JPH0524383B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、特に複動式シリンダに用いるため
の、ピストンロツドを備える複数の部品から構成
されているピストンに関する。

（従来の技術） 作業シリンダ、特に空気力式もしくは液力式作
業シリンダに用いるこの種のピストンとしては、
既に種々異なる形式のものが公知となつている。

しかし、これら公知のピストンにおいては、そ
の構造が複雑であるか、或いはピストンの案内及
びシールの面に難点がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の課題とするところは、容易に、かつ低
コストで製造可能であり、かつ、申し分ない案内
とシールとが保証されるような、簡単な構造の複
動式シリンダ用ピストンを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の課題を解決するべく、本発明によれば、
ピストンが、ピストンロツド上に鏡面対称的な配
置形式により被せ嵌め可能な２つのピストン半割
部を有しており、これらの各ピストン半割部が、
半径方向に突出している、例えばフランジ状に形
成されたアンカー固定突起を有する金属製の挿入
体と、この挿入体上に射出成形されたプラスチツ
ク製の被覆体とから構成され、かつ該被覆体の外
壁面に設けられている周方向溝内に、それぞれ１
つのピストンシールが配置されている。

この場合、両ピストンシールを、ピストンの軸
方向長さの中央範囲で互いに突き合わせて、この
範囲に、ピストンのための案内面を形成するよう
な配置形式をとることが可能である。

各ピストンシールは、それぞれ他方のピストン
半割部に面していない側に、シリンダ内壁に当接
する外位のシールリツプとピストン半割部の外面
に設けられた溝内に係合する内位の保持リツプと
を有しており、かつそれぞれ他方のピストン半割
部に面する側には、シールリツプとは反対側に延
びるガイドリツプを有しており、これらのガイド
リツプが、他方のピストン半割部におけるガイド
リツプと共に案内面を形成していると合目的的で
ある。

この場合、とくに有利には、両ピストン半割部
におけるガイドリツプの自由端部が、それぞれ内
側に向かつて、ほぼ直角に折角げられ、両ピスト
ン半割部間に保持されており、かつこの場合、両
ピストン半割部におけるガイドリツプの折曲げら
れた自由端部を、その互いに向き合つた面で当接
させることが出来る。

例えば、各ピストン半割部におけるピストン長
手方向に対し、ほぼ直角に延びている端面を、そ
れぞれ他方のピストン半割部に面した側で互いに
当接させて、１つの接触面を形成することが可能
である。この場合、両ピストン半割部間の接触面
と、両ガイドリツプにおける折曲げられた各自由
端部間の当接面とが、ほぼ同一の平面内に位置し
ていると合目的的である。

ピストンシールが、それぞれ３本の脚部を有す
る構造体として形成されている。そのうち２本の
脚部が、互いに平行に延び、かつピストン半割部
の自由端面に向かつているのに対し、第３のピス
トン脚部は、他の脚部とほぼ平行に延び、かつそ
れぞれ他方のピストン半割部に向かつている。こ
のピストン脚部の自由端部が、内側に向かつてほ
ぼ直角に折曲げられていると有利である。

またこの場合、両ピストンシールが、それぞれ
ピストン半割部における軸方向の中央範囲に設け
られた周方向溝内に当接しており、ピストンシー
ルにおけるそれぞれ第３の脚部が、接触面に面し
て端面側で、周方向溝を制限しているピストン半
割部端面壁部分の周りにスナツプ継手式に係合し
て、案内面の一部と接触面の一部とを形成してい
ると合目的的である。

（発明の作用と効果） 上述した各実施態様から明らかなように、本発
明の対象は、同様な２つの半割部分から鏡面対称
に構成されているので、製作及び保管に関する簡
易化が達成される。

このように、２つの半割部を組合わせて、複動
式作業シリンダ用のピストンを製作することも可
能であるが、これらの半割部自体を、単動式作業
シリンダのピストンとして用いることも可能であ
る。更に、それぞれ一つのピストン半割部を構成
モジユールとして用い、必要に応じた数のモジユ
ールを組合わせることによつて、多重ピストン装
置を提供することも出来る。

金属製のコアとプラスチツク製のジヤケツトと
を備えた複合体としてのピストン半割部の構造
は、運転中に生ずる各種の負荷に、申し分なく対
応することが出来る。何故ならば、金属製のコア
がピストン本体に高度の安定性を与えると同時
に、ピストンを作用する軸方向の力を吸収し、他
方、ジヤケツトを構成するプラスチツク材料は、
摩擦の僅少な案内を保証するとともに、運転中に
生ずる横方向の力及びモーメントを弾性的に吸収
するのに適しているからである。

しかも、プラスチツクに低い材料コストの面で
優れており、僅かな手間と費用で精確に成形しう
る。

コア上への射出成形によつて生じた結合部は、
耐久性があるとともに、負荷に対して強く、利用
されるプラスチツク射出成形技術は、低い製作コ
ストを保証する。

本発明による種々のシール部材における構成及
び配置形式によると、シールリツプの保持が、極
めて良好にかつ合目的的に行なわれる。また、こ
れらのシール部材とピストン保持部分とのコンパ
クトな結合部が得られるということを全く度外視
したとしても、特に効果的な案内が達成され、し
かもその案内部が、同時にシール部としても作用
するという利点をもたらし、かつ、ピストンの金
属コア部分とプラスチツク外壁部分との特に堅牢
な結合を保証する。

本発明によれば、ピストンのプラスチツク外壁
には、ピストン終端位置における緩衝のために用
いられる緩衝スリーブが射出成形されている。こ
のような措置によれば、案内機能と緩衝機能と
が、構成上の無駄なしに組合わされる。

本発明によれば、ピストン位置を測定する電磁
的なユニツトにより検出を行なうリング状信号発
生器を、簡単で費用が嵩まず、しかも取付け易い
形式で、本発明によるピストンに設けることが出
来る。ピストン位置を表示するこのリング状信号
発生器は、各ピストン半割部間に形成されたリン
グ溝内に簡単にセツトされる。

本発明によれば、ピストン装置の申し分のない
シールが、ピストンロツドに面した側でも、僅か
な費用で達成されうる。

（実施例） 次に、添付図面に示した実施例につき本発明を
説明する。

図示された本発明によるピストンは、複動式の
空気力又は液力で作動する作業シリンダ１に用い
られている。この図は、作業シリンダ１の一部の
みを示したものであり、本発明によるピストン
も、本発明を理解するのに必要な限りにおいて、
ピストンロツド２及び作業シリンダ１とピストン
と隣接部分と共に図示されている。

ピストン３は、ピストンロツド２上に嵌合され
ており、シリンダ１が、その軸方向両端部で、適
宜なシリンダカバーにより閉鎖されている。この
場合、ピストンロツド２がシリンダカバーの一方
又は双方を貫通しているという特徴は、公知であ
り、通常の知識を有する平均的な当業者には、周
知の事実であるので、ここで詳しく説明する必要
はないものと思う。

本発明によるピストン３は、複数の部品から組
合わされている。即ちこのピストン３は、ピスト
ンロツド２上に鏡面対称な配置形式で被せ嵌めら
れた２つのピストン半割部４，５から構成されて
いる。

各ピストン半割部４，５は、半径方向に突出す
るアンカー固定突起８，９を有するそれぞれ１つ
の金属製の挿入体６，７から成つている。このア
ンカー固定突起８，９は、場合により、フランジ
状に形成することも可能であつて、合目的的に
は、一貫して周方向に延在しており、挿入体６，
７上に射出成形されたプラスチツク材料、例えば
ポリウレタンから成る被覆体１０，１１を支持し
ている。

またこのアンカー固定突起８，９は、挿入体
６，７における軸方向の中央範囲に配置されてお
り、プラスチツクの射出成形時に、プラスチツク
をアンカー固定部に固定的に定着させるための材
料進入を可能ならしめる穿設部を有している。

各ピストン半割部４，５は、ピストン長手方向
に対してほぼ直角に延びる端面１２，１３で、そ
れぞれ他方のピストン半割部に当接している。互
いに当接し合う両ピストン半割部４，５の端面１
２，１３は、いわゆるコンタクト面もしくは接触
面を形成している。

これらの接触面を形成する両端面１２，１３に
も、相補的な係止手段を設けておくことが出来
る。例えば、軸方向に延びるピン、及びこのピン
を斜めに向き合つた相補的な差込み孔として形成
される手段を、被覆体に設けることが可能であ
る。このような相補的係止手段を用いると、各ピ
ストン半割部４，５を、互いに相対回動不能に固
定することが出来る。しかし、この構成は図示さ
れていない。

両ピストン半割部４，５におけるプラスチツク
製の各被覆体１０，１１は、それぞれ一つのピス
トンシール１４，１５を支持しており、これらの
ピストンシール１４，１５は、被覆体１０，１１
の外壁に設けた周方向溝１６，１７内に配置され
ている。

両ピストンシール１４，１５は、ピストン３の
軸方向長さの中央範囲に配置され、この範囲で互
いに突き合わされて、ピストン３の案内面１８を
形成している。

各ピストンシール１４，１５は、それぞれ他方
のピストン半割部４，５とは反対側に、シリンダ
内壁１９に当接する外位のシールリツプ２０，２
１と、ピストン半割部４，５の外面に設けられた
周方向溝１６，１７内に挿入される内位の保持リ
ツプ２２，２３とを有しており、かつ、他方のピ
ストン半割部４，５に面した側には、シールリツ
プ２０，２１とは反対向きに延びるガイドリツプ
２４，２５を有している。このガイドリツプ２
４，２５は、他方のピストン半割部におけるガイ
ドリツプとともに案内面１８を形成し、その際、
各ピストン半割部４，５におけるシールリツプ２
０，２１とガイドリツプ２４，２５とが、互いに
180゜の角度を成している。

これによつて、ピストンシール１４，１５は、
それぞれ３本の脚部２０，２２，２４又は２１，
２３，２５を備える成形体の形状を呈し、そのう
ちの２本の脚部、つまり、脚部２０及び２２、又
は２１及び２３は互いに平行に延び、ピストン半
割部４，５の自由端面に向いているのに対し、第
３の脚部２４又は２５は、他の脚部とほぼ平行に
延び、他方のピストン半割部に向いている。

両ピストン半割部４，５におけるガイドリツプ
２４又は２５の自由端部は、それぞれ内側に向か
つてほぼ直角に折曲げられている。これらの折曲
げられた自由端部２６，２７は、両ピストン半割
部４，５における符号２８，２９で示された部分
の間に保持されている。

両ピストン半割部４，５のガイドリツプ２４，
２５におけるこれらの折曲げられた自由端部２
６，２７は、その互いに向き合つた面で当接して
おり、両ピストン半割部４，５間の接触面１２，
１３と両ガイドリツプ２４，２５における折曲げ
られた各自由端部２６，２７間の当接面とが、
ほゞ一平面内に位置するようにされている。

従つて、図面から明らかなように、両ピストン
シール１４，１５は、それぞれピストン半割部
４，５の軸方向の中央範囲に設けられた周方向溝
１６，１７内に嵌合している。

ピストンシール１４，１５における第３の脚部
２４，２５は、接触面１２，１３に面する端面側
の周方向溝１６，１７を制限しているピストン半
割部の端面壁部分の周りにスナツプ継手式に係合
して、それぞれ案内面１８の一部と、接触面又は
コンタクト面の一部とを形成している。

同等に構成された両ピストン半割部４，５を、
端面側で互いに突き合わせることによつて形成さ
れるこれらの接触面は、ピストンの長手方向に対
して直角に、つまり半径方向に延びている。各ピ
ストン半割部４，５は、この接触面に対して鏡面
対称に構成され、かつ配置されて、複動式作業シ
リンダのピストンを構成するため、同一のピスト
ンロツドに被せ嵌められるモジユール構成要素と
して用いられる。

既に述べたように、ピストン半割部４，５にお
ける金属製の挿入体６，７は、プラスチツク材料
から成る被覆体１０，１１内に収容されている。
この場合、被覆体１０，１１は、挿入体６，７の
半径方向外面を形状接続式に囲繞し、合目的的に
は、挿入体上に射出成形され、半径方向に突出す
るアンカー固定突起８，９により、金属部分とプ
ラスチツク部分との間が解離不能に結合される。

接触面１２，１３とは反対側に位置する被覆体
１０，１１の端部には、軸方向で挿入体６，７を
越えて突出する緩衝スリーブ３０が一体成形され
ている。

この緩衝スリーブ３０は、接触面１２，１３と
は反対側のピストン半割部側面で、それぞれ挿入
体６，７を越えて軸方向に突出しており、シリン
ダカバーに設けられた適宜な形状及び寸法の軸方
向穿孔部内に挿入するために用いられる。この場
合、緩衝スリーブ３０と若干大き目の軸方向穿孔
部及び適宜な緩衝シールとを協働させることによ
つて、ピストン運動の緩衝は、自体公知の形式で
行なわれる。このことも公知であるため、これ以
上の説明を省略する。

ピストン３には、リング状信号発生器３５が設
けられている。このピストン配置形式は、リング
状信号発生器３５の各半割部分を収容するのに適
したリング溝が、両ピストン半割部４，５の接触
面１２，１３に沿つて、被覆体１０，１１に形成
されるようになつている。

このリング状信号発生器３５は、ピストンの位
置、速度、加速度を電磁的に測定するために用い
られる。その場合、ピストン運動の該当するデー
タを、例えば磁気的又は誘導式に検出しうるよう
にしておくと合目的的である。

このようにすることも公知ではあるが、この場
合新規であり効果的であるのは、まず何よりも、
リング状信号発生器が、ピストン内部で両ピスト
ン半割部間に配置されている点にある。

また、本発明によるピストン半割部４，５は、
その接触面１２，１３のところで、しかも、有利
には金属製の挿入体範囲で、互いにシールされて
いる。そのため、挿入体６，７に設けられた軸方
向の穿孔部４０は、接触面１２，１３のところ
で、シールリング４１を受容する半割溝を形成す
るように拡開されている。

このシールリング４１は、例えばゴムから製作
され、Ｏ字リングとして形成されている。本発明
において特に安定的に保持され、申し分のない案
内機能と同時にシール機能をも発揮するシールリ
ツプ２０，２１は、ゴム又はプラスチツク、例え
ばポリウレタンから製作することが出来る。

なお、本発明は、２つのピストン半割部から組
立てられたピストンにのみ限定されるものではな
く、既に述べたように、単一のピストン半割部
を、特に単動式作業シリンダ用のピストンとして
単独で用いることも可能であり、他方、複数のピ
ストン半割部をモジユール構成要素として組合わ
せて、適宜な大きさのピストンを製作することも
出来る。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明によるピストンの一実施例を示す
部分的断面図である。 １……作業シリンダ、２……ピストンロツド、
３……ピストン、４，５……ピストン半割部、
６，７……挿入体、、８，９……アンカー固定突
起、１０，１１……被覆体、１２，１３……端面
（接触面）、１４，１５……ピストンシール、１
６，１７……周方向溝、１８……案内面、１９…
…シリンダ内壁、２０，２１……シールリツプ、
２２，２３……保持リツプ、２４，２５……ガイ
ドリツプ、２６，２７……自由端部、２８，２９
……ピストン半割部の部分、３０……緩衝スリー
ブ、３５……リング状信号発生器、４０……穿孔
部、４１……シールリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ) ピストンロツド２上に取付けられている
   プラスチツク製のピストン半割部４，５であつ
   て、当該ピストン半割部４，５は、それらの間
   の半径方向の面に関して対称に配設されてお
   り、 (ロ) 前記各ピストン半割部４，５は、それぞれ外
   周方向溝１６，１７を設けており、かつその中
   にリング形状のピストンシール１４，１５を備
   えており、 (ハ) 前記各ピストンシール１４，１５は、前記ピ
   ストン３を受容しているシリンダ１の内面１９
   と密閉的に接触するための外部シールリツプ２
   ０，２１を有しており、 (ニ) 前記各ピストンシール１４，１５は、さら
   に、前記周方向溝１６，１７のそれぞれと協働
   する保持リツプ２２，２３を有しており、 前記(イ)、(ロ)、(ハ)および(c)から成るピストンに
   お
   いて； (ホ) 前記各ピストン半割部４，５は、半径方向に
   突出しているアンカー固定突起８，９を備えて
   おり、 (ヘ) 前記ピストン半割部４，５の前記各ピストン
   シール１４，１５はそれぞれ、他方のピストン
   半割部４，５に面する側にガイドリツプ２４，
   ２５を有しており、 (ト) 前記２つのピストンシール１４，１５の前記
   ガイドリツプ２４，２５は、互いに前記２つの
   ピストン半割部４，５との間の端面１２，１３
   の領域中において互いに接触し、それによつ
   て、前記シリンダ１の内部において前記ピスト
   ン３用の案内面が形成されており、 (チ) 前記２つのガイドリツプ２４，２５は、前記
   それぞれのガイド面１８に隣接しているそれら
   の自由端部２６，２７によつて半径方向内方に
   弯曲し、前記自由端部２６，２７は、前記２つ
   のピストン半割部４，５の間に保持されている
   こと、を特徴とするピストン。 ２ 前記ピストン半割部４，５と前記２つのガイ
   ドリツプ２４，２５の間の接触面は半径方向の共
   通面に位置している事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 前記ピストン半割部４，５におけるシールリ
   ツプ２０，２１と、前記ピストンシール１４，１
   ５の前記ガイドリツプ２４，２５とが、互いに
   180゜の角度を有して配設されていることを特徴と
   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 前記ガイドリツプ２４，２５が、前記ピスト
   ン半割部４，５の部分２８，２９を、前記ピスト
   ンシール１４，１５が前記ピストン半割部４，５
   上にスナツプ継手式に固着されるように保持する
   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 前記ピストン半割部４，５の部分２８，２９
   が、前記ガイドリツプ２４，２５の折り曲げられ
   た自由端部２６，２７と保持リツプ２２，２３と
   の軸方向の間に張設されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項に記載のピストン。 ６ 前記ガイドリツプ２４，２５の自由端部２
   ６，２７は、内側にほぼ直角に曲がつていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項の
   いずれかに記載のピストン。 ７ 前記ピストン半割部４，５の接触面に向いて
   いる端部に、挿入体６，７を越えて軸方向に突出
   する緩衝スリーブ３０が一体成形されている事を
   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 前記ピストン半割部４，５が、前記端面１
   ２，１３に、リング状信号発生器３５を受容する
   半割溝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７項のいずれかに記載のピストン。 ９ 前記ピストン半割部４，５が、それらの端面
   １２，１３において、厳密には金属挿入体６，７
   の領域において、互いに密閉的に接触しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８項
   のいずれかに記載のピストン。 １０ 前記挿入体６，７は、軸方向の穿孔部４０
   を有しており、当該穿孔部４０は、前記端面１
   ２，１３において、シールリング４１を受容する
   ための半割溝形状で拡開されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第９項のいずれか
   に記載のピストン。