CN105705801A

CN105705801A - 流体压缸

Info

Publication number: CN105705801A
Application number: CN201480061339.0A
Authority: CN
Inventors: 高井靖仁
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2016-06-22
Also published as: JP6275459B2; US20160273559A1; WO2015076163A1; JP2015102164A; EP3076029A1; KR20160089357A; EP3076029A4

Abstract

本发明提供一种流体压缸。该流体压缸利用在活塞杆的行程端附近产生的缓冲压力进行减速，其中，该流体压缸包括：活塞杆，其在外周形成相对于中心轴线倾斜的第1锥面部；缸体，活塞杆插入到该缸体；缓冲轴承，其呈筒状，设于活塞杆的外周；轴承接收部，其容许缓冲轴承进入；以及缓冲通路，其形成在缓冲轴承和轴承接收部之间，对通过的工作流体施加阻力，缓冲轴承在其内周具有能够与第1锥面部相抵接的抵接部，通过抵接部与第1锥面部相抵接，该缓冲轴承相对于活塞杆被定位。

Description

流体压缸

技术领域

本发明涉及一种利用在活塞杆的行程端附近产生的缓冲压力进行减速的流体压缸。

背景技术

作为以往的流体压缸，公知有一种具备缓冲机构的结构，该缓冲机构利用在被插入到缸体的活塞杆来到行程端附近时产生的缓冲压力来使活塞杆减速。

在日本JP1999－230117中公开了一种缓冲机构，该缓冲机构具备设置在活塞杆的外周的圆筒状的缓冲轴承，通过缓冲轴承进入到设于缸体的缸盖的内侧，对在缓冲轴承和缸盖之间通过的流体施加阻力。

发明内容

在这样的缓冲机构中，缓冲轴承通常配置在形成于活塞杆的台阶和紧固于活塞杆的顶端的活塞之间。

为了确保将缸盖插入到活塞杆时的组装性，有时在形成于活塞杆的台阶的角设有锥面部。在这样的情况下，在活塞杆的外周形成有台阶，该台阶具有用于将缓冲轴承定位的座面和用于确保组装性的锥面部这两者，因此，活塞杆的主体部和顶端侧之间的外径差变大。

因此，无法增大被形成在活塞杆的顶端侧的活塞紧固用螺纹部的直径，无法提升活塞杆的强度。

本发明的目的在于提升流体压缸的活塞杆的强度。

采用本发明的一个技术方案，一种流体压缸，其利用在活塞杆的行程端附近产生的缓冲压力进行减速，其中，该流体压缸包括：活塞杆，其在外周形成相对于中心轴线倾斜的第1锥面部；缸体，活塞杆插入到该缸体；缓冲轴承，其呈筒状，设于活塞杆的外周；轴承接收部，其容许缓冲轴承进入；以及缓冲通路，当在行程端附近缓冲轴承进入到轴承接收部的内侧时，在缓冲轴承和轴承接收部之间形成该缓冲通路，对通过的工作流体施加阻力，缓冲轴承在其内周具有能够与第1锥面部相抵接的抵接部，通过抵接部与第1锥面部相抵接，该缓冲轴承相对于活塞杆被定位。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的流体压缸的一部分的剖视图。

图2是本发明的实施方式的流体压缸的剖视图，表示活塞杆伸长而处于行程端附近的状态。

图3是本发明的实施方式的流体压缸的剖视图，表示活塞杆自行程端收缩的状态。

图4是表示本发明的实施方式的变形例的流体压缸的缓冲轴承的立体图。

图5是表示本发明的实施方式的变形例的流体压缸的缓冲轴承的立体图。

图6是表示本发明的实施方式的另一变形例的流体压缸的一部分的剖视图。

图7是表示本发明的实施方式的另一变形例的流体压缸的一部分的剖视图。

图8是表示本发明的实施方式的比较例的流体压缸的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式的流体压缸100。以下，对流体压缸100的工作流体为工作油的情况进行说明。

首先，主要参照图1～图3来说明液压缸100的结构。

液压缸100例如用作液压挖掘机的斗杆缸。通过液压缸100进行伸缩动作，液压挖掘机的斗杆转动。

液压缸100包括筒状的缸体10、沿着缸体10的内周面滑动且将缸体10内分隔为杆侧室2和底侧室3的活塞20、与活塞20相连结且插入到缸体10的活塞杆30以及设于活塞杆30的外周的筒状的缓冲轴承40。

液压缸100利用从液压源(工作流体压源)向杆侧室2或者底侧室3导入的工作油压使活塞杆30沿轴线方向移动而进行伸缩动作。

在缸体10的开口端设有以使活塞杆30滑动自由的方式支承活塞杆30的圆筒状的缸盖50。缸盖50具有插入到缸体10的内侧的轴承接收部50A。缸盖50借助多个螺栓11紧固于缸体10。

在缸盖50的内周安装有衬套55、副密封件56、主密封件57以及防尘密封件58。

通过衬套55与活塞杆30的外周面滑动接触，将活塞杆30支承为能够沿缸体10的轴线方向移动。

在缸盖50形成与杆侧室2相连通的供排口51。在供排口51连接与液压源相连通的液压配管。

在此，为了使液压缸100容易理解，参照图8来说明作为比较例的液压缸200。对与液压缸100相同的结构使用相同的附图标记来进行说明。

液压缸200的活塞杆130包括与缸盖50的内周滑动接触的主体部131、直径比主体部131的直径小的小径部132、形成在主体部131和小径部132之间的台阶部133以及形成在活塞杆130的顶端且用于紧固活塞20的螺纹部134。

活塞杆130的台阶部133包括相对于中心轴线倾斜地形成的锥面部133A和与中心轴线垂直地形成且成为后述的缓冲轴承140的座面的铅直部133B。通过设置锥面部133A，在将活塞杆130插入到缸盖50时，能够防止设于缸盖50的内周的密封构件勾挂于活塞杆130的台阶部133。因而，液压缸200的组装变容易。此外，在铅直部133B和小径部132之间形成用于防止应力集中于活塞杆130的退让部135。

液压缸200的缓冲轴承140的内径形成得大于活塞杆130的小径部132的外径。缓冲轴承140设在活塞杆130的小径部132的外周且是活塞杆130的台阶部133和活塞20之间的位置。

缓冲轴承140的外径形成得小于缸盖50的轴承接收部50A的内径。缓冲轴承140在活塞杆130的行程端附近进入到轴承接收部50A的内侧，在该缓冲轴承140与轴承接收部50A之间形成缓冲通路105。对通过缓冲通路105的工作油施加阻力。

此外，缓冲轴承140形成为能够在活塞杆130的台阶部133和活塞20之间沿着轴线方向稍稍移动。缓冲轴承140的一轴线方向端面141可与活塞20抵接，缓冲轴承140的另一轴线方向端面142可与活塞杆130的台阶部133的铅直部133B抵接，从而定位缓冲轴承140在轴线方向上的位置。由此，能够防止缓冲轴承140自活塞杆130脱离。

这样，在液压缸200中包括具有锥面部133A和铅直部133B的活塞杆130。因此，主体部131和作为活塞杆130的顶端的螺纹部134之间的外径差变大，无法增大螺纹部134的直径。

因此，如图2所示，液压缸100的活塞杆30包括与缸盖50的内周滑动接触的主体部31、直径比主体部31的直径小的小径部32、相对于中心轴线倾斜地形成在主体部31和小径部32之间的第1锥面部33以及形成在活塞杆30的顶端且用于紧固活塞20的螺纹部34。

由于活塞杆30的第1锥面部33相对于中心轴线倾斜地形成，因此，在将活塞杆30插入到缸盖50时，能够防止设于缸盖50的内侧的副密封件56、主密封件57以及防尘密封件58这样的密封构件勾挂于活塞杆30。也就是说，第1锥面部33作为用于确保组装性的锥面部发挥功能。

液压缸100的缓冲轴承40包括在活塞杆30的行程端附近进入到缸盖50的轴承接收部50A的内侧的进入部41、设在活塞杆30的第1锥面部33和活塞20之间的定位部42以及位于定位部42和进入部41之间且相对于中心轴线倾斜地形成在该缓冲轴承40的内周的作为抵接部的第2锥面部43。

在缓冲轴承40的外周形成相对于中心轴线倾斜的倾斜槽40A。倾斜槽40A形成为其深度从缓冲轴承40的活塞20侧沿着轴线方向去逐渐变深。因此，倾斜槽40A在缓冲轴承40进入到缸盖50的轴承接收部50A的内侧时作为对通过的工作油施加阻力的可变节流部发挥功能。倾斜槽40A的形状能够与对通过的工作油施加的阻力相配合地任意形成。

缓冲轴承40的进入部41的内径形成得大于活塞杆30的主体部31的外径。进入部41的外径形成得小于缸盖50的轴承接收部50A的内径。这样，以在缓冲轴承40的进入部41与活塞杆30的主体部31的外周面之间具有第1内周间隙6的方式设置该进入部41，并且以缓冲轴承40的进入部41在活塞杆30的行程端附近进入到缸盖50的轴承接收部50A的内侧的方式设置该进入部41。

缓冲轴承40的定位部42的内径形成得大于活塞杆30的小径部32的外径且小于活塞杆30的主体部31的外径。这样，以在缓冲轴承40的定位部42与活塞杆30的外周面之间具有第2内周间隙7的方式设置该定位部42。

定位部42形成为能够在活塞杆30的第1锥面部33和活塞20之间沿着轴线方向稍稍移动。缓冲轴承40移动到活塞20侧时，其端面与活塞20相抵接。

在定位部42的活塞20侧的端面设有沿径向延伸的槽部44。

缓冲轴承40的第2锥面部43形成为其母线相对于活塞杆30的中心轴线的倾斜角与活塞杆30的第1锥面部33的母线相对于活塞杆30的中心轴线的倾斜角大致相同。在缓冲轴承40移动到与活塞20相反的那一侧时，第2锥面部43与活塞杆30的第1锥面部33抵接。也就是说，活塞杆30的第1锥面部33作为将缓冲轴承40在轴线方向上定位的座面发挥功能。缓冲轴承40的第2锥面部43只要能够与活塞杆30的第1锥面部33相抵接，其倾斜角就也可以不形成为相同，也可以形成为直角的台阶。

这样，采用液压缸100，由于活塞杆30的第1锥面部33兼具用于确保组装性的锥面部和缓冲轴承40的座面这两者的功能，因此，能够减小活塞杆30的主体部31和顶端侧的螺纹部34之间的外径差。

接着，参照图2和图3来说明液压缸100的缓冲动作。

图2表示活塞杆30伸长而处于行程端附近的状态，图3表示活塞杆30自行程端附近收缩的状态。

在底侧室3连通液压泵，杆侧室2连通流体箱时，向底侧室3供给工作油，将杆侧室2内的工作油排出到流体箱，因此，活塞杆30伸长。

在活塞杆30伸长时，缓冲轴承40在从杆侧室2排出的工作油的作用下向与活塞20所在侧相反的一侧稍稍移动，如图2所示，活塞杆30的第1锥面部33和缓冲轴承40的第2锥面部43相抵接。

在活塞杆30伸长而接近行程端时，缓冲轴承40从进入部41开始进入到缸盖50的轴承接收部50A的内侧。由此，利用缓冲轴承40的外周面和轴承接收部50A的内周面形成缓冲通路5。由于活塞杆30的第1锥面部33和缓冲轴承40的第2锥面部43相抵接，因此，第1内周间隙6和第2内周间隙7之间的连通被阻断。因而，杆侧室2的工作油不是通过缓冲轴承40的内侧被排出，而是通过缓冲通路5被排出。由于利用缓冲通路5对从杆侧室2内排出来的工作油施加阻力，因此，能够抑制杆侧室2内的压力下降，活塞杆30减速。这样，能够发挥活塞杆30伸长时在行程端附近的缓冲作用。

在杆侧室2连通液压泵，底侧室3连通流体箱时，向杆侧室2供给工作油，将底侧室3内的工作油排出到流体箱，因此，活塞杆30收缩。

在活塞杆30自最大程度伸长状态收缩时，如图3所示，缓冲轴承40在被供给到杆侧室2的工作油的作用下向活塞20侧移动，其端面与活塞20相抵接。活塞杆30的第1锥面部33和缓冲轴承40的第2锥面部43互相分开。因此，从泵供给来的工作油通过缓冲通路5向杆侧室2导入，并且通过第1内周间隙6、第2内周间隙7以及缓冲轴承40的槽部44向杆侧室2导入。因而，在活塞杆30自最大程度伸长状态收缩的情况下，工作油迅速地流入到杆侧室2，能够确保收缩动作时的响应性。

采用以上的实施方式，起到以下所示的效果。

在液压缸100中，在活塞杆30的外周形成相对于中心轴线倾斜的第1锥面部33，在缓冲轴承40的内周形成相对于中心轴线倾斜的第2锥面部43。缓冲轴承40通过第2锥面部43与活塞杆30的第1锥面部33相抵接而相对于活塞杆30被定位。这样，由于第1锥面部33兼具缓冲轴承40的座面和用于确保组装性的锥面部这两者的功能，因此，能够减小活塞杆30的主体部31和顶端侧的螺纹部34之间的外径差。因而，能够增大用于紧固活塞20的螺纹部34的直径，能够提升活塞杆30的强度。

此外，由于不必在活塞杆30设置作为缓冲轴承40的座面的铅直部133B(参照图8)，因此，不必在活塞杆30设置用于防止应力集中的退让部。因此，制造活塞杆30时的加工工序减少，加工变容易，能够降低制造成本。

接着，示出本实施方式的液压缸100的变形例。

在上述实施方式中是这样的结构：在活塞杆30伸长时，通过活塞杆30的第1锥面部33和缓冲轴承40的第2锥面部43相抵接，能够阻断通过缓冲轴承40的内侧的工作油的排出。取而代之，如图4和图5所示，也可以在缓冲轴承40的第2锥面部43形成缺口部45，该缺口部45将第1内周间隙6和第2内周间隙7连通，并对通过的工作油施加阻力。缺口部45既可以形成于活塞杆30的第1锥面部33，也可以形成于活塞杆30的第1锥面部33和缓冲轴承40的第2锥面部这两者。

通过在缓冲轴承40的第2锥面部43形成缺口部45，在活塞杆30伸长时，杆侧室2的工作油通过缓冲通路5被排出，并且通过缓冲轴承40的槽部44、第2内周间隙7、缺口部45以及第1内周间隙6被排出。

由于对通过缺口部45的工作油也施加阻力，因此，利用通过缓冲轴承40的内侧的工作油也能够发挥缓冲作用。因而，通过任意地设定缺口部45的形状，能够调整液压缸100的缓冲特性。例如，缺口部45既可以如图4所示将与轴线方向垂直的截面形成为四方形，也可以如图5所示将与轴线方向垂直的截面形成为弯曲成圆弧状的曲面。此外，由于可以不设置为了对通过缓冲轴承40的内侧的工作油施加阻力而设置的缓冲密封件150(参照图8)，因此，能够削减部件件数。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只是示出了本发明的应用例的一部分，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的意思。

在上述实施方式中，工作流体使用了工作油，但也可以取而代之使用例如水溶性替代液等。

此外，在上述实施方式中，如图2所示，缓冲轴承40的第2锥面部43形成在轴线方向的中间。取而代之，如图6所示，第2锥面部43也可以形成在缓冲轴承40的靠活塞杆30的第1锥面部33侧的顶端部，也就是缓冲轴承40的在缓冲轴承40向轴承接收部50进入的方向前方侧的顶端部。此外，如图7所示，也可以形成在缓冲轴承40的靠活塞20侧的位置。

此外，在上述实施方式中，以在缓冲轴承40与活塞杆30的外周面之间具有间隙的方式设置该缓冲轴承40，该缓冲轴承40是能够沿着轴线方向稍稍移动这样的被浮动支承的结构。取而代之，缓冲轴承40也可以是紧固于活塞杆30的结构。

此外，在上述实施方式中，轴承接收部50A是设于缸盖50的结构。取而代之，轴承接收部50A也可以设在缸体10的内周。此外，轴承接收部50A也可以作为相对于缸盖50和缸体10独立的构件而设置。

此外，在上述实施方式中，在缓冲轴承40的外周形成倾斜槽40A，但也可以不形成倾斜槽40A。

本申请基于2013年11月25日向日本国特许厅申请的日本特愿2013－242981主张优先权，该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。

Claims

1.一种流体压缸，其利用在活塞杆的行程端附近产生的缓冲压力进行减速，其中，

该流体压缸包括：

活塞杆，在其外周形成相对于中心轴线倾斜的第1锥面部；

缸体，所述活塞杆插入到该缸体；

缓冲轴承，其呈筒状，设于所述活塞杆的外周；

轴承接收部，其容许所述缓冲轴承进入；以及

缓冲通路，当在行程端附近所述缓冲轴承进入到所述轴承接收部的内侧时，所述缓冲轴承和所述轴承接收部之间形成该缓冲通路，对通过的工作流体施加阻力，

所述缓冲轴承在其内周具有能够与所述第1锥面部相抵接的抵接部，

通过所述抵接部与所述第1锥面部相抵接，该缓冲轴承相对于所述活塞杆被定位。

2.根据权利要求1所述的流体压缸，其中，

该流体压缸还包括活塞，该活塞设于所述活塞杆的顶端，并且沿着所述缸体的内周面滑动，

以在所述缓冲轴承与所述活塞杆的外周面之间具有间隙并且所述缓冲轴承在所述活塞杆和所述活塞之间能够沿着轴线方向移动的方式设置所述缓冲轴承，

在所述缓冲轴承的与所述活塞抵接的端面形成沿着径向延伸的槽部。

3.根据权利要求2所述的流体压缸，其中，

在所述第1锥面部和所述抵接部中的至少一者形成有向所述间隙开口的缺口部。

4.根据权利要求2所述的流体压缸，其中，

所述缓冲轴承还包括：

进入部，其在行程端附近进入到所述轴承接收部的内侧；以及

定位部，其设在所述第1锥面部和所述活塞之间，

所述抵接部设在所述进入部和所述定位部之间。

5.根据权利要求4所述的流体压缸，其中，

该流体压缸还包括缸盖，该缸盖设于所述缸体的开口端，并且将所述活塞杆以滑动自由的方式支承，

所述活塞杆包括：

主体部，其与所述缸盖的内周滑动接触；以及

小径部，其比所述主体部的外径小，

所述进入部的内径形成得大于所述主体部的外径，

所述定位部的内径形成得大于所述小径部的外径。

6.根据权利要求1所述的流体压缸，其中，

所述抵接部是相对于所述缓冲轴承的中心轴线倾斜的第2锥面部，

所述第1锥面部和所述第2锥面部相对于所述活塞杆的中心轴线以相同的倾斜角形成。

7.根据权利要求1所述的流体压缸，其中，

所述抵接部设于所述缓冲轴承的在所述缓冲轴承向所述轴承接收部进入的方向前方侧的顶端部。