CN100543313C - 带节流阀的流体压缸装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供带节流阀的压缸装置，该装置中，在缸体上形成阀孔，圆柱形阀杆可绕中心轴线转动操作地收容在该阀孔内。在该阀杆上形成了连接孔，该连接孔具有与第1流路孔连通的第1孔口、和与第2流路孔连通的第2孔口。并且，在阀杆上形成了流量调节槽，该流量调节槽从上述第1孔口的位置开始，在该阀杆的外周沿圆周方向延伸，该流量调节槽朝着前端侧槽宽渐渐变窄、同时槽深变浅，随着阀杆的转动操作，可调节阀开度。

Description

带节流阀的流体压缸装置

技术领域

本发明涉及带节流阀的流体压缸装置。该流体压缸装置，在流体压缸上附设有节流阀，用该节流阀调节压力流体的流量，以进行活塞的动作控制。

背景技术

作为此种带节流阀的流体压缸装置，在现有技术中，一种公知的装置是，用节流阀调节对压力室供给或排出的压力流体的流量，以控制活塞的移动速度。另一种公知的装置是，在活塞接近行程端时，用节流阀限制从压力室排出的流体的流量，以使活塞在行程端缓冲地停止。

在这样的压缸装置中，上述的节流阀通常是采用可变节流阀，该可变节流阀安装在缸体上，使圆锥形的阀杆进退动作，调节孔口的开口面积。

图9例示备有这样的可变节流阀50的已往的流体压缸装置的要部。该压缸装置，在缸体51的内部，除了有压力室52外，还有缓冲室56。另外，还形成了与该缓冲室56连通的图未示孔口。活塞53在行程途中时，该缓冲室56与压力室52连通；当活塞53接近行程端时，在杆54和密封部件55的共同作用下，缓冲室56与压力室51阻断。缓冲室56与压力室51阻断后，压力室51内的流体一边从通孔58a在上述节流阀50受到流量限制，一边经过通孔58b流入缓冲室56内，然后，从孔口排出，这样，上述活塞53在行程端缓冲地停止。

上述节流阀50，在上述缸体51上所形成的阀孔59中安装阀座60。在该阀座60上安装着前端备有圆锥形调节部61a的阀杆61，该阀杆61借助转动操作可沿阀孔59的轴线方向自由进退，用上述调节部61a调节通孔58a的开口面积。另外，在上述阀杆61的设有阳螺纹的基端部61b，安装着锁固螺母63，该锁固螺母63用于在开口面积调节后防止阀杆61因振动等原因而旋转。

上述已往的流体压缸装置中，附设在缸体上的节流阀，是通过使阀杆沿轴线方向进退动作来调节孔口的开口面积的，所以，阀杆的轴线方向的尺寸大，而且，必须确保使该阀杆进退的动作区域，所以，小型化受到制约。

另外，上述阀杆、阀座或锁固螺母等，大大地伸出到缸体的外部，在使用压缸时、以及在压缸附近安装其它设备时都很碍事。

发明内容

本发明的目的是提供一种使节流阀小型而简单、能紧凑地附设在缸体上的、带节流阀的流体压缸装置。

为了实现上述目的，本发明提供的带节流阀的流体压缸装置，具有借助流体压的作用在缸体内部移动的活塞、使流体压作用在该活塞上的压力室、对该压力室供给或排出压力流体的孔口、为了控制上述活塞的动作而调节上述压力流体流量的可变节流阀；其特征在于，在上述缸体上形成了圆形阀孔，上述节流阀具有圆柱形的阀杆，该圆柱形的阀杆以可绕所述阀孔的中心轴线自由转动操作、但在该中心轴线方向卡合着的状态，收容在上述圆形阀孔内；在上述阀孔的侧面及底面，开设着压力流体用的第1流路孔和第2流路孔；上述阀杆，其外周面紧密地与上述阀孔的内周面滑接，在该阀杆的内部形成了连接孔，该连接孔的一端的第1孔口在该阀杆的侧面开口，并与上述第1流路孔连通；该连接孔的另一端的第2孔口在该阀杆的底面开口，并与上述第2流路孔连通；在该阀杆的外周设有流量调节槽，该流量调节槽随着转动操作调节上述第1流路孔与第1孔口的连通面积；上述流量调节槽，以上述第1孔口的位置为基端沿圆周方向延伸，朝着前端侧其槽宽渐渐变窄、同时槽深渐渐变浅。

本发明中，上述阀杆最好以非突出状态配设在阀孔内。另外，将上述阀杆卡合在阀孔内的机构，最好是环状的止动圈。

本发明的一具体实施形态中，上述节流阀，具有控制活塞移动速度的、作为速度控制阀的功能，上述第1流路孔和第2流路孔中的一方，与上述孔口连通，另一方与上述压力室连通。

本发明的另一具体实施形态中，上述节流阀，具有使上述活塞在行程端缓冲地停止的、作为缓冲阀的功能，当上述活塞接近行程端时，排出侧的压力室内的流体，通过该节流阀从上述孔口排出。

更具体地说，在上述缸体的内部，形成了缓冲室，上述活塞在行程途中时，该缓冲室与上述压力室连通，当该活塞接近行程端时，该缓冲室与上述压力室阻断；上述孔口与该缓冲室连通，并且，上述节流阀的第1流路孔和第2流路孔中的一方和另一方，分别与该缓冲室和上述压力室连通。

根据本发明，调节流量的节流阀，由于只要在阀孔内将阀杆绕自身的轴线转动操作，就可以调节流量，所以，与使上述阀杆沿轴线方向进退操作的已往技术相比，可以用少的零件、小型而简单地构成该节流阀，可以紧凑地组装在流体压缸上。

附图说明

图1是表示本发明第1实施形态的局部断面图。

图2是图1中的II-II线断面图。

图3是图2中的III-III线断面图。

图4a是节流阀中的阀杆的正面图。

图4b是节流阀中的阀杆的侧面图。

图5是卡合部件的平面图。

图6a是节流阀全开状态时的断面图。

图6b是节流阀中间开放状态时的断面图。

图6c是节流阀全闭状态时的断面图。

图7是表示本发明第2实施形态的要部断面图。

图8是表示本发明第3实施形态的要部断面图。

图9是表示已往的可变节流阀构造的断面图。

具体实施方式

图1～图3表示带节流阀的流体压缸装置的第1实施形态。该第1实施形态的压缸装置1A，在流体压缸2上附设有可变节流阀3，该可变节流阀3通过进行压力流体的流量调节而控制活塞13的动作。该节流阀3具有缓冲阀的功能，使活塞13在行程端缓冲地停止。

上述的流体压缸2，如图2所示，具有圆形断面的缸体10，在该缸体10的内部，形成了沿轴线L方向延伸的圆形缸孔11。该缸孔11的一端被与缸体10成一体的端壁10a封闭，另一端开放，缸孔11的开放的端部，被气密地安装在缸体10端部的端盖12闭塞。在上述缸孔11的内部收容着上述活塞13，该活塞13在流体压力的作用下可沿轴线L方向自由移动。另外，上述缸体10的断面形状也可以是矩形。

活塞杆14从上述活塞13的一端沿轴线L方向伸出，该活塞杆14可滑动地贯通上述端盖12伸出到外部。15是安装在该端盖12上的密封部件，将端盖12与活塞杆14的外周面之间密封。在上述活塞13的另一端，封闭部件16沿轴线L方向伸出。该封闭部件16在缓冲作用时用于将后述第1压力室18与缓冲室20阻断。该封闭部件16与上述活塞杆14成一体，是将该活塞杆14的一部分从上述活塞13伸出而形成的。该封闭部件16的长度比较短，图示的例中，约为缸孔11的孔长的1/4。

在上述活塞13的两侧，形成了用于使流体压力作用在活塞13上的第1及第2两个压力室18、19。其中，第1压力室18形成在活塞13与端壁10a之间，与形成在上述端壁10a上的小直径缓冲室20连通，通过该缓冲室20与缸体10侧面的第1孔口21连通。上述节流阀3，如后所述，设在连接上述第1压力室18和缓冲室20的流路中。上述第2压力室19，形成在活塞13与上述端盖12之间，与形成在该端盖12上的杆贯通孔23连通，通过该杆贯通孔23与端盖12侧面的第2孔口22连通。

因此，从图1的动作状态，通过上述第2孔口22将第2压力室19向外部开放。同时从第1孔口21通过缓冲室20将空气等的压力流体供给到第1压力室18时，活塞13和活塞杆14就朝图1中左方向移动(前进)。另外，通过上述第1孔口21将上述缓冲室20和第1压力室18向外部开放、同时从第2孔口22将压力流体供给到第2压力室19时，活塞13和活塞杆14朝图1中右方向移动(后退)。

在上述活塞13的后退行程中，当活塞13接近行程端时，如图1所示，由于上述封闭部件16嵌入在缓冲室20内，与安装在该缓冲室20内周面上的缓冲垫25气密地滑动接触，所以，该缓冲室20和上述第1压力室18被阻断。在此之前通过缓冲室20从第1孔口21自由排出的第1压力室18内的流体，通过上述节流阀3，以流量被限制的状态通过缓冲室20和第1孔口21排出，所以，起到缓冲作用，活塞13在行程端缓冲地停止。

上述缓冲垫25，是具有单向性密封功能的唇式缓冲垫，在与上述封闭部件16的外周接触的状态下，阻断流体从第1压力室18朝缓冲室20的逆向流动，容许流体从缓冲室20朝第1压力室18的顺向流动。因此，使活塞13从图1的动作状态前进时，压力流体从第1孔口21供给到缓冲室20时，该压力流体将上述缓冲垫25推开，自由地流入第1压力室18，所以起动很顺利。

上述可变节流阀3附设在上述缸体10的侧面，其构造如下。即，如图3所示，在该缸体10的端壁10a的侧面，朝向缓冲室20的中心并与压缸的轴线L正交的方向，形成了圆形的阀孔30，在该阀孔30内安装着圆柱形的阀杆31。

上述阀孔30，由位于孔里侧的小直径孔部30a、和位于孔外侧的大直径孔部30b构成。在小直径孔部30a的侧面，开设了与上述第1压力室18连通的第1流路孔33。在小直径孔部30a的底面中央位置，开设了与上述缓冲室20连通的第2流路孔34。

另一方面，上述阀杆31，如图4a、图4b所示，由小直径的主轴部31a和大直径的操作部31b构成。主轴部31a以与小直径孔部30a的内周面紧密滑接的状态，嵌合在小直径孔部30a内。操作部31b以非突出的状态嵌合在上述大直径孔部30b内。在上述阀孔30内配设着阀杆31，该阀杆31能绕阀孔30的中心轴线M(即阀杆31的中心轴线)自由转动操作，但在该中心轴线M的方向与阀孔30卡合着。在上述操作部31b的顶面中央部，形成了可用扳手等工具进行转动操作的例如六边形孔等的多边形操作孔39。

将上述阀杆31卡合在阀孔30内的卡合机构，在图示的实施形态中，是采用图5所示那样的由环状止动圈构成的卡合部件38。该卡合部件38由环状本体部38a和从该本体部38a的外周呈放射状伸出的若干个卡合片38b构成。这些卡合片38b朝外地并弹性地与阀孔30的孔壁卡合，本体部38a可滑动地与阀杆31的上面相接。这时，在上述阀孔30的孔壁上，最好形成供本体部38a的前端卡合的槽或台阶等构成的颚部。

但是，上述卡合机构，并不限定于该卡合部件38这样的、另外形成的部件，例如，也可在阀孔30的内周面上形成圆周方向的卡合槽，在阀杆31的外周形成突起，使该突起可移动地与该卡合槽卡合。

在上述阀杆31的内部，形成了连接孔40。该连接孔40用于连接上述第1流路孔33和第2流路孔34。该连接孔40的一端的第1孔口40a，在上述主轴部31a侧面的两个密封部件41、41间的位置开口，能与上述第1流路孔33连通。连接孔40的另一端的第2孔口40b，在上述主轴部31a的底面开口，总是与上述第2流路孔34连通。

在上述主轴部31a的外周面，形成了流量调节槽42。该流量调节槽42用于调节上述连接孔40的第1孔口40a与上述第1流路孔33的连通面积。该流量调节槽42，在上述两个密封部件41、41之间，以上述第1孔口40a的位置作为基端，在该主轴部31a的外周沿圆周方向延伸，朝着其前端侧槽宽渐渐变窄、同时槽深变浅。该流量调节槽42的槽形状，在图示例中是V字形断面，但也可以是U字形、凹字形、或样形等其它任意的断面形状。

上述构造的可变节流阀3，通过转动操作上述阀杆31，使连接孔40的第1孔口40a与第1流路孔33的连通面积(阀开度)变化，从而进行压力流体的流量调节。即，如图6a所示，当上述第1孔口40a与第1流路孔33直接并完全连通时，该节流阀3成为全开状态，流量最大，从该状态如图6b所示，将阀杆31顺时针转动时，上述第1孔口40a通过流量调节槽42与第1流路孔33连通，所以，阀开度渐渐变小，与此相应地流量被限制。这时的阀开度的大小，与上述流量调节槽42与第1流路孔33连通部分的断面积相应。然后，使阀杆31再转动，成为图6c所示状态时，第1流路孔33被主轴部31a关闭，节流阀3成为全闭状态，压力流体被阻断。

上述阀杆31借助上述两个密封部件41、41被压扁产生的摩擦力，被保持在任意的操作位置，但是，也可以用其它适当的机构，使阀杆31停止在预定的操作位置。

上述阀杆31，为了在全开位置和全闭位置不再继续转动，最好与止挡部件等相接。

上述阀杆31的从全开位置到全闭位置的操作角度，取决于上述流量调节槽42的圆周方向长度。图示例中，该操作角度约为180度，但是，如果流量调节槽42的长度比图示中短时，操作角度可在180度以下，如果比图示中长时，操作角度可在180度以上。

由于上述流量调节槽42朝着前端侧槽宽渐渐变窄、同时槽深渐渐变浅，所以，与槽宽恒定、仅仅是槽深渐渐变浅的构造相比，可以加大相对于阀杆31操作角度的阀开度的变化，可容易地进行阀开度的调节。

这样，通过转动操作可变节流阀3的阀杆31，调节阀开度，调节通过该节流阀3排出的流体的流量，可以控制缓冲作用时的活塞13的动作速度。

另外，只要在阀孔30内将上述阀杆31绕轴线M转动操作，就可以调节流量，所以，与使该阀杆31沿轴线M方向进退动作的已往技术相比，可以用较少的零件、小型而简单地构成可变节流阀，可以紧凑地组装在流体压缸上。

另外，图示的实施形态中，是通过把上述节流阀3、缓冲室20、封闭部件16设置在流体压缸2的头侧(端壁10a侧)，而使活塞13在后退行程端缓冲地停止的，但是，也可以把这些节流阀3、缓冲室20、封闭部件16设置在杆侧(端盖12侧)，使活塞13在前进行程端缓冲地停止。或者，也可以设置在头侧和杆侧双方，在活塞13的两个行程端产生缓冲作用。

另外，把上述缓冲室和封闭部件设置在杆侧时，只要把上述端盖12的杆贯通孔23作为缓冲室，安装缓冲垫25，在活塞杆14的外周安装套筒状的封闭部件即可。

图7表示带节流阀的流体压缸装置之第2实施形态的要部。该第2实施形态的压缸装置1B，在流体压缸2上附设了可变节流阀43，使该可变节流阀43具有控制活塞移动速度的、作为速度控制阀的功能。

上述可变节流阀43，其基本构造与第1实施形态的节流阀3相同，不同点是，在阀孔30的侧面开口的第1流路孔33，与孔口44连通。在阀孔30的底面开口的第2流路孔34，直接与压力室45连通。另外，不备有第1实施形态中的缓冲室和封闭部件。

上述第2流路孔34，具有与阀孔30的小直径孔部30a同样的大小，但是，也可以比该小直径孔部30a小。另外，上述孔口44也可以位于虚线所示的位置。

该第2实施形态中的其余构造，与第1实施形态相同，对主要的相同部分，注以与第1实施形态相同的标记，其说明从略。

该第2实施形态的压缸装置1B中，从上述孔口44对压力室45供给或排出的压力流体，被上述节流阀43调节流量，活塞以与调节后的流量相应的速度，被往复驱动。

上述节流阀43可以设在头侧和杆侧双方，也可以只设在其中的任何一方。

上述各实施形态的节流阀3、43中，阀孔30和阀杆31分别具有大直径部分和小直径部分。但是，也可以如图8所示第3实施形态那样，使这些阀孔30和阀杆31具有沿全长均匀的直径。该第3实施形态，表示作为缓冲阀的节流阀3。该节流阀3中，将阀孔30形成为沿全长均匀的直径，同时，将该阀孔30底面的第2流路孔34形成为比阀孔30的直径小，这样，在该阀孔的底面形成了台阶部32。把全长直径均匀的阀杆31插入该阀孔30内，使其前端与上述台阶部32相接并卡合，这样，该阀杆31可自由转动地安装在阀孔30内。使该阀杆31卡合在阀孔30内的卡合机构，与上述第1及第2实施形态中的相同。

另外，在上述第1实施形态中，将节流阀3作为缓冲阀使用，在第2实施形态中，将节流阀43作为速度控制阀使用。但是，也可以在一个流体压缸2上，同时设置缓冲用的节流阀3和速度控制用的节流阀43二者。

Claims (5)

1.带节流阀的流体压缸装置，具有借助流体压的作用在缸体内部移动的活塞、使流体压作用在该活塞上的压力室、对该压力室供给或排出压力流体的孔口、为了控制所述活塞的动作而调节所述压力流体流量的可变节流阀；其特征在于，

在所述缸体上形成了圆形阀孔，所述节流阀具有圆柱形的阀杆，该圆柱形的阀杆以可绕所述阀孔的中心轴线自由转动操作、但在该中心轴线方向卡合着的状态，收容在所述圆形阀孔内；

所述阀孔具有孔径一定的小径孔部和孔径一定的大径孔部，在所述小径孔部的侧面和底面上开口有压力流体通过的第1流路孔和第2流路孔；

所述阀杆，具有与上述阀孔的小径孔部嵌合的小径的主轴部、和以非突出状态与上述阀孔的大径孔部嵌合的大径操作部，上述主轴部的外周面紧密地与所述小径孔部的内周面滑接，在该阀杆的内部形成了连接孔，该连接孔的一端的第1孔口在上述主轴部的侧面开口，并与所述第1流路孔连通；该连接孔的另一端的第2孔口在该主轴部的底面开口，并与所述第2流路孔连通；在该阀杆的上述主轴部的外周设有流量调节槽，该流量调节槽随着转动操作调节所述第1流路孔与第1孔口的连通面积，在上述操作部的顶面形成有在转动操作时挂住工具的操作孔；

所述流量调节槽，以所述第1孔口的位置为基端沿圆周方向延伸，朝着前端侧其槽宽渐渐变窄、同时槽深渐渐变浅。

2.如权利要求1所述的压缸装置，其特征在于，将所述阀杆卡合在阀孔内的机构，是环状的止动圈。

3.如权利要求1或2所述的压缸装置，其特征在于，所述节流阀，具有控制活塞移动速度的、作为速度控制阀的功能，所述第1流路孔和第2流路孔中的一方，与所述孔口连通，另一方与所述压力室连通。

4.如权利要求1或2所述的压缸装置，其特征在于，所述节流阀，具有使所述活塞在行程端缓冲地停止的、作为缓冲阀的功能，当所述活塞接近行程端时，排出侧的压力室内的流体通过该节流阀从所述孔口排出。

5.如权利要求4所述的压缸装置，其特征在于，在所述缸体的内部，形成了缓冲室，所述活塞在行程途中时，该缓冲室与所述压力室连通，当该活塞接近行程端时，该缓冲室与所述压力室阻断；所述孔口与该缓冲室连通，并且，所述节流阀的第1流路孔和第2流路孔中的一方和另一方，分别与该缓冲室和所述压力室连通。

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