TWI597428B - Rodless cylinder - Google Patents

Description

無桿缸

本發明是有關於一種能帶動其他元件作動的驅動設備，特別是指一種氣壓或液壓式無桿缸。

參閱圖1，臺灣公告第346527號專利案，揭露了一種習知的無桿缸。該習知的無桿缸包括一個前後長向延伸的缸座11，以及一個設置在該缸座11中且能沿該缸座11的長度方向於該缸座11中前後滑移的滑塊12。該缸座11包括彼此內外間隔的一個外表面111與一個內表面112，以及兩個左右間隔且彼此相向並連接於該外表面111與該內表面112間的連接面113。該內表面112界定出一個前後長向延伸的缸道114。該等連接面113相配合界定出一個連通該缸道114及外界的滑道115。每一連接面113與該外表面111及該內表面112的連接部位呈圓弧形。該滑塊12包括一個設置在該缸道114中的下塊體121、一個位於外界並與該下塊體121上下間隔的上塊體122，以及一個連接於該下塊體121與該上塊體122且位於該滑道115中的中塊體123。該中塊體123與該等連接面113相間隔。

此種習知的無桿缸，由於較細而較脆弱的該中塊體123 懸空而未受到該等連接面113的支撐，該中塊體123與該下塊體121的連接部位，以及該中塊體123與該上塊體122的連接部位，會承受較大的應力，因此容易損壞。此外，因該上塊體122與該外表面111之間存在摩擦力，且該下塊體121與該內表面112之間也存在摩擦力(接觸部分未示意)，故該習知的無桿缸在運作時需要較大的氣壓或液壓來驅動，有待改善。

本發明的目的，在於提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的無桿缸。

該無桿缸包括一個缸座、一個滑塊單元，以及一個活塞單元。

該缸座沿一長度方向延伸，中空並包括內外間隔的一個外表面與一個內表面，以及兩個沿一寬度方向彼此間隔且由該外表面往該內表面相向傾斜延伸的斜面單元。該內表面界定出一個沿該長度方向延伸的缸道。該等斜面單元相配合界定出一個沿該長度方向延伸並連通於該缸道與外界間的滑道。

該滑塊單元能沿該長度方向於該缸道及該滑道中相對該缸座位移，並包括一個位於該缸道的下塊件、一個位於外界並與該下塊件上下間隔的上塊件，以及一個連接於該下塊件與該上塊件間且位於該滑道中的中塊組。該中塊組具有兩個分別抵接該等斜面 單元的支撐斜面。該活塞單元連接該滑塊單元，並能驅動該滑塊單元移動。

該無桿缸的功效在於：該等斜面單元與該等支撐斜面的設計，能夠分散該滑塊單元所承受的應力，降低該滑塊單元與缸座間的摩擦力，提高該滑塊單元的荷重能力與耐用程度並減少驅動所需的工作氣壓或液壓。

2‧‧‧缸座

21‧‧‧外表面

22‧‧‧內表面

221‧‧‧缸道

23‧‧‧斜面單元

231‧‧‧缸體斜面

232‧‧‧延伸面

233‧‧‧滑道

3‧‧‧滑塊單元

31‧‧‧下塊件

311‧‧‧通道

32‧‧‧上塊件

33‧‧‧中塊組

34‧‧‧中塊件

341‧‧‧凹槽

35‧‧‧支撐件

351‧‧‧貼靠斜面

352‧‧‧支撐斜面

353‧‧‧滾軸

354‧‧‧抵靠斜面

4‧‧‧活塞單元

A1‧‧‧斜角

D1‧‧‧長度方向

D2‧‧‧寬度方向

D3‧‧‧高度方向

本發明其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一個習知的無桿缸的一個剖視圖；圖2是本發明無桿缸的一個第一實施例的一個剖視圖；圖3是該第一實施例的一個缸座的一個剖視圖；圖4是該第一實施例的一個滑塊單元與兩個支撐件的立體分解圖；圖5是該第一實施例的該滑塊單元的剖視圖；圖6是本發明無桿缸的一個第二實施例的一個剖視圖；圖7是本發明無桿缸的一個第三實施例的一個剖視圖；及圖8是該第三實施例的一個滑塊單元與兩個支撐件的立體分解圖。

參閱圖2、圖3及圖4，本發明無桿缸的一個第一實施例，包含一個沿一長度方向D1前後延伸的缸座2、一個設置在缸座2的滑塊單元3，以及一組插設在該滑塊單元3中的活塞單元4。

該缸座2包括內外間隔的一個外表面21與一個內表面22，以及兩個沿一寬度方向D2彼此左右間隔且由該外表面21往該內表面22相向斜下延伸的斜面單元23。

該內表面22界定出一個沿該長度方向D1延伸且斷面呈圓形的缸道221。每一斜面單元23包括一個由該外表面21往下朝另一斜面單元23傾斜延伸的缸體斜面231，以及一個由該缸體斜面231往下垂直延伸並連接該內表面22的延伸面232。每一缸體斜面231的斜率為定值，且該缸體斜面231與一個垂直該長度方向D1及該寬度方向D2的高度方向D3所形成的一斜角A1應大於0度並小於90度，在本第一實施例中該斜角A1為30度。該等延伸面232與該等缸體斜面231相配合界定出一個沿該長度方向D1延伸並連通於該缸道221與外界間且斷面概呈V形的滑道233。

參閱圖3、圖4及圖5，該滑塊單元3能沿該長度方向D1於該缸道221及該滑道233中相對該缸座2前後移動，並包括一個位於該缸道221中的下塊件31、一個位於外界並與該下塊件31上下間隔的上塊件32，以及一個連接於該下塊件31與該上塊件32間且位 於該滑道233中的中塊組33。

該下塊件31概呈中空圓柱狀，斷面概呈環狀，並界定出一個沿該長度方向D1延伸且斷面概呈圓形的通道311。該上塊件32呈四角柱體狀。

該中塊組33包括一個與該下塊件31及該上塊件32同體連接且概呈V形的中塊件34，以及兩個抵接於該中塊件34與該缸座2間的支撐件35。該中塊件34具有兩個左右間隔且由上往下相向延伸的支撐斜面352。該等支撐斜面352分別相向地凹設形成有兩個沿該寬度方向D2左右背對且開口分別朝向該等缸體斜面231的凹槽341。每一支撐件35以聚四氟乙烯(polytetrafluoroethene,PTFE)製成，前後延伸呈長條狀，並設置在對應的凹槽341中，且每一支撐件35具有一個貼靠該中塊件34的該支撐斜面352的貼靠斜面351，以及一個相反於該貼靠斜面351且抵接對應的該斜面單元23的抵靠斜面354。每一抵靠斜面354與對應的缸體斜面231平行。

該活塞單元4插設在該通道311中。由於該活塞單元4的設置為習知技術，故在此省略說明。在實施上，本發明無桿缸也可採用兩個活塞單元4對開運作。

本第一實施例在運作時，該中塊件341的該等支撐斜面352與每一支撐件35的該抵靠斜面354抵接對應的缸體斜面231的 設計，能將該滑塊單元3因重量所產生的重力，分為垂直該等缸體斜面231的垂直力，與平行該等缸體斜面231的平行力。由於垂直力能受到該等缸體斜面231支撐所提供的反作用力抵銷，故能降低該滑塊單元3所受到的應力總量，從而提高該滑塊單元3的負重能力與耐用性。

該斜角A1的大小會影響該缸體斜面231分散應力的能力，當該斜角A1的角度過小時，將無法有效分散該滑塊單元3所受到的應力，而當該斜角A1的角度過大時，該等支撐斜面352、該等抵靠斜面354與該缸體斜面231的所需傾斜延伸長度又會過長，難以實施製造，因此該斜角A1應如前所述地大於0度但小於90度。本第一實施例的該斜角A1為30度的好處即在於除了能較佳地分散應力外，還利於生產製造。

每一支撐斜面352、每一抵靠斜面354與每一缸體斜面231彼此平行的設計，有利於將該滑塊單元3因重量所產生的重力平均分散於該缸體斜面231上。該等凹槽341分別供該等支撐件35設置的設計，則能夠定位該等支撐件35，提高本第一實施例運作時的穩定性。該等支撐件35以聚四氟乙烯製成的好處在於聚四氟乙烯具有自潤滑性，其摩擦係數相當小，能夠降低該等支撐件35與該滑塊單元3及該缸座2彼此間的摩擦力，降低驅動該滑塊單元3移動的所需氣壓或液壓。

參閱圖6，本發明無桿缸的一個第二實施例與該第一實施例類似，不同的地方在於本第二實施例省略了該等凹槽341及該等支撐件35。該中塊件34的該等支撐斜面352與該等缸體斜面231經拋光處理。本第二實施例透過直接貼合的該等支撐斜面352及該等缸體斜面231來分散該滑塊單元3的自身重量及荷重，而能同樣提高該滑塊單元3的負重能力與耐用性。此外，該等支撐斜面352與該等缸體斜面231間的摩擦力因拋光處理而降低，還能減少驅動該滑塊單元3移動的氣壓或液壓需求。

參閱圖7及圖8，本發明無桿缸的一個第三實施例與該第一實施例類似，不同的地方在於本第三實施例的該支撐件35是由數個圓柱形的滾軸353構成。該等滾軸353相配合界定出該貼靠斜面351與該抵靠斜面354。本第三實施例除了能達成與該第一實施例相同的效果外，該等滾軸353的可滾動設計，還能更有效地降低摩擦力，同理，該支撐件35也可由數個圓珠形的滾珠構成。

綜上所述，本發明無桿缸的功效在於：該缸座2與該滑塊單元3分別包括該等缸體斜面231與該等斜面單元23，並於該等缸體斜面231與該等斜面單元23間設置該等支撐件35，故能將該滑塊單元3本身重量或負重所產生的重力分散於該缸座2上，降低該滑塊單元3所受到的應力，並提高該滑塊單元3的負重能力與耐用性。減少摩擦力、使驅動工作所需氣壓或液壓較小。

以上所述者，僅為本發明的實施例而已，不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

2‧‧‧缸座

21‧‧‧外表面

22‧‧‧內表面

221‧‧‧缸道

23‧‧‧斜面單元

231‧‧‧缸體斜面

232‧‧‧延伸面

3‧‧‧滑塊單元

31‧‧‧下塊件

311‧‧‧通道

32‧‧‧上塊件

33‧‧‧中塊組

34‧‧‧中塊件

341‧‧‧凹槽

35‧‧‧支撐件

351‧‧‧貼靠斜面

352‧‧‧支撐斜面

4‧‧‧活塞單元

D2‧‧‧寬度方向

D3‧‧‧高度方向

Claims (10)

1. 一種無桿缸，包含：一個缸座，沿一長度方向延伸，中空並包括內外間隔的一個外表面與一個內表面，以及兩個沿一寬度方向彼此間隔且由該外表面往該內表面相向傾斜延伸的斜面單元，該內表面界定出一個沿該長度方向延伸的缸道，該等斜面單元相配合界定出一個沿該長度方向延伸並連通於該缸道與外界間的滑道；一個滑塊單元，能沿該長度方向於該缸道及該滑道中相對該缸座移動，並包括一個位於該缸道的下塊件、一個位於外界並與該下塊件上下間隔的上塊件，以及一個連接於該下塊件與該上塊件間且位於該滑道中的中塊組，該中塊組具有兩個分別抵接該等斜面單元的支撐斜面；及一個活塞單元，連接該滑塊單元，並能驅動該滑塊單元移動。
2. 如請求項1所述的無桿缸，其中，每一斜面單元的延伸方向與每一支撐斜面的延伸方向彼此平行。
3. 如請求項1所述的無桿缸，其中，該中塊組包括一個與該上塊件及該下塊件同體連接的中塊件，以及兩個抵接於該中塊件與該缸座間的支撐件，每一支撐件具有一個貼靠該中塊件的貼靠斜面，以及一個相反於該貼靠斜面且抵接對應的該斜面單元的抵靠斜面。
4. 如請求項3所述的無桿缸，其中，該中塊件凹設出兩個分別供該等支撐件設置的凹槽。
5. 如請求項3所述的無桿缸，其中，每一支撐件以聚四氟乙烯製成。
6. 如請求項1所述的無桿缸，其中，每一斜面單元包括一個由該外表面朝另一斜面單元傾斜延伸且面向該支撐斜面的缸體斜面，以及一個由該缸體斜面往下延伸並連接該內表面的延伸面，該等缸體斜面與該等延伸面相配合界定出該滑道。
7. 如請求項6所述的無桿缸，其中，每一缸體斜面的斜率為定值。
8. 如請求項1至7中任一項所述的無桿缸，其中，定義每一斜面單元與一個垂直該長度方向及該寬度方向的高度方向的夾角為一斜角，該斜角大於0度且小於90度。
9. 如請求項8所述的無桿缸，其中，該斜角為30度。
10. 如請求項1所述的無桿缸，其中，該下塊件界定出一個沿該長度方向延伸的通道，該活塞單元設置在該通道中。