CN102575696B - 气缸 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气缸，具有用于缩短轴线方向长度以及实现加工的容易性的简单且有效的结构。将引导活塞杆(7)的滑动轴承(25)配置在与收容有杆密封件(24)的凹槽(27)相邻的位置上，将该滑动轴承(25)的一端作为该凹槽(27)的侧壁而防止杆密封件(24)脱出，并且使该滑动轴承(25)的另一端延伸至封闭第1口部(11)的通气口(11a)的一部分的位置，利用该滑动轴承(25)在所述通气口(11a)的位置上形成比该通气口(11a)的截面积小的节流孔(28)。

Description

气缸
技术领域
本发明涉及一种将压缩空气的能量转换成直线运动而进行各种作业的气缸。
背景技术
利用压缩空气操作的气缸极为普遍，如图8中示意性表示的那样，这种气缸包括：活塞42，其在缸体40的内部的缸孔41内滑动；活塞杆43，其与该活塞42相连结；压力室44a、44b，其形成在上述活塞42的两侧；2个口部45a、45b，其将压缩空气供给到这些压力室中或自上述压力室排出压缩空气，经过这些口部45a、45b对上述压力室44a、44b交替地给排压缩空气，从而利用上述活塞42使活塞杆43往返运动而进行各种作业。
这种气缸能够简便地获得直线运动，因此经常用在各种自动机器中。但是，通常设置气缸的场所多为非常狭窄的场所或受相邻的其他设备等限制的空间内，因此要求在那样的场所使用的气缸不缩短动作冲程地缩短即使一点儿的轴线方向长度。同时，也希望这种气缸构造尽量简单且容易加工。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种具有用于缩短轴线方向长度以及实现加工的容易性的简单且有效的结构的气缸。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，根据本发明，气缸包括：缸体，其在内部具有缸孔；端盖及缸盖罩，它们封闭上述缸孔的两端；活塞，其在上述缸孔内滑动；活塞杆，其滑动自如地贯穿上述端盖的杆贯穿孔，该活塞杆的基端与该活塞相连结；第1压力室及第2压力室，它们形成在上述活塞的两侧；第1口部及第2口部，它们形成在上述端盖及缸盖罩上，以对该第1压力室和第2压力室给排压缩空气；杆密封件，其将上述端盖的内周面与活塞杆的外周面之间密封起来；环形的滑动轴承，其夹设在上述端盖的内周面与活塞杆的外周面之间，引导该活塞杆。
所述活塞具有朝向所述第1压力室侧的第1活塞面和朝向所述第2压力室侧的第2活塞面，在该活塞的中心形成有杆安装孔，该杆安装孔由具有均等内径的均等孔部和朝向所述第2活塞面侧内径逐渐扩大的锥形孔部构成；活塞杆的小径化了的安装轴部嵌合于所述杆安装孔内，该安装轴部由具有均等外径的均等轴部以及朝向轴端外径逐渐扩大的锥形轴部构成，通过使该安装轴部的基端侧的台阶部与所述第1活塞面卡定，并且使所述锥形轴部与所述锥形孔部卡定，从而使该活塞杆与所述活塞相连结；所述均等孔部的内周和所述均等轴部的外周因夹设有空隙而彼此非接触。
在本发明中，也可以是上述杆贯穿孔将形成上述连通流路的大径部和供上述滑动轴承嵌合的小径部设在彼此相邻的位置上，在跨过这些大径部和小径部的交界线的位置上设有上述通气口。
根据本发明的一实施方式，所述活塞具有朝向所述第1压力室侧的第1活塞面和朝向所述第2压力室侧的第2活塞面，在该活塞的中心形成有杆安装孔，该杆安装孔由具有均等内径的均等孔部和朝向所述第2活塞面侧内径逐渐扩大的锥形孔部构成；活塞杆的小径化了的安装轴部嵌合于所述杆安装孔内，该安装轴部由具有均等外径的均等轴部以及朝向轴端外径逐渐扩大的锥形轴部构成，通过使该安装轴部的基端侧的台阶部与所述第1活塞面卡定，并且使所述锥形轴部与所述锥形孔部卡定，从而使该活塞杆与所述活塞相连结；所述均等孔部的内周和所述均等轴部的外周因夹设有空隙而彼此非接触。
在该情况下，上述杆安装孔的均等孔部的内周和上述活塞杆的均等轴部的外周因夹设有空隙而彼此非接触。
发明效果
本发明的结构为了缩短气缸的轴线方向长度以及实现加工的容易性，是非常有效的。特别是，通过使引导活塞杆的滑动轴承延伸至封闭口部的通气口的一部分而利用该滑动轴承形成节流孔的方法，与将该滑动轴承和通气口形成在气缸的轴线方向的分开位置上的情况相比，对于气缸的轴线方向长度的缩短是极其有效的。而且，不必通过加工来使上述通气口小径化而形成节流孔，因此也能容易地加工口部和形成节流孔。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的侧视图。
图2是从左侧观察图1而得到的主视图。
图3是图1的剖视图。
图4是表示本发明的第2实施方式的主要部分剖视图。
图5是表示本发明的第3实施方式的剖视图。
图6是表示本发明的第4实施方式的侧视图。
图7是图6的剖视图。
图8是示意地表示公知的气缸的剖视图。
具体实施方式
图1至图3公开了本发明的气缸的第1实施方式。该气缸1A包括：圆筒形的缸体2，其在内部具有圆形的缸孔3；圆形的端盖4及缸盖罩5，它们封闭上述缸孔3的两端；活塞6，其在上述缸孔3内沿轴线L方向滑动；活塞杆7，其基端部与该活塞6相连结，该活塞杆7滑动自如地贯穿上述端盖4。另外，该气缸1A包括：第1压力室8，其形成在上述活塞6与端盖4之间；第2压力室9，其形成在上述活塞6与缸盖罩5之间；第1口部11及第2口部12，该第1口部11形成在上述端盖4上，以向上述第1压力室8内供给压缩空气或自该第1压力室8排出压缩空气，该第2口部12形成在缸盖罩5上，以向第2压力室9内供给压缩空气或自该第2压力室9排出压缩空气。图中的附图标记10是安装在活塞6的外周的活塞密封件。
并且，在自上述第1口部11向第1压力室8内供给压缩空气，并且自第2口部12将第2压力室9内的空气排出到外部时，上述活塞6和活塞杆7向图3所示的后退冲程端移动，相反在自上述第2口部12向第2压力室9内供给压缩空气，并且自第1口部11将第1压力室8内的空气排出到外部时，上述活塞6和活塞杆7向图3的相反侧的前进冲程端移动。
上述缸体2和缸盖罩5利用铝合金一体地形成，在上述缸体2的开放端安装有由铝合金构成的上述端盖4。通过使形成在端盖4的安装部4a的外周的外螺纹与形成在缸体2的内周的内螺纹螺纹接合，来安装该端盖4。
图中的附图标记13是夹设在上述端盖4的安装部4a的外周与缸体2的内周之间的软管垫圈(tube gasket)。
上述活塞杆7由碳素钢那样的硬质金属形成，采用凿紧(日文：カシメ)的方法将该活塞杆7安装在由铝合金构成的上述活塞6上。为此，在该活塞6中形成有贯穿该活塞6的中心的杆安装孔16。该杆安装孔16由具有均等的内径的均等孔部16a、和朝向孔端内径逐渐扩大的锥形孔部16b构成，上述均等孔部16a位于活塞6的靠第1活塞面6a的位置，上述锥形孔部16b位于活塞6的靠形成有凹部17的第2活塞面6b的位置。另外，活塞6的上述第1活塞面6a是朝向第1压力室8侧的面，第2活塞面6b是朝向第2压力室9侧的面。
相对于此，在上述活塞杆7的基端部形成有小径化了的安装轴部18，该安装轴部18插入在上述杆安装孔16内，在使位于该安装轴部18的一端侧(基端侧)的台阶部19与上述活塞6的第1活塞面6a卡定的状态下，通过凿紧而将该安装轴部18的另一端侧(前端侧)变形 为锥形，从而在该安装轴部18上形成具有均等的外径的均等轴部18a、和朝向轴端外径逐渐扩大的锥形轴部18b。并且，上述均等轴部18a嵌合于杆安装孔16的均等孔部16a内，上述锥形轴部18b与杆安装孔16的锥形孔部16b卡合，利用该锥形轴部18b和上述台阶部19从两侧夹持活塞6，从而将该活塞杆7固定于上述活塞6。
比杆安装孔16的均等孔部16a的内径稍小地形成上述均等轴部18a的外径，因此这些均等轴部18a的外周和均等孔部16a的内周因夹设有空隙而处于彼此非接触的状态。
上述锥形轴部18b的端面与上述凹部17的底面位于大致相同的位置，该锥形轴部18b的端面至少不自活塞6的第2活塞面6b突出到外部。另外，通过使上述锥形轴部18b与锥形孔部16b紧密接触，来确保上述活塞6与活塞杆7之间的密封性。
通过用上述方法连结活塞6和活塞杆7，不会像利用螺母连结活塞6和活塞杆7的情况那样地使该螺母的安装部分自活塞6突出，因此能够缩短气缸1A的轴线方向长度，也能使构造简单化以及轻型化。
形成为圆形的上述凹部17与该活塞6同心状地形成于上述活塞6的第2活塞面6b，形成为环形的聚氨酯树脂制的缸盖侧缓冲件21，在前端自第2活塞面6b突出到第2压力室9内的状态下，以包围上述活塞杆7的端部的方式安装在该凹部17内。通过使形成在该缓冲件21的基端部外周的环形的卡定突起21a，与形成在上述凹部17的靠底部的内周部分的环形的卡定槽17a嵌合卡定，来进行上述安装。在活塞6移动到图3的后退冲程端时，该缓冲件21与缸盖罩5抵接，吸收冲击和噪声。
上述端盖4除了具有上述第1口部11之外，还具有供上述活塞杆7贯穿的杆贯穿孔23，在该杆贯穿孔23内设有：单向性的形成为唇状的杆密封件24，其将该端盖4的内周面与活塞杆7的外周面之间密封起来；环形的滑动轴承25，其夹设在上述端盖4的内周面与活塞杆7的外周面之间，用于引导该活塞杆7。
上述第1口部11自上述端盖4的上表面沿与缸孔3的轴线L正 交的方向笔直且保持均等孔径不变地延伸，该第1口部11与开口于上述杆贯穿孔23的孔面的通气口11a相连通，该第1口部11自该通气口11a经过由该杆贯穿孔23的一部分形成的环状的连通流路26而与上述第1压力室8相连通。上述通气口11a是第1口部11的一部分，因而该通气口11a的口径与第1口部11的孔径相同。
另外，上述第1口部11的入口侧的端部利用螺纹接合而与空气配管直接连接，因此该第1口部11的入口侧的端部是在内周切削出内螺纹的配管连接部，但也可以为了借助管接头与空气配管相连接而安装该管接头。
另外，上述杆密封件24是将唇状部分朝向第1压力室8侧地安装在凹槽27内，该凹槽27形成于上述端盖4的内周面。上述凹槽27形成在比上述通气口11a靠近活塞杆7的前端的位置上。
上述滑动轴承25利用超耐热硬质合金形成为具有一定厚度的短圆筒状，由于含油而提高了滑动性，该滑动轴承25在通气口11a侧的位置与上述凹槽27相邻地，压入固定在上述杆贯穿孔23的内部。该滑动轴承25的一端形成上述凹槽27的侧壁的一部分而与上述杆密封件24抵接，在活塞杆7进行后退冲程时，防止该杆密封件24被拉入到活塞杆7与端盖4之间的间隙内，该滑动轴承25的另一端延伸至封闭上述通气口11a的一部分的位置，在该通气口11a的位置形成比该通气口11a的截面积小的节流孔28。因而，上述滑动轴承25兼作为防止上述杆密封件24向凹槽27外脱出的脱出防止构件、和在上述通气口11a的位置形成节流孔28的节流孔形成构件。
另外，上述节流孔28通过限制空气流量而将活塞杆7的最大动作速度设定为安全的速度，将来自上述第1口部11的压缩空气经过该节流孔28供给到第1压力室8内，或将来自该第1压力室8的空气经过该节流孔28朝向上述第1口部11排出。
通过将上述滑动轴承25和第1口部11的通气口11a配设为上述那样的位置关系，与将上述滑动轴承25和通气口11a形成在轴线L方向的分开位置上的情况相比，能够缩短气缸1A的轴线方向长度。 另外，也不必通过实施在通气口11a的部分小径地形成上述第1口部11的加工等来形成节流孔28，因此也能容易地加工口部和形成节流孔28。
在上述端盖4的面向第1压力室8的内表面上与杆贯穿孔23同心状地形成有圆形的凹部29，形成为环形的聚氨酯树脂制的端盖侧缓冲件30在前端突出在第1压力室8内的状态下，以包围上述杆贯穿孔23的方式安装在该凹部29内。通过使形成在该缓冲件30的基端部外周的环形的卡定突起30a，与形成在上述凹部29的靠底部的内周部分的环形的卡定槽29a嵌合卡定，来进行上述安装。在活塞6从图1的后退冲程端移动到前进冲程端时，该缓冲件30与该活塞6抵接而吸收冲击和噪声。
另一方面，上述缸盖罩5除了具有上述第2口部12之外，还在内表面的中央位置具有与上述第2压力室9相通的圆形的辅助室31。上述第2口部12自该缸盖罩5的上表面沿与缸孔3的轴线L正交的方向笔直且保持均等孔径不变地延伸，下端的通气口12a开口于上述辅助室31而经过该辅助室31与上述第2压力室9相连通。该第2口部12的入口侧的端部与上述第1口部11的情况同样地也成为用于利用螺纹接合与空气配管直接连接的配管连接部，但也可以是能安装管接头地构成该第2口部12的入口侧的端部。
在上述第1实施方式中，上述杆贯穿孔23的孔径在安装有上述滑动轴承25的部分和上述连通流路26的部分形成为彼此相同的尺寸，但也可以像图4所示的第2实施方式的气缸1B那样地在上述两个部分具有不同的孔径。
即，在该第2实施方式中，上述杆贯穿孔23在彼此相邻的位置上具有：孔径大的大径部23a，其是形成上述连通流路26的部分；孔径小的小径部23b，其是供上述滑动轴承25嵌合的部分，在跨过这些大径部23a和小径部23b的交界线的位置上设有上述通气口11a。
通过以上述方式构成，在上述滑动轴承25的厚度较薄、或通气口11a和滑动轴承25重合的比例较大，很难保持原结构不变地确保节流 孔28的充分的开口面积的情况下，可以利用上述大径部23a与小径部23b的径差将节流孔28的开口面积调整为所需的大小。
图5公开了本发明的第3实施方式。该第3实施方式的气缸1C与上述第1实施方式的气缸1A的不同之处在于，与缸体2分别独立地形成缸盖罩5，缸盖罩5与该缸体2结合。另外，在下面这一点上也与上述第1实施方式的气缸1A不同，即，在缸体2的两端部外周形成有外螺纹，将该外螺纹螺纹安装于形成在端盖4和缸盖罩5的内周的内螺纹上。
但是，除此以外的结构实际与第1实施方式相同。因而，对于与第1实施方式相同的构成部分中主要的构成要素，标注与第1实施方式相同的附图标记而省略对其说明。
另外，上述第3实施方式的气缸1C中的杆贯穿孔23的孔径也可以像第2实施方式那样，在通气口11a内设有滑动轴承25的部分和连通流路26的部分彼此不同。
图6和图7公开了本发明的第4实施方式。该第4实施方式的气缸1D与上述第1实施方式和第3实施方式的不同之处在于，与端盖4和缸盖罩5分别独立地形成缸体2，缸体2利用凿紧的方式与该端盖4和缸盖罩5结合。另外，在下面这一点上也与上述第1实施方式和第3实施方式不同，即，代替将缸盖侧的缓冲件21安装在活塞6上的这一结构，将缸盖侧的缓冲件安装在缸盖罩5的内表面上。此外，杆贯穿孔23的孔径如第2实施方式那样，在安装有滑动轴承25的部分和连通流路26的部分彼此不同。但是，也可以像第1实施方式那样，使这些孔径彼此相同。
上述缸体2由不锈钢构成，在该缸体2的两端部的内部插入铝合金制的端盖4和缸盖罩5的形成为短圆柱状的连结部，以形成为外窄内宽状的方式缩小该缸体2的两端部，从而该缸体2的端部的倾斜部2a与端盖4和缸盖罩5的倾斜面4b、5b卡合，并且该倾斜部2a夹持在该倾斜面4b、5b与按压部4c、5c之间，由此使该缸体2和上述端盖4及缸盖罩5相互以密封状态结合。
另外，在上述缸盖罩5的面向第2压力室9的内表面上，与该缸盖罩5同心状地形成有比辅助室31的直径大的圆形的凹部34，形成为环形的聚氨酯树脂制的缓冲件35以前端突出在第2压力室9内的状态安装在该凹部34内。与端盖4中的缓冲件30的安装方法相同，通过使形成在该缓冲件35的基端部外周的环形的卡定突起35a，与形成在上述凹部34的靠底部的内周部分的环形的卡定槽34a嵌合卡定，来安装该缓冲件35。
但是，也可以与第1实施方式同样地将上述缓冲件35安装于活塞6。
该第4实施方式的除上述结构以外的结构实际与第1实施方式相同，因此对于与第1实施方式相同的构成部分中主要的构成部分，标注与第1实施方式相同的附图标记而省略对其说明。
另外，在第1实施方式至第3实施方式中，也可以与上述第4实施方式同样地将安装于活塞6的缸盖侧的缓冲件21安装于缸盖罩5。
附图标记说明
1A、1B、1C、1D、气缸；2、缸体；3、缸孔；4、端盖；5、缸盖罩；6、活塞；6a、第1活塞面；6b、第2活塞面；7、活塞杆；8、第1压力室；9、第2压力室；11、第1口部；11a、通气口；12、第2口部；12a、通气口；16、杆安装孔；16a、均等孔部；16b、锥形孔部；17、凹部；18、安装轴部；18a、均等轴部；18b、锥形轴部；19、台阶部；21、缓冲件；23、杆贯穿孔；23a、大径部；23b、小径部；24、杆密封件；25、滑动轴承；26、连通流路；27、凹槽；28、节流孔；L、轴线。

Claims (4)

1.一种气缸，其包括：缸体，其在内部具有缸孔；端盖及缸盖罩，它们封闭所述缸孔的两端；活塞，其在所述缸孔内滑动；活塞杆，其滑动自如地贯穿所述端盖的杆贯穿孔，该活塞杆的基端与该活塞相连结；第1压力室及第2压力室，它们形成在所述活塞的两侧；第1口部及第2口部，它们形成在所述端盖和缸盖罩上，以对该第1压力室和第2压力室给排压缩空气；杆密封件，其将所述端盖的内周面与活塞杆的外周面之间密封起来；环形的滑动轴承，其夹设在所述端盖的内周面与活塞杆的外周面之间并引导该活塞杆，该气缸的特征在于，
所述活塞具有朝向所述第1压力室侧的第1活塞面和朝向所述第2压力室侧的第2活塞面，在该活塞的中心形成有杆安装孔，该杆安装孔由具有均等内径的均等孔部和朝向所述第2活塞面侧内径逐渐扩大的锥形孔部构成；活塞杆的小径化了的安装轴部嵌合于所述杆安装孔内，该安装轴部由具有均等外径的均等轴部以及朝向轴端外径逐渐扩大的锥形轴部构成，通过使该安装轴部的基端侧的台阶部与所述第1活塞面卡定，并且使所述锥形轴部与所述锥形孔部卡定，从而使该活塞杆与所述活塞相连结；所述均等孔部的内周和所述均等轴部的外周因夹设有空隙而彼此非接触，由所述锥形轴部与所述锥形孔部的紧密接触来确保所述活塞与活塞杆之间的密封性。
2.一种气缸，其包括：缸体，其在内部具有缸孔；端盖及缸盖罩，它们封闭所述缸孔的两端；活塞，其在所述缸孔内滑动；活塞杆，其滑动自如地贯穿所述端盖的杆贯穿孔，该活塞杆的基端与该活塞相连结；第1压力室及第2压力室，它们形成在所述活塞的两侧；第1口部及第2口部，它们形成在所述端盖和缸盖罩上，以对该第1压力室和第2压力室给排压缩空气；杆密封件，其将所述端盖的内周面与活塞杆的外周面之间密封起来；环形的滑动轴承，其夹设在所述端盖的内周面与活塞杆的外周面之间并引导该活塞杆，该气缸的特征在于，
所述活塞具有朝向所述第1压力室侧的第1活塞面和朝向所述第2压力室侧的第2活塞面，在该活塞的中心形成有杆安装孔，该杆安装孔由具有均等内径的均等孔部和朝向所述第2活塞面侧内径逐渐扩大的锥形孔部构成；活塞杆的小径化了的安装轴部嵌合于所述杆安装孔内，该安装轴部由具有均等外径的均等轴部以及朝向轴端外径逐渐扩大的锥形轴部构成，通过使该安装轴部的基端侧的台阶部与所述第1活塞面卡定，并且使所述锥形轴部与所述锥形孔部卡定，从而使该活塞杆与所述活塞相连结；所述均等孔部的内周和所述均等轴部的外周因夹设有空隙而彼此非接触，由所述锥形轴部与所述锥形孔部的紧密接触来确保所述活塞与活塞杆之间的密封性，
在所述活塞的第2活塞面上与该活塞同心状地形成有圆形的凹部，环形的缸盖侧缓冲件在一部分自所述第2活塞面突出的状态下以包围所述活塞杆的端部的方式安装在该凹部内，环形的端盖侧缓冲件安装在所述端盖上。
3.根据权利要求1或2所述的气缸，其特征在于，
所述第1口部沿与所述缸孔的轴线正交的方向延伸，与开口于所述杆贯穿孔的孔面的通气口相连通，并且该第1口部自该通气口经过由所述杆贯穿孔的一部分形成的连通流路与所述第1压力室相连通；
所述杆密封件安装在凹槽内，该凹槽形成在端盖的内周面的比所述通气口靠近活塞杆前端的位置上；
所述滑动轴承在通气口侧与所述凹槽相邻地配置，该滑动轴承的一端形成该凹槽的侧壁而与所述杆密封件抵接，从而防止该杆密封件向凹槽外脱出，该滑动轴承的另一端延伸至封闭所述通气口的一部分的位置，在该通气口的位置上形成有比该通气口的截面积小的节流孔。
4.根据权利要求3所述的气缸，其特征在于，
所述杆贯穿孔在彼此相邻的位置具有形成所述连通流路的大径部和供所述滑动轴承嵌合的小径部，所述通气口设在跨过这些大径部和小径部的交界线的位置上。
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