專利名稱：帶節(jié)流閥的流體壓缸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶節(jié)流閥的流體壓缸裝置。該流體壓缸裝置，在流體壓缸上附設(shè)有節(jié)流閥，用該節(jié)流閥調(diào)節(jié)壓力流體的流量，以進行活塞的動作控制。
背景技術(shù)：
作為此種帶節(jié)流閥的流體壓缸裝置，在現(xiàn)有技術(shù)中，一種公知的裝置是，用節(jié)流閥調(diào)節(jié)對壓力室供給或排出的壓力流體的流量，以控制活塞的移動速度。另一種公知的裝置是，在活塞接近行程端時，用節(jié)流閥限制從壓力室排出的流體的流量，以使活塞在行程端緩沖地停止。
在這樣的壓缸裝置中，上述的節(jié)流閥通常是采用可變節(jié)流閥，該可變節(jié)流閥安裝在缸體上，使圓錐形的閥桿進退動作，調(diào)節(jié)孔口的開口面積。
圖9例示備有這樣的可變節(jié)流閥50的已往的流體壓缸裝置的要部。該壓缸裝置，在缸體51的內(nèi)部，除了有壓力室52外，還有緩沖室56。另外，還形成了與該緩沖室56連通的圖未示孔口?；钊?3在行程途中時，該緩沖室56與壓力室52連通；當活塞53接近行程端時，在桿54和密封部件55的共同作用下，緩沖室56與壓力室51阻斷。緩沖室56與壓力室51阻斷后，壓力室51內(nèi)的流體一邊從通孔58a在上述節(jié)流閥50受到流量限制，一邊經(jīng)過通孔58b流入緩沖室56內(nèi)，然后，從孔口排出，這樣，上述活塞53在行程端緩沖地停止。
上述節(jié)流閥50，在上述缸體51上所形成的閥孔59中安裝閥座60。在該閥座60上安裝著前端備有圓錐形調(diào)節(jié)部61a的閥桿61，該閥桿61借助轉(zhuǎn)動操作可沿閥孔59的軸線方向自由進退，用上述調(diào)節(jié)部61a調(diào)節(jié)通孔58a的開口面積。另外，在上述閥桿61的設(shè)有陽螺紋的基端部61b，安裝著鎖固螺母63，該鎖固螺母63用于在開口面積調(diào)節(jié)后防止閥桿61因振動等原因而旋轉(zhuǎn)。
上述已往的流體壓缸裝置中，附設(shè)在缸體上的節(jié)流閥，是通過使閥桿沿軸線方向進退動作來調(diào)節(jié)孔口的開口面積的，所以，閥桿的軸線方向的尺寸大，而且，必須確保使該閥桿進退的動作區(qū)域，所以，小型化受到制約。
另外，上述閥桿、閥座或鎖固螺母等，大大地伸出到缸體的外部，在使用壓缸時、以及在壓缸附近安裝其它設(shè)備時都很礙事。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使節(jié)流閥小型而簡單、能緊湊地附設(shè)在缸體上的、帶節(jié)流閥的流體壓缸裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的帶節(jié)流閥的流體壓缸裝置，具有借助流體壓的作用在缸體內(nèi)部移動的活塞、使流體壓作用在該活塞上的壓力室、對該壓力室供給或排出壓力流體的孔口、為了控制上述活塞的動作而調(diào)節(jié)上述壓力流體流量的可變節(jié)流閥；其特征在于，在上述缸體上形成了圓形閥孔，上述節(jié)流閥具有圓柱形的閥桿，該圓柱形的閥桿以可繞所述閥孔的中心軸線自由轉(zhuǎn)動操作、但在該中心軸線方向卡合著的狀態(tài)，收容在上述圓形閥孔內(nèi)；在上述閥孔的側(cè)面及底面，開設(shè)著壓力流體用的第1流路孔和第2流路孔；上述閥桿，其外周面緊密地與上述閥孔的內(nèi)周面滑接，在該閥桿的內(nèi)部形成了連接孔，該連接孔的一端的第1孔口在該閥桿的側(cè)面開口，并與上述第1流路孔連通；該連接孔的另一端的第2孔口在該閥桿的底面開口，并與上述第2流路孔連通；在該閥桿的外周設(shè)有流量調(diào)節(jié)槽，該流量調(diào)節(jié)槽隨著轉(zhuǎn)動操作調(diào)節(jié)上述第1流路孔與第1孔口的連通面積；上述流量調(diào)節(jié)槽，以上述第1孔口的位置為基端沿圓周方向延伸，朝著前端側(cè)其槽寬漸漸變窄、同時槽深漸漸變淺。
本發(fā)明中，上述閥桿最好以非突出狀態(tài)配設(shè)在閥孔內(nèi)。另外，將上述閥桿卡合在閥孔內(nèi)的機構(gòu)，最好是環(huán)狀的止動圈。
本發(fā)明的一具體實施形態(tài)中，上述節(jié)流閥，具有控制活塞移動速度的、作為速度控制閥的功能，上述第1流路孔和第2流路孔中的一方，與上述孔口連通，另一方與上述壓力室連通。
本發(fā)明的另一具體實施形態(tài)中，上述節(jié)流閥，具有使上述活塞在行程端緩沖地停止的、作為緩沖閥的功能，當上述活塞接近行程端時，排出側(cè)的壓力室內(nèi)的流體，通過該節(jié)流閥從上述孔口排出。
更具體地說，在上述缸體的內(nèi)部，形成了緩沖室，上述活塞在行程途中時，該緩沖室與上述壓力室連通，當該活塞接近行程端時，該緩沖室與上述壓力室阻斷；上述孔口與該緩沖室連通，并且，上述節(jié)流閥的第1流路孔和第2流路孔中的一方和另一方，分別與該緩沖室和上述壓力室連通。
根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)流量的節(jié)流閥，由于只要在閥孔內(nèi)將閥桿繞自身的軸線轉(zhuǎn)動操作，就可以調(diào)節(jié)流量，所以，與使上述閥桿沿軸線方向進退操作的已往技術(shù)相比，可以用少的零件、小型而簡單地構(gòu)成該節(jié)流閥，可以緊湊地組裝在流體壓缸上。


圖1是表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的局部斷面圖。
圖2是圖1中的II-II線斷面圖。
圖3是圖2中的III-III線斷面圖。
圖4a是節(jié)流閥中的閥桿的正面圖。
圖4b是節(jié)流閥中的閥桿的側(cè)面圖。
圖5是卡合部件的平面圖。
圖6a是節(jié)流閥全開狀態(tài)時的斷面圖。
圖6b是節(jié)流閥中間開放狀態(tài)時的斷面圖。
圖6c是節(jié)流閥全閉狀態(tài)時的斷面圖。
圖7是表示本發(fā)明第2實施形態(tài)的要部斷面圖。
圖8是表示本發(fā)明第3實施形態(tài)的要部斷面圖。
圖9是表示已往的可變節(jié)流閥構(gòu)造的斷面圖。
具體實施例方式
圖1～圖3表示帶節(jié)流閥的流體壓缸裝置的第1實施形態(tài)。該第1實施形態(tài)的壓缸裝置1A，在流體壓缸2上附設(shè)有可變節(jié)流閥3，該可變節(jié)流閥3通過進行壓力流體的流量調(diào)節(jié)而控制活塞13的動作。該節(jié)流閥3具有緩沖閥的功能，使活塞13在行程端緩沖地停止。
上述的流體壓缸2，如圖2所示，具有圓形斷面的缸體10，在該缸體10的內(nèi)部，形成了沿軸線L方向延伸的圓形缸孔11。該缸孔11的一端被與缸體10成一體的端壁10a封閉，另一端開放，缸孔11的開放的端部，被氣密地安裝在缸體10端部的端蓋12閉塞。在上述缸孔11的內(nèi)部收容著上述活塞13，該活塞13在流體壓力的作用下可沿軸線L方向自由移動。另外，上述缸體10的斷面形狀也可以是矩形。
活塞桿14從上述活塞13的一端沿軸線L方向伸出，該活塞桿14可滑動地貫通上述端蓋12伸出到外部。15是安裝在該端蓋12上的密封部件，將端蓋12與活塞桿14的外周面之間密封。在上述活塞13的另一端，封閉部件16沿軸線L方向伸出。該封閉部件16在緩沖作用時用于將后述第1壓力室18與緩沖室20阻斷。該封閉部件16與上述活塞桿14成一體，是將該活塞桿14的一部分從上述活塞13伸出而形成的。該封閉部件16的長度比較短，圖示的例中，約為缸孔11的孔長的1/4。
在上述活塞13的兩側(cè)，形成了用于使流體壓力作用在活塞13上的第1及第2兩個壓力室18、19。其中，第1壓力室18形成在活塞13與端壁10a之間，與形成在上述端壁10a上的小直徑緩沖室20連通，通過該緩沖室20與缸體10側(cè)面的第1孔口21連通。上述節(jié)流閥3，如后所述，設(shè)在連接上述第1壓力室18和緩沖室20的流路中。上述第2壓力室19，形成在活塞13與上述端蓋12之間，與形成在該端蓋12上的桿貫通孔23連通，通過該桿貫通孔23與端蓋12側(cè)面的第2孔口22連通。
因此，從圖1的動作狀態(tài)，通過上述第2孔口22將第2壓力室19向外部開放。同時從第1孔口21通過緩沖室20將空氣等的壓力流體供給到第1壓力室18時，活塞13和活塞桿14就朝圖1中左方向移動(前進)。另外，通過上述第1孔口21將上述緩沖室20和第1壓力室18向外部開放、同時從第2孔口22將壓力流體供給到第2壓力室19時，活塞13和活塞桿14朝圖1中右方向移動(后退)。
在上述活塞13的后退行程中，當活塞13接近行程端時，如圖1所示，由于上述封閉部件16嵌入在緩沖室20內(nèi)，與安裝在該緩沖室20內(nèi)周面上的緩沖墊25氣密地滑動接觸，所以，該緩沖室20和上述第1壓力室18被阻斷。在此之前通過緩沖室20從第1孔口21自由排出的第1壓力室18內(nèi)的流體，通過上述節(jié)流閥3，以流量被限制的狀態(tài)通過緩沖室20和第1孔口21排出，所以，起到緩沖作用，活塞13在行程端緩沖地停止。
上述緩沖墊25，是具有單向性密封功能的唇式緩沖墊，在與上述封閉部件16的外周接觸的狀態(tài)下，阻斷流體從第1壓力室18朝緩沖室20的逆向流動，容許流體從緩沖室20朝第1壓力室18的順向流動。因此，使活塞13從圖1的動作狀態(tài)前進時，壓力流體從第1孔口21供給到緩沖室20時，該壓力流體將上述緩沖墊25推開，自由地流入第1壓力室18，所以起動很順利。
上述可變節(jié)流閥3附設(shè)在上述缸體10的側(cè)面，其構(gòu)造如下。即，如圖3所示，在該缸體10的端壁10a的側(cè)面，朝向緩沖室20的中心并與壓缸的軸線L正交的方向，形成了圓形的閥孔30，在該閥孔30內(nèi)安裝著圓柱形的閥桿31。
上述閥孔30，由位于孔里側(cè)的小直徑孔部30a、和位于孔外側(cè)的大直徑孔部30b構(gòu)成。在小直徑孔部30a的側(cè)面，開設(shè)了與上述第1壓力室18連通的第1流路孔33。在小直徑孔部30a的底面中央位置，開設(shè)了與上述緩沖室20連通的第2流路孔34。
另一方面，上述閥桿31，如圖4a、圖4b所示，由小直徑的主軸部31a和大直徑的操作部31b構(gòu)成。主軸部31a以與小直徑孔部30a的內(nèi)周面緊密滑接的狀態(tài)，嵌合在小直徑孔部30a內(nèi)。操作部31b以非突出的狀態(tài)嵌合在上述大直徑孔部30b內(nèi)。在上述閥孔30內(nèi)配設(shè)著閥桿31，該閥桿31能繞閥孔30的中心軸線M(即閥桿31的中心軸線)自由轉(zhuǎn)動操作，但在該中心軸線M的方向與閥孔30卡合著。在上述操作部31b的頂面中央部，形成了可用扳手等工具進行轉(zhuǎn)動操作的例如六邊形孔等的多邊形操作孔39。
將上述閥桿31卡合在閥孔30內(nèi)的卡合機構(gòu)，在圖示的實施形態(tài)中，是采用圖5所示那樣的由環(huán)狀止動圈構(gòu)成的卡合部件38。該卡合部件38由環(huán)狀本體部38a和從該本體部38a的外周呈放射狀伸出的若干個卡合片38b構(gòu)成。這些卡合片38b朝外地并彈性地與閥孔30的孔壁卡合，本體部38a可滑動地與閥桿31的上面相接。這時，在上述閥孔30的孔壁上，最好形成供本體部38a的前端卡合的槽或臺階等構(gòu)成的顎部。
但是，上述卡合機構(gòu)，并不限定于該卡合部件38這樣的、另外形成的部件，例如，也可在閥孔30的內(nèi)周面上形成圓周方向的卡合槽，在閥桿31的外周形成突起，使該突起可移動地與該卡合槽卡合。
在上述閥桿31的內(nèi)部，形成了連接孔40。該連接孔40用于連接上述第1流路孔33和第2流路孔34。該連接孔40的一端的第1孔口40a，在上述主軸部31a側(cè)面的兩個密封部件41、41間的位置開口，能與上述第1流路孔33連通。連接孔40的另一端的第2孔40b，在上述主軸部31a的底面開口，總是與上述第2流路孔34連通。
在上述主軸部31a的外周面，形成了流量調(diào)節(jié)槽42。該流量調(diào)節(jié)槽42用于調(diào)節(jié)上述連接孔40的第1孔口40a與上述第1流路孔33的連通面積。該流量調(diào)節(jié)槽42，在上述兩個密封部件41、41之間，以上述第1孔口40a的位置作為基端，在該主軸部31a的外周沿圓周方向延伸，朝著其前端側(cè)槽寬漸漸變窄、同時槽深變淺。該流量調(diào)節(jié)槽42的槽形狀，在圖示例中是V字形斷面，但也可以是U字形、凹字形、或樣形等其它任意的斷面形狀。
上述構(gòu)造的可變節(jié)流閥3，通過轉(zhuǎn)動操作上述閥桿31，使連接孔40的第1孔口40a與第1流路孔33的連通面積(閥開度)變化，從而進行壓力流體的流量調(diào)節(jié)。即，如圖6a所示，當上述第1孔口40a與第1流路孔33直接并完全連通時，該節(jié)流閥3成為全開狀態(tài)，流量最大，從該狀態(tài)如圖6b所示，將閥桿31順時針轉(zhuǎn)動時，上述第1孔口40a通過流量調(diào)節(jié)槽42與第1流路孔33連通，所以，閥開度漸漸變小，與此相應地流量被限制。這時的閥開度的大小，與上述流量調(diào)節(jié)槽42與第1流路孔33連通部分的斷面積相應。然后，使閥桿31再轉(zhuǎn)動，成為圖6c所示狀態(tài)時，第1流路孔33被主軸部31a關(guān)閉，節(jié)流閥3成為全閉狀態(tài)，壓力流體被阻斷。
上述閥桿31借助上述兩個密封部件41、41被壓扁產(chǎn)生的摩擦力，被保持在任意的操作位置，但是，也可以用其它適當?shù)臋C構(gòu)，使閥桿31停止在預定的操作位置。
上述閥桿31，為了在全開位置和全閉位置不再繼續(xù)轉(zhuǎn)動，最好與止擋部件等相接。
上述閥桿31的從全開位置到全閉位置的操作角度，取決于上述流量調(diào)節(jié)槽42的圓周方向長度。圖示例中，該操作角度約為180度，但是，如果流量調(diào)節(jié)槽42的長度比圖示中短時，操作角度可在180度以下，如果比圖示中長時，操作角度可在180度以上。
由于上述流量調(diào)節(jié)槽42朝著前端側(cè)槽寬漸漸變窄、同時槽深漸漸變淺，所以，與槽寬恒定、僅僅是槽深漸漸變淺的構(gòu)造相比，可以加大相對于閥桿31操作角度的閥開度的變化，可容易地進行閥開度的調(diào)節(jié)。
這樣，通過轉(zhuǎn)動操作可變節(jié)流閥3的閥桿31，調(diào)節(jié)閥開度，調(diào)節(jié)通過該節(jié)流閥3排出的流體的流量，可以控制緩沖作用時的活塞13的動作速度。
另外，只要在閥孔30內(nèi)將上述閥桿31繞軸線M轉(zhuǎn)動操作，就可以調(diào)節(jié)流量，所以，與使該閥桿31沿軸線M方向進退動作的已往技術(shù)相比，可以用較少的零件、小型而簡單地構(gòu)成可變節(jié)流閥，可以緊湊地組裝在流體壓缸上。
另外，圖示的實施形態(tài)中，是通過把上述節(jié)流閥3、緩沖室20、封閉部件16設(shè)置在流體壓缸2的頭側(cè)(端壁10a側(cè))，而使活塞13在后退行程端緩沖地停止的，但是，也可以把這些節(jié)流閥3、緩沖室20、封閉部件16設(shè)置在桿側(cè)(端蓋12側(cè))，使活塞13在前進行程端緩沖地停止。或者，也可以設(shè)置在頭側(cè)和桿側(cè)雙方，在活塞13的兩個行程端產(chǎn)生緩沖作用。
另外，把上述緩沖室和封閉部件設(shè)置在桿側(cè)時，只要把上述端蓋12的桿貫通孔23作為緩沖室，安裝緩沖墊25，在活塞桿14的外周安裝套筒狀的封閉部件即可。
圖7表示帶節(jié)流閥的流體壓缸裝置之第2實施形態(tài)的要部。該第2實施形態(tài)的壓缸裝置1B，在流體壓缸2上附設(shè)了可變節(jié)流閥43，使該可變節(jié)流閥43具有控制活塞移動速度的、作為速度控制閥的功能。
上述可變節(jié)流閥43，其基本構(gòu)造與第1實施形態(tài)的節(jié)流閥3相同，不同點是，在閥孔30的側(cè)面開口的第1流路孔33，與孔口44連通。在閥孔30的底面開口的第2流路孔34，直接與壓力室45連通。另外，不備有第1實施形態(tài)中的緩沖室和封閉部件。
上述第2流路孔34，具有與閥孔30的小直徑孔部30a同樣的大小，但是，也可以比該小直徑孔部30a小。另外，上述孔口44也可以位于虛線所示的位置。
該第2實施形態(tài)中的其余構(gòu)造，與第1實施形態(tài)相同，對主要的相同部分，注以與第1實施形態(tài)相同的標記，其說明從略。
該第2實施形態(tài)的壓缸裝置1B中，從上述孔口44對壓力室45供給或排出的壓力流體，被上述節(jié)流閥43調(diào)節(jié)流量，活塞以與調(diào)節(jié)后的流量相應的速度，被往復驅(qū)動。
上述節(jié)流閥43可以設(shè)在頭側(cè)和桿側(cè)雙方，也可以只設(shè)在其中的任何一方。
上述各實施形態(tài)的節(jié)流閥3、43中，閥孔30和閥桿31分別具有大直徑部分和小直徑部分。但是，也可以如圖8所示第3實施形態(tài)那樣，使這些閥孔30和閥桿31具有沿全長均勻的直徑。該第3實施形態(tài)，表示作為緩沖閥的節(jié)流閥3。該節(jié)流閥3中，將閥孔30形成為沿全長均勻的直徑，同時，將該閥孔30底面的第2流路孔34形成為比閥孔30的直徑小，這樣，在該閥孔的底面形成了臺階部32。把全長直徑均勻的閥桿31插入該閥孔30內(nèi)，使其前端與上述臺階部32相接并卡合，這樣，該閥桿31可自由轉(zhuǎn)動地安裝在閥孔30內(nèi)。使該閥桿31卡合在閥孔30內(nèi)的卡合機構(gòu)，與上述第1及第2實施形態(tài)中的相同。
另外，在上述第1實施形態(tài)中，將節(jié)流閥3作為緩沖閥使用，在第2實施形態(tài)中，將節(jié)流閥43作為速度控制閥使用。但是，也可以在一個流體壓缸2上，同時設(shè)置緩沖用的節(jié)流閥3和速度控制用的節(jié)流閥43二者。
權(quán)利要求
1.帶節(jié)流閥的流體壓缸裝置，具有借助流體壓的作用在缸體內(nèi)部移動的活塞、使流體壓作用在該活塞上的壓力室、對該壓力室供給或排出壓力流體的孔口、為了控制所述活塞的動作而調(diào)節(jié)所述壓力流體流量的可變節(jié)流閥；其特征在于，在所述缸體上形成了圓形閥孔，所述節(jié)流閥具有圓柱形的閥桿，該圓柱形的閥桿以可繞所述閥孔的中心軸線自由轉(zhuǎn)動操作、但在該中心軸線方向卡合著的狀態(tài)，收容在所述圓形閥孔內(nèi)；在所述閥孔的側(cè)面及底面，開設(shè)著壓力流體用的第1流路孔和第2流路孔；所述閥桿，其外周面緊密地與所述閥孔的內(nèi)周面滑接，在該閥桿的內(nèi)部形成了連接孔，該連接孔的一端的第1孔口在該閥桿的側(cè)面開口，并與所述第1流路孔連通；該連接孔的另一端的第2孔口在該閥桿的底面開口，并與所述第2流路孔連通；在該閥桿的外周設(shè)有流量調(diào)節(jié)槽，該流量調(diào)節(jié)槽隨著轉(zhuǎn)動操作調(diào)節(jié)所述第1流路孔與第1孔口的連通面積；所述流量調(diào)節(jié)槽，以所述第1孔口的位置為基端沿圓周方向延伸，朝著前端側(cè)其槽寬漸漸變窄、同時槽深漸漸變淺。
2.如權(quán)利要求1所述的壓缸裝置，其特征在于，所述閥桿以非突出狀態(tài)配設(shè)在閥孔內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的壓缸裝置，其特征在于，將所述閥桿卡合在閥孔內(nèi)的機構(gòu)，是環(huán)狀的止動圈。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的壓缸裝置，其特征在于，所述節(jié)流閥，具有控制活塞移動速度的、作為速度控制閥的功能，所述第1流路孔和第2流路孔中的一方，與所述孔口連通，另一方與所述壓力室連通。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的壓缸裝置，其特征在于，所述節(jié)流閥，具有使所述活塞在行程端緩沖地停止的、作為緩沖閥的功能，當所述活塞接近行程端時，排出側(cè)的壓力室內(nèi)的流體通過該節(jié)流閥從所述孔口排出。
6.如權(quán)利要求5所述的壓缸裝置，其特征在于，在所述缸體的內(nèi)部，形成了緩沖室，所述活塞在行程途中時，該緩沖室與所述壓力室連通，當該活塞接近行程端時，該緩沖室與所述壓力室阻斷；所述孔口與該緩沖室連通，并且，所述節(jié)流閥的第1流路孔和第2流路孔中的一方和另一方，分別與該緩沖室和所述壓力室連通。
全文摘要
本發(fā)明提供帶節(jié)流閥的壓缸裝置，該裝置中，在缸體上形成閥孔，圓柱形閥桿可繞中心軸線轉(zhuǎn)動操作地收容在該閥孔內(nèi)。在該閥桿上形成了連接孔，該連接孔具有與第1流路孔連通的第1孔口、和與第2流路孔連通的第2孔口。并且，在閥桿上形成了流量調(diào)節(jié)槽，該流量調(diào)節(jié)槽從上述第1孔口的位置開始，在該閥桿的外周沿圓周方向延伸，該流量調(diào)節(jié)槽朝著前端側(cè)槽寬漸漸變窄、同時槽深變淺，隨著閥桿的轉(zhuǎn)動操作，可調(diào)節(jié)閥開度。
文檔編號F15B15/00GK1904393SQ200610107469
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月25日
發(fā)明者廣木章, 石井忠 申請人:Smc株式會社