CN103906932A - 流体压缸以及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

流体压缸包括缸体、活塞、以及实心的活塞杆。活塞杆包括：头侧通路，其由头侧轴孔、头侧外部通孔、以及头侧内部通孔形成，该头侧轴孔沿活塞杆的轴线方向延伸，该头侧外部通孔开口于活塞杆的自缸体突出的部位，该头侧内部通孔开口于头侧室，上述头侧通路将头侧室和流体压源之间连通；以及底侧通路，其将底侧室和流体压源之间连通。头侧轴孔具有开口端和形成于活塞杆的内部的顶端。头侧轴孔的开口端被封堵部件封堵。

Description

流体压缸以及其制造方法
技术领域
本发明涉及在自外部的工作流体压源导入的工作流体压的作用下进行伸缩工作的流体压缸以及其制造方法。
背景技术
日本JP2003－166508A公开了如下一种流体压缸，其在活塞杆的内部设有将头侧室连通于工作流体压源的头侧通路、以及将底侧室连通于工作流体压源的底侧通路。
头侧通路与底侧通路分别由两个形成于实心的活塞杆的轴孔形成。这两个轴孔通过自面对底侧室的活塞杆的顶端面插入切削工具(钻头)而形成。
头侧通路是将工作流体压源与头侧室之间连通的通路，其需要对通路进行封堵以避免与底侧室相连通。因此，在用于形成头侧通路的轴孔(头侧轴孔)的开口于底侧室的开口端埋入例如插塞等封堵部件。
但是，在上述以往的流体压缸中，被埋入头侧轴孔的开口端的封堵部件有可能向底侧室、即缸体的内侧脱落。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够防止用于对形成于活塞杆的轴孔的开口端进行封堵的封堵部件向缸体的内侧脱落的流体压缸以及其制造方法。
根据本发明的某实施方式，提供一种流体压缸，包括：筒状的缸体；活塞，其将缸体内分隔成头侧室和底侧室；以及活塞杆，其连结于活塞；其中，活塞杆为实心，该活塞杆在内部包括将头侧室和工作流体压源之间连通的头侧通路、以及将底侧室和工作流体压源之间连通的底侧通路，头侧通路由头侧轴孔、头侧外部通孔、以及头侧内部通孔形成，该头侧轴孔沿活塞杆的轴线方向延伸，该头侧外部通孔连接于头侧轴孔，并开口于活塞杆的自缸体突出的部位，该头侧内部通孔连接于头侧轴孔并开口于头侧室，头侧轴孔具有开口端和顶端，该开口端开口于活塞杆的自缸体突出的部位，该顶端形成于活塞杆的内部，头侧轴孔的开口端被封堵部件封堵。
以下，一边参照附图，一边详细说明本发明的实施方式、本发明的优点。
附图说明
图1是本发明的实施方式的液压缸的剖视图。
图2是表示活塞杆的制造方法的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
如图1所示，液压缸(流体压缸)1包括：筒状的缸体10；活塞20，其将缸体10内分隔成头侧室2与底侧室3；以及活塞杆30，其连结于活塞20。
液压缸1为单杆式，活塞杆30自缸体10的一端突出。头侧室2设于活塞杆30自缸体10突出的头侧，并由缸体10、活塞20、活塞杆30以及后述的缸盖40形成。底侧室3设于活塞杆30未自缸体10突出的底侧，并由缸体10、活塞20、以及后述的底部托架50形成。
活塞杆30在自未图示的液压源(工作流体压源)导入的工作液压(工作流体压)的作用下而相对于缸体10沿中心轴线O方向移动。由此，液压缸1进行伸缩工作，连结于缸体10的被驱动体被相对于连结于活塞杆30的未图示的驱动体驱动。
虽然液压缸1使用工作油(油)作为工作流体，但是也可以使用例如水溶性代替液等工作液作为工作流体。
缸体10形成为圆筒状。在缸体10的顶端侧开口部(在图1中为上端)10A紧固有缸盖40，该缸盖40供活塞杆30以能够滑动的方式贯穿。缸盖40经由轴承6将活塞杆30支承为能够滑动。
此外，缸体10与缸盖40也可以一体地形成。
在缸体10的基端侧开口部(在图1中为下端)10B结合有底部托架50。在底部托架50设有环状的耳环部51。在环部51外套有衬套(轴承)8。缸体10的基端部借助插入于衬套8的未图示的销而连结于被驱动体。
活塞杆30形成为实心的圆柱状。活塞杆30具有：直圆柱状的杆主体部33，其以能够滑动的方式支承于缸盖40；配管连接部35，其设于杆主体部33的基端侧(在图1中为上端侧)；以及环状的耳环部34，其设于配管连接部35的基端侧。
在耳环部34外套有衬套(轴承)9。活塞杆30的基端部借助插入于衬套9的未图示的销而连结于驱动体。
此外，也可以取消衬套9而借助直接插入耳环部34的未图示的销将活塞杆30的基端部连结于驱动体。
活塞杆30的顶端部具有杆主体部33、活塞支承部31、顶端螺纹部32，其外径形成为分阶段地变小。活塞20外套于活塞支承部31，并被螺纹接合于顶端螺纹部32的螺母5紧固。为了防止活塞20的内周角部与活塞杆30相干扰，在杆主体部33与活塞支承部31之间形成环状的槽37。活塞杆30利用活塞支承部31以及顶端螺纹部32支承活塞20。
活塞杆30的活塞支承部31以及顶端螺纹部32的外径小于杆主体部33的外径，配管连接部35的外径大于杆主体部33的外径。
此外，活塞杆30与活塞20也可以一体地形成。
在实心的活塞杆30的内部设有将头侧室2连通于液压源的头侧通路11、以及将底侧室3连通于液压源的底侧通路21。头侧室2与底侧室3连通于共同的液压源。此外，头侧室2与底侧室3也可以连通于不同的液压源。
在活塞杆30的基端部，如上所述，在杆主体部33与耳环部34之间设有配管连接部35。在配管连接部35连接有分别将头侧通路11与底侧通路21连通于液压源的配管(未图示)。
图1示出液压缸1收缩了的状态。在液压缸1进行伸长工作时，自液压源的泵排出侧供给的加压工作油通过底侧通路21而流入底侧室3。由此，活塞20向头侧(在图1中为上方)移动，头侧室2的工作油通过头侧通路11而向液压源的油箱侧流出。另一方面，在液压缸1进行收缩工作时，自液压源的泵排出侧供给的加压工作油通过头侧通路11而流入头侧室2。由此，活塞20向底侧(在图1中为下方)移动，底侧室3的工作油通过底侧通路21而向液压源的油箱侧流出。
头侧通路11具有：头侧轴孔12，其沿活塞杆30的中心轴线O方向延伸；头侧外部通孔(螺孔)13，其开口于活塞杆30的配管连接部35；以及头侧内部通孔(横孔)14，其面向头侧室2并开口于杆主体部33。头侧轴孔12、头侧外部通孔13、头侧内部通孔14分别通过机械加工而形成。
底侧通路21具有：底侧轴孔22，其沿活塞杆30的中心轴线O方向延伸；底侧外部通孔(螺孔)23，其开口于活塞杆30的配管连接部35；以及槽24，其面向底侧室3并开口于杆主体部33。底侧轴孔22、底侧外部通孔23、槽24分别通过机械加工而形成。
接下来，对在活塞杆30形成头侧通路11以及底侧通路21的工序(头侧、底侧通路形成工序)进行说明。如图2所示，通过自彼此相反的方向将切削工具61、62沿活塞杆30的中心轴线O方向插入而形成头侧轴孔12、底侧轴孔22。
在形成头侧通路11的头侧通路形成工序中，通过自耳环部外周面34B(活塞杆30的自缸体10突出的部位)插入切削工具(钻头)61，从而形成头侧轴孔12。如图2中箭头所示，切削工具61沿活塞杆30的中心轴线O方向移动，从而切削形成头侧轴孔12。由此，形成了具有开口端12A和顶端12B的头侧轴孔12，该开口端12A开口于活塞杆30的自缸体10突出的部位，该顶端12B形成于活塞杆30的内部。
在形成底侧通路21的底侧通路形成工序中，通过自顶端面36(活塞杆30的面对缸体10内的部位)插入切削工具(钻头)62，从而形成底侧轴孔22。如图2中箭头所示，切削工具62沿活塞杆30的中心轴线O方向移动，从而切削形成底侧轴孔22。由此，形成了具有开口端22A和顶端22B的底侧轴孔22，该开口端22A连通于底侧室3，该顶端22B形成于活塞杆30的内部。
头侧通路形成工序与底侧通路形成工序同时进行。通过大致同时自彼此相反的方向将切削工具61、62沿活塞杆30的中心轴线O方向插入而形成头侧轴孔12、底侧轴孔22，从而能够减少加工时间。
此外，也可以在进行形成头侧轴孔12的头侧通路形成工序之后，颠倒支承于加工装置的活塞杆30的朝向，然后进行形成底侧轴孔22的底侧通路形成工序。
头侧轴孔12的顶端12B配置在到达活塞支承部31的跟前的杆主体部33内，并未与底侧室3相连通。换言之，头侧轴孔12的顶端12B位于比活塞杆30的支承活塞20的部位靠头侧轴孔12的开口端12A侧的位置，并与之后形成的头侧内部通孔14相连接。此外，头侧轴孔12只要是不开口于底侧室3的构造即可，顶端12B也可以到达活塞支承部31或者顶端螺纹部32。
底侧轴孔22配置于顶端螺纹部32、活塞支承部31、杆主体部33内，并与之后形成的通孔23相连接。
由于在活塞杆30的活塞支承部31以及顶端螺纹部32未形成头侧轴孔12，而仅形成有底侧轴孔22，因此能够避免活塞杆30的截面面积在外径变小的活塞支承部31以及顶端螺纹部32变小，从而能够避免活塞杆30承受活塞20的负载的强度下降。
在于活塞杆30形成头侧轴孔12之后，在同轴上依次形成开口于耳环部34的内周面34A的内侧插塞孔15、以及分别开口于耳环部34的内周面34A和外周面34B的外侧插塞孔16。头侧轴孔12、内侧插塞孔15、外侧插塞孔16的开口直径形成为依次变大。
在形成头侧外部通孔13、底侧外部通孔23、头侧内部通孔14的工序中，未图示的工具(钻头)自活塞杆30的外周面30A沿大致与活塞杆30的中心轴线O方向正交的方向插入。由此，开口于活塞杆30的外周面30A的头侧外部通孔13、底侧外部通孔23、头侧内部通孔14分别沿大致与活塞杆30的中心轴线O正交的方向形成。开口于活塞杆30的顶端面36的槽24通过机械加工而形成。
作为对头侧轴孔12的开口端12A进行封堵的封堵部件，在内侧插塞孔15形成内螺纹，并将插塞17以螺纹接合的方式安装。此外，也可以是将插塞压入而安装于内侧插塞孔15的结构。通过将插塞17埋入内侧插塞孔15，从而封堵头侧通路11的一端，能够防止工作油向外部泄漏。此外，封堵部件并不局限于插塞17，也可以使用例如打入插塞、滚动钢珠等其他构件来切断头侧轴孔12与外部的连通。
在外侧插塞孔16形成内螺纹，并将插塞18以螺纹接合的方式安装。此外，也可以是将插塞压入而安装于外侧插塞孔16的结构。通过将插塞18埋入外侧插塞孔16，防止异物经由外侧插塞孔16进入，并且提高耳环部34的刚性。
在组装活塞杆30时，首先，将插塞17安装于内侧插塞孔15。之后，将衬套9安装于耳环部34的内周面34A。最后，将插塞18安装于外侧插塞孔16。
即使插塞17欲自内侧插塞孔15脱落，由于其被衬套9阻止，因此可避免插塞17自内侧插塞孔15脱离，从而维持了头侧通路11的封堵状态。
由于插塞17以及插塞18设于活塞杆30的向缸体10的外侧突出的部位，因此即使插塞17以及插塞18自内侧插塞孔15或者外侧插塞孔16脱离，也可避免下落到缸体10的内侧。
以下，对本实施方式的作用以及效果进行说明。本实施方式以在自外部的工作流体压源导入的工作流体压的作用下进行伸缩工作的流体压缸(液压缸1)为前提。
本实施方式的流体压缸(液压缸1)包括：筒状的缸体10；活塞20，其将缸体10内分隔成头侧室2与底侧室3；以及活塞杆30，其连结于活塞20。实心的活塞杆30在内部包括头侧通路11和底侧通路21。头侧通路11由头侧轴孔12、头侧外部通孔13、以及头侧内部通孔14形成，该头侧轴孔12沿活塞杆30的轴线方向延伸，该头侧外部通孔13连接于头侧轴孔12，并开口于活塞杆30的自缸体10突出的部位，该头侧内部通孔14连接于头侧轴孔12，并开口于头侧室2，经由头侧内部通孔14、头侧轴孔12、头侧外部通孔13使头侧室2连通于工作流体压源。底侧通路21使底侧室3连通于工作流体压源。头侧轴孔12具有开口端12A和顶端12B，该开口端12A开口于活塞杆30的自缸体10突出的部位，该顶端12B形成于活塞杆30的内部。流体压缸还包括用于对头侧轴孔12的开口端12A进行封堵的封堵部件(插塞17)。
由此，工作流体经由头侧轴孔12、头侧外部通孔13、头侧内部通孔14而在头侧室2与工作流体压源之间进行供排。
由于头侧轴孔12是不在底侧室3具有开口端的构造，因此原本就未设置将头侧轴孔12与底侧室3封堵的封堵部件，且这种封堵部件等不会向缸体10的内侧脱落。
头侧轴孔12的顶端12B位于比活塞杆30的支承活塞20的部位靠头侧轴孔12的开口端12A侧的位置。底侧通路21由底侧轴孔22形成，该底侧轴孔22具有开口于底侧室3的开口端22A，并且该底侧轴孔22超过活塞杆30的支承活塞20的部位而沿活塞杆30的轴线方向(中心轴线O方向)延伸。
虽然活塞杆30的支承活塞20的部位(活塞支承部31、顶端螺纹部32)的截面面积减少了相当于底侧通路21的截面面积的大小，但是其截面面积并未因头侧轴孔12而减少，因此能够抑制强度降低，从而能够实现活塞杆30的小径化。
以往的流体压缸采用了用于形成头侧通路与底侧通路的两个轴孔贯穿活塞杆的活塞支承部的构造。因此，尽管活塞支承部为活塞杆的外径较小的部位，但活塞支承部的截面面积因贯穿其的两个轴孔而变小，存在有损于活塞杆的强度的问题。与此相对，在本实施方式中，由于贯穿活塞支承部31的轴孔的数量为一个，因此与以往相比较能够提高活塞杆30的强度。
活塞杆30在自缸体10突出的部位具有环状的耳环部34。在头侧轴孔12的开口端12A形成有开口于耳环部34的内周面34A的内侧插塞孔15。在内侧插塞孔15中埋入有作为用于对头侧轴孔12的开口端12A进行封堵的封堵部件的插塞17。
由此，由于内侧插塞孔15在埋入插塞17之后被安装于耳环部34的衬套9或者销(未图示)封堵，因此能够防止插塞17自内侧插塞孔15脱离。
在活塞杆30形成有开口于耳环部34的内周面34A与外周面34B的外侧插塞孔16，外侧插塞孔16、内侧插塞孔15以及头侧轴孔12形成在同轴上。
由此，能够在具有耳环部34的活塞杆30形成头侧轴孔12。
本实施方式的流体压缸(液压缸1)的制造方法包含：头侧通路形成工序，利用自活塞杆30的自缸体10突出部位(耳环部外周面34B)插入的切削工具61而形成头侧通路11；以及底侧通路形成工序，利用自活塞杆30的面对缸体10内的部位(顶端面36)插入的切削工具62而形成底侧通路21。
由此，能够制造可维持头侧通路11的封堵状态、并且可谋求提高活塞杆30的强度的流体压缸(液压缸1)。
本实施方式的流体压缸(液压缸1)的制造方法是将头侧通路形成工序与底侧通路形成工序同时进行。
由此，由于是大致同时自彼此相反的方向将切削工具61、62沿活塞杆30的中心轴线O方向插入，因此能够减少加工时间，从而提高生产性。
以上说明了本发明的实施方式，上述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分，并非旨在将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体的结构。
本申请是基于2011年11月1日向日本专利局提出申请的日本特愿2011－240133要求优先权，通过参照将该申请的全部的内容编入本说明书中。

Claims (5)

1.一种流体压缸，包括：
筒状的缸体；
活塞，其将上述缸体内分隔成头侧室和底侧室；以及
活塞杆，其连结于上述活塞；其中，
上述活塞杆为实心，该活塞杆在内部包括将上述头侧室和工作流体压源之间连通的头侧通路、以及将上述底侧室和工作流体压源之间连通的底侧通路，
上述头侧通路由头侧轴孔、头侧外部通孔、以及头侧内部通孔形成，该头侧轴孔沿上述活塞杆的轴线方向延伸，该头侧外部通孔连接于上述头侧轴孔，并开口于上述活塞杆的自上述缸体突出的部位，该头侧内部通孔连接于上述头侧轴孔并开口于上述头侧室，
上述头侧轴孔具有开口端和顶端，该开口端开口于上述活塞杆的自上述缸体突出的部位，该顶端形成于上述活塞杆的内部，
上述头侧轴孔的开口端被封堵部件封堵。
2.根据权利要求1所述的流体压缸，其中，
上述头侧轴孔的上述顶端位于比上述活塞杆的支承上述活塞的部位靠上述头侧轴孔的上述开口端侧的位置，
上述底侧通路由底侧轴孔形成，该底侧轴孔具有开口于上述底侧室的开口端，并且该底侧轴孔超过上述活塞杆的支承上述活塞的部位并沿上述活塞杆的轴线方向延伸。
3.根据权利要求1所述的流体压缸，其中，
上述活塞杆在自上述缸体突出的部位具有环状的耳环部，
在上述头侧轴孔的上述开口端形成有开口于上述耳环部的内周面的内侧插塞孔，
在上述内侧插塞孔埋入有作为上述封堵部件的插塞。
4.一种流体压缸的制造方法，该流体压缸在实心的活塞杆的内部设有使头侧室连通于工作流体压源的头侧通路、以及使底侧室连通于工作流体压源的底侧通路，其中，上述流体压缸的制造方法包括：
头侧通路形成工序，利用自上述活塞杆的自缸体突出的部位插入的切削工具形成上述头侧通路；以及
底侧通路形成工序，利用自上述活塞杆的面对上述缸体内的部位插入的切削工具形成上述底侧通路。
5.根据权利要求4所述的流体压缸的制造方法，其中，
上述头侧通路形成工序与上述底侧通路形成工序同时进行。
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