用在流體壓力缸中的活塞的聯接結構和聯接方法
2023-05-15 16:22:11 5
用在流體壓力缸中的活塞的聯接結構和聯接方法
【專利摘要】本發明涉及一種用在流體壓力缸中的活塞的聯接結構。流體壓力缸中的活塞（16）包含活塞孔（44），該活塞孔（44）經過活塞軸向的中心部分。活塞杆（18）的一個端部（18a）和聯接到一個端部（18a）的聯接體（20）被插入活塞孔（44）。聯接體（20）設置有：接觸活塞杆（18）的上述一個端部（18a）的主體部分（46）；繞著主體部分（46）形成並且相對於主體部分（46）傾斜的傾斜部分（48）。當聯接體（20）受到活塞孔（44）內的壓力時，聯接體的直徑增大並且傾斜部分（48）的指定邊緣（50）與活塞孔（44）的內表面接合，從而聯接體（20）聯接活塞（16）和活塞杆（18）。
【專利說明】用在流體壓力缸中的活塞的聯接結構和聯接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種活塞的聯接結構和聯接方法，用於連接流體壓力缸中使用的活塞和活塞杆，該流體壓力缸在壓力流體的供應下沿缸主體的內部移動活塞。
【背景技術】
[0002]迄今為止，作為運輸工件的工具，例如，流體壓力缸已經被用於在供應壓力流體時移動活塞。對於該流體壓力缸，例如，如日本專利公報N0.4067509所公開，活塞被可移動地配置在缸腔室中，該缸腔室被限定在圓柱形缸主體的內部。此外，活塞杆被插入活塞的孔中，並且成對的接合環在形成在活塞杆的外周表面上的環形槽和形成在活塞孔的內周表面上的環形槽之間發生塑性變形，從而活塞和活塞杆相互連接在一起。
【發明內容】
[0003]然而，由於通過接合環的接合進行聯接，所以必須在活塞孔的內周表面上機械加工環形槽，同樣地，必須在活塞杆的外周表面上機械加工環形槽，從而包括機械加工凹槽的生產步驟會增加，導致生產成本上升。
[0004]進一步，對於上述流體壓力缸，活塞在活塞被移動的端部位置上抵靠缸主體的壁表面，於是衝擊被作用於活塞。為了緩衝這種衝擊，通常地，能夠吸收衝擊的衝擊吸收部件比如減震器等等，被配置在活塞的兩端上。然而，在這種情況下，由於衝擊吸收部件的設置，所以部件數會增加，同時，裝配步驟會增加。
[0005]另一方面，現有技術中需要以下技術，通過減小活塞的重量來減少材料成本，以及減少供應到流體壓力缸的空氣的消耗量。
[0006]本發明的主要目的是提供一種活塞的聯接結構和聯接方法，用於聯接流體壓力缸中使用的活塞，該聯接結構和聯接方法能夠緩衝沿軸向作用於活塞上的負荷，同時以簡單結構降低流體壓力缸的重量和生產成本。
[0007]本發明的特徵在於用在流體壓力缸中的活塞的聯接結構，該流體壓力缸包括缸主體、活塞和活塞杆，壓力流體被導入該缸主體的內部；活塞被可移動地配置在缸主體的內部；活塞杆被連接到活塞，該聯接結構適於將活塞聯接到活塞杆。
[0008]其中，孔形成在活塞的中心部分，該孔沿軸向延伸且其直徑大於活塞杆的外直徑，並且聯接構件被設置在活塞和活塞杆之間，該聯接構件用於聯接活塞和活塞杆，該聯接構件能夠彈性變形且其直徑大於活塞杆的外直徑。
[0009]根據本發明，聯接構件被配置在活塞和活塞杆之間，該聯接構件可彈性變形且其直徑大於活塞杆的外直徑，從而活塞和活塞杆通過聯接構件連接。因此，在包括活塞的流體壓力缸內，例如，當活塞被移動並且在移動端部位置抵靠缸主體時，作用於活塞的衝擊(負荷)通過聯接構件的彈性變形而被適當地吸收，該衝擊向活塞杆的傳遞能夠被可靠地阻止。
[0010]因此，為了吸收上述衝擊，不必為了吸收缸主體或活塞的衝擊而設置單獨的衝擊吸收部件，並且採用包括在活塞和活塞杆之間安置聯接構件的簡單結構，在流體壓力缸中的部件數、生產成本和生產流體壓力缸的裝配步驟能夠被降低。
[0011]進一步，與活塞杆的外直徑大致等於孔的內直徑的傳統流體壓力缸相比，因為活塞的孔被形成為其直徑大於活塞杆的外直徑，所以能夠使活塞的重量減輕，同時，材料成本能夠降低並且經由活塞杆運輸的工件的負荷重量能夠增加。
[0012]其次，將參考【專利附圖】
【附圖說明】本發明的較優實施例，並且上述目的，以及本發明的其它目的、特徵和優勢將會清楚。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是流體壓力缸的整體截面圖，根據本發明的實施例的用於活塞的聯接結構和聯接方法被應用於該流體壓力缸；
[0014]圖2是顯示圖1所示活塞的附近的放大截面圖；
[0015]圖3A是顯示在將聯接體連接至活塞杆之前的情況的截面圖；
[0016]圖3B是顯示通過焊接將聯接體連接至活塞杆的情況的截面圖；
[0017]圖3C是顯示圖3B所示的聯接體和聯接體的一部分被插入活塞的活塞孔中的情況的截面圖；
[0018]圖3D是顯示活塞和活塞杆的連接狀態的截面圖，其中聯接體通過填塞被緊固到
活塞;
[0019]圖4A是顯示流體壓力缸的活塞的附近的放大截面圖，根據第一修改例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸；
[0020]圖4B是顯示流體壓力缸的活塞的附近的放大截面圖，根據第二修改例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸；
[0021]圖5A是顯示流體壓力缸的活塞的附近的放大截面圖，根據第三修改例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸；
[0022]圖5B是顯示流體壓力缸的活塞的附近的放大截面圖，根據第四修改例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸；
[0023]圖6A是顯示流體壓力缸的活塞的附近的放大截面圖，根據第五修改例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸；
[0024]圖6B是顯示流體壓力缸的活塞的附近的放大截面圖，根據第六修改例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸；
[0025]圖7A是顯示流體壓力缸的活塞的附近的放大截面圖，根據第七修改例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸；
[0026]圖7B是圖7A的活塞和聯接體的分解截面圖；
[0027]圖7C是顯示圖7A的聯接結構的修改例的放大截面圖；
[0028]圖8A是顯示流體壓力缸的活塞的附近的放大截面圖，根據第八修改例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸；
[0029]圖8B是圖8A的活塞和聯接體的分解截面圖；
[0030]圖8C是顯示圖8A的聯接結構的修改例的放大截面圖；
[0031]圖9A是顯示流體壓力缸的活塞的附近的放大截面圖，根據第九修改例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸；[0032]圖9B是圖9A的活塞和聯接體的分解截面圖；
[0033]圖9C是顯示圖9A的聯接結構的修改例的放大截面圖；
[0034]圖1OA是顯示流體壓力缸的活塞的附近的放大截面圖，根據第十修改例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸；以及
[0035]圖1OB是圖1OA的活塞和聯接體的分解截面圖。
【具體實施方式】
[0036]以下將參考附圖詳細描述根據本發明的流體壓力缸使用的活塞的聯接結構和聯接方法的較優實施例。圖1中，標號10表示流體壓力缸，根據本發明的實施例的活塞的聯接結構被應用於該流體壓力缸。
[0037]如圖1所示,流體壓力缸10包括有底圓柱形缸筒(缸主體)12 ;杆套(rod cover)14，該杆套14被安裝在缸筒12的一端；活塞16，該活塞16被可移動地配置在缸筒12的內部；活塞杆18，該活塞杆18被連接到活塞16並且被可移動地支撐在杆套14中；和聯接體(聯接構件)20,該聯接體20連接活塞16和活塞杆18。
[0038]缸筒12包括缸孔22，該缸孔22在其中心部分沿軸向(箭頭A和B的方向)延伸。缸孔22朝向缸筒12的一端側(朝箭頭A的方向)開口。另一方面，壁部分24被形成在缸筒12的另一端，該壁部分24閉合缸孔22。
[0039]進一步，第一埠 26和第二埠 28被形成在缸筒12的外表面上，壓力流體經由該第一埠和第二埠被供應和排出。第一埠 26被配置在缸筒12的一端附近,而第二埠 28被配置在缸筒12的另一端附近。未說明的管通過切換裝置分別被連接到第一埠26和第二埠 28。此外，第一和第二埠 26、28通過延伸到缸孔22側的連通通道30a、30b與缸孔22相連通。
[0040]杆套14包括小直徑部分32和大直徑部分34，該大直徑部分被配置為與小直徑部分32相鄰。小直徑部分32被排列在缸筒12中的壁部分24側上(朝箭頭B的方向)。此外，階梯部分被形成在小直徑部分32和大直徑部分34之間，該階梯部分與形成在缸孔22的一端上的階梯部分接合，並且通過將保持環36安裝在形成於缸孔22的內周表面上的環形槽中，保持環36抵靠大直徑部分34的端表面，從而杆套14被固定和安置在缸孔22中。
[0041]進一步，杆孔38被形成在杆套14的中心部分，該杆孔38沿軸向(箭頭A和B的方向)穿透，並且活塞杆18被插入杆孔38。杆密封圈40經由環形槽被安裝，該杆密封圈40被形成在小直徑部分32的內周側上的位置。杆密封圈40，例如，為彈性材料比如橡膠等等形成的環形，並且通過杆密封圈40與活塞杆的外周表面滑動接觸，可以防止流到活塞杆18和杆套14之間的外部的壓力流體發生滲漏。
[0042]如圖1和2所示，例如，活塞16由金屬材料比如鋁等等形成並且截面為圓形，而活塞密封墊42通過環形槽被安裝在其外周表面上。此外，通過活塞密封墊42與缸孔22的內周表面滑動接觸，可以防止在活塞16和缸孔22之間流動的壓力流體發生滲漏。
[0043]進一步，活塞孔(孔)44被形成為沿軸向(箭頭A和B的方向)穿透並通過活塞16的中心。活塞孔44被形成為沿軸向具有基本固定的直徑。此外，聯接體20和活塞杆18的一端18a被插入活塞孔44中。
[0044]例如，活塞杆18由在軸向上具有預定長度的金屬材料比如不鏽鋼等等形成，並且被形成為沿軸向具有基本固定的直徑。此外，活塞杆18的一端18a被形成為垂直於軸向的平面形狀，並且稍後描述的聯接體20被連接到此處並被插入活塞16的活塞孔44中。活塞杆18的另一端被插入杆套14的杆孔38，並且被支撐以沿軸向(箭頭A和B的方向)移動。
[0045]例如，通過擠壓模製由金屬材料比如不鏽鋼等等製成的板，來形成聯接體20，該聯接體20由圓盤形主體部分46和彎曲部分(外緣部分48)構成，該彎曲部分通過朝向軸向(朝箭頭A的方向)以預定角度彎曲主體部分46的外緣部分而被傾斜。聯接體20被形成為具有基本固定的寬度。
[0046]換句話說，聯接體20的彎曲部分48被排列在缸主體12的杆套14側(朝箭頭A的方向)。
[0047]主體部分46被形成為平面形，並且其一側表面在處於與活塞18的一端18a表面接觸的狀態下而通過焊接等等被同軸地連接。在這種情況下，該連接使得彎曲部分48面朝活塞杆18側(朝箭頭A的方向)。
[0048]進一步，如圖3C所示，在聯接體20上，彎曲部分48的外直徑Dl被設置為稍小於活塞孔44的內直徑D2(D1〈D2)，而例如，聯接體20的硬度El被設置為大於活塞16的硬度E2 (E1>E2)。
[0049]更具體地，當聯接體20被安裝在活塞16的活塞孔44中時，並且在聯接體20已經被插入活塞孔44中之後，聯接體20沿軸向(箭頭A的方向)被按壓並且聯接體20被塑性變形且直徑擴大(參照圖3D中的外直徑D1』)，從而構成彎曲部分48的在外周側上的傾斜部50咬合活塞孔44的內周表面44a並通過填塞被緊固到活塞孔44的內周表面44a。
[0050]更進一步，在聯接體20上，被連接到活塞杆18的主體部分46的外周側和彎曲部分48沿聯接體20的軸向(箭頭A和B的方向)可彈性變形。
[0051]應用了根據本發明的實施例的活塞16的聯接結構的流體壓力缸10，基本如上所述地被構造。接下來，將參考圖3A至3D說明連接活塞16和活塞杆18的情況。
[0052]首先，如圖3A所示，聯接體20的主體部分46抵靠活塞杆18的一端18a，因此彎曲部分48朝向活塞杆18側(朝箭頭A的方向)，並被排列成與活塞杆18同軸。此外，熱量通過未說明的焊接設備被作用於主體部分46，從而在主體部分46和活塞杆18之間的抵接位置的附近的區域由於高熱量而被熔化，並且主體部分46和活塞杆18相互被焊接。因而，如圖3B所示，聯接體20被牢固地固定到該活塞杆18的一端18a。
[0053]接下來，如圖3C所示，在活塞杆18被排列成與活塞16的活塞孔44同軸的狀態下，聯接體20與活塞杆18 —起被插入活塞孔44的內部，並且例如，聯接體20被排列在活塞孔44的軸向的大致中心位置。在這種情況下，因為聯接體20的外直徑Dl被形成為稍小於活塞孔44的內直徑D2 (D1〈D2)，聯接體20能夠很容易地被插入活塞孔44中。
[0054]此外，在活塞16和活塞杆18已經通過未說明的夾具等等被固定時，聯接體20通過填塞設備而被沿軸向朝向活塞杆18側(朝箭頭A的方向)擠壓，並且如圖3D所示，聯接體20塑性變形從而直徑徑向地向外擴大(參照外直徑D1』)。因此，彎曲部分48的直徑朝向外周側擴大，並且因為聯接體20的硬度大於活塞16的硬度，構成彎曲部分48的在外周側的傾斜部50咬合活塞孔44的內周表面44a (Dl』 >D2)。因而，聯接體20通過填塞被緊固在活塞16的活塞孔44中。
[0055]更具體地，通過將聯接體20固定至活塞16的活塞孔44，連接到聯接體20的活塞16和活塞杆18被可靠且牢固地彼此連接。進一步，因為彎曲部分48咬合活塞孔44的內周表面44a，活塞孔44和聯接體20之間的壓力流體流動被阻擋。
[0056]換句話說，聯接體20的彎曲部分48起密封部件的作用，其能夠阻擋通過活塞16的壓力流體的流動。
[0057]此外，連接活塞16和活塞杆18的次序不局限於上述情況。例如，聯接體20可以預先被填塞至活塞16的活塞孔44，其後，活塞杆18可以通過焊接被連接到聯接體20。
[0058]進一步，相對於活塞杆18焊接聯接體20以及在活塞16上裝配包括聯接體20的活塞杆18可以基本同時被執行。在這種情況下，因為該聯接體20由於被電阻焊接至活塞杆18而在加熱條件下，當聯接體20通過未說明的填塞設備被填塞至活塞16時，能夠採用小的按壓力進行這種填塞，從而活塞16和活塞杆18能夠用小型填塞設備以很低的成本被聯接。
[0059]更進一步，因為活塞16通過被焊接至活塞杆18的聯接體20而被連接，所以即使在活塞16和活塞杆18由不同的材料形成的情況下，活塞16和活塞杆18也能夠可靠地連
接在一起。
[0060]接下來，將說明上述活塞16和活塞杆18被連接的流體壓力缸10的操作和有利效果。如圖1所示的狀態，其中活塞16朝向缸筒12的壁部分24側被移動(朝箭頭B的方向)，將被認為是初始位置。
[0061]首先，在初始位置，來自壓力流體供給源(未顯示)的壓力流體被導入第二埠 28，並且壓力流體通過連通通道30b被供應到缸孔22，於是活塞16被壓力流體朝向杆套14側(朝箭頭A的方向)按壓和移動，該壓力流體被供應到活塞16和壁部分24之間。在這種情況下，第一埠 26處於通向大氣的狀態。
[0062]因此，活塞杆18與活塞16 —起沿遠離壁部分24的方向(箭頭A的方向)移動，並相對於杆套14逐漸向外突出直到到達位移結束位置，在該位移結束位置，活塞16的端表面抵靠杆套14的端表面。
[0063]此時，當活塞16抵靠杆套14時，衝擊(負荷)被作用於活塞16。通過以聯接體20與活塞杆18連結的連結點作為支點，主體部分46的部分和聯接體20的彎曲部分48在遠離杆套14的方向上的彈性變形，可以吸收作用於活塞16的衝擊。正由於此，可以防止衝擊從活塞16作用於活塞杆18。更具體地，聯接體20用於連接活塞16和活塞杆18，同時聯接體20起減震器的功能，該聯接體20能夠防止作用於活塞16的負載(衝擊)傳輸到活塞杆18。
[0064]其次，在活塞16再一次從上述位移結束位置再一次恢復到初始位置的情況下，供應到第二埠 28的壓力流體通過操作未顯示的切換裝置供應到第一埠 26，並且該壓力流體通過連通通道30a被供應到缸孔22，藉此，活塞16被壓力流體按壓，逐漸遠離杆套14(在箭頭B的方向上)。在這種情況下，第二埠 28處於通向大氣的狀態。
[0065]此外，隨著活塞16的移動，活塞杆18發生移動，以逐漸地容納在杆套14的內部，活塞16抵靠缸筒12中的壁部分24，藉此，一旦停止供應流體，恢復到初始位置。
[0066]同樣在這種情況下，雖然當活塞16抵靠壁部分24時衝擊被作用於活塞16，但是由於通過聯接體20的彎曲部分48朝著杆套14側的彈性變形可以吸收作用到活塞16的衝擊，因此，可以防止衝擊被從活塞16作用到活塞杆18。
[0067]在上述方式中，根據本實施例，彎曲部分48和連接活塞16和活塞杆18的聯接體20的主體部分46的部件沿軸向(箭頭A和B的方向)可發生彈性變形。因此，當活塞16被移動並抵靠杆套14或缸主體12的壁部分24時，作用於活塞16的衝擊(負荷)通過聯接體20的彎曲部分48的彈性變形被適當地吸收，並且可靠地防止該衝擊被傳輸到活塞杆18。
[0068]更具體地，防止作用於活塞16的衝擊被傳輸到連接到活塞杆18的另一個設備或通過活塞杆18運輸的工件。因此，上述衝擊被吸收，並且在缸主體12、活塞16或者杆套14上不必要提供專用的結構比如氣墊或減震器。因此，藉助於在活塞杆18的端部配置聯接體20的簡單結構，在流體壓力缸10中部件的數量、生產成本和生產流體壓力缸的裝配步驟的數量能夠被降低。
[0069]進一步，與傳統的流體壓力缸相比，因為形成在活塞16的中心的活塞孔44能夠被形成為其直徑比活塞杆18的外直徑大，使得活塞16的重量能夠較輕，同時，材料成本能夠被降低。因此，隨著活塞16的重量下降，通過活塞杆18運輸的工件的負荷重量被增加，同時使活塞16能夠通過較少的壓力流體發生運轉，並且能夠實現節能。
[0070]更進一步，在活塞16和活塞杆18通過將聯接體20裝配在活塞16的活塞孔44中而連接的同時，活塞孔44和聯接體20被密封，從而，缸孔22的內部能夠維持密閉的狀態，而不需要在聯接體20上提供單獨的密封構件。
[0071]更進一步，通過在包括聯接體20的活塞杆18連接到活塞16基本同時，將聯接體20焊接到活塞杆18，則例如通過電阻焊接被加熱的聯接體20能夠通過較小的按壓力而被填塞到活塞16，並且能夠利用小型填塞設備(未顯示)以較低的成本被連接到活塞杆18。
[0072]更進一步，由於在聯接體20和活塞杆18之間的表面接觸的狀態下通過焊接進行聯接體20和活塞杆18的連接，並且不需要在聯接體20和活塞杆18中提供共有的孔等等，所以在聯接體20和活塞杆18之間不必提供密封構件，並且與根據提供密封構件的傳統技術的流體壓力缸相比，部件數和裝配步驟數能夠被降低。更進一步，由於在活塞杆18上不必提供環形槽以安裝密封構件，所以步驟數能夠被減少。
[0073]進一步，由於活塞16通過被焊接至活塞杆18的聯接體20而被連接，並且活塞16和活塞杆18沒有被彼此直接焊接，所以活塞16和活塞杆18可能由不同的材料形成。
[0074]在上述實施例中，已經說明了聯接體20的彎曲部分48相對於主體部分46朝向活塞杆18側(朝箭頭B的方向)傾斜的情況。然而，本發明不局限於這些特徵，例如，在聯接體20與活塞杆18連接的狀態下，可以採用聯接體20，其彎曲部分48在遠離活塞杆18的方向(朝箭頭B的方向)傾斜。
[0075]接下來，將參考圖4至6說明應用根據第一至第六修改例的活塞的聯接結構的流體壓力缸100，106，110，130，150，170。與應用根據上述實施例的活塞16的聯接結構的流體壓力缸10相同的組成元件，採用相同的參考標號表示，並且省略其特徵的詳細說明。
[0076]首先，根據第一修改例的活塞16的聯接結構不同於上述實施例的活塞16的聯接結構，不同之處在於，如圖4A所示的流體壓力缸100，代替將聯接體20連接到活塞杆18的一端18a，被形成為與聯接體20的形狀基本相同的凸緣(聯接構件)102，被整體地形成在活塞杆104的一端。例如，其上具有凸緣102的活塞杆104通過機械加工工藝比如切割等等被形成。
[0077]在上述方式中，通過提供具有凸緣102的活塞杆104，焊接聯接體20和活塞杆18的步驟能夠被省去，並且由於不需要焊接設備，所以生產成本能夠被降低。換句話說，通過將上述聯接結構應用到具有小直徑活塞16的流體壓力缸100，例如，在相對於聯接體的焊接強度減小並且活塞杆104的直徑減小的情況下，通過提供對應於聯接體的凸緣102和活塞杆104，能夠可靠地連接活塞16和活塞杆104。
[0078]進一步，對於根據第二修改例的活塞16的聯接結構，在如圖4B所示的流體壓力缸106的情況下，可以提供可移動體108，其中活塞16、活塞杆18和聯接體20被整體地形成。
[0079]可移動體108由在其內部具有活塞孔44的活塞部108a，配置在活塞部108a的端表面上的聯接部108b，和連接到聯接部108b的中心的活塞杆部108c構成。活塞杆部108c在遠離活塞部108a的方向(箭頭A的方向)延伸。
[0080]在上述方式中，通過提供可移動體108，其中具有活塞孔44的活塞部108a，配置在活塞部108a的端表面上的聯接部108b，和連接到聯接部108b的中心的活塞杆部108c被整體地形成，並且通過在缸筒12的內部可移動地配置可移動體108，不需要通過填塞等等連接活塞和活塞杆的凸緣部分，如在圖4A所示的流體壓力缸100的情況。
[0081]以這樣的方式，例如，在起活塞作用的活塞部108a的外直徑較小，同時可移動體108重量輕的情況下，當活塞部108a抵靠缸筒12或杆套14時產生的衝擊能夠適當地被聯接部108b所吸收。
[0082]接下來，根據第三修改例的活塞16的聯接結構不同於根據上述的實施例的活塞16的聯接結構，不同之處在於，在如圖5A所示的流體壓力缸110中，聯接體112通過螺栓116被連接到活塞杆114的一端18a。
[0083]螺栓116被插入貫穿大致設置在聯接體112的中心的孔118。另一方面，螺栓孔120被形成在活塞杆114的一端18a中，螺紋被刻在螺栓孔120的內周表面上，並且插入貫穿聯接體112的孔的螺栓116與螺栓孔120螺紋接合。因而，聯接體112的主體部分46抵靠活塞杆114的一端18a，並且在表面接觸的狀態下被螺栓116連接。
[0084]此外，在聯接體112已經被插入活塞16的活塞孔44中後，聯接體112被未說明的填塞設備按壓，並且聯接體112塑性變形且其直徑朝徑向向外的方向被擴大，從而聯接體112的彎曲部分48咬合活塞孔44的內周表面44a。因而，聯接體112通過填塞被緊固到活塞16的活塞孔44中。因此，活塞16和活塞杆18不用沿軸向相對地移動，活塞16和活塞杆18通過聯接體112相互連接。
[0085]接下來，根據第四修改例的活塞16的聯接結構不同於根據上述的實施例的活塞16的聯接結構，不同之處在於，在如圖5B所示的流體壓力缸130中，聯接體132通過填塞被連接到活塞杆134的一端18a。
[0086]形成在活塞杆134的一端18a的突出部138插入貫穿大致設置在聯接體132的中心的孔136。突出部138相對於活塞杆134的一端18a沿軸向(箭頭B的方向)突出預定高度，並且被形成為直徑比孔136的內直徑稍小。
[0087]此外，突出部138被插入主體部分46的孔136中，並且主體部分46抵靠一端18a，從而聯接體132的彎曲部分48朝向活塞杆134側(朝箭頭A的方向)。
[0088]接下來，相對於主體部分46突出的突出部138的末端通過未說明的填塞設備被按壓並發生塑性變形，從而突出部138的直徑沿徑向向外的方向擴大，從而形成被填塞部分140。因而，聯接體132的主體部分46被夾持並固定在活塞杆134的一端18a和徑向擴大的被填塞部分140之間。[0089]最後，在聯接體132被插入活塞16的活塞孔44中後，聯接體132被未說明的填塞設備按壓，並且聯接體132被塑性變形且其直徑朝徑向向外的方向擴大，從而聯接體132的彎曲部分48咬合活塞孔44的內周表面44a，聯接體132通過填塞被緊固到活塞16的活塞孔44。因此，活塞16和活塞杆18不用沿軸向相對地移動，活塞16和活塞杆18通過聯接體132相互連接。
[0090]更具體地，利用通過填塞而被插入和緊固到活塞16的活塞孔44的聯接體112、132，例如，即使在不能保證用於通過螺紋連接或者保持環等等將聯接體112、132固定到活塞杆18的空間的情況下，活塞16的上述聯接結構也能夠可靠地連接活塞16和活塞杆18。
[0091]接下來，根據第五修改例的活塞16的聯接結構不同於根據上述實施例的活塞16的聯接結構，不同之處在於，在如圖6A所示的流體壓力缸150中，聯接體152不具有彎曲部分，而是僅由平面形狀的主體部分154形成聯接體152，並且聯接體152通過多個螺栓156被連接到活塞16的端表面。
[0092]聯接體152的中心部分通過焊接等等被連接到活塞杆18的一端18a,並且在聯接體152的外周側上，聯接體152包括多個沿軸向(箭頭A和B的方向)穿透的孔158。螺栓156分別被插入孔158中並且被螺紋接合在形成在活塞16的端表面上的螺栓孔160中。因此，聯接體152抵接活塞16的端表面，並且在表面接觸的狀態下被多個螺栓156固定。因此，活塞16和活塞杆18互相連結，而在軸向(箭頭A和B的方向)上沒有相對位移。
[0093]孔158和螺栓孔160被設置成沿聯接體152和活塞16的圓周方向相互大致等間隔。
[0094]進一步，在衝擊(負荷)沿軸向被作用於活塞16的情況下，在該負荷已經從活塞16傳輸到聯接體152之後，其外周區域被彎曲，從而相對於連接到活塞杆18的中心部分發生彈性變形。因而，因為作用於活塞16的衝擊通過聯接體152被適當地吸收，所以可以防止該衝擊被傳輸到活塞杆18。
[0095]接下來，根據第六修改例的活塞16的聯接結構不同於根據上述實施例的活塞16的聯接結構，不同之處在於，在如圖6B所示的流體壓力缸170中，聯接體172不具有彎曲部分，而是僅由平面形狀的主體部分174形成，並且聯接體172被插入活塞16的活塞孔44中並且通過一對保持環176a、176b被固定。
[0096]聯接體172的外直徑與活塞16的活塞孔44的內直徑大致相同或稍小，並且聯接體172的中心通過焊接被連接到活塞杆18的一端18a。進一步，O形環178經由環形槽被安裝在聯接體172的外周表面上，因此，當聯接體172插入活塞孔44時，該O形環178抵靠活塞孔44的內周表面44a。
[0097]一對環形槽180a、180b被形成在活塞孔44中，環形槽180a、180b從聯接體172被插入的大致中心部分沿軸向(箭頭A和B的方向)相互分離。另外，在聯接體172被插入活塞孔44中並被配置在一個環形槽180a和另一個環形槽180b之間的狀態下，C形保持環176a、176b分別從活塞孔44的一個開口和另一個開口被插入，並且分別與環形槽180a、180b接
八
口 ο
[0098]當保持環176a、176b與環形槽180a、180b接合時，因為保持環176a、176b被安裝成相對於活塞孔44的內周表面44a圓周向內突出，聯接體172被保持在保持環176a、176b之間。因此，隨著聯接體172被保持在活塞16的活塞孔44中，活塞16和活塞杆18相互連接，而在軸向上沒有相對位移。
[0099]進一步，在衝擊(負荷)沿軸向被作用於活塞16的情況下，在該負荷從活塞16傳輸到保持環176a (176b)之後，聯接體172通過保持環176a (176b)被按壓並且聯接體172的外周區域被彎曲，從而相對於連接到活塞杆18的中心部分發生彈性變形。因而，由於作用於活塞16的衝擊通過聯接體152被適當地吸收，所以可以防止該衝擊被傳輸到活塞杆18。
[0100]在流體壓力缸150，170中，例如，在採用直徑大的活塞16的情況下，由於聯接體152，172沒有通過填塞被緊固到活塞16，而是能夠利用螺栓156或保持環176a、176b被可靠地連接，則不必以過量的負荷將聯接體152，172填塞到直徑大的活塞16，進一步不必準備大型填塞設備來進行該填塞，並且能夠抑制包括儀器的投資的生產成本。
[0101]接下來，根據第七修改例的活塞192的聯接結構不同於根據上述實施例的活塞16的聯接結構，不同之處在於，在如圖7A和7B所示的流體壓力缸190中，環形槽194被形成在活塞192中的活塞孔44的內周表面上，並且連接到活塞杆18的聯接體20與環形槽194相接合。
[0102]環形槽194，例如，被形成在活塞192的軸向(箭頭A和B的方向)的大致中心處，並且被形成在沿活塞孔44的內周表面具有固定深度。
[0103]此外，如圖7B所示，當被安裝在活塞杆18端部的聯接體20被安裝在活塞192的活塞孔44中時，在聯接體20已經被插入活塞孔44中之後，聯接體20沿軸向(朝箭頭A的方向)被按壓並且在徑向向外的方向發生塑性變形，並且其直徑被擴大，從而在構成彎曲部分48的外周側上的傾斜部50在接合的同時被插入活塞孔44的環形槽194中。
[0104]因而，活塞杆18通過聯接體20與活塞192同軸地連接。進一步，如上所述，本發明不局限於聯接體20和活塞192預先彼此連接的情況，例如，在聯接體20已經被安裝到活塞192後，活塞杆18的端部可以通過焊接等等被連接到聯接體20的主體部分46。
[0105]在上述方式中，通過在活塞孔44的內周表面上設置環形槽194，引起聯接體20的直徑相對於環形槽194被擴大並且相互接合，聯接體20能夠很容易並可靠地被安裝到活塞192中，同時使與聯接體20連接的活塞192和活塞杆18能夠連接。
[0106]進一步，例如，當活塞192抵靠杆套14時，雖然衝擊(負荷)沿遠離杆套14的方向(箭頭B的方向)被作用於活塞192，但是通過以聯接體20與活塞杆18連結的連結位置為支點，主體部分46的部分和聯接體20的彎曲部分48在遠離杆套14的方向(箭頭B的方向)的彈性變形，可以吸收作用於活塞192的衝擊。
[0107]另一方面，雖然當活塞192抵靠缸筒12的壁部分24時施加衝擊(負荷)，但是通過以聯接體20與活塞杆18連結的連結位置為支點，主體部分46的部分和聯接體20的彎曲部分48在遠離壁部分24的方向(箭頭A的方向)的彈性變形，可以吸收作用於活塞192的衝擊。同時，通過確保彎曲部分48與環形槽194接合，可以可靠地防止聯接體20被從活塞192抽出。
[0108]由此，沿軸向(箭頭A和B的方向)被作用到活塞192的衝擊被聯接體20適當地吸收並且防止該衝擊從活塞192作用於活塞杆18。另外，通過聯接體20與環形槽194的接合，聯接體20和活塞杆18能夠被更可罪地連接到活塞192。
[0109]進一步，在如圖7C所示的聯接結構中，活塞192和活塞杆18可以利用聯接體196連接，其中，彎曲部分198被形成為大致平行於主體部分46並且從該主體部分46沿軸向(箭頭A的方向)偏移。在聯接體196中，彎曲部分198朝向活塞杆18側(朝箭頭A的方向)相對於主體部分46以預定距離基本平行地偏移，並且在垂直於活塞杆18的軸線的徑向向外的方向上延伸。
[0110]此外，在聯接體196被插入活塞192的活塞孔44後，通過沿軸向(箭頭A的方向)按壓聯接體196從而引起塑性變形並且其直徑沿徑向向外的方向擴大，彎曲部分198的末端與環形槽194接合。因而，與根據第七修改例的活塞192的聯接結構相比，由於彎曲部分198能夠沿直線被插入環形槽194，所以能夠確保彎曲部分198和環形槽194之間接觸的大區域。因此，能夠更可靠地防止活塞192和聯接體196之間的壓力流體發生滲漏，並且能夠提高可密封性。
[0111]接下來，根據第八修改例的聯接結構不同於根據上述實施例的活塞16的聯接結構，不同之處在於，在如圖8A和8B所示的流體壓力缸200中，活塞202的活塞孔204由具有不同內直徑的第一和第二孔部206、208構成，並且聯接體20被安裝到直徑較大的第二孔部 208。
[0112]在活塞孔204中，小直徑的第一孔部206被形成在活塞杆18被插入的活塞202的一端側(朝箭頭A的方向)，而直徑大於第一孔部206的直徑的第二孔部208被形成在活塞202的另一端側(朝箭頭B的方向)。
[0113]此外，在聯接體20被插入第二孔部208並抵靠第一孔部206和第二孔部208之間的邊界區域210的狀態下，聯接體20被沿軸向(箭頭A的方向)按壓並且沿徑向向外的方向發生塑性變形從而其直徑被擴大，從而彎曲部分48的末端與第二孔部208的內周表面接
八
口 ο
[0114]進一步，如圖SC所示，盤狀板主體212可以與聯接體20 —起被插入活塞的第二孔部208，從而板主體212被配置在第一孔部206側(朝箭頭A的方向)。此外，在板主體20處於抵靠第一孔部206和第二孔部208之間的邊界區域210的狀態下，聯接體20被按壓(箭頭A的方向)並沿徑向向外的方向發生塑性變形從而直徑被擴大，從而彎曲部分48的末端與第二孔部208的內周表面接合，由此，聯接體20與第二孔部208連接，同時板主體212被夾持在聯接體20和邊界區域210之間。
[0115]因而，當活塞202抵靠杆套14時，雖然衝擊(負荷)被沿遠離杆套14的方向(箭頭B的方向)作用於活塞202，但是通過以聯接體20與活塞杆18連結的連結位置為支點，主體部分46的部分和聯接體20的彎曲部分48在遠離杆套14的方向(箭頭B的方向)的彈性變形，可以吸收作用於活塞202的衝擊。
[0116]進一步，雖然當活塞202抵靠缸筒12的壁部分24時施加衝擊(負荷)，但是通過以聯接體20與活塞杆18連結的連結位置為支點，主體部分46的部分和聯接體20的彎曲部分48在遠離壁部分24的方向(箭頭A的方向)的彈性變形，可以吸收作用於活塞202的衝擊。同時，通過聯接體20抵靠第一孔部206和第二孔部208之間的邊界區域210，可以可靠地防止聯接體20被從活塞孔204抽出。
[0117]進一步，如圖8C所示，通過在與連接到聯接體20的活塞杆18延伸的方向相反的一側上設置板主體212，即使負荷朝向活塞杆18側被作用於活塞202，仍然能夠可靠地防止聯接體通過板主體212從活塞孔204脫落。換句話說，板主體212包括防抽出部件，其能夠防止聯接體20從活塞孔204中脫落。[0118]接下來，根據第九修改例的聯接結構不同於根據上述實施例的活塞16的聯接結構，不同之處在於，在如圖9A和9B所示的流體壓力缸220中，一對第一和第二聯接體222a、222b與活塞杆18的端部連接，在該端部上第一和第二聯接體222a、222b與活塞孔44相接
入
口 ο
[0119]在第一聯接體222a的情況下，其彎曲部分48被配置在活塞孔44中從而朝向活塞16的一端側(朝箭頭A的方向)，而在第二聯接體222b的情況下，其彎曲部分48被配置在活塞孔44中從而朝向活塞16的另一端側(朝箭頭B的方向)。進一步，第一和第二聯接體222a,222b的主體部分46配置成相互抵接，活塞杆18的端部與第一聯接體222a的主體部分46連接。
[0120]更進一步，在第一和第二聯接體222a、222b被配置在活塞孔44中，第一和第二聯接體222a、222b被沿軸向(箭頭A的方向)按壓並且其直接徑向向外地擴大，從而彎曲部分48的末端分別與活塞孔44的內周表面接合，並且第一和第二聯接體222a、222b與活塞16連接。
[0121]此時，關於第一聯接體222a，因為其彎曲部分48在向著活塞16的一端側(朝箭頭A的方向)的同時被接合，所以，例如，當負荷被作用於朝向活塞杆18側(朝箭頭A的方向)的活塞16時，通過深深地咬合活塞孔44的內周表面的彎曲部分48，建立牢固的連接，同時，負荷被吸收並可以防止該負荷傳輸到活塞杆18。
[0122]進一步，關於第二聯接體222b，由於其彎曲部分48在朝著活塞16的相對端(朝箭頭B的方向)彎曲的同時被接合，所以，例如，當負荷被作用於遠離活塞杆18的活塞16時，通過深深地咬合活塞孔44的內周表面的彎曲部分48來建立牢固的連接，同時，負荷被吸收並可以防止負荷傳輸到活塞杆18。
[0123]更具體地，根據上述第九實施例的活塞16的聯接結構包括第一和第二聯接體222a、222b，其相對於相互抵接的主體部分46對稱地排列，並且通過在活塞16的活塞孔44中連接第一和第二聯接體222a、222b，即使在負荷分別被作用到在杆套14側和在缸筒12的壁部分24側的活塞16的情況下，能夠分別通過第一和第二聯接體222a、222b適當地吸收該負荷並且可以防止該負荷被傳輸到活塞杆18。
[0124]進一步，如圖9C所示，間隙224可以被配置在第一聯接體222a和第二聯接體222b之間。間隙224被配置在第一聯接體222a的主體部分46和第二聯接體222b的主體部分46之間，因此被構造成主體部分46的相互面對的端表面凹陷預定深度。藉助於該結構，當負荷沿軸向被作用於活塞16並且第一和第二聯接體222a、222b被變形時，由於該變形能夠通過採用間隙224而變大，所以與根據第九實施例的活塞16的結構相比，能夠防止該負荷被從活塞16傳輸到活塞杆18，並且能夠更適當地緩和該衝擊。
[0125]接下來，根據第十修改例的聯接結構不同於根據上述實施例的活塞16的聯接結構，不同之處在於，在如圖1OA和IOB所示的流體壓力缸230中，活塞16和活塞杆18通過採用具有彎曲部分232的聯接體234而連接，該彎曲部分232在彎曲部分48和主體部分46之間彎曲。
[0126]聯接體234包括在主體部分46的外邊緣部的彎曲部分232，該主體部分46被形成為平面形狀，並且彎曲部232被形成弓形形狀的橫截面，並且在與彎曲部分48彎曲的方向相反的方向上凸出。換句話說，聯接體234由主體部分46、彎曲部分232和彎曲部分48形成波浪狀或起伏形狀的橫截面。
[0127]根據該結構，當負荷沿軸向被作用於活塞16並且聯接體234發生變形時，藉助於彎曲部分232，該負荷能夠被適當地吸收，因此，能夠防止負荷被從活塞16傳輸到活塞杆18，並且能夠更有效地吸收該衝擊。
[0128]更具體地，通過從根據上述實施例的活塞的聯接結構和根據第一至第十一修改例的活塞的聯接結構中挑選和採用最佳結構，可以完成活塞16，192，202和活塞杆18，104，114，134的連接。
[0129]雖然以上描述了根據本發明的流體壓力缸中使用的活塞的聯接結構和聯接方法，但是本發明不局限於上述實施例。在不背離本發明的範圍和主旨下，當然能夠採用各種附加的或替換的特徵。
【權利要求】
1.一種用在流體壓力缸中的活塞的聯接結構，其特徵在於，所述流體壓力缸(10，100，106，110，130，150，170，190，200，220，230)包括缸主體(12)、活塞(16，192,202)和活塞杆(18，104，114，134);壓力流體被導入到所述缸主體(12)的內部;所述活塞(16，192，202)可移動地配置在所述缸主體(12)的內部；所述活塞杆(18，104，114，134)連接到所述活塞(16，192，202)，所述聯接結構適於將所述活塞(16，192，202)聯接到所述活塞杆(18，104，114，134);其中 孔(44，204)形成在所述活塞(16，192，202)的中心部分，所述孔(44，204)沿軸向延伸並且所述孔(44，204)的直徑大於所述活塞杆(18，104，114，134)的外直徑，並且聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a,222b, 234)被設置在所述活塞(16，192,202)和所述活塞杆(18，104，114，134)之間，所述聯接構件(20，112，132，152，172，196, 222a,222b, 234)用於聯接所述活塞(16，192，202)和所述活塞杆(18，104，114，134)，並且所述聯接構件(20，112，132，152，172，196, 222a,222b, 234)能夠彈性變形並且所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a、222b，234)的直徑大於所述活塞杆(18，104，114，134)的外直徑。
2.如權利要求1所述的聯接結構，其特徵在於，所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a、222b，234)通過焊接被連接到所述活塞杆(18，104，114，134)的端部。
3.如權利要求2所述的聯接結構，其特徵在於，所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a,222b, 234)進一步包括: 主體部分(46，154)，所述主體部分(46，154)與所述活塞杆(18，104，114，134)的所述端部接觸並且連接到所述活塞杆(18，104，114，134)的所述端部；和 外邊緣部分(48)，所述外邊緣部分(48)形成在所述主體部分(46，154)的外周側並且連接到所述活塞(16，192，202)。
4.如權利要求3所述的聯接結構，其特徵在於，所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a、222b，234)被插入所述活塞(16，192，202)的所述孔(44，204)內，並且所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a、222b，234)的所述外邊緣部分(48)通過填塞而被緊固到所述孔(44，204)的內周表面。
5.如權利要求3所述的聯接結構，其特徵在於，所述外邊緣部分(48)相對於所述主體部分(46，154)朝著所述活塞(16，192,202)和所述活塞杆(18，104，114，134)的軸向傾斜。
6.如權利要求4所述的聯接結構，其特徵在於，所述外邊緣部分(48)相對於所述主體部分(46，154)朝著所述活塞(16，192,202)和所述活塞杆(18，104，114，134)的軸向傾斜。
7.如權利要求1所述的聯接結構，其特徵在於，所述聯接構件(132)通過填塞而被緊固到被填塞部分(140)，所述被填塞部分(140)配置在所述活塞杆(134)的所述端部。
8.如權利要求1所述的聯接結構，其特徵在於，環形槽(194)沿著內周表面形成在所述活塞(192)的所述孔(44)中，所述聯接構件(20，196)適於與所述環形槽(194)接合。
9.如權利要求1所述的聯接結構，其特徵在於，孔(204)被形成在所述活塞(202)中，所述孔(204)沿著所述軸向穿透，所述孔(204)包括形成在所述活塞杆(18)側的大直徑的第一孔部(206 )，和與所述第一孔部(206 )相鄰且其直徑小於所述第一孔部(206 )的第二孔部(208 )，所述聯接構件(20 )與所述第一孔部(206 )連接。
10.如權利要求1所述的聯接結構，其特徵在於，所述聯接構件(222a、222b)相對於所述活塞(16)成對地配置，其中，一個所述聯接構件(222a)的外邊緣部分(48)與另一個所述聯接構件(222b )的外邊緣部分(48 )沿著所述活塞(16 )的所述軸向在彼此遠離的方向上相互傾斜。
11.如權利要求10所述的聯接結構，其特徵在於，間隙(224)配置在所述一個聯接構件(222a)和所述另一個聯接構件(222b)之間，所述間隙(224)在所述活塞(16)的所述軸向上具有預定的分離間隔。
12.如權利要求3所述的聯接結構，其特徵在於，所述聯接構件(234)包括彎曲部分(232)，所述彎曲部分(232)在所述軸向上彎曲，並且所述彎曲部分(232)配置在所述主體部分(46 )和所述外邊緣部分(48 )之間。
13.—種用在流體壓力缸中的活塞的聯接方法，其特徵在於，所述流體壓力缸(10，.100，106，110，130，150，170，190，200，220，230)包括缸主體(12)、活塞(16，192,202)和活塞杆(18，104，114，134);壓力流體被導入所述缸主體(12)的內部；所述活塞(16，192，202)可移動地配置在所述缸主體(12)的內部；所述活塞杆(18，104，114，134)連接到所述活塞(16，192，202)，所述聯接結構適於將所述活塞(16，192，202)聯接到所述活塞杆(18，104，.114，134);所述聯接方法包括:
將聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a,222b, 234)連接到所述活塞杆(18，104，.114，134)的端部的步驟，所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a、222b，234)能夠彈性變形並且所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a、222b，234)的直徑大於所述活塞杆(18，104，114，134)的外直徑； 將所述聯接構件(20，112，132，152，172，196, 222a,222b, 234)插入所述活塞(16，192，.202)的孔(44，204)的步驟；和 在軸向上按壓所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a、222b，234)並且擴大所述聯接構件的直徑，從而導致所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a、222b，234)的外邊緣部分(48，198)與所述孔(44，204)的內周表面接合的步驟。
14.如權利要求13所述的聯接方法，其特徵在於，所述聯接構件(20，112，132，152，.172，196，222a、222b，234)通過焊接被連接到所述活塞杆(18，104，114，134)的端部；其中 將所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a、222b，234)連接到所述活塞杆(18，.104，114，134)的所述步驟，和在所述軸向上按壓被插入所述孔(44，204)的所述聯接構件(20，112，132，152，172，196，222a、222b，234)並且擴大所述聯接構件的直徑以與所述孔(44，204 )的所述內周表面接合的所述步驟實質上同時進行。
【文檔編號】F15B15/14GK103562567SQ201280024923
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月21日 優先權日:2011年5月25日
【發明者】石橋康一郎, 原耕二, 佐藤俊夫 申請人:Smc株式會社