專利名稱：無桿氣缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無桿動力缸，其可用作例如輸送一工件的裝置。
近年來，在工廠和類似場所，使用了各種無桿氣缸作為輸送工件的裝置。普通的已知無桿氣缸包括一機構(gòu)，其中，在導(dǎo)向件和載荷傳遞件之間提供一軸承，導(dǎo)向件和載荷傳遞件可繞軸承相互轉(zhuǎn)動，并且其在軸承軸向可相互移動一預(yù)定量。于是，施加在導(dǎo)向件或載荷傳遞件上的負載被吸收了(見日本專利公報No.60-234106)。
普通的無桿氣缸還包括另一種機構(gòu)，其中，在滑動體下表面上有一嚙合槽。在與活塞整體成形的軛架的上表面有一嚙合突起與嚙合槽嚙合。在水平和垂直方向的負載由嚙合突起和嚙合槽之間的間隙吸收了。平面扭矩由形成于嚙合突起上的曲面吸收了(見日本專利公報N0.7-1041)。
然而，日本專利公報No.60-234106公開的技術(shù)方案有下述不便。即，其不能吸收在與缸體軸線大致平行方向的和垂直于缸體方向施加的載荷。另外，其不能吸收繞缸體軸線轉(zhuǎn)動方向施加的載荷。
另一方面，日本專利公報N0.7-1041有下列不便，因為提供了形成于嚙合突起上的的曲面，和支靠件的平面，所以它們是線和線的接觸。于是，施加在嚙合突起上的載荷使曲面變形，從而使可靠性下降。
本發(fā)明的總的目的是提供一無桿壓力氣缸，其能在水平和垂直方向、在繞軸線的轉(zhuǎn)動方向、在繞垂直于軸線的轉(zhuǎn)動方向、和在這些方向以復(fù)雜形式組合所產(chǎn)生的各個方向最佳地吸收作用于滑動件、位移傳遞件或活塞上的載荷。
本發(fā)明的一個主要目的是提供一無桿氣缸，其能提供面和面接觸以吸收作用于滑動件、位移傳遞件或活塞上的載荷，從而改善載荷吸收機構(gòu)的耐用性。
下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進行描述。


圖1是本發(fā)明一個實施例的無桿氣缸的分解透視圖；圖2是圖1所示的要裝在無桿氣缸上的蓋和上板的分解透視圖；圖3是圖2中沿Ⅲ-Ⅲ線的剖視圖；圖4是圖1所示無桿氣缸的部分去掉的前視圖；圖5是圖4中無桿氣缸的部分去掉的平面圖；圖6是圖4中無桿氣缸的部分剖視圖；圖7是圖4所示載荷吸收機構(gòu)的部分放大的剖視圖；圖8是沿主缸體縱向的剖視圖；圖9是裝在缸筒腔中的活塞的透視圖；圖10是第一密封件和一槽口之間的接合狀態(tài)的部分省略的剖視圖；圖11顯示了吸收在水平方向施加在可動件上載荷的作用；圖12顯示了吸收在垂直方向施加在可動件上載荷的作用；圖13顯示了吸收在繞軸線轉(zhuǎn)動方向施加在可動件上載荷的作用；圖14顯示了吸收在繞垂直于軸線轉(zhuǎn)動方向施加在可動件上載荷的作用；參見圖1，標(biāo)號10表示本發(fā)明一個實施例的無桿氣缸。無桿氣缸10包括一主缸體16，其有一設(shè)在缸筒12上表面的可動件14，可沿缸筒12的縱向移動，一導(dǎo)向架20有一凹槽18用于容納主缸體16，和一滑動體22，其可與可動件14一起沿導(dǎo)向架20縱向移動。
如圖3所示，在導(dǎo)向架20的下表面沿縱向形成有兩條延伸的連接槽24a,24b，其可通過未示的連接裝置例如螺栓將無桿氣缸10連接于另一元件。在兩條延伸的連接槽24a,24b之間沿縱向延伸有一組通道26a至26d，其用于集中布線或其他目的。
在導(dǎo)向架20中形成有凹槽18用于容納主缸體16，其寬度大于缸筒12的寬度。在凹槽18的底面上形成有兩條延伸的緊固槽28a,28b，其沿縱向大致相互平行。
在各延伸的緊固槽28a,28b上設(shè)置有緊固件32，其可與缸筒12下端上的接合突起30接合。通過緊固件32將缸筒12固定在導(dǎo)向架20上。
通過與延伸的緊固槽28a,28b嚙合的螺母和旋入螺母的螺旋裝置將緊固件32緊固在延伸的緊固槽28a,28b的所需位置。在延伸的緊固槽28a,28b附近的臺階部分有直線的導(dǎo)向件34，用于沿導(dǎo)向架20縱向引導(dǎo)滑動體22。
直線導(dǎo)向件34包括沿導(dǎo)向架20縱向延伸的導(dǎo)軌36，其通過形成于臺階部分的槽固定，和一對倒U形的導(dǎo)向體38，其固定于滑動體22的下表面，并能沿導(dǎo)軌36滑動。導(dǎo)向體38固定于滑動體22的下表面上。通過與槽嚙合的螺母和旋入螺母的螺旋件以與緊固件32相同的方式將導(dǎo)軌36固定。
如圖2所示，在導(dǎo)向架20兩側(cè)上部分別設(shè)有側(cè)蓋40a,40b，其沿導(dǎo)向架20的縱向延伸。在側(cè)蓋40a,40b的側(cè)表面上沿縱向設(shè)有傳感器連接槽44，其用于連接一傳感器42(見圖3)。側(cè)蓋40a,40b可取下地連接于導(dǎo)向架20，其通過固定件46由端板48a,48b分別固定，這將在下面描述。
如圖1所示，端板48a,48b分別連接于導(dǎo)向架20縱向兩端。在端板48a,48b形成矩形截面的孔50用于容納主缸體16。
如圖2所示，沿導(dǎo)向架20縱向延伸的頂蓋52通過一對上板49a,49b上的突起51支承在端板48a,48b的上表面上。
如圖4所示，在端板48a(48b)設(shè)有位移量調(diào)整裝置54,用于調(diào)整滑動體22的位移量。位移量調(diào)整裝置54包括一矩形的平行六面體元件56，其固定于端板48a,48b的側(cè)表面上，和一螺栓62，其有一從元件56上突出的頭部58，并有一螺旋部分60可以旋入元件56的螺孔中。
在本實施例中，例如一螺絲刀與形成于螺栓62頭部58端部的一字槽嚙合，以增加或減少螺栓62的旋入量。于是，螺栓62能沿箭頭所示的方向移動。于是，通過改變螺栓62頭部58靠在連接于滑動體22的沖擊吸收件64的位置能任意調(diào)整滑動體22的位移量。
如圖3所示，主缸體16的缸筒12的內(nèi)側(cè)有一腔66，其沿縱向延伸。腔66通過缸筒12上的槽68與外側(cè)連通。缸筒12兩端由矩形的平行六面體的端蓋70a,70b以氣密的方式封閉(圖1)，端蓋上分別形成有壓力流體的出/入口69。在形成槽口68的側(cè)壁上形成有臺階部分72a,72b，其朝向腔66加寬。
如圖1所示，可動件14為一板形結(jié)構(gòu)，其橫向?qū)挾刃∮诟淄?2的寬度，其位于缸筒12的上表面。由樹脂制造的蓋板74a,74b在位移方向連接于可動件14的兩端。穿過蓋板74a,74b形成有一對間隔一預(yù)定距離的臺階孔76(見圖7)。一止動件80的截面形狀與臺階孔76對應(yīng)，止動件80插入臺階孔76中，并向一耦合件(將在后面描述)突出一預(yù)定距離。止動件80由金屬材料制造。
如圖1所示，在可動件14縱向兩端有一對載荷吸收機構(gòu)82a,82b。各載荷吸收機構(gòu)82a,82b的結(jié)構(gòu)相同，其寬度大于可動件14的寬度。載荷吸收機構(gòu)82a,82b包括一端蓋86，其通過一對螺釘件84緊固在滑動體22端部，和一耦合件92，其一個側(cè)表面有一曲面88，曲面為一有預(yù)定曲率半徑的弧形，另一側(cè)表面為一平滑的平面90。各端蓋86和耦合件92由金屬材料例如鋁合金制造。
在端蓋86一側(cè)表面上形成一凹槽94，其形狀對應(yīng)于耦合件92的曲面88。耦合件92的曲面88和端蓋86的凹槽94可以面和面接觸的方式相對滑動。
耦合件92設(shè)置于形成可動件14端部的蓋板74a,74b和端蓋86,86之間。耦合件92的平面90和從蓋板74a,74b的臺階孔76伸出的止動件80的端面能以面和面接觸的方式相對滑動。
在本實施例中，止動件80設(shè)置在中間，以保護樹脂材料制造的蓋板74a,74b。在金屬材料的耦合件92和樹脂材料的蓋板74a,74b之間有一間隙96(見圖7)。與耦合件92的平面形成面和面接觸的蓋板74a,74b也可以由金屬制造，而不采用止動件80。
位于可動件14位移方向兩端的一對耦合件92的曲面88相互形成，具有大致相同的圓周形狀。
可動件14由一對沿縱向連接于滑動體22兩端的端蓋86夾在中間。于是，可動件14與滑動體22能以整體方式移動。
在本實施例中，在可動件14和滑動體22頂板內(nèi)側(cè)壁之間形成一適當(dāng)間隙98(見圖7)。由于間隙98，可動件14和滑動體22可以在水平和垂直方向、繞缸筒12軸線的轉(zhuǎn)動方向、和繞垂直于軸線的轉(zhuǎn)動方向相對滑動，這將在后面描述。
一凹槽(未示)凹入可動件14中部，在其縱向延伸。凹槽中部較寬為一圓形，形成一未示的空間。凹槽向可動件14的上表面呈弧形，其作為一浮動機構(gòu)，使可動件14能移動。浮動機構(gòu)可任意地提供。
圖9顯示了一活塞100?；钊?00有設(shè)置于兩側(cè)的一第一壓力接受面102和一第二壓力接受面104，在其內(nèi)側(cè)有彈性密封件106。活塞100為圓柱形，其上部有一固定在一活塞軛架110上的帶分離器108。通過一在活塞軛架110上的支承件112，一輥子114由一軸可轉(zhuǎn)動地支承。
如圖8所示，在可動件14內(nèi)側(cè)有一支撐板116和一刮板118。上述的支承件112與有一圓形平面形狀的未示空間配合。在圖8中，標(biāo)號120表示一通道，用于使后面要描述的第一密封件122進入活塞100。標(biāo)號124表示一圓柱形墊環(huán)。
圖10中顯示了與形成于缸筒12的槽口68上的臺階部分72a,72b配合的密封件。第一密封件122有一舌部126a,126b，還包括設(shè)置于舌部之上的延伸部128a,128b。接合片130a,130b從延伸部128a,128b上延伸，它們向上稍微變寬。當(dāng)內(nèi)部壓力施加在活塞100上時，延伸部128a,128b與臺階部分72a,72b接合。另外，接合片130a,130b與形成了槽口68的內(nèi)表面132a,132b接合。第一密封件122整體地由柔性的合成樹脂材料制造。
另一方面，提供了一第二密封件134以封閉槽口68，其與在缸筒12上表面上的縱向延伸的槽口68上的槽136接合。第一密封件122進入活塞100內(nèi)的通道120。第一密封件122的兩端與第二密封件134一起固定在端蓋70a,70b上。
如圖1所示，滑動體22的兩端有連接部分138，其向上伸出并沿位移方向延伸。并有突出的條部140，其沿水平方向從滑動體22的側(cè)壁突出一預(yù)定長度，并在位移方向延伸。在突出條部140的預(yù)定位置形成有一孔。一大致圓柱形的永磁鐵142插入孔中。
在本實施例中，一傳感器42(見圖3)設(shè)置在側(cè)蓋40a,40b的傳感器連接槽44的預(yù)定位置上，其用于檢測與滑動體22一起位移的永磁鐵142的磁力作用。于是，例如其能容易地檢測滑動體22的位移量。
滑動體22兩端形成有一對孔144a,144b(見圖1)，其沿位移方向貫穿滑動體。在孔144a,144b中裝有沖擊吸收件64(見圖2)，其用于靠在上述螺栓62的頭部58而產(chǎn)生一緩沖作用。
上面已描述了本發(fā)明一實施例的無桿氣缸10的基本結(jié)構(gòu)。下面將描述其操作、作用和功能。
首先，如圖1所示，通過端板48a,48b上的矩形截面的開口50，將主缸體16插入導(dǎo)向架20和滑動體22之間的空間。緊固件32與主缸體16下端的嚙合突起30接合。通過螺旋件和螺母，緊固件32沿導(dǎo)向架20底面延伸的緊固槽28a,28b被緊固在所需的位置。于是，主缸體16固定在導(dǎo)向架20的槽18中。
在本實施例中，主缸體16以大致位置固定在導(dǎo)向架20的槽18中就可以了。不需要將主缸體16非常準(zhǔn)確地定位。換言之，缸筒12和導(dǎo)向架20之間的位置偏離可由載荷吸收機構(gòu)82a,82b吸收，這在后面將要描述。所以，將主缸體16裝在滑動體22的槽18中的作業(yè)是方便的。
通過將緊固件32從延伸的緊固槽28a,28b上取下，而用相同類型或不同類型的其他主缸體來替換主缸體16是方便的。所以，例如維修工作也能容易地進行。甚至在未示的工件裝在滑動體22上的情況下，通過將主缸體16在縱向拉出端板48a,48b矩形截面上的孔50而能方便地和有利地更換主缸體16。
通過螺旋件84將端蓋86裝在滑動件22上，將可動件14裝在一對端蓋86之間。于是，可動件14由滑動體22所夾持。
在無桿氣缸10按上述方法組裝之后，通過端蓋70a上形成的一個壓力流體出/入口69使壓縮空氣導(dǎo)入。于是，壓縮空氣通過墊環(huán)124內(nèi)側(cè)形成的通道，并對第一壓力接受面102加壓。由于壓縮空氣的作用，活塞100在圖8中向右(箭頭X的方向)位移。同時，因為支承件112與可動件14的未示空間配合，所以活塞100與可動件14整體位移。在可動件14移動時，帶分離件108使第一密封件122與可動件14和活塞100之間的第二密封件134分離。
當(dāng)可動件14沿缸筒12縱向位移時，由于線性導(dǎo)向件34的引導(dǎo)作用，滑動體22與可動件14一起整體移動。
在下面的步驟中，當(dāng)壓縮空氣通過端蓋70b上形成的另一壓縮流體出/入口69時，無桿氣缸10以與上述相反的方式工作。應(yīng)注意到，當(dāng)可動件14移動時，輥子114與第二密封件134滑動接觸，所以能平穩(wěn)地進行移動。
下面解釋當(dāng)載荷施加在可動件14和活塞100任一上時吸收載荷的作用。在本實施例中，將參照圖11-14進行描述，其作為載荷施加在可動件14上的一個例子。
當(dāng)載荷在可動件14的水平方向施加在可動件14上時，通過可動件14和滑動體22之間的間隙98，以耦合件92的平面90和與其形成面和面接觸的止動件80之間的接觸表面作為滑動面，使可動件14在水平方向(圖11中箭頭A的方向)移動。于是，在水平方向施加在可動件14上的載荷被吸收了。
當(dāng)載荷在可動件14的垂直方向施加在可動件14上時，通過可動件14和滑動體22之間的間隙98，以耦合件92的平面90和與其形成面和面接觸的止動件80之間的接觸表面作為滑動面，使可動件14在垂直方向(圖12中箭頭B的方向)移動。于是，在垂直方向施加在可動件14上的載荷被吸收了。
當(dāng)載荷在繞可動件14軸線的轉(zhuǎn)動方向施加在可動件14上時，通過可動件14和滑動體22之間的間隙98，以耦合件92的平面90和與其形成面和面接觸的止動件80之間的接觸表面作為滑動面，使可動件14繞可動件14軸線(圖13中箭頭C的方向)轉(zhuǎn)動。于是，在繞可動件14軸線轉(zhuǎn)動方向施加的載荷被吸收了。
當(dāng)載荷在繞垂直于可動件14軸線的轉(zhuǎn)動方向施加在可動件14上時，通過可動件14和滑動體22之間的間隙98，以耦合件92的曲面88和與其形成面和面接觸的端蓋86的凹槽94之間的接觸表面作為滑動面，使可動件14繞垂直于可動件14的軸線(圖14中箭頭D的方向)轉(zhuǎn)動。于是，在繞垂直于可動件14軸線轉(zhuǎn)動方向施加的載荷被吸收了。
圖11-14顯示了可動件14沿箭頭A-D方向移動的狀態(tài)。然而，本發(fā)明并不限于此。通過耦合件92和端蓋86，根據(jù)所施加的載荷，滑動體22也能在各個方向移動，包括例如水平方向，垂直方向，繞可動件14軸線的轉(zhuǎn)動方向，繞垂直于可動件14軸線的轉(zhuǎn)動方向，和這些方向以復(fù)雜方式組合所產(chǎn)生的方向。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的無桿氣缸10的載荷吸收機構(gòu)82a,82b包括可動件14和滑動體22，其可以根據(jù)在各個方向施加的載荷相對移動，這些方向包括例如水平方向，垂直方向，繞可動件14軸線的轉(zhuǎn)動方向，繞垂直于可動件14軸線的轉(zhuǎn)動方向，和這些方向以復(fù)雜方式組合所產(chǎn)生的方向。于是，這些載荷被最佳地吸收了。
另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的無桿氣缸10的載荷吸收機構(gòu)82a,82b包括耦合件92的平面90和與其面和面接觸的止動件80的端面，耦合件92的曲面88和與其面和面接觸的端蓋86的凹槽86。所以，要防止例如耦合件92和端蓋86變形，這能改進載荷吸收機構(gòu)82a,82b的耐用性。
另外，即使當(dāng)在缸筒12和導(dǎo)向架20之間發(fā)生位置偏離-例如在無桿氣缸10組裝時，載荷吸收機構(gòu)82a,82b也能最好地吸收位置偏移。于是，能將主缸體16方便地組裝在滑動體22的凹槽18中。
權(quán)利要求
1．一種無桿氣缸，包括一缸筒(12)，通過由壓力流體出/入口(69)供入的壓力流體使活塞(100)沿內(nèi)腔(66)往復(fù)運動；一導(dǎo)向架(20)形成一凹槽(18)用于容納所述缸筒(12)；一滑動體(22)用于根據(jù)所述導(dǎo)向架(20)的導(dǎo)向作用而沿縱向移動；一與所述活塞(100)連接的位移傳遞件(14)，用于將所述活塞(100)的位移傳遞給所述滑動體(22)；一載荷吸收機構(gòu)(82a,82b)，其用于所述位移傳遞件(14)，以吸收在下述方向施加在所述滑動體(22)、所述位移傳遞件(14)、或所述活塞(100)上的載荷，所述方向是水平和垂直方向，繞所述缸筒(12)軸線的轉(zhuǎn)動方向，繞垂直于所述軸線的轉(zhuǎn)動方向，和這些方向以復(fù)雜方式組合所產(chǎn)生的各種方向。
2．如權(quán)利要求1所述的無桿氣缸，其特征在于所述位移傳遞件包括一可動件(14)，其與所述活塞(100)相連，以沿所述缸筒(12)外表面移動。
3．如權(quán)利要求2所述的無桿氣缸，其特征在于在所述可動件(14)的位移方向兩端分別設(shè)置有所述載荷吸收機構(gòu)(82a,82b)。
4．如權(quán)利要求3所述的無桿氣缸，其特征在于所述載荷吸收機構(gòu)(82a,82b)包括一耦合件(92)，其一側(cè)面形成有一平面(90)，另一側(cè)面形成有一曲面(88)，一端蓋(86)形成一凹槽(94)，其形狀對應(yīng)于所述耦合件(92)的曲面(88)，所述端蓋(86)連接于所述滑動體(22)，使所述可動件(14)的端面與所述耦合件(92)的平面(90)可相互面和面接觸地滑動，同時，所述耦合件(92)的曲面(88)和所述端蓋(86)的凹槽(94)可相互面和面接觸地滑動。
5．如權(quán)利要求1所述的無桿氣缸，其特征在于通過使所述缸筒(12)容納在所述導(dǎo)向架(20)的凹槽(18)中，使所述缸筒(12)可更換地設(shè)置于所述導(dǎo)向架(20)中。
6．如權(quán)利要求5所述的無桿氣缸，其特征在于一端板(48a,48b)連接于所述導(dǎo)向架(20)的端部，在所述端板(48a,48b)上形成一開口(50)，所述缸筒(12)可通過所述開口沿縱向拉出。
7．如權(quán)利要求1所述的無桿氣缸，其特征在于至少一對側(cè)蓋(40a,40b)可取下地設(shè)置在所述導(dǎo)向架(20)兩側(cè)壁的上部。
8．如權(quán)利要求7所述的無桿氣缸，其特征在于在所述側(cè)蓋(40a,40b)側(cè)面沿縱向形成傳感器連接槽(44)以連接一傳感器(42)。
9．如權(quán)利要求8所述的無桿氣缸，其特征在于一永磁鐵(142)設(shè)置在突出帶(140)預(yù)定位置上形成的孔中，帶從所述滑動體(22)側(cè)壁向所述側(cè)蓋(40a,40b)突出，所述傳感器(42)檢測所述永磁鐵(142)的磁性作用。
10．如權(quán)利要求4所述的無桿氣缸，其特征在于沿位移方向分別設(shè)置于所述可動件(14)兩端的所述耦合件(92)的曲面(88)基本有相同的圓周形狀。
11．如權(quán)利要求4所述的無桿氣缸，其特征在于在所述水平和垂直方向、和繞所述缸筒(22)軸線的轉(zhuǎn)動方向施加在所述滑動體(22)、可動件(14)或活塞(100)上的載荷由所述可動件(14)的端面和所述耦合件(92)的平面(90)的面和面接觸的相互滑動并通過所述滑動件(22)和可動件(14)之間的間隙(98)而吸收，在繞垂直于所述缸筒(22)軸線的轉(zhuǎn)動方向施加的載荷通過所述耦合件(92)的曲面(88)和所述端蓋(86)的凹槽(94)的面和面接觸的相互滑動并通過所述滑動體(22)和可動件(14)之間的間隙(98)而吸收。
12．如權(quán)利要求1所述的無桿氣缸，其特征在于所述載荷吸收機構(gòu)(82a,83b)用于吸收組裝時所述導(dǎo)向架(20)和容納在導(dǎo)向架(20)凹槽(18)中的缸筒(12)之間的位置偏差。
全文摘要
一種無桿氣缸,包括:一缸筒通過由壓力流體出/入口供入的壓力流體使活塞沿內(nèi)腔往復(fù)運動;一導(dǎo)向架形成一凹槽用于容納缸筒;一滑動體根據(jù)導(dǎo)向架的導(dǎo)向作用而沿縱向移動;一與活塞連接的位移傳遞件,將活塞的位移傳遞給滑動體;一載荷吸收機構(gòu),其用于位移傳遞件,以吸收在下述方向施加在滑動體、位移傳遞件、或活塞上的載荷,所述方向是:水平和垂直方向,繞缸筒軸線的轉(zhuǎn)動方向,繞垂直于軸線的轉(zhuǎn)動方向,和這些方向以復(fù)雜方式組合所產(chǎn)生的各種方向。
文檔編號F15B15/14GK1212336SQ9811957
公開日1999年3月31日 申請日期1998年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月24日
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