JP5666031B2 - ピストン・シリンダユニット及びピストン・シリンダユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、外側に表面保護層を有する円筒状の圧力チューブと、該圧力チューブ内で軸線方向に変位可能であると共にピストンロッドを有するピストンとを備えるピストン・シリンダユニットに関する。ピストンロッドは、圧力チューブの端部においてシールされた状態で端部開口を通して圧力チューブ内から突出する。ピストンロッド側の端部を起点とする圧力チューブの端部領域は、表面保護層が施されておらず、防食手段が設けられると共に保護キャップで被覆されている。保護キャップは、圧力チューブのピストンロッド側における端部と対向する端部領域の内側に、周方向に連続するシールを有する。

このようなピストン・シリンダユニットにおいては、液状の防食油を、表面保護層の施されていない圧力チューブの端部領域に塗布した後、圧力チューブの外径に対して内径がより小さな保護キャップを、端部領域に装着することが既知である。その装着に際しては、弾性材料より成る保護キャップを半径方向に拡げる。保護キャップは、圧力チューブを半径方向内向きに圧力負荷状態で包囲するため、保護キャップを圧力チューブに装着する際に、保護チューブ部分に塗布しておいた防食油が保護キャップによって少なくとも大幅に引き延ばされる。その結果、予め保護チューブ部分上に塗布しておいた防食油の少なくとも大部分は、本来的には油を塗布することで保護する必要のある、表面保護層の施されていない端部領域から除去されてしまう。

これに加えて、保護キャップで引き延ばされた防食油により、表面保護層が施された圧力チューブの表面が汚染されてしまう。

従って、本発明の課題は、表面保護層の施されていない圧力チューブの端部領域に高い防食性を持たせたピストン・シリンダユニット及びその製造方法を提供することである。

この課題は、本発明によれば、冒頭に述べた形式のピストン・シリンダユニットにおいて、シールが圧力チューブにおける円筒状の表面に密に当接するよう変形可能であり、また保護キャップの内側には、圧力チューブの表面まで達する層厚とした液状又はペースト状の防食手段が塗布されることによって解決される。

このような構成とすることにより、予め保護キャップ内に設けられ、かつ好適には保護キャップの内面に付着させた防食手段は、保護キャップを装着してからでなければ表面保護層が施されていない端部領域に接触することがなく、しかも保護キャップ内に確実に残留する。防食手段の量は、少なくとも圧力チューブ及び保護キャップの内壁間における環状スペースをほぼ充填するものとし、その充填に際して、防食手段が、表面保護層の施されていない圧力チューブの端部領域の表面に塗布される。

これにより、保護キャップ及び圧力チューブ間において、例えば異なる層厚又は温度の変動によって生じるスペースの形成も回避され、従って湿気が保護キャップ下に侵入してコーティングの施されていない領域に付着することがない。

防食手段の除去及び湿気の浸入の何れによっても、保護キャップ下における腐食がより短期間で生じる。

上述したシールは、圧力チューブ表面のうち、表面保護層の施された領域まで防食手段が流出し、従って該領域が汚染されることも回避するものである。

この柔軟なシールは、塑性変形可能な構成とすることもできるが、弾性変形可能な構成とすれば、圧力チューブ及び保護キャップ間に相対変位が生じた場合であっても常に圧力チューブに接触して適合する。シールは、この点に関連してエラストマ又は熱可塑性材料で構成することができる。

単純な構成とする場合、変形可能なシールは、周方向に連続する少なくとも１本のシールリップとすることができる。

圧力チューブの端部を外部の影響から保護するため、円筒状の保護キャップには、変形可能なシールの反対側の端部において、底部と、該底部に対して同軸状の貫通開口とを設けることができる。この場合、貫通開口を通してピストンロッドが変位可能に突出している。このピストンロッドをシール状態で突出させるため、貫通開口は、ピストンロッドを密に包囲するものとすることができる。そのため、貫通開口の内壁には、周方向に連続する変形可能な第２シールを配置しておくのが好適である。

保護キャップ及び／又は第１シール及び／又は第２シールは、プラスチックで構成するのが簡単かつ安価である。この場合、保護キャップは、弾性材料又は少なくとも大部分が剛性材料より成るものとすることができる。

これに関連して、保護キャップ並びに第１及び第２シールは、一体的に構成可能である。

表面保護層は、パウダーコーティング又はスプレーコーティング又はディップコーティングとすることができる。

前述した課題は、外側に表面保護層を有する円筒状の圧力チューブと、該圧力チューブ内で軸線方向に変位可能であると共にピストンロッドを有するピストンとを備えるピストン・シリンダユニットを製造するための本発明に係る方法によって解決される。この場合、ピストンロッドは、圧力チューブの端部においてシールされた状態で端部開口を通して圧力チューブ内から突出し、また、ピストンロッド側の端部を起点とする圧力チューブの端部領域は、表面保護層が施されておらず、防食手段が設けられると共に、端部領域を包囲する保護キャップで被覆され、該保護キャップが、圧力チューブのピストンロッド側における端部の反対側に位置する端部領域の内側で、周方向に連続するシールを有する。この場合において、本発明では、保護キャップの内側に液状又はペースト状の防食手段を塗布し、その後に保護キャップを、表面保護層が施されない端部領域に装着する。

この製造方法により、上述したピストン・シリンダユニットにおけると同様の利点を得ることができる。

液状又はペースト状の防食手段を使用したコーティングは、防食手段を保護キャップの内側に付着させることにより、取り付け可能に準備した保護キャップをその後に貯蔵及び／又は搬送できるよう施すのが好適である。

液状又はペースト状の防食手段を使用したコーティングは、保護キャップ内に接触するピンを用いた自動的な塗布によって施すことができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

ピストン・シリンダユニットの縦断面図である。 図１に示すピストン・シリンダユニットにおける保護キャップの拡大縦断面図である。

図１に示すピストン・シリンダユニットは、両端部が閉じられたシリンダ状の圧力チューブ１を備える。

圧力チューブ１には、閉じられた一方の端部２にねじボルト３が設けられている。ねじボルト３上には、ピストン・シリンダユニットのための第１連結ピースがねじ固定されている。

ピストン・シリンダユニットの製造にあたっては、圧力チューブ１を先に洗浄しておく。次いで、防食保護層としてのベースコーティングを圧力チューブの外表面４全体に施した後に乾燥させて固める。

その後、他方の端部５を起点とする圧力チューブ１の端部領域６を保護キャップ15で被覆しておく。この段階において、圧力チューブ１上には、パウダーコーティング法によってパウダーコーティングとして構成した表面保護層を施し、温度処理ステップにて焼き付ける。その際、上述した端部領域６は、被覆されているために焼き付け処理が行われず、従ってパウダーコーティングが施されることがない。このように、圧力チューブ１の外表面は、第２端部５を起点とする端部領域６から外表面全体に亘って施されるベースコーティングと、端部領域６以外の領域におけるパウダーコーティングとで構成される。

引き続き、特にピストン７、ピストンロッド８、ピストンロッドガイド９及びピストンロッドシール11を含む組み込み部品を、依然として開放されている第２端部５から圧力チューブ１内に導入する。更に、圧力流体（好適にはガス）を加圧状態で圧力チューブ１内に導入する。この段階において、組込部品や圧力流体の導入は安全に行うことができる。これは、例えば上述したパウダーコーティング法で行った圧力チューブ１は、加熱されることがないからである。従って、組込部品が後で損傷したり、圧力流体による不所望の膨張で圧力チューブ１が破壊したりする恐れはない。

次に、パウダーコーティング法に際して処理が施されなかった端部領域６にて、半径方向内向き、即ち圧力チューブの中心軸線に向けて突出し、かつ該中心軸線を包囲するビード10を設ける。ビード10は、圧力チューブ１内に配置されたピストンロッドガイド９及び／又はピストンロッドシール11を軸線方向に支持するものである。

更に、圧力チューブ１の第２端部５を、半径方向内向きにフランジ状に折り曲げる。これにより形成される端壁12によって、一方では、圧力チューブ１の端部が閉じられると共にピストンロッドガイド９及び／又はピストンロッドシール11が軸線方向に支持され、他方では、圧力チューブの中心軸線を指向するフランジ状折り曲げ部の縁部により圧力チューブ１の端部開口13が形成され、ピストンロッド８が圧力チューブ１内から突出可能になる。

パウダーコーティング法に際して処理が施されなかった端部領域６にはパウダーコーティングが施されないため、ビード10の形成だけでなくフランジ状の折り曲げにおいても、圧力チューブ材料の流れにより、パウダーコーティングが特に剥離する恐れがない。

その後、保護キャップ15の内側14にはペースト状の防食手段16を塗布すると共に、端部領域６を完全に包囲するまで、保護キャップ15を端部ピストンロッド側から圧力チューブ１の端部領域６上に装着する。保護キャップ15の内側14への防食手段16の塗布は、防食手段16を保護キャップ15の内側に付着させると共に、保護キャップを圧力チューブ１の端部領域６に装着した後に、少なくとも保護キャップ15の内側及び圧力チューブ１の端部領域６間における環状スペースがほぼ充填される層厚で行う。

保護キャップ15の内側14は、圧力チューブ１の端部２に対向する側における端部において、周方向に連続すると共に、圧力チューブを附勢状態で包囲する柔軟な第１シール17を有する。そのため、保護キャップ15を圧力チューブ１上に装着する際に、防食手段16が保護キャップ15内から流出し、圧力チューブ１のパウダーコーティング領域を汚染することが回避される。

保護キャップ15は、圧力チューブ１の端部２に対向する側において、底部18を有する状態で円筒状に形成されるだけでなく、底部18に対して同軸状の貫通開口19を該底部18に有する。

貫通開口19の内壁には、周方向に連続する柔軟な第２シール20が配置されている。第２シール20を通してピストンロッド８が変位可能に突出し、また附勢状態でピストンロッド８を密に包囲するため、第２端部側においても防食手段が圧力チューブ１の保護キャップ15から流出することがない。

ピストンロッド８の外側の遊端には、第２ねじボルト21が設けられている。ねじボルト21上には、ピストン・シリンダユニットのための第２連結ピースがねじ固定されている。

１ 圧力チューブ
２ 第１端面
３ ねじボルト
４ 表面
５ 第２端面
６ 端部領域
７ ピストン
８ ピストンロッド
９ ピストンロッドガイド
１０ ビード
１１ ピストンロッドシール
１２ 端壁
１３ 端部開
１４ 内側
１５ 保護キャップ
１６ 防食手段
１７ 第１シール
１８ 底部
１９ 貫通開口
２０ 第２シール
２１ 第２ねじボルト

Claims (11)

1. 外側に表面保護層を有する円筒状の圧力チューブ（１）と、該圧力チューブ（１）内で軸線方向に変位可能であると共にピストンロッド（８）を有するピストン（７）とを備えるピストン・シリンダユニットであって、前記ピストンロッド（８）は、前記圧力チューブ（１）の端部（５）においてシールされた状態で端部開口（13）を通して前記圧力チューブ（１）内から突出し、また、ピストンロッド側の前記端部（５）を起点とする前記圧力チューブ（１）の端部領域（６）は、表面保護層が施されておらず、更に、防食手段（16）が設けられると共に、前記端部領域（６）を包囲する保護キャップ（15）で被覆され、該保護キャップ（15）が、前記圧力チューブ（１）のピストンロッド側における端部（５）と対向する前記端部領域の内側で、周方向に連続する半径方向のシール（17）を有するピストン・シリンダユニットにおいて、
   前記シール（17）は、前記圧力チューブ（１）における円筒状の表面（４）に密に当接するよう変形可能であり、また、前記保護キャップ（15）の内側には、前記圧力チューブ（１）の前記表面（４）まで達する層厚とした液状又はペースト状の前記防食手段（16）が塗布されていることを特徴とする、ピストン・シリンダユニット。
2. 請求項１に記載のピストン・シリンダユニットであって、前記変形可能なシール（17）は、弾性変形可能であることを特徴とする、ピストン・シリンダユニット。
3. 請求項１又は２に記載のピストン・シリンダユニットであって、前記変形可能なシールは、周方向に連続する少なくとも１本のシールリップで構成されていることを特徴とする、ピストン・シリンダユニット。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のピストン・シリンダユニットであって、前記保護キャップ（15）は、前記変形可能なシール（17）とは反対側の端部において、底部（18）と、該底部（18）に対して同軸状の貫通開口（19）とを有し、該貫通開口（19）を通して前記ピストンロッド（８）が変位可能に突出していることを特徴とする、ピストン・シリンダユニット。
5. 請求項４に記載のピストン・シリンダユニットであって、前記貫通開口（19）の内壁は、前記ピストンロッド（８）を密に包囲していることを特徴とする、ピストン・シリンダユニット。
6. 請求項４に記載のピストン・シリンダユニットであって、前記貫通開口（19）の内壁には、周方向に連続すると共に半径方向で変形可能な第２シール（20）が配置されていることを特徴とする、ピストン・シリンダユニット。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のピストン・シリンダユニットであって、前記保護キャップ（15）及び／又は前記第１シール（17）及び／又は前記第２シール（20）は、プラスチックで構成されていることを特徴とする、ピストン・シリンダユニット。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のピストン・シリンダユニットであって、前記保護キャップ（15）は、弾性材料で構成されていることを特徴とする、ピストン・シリンダユニット。
9. 請求項１〜７の何れか一項に記載のピストン・シリンダユニットであって、前記保護キャップは、少なくとも大部分が剛性材料で構成されていることを特徴とする、ピストン・シリンダユニット。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載のピストン・シリンダユニットであって、前記表面保護層は、パウダーコーティング又はスプレーコーティング又はディップコーティングであることを特徴とする、ピストン・シリンダユニット。
11. 外側に表面保護層を有する円筒状の圧力チューブ（１）と、該圧力チューブ（１）内で軸線方向に変位可能であると共にピストンロッド（８）を有するピストン（７）とを備えるピストン・シリンダユニットの製造方法であって、前記ピストンロッド（８）は、前記圧力チューブ（１）の端部（５）においてシールされた状態で端部開口（13）を通して前記圧力チューブ（１）内から突出し、また、ピストンロッド側の前記端部（５）を起点とする前記圧力チューブ（１）の端部領域（６）は、表面保護層が施されておらず、防食手段（16）が設けられると共に、前記端部領域（６）を包囲する保護キャップ（15）で被覆され、該保護キャップ（15）が、前記圧力チューブ（１）のピストンロッド側における前記端部（５）の反対側に位置する前記端部領域の内側で、周方向に連続するシール（17）を有するピストン・シリンダユニットの製造方法において、
    前記保護キャップ（15）の内側に液状又はペースト状の前記防食手段（16）を塗布し、その後に前記保護キャップ（15）を、前記表面保護層の施されない端部領域（６）に装着することを特徴とする、ピストン・シリンダユニットの製造方法。