JP2006275216A - 油圧緩衝器のピストン構造 - Google Patents

Abstract

【課題】切削加工等に頼ることなく分割構造のピストンの外周面にピストンバンドを装着することを可能する。
【解決手段】中心部に設けた挿通孔の周囲に複数の通路１２、１３が貫設された２つのピストン半体１０Ａ，１０Ｂを結合し、前記通路１２、１３を連通させて油液通路１４を形成してなるピストン１０の外周面に、樹脂製のピストンバンド２１を装着した油圧緩衝器のピストン構造であって、ピストン１０は、ピストン半体１０Ａ，１０Ｂの結合部分の周りに、各ピストン半体１０Ａ，１０Ｂの小径部２２により形成された環状溝２０を有し、ピストンバンド２１は、その全体が前記環状溝２０に嵌合して配置されて、軸方向に拘束され、さらに、その内周面に形成した凹溝に前記小径部２２の外周面に金型成形により一体に形成した突起を嵌合させて、回転方向に拘束される。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧緩衝器のピストン構造に係り、特にピストンを分割構造とした油圧緩衝器のピストン構造に関する。

一般的に、筒型の油圧緩衝器に装備されるピストンは、その中心部にピストンロッドを挿通して連結するためのロッド挿通孔を貫設すると共に、前記ロッド挿通孔の周囲に複数の油液通路を貫設している。前記複数の油液通路は、その一部が伸び側通路、その残りが縮み側通路として用いられるようになっており、各通路の入口開口はピストンによって区画された上・下２室に開放され、一方、各通路の出口開口は、ピストンの両端に形成されたシート部に着座するディスクバルブ（減衰力発生機構）によって常時閉じられている。そして、ピストンロッドの伸縮に応じて、前記油液通路を通じて前記上・下２室間で油液が流動し、この間、油液の流れがディスクバルブによって制御され、所定の減衰力が発生する。

ところで、上記ピストンに設けられる油液通路は、ディスクバルブの作動効率を高めるため、その入口開口がピストンの外周寄りに、その出口開口がピストンの内周寄りにそれぞれ配置されており、したがって、該油液通路は軸に対して傾斜する形態となっている。一方、コスト低減が可能でかつ精度確保が容易であることから、最近、ピストンとして金型成形による焼結品が多く用いられるようになってきている。しかし、上記した油圧緩衝器のピストンを焼結品に変更しようとする、前記軸に対して傾斜する油液通路が金型成形の障害となり、実質焼結品の利用は断念せざるを得ず、傾斜する油液通路を形成するためにドリル加工を必要としていた。

そこで、上記ピストンとして焼結品を用いる場合は、ピストンを分割構造として金型成形性を高めることが種々検討されている。図１４〜図１６は、そのような分割構造のピストンの一例を示したもので、シリンダ１に摺動可能に嵌装されたピストン１０は、軸方向に２分割されたピストン半体１０Ａと１０Ｂとを合せて一体化されている。２つのピストン半体１０Ａ，１０Ｂは同一形状となっており、その中心部にはピストンロッド２を挿通させる挿通孔１１が設けられると共に、該挿通孔１１の周囲には複数の入口通路１２と出口通路１３とが周方向に等間隔で交互に貫設されている。２つのピストン半体１０Ａと１０Ｂとを結合した状態において、一方のピストン半体１０Ａの出口通路１３と他方のピストン半体１０Ｂの入口通路１２、並びに一方のピストン半体１０Ａの入口通路１２と他方のピストン半体１０Ｂの出口通路１３とは相互に連通されるようになっており、これによりピストン１０には、一連の伸び側通路（油液通路）１４と縮み側通路（油液通路）１５とが形成される。この場合、各油液通路１４、１５の入口開口１４ａ、１５ａは、外周寄りに、その出口開口１４ｂ、１５ｂは内周寄りにそれぞれ配置され、実質、従来一般（一体構造）のピストンと変わらない通路構成となっている。

なお、各ピストン半体１０Ａ，１０Ｂの合せ面には、両者を相互に回転方向に位置決めするための円弧状の嵌合凸部１６および嵌合凹部１７が形成され（図１６）、さらに、各ピストン半体１０Ａ，１０Ｂの、合せ面と反対側の面には、減衰力発生機構としてのディスクバルブ３、４を着座させるための環状のシート部１８が形成されている（図１５）。また、図１４中、６は、ピストンロッド２の伸長端を規制するロッドストッパで、ピストンロッド２に止め輪７を用いて固定されている。

上記した分割構造のピストン１０は、２つのピストン半体１０Ａと１０Ｂとを相互に嵌合凸部１６および嵌合凹部１７を嵌合させながら結合された状態で、前記ディスクバルブ３、４と共にピストンロッド２にナット５を用いて連結される。そして、一体構造のピストンを備えた油圧緩衝器と同様に、ピストンロッド２の伸縮に応じて、油液通路１４、１５内を油液が流動し、ディスクバルブ３、４によって所定の減衰力が発生する。なお、類似の分割構造のピストンが、特許文献１に記載されている。

ところで、上記ピストン１０の外周面には、予め樹脂製のピストンバンド１９が装着されており、ピストン１０は、このピストンバンド１９を介してシリンダ１に摺接するようになっている。そして従来、ピストン１０に対するピストンバンド１９の装着には、ピストン１０（ピストン半体１０Ａ，１０Ｂ）の外周面に形成した多数の環状の周溝１０ａにピストンバンド１９を熱圧着する方式が採用されていた（例えば、特許文献２参照）。
特公昭４８−２１３７８号公報 特開２００２−１３９０８８号公報

しかしながら、上記したようにピストン１０の外周面に形成した多数の環状の周溝１０ａにピストンバンド１９を熱圧着する方式によれば、周溝１０ａがピストン半体１０Ａ，１０Ｂの金型成形の障害（抜け不能）となるため、該周溝１０ａの形成は、ピストン半体完成後の切削加工に頼らざるを得ず、その分、製造コストが上昇するという問題があった。

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、切削加工に頼ることなく分割構造のピストンの外周面にピストンバンドを装着することを可能にし、もって製造コストの低減に大きく寄与する油圧緩衝器のピストン構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、中心部にピストンロッドを挿通させる挿通孔が設けられ、かつ該挿通孔の周囲に複数の通路が貫設された２つのピストン半体を結合し、前記２つのピストン半体の通路を互いに連通させて油液通路を形成してなるピストンの外周に、樹脂製のピストンバンドを装着した油圧緩衝器のピストン構造であって、前記ピストンは、前記２つのピストン半体の結合部分の周りに小径部を形成し、該小径部により形成された環状溝には前記ピストンバンドの全体が嵌合して配置され、さらに、前記各ピストン半体の小径部の外周面には、前記ピストンバンドを回転方向に拘束する凸部が、該ピストン半体と一体に金型成形されていることを特徴とする。

このようなピストン構造においては、ピストンの外周面に設けられた環状溝にピストンバンドの全体が嵌合して配置されると共に、該環状溝を形成する各ピストン半体の小径部の外周面にピストンバンドを回転方向に拘束する凸部が設けられているので、該ピストンバンドは、軸方向と回転方向との双方に拘束される。しかも、前記ピストンバンドを回転方向に拘束する凸部は、ピストン半体と一体に金型成形されるので、ピストンバンドを装着するための切削加工は不要となる。

本発明において、上記各ピストン半体の小径部の外周面に設けられた凸部は、軸方向に延びる複数条の突起としてもよく、この場合は、前記突起がピストンバンドの内周面に圧接して、該ピストンバンドを回転方向に拘束する。この場合、複数条の突起の一部は、ピストン半体の小径部の外周面に対し、通路が最も接近する部位に配置されるようにするのが望ましく、これにより通路の開口面積をできるだけ拡大させることができ、油液の流動、ひいては減衰力特性の設定に好都合となる。

上記したように各ピストン半体の小径部の外周面に突起を設ける場合、ピストンバンドは、その内周面にピストン半体の突起に嵌合可能な凹溝を有し、該凹溝に前記ピストン半体の突起を嵌合させた状態て環状溝内に配置される構造としても、あるいは平滑な内周面および外周面を有する円筒形状として、熱圧着により環状溝内に配置される構造としてもよい。前者の構造とする場合は、突起と凹溝の嵌合によりピストンバンドが回転方向に確実に拘束され、後者の構造とする場合は、ピストンバンドに余分な溝加工が不要になるので、ピストンバンドの製作は容易となる。

本発明において、上記各ピストン半体の小径部の外周面に設けられた凸部は、該小径部の隅角部分に配置され、該小径部の外周面から大径部へ向けて傾斜する傾斜部としてもよい。この場合は、ピストンバンドの両端部が前記傾斜部に乗り上げて外側へ膨出するので、シリンダ内面とのシール性が向上する。
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本発明に係る油圧緩衝器のピストン構造によれば、ピストンの外周にピストンバンドを装着するための切削加工等が不要になるので、ピストンを構成するピストン半体の金型成形を円滑に行うことでき、製造コストの低減を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図３は、本発明の第１の実施形態としての分割構造のピストンを示したものである。なお、本ピストンは、前記筒型の油圧緩衝器に装備されるもの、その基本構造は、前記図１４〜図１６に示したものと同じであるので、ここでは、同一部分に同一符号を付し、重複する説明は省略することとする。本第１の実施形態において、２つのピストン半体１０Ａと１０Ｂとを結合してなる分割構造のピストン１０は、２つのピストン半体１０Ａと１０Ｂとの結合部分の周りに環状溝２０を設けており、この環状溝２０には、樹脂製のピストンバンド２１の全体が嵌合して配置されている。

上記環状溝２０は、各ピストン半体１０Ａ、１０Ｂの小径部２２により形成されており、該小径部２２の外周面には、図４にも示されるように、円弧断面をなす突起（凸部）２３が、軸方向に延ばしてかつ円周方向へ等配して多数条形成されている。一方、ピストンバンド２１の内周面には、図５にも示されるように前記突起２３に嵌合可能な凹溝２４が形成されている。ピストンバンド２１は、その凹溝２４に前記突起２３を嵌合させた状態で環状溝２０内に配置されている。すなわち、ピストンバンド２１は、その凹溝２４とピストン半体１０Ａ、１０Ｂ側の突起２３を凹凸嵌合させてその全体が環状溝２０内に配置されることで、軸方向と回転方向との双方に拘束されている。なお、突起２３の断面形状は任意であり、前記した円弧形状に代えて、例えば、台形形状、三角形状等とすることができる。この場合は、ピストンバンド２１に形成する凹溝２４も、突起２３に合せて台形形状、三角形状等とする。

ここで、各ピストン半体１０Ａ、１０Ｂの入口通路１２は、前記した伸び側通路（油液通路）１４および縮み側通路（油液通路）１５の入口開口１４ａとして供される部分が長方形をなしており、かつ外周寄りに形成されている。しかして、各ピストン半体１０Ａ、１０Ｂの小径部２２の外周面に設けられた複数条の突起２３は、そのうちの一部が、図３によく示されるように、該小径部２２の外周面に対し、前記入口通路１２（入口開口１４ａ）が最も接近する部位に配置されている。このようにすることで、入口通路１２と小径部２２の外周面との間に十分なる肉厚が確保される。換言すれば、その肉厚の増加分、入口通路１２の開口面積を大きくすることができ、油液の流動、ひいては減衰力特性の設定に好都合となる。

本実施形態において、上記ピストン半体１０Ａ、１０Ｂは焼結品からなっており、前記油液通路として用いられる入口通路１２および出口通路１３を始め、結合のための嵌合凸部１６および嵌合凹部１７、ディスクバルブ２、３を着座させるためのシート部１８など、ピストン１０として必要な部分が金型成形により一体に形成されている。また、この金型成形に際しては、多数条の突起２３を周面に有する小径部２２も一体に形成される。この場合、入口通路１２および出口通路１３を含め、突起２３は軸方向に延ばして形成されているので、金型成形の障害になることはない。

ピストン１０を組立てるには、図６に示されるように、ピストンバンド２１に対し、２つのピストン半体１０Ａおよび１０Ｂを、相互に前記突起２３と凹溝２４との位相を合せながら反対方向から押し込むようにする。この場合、ピストンバンド２１に対し、２つのピストン半体１０Ａ、１０Ｂを順次押し込んでも、同時に押し込んでもよい。また、この押し込みに際しては、合せ面に形成された嵌合凸部１６と嵌合凹部１７とを相互に凹凸嵌合させるようにすることはいうまでもない。このようにして一体化されたピストン１０は、前記ディスクバルブ３、４と共にピストンロッド２にナット５を用いて連結され（図１）、この状態で、ピストン１０はピストンバンド２１を介してシリンダ１に摺接する。

本分割構造のピストン１０を組込んだ油圧緩衝器の作用は従来と同じであり、ピストンロッド２の伸び行程においては、ロッド側室Ｒ１の油液が伸び側通路１４を経て、出口開口１４ｂから反ロッド側室Ｒ２へ流動し、この間、油液の流れが一方のディスクバルブ３により制御され、所定の減衰力が発生する。また、ピストンロッド２の縮み行程においては、反ロッド側室Ｒ２の油液が縮み側通路１５を経て、出口開口１５ｂからロッド側室Ｒ１へ流動し、この間、油液の流れが他方のディスクバルブ４により制御され、所定の減衰力が発生する。しかしてこの間、ピストン１０はピストンバンド２１を介してシリンダ１の内面に沿って摺動するが、ピストンバンド２１が、前記したように環状溝２０内に軸方向と回転方向との双方へ拘束された状態で配置されているので、ピストン１０は、シリンダ１の内面とのシール性を確保しながら安定してシリンダ１内を摺動し、これにより所望の減衰力が長期に亘り安定して得られるようになる。

図７および図８は、本発明の第２の実施形態を示したものである。本第２の実施形態の特徴は、上記第１の実施形態におけるピストンバンド２１に代えて、平滑な内周面および外周面を有する円筒形状のピストンバンド２５（図７）を用い、これをピストン１０の外周面に設けられた環状溝２０内に熱圧着して配置した点にある。この場合、ピストンバンド２５の内径は、ピストン半体１０Ａ、１０Ｂの小径部２２に形成された突起２３の先端に接するピッチ円の直径と同等かそれよりわずか大きく設定する。したがって、該ピストンバンド２５を介してピストン半体１０Ａと１０Ｂとを結合した状態（サブアセンブリ状態）では、図８の左側に示されるように、ピストンバンド２５が、ピストン半体１０Ａ、１０Ｂの外周面２２からわずか浮いた状態（遊嵌された状態）で環状溝２０内に配置される。

本第２の実施形態においては、上記サブアセンブリ状態のピストン１０を、図８に示されるように、ヒータ２６により加熱された円筒形状のダイス２７内に軸を一致させて圧入し、該ダイス２７内を通過させる。すると、ピストンバンド２５は、ダイス２７の内面により縮径方向へ押圧され、環状溝２０の底面すなわちピストン半体１０Ａ、１０Ｂの小径部２２の外周面に熱圧着され、これにより、同図の右側に示されるように、ピストンバンド２５を介して一体化されたピストン１０が得られるようになる。前記熱圧着に際しては、小径部２２の外周面に多数条の突起２３が存在することから、ピストンバンド２５の内面はその突起２３に沿って熱変形し、これによりピストンバンド２５は、第１の実施形態と同様に軸方向と回転方向との双方に拘束された状態で環状溝２０内に配置される。一方、ピストンバンド２５の外周面はダイス２７の内面によって平滑に仕上がりかつ規定の外径寸法に仕上げられる。したがって、本ピストン１０を油圧緩衝器として組込んだ状態において（図１参照）、ピストン１０は、シリンダ１の内面とのシール性を確保しながら安定してシリンダ１内を摺動する。本第２の実施形態によれば特に、ピストンバンド２５の内周面に、ピストン半体１０Ａ、１０Ｂ側の突起２３と嵌合する凹溝２４（図３、４）を設ける必要がないので、ピストンバンド２５の製作が容易となる。

図９〜図１１は、本発明の第３の実施形態を示したものである。本第３の実施形態の特徴は、上記第１の実施形態における各ピストン半体１０Ａ、１０Ｂの小径部２２の隅角部分に、該小径部２２の外周面から大径部へ向けて傾斜する傾斜部３０を設けた点にある。傾斜部３０は、ここでは、小径部２２の外周面に形成された複数の突起２３の相互間に選択的に設けられている。この傾斜部３０の傾斜角度θは、特にその大きさを問わないが、数度乃至十数度程度で十分である。

本第３の実施形態においては、前出図６に示したと同様の手順で、ピストンバンド２１に対し、２つのピストン半体１０Ａおよび１０Ｂを、相互に突起２３と凹溝２４との位相を合せながら反対方向から押し込む。すると、その押し込み端付近で、ピストンバンド２１の両端部がピストン半体１０Ａ、１０Ｂ側の傾斜部３０に乗り上げ、図１１に示されるように、環状溝２０の溝端部分にピストンバンド２１の膨出部３１が形成される。したがって、このようなピストン１０を油圧緩衝器に組付けると（図１参照）、前記ピストンバンド２１の膨出部３１がシリンダ１の内面に強く摺接し、その分、ピストン１０とシリンダ１の内面との間のシール性がより向上する。

図１２は、本発明の第４の実施形態を示したものである。本第４の実施形態の特徴は、上記第３の実施形態における各ピストン半体１０Ａ、１０Ｂの小径部２２の外周面から突起２３を廃し、該小径部２２の隅角部分に、上記傾斜部３０と同様の形態で傾斜部３５を全周に亘って設け、かつ図７に示したごとき平滑形状のピストンバンド２５を用いた点にある。なお、平滑形状のピストンバンド２５の内径は、ここでは、各ピストン半体１０Ａ、１０Ｂの小径部２２の直径と同じかそれよりわずか大きく設定されている。

本第４の実施形態においては、ピストンバンド２５に対し、２つのピストン半体１０Ａおよび１０Ｂを相互に反対方向から押し込むと（図６参照）、上記第３の実施形態と同様に、その押し込み端付近で、ピストンバンド２５の両端部がピストン半体１０Ａ、１０Ｂ側の傾斜部３５上に乗り上げ、図１１に示したと同じく、環状溝２０の溝端部分にピストンバンド２５の膨出部（３１）が形成される。したがって、このようなピストン１０を油圧緩衝器に組付けると（図１参照）、第３の実施形態と同様にピストンバンド２５の膨出部がシリンダ１の内面に強く摺接し、その分、ピストン１０とシリンダ１の内面との間のシール性がより向上する。また、この第４の実施形態においては、前記傾斜部３５が、ピストンバンド２５の回転方向の動きを拘束する凸部として機能（静摩擦抵抗機能）し、したがって、この第４の実施形態によれば、第１の実施形態におけるごとき、ピストン半体１０Ａ、１０Ｂ側の突起３３とピストンバンド２１側の凹溝３４との嵌合構造が不要なり、その上、第２の実施形態におけるごとき、ピストンバンド２５の熱圧着も不要になって、製造コストの面で有利となる。

なお、上記各実施形態におけるピストンバンド２１、２５は、継目のない形状としてよいことはもちろんであるが、例えば、図１３に示すように継目Ｓを有する形状としてもよい。

本発明の第１の実施形態としてのピストンの構造と該ピストンを組込んだ油圧緩衝器の要部構造とを示す断面図である。 第１の実施形態としてのピストンの構造を拡大して示す断面図である。 第１の実施形態におけるピストン半体とピストンバンドとの結合構造を示す断面図である。 第１の実施形態におけるピストン半体の構造を示す平面図である。 第１の実施形態で用いるピストンバンドの形状を示す平面図である。 第１の実施形態におけるピストン半体とピストンバンドとの組立手順を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態で用いるピストンバンドの形状を示す平面図である。 第２の実施形態におけるピストン半体とピストンバンドとの組立手順を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態で用いるピストン半体の構造を示す断面図である。 第３の実施形態で用いるピストン半体の構造を示す側面図である。 本発明の第３の実施形態としてのピストンの構造を拡大第して示す断面図である。 本発明の第４の実施形態で用いるピストン半体の構造を示す側面図である。 本発明で使用可能な、継目を有するピストンバンドの形状を示す側面図である。 従来の分割構造のピストンと該ピストンを組込んだ油圧緩衝器の要部構造とを示す断面図である。 図１４に示したピストン半体の構造を示す上面図である。 図１４に示したピストン半体の構造を示す背面図である。

符号の説明

１ シリンダ、 ２ ピストンロッド
３，４ ディスクバルブ
１０ ピストン
１０Ａ，１０Ｂ ピストン半体
１１ 挿通孔、 １２ 入口通路、 １３ 出口通路
１４ 伸び側油液通路、 １５ 縮み側油液通路
２０ 環状溝
２１、２５ ピストンバンド
２２ ピストン半体の小径部
２３ 突起（凸部）
２４ 凹溝
３０，３５ 傾斜部（凸部）

Claims (6)

1. 中心部にピストンロッドを挿通させる挿通孔が設けられ、かつ該挿通孔の周囲に複数の通路が貫設された２つのピストン半体を結合し、前記２つのピストン半体の通路を互いに連通させて油液通路を形成してなるピストンの外周に、樹脂製のピストンバンドを装着した油圧緩衝器のピストン構造であって、前記ピストンは、前記２つのピストン半体の結合部分の周りに小径部を形成し、該小径部により形成された環状溝には前記ピストンバンドの全体が嵌合して配置され、さらに、前記各ピストン半体の小径部の外周面には、前記ピストンバンドを回転方向に拘束する凸部が、該ピストン半体と一体に金型成形されていることを特徴とする油圧緩衝器のピストン構造。
2. 各ピストン半体の小径部の外周面に設けられた凸部が、軸方向に延びる複数条の突起であることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器のピストン構造。
3. 複数条の突起の一部は、ピストン半体の小径部の外周面に対し、油液通路が最も接近する部位に配置されることを特徴とする請求項２に記載の油圧緩衝器のピストン構造。
4. ピストンバンドは、その内周面にピストン半体の突起に嵌合可能な凹溝を有し、該凹溝に前記ピストン半体の突起を嵌合させた状態で環状溝内に配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の油圧緩衝器のピストン構造。
5. ピストンバンドは、平滑な内周面および外周面を有する円筒形状をなし、熱圧着により環状溝内に配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の油圧緩衝器のピストン構造。
6. 各ピストン半体の小径部の外周面に設けられた凸部が、該小径部の隅角部分に配置され、該小径部の外周面から大径部へ向けて傾斜する傾斜部であることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器のピストン構造。
   
   

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