TW468005B - Pneumatic cylinder with cushion mechanism - Google Patents

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A7 B7 468005 五、發明説明（1 ) (發明所屬之技術領域） 本發明係關於一種用以吸收活塞停止在衝程，終端時之 慣性能量所產生之衝擊的具備緩衝機構之空氣壓缸。 ('以往之技術） 在具備氣缸管與滑動該氣缸管內之活塞的空氣壓缸中 ’於該活塞之動作時將緩衝用空氣暫時地封閉於排氣側壓 力室_內使之昇壓_，而—以_.該_排氣壓將活塞.加以減速.並緩_贩地 停止在衝程端的緩衝機構係以往就公知。該以往之空氣壓 缸係藉將設於活塞側之緩衝環嵌入在衝程終端正前方之氣 缸管內之塡料俾塞住空氣之排出通路，並將該空氣導入節 流閥，隨著該節流調節量，活塞背壓將活塞具有之運動能 量變換成空氣之壓縮能量以發揮減速力。 然而’上述以往的真備緩衝機構之空氣壓缸，係緩衝 機構之構造上，由於活塞之至少一側設置所需長度之緩衝 環，同時於氣缸管必須設置該緩衝環所嵌入之長空室，因 此，指摘必然地增加氣缸之軸線方向之長度變長的問題點 (發明欲解決之課題）.. 本發明之主要技術性課題，係在於提供一種藉不需要 較長緩衝環及該緩衝環所嵌入之長空室，得到小型而且構 造簡單又低成本的具備緩衝機構之空氣壓缸。 本發明之其他技術性課題，係在於提供τ種於氣缸管 讀 先 聞 讀 背 之 注- 意 事 項 再~ 舊 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） -4 - Λ68005 A7 _ B7 五、發明説明（2 ) 側設置用以限制排氣流量之限制手段，同時於活塞側僅設 置兼具活塞塡料與緩衝塡料之複數塡料之具簡單且合理性 設計構造的具備緩衝機構之空氣壓缸。 (解決課題所用之手段） 解決上述解決課題所用之本發明的空氣壓缸，係在與 氣缸管之至少一方汽門口相對應之位置，設置排氣口成比 該汽門口更接近管端之位置’於該排氣口連接藉由限制排 氣流量可減速地停止活塞的調整速度手段，在活塞外圓週 面，於該活塞兩側設置區劃兩個壓力室之複數活塞塡料， 而於至少一部分之活塞塡料，兼備作爲上述活塞到達衝程 端之正前方跨越排氣側之汽門口而動作成僅從上述排氣口 排出壓力室內之壓縮空氣的緩衝塡料之功能，爲其特徵者 □ 具有上述構成的空氣壓缸中，藉由經兩汽門口交互地 供給及排出壓縮空氣，活塞係被正反地驅動，依衝程端之 緩衝機構之減速停止係如下地進行。亦即，滑動該活塞時 ，排氣側壓力室內之壓縮空氣係首先經汽門口被排出，但 是當該活塞接近衝程端，且兼具緩衝塡料之活塞塡料跨越 上述排氣側汽門口時，該汽門口與上述壓力室被遮斷，該 壓力室內之壓縮空氣係成爲僅從排氣口經調整速度手段被 限制地排出。因此，藉由依該調整速度手段的流量控制， 使上述壓力室內之壓力上昇，該壓力上昇成爲活塞背壓一 面減速活塞，一面到達衝程終端。 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製_ 4 6 8 〇 〇 ^ A7 B7 五、發明説明（3 ) 由於上述具備緩衝機構之空氣壓缸，係不需設置長緩 衝環及該緩衝環嵌入之長空室，因此可將該氣缸之軸線方 向長度縮短該分量，又可小型化空氣壓缸者。 而且，藉作成在氣缸管側設置用以限制排氣流量之調 整速度手段，同時於活塞側設置實質上兼具活塞塡料與緩 衝'塡料之複數塡料之構造，可將空氣壓缸成爲.零件數少， 簡單且合理的設計構造，由此可低成本地製造該空氣壓缸 〇 在本發明中，上述排氣口經由上述調整速度手段連接 對應之汽門口。 . 依照本發明之具體性實施形態，上述調整速度手段係 由：控制從排氣口朝汽門口側之排氣流量的節流機構，及 規制從排氣口朝汽門口側排氣之流動並容許反向座縮空氣 之流動的止回閥所構成。 依照本發明較佳一具體例，於上述氣缸管形成連通於 排氣口與汽門口的閥室，藉將具有節流機構之閥構件介裝 形成止回閥之唇邊式密閉而收容於該閥室內，於該閥室內 組裝上述調整速度手段。 依照本發明之其他具體例，上述調整速度手段係經由 限制從排氣口側朝汽門P側排氣之流量的節流機構所形成 ’兼備作爲上述緩衝塡料之功能的活塞塡料，也兼備作爲 在衝程端位於上述汽門口與排氣口之間時，容許從該汽門 口朝排氣口側之壓縮空氣流動但規制反向之流動的止回閥 之功能。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂. 線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製_ 46 800 5 A7 B7 五、發明説明（4 ) 在本發明中較理想爲，爲了在正反兩衝程端減速地停 止上述活塞，上述排氣口與調整速度手段及兼備緩衝塡料 之功能的活塞塡料設置兩組對應於兩個汽門口。 (發明之實施形態.） +第1圖及第2圖係表示本發明的具備緩衝機構之空氣 壓缸之第一實施例；該空氣壓缸1 A係具備：兩端分別以 頭蓋6與負荷蓋8所封閉的氣缸管4，及氣密地..往復滑動 該氣缸管4內的活塞1 0，及被連結於該活塞1 〇的活塞 桿 1 0 a。 在接近上述氣缸管4之頭側及負荷側端部之位置，設 有用以供排壓縮空氣之兩個汽門口 1 2，1 4。此等汽門 口 1 2，1 4，係分別經開口 1 6，1 8相連通於被區劃 於上述活塞10兩側的一對壓力室20，22，從此等汽 門口 1 2，1 4經開口藉將壓縮空氣供排於上述壓力室 20，22，在上述氣缸管4內往復驅動活塞1 〇 〇又， 在比上述開口 1 6 ，1 8更接近活塞1 〇之衝程終端側的 氣缸管4之兩端部的實質上位置，開設用以將緩衝用空氣 從各壓力室20 ’ 22排出的排氣口 24，26，而在此 等排氣口 2 4，2 6與汽門口 1 2，1、4之間分別連接藉 由限制排氣流量俾減速地停止活塞所用的調整速度手段 2 8，3 0 ° 該調整速度手段2 8 ( 3 0 )係由並聯配置止回閥 3 2 ( 3 4 )與限制流量用節流機構3 6 (3 8)所構成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (諳先聞^面之注意事項再填寫本頁} 訂 線) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 468005 A7 B7 五、發明説明（5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製· 者；被收容在形成於氣缸管4之閥室3 1內。亦即在與該 氣缸管4之排氣口2 4 ( 2 6 )對應之位置，形成連通於 該排氣口24(26)與汽門口12 (14)之雙方的上 述閥室3 1 ，而圓柱狀閥構件3 3收容於該閥室3 1內； 上述節流機構3 6 ( 3 8 )設於該閥構件3 3，同時形成 上述止回閥3 2 ( 3 4)之唇邊密閉介裝於該閥構件3 3 之外圓週面與閥室31之內圓週面之間。圖中35 (37 )係連結上述閥室3 1與汽門口1 2 ( 1 4)的旁通流路 〇 上述節流機構3 6 ( 3 8 )係由經上述旁通流路3 5 (37)連結排氣口24(26)與汽門口12(14) 的通孔4 5 ，及調整該通孔4 5之開口面積的針狀體4 7 所構成者；作爲可變節流閥所構成者。另一方面；上述止 回閥3 2 ( 3 4 )係設成在上述活塞1 〇之衝程終端側的 緩衝行程抑制壓縮空氣從壓力室2 0 ( 2 2 )朝汽門□ 1 2 ( 1 4 )側流出，且在開始活塞1 〇之驅動時僅容許 壓縮空氣從汽門口 12 (1.4)朝壓力室20 (22)流 進。 在上述活塞1 0之外圓週面，設有滑接於氣缸管4之 內周面並區劃上述兩個壓力室20，2 2之兩個活塞塡料 40，42。此等活塞塡料40，42係不但具備區劃上 述壓力室2 0，2 2之功能，還兼備排氣流路之切換功能 ，亦即，還兼備作爲在活塞1_ 0剛到達衝程端之前藉由跨 越排氣側之汽門口，動作成僅從排氣口 2 4，2 6排出壓 H-- H --.n n n ^Γ.Γ I I ;: (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線：

Jl· 私纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）_ 8 _ 46 800 5 經濟部智濩財產局員工消費合作社印製_ Α7 Β7 五、發明説明（6 ) 力室2 0，2 2內之壓縮空氣的緩衝塡料之功能者’而對 於各汽門口 12 ，14及排氣口 24，26具有如下之位 置關係。亦即，設成上述活塞1 0朝頭側或負荷側滑動而 達到各衝程終端時，移動方向前方側之活塞塡料4 0或4 2 _，雖超過排氣側之汽門口 1 2或1 4之開口 1 6或1 8 ，但排氣口 2 4或2 6係在未超過之位置，而，移動方向後 方側之活塞塡料4 2或4 0，未超過排氣側之汽門口 1 2 或14之開口16或18而停止在其正前方的位霄關係。 一面參照圖式一面詳述具有上述構成的具備緩衝機構 之空氣壓缸1A之動作。 在第1圖中，在活塞1 0位於頭側之衝程端之圖示狀 態將壓縮空氣供給於一方之汽門口 1 2時，則該壓縮空氣 從旁通流路3 5流進閥室3 1內，由於推開止回阔3 2而 從排氣口 2 4流進頭側之壓力室2 0，因此活塞1 0開始 朝負荷側（圖之左邊）移動。然後，該活塞1 0之移動方 向後方側之活塞塡料4 0超過汽門口 1 2之開口 1 6時， 上述壓縮空氣係主要成爲經該開口16直接供給於壓力室 2 0，該活塞1 0之移動係仍繼續進行。隨著該移動，負 荷側之壓力室2 2內之壓縮空氣係主要從開口 1 8經汽門 口 1 4直接地被排出。 如第2圖所示，上述活塞1 0接近負荷側之衝程端， 移動方向前方側之活塞塡料4 2通過上述開口 1 8.(即汽 門口 1 4 )時，則排氣側之上述壓力室2 2與汽門口 1 4 被遮斷，該壓力室2 2內之壓縮空氣，係成爲從排氣口 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 468005 五、發明説明（7 ) 6經由調整速度手段3 0之節流機構3 8被排出之狀態。 換言之，該活塞塡料4 2功能作爲緩衝塡料，將排氣路徑 從經開□ 1 8及汽門口 1 4直接排出之狀態，切換成經由 排氣口 2 6及節流機構3 8被限制地排出之狀態。所以， 藉·由依上述節流機構3 8之流量控制使上述壓力室2 2內 之壓力上昇，該壓力成爲活塞背壓一面減速該活塞1 〇 — 面到達衝程終端。此時，移動方向前方側之活塞塡料4 2 係停止在排氣口 2 6之正前方，而後方側之活塞.塡料4 0 係停止在汽門口14之開口18之正前方。 將活塞1 0與上述相反地，從負荷側之衝程端朝頭側 衝程端進行衝程時，將壓縮空氣供應於汽門口 1 4。此時 ，活塞1 0接近頭側之衝程端時，位於該活塞1 0之移動 方向前方側之活塞塡料4 0功能作爲緩衝塡料，由於將來 自頭側壓力室2 0之壓縮空氣之排出路徑，從經汽門口 1 2被直接排出之狀態，切換成經由排氣口 2 4及調整速度 手段2 8之節流機構被限制地排出的狀態，因此活塞1 0 係成爲一面減速一面緩衝地停止在頭側'衝程端。 由於具有上述構成的具備緩衝機構之空氣壓缸，係如 以往品將較長緩衝環設於活塞桿，或在活塞內不必設置嵌 入該較長緩衝環之較長突室，因此，可將氣缸管4之軸線 方向長度縮短該分量，還可小型化空氣壓缸者。 而且，由於活塞塡料4 0，4 2實質上作爲兼備緩衝 塡料之構造，因此可減少空氣壓缸之零件數並簡化構造， 由此可低成本地製造空氣壓缸。 - 执張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）~_ 1〇 (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製- 4 6 8 0 0 5 A7 B7 五、發明説明（8 ) 圖中4 1係磨損環，4 3係表示檢測位置用之磁鐵， 但是這些係隨著需要設置者。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 第3圖係表示本發明之第二實施例，該第二實施例之 空氣壓缸1B，係將調整速度手段28，3 0之節流機構 36 a，38a ，形成作爲無法調整通孔45 a之開口面 積的固定節流之處與上述第一實施例不同。 由於上述以外之構成及作用係實質上與第一實施例相 同，因此在主要之同一構成部分賦予與第一實施例相同記 號而省略其說明。 線、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製_ 第4圖係表示本發明之第三實施例者，該第三實施例 之空氣壓缸1C與上述第一及第二實施例不同處，係在第 一及第二實施例中，在氣缸管4設置閥室3 1而在其中直 接裝設調整速度手段2 8，3 0，而在該第三實施例中， 在氣缸管4外部設置調整速度手段28，30，而將該調 整速度手段28 ’ 30連接於排氣口 24，2 6與汽門口 12，14之處不同。此時，若將組裝調整速度手段2 8 ’ 3 0之塊體安裝於氣缸管4，也可將上述塊體設於從氣 缸管4離開之部位，而以配管互相地連接也可以。又，此 時之節流機構3 6，3 8係如第一實施例之可變節流型式 ，或是如第二實施例之固定節流型式均可以。 上述以外之構成及作用係與第一及第二實施例實質上 相同。 第5圖係表示本發明之第.四實施例者；該第四實施例 之空氣壓缸1D與上述第一及第二實施例不同處，係在排 11 私紙張尺度適用t國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 468005 A7 ____B7_ ___ 五、發明説明（9 ) 氣口 2 4，2 6及汽門口1 2，1 4之間的閥室3 1內作 爲調整速度手段僅收容節流機構3 6，3 8，而在安裝於 活塞1 0之三個活塞塡料5 0，5 2，5 4之一部分兼備 作爲止回閥之功能。 亦即，在上述活塞10之外圓週安裝上述之三個活塞 塡料50，52，54，而在中央塡料52僅具有作爲區 劃兩個壓力室2 0，2 2之元來活塞塡料之功能，在其兩 邊之兩個塡料5 0，5 4，除了具備作爲活塞塡.料之功能 外，還兼備作爲緩衝塡料之功能及作爲止回閥之功能。所 以，此等兩個塡料5 0，5 4係形成在封閉上具方向性之 唇邊式密封形，而在活塞1 0之外圓週，安裝成容許從中 央塡料5 2側朝活塞1 0之端面方向的壓縮空氣之流動， 但是抑制反方向之流動。又上述三個塡料50，52 ，5 4之位置關係係關係成當活塞1 0到達衝程端時前方側之 塡料5 0或5 4停止在排氣口 2 4或2 6之正前方，而中 間塡料5 2停止在汽門口. 1 2或1 4之開口 1 6或1 8之 正前方。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製- 在該第四實施例中，壓縮空氣從第5圖之狀態供應於 汽門口 1 2時，該壓縮空氣係從節流機構3 6少量地流進 壓力室2 0 ，但是由於主要從開口流進活塞外圓週之間隙 ，推開塡料而流進上述壓力室2 0，因此該活塞1 〇係可 用所期望之速度進行起動。 上述活塞1 0移動某一程度 > 當上述塡料5 0經過汽 門口 1 2之開口 1 6之後，來自汽門口 1 2之壓縮空氣係 12- 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210Χ2Μ公嫠） 4 6 800 5 Α7 Β7 五、發明説明（10 ) 成爲從該開口 1 6直接流進壓力室2 0，然後，上述塡料 5 0係保持壓力室2 0之氣密性而功能作爲活塞塡料。 上述活塞1 0接近衝程端時，移動方向前方側之塡料 5 4功能作爲緩衝塡料，與第一實施例之情形同樣地，將 排氣路徑從經由汽門口 1 4之開口 1 8之狀態切換成經由 節流機構3 8之狀態，並將活塞1 0緩衝地停.止在衝程端 〇 在該第四實施例中，上述節流機構3 6係可變節流機 構型式或是固定節流型式均可以。 第6圖係表示本發明之第五實施例者；該第五實施例 之空氣壓缸1 E，僅在氣缸之任何一端側藉設置調整速度 手段，將活塞1 0僅緩衝地停止在其中一方之衝程端者， 此乃與在正反雙方之衝程端設置調整速度手段2 δ，3 0 的上述引用例不相同。 在第6圖代表性地表示於頭側之衝程端設置調整速度 手段2 8之情形。 在該第五實施例中，成爲設於活塞1 0之兩個塡料 40，4 2中設有調整速度手段2 8之一邊的塡料4 0兼 備活塞塡料與緩衝塡料之雙方功能，而相反側之塡料4 2 係僅具有作爲活塞塡料之功能。 又，在第6圖表示作爲調整速度手段2 8具備對應於 第一實施例之構成者，但是也可作成對應於第二至第四實 施例之構成。但是，將調整速度手段對應於第四實施例之 構成時，表示於第5圖之三個塡料50，52，54中， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4规格（210 X 297公釐）_ ^ _ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -線\ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製_ 16 8 0 0 5 A7 _B7_ 五、發明説明（11 ) 未設置調整速度手段一邊之端部的塡料5 4係被省略 (發明之效果） 由於本發明的具備緩衝機構之空氣壓缸係不必設置較 長緩衝環及嵌入該環之空室，因此可將該氣缸之軸線方向 長度縮短該分量，還可小型化空氣壓缸者。 而且，由於活塞塡料實質上作爲兼備緩衝塡料之構造 ，因此可減少空氣壓缸之零件數並簡化構造，由此可低成 本地製造空氣壓缸。 . (圖式之簡單說明） 第1圖係表示將本發明的具備緩衝機構之空氣壓缸之 第一實施例僅切剖上半部的開始活塞之驅動前之狀態的側 剖面圖。 第2圖係表示上述第一實施例之緩衝行程之狀態的側 剖面圖。 第3圖係表示將本發明之第二實施例僅切剖上半部的 局部剖面圖。 第4圖係表示將本發明之第三實施例僅切剖上半部的 局部剖面圖。 第5圖係表示將本發明之第四實施例僅切剖上半部的 局部剖面圖。 第6圖係表示將本發明之.第五實施例僅切剖上半部的 局部剖面圖。 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐）_ -|4 - ----------气丫| (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製- 46 800 5 A7 B7 五、發明説明（12 ) (記號之說明） 1A，1B，1C，1D，1E:空氣壓缸 4 :氣缸管 • 1 0 :活塞 1 2，1 4 :汽門口 2 0，2 2 :壓力室 2 4，2 6 :排氣口 28，30 :調整速度手段 3 1 :閥室 3 2，3 4 :止回閥 3 3 :閥構件 36，36a，38，38a :節流機構 40，42，50，52，54:活塞塡料 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）-15-

Claims (1)

1. λ 6 8〇〇5 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請寻利範圍 1 .—種具備緩衝機構之空氣壓缸，係具備氣缸管， 及滑動該氣缸管內之活塞，及用以將壓縮空氣供排於以該 活塞隔開之兩個壓力室之兩個汽門口的空氣壓缸，其特徵 爲， 在與上述氣缸管之至少一方汽門口相對應之位置，設 置排氣口成比該汽門口更接近管端位置而連通於上述壓力 室，於該排氣口連接藉由限制從上述壓力室所排出之排氣 量可緩衝地停止活塞的調整速度手段； 在上述活塞之外圓週面，設置滑接於氣缸管之內圓週 面而區劃上述兩個壓力室之複數活塞塡料，於至少一部分 之活塞塡料兼備作爲上述活塞到達衝程端之正前方跨越排 氣側之汽門口而動作成僅從上述排氣口排出壓力室內之壓 縮室內之壓縮空氣的緩衝塡料之功能。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之空氣壓缸，其中， 上述排氣口經由上述調整速度手段連接對應之汽門口。 3 .如申請專利範圍第2項所述之空氣壓缸，其中， 上述調整速度手段係由：控制從排氣口朝汽門口側之排氣 流量的節流機構，及規制從排氣口朝汽門口側排氣之流動 並容許反向壓縮空氣之流動的止回閥所構成。 4 .如申請專利範圍第3項所述之空氣壓缸，其中， 於上述氣缸管形成連通於排氣口與汽門口的閥室，藉將具 有節流機構之閥構件介裝形成止回閥之唇邊式密閉而收容 於該閥室內，於該閥室內組裝上述調整速度手段。 5 .如申請專利範圍第2項所述之空氣壓缸，其中， (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -I II-----^ ---III — — — - T -—a n n 1 . 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- 468005 Α8 BS C8 D8 六、申請事利範圍 上述調整速度手段係經由限制從排氣口側朝汽門□側排氣 之流量的節流機構所形成，兼備作爲上述緩衝塡料之功能 的活塞塡料，也兼備作爲在衝程端位於上述汽門口與排氣 口之間時，容許從該汽門口朝排氣口側之壓縮空氣流動但 規制反向之流動的止回閥之功能。 Λ 6 .如申請專利範圍第1項至第5項中任何一項所述 之空氣壓缸，其中，爲了在正反兩衝程端減速地停止上述 活塞，上述排氣口與調整速度手段及兼備緩衝塡料之功能 的活塞塡料設置兩組對應於兩個汽門口。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^-^―--- 訂--- - - ----1.. Λί.. 7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17-