CN106211788B - 流体压力缸 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种流体压力缸(10)，其具有设置在缸筒(12)的两端的头盖(14)和杆盖(16)，其中头盖(14)和杆盖(16)通过铸造，例如压铸形成。在径向向外的方向上凹陷成凹槽形状的第一连通通道(34)形成在头盖(14)的第一凹部(28)的外周表面。环状的第一保持器(32)被压入第一凹部(28)中，形成截面呈矩形的第一连通通道(34)，其开口区域被密封。此外，第一连通通道(34)连通缸筒(12)的缸室(20)和头盖(14)的第一缓冲室(30)。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体压力缸，该流体压力缸在压力流体的供应下使活塞在轴线方向上移位，更具体地，本发明涉及一种具有缓冲机构的流体压力缸，该缓冲机构能够减轻活塞在移位终端位置时的震动。
背景技术
通常，例如，作为工件之类的运输手段，具有在压力流体的供应下移位的活塞的流体压力缸被使用。本申请的申请人，如日本公开专利出版物No.2008-133920中所公开的，提出了配备有缓冲机构的流体压力缸，该缓冲机构能够减轻活塞在移位终端位置时的震动。
关于具有这种缓冲机构的流体压力缸，中空圆柱形的缓冲环分别设置在活塞的两个端表面，因此当活塞沿着缸筒移位时，通过缓冲环插入至头盖的凹部或者杆盖的凹部，从端口排出至外部的流体流速被节制，并且活塞的移位速度降低。
发明内容
近来，期望进一步减少上述流体压力缸的制造成本。
本发明的一般目的是提供一种流体压力缸，其能够减少制造成本，同时缩短制造过程。
本发明的特征在于一种流体压力缸，其包含：缸筒，缸筒包括通过一对盖构件闭合的缸室；活塞，活塞被构造成插入缸筒并且在缸室中沿着轴线方向移位；端口，端口形成在盖构件中，压力流体通过端口被供应和排出；和杆，杆安装在活塞沿着轴线方向的端部分上，并且布置成能够与活塞一起移位。
在流体压力缸中，盖构件通过铸造形成，每个盖构件包括：容纳孔，与活塞一起移位的杆容纳在容纳孔中，相对于内侧壁凹陷的凹槽形成在容纳孔中，同时，环形的保持器安装在容纳孔中，从而凹槽沿着其延伸方向被闭合以构成通道，杆插入保持器中，通道提供缸室和端口之间的连通。
根据本发明，流体压力缸中包括能够沿着缸筒移位的活塞，其中杆设置在活塞沿着轴线方向的端部分，布置在缸筒的端部的盖构件通过铸造形成，每个盖构件包括容纳孔，与活塞一起移位的杆容纳在容纳孔中，并且相对于内侧壁凹陷的凹槽形成在容纳孔中，同时，环形的保持器安装在容纳孔，从而沿着其延长方向封闭凹槽，并且构成提供缸室和端口之间的连通的通道，其中杆插入保持器中。
因此，在通过铸造制造盖构件的同时形成凹槽，并且可以通过在容纳孔中安装保持器以沿着凹槽的延伸方向闭合开口的方式在其中创建通道。由此，相比于在盖构件已经制造后通过加工等形成通道的情况，可以容易地形成通道，随之，可以缩短制造过程，以及降低制造成本。
本发明的上述目的、特征和优势将从以下结合附图对优选实施例的描述中容易理解。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的流体压力缸的总体截面图；
图2是显示图1的流体压力缸中的头盖附近的放大截面图；
图3是沿着图1的线III-III截取的截面图；
图4是头盖的分解立体图；
图5是显示图1的流体压力缸中的杆盖附近的放大截面图；
图6是沿着图1的线VI-VI截取的截面图；
图7是杆盖的分解立体图；以及
图8是显示图1的流体压力缸中活塞移动至杆盖侧的情形的总体截面图。
具体实施方式
如图1-8所示，流体压力缸10包括圆筒形的缸筒12、安装在缸筒12一端上的头盖(盖构件)14、安装在缸筒12另一端上的杆盖(盖构件)16和布置成在缸筒12内部移位的活塞18。
例如，缸筒12由沿着轴线方向(箭头A和B方向)以基本不变的直径延伸的圆筒形本体组成，并且其内部形成有缸室20，缸室20中容纳有活塞18，并且缸筒12通过头盖14和杆盖16封闭。
例如，头盖14通过如压铸之类的铸造技术由如铝合金之类的金属材料形成，并且如图3所示，其形成为截面呈矩形，且具有第一通孔22，第一通孔22形成在其四个角处且沿着轴线方向(箭头A和B方向)贯穿。进一步，如图1和2所示，第一台阶部分24形成在头盖14上，其从面向杆盖16侧的一端(箭头A方向)突出预定长度，并且缸筒12的一端通过插在第一台阶部分24的外周侧而被保持。在第一台阶部分24的外周侧，垫圈25布置在第一台阶部分24和缸筒12之间，由此防止压力流体的渗漏。
第一端口26形成在头盖14的外侧，在垂直于头盖14的轴线的方向上延伸，并且在第一端口26中，压力流体经过图中未示的管道被供应和排出。
另一方面，在头盖14的中心部分中，第一凹部(容纳孔)28以面对缸筒12侧(在箭头A方向上)的方式形成预定深度且形成有圆形截面，与此同时，形成第一缓冲室30，其与第一凹部28连通。第一缓冲室30形成在第一台阶部分24的内周侧的位置。
环形第一保持器32被按压装配且固定在第一凹部28中，并且第一连通通道(通道)34相对于其内周表面形成并且在径向向外的方向上凹陷。
如图3和4所示，例如，第一连通通道34形成为截面呈矩形，并且在第一凹部28中，第一连通通道34布置在与第一端口26的开口方向相同的方向上的位置。
第一连通通道34由水平部分(第一流动路径)36a和竖直部分(第二流动路径)38a组成，其中，水平部分36a从第一凹部28的开口沿着轴线方向(箭头A和B方向)以相同截面延伸，竖直部分38a从水平部分36a的端部朝向第一凹部28的中心侧沿着竖直方向(箭头C方向)延伸。
更具体地，水平部分36a通过朝向缸室20侧(在箭头A方向上)的开口而与缸室20连通，竖直部分38a的下端与第一缓冲室30连通，这个稍后描述。因此，通过第一连通通道34，缸筒12的缸室20与第一缓冲室30连通。
在这种情况下，虽然水平部分36a和竖直部分38a都形成为截面呈矩形，但是其截面形状不受限制，它们可以分别形成为截面呈半圆形。
进一步，在头盖14通过铸造方式制造的同时形成第一连通通道34，并非在通过铸造形成头盖14后通过如切削处理之类的单独处理而形成。
例如，第一缓冲室30形成为具有比第一凹部28小的直径且相对于第一凹部28同轴，并且限定了空间，该空间通过头盖14的一端封闭。此外，第一缓冲室30与布置在其外周侧的第一端口26连通，与此同时，通过第一连通通道34与缸室20连通。
第一保持器32由环形本体制成，在其中心具有第一缓冲孔(插入孔)40，并且通过第一保持器32按压装配且固定至第一凹部28中，其外周表面装配且固定至第一凹部28的内周表面中。进一步，第一保持器32的端表面在抵接于第一凹部28的壁表面的状态下被固定。
通过以这样的方式将第一保持器32安装在第一凹部28中，第一连通通道34中的水平部分36a的内周侧和竖直部分38a的缸筒12侧分别由第一保持器32的外周表面和端表面覆盖，从而形成使压力流体流经的、截面为矩形的通道。
换言之，在第一保持器32未安装的情况下，第一连通通道34处于在头盖14的内周侧和缸筒12侧开放的状态，并且通过安装第一保持器32，截面为矩形的通道被构成，其中内周侧和缸筒12侧分别被第一保持器32覆盖。
进一步，在第一缓冲孔40中，第一缓冲衬垫(密封构件)42安装在形成于其内周表面的环形凹槽内。例如，第一缓冲衬垫42由弹性材料，如橡胶之类形成为环形，并且布置成相对于第一缓冲孔40的内周表面朝向内周侧突出。此外，当稍后描述的第一缓冲杆(杆)78插入第一缓冲孔40时，第一缓冲杆78的外周表面与第一缓冲衬垫42滑动接触。
如图1、5-7所示，例如，与头盖14相同的方式，杆盖16通过如压铸之类的铸造技术由如铝合金之类的金属材料形成，且形成为其截面呈矩形，并且具有第二通孔44，第二通孔44形成在其四角处并且沿着轴线方向(箭头A和B方向)贯穿(参见图6和7)。进一步，第二台阶部分46形成在杆盖16上，其从面向头盖14侧的一端突出预定长度(在箭头B方向上)，缸筒12的另一端通过插在第二台阶部分46的外周侧而被保持。在第二台阶部分46的外周侧，垫圈25布置在第二台阶部分46和缸筒12之间，由此防止压力流体的渗漏。
此外，在缸筒12的一端插在头盖14的第一台阶部分24上且其另一端插在杆盖16的第二台阶部分46上的状态下，连接杆48分别插入通过多个第一和第二通孔22、44，并且在其两端，图中未示的紧固螺母被螺纹接合并拧紧。因此，头盖14、杆盖16和缸筒12，在缸筒12夹紧在头盖14和杆盖16之间的状态下被整体地固定在一起。
进一步，第二端口50形成在杆盖16的外侧，其沿着垂直于杆盖16的轴线的方向延伸，并且在第二端口50中，压力流体通过图中未示的管道被供应和排出。
另一方面，在杆盖16的中心部分中，第二凹部(容纳孔)52形成为其截面呈圆形且面对缸筒12侧(箭头B方向)开放，与之相应地，第二缓冲室54形成为连通第二凹部52，杆孔56形成为连通第二缓冲室54。
环形第二保持器58被按压装配且固定在第二凹部52内，并且第二连通通道(通道)60相对于其内周表面形成，第二连通通道60在径向向外的方向上凹陷。
如图6和7所示，例如，第二连通通道60形成为截面呈矩形，且布置在第二凹部52中，大致在与第二端口50的开口方向相同的方向上的位置。第二连通通道60由水平部分(第一流动路径)36b和竖直部分(第二流动路径)38b组成，其中，水平部分36b从第二凹部52的开口沿着轴线方向以相同截面延伸，竖直部分38b从水平部分36b的一端朝向第二凹部52的中心侧沿着竖直方向(箭头C方向)延伸。
更具体地，水平部分36b通过朝向缸室20侧(在箭头B方向上)开口而与缸室20连通，竖直部分38b的下端与第二缓冲室54连通，这个稍后描述。因此，通过第二连通通道60，缸筒12的缸室20与第二缓冲室54连通。另外，虽然水平部分36b和竖直部分38b都形成为截面呈矩形，但是其截面形状不受限制，它们可以分别形成为截面呈半圆形。
进一步，第二连通通道60在杆盖16通过铸造方式制造的同时形成，并非在通过铸造形成杆盖16后通过如切削处理之类的单独处理而形成。
例如，第二缓冲室54形成为直径小于第二凹部52且相对于第二凹部52同轴，并且限定了空间，该空间通过杆盖16的一端封闭。此外，第二缓冲室54与布置在其外周侧的第二端口50连通，与此同时，通过第二连通通道60与缸室20连通。
杆孔56形成为邻近于第二缓冲室54，并且比第二缓冲室54的直径更小，并且通过贯穿杆盖16的另一端而开放。衬套62和杆衬垫64布置在杆孔56的内周表面上。此外，衬套62用于在轴线方向(箭头A和B方向)上引导被插入通过杆孔56的活塞杆66，而杆衬垫64防止压力流体通过活塞杆66和杆盖16之间的位置渗漏。
第二保持器58由环形本体制成，在其中心具有第二缓冲孔(插入孔)68，并且通过将第二保持器58按压装配至第二凹部52中，其外周表面装配且固定在第二凹部52的内周表面中。进一步，第二保持器58的端表面在抵接于布置在与杆孔56的边界处的第二凹部52的壁表面的状态下被固定。
通过以这样的方式将第二保持器58安装在第二凹部52中，第二连通通道60中的水平部分36b的内周侧和竖直部分38b的缸筒12侧分别由第二保持器58的外周表面和端表面覆盖，从而形成使压力流体流经的、截面为矩形的通道。
换言之，在第二保持器58未安装的情况下，第二连通通道60处于在杆盖16的内周侧和缸筒12侧开放的状态，并且通过安装第二保持器58，截面为矩形的通道被构成，其中内周侧和缸筒12侧分别被第二保持器58覆盖。
进一步，在第二缓冲孔68中，第二缓冲衬垫(密封构件)70安装在形成于其内周表面上的环形凹槽内。例如，第二缓冲衬垫70由弹性材料，如橡胶之类形成为环形，并且布置成相对于第二缓冲孔68的内周表面朝向内周侧突出。此外，当稍后描述的第二缓冲杆(杆)80插入第二缓冲孔68时，第二缓冲杆80的外周表面与第二缓冲衬垫70滑动接触。
如图1和8所示，例如，活塞18形成为盘状，并且活塞杆66插入通过且嵌塞在其中心，从而整体地连接活塞杆66和活塞18。进一步，活塞衬垫72、磁性体74和耐磨环76通过环形凹槽安装在活塞18的外周表面上。
进一步，在活塞18的面向头盖14的一端表面侧，第一缓冲杆78与之同轴地形成，第一缓冲杆78设置成从该一端表面突出预定长度。第一缓冲杆78形成为中空形状，其中心具有孔82，其末端形成为在远离活塞18的方向(箭头B方向)上直径逐渐减少。第一缓冲杆78并不局限于形成为中空形状的情形，其可以形成为没有孔82的实心构件。
另一方面，在活塞18的面向杆盖16的另一端面侧，圆筒形的第二缓冲杆80布置成覆盖活塞杆66的外周侧。第二缓冲杆80形成为相对活塞18的另一端表面突出预定长度，与此同时，其末端形成为在远离活塞18的方向(箭头A方向)上直径逐渐减少。
在第一和第二缓冲杆78、80的外周表面上，分别设置有一对阻尼器84a、84b，它们抵接活塞18的一端表面和另一端表面。例如，阻尼器84a、84b由如橡胶或氨基甲酸乙酯之类的弹性材料形成，且形成为中心有孔的盘状，第一和第二缓冲杆78、80可以插入通过上述孔。另外，当活塞18在轴线方向(箭头A和B方向)上移位时，阻尼器84a、84b用于通过抵接头盖14和杆盖16的端表面而减轻震动。
活塞杆66由沿着轴线方向(箭头A和B的方向)具有预定长度的轴构成，其一端连接至活塞18，另一端插入通过杆盖16的杆孔56且通过衬套62可移位地支撑。此外，活塞杆66的沿着轴线方向的基本中心部分插入通过第二保持器58的第二缓冲孔68。
根据本发明的实施例的流体压力缸10基本如上所述构造。接下来，将描述流体压力缸10的操作和有益效果。图1所示的活塞18移位至头盖14侧且第一缓冲杆78通过第一保持器32容纳于第一缓冲室30的情形将描述为初始位置。
首先，来自图中未示的压力流体供应源的压力流体通过导入第一端口26而被供应至第一缓冲室30内部。在这种情况下，在图中未示的转换部件的转换操作下，第二端口50被置于通向大气的状态。因此，压力流体通过第一连通通道34从第一缓冲室30供应至缸室20，同时供应至第一缓冲杆78的孔82。
进一步，同时，通过压力流体流入第一缓冲孔40，第一缓冲衬垫42向杆盖16侧(在箭头A方向上)移动，并且压力流体经由第一缓冲衬垫42的外周侧流向缸室20侧。
因此，活塞18被朝向杆盖16侧(在箭头A方向上)按压。此外，活塞杆66在活塞18的移位动作下与之一起移位，并且当第一缓冲杆78在第一保持器32的第一缓冲衬垫42上滑动时，第一缓冲杆78从第一缓冲室30朝向缸室20侧(在箭头A方向上)移动。
此时，保留在缸室20中、在活塞18和杆盖16之间的空气通过第二连通通道60流入第二缓冲室54，与此同时，在已经通过活塞杆66的外周表面和第二缓冲衬垫70之间的间隙流入第二缓冲室54之后，空气从第二端口50排出至外部。
此外，通过活塞18进一步朝向杆盖16侧(在箭头A方向上)移动，活塞杆66的另一端在杆盖16的外侧逐步地突出，同时第二缓冲杆80从其末端插入第二保持器58的第二缓冲孔68，并且第二缓冲杆80在第二缓冲衬垫70与其外周表面滑动接触的同时被插入。
因此，第二保持器58的第二缓冲衬垫70和活塞杆66之间的间隙通过第二缓冲杆80封闭，并且缸室20中的空气仅流经第二连通通道60，然后排出至第二端口50。结果，通过使从第二端口50排出的空气量减少，一部分空气在缸室20内部被压缩，并且在活塞18移位时的移位阻力出现，由此，随着活塞18接近移位终端位置，活塞18的移位速度逐渐减小。更具体地，缓冲动作起作用，其能够减少活塞18的移位速度。
最后，活塞18逐渐朝向杆盖16侧(在箭头A方向上)移位，并且第二缓冲杆80完全容纳于第二缓冲孔68和第二缓冲室54中。此外，阻尼器84b开始抵接杆盖16的端部，由此产生活塞18到达杆盖16侧的移位终端位置(参见图8)。
换言之，当第二缓冲孔68通过第二缓冲杆80闭合时，第二连通通道60起到允许缸室20的空气流向第二端口50侧的固定孔的作用。
另一方面，在活塞18要在相反方向上(在箭头B的方向上)移位并恢复至初始位置的情形中，在图中未示的转换阀的动作下，供应至第一端口26的压力流体转而供应至第二端口50，由此，压力流体被导入第二缓冲室54，与此同时，第一端口26被置于通向大气的状态。
压力流体通过第二连通通道60从第二缓冲室54供应至缸室20，并且通过压力流体流入第二缓冲孔68，第二缓冲衬垫70朝向头盖14侧(在箭头B方向上)移动，并且经由第二缓冲衬垫70的外周侧，压力流体流向缸室20侧。因此，活塞18被朝向头盖14侧(在箭头B方向上)按压。此外，活塞杆66在活塞18的移位动作下与之一起移位，并且当第二缓冲杆80在第二保持器58的第二缓冲衬垫70上滑动时，第二缓冲杆80从第二缓冲室54朝向缸室20侧(在箭头B方向上)移动。
此时，保留在缸室20中、在活塞18和头盖14之间的空气通过第一连通通道34流入第一缓冲室30，与之同时，在通过开放的第一保持器32的第一缓冲孔40已经流入第一缓冲室30内之后，空气通过第一端口26排出至外部。
此外，通过活塞18进一步朝向头盖14侧(在箭头B方向上)移动，活塞杆66的另一端逐步地容纳于杆盖16的杆孔56中，同时第一缓冲杆78从其末端插入第一保持器32的第一缓冲孔40，并且第一缓冲杆78在第一缓冲衬垫42与其外周表面滑动接触的同时被插入。
因此，第一缓冲孔40通过第一缓冲杆78闭合，并且缸室20的流体仅通过第一连通通道34流动，然后排出至第一端口26。
通过以这样的方式阻断通过第一缓冲孔40的空气流动路径，从第一端口26排出的空气量被减少，并且一部分空气在缸室20内部被压缩，因此，在活塞18的移位时的移位阻力出现。结果，随着活塞18接近头盖14侧的初始位置(在箭头B方向上)，活塞18的移位速度逐渐减小。更具体地，缓冲动作起作用，其能够减少活塞18的移位速度。
最后，活塞18逐渐朝向头盖14侧(在箭头B方向上)移位，并且第一缓冲杆78完全容纳于第一缓冲孔40和第一缓冲室30中。此外，阻尼器84a开始抵接头盖14的端部，由此产生活塞18到达头盖14侧的初始位置(参见图1)。
换言之，当第一缓冲孔40通过第一缓冲杆78闭合时，第一连通通道34起到允许缸室20的空气流向第一端口26侧的固定孔的作用。
在上述方式中，根据本实施例，在具有缓冲功能的流体压力缸10中，头盖14和杆盖16通过如压铸之类的铸造技术形成，同时凹陷的第一和第二连通通道34、60分别相对于形成在头盖14和杆盖16内部的第一和第二凹部28、52的内周表面和端表面形成。此外，通过将环形第一和第二保持器32、58安装至第一和第二凹部28、52，沿着第一和第二连通通道34、60的延伸方向的开放区域被闭合，并且截面为矩形的通道能够被构成，其能够分别提供缸室20与第一和第二端口26、50之间的连通。
结果，当头盖14和杆盖16通过铸造方式制造时，凹槽形状的第一和第二连通通道34、60同时预先形成，由此，第一和第二连通通道34、60然后可以仅仅通过装配第一和第二保持器32、58即可容易地形成。因此，相比于在头盖和杆盖已制造之后通过切削处理之类形成连通通道的情况，制造过程可因此缩减，同时能够降低制造成本。
进一步，在头盖14和杆盖16中，虽然第一和第二连通通道34、60分别形成为在内周侧和缸筒12侧开口的凹槽形状，但是通过分别在第一和第二凹部28、52中附接环形第一和第二保持器32、58，可以容易地构成截面为矩形的第一和第二连通通道34、60，其分别在其内周侧和缸筒12侧被覆盖。
换言之，第一和第二连通通道34、60可以仅仅通过将第一和第二保持器32、58装配至头盖14和杆盖16而容易地形成。
根据本发明的流体压力缸并不局限于上述实施例。在不背离本发明的基本主旨的情况下可对本实施例进行各种变化和修改。
Claims (5)
1.一种流体压力缸(10)，其特征在于，包含：缸筒(12)，所述缸筒(12)包括通过一对盖构件(14、16)闭合的缸室(20)；活塞(18)，所述活塞(18)被构造成插入所述缸筒(12)并且在所述缸室(20)中沿着轴线方向移位；端口(26、50)，所述端口(26、50)形成在所述盖构件(14、16)中，并且压力流体通过所述端口(26、50)被供应和排出；和杆(66)，所述杆(66)安装在所述活塞(18)沿着轴线方向的端部分上并且布置成能够与所述活塞(18)一起移位；
其中，所述盖构件(14、16)通过铸造形成，每个所述盖构件(14、16)包括容纳孔(28、52)，环状的保持器(32、58)安装在所述容纳孔(28、52)中，所述杆(78、80)插入所述环状的保持器(32、58)，并且每个所述盖构件(14、16)包括缓冲室(30、54)，所述缓冲室(30、54)形成为邻近所述容纳孔(28、52)并且被构造成与所述端口(26、50)连通；并且
在通过铸造形成所述盖构件(14、16)的同时在所述容纳孔(28、52)中形成相对于内侧壁面凹陷的凹槽，并且所述凹槽通过被安装在所述容纳孔(28、52)中的所述保持器(32、58)而沿着其延伸方向被封闭以构成孔通道(34、60)，所述孔通道(34、60)提供所述缸室(20)和所述缓冲室(30、54)之间的连通。
2.如权利要求1所述的流体压力缸，其特征在于，其中，所述孔通道(34、60)包含：
第一流动路径(36a、36b)，所述第一流动路径(36a、36b)被构造成沿着所述活塞(18)的所述轴线方向延伸并且与所述缸室(20)连通；和
第二流动路径(38a、38b)，所述第二流动路径(38a、38b)被构造成连接至所述第一流动路径(36a、36b)的端部并且与所述缓冲室(30、54)连通。
3.如权利要求1所述的流体压力缸，其特征在于，其中，所述保持器(32、58)被按压装配至所述容纳孔(28、52)。
4.如权利要求1所述的流体压力缸，其特征在于，其中，所述凹槽形成为截面呈矩形形状或者截面呈半圆形形状。
5.如权利要求2所述的流体压力缸，其特征在于，其中，在所述孔通道(34、60)中，所述第一流动路径(36a、36b)和所述第二流动路径(38a、38b)实质上彼此垂直地连接以形成L形。
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