TWI636180B - 氣缸 - Google Patents

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TWI636180B TW104118587A TW104118587A TWI636180B TW I636180 B TWI636180 B TW I636180B TW 104118587 A TW104118587 A TW 104118587A TW 104118587 A TW104118587 A TW 104118587A TW I636180 B TWI636180 B TW I636180B
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張利權
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彭智軍
李立
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鴻海精密工業股份有限公司
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Abstract

一種氣缸，其包括弧形缸體及活塞組件，弧形缸體內開設有氣腔，活塞組件活動收容於氣腔中。氣缸還包括第一承載件，第一承載件包括殼體及固定收容於殼體中之第一磁鐵。殼體滑動地裝設於弧形缸體之外側表面。活塞組件包括相互轉動連接之第一活塞與第二活塞。第一活塞包括第一連接桿以及依次固定套設於第一連接桿上之第二磁鐵及活塞體。第二活塞包括第二連接桿以及依次固定套設於第二連接桿上之第二磁鐵及活塞體。第二連接桿轉動地連接於第一連接桿。第二磁鐵之磁性與第一磁鐵之磁性相反。

Description

氣缸
本發明涉及氣缸，特別涉及一種磁力驅動之無桿氣缸。
氣缸係一種常見之能量轉換裝置，其將壓縮空氣壓力能轉換為機械能，並實現直線往復運動、擺動、旋轉或者衝擊動作。現有氣缸包括二種類型，即有桿氣缸和無桿氣缸。有桿氣缸一般包括缸體及收容於缸體中並能夠伸出缸體外之活塞桿，其藉由活塞桿伸出於缸體外之端部連接外界負載進行動作。無桿氣缸包括機械接觸式及磁力驅動式。機械接觸式無桿氣缸藉由在氣缸缸管軸向開設一條滑槽，使活塞與滑塊在滑槽上部移動。磁力驅動式無桿氣缸係藉由設置在缸體內之活塞與設置在缸體外之滑塊磁性相吸，從而利用缸體內活塞之運動帶動缸體外滑塊之運動。然，無論係何種形式之氣缸，其活塞僅能驅動外界負載進行直線運動。
鑒於前述內容，有必要提供一種能夠驅動外界負載進行非直線運動之氣缸。
一種氣缸，其包括弧形缸體及活塞組件，該弧形缸體內開設有氣腔，該活塞組件活動收容於該氣腔中。該氣缸還包括第一承載件，該第一承載件包括殼體及固定收容於該殼體中之第一磁鐵，該殼體滑動地裝設於該弧形缸 體之外側表面，該活塞組件包括相互轉動連接之第一活塞與第二活塞，該第一活塞包括第一連接桿以及依次固定套設於該第一連接桿上之第二磁鐵及活塞體，該第二活塞包括第二連接桿以及依次固定套設於該第二連接桿上之第二磁鐵及活塞體，該第二連接桿轉動地連接於該第一連接桿，該第一活塞之活塞體及該第二活塞之活塞體分別密封地抵持於該弧形缸體之內表面，該第二磁鐵之磁性與該第一磁鐵之磁性相反，當外部氣體推動該活塞組件沿氣腔由該弧形缸體之一端運動至另一端時，該第一承載件能夠隨同該活塞組件在該弧形缸體之外側表面由該弧形缸體之一端滑動至另一端。
本發明提供一種結構新穎之氣缸，其藉由設置能夠相互轉動連接之第一活塞與第二活塞，使第一活塞及第二活塞均能順利地由弧形缸體之一端運動至另一端，並藉由設置磁性相吸之第一承載件與活塞組件，使第一承載件隨同活塞組件運動。
100‧‧‧氣缸
20‧‧‧缸體
22‧‧‧第一缸體部
221‧‧‧第一端
223‧‧‧第二端
225‧‧‧側壁
2252‧‧‧第一凹槽
2254‧‧‧第一滑槽
226‧‧‧直線部
227‧‧‧弧形部
24‧‧‧第二缸體部
242‧‧‧第二凹槽
244‧‧‧第二滑槽
26‧‧‧氣腔
27‧‧‧滑軌
29‧‧‧螺釘
40‧‧‧承載組件
42‧‧‧第一承載件
421‧‧‧殼體
4211‧‧‧收容槽
423‧‧‧第一磁鐵
425‧‧‧第一固定板
426‧‧‧導向輪
427‧‧‧支撐輪
44‧‧‧第二承載件
46‧‧‧銷釘
60‧‧‧活塞組件
62‧‧‧第一活塞
621、641‧‧‧導向件
623、643‧‧‧第二磁鐵
625、645‧‧‧第二固定板
626、646‧‧‧活塞體
627‧‧‧隔離板
628‧‧‧第一連接桿
6281‧‧‧球狀接合部
629‧‧‧緊固件
64‧‧‧第二活塞
648‧‧‧第二連接桿
6481‧‧‧槽狀接合部
66‧‧‧密封圈
80‧‧‧端蓋
82‧‧‧蓋板
821‧‧‧封蓋部
823‧‧‧插入部
825‧‧‧氣流通道
84‧‧‧緩衝柱
86‧‧‧氣管接頭
87‧‧‧密封環
88‧‧‧緩衝環
90‧‧‧感測件
圖1為本發明實施方式之氣缸之立體圖。
圖2為圖1所示II區之放大圖。
圖3為圖1所示氣缸之分解圖，氣缸包括活塞組件及端蓋。
圖4為圖1所示氣缸沿另一視角之分解圖。
圖5為圖3所示V區之放大圖。
圖6為圖3所示活塞組件之放大圖。
圖7為圖3所示端蓋之放大圖。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅係本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，當一組件被認為係“位於”另一組件“外”時，它可直接貼附於另一組件的外側表面上或者與另一組件的外側表面間隔預設距離。當一組件被認為係“設置於”或“裝設於”另一組件，它可直接設置在另一組件上或者可能同時存在居中組件。本文所使用的術語“上方”、“向內”以及類似的表述只是為了說明的目的。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，非旨在於限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一或複數相關的所列項目的任意的和所有的組合。
請一併參閱圖1及圖2，本發明實施方式之氣缸100包括缸體20，滑動裝設於缸體20上之承載組件40，滑動收容於缸體20中之活塞組件60(參圖3)，用於封裝缸體20相對二端之二端蓋80，以及裝設於缸體20上並鄰近二端蓋80設置之二感測件90。
請參閱圖3，缸體20包括相互配合之第一缸體部22及第二缸體部24。第一缸體部22大致為L形弧狀。第一缸體部22具有第一端221，與第一端221相對設置之第二端223，以及連接第一端221與第二端223之四側壁225。第一缸體部22包括二直線部226及連接二直線部226之弧形部227。第一端221及第二端223分別位於二直線部226遠離弧形部227之一端。第一缸體部22在一側壁225上凹設形成有部分圓弧形之第一凹槽2252，第一凹槽2252沿缸體20之長度方向延伸並貫通第一端221及第二端223。第一缸體部22在具有第一凹 槽2252之側壁225之相對二端開設有二第一滑槽2254(參圖5)，第一滑槽2254沿缸體20之長度方向延伸貫通第一端221與第二端223。第一缸體部22還在具有第一凹槽2252之側壁225上開設有二密封槽28，二密封槽28鄰近第一凹槽2252相對之二側邊設置，且每一密封槽28沿缸體20之長度方向延伸。可理解，第一缸體部22之形狀可根據實際需要進行設計，其可包括複數弧形部227。
請一併參閱圖4及圖5，第二缸體部24之結構與第一缸體部22之結構完全相同，為避免贅述，本文中不對第二缸體部24之具體結構進行描述。第二缸體部24於其一側壁(圖未示)上凹設形成有第二凹槽242及二第二滑槽244，其中二第二滑槽244開設於該側壁之二端，第二凹槽242位於該側壁之大致中部位置。第一缸體部22與第二缸體部24藉由複數螺釘29固定裝設在一體，且第二凹槽242與第一凹槽2252共同組合形成一氣腔26，每一第二滑槽244與相應之第一滑槽2254共同組合形成一滑軌27(參圖2)。缸體20還包括二密封條(圖未示)。二密封條沿缸體20之長度方向延伸，並收容於相應之密封槽28中，且位於第一缸體部22與第二缸體部24之連接處，以使第一缸體部22與第二缸體部24密封地抵持。可理解，密封條可省略，還可採用其他密封方式使第一缸體部22與第二缸體部24密封地抵持，如在第一缸體部22與第二缸體部24之連接處塗蠟等。可理解，第一缸體部22與第二缸體部24還可一體成型，氣腔26開設於缸體20內並貫通缸體20之相對二端，滑軌27形成於缸體20之相對二側並沿其長度方向延伸。
請一併參閱圖3及圖5，承載組件40包括相互配合之第一承載件42與第二承載件44。第一承載件42滑動地裝設於第一缸體部22上。第一承載件42包括殼體421，固定收容於殼體421中複數第一磁鐵423及複數第一固定板425，轉動裝設於殼體421一端之二導向輪426，以及轉動裝設於殼體421相對二側之二支撐輪427。殼體421之一端凹設形成有收容槽4211。第一磁鐵423 大致為板狀，複數第一磁鐵423固定收容於收容槽4211中。複數第一固定板425固定收容於收容槽4211中，並用於將複數第一磁鐵423分隔為多組以固定每組磁鐵。本實施方式中，第一固定板425由生鐵製成，當其與第一磁鐵423相接觸時能被第一磁鐵423磁化，進而增強複數第一磁鐵423之磁場強度。可理解，第一固定板425可省略，只要複數第一磁鐵423能夠固定收容於收容槽4211中即可。二導向輪426轉動地裝設於殼體421開設有收容槽4211之一端，並位於收容槽4211之相對二側，且滑動收容於二滑軌27中以使第一承載件42能夠沿滑軌27滑動。二支撐輪427轉動裝設於殼體421之相對二側，並與第一缸體部22之外側表面相接觸，且用於支撐殼體421於第一缸體部22上。第一承載件42能夠藉由二支撐輪427在第一缸體部22之外側表面上滑動。
第二承載件44之結構與第一承載件42之結構大致相同，其滑動裝設於第二缸體部24上，並與第一承載件42相對設置。第二承載件44與第一承載件42之區別僅在於：第二承載件44不包括導向輪426。為避免贅述，本文中不對第二承載件44之其他具體結構進行描述。第二承載件44藉由銷釘46與第一承載件42固定連接，且第一承載件42與第二承載件44位於缸體20之相對二側。可理解，第二承載件44可省略，只要第一承載件42能夠提供足夠之磁力即可。可理解，第二承載件44也可藉由其他連接結構，如卡扣結構等，與第一承載件42固定連接。
請一併參閱圖3及圖6，活塞組件60活動收容於氣腔26中，並包括相互轉動連接之第一活塞62與第二活塞64、以及複數密封圈66。第一活塞62包括導向件621、複數第二磁鐵623、複數第二固定板625、活塞體626、二塊隔離板627及第一連接桿628。第一連接桿628之一端形成有球狀接合部6281。導向件621大致為圓柱狀，其固定裝設於第一連接桿628遠離球狀接合部6281之一端。導向件621之外側表面與缸體20之氣腔26內表面相接觸，且一密封圈 66套設於導向件621之外側表面，以使導向件621與缸體20氣密地連接。複數第二固定板625將複數第二磁鐵623分為二組，並對相應組之第二磁鐵623進行固定。第二磁鐵623與第一鐵磁423之磁性相反，並能夠相互吸引。第一組第二磁鐵623套設於第一連接桿628上，並與導向件621相接觸。第一隔離板627套設於第一連接桿628上，並與第一組第二磁鐵623遠離導向件621之一側相接觸。活塞體626套設於第一連接桿628上，並位於隔離板627背離第一組第二磁鐵623之一側。活塞體626藉由緊固件629與導向件621固定連接。活塞體626之外側表面與缸體20之氣腔26內表面相接觸，且一密封圈66套設於活塞體626之外側表面，以使活塞體626與缸體20氣密地連接。第二隔離板627套設於第一連接桿628上，並與活塞體626背離第一隔離板627之一側相接觸。第二組第二磁鐵623套設於第一連接桿628上，並位於第二隔離板627背離活塞體626之一側，且與活塞體626相對固定連接。本實施方式中，二隔離板627收容於活塞體626之相對二側。
第二活塞64之結構與第一活塞62之結構大致相同，其包括導向件641、複數第二磁鐵643、複數第二固定板645、活塞體646、及第二連接桿648。第二活塞64與第一活塞62之區別僅在於：第二連接桿648之一端形成有與第一活塞62之球狀接合部6281相配合之槽狀接合部6481。為避免贅述，本文中不對第二活塞64之其他具體結構進行描述。第一活塞62之球狀接合部6281收容於第二活塞64之槽狀接合部6481中，並能夠在槽狀接合部6481中實現任意方向之轉動，即，第一活塞62能夠相對第二活塞64進行任意方向地轉動。可理解，第一連接桿628上可形成槽狀接合部6481，第二連接桿648上可形成與槽狀接合部6481相配合之球狀接合部6281，只要第一連接桿628與第二連接桿648能夠相對轉動連接即可。
請一併參閱圖3及圖7，每一端蓋80包括蓋板82、複數緩衝柱84、氣管接頭86、密封環87及緩衝環88。蓋板82包括封蓋部821及凸伸形成於封蓋部821一側之插入部823。封蓋部821用於封蓋缸體20之一端。插入部823大致為圓柱狀，其收容於氣腔26中，並與氣缸20之氣腔26內表面相抵持。蓋板82內開設有貫通封蓋部821與插入部823之氣流通道825。氣流通道825之一端貫通插入部823遠離封蓋部821之一端，以使氣流通道825與氣腔26相連通。氣流通道825之另一端貫通封蓋部821遠離插入部823之一側，用於接通外部氣源。複數緩衝柱84間隔裝設於封蓋部821上，並環繞插入部823設置，且位於缸體20外。本實施方式中，端蓋80包括裝設於封蓋部821四邊角處之四緩衝柱84，二緩衝柱84位於缸體20上方，用於止擋第一承載件42滑出缸體20外；另外二緩衝柱84位於缸體20下方，用於止擋第二承載件44滑出缸體20外。密封環87套設於插入部823之外側表面上，用於使端蓋80與缸體20氣密地連接。緩衝環88裝設於插入部823遠離封蓋部821之一端，用於緩衝活塞組件60之導向件621與端蓋80之插入部823。氣管接頭86插入氣流通道825之一端，用於連通外部氣源。
請參閱圖2，二感測件90裝設於缸體20之相對二端。當承載組件40靠近感測件90時，感測件90能夠向控制器(圖未示)發出信號，控制器能夠控制進氣閥(圖未示)斷開，以停止向氣腔26中通入氣體。
使用時，外部氣體經由氣管接頭86流入氣腔26中，並推動活塞組件60沿缸體20之長度方向運動。承載組件40在第一磁鐵423與第二磁鐵623之作用下，隨同活塞組件60沿缸體20之長度方向運動。當活塞組件60運動至缸體20之弧形部227時，第一活塞62相對第二活塞64轉動，進而使第一活塞62及第二活塞64均能順利地藉由缸體20之弧形部227。
本發明提供一種結構新穎之氣缸100，其藉由設置能夠相互轉動連接之第一活塞62與第二活塞64，使第一活塞62及第二活塞64均能順利藉由缸體20之弧形部227，並藉由設置磁性相吸之承載組件40與活塞組件60，使承載組件40隨同活塞組件60運動。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出申請專利。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。

Claims (9)

  1. 一種氣缸，其包括弧形缸體及活塞組件，該弧形缸體內開設有氣腔，該活塞組件活動收容於該氣腔中，其改良在於：該氣缸還包括第一承載件，該第一承載件包括殼體及固定收容於該殼體中之第一磁鐵，該殼體滑動地裝設於該弧形缸體之外側表面，該活塞組件包括相互轉動連接之第一活塞與第二活塞，該第一活塞包括第一連接桿以及依次固定套設於該第一連接桿上之第二磁鐵及活塞體，該第二活塞包括第二連接桿以及依次固定套設於該第二連接桿上之第二磁鐵及活塞體，該第二連接桿轉動地連接於該第一連接桿，其中該第一連接桿之一端形成有球形接合部，該第二連接桿之一端形成有槽狀接合部，該球形接合部活動地收容於該槽狀接合部中，該第一活塞之活塞體及該第二活塞之活塞體分別密封地抵持於該弧形缸體之內表面，該第二磁鐵之磁性與該第一磁鐵之磁性相反，當外部氣體推動該活塞組件沿該氣腔由該弧形缸體之一端運動至另一端時，該第一承載件能夠隨同該活塞組件在該弧形缸體之外側表面由該弧形缸體之一端滑動至另一端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之氣缸，其中該弧形缸體之相對二側凹設形成有二條滑軌，該第一承載件還包括轉動地裝設於該殼體上之二導向輪，該二導向輪分別滑動收容於相應之該滑軌中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之氣缸，其中該第一承載件還包括轉動地裝設於該殼體上之二支撐輪，該二支撐輪滑動設置於該弧形缸體之外側表面並用於支撐該殼體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之氣缸，其中該第一活塞還包括固定裝設於該第一連接桿遠離該第二活塞一端之導向件，該第二活塞還包括固定裝設於該第二連接桿遠離該第一活塞一端之導向件，該第一活塞之導向件及該第二活塞之導向件分別氣密地抵持於該弧形缸體之內表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之氣缸，其中該氣缸還包括封蓋該弧形缸體相對二端之二端蓋，每一端蓋包括蓋板及裝設於該蓋板上之氣管接頭，該蓋板中開設有與該氣腔及該氣管接頭相連通之氣流通道。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之氣缸，其中該蓋板包括封蓋部及凸伸形成於該封蓋部一側之插入部，該插入部收容於該氣腔中並氣密地抵持於該弧形缸體之內表面，該氣管接頭裝設於該封蓋部上，該氣流通道貫通該封蓋部及該插入部。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之氣缸，其中每一端蓋還包括緩衝環，該緩衝環裝設於該插入部遠離該封蓋部之一端，用於緩衝該活塞組件與該蓋板。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之氣缸，其中每一端蓋還包括裝設於該封蓋部上之緩衝柱，該緩衝柱位於該弧形缸體外並用於止擋該第一承載件。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之氣缸，其中該弧形缸體包括相互配合之第一弧形缸體部及第二弧形缸體部，該第一弧形缸體部之一側凹設形成有第一凹槽，該第二弧形缸體部之一側凹設形成有第二凹槽，該第一凹槽與該第二凹槽共同組合形成該氣腔。
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