專利名稱：帶有速度控制機構(gòu)的氣缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有速度控制機構(gòu)的氣缸，在用于操作各種機械的無桿氣缸(rodless cylinder)等類型的氣缸中，該速度控制機構(gòu)可以在沖程的初始端使活塞平滑地加速，而在沖程的終止端使活塞平滑地減速。
在日本特開平7-158614公報中記載了一種帶有速度控制機構(gòu)的無桿氣缸。在該帶有速度控制機構(gòu)的無桿氣缸中，活塞可自由滑動的裝配在氣缸管體內(nèi)，端蓋固定在氣缸管體的端部。在氣缸管體端部配置有中空的緩沖環(huán)，并將緩沖環(huán)設(shè)置成使其可插入活塞的中空部分中。在緩沖環(huán)的外面形成正弦函數(shù)溝槽，正弦函數(shù)溝槽在縱向上的深度按正弦函數(shù)變化，緩沖器進入側(cè)的深度最深。流過氣缸管體內(nèi)部和外部之間的所有流體均流經(jīng)中空的緩沖環(huán)的內(nèi)部通路，具有在沖程初始端使活塞平滑地加速，而在沖程的終止端使活塞平滑地減速的功能。
傳統(tǒng)的帶有速度控制機構(gòu)的無桿氣缸，不僅在活塞的運送(前進)行程，而且在活塞的返回行程，均在沖程的初始端和終止端對活塞進行緩沖，運送行程的時間和返回行程的時間相同。但是，如圖6a,6b所示，在活塞運送行程要移動物體W，因而需要平滑的加速和減速，而如圖6c,6d所示，因為在返回行程不需要移動物體，而且即使有一定程度的沖擊也無妨，所以有必要使活塞在短時間內(nèi)復(fù)位。這是因為通過活塞在短時間內(nèi)復(fù)位使返回行程所需的時間縮短，可提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的目的是提供一種帶有速度控制機構(gòu)的氣缸，在運送行程中控制沖程的初始端和終止端的速度以進行平滑的加速和減速，在返回行程中對速度進行控制，使返回行程所需的時間縮短。
本發(fā)明的第一方案為氣缸的速度控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)為，在氣缸管體的端部配置有中空的緩沖環(huán)，緩沖環(huán)可插入活塞的中空部分內(nèi)，在緩沖環(huán)的外面形成有用于控制流量的縱向槽，氣缸室通過包含緩沖環(huán)內(nèi)部通路的主通路與一個孔連通；在帶有上述速度控制機構(gòu)的氣缸中，在主通路或連通氣缸室與外部的通路上，設(shè)置一個繞過速度控制機構(gòu)的流量控制縱向槽的分支通路，在該分支通路上設(shè)有止回閥，只有在活塞的返回行程時，止回閥才允許流體流過。
本發(fā)明的第二種方案為在第一種方案的結(jié)構(gòu)中，分支通路形成于氣缸管體端的板狀件內(nèi)，在止回閥閥座的圓柱形外表面上形成有環(huán)形槽，在環(huán)形槽內(nèi)裝有U形填密圈，顛倒U形填密圈的安裝方向，則可以改變允許流體流過的方向。
本發(fā)明的第三種方案為在第一種方案的結(jié)構(gòu)中，在活塞中空部分的開口處近旁的環(huán)形槽中裝有U形填密圈，在緩沖環(huán)插入活塞中空部分內(nèi)時，在緩沖環(huán)表面和活塞中空部分的內(nèi)表面之間形成分支通路，U形填密圈具有止回閥的功能。
本發(fā)明的第四種方案為在第三種方案的結(jié)構(gòu)中，顛倒U形填密圈的安裝方向，可以改變止回閥允許流體流過的方向。
本發(fā)明的第五種方案為在第一種方案至第四種方案中任一個的結(jié)構(gòu)中，中空的緩沖環(huán)設(shè)置在氣缸管體的兩個端部，各氣缸室分別通過各主通路及分支通路與各自的孔連通。
本發(fā)明的第六種方案為在第一種方案至第五種方案中任一個的結(jié)構(gòu)中，流量控制縱向槽的縱向深度按正弦函數(shù)變化，在緩沖器進入側(cè)深度最深。
根據(jù)本發(fā)明，在帶有速度控制機構(gòu)的氣缸中，于主通路或連通氣缸室與外部的通路上，設(shè)置有繞過速度控制機構(gòu)的流量控制縱向槽的分支通路，在分支通路上設(shè)有止回閥，只有在活塞的返回行程時，止回閥才允許流體流過。從而，在運送行程中控制沖程的初始端和終止端的速度，以便平滑的加速和減速，在返回行程中不進行速度控制，以便縮短返回行程所需時間。
在方案2、4中，通過顛倒U形填密圈的安裝方向，可以改變止回閥的流動方向，從而有可能簡單地改變需要縮短時間的返回行程的方向。
在方案3中，僅通過將傳統(tǒng)方案中中空部分內(nèi)的緩沖填密圈變?yōu)閁形填密圈，就可以縮短返回行程所需的時間，使本發(fā)明的實施更為容易。


圖1是表示本發(fā)明第一個實施例的氣缸管體等內(nèi)部的剖面圖，圖2a是圖1的一部分斷開的俯視圖，圖2b是圖1的右側(cè)視圖，圖3a是圖1的右端部的放大視圖，圖3b是圖1的左端部的放大視圖，圖4是表示本發(fā)明第二個實施例的氣缸管體等內(nèi)部的剖面圖，圖5a是圖4中Ⅰ部的放大視圖，圖5b是圖4中Ⅱ部的放大視圖，
圖6a、6b是表示本發(fā)明第一、第二個實施例的運送行程的示意圖，圖6c、6d是表示返回行程的示意圖。
下面利用圖1～圖3來說明適用于無桿氣缸的帶有本發(fā)明的速度控制機構(gòu)的氣缸的第一個實施例。
第一板狀件(端蓋)2和第二板狀件(端蓋)3固定在由非磁性材料制成的氣缸管體1的兩端，活塞6可自由滑動地裝配在氣缸管體1內(nèi)。第一導(dǎo)向軸4和第二導(dǎo)向軸5與氣缸管體1平行配置，第一導(dǎo)向軸4和第二導(dǎo)向軸5的兩端分別固定在第一板狀件2和第二板狀件3上?；瑝K7由第一導(dǎo)向軸4和第二導(dǎo)向軸5導(dǎo)向，由設(shè)置在氣缸管體1外側(cè)的外部移動件8移動。
如圖2所示，在第一導(dǎo)向軸4的內(nèi)部形成有貫通的通路10，在第一導(dǎo)向軸4的左端形成縮徑螺紋部4A，在第一導(dǎo)向軸4的右端形成孔B。第一導(dǎo)向軸4的縮徑螺紋部4A與第二板狀件3的階梯孔的內(nèi)螺紋進行螺紋配合，第一導(dǎo)向軸4左端部的表面和第二板狀件3的階梯孔的內(nèi)表面之間由導(dǎo)向軸密封圈11密封。第一導(dǎo)向軸4的右端與第一板狀件2的貫通孔配合，從第一板狀件2的上面至貫通孔的縫隙12由于螺栓13而變窄(參見圖2b)，從而將第一導(dǎo)向軸4的右端固定在第一板狀件2上。在實心的第二導(dǎo)向軸5的兩端內(nèi)部形成圖中未示出的內(nèi)螺紋，第二導(dǎo)向軸5的兩端與圖中未示出的第一板狀件2和第二板狀件3的階梯孔配合。內(nèi)六角螺栓14穿過第一板狀件2和第二板狀件3的階梯孔，與第二導(dǎo)向軸5兩端的內(nèi)螺紋進行螺紋配合，使第二導(dǎo)向軸5的兩端固定在第一板狀件2和第二板狀件3上。
在貫通滑塊7的第一貫通孔15的兩端部裝配有套筒16，第一導(dǎo)向軸4插裝在第一貫通孔15和兩個套筒16內(nèi)。在滑塊7上形成有與第一貫通孔15相同的圖中未示出的第二貫通孔，第二導(dǎo)向軸5插裝在第二貫通孔內(nèi)，從而，由第一導(dǎo)向軸4和第二導(dǎo)向軸5對滑塊7進行導(dǎo)向。調(diào)節(jié)螺栓17A、17B分別與第一板狀件2和第二板狀件3各自的內(nèi)螺紋進行螺紋配合，并且使調(diào)節(jié)螺栓17A、17B分別與六角螺母18A、18B螺紋配合，從而確定調(diào)節(jié)螺栓17A、17B的位置。各調(diào)節(jié)螺栓17A、17B的前端與滑塊7的端面相接觸，從而可以對滑塊7的沖程進行調(diào)整。此外，19是裝配有開關(guān)的導(dǎo)軌，20是自動開關(guān)，利用自動開關(guān)20可檢測出滑塊7的位置。在第一板狀件2和第二板狀件3上設(shè)有用于固定的孔21，在滑塊7上設(shè)有安裝孔22。
如圖1所示，在活塞6的兩個端部設(shè)置有環(huán)形非磁性材料制成的活塞端板23A、23B，在活塞端板23A和活塞端板23B之間交錯地配置有許多環(huán)形的活塞側(cè)軛鐵24和許多活塞側(cè)磁鐵25。非磁性材料制成的軸26裝配到活塞端板23A、23B、活塞側(cè)軛鐵24和活塞側(cè)磁鐵25的中心孔中，軸26兩端部外周上的外螺紋部與大致為筒狀的緩沖填密圈座27A、27B的擴徑部分內(nèi)側(cè)的內(nèi)螺紋進行螺紋配合。另外，這里所謂內(nèi)側(cè)是指活塞6、氣缸管體1的長度(左右)方向的中心側(cè)。通過這樣的另外配合，緩沖填密圈座27A、27B的擴徑部與活塞端板23A、23B的擴徑孔配合，利用緩沖填密圈座27A、27B從左右方向夾緊活塞側(cè)軛鐵24、活塞側(cè)磁鐵25和活塞端板23A、23B。
在緩沖填密圈座27A、27B的擴徑部外周上的環(huán)形槽中裝配有環(huán)狀擋板28A、28B，在緩沖填密圈座27A、27B的縮徑孔29開口部分附近的環(huán)形槽中裝配有緩沖填密圈30A、30B。在軸26的內(nèi)部設(shè)有盲孔31A、31B，各盲孔31A、31B在軸26的端部開口，由軸26的盲孔31A、31B和緩沖填密圈座27A、27B的縮徑孔29構(gòu)成活塞6的第一中空部32A和第二中空部32B。固定在第一板狀件2和第二板狀件3上的中空的緩沖環(huán)74A、74B，可插入活塞6的第一中空部32A和第二中空部32B中。在活塞端板23A、23B外周面上的環(huán)形槽中分別裝配有活塞填密圈34A、34B和耐磨環(huán)35A、35B。
外部移動件8可自由滑動地安裝在氣缸管體1的外側(cè)，外部移動件8連接到滑塊7的安裝孔37內(nèi)。外部移動件8的非磁性材料制成的外部移動件管體38的內(nèi)側(cè)，交錯地裝配有許多環(huán)形的外部移動件側(cè)軛鐵39和外部移動件側(cè)磁鐵40，在它們兩側(cè)配置有環(huán)狀的耐磨環(huán)41A、41B。在耐磨環(huán)41A、41B外側(cè)端部的環(huán)形槽中裝配有刮板42A、42B，在耐磨環(huán)41A、41B外側(cè)端設(shè)置有環(huán)形墊圈43A、43B。外部移動件管體38的兩端和各墊圈43A、43B的外側(cè)與環(huán)形的移動件墊圈44A、44B相接觸，移動件墊圈44A、44B的外周部裝配到在滑塊7的安裝孔37中形成的環(huán)形槽中。各移動件墊圈44A、44B的外側(cè)與擋圈45A、45B相接觸，擋圈45A、45B的外周部裝配在形成于安裝孔37的大直徑的環(huán)形槽中，以防止移動件墊圈44A、44B松脫。外部移動件側(cè)磁鐵40與活塞側(cè)磁鐵25之間具有相互吸引的關(guān)系，外部移動件側(cè)磁鐵40和活塞側(cè)磁鐵25的厚度相同，外部移動件側(cè)軛鐵39和活塞側(cè)軛鐵24的厚度也是相同的。這樣構(gòu)成的外部移動件8和滑塊7利用磁鐵的吸引力與活塞6同時運動。
下面利用圖1～圖3來說明與氣缸管體1的兩端相連的緩沖座47A、47B，以及第一板狀件2、第二板狀件3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在緩沖座47A、47B的外面具有擴徑部48A、48B和縮徑部49A、49B，擴徑部48A、48B與氣缸管體1的兩個端部配合，縮徑部49A、49B與第一板狀件2的安裝孔60和第二板狀件3的階梯安裝孔61的擴徑部61A配合。氣缸管體1的兩個端面和緩沖座47A、47B的階梯部與第一板狀件2和第二板狀件3的內(nèi)側(cè)面相接觸。通過如前面所述，使第一導(dǎo)向軸4和第二導(dǎo)向軸5與第一板狀件2和第二板狀件3相連接，使得該接觸部分保持在圖中所示的位置上。氣缸管體密封圈50A、50B安裝在緩沖座47A、47B的擴徑部48A、48B外周上開設(shè)的環(huán)形槽中，利用密封圈50A、50B使緩沖座47A、47B的擴徑部48A、48B的外周面與氣缸管體1兩端部的內(nèi)周面之間被密封。
在緩沖座47A、47B的縮徑部49A、49B的外周面上，從內(nèi)側(cè)起順序設(shè)有第一環(huán)形安裝槽，第一環(huán)形槽57A、57B，第二環(huán)形安裝槽，第二環(huán)形槽58A、58B以及第三環(huán)形安裝槽。第一密封圈63A、63B，第二密封圈64A、64B以及第三密封圈65A、65B分別安裝在第一環(huán)形安裝槽、第二環(huán)形安裝槽和第三環(huán)形安裝槽中。第一板狀件2的安裝孔60和緩沖座47A的縮徑部49A的外周之間，及第二板狀件3的擴徑孔61A和緩沖座47B的縮徑部49B的外周之間，分別利用第一密封圈63A、63B在第一環(huán)形槽57A、57B的內(nèi)側(cè)進行密封，利用第二密封圈64A、64B在第一環(huán)形槽57A、57B和第二環(huán)形槽58A、58B之間進行密封，利用第三密封圈65A、65B在第二環(huán)形槽58A、58B的外側(cè)進行密封。在緩沖座47A、47B的內(nèi)部，從內(nèi)側(cè)起順次設(shè)置有擴徑孔51A、51B，中徑孔52A、52B，縮徑插入孔53A、53B，內(nèi)螺紋部54A、54B和工具插入孔55A、55B。在緩沖座47A、47B的插入孔53A、53B中，從內(nèi)側(cè)起順次設(shè)置有環(huán)形安裝槽和第三環(huán)形槽59A、59B，第四密封圈66A、66B安裝于該環(huán)形安裝槽中。
緩沖環(huán)74A、74B的根部隔著階梯部設(shè)有外螺紋部75A、75B，緩沖環(huán)74A、74B的前端部收縮變細。如圖3a所示，在緩沖環(huán)74A的外面設(shè)有許多用于控制流量的縱向槽(正弦函數(shù)槽)69(緩沖環(huán)74B的情況一樣)，用于控制流量的縱向槽69的斷面為長方形或正方形。緩沖環(huán)74A、74B的根部插入緩沖座47A、47B的插入孔53A、53B中，緩沖環(huán)74A、74B的外螺紋部分75A、75B與緩沖座47A、47B的內(nèi)螺紋部分54A、54B螺紋配合。鎖緊螺母68A、68B與緩沖環(huán)74A、74B的外螺紋部分75A、75B螺紋配合，以固定緩沖環(huán)74A、74B。
在緩沖環(huán)74A、74B外面的階梯部分附近設(shè)有環(huán)形安裝槽，第五填密圈67A、67B安裝在該環(huán)形槽中。在緩沖環(huán)74A、74B上設(shè)有由縱向孔76A、76B和橫向孔77A、77B形成的內(nèi)部通路，縱向孔76A、76B的前端在緩沖環(huán)74A、74B的前端開口，縱向孔76A、76B的后端通過橫向孔77A、77B與緩沖座47A、47B的第三環(huán)形槽59A、59B連通。在緩沖座47A、47B中設(shè)有沿半徑方向延伸的通路91A、91B，利用通路91A、91B使第三環(huán)形槽59A、59B與第一環(huán)形槽57A、57B連通。在緩沖座47A、47B中設(shè)有斷面成L形的通路92A、92B，利用通路92A使第一氣缸室71(活塞6和緩沖環(huán)74A之間的室)和第二環(huán)形槽58A之間相互連通，利用通路92B使第二氣缸室72(活塞6和緩沖環(huán)74B之間的室)和第二環(huán)形槽58B之間相互連通。
在第一板狀件2的安裝孔60的上部設(shè)有孔A，在安裝孔60的下部設(shè)有閥安裝孔79A，在第二板狀件3的安裝孔61的下部設(shè)有閥安裝孔79B。利用在第一板狀件2中形成的通路90使孔A和第一環(huán)形槽57A連通，利用在第二板狀件3中形成的通路98、93使第一環(huán)形槽57B和第一導(dǎo)向軸4的通路10連通。階梯形閥座82A、82B安裝在階梯形閥安裝孔79A、79B中，閥座82A、82B的階梯部與閥安裝孔79A、79B的階梯部相接。閥安裝孔79A、79B的擴徑孔80A、80B的環(huán)形槽中裝有擋圈85A、85B，利用擋圈85A、85B防止閥座82A、82B松脫。在閥座82A、82B的擴徑部83A、83B上形成的環(huán)形槽中裝有O型環(huán)86A、86B，利用O型環(huán)86A、86B對閥座82A、82B的擴徑部83A、83B和閥安裝孔79A、79B的擴徑孔80A、80B之間進行密封。
閥座82A、82B的大體為圓柱形的縮徑部84A、84B從閥安裝孔79A、79B的縮徑孔81A、81B中伸出，縮徑部84A、84B的外表面和縮徑孔81A、81B的內(nèi)表面之間保持一定的間隔。閥座82A、82B的縮徑部84A、84B的前端部的環(huán)形槽中裝有環(huán)狀的U形填密圈87A、87B，利用U形填密圈87A、87B將縮徑部84A、84B的外表面和縮徑孔81A、81B的內(nèi)表面之間的空間分為前側(cè)室88A、88B和后側(cè)室89A、89B。U形填密圈87A、87B在圖示的狀態(tài)下，允許流體從前側(cè)室88A、88B流到后側(cè)室89A、89B，而阻止反方向的流動。這樣便形成了第一止回閥78A和第二止回閥78B。在第一板狀件2中設(shè)有通路94、95，第一止回閥78A的前側(cè)室88A和第一環(huán)形槽57A由通路94連通起來，第一止回閥78A的后側(cè)室89A和第二環(huán)形槽58A由通路95連通起來。在第二板狀件3中設(shè)有通路96、97，第二止回閥78B的前側(cè)室88B和第二環(huán)形槽58B由通路96連通起來，第二止回閥78B的后側(cè)室89B和通路98、93由通路97連通起來。
如圖3a所示，第一氣缸室71通過第一主通路與孔A連通，第一主通路由緩沖環(huán)74A外面的用于控制流量的縱向槽69、緩沖環(huán)74A的縱向孔76A和橫向孔77A、第三環(huán)形槽59A、通路91A、第一環(huán)形槽57A以及通路90構(gòu)成。而且，還設(shè)有第一分支通路，它繞過緩沖環(huán)74A的內(nèi)部通路，使第一氣缸室71和第一環(huán)形槽57A連通起來。第一分支通路由通路92A、第二環(huán)形槽58A、通路95、94構(gòu)成。在第一分支通路中的通路95和94之間設(shè)置有第一止回閥78A，第一止回閥78A具有在活塞6的運送行程中阻止流體流動的功能。在圖示的狀態(tài)下，第一止回閥78A只允許流體從孔A向第一氣缸室71方向的流動。當(dāng)將第一止回閥78A的閥座82A從閥安裝孔79A中取出、將U形填密圈87A從環(huán)形槽取出、并將U形填密圈87A左右顛倒地安裝在環(huán)形槽上、把閥座82A安裝在閥安裝孔79A中(顛倒U形閥87A的安裝方向)時，可顛倒第一止回閥78A只允許流體流動的方向。即，顛倒后的第一止回閥78A只允許流體從第一氣缸室71流向孔A的方向。
如圖3b及2a所示，第二氣缸室72通過第二主通路與孔B連通，第二主通路由緩沖環(huán)74B外面的用于控制流量的縱向槽、緩沖環(huán)74B的縱向孔76B和橫向孔77B、第三環(huán)形槽59B、通路91B、第一環(huán)形槽57B、通路98、通路93以及第一導(dǎo)向軸4的通路10構(gòu)成。并且，還設(shè)有第二分支通路，該分支通路繞過緩沖環(huán)74B的內(nèi)部通路，使第二氣缸室72與通路93連通，第二分支通路由通路92B、第二環(huán)形槽58B、通路96、97構(gòu)成。在第二分支通路的通路96和通路97之間設(shè)有第二止回閥78B，第二止回閥78B僅在活塞6的返回行程中允許流體流過。在圖示的狀態(tài)下，第二止回閥78B只允許流體從第二氣缸室72向孔B的方向流動。與第一止回閥的情況相同，顛倒第二止回閥78B的U形填密圈87B的安裝方向，可使第二止回閥78B允許流體流動的方向反向。即，顛倒后的第二止回閥78B只允許流體從孔B向第二氣缸室72的方向流動。
現(xiàn)就本發(fā)明的第一個實施例的作用進行說明。如圖1～3所示，活塞6、滑塊7位于左端位置上，在向右移動的運送行程時，驅(qū)動氣體從孔B流入，空氣從孔A排出。驅(qū)動氣體經(jīng)過第二主通路流入第二氣缸室72，利用第二主通路的第二中空部32B(盲孔31B和緩沖填密圈座27B的縮徑孔29)的緩沖填密圈30B和緩沖環(huán)74B外周的用于控制流量的縱向槽(正弦函數(shù)槽)之間的間隙來控制流量。這時，由于第二分支通路的第二止回閥78B不允許流體從孔B流向第二氣缸室72，通過第二通路的流體不能流入。第一氣缸室71的空氣通過第一主通路和孔A排出。這時，由于第一分支通路的第一止回閥78A不允許流體從第一氣缸室71流向孔A，不存在經(jīng)第一分支通路排出的流體。
一旦第二氣缸室72的壓力變得比活塞6的起動壓力高時，活塞6開始向右移動，隨著活塞6的移動，緩沖填密圈30B和緩沖環(huán)74B外周的正弦函數(shù)槽之間的間隙逐漸變大(變深)。向第二氣缸室72的驅(qū)動氣體供給流量逐漸增大，推力升高，活塞6逐漸加速。活塞6開始向右移動，緩沖填密圈30B從緩沖環(huán)74B脫離，活塞6處于大體恒速的驅(qū)動狀態(tài)(參見圖6a、6b)活塞6的緩沖填密圈30A與右邊的緩沖環(huán)74A配合，第一氣缸室71的空氣通過緩沖填密圈30A和緩沖環(huán)74A外周的正弦函數(shù)槽之間的間隙通入第一中空部32A(盲孔31A和緩沖填密圈座27A的縮徑孔29)內(nèi)，經(jīng)第一主通路的其余部分和孔A排出。這時，由于第一分支通路的第一止回閥78A不允許流體從第一氣缸室71流向孔A，所以沒有流體通過第一分支通路排出。由于緩沖環(huán)74A外周的正弦函數(shù)槽的緩沖器進入側(cè)深，所以在緩沖填密圈30A進入緩沖環(huán)74A的初期，有大量氣體排出，活塞6不會發(fā)生急速的制動。而且，隨著活塞6的前進，緩沖填密圈30A和緩沖環(huán)74A外周的正弦函數(shù)槽之間的間隙逐漸變窄(變淺)，從第一氣缸室71排出的氣體流量變小，不會急速制動，活塞6逐漸減速，到達沖程的終止端。(參見圖6a、6b)活塞6、滑塊7位于右端的位置，向右移動的返回行程時，驅(qū)動氣體從孔A流入，空氣從孔B排出。這時，由于第一分支通路的第一止回閥78A允許流體從孔A流向第一氣缸室71，所以不對通過第一分支通路的流體進行流量控制，使其流入第一氣缸室71。驅(qū)動氣體進一步通過第一主通路，經(jīng)第一主通路的緩沖填密圈30A和緩沖環(huán)74A外周的正弦函數(shù)槽之間的間隙流入第一氣缸室71。于是，便產(chǎn)生了活塞6的推力。這時，由于第二分支通路的第二止回閥78B允許流體從第二氣缸室72流向孔B，第二氣缸室72內(nèi)的空氣經(jīng)第二分支通路和通路93、10從孔B排出，并經(jīng)第二主通路排出，對排出流體的流量不進行控制。
當(dāng)?shù)谝粴飧资?1的壓力變得比活塞6的起動力高時，活塞6開始向左移動。由于不對第一氣缸室71的流入量進行控制，向第一氣缸室71的驅(qū)動氣體的供給流量迅速增加，推力升高，活塞6迅速加速。一段時間之后，速度基本恒定，此后，活塞6的第二中空部32B與緩沖環(huán)74B嚙合，第二氣缸室72內(nèi)的空氣經(jīng)第二分支通路連續(xù)排出。從而，使活塞6繼續(xù)不減速的移動，滑塊7沖擊調(diào)節(jié)螺母17B的前端，從而使滑塊7、活塞6停止運動。如圖6a～6d所示，返回行程所需時間比運送行程所需時間縮短了許多。
在實施例1中，分支通路繞過主通路的緩沖環(huán)內(nèi)部通路而形成。然而，也可以在第一板狀件2上設(shè)有孔C、D，第一氣缸室71、第二氣缸室72和孔C、D由各自的分支通路連通?？譇和孔C由管道連通，孔B和孔D由管道連通(變劣實施例)。不必說，在各分支通路中均設(shè)有僅在返回行程中允許流體流過的止回閥。
下面利用圖2a、圖4～圖5來說明適用于無桿氣缸的帶有本發(fā)明的速度控制機構(gòu)的氣缸的第二實施例。在第二個實施例中，與實施例1結(jié)構(gòu)相同的部件采用和實施例1同樣的符號，并省略其說明。
第二個實施例中具有與第一個實施例相同的第一主通路和第二主通路，但不具有第一實施例中的第一分支通路和第二分支通路。
在第一個實施例中，緩沖填密圈座27A、27B的縮徑孔29開口部附近的環(huán)形槽中設(shè)置有緩沖填密圈30A、30B。與此相反，在第二個實施例2中，緩沖填密圈座27A、27B的縮徑孔29開口附近的環(huán)形槽中設(shè)置有U形填密圈101A、101B。緩沖環(huán)74A、74B插入第一中空部32A、第二中空部32B中時，緩沖環(huán)74A、74B的表面和第一中空部32A、第二中空部32B的內(nèi)側(cè)之間分別形成第三分支通路、第四分支通路。并且這時，U形填密圈101A、101B的內(nèi)唇部102A、102B與緩沖環(huán)74A、74B的表面嚙合，具有作為第三止回閥100A、第四止回閥100B的功能。
在緩沖環(huán)74A、74B的正弦函數(shù)槽和內(nèi)唇部102A、102B之間設(shè)有第一主通路、第二主通路的控制部分，第三分支通路、第四分支通路繞過該控制部分。第三止回閥100A、第四止回閥100B僅在緩沖環(huán)74A、74B處于嚙合狀態(tài)下、活塞6處于返回行程時允許流體流過。即，在U形填密圈101A與緩沖環(huán)74A嚙合的狀態(tài)下允許流體從第一中空部32A流向第一氣缸室71的方向，而阻止其方向流動，而在U形填密圈101B和緩沖環(huán)74B嚙合的狀態(tài)下，允許流體從第二氣缸室72流向第二中空部32B，阻止其向反向流動。當(dāng)將第三止回閥100A，第四止回閥100B的U形填密圈101A,101B從環(huán)形槽中取下，顛倒U形填密圈101A,101B的左右方向，裝入環(huán)形槽中(顛倒U形填密圈101A,101B的安裝方向)時，則使第三止回閥100A，第四止回閥100B允許的流向反向。實施例二的其它結(jié)構(gòu)與實施例一相同。
下面就本發(fā)明第二個實施例的工作進行說明。如圖2a、圖4～圖5所示，在活塞6、滑塊7位于左端的位置上、向右移動的運送行程時，驅(qū)動氣體由孔B流入，空氣從孔A排出。驅(qū)動氣體經(jīng)第二主通路流入第二氣缸室72，由第二主通路的第二中空部32B的U形填密圈101B和緩沖環(huán)74B外周的正弦函數(shù)槽之間的間隙控制流量。這時，由于第四分支通路的第四止回閥100B不允許流體從孔B流向第二氣缸室72，所以沒有經(jīng)第四分支通路的流體流入。第一氣缸室71的空氣通過第一主通路和孔A排出。活塞6的起動、和以基本恒定的速度進行驅(qū)動的狀態(tài)與實施例1中的情況相同。
此后，活塞6的U形填密圈101A與右側(cè)的緩沖環(huán)74A嚙合，第一氣缸室71中的空氣通過U形填密圈101A和緩沖環(huán)74A外周的正弦函數(shù)槽之間的間隙，經(jīng)第一中空部32A的內(nèi)部，再經(jīng)第一主通路的其余部分和孔A排出。這時，由于第三分支通路的第三止回閥100A不允許流體從第一氣缸室71流向孔A，所以不存在經(jīng)第三分支通路排出的流體。此后，與實施例1的情況一樣，活塞6逐漸減速，到達沖程終端。
活塞6、滑塊7處于右端位置，處于向左移動的返回行程時，驅(qū)動氣體從孔A流入，空氣從孔B排出。這時，由于第一中空部32A的內(nèi)側(cè)和緩沖環(huán)74A表面之間的第三分支通路的第三止回閥100A允許流體從孔A流向第一氣缸室71，所以對通過第三分支通路的流體不進行流量控制，該流體流入第一氣缸室71。驅(qū)動空氣進一步通過第一主通路的唇部102A和緩沖環(huán)74A外周的正弦函數(shù)槽之間的間隙流入第一氣缸室71。
這樣，便產(chǎn)生了活塞6的推力，與實施例1一樣，活塞6迅速加速，且逐漸變?yōu)榇篌w恒定的速度。此后，活塞6的第二中空部32B與緩沖環(huán)74B嚙合，由于第二中空部32B的內(nèi)側(cè)和緩沖環(huán)74B表面之間的第四分支通路的第四止回閥100B允許流體從第二氣缸室流向孔B，所以第二氣缸室72內(nèi)的空氣通過第四分支通路連續(xù)排出。從而，活塞6不減速地連續(xù)運動，滑塊7撞擊在調(diào)節(jié)螺栓17B的前端上，使滑塊7、活塞6停止運動。與實施例1的情況相同，返回行程所需時間比運送行程所需時間縮短了許多。這樣，實施例2與傳統(tǒng)的將緩沖填密圈變?yōu)閁型襯墊的實例相比，只做了最小的變化，便達到了與實施例1相同的效果。
權(quán)利要求
1．一種帶有速度控制機構(gòu)的氣缸，所述速度控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)為，在氣缸管體端部設(shè)置有中空的緩沖環(huán)，緩沖環(huán)可插入活塞的中空部分內(nèi)，在緩沖環(huán)的外面設(shè)有控制流量用的縱向槽，氣缸室通過包含緩沖環(huán)內(nèi)部通路的主通路與一個孔連通，其特征在于，在主通路或連通氣缸室與外部的通路上，設(shè)置一個繞過速度控制機構(gòu)流量控制縱向槽的分支通路，在分支通路上設(shè)有止回閥，只有在活塞的返回行程時，止回閥才允許流體流過。
2．如權(quán)利要求1所述的帶有速度控制機構(gòu)的氣缸，其特征在于，分支通路形成于氣缸管體端的板狀件內(nèi)，在止回閥閥座的圓柱形外表面上形成有環(huán)形槽，在環(huán)形槽內(nèi)裝有U形填密圈，顛倒U形填密圈的安裝方向，則可以改變允許流體流過的方向。
3．如權(quán)利要求1所述的帶有速度控制機構(gòu)的氣缸，其特征在于，在活塞中空部分的開口處近旁的環(huán)形槽中裝有U形填密圈，在緩沖環(huán)插入活塞中空部分內(nèi)時，在緩沖環(huán)表面和活塞中空部分的內(nèi)表面之間形成分支通路，U形填密圈具有止回閥的功能。
4．如權(quán)利要求3所述的帶有速度控制機構(gòu)的氣缸，其特征在于，顛倒U形填密圈的安裝方向，可以改變止回閥允許流體流過的方向。
5．如權(quán)利要求1至4中任一個所述的帶有速度控制機構(gòu)的無桿氣缸，其特征在于，中空的緩沖環(huán)設(shè)置在氣缸管體的兩個端部，各氣缸室分別通過各主通路及分支通路與各自的孔連通。
6．如權(quán)利要求1至5中任一個所述的帶有速度控制機構(gòu)的無桿氣缸，其特征在于，流量控制縱向槽的縱向深度按正弦函數(shù)變化，在緩沖器進入側(cè)深度最深。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種帶有速度控制機構(gòu)的氣缸,在運送行程中控制沖程的初始端或終止端平滑地加速或減速,在返回行程中對速度進行控制,使返回行程所需時間縮短。在帶有速度控制機構(gòu)的氣缸中,在主通路或氣缸室71、72與外部連通的通路上,設(shè)置一個繞過緩沖環(huán)74的流量控制縱向槽的分支通路。在分支通路中設(shè)有止回閥78A、78B,只有在活塞返回行程時止回閥才允許流體流過。
文檔編號F15B11/04GK1212338SQ9812073
公開日1999年3月31日 申請日期1998年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月25日
發(fā)明者曾田光雄, 下野宏之 申請人:Smc株式會社