CN1362588A - 减振缓冲器 - Google Patents

Abstract

在气压型减振缓冲器中,活塞(46)是位于气缸内腔中的密封。推动活塞(46)时在气缸内腔靠近的活塞轴承一边中出现真空状态。另外,在与活塞轴承相对的有密封结构的一边提供储气室(61)。阀门装置(70)是在通孔(46a)中形成的,以便按照活塞在气缸内腔的中运动打开和关闭该通孔,借此增加减振缓冲力。这种减振缓冲器不仅可以用在需要洁净的地方而且可以用在减振缓冲器暴露在水或冷冻剂中的不利环境中,这种减振缓冲器的耐久性也得到改善。

Description

减振缓冲器

本发明的技术领域

本发明涉及在诸如机件之类的移动构件从移动状态转移到停止状态时用来吸收移动构件的冲击的减振缓冲器。

本发明的现有技术

在传统的减振缓冲器中，如同在日本专利申请笫2000-153832号(对应于美国专利申请第09/571,593号)中用图8展示的那样使用油。因此，存在由于油的泄漏和油的渗出造成油污的缺点。

为了消除上述缺点，如同用日本专利申请第2000-153832号的图1至图3展示的那种使用空气的减振缓冲器已被发明出来。

图7至图9一般地对应于日本专利申请第2000-153832号的图1至图3并且作为早期减振缓冲器的范例，下面将主要根据其操作简单地说明图7至图9中的减振缓冲器。移动构件W从图7所示的状态向右移动，于是被移动构件w推动的活塞杆102在活塞轴承101a中向右滑动，以致与活塞杆102构成一个整体的活塞103压缩在气缸101中的空气(参照图8)。

在这种情况下，为了防止在活塞103的左端面和气缸101的左侧内壁之间的空间变成真空状态，空气通过吸气孔109流到活塞103的左侧。

如图8所示，受活塞103压缩的空气穿过第一空气通道116按箭头的方向流动，流量由速度控制器部分B的流量控制螺杆113b和流量控制螺杆孔114构成的流量控制阀确定，然后空气通过第二空气通道117和管道118向后流到外面或压缩空气储罐(未示出)。

此外，当活塞103这样到达气缸101内部的末端部分，以致活塞103的右端紧靠气缸壁106或触点105紧靠活塞轴承101a的左端时，移动构件w在受到空气和压缩螺旋弹簧108的缓冲的同时停止。

当移动构件W对活塞102的压力被撤消时，活塞103在压缩螺旋弹簧108的反作用力和来自压缩空气储罐的空气压力的作用下开始向左移动(参照图9)。

在这种情况下，如图9所示，由于在第二空气通道117中的空气通过克服压缩螺旋弹簧115a的压力打开止回阀115，以致在在第二空气通道117中的空气被直接送到第一空气通道116，所以，大量的空气不顾由流量控制螺杆113b和流量控制螺杆孔114确定的流量在短时间内流动。于是，活塞3迅速地向左移位，回到图7所示的状态。顺便说说，参考数字116d表示连接第一空气通道116和空气舱115b的沟槽，而止回阀115可以在空气舱115b中没有压缩空气的情况下被打开。

与使用油的减振缓冲器相比，在上述的使用空气的减振缓冲器中或许存在减振缓冲力不足以缓冲检测构件的运动的情况，并且在这种情况下不得不使用大型减振缓冲器。

考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种减振缓冲器，在这种减振缓冲器中，减振缓冲力被增加到与使用油的减振缓冲器相当，而且在减振缓冲器内部的空气不顾外部的空气受到这样的气密限制，以致防灰尘功能和防水功能变得非常完美，所以这样的减振缓冲器可以在洁净室中使用。

本发明进一步的目的和优点通过本发明下面的描述将变得明显。

本发明的概述

为了实现上述目的，本发明提供一种减振缓冲器，其中包括：具有气缸内腔的气缸；与气缸同轴并且在气缸的一端整体成形的活塞轴承；可滑动地装配在气缸内腔中并且具有远端从活塞轴承中伸出的活塞杆的活塞；配置在气缸的其它侧面的流量控制阀；配置在气缸的其它侧面的止回阀；通过活塞从活塞轴承一侧钻到与活塞轴承反方向定位的一侧的通孔；以及在该通孔中提供的阀门装置。当活塞杆的远端受到移动构件的压迫时，活塞杆在活塞轴承中滑动，并且朝气缸的其它末端推活塞时活塞这样压缩气缸内腔中的空气，以致使位于活塞一侧的气缸内腔的一部分变成真空状态。

流量控制阀是为控制在气缸内腔和气缸内腔的外部之间流动的空气量准备的，以便借此在活塞压缩气缸内腔中的空气时控制减振缓冲力。止回阀仅仅在活塞压缩气缸内腔中的空气之后返回到原始位置的情况下空气从气缸外部流入气缸内腔时才被打开，以便借此迅速地输送大量的空气。阀门装置按照活塞在气缸内腔中的运动打开和关闭，以便借此增加减振缓冲力。

另外，减振缓冲器包括为储存通过流量控制阀输送到气缸内腔外面的空气准备的储存空气的装置，储存空气的装置是密封的，以便借此增加减振缓冲力。密封的储存空气的装置允许减振缓冲器中的空气被气密地限制在其中。进一步说，储存空气的装置具有可变的容量。

此外，在上述的减振缓冲器中，阀门装置是由第一阀门装置和第二阀门装置构成的。第一阀门装置在活塞接近与活塞轴承一侧相反的气缸端面的情况下被打开，并且第一阀门装置包括可滑动地靠近与活塞轴承的侧面相反的气缸端面的阀门操作轴，以便借此打开第一阀门装置。第二阀门装置仅仅在活塞朝活塞轴承一侧的气缸端面移动时才被打开。

另外，减振缓冲器可以配备用来代替在减振缓冲器内部的密封的储存空气的装置的穿过流量控制阀在气缸内腔和减振缓冲器外部之间延伸的空气通道。该空气通道延伸到减振缓冲器外面的部分可以接到外部的空气舱或压缩空气储罐上。

附图简要说明

图1(a)是本发明的第一实施方案的正面剖视图，它展示操作前的状态；

图1(b)是止回阀的放大图；

图2是第一实施方案的正面剖视图，它展示操作期间的状态；

图3是第一实施方案的正面剖视图，它展示操作之后返回原始状态的过程中的状态；

图4(a)是从沿着图1(a)中的4(a)-4(a)线截取的截面看过去的一部分活塞的说明性侧面图；

图4(b)是在图4(a)中沿着4(b)-4(b)线截取的剖视图；

图4(c)是与图4(b)一样的剖视图，它展示第一阀门被启动时的状态；

图5是本发明的第二实施方案的正面剖视图；

图6是本发明的第三实施方案的正面剖视图；

图7是早期的减振缓冲器的正面剖视图，它展示操作前的状态；

图8是早期的减振缓冲器的正面剖视图，它展示操作期间的状态；

图9是早期的减振缓冲器的正面剖视图，它展示操作后返回原始状态过程中的状态；

图10是本发明的第四实施方案的正面剖视图。

本发明的详细说明

图1〔a〕至图4(c)展示本发明的第一实施方案的结构图，其中图1(a)是在移动构件被隔开的条件下第一实施方案的正面剖视图；图1(b)是止回阀的放大视图；图2是展示在活塞被移动构件推动压缩气缸内的空气状态的正面剖视图；而图3是展示活塞在返回原始状态(即图1〔a〕所示状态)的过程中的状态的正面剖视图。

图4〔a〕是从沿着图1〔a〕中的4〔a〕-4〔a〕线截取的截面所看到的一部分活塞的侧视图。图4〔b〕是沿着图4(a)中的4〔b〕-4〔b〕线截取的剖视图；而图4(c)是展示图4〔b〕所示第一阀门被启动状态的视图。

图1(a)至图3中，参考数字41表示气缸；42是气缸内腔；43是活塞轴承；44是活塞杆；45是触点；46是活塞；而47是活塞环。活塞46和活塞杆44在安装卡环44a之前彼此压配合到一起。环形磁体48镶嵌在活塞44的右侧。参考数字49是经常把活塞46压到气缸盖42的侧面上的压缩螺旋弹簧。

在气缸41右侧的气缸壁41a中，流量控制支承50借助螺纹固定，而流量控制螺杆52被旋入流量控制支承50的流量控制螺孔51。在流量控制螺杆52的左侧远端的圆锥部分和在流量控制支承50的左侧远端的孔50a形成节流阀，通过旋转控制旋钮53，节流阀可以受到控制。参考数字54表示用来固定控制旋钮53的锁紧螺母，50b是旁路通气孔。数字55是在磁体48接近无触点开关55时通过导线55a输出邻接信号的无触点开关。磁体48和无触点开关可以被省略。

参考数字56表示止回阀，它的放大视图是用图1〔b〕展示的。也就是说，孔41b是在气缸壁41a的左侧形成的，而螺纹41c是在气缸壁41a的右侧提供的。然后，借助阀座螺母58把薄板弹簧57固定。

球59插在带十字孔的阀座螺母58的圆锥孔58a和薄板弹簧57之间，并且和球59总是被薄板弹簧57加轻微的压力，以便关闭圆锥孔58a。

参考数字60是储气室的盖子，这个盖子凭借螺纹旋入气缸41在气缸壁41a和储气室的盖子之间形成储气室61。在储气室61中，通过旋转储气室的盖子60，储气室的容量是可以改变的。

参考数字62是用来固定储气室的盖子60的位置的锁紧螺母。参考数字63a、63b、63c、63d、63e、63f和63g表示为了维持气密性而安装的O型圈。

在解释图4〔a〕至图4〔C〕时，图4〔a〕是从沿着图1〔a〕中的〔a〕-4〔a〕线截取的截面看到的一部分活塞的侧视图，图4〔b〕是沿着图4〔a〕中的4〔b〕-4〔b〕线截取的剖视图。孔46a和46b是在活塞46上打的孔，而操作轴73、压缩螺旋弹簧71和O型圈72都被安装在孔46中，然后用螺母74紧固，借此形成第一阀门70。

此外，孔46c、圆锥孔46d和孔46f也是在活塞46上打的孔，而且球75和压缩螺旋弹簧76被安装在圆锥孔46d中，并且用螺母77紧固，借此形成第二阀门78。

接下来，将解释减振缓冲器的第一实施方案的操作。在图1中，移动构件W向右移动，被移动构件w推动的活塞44在活塞轴承43中滑动，向右移位。于是，如图2所示，与活塞杆44一体的活塞46压缩气缸41里的空气。

被活塞46的右端面(推面)压缩的空气通过由在流量控制螺杆52的左侧远端的圆锥部分52a和流量控制支承50左侧远端的孔50a形成的节流阀、从作为旁路的孔50b进入储气室61(参照图2中的箭头)。在这种情况下，由于在活塞46的左侧端面(推面)和气缸盖42之间的空间处于真空状态，所以减振缓冲力被增大。进一步说，当活塞46向右移位时，在活塞46的左端面(拉面)和气缸盖42之间的真空状态被加强，借此使移动构件W刹车。因此，活塞46逐渐地接近气缸壁41a，而图4〔b〕所示的操作轴73邻接气缸壁41a，，在活塞46内滑动，所以第一阀门70被打开，如图4(c)所示。所以被活塞46的右端面(推面)压缩的空气流入在活塞46的左端面和气缸盖42之间处于真空状态的空间，借此防止刹车作用过大，所以软接触可以被实现。

当活塞46的环形磁体48接近无触点开关55的时候，开关55输出邻接或接触信号，以便通过导线55a把该接触信号传送给外部的控制装置。

活塞46接触之后，当移动构件W返回到图1(a)所示的位置时，活塞46开始复位(图3)，止回阀56的球59向左移位，把薄板弹簧57向左推，致使止回阀56被打开。因此，大量的空气在短时间被从储气室61送入气缸41，以便缩短活塞46的返回时间。

不用说，从旁路通气孔50b流出的储气室60中的空气还通过由在流量控制螺杆52的左侧远端的圆锥部分52a和在流量控制支承50的左侧远端的孔50a形成的节流阀流入气缸41。

如上所述，活塞46的第一阀门70被打开，于是被活塞46的右端面(推面)压缩的空气流入在活塞46的左端面和气缸盖42之间处于真空状态的空间，借此减轻真空状态。这样，空气被引入在活塞46的左端面(拉面)和气缸盖42之间的空间，以致活塞46的第二阀门78在活塞46复位时被自然地打开。在活塞46恢复图1〔a〕所示的状态时，在活塞46和气缸盖42之间没有空气。

图5是基于本发明的第二实施方案的减振缓冲器的正面剖视图。与在储气室盖60里面提供储气室61的第一实施方案的减振缓冲器相比，第二实施方案的减振缓冲器备有与减振缓冲器外面连通并且通过作为旁路的通气孔50b与气缸内腔连通的空气通道84，而连接部分85在减振缓冲器外面安装在空气通道的出口上。容量可调的舱室也在减振缓冲器外面提供，借此形成外部储气室87。

也就是说，外部储气室87通过管道89可分离地安装到空气通道84上并且包括用来调节储气室87的容量的调节螺钉91。由于储气室87的容量是可以通过调节螺钉90调节的，所以减振缓冲能力在活塞移动过程中是可以调节的。

另外，除了上述的控制减振缓冲器容量的方法之外，用另一种具有不同的内径和长度的固定容量的舱室替换原来的舱室的方法有可能被采用。进一步说，不使用舱室86，把接头部分85打开通向大气，借此减少减振缓冲力。另外，这种减振缓冲器还可以接到压缩空气源(未示出)上，借此增加减振缓冲力。

图6展示本发明的第三实施方案的减振缓冲器的局部剖视图。在第一实施方案的减振缓冲器中，虽然使用了流动量控制螺杆52和止回阀56，但是市场上可买到的速度控制器具有与流量控制螺杆52和止回阀56相对应的功能。因此，在第三实施方案中，速度控制器91被安装在气缸壁41a上，借此代替流量控制螺杆52和止回阀56实现本发明的目的。

速度控制器91包括在其外壳的一个侧面上与第一实施方案中的通气孔50b相对应的通气孔。空气舱室92被直接连接到与速度控制器上的通气孔连通的通路上。类似于第二实施方案的空气舱室92被形成。因此，第三实施方案象第一实施方案那样操作。

图10展示本发明的第四实施方案的剖视图。在第一实施方案的减振缓冲器中，流量控制支承50被固定到气缸壁41a上，以便调节从气缸的受压侧面到储气室61的流量。但是，在第四实施方案中，节流孔94直接在气缸壁41a上形成。由于为储气室61准备的盖子60可以相对于气缸41进行调节，所以减振缓冲器93减振缓冲能力可以调节。减振缓冲器93象第一实施方案那样操作。

按照本发明的第一至第四实施方案(图1〔a〕至图6和图10)，减振缓冲器使用空气系统，而传统的减振缓冲器使用油系统。由于在减振缓冲器中使用的空气完全与外界隔绝，所以空气可以被气密地限制在减振缓冲器之中。这样，各个实施方案的减振缓冲器在防尘和防油方面都是出色的，而且可以在洁净室里使用。

曾经有过这样的情况，即传统的使用空气的减振缓冲器的减振缓冲力与传统的油-型的减振缓冲器相比不足以缓冲检测构件的运动。但是，在本发明的减振缓冲器中，由于在活塞的拉面和气缸之间引起的真空状态所造成的活塞吸力被添加到受活塞的推面和气缸压缩的空气的阻力上，所以可以获得足以缓冲检测构件的运动的减振缓冲力。

另外，在依据本发明的减振缓冲器中，减振缓冲的程度可以用改变流量控制阀和储气室的容量两者的方法或者用改变两者之一的方法予以控制。因此，流量控制阀和储气室的容量都可以控制的减振缓冲器可以被广泛地使用，而可以控制两者之一的减振缓冲器可以用于专用的目的，所以它可能在某些情况下是非常便利的。

Claims (8)

1.一种减振缓冲器，其中包括：

具有气缸内腔的气缸(41)；

在气缸一侧形成的活塞轴承(43)；

可滑动地安装在气缸内腔中而且包括可滑动地安装在活塞轴承中远端(45)从活塞轴承伸出的活塞杆(44)的活塞(46)，所述的活塞在所述远端被移动构件压缩时在活塞舱中滑动，以便形成为压缩空气准备的气缸的受压侧面和在活塞杆一侧的真空侧面；

附着在气缸的受压侧面上用来控制来自受压侧面的空气流量借此在活塞压缩在气缸内腔的受压侧面的空气时控制减振缓冲力的流量控制阀门(52、50a)；

附着在气缸的受压侧面上的止回阀(56)，所述的止回阀仅仅当活塞在气缸内腔中压缩空气之后返回到原始位置大量的空气迅速流入气缸内腔的受压侧面时才被打开；以及在活塞上形成的连通受压侧面和真空侧面的通孔(46a)，

所述的减振缓冲器的特征是阀门装置(70)是在通孔(46a)中形成的，以便根据活塞在气缸内腔中的移动打开和关闭该通孔，借此增加减振缓冲力。

2.根据权利要求1的减振缓冲器，进一步包括接在流量控制阀上用来储存从流量控制阀流过的空气的储存空气的装置(61)，所述的储存空气的装置(61)是密封的，以便借此增加减振缓冲力和允许空气被气密地限制在减振缓冲器中。

3.根据权利要求2的减振缓冲器，其中所述的储存空气的装置(61)具有可变的容量。

4.根据权利要求2或3的减振缓冲器，其中所述的储存空气的装置(61)包括可滑动地附着在气缸(41)上的盖(60)，以便在盖和气缸之间形成空气舱。

5.根据权利要求2或3的减振缓冲器，其中所述的储存空气的装置(61)包括固定在气缸上的底座(41a)，而盖(60)可滑动地附着在该底座上，以便在该底座和盖之间形成空气舱。

6.根据权利要求1至5中任何一项的减振缓冲器，其中所述的阀门装置包括在活塞接近与活塞轴承的侧面相对的气缸端面时打开的第一阀门装置(70)和活塞朝在活塞轴承一侧的气缸端面移动时打开的第二阀门装置(78)。

7.根据权利要求6的减振缓冲器，其中所述的第一阀门装置(70)包括紧靠与活塞轴承的侧面相对的气缸端面的阀门操作杆(73)，以便借此打开第一阀门装置允许空气从受压侧面到真空侧面。

8.根据权利要求1至7中任何一项的减振缓冲器，其中所述的流量控制阀是不能改变流速的固定型阀门，或者可以改变流速的可变型阀门。

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