CN101243259A - 作动缸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种作动缸装置，该作动缸装置具有：在多筒型缸体(1)的内筒(2)与外筒(3)之间的环状间隙内沿轴向滑动的活塞(10)；与活塞(10)相结合、并从环状间隙朝缸体(1)外侧突出的活塞杆(15)；用于检测活塞杆(15)与缸体(1)之间的相对位移的位移传感器(S)。传感器(S)具有传感器杆(22)、与传感器杆(22)的一端相结合的主体(21)。通过将传感器主体(21)收装于活塞杆(15)的突出端(16)的内侧，能缩短作动缸装置的相对于活塞(10)行程距离的全长。

Description

作动缸装置
技术领域
本发明涉及作动缸装置(液压缸装置或气缸装置)中的位移传感器的配置。
背景技术
日本专利厅1999年发行的JP 11-190308A公开了一种具有用于检测缸体与活塞杆之间的相对位移的位移传感器的作动缸装置。
图2示出了将该以往技术的作动缸装置应用于工业用机械时的结构的一个例子。
首先，作动缸装置具有缸体100、插入到缸体100内且可相对于缸体100自由滑动的活塞101、与活塞101相结合并从缸体100沿轴向突出的中空活塞杆102、磁致伸缩式位移传感器103。位移传感器103具有与传感器杆105相结合的传感器主体104、以及用于形成面向传感器杆105的外周的外部磁场的环状磁体106。
在活塞杆102的突出端和缸体100的基端分别固定有环型等托架110和111。作动缸装置利用托架110和托架111的环113安装在工业用机械上。
传感器主体104收装在与托架111一体的筒状构件112的内侧。传感器杆105从托架111贯穿缸体100的底部朝缸体100的内侧突出，从而进入到设于缸体100内的活塞杆102上的孔部内。在活塞杆102的前端安装有面向传感器杆105外周的磁体106。
在作动缸装置中，通常优选是使作动缸装置的最收缩状态的长度相对于活塞101的行程距离尽可能地短。在适用于作动缸装置的搭载空间有限的工业用机械上的作动缸装置中，该要求特别显著。
然而，在以往技术的作动缸装置中，由于在环113和缸体100的底部之间夹设有筒状构件112，因此难以满足该要求。
发明内容
因此，本发明的目的在于，在内置有位移传感器的作动缸装置中，相对于活塞的有效行程长度，缩短作动缸装置的全长。
为了实现以上目的，本发明的作动缸装置具有：具备内筒和外筒的缸体；在内筒和外筒之间构成的环状空间内沿轴向滑动的环状截面的活塞；与活塞相结合并沿轴向从环状间隙朝缸体外侧突出的中空活塞杆；由活塞、内筒和活塞杆划分成的第1压力室；由活塞、外筒和活塞杆划分成的第2压力室；用于检测活塞杆与缸体之间的相对位移的位移传感器。位移传感器具有传感器杆、与传感器杆的一端相结合的传感器主体，传感器主体收装于活塞杆的突出端内。
本发明的具体内容及其他特征和优点，将在说明书的以下记载中进行说明，并示于附图中。
附图说明
图1是本发明的作动缸装置的纵剖视图；
图2是以往作动缸装置的纵剖视图。
具体实施方式
参照图1，作动缸装置具有由内筒2和外筒3构成的多筒型缸体1、在内筒2和外筒3之间的环状空间内沿轴向滑动的活塞10、与活塞10相结合并从外筒3朝轴向外侧突出的中空活塞杆15。活塞10与内筒2的外周及外筒3的内周滑动接触。在外筒3的前端固定有用于引导活塞杆15自由滑动的、具有轴承功能的筒状盖构件8。
在缸体1的基端固定有第1托架4。内筒2和外筒3的基端分别由托架4封闭。在第1托架4上形成有环5a。
在缸体1的内侧划分出了第1压力室R1和第2压力室R2。第1压力室R1和第2压力室R2中分别充满了工作流体。
第1压力室R1由活塞10、内筒2和活塞杆15划分而成。换言之，内筒2内侧空间和活塞杆15的中空部15a所构成的空间相当于第1压力室R1。
第2压力室R2由活塞10、外筒3和活塞杆15划分而成。换言之，位于外筒3和活塞杆15之间的环状空间内、且位于缸体1和盖构件8之间的空间相当于第2压力室R2。
在外筒3和内筒2之间的空间内、且在活塞10和第1托架4之间构成的空间，借助形成于第1托架4上的通气孔7与大气相连通。
第1压力室R1借助形成于第1托架4上的通路6与外部泵相连接。第2压力室R2借助形成于盖构件8上的通路9与外部泵相连接。根据这些泵的驱动向第1压力室R1和第2压力室R2选择性地供给工作流体，由此使作动缸装置伸长或收缩。
活塞杆15的中空部15a由形成于活塞杆15的突出端16上的隔壁16a封闭。突出端16与形成有环5b的第2托架30相结合。因此，在突出端16上沿轴向朝外地形成了具有阴螺纹部17a的孔部17。孔部17与中空部15a由隔壁16a隔开。在第2托架30上形成有中空的阳螺纹部31。通过将阳螺纹部31与阴螺纹部17a相螺合而使第2托架30与突出端16相结合。
如图所示，突出端16形成于活塞杆15位于最收缩位置时与盖构件8滑动接触的位置上。
作动缸装置具有用于检测缸体1与活塞杆15之间的相对位移的磁致伸缩式位移传感器S。
位移传感器S具有传感器主体21、从传感器主体21突出的传感器杆22、使外部磁场作用于传感器杆22的环状磁体23。
传感器主体21收装于孔部17的内侧。如上所述，孔部17的内周与第2托架30相螺合，因此，传感器主体21收装于第2托架30的阳螺纹部31的内侧。传感器杆22借助螺纹部21a与传感器主体21相结合。
在将活塞杆15的中空部15a和孔部17划分开的隔壁16a上形成有使二者相连通的螺纹孔18。传感器杆22从螺纹孔18突出到活塞杆15的中空部15a中，进而突出到内筒2的内侧。
传感器杆22从螺纹孔18插入到活塞杆15的内侧，通过使形成于基端的螺纹部21a与螺纹孔18相螺合，而将传感器杆22与传感器主体21一同固定在活塞杆15上。这样将传感器主体21固定在活塞杆15上之后，将第2托架30安装在孔部17上。传感器主体21具有用于供给工作用电和输出电信号的导线25。在第2托架30上形成有用于取出导线25的通孔32。导线25与外部电源装置及控制装置相连接。从防水和防尘方面考虑，优选在通孔32和导线25之间设置密封构件。
在内筒2前端内周螺合有筒构件24。利用筒构件24将磁体23固定于内筒2前端内周的、面向传感器杆22的位置上。
为了阻止第1压力室R1的工作流体通过螺纹孔18泄漏到孔部17内，在传感器主体21和隔壁16a之间夹持有环状密封构件。
在该作动缸装置中，当从外部泵通过通路6向第1压力室R1供给工作流体时，朝图中左方作用于隔壁16上的压力升高，活塞杆15朝伸长方向位移。对应于该位移，固定于内筒2上的磁体23和固定于活塞杆15上的传感器杆22相对位移，传感器主体21通过导线25输出与位移相应的信号。
另一方面，当从外部泵通过通路9向第2压力室R2供给工作流体时，朝图中右方作用于活塞10上的压力升高，活塞杆15朝收缩方向位移。对应于该位移，固定于内筒2上的磁体23和固定于活塞杆15上的传感器杆22相对位移，传感器主体21通过导线25输出与位移相应的信号。
因此，在该作动缸装置中，与以往技术的作动缸装置一样能检测出活塞杆15与缸体1之间的相对位移。
通过将活塞杆15伸长驱动时隔壁16的受压面积和活塞杆15的收缩驱动时活塞10的受压面积设定成相等，作用于活塞杆15伸长方向和收缩方向的推力与第1压力室R1和第2压力室R2的压力均衡准确地成比例。其结果是，在该作动缸装置中，能获得与从活塞朝两个方向突出设置活塞杆、使这些活塞杆分别从缸体朝轴向外侧突出的、所谓双杆型作动缸装置相同的驱动特性。另一方面，该作动缸装置不像双杆型作动缸装置那样需要长的工作空间。
在该作动缸装置中，当活塞杆15伸缩时，外筒3与内筒2之间的、由活塞10与托架5所划分出的空间便扩张、收缩。如上所述，由于该空间利用通气孔7与大气相连通，因此空间的扩张、收缩不会妨碍作动缸装置的动作。
下面，说明活塞10的有效行程长度与作动缸装置全长之间的关系。
由于盖构件8会受到油室R2的压力作用，因此必须具有能承受该压力的强度。而且，在盖构件8上形成有通路9。此外，盖构件8发挥活塞杆15的轴承之功能，具有防止活塞杆15轴偏摆的作用。根据这样的理由，盖构件8需要具有一定程度的轴向长度。与此相应地，活塞杆15需要具有在最收缩状态下与盖构件8滑动接触的突出端16。但是，在活塞10的行程距离中，突出端16会成为无效空间。
在该作动缸装置中，由于将传感器主体21收装在活塞杆15的突出端16中，因此，如图1所示，在活塞杆15最收缩状态下，突出端16与盖构件8滑动接触。即，在作动缸装置的最收缩状态下，传感器主体21的至少一部分埋没在盖构件8的内侧。
另一方面，在图2所示的以往技术的作动缸装置中，由于将传感器主体104收装于托架111内侧，因此，传感器主体104与活塞杆102的伸缩位置无关，始终位于缸体100的外侧，因此不得不使托架111的长度与传感器主体104的收装空间长度相当。
因此，在将活塞10的行程距离设定成与以往技术的作动缸装置的活塞101的行程距离相等时，该作动缸装置的最收缩状态下的全长比以往技术的作动缸装置的最收缩状态下的全长短。
即，采用该作动缸装置，通过将传感器主体21容纳在无效空间内，相对于活塞10的有效行程长度，缩短了作动缸装置的全长。
另外，该作动缸装置在托架4上形成有通路6和通气孔7，在盖构件8上形成有通路9，在内筒2、外筒3上未形成这种通路。通路6、通气孔7和通路9的这种配置除了有利于确保内筒2和外筒3的强度，也有利于确保活塞10的顺畅滑动，通过该配置，能够在活塞10的行程中利用外筒2的全长。
在该作动缸装置中，由于构成位移传感器S的传感器主体21、传感器杆22和磁体23都组装在作动缸装置的内部，因此，在例如将作动缸装置应用在工业用机械上时，无需担心这些构件与工业用机械的结构构件发生干扰。
在此，引用了申请日为2005年11月15日的日本特愿2005-262086号的内容加以合并。
如上所述，虽然通过几个特定实施例对本发明进行了说明，但是，本发明并不限定于上述各实施例。对于本领域普通技术人员来说，可在权利要求的技术范围内对这些实施例进行各种修改或变更。
例如，虽然在上述实施例中，使用了磁致伸缩式传感器作为位移传感器S，但本发明也可适用于具有如下类型的位移传感器的作动缸装置，即，该位移传感器在传感器杆22内设有线圈，根据线圈的电感变化来检测活塞杆15的位移。
适用产业领域
本发明能使具有位移传感器的作动缸装置的全长相对于行程距离而缩短。因此，由于对配置作动缸装置的空间有限的各种工业用机械用的作动缸装置适用，因此，本发明能够获得特别好的效果。
本发明的实施例所包含的排他性质或特征在如下权利要求中给出。

Claims (6)

1.一种作动缸装置，其中，该作动缸装置具有：
缸体(1)，其具有内筒(2)和外筒(3)；
环状截面的活塞(10)，其在内筒(2)和外筒(3)之间构成的环状空间内沿轴向滑动；
中空活塞杆(15)，其与活塞(10)相结合、并沿轴向从环状间隙朝缸体(1)外侧突出；
第1压力室(R1)，其由活塞(10)、内筒(2)和活塞杆(15)划分而成；
第2压力室(R2)，其由活塞(10)、外筒(3)和活塞杆(15)划分而成；
位移传感器(S)，其用于检测活塞杆(15)与缸体(1)之间的相对位移，位移传感器(S)具有传感器杆(22)、与传感器杆(22)的一端相结合的传感器主体(21)，传感器主体(21)收装于活塞杆(15)的突出端(16)中。
2.根据权利要求1所述的作动缸装置，其中，缸体(10)的一端具有发挥活塞杆(15)的轴承之功能的盖构件(8)，突出端(16)被构成于，在活塞杆(15)进入到缸体(10)最深的状态下、埋没在盖构件(8)的内侧的位置上。
3.根据权利要求2所述的作动缸装置，其中，传感器杆(22)突出到第1压力室(R1)内，基端部(16)具有用于收装传感器主体(21)的孔部(17)、以及从第1压力室(R1)中划分出了容纳空间(17)的隔壁(16a)。
4.根据权利要求3所述的作动缸装置，其中，该作动缸装置还具有第1托架(4)和第2托架(30)，上述第1托架(4)具有固定于缸体(1)另一端上的环(5a)；上述第2托架(30)具有固定于基端部(16)上的环(5b)。
5.根据权利要求4所述的作动缸装置，其中，第2托架(30)与孔部(17)的内周相螺合。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的作动缸装置，其中，该作动缸装置还具有磁体(23)，该磁体(23)固定于内筒(2)上，用于对传感器杆(22)形成外部磁场。
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