CN103097745B - 流体压缸的活塞轴承构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流体压缸的活塞轴承构造，其具有收纳在活塞的收纳槽内而与缸体滑动接触的一个密封圈以及收纳在收纳槽内而与缸体滑动接触的、夹持密封圈的两个支承耐磨环，支承耐磨环具有与收纳槽相面对的、横跨支承环部和耐磨环部延伸的泄压槽，泄压槽连通活塞与缸体之间的支承耐磨环的两侧。

Description

流体压缸的活塞轴承构造

技术领域

本发明涉及一种将活塞支承在缸体上的流体压缸的活塞轴承构造。

背景技术

作为流体压缸的活塞轴承构造，存在一种借助一个密封圈和夹持该密封圈的两个耐磨环将活塞支承在缸体上的结构。

作为这种密封圈，JP2010－14201A及JP2008－138805A公开了一种具有向其内外周突出的两对突出部的X字状的截面形状的密封圈。

一方面，这种耐磨环发挥以使密封圈突出部从收纳槽不会挤出来的方式支承密封圈的支承功能和以使活塞能够相对缸体滑动的方式支承活塞的轴承功能。

并且，通过在耐磨环周围划分形成间隙，抑制在活塞与缸体之间的耐磨环的两侧产生压力差，防止在流体压缸进行伸缩动作时因压力差造成耐磨环变形。

发明内容

作为耐磨环，存在使用具有发挥支承功能的支承环部和发挥轴承功能的耐磨环部的、截面形状为L字状的支承耐磨环的情况。

在该情况下，可考虑如下方案：通过在耐磨环部设有开口间隙，进而斜切支承环部而形成开口间隙，抑制在流体压缸进行伸缩动作时在活塞与缸体之间的支承耐磨环的两侧产生压力差。

但是，根据流体压缸的工作状态，活塞可能相对于缸体的中心轴线倾斜，在这种情况下即使设置上述开口间隙，也存在支承环部的斜切开口间隙被闭塞的情况。

若斜切开口间隙被闭塞，则有可能产生将工作流体封闭在支承环部与密封圈之间的所谓储压现象。

若产生储压现象，则有可能使产生于支承耐磨环两侧的压力差增大，使支承环部的一部分变形而从活塞的收纳槽挤出，损害支承耐磨环的轴承功能。

本发明的目的在于提供一种即使在使用了具有L字状的截面形状的支承耐磨环的情况下也能够防止产生储压现象的流体压缸的活塞轴承构造。

根据本发明的某一方式，提供一种流体压缸的活塞轴承构造，其将活塞支承在缸体上，其中，该流体压缸的活塞轴承构造具有：一个密封圈，其收纳在活塞的收纳槽内而与缸体滑动接触；以及两个支承耐磨环，其收纳在收纳槽内而与缸体滑动接触，并且夹持密封圈，收纳槽具有用于收纳密封圈的深槽以及连接于深槽的两侧部并延伸的两条浅槽，支承耐磨环具有收纳在浅槽内而承受活塞的负荷的耐磨环部以及收纳在深槽内而与密封圈相面对的支承环部，该支承耐磨环的截面形状为L字状，耐磨环部具有形成开口间隙的一对开口端部，支承环部具有相互抵接的一对斜切开口端部，支承耐磨环具有与收纳槽相面对的、横跨支承环部和耐磨环部延伸的泄压槽，泄压槽连通活塞与缸体之间的支承耐磨环的两侧。

以下参照附图详细地说明本发明的实施方式、本发明的优点。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的流体压缸的纵剖视图。

图2是放大了图1的一部分的流体压缸的纵剖视图。

图3是支承耐磨环的立体图。

图4是支承耐磨环的侧视图。

图5是另一实施方式的支承耐磨环的侧视图。

图6是另一实施方式的支承耐磨环的侧视图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

图1、图2是表示流体压缸（液压缸）1的局部的纵剖视图。流体压缸1例如用作驱动作业机械、建筑机械、其他机械、设备等负荷的驱动器。

流体压缸1将油用作工作流体。也可以取代油而例如使用水溶性代替液等工作液（液体）。

流体压缸1包括：圆筒状的缸体2、以能够滑动的方式收纳在缸体2的内侧的活塞3、连接于活塞3的活塞杆7以及以使活塞杆7能够相对于缸体2滑动的方式支承活塞杆7的缸盖。缸体2、活塞杆7、活塞3、缸盖配置在与中心轴线P相同的轴线上。

流体压缸1的缸体2的内侧被活塞3分隔成活塞杆侧的流体压室5和活塞端侧的流体压室6。活塞杆侧的流体压室5和活塞端侧的流体压室6经由配管连通于流体压单元。单动式的流体压缸1通过将自流体压单元供给的加压工作流体导入到活塞端侧的流体压室6内来进行伸长动作，通过将加压工作流体导入到活塞杆侧的流体压室5内来进行收缩动作。

在活塞3的外周和缸体2的内周面2i之间，在图1中从上方依次插入安装有支承耐磨环（耐磨环）20、密封圈50、支承耐磨环（耐磨环）20。

在活塞3的外周面3o上形成有呈环状延伸的收纳槽11，在该收纳槽11中收纳有各支承耐磨环20和密封圈50。

收纳槽11具有一道深槽13和连接于深槽13的两侧部并延伸的两道浅槽12。在中央的深槽13中收纳有密封圈50，横跨深槽13和上下的浅槽12收纳有各支承耐磨环20。

浅槽12和深槽13具有将两个矩形拼合在一起而成的L字状的截面形状。浅槽12的底面12a和深槽13的底面13a分别形成为以中心轴线P为中心的直圆筒面状。浅槽12的侧表面12b和深槽13的两侧表面13b分别形成与中心轴线P大致正交的平面状。

密封圈50具有X字状的截面形状，形成为环状。密封圈50形成为具有向内外周突出的两对突出部51、52的大致线对称形状。

密封圈50例如由聚氨酯橡胶等树脂材料形成。

密封圈50利用其弹性恢复力和流体压力使突出部51、52相互扩展，内周的各突出部51在整周范围内抵接于深槽13的底面13a，外周的各突出部52在整周范围内与缸体2的内周面2i滑动接触。由此，密封圈50将活塞杆侧的流体压室5和活塞端侧的流体压室6之间密封起来。

另外，作为密封圈50，也可以使用具有大致圆形的截面形状的O形密封圈。

支承耐磨环20具有L字状的截面形状，形成为环状。支承耐磨环20具有收纳于浅槽12内并承受活塞3的负荷的耐磨环部21以及收纳于深槽13内而与密封圈50相面对的支承环部31。

支承耐磨环20例如由尼龙等树脂材料形成，具有高于密封圈50的刚性。

图3是支承耐磨环20的立体图。耐磨环部21形成为具有由开口端部21m、21n划分形成的开口间隙22的环状。支承耐磨环20以扩大开口间隙22的状态被嵌入到收纳槽11内。

耐磨环部21具有成为L字状的一边的矩形的截面形状，具有内周面21i、外周面21o、侧表面21j。内周面21i和外周面21o分别形成为以中心轴线P为中心的直圆筒面状。侧表面21j形成为与中心轴线P大致正交的平面状。

耐磨环部21的开口端部21m、21n形成为互相面对的平面状。如图1所示，支承耐磨环20在插入安装到缸体2内的组装状态下，欲向径向外侧打开的弹性恢复力起作用，利用该弹性恢复力使开口端部21m、21n相互分离而划分形成开口间隙22。

耐磨环部21形成为其厚度（径向的尺寸）大于浅槽12的深度（径向的尺寸），因此，外周面21o自收纳槽11向活塞3的外径方向突出，外周面21o与缸体2的内周面2i滑动接触。由此，耐磨环部21发挥以能够相对缸体2滑动的方式支承活塞3的轴承功能。

支承环部31具有成为L字状的一边的矩形的截面形状，具有内周面31i、外周面31o、背面（侧表面）31j、支承面（侧表面）31k。内周面31i和外周面31o分别形成以中心轴线P为中心的直圆筒面状。外周面31o与耐磨环部21的外周面21o以无高度差的方式连接。背面31j及支承面31k形成为与中心轴线P大致正交的平面状。

支承耐磨环20发挥如下支承功能，即，以使被按压到支承面31k上的密封圈50的突出部52向缸体2的内周面2i侧不挤出的方式支承该突出部52，以使突出部51向深槽13的底面13a侧不挤出的方式支承该突出部51。

支承环部31具有相互抵接的一对斜切的开口端部31m、31n。由于斜切开口端部31m、31n的端面形成为与中心轴线P倾斜的锥状，因此，即使支承耐磨环20向径向外侧打开，其端面之间依然保持相互抵接，两者之间不会空出间隙。由此，支承环部31发挥如下支承功能，即，以使被按压到支承面31k上的密封圈50的突出部51、52向斜切开口端部31m、31n之间不挤出的方式支承该突出部51、52。

如图2所示，在密封圈50的内外周的突出部51、52的顶端角部形成环状的倒角部。例如，在内周的突出部51的顶端形成倒角部51a。如图2所示，在密封圈50被插入安装到收纳槽11内的状态下，将从深槽13的底面13a到倒角部51a的外周端的距离设为倒角宽度T。倒角宽度T可任意设定。

如图2所示，支承耐磨环20在支承环部31的外周面31o抵接于缸体2的内周面2i的状态下，在支承环部31的内周面31i和深槽13的底面13a之间设有间隙S的间隙。

在流体压缸1进行伸缩动作时，支承耐磨环20利用其弹性恢复力使外周面21o、31o与缸体2的内周面2i滑动接触，使内周面21i、31i自浅槽12的底面12a、深槽13的底面13a分离。由此，工作流体能够流经在内周面21i、31i和浅槽12的底面12a、深槽13的底面13a之间划分形成的间隙，因此，工作流体不会被封闭在支承耐磨环20和密封圈50之间。

但是，根据流体压缸1的动作状态，由于活塞3相对于中心轴线P倾斜，存在支承环部31的外周部在整周范围内与缸体2的内周面2i滑动接触，支承环部31的背面31j在整周范围内抵接于深槽13的侧表面13b的情况。由此，有可能闭塞斜切开口端部31m、31n的间隙。

在以往的支承耐磨环中，若如上所述那样闭塞斜切开口端部31m、31n的间隙，则有可能产生将工作流体封闭在支承耐磨环和密封圈之间的储压现象。若产生储压现象，则有可能使支承耐磨环的两侧所产生的压力差增大，使支承耐磨环的局部变形而自活塞的收纳槽挤出，损害支承耐磨环的轴承功能。

对此，在本实施方式中，如图1所示，在支承耐磨环20上形成有泄压槽40。利用该泄压槽40，连通活塞3和缸体2之间的支承耐磨环20的两侧。

如图3所示，泄压槽40以自支承环部31的内周面31i经由背面31j、耐磨环部21的内周面21i而直至侧表面21j的方式曲折延伸。

泄压槽40的一端40a向支承环部31的支承面31k开口，其另一端40b向耐磨环部21的外周面21o开口。

如图4所示，泄压槽40具有大致半圆形的截面形状。

如上所述，在图2中，当将设于支承环部31的内周面31i和深槽13的底面13a之间的间隙的开口宽度设为支承环部31的内周间隙S，将从深槽13的底面13a到密封圈50的突出部51的倒角部51a的外周端的距离设为倒角宽度T时，将泄压槽40的深度U设定为满足下式。

U＋S＜T…（1）

U＜T－S

即，将泄压槽40的深度U设定为小于倒角宽度T与支承环部31的内周间隙S之差的尺寸。

由此，突出部51以倒角部51a的一部分覆盖泄压槽40的开口部的方式与泄压槽40相面对，能够防止突出部51的一部分向泄压槽40挤出。

如图3所示，在支承耐磨环20上形成有两道泄压槽40。各泄压槽40分别形成在以中心轴线P为中心而相对于开口间隙22具有大致90度的角度的位置上。

另外，并不限于此，也可以在支承耐磨环20上形成一道泄压槽40。该情况下，泄压槽40形成在以中心轴线P为中心而相对于开口间隙22具有大致180度的角度的位置上。

另外，也可以在支承耐磨环20上形成三道以上的泄压槽40。

流体压缸1的活塞轴承构造以上述方式构成。由此，即使在支承环部31周围的间隙被闭塞的工作状态下，泄压槽40也可以在活塞3和缸体2之间连通支承耐磨环20的两侧，因此，能够抑制工作流体被封闭在支承耐磨环20和密封圈50之间而在支承耐磨环20的两侧产生压力差。因此，能够防止支承耐磨环20的一部分变形而自收纳槽11挤出，维持支承耐磨环20的轴承功能。

如图4所示，泄压槽40具有大致半圆形的截面形状。

如图5所示，也可以使泄压槽40构成为具有大致三角形的截面形状。

如图6所示，也可以使泄压槽40构成为具有大致矩形的截面形状。

以下，说明本实施方式的主旨和作用、效果。

在活塞3被缸体2支承的流体压缸1的活塞轴承构造中，在活塞3的收纳槽11内收纳有与缸体2滑动接触的一个密封圈50、夹持该密封圈50的两个支承耐磨环20。收纳槽11具有用于收纳密封圈50的深槽13、连接于深槽13的两侧部并延伸的两条浅槽12。支承耐磨环20具有呈L字状的截面形状，其具有收纳于浅槽12并承受活塞3的负荷的耐磨环部21和收纳于深槽13而与密封圈50相面对的支承环部31。耐磨环部21具有形成开口间隙22的一对开口端部21m、21n，支承环部31具有相互抵接的一对斜切开口端部31m、31n。支承耐磨环20具有与收纳槽11相面对而横跨支承环部31和耐磨环部21延伸的泄压槽40。泄压槽40连通活塞3与缸体2之间的支承耐磨环20的两侧。

由此，即使在进行闭塞支承环部31周围的间隙的动作时，由于泄压槽40在活塞3与缸体2之间连通支承耐磨环20的两侧，因此，能够防止支承耐磨环20的一部分变形而从收纳槽11挤出，维持支承耐磨环20的轴承功能。

泄压槽40以与收纳槽11相面对的方式开口，其不具有与缸体2的内周面2i滑动接触的部位，因此，能够防止渣物等堵塞泄压槽40，从而能够维持泄压槽40的连通状态。

也可以考虑使泄压槽形成为向缸体2的外周面21o、31o开口，在该情况下，泄压槽的开口边缘部与缸体2的内周面2i滑动接触，因此有可能使渣物等堵塞泄压槽。

在本实施方式中，密封圈50具有向其内外周突出的两对突出部51、52的X字状的截面形状，在向内周突出的突出部51上形成有与深槽13的底面13a相抵接的环状的倒角部51a。若将从深槽13的底面13a到倒角部51a的外周端的距离设为密封圈50的倒角宽度T，将设置在支承环部31的内周面31i和深槽13的底面13a之间的间隙的开口宽度设为间隙S，则将泄压槽40的深度U设定为小于密封圈50的倒角宽度T与支承环部31的内周间隙S之差的尺寸。

由此，突出部51以倒角部51a的一部分覆盖泄压槽40的开口部的方式与泄压槽40相面对，因此能够防止突出部51的一部分向泄压槽40挤出。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式仅表示了本发明的应用例的一部分，其主旨并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

本申请基于在2011年3月23日向日本专利厅提出申请的特愿2011－63703要求优选权，该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。

Claims (2)

1.一种流体压缸的活塞轴承构造，其将活塞支承在缸体上，其中，

该流体压缸的活塞轴承构造具有：

一个密封圈，其收纳在上述活塞的收纳槽内而与上述缸体滑动接触；以及

两个支承耐磨环，其收纳在上述收纳槽内而与上述缸体滑动接触，并且夹持上述密封圈，

上述收纳槽具有用于收纳上述密封圈的深槽以及连接于上述深槽的两侧部并延伸的两条浅槽，

上述支承耐磨环一体地形成有收纳在上述浅槽内而承受上述活塞的负荷的耐磨环部以及收纳在上述深槽内而与上述密封圈相面对的支承环部，该支承耐磨环的截面形状为L字状，

上述耐磨环部具有形成开口间隙的一对开口端部，

上述支承环部具有相互抵接的一对斜切开口端部，

上述支承耐磨环具有与上述收纳槽相面对的、横跨上述支承环部和上述耐磨环部延伸的泄压槽，

上述泄压槽连通上述活塞与上述缸体之间的上述支承耐磨环的两侧，并在整个区域范围内与上述收纳槽相面对。

2.根据权利要求1所述的流体压缸的活塞轴承构造，其中，

上述密封圈呈现为具有向其内外周突出的两对突出部的X字状的截面形状，

在向上述密封圈的内周突出的上述突出部上形成有与上述深槽的底面相抵接的环状的倒角部，

将从上述深槽的底面到上述倒角部的外周端的距离设为上述密封圈的倒角宽度T，将设置在上述支承环部的内周面与上述深槽的底面之间的间隙的开口宽度设为间隙S，将上述泄压槽的深度U设定为小于上述倒角宽度T和间隙S之差的尺寸。