TW451031B - Linear actuator with air buffer mechanism - Google Patents

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A7 4. 5 1 0 3 1 B7__ 五、發明說明（1 ) 發明之詳細說明 發明所屬技術領域 (請先"讀背由之沒$項再瑰寫本Iw 本發明係有關使內裝於基台之二組汽缸機構同步動作 ’並使基台上之滑台直線動作之線性引動器，尤詳而言之 ，係有關具備用來緩衝停止上述滑台於衝程端之裝置之線 性引動器。 習知技術 例如，依特開平1 0 — 6 1 6 1 1號公報所揭露，內 裝二組汽缸機構於基台，使此等汽缸機構同步動作，並使 該基台上之滑台直線往復動作之線性引動器業已周知。 於此種線性引動器中，爲了緩衝停止滑台於衝程端， 附設有各種緩衝機構。例如，有設置藉彈簧彈性反撥之緩 衝器於基台側面，於此緩衝器，將設於滑台側面之抵接件 抵接於衝程端音等。 惟，設於周知線性引動器之緩衝機構均爲採用機械吸 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 收碰撞之方式者，其固然構造簡單，動作亦確實，卻基於 發出碰撞聲音，緩衝機構突出於側面等理由，故有按其用 途無法使用之情形發生。 另一方面，於一般汽缸裝置中使用於活塞動作時，將 排氣側壓力室內之氣體暫時封閉，昇壓，藉此排氣壓使活 塞減速，緩衝停止於衝程端之汽缸式緩衝機構。 惟，由於此種汽缸式緩衝機構係採取於活塞之至少一 側設置長度長的緩衝裝置，同時於壓力室設有該緩衝裝置 本紙張尺度適用中a國家櫟準（CNS)A4规格ί210 X 297公釐） -4- 4 5 1 0 3 1 A7 經濟部智慧財產局員工消费合作社砷製 B7_五、發明說明（2 ) 嵌入之長緩衝室之方式者，故汽缸之軸線方向之長度變長 ，就算是將其適用於線性引動器，也只會使該線性引動器 大型化。並且，由於具有二組汽缸機構，故若分別於其中 設置空氣緩衝裝置，線性引動器即會進一步大型化。 發明所欲解決夕問顆 本發明技術上之目的在於提供一種有具備空氣緩衝式 緩衝機構之小型而又合理之設計構造之線性引動器。 用以解決問題之手段 爲解決上述問題，本發明之線性引動器特徵在於具有 :具備滑動自如之活塞及該活塞二側之壓力室，相互同步 動作之二組汽缸機構：內裝此等汽缸機構之基台；滑動自 如安裝於上述基台，藉上述汽缸機構驅動之滑台：用來供 給壓縮空氣至上述各汽缸機構之壓力室，與二汽缸機構相 通之一對汽門：用來緩衝停止上述各汽缸機構之活塞於至 少正逆一方之衝程端，與二汽缸機構相通之空氣緩衝機構 :上述空氣緩衝機構具有設在與至少一汽門鄰接之位置， 在較該汽門更靠近室端之位置與壓力室連通之排氣口，連 接於此排氣口與汽門之間1限制自上述壓力室排出之排氣 流量之流量限制機構，以及形成於上述活塞之外周面’進 行動作，俾在該活塞到達衝程端前不久’越過排氣側之汽 門，使壓力室內之壓縮空氣僅自上述排氣口排出之緩衝墊 片。 本紙張尺度遘用中a國家楳準（CNS)A4规格（210 * 297公箧） (請先W讀背面之注意Ϋ項再填寫本Ϊ) 訂·· -線· A7 451031 ______B7__ 五、發明說明（3 ) 於具有上述構造之本發明線性引動器中，一通過一對 汽門’供給壓縮空氣至各汽缸機構之壓力室以及自其排出 ’二汽缸機構之活塞即同步動作，使滑台沿基台上直線往 復移動。 上述滑台到達衝程端時之緩衝停止藉由以相通之空氣 緩衝機構使二組汽缸機構之活塞同步減速來進行。亦即， 於各汽缸機構之活塞滑動時，固然排氣側之各壓力室內之 壓縮空氣最初主要通過上述汽門排出，惟若該活塞接近衝 程端’緩衝墊片越過上述排氣側之汽門，該汽門及上述壓 力室即被隔斷，該壓力室內之壓縮空氣僅自排氣口通過流 量限制機構’限制性排出。因此，藉由該流量限制機構所 作流量限制，上述壓力室內之壓力上昇，其成爲活塞反壓 ，使活塞一面減速一面到達衝程終端。 如此’由於上述線性引動器具備空氣緩衝式緩衝機構 ，故無機械式緩衝機構之碰撞聲音，很寧靜，同時無生塵 之虞，即使於無塵室等亦可使用。又由於，若如習知僅設 置機械式緩衝機構於滑台一側，停止時，該滑台即支持於 一側，故軸線容易傾斜，至於本發明，由於在各汽缸機構 之活塞，於與其推發生方向相同之一軸線上起緩衝效果， 並且各汽缸機構同步減速，故不會發生滑台之傾斜。復且 ，不僅由於設置一相通之空氣緩衝機構於二組汽缸機構， 又由於此空氣緩衝機構無需如習知之長緩衝裝置及供其嵌 入之長緩衝室，故可將線性引動器作成非常小型而又合理 的設計構造。 --------------I --- ί請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂： --線· 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 本紙張尺度適用中B困家#準（CNS)A4规格（210 X 297公* ) -6- 451 03 1 A7 經濟部智慧財產局霣工消费合作社印製 _______B7_五、發明說明（4 ) 根據本發明一具體實施例，上述流量限制機構由限制 自排氣口向汽門側排氣之流量之節流孔，以及限制自排氣 口向汽門側之排氣流，容許逆向之壓縮空氣流之止回閥構 成。 於此情形下，較佳地，於上述基台形成連通排氣口與 汽門之閥室，經由形成止回閥之唇緣密封，收容具有上述 節流孔之閥構件於此閥室內，藉此，將上述流量限制機構 裝入該閥室內。 根據本發明之較佳實施形態，上述二組汽缸機構之對 應壓力室藉形成於基台之通孔相互連通，同時，上述一對 汽門及空氣緩衝機構配置成與任一汽缸機構之壓力室連通 ，且於該汽缸機構之活塞設置上述緩衝墊片。 發明之實施形態 茲一面參照圖式一面就本發明較佳實施形態詳加說明 。圖1〜圖5所示實施例之線性引動器具備作成扁平短角 柱狀基台1;設於該基台1上面之線性導件2;於該基台 1上面設成沿該線性導件2滑動自如之滑台3 ;並列內裝 於上述基台1內部，驅動該滑台3，同步動作之第1及第 2二組汽缸機構4A，4 B ;以及緩衝停止此等汽缸機構 4A，4B於衝程端之空氣緩衝機構5a，5b。 上述線性導件2具有固定於基台1之上面中央部之矩 形導塊1 0，跨越此導塊1 0安裝上述滑台3，複數滾珠 1 3分別轉動自如夾裝在此導塊1 0二側面之溝1 1與滑 ---------.----Ά·! C請先閱讀背面之注項再ϋ本頁) 訂·· -線 0 本紙張尺度適用中Β國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐） A7 B7 45103» 五、發明說明（5 ) 台3之二導壁3 a內面之溝1 2之間，藉由此等滾珠1 3 之轉動，上述滑台3沿導塊1 0直線往復移動。 上述滾珠1 3亦收容於上述溝1 1之外’在靠近導塊 1 0二側端部之位置，與溝1 1平行而形成之滾珠孔1 4 內1此等溝11內之滾珠13與滾珠孔14內之滾珠13 成環列相連，於滑台3滑動時，此等滾珠1 3沿上述溝 11及滾珠孔14循環轉動。 如圖4及圖5淸楚顯示，上述二組汽缸機構4A， 4B並列內裝於扁平基台1之內部，活塞21A，21B 之構造除若干部份不同外，實質上具有相同構造。且，於 以下說明中，上述活塞2 1Α，2 1Β除作此區別外，均 以共通符號「2 1」標示。 亦即，於上述基台1之內部，沿其軸線方向伸延之二 汽缸孔2 0，2 0左右平行設置，上述活塞2 1滑動自如 收容於此各個汽缸孔2 0內，同時設置連結該活塞2 1， 前端自汽缸孔2 0之一方突出之活塞桿2 2。又，上述各 汽缸孔2 0之缸頭側端部藉缸頭蓋2 4閉塞，桿蓋2 5安 裝於桿側端部，上述活塞桿2 2經由密封構件氣密且滑動 自如φ通此桿蓋2 5。 藉此，於上述活塞2 1二側，在其與缸頭蓋2 4之間 形成紅頭側壓力室2 6 a，在其與桿蓋2 5之間形成桿側 壓力室26b，二組汽缸機構4A，4B之對應壓力室， 亦即紅頭側壓力室2 6 a，2 6 a及桿側壓力室2 6 b， 26b分別藉穿設於基台1之通孔27a，27b相互連 面 之 注 項 再 填 η 經濟部智慧财產局霣工消费合作社印衆 本紙張尺度適用中國Η家楳準（CNS)A4规格（210 X 297公t ) -8- 451 03 1 A7 B7 經濟部智慧財產局具工洧费合作社印製 五、發明說明（6 ) 通。 並且，於上述基台1中第1汽缸機構4A側之側面’ 設有用來將壓縮給氣供至該第1汽缸機構4 A之一對壓力 室26a ，26b之一對汽門30a，30b。此等汽門 30a，30b係與二組汽缸機構4A，4B相通者’藉 由自此汽門30a ，30b，通過通孔30c，交互供給 壓縮空氣至第1汽缸機構4A之缸頭側壓力室2 6 a與桿 側壓力室2 6 b，連通壓力室之二組汽缸機構4A * 4B 之活塞2 1A，2 1B相互同步滑動。 於上述二組汽缸機構4A，4 B之活塞桿2 2前端安 裝相通之中繼板3 2，此中繼板3 2與上述滑台3連結， 經由此中繼板3 2，滑台3藉二汽缸機構4A，4B驅動 α 又，上述空氣緩衝機構5a，5b係與二組汽紅機構 4A，4B相通者，其藉由附設於第1汽缸機構4A，連 鎖式配置，俾第2汽紅機構4 B亦起空氣緩衝作用。亦即 ，此空氣緩衝機構5 a，5 b具有設在鄰接上述一對汽門 30a，30b之位置，在較通孔30a，30c更靠近 室端側之位置，開口於各壓力室26a，26b之排氣口 34，以及連接於此排氣口 34與汽門30a，30b之 間，限制自上述壓力室2 6 a，2 6 b排出之排氣流量之 流量限制機構3 5。 由圖6亦可知，上述流量限制機構3 5藉由並列連接 限制排氣流量之節流孔3 7與阻止不經由該節流孔3 7之 ----— II--Γ··· ί I (靖先明讀貲®之注f項再填寫本買> 訂. .線· 0 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9 - 451 03 1 a7 _______B7 五、發明說明（7 ) (請先《讀背*之注$項再旗寫本真} 排氣流之止回閥3 8構成，收容在形成於基台1側面之閥 室3 9。亦即，於該基台1之側面形成連通上述排氣口 34與汽門30a，30b二者之上述閥室39，圓柱狀 閥構件4 0收容於該閥室3 9內，於該閥構件4 0設有上 述節流孔3 7，同時於該閥構件4 0之外周面與閥室3 9 之內周面之間夾裝形成上述止回閥3 8之層緣密封。圖中 4 1係連結上述閥室39與汽門30a，30b之流路。 上述節流孔3 7配置成連結排氣口 3 4與汽門3 0 a ，30b，可藉設於閥構件40之針閥37a調整開口面 積。惟，節流孔3 7並不限於此種可變節流型，亦可爲不 具有上述針閥之固定節流型。 一止回閥3 8於活塞2 1之衝程終端側之緩衝行程中 ，將來自壓力室26a，26b之排氣通過上述節流孔 3 7朝汽門3 0 a，. 3 0 b側流動者以外之氣流阻止，於 活塞21之驅動開始時，使來自汽門30a，30b之壓 縮空氣朝壓力室26a，26b自由流入。 經濟部智慧財產局霣工洧费合作社印製 二墊片43a ，43b安裝於上述第1汽缸機構4A 之活塞21A之外周面。此等墊片43a ，43t>固然不 言而喻，具有作爲劃分活塞2 1 A二側之二壓力室2 6 a ，2 6 b之活塞墊片之功能，惟此外亦兼具作爲緩衝墊片 之功能，其進行動作，俾上述活塞2 1 A到達衝程端前不 久，移動方向前方側之墊片4 3 a或4 3 I)越過處於排氣 狀態之汽門30a或30b之通孔30c，使壓力室 2 6 a或2 6 b內之壓縮空氣僅自上述排氣口 3 4排出。 本紙張尺度適用中B國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐） -- 經濟部智慧財產局具工消费合作社印製 4 5 1 0 3 Ί A7 __ B7 五、發明說明（δ ) 此時，活塞2 1 A之移動方向後方側之墊片4 3 b或 4 3 a不會越過排氣側之汽門3 0 b或3 0 a之通孔 3 0 c ’於活塞2 1 A到達衝程端時，停止於該通孔 3 0 c前面。 且於第2汽缸機構4 B之活塞2 1 B之外周面僅安裝 一墊片4 3，其配置成具有作爲活塞墊片之功能。 於具有上述構造之線性引動器中，一自二汽門3 0 a ，3 Ob交互供給壓縮空氣至二組汽缸機構4A * 4B之 壓力室26a ，26b，二汽缸機構4A，4B之活塞 21A，2 1B即同步動作，經由活塞桿22 ，22及中 繼板3 2，滑台3沿線性導件之移動。此時，，上述滑台 3之緩衝停止於衝程端藉由以相通之空氣緩衝機構5 a ， 5b使二組汽缸機構4A，4B之活塞2 1A，2 1B同 步減速停止於衝程端來進行。茲藉圖4及圖5，針對此點 ，就以空氣緩衝機構5 0緩衝停止活塞2 1 A，2 1 B於 缸頭側之衝程端之情形加以說明。 亦即，如圖4所示，一自桿側汽門3 0 b供給壓縮空 氣至汽缸機構4A，4 B之桿側壓力室26b，活塞 2 1 A，2 1 B即內缸頭側沿圖之右向移動。此時，排氣 側之缸頭側壓力室2 6 a內之壓縮空氣固然通過缸頭側汽 門30a之通孔30c與排氣口34排出，惟，活塞 2 1 A接近衝程端，若如圖5所示，移動方向前方側之墊 片4 3 a越過排氣側之汽門3 0 a之通孔3 0 c ，該汽門 3 ◦ a及上述壓力室2 6 a即被隔斷，該壓力室2 6 a內 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· -線- 本紙張尺度適用中B國家標準（CNS>A4说格<210 * 297公釐） -11- 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 4 5 10 3 1 A7 B7 五、發明說明（9) 之壓縮空氣僅自空氣緩衝機構5 a之排氣口 3 4，通過流 量機構3 5，限制性排出。因此，在藉該流量限制機構 3 5所示流量控制下，上述壓力室2 6 a內之壓力上昇， 其成爲活塞反壓，使二活塞21A，21B —面減速，一 面到達衝程終端。 與上述情形相反，在使活塞2 1 A，2 1 B自上述缸 頭側之衝程端，向桿側沿沿圖式左向移動情形下，將壓縮 空氣供至缸頭側之汽門3 0 a。此時，該汽門3 0 a之通 孔30c固然處於活塞21A上之二墊片43a ，43b 之間而被閉鎖，惟由於來自上述汽門3 0 a之壓縮空氣推 開流量限制機構3 5之止回閥3 8，自由流入壓力室 26 a內，故活塞2 1A，2 1 B可以預定速度起動。並 且由於，若如圖4所示，活塞2 1 A之移動方向後方側之 墊片43a越過上述汽門30a之通孔30c ，壓縮空氣 即通過此汽門30a ，流入直接壓力室26a ，故活塞 2 1仍然繼續移動》 上述活塞2 1 A，2 1 B到達桿側之衝程端時，桿側 之空氣緩衝機構5 b發揮其功能。亦即，上述活塞2 1 A 一接近衝程端，位於其移動方向前方側之墊片4 3 b即自 沿來自桿側壓力室2 6 b之排氣流出路徑，通過通孔 30c，自汽門30b直接排出之狀態，切換成，經由空 氣緩衝機構5 b之排氣口 3 4及流量限制機構3 5，限制 性排出之狀態。因此，二活塞21A，21B —面減速一 面緩衝停止於桿側衝程端。 本紙張尺度適用中國0家標準<CNS>A4规格（210 X 297公* ) - 12- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 --線· Λ 5 1 Ο 3 i a? __ Β7___ 五、發明說明（1〇) 如此，由於上述線性引動器具備空氣緩衝式緩衝機構 ，故無機械式緩衝機構之碰撞聲音，很寧靜，同時，無生 塵之虞，即使於無麈室等中亦可使用。又由於，若如習知 ，僅於滑台3之一側設置機械式緩衝機構，即會因停止時 該滑台3支持於一側，故軸線易於傾斜，至於本發明，由 於在各汽缸機構4Α，4Β之活塞2 1，2 1，於與其推 力發生方向相同之一軸線上發揮緩衝效果，並且此等汽缸 機構4Α，4Β同步減速，故不會發生滑台3之傾斜。復 且，不僅由於設置與二組汽缸機構4Α，4Β相通之空氣 緩衝機構5a，5b，又由於此空氣緩衝機構5a，5b 無需如習知之長緩衝裝置及供其嵌入之長緩衝室’故可將 線性引動器作成非常小型的合理設計構造。 上述實施例固然設置二空氣緩衝機構5a，5b於二 衝程端之位置，俾緩衝停止活塞2 1於正逆兩方之衝程端 ，惟亦可藉由僅設置任一空氣緩衝機構5 a或5 b ’配置 成，僅緩衝停止活塞2 1於一衝程端。 發明效果 經濟部暫慧財產局員工消费合作社印契 如此，根據本發明，可獲得有具備空氣緩衝式緩衝機 構之小型而又合理之設計構造之線性引動器。 圖式之簡單說明 圖1係顯示本發明-附有空氣緩衝機構之線性引動器 實施例之斜視圖。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -13- A7 B7 45 103 五、發明說明（11 ) 圖2係圖1之線性引動器之側視圖。 圖3係沿圖2之A — A線之剖視圖。 圖4係沿圖2之B — B線之剖視圖。 圖5係顯示不同於圖4之動作位置之剖視圖 圖6係圖4之要部放大圖。 符號說明 1 基台 3 滑台 婧 先 « 讀 背 面 之 注 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 I 4 A ，4 B 汽缸機 構 1 1 I 5 a ，5 b 空氣緩 衝機構 1 ! 訂 • 1 2 1 A， 2 1 B 活 塞 2 6 a ， 2 6 b 壓 力室 1 1 | 2 7 a , 2 7 b 通 孔 1 3 0 a ， 3 0 b 汽 門 k 3 4 排 氣 P 〇ί 3 5 流 量 限 制機構 1 1 3 7 節 流 孔 1 ! 3 8 止 回 閥 1 1 1 3 9 閥 室 1 1 1 4 3 a ， 4 3 b 墊 片 1 1 本紙張尺度適用中a國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14 -

Claims (1)

1. ό ^ 3 ο ABB8C8D8 六、申請專利範圍 1 . 一種附空氣緩衝機構之線性引動器，特徵在於， 具備： 分別具有滑動自如之活塞及該活塞二側之壓力室，相 互平行配置，同步作動之二組汽缸機構； 之 注 內裝此等汽缸機構之基台： 滑動自如安裝於上述基台，爲上述氣缸機構驅動之滑 動台； 連結上述二組汽缸機構之對應壓力室之通孔； 1 用來將壓縮空氣供至任一汽缸機構中各壓力室之一對 .汽門：以及 用來緩衝停上述二組汽缸機構之活塞於正逆衝程中至 少一衝程之一端，二汽缸機構共用之至少一空氣緩衝機構 經濟部智慧财產局貝工消费合作社印襄 ( 上述空氣緩衝機構具有 ，在較該汽門更靠近室端之 接於此排氣口與汽門之間， 量之流量限制機構；以及安 作，俾該活塞到達衝程端前 自上述排氣口，將壓力室內 2 .如申請專利範圍第 上述流量限制機構由限制自 節流孔，以及阻止非通過該 排氣流，容許逆向氣流之止 3 .如申請專利範圍第 :設於至少鄰接一汽門之位置 位置連通壓力室之排氣口；連 限制排自上述壓力室之排氣流 裝於一活塞之外周面，進行動 不久，越過排氣側之汽門，僅 之壓縮空氣排出。 1項所述之線性引動器•其中 排氣口向汽門側之排氣流量之 節流孔，自排氣口朝向汽門之 回閥構成。 2項所述之線性引動器，其中 本紙張尺度適用中a國家標準（CNS)A4规格（210297公釐） -15 - δ 4 3 ο A8B8C8D8 六、申請專利範圍 於上述基台形成通往排氣口及汽門之閥室，經由形成止回 閥之唇式密封，收容具有節流孔之閥構件於此閥室內，上 述流量限制機構裝入該閥室內。 4 .如申請專利範圍第1項所述之線性引動器，其中 爲了緩衝停止二組汽缸機構於正逆二衝程端，上述空氣緩 衝機構分別設在對應二汽門之位置。 <請先Η讀背面之注意事項再填wf本頁) 'SJ ί線· 經濟部智慧財產局貝工消f合作社印製 本紙張尺度適用中國Η家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐） -16-