JPH0155828B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ふつ素樹脂を被着したピストンヘツ
ドならびにその製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕 従来、ピストンシリンダー型のシヨツクアブソ
ーバーにおいて、そのピストンヘツドがシリンダ
ーチユーブと摺接するヘツド外径面には、リング
状の溝を穿つてそこに銅合金などからなるピスト
ンリングや金属裏金に低摩擦プラスチツクを被着
した条片を巻回した短筒リングを嵌着した態様の
ものが用いられている。

これらのリングを用いたものは、リングが溝内
でヘツド軸線方向に微動し、その時に発生する打
音が問題になつている。

また、ピストンヘツドとシリンダーチユーブと
の摺接を円滑にするため、該ヘツドの外径面に低
摩擦プラスチツクを直接被着させた態様のものも
ある。

たとえば、米国特許第3212411号に開示されて
いる技術は、四ふつ化エチレン樹脂（PTFE）を
薄肉のカツプ状に成形したものをピストンヘツド
の端面と外径面とを覆うように被嵌させ、ついで
加熱したサイジング型に圧入して外径面への被着
と寸法出しを行なつて製品とするものである。

この技術におけるカツプ状のプラスチツク成形
物は、被着しようとするピストンヘツドの寸法に
近似した寸法に作つておく必要があるため、ピス
トンヘツドの径が異なれば、それに合わせた寸法
の成形金型を必要とする。

また、この技術におけるピストンヘツドは、使
用時に発生する熱によるプラスチツク被着層の熱
膨脹に対処するため、該被着層とヘツド外径面と
の間に部分的に空隙を設ける必要性について述べ
ている。

この空隙の作用効果は、プラスチツク被着層が
膨脹してシリンダーチユーブに当接したとき、該
プラスチツクがその空隙に逃げ込むことによつて
ピストンヘツドとシリンダーチユーブの嵌合が、
締り嵌め状態になることを防ぐ点にある。

一般に、この種のプラスチツクを被着したピス
トンヘツドにおいては、シリンダーチユーブとの
クリアランスを一定に保つことは、そこでの流体
の密封性を一定の範囲に確保して減衰力をバラ付
かさないようにし、かつ摺動抵抗を一定に保つう
えで必要なことである。

クリアランスが零になつたり、ピストンヘツド
がシリンダーチユーブに圧入されたような状態で
は、摺動特性を著しく阻害するばかりでなく、被
着層の摩耗を早めるという幣害がある。

この米国特許では、このような問題に対処すべ
く上述した空隙を設けているが、この空隙の存在
は往々にして空隙内の気体の膨脹を引き起し、プ
ラスチツク被着層の密着性を害するという問題が
ある。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決
すべくなされたものである。

すなわち、ピストンヘツド本体の外径面に熱収
縮性のふつ素樹脂チユーブを被着して低摩擦摺動
面を形成し、該ヘツド本体の軸線方向の一端にお
いて該チユーブからなる被着層をその外周面から
一様に拡径してリツプ部を形成し、該リツプ部が
シリンダーチユーブと摺接することにより、そこ
に封入された流体を密封することを特徴としたふ
つ素樹脂を被着したピストンヘツドならびにその
製造方法を提供するものである。

本発明に使用されるふつ素樹脂チユーブは、上
述したPTFEのほか四ふつ化エチレン六ふつ化プ
ロピレン共重合体（FEP）が用いられる。FEP
は、PTFEに比較して摩擦係数および耐熱性に若
干劣るが耐摩耗性に勝れている。

ふつ素樹脂熱収縮性チユーブは、たとえばベル
ギー特許第564359号（1958年）に開示されている
技術により製造されたものである。この技術を要
約すると以下のとおりである。

すなわち、所定の径を持つたふつ素樹脂チユー
ブを、該チユーブの径よりも大きい径を有する金
属円筒に嵌挿し、チユーブ開口部を閉塞して全体
を加熱し、チユーブ内に加圧ガスを送つてチユー
ブを膨脹させたのち、この加圧状態を保つたまま
冷却させると、該チユーブはその膨脹した状態を
保つて冷却される。チユーブ内の圧力を抜いたの
ちもこの形状を保ち、常温においては寸法変化を
起さない。ただし、このチユーブを膨脹処理時の
温度に加熱すると、元の寸法のチユーブに戻る。

正確には、径方向には収縮し長さ方向には伸び
る。この伸縮率は膨脹処理条件によつて変えるこ
とができるが、おおむね20〜30％程度のものが扱
い易い。

この熱収縮性ふつ素樹脂チユーブをピストンヘ
ツドの被着に使用する利点は、ピストンヘツド本
体の径に対応して該チユーブの径を厳密に選ぶ必
要がなく、上述した収縮率の範囲内で種々の径の
ヘツド本体の被着に使用できること、そして材料
取りに際してはほとんどロスが出ないということ
である。

また、チユーブの肉厚も、この種の被着に好ま
しい薄肉のもの、たとえば0.3mm前後のものが容
易に得られる。

以下に、この熱収縮性のふつ素樹脂チユーブを
使用したピストンヘツドの製造方法について詳述
する。

まず、このチユーブを径方向の収縮、長さ方向
の伸びを見込んで所定の長さに切断したものをピ
ストンヘツド本体に被嵌させる。第１図は、この
状態を示したもので、１ａは熱収縮性のふつ素樹
脂チユーブ、２はピストンヘツド本体である。

ピストンヘツド本体２は、鉄系焼結合金などで
作られており、３は後述するピストンロツドが嵌
着される孔、４はオリフイスそして５はピストン
ヘツド本体の外径面、６は外径面５に設けられた
環状溝である。この環状溝６は、後述するリツプ
部近傍のピストンヘツド外径面に設けられ、ふつ
素樹脂チユーブからなる被着層のヘツド本体外径
面への被着を確実にする。

ついで、全体を加熱雰囲気中で加温する。
PTFEの場合は、340〜370℃の雰囲気温度で、
FEPの場合は、250〜300℃の雰囲気温度でそれ
ぞれ３〜10分間保持する。ふつ素樹脂チユーブ１
は収縮してヘツド本体２の外径面５に被着する。

第２図は、この状態を示したもので、１ｂは被
着層、７は加熱炉である。

このようにして得られたふつ素樹脂被着層１ｂ
は、ヘツド本体の外径面との密着状態が完全では
なく、また該被着層１ｂの外径寸法も精度が出て
いない。因みに、ヘツド本体の外径面の環状溝６
には、被着層１ｂが多少入り込んだ状態で、空隙
８が残つている。

したがつて、次工程においてサイジングを行な
う。第３図および第４図はサイジング工程を示す
もので、９はサイジング受け型、１０は押型であ
る。サイジング受け型９は、PTFEを用いる場合
は250〜340℃、FEPの場合で200〜250℃とし、
いずれも収縮処理に適用した雰囲気温度よりも低
い温度とする。

ふつ素樹脂被着層をもつたピストンヘツドをサ
イジング受け型９に押込むと、被着層には径方向
内側に向う押圧力が加わり、かつ押込み方向と反
対方向に被着層を構成する樹脂材料の塑性流動を
生ずる。

この工程によつて、被着層は若干肉厚を減じ、
かつ押込み方向と反対側のピストンヘツド端部に
おいて軸線方向の延伸を生ずる。また同時に、被
着層はヘツド外径面に密着する。因みに第４図に
おいては、第２図の熱収縮の時点で残存していた
環状溝内の空隙８は樹脂の塑性流動によつて充填
されてもはや存在していない。

１１はふつ素樹脂被着層の延伸部である。サイ
ジング受け型の温度を熱収縮処理温度よりも低く
することについては既に述べたとおりであるが、
これは延伸部１１の形成を健全に行なわせるため
に必要で、もしサイジング工程の温度を収縮処理
工程の温度よりも高くすると、延伸部１１に曲が
りや皺を生じ、後続のリツプ部形成に著しい困難
を生じ、所望のリツプを形成することができなく
なる。

第５図は、リツプ部形成工程を示すもので、サ
イジングとほぼ同様の加熱状態で行なう。

１２は、リツプ部形成受け型でサイジング受け
型９と同様のキヤビテイ寸法を有するものである
が、リツプを形成するための斜面１３、それに連
なる拡径部１４を有している。１５は押型で、受
け型の斜面１３と相対向してその周縁部に斜面１
６を有しており、上述した延伸部１１は該斜面１
３，１６に押圧されて被着層外周面から一様に拡
径され、その周縁部は被着層１ｂ周縁部よりも大
きな径をもつてリツプ部１７が形成される。

第６図は、このようにして得られたリツプ部１
７を有するふつ素樹脂を被着したピストンヘツド
Ｈの斜視図である。

本発明のピストンヘツドＨは、その密封機能を
専らリツプ部１７にもたせてあり、したがつてヘ
ツド外周面とシリンダーチユーブ内周面とのクリ
アランスに著しく神経を使う必要はなく、ヘツド
の熱膨脹を見込んでクリアランスを設定しておけ
ばよい。

このピストンヘツドを組込んでシヨツクアブソ
ーバーとするに際して、リツプ部１７はピストン
の減衰を効かせる側に位置させるものとする。

第７図は、本発明のピストンヘツドを組込んだ
シヨツクアブソーバーの一例を示す縦断面図で、
図中Ｈは本発明のピストンヘツド、Ｃはシリンダ
ーチユーブ、Ｐは外筒、Ｒはピストンロツド、そ
してＯは油である。

第８図は、第７図におけるピストンヘツドＨと
シリンダーチユーブＣとの摺接状態を示す部分拡
大縦断面図で、該チユーブＣとの摺接は該ヘツド
Ｈのリツプ部１７において行なわれ、該ヘツド外
周面と該チユーブ内周面との間には相当のクリア
ランスＬを有している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のふつ素樹脂を被
着したピストンヘツドは、シヨツクアブソーバー
などのピストンとシリンダーからなる機器に組込
まれて使用され、作動が円滑でガタ付き音の発生
もなく、リツプ部を有しているので密封機能にす
ぐれ、良好な減衰効果を発揮するなど多大の効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図までは、熱収縮性のふつ素樹
脂チユーブをピストンヘツド本体に被着し、かつ
該被着層の延伸部をもつてリツプ部を形成するピ
ストンヘツドの製造方法について工程別に示すも
ので、第１図はピストンヘツド本体に熱収縮性の
ふつ素樹脂チユーブを被嵌した状態におけるこれ
ら両者の縦断面図、第２図は該チユーブを熱収縮
させてヘツド本体に被着させた状態を示す被着層
をもつたヘツドの縦断面図、第３図は被着層をも
つたヘツドをサイジングし始める状態を示す該ヘ
ツドとサイジング型との縦断面図、第４図はサイ
ジングが完了した状態を示す該ヘツドとサイジン
グ型との縦断面図、そして第５図はリツプ部形成
工程を示す該ヘツドとリツプ部形成型の縦断面図
である。第６図は、本発明のピストンヘツドの一
実施例を示す斜視図で、第７図は本発明のピスト
ンヘツドを組込んだシヨツクアブソーバーの一例
を示す縦断面図、そして第８図は第７図における
ピストンヘツドとシリンダーチユーブとの摺接状
態を示す部分拡大縦断面図である。 １ａ……熱収縮性のふつ素樹脂チユーブ、１ｂ
……熱収縮性のふつ素樹脂からなる被着層、２…
…ピストンヘツド本体、５……外径面、６……環
状の凹溝、７……加熱炉、９……サイジング受け
型、１０……サイジング押型、１１……延伸部、
１２……リツプ部形成受け型、１５……リツプ部
形成押型、１７……リツプ部、Ｈ……ピストンヘ
ツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピストンヘツド本体の外径面に熱収縮性のふ
   つ素樹脂チユーブが被着されて低摩擦摺動面を形
   成しており、該ヘツド本体の軸線方向の一端にお
   いて該チユーブからなる被着層はその外周面から
   一様に拡径されて流体を密封するリツプ部を形成
   してなることを特徴としたふつ素樹脂を被着した
   ピストンヘツド。 ２ 熱収縮性のふつ素樹脂チユーブをピストンヘ
   ツド本体の外径面に被嵌させること、全体を加熱
   して該チユーブを収縮させ該ヘツド本体の外径面
   に被着させること、これを加熱されたサイジング
   型に押込んで該被着層に径方向内側に向う押圧力
   を与えて被着を確実にしかつ該被着層の寸法出し
   を行なうとともに該被着層に塑性流動を生ぜしめ
   て押込み方向と反対側の該ヘツド本体の端部にお
   いて軸線方向の延伸を生ぜしめること、ついで該
   延伸部を該ヘツド本体の軸線方向に押圧して被着
   層の外周面から一様に拡径してリツプ部を形成さ
   せること、以上からなるふつ素樹脂を被着したピ
   ストンヘツドの製造方法。