの連結域に、内面がシーリング
   チユーブに圧接し、外面がシリンダー支承面に摺
   動自在に接触する環状の中間素子を取付け、該中
   間素子が半径方向へ伸縮でき、かつ少なくとも先
   端に作動室へ向け先細状部を有する形状であるこ
   とを特徴とするピストン・シリンダー組体のシー
   リング構造。 ２ 上記中間素子がシリンダー支承面との間で滑
   動性、耐摩耗性に優れた材料、例えばポリマー樹
   脂、好ましくはポリテトラフルオロエチレンから
   なる特許請求の範囲第１項記載のシーリング構
   造。 ３ 上記中間素子がその外面に半径方向内方に作
   用するスプリング部材を有する特許請求の範囲第
   １項又は２項の何れか１項記載のシーリング構
   造。 ４ 上記中間素子がシーリングチユーブの下端部
   外周に圧着状に取付けられ、ピストンにはそれら
   中間素子及びシーリングチユーブの下端面を支持
   するフランジ部を設けた特許請求の範囲第１〜３
   項の何れか１項記載のシーリング構造。 ５ 上記中間素子が断面三角形の環状体であり、
   かつその外面がシリンダー支承面に平行な垂直面
   である特許請求の範囲第３項又は４項の何れか１
   項記載のシーリング構造。 ６ 上記中間素子が比較的薄肉な円筒部と比較的
   厚肉な底部とからなる容器状であり、その底部が
   ピストンに固定状に取付けされている特許請求の
   範囲第１項記載のシーリング構造。 ７ 上記中間素子が作動室側端縁部に作動室の圧
   力に依存して半径方向へ伸縮動する伸縮可動部を
   有してなる特許請求の範囲第５項又は第６項記載
   のシーリング構造。