專利名稱：流體壓力設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體壓力缸或流體轉(zhuǎn)換閥等的流體壓力設(shè)備，更具體地，有關(guān)一種在其中安裝襯墊的流體壓力設(shè)備。這種襯墊改進(jìn)了包含活塞或卷軸等并且在限定于外殼中的滑孔的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的分隔構(gòu)件。
背景技術(shù)：
流體壓力缸通常包括沿著外殼中形成的滑孔的內(nèi)部在軸向上運(yùn)動(dòng)的活塞。由彈性橡膠材料制成的密封構(gòu)件被安裝在形成在活塞的外圓周上的安裝槽中，從而通過(guò)密封構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)滑孔的內(nèi)圓周和活塞的外圓周之間的密封。并且，磨損環(huán)和密封構(gòu)件一起被設(shè)置在活塞上。當(dāng)橫向負(fù)荷在易于使滑孔的軸和活塞的軸發(fā)生錯(cuò)位的方向上作用的情況下，磨損環(huán)會(huì)抑制活塞軸的錯(cuò)位，并且防止襯墊用力地壓靠滑孔的內(nèi)表面從而使滑孔的內(nèi)表面被極度地壓壞，同時(shí)，磨損環(huán)防止活塞的外圓周接觸滑孔的內(nèi)圓周。磨損環(huán)被形成為環(huán)形，包括在其部分中的切割線，并且該磨損環(huán)由硬度大于襯墊材料硬度并且可滑動(dòng)性較高的材料 (例如合成樹(shù)脂)制成。借助于切割線，該環(huán)能夠被打開(kāi)并且被安裝在活塞的外圓周上。作為具有這種磨損環(huán)的流體壓力設(shè)備的例子，日本平開(kāi)專利公報(bào)第09-072310號(hào)公開(kāi)了一種裝置，在該裝置中，密封構(gòu)件(0形環(huán))和備用環(huán)(磨損環(huán))被平行地安裝在活塞的外圓周上的的安裝槽中。另外，日本平開(kāi)專利公報(bào)第2003-120602號(hào)公開(kāi)了一種裝置， 在該裝置中，在其外圓周上具有密封突起的密封構(gòu)件(D環(huán))被安裝在活塞的外圓周上的安裝槽中，與此同時(shí)，備用環(huán)(磨損環(huán))也安裝在上述安裝槽上，以圍繞位于密封構(gòu)件的密封突起的兩側(cè)上的肩部分的外圓周。然而，在日本平開(kāi)專利公報(bào)第09-072310號(hào)和日本平開(kāi)專利公報(bào)第2003-120602 號(hào)中公開(kāi)的裝置中，其提供的結(jié)構(gòu)是由合成樹(shù)脂或金屬材料等制成、很硬并且其在徑向上的的厚度很大的磨損環(huán)與密封構(gòu)件一起都被適配進(jìn)安裝槽內(nèi)。因此，由于這種磨損環(huán)的硬度，磨損環(huán)的安裝和安置都相對(duì)比較困難。在這種情形下，因?yàn)橹挥心p環(huán)的外圓周側(cè)的一小部分從安裝槽向外突出，而且因?yàn)榻M成磨損環(huán)的主要部分的磨損環(huán)的內(nèi)圓周側(cè)有必要通過(guò)適配進(jìn)安裝槽來(lái)接合在安裝槽內(nèi)，所以磨損環(huán)在徑向上的厚度不能輕易減小或制造地更薄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種流體壓力設(shè)備，在該流體壓力設(shè)備中，具有磨損環(huán)功能的支撐環(huán)和密封構(gòu)件能夠被安裝在分隔構(gòu)件的外圓周上，而不需要支撐環(huán)適配進(jìn)安裝密封構(gòu)件的安裝槽內(nèi)。由于采用這種結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)化支撐環(huán)的安裝。為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)的發(fā)明的特征在于一種流體壓力設(shè)備，其包括在外殼中形成的滑孔，和沿著滑孔的內(nèi)部在軸向上運(yùn)動(dòng)的分隔構(gòu)件，其中襯墊安裝槽形成在分隔構(gòu)件的外圓周上，環(huán)形襯墊安裝在襯墊安裝槽內(nèi)。襯墊由彈性橡膠材料制成的環(huán)形密封構(gòu)件和安裝在密封構(gòu)件的外圓周上的支撐環(huán)形成，該支撐環(huán)由具有低摩擦系數(shù)的材料制成。密封構(gòu)件在其外圓周上包括接觸滑孔的內(nèi)表面的密封突起；形成在密封突起的兩側(cè)上且從襯墊安裝槽向外突出的肩部分；和介于肩部分和密封突起之間的凹槽。支撐環(huán)包括在其外圓周上平行于分隔構(gòu)件的軸向的支撐表面和在其內(nèi)圓周上的接合突起，從而通過(guò)將突起接合在凹槽，支撐環(huán)被安裝在密封構(gòu)件上以圍繞肩部分的外圓周。本發(fā)明的流體壓力設(shè)備中，支撐表面的直徑小于滑孔的內(nèi)直徑，這樣當(dāng)橫向負(fù)荷不作用在分隔構(gòu)件上時(shí)，支撐表面占據(jù)不與滑孔的內(nèi)表面接觸的位置，當(dāng)橫向負(fù)荷作用在分隔構(gòu)件上時(shí)，支撐表面接觸滑孔的內(nèi)表面，借此肩部分通過(guò)支撐環(huán)來(lái)承受橫向負(fù)荷，因此可以防止分隔構(gòu)件的外周表面接觸滑孔的內(nèi)表面。本發(fā)明的流體壓力設(shè)備中，當(dāng)橫向負(fù)荷不作用于分隔構(gòu)件或當(dāng)橫向負(fù)荷作用于分隔構(gòu)件上時(shí)，支撐環(huán)總是被整體地設(shè)置在襯墊安裝槽的外部。本發(fā)明的流體壓力設(shè)備中，密封構(gòu)件的橫截面積大于襯墊安裝槽的橫截面積，這樣肩部分占據(jù)總是從襯墊安裝槽向外突出的位置。本發(fā)明的流體壓力設(shè)備中，用于密封的內(nèi)圓周突起形成在密封構(gòu)件的內(nèi)圓周上， 并且彈性接觸襯墊安裝槽的槽底部。根據(jù)本發(fā)明，由于形成在支撐環(huán)的內(nèi)圓周上的突起與密封構(gòu)件外圓周上的凹槽接合，所以支撐環(huán)被安裝在密封構(gòu)件上，并且圍繞肩部分的外圓周。因此，支撐環(huán)能夠在與密封構(gòu)件接合的狀態(tài)下與密封構(gòu)件一起被安裝在分隔構(gòu)件的外圓周上，而支撐環(huán)不適配進(jìn)襯墊安裝槽的內(nèi)部。因此，支撐環(huán)的安裝得到簡(jiǎn)化。此外，因?yàn)橹苇h(huán)被安裝在從襯墊安裝槽向外突出的肩部分和滑孔的內(nèi)圓周之間的密封構(gòu)件上，所以支撐環(huán)徑向上的厚度能夠被減小(制作地更薄)，從而便利支撐環(huán)的制造和操作。通過(guò)下面的說(shuō)明，并結(jié)合以示意性實(shí)例的方式顯示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附圖時(shí)，本發(fā)明的上述和其他的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)變得更加地清楚。。


圖1是形成根據(jù)本發(fā)明的流體壓力設(shè)備的實(shí)例的流體壓力缸的部分截面圖；圖2是圖1所示的主要部分的放大截面圖；圖3是在活塞未插入滑孔內(nèi)的狀態(tài)下主要部分的截面圖；圖4是說(shuō)明圖3所示的主要特征的放大截面圖；圖5是主要部分的截面圖，展示當(dāng)橫向負(fù)荷作用于活塞上時(shí)的襯墊和其接近位置；圖6是主要部分的放大截面圖，展示本發(fā)明的第二實(shí)施例；和圖7是支撐環(huán)的部分俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖1展示形成根據(jù)本發(fā)明的流體壓力設(shè)備的實(shí)例的立體壓力缸。這種流體壓力缸包括連通一對(duì)端口 2a、2b的滑孔3，該滑孔3構(gòu)成外殼1的內(nèi)部，該外殼由諸如鋁合金等的金屬材料制成并且具有一對(duì)端口 h、2b。在滑孔3的內(nèi)部，設(shè)置有類似由諸如鋁合金等的金屬材料制成并且將滑孔3的內(nèi)部劃分成兩個(gè)分別的壓力室fe、5b的活塞(分隔構(gòu)件)4。 襯墊安裝槽6被形成在活塞4的外圓周上，環(huán)狀或環(huán)形的襯墊7被安裝在襯墊安裝槽6中。借助于襯墊7，活塞4的外周表面如和滑孔3的內(nèi)周表面3a之間的分界面被密封。另外， 活塞桿8的基端部分被連接到活塞4，而活塞桿8的遠(yuǎn)端部分穿透阻塞滑孔3的一個(gè)端部的桿蓋9并且在滑孔3的外部向外延伸。如圖1所示，形成桿蓋9的內(nèi)周表面和活塞桿8的外周表面之間的密封的密封構(gòu)件10被安裝在桿蓋9的內(nèi)圓周上。另外，形成桿蓋9的外周表面和滑孔3的內(nèi)周表面之間的密封的另一密封構(gòu)件11被安裝在桿蓋9的外圓周上。并且，通過(guò)經(jīng)過(guò)兩個(gè)端口 2a、2b向兩個(gè)壓力腔fe、5b的內(nèi)部輪流供應(yīng)和釋放諸如壓縮空氣等的壓力流體，活塞4作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以此推進(jìn)和縮回活塞桿8。活塞4的襯墊安裝槽6和襯墊7如圖2至4形成。圖3展示襯墊7被安裝在襯墊安裝槽6內(nèi)，而其中活塞4未插入滑孔3的內(nèi)部，因而襯墊7自身未發(fā)生變形的情況。圖2展示通過(guò)將活塞4插入滑孔3的內(nèi)部，襯墊7抵接滑孔3的內(nèi)周表面3a和襯墊安裝槽6的槽底部6a，并且襯墊在徑向上被壓縮的狀態(tài)，其中， 雖然襯墊7的寬度在該襯墊易于伸展的方向上發(fā)生變形，但是圖中并未顯示作用在襯墊7 上的橫向負(fù)荷。此時(shí)，活塞4的軸和滑孔3的軸L相互重合。因此，在下面的闡述中，參考標(biāo)號(hào)“L”也被附加為活塞4的軸L。上述橫向負(fù)荷被定義為連接到活塞桿8的末端并且在其上執(zhí)行工作的構(gòu)件通過(guò)活塞桿8作用在活塞4上的側(cè)向力，從而該力易于移位或傾斜活塞4的軸而遠(yuǎn)離滑孔3的軸Lo襯墊安裝槽6是在左側(cè)壁和右側(cè)壁6b以及槽底部6a三側(cè)上圍繞形成的槽。左側(cè)壁和右側(cè)壁6b構(gòu)成分別地垂直于活塞4的軸L并且設(shè)置為互相平行的平坦表面。槽底部 6a構(gòu)成平行于活塞4的軸L的方向排列的表面。因而，襯墊安裝槽6整體具有一致的槽寬和一致的槽深。另外，襯墊7由彈性橡膠材料制成的環(huán)形密封構(gòu)件20，和安裝在密封構(gòu)件20的外圓周上的兩個(gè)支撐環(huán)30形成。密封構(gòu)件20具有外圓周20a，內(nèi)圓周20b，和平坦的且相互平行的左右側(cè)壁。密封構(gòu)件20的外圓周20a形成有密封突起21，該密封突起的橫截面形狀為半圓形或類似形狀， 并且該密封突起總是接觸滑孔3的內(nèi)周表面3a ；兩個(gè)肩部分22，該肩部分位于密封突起21 的兩側(cè)上并且從襯墊安裝槽6向外突出；和凹槽，該凹槽具有U形的橫截面，并且介于肩部分22和密封突起21之間。密封突起21被形成在密封構(gòu)件20的外圓周的大致中心的位置上。另外，肩部分 22構(gòu)成平行于活塞4的軸L的方向的表面，并且兩個(gè)肩部分22的直徑大致相同。換句話說(shuō)，活塞4的軸L和肩部分22中的一個(gè)之間的距離等于軸L和肩部分22中的另一個(gè)之間的距離。此外，肩部分22的直徑被形成為大于活塞4的外直徑，并且小于滑孔3的內(nèi)直徑。 與此同時(shí)，通過(guò)將密封構(gòu)件20的橫截面積形成得大于襯墊安裝槽6的橫截面積，肩部分22 總是占據(jù)活塞4的外周表面如和滑孔3的內(nèi)周表面3a之間的位置。另外，支撐環(huán)30由諸如聚四氟乙烯(PTFE)的具有低摩擦系數(shù)和抗磨損性的合成樹(shù)脂材料或金屬材料等制成。支撐環(huán)30具有在其的外圓周上平行于活塞4的軸L的方向的支撐表面31和在其的內(nèi)圓周上具有U形橫截面的接合突起32。通過(guò)將突起32接合進(jìn)凹槽23內(nèi)，支撐環(huán)30被安裝在密封構(gòu)件20上從而圍繞肩部分22的外圓周。
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通過(guò)形成使得支撐表面31的直徑小于滑孔3的內(nèi)直徑的支撐環(huán)30，當(dāng)橫向負(fù)荷不作用在活塞4上時(shí)，支撐表面31占據(jù)不接觸滑孔3的內(nèi)周表面3a的位置，當(dāng)橫向負(fù)荷作用在活塞4上時(shí)，支撐表面31部分地接觸滑孔3的內(nèi)周表面3a。另外，當(dāng)橫向負(fù)荷不作用在活塞4上以及當(dāng)橫向負(fù)荷作用在活塞4上時(shí)，支撐環(huán)30整體被安裝在密封構(gòu)件20上，從而將支撐環(huán)30總是保持在襯墊安裝槽6的外部。盡管支撐環(huán)30能夠在形成密封構(gòu)件20時(shí)和密封構(gòu)件20整體成型，但是也可以在襯墊7被安裝在活塞4上時(shí)，以及在密封構(gòu)件20已被安裝在襯墊安裝槽6的內(nèi)部后，將支撐環(huán)30安裝在密封構(gòu)件20上。在這種情形下，切割線被制造成支撐環(huán)30的部分，其中在支撐環(huán)30在切割線的位置上開(kāi)口的狀態(tài)下，支撐環(huán)30被安裝在密封構(gòu)件20上。在密封構(gòu)件20的內(nèi)圓周上，橫截面是半圓形的用于密封的內(nèi)周突起M被形成為與襯墊安裝槽6的槽底部6a彈性接觸。內(nèi)周突起M被設(shè)置在沿著活塞4的軸L的方向上并且在與密封突起的位置相同的位置上，更具體地，該內(nèi)周突起位于密封構(gòu)件20的內(nèi)圓周的中心位置上。內(nèi)周突起M的寬度和高度都小于密封突起21的寬度和高度。另外，如圖2 所示，在密封構(gòu)件20的內(nèi)圓周上的內(nèi)周突起M的兩側(cè)上，設(shè)置有抵接表面，當(dāng)內(nèi)周突起M 被向著襯墊安裝槽6的槽底部6a壓縮和按壓時(shí)，抵接表面25的部分與槽底部6a抵接。如圖3所示，在活塞4未被安裝在滑孔3內(nèi)的狀態(tài)下，抵接表面25是平行于活塞4的軸L方向的表面，此時(shí)，在內(nèi)周突起M的兩側(cè)上的兩個(gè)抵接表面25的直徑彼此相等。內(nèi)周突起M同樣能夠被設(shè)置在另一位置上，該位置不同于密封突起21在活塞4 的軸向上的位置。在本實(shí)施例中，如圖2所示，在橫向負(fù)荷不作用在活塞4上的正常情況下，密封構(gòu)件20的外圓周上的密封突起21抵靠滑孔3的繞著其全部圓周的內(nèi)表面并且在密封構(gòu)件20 的整個(gè)圓周上被均勻地壓縮。另外，安裝在密封突起21的兩側(cè)上的支撐環(huán)30的外表面上的支撐表面31占據(jù)從襯墊安裝槽6向外突出的位置，并且支撐表面31被維持在不接觸滑孔3的內(nèi)周表面3a的狀態(tài)。從這種情況，如圖5所示，當(dāng)橫向負(fù)荷作用在活塞桿8上以使得活塞4在滑孔3的側(cè)向上被強(qiáng)烈按壓時(shí)，密封突起21進(jìn)一步被壓縮。然而，支撐環(huán)30的支撐表面31抵靠滑孔3的內(nèi)表面，并且密封構(gòu)件20的肩部分22通過(guò)支撐環(huán)30來(lái)承受橫向負(fù)荷，結(jié)果，可防止活塞4的外表面抵靠滑孔3的內(nèi)表面，從而可靠地防止這些金屬構(gòu)件之間的相互接觸所造成的損壞。另外，因?yàn)橹苇h(huán)30具有低摩擦的特性，所以其與滑孔3的內(nèi)表面的摩擦阻力較小，因此活塞4繼續(xù)順暢地和穩(wěn)定地運(yùn)作。采用本實(shí)施例，盡管密封構(gòu)件20的外圓周上的凹槽23和支撐環(huán)30的內(nèi)圓周上的突起32形成U形的橫截面，但是凹槽23和突起32也可形成為其他形狀。例如，如圖6所示，凸槽23的槽表面23a接近肩部分22，對(duì)應(yīng)于槽表面23a的突起32的側(cè)面3 能夠被形成為垂直于密封構(gòu)件20的軸L的平坦表面，從而支撐環(huán)30能夠可靠地相對(duì)于密封構(gòu)件20 接合。換句話說(shuō)，凹槽23的左和右槽表面能夠被形成為相互平行的平坦表面，其底表面可被設(shè)置為平行于活塞4的軸L。突起32的橫截面形狀能夠被形成為類似于凹槽23的槽形狀。另外，如圖7所示，多個(gè)孔33能夠被等間距地形成在支撐環(huán)30中。這些孔33具有將潤(rùn)滑脂保持于其中的功能。因此，通過(guò)在其內(nèi)部保持潤(rùn)滑脂，能夠長(zhǎng)期地維持支撐表面31和滑孔3的內(nèi)表面之間的合適的滑動(dòng)性。在前面的說(shuō)明中，流體壓力缸被展示作為流體壓力設(shè)備的一個(gè)實(shí)例。然而，流體壓力設(shè)備也可以包括流體轉(zhuǎn)換閥，在該流體轉(zhuǎn)換閥中，借助于沿形成在外殼中的滑孔的內(nèi)部滑動(dòng)的卷軸來(lái)切換流體通道。在這種情形下，卷軸構(gòu)成分隔構(gòu)件。雖然具體地展示和說(shuō)明了本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而且應(yīng)該理解在不背離附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可對(duì)本發(fā)明作出各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種流體壓力設(shè)備，該流體壓力設(shè)備包括形成在外殼中的滑孔(3)，和沿著所述滑孔(3)的內(nèi)部在軸向上運(yùn)動(dòng)的分隔構(gòu)件G)，其特征在于，襯墊安裝槽(6)形成在所述分隔構(gòu)件的外圓周上，并且環(huán)形襯墊(7)被安裝在所述襯墊安裝槽(6)內(nèi)，其中所述襯墊(7)由彈性橡膠材料制成的環(huán)形密封構(gòu)件00)和安裝在所述密封構(gòu)件OO) 的外圓周上的支撐環(huán)(30)形成，所述支撐環(huán)(30)由具有低摩擦系數(shù)的材料制成；所述密封構(gòu)件OO)在其外圓周上包括接觸所述滑孔C3)的內(nèi)表面的密封突起； 形成在所述密封突起的兩側(cè)上并且從所述襯墊安裝槽(6)向外突出的肩部分02)； 和介于所述肩部分0 和所述密封突起之間的凹槽；并且所述支撐環(huán)(30)包括在其外圓周上平行于所述分隔構(gòu)件(4)的軸向的支撐表面(31)， 和在其內(nèi)圓周上的接合突起(32)，從而通過(guò)將所述突起(3 接合在所述凹槽中，所述支撐環(huán)(30)被安裝在所述密封構(gòu)件OO)上以圍繞所述肩部分02)的外圓周。
2.權(quán)利要求1所述的流體壓力設(shè)備，其特征在于，其中，所述支撐表面(31)的直徑被形成為小于所述滑孔(3)的內(nèi)直徑，從而當(dāng)橫向負(fù)荷不作用于所述分隔構(gòu)件(4)上時(shí)，所述支撐表面(31)占據(jù)不與所述滑孔(3)的內(nèi)表面接觸的位置，并且當(dāng)橫向負(fù)荷作用于所述分隔構(gòu)件⑷上時(shí)，所述支撐表面(31)接觸所述滑孔(3)的內(nèi)表面，從而所述肩部分02)通過(guò)所述支撐環(huán)(30)來(lái)承受橫向負(fù)荷，因此防止所述分隔構(gòu)件(4)的外周表面接觸所述滑孔 (3)的內(nèi)表面。
3.權(quán)利要求1所述的流體壓力設(shè)備，其特征在于，其中，當(dāng)橫向負(fù)荷不作用于所述分隔構(gòu)件(4)上或者當(dāng)橫向負(fù)荷作用于所述分隔構(gòu)件(4)上時(shí)，所述支撐環(huán)(30)總是被整體地設(shè)置在所述襯墊安裝槽(6)的外部。
4.權(quán)利要求1所述的流體壓力設(shè)備，其特征在于，其中，所述密封構(gòu)件OO)的橫截面積大于所述襯墊安裝槽(6)的橫截面積，使得所述肩部分0 總是占據(jù)從所述襯墊安裝槽 (6)向外突出的位置。
5.權(quán)利要求1所述的流體壓力設(shè)備，其特征在于，其中，用于密封的內(nèi)周突起04)形成在所述密封構(gòu)件OO)的內(nèi)圓周上，并且彈性接觸所述襯墊安裝槽(6)的槽底部。
全文摘要
在流體壓力設(shè)備中，襯墊(7)由彈性橡膠材料制成的環(huán)形密封構(gòu)件(20)和安裝在密封構(gòu)件(20)的外圓周上的支撐環(huán)(30)形成，該支撐環(huán)(30)由具有低摩擦系數(shù)的材料制成。密封構(gòu)件(20)在其外圓周上包括密封突起(21)，形成在密封突起(21)的兩側(cè)上的肩部分(22)，和介于肩部分(22)和密封突起(21)之間的凹槽(23)。支撐環(huán)(30)包括在其外圓周上的支撐表面(31)，在其內(nèi)圓周上的接合突起(32)，以使得通過(guò)將突起(32)接合在凹槽(23)中，支撐環(huán)(30)被安裝在密封構(gòu)件(20)上，從而圍繞肩部分(22)的外圓周。
文檔編號(hào)F16J9/20GK102261464SQ201110145289
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者大熊正博, 鈴木康永 申請(qǐng)人:Smc株式會(huì)社