专利名称：流体压缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种收容于流体压缸的活塞的密封构造。
背景技术：
在收容于流体压缸并在流体压缸内划分出油室的活塞上，安装有与缸筒滑动接触的密封圈。因此，在活塞的外周形成有用于保持密封圈的环状收容槽。在将密封圈安装于活塞时，利用安装夹具对密封圈进行扩径，沿活塞的外周向收容槽引导该密封圈。通过使用矫正夹具对到达了收容槽的周围的密封圈进行缩径，将该密封圈嵌入到收容槽。由于如上所述地利用多个夹具将密封圈安装于活塞，因此，不可避免地要增加活 塞的组装工时。在日本特许厅1987年发行的JP62-016865U中，公开了一种通过分割活塞来使密封圈的安装变得容易的技术方案。根据该技术方案，虽然密封圈的安装变得容易，但是活塞的结构却变得复杂。
发明内容
因而，本发明的目的在于，既不使活塞的构造变得复杂，又能使密封圈向活塞的安装变得容易。为了达成上述目的，本发明的流体压缸包括缸筒，其具有中心轴线和朝向中心轴线的呈圆筒面状的内周面；活塞，其收容于缸筒，且与缸筒的内周面滑动接触，并在缸筒内划分出流体室；密封圈，其保持于沿周向形成在活塞的外周面上的密封圈收容槽；活塞环，其保持于沿周向形成在活塞的外周面上的活塞环收容槽，该活塞环具有能够使其直径扩大缩小的断裂部；挡圈，其在密封圈和活塞环之间安装于活塞的外周，沿中心轴线方向的两端与密封圈和活塞环相接。对于本发明的详细内容和其它的特征、优点，将在说明书的以下记载中进行说明，并且在附图中进行表示。
图I是本发明的第一实施例的液压缸的包含一部分侧表面的纵剖视图。图2是液压缸的主要部分的纵剖视图。图3是本发明的第一实施例的活塞的主要部分的放大纵剖视图。图4是本发明的第一实施例的活塞环的断裂部的立体图。图5是本发明的第二实施例的液压缸的主要部分的纵剖视图。
具体实施例方式参照图1，用油作为工作流体的液压缸I包括缸筒2 ;活塞4，其以能够与缸筒2的内侧相滑动的方式收容于缸筒2的内侧；活塞杆3，其与活塞4相结合而自缸筒2沿轴向突出。活塞杆3穿过设置于缸筒2的开口端的缸盖7滑动自由地向缸筒2的外侧突出。液压缸I例如在建筑机械或作业机械中用作致动器。也能够用水溶性替代液或气体取代油而作为工作流体。缸筒2、活塞杆3、活塞4及缸盖沿缸筒2及活塞4的中心轴线0问轴配直。缸筒2的内侧被活塞4划分为活塞杆3侧的油室5和相反侧的油室6。油室5和油室6分别经由配管与液压源相连接。液压缸I与自液压源向油室5供给工作油的动作相应地进行收缩动作，与自液压源向油室6供给工作油的动作相应地进行伸长动作。参照图2，在活塞4的外周安装与缸筒2的内周面2a滑动接触的各种密封圈。即，从图的上方朝向下方，依次配置有活塞环21、轴承环15、活塞环21、挡圈13、密封圈10、挡圈13、活塞环21、轴承环15及活塞环21。
参照图3，在活塞4的外周面45上平行地形成有沿周向连续的四个活塞环收容槽41。在活塞环收容槽41中嵌入有活塞环21。活塞环21由钢材等金属构成且具有矩形截面。参照图4，活塞环21在环上具有一处断裂部。断裂部由活塞环21的端部21e和端部21f构成。端部21e和端部21f 分别具有L字形的缺口。通过使端部21f 进入到端部21e的缺口，使端部21e进入到端部21f的缺口，从而使端部21e和端部21f物理性断裂且重叠。重叠的量随着活塞环21的扩大缩小而发生变化。该重叠用于防止在端部21e和端部21f之间产生间隙，从而确保活塞环21的连续性。活塞环21的断裂部并不限于上述形状，也能够是包含斜切的其它形状。活塞环21在展开断裂部的状态、即减小端部21e和端部21f之间的重叠的状态下分别嵌入到活塞环收容槽41中，通过缩小断裂部而使活塞环21嵌合于活塞环收容槽41。根据该安装构造，无需分割活塞就能将活塞环21容易地嵌合至活塞环收容槽41。再次参照图3，活塞环21具有嵌合到活塞环收容槽41内的内周部和自活塞环收容槽41朝向缸筒2的内周面2a突出的外周部。在展开断裂部的方向的弹性恢复力、换言之在扩径方向的弹性恢复力的作用下，活塞部21的外周部在整周范围内与缸筒2的内周面2a相接触。利用缸筒2的内周面2a与活塞环21之间的上述接触，使活塞环21发挥污染物密封圈的作用，用于阻止包含于工作油的污染物质进入到缸筒2的内周面2a与密封圈10之间的滑动接触部。而且，该活塞环21还发挥缓冲环的作用，使得活塞杆3侧的油室5或相反侧的油室6所产生的高压不直接作用于密封圈10。轴承环15由聚酰亚胺树脂等合成树脂构成且具有矩形截面。轴承环15形成为没有断裂部的连续的环并嵌合于活塞4的外周。轴承环15的外周面15d与缸筒2的内周面2a相接触，该轴承环15具有支承活塞4以使其能够与缸筒2相滑动的作用。也能够在轴承环15上设置断裂部。轴承环15配置于活塞环21之间。轴承环15的一侧的端面15a与图的上端或下端的活塞环21的朝内的端面21b相对，轴承环15的另一侧的端面15b与位于密封圈10的附近的活塞环21上的、和密封圈10处于相反侧的端面21a相对。活塞环21的内周面15c与活塞4的外周面45相对。
其结果，由一个活塞环21的端面21b、另一个活塞环21的端面21a及活塞4的外周面45划分出用于收容轴承环15的呈环状的轴承环收容部51。各轴承环15如上所述地被两个活塞环21自图的上下方向夹持。两个活塞环21具有在缸筒2的中心轴线0方向上对轴承环15相对于活塞4的位移进行限制的作用。
在活塞4的外周面45的中央形成有一个呈环状的密封圈收容槽39，该密封圈收容槽39位于图中上部的两个活塞环收容槽41和下部的两个活塞环收容槽41之间。在密封圈收容槽39中嵌入有0形密封圈11和密封圈10。0形密封圈11例如由橡胶这种弹性形变的材料构成，具有圆形的截面形状。0形密封圈11形成为没有断裂部的连续的圈。在密封圈收容槽39内，0形密封圈11配置于密封圈10的内侧、即中心轴线0侧。0形密封圈11利用弹性恢复力按压密封圈10的内周面10c，从而朝向外侧对密封圈10施力。密封圈10由聚四氟乙烯(PTFE)等合成树脂材料构成并具有矩形截面。密封圈10形成为没有断裂部的连续的圈。密封圈10具有嵌合于密封圈收容槽39的嵌合部和自密封圈收容槽39朝向外部突出的突出部。密封圈10的突出部的外周面IOd在整周范围内与缸筒2的内周面2a相接触，从而具有阻隔活塞杆3侧的油室5和相反侧的油室6的作用。挡圈13分别安装为介于密封圈10与位于密封圈10附近的两个活塞环21之间。挡圈13具有矩形截面，形成为没有断裂部的连续的圈。也能够在挡圈13上设置断裂部。挡圈13形成为与密封圈10相比径向的厚度较小。挡圈13的一侧的端面13a与活塞环21的端面21b相对，挡圈13的另一侧的端面13b与密封圈10的端面IOa或端面IOb相对。挡圈13的内周面13c与活塞4的外周面45相对，挡圈13的外周面13d与缸筒2的内周面2a相对。换言之，由密封圈10附近的活塞环21的端面21b、密封圈10的端面IOa或端面10b、活塞4的外周面45划分出用于收容挡圈13的呈环状的挡圈收容部52。挡圈13具有通过使其端面13b与密封圈10的端面IOa或端面IOb相抵接来抑制密封圈10的外周的边缘变形的作用。也能够将挡圈13的径向的厚度设定为与轴承环15的厚度相同。随着液压缸I的动作施加于密封圈10的、与中心轴线0平行的负荷隔着挡圈13被活塞环21支承。具有上述密封构造的活塞4例如以下述顺序组装。(I)将0形密封圈11和密封密封圈10嵌入到活塞4的密封圈收容槽39。由弹性形变的材料构成的0形密封圈11在通过弹性形变而形成扩径的状态下，通过活塞4的外周到达至密封圈收容槽39，该0形密封圈11在因弹性恢复力而形成缩径时嵌合至密封圈收容槽39。由合成树脂材料构成的密封圈10也主要通过弹性形变来进行扩径，其通过活塞4的外周而嵌合至密封圈收容槽39。在该过程中，活塞环21尚未安装于活塞4。因而，没有必要为了越过活塞环21而使密封圈10进行较大扩径。这种组装的顺序设定在防止因密封圈10的扩径而引起塑性形变这一方面是优选的。其原因在于，在将密封圈10安装于密封圈收容槽39时，无需使用矫正夹具对密封圈10进行缩径这一工序。(2)使一对挡圈13以分别与密封圈10的端面IOa和端面IOb相邻接的方式嵌合于活塞4的外周面45。
(3)使一对活塞环21扩展其断裂部而经由活塞4的外周以与一对挡圈13相邻接的方式分别嵌入至靠近密封圈10的一对活塞环收容槽41。此后，使一对活塞环21发挥防止挡圈13的脱落及支承构件的功能。(4)使一对轴承环15以与各活塞环21相邻接的方式分别嵌合至活塞4的外周面45。(5)使一对活塞环21扩展其断裂部而分别安装至远离密封圈10的一对活塞环收容槽41。该一对活塞环21发挥防止轴承环15的脱落及支承构件的功能。另外，活塞4的组装顺序并不限于上述方法。例如，也能够自图3的上方或下方起，将活塞环21、轴承环15、活塞环21、挡圈13、密封圈10、挡圈13、活塞环21、轴承环15及活塞环21依次安装于活塞4。在该情况下，在向活塞4安装密封圈10时，由于该密封圈10无需越过其它密封圈，从而能够将密封圈10的用于扩径的变形抑制到最小程度。
活塞环21发挥如下功能。 划分出挡圈收容部52。 发挥污染物密封圈的功能，其阻止工作油中的污染物质进入到密封圈10和缸筒2的内周面2a之间的滑动接触部。 抑制工作油中的气泡进入到密封圈10和缸筒2的内周面2a之间的滑动接触部，防止因气泡的压缩热使工作油燃烧，以致损伤密封圈10。 发挥挡圈的作用，以防止活塞杆3侧的油室5或相反侧的油室6所产生的高压直接作用于密封圈10。根据上述结构，无需设置挡圈13的收容槽、独立的污染物密封圈或挡圈。由于不需要挡圈13的收容槽，从而能够使活塞4的直径相对于密封圈10的直径减小与收容槽的深度相应的尺寸。其结果，也减少了活塞4的用于形成收容槽的切削工时。另外，由于活塞4的外周面45和缸筒2的内周面2a之间的间隙变大，所以即使在向活塞4施加横向的负荷的情况下，活塞4的外周面45也变得难以与缸筒2的内周面2a相碰撞。另外，由于活塞4的直径变小，使密封圈10向密封圈收容槽39的嵌合深度变小。由此，能够进一步减小将密封圈10安装于活塞4时的该密封圈10的用于扩径的变形量。在当用于扩径的变形量减小时，将密封圈安装于密封圈收容槽39的情况下，无需进行利用专用的矫正夹具来使密封圈10缩径的工作。因而，使密封圈10朝向活塞4的安装变得容易。由于仅将无断裂部的连续的轴承环15嵌合于活塞4的外周，因此在将轴承环15安装于活塞4时无需使该轴承环15扩径。参照图4，说明本发明的其它实施方式。本实施方式的活塞4相当于自第一实施方式的活塞4省去了靠近活塞杆3侧的油室5的活塞环21和轴承环15而成的装置。在活塞4的外周面45和缸筒2的内周面2a之间，从图的上方朝向下方依次配置有活塞环21、挡圈13、密封圈10、挡圈13、活塞环21、轴承环15及活塞环21。在本实施方式中，由于活塞4利用单一的轴承环15与缸筒2滑动接触，因此能够削减活塞4的沿缸筒2的中心轴线0方向的尺寸，能够增大液压缸I的有效冲程。关于以上说明，将申请日为2010年2月15日的日本专利申请特愿2010-29882号的内容以引用的方式纳入而使其合为一体。以上，通过几个特定的实施例说明了本发明，但是本发明并不限定于上述实施例。对于本领域技术人员来说，能够在权利要求书范围内，对这些实施例施加多种修改或变更。例如，在上述的各实施方式中，将本发明应用于复动式的液压缸I的活塞4，但是本发明也能应用于单动式的流体压缸。单动式的流体压缸仅使活塞杆侧的油室和相反侧的油室中的一个充满加压工作流体。因而，在单动式的流体压缸的活塞上，仅在密封圈的单侧设置挡圈即可。产业h的可利用件
本发明的流体压缸能够应用于建筑机械或作业机械的液压装置、空气压力装置
坐寸o本发明的实施例所包含的独占性质或特长见权利要求书。
权利要求
1.一种流体压缸，包括 缸筒，其具有中心轴线和朝向中心轴线的呈圆筒面状的内周面； 活塞，其收容于缸筒，且与缸筒的内周面滑动接触，并在缸筒内划分出流体室； 密封圈，其保持于沿周向形成在活塞的外周面上的密封圈收容槽； 活塞环，其保持于沿周向形成在活塞的外周面上的活塞环收容槽，该活塞环具有能够使其直径扩大缩小的断裂部； 挡圈，其在密封圈和活塞环之间安装于活塞的外周，沿中心轴线方向的两端与密封圈和活塞环相接。
2.根据权利要求I所述的流体压缸，其中， 在中心轴线方向上，在活塞的密封圈的两侧分别配置有挡圈和活塞环。
3.根据权利要求I或2所述的流体压缸，其中， 在中心轴线方向上，在活塞的活塞环的外侧还配置有其它的挡圈和其它的活塞环。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的流体压缸，其中， 在中心轴线方向上，该流体压缸包括使作用于密封圈的负荷隔着挡圈被活塞环支承的构造。
全文摘要
本发明提供一种流体压缸。该流体压缸的活塞包括密封圈，其介装于密封圈收容槽；活塞环，其介装于活塞的活塞环收容槽且具有断裂部；挡圈，其与密封圈和活塞环相接触而安装于活塞(4)的外周面(45)。无需用于保持挡圈的槽，能够使活塞的直径相对于密封圈相对缩小，从而使密封圈向活塞的安装变得容易。
文档编号F15B15/14GK102753839SQ201180009138
公开日2012年10月24日 申请日期2011年2月1日 优先权日2010年2月15日
发明者船户泰志 申请人:萱场工业株式会社