CN1309247A - 流体压力缸 - Google Patents

Abstract

圆形的活塞和非圆形的杆作为独立的部件分别形成,对上述活塞调心以与第1空气轴承的圆形轴承孔同心,并对上述杆调心以与第2空气轴承的非圆形轴承孔同心,在该状态下由粘合剂将这些活塞杆和杆相互连接一体化。

Description

流体压力缸

本发明涉及一种在本体块分别以空气轴承可自由移动地支承相互连接的圆形活塞和非圆形杆的流体压力缸。

由设于缸体的空气轴承以浮动状态支承活塞和杆的缸系统，已由例如特开平11-117912号公报公开。

该已有提案的缸系统由于用空气轴承支承上述活塞和杆，所以，可减小这些构件的滑动阻力，但由于活塞和杆的外形都为圆形，所以这些构件在移动时等存在回转的危险。

在通常情况下，如上述活塞和杆在动作过程中回转则有可能出现故障，所以，需要防止这些构件在移动时回转。

为了这样防止活塞和杆回转，虽可单纯设置用于防止回转的装置，但在如上述那样由空气轴承以浮动状态支承活塞和杆的场合，需要不损害在该浮动状态下的支承功能那样的机构。为此，使比活塞断面小的杆的断面为方形较为简单而且适当，但在完全保持同心的状态下一体形成圆形活塞和非圆形的杆非常困难，同样，正确地以同心状态加工具有支承上述活塞的圆形轴承面的空气轴承和具有支承上述杆的非圆形轴承面的空气轴承较困难。因此，通过空气轴承以同心状支承上述那样的圆形活塞和非圆形杆非常困难，为了以良好的精度进行制造并由空气轴承稳定地进行浮动状态下的支承，需要非常复杂而且高精度的制造工序，难以在低成本的条件下容易地进行制造。

本发明的课题在于提供一种制造容易而且成本低廉的流体压力缸，该流体压力缸可分别由空气轴承以良好的精度将圆形活塞和非圆形的杆支承成同心状。

为了解决上述问题，本发明提供的流体压力缸具有设置了圆形轴承孔的第1空气轴承、设置了非圆形轴承孔的第2空气轴承、可自由移动地收容于上述圆形轴承孔内的圆形活塞、可自由移动地收容于上述非圆形轴承孔内的非圆形杆。另外，上述活塞和杆作为独立的部件分别形成，对活塞调心以与上述第1空气轴承的圆形轴承孔同心，同时，对杆调心以与第2空气轴承的非圆形轴承孔同心，在该状态下，由粘合剂将这些活塞和杆相互连接而一体化。

具有上述构成的本发明，在保持与对应的空气轴承之间的同心的状态下相互粘合圆形的活塞和非圆形杆，所以，没有必要在保持相互间的同心的状态下一体形成这些活塞和杆，同样，没有必要正确地将具有圆形轴承面的上述第1空气轴承和具有非圆形轴承面的上述第2空气轴承加工成同心状态。为此，上述各构件的加工简单，可以低廉的成本容易地制造缸。

按照本发明的具体的实施形式，上述活塞具有用于收容粘合剂的收容部和向活塞和杆的接合面供给该收容部内的粘合剂的供给孔。

更具体地说，上述活塞呈在内部具有中空部的有底圆筒状，该中空部为上述粘合剂用收容部，同时，具有用于在该活塞的底部粘合上述杆的接合面和连通该接合面和上述中空部的上述供给孔，一方的杆在其上端面具有用于粘合到上述活塞的接合面的粘合面。

在本发明中，最好流体压力缸具有为了调心将上述活塞和杆暂时固定成非固定状态的暂时固定装置。

上述暂时固定装置由螺栓构成，该螺栓在活塞的中空部内通过上述粘合剂用供给孔以非固定状态拧紧到上述杆。

上述杆最好通过在中心对象位置设置用于减轻重量的多个孔而轻量化。

在上述杆还可设置用于在其前端部作用流体压力或真空压力的空气通路。

图1为本发明的流体压力缸的实施例的放大纵断面图。

图2为图1的实施例的右侧面图。

图3为图1的实施例的左侧面图。

图4为图1的实施例的背面图。

图5为图1的实施例的平面图。

图6为图1的实施例的底面图。

图1所示流体压力缸具有长方体的本体块1。在该本体块1，从轴线方向的两端面以同心状开设有具有相同内径的圆形第1轴承安装孔2和第2轴承安装孔3，同时，在该轴承安装孔2与3之间的部分以同心状设置有使两轴承安装孔相互连通的小直径的杆插通孔4。

在上述第1轴承安装孔2嵌装中心部具有圆形轴承孔6a的圆筒状的第1空气轴承6，同时，气密地嵌装用于堵塞该轴承安装孔2的端部的圆形盖7，并由挡圈8将其固定。另外，在第2轴承安装孔3嵌装中心部具有正方形轴承孔9a的圆形第2空气轴承9，并由挡圈10将其固定。

如图1所示，在上述第1空气轴承6的圆形轴承孔6a内，可滑动地插入上端侧开放的有底圆筒体的活塞12，另外，在第2空气轴承9的正方形的轴承孔9a内，如图6所示那样，可滑动地插入具有正方形断面的杆13。该活塞12和杆13在设于活塞12底面的平坦的接合面12a和设于杆13上端面的平坦的接合面13a相互接触，由后述的方法通过涂抹到这些接合面的粘合剂相互连接一体化。

上述空气轴承6和9由多孔的通气性材料形成为圆柱状，第1轴承6的圆形轴承孔6a的内面的轴承面由铰孔加工形成规定的形状，第2空气轴承9的矩形轴承孔9a的内面的轴承面由放电加工形成规定的形状。这些空气轴承6、9的轴承面以实现相互同心为目的进行加工，但并不需要以特别高的精度获得同心。

上述杆13的断面出于加工较容易和不作用偏负荷等理由，最好为正方形，但不限于此，也可为长方形或正多边形等非圆形断面。

如图2和图5所示，在上述本体块1设置有用于供给轴承用压缩空气的供给孔16、与该供给孔连通并与本体块1的轴线平行地延伸的通孔16a、从该通孔16a沿与其直交的方向延伸的上下2个通孔16b、16b(参照图1)、及从各通孔16b、16b朝上述各空气轴承6、9的外周面的大体中央位置开口的通孔16c。通过该通孔16c供给到各空气轴承6、9的外周面的压缩空气通过多孔的空气轴承6、9的内部均匀地喷射到轴承孔6a、9a内，从而可在基本不与轴承面接触的浮动状态下支承活塞12和杆13。

排出到上述空气轴承6、9的外部的空气通过设于本体块1的上述通孔16的上下两侧的周槽18a、19a和从这些周槽平行于本体块1的轴线延伸的通孔18b、19b，从开设于本体块1的轴承空气用排出孔18、19排出到外部(参照图1和图3)。在上述各空气轴承6、9的轴承孔6a、9a的内面，将集气槽6b、9b分别设置于与上述周槽18a、19a对应的位置。

如图1和图6所示，在上述杆13，沿轴线方向延伸的2个空气通路20a、20b和4个减重孔21相对杆13的轴心形成于对称的位置。与此相应，在上述本体块1开设用于向上述空气通路20a供给压缩空气的供给孔24a和用于对上述空气通路20b作用真空压力的真空压力孔24b，在第2空气轴承9的轴承面分别形成连接上述供给孔24a与空气通路20a的槽22a和连接真空压力孔24b和空气通路20b的槽22b。这些槽22a、22b长长地沿空气轴承的轴向形成，其长度比杆13的行程大，这样，不论杆13的行程如何，可时常连通孔24a、24b与空气通路20a、20b，通过本体块1在杆13的前端部作用流体压力或真空压力。

另外，通过在上述杆13设置多个减重孔21和使活塞12为有底圆筒体，与这些构件为实心体的场合相比，可轻量化，并可容易地对其进行驱动。

上述空气通路20a、20b和减重孔21不限于分别如图示那样为2个和4个，但最好相对杆13的轴心对称，以不在杆13作用偏负荷。

如图1和图2所示，在上述本体块1，设置用于向由活塞12分成的一对缸室15a、15b供给压缩空气的下降用空气的供给孔23a和上升用空气的供给孔23b。为此，通过从这些孔23a、23b供给压缩空气，可使活塞12升降。

另外，在本体块1，为了不必在上述杆插通孔4设置密封构件，防止在杆13产生滑动阻力，在该杆插通孔4的下方开设通往上述通孔18b的排气槽18c。该排气槽18c也可防止与上述孔24a、24b的开口相向的槽22a、22b的流体流出到缸室12b对活塞12的驱动施加影响。

在上述流体压力缸中，活塞12插入到第1空气轴承6的圆形轴承孔6a内，同时，在第2空气轴承9的矩形的轴承孔9a内插入杆13，但在现有的缸制造中，在完全保持同心的状态一体形成圆形的上述活塞12和非圆形的上述杆13非常困难，另外，正确地同心加工具有圆形轴承孔6a的上述空气轴承6和具有矩形轴承孔9a的上述空气轴承9也很困难。为了以良好的精度加工各构件，以浮动状态稳定地支承活塞12和杆13，制造工序复杂，不能以较低的成本容易地制造。

为此，上述空气轴承6、9不考虑超过需要的同心精度，以适合于各自的方法分别加工各轴承孔6a、9a的轴承面，安装到本体块1，另外，上述活塞12和杆13相互作为独立的部件分别形成，之后，将活塞12保持与第1空气轴承6同心，同时将杆13保持与第2空气轴承9同心，在该状态下由粘合剂25相互固定这些活塞12和杆13，将其一体化。

如上述那样，作为连接活塞12和杆13的方法，在图示例中，将呈有底圆筒体状的上述活塞12的中空部26作为粘合剂用收容部，在其内部收容粘合剂25，从设于该活塞12底部的供给孔27将上述粘合剂25渗出到接合面12a、13a间，粘合这些活塞12和杆13。此时，上述活塞12和杆13从空气供给孔16向各空气轴承6、9供给压缩空气，从而分别将其支承为浮动状态，在该状态下相互接合。

另外，最好上述活塞12和杆13由临时固定装置可相对变位地将其临时固定成非固定状态，以防止接合时相互分离，在该状态下对上述各空气轴承间进行调心后，使粘合剂25渗透，进行粘合。在图示的实施例中，上述临时固定装置由螺栓14构成，该螺栓14在上述活塞2的中空部26内通过上述供给孔27以非固定状态拧紧在上述杆13上。最后，该螺栓14也由粘合剂25固定在上述活塞12和杆13。结果，这些活塞12和杆13不仅在上述接合面12a、13a相互粘合，而且也通过该螺栓14相互粘合，所以，其粘合强度相当大。

这样，通过由粘合剂25相互固定上述活塞12和杆13，即使本体块1内安装的上述空气轴承6、9不完全同心，也可相应于其轴心的偏移，在浮动状态的支承功能不受到损害的条件下容易地连接安装活塞12和杆13。

图1的符号28为安装于盖7的内面用于缓冲活塞12的移动冲击的缓冲器，图4和图5的符号29和30为用于将本体块1安装于自动机器等适当构件的安装用螺钉孔。

具有上述构成的流体压力缸如从供给孔23a、23b交替地向缸室12a、12b供给压缩空气，同时，从轴承空气用供给孔16向空气轴承6、9供给压缩空气，则活塞12和杆13在浮动状态下受到支承，在图中上下移动。在该场合，活塞2为有底圆筒体，如通过在杆13设置多个减重孔21等手段使其轻量化，则可以使杆13以高频率作动。

另外，如将设于本体块1的加压空气用供给孔24a与压缩空气源连接，将真空压力孔24b与真空源连接，则可由设于杆13的空气通路20a、20b从杆13的前端排出压缩空气，或由杆13吸附所期望的工件。

按照以上详述的本发明，可分别由空气轴承以良好的精度将圆形的活塞和圆形杆支承成为同心状，另外，上述活塞、杆及各空气轴承的加工和在本体块的安装容易，能够以低成本获得流体压力缸。

Claims (8)

1．一种流体压力缸，其特征在于：具有本体块、设置于上述本体块的轴线上一侧的第1空气轴承和设于另一侧的第2空气轴承、形成于上述第1空气轴承内部的圆形轴承孔、形成于上述第2空气轴承内部的非圆形轴承孔、可自由移动地收容于上述圆形轴承孔内的圆形活塞、可自由移动地收容于上述非圆形轴承孔内的非圆形杆、及向上述各空气轴承的轴承孔内供给压缩空气的机构；上述活塞和杆作为独立的构件分别形成，在上述活塞被调心成与上述第1空气轴承的圆形轴承孔同心、且上述杆被调心成与第2轴承的非圆形轴承孔同心的状态下，由粘合剂相互连接成一体。

2．如权利要求1所述的流体压力缸，其特征在于：上述活塞具有用于收容粘合剂的收容部和向活塞和杆的接合面供给该收容部内的粘合剂的供给孔。

3．如权利要求2所述的流体压力缸，其特征在于：上述活塞呈在内部具有中空部的有底圆筒状，该中空部为上述粘合剂用的收容部，同时，具有用于在该活塞的底部粘合上述杆的接合面、和连接该接合面和上述中空部的上述供给孔，上述杆在其上端面具有用于粘合到上述活塞的接合面的粘合面。

4．如权利要求1所述的流体压力缸，其特征在于：具有为了调心将上述活塞和杆暂时固定成非固定状态的暂时固定装置。

5．如权利要求3所述的流体压力缸，其特征在于：具有为了调心将上述活塞和杆暂时固定成非固定状态的暂时固定装置。

6．如权利要求5所述的流体压力缸，其特征在于：上述暂时固定装置由螺栓构成，该螺栓在活塞的中空部内通过上述粘合剂用供给孔以非固定状态拧到上述杆上。

7．如权利要求1所述的流体压力缸，其特征在于：上述杆通过在中心对称位置设置用于减轻重量的多个孔而被轻量化。

8．如权利要求1所述的流体压力缸，其特征在于：上述杆还具有用于在其前端部作用流体压力或真空压力的空气通路。

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