台湾专利TW201309947A 活塞組裝體、流體壓力缸以及活塞組裝體之製造方法

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在流體壓力缸(11)之活塞組裝體(10A)中，活塞主體(13)具有由板狀構件所構成之第1活塞構件(40)以及第2活塞構件(42)。第1活塞構件(40)與第2活塞構件(42)係在重疊於活塞桿(15)的軸線方向之狀態下接合著。於第2活塞構件(42)並未設置有貫穿於板厚方向之孔。
公开号:TW201309947A
申请号:TW101119287
申请日:2012-05-30
公开日:2013-03-01
发明作者:Chiaki Fukui
申请人:Smc Kk；
IPC主号:F15B15-00

专利说明:
活塞組裝體、流體壓力缸以及活塞組裝體之製造方法
本發明係有關具有活塞主體與結合在該活塞主體之活塞桿之活塞組裝體、具有該活塞組裝體之流體壓力缸(fluid pressure cylinder)，以及活塞組裝體之製造方法。
流體壓力缸的構成係具有汽缸，與以可移動於軸線方向之方式配置在汽缸內之活塞以及連結在活塞之活塞桿，且藉由利用流體壓力使活塞產生位移，而使連結在該活塞之活塞桿移動。前述活塞與前述活塞桿之結合方式，一般而言，採用螺入方式與鉚接方式。在螺入方式中，藉由在活塞設置貫穿於軸線方向之螺絲孔(母螺絲)，且在活塞桿的一端設置公螺絲，並將活塞桿直接螺入並固定到活塞，或在活塞上設置鑽孔，而將活塞桿的一端插入到活塞的鑽孔後利用螺帽等將之予以固定，而使活塞與活塞桿結合(例如，參照日本實開昭58-123957號公報(第10圖))。在鉚接方式中，藉由在活塞上設置軸線方向之貫穿孔，且將活塞桿插入貫穿孔後使活塞的一部分產生塑性變形，而使活塞與活塞桿結合(例如，參照日本實開昭63-4406號公報(第1圖))。
由於上述螺入方式的情況難以利用螺絲來維持密封性，故必須另將O環等之密封構件設置在固定部，且亦必須將用以裝設密封構件之溝槽進行加工。此外，螺入方式的情況乃必須具有用以使之保持能承受因流體壓力所產生之力道的強度之螺絲的長度，而難以縮短整個裝置的長度。
鉚接方式的情況係為了將活塞與活塞桿之間予以密封，必須在嵌合部分設置密封構件，亦必須對用以裝設密封構件之溝槽進行加工。雖因金屬的塑性變形而可能具有密封功能，但此時可能無法得到充分的密封功能。
本發明係鑑於上述課題而研創者，其目的係在提供一種活塞組裝體、流體壓力缸以及活塞組裝體的製造方法，藉此不必在活塞與活塞桿之間設置密封構件，同時可縮短製品的整體長度。
為了達成前述目的，本發明具備活塞主體與接合在前述活塞主體之活塞桿，而前述活塞主體具有由板狀構件所構成之第1活塞構件與第2活塞構件，而前述第1活塞構件與前述第2活塞構件係於重疊在前述活塞桿的軸線方向之狀態下相互接合著，且在前述第1活塞構件之外周緣部與前述第2活塞構件之外周緣部之間形成有延伸於圓周方向之密封安裝溝槽，且在前述第1活塞構件與前述第2活塞構件中之至少一方係遍及整體而具有板厚。
在本發明之活塞組裝體中，活塞主體係具備由板狀構件所構成之第1活塞構件與第2活塞構件，故可縮短活塞之寬度(軸線方向之厚度)，相應地可將嵌入活塞組裝體之流體壓力缸的裝置之整體長度予以縮短化，而可謀求削減成本。此外，在活塞主體未存在有貫穿於軸線方向之孔，故實質上不需活塞主體與活塞桿之間的密封構件，且以可省略此種密封構件之程度而可削減零件數量。而且，由於不需密封構件，故不必設置用以裝設該構件之密封溝槽，而可簡化構成。並且，與因鉚接等之塑性變形而具有密封功能之構成不同，可根本地避免密封功能之可靠性的問題。
在前述活塞組裝體中，可將板厚方向之貫穿孔設置在前述第1活塞構件，且將嵌合於前述貫穿孔之嵌合部突出形成在前述活塞桿的一端。
依據前述構成，於焊接活塞主體與活塞桿時，藉由將設置在活塞桿的一端之嵌合部嵌合於設置在第1活塞構件之貫穿孔，而可精確且容易地將活塞桿定位到活塞主體。
在前述活塞組裝體中，亦可設為前述活塞主體具有由板狀構件所構成之第3活塞構件，且於前述活塞主體的外周部，將沿著前述活塞構件外周而延伸之支撐構件或磁鐵配設於形成在前述第2活塞構件與前述第3活塞構件之間的溝槽部。
依據前述構成，可提供一種活塞組裝體，其係藉由一邊具備支撐構件或磁鐵，且一邊縮短活塞主體的寬度，以縮短整體長度。
在前述活塞組裝體中，亦可設為在前述活塞主體之一側，利用焊接將作為第1活塞桿之前述活塞桿予以接合，且在前述活塞主體的另一側，接合第2活塞桿。
由如前述之方式所構成，故雙桿型之活塞組裝體亦藉由縮短活塞主體的寬度而可縮短汽缸之整體長度，且可將整個裝置予以小型化，而可謀求削減成本。
在前述活塞組裝體中，可設為透過焊接將前述第1活塞構件與前述第2活塞構件進行接合，且透過焊接將前述活塞主體與前述活塞桿進行接合。
利用前述構成，在第1活塞構件或第2活塞構件不設置貫穿於板厚方向之孔，而可確實地接合第1活塞構件與第2活塞構件。
此外，本發明之流體壓力缸具備前述活塞組裝體以及以可移動於軸線方向之方式收容前述活塞組裝體之機殼。
依據前述流體壓力缸，可縮短活塞組裝體的整體長度，故可縮短流體壓力缸之整體長度。
此外，本發明之活塞組裝體的製造方法具有第1步驟與第2步驟，其中，第1步驟係將由板狀構件所構成之第1活塞構件與第2活塞構件予以重疊，且接合兩者而得到活塞主體；而第2步驟係接合前述活塞主體與活塞桿，而在前述第1活塞構件之外周緣部與前述第2活塞構件的外周緣部之間形成有延伸於圓周方向之密封安裝溝槽，且前述第1活塞構件與前述第2活塞構件中之至少一方係遍及整體而具有板厚。
依據前述製造方法，由於可縮短活塞之寬度(軸線方向的厚度)，且可省略活塞主體與活塞桿之間的密封構件，故可削減零件數量，且因不需要用以裝設密封構件之密封溝槽而可簡化構成。
在前述第1步驟中，可設為利用焊接將前述第1活塞構件與前述第2活塞構件予以接合，且在前述第2步驟中，利用焊接將前述活塞主體與前述活塞桿予以接合。
透過前述構成，在第1活塞構件或第2活塞構件不設置貫穿於板厚方向之孔，而可確實地接合第1活塞構件與第2活塞構件。
依據本發明之活塞組裝體、流體壓力缸以及活塞組裝體的製造方法，不必在活塞主體與活塞桿之間設置密封構件，同時可縮短汽缸裝置的整體長度，或若嵌入到與以往相同的長度之汽缸裝置，可得到能加長行程之效果。
從與附加的圖式配合之下一個較佳的實施形態例的說明，更清楚明白前述目的及其他目的、特徴及優點。
就本發明之活塞組裝體、流體壓力缸以及活塞組裝體的製造方法列舉較佳的實施形態，一邊參照附圖一邊加以說明。 (第1實施形態)
第1圖係沿著具備有本發明第1實施形態之活塞組裝體10A之流體壓力缸11的軸線方向之局部省略縱剖面圖。作為基本構成要素，流體壓力缸11具備機殼(汽缸主體)12與以可移動於軸線方向之方式配置在機殼12內之活塞主體13以及連結在此活塞主體13之活塞桿15，而藉由利用流體壓力之作用，使活塞主體13在機殼12內移動於軸線方向，且使連結在該活塞主體13之活塞桿15進退移動。
機殼12係由鋁合金等之金屬材料所構成，其具備一對連接埠14,16，且在該內部設置有與該連接埠14,16連通之滑動孔(汽缸室)18。在滑動孔18之內部，活塞主體13係以在控制之範圍內可往復移動於軸線方向之方式配置。
活塞主體13係收容在機殼12內，而在隔開為一方的連接埠14側之壓力室20、以及另一方的連接埠16側之壓力室22的狀態下，自由移動於滑動孔18的軸線方向(在第1圖中，為箭頭X方向)之位移體。在活塞主體13之外周，係沿著活塞主體13的外周而延伸形成有密封安裝溝槽17。在此密封安裝溝槽17，裝設有由彈性材料(例如，橡膠材料)所形成之密封構件(活塞襯墊)19。
密封構件19係從活塞主體13之最外周部突出於外側，而環繞於活塞主體13。密封構件19例如係由合成橡膠等之彈性體所形成之O環。利用密封構件19將活塞主體13之外周面與滑動孔18之內周面之間予以密封，且將2個壓力室20,22間氣密地(或液密地)予以隔開。
將活塞桿15之基端部(X2方向側的端部)連結在活塞主體13，而此活塞桿15之前端部(X1方向側的端部)，係將塞住滑動孔18的端部之桿蓋30予以貫穿而延伸到滑動孔18的外部。在本實施形態中，由活塞主體13與活塞桿15構成活塞組裝體10A。
於形成在桿蓋30內周部之環狀溝槽32係裝設有由彈性材料所形成之密封構件34，該密封構件24係將該桿蓋30之內周面與活塞桿15之外周面之間予以密封。於形成在桿蓋30之外周部之環狀溝槽36係裝設有由彈性材料所形成之密封構件38，該密封構件38係將桿蓋30之外周面與滑動孔18之內周面之間予以密封。
在如前述構成之流體壓力缸11中，藉由從前述2個連接埠14,16將壓縮空氣等壓力流體交替供應並排出到2個壓力室20,22之內部，使得活塞主體13往復移動於滑動孔18的軸線方向且活塞桿15進行進退移動。
第2A圖係第1圖所示之活塞組裝體10A的斜視圖，而第2B圖係第1圖所示之活塞組裝體10A的組裝前(接合前)之構成零件的斜視圖。上述活塞主體13係由第1活塞構件40與第2活塞構件42所構成。亦即，活塞組裝體10A係由第1活塞構件40、第2活塞構件42、活塞桿15所構成。
第1活塞構件40及第2活塞構件42之任一者皆將金屬板進行塑性加工(例如衝壓加工)而整體上成形為長圓形狀的板狀構件，且透過焊接而相互接合著。如後述在本實施形態中，第1活塞構件40與第2活塞構件42係透過浮凸銲接而接合。
第1活塞構件40具有平坦的長圓形狀之基部46、從基部46周緣之全周延伸於軸線方向之側周壁部48、以及從側周壁部48之端部(活塞桿15之前端側的端部)遍及全周而擴展到外側之凸緣部50。於基部46中央係在板厚方向形成有圓形的貫穿孔47。
第2活塞構件42以整體而言係由平板所構成之長圓形狀，如第2B圖所示，於焊接第1活塞構件40與第2活塞構件42之前，在與第1活塞構件40接合之側的面設置有複數個(在圖示例中為4個)焊接用突起(第1焊接用突起)44。第2活塞構件42係遍及整體具有預定的板厚，而並未設置有貫穿於板厚方向的孔。
第1活塞構件40之凸緣部50的輪廓之形狀及大小，係與第2活塞構件42之輪廓的形狀及大小大致相同。密封安裝溝槽17係在第1活塞構件40的外周緣部與第2活塞構件42的外周緣部之間延伸於圓周方向。亦即，密封安裝溝槽17係形成與活塞主體13(第1活塞構件40及第2活塞構件42)相同的長圓形狀而延伸。
圖示例之活塞桿15具有圓柱形狀的胴體部54，而在該胴體部54的基端形成有胴體部54與突出為同心狀之圓形嵌合部56(亦參照第3C圖及第3D圖)。嵌合部56具有比活塞桿15的胴體部54更小的外徑，而該外徑係與設置在第1活塞構件40之貫穿孔47的內徑相同，或小一些。胴體部54與嵌合部56之外徑的不同，而形成有圓形的段差。
焊接活塞桿15與活塞主體13之前的活塞桿15復具有焊接用突起(第2焊接用突起)58，其係從嵌合部56周緣部附近突出形成於基端方向。圖示例之焊接用突起58係形成為圓形環狀，亦可構成為複數個點狀或線狀的突起。
第1活塞構件40、第2活塞構件42以及活塞桿15之構成材料只要為可焊接之材料(金屬)且可確保必要的強度之材料，則並無特別限定，例如，可使用鋼鐵、不鏽鋼、鋁、鋁合金等。
其次，將活塞組裝體10A的製造方法(組裝方法)加以說明。首先，準備形成為第2B圖所示之形狀的第1活塞構件40、第2活塞構件42以及活塞桿15。然後，透過浮凸銲接將第1活塞構件40與第2活塞構件42相互接合。此時，具體而言，如第3A圖所示，在將第1活塞構件40與第2活塞構件42重疊且加壓為同心之狀態下，對兩構件進行通電。如此一來，藉由設置在第2活塞構件42之焊接用突起44會經由電阻加熱而溶融，如第3B圖所示，將第1活塞構件40與第2活塞構件42相互接合。藉此方式，來製造由第1活塞構件40與第2活塞構件42所構成之活塞主體13。
此時，亦可不在前述第2活塞構件42設置焊接用突起44而利用接著劑將第1活塞構件40與第2活塞構件42接合成一體。
其次，透過浮凸銲接(projection welding)將活塞主體13與活塞桿15相互接合。具體而言，首先，如第3C圖所示，使活塞桿15與活塞主體13對接。亦即，將設置在第1活塞構件40之貫穿孔47嵌合於設置在活塞桿15的基端之嵌合部56。藉此方式，可容易且精確地將活塞桿15定位到活塞主體13。此外，此時將設置在活塞桿15之焊接用突起58抵接在第2活塞構件42。
然後，在將活塞桿15與活塞主體13加壓在軸線方向之狀態下，對兩者進行通電。如此一來，藉由設置在活塞桿15之焊接用突起58經由電阻加熱而溶融，如第3D圖所示，將活塞主體13(第2活塞構件42)與活塞桿15相互接合。藉此方式，可得到由第1活塞構件40、第2活塞構件42以及活塞桿15所構成之活塞組裝體10A。以此方式製造之活塞組裝體10A，係在活塞主體13之外周部(密封安裝溝槽17)裝設有密封構件19，如第1圖所示，且以可滑動之方式配置在機殼12內後，組裝為流體壓力缸11。
此時，亦可設為不將焊接用突起58設置於前述活塞桿15而利用接著劑將活塞桿15與活塞主體13接合成一體。
具備有本實施形態之活塞組裝體10A的流體壓力缸11，基本上係如以上所構成者，以下，就此作用及效果加以說明。
在活塞組裝體10A中，活塞主體13係由以板狀構件所構成之第1活塞構件40與第2活塞構件42所構成，故與如以往之方式透過切削加工與鍛造而得到之具相當厚度的活塞主體進行比較，可縮短活塞主體13之寬度(軸線方向之厚度)，相應地，可縮短嵌入有活塞組裝體10A之流體壓力缸11的整體長度，而可謀求削減成本。或者，即使將流體壓力缸11設為與習知的裝置之長度相同，亦可藉由可縮短活塞主體13的寬度(軸線方向的長度)，而可加長活塞主體13的行程。亦即，不加大裝置，而可達成使行程變大。
在第1活塞構件40設置有貫穿孔47，而在第2活塞構件42，並未設置有貫穿於板厚方向之孔，故以活塞主體13整體而言，並未存在貫穿於軸線方向之孔。如此，於活塞主體13未存在貫穿於軸線方向之孔，故實質上不再需要活塞主體13與活塞桿15之間的密封構件，而以可省略此種密封構件之程度，可削減零件數量。而且，由於不需要此種密封構件，故不必設置用以裝設此構件之密封溝槽，而可簡化構成。並且，與因鉚接等的塑性變形而具有密封功能之構成不同，而可根本地避免密封功能的可靠性之問題。
在本實施形態之活塞組裝體10A中，在第1活塞構件40設置板厚方向的貫穿孔47，且在活塞桿15的一端，突出形成有嵌合在貫穿孔47之嵌合部56。因此，於焊接活塞主體13與活塞桿15時，藉由將設置在活塞桿15的一端之嵌合部56嵌合於設置在第1活塞構件40之貫穿孔47，即可精確且容易地將活塞桿15定位到活塞主體13。 (第2實施形態)
其次，參照第4A圖至第5圖，就第2實施形態之活塞組裝體10B加以說明。再者，在第2實施形態之活塞組裝體10B中，於與第1實施形態之活塞組裝體10A具有相同或同樣的功能及效果之要素上標示相同的元件符號，而省略詳細的說明。
第2實施形態之活塞組裝體10B係具備與第1圖等所示之活塞主體13不同之構成的活塞主體60。該活塞主體60係由第1活塞構件62與第2活塞構件64所構成。
第1活塞構件62及第2活塞構件64之任一者皆將金屬板進行塑性加工(例如衝壓加工)而整體上成形為長圓形狀的板狀構件，且透過焊接而相互接合。如後述在本實施形態中，第1活塞構件62與第2活塞構件64係透過浮凸銲接而接合。
第1活塞構件62整體而言為長圓形狀而大致為平板形狀，如第4B圖所示，在中央係圓形貫穿孔66貫穿形成於板厚方向。此貫穿孔66的內徑係與活塞桿15的嵌合部56之外徑相同或略大。
第2活塞構件64具有：平坦的長圓形狀之基部68；與從基部68周緣的全周延伸於軸線方向之側周壁部70；以及側周壁部70之端部(活塞桿15之相反側的端部)或遍及全周而擴展到外側之凸緣部72。於將第1活塞構件62與第2活塞構件64予以焊接之前，在與第1活塞構件62接合之側的面設置有複數個(在圖示例中為4個)焊接用突起74。第2活塞構件64係遍及其整體而具有預定的板厚，且並未設置有貫穿於板厚方向之孔。
第1活塞構件62之輪廓的形狀及大小，係與第2活塞構件64的凸緣部72之輪廓的形狀及大小大致相同。密封安裝溝槽65係在第1活塞構件62之外周緣部與第2活塞構件64之外周緣部之間延伸於圓周方向。亦即，密封安裝溝槽65係形成與活塞主體60(第1活塞構件62及第2活塞構件64)相同的長圓形狀而延伸。
為了製造活塞組裝體10B，與上述第1實施形態之活塞組裝體10A相同，首先，透過浮凸銲接將第1活塞構件62與第2活塞構件64予以接合，其次，透過浮凸銲接將活塞主體60與活塞桿15予以接合。藉此方式，如第4A圖及第5圖所示，可得到由第1活塞構件62、第2活塞構件64以及活塞桿15所構成之活塞組裝體10B。
此時，亦可設為不將焊接用突起74設置在前述第2活塞構件64而利用接著劑將第1活塞構件62與第2活塞構件64接合成一體。此外，亦可設為不將焊接用突起58設置在前述活塞桿15而利用接著劑將活塞桿15與活塞主體60接合成一體。
以此方式製造之活塞組裝體10B，係於活塞主體60之外周部(密封安裝溝槽65)，裝設有密封構件19，並以可滑動之方式配置在機殼12(參照第1圖)內，而組裝為流體壓力缸11。
此外，在第2實施形態中，關於與第1實施形態共同之各構成部分，當然可得到與第1實施形態之該共同的各構成部分所具有之作用及效果相同或同樣的作用及效果。 (第3實施形態)
其次，參照第6A圖至第7圖，就第3實施形態之活塞組裝體10C加以說明。此外，在第3實施形態之活塞組裝體10C中，於與第1實施形態之活塞組裝體10A具有相同或同樣的功能及效果之要素上標示相同的元件符號，而省略詳細的說明。
第3實施形態之活塞組裝體10C具有活塞主體80以及連結在活塞主體80之活塞桿81。活塞桿81係從第1圖等所示之活塞桿15去除嵌合部56之構成。在活塞桿81之基端面，設置有與第3C圖所示之焊接用突起58同樣的焊接用突起58。
活塞主體80係由第1活塞構件82與第2活塞構件42所構成。第1活塞構件82係從第2B圖等所示之第1活塞構件40去除貫穿孔47之構成。亦即，在第3實施形態中，在第1活塞構件82並未設置有貫穿於板厚方向之孔，而由遍及整體具有預定的板厚之平板所構成。第2活塞構件42係與第2A圖及第2B圖所示之第2活塞構件42相同的構成。
為了製造此種活塞組裝體10C，與上述第1實施形態之活塞組裝體10A相同，首先，透過浮凸銲接將第1活塞構件82與第2活塞構件42予以接合。其次，透過浮凸銲接將活塞主體80與活塞桿81予以接合。此時，在本實施形態中，於使活塞桿81之基端與第1活塞構件82的中央部對接，且將活塞桿81與活塞本體80加壓於軸線方向之狀態下，對兩者進行通電。藉此方式，藉由活塞本體80經由電阻加熱而溶融，如第7圖所示，而將活塞主體80(第1活塞構件82)與活塞桿81相互接合。藉此方式，可得到由第1活塞構件82、第2活塞構件42以及活塞桿81所構成之活塞組裝體10C。
此時，亦可設為不在前述第2活塞構件42設置溶接用突起44，而利用接著劑將第1活塞構件82與第2活塞構件42接合成一體。此外，亦可設為不在前述活塞桿81設置焊接用突起58而利用接著劑將活塞桿81與活塞主體80接合成一體。
以此方式製造之活塞組裝體10C，係在活塞主體80之外周部(密封安裝溝槽17)，裝設有密封構件19，並以可搖動之方式配置在機殼12(參照第1圖)內，而組裝為流體壓力缸11。
此外，在第3實施形態中，關於與第1實施形態共同之各構成部分，當然可得到與第1實施形態之該共同的各構成部分所具有之作用及效果相同或同樣的作用及效果。 (第4實施形態)
如第8A圖至第9圖所示之第4實施形態之活塞組裝體10D，亦可將由第1活塞構件84與第2活塞構件86所構成之活塞主體88構成為圓形。活塞主體88(第1活塞構件84及第2活塞構件86)除了整體形狀為圓形之外，其具有與第2B圖等所示之活塞主體13(第1活塞構件40及第2活塞構件42)相同的構成。
亦即，第1活塞構件84具有：平坦之圓形狀的基部90；圓筒形狀的側周壁部92，係從基部90周緣的全周延伸於軸線方向；以及凸緣部94，係從側周壁部92之端部(活塞桿15之前端側的端部)遍及全周而擴展到半徑方向外側。在基部90中央係圓形貫穿孔47貫穿形成於板厚方向。
整體而言第2活塞構件86為圓形狀之大致平板形狀，如第8B圖所示，在對第1活塞構件84與第2活塞構件86進行焊接前，在與第1活塞構件84接合之側的面設置有複數個(在圖示例中為4個)焊接用突起(第1焊接用突起)44。第2活塞構件86係遍及整體具有預定的板厚，而並未設置有貫穿於板厚方向之孔。第1活塞構件84及第2活塞構件86之外徑大致相同。
藉由第1活塞構件84之凸緣部94與側周壁部92以及第2活塞構件86外周緣部，而形成有延伸於圓周方向之圓環狀的密封安裝溝槽96。
活塞組裝體10D係可依與組裝第1實施形態之活塞組裝體10A之情況相同的步驟予以組裝。如第9圖所示，將由彈性材料(例如橡膠材料)所構成之環狀的密封構件98裝設於活塞組裝體10D之活塞主體88的外周部(密封安裝溝槽96)。裝設有密封構件98之活塞組裝體10D，係以可滑動之方式配置在具有剖面圓形的滑動孔之機殼內，而組裝為流體壓力缸。
透過第4實施形態之活塞組裝體10D，亦可得到與第1實施形態之活塞組裝體10A相同之作用效果。 (第5實施形態)
其次，參照第10A圖至第11圖，就第5實施形態之活塞組裝體10E加以說明。此外，在第5實施形態之活塞組裝體10E中，在與第1實施形態及第4實施形態之活塞組裝體10A,10D相同之構成要素上標示相同的元件符號，而省略詳細的說明。
關於活塞主體100的構成，第5實施形態之活塞組裝體10E係與第4實施形態之活塞組裝體10D不同。活塞主體100係由第1活塞構件84、第2活塞構件86以及第3活塞構件106所構成。第1活塞構件84及第2活塞構件86係分別具有與第8A圖及第8B圖所示之第1活塞構件84及第2活塞構件86相同的構成。
第3活塞構件106具有：圓形環狀的基部108，係設置有圓形開口部107；側周壁部110，係從基部108周緣的全周延伸於軸線方向；以及凸緣部112，係從側周壁部110的端部(以第2活塞構件86作為基準而在與活塞桿15之相反側的端部)遍及全周而擴展到半徑方向外側。
於圖示例之第3活塞構件106的基部108，係設置有圓形開口部107，而亦可省略此種圓形開口部107。亦即，第3活塞構件106亦可為沒具有貫穿於板厚方向的孔之構成。如第10B圖所示，第3活塞構件106係於將第2活塞構件86與第3活塞構件106進行焊接之前，在與第2活塞構件86接合之側的面設置複數個(在圖示例中為4個)焊接用突起114。在圖示之第3活塞構件106中，焊接用突起114係等間隔地設置在圓周方向。
第3活塞構件106之凸緣部112的輪廓之形狀及大小，係與第2活塞構件86之輪廓的形狀及大小大致相同。如第10A圖所示，藉由第2活塞構件86的外周緣部、第3活塞構件106的側周壁部110、凸緣部112，形成有於圓周方向且在360°之範圍延伸之溝槽部116。
為了製造此種活塞組裝體10E，與上述第1實施形態之活塞組裝體10A相同，首先，透過浮凸銲接將第1活塞構件84與第2活塞構件86進行接合。其次，透過浮凸銲接將第2活塞構件86(與第1活塞構件84之第2活塞構件86)與第3活塞構件106進行接合。此時，具體而言，在將第2活塞構件86與第3活塞構件106重疊為同軸且進行加壓之狀態下，對兩構件進行通電。如此一來，藉由設置在第3活塞構件106之焊接用突起114經由電阻加熱而溶融，而將第2活塞構件86與第3活塞構件106相互接合。藉此方式，來製造由第1活塞構件84、第2活塞構件86以及第3活塞構件106所構成之活塞主體100。再者，亦可設為將第2活塞構件86與第3活塞構件106予以接合後，將第1活塞構件84與第2活塞構件86予以接合。
其次，透過浮凸銲接將活塞主體100與活塞桿15相互接合。此時之焊接係可依照焊接第1實施形態之活塞主體13與活塞桿15之方法來進行。藉此方式，可得到由第1活塞構件84、第2活塞構件86、第3活塞構件106以及活塞桿15所構成之活塞組裝體10E。
此時，亦可設為不將焊接用突起44設置在前述第2活塞構件86而利用接著劑將第1活塞構件84與第2活塞構件86接合成一體。亦可設為不將焊接用突起114設置在前述第3活塞構件106而利用接著劑將第2活塞構件86與第3活塞構件106接合成一體。亦可設為不將焊接用突起58設置在前述活塞桿15而利用接著劑將活塞桿15與活塞主體100接合成一體。
如第11圖所示，將由彈性材料(例如橡膠材料)所構成之環狀的密封構件98裝設在所製造的活塞組裝體10E之活塞主體100的外周部(密封安裝溝槽96)，且將由環狀或C字狀的低摩擦材料所構成之耐磨環(支撐構件)118配置在溝槽部116。以此種低摩擦材料而言，例如，可列舉例如聚四氟乙烯(PTFE，polytetrafluoroethylene)之兼具低摩擦性與耐磨耗性之合成樹脂材料與金屬材料等。於將耐磨環118裝設在溝槽部116之狀態下，耐磨環118之外徑係比第2活塞構件86及第3活塞構件106之外徑更大。
裝設有密封構件98及耐磨環118之活塞組裝體10E，係以可滑動之方式配置在具有剖面圓形之滑動孔的機殼內，且組裝為流體壓力缸。耐磨環118係由低摩擦材料所構成，故耐磨環118與前述滑動孔之內周面之間的摩擦係數，比密封構件98與前述滑動孔之內周面之間的摩擦係數較小。
在具備有活塞組裝體10E之流體壓力缸的作動中，於與軸線方向垂直的方向較大的橫荷重作用於活塞主體100時，藉由活塞主體100之比最外周部更突出於外側之耐磨環118的外周面與滑動孔接觸，來防止活塞主體100之外周接觸於滑動孔之內周面。
本實施形態之活塞組裝體10E的情況係構成用以裝設耐磨環118的溝槽部116之第3活塞構件106由板狀構件所構成，故一邊抑制軸線方向的寬度增大，且一邊可構成具有用以裝設耐磨環118之溝槽部116的活塞主體100。因此，藉由一邊具備耐磨環118，且一邊縮短活塞主體100的寬度來提供縮短整體長度之活塞組裝體10E。
此外，藉由第5實施形態之活塞組裝體10E，亦可得到與第1實施形態之活塞組裝體10A同樣的作用效果。
此外，作為活塞組裝體10E之替代例，亦可將活塞主體100設為與第1實施形態之活塞主體13同樣的長圓形狀之構成，或亦可設為楕圓形狀。
在活塞組裝體10E中，雖將密封構件98配置在第1活塞構件84與第2活塞構件86之間，同時將耐磨環118配置在第2活塞構件86與第3活塞構件106之間，但亦可將密封構件98與耐磨環118的配置設為相反。亦即，將耐磨環118配置在第1活塞構件84與第2活塞構件86之間，同時亦可將密封構件98配置在第2活塞構件86與第3活塞構件106之間。 (第6實施形態)
其次，參照第12A圖至第13圖，就第6實施形態之活塞組裝體10F加以說明。此外，在第6實施形態之活塞組裝體10F中，在與第1實施形態及第4實施形態之活塞組裝體10A、10D相同的構成要素上標示相同的元件符號，而省略詳細的說明。
相對於第4實施形態之活塞組裝體10D，第6實施形態之活塞組裝體10F復具備第3活塞構件122及第2活塞桿124。亦即，在本實施形態中，藉由第1活塞構件84、第2活塞構件86以及第3活塞構件122，構成活塞主體120，同時包夾活塞主體120而在與活塞桿15之相反側配置有第2活塞桿124。以下，在本實施形態中，將活塞桿15稱為「第1活塞桿15」。
第3活塞構件122具有：基部126，其形狀為圓形；圓筒形狀的側周壁部128，係從基部126之周緣的全周延伸於軸線方向；以及凸緣部130，係從側周壁部128的端部(以第2活塞構件86為基準而在與活塞桿之相反側的端部)遍及全周而擴展到半徑方向外側。於基部126之中央係圓形的貫穿孔131貫穿形成於板厚方向。
如第12B圖所示，於利用焊接與第2活塞構件86接合前之第3活塞構件122，係在與第2活塞構件86接合之側的面設置有複數個(在圖示例中為4個)焊接用突起129。在圖示之第3活塞構件122中，焊接用突起129係等間隔地設置在圓周方向。第3活塞構件122之貫穿孔131係與第1活塞構件84的貫穿孔47為相同的直徑。
第3活塞構件122的凸緣部130之輪廓的形狀及大小，係與第2活塞構件86之輪廓的形狀及大小相同或大致相同。如第12A圖所示，藉由第2活塞構件86之外周緣部、第3活塞構件122之側周壁部128、凸緣部130，形成有在周方向360°之範圍內延伸之溝槽部132。
在本實施形態中，第1活塞體84、第2活塞構件86以及第3活塞構件122係由非磁性體的金屬所構成。以此種非磁性體而言，可列舉鋁合金、銅合金、鋅合金、不鏽鋼等。
第2活塞桿124係與第1活塞桿15具有相同的構成。亦即，第2活塞桿124具有胴體部134以及設置在胴體部134基端之嵌合部136。在與活塞主體120焊接前之第2活塞桿124，係設置有焊接用突起138。胴體部134、嵌合部136以及焊接用突起138係分別與第1活塞桿15之胴體部54、嵌合部56以及焊接用突起58(參照第3C圖)具有相同的構成。
為了製造此種活塞組裝體10F，與上述第1實施形態之活塞組裝體10A相同，首先，透過浮凸銲接將第1活塞構件84與第2活塞構件86進行接合。其次，透過浮凸銲接將第2活塞構件86(與第1活塞構件84接合之第2活塞構件86)與第3活塞構件122進行接合。此時，具體而言，在將第2活塞構件86與第3活塞構件122重疊為同心且進行加壓之狀態下，對兩構件進行通電。
如此一來，藉由設置在第3活塞構件122之焊接用突起129經由電阻加熱而溶融，而將第2活塞構件86與第3活塞構件122相互接合。藉此方式，製造由第1活塞構件84、第2活塞構件86以及第3活塞構件122所構成之活塞主體120。此外，亦可於將第2活塞構件86與第3活塞構件122予以接合後，將第1活塞構件84與第2活塞構件86予以接合。
其次，透過浮凸銲接將活塞主體120與第1活塞桿15相互接合，同時透過浮凸銲接將活塞主體120與第2活塞桿124相互接合。活塞主體120與第1活塞桿15之焊接係可按照焊接第1實施形態之活塞主體13與活塞桿15之方法來進行。
為了接合活塞主體120與第2活塞桿124，首先，使第2活塞桿124的基端與活塞主體120對接。亦即，將設置在第2活塞桿124基端之嵌合部136嵌合到設置在第3活塞構件122之貫穿孔131。藉此方式，可容易且精確地將第2活塞桿124定位到活塞主體120。再者，此時，將設置在第2活塞桿124之焊接用突起138抵接在第2活塞構件86。
然後，在將第2活塞桿124與活塞主體120加壓在軸線方向之狀態下，對兩者進行通電。如此一來，藉由設置在第2活塞桿124之焊接用突起138經由電阻加熱而溶融，如第13圖所示，將活塞主體120(第2活塞構件86)與第2活塞桿124相互接合。藉此方式，可得到由第1活塞構件84、第2活塞構件86、第3活塞構件122、第1活塞桿15以及第2活塞桿124所構成之活塞組裝體10F。
此外，實施活塞主體120與第1活塞桿15之焊接的時序，與實施活塞主體120與第2活塞桿124之焊接的時序，可任一者先進行，或亦可為同時進行。
此外，亦可設為不將焊接用突起44設置在前述第2活塞構件86而利用接著劑將第1活塞構件84與第2活塞構件86接合成一體。亦可設為不將焊接用突起129設置在前述第3活塞構件12而利用接著劑將第2活塞構件86與第3活塞構件122接合成一體。亦可設為不將焊接用突起58設置在前述第1活塞桿15而利用接著劑將活塞桿15與活塞主體120接合成一體。亦可設為不將焊接地突起138設置在前述第2活塞桿124而利用接著劑將第2活塞桿124與活塞主體120接合成一體。
如第13圖所示，活塞組裝體10F係在活塞主體120之外周部(密封安裝溝槽96)裝設有環狀的密封構件98，且在溝槽部132配置磁鐵(永久磁鐵)140。磁鐵140係使用碳鋼、鈷鋼、鋁鎳鈷、合成橡膠，或其他材料而形成者。磁鐵140可為環狀，或在圓周方向分割為複數個。磁鐵140為環狀時，於接合第2活塞構件86與第3活塞構件122之前，將磁鐵140裝設在第3活塞構件122之側周壁部128。
裝設有密封構件98及磁鐵140之活塞組裝體10F，係以可滑動之方式配置在具有剖面圓形滑動孔之機殼內，而組裝為流體壓力缸。此時，於前述機殼之外表面，藉由將磁性感測器安裝在相當於活塞主體120的行程兩端之位置，且利用前述磁性感測器來探測磁鐵140所產生之磁性，來檢測活塞主體120之動作位置。
本實施形態之活塞組裝體10F為具有第1活塞桿15及第2活塞桿124之「雙桿型」的構成，與習知的雙桿型之活塞組裝體比較，可縮短活塞主體120的寬度(軸線方向之厚度)。因此，可縮短活塞組裝體10F的整體長度，且可將整個裝置予以小型化，而可謀求削減成本。
其他，藉由第6實施形態之活塞組裝體10F，亦可得到與第1實施形態之活塞組裝體10A相同的作用效果。
此外，作為活塞組裝體10F之替代例，亦可採用消除第2活塞桿124之形態。此外，作為活塞組裝體10F之其他的替代例，亦可將活塞主體120設為與第1實施形態的活塞主體13相同的長圓形狀之構成，或亦可設為楕圓形狀。
在活塞組裝體10F中，雖將密封構件98配置在第1活塞構件84與第2活塞構件86之間，同時將磁鐵140配置在第2活塞構件86與第3活塞構件122之間，但亦可將密封構件98與磁鐵140之配置設為相反。亦即，將磁鐵140配置在第1活塞構件84與第2活塞構件86之間，同時亦可將密封構件98配置在第2活塞構件86與第3活塞構件122之間。 (其他替代例)
在上述實施形態中，活塞組裝體10A至10F之各構成要素係透過浮凸銲接予以接合，而本發明不限於於此，亦可透過浮凸銲接之外的焊接方法將活塞組裝體10A到10F之各構成要素予以接合。
在前述中，針對本發明列舉較佳的實施形態而作了說明，而本發明不限定於前述實施形態，在不脫離本發明之要旨之範圍內，當然可作種種改變。
10A至10F‧‧‧活塞組裝體
11‧‧‧流體壓力缸
12‧‧‧機殼
13,60,80,88,100,120‧‧‧活塞主體
14,16‧‧‧連接埠
15,81,124‧‧‧活塞桿(第1活塞桿)
17,65‧‧‧密封安裝溝槽
18‧‧‧滑動孔
19,34,38,98‧‧‧密封構件
20‧‧‧壓力室
30‧‧‧桿蓋
36‧‧‧環狀溝槽
40,62,82,84‧‧‧第1活塞構件
42,64,86‧‧‧第2活塞構件
44,58,74,114,129,138‧‧‧焊接用突起
46,68,90,108,126‧‧‧基部
47,66,131‧‧‧貫穿孔
48,70,92,110,128‧‧‧側周壁部
50‧‧‧凸緣部
54,134‧‧‧胴體部
56,136‧‧‧嵌合部
106,122‧‧‧第3活塞構件
112‧‧‧凸緣部
116,132‧‧‧溝槽部
118‧‧‧耐磨環
124‧‧‧第2活塞桿
140‧‧‧磁鐵(永久磁鐵)
第1圖係沿著本發明第1實施形態之具備有活塞組裝體之流體壓力缸的軸線方向之局部省略縱剖面圖。
第2A圖係第1圖所示之活塞組裝體的斜視圖，第2B圖係第1圖所示之活塞組裝體的分解斜視圖。
第3A圖係第1活塞構件與第2活塞構件之焊接前的縱剖面圖，第3B圖係第1活塞構件與第2活塞構件之焊接後的縱剖面圖，第3C圖係活塞主體與活塞桿之焊接前的縱剖面圖，第3D圖係活塞主體與活塞桿之焊接後的縱剖面圖。
第4A圖係本發明第2實施形態之活塞組裝體的斜視圖，第4B圖係第4A圖所示之活塞組裝體的分解斜視圖。
第5圖係裝設有第4A圖所示之活塞組裝體的密封構件之狀態下的縱剖面圖。
第6A圖係本發明第3實施形態之活塞組裝體的斜視圖，第6B圖係第6A圖所示之活塞組裝體的分解斜視圖。
第7圖係在裝設有第6A圖所示之活塞組裝體的密封構件之狀態下的縱剖面圖。
第8A圖係本發明第4實施形態之活塞組裝體的斜視圖，第8B圖係第8A圖所示之活塞組裝體的分解斜視圖。
第9圖係在裝設有第8A圖所示之活塞組裝體的密封構件之狀態下的縱剖面圖。
第10A圖係本發明第5實施形態之活塞組裝體的斜視圖，第10B圖係第10A圖所示之活塞組裝體的分解斜視圖。
第11圖係在裝設有第10A圖所示之活塞組裝體的密封構件及耐磨環之狀態下的縱剖面圖。
第12A圖係本發明第6實施形態之活塞組裝體的斜視圖，第12B圖係第12A圖所示之活塞組裝體的分解斜視圖。
第13圖係在裝設有第12A圖所示之活塞組裝體的密封構件及磁鐵之狀態下的縱剖面圖。
10A‧‧‧活塞組裝體
13‧‧‧活塞主體
15‧‧‧活塞桿(第1活塞桿)
40‧‧‧第1活塞構件
42‧‧‧第2活塞構件
44‧‧‧焊接用突起
46‧‧‧基部
47‧‧‧貫穿孔
48‧‧‧側周壁部
50‧‧‧凸緣部
54‧‧‧胴體部
56‧‧‧嵌合部

权利要求:
Claims (8)
[1] 一種活塞組裝體，係具備：活塞主體(13,60,80,88,100,120)；以及接合在前述活塞主體(13,60,80,88,100,120)之活塞桿(15)；而前述活塞主體(13,60,80,88,100,120)具有由板狀構件所構成之第1活塞構件(40,62,82,84)與第2活塞構件(40,64,86)，而前述第1活塞構件(40,62,82,84)與第2活塞構件(40,64,86)係在重疊於前述活塞桿(15)之軸線方向之狀態下相互接合著，而在前述第1活塞構件(40,62,82,84)之外周緣部與前述第2活塞構件(40,64,86)的外周緣部之間形成有延伸於圓周方向之密封安裝溝槽(17,65,96)，而前述第1活塞構件(40,62,82,84)與前述第2活塞構件(40,64,86)中之至少一方係遍及整體而具有板厚。
[2] 一種活塞組裝體(10A,10B,10D至10F)，係在申請專利範圍第1項所述之活塞組裝體(10A,10B,10D至10F)中，於前述第1活塞構件(40,62,84)，設置板厚方向之貫穿孔(47)，且在前述活塞桿(15)之一端，突出形成有嵌合在前述貫穿孔(47)之嵌合部(56)。
[3] 一種活塞組裝體(10E,10F)，係在申請專利範圍第1項所述之活塞組裝體(10E,10F)中，前述活塞本體(100,120)具有由板狀構件所構成之第3活塞構件(106,122)，而在前述活塞本體(106,122)的外周部，於形成在前述第2活塞構件(86)與前述第3活塞構件(106,122)之間的溝槽部(116,132)，配設有沿著前述活塞本體(100,120)外周而延伸之支撐構件(118)或磁鐵(140)。
[4] 一種活塞組裝體(10F)，係在申請專利範圍第1項所述之活塞組裝體(10F)中，在前述活塞主體(120)之一側，利用焊接將作為第1活塞桿(15)之前述活塞桿(15)予以接合，且在前述活塞主體(120)的另一側，接合有第2活塞桿(124)。
[5] 一種活塞組裝體(10A至10F)，係在申請專利範圍第1項所述之活塞組裝體(10A至10F)中，前述第1活塞構件(40,62,82,84)與前述第2活塞構件(42,64,86)係利用焊接進行接合，而前述活塞主體(13,60,80,88,100,120)與前述活塞桿(15)係利用焊接而接合。
[6] 一種流體用汽缸(11)，係具備申請專利範圍第1項所述之活塞組裝體(10A至10F)；以及以可移動於軸線方向之方式將前述活塞組裝體(10A至10F)予以收容之機殼(12)。
[7] 一種活塞組裝體(10A至10F)之製造方法，係具有第1步驟與第2步驟，其中，第1步驟係將由板狀構件所構成之第1活塞構件(40,62,82,84)與第2活塞構件(42,64,86)予以重疊，且接合兩者而得到活塞主體(13,60,80,88,100,120)，而第2步驟係接合前述活塞主體(13,60,80,100,120)與活塞桿(15)，而在前述第1活塞構件(40,62,82,84)之外周緣部與前述第2活塞構件(42,64,86)的外周緣部之間形成有延伸於圓周方向之密封安裝溝槽(17,65,96)，且前述第1活塞構件(40,62,82,84)與前述第2活塞構件(42,64,86)中之至少一方係遍及整體而具有板厚。
[8] 一種活塞組裝體(10A至10F)之製造方法，係於申請專利範圍第7項所述之活塞組裝體(10A至10F)的製造方法中，在前述第1步驟中，利用焊接將前述第1活塞構件(40,62,82,84)與前述第2活塞構件(42,64,86)予以接合，而在前述第2步驟中，利用焊接將前述活塞主體(13,60,80,88,100,120)與前述活塞桿(15)予以接合。

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