专利名称：流体压缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用工作流体压进行伸缩动作的流体压缸的缸盖的固定构造。
背景技术：
日本专利局于1996年发行的JP09-151909A公开了一种利用多个缸盖螺栓(Head Bolt)将缸盖固定在缸体的开口端而成的液压缸。液压缸通过从外部经由配管向由缸体内侧的活塞划分成的两个油室有选择地供 给工作油来进行伸缩。通向一个油室的配管通过接头连接到缸盖上。通向另一个油室的配 管通过接头连接到缸体的基部上。液压缸在达到最长伸长状态时，活塞抵接于缸盖，阻止进一步的伸长动作。在该状 态下，通过活塞按压缸盖来对各缸盖螺栓施加拉伸载荷。各缸盖螺栓与在缸体环状的端面上开口的螺纹孔接合。在配管和缸体内的油室之 间流通的工作油经由沿径向形成于缸盖上的端口(port)而流通。在缸盖上，在端口的开口 部周围具有用于固定接头的配管安装座。缸盖螺栓以避开该配管安装座的方式配置。结果，在该液压缸中，在周向上形成配置有将缸盖固定于缸体上的缸盖螺栓的区 域、及未配置该缸盖螺栓的区域。当液压缸达到最长伸长状态的状态下，在沿伸长方向驱动液压缸的油室压力的作 用下，对缸盖螺栓施加拉伸载荷。该拉伸载荷集中作用于配置有缸盖螺栓的区域和未配置 该缸盖螺栓的区域的边界附近的缸盖螺栓。为了应对缸盖螺栓之间的这种载荷的分布不均，要求拉伸载荷所集中的缸盖螺 栓、支承该载荷的缸盖的载荷支承部具有较高的刚性。结果，导致缸盖大型化。
发明内容
因此，本发明的目的在于使作用于流体压缸的缸盖螺栓的拉伸载荷均勻化。为达到上述目的，本发明的流体压缸包括缸体，其具有中心轴线和中心轴线方向 的开口端；活塞，其以能够沿轴线方向滑动的方式被收纳安装于缸体内；活塞杆，其与活塞 结合，自缸体沿轴方向向缸体的外侧突出；缸盖，其以能够滑动的方式支承活塞杆，且封闭 开口端；多个缸盖螺栓，其沿中心轴线方向贯穿缸盖而将缸盖固定于缸体的开口端。活塞与 其沿轴线方向的位移相应地抵接于缸盖。缸盖螺栓通过以相等的角度间隔配置在以缸体的中心轴线为中心的圆周上的规 定角度区域内而构成组。而且，在将缸盖螺栓组的存在角度范围作为第1区域、其余的角度范围作为第2区 域时，在第2区域内设置避免活塞和缸盖接触的非接触区域；上述缸盖螺栓组的存在角度 范围以连接位于缸盖螺栓组的周向两端的缸盖螺栓的中心和中心轴线的两条直线为边界。本发明的详细内容及其他的特征、优点在说明书的下文中进行说明，并表示于附 图中。
图1是本发明的实施方式的流体压缸的最短收缩状态下的纵剖视图和侧视图的 合成图。图2与图1类似，表示最长伸长状态的流体压缸。图3是本发明的实施方式的缸盖的自下方来看的平面图。
具体实施例方式参照图1，流体压缸1是与工作流体压相应地做伸缩动作的直线运动驱动部件 (linear actuator)，例如安装于动力挖掘机的铲斗和斗杆之间，用于驱动铲斗。但是，本发 明不限定流体压缸1的用途。作为流体压缸1的工作流体，优选使用工作油。也可以使用 水溶性的代替液来替代工作油。流体压缸1包括筒形的缸体10，其具有中心轴线0且一端开口 ；活塞40，其以能 够沿中心轴线0的方向滑动的方式安装于缸体10的内侧；圆柱形的活塞杆20，其与活塞40 结合，自缸体10的开口端沿轴线方向突出；缸盖30，其以能够滑动的方式支承活塞杆20，且 封闭开口端。在中心轴线0的方向上位于与缸盖30相反侧的缸体10的基端上形成有眼孔 (eye) 19。在活塞杆20的突出端也形成有同样的眼孔四。流体压缸1使用这些眼孔19和 眼孔四安装于动力挖掘机的斗杆和铲斗之间。在缸体10的内侧，由活塞40划分出活塞杆20周围的流体压室5、以及与活塞杆 20相反侧的流体压室6。流体压室5和流体压室6利用自流体压供给源经由配管有选择地 供给的加压工作流体来扩大或缩小，通过活塞40驱动活塞杆20伸长或收缩。缸体10、活塞杆20、缸盖30及活塞40构成在以中心轴线0为中心的同一条轴线上。缸盖30将套筒(sleeve)状的插入部(insert) 31与缸体10的内周面嵌合，同样 地套筒状的露出部32自缸体10沿中心轴线0的方向突出。另外，在插入部31和露出部32 之间具有沿径向突出的凸缘部33。在插入部31的外周面和缸体10的内周面之间夹持有环 状的密封构件64。在露出部32的内周配置有与活塞杆20滑动接触的环状衬套(bush)61、主密封件 62及防尘密封件63。衬套61通过与活塞杆20的外周面滑动接触，将活塞杆20能够相对于缸盖30滑 动地支承在该缸盖30上。主密封件62通过与活塞杆20的外周面滑动接触来阻止工作流 体自缸体10流出。防尘密封件63通过与活塞杆20的外周面滑动接触来阻止灰尘自外部 进入缸体10。凸缘部33具有与缸体10的中心轴线0方向的端面13相对的环状的支承面34。 在插入部31插入到缸体10中，支承面34抵接到缸体10的端面13上的状态下，缸盖30利 用缸盖螺栓2固定于缸体10。在凸缘部33上形成有配管安装座36，该配管安装座36具有用于向活塞杆20周围 的流体压室5供给加压工作流体、或者自流体压室5排出工作流体的端口 38。通过在配管安装座36上固定接头，配管与端口 38连接。端口 38通过间隙51与活塞杆20周围的流体 压室5连通。端口 38以自中心轴线0沿径向延伸的放射线为中心线的方式形成。参照图3，在配管安装座36上形成有用于将接头固定于端口 38的两侧的4个螺纹 孔37。虽未图示，但活塞杆20的相反侧的流体压室6通过接头与连接在缸体10的基部 上的其它配管相连通。通过该其它配管向流体压室6供给加压工作流体并自流体压室6排 出工作流体。缸盖30利用贯穿形成于凸缘部33的缸盖螺栓孔35的12根缸盖螺栓2紧固于缸 体10。在缸体10上与这些缸盖螺栓2相对应的位置形成有螺纹孔。缸盖螺栓2和螺纹孔 以避开配管安装座36的方式配置。在动力挖掘机运转时，通过流体压缸1根据自外部向流体压室5或者流体压室6 供给的工作流体压进行伸缩，来使铲斗相对于动力挖掘机的斗杆摆动，进行使用铲斗进行 的挖掘等作业。驱动流体压缸1收缩时，自配管经由端口 38向流体压室5中供给加压工作流体。 由此，活塞40向图1和图2中的下方移动，活塞杆20进入到缸体10。收缩的流体压室6中 的工作流体经由与缸体10的基端连接的其它配管流向流体箱。驱动流体压缸1伸长时，向流体压室6中供给加压工作流体。由此，活塞40向图1 和图2中的上方移动，活塞杆20自缸体10突出。收缩的流体压室5内的工作流体经由端 口 38和连接于端口 38上的配管流向流体箱。参照图2，当流体压缸1伸长，活塞40抵接于缸盖30的插入部31的下端45时，流 体压缸1成最长伸长状态。在最长伸长状态下流体压室6作用于活塞40上的流体压对紧 固缸盖30的12根缸盖螺栓2施加拉伸载荷。另外，在此状态下动力挖掘机的铲斗对流体 压缸1施加拉伸载荷时，在缸盖螺栓2上作用很大的拉伸载荷。为了使该拉伸载荷均等地分散于12根缸盖螺栓2上，在该流体压缸1中，考虑到 活塞40与插入部31的下端45的抵接面与缸盖螺栓12的配置的关系，在活塞40与插入部 31的下端45的抵接面上形成接触区域和非接触区域。再次参照图3，在从下方来看缸盖30的状态下，在凸缘部33中，与缸盖螺栓2的配 置相关地设定有第1区域A和第2区域B。在该流体压缸1中，为了避免与端口 38、螺纹孔37之间的干扰，在凸缘部33的与 配管安装座36相对应的位置上不能形成供缸盖螺栓2穿过的缸盖螺栓孔35。考虑到横截 面内的载荷平衡，在与该区域成180度的区域也未形成缸盖螺栓孔35。因此，在图中的除这些区域之外的左右区域中，以在以中心轴线0为中心的圆周S 上隔开相等的角度间隔E的方式分别形成有6个贯通凸缘部33到达缸体10的缸盖螺栓孔 35。缸盖30利用贯穿这些缸盖螺栓孔35的6根缸盖螺栓2固定于缸体10。结果，由 6根缸盖螺栓2构成的缸盖螺栓组构成在两个区域中。上述第1区域A是以连结位于各缸盖螺栓组的两端的缸盖螺栓孔35的中心和中 心轴线0的两根直线a为边界的区域。上述第2区域B是由两个第1区域A夹着的两个区 域。
各缸盖螺栓组的缸盖螺栓2的根数不限定于6根。在缸盖螺栓2的根数为η时， 第1区域的角度范围是(n-l)XE。第1区域A设定为相对于通过中心轴线0的端口 38中心线CL对称。第2区域B 设定为包含通过中心轴线0的端口 38中心线CL且相对于该中心线CL对称。相对于此，形成于活塞40与插入部31的下端45的抵接面中的接触区域C和非接 触区域D的设定如下。非接触区域D和接触区域C的边界线设定在自第1区域A和第2区域B的边界线 朝向中心线CL转动角度θ后的位置。将由非接触区域D和接触区域C的两根边界线所夹 着的包含中心线CL的两个区域设定为非接触区域D，剩余的区域设定为接触区域C。优选 相对于第1区域A的角度范围(n-l)XE，将角度θ设定为角度Ε/2以下，以使接触区域C 的角度范围为ηΧΕ以下。结果，在周向上，非接触区域D形成在第2区域B的内侧。接触区域C设定为包含 第1区域Α，比第1区域A大的范围。接触区域C是在流体压缸1的最长伸长状态下活塞40与缸盖30的插入部31的 下端45接触的区域。非接触区域D是活塞40与缸盖30的插入部31的下端45不接触的 区域。接触区域C和非接触区域D以如下方式形成。S卩，在缸盖30的下端45的与非接 触区域对应的端面上形成有凹部46。由此，在流体压缸1的最长伸长状态下，在接触区域C 中活塞40与缸盖30的插入部31的下端45接触，而在非接触区域D中由于存在凹部46而 活塞40与缸盖30的插入部31的下端45不接触。根据以上的结构，在最长伸长状态的流体压缸1中，作用于缸盖30的拉伸载荷不 作用于非接触区域D，只作用于接触区域C，其通过凸缘部33均等地传递到位于接触区域C 的径向外侧的缸盖螺栓12。在未设置非接触区域D的情况下，缸盖30的整个圆周向缸盖螺栓12传递拉伸载 荷。结果，对位于缸盖螺栓组的两端的缸盖螺栓12施加比其它缸盖螺栓12更大的拉伸载 荷，在缸盖螺栓12之间产生载荷的分布不均。在该流体压缸1中，通过在第2区域B的内侧设定非接触区域D，能够将作用于位 于缸盖螺栓组两端的缸盖螺栓12的拉伸载荷控制成为与作用于其它缸盖螺栓12的拉伸载 荷同等的程度。这样，产生于各缸盖螺栓12的拉伸应力均等化时，缸盖螺栓12所要求的最 大拉伸强度变小，能够使用较小直径的缸盖螺栓2。因此，对于缸盖30的小型化也能取得理 想效果。关于以上说明，通过将以2009年8月27日为申请日的日本的专利申请 2009-196541号的内容引用于此来合并成一体。以上，通过特定的实施方式对本发明进行了说明，但是本发明不限定于上述各实 施方式。本领域技术人员能够在权利要求的技术范围内对这些实施方式实施各种修改或者 变形。例如，以上说明了的实施方式中，将非接触区域D设定在比第2区域B小的角度范 围内。但是本发明的主旨在于，通过在第2区域B内设置非接触区域D，来减轻作用于缸盖 螺栓组两端的缸盖螺栓12的拉伸载荷。因此，只要满足在第2区域B内存在非接触区域D这样的条件，例如在将非接触区域D设定为与第2区域B相等的角度范围的情况下、或者在 第1区域A内的一部分存在非接触区域的情况下，也能取得理想的效果。在以上说明的实施方式中，将用于实现非接触区域D的凹部46形成于缸盖30的 下端45的端面上。但是，也能够将凹部46形成于与缸盖30的下端45相对的活塞40的端 面上。由于流体压缸1利用眼孔19和四安装于动力挖掘机的斗杆和铲斗之间，因此，缸 体10和活塞40之间的相对转动被斗杆和铲斗所限制。因而，缸盖30和活塞40之间的相 对转动位置始终不变，即使在将凹部46形成于活塞40的端面的情况下，非接触区域D也不 会自图3所示的位置在周向上错位。在以上说明的实施方式中，针对包含配管安装座36的区域和同该区域成180度的 区域这两者设定了第2区域B与非接触区域D。这种设定如上所述在良好地保持横截面内 的载荷平衡的方面较为理想。但是在物理特性上不能配置缸盖螺栓12的区域只是包含配 管安装座36的区域，在与该区域成180度的区域内能够配置缸盖螺栓12。即，也能够将第2区域B和非接触区域D仅设定为包含配管安装座36的区域。这 种情况下，缸盖螺栓组只有1组。在采用这种结构的情况下，在减轻位于缸盖螺栓组两端的 缸盖螺栓12的拉伸载荷的负担，使所有缸盖螺栓12的载荷负担均勻化方面，本发明也能取 得理想的效果。产业上的可利用件如以上说明，本发明适用于动力挖掘机等建筑机械用的流体压缸，也能够应用于 其它流体压缸。本发明的实施例所包含的排他性质或特点记载于要求权利中。
权利要求
1.一种流体压缸(1)，其中，包括缸体(10)，其具有中心轴线(0)和轴线方向的开口端；活塞(40)，其以能够沿轴线方向滑动的方式被收纳安装于上述缸体(10)内；活塞杆(20)，其与上述活塞00)结合，沿轴线方向从缸体(10)向上述缸体(10)的外 侧突出；缸盖(30)，其以能够滑动的方式支承上述活塞杆(20)，且封闭上述开口端，上述活塞 (40)与其沿轴线方向的位移相应地与上述缸盖(30)抵接；多个缸盖螺栓O)，其将上述缸盖(30)固定于上述缸体(10)的开口端；上述缸盖螺栓( 通过以相等的角度间隔配置在以缸体(10)的中心轴线(0)为中心 的圆周上的规定角度区域内而构成缸盖螺栓组；在将上述缸盖螺栓组的存在角度范围作为第1区域(A)、其余的角度范围作为第2区 域⑶时，在上述第2区域(B)内设置避免上述活塞GO)和上述缸盖(30)接触的非接触 区域(D)，其中，上述缸盖螺栓组的存在角度范围以连接位于上述缸盖螺栓组的周向两端的 上述缸盖螺栓O)的中心和上述中心轴线(0)的两条直线(a)为边界。
2.根据权利要求1所述的流体压缸(1)，其中，接触区域(C)是与上述活塞GO)沿轴线方向的位移相应地上述活塞GO)与上述缸盖 (30)接触的区域，该接触区域(C)是上述第1区域(A)和第2区域(B)中的除去上述非接 触区域(D)之外的区域，上述接触区域(C)包含整个上述第1区域(A)，上述第2区域(B) 包含整个上述非接触区域(D)。
3.根据权利要求2所述的流体压缸(1)，其中，上述接触区域(C)的角度范围设定为由配置于上述第1区域(A)的上述缸盖螺栓(2) 的根数(η)与角度间隔(E)的乘积所定义的角度范围(ηΧΕ)以下。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的流体压缸(1)，其中，上述缸盖(30)具有与上述活塞GO)对峙的环状端面(45)，上述非接触区域(D)由朝 向上述活塞G0)地形成在上述端面0 上的凹部G6)构成。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的流体压缸(1)，其中，上述缸盖(30)包括配管安装座(36)，该配管安装座(36)上形成有用于连接外部的配 管的端口(38)，上述第2区域(B)设定为包含配管安装座(36)的区域。
6.根据权利要求5所述的流体压缸(1)，其中，上述第2区域(B)包括包含上述配管安装座(36)的区域、与包含上述配管安装座 (36)的区域成180度的区域。
全文摘要
流体压缸(1)在最长伸长状态下活塞(40)抵接于缸盖(30)。缸盖(30)利用多个缸盖螺栓(12)固定于缸体(10)上。缸盖(30)具有配管安装座(36)，在避开配管安装座(36)的第1区域(A)中配置有缸盖螺栓(12)。通过在第1区域(A)以外的第2区域(B)中形成活塞(40)与缸盖(30)的非接触部，在流体压缸(1)的最长伸长状态下，能够将施加于第1区域(A)两端的缸盖螺栓(12)上的拉伸载荷控制成为与其它缸盖螺栓(12)同等的程度。
文档编号F15B15/14GK102089530SQ20108000206
公开日2011年6月8日 申请日期2010年6月7日 优先权日2009年8月27日
发明者船户泰志 申请人:萱场工业株式会社