TW200422150A - Hydraulic cylinder - Google Patents

Description

200422150 五、發明說明（l) 【發明所屬 本發明 的流體壓力 流體壓力氣 加軸方向的 【先前技術 舉例而 材以點焊等 是利用夾持 移動至車體 工作站，且 進行一定的 4-283034 號 工作站連結 搬送台 件。當利用 合，不得不 所以在搬送 下。因此， 送台車以將 作，但在此 搬送台車取 為此， 氣壓的狀態 a 的接合 構件把 組裝線 在移動 組裝作 公報）< 成循環 車需設 氣壓氣 連接著 σ車移 在最初 壓縮空 些中間 下，更 在氣壓 下制動 之技術領域】 是有關於一種流體壓力氣缸，利用壓縮空氣等 使桿在軸方向往復運動，且特別是有關於一種 缸’在流體壓力的供給被停止時，對活塞桿施 推力。 車車體是分別由構成車體的多數個面板 手段組裝而成。關於汽車車體的組裝， 面板材鎖固至搬送台車上，使搬送台車 ，此車體組裝線具有以一定間隔配置的 搬送台車的同時，在各工作站以點焊等 業（如日本專利早期公開之特開平 >若把車體組裝線的最終工作站與最初 線的話，搬送台車便可循環使用。 有在面板材定位狀態中用以固定的夾持 缸的活塞桿移動而驅動此夾持構件的場 供應空氣壓而使氣壓氣缸作動的配管， 動中便不得不將此些配管自搬送台車取 =作站與最終工作站，配管是連接至搬 氣供給至氣壓氣缸而使夾持構件開閉 的工作站移動搬送台車時，需將配管自 二在移動中也要繼續夾持也面板材。 氣缸上需設有制動機構，以在停止供心 活塞桿。此制動機構之一例是鎖機構: 200422150 五、發明說明（3) 設於鎖固活塞上，嵌人 -滑動接觸部，透過比…=固氣缸上的導孔;以及 在大徑部上，且在鎖固活二J 3 ::、徑的-收縮部而設置 面的徑方向内側部。 土 / 土杯最接近時，接觸鎖固 本發明之流體壓力氣缸， 塞桿最接近時，滑動垃σ，、特徵在於，當鎖桿往該活 部更靠近内側的地方。觸：鎖固面的徑方向中央 在於，其中鎖固面夕士本^月之流體壓力氣缸，其特徵 本發明之流體壓的角度為45度以下。更， 設有-彈簣構#，對鎖：:’其中在鎖固氣缸上 在鎖固氣缸上形成有解二“:口塞：f向的彈簧力，且 向的推力。 矛、用μ體至，施加從活塞桿離開方 本發明之流體壓力氣缸， 件上形成有一承載導 Τ 八中在接合構 更大的角度傾斜π:二m逆向並以比鎖固面 而後退移動。“塞柃移動時，使鎖桿對抗該彈簧力 易懂為？徵和優點能更明顯 明如下。 权佳貫施例，並配合所附圖式，作詳細說 【實施方式】 以下，-參照圖面詳細說明本發明的實施例。 1繪示利用搬送台車以搬運構成汽車車體之面板材 的〉飞車車體的組裴線之一部分平面圖。搬送台車丨〇具有多 數個車輪11 ’ #最初卫作站S1運行至最終卫作站Sn。在最 第9頁 13020pif.ptd 200422150 五、發明說明（4) 初的工作站S1，是把構成車體的面板材當作工件w搬運至 搬送台車10，在工作站S2等的運行途中之各工作站加工工 件W，並在最終工作站Sn將已完成一定組裝作業的工件从從 搬送台車10取下。各搬送台車1〇上設有夾持裝置12，用以 夾持固定工作W。在圖1中，雖然每一搬送台車1〇上設有兩 個夾持裝置1 2，但可視工件W的大小等而在搬送台車上 設置任意數量的夾持裝置1 2。 圖2繪示夾持裝置12的放大前視圖，在搬送台車上 設有工件支撐台13，以支撐工作W，用以夾持工作w的夾持 臂14疋以銷15a為中心而搖動自如的方式裝設於此支撐台 13上。流體壓力氣缸16之固定於支撐台13的[1形鉤 口 (clevis)17的部分，是利用銷15b搖動自如地裝設在支撐 口 1 3上。流體壓力氣缸1 6的活塞桿丨8是利用銷丨5 c連接至 夾持臂14。當活塞桿18前進移動，即從流體壓力氣缸16的 内部往突出方向移動時，夾持臂14是夾持著工件w而移動 至一定的衝程端位置。 ' 圖3為圖2之流體壓力氣缸16的放大剖面圖，圖4為圖3 部放大剖面圖。此流體壓力氣缸16具有氣缸本體23 , 1軋體23具備有：氣缸管20、安裝至氣缸本體23之一 :=端？21 ’及安裝至另端的桿蓋22。在端蓋。與桿蓋 刀^有給排埠19a、19b。桿蓋22是透過鎖固用筒體 女义至軋缸管20的另端。此鎖固定筒體2 4構成氣缸本 ’且在其内部形成有氣缸室25。 在氣缸室25内裝設著朝軸方向往復運動自如的活塞 13020pif.ptd 第10頁 200422150 五、發明說明（5) 26，在活塞26上安裝著活塞桿18，以可在活塞本體23的轴 方^上往復運動自如的方式裝設著。利用此活塞26，把氣 缸至25區分成刖進用流體室25a、後退用流體室25b。當壓 ，空，從給排埠1 9a供給至前進用流體室25a時，活塞桿18 疋朝突出方向前進移動；而當壓縮空氣從給排埠丨9b供給至 後退用流體室25b時，活塞桿18是朝伸入氣缸管2〇内的方 向後退移動。 活塞26具有在外周設有密封材27a的第i圓盤27及具螺 紋，28a的第2圓盤28，在活塞桿18之端部所形成的公螺紋 29是螺合至在螺紋部28所形成的母螺紋，藉此，活塞26便 被安$至活塞桿18上。在活塞26與活塞桿18之階部3〇之 間安裝著接合構件31與套筒32。在鎖固定筒體24上一體 地幵成有鎖固氣缸3 3，以與接合構件相接合並施加推力至 活塞桿18上。此鎖固氣缸33是對氣缸本體23呈直角方向。 且，圖示的場合雖是使接合構件31嵌合至活塞桿18，但是 把接合構件3 1 —體地設於活塞桿丨8上亦可。 在此鎖固氣缸33内裝設著鎖固活塞34，對夷 直角方向地往復自如運動。在鎖固活塞34上2有舌；：= 。鎖桿35具有：可滑動自如地嵌合至形成於鎖部 大仫。卩35a、比此還要小徑的收縮部35b，且 的先，部設有朝向先端面且小徑的錐狀的滑動接觸二。 有彈笼ί!活塞34及與之呈一體的鎖桿35之中心部上形成 壓缩S哲二孔38二此彈簧收容孔38可組入作為彈簧構件的 鈿弹耳39，以在鎖桿35上朝活塞桿18的方向施加彈簧

200422150 五、發明說明（6) 2。鎖固氣缸33的内部是利用鎖固活塞34區分成彈箸收容 =a、鎖固解除用流體室41b。豸固解除用流體4 f過形成在鎖固氣缸33上的連通孔42與給排埠m相連 ^以將流體供給至鎖固解除用流體室41b，_此，以 在接合構構31上形成有鎖固面43，當活塞 進極限衝程時，接觸鎖桿35先 妾近則 固面43，如圖4所示，對活觸面37 °此鎖 18的务魏：二杯18的徑方向面S，朝活塞桿 18的先知傾斜角度α。此傾角度“，在圖示 鎖桿35的滑動接觸面37之傾斜角度而變。滑動i觸 ===圓錐面，所以當鎖固面43心= 接觸時為線接觸，又因為鎖桿35與接合 邕开> 而成為具一定寬度的線接觸 '' 至、:夷=因2力是利用楔效果而被增大並傳達 固方向的彈筹力，即推A 土 /上，可對夾持臂1 4施加鎖 坪貫刀，即推力。傾 大彈簧：’並不限定需為3〇度。角又“45度以下時可擴 & /1 ；(另·方面在接合構件3 1的先端侧上，設有承恭逡21 面44，對徑方向面s朝活夷 有表載導引 产θ在圓-由α ώ 杯的後端傾斜角度石’此角 度石在圖不中為45度以上的6〇度。因此 ？ =室…的流體’可把活塞桿18從後退極限位、°二進 進極限位置突出移動，當鎖賴之先端 置^别 4 4時，因兔溫嫁}# . 哪主么載導引面 44時因…力並不會變成把活塞桿⑺朝回復方向的大 <1 200422150 五、發明說明（7) 二1丄：：鎖桿35會抵抗彈簧力並利用i缩空氣朝往活塞 杯1 8分離的方向後退移動。 3ί ί述那冑’在此流體氣缸巾，在活塞桿1 8的徑方向 =鎖桿35是按押至接合構件31的鎖固面43，並透 把鎖桿35之直線方向的彈贅力變換成活塞桿 ==推力。為此，在按押時鎖桿35的弯曲力矩是由 呈非傾斜地圓滑地往復運動。利用活塞桿18驅動 夾持#14以鎖固工件時，其夾持臂14或活塞桿18是彈性變 ϊ i m發ϊ:性形變的程度，而把鎖桿35先端的滑動 37按押至鎖固面43。在按押而滑動移動時， 鎖杯35上形成有收縮部35b，所以只有 ·動 接觸部37會隼中岫桩鎚空雜m品㈠上仟⑹无細的/月動 棵18 Μ : Ϊ t ;當鎖桿35完成對活塞 鎖固時’鎖固面43的徑方向外侧部便不會接 觸部37。也就是說 '滑動接觸部37只會接觸至 鎖固面4 3的徑方向内側部。 侵’王 =鎖桿35接觸至鎖固面43時，如前述那 曲力矩被施加至鎖桿35上’未與導引孔36嵌 邱1 彈=變形而彎曲，滑動接觸部37中的根部"a的部八被1施 輪方向：因此’在鎖固完成，，當使鎖‘線接 :構:，菁力轉變至鎖_的徑接 圖中的流體壓力氣缸’在鎖桿35上形成有 ’精此，可把鎖桿35之大徑部35a維持至所需^卜徑，

13020pif.ptd 第13頁 200422150 五、發明說明（8) 且可使滑動接觸部3 7僅接觸至鎖固面4 3的徑方向内側部’ 並可把施加最大的轴方向力的位置設定至鎖固面43的徑方 向内側。如圖4所示，滑動接觸部3 7的寬為D，鎖固面4 3的 徑方向尺寸為R，並設定寬度D為徑方向尺寸r之約二分之 一’當鎖桿3 5朝向活塞桿1 8而位於最前進極限位置時，也 就是在鎖固終了時，滑動接觸部37是接觸比鎖固面43的徑 方向中央部還要靠近内侧處。 像這樣’因為把施加最大軸方向力的位置設定在鎖固 面的内侧，可使彈簧構件39的彈簧力增大而從鎖桿35傳達 至活塞桿18，因而可使用小型的彈簧構件39，可使鎖固氣 缸33小型化。且，在圖示的場合中，雖是利用彈簧構件39 把推力從鎖桿35施加至活塞桿18，但也可以不用 件，而把彈簧收容室41a當作流體室，以把鎖固氣缸 j動型氣缸，藉此，利用壓縮空氣把推力施加至活塞桿 圖5A、5B、5C繪示把壓縮空氣供給至前 25a而使活塞桿18朝前進極限衝程 ；體至 引面44之别，活塞桿18突出移動的狀 J =承載導 態朝前進極限的衝程端移動時，如圖5β 塞扣18從此狀 37接觸至承載導引面44，藉此抵抗彈筹構斤動接觸部 鎖桿35後退移動。接著，當活塞桿㈣=^彈著力使 所示，滑動接觸部37接觸到鎖固面43。以=時，如圖5C 1 8是利用彈簣被施加突出方向的推力。 式，活塞桿 13020pif.ptd 第14頁 200422150

圖5D繪示活塞桿18更一义、 桿18的夾持臂14位於夹持* Λ :刖進移動，且連結至活塞 時，壓縮空氣是從前進用二=時的狀態圖。在此狀態 桿35是接合至接合構件31 :m2:a排出至外部，鎖 力，對活塞桿U施加前進方：二：用：簧構件39的彈簧 套筒32之間具有如圖5D所矛的，，貞柃35的先端面與 誤差。 国υ所不的間隙’以吸收工削的板厚

如圖5D所示，使活塞桿18從夹持完成位置後退㈣ 時，便從給排璋19b把壓縮空氣供給至後退用流體室咖 二此方式’壓縮空氣便透過連通路42流人鎖固解除用流旁 室41b ’肖桿35便抵抗彈簧力而後退移動，並解除鎖桿35 與接合構件31的接合。其次，利用後退用流體室25b的壓 縮空氣使活塞桿1 8後退移動。 為了把壓縮空氣供給至流體壓力氣缸丨6，如圖2所 示，設於搬送台車10上的給排接管51是被連接至與給排埠 19a相連的給排軟管（h〇se)52a，及與給排埠19b相連的給

排軟管52b，以透過給排接管51，進行將壓縮空氣之前進 用流體室25a及後退用流體室25b之從外部的供給及從内部 的排出。 ° 另一方面，如圖1所示之最初工作站Si，使與搬送台 車相鄰地設置給排接管53，連接至此給排接管53的給排軟 管是透過流路切換連接至未圖示的空氣壓源。當搬送台車 10位於最初工作站S1時，此些給排接管51、53是相互連

13020pif.ptd 第15頁 200422150 五、發明說明（10) 結，可由設於搬送台車10之外部的空氣壓源對各流 25a、25b進行供給麼縮空氣及朝外部排出壓縮空氣之切換 動作。以此方式，當夾持臂14呈開放狀態且工件搬入至 工作支撐台1 3上之後，夾持臂! 4便因流體壓力氣缸】6而呈 閉狀態，藉此，便可鎖固工件W。 ，這樣，在工件#被鎖固的狀態下，使搬送台車1〇移 動，藉此，便可使搬送台車丨〇在構成車體組裝的各工 中進行一定的組裝作業。圖1繪示在最終工作站以時， 了把壓縮空氣供給至後退用流體室25b，設有連接至二 側之給排接管51的給排接管53a，在此工作站以中，^由 打開炎持臂14，以將完成一定組裝作業後的 』 產線。 其次，說明採用前述流體壓力氣缸16的夾持裝置丨2 ^件^持手順’當使活塞桿18後退移動而打開夾持们4 時，壓㈣氣是透過給排接管51、53供給至後退用 25b。在此狀態下，活塞桿18是位於後退極限位置，並被 引入至活塞本體23最内的狀態，此時夾持臂H可被打開而 搬入工件W。當關閉夾持臂14時，壓縮空氣被供給至前進 :ϊη。以此/式，活塞桿18會前進移動而關閉失 ’此時’活塞桿18會前進移動而由圖5Β變成如 所示那樣，㈣鎖桿35對活塞桿18施以夹持力，而在 桿1 8上產生朝壓縮方向的彈性彎曲。因此，在搬送台^ 的搬送過程中，即使是對搬送台車1〇施予振動或衝 不會減緩夾持臂14對工件的鎖固力，因而可確實地維持著

200422150 五、發明說明（11) 工件W。 圖6繪示本發明之流體壓 概略圖。圖7為一比較例 1 2達狀態的 的流體壓力氣缸之之夾持力w #備&未§又置收縮部之鎖桿 士施BH + 力傳達狀態的概略圖。 在本發明中，在鎖桿35的先 成滑動接觸部37，且滑動接觸部37是接觸3而之形 部：，因^在鎖固完成時僅接觸至===内- ::力=受Ϊ:3】的先端部是因從接合構件31施加的軸 σ 又β力，所以滑動接觸部37的根部37a是對 鎖固面43施加推力，此部分的施 == 合構件31傳達最大的彈菁力。另一方面，如圖η 形成收縮部35b，當使滑動接觸部37線接觸至鎖固 Ϊ Ιί 時:滑動接觸部37的根部3〜對鎖固面43施加 推力巧鉍力點是在u的位置’從此υ點對活塞桿丨8施加最大 的彈簧力。 圖8繪示與流體壓力氣缸的使用狀態不同，而如圖6圖 7之符號P所示那樣，把外力F慢慢變大施加至活塞桿18的 作用點P，同時測定鎖桿35之朝與活塞桿18分離方向的移 動衝程的特性曲線圖。在圖8中，實線是繪示在圖6之鎖桿 3 5上形成收縮部3 5 b並以T點為施力點時的本發明特性線· 而虛線是如圖7在鎖桿35上未形成收縮部且以u點為施力點 之比較例的特性線。如圖6所示的施力點τ與作用點p的連 線與活塞桿1 8的中心線夾角為0 1，施力點u與作用點p的 連線與前述中心線夾角為Θ 2，兩者相比，0 1比0 2小。

IIH 13020pif.ptd 200422150 五、發明說明（12) 圖6所不疋形成有收縮部35b，並將施力點τ設定在鎖固面 43的徑方向内側，圖7所示是把施力By設定在鎖固面“的 外周面，虽要比較兩者時，若不對作用點p施加大的外力 便無法判斷出鎖桿35的回復移動。這是因為，即使是對 =5施加相同的彈簧力，#由把施力點τ設定在鎖固面Μ ’仏方向内側，可對活塞桿1 8施加大的推力之緣故。 :!明並不限定於前記的各實施例，在不脫離其要旨 Ϊ = 變化，’此流體壓力氣缸16雖是 ;活移= 用杰拄辟Η +块 塞柃1 8後退移動，即拉伸移動而利鬌 "寺工件。在此場合，在夾持狀態中，在活χ Γ專二會產生拉伸應力。且，此繼力氣缸16 = 【it早/月么開之特開平4 一283034號記載的那樣，適用於 驅動夾持臂的流體壓力氣缸， 、用於 定位銷（l〇cator 土）、 Φ 、疋7 ，且入至形成有 是用來㈣” ^ )冓中。更，此流體壓力氣缸1 6雖 疋用來·驅動叹在搬送台車1〇上的夾持裝置i 雖 送安裝至機械手臂先端的面板材亦夂 -在夾持搬 桿停=體ί =亦”定於用來夾持面板材，使活塞 何用途本流體壓力氣缸桿產生推力的場合時，任 而使活塞桿ui:;;1。8移動，但也可利用油壓等的液壓 [發明之效果] 根據本發明，因為在接觸設於活塞桿之接合構件的鎖 13020pif.ptd 第18頁 部，所 的力點 塞桿上 力。以 因而可 嵌合至 彎曲 回路故 在接合 使鎖桿 非用以 之精神 之保護 200422150 五、發明說明（13) 固面上設有滑動接觸 以，在鎖固面與接合構件：：鎖方向内侧 位置設定在接合構件二可把傳達最大推力 =大，以傳達活塞桿的軸= 使流體μ力氣設的鎖固活塞的外徑做小， 因為鎖桿具有大徑部，且大徑部可滑動自如地 缸上所形成的導孔，因而，即使對 力，也能圓滑地使鎖桿往軸方向滑動。 藉由把彈簧力施加至鎖桿，即使流體壓力供仏 P早，也此確貫地把推力施加至活塞桿上。且，因 構件上形成有承載導引面，藉由使活塞桿移動，; 後退移動以確實地使鎖桿接觸至鎖固面。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本ς明 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 ❿ 13020pif.ptd 第19頁 200422150 圖式簡單說明 【圖式簡單說明』 是繪示利用搬送台車搬運構成汽車車體之面板材 的h車車體組裝線之一部分的平面圖。 圖2繪示設在搬送台車上之夾持裝置的放大正面圖。 示適用：圖2之夾持裝置之本發明之-實施例的 >”L體壓力氧缸的放大剖面圖。 圖4缘示圖3之局部放大圖。 圖5 A〜5 D繪示伴隨英、、去愛^日X ^ < 狀態之剖視圖。 / 土#之移動的鎖固活塞的作動 圖6續"不本發明之、、古 的概略圖。 机塗力氣缸之夾持力的傳達狀態 圖7緣示比較合丨丨 的概略圖。 机堅力氣缸之夾持力的傳達狀態 圖8綠示鎖桿盘· 力施加至活塞桿而使=面呈接觸狀態時，把轴方向的外 不同造成的加力不同的動的場合之接觸點位置 【圖式標示說明】 寺丨生曲線圖。 1 〇 ··搬送台車，n 13:工件支撐台，〗4車+輪，12、12a ••夾持裝置， ϋ形鉤，18:活宾ί持臂，16:流體壓力氣缸， 2〇 ··氣缸管，2〗二，，19a、19b ··給排埠， 24··鎖固用筒體，二：二Ί盍，!3:氣缸本體， …密封材，8第9二26:活塞，27第1圓盤， 第2圓盤，28a螺紋部，29公螺紋，

13020pif.ptd 第20頁 25b··後退用 、至，5a:前進用流體室， 200422150 圖式簡單說明 30階部，31:接合構件，32:套筒，33:鎖固氣缸， 34 :鎖固活塞，35 :鎖桿，35a大徑部， 36 :導孔，37:滑動接觸部，38 :彈簧收容孔， 3 9 :彈簣構件，4 1 a :彈簧收容室， 41b:鎖固解除用流體室，42:連通路，43:鎖固面， 44 :承載導引面，51 :給排接管，52a、52b:給排軟 管， 5 3 :給排接管。

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Claims (1)

1. 200422150 六、申請專利範圍 ' 1· 一種流體壓力氣缸，其特徵在於包括： 一氣缸本體，具備一氣缸室，以往復運動自如的方式 、’且入 活塞’利用該活塞將該氣缸室區分為一前進用流體 室與一後退用流體室； 一活塞桿，安裝至該活塞，從該氣缸本體的端部往外 部突出； 一接合構件，設於該活塞桿，且該接合構件形成有一 鎖固面’相對於該活塞桿的徑方向傾斜； 鎖固活塞’以相對該活塞桿呈略直角方向往復運動 自如的方式組入至設在該氣缸本體之一鎖固氣缸；以及 一鎖桿，具備有一大徑部，設於該鎖固活塞上，搬合 至形成在該鎖固氣缸上的導孔；以及一滑動接觸部，透過 比該大徑部還要小徑的一收縮部而設置在該大徑部上，且 在該鎖固活塞往該活塞桿最接近時，接觸該鎖固面的徑方 向内侧部。 2·如申請專利範圍第1項所述之流體壓力氣缸，其特 欲在於邊鎖桿往該活塞桿最接近時，該滑動接觸部是 接觸比$亥鎖固面的徑方向中央部更靠近内側的地方。 3 ·如申晴專利範圍第1項或第2項所述之流體壓力氣 缸’其特徵在於，其中該鎖固面之相對該活塞桿的角度為 45度以下。 ” 4·如申請專利範圍第1項所述之流體壓力氣缸，其特 ，在於’其中在該鎖固氣缸上設有一彈簧構件，對該鎖桿 施加往該活塞桿方向的彈簧力，且在該鎖固氣缸上形成有

   200422150 六、申請專利範圍 ^ μ ^ κ 方向的推力0 解除用流體室，施加從該活塞桿離開A r . ^ ^ ^ ^ 5·如申請專利範圍第3項所▲之八 似4处丄 徵在於，其中在該鎖固氣缸上設有斤只 々 ⑺什 施加往該活塞桿方向的彈菁力，立在為鎖口氣缸上形成有 解除用流體室，施加從該活塞桿離開方向的推力。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之流體歷力氣缸，其特 徵在於，其中在該接合構件上形成有一承載導弓丨面，對該 f固面朝逆向並以比該鎖固面更大的角度傾斜，當該活塞 才旱移動時’你兮* />、1 “鎖桿對抗該彈簧力而後退移動。 Φ 13020pif.ptd 第23頁