CN1048439C - 带有滑动台的致动器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种带滑动台的致动器，其中可以在与滑动台的位移量增加无关的情况下来设定滑动台长度方向的长度量，即使滑动台的位移量增大也不会发生变形而具有良好的刚性。在带滑动台的气缸10中，活塞杆34a(34b)沿切除部26a(26b)移动，其前端部与位于滑动台16一端的端板36相连，随着活塞杆34a(34b)的移动，滑动台16也沿缸体12的轴向运动，当滑动台16抵达一个终端位置时，工件及滑动台16的重量负荷经导轨14而加在缸体12上。

Description

带有滑动台的致动器

本发明涉及一种带有滑动台的致动器，它可对致动器提供致动力，并使滑动台沿线性导引机构平滑地移动。

例如，在将工件从一规定位置依次运送到另一规定位置时，可使用一种在致动器上连有滑动台的带滑动台的致动器。

对于这种带滑动台的致动器来说，现有技术中存在种种方案，例如日本的实开平2-31902及实开昭62-185905公报中都公开了这种技术。

在上述实开平2-31902号公报中，对致动器本体内的缸体施加致动力使活塞移动，将剖面为L形的滑动台的一端连接于活塞杆的前端部，而在上述致动器本体与滑动台之间设有线性导引机构。

另一方面，实开昭62-185905号公报中则公开了一种设置在致动器本体两端部的一对托架与活塞杆相连接的双杆型机构，将实质上具有缸本体功能的滑动台设置在致动器本体的上方，该滑动台沿着上述的双杆在一对托架间作往复运动。

在上述带滑动台的致动器中，通过位于导轨及沿导轨移动的滑动台之间的球，构成了使上述滑动台实现良好移动的线性导引机构，例如在日本实开平1-63817号公报中，提出了一种线性导引机构，它包括：开有球转动槽的导轨，带有与该球转动槽相对且与之平行的作为球通路用的通孔的导块，以及具有半圆形球循环路径且与导块端部相连接的端盘，还包括若干个可在球转动槽内转动的球以及对这些球起保持作用的保持器。

这种线性导引机构如图1所示，导块与端盖4的端部相连接，并将保持器6插入端盖4的孔内，从而构成球的运动环路8。

然而，对于上述实开平2-31902号公报所公开的技术思想，如果想增加装载有工件的滑动台的位移量时，由于上述滑动台的一端位于活塞杆的前端部，使工件及滑动台重量的负荷施加在滑动台上，故增大了滑动台的弯曲变形，从而使滑动台的平行精度降低，无法以良好的精度进行定位。

根据上述实开昭62-185905号公报所揭示的技术思想，为了使滑动台起到双杆型汽缸本体的作用，在需要增大滑动台的位移量时，其双杆的长度不得不加长，从而导致滑动台的长度的增加，其结果是滑动台的安装场地受到限定，而且无法有效地使用空间，从而增加了制造的成本。

此外，在采用线性导引机构的实开平1-63817号公报中，其球循环路径8的圆弧部分9，存在着保持器6与端盖4的连接部分，滑动器本体2与端盖4的连接部分等四处连接部分，由于这些连接部分存在于圆弧部9，故在装配时容易因零件制造精度的误差而造成高低不平，无法使球体在循环路径8内平滑转动。

本发明旨在克服上述缺陷，其主要的发明目的在于提供一种带有滑动台的致动器，其中可以不依靠滑动台位移量的增加而将该滑动台长度方向上的长度进行设定，而且即使该滑动台的位移量增大，滑动台的挠曲刚性仍然很好，而且安装场地不受限制，可有效地利用空间，降低制造成本。

为了实现上述目的，本发明的带滑动台的致动器的特征在于它包括：

具有一对流体压力出入口以及沿轴线方向延伸的切除部的缸体；

沿上述缸体的轴线方向连接起来的，从缸体的一端延伸至另一端的导轨；

沿上述导轨移动的滑动台；

受位于上述缸体内活塞的作用，沿上述切除部移动的活塞杆；以及

设置于上述滑动台的一端，且定位于上述活塞杆前端的端板。

在上述带滑动台的致动器中，具有一个鼓出部，它位于缸体轴线方向的一侧，且沿其长度方向延伸；该鼓出部的上表面与滑动台的上表面大致处于同一平面内；缸体内可以设置一个活塞或两个活塞。

本发明的另一个目的是在带滑动台的致动器中，设置可使球圆滑转动的线性导引机构。

为了实现该目的，本发明用于带滑动台致动器中的线性导引机构，对于侧面开有球转动槽以及槽底带有球保持槽的导轨来说，设置在跨过导轨进行移动的滑动台中球转动槽的对面，从而使上述滑动台圆滑地移动，其特征在于它具有：

带有球转动槽的导块，该转动槽包括对应于上述导轨的球转动槽中的第一直线部，大致平行于第一直线部的第二直线部，以及由将第一、二直线部的端部连接在一起的第一圆弧部及第二圆弧部。

还具有相对于上述导块第一圆弧部的半圆形的第三圆弧部以及与上述第二圆弧部的一端相接，且与上述导块的第二直线部相对应的直线部，以及与上述第三圆弧部的另一端相连，且与上述导块的第一直线部中球保持部相对应的球转动槽的第一盖构件。

还具有对应于上述导块的第二圆弧部的半圆形的第四圆弧部，以及与该第四圆弧部的一端相接且对应于上述导块的第二直线部的直线部，以及与上述第四圆弧部相连接，且对应于上述导块的第一直线部中球保持部的球转动槽的第二盖构件，以及

放置在上述球转动槽内的若干个球；

通过盖构件的孔拧入导块中的螺孔内，将上述导块的第一盖构件与第二盖构件连成一体的安装构件；

将上述第一盖构件与第二盖构件的直线部及球保持部的前端相互连接在一起。

在上述的线性导引机构中，导块包括：具有第一直线部的长方形导块本体，连接于该导块本体的一侧且具有第一圆弧部的半圆板块形的第一块体，以及连接于导块本体的另一侧面且具有第二圆弧部的半圆板块形的第二块体等。

在本发明的带滑动台的致动器中，通过一个流体压力出入口将压力流体送入缸体内，所送入的压力流体将推压活塞而使之沿切除部移动，由于活塞杆的前端与设置在滑动台一端的端板相连接，从而使滑动台随活塞杆的移动也沿缸体的轴线方向移动。

滑动台在连接于缸体内导轨的导引下进行移动，直到其移动终端。这样，当滑动台处于一个位移终端时，工件及滑动台重量的负荷经导轨而加在缸体上。

而且，用于本发明带有滑动台的致动器中的线性导引机构，其球循环路径的内周面仅仅由导块中的球转动槽构成，其外周面仅仅由以直线部、圆弧部及球保持部整体构成的第一及第二盖构件中的球转动槽构成，因此，第一与第二盖构件间的连接部分是直线部的相互连接或者球保持部间的相互连接，也就是说，由于连接部分位于直线形部分，故不容易受零件制造精度的影响，可尽量减小高低差别，所以上述的线性导引机构可以使球圆滑地转动。

通过参照附图对本发明优选实施例所作的详细说明，可以对本发明的其他目的及优点有更容易的理解。

图1是现有技术中线性导引机构的局部剖面图。

图2是本发明实施例中带有滑动台的气缸的局部剖面斜视图。

图3是沿图2中III-III线作的剖面图。

图4是图2所示的带有滑动台的气缸的剖面图。

图5是图2所示的带有滑动台的气缸的线性导引机构的分解斜视图。

图6是图5中线性导引机构的横剖面图。

图7是图5中线性导引机构的纵剖面图。

图8是本发明另一实施例中带滑动台的气缸的平面图。

图9是沿图8中IX-IX线作的纵剖面图。

图10是沿图8中X-X线作的纵剖面图。

图11是另一实施例中线性导引机构的分解斜视图。

图12是图11中线性导引机构的横剖面图。

图13图11中线性导引机构的局部放大图。

现参照附图通过优选的实施例对本发明中带有滑动台的致动器作如下说明。

如图2所示，带有滑动台的气缸10基本上包括：矩形的缸体12，与该缸体12上部相连的导轨14，沿该导轨14作往复直线运动的滑动台16，以及安装在导轨14与滑动台16之间，使滑动台16平滑地进行位移的线性引导机构100(将在后面叙述)等。在缸体12的上表面的两端设有一对端块18a、18b，它们与缸体成一体，端块18a，18b设有用来对滑动台16的位移量进行微调的一对调整钮20a和20b。

在上述缸体12短边方向附近的一个侧面上开有一对压缩空气出入口22a，22b，而沿长度方向则开有一条长槽24，用来安装传感器。在上述缸体12上，沿其长度方向设有一对剖面呈半圆形的

切除部26a，26b，它们大致平行。沿长度方向靠近上述切除部26a，26b的部位设有环形封闭件28a，28b。而且，借助于上述封闭件28a，28b，分别构成封闭的缸室30a，30b。活塞32a，32b在缸室30a，30b内可沿箭头X或Y的方向自由运动。与上述活塞32a，32b连接的活塞杆34a，34b的前端与装在切除部26a，26b内的滑动台16前端的端板36相连。上述端板36与活塞杆34a，34b的连接，是通过嵌合在活塞杆34a，34b上的一双环形件38a，38b对端板36的夹持而实现的，在上述各活塞32a，32b的外部通过环形槽装配有环形磁铁40a，40b，通过装设在长槽24内的传感器(未示出)对磁铁40a，40b磁性的检测，便可检测出活塞32a，32b的位置。一侧的缸室30a与另一侧的缸室30b，如上述实用新型公开昭62-185905所示，经过图中未示出的连接通路连通，从而将由压缩空气出入口22a，22b所供给的压缩空气分别送入缸室30a，30b。

导轨14沿着缸体12的轴线方向依照一对端块18a与18b间的长度设置。在导轨14的两个侧面开设剖面大致呈V形的球转动槽42。在槽的底面开有供球保持部用的沟槽43(参照图4)。通过螺丝46可以调整导轨14与线性导引机构100之间的距离(参照图4)。

滑动台16的剖面大致呈U形，通过拧在导轨14侧面的螺栓44(参照图4)，在导轨14的两侧分别设置两个形状大致相同的线性引导机构100，这样就共有四个线性导引机构100装设在滑动台16上。在滑动台16轴线方向的两端，间隔一定的间距设置一对减震器50a，50b，从而可缓和当移动端冲击在端块18a(18b)上时的撞击力。而且最好将上述滑动台16与端板36制成一体。

线性导引机构100如图5所示，它基本上由导块112，球114，盖构件116a，116b，刮板118a，118b及螺栓120a，120b等构成。

在导块112上，环绕矩形体的侧面开有球转动沟槽122。该沟槽由沿长度方向在侧面设置的第一直线部124，第二直线部126，以及将这二个直线部连接起来的第一圆弧部128，第二圆弧部130组成。在导块112的上表面及宽度方向的侧面，分别设有供螺栓拧入用的螺孔132，133(参照图5及图7)。

盖构件116a，116b由剖面大致呈L形的盖部136及推压部整体构成，它突出于大致呈矩形的本体部134。球转动槽140如图6所示，它由对应于上述导块112的第二直线部126的直线部142，相对于上述第一圆弧部128或第二圆弧部130的圆弧部144以及对应于上述第一直线部124的球保持部146组成。

在盖构件116a的盖部136与推压部138的前端，设有突出部148a，150a，而在盖构件116b的盖部136与推压部138的前端，则设有凹入部148b，150b。在上述的本体部134上开有与上述螺孔133相对应的孔152，以及用来保持后面将叙述到的刮板用的凹部154。

刮板118a对应于上述盖构件116a，116b的孔152，它由带有孔眼156a，156b的板体158，以及设于板体158上带有与导轨14的沟槽相对应的凸部159的封闭构件160构成。

在导块112的球转动槽122内放入球114，再将导块112两端的盖构件116a，116b装好，便可构成该线性引导机构100。此时，位于盖构件116a的盖部136及推压部138前端的凸部148a，150a便与盖构件116b的盖部136与推压部前端的凹部148b，150b相嵌合。此外，在盖构件116a，116b的凹部154内嵌合有刮板118a，118b。接下来，将螺栓120a插入刮板118a的孔156b及盖构件116a的孔152内，并拧入导块的螺孔133中，使刮板118a，盖构件116a，导块112成为一体。以同样的方式用螺栓120b将刮板118b，盖构件116b及导块112连为一体。

结果，如图6所示，通过盖构件116a，116b的盖部136将导块112的第二直线部126盖住，使球转动沟122，140与外界隔绝。

本发明的实施例中的带有滑动台的气缸10基本上如上述方式构成，下面将对其动作及作用效果予以说明。

从一个压缩空气出入口22a供应压缩空气，推动活塞32a，32b，使之沿X方向运动。由于活塞32a，32b的运动，借助于活塞杆34a，34b及端板36使滑动台16沿箭头X方向移动。这时滑动台16可以通过设于导轨14两侧的四个线性导引机构100实现平滑运动。

也就是说，通过线性导引机构100的球转动沟槽122第一直线部分中球114在导轨14中的球转动槽42内的转动，使滑动台16实现理想的运动。此外，上述线性导引构件100的盖构件116a，116b上的推压部138不接触导轨14的球保持槽43内部而运动。此外，刮板118a，118b的封闭构件160中的凸部遮住导轨14的球转动槽42，使灰尘不能进入线性导引机构100内。

欲使滑动台沿相反方向移动时，可由另一个压缩空气口22b供应压缩空气，通过活塞32a，32b使滑动台16沿箭头Y方向移动。

本实施例中的带有滑动台的气缸10，即使滑动台16位于一个移动终端位置时，也可借助导轨14将滑动台16支持住。因此，压在该滑动台16之上的工件及该滑动台16本身的重量，其大部分可通过导轨14而直接施加到缸体12上。这样，便可防止滑动台16的变形，获得一种刚性强的带滑动台的气缸10。

此外，在本实施例的具有滑动台的气缸10中，将与滑动台16成一体结构的端板设置在活塞杆34a，34b的前端，可以将活塞杆34a，34b的运动传递给滑动台16。这样，滑动台16的移动量受到各活塞32a(32b)位移量的限制，这样便可以不考虑该滑动台16长度方向上的长度来设定其位移量。所以，即使缸体12沿轴线方向延长，当滑动台16的位移量增大时，滑动台16的长度仍可在规定的长度上。

所以，由于可以不考虑滑动台16的长度来设定滑动台16的位移量，即使位移量增大时，仍可使滑动台16本体及缸体12制造得小巧精致，从而降低带有滑动台的气缸19的造价，同时使装配场所不受限制，充分利用有效空间，由于刚性好，外型小，重量轻，故可提高其通用性。

此外，由于带有滑动台的气缸10中的线性导引机构100，其球转动槽122，140是由导块112与盖构件116a，116b组成的，故连接部分较少，尤其是球转动槽122，140的圆弧形部分，与导块112及盖构件116a，116b的直线部分构成整体的球转动槽122，140，故不产生偏差。此外，上述盖部116a，116b的盖部136及推压部138的突出部148a，150a与凹部148b，150b的嵌合，可实现确实的连接。而且，由于上述的连接部分位于其直线部位，故受零部件制造精度的影响较小，使误差尽可能地减少，不会妨碍球114的自由转动。

本发明的另一个实施例中的带有滑动台的气缸260被表示在图8至10中。该实施例中的气缸260的动作方式与图2所示的带滑动台的气缸10大致相同，故不再对其进行说明，相同的部件均采用相同的标号，以下仅对其不同之处进行说明。

该带有滑动台的气缸260具有气缸体262，该气缸体262由沿轴线方向向中央部附近向一侧延伸而成的鼓出部264及位于该鼓出部264的宽度平面部266整体构成(参照图9)。在缸体262长度方向的端部，开有多个相距一定距离的安装孔268a～268d(参照图8)。在上述鼓出部264的上面，设有用来安装图中未示出的传感器用的长槽270a，270b，它们沿长度方向相对设置(见图8及图9)。

在上述鼓出部264的内部，设有放置活塞32用的剖面大致为圆形的缸室30，借助一组封闭构件272，274将缸室30密封住(见图10)。在活塞32的外周面处嵌有环形磁铁40。

在平面部266处连有导轨14，通过在导轨14上滑动的线性导引机构100使滑动台276可自由移动。在滑动台276长度方向的一端设有端板278，该端板278借助于保持部件280而连接于活塞杆34的前端(见图8)。

另外，在图2所示的带滑动台的气缸10中，两个活塞32a，32b分设于缸体12的两侧，而本实施例中的带滑动台的气缸260，仅在缸体262的一个侧面设置一个活塞32，这是二者的不同之处。所以，位于缸室30附近的断面大致为半圆形的切除部26也只有一个(见图8及10)。

如图9所示，由于从平面部266至突出部264上表面之间的高度尺寸A与滑动台126的厚度B大致相同，所以所述鼓出部264的上表面与滑动台276的上表面大致在同一平面内。这样，对于本实施例的带有滑动台的气缸260来说，由于滑动台276的上表面不会从缸体262的上表面突出，而是大致位于同一平面，故可以有效地利用该带有滑动台的气缸260的高度方向的空间，而且由于从整体上看其形状小巧精致，有可能实现小型化，轻量化。

线性导引机构的其他实施例表示于图11至图13中。与图5所示的线性导引机构100相同的元件同相同的标号表示，二者的动作方式也大致相同，故不再作详细说明。

其他实施例中的线性导引机构300，其特征在于导块302是由长方形的导块304，以及连接于该本体304上的一对半圆柱形的块体306a，306b构成的。

也就是说，导块302包括导块本体304，其中带有位于长方体侧面长度方向上的构成球转动沟槽122的第一直线部124，以及具有第二直线部126功能的通孔308，还包括半圆形块体306a，它借助一对突起部310a，310b而与上述导块本体304长度方向的一侧相连接，该半圆块体还具有第一圆弧部128，还包括半圆形块体306b，它通过突起部310a，310b而与上述导块本体304长度方向的另一侧相连，它具有第二圆弧部130。突起部310a，310b可嵌于导块本体304的一对安装孔312a，312b内，从而使一对半圆形块体306a，306b可简单地连接到导块本体304上。

由于该导块由导块本体304及一对块体306a，306b构成，故该导块302的制造具有简便的优点。

再者，对于上述导块本体304来说，由于沿其长度方向开有具有球转动槽122的第二直线部126功能的通孔308，因此在盖构件314a(314b)上可不设置突出的盖部136。此时，在盖构件314a(314b)的本体部134上带有自圆弧部144的端部向外突出的半圆形突起部316(见图13)，而对于导块302来说，在通孔308的端部则开有与上述突起部316相配形状的槽318(见图12)。所以通过将上述突起部316嵌入槽318内，即可将具有直线部142功能的导块本体304的通孔308与盖构件314a(314b)上的弯曲圆弧部144实现平滑的定位及连接。

本发明的带有滑动台的致动器，具有以下效果。

即使滑动台位于移动终端的位置，由于该滑动台支承在导轨上，故不会象以往那样使滑动台弯曲，可提供刚性良好的带有滑动台的致动器。

此外，本发明的带有滑动台的致动器，由于在活塞杆的前端装有滑动台端板，故可以将活塞杆的移动量传递给滑动台。这样，滑动台的位移量便受活塞位移量的影响，而与滑动台长度方向上的长度无关。即使将缸体沿轴向延伸，从而增大滑动台的位移量，滑动台的长度仍可保持不变。

如上所述，由于可以脱离滑动台的长度来设定其位移量，因此即使增大上述位移量，仍可使滑动台本体及缸体实现小型精制化，从而使该带有滑动台的致动器，不受置所的限制而可有效地利用空间，它具有刚性，造价低廉，具有小型化，轻量化的优点，而且其通用性有所提高。

由线性导引机构可以获得以下效果。

球的循环路径的内周面是由导块的球转动槽构成的，而其外周面则由直线部，圆弧部及球保持部整体组成，它们构成第一、二盖构件中的球转动沟槽。因此，第一盖构件与第二盖构件间的连接分别由直线部分连接或是球保持部间的连接而实现的。由于连接部分为直线形状，故不受零部件制造精度的影响，偏差量很小。采用上述的线性导引机构，可使球圆滑地转动。

Claims (6)

1.一种单轨致动器，包括：

一个缸体，其中具有一个沿其轴向方向以小于其全长的预定长度设置的缸室，所述的缸体还包括一个设置于其中的切除部分，该切除部分基本上沿着与所述的缸室同轴的轴线从缸室延伸；

一根单一的导轨，所述的导轨安装在所述的缸体上并沿着轴向方向靠在所述的缸室和所述的切除部分旁边从缸体的一端延伸至其另一端，其特征在于，所述的导轨具有至少一条设置于其中的球转动沟槽，所述的缸室和所述的切除部分沿着其所述的公共轴线设置于一个将所述的导轨沿其纵向方向一分为二的垂直面的一侧；

一个安装在所述的导轨顶部以便沿导轨移动的滑动台；

许多设置于所述的台和所述的导轨之间的至少一条球转动沟槽中的球；

一个可移动地设置于所述的缸室中的活塞；

一根与所述的活塞相连以便沿着所述的切除部分相对所述的活塞的运动而运动的活塞杆；和

一个安装在所述的滑动台的端部的端板，所述的端板与所述的活塞杆的尾端连接，所述的端板具有可移动地设置于所述的切除部分之中的部分。

2.如权利要求1所述的单轨致动器，其特征在于在缸体轴向的一侧有一鼓出部沿长度方向延伸，该鼓出部的上表面与滑动台的上表面大致位于同一平面内。

3.如权利要求2所述的单轨致动器，其特征在于缸体内配置一个活塞。

4.如权利要求2所述的单轨致动器，其特征在于缸体内配置二个活塞。

5.一种线性导引机构，它使用于权利要求1所述的单轨致动器，它具有侧面带球转动槽及槽底带球保持槽的导轨，其对面设有跨过上述导轨进行运动的滑动台的所述球转动槽面，可使滑动台圆滑地进行移动，其特征在于该机构包括：

带有由对应于导轨中球转动槽的第一直线部，大致平行于第一直线部的第二直线部，与第一、二直线部的端部相连接的第一、二圆弧部所组成的球转动槽的导块；

有对应于上述导块中第一圆弧部的半圆形的第三圆弧部，与第二圆弧部一端相连且对应于导块第二直线部的直线部，以及与第三圆弧部一端相连且对应于导块第一直线部的球保持部的球转动槽的第一盖构件；

具有对应于导块中第二圆弧部的半圆形第四圆弧部，与第四圆弧部的一端相连且对应于导块第二直线部的直线部，以及与第四圆弧部的另一端相连且对应于导块第一直线部的球保持部的球转动槽的第二盖构件，以及位于球转动槽内的多个球；

通过盖构件的孔拧入导块中的螺孔，从而将导块与第一盖构件及第二盖构件连为一体的安装件；而且

上述第一盖构件与第二盖构件的直线部及球保持部的前端彼此连接。

6.如权利要求5所述的线性导引机构，其特征在于其导块包括具有第一直线部的长方形导块本体，连接于上述导块本体的一侧，且具有第一圆弧部的半圆形第一块体，以及连接于导块本体另一侧，且具有第二圆弧部的半圆形第二块体。

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