-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fluiddruckzylinder, der bewirkt, dass ein Kolben durch die Zufuhr eines Druckfluides in einer axialen Richtung verschoben wird.
-
Stand der Technik
-
Wie beispielsweise in der
japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 03-044210 beschrieben ist, hat die vorliegende Anmelderin einen Fluiddruckzylinder als ein Mittel zum Transportieren eines Werkstücks oder dergleichen vorgeschlagen, wobei der Fluiddruckzylinder Kolben aufweist, die durch die Zufuhr eines Druckfluides verschoben werden.
-
Der Fluiddruckzylinder umfasst beispielsweise einen Zylinderkörper, der mit einer breiten flachen Form ausgebildet ist, ein Paar von Kolben, die zur Verschiebung im Inneren des Zylinderkörpers vorgesehen sind, Kolbenstangen, die jeweils mit den Kolben verbunden sind, und eine Platte, die mit Enden der Kolbenstangen verbunden ist. Durch die Zufuhr eines Fluides zu den Zylinderkammern des Zylinderkörpers werden außerdem die Kolben entlang einer axialen Richtung bewegt, wodurch die Platte relativ zu dem Zylinderkörper in Richtungen bewegt wird, in denen sie sich dem Zylinderkörper annähert und von diesem entfernt.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Bei dem oben genannten Fluiddruckzylinder besteht der Bedarf, die Größe und Zahl der Komponenten des Fluiddruckzylinders weiter zu reduzieren.
-
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fluiddruckzylinder vorzuschlagen, mit dem es möglich ist, die Größe in Längsrichtung entlang seiner Axialrichtung weiter zu verringern und auch die Zahl der Komponenten, die den Fluiddruckzylinder bilden, zu reduzieren.
-
Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Fluiddruckzylinder, der einen Zylinderkörper umfasst mit einem Paar von Zylinderkammern, in die ein Druckfluid eingeführt wird, ein Paar von Kolben, die entlang den Zylinderkammern verschiebbar vorgesehen sind, und eine Endplatte, die außerhalb des Zylinderkörpers vorgesehen ist, wobei die Endplatte an Enden von Kolbenstangen vorgesehen ist, die mit den Kolben verbunden sind. Die Kolben werden bei der Zufuhr des Druckfluides zu den Zylinderkammern entlang den Zylinderkammern bewegt.
-
In dem Fluiddruckzylinder ist eine Stange mit der Endplatte im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung der Kolben verbunden, wobei die Stange an ihrer äußeren Umfangsfläche einen Magneten aufweist, und in dem Inneren des Zylinderkörpers ist die Stange außerhalb der Zylinderkammern angeordnet und wird zusammen mit den Kolben in der axialen Richtung bewegt.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei dem Fluiddruckzylinder, welcher den Zylinderkörper mit dem Paar von Zylinderkammern und den Kolben umfasst, an der Endplatte, die an Enden der Kolbenstangen vorgesehen ist, welche mit dem Kolben verbunden sind, die Stange im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung der Kolben zur Bewegung in der axialen Richtung zusammen mit den Kolben an einer Position außerhalb der Zylinderkammern vorgesehen. Der Magnet ist an der äußeren Umfangsfläche der Stange vorgesehen.
-
Indem der Magnet, der bisher bei dem herkömmlichen Fluiddruckzylinder an den Kolben vorgesehen wurde, an einer von den Kolben getrennten Stange vorgesehen wird, können dementsprechend im Vergleich zu dem herkömmlichen Fluiddruckzylinder die Kolben in der axialen Richtung kleiner ausgestaltet werden. Auch wenn die Größe der Bewegung der Kolben in der axialen Richtung gleich gehalten wird, kann hierdurch die Längsdimension in der axialen Richtung des Zylinderkörpers verringert werden. Daher kann die Größe des Fluiddruckzylinders verkleinert werden. Da die Position des Paares von Kolben durch eine einzelne Stange, an welcher der Magnet vorgesehen ist, erfasst werden kann, kann außerdem im Gegensatz zu dem herkömmlichen Fluiddruckzylinder, bei dem Magneten jeweils an dem Paar von Kolben vorgesehen sind, die Zahl der Magneten reduziert werden. Dadurch kann die Zahl der Komponenten des Fluiddruckzylinders verringert werden.
-
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fluiddruckzylinders gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist ein vertikaler Schnitt durch den Fluiddruckzylinder, der in 1 gezeigt ist;
-
3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 2;
-
4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in 2;
-
5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V in 2;
-
6 ist ein vertikaler Schnitt, der einen Zustand zeigt, in welchem eine Endplatte des Fluiddruckzylinders gemäß 2 in einer Richtung weg von dem Zylinderkörper bewegt ist;
-
7 ist ein vertikaler Schnitt durch einen Fluiddruckzylinder gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
-
8 ist ein vertikaler Schnitt, der einen Zustand zeigt, bei dem eine Endplatte des Fluiddruckzylinders gemäß 7 in einer Richtung weg von dem Zylinderkörper bewegt ist.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Wie in den 1 bis 4 gezeigt ist, umfasst ein Fluiddruckzylinder 10 einen Zylinderkörper 14, der eine im Querschnitt abgeflachte Form aufweist und in seinem Inneren ein Paar von Zylinderöffnungen oder -bohrungen (Zylinderkammern) 12a, 12b aufweist, ein Paar von Kopfabdeckungen 16, die in Enden der Zylinderbohrungen 12a, 12b angebracht sind, ein Paar von Stangendeckungen 18, die in anderen Enden der Zylinderbohrungen 12a, 12b angebracht sind, ein Paar von Kolben 20a, 20b, die zur Verschiebung entlang der Zylinderbohrungen 12a, 12b vorgesehen sind, ein Paar von Kolbenstangen 22a, 22b, die jeweils mit Zentren der Kolben 20a, 20b verbunden sind, und eine Endplatte 24, die mit Enden der Kolbenstangen 22a, 22b verbunden ist.
-
Der Zylinderkörper 14 wird beispielsweise durch Extrusionsformen aus einem Metallmaterial hergestellt und umfasst ein Paar von Grundkörperabschnitten 26a, 26b, die in einer Breitenrichtung (der Richtung des Pfeils A) einen festgelegten Abstand voneinander haben, und einen Verbindungsabschnitt 28, der einen der Grundkörperabschnitte 26a mit dem anderen der Grundkörperabschnitte 26b verbindet. Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist der Zylinderkörper 14 insbesondere symmetrisch geformt, wobei die Grundkörperabschnitte 26a, 26b jeweils an beiden Seiten in der Breitenrichtung um den Verbindungsabschnitt 28 ausgebildet sind, der in der Breitenrichtung des Zylinderkörpers 14 zentral angeordnet ist.
-
Die Grundkörperabschnitte 26a, 26b weisen einen beispielsweise im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, und die Zylinderbohrungen 12a, 12b, die einen kreisförmigen Querschnitt haben, treten in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) im Wesentlichen in den Zentren des Grundkörperabschnitts 26a, 26b durch. An Seitenflächen der Grundkörperabschnitte 26a, 26b öffnen sich außerdem, wie in 2 gezeigt ist, erste Seitenflächenanschlüsse (seitliche Anschlüsse) 30a, 30b und zweite Seitenflächenanschlüsse (seitliche Anschlüsse) 32a, 32b jeweils an Positionen in der Nähe des einen bzw. des anderen Endes des Zylinderkörpers 14.
-
Im Einzelnen sind der erste seitliche Anschluss 30a und der seitliche Anschluss 32a als ein Paar in einer Seitenfläche an dem einen Grundkörperabschnitt 26a ausgebildet, und der erste seitliche Anschluss 30b und der zweite seitliche Anschluss 32b sind als ein Paar in einer Seitenfläche an dem anderen Grundkörperabschnitt 26b ausgebildet.
-
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist die obere Fläche des Verbindungsabschnitts 28 im Wesentlichen eben ausgebildet und mit einer festgelegten Tiefe relativ zu oberen Flächen der Grundkörperabschnitte 26a, 26b nach unten zurückgesetzt. Ein Paar von Sensorbefestigungsnuten 34 ist im Wesentlichen im Zentrum in der Breitenrichtung der oberen Fläche des Verbindungsabschnitts 28 ausgebildet. Die Sensorbefestigungsnuten 34 sind relativ zu der oberen Fläche mit im Wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt zurückgesetzt und als gerade Linien entlang der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) ausgebildet. Außerdem sind Detektionssensoren 36 zur Erfassung von Positionen, zu welchen sich die Kolben 20a, 20b bewegt haben, jeweils in den Sensorbefestigungsnuten 34 aufgenommen.
-
Außerdem sind erste und zweite obere Anschlüsse 38, 40, durch welche das Druckfluid zugeführt und abgeführt werden kann, an der oberen Fläche des Verbindungsabschnitts 28 ausgebildet. Wie in 2 gezeigt ist, ist der erste obere Anschluss 38 entlang der Breitenrichtung (der Richtung des Pfeils A) auf einer geraden Linie angeordnet, welche den ersten seitlichen Anschluss 80a des einen der Grundkörperabschnitte 26a mit dem ersten seitlichen Anschluss 30b des anderen der Grundkörperabschnitte 26b verbindet. Der zweite obere Anschluss 40 ist entlang der Breitenrichtung (der Richtung des Pfeils A) auf einer geraden Linie angeordnet, welche den zweiten seitlichen Anschluss 32a des einen Grundkörperabschnitts 26a mit dem zweiten seitlichen Anschluss 32b des anderen Grundkörperabschnitts 26b verbindet.
-
Im Einzelnen ist das Paar der ersten seitlichen Anschlüsse 30a, 30b und der erste obere Anschluss 38 auf einer geraden Linie entlang der Breitenrichtung des Zylinderkörpers 14 angeordnet, und das Paar der zweiten seitlichen Anschlüsse 32a, 32b und der zweite obere Anschluss 40 sind ebenfalls auf einer geraden Linie entlang der Breitenrichtung des Zylinderkörpers 14 angeordnet.
-
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist außerdem an einem unteren Teil des zweiten Verbindungsabschnitts 28 ein Paar von Beinen 42 ausgebildet, die in einer Abwärtsrichtung (der Richtung des Pfeils C) nach außen vorstehen. Untere Oberflächen der Beine 42 sind flach und im Wesentlichen koplanar zu den unteren Flächen der Grundkörperabschnitte 26a, 26b ausgebildet. Außerdem wird der Fluiddruckzylinder 10 stabil angebracht, indem die unteren Flächen der Grundkörperabschnitte 26a, 26b und die Beine 42 des Verbindungsabschnitts 28 in Anlage beispielsweise gegen eine Bodenfläche oder dergleichen gebracht werden.
-
Wie in den 3 bis 5 gezeigt ist, ist andererseits eine Durchgangsöffnung 44, die in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) durchtritt, im Inneren des Verbindungsabschnitts 28 an einer im Wesentlichen zentralen Position in der Breitenrichtung ausgebildet. Eine Stange 46, die mit der Endplatte 24 verbunden ist, ist in die Durchgangsöffnung 44 eingesetzt. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Durchgangsöffnung 44 im Wesentlichen parallel zu den Zylinderbohrungen 12a, 12b und den Sensorbefestigungsnuten 34 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 44 wird durch eine Kugel 48 abgedichtet, die in ihre eine Endseite (in der Richtung des Pfeils B1) eingepresst wird.
-
Die Stange 46 besteht aus einer Welle, die beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt und eine festgelegte Länge in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) aufweist. Die Stange 46 ist im Wesentlichen parallel zu den Kolbenstangen 22a, 22b angeordnet. Ein Magnet 50, der als ein Detektionskörper dient, ist in einer Ringnut an einer äußeren Umfangsfläche an einem Ende der Stange 46 angebracht. Der Magnet 50 ist beispielsweise zylindrisch geformt und weist eine festgelegte Länge in der axialen Richtung (in der Richtung der Pfeile B1, B2) der Stange 46 auf und ist so installiert, dass er die äußere Umfangsseite des einen Endes der Stange 46 abdeckt. Außerdem ist das andere Ende der Stange 46 durch Gewindeeingriff mit der Endplatte 24 verbunden, wie es später beschrieben wird (vgl. 5).
-
Wenn die Stange 46 entlang der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) bewegt wird, wird außerdem das Magnetfeld des Magneten 50, der an ihrem einen Ende vorgesehen ist, durch die Detektionssensoren 36 erfasst, die an der oberen Fläche des Verbindungsabschnitt 28 angebracht sind. Hierdurch wird die Bewegungsposition in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) der Kolben 20a, 20b, die zusammen mit der Stange 46 mit der Endplatte 24 verbunden sind, erfasst.
-
Indem die Position der Stange 46, die sich zusammen mit den Kolben 20a, 20b bewegt, erfasst wird, kann demnach insbesondere auch die Position der Kolben 20a, 20b erfasst werden.
-
Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, ist außerdem im Inneren des Verbindungsabschnitts 28 ein Paar erster und zweiter Verbindungsdurchgänge 52, 54 in der Breitenrichtung (der Richtung des Pfeils A) ausgebildet. Der erste Verbindungsdurchgang 52 und der zweite Verbindungsdurchgang 54 weisen voneinander einen festgelegten Abstand in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) des Zylinderkörpers 14 auf und stellen eine Verbindung zwischen einer der Zylinderbohrungen 12a und der anderen der Zylinderbohrungen 12b in dem Zylinderkörper 14 her.
-
Der erste Verbindungsdurchgang 52 ist in der Nähe der Kopfabdeckungen 16 an einer Endseite (in der Richtung des Pfeils B1) des Zylinderkörpers 14 vorgesehen und entlang einer geraden Linie mit den ersten seitlichen Anschlüssen 30a, 30b ausgebildet. Der zweite Verbindungsdurchgang 54 ist in der Nähe der Stangenabdeckungen 18 an der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils B2) des Zylinderkörpers 14 vorgesehen und entlang einer geraden Linie mit den zweiten seitlichen Anschlüssen 32a, 32b ausgebildet.
-
Wie in 2 gezeigt ist, sind andererseits an einem Ende des Verbindungsabschnitts 28 an der rückseitigen Fläche erste und zweite hintere Anschlüsse 56, 58 ausgebildet, durch welche das Druckfluid zugeführt und abgeführt werden kann. Der erste hintere Anschluss 56 ist mit einem ersten durchtretenden Durchgang 60 verbunden, der in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) durch den Verbindungsabschnitt 28 hindurchtritt, und der zweite hintere Anschluss 58 ist mit einem zweiten durchtretenden Durchgang 62 verbunden, der in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) durch den Verbindungsabschnitt 28 hindurchtritt. Die ersten und zweiten Durchgänge 60, 62 sind im Wesentlichen parallel ausgebildet und weisen voneinander einen fest gelegten Abstand auf. Andere Enden der ersten und zweiten Durchgänge 60, 62 werden durch Kugeln 48 abgedichtet.
-
Außerdem steht der erste Durchgang 60 durch den ersten oberen Anschluss 38 mit dem ersten Verbindungsdurchgang 52 in Verbindung, und der zweite Durchgangsdurchgang 62 steht durch den zweiten oberen Anschluss 40 mit dem zweiten Verbindungsdurchgang 54 in Verbindung.
-
Im Einzelnen sind in dem Zylinderkörper 14 insgesamt acht Anschlüsse vorgesehen, nämlich die ersten seitlichen Anschlüssen 30a, 30b und die zweiten seitlichen Anschlüssen 32a, 32b, welche an den Seitenflächen des Paares von Grundkörperabschnitten 26a, 26b vorgesehen sind, die ersten und zweiten oberen Anschlüsse 38, 40, welche an der oberen Fläche des Verbindungsabschnitts 28 vorgesehen sind, und die ersten und zweiten hinteren Anschlüsse 56, 58, die an dem einen Ende des Verbindungsabschnitts 28 vorgesehen sind.
-
Wenn die Kolben 20a, 20b zu der Stangenabdeckung 18 (in der Richtung des Pfeils B2) bewegt werden, wird außerdem das Druckfluid wahlweise einem der ersten seitlichen Anschlüsse 30a, 30b, dem ersten oberen Anschluss 38 oder dem ersten hinteren Anschluss 56 zugeführt. Wenn andererseits die Kolben 20a, 20b zu den Kopfabdeckungen 16 (in der Richtung des Pfeils B1) bewegt sind, wird das Druckfluid wahlweise einem der zweiten seitlichen Anschlüssen 32a, 32b, dem zweiten oberen Anschluss 40 oder dem zweiten hinteren Anschluss 58 zugeführt.
-
Eine Druckfluidzufuhrquelle ist beispielsweise über nicht dargestellte Leitungen mit dem oben genannten Paar von ersten seitlichen Anschlüssen 30a, 30b, dem Paar von zweiten seitlichen Anschlüssen 32a, 32b, den ersten und zweiten oberen Anschlüssen 38, 40 oder den ersten und zweiten hinteren Anschlüssen 56, 58 verbunden, und das Druckfluid wird durch die Anschlüsse den Zylinderbohrungen 12a, 12b zugeführt. Außerdem werden die Anschlüsse, die nicht verwendet werden und an welche keine Leitungen angeschlossen sind (d. h. bei der vorliegenden Ausführungsform die ersten seitlichen Anschlüssen 30a, 30b und die zweiten seitlichen Anschlüssen 32a, 32b und die ersten und zweiten hinteren Anschlüssen 56, 58) durch Installation von Dichtstopfen 64 verschlossen.
-
Im Einzelnen werden von den acht Anschlüssen, welche aus den ersten seitlichen Anschlüssen 30a, 30b und den zweiten seitlichen Anschlüssen 32a, 32b, den ersten und zweiten oberen Anschlüssen 38, 40 und den ersten und zweiten hinteren Anschlüssen 56, 58 bestehen, in Abhängigkeit von der Installationsumgebung oder dem Layout der Leitungen, etc., das für den Fluiddruckzylinder 10 verwendet wird, wahlweise irgendwelche zwei der Anschlüsse genutzt, während die anderen sechs Anschlüsse, d. h. nicht die verwendeten Anschlüsse, durch Installieren der Dichtstopfen 64 verschlossen werden.
-
Andererseits ist ein Dämpfer 66, der beispielsweise aus einem elastischen Material hergestellt ist, so angebracht, dass er der Endplatte 24 an dem anderen Ende des Verbindungsabschnitts 28 zugewandt ist. Der Dämpfer 66 weist eine flache, plattenähnliche Form auf, die um eine festgelegte Höhe von dem anderen Ende des Verbindungsabschnitts 28 vorsteht. Der Dämpfer 66 ist an dem Zylinderkörper 14 durch einen Vorsprung 68 befestigt, der in seinem zentralen Bereich ausgebildet und in eine Aussparung des Zylinderkörpers 14 eingepresst ist. Wenn die Endplatte 24 zu dem Zylinderkörper 14 (in der Richtung des Pfeils B1) bewegt wird, werden außerdem durch Anschlagen der Endplatte 24 an dem Dämpfer 66 Stöße und Auftreffgeräusche reduziert.
-
Wie in 2 gezeigt ist, sind die Kopfabdeckungen 16 beispielsweise aus scheibenförmigen Plattenkörpern hergestellt, die von der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils B1) des Zylinderkörpers 14 in die Zylinderbohrungen 12a, 12b eingesetzt werden. Indem die Kopfabdeckungen 16 mit einem nicht dargestellten Werkzeug, beispielsweise einer Spannvorrichtung oder dergleichen, gepresst und in ihrem Durchmesser erweitert werden, beißen außerdem ihre Außenkanten in die inneren Umfangsflächen der Zylinderbohrungen 12a, 12b ein und werden formschlüssig mit diesen gekoppelt. Außerdem sind die Außenkanten der Kopfabdeckungen 16 in einer Richtung zu der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils B1) des Zylinderkörpers 14 geneigt.
-
Jede der Stangenabdeckungen 18 ist beispielsweise zylindrisch geformt und weist eine darin durch ihr Zentrum ausgebildete Stangenöffnung auf. Die Stangenabdeckungen 18 werden jeweils von den anderen Endseiten (in der Richtung des Pfeils B2) der Zylinderbohrungen 12a, 12b eingesetzt und im Inneren der Zylinderbohrungen 12a, 12b durch Verriegelungsringe 72 fixiert, die mit den inneren Umfangsflächen der Zylinderbohrungen 12a, 12b in Eingriff treten. Stangendichtungen 74 sind in Ringnuten an inneren Umfangsflächen der Stangenöffnungen vorgesehen.
-
Die Kolben 20a, 20b sind beispielsweise in scheibenähnlicher Form mit einer festgelegten Dicke ausgebildet. Kolbendichtungen 76 sind in Ringnuten, die in äußeren Umfangsflächen der Kolben 20a, 20b ausgebildet sind, angebracht.
-
Außerdem sind die Kolben 20a, 20b jeweils im Inneren der Zylinderbohrungen 12a bzw. 12b aufgenommen, so dass die Kolben 20a, 20b entlang der Axialrichtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) in einem Zustand bewegbar sind, in welchem die Kolbendichtungen 76 an inneren Umfangsflächen der Zylinderbohrungen 12a, 12b anliegen.
-
Die Kolbenstangen 22a, 22b werden durch Wellen mit festgelegten Längen in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) gebildet. Enden der Kolbenstangen 22a, 22b werden durch Kolbenlöcher eingesetzt, welche durch die Zentren der Kolben 20a, 20b hindurchtreten, und durch Verstemmen mit den Kolben 20a, 20b verbunden. Dementsprechend sind die Kolben 20a, 20b mit den Enden der Kolbenstangen 22a, 22b verbunden.
-
Außerdem sind die anderen Enden der Kolbenstangen 22a, 22b so vorgesehen, dass sie aus dem Zylinderkörper 14 nach außen vorstehen, nachdem sie durch die Stangenlöcher der Stangenabdeckung 18 eingesetzt wurden. Hierbei werden die Kolbendichtungen 74, die an der Stangenabdeckung 18 angebracht sind, in Gleitkontakt mit den äußeren Umfangsflächen der Kolbenstangen 22a, 22b gebracht, wodurch eine Leckage von Druckfluid zwischen den Kolbenstangen 22a, 22b und den Stangenabdeckungen 18 verhindert wird.
-
Die Endplatte 24 weist beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt mit einer festgelegten Breite auf. Ein Ende in der Breitenrichtung (der Richtung des Pfeils A) der Endplatte 24 ist mit einer der Kolbenstangen 22a, welche durch eine Öffnung 78 eingesetzt ist, verbunden. Das andere Ende in der Breitenrichtung (der Richtung des Pfeils A) der Endplatte 24 ist über einen Bolzen 80 mit der anderen der Kolbenstangen 22b verbunden. Im Einzelnen ist die Endplatte 24 senkrecht zu der Axialrichtung der Kolbenstangen 22a, 22b mit den anderen Enden des Paares von Kolbenstangen 22a, 22b verbunden. Außerdem ist die Höhe der Endplatte 24 so gewählt, dass sie im Wesentlichen die gleiche Höhe oder eine etwas geringere Höhe aufweist als die Grundkörperabschnitte 26a, 26b des Zylinderkörpers 14 (vgl. 5).
-
Der Fluiddruckzylinder 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebsweisen und Vorteile des Fluiddruckzylinders 10 beschrieben. Der in 2 gezeigte Zustand, in welchem die Kolben 20a, 20b zu der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils B1) des Zylinderkörpers 14 bewegt sind, wird als ein Anfangszustand behandelt. In diesem Zustand wird außerdem ein Fall beschrieben, bei dem Druckfluid durch die ersten und zweiten oberen Anschlüsse 38, 40 des Zylinderkörpers 14 zugeführt und abgeführt wird.
-
Zunächst tritt in der in 2 gezeigten Anfangsposition durch die Zufuhr des Druckfluides durch eine Leitung von der nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle zu dem ersten oberen Anschluss 38 das Druckfluid durch den ersten Verbindungsdurchgang 52 und wird jeweils in das Paar von Zylinderbohrungen 12a, 12b eingeführt. In diesem Fall ist der zweite obere Anschluss 40 in einem Zustand, in dem er zur Umgebung offen ist.
-
Durch das Druckfluid, das dem Paar von Zylinderbohrungen 12a, 12b zugeführt wird, werden die Kolben 20a, 20b zu der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils B2) des Zylinderkörpers 14 gepresst und gleichzeitig werden die Kolbenstangen 22a, 22b und die Endplatte 24 gemeinsam mitbewegt. Durch Bewegung der Kolben 20a, 20b zu der anderen Endseite des Zylinderkörpers 14, wie es in 6 gezeigt ist, wird insbesondere die Endplatte 24 in einer Richtung (der Richtung des Pfeils B2) weg von dem Zylinderkörper 14 bewegt.
-
Wie in 6 gezeigt ist, tritt außerdem das Paar von Kolben 20a, 20b in Anlage gegen die Enden der Stangenabdeckungen 18, so dass eine Verschiebungsendposition erreicht wird.
-
In dem Fall, dass die Endplatte 24 so bewegt wird, dass sie sich wieder dem Zylinderkörper 14 annähert (in der Richtung des Pfeils B1), wird andererseits durch Umschalten eines nicht dargestellten Schaltmittels das Druckfluid, welches dem ersten oberen Anschluss 38 zugeführt wurde, stattdessen von der Druckfluidzufuhrquelle dem zweiten oberen Anschluss 40 zugeführt. In diesem Fall wird der erste obere Anschluss 38 in einen Zustand versetzt, in dem er zur Umgebung offen ist.
-
Das dem zweiten oberen Anschluss 40 zugeführte Druckfluid tritt durch den zweiten Verbindungsdurchgang 54 und wird zwischen den Stangenabdeckungen 18 und den Kolben 20a, 20b in das Paar von Zylinderbohrungen 12a, 12b eingeführt, wodurch die Kolben 20a, 20b jeweils zu den Kopfabdeckungen 16 (in der Richtung des Pfeils B1) gedrückt werden. Hierdurch werden die Kolbenstangen 22a, 22b so bewegt, dass sie allmählich in den Zylinderbohrungen 12a, 12b aufgenommen werden, wobei gleichzeitig die Endplatte 24 so bewegt wird, dass sie sich dem anderen Ende des Zylinderkörpers 14 annähert. Wie in 2 gezeigt ist, tritt außerdem die Endplatte 24 in Anlage gegen den Dämpfer 66, der an dem Zylinderkörper 14 angebracht ist, so dass die Anfangsposition wiederhergestellt wird.
-
Als nächstes wird bei dem oben genannten Fluiddruckzylinder 10 ein Fall beschrieben, bei dem während eines Rückführvorgangs zur Rückführung der Kolben 20a, 20b zu der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils B1) des Zylinderkörpers 14 lediglich einer der Kolben 20a durch die Zufuhr eines Druckfluides gedrückt wird.
-
In diesem Fall ist beispielsweise in der Mitte des zweiten Verbindungsdurchgangs 54 ein Kommunikationsschaltmechanismus 82 (in den 2 und 6 durch die Zwei-Punkt-Strich-Linie gezeigt) vorgesehen. Der Kommunikationsschaltmechanismus 82 blockiert eine Verbindung über den zweiten Verbindungsdurchgang 54, wenn die Kolben 20a, 20b zu der Seite der Kopfabdeckungen 16 (in der Richtung des Pfeils B1) verschoben sind, und der Kommunikationsschaltmechanismus 82 schaltet auch den zweiten Verbindungsdurchgang 54 in einen Verbindungszustand während eines Pressvorgangs, in welchem die Kolben 20a, 20b zu der Seite der Stangenabdeckungen 18 (in der Richtung des Pfeils B2) verschoben sind.
-
Im Einzelnen ist der Kommunikationsschaltmechanismus 82 an einer Position an der Seite der Zylinderbohrung 12b relativ zu dem Zentrum in der Längsrichtung des zweiten Verbindungsdurchgangs 54 angeordnet. Anstelle den Dichtstopfen 64 vorzusehen, kann außerdem ein Filter oder dergleichen, der luftdurchlässig ist, in dem zweiten seitlichen Anschluss 32b an der Seite des Grundkörperabschnitts 26b vorgesehen sein, um den zweiten seitlichen Anschluss 32b zur Umgebung offen zu halten.
-
Als Kommunikationsschaltmechanismus 82 wird beispielsweise ein Rückschlagventil verwendet, das so installiert ist, dass es dem Strömungsdurchgang des zweiten Verbindungsdurchgangs 54 zugewandt und in der Lage ist, die Strömung von Fluid lediglich in einer Richtung zu gestatten, während die Strömung des Fluids in der entgegengesetzten Richtung blockiert wird. Im Einzelnen arbeitet das Rückschlagventil so, dass es die Strömung des Druckfluides von dem zweiten oberen Anschluss 40 zu der Zylinderbohrung 12b blockiert, während es die Strömung des Druckfluides von der Zylinderbohrung 12b zu dem zweiten oberen Anschluss 40 gestattet.
-
In dem Fall, dass die Kolben 20a, 20b zu der Seite der Stangenabdeckungen 18 (in der Richtung des Pfeils B2) verschoben werden, wird zunächst durch ein Umschalten mit Hilfe des Kommunikationsschaltmechanismus 82 durch den zweiten Verbindungsdurchgang 54 eine Verbindung zwischen einer der Zylinderbohrungen 12a und der anderen der Zylinderbohrungen 12b hergestellt. Daher wird Luft, welche durch die Kolben 20a, 20b zu den Stangenabdeckungen 18 gepresst wird, von dem zweiten Verbindungsdurchgang 54 und durch den zweiten oberen Anschluss 40 nach außen abgeführt.
-
Während eines Rückführvorgangs zur Bewegung der Kolben 20a, 20b zu der Seite der Kopfabdeckungen 16 (in der Richtung des Pfeils B1) wird dagegen durch die Zufuhr von Druckfluid von dem zweiten oberen Anschluss 40 das Druckfluid, das in den zweiten Verbindungsdurchgang 54 eingeführt wurde, umgekehrt lediglich der einen Zylinderbohrung 12a nicht aber der anderen Zylinderbohrung 12b zugeführt, weil die durch den zweiten Verbindungsdurchgang 54 hergestellte Verbindung zwischen der einen der Zylinderbohrungen 12a und der anderen der Zylinderbohrungen 12b mittels des Kommunikationsschaltmechanismus 82 blockiert wird.
-
Daher wird lediglich der Kolben 20a, der in einer der Zylinderbohrungen 12a angeordnet ist, zu der Kopfabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils B1) gedrückt, und der Kolben 22a und die Endplatte 24 werden gemeinsam verschoben. Da der Kolben 20b, der in der anderen der Zylinderbohrungen 12b angeordnet ist, nicht durch das Druckfluid gepresst wird, wird außerdem der Kolben 20b zusammen mit der Kolbenstange 22b durch die Endplatte 24 zu der einen Endseite gedrückt. Zu dieser Zeit wird durch den zweiten seitlichen Anschluss 32b Umgebungsluft in die Zylinderbohrung 12b eingebracht, wodurch die Zylinderbohrung 12b bei Umgebungsdruck gehalten wird.
-
Beispielsweise während des Rückführvorgangs des Fluiddruckzylinders 10, in dem kein Bedarf für eine große Schubkraft besteht, wird in der oben beschriebenen Weise durch Zuführen des Druckfluides lediglich zu der einen Zylinderbohrung 12a und Pressen des Kolbens 20a im Vergleich zu dem Fall der Zufuhr von Druckfluid jeweils zu dem Paar von Zylinderbohrungen 12a, 12b, um dadurch beide Kolben 20a, 20b zu betätigen, die Schubkraft etwa halbiert und der Verbrauch an Druckfluid kann um die Hälfte verringert werden.
-
Indem in dem zweiten Verbindungsdurchgang 54 der Kommunikationsschaltmechanismus 82 vorgesehen wird, der einen Verbindungszustand zwischen den Zylinderbohrungen 12a, 12b umschaltet, kann hierdurch die Schubkraft zu der Zeit der Durchführung des Druckvorgangs zum Drücken der Endplatte 24 in einer Richtung weg von dem Zylinderkörper 14 aufrechterhalten werden, während die Verbrauchsmenge des Druckfluides während des Rückführvorgangs, wenn die Endplatte 24 zu der Seite des Zylinderkörpers 14 zurückgeführt wird, verringert wird. Daher kann die Energieeinsparung bei dem Fluiddruckzylinder 10 gefördert werden.
-
In der oben beschriebenen Weise ist bei der ersten Ausführungsform bei einem Fluiddruckzylinder 10 mit dem Paar von Kolben 20a, 20b und dem Paar von Kolbenstangen 22a, 22b der Magnet 50 zur Detektion der Verschiebungsposition der Kolben 20a, 20b an der Stange 46, die ein separater Körper getrennt von den Kolben 20a, 20b und die in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) des Zylinderkörpers 14 bewegbar ist, angeordnet. Anders ausgedrückt ist der Magnet 50 außerhalb der Zylinderbohrungen 12a, 12b, in welchen die Kolben 20a, 20b aufgenommen sind, vorgesehen. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Fluiddruckzylinder, bei dem Magneten an äußeren Umfangsflächen der Kolben vorgesehen sind, kann dementsprechend die Dicke der Kolben 20a, 20b entlang der axialen Richtung der Kolben 20a, 20b verringert werden.
-
Auch wenn die gleiche Bewegungsstrecke (Hublänge) der Kolben 20a, 20b gewährleistet ist, kann hierdurch die Längsdimension in der axialen Richtung des Zylinderkörpers 14 verringert werden, so dass eine Reduktion der Länge in der axialen Richtung des Fluiddruckzylinders 10 ermöglicht wird.
-
Da die Position des Paares von Kolben 20a, 20b durch die einzelne Stange 46 (Magnet 50) detektiert werden kann, kann außerdem im Gegensatz zu dem herkömmlichen Fluiddruckzylinder, bei dem Magneten zur Positionserfassung jeweils an dem Paar von Kolben vorgesehen sind, die Zahl der Magneten 50 verringert werden. Dadurch kann die Zahl von Komponenten und Montageschritten für den Fluiddruckzylinder verringert werden, was mit einer Reduktion der Herstellungskosten einhergeht.
-
Außerdem sind die Anschlüsse, die das Druckfluid zuführen und abführen können, an dem Zylinderkörper 14 in vier Richtungen, d. h. an beiden Seiten (die ersten seitlichen Anschlüsse 30a, 30b und die zweiten seitlichen Anschlüsse 32a, 32b), an der oberen Fläche (die ersten und zweiten oberen Anschlüsse 38, 40) und an der eine Endseite (die ersten und zweiten hinteren Anschlüsse 56, 58) in der axialen Richtung vorgesehen. Unter Berücksichtigung der Installationsumgebung, in welcher der Fluiddruckzylinder 10 eingesetzt wird, oder des Layouts der Leitungen, welche mit den Anschlüssen verbunden werden, können daher Anschlüsse ausgewählt und in geeigneter Weise genutzt werden, die am einfachsten zu verwenden sind. Hierdurch kann die Freiheit des Layouts bei der Installation des Fluiddruckzylinders 10 verbessert werden.
-
Da es nicht notwendig ist, dass der Magnet 50 eine Form entsprechend der Form (Außendurchmesser) der Kolben 20a, 20b aufweist, kann des Weiteren durch Verwenden der gemeinsamen Stange 46 in Fluiddruckzylindern 10 mit Kolben 20a, 20b unterschiedlicher Größen der Magnet 50 einheitlich für verschiedene Arten von Fluiddruckzylindern 10 eingesetzt werden.
-
Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Fluiddruckzylinder, bei dem verschiedene Magneten jeweils für Fluiddruckzylinder mit unterschiedlich geformten Kolben vorgesehen sind, lassen sich hierdurch dank der Möglichkeit der Verwendung eines einzigen Magneten 50 die Kosten für den Magneten 50 signifikant reduzieren und gleichzeitig die Auswahl der Komponenten vereinfachen.
-
Anders als bei dem herkömmlichen Fluiddruckzylinder ist es außerdem nicht notwendig, die Dicke der Kolben zu ändern, wenn die Länge in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) des an der Stange 46 vorgesehenen Magneten 50 geändert wird. Der Detektionsbereich durch die Detektionssensoren 36 kann einfach allein durch Ändern der Form der Stange 46 verändert werden. In dem Fall, dass der Detektionsbereich durch die Detektionssensoren 36 erweitert werden soll, kann insbesondere beispielsweise durch Anordnen von zwei der Magneten 50 in der axialen Richtung der Stange 46 der Detektionsbereich etwa verdoppelt werden.
-
Da an dem Zylinderkörper 14 die obere Fläche des Verbindungsabschnitts 28 relativ zu den oberen Flächen des Paares von Grundkörperabschnitten 26a, 26b nach unten (in der Richtung des Pfeils C) zurückgesetzt ist, kann außerdem beispielsweise dann, wenn Leitungen über nicht dargestellte Leitungsanschlüsse an die ersten und zweiten oberen Anschlüsse 38, 40 des Verbindungsabschnitts 28 angeschlossen werden, die Länge, um welche die Rohranschlüsse in der Höhenrichtung vorstehen, verringert werden. Dadurch kann die Höhendimension des Fluiddruckzylinders 10 einschließlich der Leitungsanschlüsse in geeigneter Weise verringert werden.
-
Als nächstes ist in den 7 und 8 ein Fluiddruckzylinder 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Diejenigen Aufbauelemente, die die gleichen sind wie bei dem oben beschriebenen Fluiddruckzylinder gemäß der ersten Ausführungsform, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf die detaillierte Beschreibung dieser Merkmale wird hier verzichtet.
-
Der Fluiddruckzylinder 100 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Fluiddruckzylinder 10 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass an äußeren Umfangsflächen von Kolben 102a, 102b Verschleißringe 104 vorgesehen sind und dass die Länge der Stangenabdeckungen 106 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile B1, B2) verkürzt ist.
-
Bei dem Fluiddruckzylinder 100 ist, wie in den 7 und 8 gezeigt, ein Paar von Ringnuten an der äußeren Umfangsfläche jedes der Kolben 102a, 102b ausgebildet. Ein Verschleißring 104 ist in einer der Ringnuten, die an der Seite der Kopfabdeckung 16 (in der Richtung des Pfeils B1) positioniert ist, installiert, während in einer anderen der Ringnuten, die an der Seite der Stangenabdeckung 106 (in der Richtung des Pfeils B2) positioniert ist, eine Kolbendichtung 108 installiert ist. Der Verschleißring 104 und die Kolbendichtung 108 weisen voneinander einen festgelegten Abstand in der axialen Richtung der Kolben 102a, 102b auf.
-
Die Verschleißringe 104 sind ringförmig beispielsweise aus einem Kunststoff- oder Harzmaterial geformt und stehen in Gleitkontakt mit inneren Umfangsflächen der Zylinderbohrungen 12a, 12b. Die Kolben 102a, 102b werden durch die Verschleißringe 104 verschiebbar entlang der Zylinderbohrungen 12a, 12b geführt. Indem die Verschleißringe 104 vorgesehen werden, können die Kolben 102a, 102b insbesondere mit hoher Genauigkeit in der axialen Richtung verschoben werden.
-
Indem die Kolbendichtungen 108 in Gleitkontakt mit den inneren Umfangsflächen der Zylinderbohrungen 12a, 12b gebracht werden, wird außerdem die Leckage von Druckfluid zwischen den Kolben 102a, 102b und den Zylinderbohrungen 12a, 12b verhindert.
-
Die Stangenabdeckungen 106 weisen beispielsweise eine Länge auf, die etwa ein Drittel (1/3) der Länge der Stangenabdeckungen 18 des Fluiddruckzylinders 10 gemäß der oben genannten ersten Ausführungsform entspricht. Neben dem Verkürzen der Längsdimension der Stangenabdeckungen 106 kann auch die Längsdimension des Zylinderkörpers 110 verkürzt werden.
-
Durch Positionieren der Enden der Stangenabdeckungen 106, welche den Kopfabdeckungen 16 zugewandt sind, an der gleichen Position wie die Enden der Stangenabdeckungen 18 bei dem oben genannten Fluiddruckzylinder 10 kann insbesondere ohne Beeinflussung der axialen Hublänge der Kolben 102a, 102b (in der Richtung der Pfeile B1, B2) die Längsdimension von der anderen Endseite des Zylinderkörpers 110 zu der einen Endseite an der Seite der Kopfabdeckungen 16 (in der Richtung des Pfeils B1) verkürzt werden.
-
In der oben beschriebenen Weise werden bei der zweiten Ausführungsform die Längen der Stangenabdeckungen 106, welche die Kolbenstangen 22a, 22b in der axialen Richtung führen, verkürzt, und die Stangenabdeckungen 106 werden angeordnet, ohne die Position ihrer Endflächen, welche den Kolben 102a, 102b zugewandt sind, zu verändern. Dadurch kann die Längsdimension des Zylinderkörpers 110 minimiert werden, ohne die Hublänge der Kolben 102a, 102b in der axialen Richtung zu verändern.
-
Außerdem sind die Verschleißringe 104 an äußeren Umfangsflächen der Kolben 102a, 102b angeordnet. Als Folge der Tatsache, dass sie so aufgebaut sind, dass sie die Kolben 102a, 102b in der axialen Richtung führen können, kann durch die Präsenz der Verschleißringe 104 die Fähigkeit zur Führung der Kolben 102a, 102b erhöht werden, auch wenn die Längen der Stangenabdeckungen 106 in der axialen Richtung verkürzt und dadurch die Führungseigenschaften der Kolbenstangen 22a, 22b verringert werden. Daher kann die Fähigkeit der Kolben 102a, 102b und der Kolbenstangen 22a, 22b in dem Fluiddruckzylinder 100, sich gerade in der axialen Richtung vorwärts und rückwärts zu bewegen, mit hoher Präzision beibehalten werden.
-
Der Fluiddruckzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Alternativen oder zusätzliche Gestaltungen können vorgesehen sein, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
