TW202014613A - 流體壓力缸 - Google Patents
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Abstract
一種流體壓力缸(10),其包括具有一對缸孔(20)的主體(12)、一對活塞(24)、一對活塞桿(26)、以及端板(50)。該等活塞(24)之各者將對應缸孔(20)劃分為頭側缸室(40)與桿側缸室(42)。主體(12)包括電磁閥(100),其經組配以在供給加壓流體至該等頭側缸室(40)或該等桿側缸室(42)與從該等頭側缸室(40)或該等桿側缸室(42)排放該加壓流體之間切換。該電磁閥(100)設置在該主體(12)的該等表面內側。
Description
本發明係關於基於加壓流體之供給及排放來移動活塞的流體壓力缸。
習知流體壓力缸包括具有缸孔的缸管、可活動地收容於缸孔中的活塞、固接至活塞的活塞桿、以及連接至活塞桿之端部的端板(參考日本早期公開專利公開號:09-303318)。流體壓力缸藉由供給至在缸管中之頭側缸室以及從在缸管中之桿側缸室排出的加壓流體來使活塞、活塞桿及端板向前移動。反之,流體壓力缸藉由供給至桿側缸室以及從頭側缸室排出的加壓流體來使活塞、活塞桿及端板向後移動。
這種流體壓力缸基於連接至流體壓力缸之電磁閥在實際使用期間的運作來切換加壓流體進出桿側缸室或頭側缸室的供給及排放。例如,在揭露於日本早期公開專利公開號:09-303318中,電磁閥與經組配以切換加壓流體之流動通道且連接至該電磁閥的子基座都附著至缸管的表面(側面)。
由於電磁閥及其它元件附著至缸管的表面,因此相較於在提供作為產品之流體壓力缸時的尺寸,流體壓力缸的尺寸在實際使用期間變大。因此,使用者可能難以獲得流體壓力缸的安裝空間同時考慮到與其它裝置的位置關係。此外,需要數小時才能使電磁閥及其它元件附著至流體壓力缸。
吾等已設計出考慮到上述問題的本發明,且有以下目標:用簡單結構提供能夠實現顯著節省空間且改善在使用期間之可用性的流體壓力缸。
為了達成上述目標,根據本發明之一方面的流體壓力缸包括:具有一對缸孔的主體、各自可活動地收容於該一對缸孔中的一對活塞、各自固接至該一對活塞的一對活塞桿、以及連接至該一對活塞桿之端部的端板,其中,各活塞將對應缸孔劃分為頭側缸室與桿側缸室,其中,該主體包括電磁閥,其經組配為在供給加壓流體至該等頭側缸室或該等桿側缸室與從該等頭側缸室或該等桿側缸室排放該加壓流體之間切換,且其中該電磁閥設置在該主體的一表面內側。
該流體壓力缸包括切換加壓流體進出該等頭側缸室或該等桿側缸室之供給及排放的該電磁閥。因此,不需要單獨添加該電磁閥用於該流體壓力缸的實際使用。此外,該電磁閥設置在該主體之表面內側。因此,在整個系統的實際使用期間,該流體壓力缸的尺寸不會增加,從而允許使用者以較佳的方式例如完成用於安裝的設計。亦即,該流體壓力缸用簡單的結構可實現顯著的節省空間且改善在使用期間的可用性。
由以下參考附圖的說明可明白本發明以上及其它的目標、特徵及優點,其中以示範實施例圖解說明本發明的較佳實施例。
10‧‧‧流體壓力缸
12‧‧‧主體
14‧‧‧上表面
16‧‧‧下表面
18‧‧‧緊固件孔
18a、18b‧‧‧孔
20‧‧‧缸孔
20a‧‧‧第一缸孔
20b‧‧‧第二缸孔
22‧‧‧缸管
22a‧‧‧第一缸管
22b‧‧‧第二缸管
24‧‧‧活塞
24a‧‧‧第一活塞
24b‧‧‧第二活塞
26‧‧‧活塞桿
26a‧‧‧第一活塞桿
26b‧‧‧第二活塞桿
28‧‧‧遠端表面
30‧‧‧基端表面
32‧‧‧頭套
34‧‧‧桿套
34a‧‧‧貫穿孔
36‧‧‧鎖環
38‧‧‧密封構件
40‧‧‧頭側缸室
40a‧‧‧頭側開口
42‧‧‧桿側缸室
42a‧‧‧桿側開口
44‧‧‧連接孔
46‧‧‧環形活塞填料
48‧‧‧附著部件
48a‧‧‧凸緣
50‧‧‧端板
52‧‧‧緊固件
54‧‧‧固定螺釘
56‧‧‧彈性主體
58‧‧‧中間突出
60‧‧‧感測器附著凹槽
62‧‧‧偵測感測器
64‧‧‧橫條孔
66‧‧‧桿
68‧‧‧磁鐵
70‧‧‧埠群組
72‧‧‧供給埠
74‧‧‧排放埠
74a‧‧‧消音器
76、78‧‧‧控制器埠
76a‧‧‧頭側速度控制器
78a‧‧‧桿側速度控制器
80‧‧‧電磁閥收容空間
82‧‧‧中間區塊部
84‧‧‧上壁
86‧‧‧下壁
88‧‧‧擴張部
90‧‧‧減輕部
90a‧‧‧第一減輕部
90b‧‧‧第二減輕部
92‧‧‧通道
94‧‧‧通道選擇器
96‧‧‧閥軸
98‧‧‧閥軸收容空間
100‧‧‧電磁閥
102‧‧‧供給通道
104‧‧‧排放通道
104a‧‧‧合併路徑
104b‧‧‧頭側排放路徑
104c‧‧‧桿側排放路徑
106‧‧‧頭側連通通道
106a‧‧‧頭側中間路徑
106b‧‧‧頭側側向路徑
106c‧‧‧頭側縱向路徑
106d‧‧‧頭側偏移路徑
108‧‧‧桿側連通通道
108a‧‧‧桿側中間路徑
108b‧‧‧桿側側向路徑
108c‧‧‧桿側偏移路徑
110‧‧‧分支通道
112‧‧‧通道
114‧‧‧鋼球
116‧‧‧限制構件
118‧‧‧向內突起
120‧‧‧環形突起
120a‧‧‧阻擋環
122‧‧‧第一殼體
124‧‧‧第二殼體
126‧‧‧第一殼體通道
126a‧‧‧主路徑
126b‧‧‧第一路徑
126c‧‧‧第二路徑
126d‧‧‧第三路徑
126e‧‧‧排放路徑
128‧‧‧活塞收容空間
130‧‧‧手動操作器空間
132‧‧‧先導活塞
134‧‧‧第一壓力室
136‧‧‧第二壓力室
138‧‧‧第二殼體通道
140‧‧‧電源埠
142‧‧‧電路板
144‧‧‧線圈
146‧‧‧可動閥部
148‧‧‧手動操作器
148a‧‧‧頭部
200‧‧‧加壓流體供給裝置
A、A1、A2‧‧‧箭頭
B、B1、B2‧‧‧箭頭
C、C1、C2‧‧‧箭頭
O‧‧‧中心線
第1圖的透視圖圖示根據本發明之實施例的流體壓力缸;
第2圖的視圖圖示從基端側觀看的流體壓力缸;
第3圖為沿著第2圖中之直線III-III繪出的橫截面圖;
第4圖為沿著第2圖中之直線IV-IV繪出的橫截面圖;
第5圖為沿著第2圖中之直線V-V繪出的橫截面圖;以及
第6A圖的解釋視圖圖示加壓流體在閥軸設置於第一位置時的流動,且第6B圖的解釋視圖圖示加壓流體在閥軸設置於第二位置時的流動。
以下將參考附圖詳述根據本發明的較佳實施例。
如第1圖所示,根據本發明之實施例的流體壓力缸10包括有六個面(表面)的長方體形主體12。在以下的描述係基於圖示於第1圖的箭頭,沿著主體12(圓柱軸線)之軸線延伸的方向也被稱為箭頭A的方向,主體12的寬度方向也被稱為箭頭B的方向,且主體12的厚度方向也被稱為箭頭C的方向。
有一面在箭頭C1指向側上(在此被稱為“上表面14”)與有一面在箭頭C2指向側上(在此被稱為“下表面16”)的主體12在觀看平面圖時
有矩形形狀。主體12有用於使流體壓力缸10固接至選定物件(安裝目標)的複數個緊固件孔18。緊固件孔18包括從上表面14穿過主體12到下表面16的4個孔18a與在軸向穿過主體12(包括下述端板50)的4個孔18b。緊固件孔18可具有用於使主體12用它旋緊至目標的陰螺紋部。
如第2圖及第3圖所示,主體12包括各有缸孔20形成於其中的一對(兩個;一組)缸管22。沿著箭頭B方向(主體12在平面圖中的縱向),該一對缸管22各自設置在主體12的一端及另一端。在以下的描述中,在箭頭B1指向側上的缸管22也被稱為第一缸管22a,且在箭頭B2指向側上的缸管22也被稱為第二缸管22b。第一缸管22a有形成於其中的第一缸孔20a,而第二缸管22b有形成於其中的第二缸孔20b。
第一及第二缸管22a及22b側對側地配置,致使第一及第二缸孔20a及20b的軸線在箭頭A方向延伸(互相平行)。活塞24(第一活塞24a與第二活塞24b)和固接至活塞24的活塞桿26(第一活塞桿26a與第二活塞桿26b)可移位地收容於第一及第二缸孔20a及20b中之各者中。第一缸管22a的結構(包括第一活塞24a與第一活塞桿26a)基本上相同於第二缸管22b的結構(包括第二活塞24b與第二活塞桿26b)。在以下的描述中,描述作為代表性實施例的第一缸管22a,而且省略第二缸管22b的描述。
第一缸孔20a穿過主體12在箭頭A1指向側上的表面(在此被稱為「遠端表面28」)與在箭頭A2指向側上的表面(在此被稱為「基端表面30」)。第一缸管22a包括位於第一缸孔20a在基端側之內周面上的頭套(head cover)32。頭套32氣密地封閉第一缸孔20a的基端(base end)。
第一缸管22a包括位於第一缸孔20a在遠端側之內周面上的桿套(rod cover)34。桿套34有圓柱形狀且固接至第一缸孔20a的內周面。桿套34中有貫穿孔34a,第一活塞桿26a穿過該貫穿孔34a。桿套34防止第一活塞24a脫離第一缸孔20a,同時,允許第一活塞桿26a的一部份從第一缸孔20a經由貫穿孔34a露出到第一缸管22a(遠端側)外。桿套34插入第一缸孔20a的遠端,且隨後把鎖環36插在桿套34的遠端側以藉此防止桿套34脫離。
密封構件38設置在界定貫穿孔34a之桿套34的內周面上。密封構件38與第一活塞桿26a的外周面氣密接觸。第一活塞桿26a沿著箭頭A方向在第一缸孔20a內移位,同時密封構件38防止第一缸孔20a內的加壓流體外流。
設置在第一缸孔20a內側的第一活塞24a將第一缸孔20a劃分為兩個空間。更特別的是,鄰近第一活塞24a之基端的空間定義為頭側缸室40,而鄰近第一活塞24a之遠端的空間定義為桿側缸室42。
頭側缸室40被第一活塞24a、頭套32之遠端表面、以及界定第一缸孔20a之第一缸管22a內周面圍封。頭側開口40a(加壓流體通過該頭側開口40a流進及流出)在預定位置(在箭頭C2指向側上且鄰近頭套32)處形成於頭側缸室40的內周面中。桿側缸室42被第一活塞24a、桿套34之基端表面、以及第一缸管22a之內周面圍封。桿側開口42a(加壓流體通過該桿側開口42a流進及流出)在預定位置(在箭頭C2指向側上且鄰近桿套34)處形成於桿側缸室42的內周面中。
第一活塞24a在第一缸管22a的內周面上可滑動同時使頭側缸室40與桿側缸室42彼此氣密地隔離。第一活塞24a有圓盤形狀且在箭頭A方向延伸有足夠的厚度。第一活塞24a在中心部份有連接孔44,且第一活塞桿26a的基端部插入連接孔44。
由彈性材料構成的環形活塞填料(annular piston packing)46附著於第一活塞24a的外周面上。活塞填料46在周向與第一缸管22a之內周面接觸且藉此使頭側缸室40與桿側缸室42彼此氣密地分離。
第一活塞桿26a為沿著第一缸孔20a的軸線(箭頭A的方向)延伸一預定長度(大於第一缸孔20a的總長度)的實心圓柱形構件。第二活塞桿26b的總長度稍微小於第一活塞桿26a的總長度。
第一活塞桿26a包括在基端部的附著部份48。附著部份48的直徑小於第一活塞桿26a之延伸部份(亦即,主要部份)的直徑。附著部份48包括位在基端的凸緣48a。附著部份48緊密地插入第一活塞24a的連接孔44,且凸緣48a被第一活塞24a的基端邊緣抓住,從而第一活塞桿牢牢地固接至第一活塞24a。
第一活塞桿26a的遠端部朝向遠端側穿過桿套34的貫穿孔34a從第一缸管22a突出。端板50固接至遠端部。在流體壓力缸10的使用期間,板體(未圖示)附著至端板50,且設置在板體上的工件在活塞24的作用下移位。
端板50為在箭頭A方向有預定厚度的塊體,且在從正面觀看流體壓力缸10時,為有長邊在箭頭B方向延伸且短邊在箭頭C方向延
伸的矩形形狀。端板50的端面(遠端表面與基端表面)與主體12的遠端表面28有實質相同的尺寸。上述諸孔18a製造在鄰近端板50之4個角落的位置。
在第一活塞桿26a的遠端插入端板50時,緊固件52從箭頭B1指向側插入端板50,以藉此壓著第一活塞桿26a的外周面。這造成端板50在箭頭B1側的部份連結至第一活塞桿26a。另一方面,在第二活塞桿26b的遠端與端板50的基端表面接觸時,固定螺釘54從遠端側插入且旋入端板50,以藉此使端板50在箭頭B2側的部份連結至第二活塞桿26b。
此外,流體壓力缸10在主體12沿著寬度方向的中間包括在遠端表面28上的彈性主體56。彈性主體56插在主體12與端板50之間,以界定端板50之向後運動的行程末端且有吸收端板50向後運動之衝擊的功能。
回到第1圖,流體壓力缸10包括沿著寬度方向在主體12的中部上面的中間突出58。一對感測器附著凹槽60形成於中間突出58在箭頭B2側之部份的上表面14中。例如,從中間突出58的上表面凹下的感測器附著凹槽60有實質半圓形橫截面且沿著軸線直線延伸(箭頭A的方向)。感測器附著凹槽60各自固持偵測活塞24之移動位置的偵測感測器62。
橫條孔(bar hole)64形成於在感測器附著凹槽60(參考第2圖)下面的部份(擴張部(expanding portion)88;描述於下文)中。有圓形橫截面且在箭頭A方向直線延伸(平行於活塞桿26)的桿66可活動地收容於
橫條孔64中。桿66穿透彈性主體56(參考第3圖)且暴露於外側。端板50連接至桿66的遠端,且磁鐵68附著至彼之基端。磁鐵68為將會被偵測感測器62偵測的物件。亦即,當桿66軸向移動時,偵測感測器62偵測磁鐵68的磁性以偵測端板50(換言之,活塞24)的軸向位置。
埠群組70(供給埠72、排放埠74與兩個控制器埠76及78)及電磁閥收容空間80形成於在箭頭B1側上的中間突出58上表面14的一部分中。供給埠72用來供給進入主體12的加壓流體,且排放埠74用來排放主體12的加壓流體。當以平面圖觀看主體12時,供給埠72與排放埠74在主體12的箭頭B方向對齊。此外,排放埠74設置在這兩個控制器埠76及78之間,而且這3個埠74、76及78在主體12的箭頭A方向大致對齊。
在流體壓力缸10的使用期間,接頭(未圖示)插入且固接至供給埠72。該接頭連接至加壓流體供給裝置200(參考第6A圖)以允許供給自加壓流體供給裝置200的加壓流體流入供給埠72。消音器74a預先插入排放埠74以降低加壓流體的排放噪音。此外,頭側速度控制器76a插入基端側控制器埠76,且桿側速度控制器78a插入遠端側控制器埠78。
如第2圖至第5圖所示,根據此實施例的流體壓力缸10在與埠群組70重疊的位置處包括中間區塊部(middle block portion)82。中間區塊部82在構成主體12的上表面14的上壁84(在厚度方向坐落於一端側上的第一壁部)與主體12的下表面16的下壁86(在厚度方向坐落於另一端側上的第二壁部)之間直立地延伸。相對於在主體12的寬度方向的中心線O,中間區塊部82整體比較靠近第一缸管22a設置(亦即,在箭頭B1指向
側上)。中間區塊部82在比較靠近上壁84的位置處有擴張部88。根據例如上述偵測感測器62的安裝,橫條孔64形成於擴張部88中。
在主體12中,減輕部90(第一減輕部90a與第二減輕部90b)形成於第一缸管22a與中間區塊部82之間且於第二缸管22b與中間區塊部82之間。例如,減輕部90經形成為可從遠端表面28穿過整個主體12到基端表面30。由於中間區塊部82在寬度方向偏離中心線O,因此較窄的第一減輕部90a形成於中間區塊部與第一缸管22a之間,而較寬的第二減輕部90b形成於中間區塊部與第二缸管22b之間。
用於供給及排放加壓流體進出上述第一及第二缸管22a及22b之頭側缸室40及桿側缸室42的機構設在主體12的中間區塊部82內以及於上壁84及下壁86中。
具體言之,中間區塊部82、上壁84及下壁86設有數個通道(流動通道)92,加壓流體流經該數個通道(流動通道)92。此外,在中間區塊部82內裝設通道選擇器94,其經組配以切換通道92,加壓流體流經該通道92。通道選擇器94包括閥軸(spool)96與閥軸收容空間98。閥軸96可活動地收容於閥軸收容空間98中,而且通道92與閥軸收容空間98連通。如第4圖及第5圖所示,閥軸收容空間98形成於主體12在厚度方向的中間部份中。在第4圖及第5圖中,未圖示閥軸96以利於了解該等附圖。
藉由從中間區塊部82割除鄰近通道92基端及閥軸收容空間98之一部份,將電磁閥收容空間80的尺寸製作成可收容電磁閥100。在此實施例中,電磁閥收容空間80在主體12的上表面14、下表面16及
基端表面30有通到外面的開口。電磁閥收容空間80可為主體12的封閉空間(電磁閥100部份或完全不暴露的狀態)。
通道92允許加壓流體在埠群組70與第一及第二缸管22a及22b的頭側缸室40之間流動以及在埠群組70與第一及第二缸管22a及22b的桿側缸室42之間流動。通道92經組配以導致加壓流體經由閥軸收容空間98可在埠群組70與頭側缸室40之間流動以及在埠群組70與桿側缸室42之間流動。為了達成此事,在主體12的上表面14與閥軸收容空間98之間,通道92包括連接供給埠72與閥軸收容空間98的供給通道102、以及連接排放埠74與閥軸收容空間98的排放通道104。
此外,排放通道104包括與排放埠74連通的合併路徑104a、經由控制器埠76連接合併路徑104a與閥軸收容空間98的頭側排放路徑104b、以及經由控制器埠78連接合併路徑104a與閥軸收容空間98的桿側排放路徑104c。
在閥軸收容空間98與缸孔20之間的通道92包括頭側連通通道106與桿側連通通道108。頭側連通通道106連接閥軸收容空間98與頭側缸室40。桿側連通通道108連接閥軸收容空間98與桿側缸室42。
頭側連通通道106包括在厚度方向延伸穿過中間區塊部82在箭頭C2指向側上之部份的頭側中間路徑106a、與頭側中間路徑106a連通且沿著寬度方向在下壁86內延伸的頭側側向路徑106b、以及在與第一及第二缸孔20a及20b重疊的位置處與下壁86中的頭側側向路徑106b連通且在第一及第二缸孔20a及20b之軸向延伸的頭側縱向路徑106c。此外,頭側中間路徑106a與頭側側向路徑106b經由在下壁86中軸向延伸
的頭側偏移路徑(head-side offset path)106d互相連通。頭側縱向路徑106c在箭頭A2指向側上的末端彎曲且在箭頭C1方向延伸一段短距離以與設置在正上方的頭側開口40a連通。
桿側連通通道108包括在中間區塊部82中沿著厚度方向延伸的桿側中間路徑108a、以及與桿側中間路徑108a連通且在下壁86中沿著寬度方向延伸的桿側側向路徑108b。此外,桿側中間路徑108a與桿側側向路徑108b經由在下壁86中軸向延伸的桿側偏移路徑108c互相連通。桿側側向路徑108b的末端彎曲且在箭頭C1方向稍微延伸以與設置在正上方的桿側開口42a連通。此外,桿側側向路徑108b設置在低於頭側側向路徑106b及頭側縱向路徑106c的位置(在箭頭C2指向側上)。此結構致能頭側連通通道106與桿側連通通道108互相隔離。
此外,在與低於閥軸收容空間98之供給埠72(供給通道102)重疊的位置,通道92包括分支通道110(先導通道),其允許加壓流體流經朝向電磁閥收容空間80。分支通道110在箭頭C2方向延伸一段短距離,然後彎曲90度,且在箭頭A2方向延伸到達電磁閥收容空間80。分支通道110與設置於電磁閥收容空間80中的電磁閥100的內側連通。
上述通道92的形成係藉由在主體12的生產期間鑽鑿主體12從表面到內部的孔。這留下在主體12內的成形通道(forming channel)112。成形通道112與通道92連通,但是加壓流體不會流入成形通道112。除了埠群組70之外,成形通道112在主體12的外表面的開口用鋼球114(插塞)阻塞以防止加壓流體從通道92流到主體12外。
在中間區塊部82中的閥軸收容空間98為在箭頭A方向延伸的長薄中空體,且上述通道92在適當選定位置連接至閥軸收容空間98。更特別的是,頭側排放路徑104b、頭側連通通道106(頭側中間路徑106a)、供給通道102、桿側連通通道108(桿側中間路徑108a)及桿側排放路徑104c以從基端到遠端的次序與閥軸收容空間98連通。閥軸收容空間98在通道92連接的位置處有較大直徑以及在其它位置處有較小直徑(亦即,閥軸收容空間98包括複數個向內突起118)。此外,限制閥軸96朝向遠端移動的限制構件116收容於閥軸收容空間98的遠端部中。
閥軸96為實心桿,其包括從外周面徑向向外突出且沿著軸向(箭頭A方向)配置的複數個環形突起120。阻擋環120a設置在環形突起120的外周面上以氣密地阻塞與向內突起118(參考第6A圖)合作的閥軸收容空間98。
在收容於電磁閥收容空間80中之電磁閥100的作用下,閥軸96在閥軸收容空間98的軸向移位(箭頭A方向)。具體言之,閥軸96經組態以在電磁閥100斷電時可設置在鄰近基端的第一位置以及在電磁閥100通電時設置在鄰近遠端的第二位置。取決於閥軸96設置在第一位置還是第二位置以藉此部份切斷加壓流體在與向內突起118合作之閥軸收容空間98內部的流動,複數個環形突起120酌情與閥軸收容空間98中的不同向內突起118接觸。
當閥軸96設置在第一位置時,供給通道102與桿側中間路徑108a經由閥軸收容空間98互相連通,同時頭側排放路徑104b與頭側中間路徑106a經由閥軸收容空間98互相連通。此刻,向內突起118中比
桿側排放路徑104c與閥軸收容空間98之連通點更靠近基端的一者會與閥軸96上的對應環形突起120接觸。這造成桿側排放路徑104c與空間氣密地隔離,供給通道102及桿側中間路徑108a通過該空間互相連通(也參考第6A圖)。
當閥軸96設置在第一位置時,供給通道102與分支通道110仍然互相連通。亦即,供給自供給埠72之加壓流體的一部份通過供給通道102及閥軸收容空間98也流入分支通道110。
另一方面,當閥軸96設置在第二位置時,供給通道102與頭側中間路徑106a經由閥軸收容空間98互相連通,同時桿側排放路徑104c與桿側中間路徑108a經由閥軸收容空間98互相連通。此刻,向內突起118中比頭側排放路徑104b與閥軸收容空間98之連通點更靠近遠端的一者會與在閥軸96上的對應環形突起120接觸。這造成頭側排放路徑104b與空間氣密地隔離,供給通道102與頭側中間路徑106a通過該空間互相連通(也參考第6B圖)。當閥軸96設置在第二位置時,供給通道102與分支通道110也經由閥軸收容空間98仍然互相連通。
電磁閥100收容於電磁閥收容空間80中且固接至中間區塊部82的基端表面。如上述,電磁閥使閥軸96在閥軸收容空間98內的第一位置與第二位置之間移動。在此實施例中,能夠節省電力的先導式電磁閥(pilot operated solenoid valve)用來作為電磁閥100。不過,用於移動閥軸96的結構不限於此先導式電磁閥,且例如,直接作用電磁閥可用來移動閥軸96。
取決於流體壓力缸10的尺寸,收容電磁閥100的電磁閥收容空間80可設計成有例如5至10毫米的寬度。電磁閥收容空間80在箭頭A方向的長度設計成裝在電磁閥收容空間80之中的電磁閥100不會從主體12的基端表面30突出。亦即,整個電磁閥100收容於電磁閥收容空間80內以便不會從主體12的表面(上表面14、下表面16及基端表面30)突出。
電磁閥100包括直接連接至中間區塊部82之基端表面的第一殼體122、以及直接連接至第一殼體122的第二殼體124。
在第一殼體122內側形成流入加壓流體的第一殼體通道126、與閥軸收容空間98連通的活塞收容空間128、以及鄰近活塞收容空間128之基端而設置的手動操作器空間(manual operator space)130。
先導活塞132可活動地設置在活塞收容空間128內側。先導活塞132連接至閥軸96的基端。與界定活塞收容空間128之內周面氣密接觸的活塞填料(未圖示)設置在先導活塞132的外周面上。亦即,活塞收容空間128被收容於其中的先導活塞132劃分為在遠端側上(亦即,在閥軸96側上)的第一壓力室134與在基端側上的第二壓力室136。先導活塞132及活塞收容空間128的直徑經設定成有充分大於閥軸96(環形突起120)之直徑的數值。因此,流入活塞收容空間128的加壓流體施加大於施加至在閥軸收容空間98中之閥軸96之壓力的壓力至先導活塞132。
另一方面,第二殼體通道138形成於第二殼體124內側,且電源埠140、電路板142、線圈144、可動閥部146及其它元件都設置在第二殼體124內側。電源埠140位在電磁閥收容空間80中且在比較靠近主
體12的上表面14的位置以便不會從上表面14突出。電路板142經由電源埠140電氣連接至電源供應器(未圖示),且有以預定時序切換線圈144之通電與斷電的功能。
第一殼體通道126包括與分支通道110連通的主路徑126a、從主路徑126a伸出且與在活塞收容空間128中之第一壓力室134連通的第一路徑126b、從主路徑126a伸出且與經由手動操作器空間130與第二殼體通道138連通的第二路徑126c、從第二殼體通道138伸出且經由手動操作器空間130與在活塞收容空間128中之第二壓力室136連通的第三路徑126d、以及從主路徑126a伸出且與第一殼體122外部(電磁閥收容空間80)連通的排放路徑126e。
另一方面,第二殼體通道138連接第二路徑126c與第三路徑126d。可動閥部146設置於在第二殼體通道138中之中間位置以便可往復移動。可動閥部146例如包括在線圈144之電磁作用下移位的閥元件(未圖示)、以及支承閥元件之周緣部且連接至第二殼體124的隔膜(未圖示)。取決於線圈144是否通電,可動閥部146切換進入第三路徑126d之加壓流體的流動與不流動。
當線圈144斷電時,先導活塞132設置在活塞收容空間128的基端側上,從而閥軸96設置在第一位置。此刻,加壓流體從主體12經由分支通道110、主路徑126a及第一路徑126b供給至第一壓力室134,藉此在第一壓力室134中產生高壓,然後先導活塞132保持在基端位置。此外,當在第二殼體124中的線圈144斷電時,可動閥部146阻擋與第二路徑126c的連通,從而阻擋加壓流體進入第二路徑126c的流動。供給自
分支通道110之加壓流體的一部份從主路徑126a通過排放路徑126e排放到外部。
當線圈144通電時,已阻擋與第二殼體通道138之連通的可動閥部146移位,使得電磁閥100與第二殼體通道138建立連通。結果,加壓流體經由主路徑126a、第二路徑126c、第二殼體通道138及第三路徑126d導入第二壓力室136。已流入加壓流體的第二壓力室136施加高壓於先導活塞132以藉此使先導活塞132朝向遠端移動。結果,當線圈144通電時,閥軸96由先導活塞132設置在第二位置。
在第一殼體122中的手動操作器空間130在箭頭C方向延伸且第一殼體122的上半部有開口。手動操作器148設置在手動操作器空間130內側。手動操作器148與第一殼體122中之手動操作器空間130的螺紋結構螺紋接合,從而能夠在第一殼體122的直立方向移位。亦即,使用者藉由手動操作在手動操作器空間130的上半部露出的頭部148a可改變手動操作器148的直立位置,以藉此切換第二路徑126c與第三路徑126d的連通狀態與不連通狀態。結果,在電磁閥100中,使用者可手動切換先導活塞132的基端位置與遠端位置。
根據此實施例的流體壓力缸10主要以上述方式組配。接下來,描述它的運作效果。
流體壓力缸10提供為具有如上述設置在主體12內之電磁閥100的產品,且由使用者安裝於安裝目標中。如第1圖所示,流體壓力缸10的主體12沒有在箭頭B方向或箭頭C方向從端板50的外緣明顯突出的任何部份。亦即,主體12的表面的尺寸不會增加,儘管電磁閥100在
配置在流體壓力缸10內。這允許流體壓力缸10便於安裝於安裝目標中(而不改變安裝目標的設計,例如),即使安裝目標有小空間。
如第6A圖與第6B圖所示,連接至加壓流體供給裝置200的接頭插入且固接至流體壓力缸10的供給埠72。加壓流體供給裝置200以適當的供給壓力(供給速率)供給加壓流體至流體壓力缸10的供給埠72。此外,電源供應器的電源連接器(未圖示)由使用者連接至電磁閥100的電源埠140。這致能電磁閥100在電路板142的控制下切換線圈144的通電與斷電。
如上述,流體壓力缸10經由供給通道102、閥軸收容空間98及分支通道110供給部份加壓流體流入供給埠72到電磁閥100。當線圈144斷電時,電磁閥100運作以使用供給自分支通道110的加壓流體推動先導活塞132朝向基端(至基端位置)。這造成連接至先導活塞132的閥軸96設置在第一位置。
如第6A圖所示,當閥軸96設置在第一位置時,供給通道102及桿側中間路徑108a經由閥軸收容空間98互相連通。因此,供給至供給埠72的加壓流體依序流經供給通道102、閥軸收容空間98、桿側中間路徑108a及桿側側向路徑108b,以及從桿側開口42a供給至第一及第二缸孔20a及20b的桿側缸室42。
供給至桿側缸室42的加壓流體施加推力致使第一及第二活塞24a及24b朝向基端移動。亦即,流體壓力缸10推動第一及第二活塞24a及24b和第一及第二活塞桿26a及26b朝向基端以在縮回位置(鄰近主體12的位置)處安置端板50。
在此,在端板50設置在比縮回位置更靠近遠端側之位置的情形下(亦即,在加壓流體位於頭側缸室40中的情形下),在第一及第二活塞24a及24b朝向基端移動時,加壓流體從頭側缸室40排出。當閥軸96設置在第一位置時,頭側排放路徑104b及頭側中間路徑106a經由閥軸收容空間98互相連通。因此,在頭側缸室40中的加壓流體流進頭側縱向路徑106c、頭側側向路徑106b、頭側中間路徑106a、閥軸收容空間98、頭側排放路徑104b、控制器埠76、以及合併路徑104a。然後,加壓流體從排放埠74排出到外部(大氣)。
若合適,則在控制器埠76中之頭側速度控制器76a的開口由使用者設定,藉此在排放期間調整穿過頭側速度控制器76a之加壓流體的排放速率。結果,調整從頭側缸室40排出之加壓流體的流率,換言之,第一及第二活塞24a及24b朝向基端移動的速度。
另一方面,當線圈144通電時,電磁閥100運作以使用供給自分支通道110的加壓流體推動先導活塞132朝向遠端(至活塞收容空間128的遠端位置)。這造成連接至先導活塞132的閥軸96設置在第二位置。
如第6B圖所示,當閥軸96設置在第二位置時,供給通道102及頭側中間路徑106a經由閥軸收容空間98互相連通。因此,供給至供給埠72的加壓流體流動依序通過供給通道102、閥軸收容空間98、頭側中間路徑106a、頭側側向路徑106b、以及頭側縱向路徑106c,且隨後從頭側開口40a供給至第一及第二缸孔20a及20b的頭側缸室40。
供給至頭側缸室40的加壓流體施加推力,致使第一及第二活塞24a及24b朝向遠端移動。亦即,流體壓力缸10朝向遠端推動第一及
第二活塞24a及24b及第一及第二活塞桿26a及26b以使端板50位在提前位置(advanced position),在此端板50突出最多(遠離主體12的位置)。
在此,在端板50設置在比提前位置更靠近基端側之位置的情形下(亦即,在加壓流體位於桿側缸室42中的情形下),在第一及第二活塞24a及24b朝向遠端移動時,加壓流體從桿側缸室42排出。當閥軸96設置在第二位置時,桿側排放路徑104c與桿側中間路徑108a經由閥軸收容空間98互相連通。因此,在桿側缸室42中的加壓流體依序流入桿側開口42a、桿側側向路徑108b、桿側中間路徑108a、閥軸收容空間98、桿側排放路徑104c、控制器埠78、合併路徑104a、以及排放埠74。然後,加壓流體從排放埠74排出到外部(大氣)。
若合適,則在控制器埠78中之桿側速度控制器78a的開口由使用者設定,藉此在排放期間調整穿過桿側速度控制器78a之加壓流體的排放速率。結果,調整從桿側缸室42排出之加壓流體的流率,換言之,朝向遠端移動之第一及第二活塞24a及24b的速度。
以此方式,在加壓流體供給至供給埠72時,藉由運作電磁閥100,設置在流體壓力缸10主體12的遠端的端板50可以所欲速度往復移動。
此時描述可從上述實施例理解的技術範疇及效果於下文。
流體壓力缸10包括電磁閥100,其切換加壓流體進出頭側缸室40或桿側缸室42的供給及排放。因此,不需要單獨添加電磁閥100用於流體壓力缸10的實際使用。此外,電磁閥100設置在主體12的表面內側。因此,流體壓力缸10的尺寸不會增加,因為在使用期間的整個系統
允許使用者例如以較佳的方式實施用於安裝的設計。亦即,流體壓力缸10用簡單的結構可實現顯著的節省空間且改善在使用期間的可用性。
電磁閥100設置在一組(一對)缸孔20之間。亦即,在主體12中,電磁閥100設置於在該一對缸孔20側對側地配置之方向留下的額外空間(或房間)中。因此,雖然主體12包括電磁閥100,但是主體12的尺寸不會增加,且可進一步節省空間。
中間區塊部82設置在主體12在寬度方向的中間部份中,該中間區塊部經組配以連接主體12在厚度方向躺在一端側上的第一壁部(上壁84)與躺在另一端側上的第二壁部(下壁86),且電磁閥100設置在中間區塊部82中。此外,藉由割除主體12之一部份而形成的減輕部90設置在中間區塊部82與缸孔20之間。流體壓力缸10包括在中間區塊部82中的電磁閥100從而允許加壓流體在電磁閥100的運作下均勻地流入該一對缸孔20。此外,由於減輕部90設在中間區塊部82周圍而可減少流體壓力缸10的重量。
中間區塊部82、第一壁部(上壁84)及第二壁部(下壁86)設有通道92(加壓流體流經該通道92),且中間區塊部82設有通道選擇器94,其經組配以切換通道92(加壓流體流經該通道92)。因此,流體壓力缸10可在加壓流體流入頭側缸室40或桿側缸室42的選擇性供給與加壓流體從頭側缸室40或桿側缸室42流出的選擇性排放之間輕易地切換。
通道選擇器94包括在電磁閥100之運作下移位的閥軸96、以及可活動地收容閥軸96且與通道92連通的閥軸收容空間98。閥軸收容空間98形成於主體12在厚度方向的中間部份中。因此,基於由電磁閥100
引起的閥軸96移動,流體壓力缸10可平滑地切換通道92(加壓流體流經該通道92)。特別是,由於閥軸收容空間98建立於主體12在厚度方向的中間部份中,裝入主體12的電磁閥100不會從該等表面突出。這防止主體12的尺寸增加。
通道92包括供給通道102(加壓流體通過該供給通道102供給至閥軸收容空間98)、排放通道104(閥軸收容空間98通過該排放通道104排放加壓流體)、經組配以連接閥軸收容空間98與頭側缸室40的頭側連通通道106、以及經組配以連接閥軸收容空間98與桿側缸室42的桿側連通通道108。用這個組態,流體壓力缸10允許加壓流體從供給通道102流入頭側缸室40或桿側缸室42以及從頭側缸室40或桿側缸室42經由閥軸收容空間98流入排放通道104。此外,基於閥軸96的移動,在閥軸收容空間98中可適當地切換通道92。
供給通道102與設在第一壁部(上壁84)的供給埠72連通。排放通道104與設在第一壁部(上壁84)的排放埠74連通且包括在排放埠74與閥軸收容空間98之間的頭側排放路徑104b及桿側排放路徑104c。頭側排放路徑104b經組態成可經由閥軸收容空間98與頭側連通通道106連通。桿側排放路徑104c經組態成可經由閥軸收容空間98與桿側連通通道108連通。在上壁84露出的頭側速度控制器76a設置在頭側排放路徑104b的中間位置,該頭側速度控制器經組配以調整加壓流體的排放速率。在上壁84露出的桿側速度控制器78a設置在桿側排放路徑104c的中間位置,該桿側速度控制器經組配以調整加壓流體的排放速率。流體壓力缸10在排放通道104中包括頭側速度控制器76a與桿側速度控制器78a從而允
許使用者調整加壓流體的排放速度。因此,可以較佳的方式設定活塞24在流體壓力缸10中的移動速度。
包括供給埠72、排放埠74及頭側速度控制器76a及桿側速度控制器78a之收容埠(accommodation port)的埠群組70製造於第一壁部(上壁84)中,且經組配以偵測活塞24之移動位置的偵測感測器62設置在鄰近埠群組70的位置。中間區塊部82設置於在厚度方向與埠群組70重疊的位置且偏離主體12在寬度方向朝向該一對缸孔20中之一者(第一缸孔20a)的中心線O。由於中間區塊部82偏離主體12在寬度方向朝向第一缸孔20a的中心線O,因此相對於在寬度方向的中心線O,例如埠群組70及偵測感測器62的主結構可均勻地配置於主體12的上表面14上。因此,主體12的表面可具有對稱形狀,且可輔助例如用於安裝流體壓力缸10的設計。
頭側連通通道106包括在中間區塊部82中沿著厚度方向延伸的頭側中間路徑106a、與頭側中間路徑106a連通且在第二壁部(下壁86)中沿著寬度方向延伸的頭側側向路徑106b、以及在與該一對缸孔20重疊的各個位置處與在下壁86中之頭側側向路徑106b連通且沿著缸孔20之軸向延伸的頭側縱向路徑106c。桿側連通通道108包括在中間區塊部82中沿著厚度方向延伸的桿側中間路徑108a、以及與桿側中間路徑108a連通且在下壁86中沿著寬度方向延伸的桿側側向路徑108b。使用頭側中間路徑106a、頭側側向路徑106b及頭側縱向路徑106c,流體壓力缸10可供給加壓流體至頭側缸室40以及從頭側缸室40平滑地排出加壓流體。同
樣,流體壓力缸10可供給加壓流體至桿側缸室42以及使用桿側中間路徑108a及桿側側向路徑108b從桿側缸室42平滑地排出加壓流體。
中間區塊部82包括在與端板50之附著位置相反之一側上的電磁閥收容空間80,該電磁閥收容空間經組配以與閥軸收容空間98連通且收容電磁閥100。電磁閥收容空間80在第一壁部(上壁84)露出。因此,電磁閥100在流體壓力缸10中的電磁閥收容空間80露出。這使得有可能以較佳的方式連接電磁閥100的電源埠140以及接近手動操作器148的電磁閥100。
通道92包括連接閥軸收容空間98與電磁閥收容空間80的分支通道110。分支通道110不論閥軸96的位置經常與供給通道102連通。因此,流體壓力缸10也允許從供給埠72流到閥軸收容空間98的加壓流體流入分支通道110。
電磁閥100為先導式電磁閥,其經組配以接收供給自分支通道110的加壓流體且基於加壓流體來移動閥軸96。使用先導式電磁閥允許流體壓力缸10以穩定的方式移動閥軸96同時節省用於驅動電磁閥100的電力。
特別是,本發明不限於上述實施例,且可做出各種修改而不脫離本發明的範疇。例如,缸管22在流體壓力缸10中的個數不限於兩個(第一及第二缸管22a及22b)且可為3個或多個。根據缸孔20的個數,可適當地組配通道92。
10‧‧‧流體壓力缸
12‧‧‧主體
18‧‧‧緊固件孔
18a‧‧‧孔
20‧‧‧缸孔
20a‧‧‧第一缸孔
20b‧‧‧第二缸孔
22‧‧‧缸管
22a‧‧‧第一缸管
22b‧‧‧第二缸管
24‧‧‧活塞
24a‧‧‧第一活塞
24b‧‧‧第二活塞
26‧‧‧活塞桿
26a‧‧‧第一活塞桿
26b‧‧‧第二活塞桿
28‧‧‧遠端表面
30‧‧‧基端表面
32‧‧‧頭套
34‧‧‧桿套
34a‧‧‧貫穿孔
36‧‧‧鎖環
38‧‧‧密封構件
40‧‧‧頭側缸室
40a‧‧‧頭側開口
42‧‧‧桿側缸室
42a‧‧‧桿側開口
44‧‧‧連接孔
46‧‧‧環形活塞填料
48‧‧‧附著部件
48a‧‧‧凸緣
50‧‧‧端板
52‧‧‧緊固件
54‧‧‧固定螺釘
56‧‧‧彈性主體
66‧‧‧桿
68‧‧‧磁鐵
82‧‧‧中間區塊部
90‧‧‧減輕部
90a‧‧‧第一減輕部
90b‧‧‧第二減輕部
92‧‧‧通道
94‧‧‧通道選擇器
96‧‧‧閥軸
98‧‧‧閥軸收容空間
100‧‧‧電磁閥
106‧‧‧頭側連通通道
106a‧‧‧頭側中間路徑
106b‧‧‧頭側側向路徑
106c‧‧‧頭側縱向路徑
108‧‧‧桿側連通通道
108a‧‧‧桿側中間路徑
108b‧‧‧桿側側向路徑
110‧‧‧分支通道
112‧‧‧通道
116‧‧‧限制構件
120‧‧‧環形突起
122‧‧‧第一殼體
124‧‧‧第二殼體
128‧‧‧活塞收容空間
132‧‧‧先導活塞
A、A1、A2‧‧‧箭頭
B、B1、B2‧‧‧箭頭
O‧‧‧中心線
Claims (12)
- 一種流體壓力缸(10),其包含:主體(12),具有一對缸孔(20);一對活塞(24),各自可活動地收容於該一對缸孔中;一對活塞桿(26),各自固接至該一對活塞;以及端板(50),連接至該一對活塞桿之端部,其中:該一對活塞之各者將對應缸孔劃分為頭側缸室(40)與桿側缸室(42);該主體包括電磁閥(100),其經組配以在供給加壓流體至該等頭側缸室或該等桿側缸室與從該頭側缸室或該桿側缸室排放該加壓流體之間切換;以及該電磁閥係設置在該主體的表面內側。
- 如申請專利範圍第1項所述之流體壓力缸,其中,該電磁閥設置在該一對缸孔之間。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之流體壓力缸,其中:有一個中間區塊部(82)設置於該主體在寬度方向的中間部份,該中間區塊部經組配以連接該主體在該主體之厚度方向坐落於一個端側上的第一壁部(84)與該主體在該厚度方向坐落於另一個端側上的第二壁部(86),該電磁閥裝在該中間區塊部中;以及數個減輕部(90),藉由割除該主體之一部份形成於該中間區塊部與該等缸孔之間。
- 如申請專利範圍第3項所述之流體壓力缸,其中:該中間區塊部、該第一壁部及該第二壁部包括通道(92)在其中,該加壓流體流經該通道;以及該中間區塊部包括通道選擇器(94),其經組配以切換上述之通道,該加壓流體流經上述之通道。
- 如申請專利範圍第4項所述之流體壓力缸,其中:該通道選擇器包括閥軸(96)和閥軸收容空間(98),該閥軸(96)經組配以該電磁閥之運作下移位,而該閥軸可活動地收容在該閥軸收容空間(98)中,並且該閥軸收容空間(98)與該通道連通;以及該閥軸收容空間形成於該主體在該厚度方向的中間部份中。
- 如申請專利範圍第5項所述之流體壓力缸,其中:該通道包括:供給通道(102),該加壓流體通過該供給通道(102)供給至該閥軸收容空間中;排放通道(104),該加壓流體通過該排放通道(104)從該閥軸收容空間排出;頭側連通通道(106),經組配以連接該閥軸收容空間與該等頭側缸室;以及桿側連通通道(108),經組配以連接該閥軸收容空間與該等桿側缸室。
- 如申請專利範圍第6項所述之流體壓力缸,其中:該供給通道與設在該第一壁部的供給埠(72)連通;該排放通道與設在該第一壁部的排放埠(74)連通,且包括頭側排放路徑(104b)與在該排放埠與該閥軸收容空間之間的桿側排放路徑(104c),該 頭側排放路徑經組配以經由該閥軸收容空間與該頭側連通通道連通,該桿側排放路徑經組配以經由該閥軸收容空間與該桿側連通通道連通;在該第一壁部露出的頭側速度控制器(76a)設置於在該頭側排放路徑中的中間位置,該頭側速度控制器經組配以調整該加壓流體的排放速率;以及在該第一壁部露出的桿側速度控制器(78a)設置於在該桿側排放路徑中的中間位置,該桿側速度控制器經組配以調整該加壓流體之該排放速率。
- 如申請專利範圍第7項所述之流體壓力缸,其中:包括該供給埠、該排放埠與用於該頭側速度控制器及該桿側速度控制器之收容埠的埠群組(70)形成於該第一壁部中,且經組配以偵測該等活塞之移動位置的偵測感測器(62)設置在鄰近該埠群組的位置處;以及該中間區塊部設置於在該厚度方向與該埠群組重疊的位置處且偏離該主體在該寬度方向朝向該一對缸孔中之一者的中心線。
- 如申請專利範圍第6項所述之流體壓力缸,其中:該頭側連通通道包括沿著該厚度方向在該中間區塊部中延伸的頭側中間路徑(106a)、與該頭側中間路徑連通且沿著該寬度方向在該第二壁部中延伸的頭側側向路徑(106b)、以及與在該第二壁部中之該頭側側向路徑在與該一對缸孔重疊之各個位置連通且在該一對缸孔之軸向延伸的數個頭側縱向路徑(106c);以及該桿側連通通道包括在該中間區塊部中沿著該厚度方向延伸的桿側中間路徑(108a)、以及與該桿側中間路徑連通且在該第二壁部中沿著該寬度方向延伸的桿側側向路徑(108b)。
- 如申請專利範圍第6項所述之流體壓力缸,其中:該中間區塊部包括在與該端板之附著位置相反之一側上的電磁閥收容空間(80),該電磁閥收容空間經組配以與該閥軸收容空間連通以及收容該電磁閥;以及該電磁閥收容空間在該第一壁部露出。
- 如申請專利範圍第10項所述之流體壓力缸,其中:該等通道包括連接該閥軸收容空間與該電磁閥收容空間的分支通道(110);以及該分支通道不論該閥軸的位置經常與該供給通道連通。
- 如申請專利範圍第11項所述之流體壓力缸,其中該電磁閥為先導式電磁閥,其經組配以接收供給自該分支通道的該加壓流體且基於該加壓流體來移動該閥軸。
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