JPH03277867A - プラスチック製ピストンの頭部装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は一般的にはピストンに関するものである。さら
に特定すれば、本発明は、その頭部にカップ・シールを
使用するピストンに関するものである。さらに、本発明
はプラスチック材料で製作されるピストンに関するもの
である。 ［従来の技術Ｊ ウォップル型のピストンがカップ・シールとして知られ
ている。それに加えて、ユバに分割された棒を使ってウ
ォップル型のピストンを製作することも知られている。 さらに、プラスチックでピストンを製作することも知ら
れている。 合衆国特許第４７３０５５０号には、ユバに分割された
ピストン棒を使ってピストンを製作する方法が提示され
ており、それによると、ピストン棒の上部がウォップル
型のピストンと一体のものとして成型される。上部ピス
トン棒は、ピストンの動作表面を貫き上部ピストン棒を
貫いて下部ピストン棒にのびるボルトによって、下部ピ
ストン棒に固定される。 カップ・シールとピストンの組立に用いられる現在の慣
習は、カップ・シールをピストンとディスクの間に固定
することによって、カップ・シールをピストンの上部表
面に留める方法である。典型的な例が、合衆国特許第４
７３０５５０号に提示されている。 ［発明が解決しようとする課題］ カップ・シールはピストンの上に組み立てられるので、
ピストンのスタック高さのコントロールが、カップ・シ
ールをピストンに固定するディスクの締め方の変化のせ
いで、うまくいかない、さらに、さまざまのカップ・シ
ールはそれぞれの異なる圧縮特性を示すので、その結果
ピストンの高さが異なることになる。 本発明は、カップ・シールが簡単に、素早（、ピストン
頭部に恒久的に固定できて、重要なピストンの臨界スタ
ック高さがいつも一定に保たれる、プラスチック製のピ
ストン頭部を提供することにある。・

【課題を解決するための手段］ この目的のために１本発明は、ピストンの動作表面から
放射状に伸びだしたフランジのあるプラスチック製のピ
ストン頭部を提供する０輪状のカップ・シールは、フラ
ンジの下側面と、フランジの下側面に固定された輪状の
保持リングの間にサンドイッチにされ、その時、保持リ
ングの固定は望ましくは超音波熔接により行われ、そう
することにより、リングとピストン頭部はシールの周囲
で互いに融合し、一体部品を形成する。 もう一つの実施例では、ピストン頭部フランジには周辺
部シーリング・リブとカップ・シール・ロックとフラン
ジの内径についたプラスチック製の流れ用溝がある。 さらに別の実施例では、本発明の利点は、ユバに分割さ
れたピストン棒構造にある。 【作用］ したがって、本発明の利点は、改良されたピストンとカ
ップ・シール装置にある。 本発明のもう一つの利点は、ピストンの臨界スタック高
さが、使用する特定のカップ・シールと関係なしにコン
トロールできることである。 本発明の更なる利点は、容易にその装置のピストン右よ
び棒の一つを置き換えることが出来るので、ピストンと
カップ・シール装置を備えたポンプの保守が容易になる
ことである。さらに本発明のもう一つの利点は、容易に
簡単に組み上げられるピストンとカップ・シールが提供
できることである。 本発明のあれこれの利点は、以下の望ましい実施例の詳
細な記述および添付された図面により、さらに明らかに
される。 【実施例】 第１図には、ピストンとシリンダ装置１０が図示されて
いる。装置１０のシリンダ１２は、流体の流入室２０お
よび流出室２２をもつシリンダ・マニフォールド１８と
、流体を出し入れするためにバルブ穴１４と１６とを通
じて、接続されている。ウォップル型のピストン２４（
すわなち、ピストンが棒に蝶番式に取付けられていない
）が、以下に記述するように、本発明の原理を具体化す
る。 実施例に図示されるように、ピストン２４は、上部の棒
部分２６と、下部の棒部分２８から構成、され、上部が
下部に接続されている。ピストン棒の上の部分２６は、
下部ピストン棒２８の上の一部分３０に、取り外し可能
な形で固定されている。 一方、ピストン棒の下の部分２８は、適切な往復運動を
させるために、クランク３２に固定されている。この二
分割されたピストン棒の構造は、本特許の申請者による
合衆国特許第４７５０５５０号の主題である。この特許
の記述はその中に完全な形で提示されている。 第２図および第３図に最も明快に図示されているように
、上部ピストン棒２６は、上部ピストン棒２６にあけら
れた軸方向の適当な穴３４を貫通するネジ３２によって
、下部ピストン棒２８に固定される。ネジ３２は、下部
ピストン棒２８の軸方向の端部３０にあけられたネジ穴
３６にネジ留めされる。 ピストン２４は、シール・カップ装置４０を採用し、そ
れが第４図から第６図に最も明確に図示されている０図
示されるように、上部ピストン２６には放射状に突き出
したフランジ４２があり、それがピストン２６の動作表
面４５の一部を形成する。このようにして、フランジ４
２の円周部がピストン２４の円周部を形成し、シリンダ
１２の内側円筒表面４４に接触する表面を形成する。 フランジ４２の下側４６は、輪状のカップ・シール用リ
ング４８を締め込むための上部の表面として機能する。 保持リング５０は、ピストン２６にカップ・シール４８
を締め込むための下部の表面として機能する０組立過程
では、カップ・シール４８は、フランジ４２の下側の面
４６に押し当てられ、次に保持リング５０がカップ・シ
ール４８に押し当てられて、カップ・シール４８はその
間に締め込まれて、固定される０図示された構造では、
保持リング５０は、ピストン棒部分２６に超音波熔接に
よって固定される。もちろん、この方法に代るものとし
ては、さまざまな接触による締め付けあるいは機械的な
方法などが可能である。 第５図では、フランジ４２の下の面あるいは底面４６に
は、円形のシール用リブ６０がその表面についているの
が見える。さらに、下の面４２には、フランジ４２と上
部ピストン棒２６との接続部の角のところに、円形のカ
ップ・ロックとプラスチックの流れる溝６２がついてい
る。 リブ６０は二つの機能を果たす、リブ６０はピストン棒
２４の動作表面４５の上の空間と、シリンダ１２の中の
ピストン２４より下の空間との間のシーリングを行う、
第６図に図示されるように、リブ６０はカップ・シール
４８にめり込んで、流体がカップ・シール４８の上部表
面をこえて流れていくのを防いでいるのを理解されたい
。 さらに、リブ６０はカップ・シール４８をつかんで、カ
ップ・シールをその固定位置に保持する機能も果たして
いる。 満６２もまた二つの機能を果たす、溝６２は、同様に、
組立過程でシール４８の内径端６６が満６２に押しつけ
られると、カップ・シール４８を掴み、シール４８を所
定の位置に固定する。さらに、溝６２は、保持リング５
０をピストン２４に超音波熔接する過程で、溶融したプ
ラスチックが流れ込める空間を作る。 リング５０の内径がピストン２４の下部シリンダ６８の
外径とちょうど同じかそれよりもやや小さいので、すな
わち、対応する直径がわずかたけ重なり合うので、リン
グ５０をピストン棒２４に力をかけて押し込むことが必
要である。したがって、リング５０をピストン２４に正
確に位置ぎめすることか難しい。 リング５０をピストン２４に位置ぎめするのを助けるた
めに、リング５０とピストン２４には、それぞれお互い
にはまり合う円周部のノツチ７０と７２がついている。 基本的には、リング５０の内径の上端部と下部シリンダ
６８の下端外径部にノツチがついていて、組み立てると
きには、リング５０が下部シリンダ６８の下端にはまり
あう。 −度位置ぎめされてから、リング５０はピストン２４に
固定される。 図示された実施例では、ピストン２４とリング５０はガ
ラスを強化材として使用するプラスチックで製作するの
が望ましい、たくさんの種類にこのタイプの強化プラス
チック材料は、さまざまな樹脂メーカから市販されてお
り、多くのものは満足のいくものである。 カップ・シールをピストンに組み込むユニークな方法の
ために、カップ・シール４８は、ピストン２４に底部か
ら上方に差し込んで固定され、そうすることにより、ピ
ストン装置の臨界スタック高さのコントロールが容易に
なることが、上記の記述より理解されよう、さらに、超
音波熔接法は、上述した一体構造を提供出来る。 望ましい実施例が示されているけれども、本発明の精神
や範囲の中で、修正や変形が可能であることは、この種
の技術に精通した人々には自明であろう。そのような修
正や変形は添付の特許請求の範囲にカバーされていると
考えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に基づくピストンを使用するピス
トンとシリンダの断面図。 第２図は第１図のピストンの平面図。 第３図は第１図のピストンとシリンダ装置の線ＩＩＩ　
−ＩＩＩにそった断面図。 第４図は第１図のピストンの頭部の展開図でピストン頭
部の組立てを示す図。 第５図は第１図のピストンの頭部の断面図でピストン頭
部の組立を示す図。 第６図は第５図のピストン頭部の一部分の断面図で、最
終的に得られるピストン頭部の構造を示す図。 ｌＯ・・・ピストンとシリンダ装置 １２・・・シリンダ、１４．１６・・・バルブ穴１８・
・・マニフォールド、２０・・・流入室２２・・・流出
室、２４・・・ピストン２６・・・上部ピストン棒、２
８・・・下部ピストン棒３０・・・下部ピストン棒の上
部 ３１・・・クランク、３２・・・ネジ、３４・・・穴３
６・・・ネジ穴、４０・・・シール・カップ装置４２・
・・フランジ、４４・・・内側円筒表面４６・・・フラ
ンジ下面、４８・・・カップ・シール５０・・・保持リ
ング、６０・・・リブ、６２・・・満６６・・・内径端
、６８・・・下部シリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カップ・シール保持装置（４０）のあるピストン（
   ２４）で、 （ａ）前記ピストンから放射状に伸びる円周フランジ（
   ４２）と、 （ｂ）前記ピストンにかみあい、前記フランジの下面（
   ４６）に押し当てられる輪状のカップ・シール（４８）
   と、 （ｃ）前記カップ・シールを固定するための輪状の保持
   リング（５０）で、前記保持リングと前記フランジの間
   に前記カップ・シールを固定する、保持リングから構成
   される、ピストン。 ２、前記保持リング（５０）が前記ピストン（２４）に
   融合されて一体構造を作っている、請求項１記載のピス
   トン。 ３、前記フランジにはその下面に円形のリブ（６０）が
   ついている、請求項１記載のピストン。 ４、前記フランジには、前記ピストンと前記フランジと
   の接合部に円周上の溝（６２）がある、請求項１記載の
   ピストン。 ５、前記保持リングが前記ピストンに超音波熔接されて
   、一体構造を形成している、請求項１記載のピストン。 ６、前記ピストンがピストン棒の一部と一体構造に形成
   された、請求項１記載のピストン。 ７、前記フランジには、その下面に円周上のリブ（６０
   ）と円周上の溝（６２）があり、保持リングがピストン
   に融合されて製作された、請求項１記載のピストン。 ８、前記ピストンから放射状に伸びるフランジ（４２）
   と前記ピストンに固定された保持リング（５０）との間
   に締め込まれたカップ・シール（４８）があり、前記フ
   ランジが前記ピストンの動作表面の一部を形成し、前記
   ピストンの径方向の周辺縁部を形成している、ピストン
   。 ９、前記ピストンがピストン棒の一部と一体構造となっ
   ている、請求項８記載のピストン。 １０、前記保持リングが、前記ピストンに、超音波法で
   熔接されている、請求項８記載のピストン。 １１、前記ピストンがプラスチック製である、請求項１
   記載のピストン。 １２、前記プラスチックが、ガラス材で強化された材料
   である、請求項１１記載のピストン。 １３、ピストン（２４）とカップ・シール （４８）を組み立てる方法で、 カップ・シールをフランジの下面に位置決めするステッ
   プと、 前記カップ・シールをフランジに押しつけるステップと
   、 輪状の保持リングを前記ピストンに位置ぎめするステッ
   プと、 前記カップ・シールを前記フランジと前記保持リングの
   間に固定するステップより構成される、ピストンとカッ
   プ・シールの組立法。 １４、前記保持リングを前記ピストンに固定する方法が
   、両者の融合による方法である、請求項１３記載の方法
   。 １５、前記保持リングを前記ピストンに固定する方法が
   、超音波熔接による方法である、請求項１３記載の方法
   。 １６、さらに、前記保持リングを前記ピストンに固定す
   る方法が、力を加える押し込みのステップをふくむ請求
   項１３記載の方法。 １７、前記ピストンを前記ピストン棒の一部にネジ込む
   ステップを含む、請求項１３記載の方法。 １８、プラスチック製のピストンとカップ・シール装置
   （４０）で、 放射状に伸びる円形フランジ（４２）のついたプラスチ
   ック製のピストン（２４）と、前記ピストンの周りで前
   記フランジの下面に固定された輪状のリング（５０）と
   、前記フランジと前記リングの間に固定されたカップ・
   シール（４８）から構成される、プラスチック製のピス
   トンとカップ・シール装置（４０）。 １９、前記リングが前記ピストンに融合された、請求項
   １８記載のプラスチック製ピストン。 ２０、前記リングが超音波法で前記ピストンに熔接され
   た、請求項１８記載のプラスチック製ピストン。