TW201437521A

TW201437521A - 流體壓缸

Info

Publication number: TW201437521A
Application number: TW102142407A
Authority: TW
Inventors: Junichi Saito; Koji Hara; Toshio Sato
Original assignee: Smc Corp
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2014-10-01
Also published as: US9500281B2; JP6103349B2; KR102135842B1; DE102013113771A1; KR20140074845A; CN103867522A; CN103867522B; TWI583879B; JP2014114874A; US20140157981A1

Abstract

一活塞(18)係可位移地設置在構成一流體壓缸(10)之一缸管(12)的內部中，且由彈性材料製成之一活塞蓋(22)係設置成用以覆蓋該活塞(18)之一端面。該活塞蓋(22)包含正對該缸管(12)之一頭蓋(14)的一主體部分(50)、覆蓋該活塞(18)之外周表面且設置成與一缸孔(28)之內周表面滑動接觸的一導引部分(52)，以及朝向內周側被折疊於該導引部分(52)的一卡鉤部分(54)。在活塞(18)朝向頭蓋(14)位移後，衝擊可藉由該主體部分(50)靠抵該頭蓋(14)而被吸收。當該活塞(18)沿缸管(12)位移時，該導引部分(52)係藉由與缸孔(28)滑動接觸而用以沿軸向方向來導引該活塞(18)。

Description

流體壓缸

本發明係關於一流體壓缸，其用於在供應壓力流體之作用下將一活塞沿一軸向方向位移。

至目前為止，就用於輸送工件或其類似之手段而言，舉例來說，已有使用具有一活塞之一流體壓缸，該活塞係在供應壓力流體之作用下位移。在此一流體壓缸中，例如德國實用新型專利第20 2005 013 185號(專利文獻1)之說明書中所揭示，一活塞係可位移地設置在一管狀缸管之內部中，且以一活塞桿連接至活塞。此外，該活塞係在供應一壓力流體後被位移，且由彈性材料製成之一阻尼器被安裝在活塞之一端面上，當活塞在其位移終止位置處靠抵一壁面時，其係用於吸震的目的。此外，設置在活塞之外周表面上之一活塞墊圈係與該阻尼器整體形成。

此外，針對在日本先行公開專利公開案第10-238512號(專利文獻2)中揭示之一流體壓缸而言，一緩衝本體固持溝槽係藉由相對於活塞之一端面執行一切割程序或其類似而被形成。充當一阻尼器之一橡膠緩衝墊係安裝在緩衝本體固持溝槽中，其係形成為環狀。一活塞墊圈及一耐磨環圈各自進一步被安裝在形成於活塞之外周表面上之環形溝槽中。

依照上述專利文獻1之流體壓缸，用於安裝阻尼器之安裝溝槽係形成在活塞之端面上，且用於安裝導引構件之另一個安裝溝槽係獨立地形成在活塞之外周表面上。基於此一理由，有需要增加活塞之縱向尺寸以能夠形成兩個類型之安裝溝槽，但伴隨的問題係流體壓缸之縱向尺寸在比例上會變得更大。此外，由於阻尼器及活塞墊圈係整體形成，即使在各自所需性能彼此不同的情況下，諸如阻尼器及活塞墊圈之材料及硬度等，阻尼器及活塞墊圈僅能由相同材料形成，而導致其期望性能無法實現的問題。

此外，依照專利文獻2之流體壓缸，由於需要藉由相對於活塞之端面執行一切割程序(例如凹入處理)來形成緩衝本體固持溝槽，因此會有增加製造成本的問題。再者，當活塞墊圈及耐磨環圈被安裝在活塞上時，由於用於安裝活塞墊圈及耐磨環圈之環形溝槽之外直徑係大致上相同於活塞之外直徑，所以安裝程序係困難的，且降低組裝之方便性。

再者，近年來，在業界中對於減少流體壓缸中之部件數量且藉由提高此等流體壓缸組裝之方便性及工作效率來提升可製造性的需求係與日俱增。

本發明之主要目的係要提供一流體壓缸，其中可減少製造成本且提供組裝之方便性。

本發明之特徵在於一流體壓缸，其包含：一缸主體，其具有用於供應及排放一壓力流體之一對埠口；及一缸腔室，該壓力流體從埠口被引入於其中；一活塞，於其上，一活塞墊圈被安裝在形成在該活塞之一外周表面上之一安裝溝槽中，且該活塞係可沿著一軸向方向位移地設置在缸腔室之內部中；及一蓋部件，其被安裝在活塞之一端側上，且具有一阻尼器部分，該阻尼器部分係用於吸收當活塞在一位移終止位置處靠抵缸主體時所造成之震動，該位移終止位置係該活塞被位移至缸主體之一端部之處；其中於其上安裝該蓋部件之一溝槽部分係形成在活塞之外周表面上且被設置成相鄰於該安裝溝槽，該溝槽部分之外直徑係小於該活塞之外直徑。

依照本發明，在該流體壓缸中，該蓋部件係安裝在被設置在缸主體之缸腔室中之活塞之一端側上，而在該蓋部件上，阻尼器部分被提供以吸收當活塞在一位移終止位置處靠抵缸主體時所造成之震動，該位移終止位置係該活塞被位移至缸主體之一端部之處。

因此，由於蓋部件被安裝在活塞之一端側上，在位移終止位置處所產生之震動可以藉由阻尼器部分而被吸收。此外，由於在其上安裝有蓋部件之溝槽部分之外直徑相對於安裝溝槽係設定成較小，該溝槽部分係形成在活塞之外周表面上且活塞墊圈被安裝於其中，因此該活塞墊圈可以容易地安裝在相鄰於該溝槽部分之安裝溝槽中。

因此，由於用於促進安裝具有阻尼器部分之蓋部件的溝槽部分係形成在活塞之外周表面上，所以不需要經由一切割程序(例如凹入處理)來將溝槽部分形成在活塞之一端面上。因此，可以減少製造成本，且可增進可製造性並且提升活塞墊圈之組裝的方便性。

本發明上述及其他的目的、特徵及優點可由以下說明並結合附圖來獲得更深入的瞭解，在附圖中係以繪示實例之方式展示本發明之一較佳實施例。

10‧‧‧流體壓缸

12‧‧‧缸管

14‧‧‧頭蓋

16‧‧‧桿蓋

18‧‧‧活塞

20‧‧‧活塞桿

22‧‧‧活塞蓋

24‧‧‧第一埠口

26‧‧‧第二埠口

28‧‧‧缸孔

30a‧‧‧通道

30b‧‧‧通道

32‧‧‧鎖定環圈

34‧‧‧密封環圈

36‧‧‧桿孔

38‧‧‧桿襯墊

40‧‧‧活塞開孔

42‧‧‧安裝溝槽

44‧‧‧活塞墊圈

46‧‧‧第一階狀部分

48‧‧‧第二階狀部分

50‧‧‧主體部分

52‧‧‧導引部分

54‧‧‧卡鉤部分

第1圖係依照本發明之實施例之流體壓缸之整體截面視圖；第2圖係分解橫截面視圖，其中展示活塞蓋從構成第1圖之流體壓缸之部分的活塞中被移除之狀態；及第3圖係放大截面視圖，其中展示第1圖之活塞及活塞蓋的附近。

如第1圖中所示，一流體壓缸10包括形成為筒狀或管狀之一缸管(缸主體)12、安裝在缸管12之一端部中之一頭蓋14、安裝在缸管12之另一端部中之一桿蓋16、設置成用於在缸管12之內部位移之一活塞18、連接至活塞18之中心之一活塞桿20，及一活塞蓋(蓋部件)22，其被安裝在活塞18之一端側(在箭頭方向A)上。

一第一埠口24及一第二埠口26分別敞開在缸管12之外周側之一端部及另一端部附近之位置處。用於切換一壓力流體之供應狀態的切換裝置係例如經由未繪示管件而連接至第一及第二埠口24、26。該壓力流體係選擇性地被供應至第一埠口24及第二埠口26之任一者。

此外，在缸管12之內部中係形成有沿軸向方向(箭頭方向A及B)貫穿其間之一缸孔(缸腔室)28。該缸孔28分別經由連通通道30a、30b而與第一及第二埠口24、26相連通。

頭蓋14係藉由衝壓成型由一金屬材料(諸如鋁等等)製成之一板本體而形成，使得當插入缸孔28中時，其一外部邊緣部分以相對於缸孔28之軸線成一預定角度徑向地向外傾斜，以藉此咬入且安裝在缸孔28之內周表面上。因此，該頭蓋14係以在缸孔28與外部之間處於阻擋連通之狀態在其一端部附近被固定至缸孔28。

桿蓋16被插入至缸孔28之另一端側(在箭頭方向B)中，且藉由保持與缸孔28之內周表面相嚙合之一鎖定環圈32而被固定在缸孔28之內部中。

一密封環圈34係安裝在桿蓋16之外周表面上之一環形溝槽中。藉由密封環圈34可防止壓力流體在缸管12及桿蓋16之間洩漏。此外，一桿孔36貫穿桿蓋16的中心，且活塞桿20係可位移地插入穿過桿孔36。此外，安裝在桿孔36之一內周表面上之一桿襯墊38係被設置成與活塞桿20之外周表面形成滑動接觸，藉此防止壓力流體在桿蓋16及活塞桿20之間洩漏。

如第1至3圖所示，活塞18形成有對應於缸孔28之橫截面形狀的橫截面形狀，且進一步在其中心形成一活塞開孔40，活塞桿20之一端部部分被插入於其中及且被夾壓。可供一活塞墊圈44被安裝於其中之一安裝溝槽42係設置在活塞18之外周表面上。該活塞墊圈44被配置在活塞18之一端面及另一端部表面之間之一大致中心位置附近。

此外，在活塞18之外周表面上，從外周表面凹入一預定深度之一第一階狀部分(第一溝槽部分)46係形成在面向頭蓋14之一端面側(在箭頭方向A)上，且相對於第一階狀部分46進一步凹入之一第二階狀部分(第二溝槽部分)48係經形成而相鄰於安裝溝槽42。第一及第二階狀部分46、48兩者皆形成為環形形狀，且第二階狀部分48安裝溝槽42相連通。更具體言之，如第2圖中所示，活塞18之外直徑D1係最大的、第一階狀部分46之外直徑D2係小於外直徑D1、且第二階狀部分48之外直徑D3係小於外直徑D2(D1>D2>D3)。

活塞桿20係由在軸向方向中(箭頭方向A 及B)具有一預定長度之一軸桿所構成，且其一端部之直徑被減少。該減少之端部係插入穿過活塞18之活塞開孔40，接著被變形而擴展直徑，藉此該端部係連接活塞開孔40。活塞桿20之另一端側(在箭頭方向B)係藉由將其插入穿過桿蓋16之桿孔36而被可位移地支撐。

活塞蓋22包括由例如一彈性材料(諸如橡膠或氨基甲酸乙酯)所形成之一碟狀主體部分(阻尼器部分)50、被形成在主體部分50之外邊緣部分且相對於主體部分50彎曲成一直角之一導引部分52，及朝向內周側被折疊在導引部分52端部上之一卡鉤部分54。更具體言之，卡鉤部分54係在活塞蓋22之厚度方向(箭頭方向A及B)上以一預定距離與主體部分50隔開，且經形成而大致上與該主體部分50平行。再者，在活塞蓋22上，該主體部分50、導引部分52及卡鉤部分54形成一大致上固定的厚度。

此外，主體部分50被安置成靠抵活塞18 之一端面，導引部分52被安裝以便覆蓋第一階狀部分46之外周側，且卡鉤部分54被安裝以便覆蓋第二階狀部分48之外周側而與第二階狀部分48嚙合，使得活塞蓋22係整體式地安裝在活塞18上。

此時，導引部分52之外周表面係經形成而相對於活塞18之外周表面略微突出，使得當活塞18及活塞蓋22插入至缸孔28中時，導引部分52之外周表面係與缸孔28之內周表面形成滑動接觸。因此，活塞18沿著軸向方向(箭頭方向A及B)被導引，使得當活塞18朝向頭蓋14位移(在箭頭方向A)時，活塞蓋22靠抵頭蓋14且活塞18沒有與其直接接觸。

依照本發明之流體壓缸10基本上係如上述方式被建構。接著，將簡要地被描述活塞蓋22在活塞18之一端面上的安裝。

首先，如第2圖中所示，活塞蓋22被配置成面對活塞18之一端面，且活塞蓋22之卡鉤部分54側(在箭頭方向B)被移動靠近活塞18。接著，在其中卡鉤部分54被壓迫並且在一徑向朝外方向中稍微擴大之變形狀態中，活塞蓋22移動至第二階狀部分48且同時越過第一階狀部分46之外周側。如此一來，該主體部分50變成接近活塞18且被安置成靠抵活塞18之一端面。

然後，藉由釋放卡鉤部分54之變形，由於卡鉤部分54之彈性，該卡鉤部分54被安置成嚙合於第二階狀部分48。因此，活塞蓋22之主體部分50靠抵活塞18之一表面，導引部分52配置在第一階狀部分46之外周側上，且卡鉤部分54被安置成嚙合第二階狀部分48。因此，活塞蓋22被整體式地安裝在活塞18上。

接著，將說明於其上該上述活塞蓋22被安裝於活塞18之流體壓缸10之操作及具有優點的功效。如第1圖中所示，活塞18位移至頭蓋14之側(在箭頭方向A)且活塞蓋22之主體部分50靠抵頭蓋14之一狀態將被稱為初始位置。

在初始狀態中，在一未繪示之切換裝置之一切換動作下，藉由供應壓力流體至第一埠口24，該壓力流體經由在頭蓋14及活塞18之間的連通通道30a而被引入，因此活塞18被壓迫且朝向桿蓋16(在箭頭方向B)位移。再者，第二埠口26係處於通向大氣之一狀態。此時，藉由配置在活塞18之外周側上之導引部分52靠在缸孔28之內壁表面上之滑動接觸，活塞18以高精確度被導引沿著軸向方向(在箭頭方向B)。然後，活塞18之另一端面被靠抵在桿蓋16之端面，且到達一位移終止位置。

在另一方面，在活塞18再次位移朝向頭蓋 14(在箭頭方向A)的情況下，藉由一未繪示之切換裝置之一切換動作下供應壓力流體至第二埠口26，該壓力流體經由在桿蓋16及活塞18之間的連通通道30b而被引入，藉此活塞18被壓迫朝向頭蓋14(在箭頭方向A)。因此，活塞18及活塞桿20係整體式地位移朝向頭蓋14(在箭頭方向A)，且在活塞蓋22之主體部分50抵靠頭蓋14之後回復初始位置。

在此情況中，活塞18之一端面經由活塞蓋 22之主體部分50而靠抵頭蓋14，且活塞18之一端面沒有直接抵靠頭蓋14。因此，在抵靠後所發生之震動可藉由阻尼器功能被緩衝(吸收)。再著，活塞18在導引部分52之一導引動作下以高精確度被導引沿著軸向方向(箭頭方向A)。

在上述方式中，就本實施例而言，由一彈性材料製成之活塞蓋22被安裝在活塞18之面對頭蓋14的一端面上，使得主體部分50被設置在該端面上，且被配置在主體部分50之外部邊緣上之導引部分52係設置成與缸管12之內周表面形成滑動接觸。此外，當主體部分50靠抵頭蓋14時，活塞蓋22具有一阻尼器功能，以及具有藉由導引部分52在活塞18之位移之後執行之導引功能。

因此，相較於具有一導引構件(耐磨環圈) 被設置在活塞18之外周表面上的習知流體壓缸，藉由提供具有一阻尼器功能及一導引功能之雙重裝備的活塞蓋22，可以減少部件之數量，且伴隨減少組裝步驟的數量而藉此提高組裝之方便性。

再者，由於不需要一另外的導引構件，所以無需形成用於安裝此一導引構件在活塞18之外周表面上之一環形溝槽，因此活塞18可以在軸向方向上被製成更薄。因此，隨著活塞18之薄化，流體壓缸10之縱向尺寸可以在比例上被製成較小。

再者，因為活塞蓋22能夠經由其嚙合在被形成在活塞18之外周表面上之第一及第二階狀部分46、48上而被安裝，因此舉例來說，相較於經由一切割程序(例如凹入處理)所形成之用於安裝一阻尼器在活塞18之一端面上一溝槽的情況，由於第一及第二階狀部分46、48可以藉由車床或類似物從外周表面之側邊被形成，所以可以減少製造成本。

再者，當活塞墊圈44從活塞18之一端面側被安裝至安裝溝槽42時，較小直徑(D2、D3)之第一及第二階狀部分46、48之被提供，其係相對於一端面側之外周表面(外直徑D1)凹入。因此，不需要加寬活塞墊圈44的尺寸，而且僅藉由擴展而略微大於第一階狀部分46之外直徑D2，活塞墊圈44便可以簡易地被安裝於安裝溝槽42，該安裝溝槽係定位成相鄰於第一及第二階狀部分46、48。更具體言之，可以增進活塞墊圈44組裝於活塞18之方便性。在此情況中，在活塞蓋22被安裝之後，且在已經安裝活塞墊圈44後，藉由活塞蓋22可確實地防止活塞墊圈44之脫落。

再者，比較一習知阻尼器，由於活塞蓋22 之主體部分50之接觸區域(抵靠區域)相對於頭蓋14可以確實地增加，每單位面積之負荷可以被減少。如此一來，可以抑制由於主體部分50之結構上疲勞引起的沉降，甚至在其長時間使用的情況下亦然，因此可以改善主體部分50之耐久性。再者，在此沉降的情況係被注意的情況下，可以抑制活塞18於軸向方向上之擋止位置(及初始位置)之變化。

再者，不需要在活塞18之一端面上形成用於能夠安裝活塞蓋22之主體部分50的一溝槽，而且由於主體部分50之簡單抵靠係足夠的，例如相較於其中用於嚙合及安裝阻尼器之一溝槽形狀係藉由凹入處理形成之習知流體壓缸而言，製造步驟的數量連帶製造成本可以被減少。

再者，因為充當一阻尼器部分之活塞蓋22 的主體部分50係獨立於該活塞墊圈44而形成，因此主體部分50及活塞墊圈44可以由不同材料形成，且可分別地回應於所要的條件而具有不同硬度特性，因此可以滿足其所要特性。

依照本發明之流體壓缸並未侷限於上述實施例。在不違背如隨附申請專利範圍所述之本發明之範疇的情況下，可對該實施例實行各種變化及修改。