TWI646265B - 流體壓力缸的驅動方法及驅動裝置 - Google Patents

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Abstract

流體壓力缸驅動裝置(20,20A至20F)包含切換閥(24)、高壓空氣供給源(26)、排氣口(28)及止回閥(30)。當切換閥(24)在第一位置時，頭側缸室(42)與高壓空氣供給源(26)連通，桿側缸室(44)與排氣口(28)連通。當切換閥(24)在第二位置時，頭側缸室(42)通過止回閥(30)而與桿側缸室(44)連通，且頭側缸室(42)與排氣口(28)連通。

Description

流體壓力缸的驅動方法及驅動裝置
本發明係關於流體壓力缸的驅動方法及驅動裝置。詳言之，本發明係關於在返回行程無需很大的驅動力之雙動流體壓力缸(double acting fluid pressure cylinder)的驅動方法及驅動裝置。
習知靠氣壓驅動之雙動致動器(actuator)的驅動裝置在驅動行程需要較大的輸出而在返回行程並不需要較大的輸出(參見日本實公平2-002965號公報)。
如第11圖所示，此種致動器驅動裝置將從雙動缸裝置1的驅動側壓力室3排出的排出空氣的一部分回收而蓄積在蓄壓器(accumulator)12中，且將此一部分的排出空氣用作為雙動缸裝置1的回動動力(return power)。詳言之，當切換閥5切換到第11圖所示的狀態時，會使得驅動側壓力室3中的高壓排出空氣通過回收閥(recovery valve)10的回收口10b而蓄積在蓄壓器12中。當排出空氣的壓力降低使得排出空氣的壓力與蓄壓器中的壓力間的壓力差變小時，驅動側壓力室3中的剩餘空氣就從回收閥 10的排放口10c排放到大氣，同時蓄壓器12中蓄積的壓力空氣流入回動側壓力室4。
上述的致動器驅動裝置具有：即使切換了切換閥5，也要等到排出氣體的壓力與蓄壓器中的壓力間的壓力差變小，驅動側壓力室3中的高壓空氣才會排放到大氣，因此要得到使雙動缸裝置1回動所需的推力要等較長的時間；以及，回收閥10必須採用當排出空氣的壓力與蓄壓器中的壓力間的壓力差大時將流入口10a與回收口10b連接，當排出空氣的壓力與蓄壓器中的壓力間的壓力差小時將流入口10a與排放口10c連接之複雜的構造之問題。
本發明係有鑑於上述問題而完成者。本發明的一個目的在藉由再利用排放壓力來使流體壓力缸回動而節省能量、以及儘可能地縮短回動時間。本發明的另一個目的在藉由再利用排放壓力而簡化使流體壓力缸回動所需的回路。
根據本發明之流體壓力缸的驅動方法係包含驅動步驟及返回步驟。該驅動步驟係包含：從流體供給源供給流體至一缸室且使流體從另一缸室排放到至少外部。該返回步驟係包含：使該一缸室中蓄積的流體的一部分供給到該另一缸室，使該一缸室中蓄積的流體的其他部分排放到至少外部。
根據本發明之流體壓力缸的驅動裝置係雙 動流體壓力缸的驅動裝置，包含：切換閥、流體供給源、排放口、及供給止回閥(supply check valve)。其中，當該切換閥在第一位置時，一缸室與該流體供給源連通，另一缸室與至少該排放口連通。當該切換閥在第二位置時，該一缸室通過該供給止回閥與該另一缸室連通，且該一缸室與至少該排放口連通。
本流體壓力缸的驅動方法及驅動裝置係將該一缸室中蓄積的流體供給至該另一缸室，同時將流體排出到外部。因此，該另一缸室內的流體壓力會增大而該一缸室內的流體壓力則會急速減小。因而，可儘可能縮短使流體壓力缸回動所需的時間。而且，不需要複雜結構的回收閥，只須採用例如供給止回閥之簡單的回路組構。因而，可簡化使流體壓力缸回動之回路。
在上述流體壓力缸的驅動裝置中，較宜在該切換閥與該排放口之間配置有第一節流閥。如此，可限制排出到外部之流體的量而充分地節省能量。
該第一節流閥較宜為可變節流閥(variable throttle valve)。如此，可調整蓄積在該一缸室內而供給至該另一缸室之流體的量、與蓄積在該一缸室內而排放到外部之流體的量之比率。
在上述流體壓力缸的驅動裝置中，較宜在該另一缸室與該切換閥之間配置有第一儲槽(first tank)。如此，可將從該一缸室排出的流體蓄積在與該另一缸室連接之第一儲槽中，而在返回步驟中當該另一缸室的容積增 大時儘可能地防止流體壓力降低。
較宜為，該第一儲槽的容積係大致為該一缸室的變動容積的最大值的一半。如此，可達成在將該一缸室中蓄積的流體供給至該另一缸室時使該另一缸室的流體壓力快速增大之功能與在該另一缸室的容積增大時防止流體壓力降低之功能之間的適當的平衡。
在上述驅動裝置中，可取代包含該第一儲槽之組構，改採取使得從該供給止回閥經過該切換閥而到達該另一缸室之管線的容積比該驅動裝置的其他管線的容積大之組構。如此，可充分確保從該供給止回閥經過該切換閥而延伸到該另一缸室的入口之管線的容積，而可將第一儲槽省略掉。即使在此情況，也可輕易地得到與配置第一儲槽之情況一樣的效果。
上述驅動裝置可再包含與該排放口並聯連接然後連接至該切換閥之第二儲槽。在此情況，當該切換閥在第一位置時，該另一缸室係通過該切換閥而與該排放口及該第二儲槽連通。當切換閥在第二位置時，該一缸室係通過該供給止回閥及該切換閥而與該另一缸室連通，且通過該切換閥與該排放口及該第二儲槽連通。
因此，會使得從排放口排出到外部之流體的一部分蓄積至第二儲槽，所以可在驅動裝置的流體的消耗量上減少蓄積至第二儲槽之流體的份量。因而，可更加節省驅動裝置的能量。
在此情況，藉由在該切換閥與該第二儲槽 之間配置蓄壓止回閥(pressure accumulator check valve)，可防止已蓄積在該第二儲槽之流體通過該排放口而排出到外部。
較宜為，在該切換閥與該排放口之間配置有第二節流閥，且該第二節流閥及該排放口係相對於該切換閥而言與該第二儲槽並聯連接。如此，與設置第一節流閥之情形一樣，可限制排放到外部的流體的量而充分地節省能量。
在此情況，當第二節流閥為可變節流閥時，可輕易地調整從切換閥排出而供給至第二儲槽之流體的量、與通過排放口而排放到外部之流體的量之比率。
較宜為，在上述驅動裝置中，透過連結器(coupler)而將用來噴射流體之噴射機構(injection mechanism)連接至該第二儲槽。如此，可通過連結器而將第二儲槽中蓄積的流體供給至該噴射機構。因而，噴射機構可向例如外部的物體噴射流體。
上述驅動機構還包含第一流體供給機構，該第一流體供給機構係組構成：當該切換閥在第二位置且當蓄積在該一缸室之流體的一部分通過該供給止回閥及該切換閥而從該一缸室供給至該另一缸室時，將蓄積在該第二儲槽之流體供給至該另一缸室。如此，當從該一缸室供給至該另一缸室之流體的壓力降低時，流體就會從該第二儲槽經由該第一流體供給機構而供給至該另一缸室。因而，然後可靠地且有效地使流體壓力缸回動。
上述驅動裝置較宜再包含：組構成使流體從該流體供給源供給至該第二儲槽之第二流體供給機構。如此，可在蓄積在該第二儲槽中的流體被使用時防止流體壓力降低。
從以下參照以圖例的方式顯示本發明的較佳實施形態之隨附的圖式所做的說明，可更瞭解本發明的上述的及其他的目的、特點及優點。
1‧‧‧雙動缸裝置
3‧‧‧驅動側壓力室
4‧‧‧回動側壓力室
5‧‧‧切換閥
10‧‧‧回收閥
10a‧‧‧流入口
10b‧‧‧回收口
10c‧‧‧排放口
12‧‧‧蓄壓器
20、20A至20F‧‧‧流體壓力缸驅動裝置(驅動裝置)
22‧‧‧氣缸(流體壓力缸)
24、74‧‧‧切換閥
26‧‧‧高壓空氣供給源(流體供給源)
28‧‧‧排氣口(排放口)
30‧‧‧止回閥(供給止回閥)
32‧‧‧節流閥(第一節流閥)
34‧‧‧空氣儲槽(第一儲槽)
36‧‧‧缸本體
38‧‧‧活塞
40‧‧‧活塞桿
42‧‧‧頭側缸室(一缸室)
44‧‧‧桿側缸室(另一缸室)
46‧‧‧第一口
48‧‧‧第二口
50‧‧‧第三口
52‧‧‧第四口
54‧‧‧第五口
56‧‧‧管線
58‧‧‧節流閥(第二節流閥)
60‧‧‧消音器
62‧‧‧空氣儲槽(第二儲槽)
64‧‧‧止回閥(蓄壓止回閥)
66‧‧‧吹氣機構(噴射機構)
68‧‧‧連結器
68a‧‧‧插座部
68b‧‧‧插頭部
70‧‧‧噴射口
72‧‧‧第一流體供給機構
76‧‧‧止回閥
78‧‧‧壓力開關
80‧‧‧第二流體供給機構
82‧‧‧氣動閥
第1圖係根據本發明的一個實施形態之流體壓力缸驅動裝置的回路圖。
第2圖係第1圖所示的切換閥在另一位置的情況之回路圖。
第3圖係顯示量測第1圖所示的流體壓力缸的各缸室的空氣壓力及動作期間的活塞行程所得到的結果之圖。
第4圖係根據本發明的另一個實施形態之流體壓力缸驅動裝置的回路圖。
第5圖係根據第一變化形態之流體壓力缸驅動裝置的回路圖。
第6圖係根據第二變化形態之流體壓力缸驅動裝置的回路圖。
第7圖係根據第三變化形態之流體壓力缸驅動裝置的回路圖。
第8圖係根據第四變化形態之流體壓力缸驅動裝置的 回路圖。
第9圖係根據第五變化形態之流體壓力缸驅動裝置的回路圖。
第10圖係根據第六變化形態之流體壓力缸驅動裝置的回路圖。
第11圖係根據先前技術之致動器驅動裝置的回路圖。
以下，參照隨附的圖式來說明根據本發明之流體壓力缸的驅動方法及實行此驅動方法之流體壓力缸驅動裝置的較佳實施形態。
[1.本實施形態的組構]
如第1圖所示，根據本發明的一個實施形態之流體壓力缸驅動裝置20係應用於雙動氣缸(double acting air cylinder)(流體壓力缸)22。流體壓力缸驅動裝置20包含：切換閥24、高壓空氣供給源(流體供給源)26、排氣口(排放口)28、止回閥(供給止回閥)30、節流閥(第一節流閥)32、空氣儲槽(第一儲槽)34、以及預定的管線(tubes)。
氣缸22包含設於缸本體36內可往復滑動之活塞38。活塞38與活塞桿40的一端部連結，活塞桿40的另一端部從缸本體36延伸到外部。氣缸22係在活塞桿40推出(伸出)時進行例如工件(未圖示)的定位之工作，在活塞桿40退回時不對工件做動作。缸本體36包含由活塞38加以區隔出的兩個缸室(cylinder chamber)，亦即位於與 活塞桿40相反的一側之頭側缸室(一缸室)42、以及位於與活塞桿40相同側之桿側缸室(另一缸室)44。
切換閥24係組構成包含第一口46至第五口54且可在第2圖所示的第一位置與第1圖所示的第二位置間切換之電磁閥(solenoid valve)。第一口46係透過管線而與頭側缸室42連接，且與止回閥30的上游側連接。第二口48係透過管線而經由空氣儲槽34與桿側缸室44連接。第三口50係透過管線而與高壓空氣供給源26連接。第四口52係透過管線而經由節流閥32與排氣口28連接。第五口54係透過管線而與止回閥30的下游側頭連接。
如第1圖所示，切換閥24在第二位置時，使第一口46與第四口52相連接，且使第二口48與第五口54相連接。如第2圖所示，切換閥24在第一位置時，使第一口46與第三口50相連接，且使第二口48與第四口52相連接。切換閥24在沒有通電時係利用彈簧的彈壓力而保持在第二位置，在通電時從第二位置切換到第一位置。當上位裝置(higher level device)之PLC(可程式邏輯控制器)(未圖示)輸出供電命令(供電)或供電停止命令(不供電)給切換閥24時，就對切換閥24通電或不通電。
當切換閥24在第二位置時，止回閥30允許空氣從頭側缸室42向桿側缸室44流，阻擋空氣從桿側缸室44向頭側缸室42流。
節流閥32係配置成限制從排氣口28排出的空氣的量且係組構成可改變流路面積以調整排放的空氣 的量之可變節流閥(variable throttle valve)。
空氣儲槽34係配置成蓄積從頭側缸室42供給到桿側缸室44之空氣。具有空氣儲槽34相當於增大桿側缸室44的容積。空氣儲槽34的容積係設定成例如當活塞桿40伸出到最大位置時之頭側缸室42的容積的大致一半(亦即頭側缸室42的變動容積的最大值的大致一半)。
[2.本實施形態之動作]
根據本實施形態之流體壓力缸驅動裝置20基本上係如上述般組構。接著，參照第1及2圖來說明流體壓力缸驅動裝置20(根據本實施形態之氣缸22的驅動方法)的功能(動作)。如第1圖所示，將活塞桿40最為縮回的狀態設定為初始狀態。
在此初始狀態將電力供給至切換閥24，切換閥24就從第二位置(見第1圖)切換到第一位置(見第2圖)，而開始驅動行程。此驅動行程包含從高壓空氣供給源26供給高壓空氣至頭側缸室42及使桿側缸室44中的空氣經由節流閥32而排放到排氣口28。在此驅動行程中，活塞桿40如第2圖所示伸出到最大位置，且受到大推力的作用而被保持在最大位置。
當活塞桿40伸出且進行例如工件的定位之動作後，就停止對於切換閥24之電力供給，於是切換閥24從第一位置切換到第二位置，而開始返回行程。在返回行程中，頭側缸室42中蓄積的空氣的一部分通過止回閥 30而供給至桿側缸室44。同時，頭側缸室42中蓄積的空氣的其他部分通過節流閥32後從排氣口28排出。在此情況，供給至桿側缸室44之空氣主要係蓄積於空氣儲槽34中。此係因為在活塞桿40開始縮回之前，空氣儲槽34在擴展於止回閥30與桿側缸室44之間之空氣可存在的空間(包含桿側缸室44及管線)當中佔有最大的容積的緣故。然後，當頭側缸室42的空氣壓力減小、桿側缸室44的空氣壓力增大，且當桿側缸室44的空氣壓力變到比頭側缸室42的空氣壓力大預定的值時，活塞桿40就開始縮回。最後，活塞桿40回到活塞桿40係最為縮回之初始狀態。
第3圖顯示量測一系列上述的動作中的頭側缸室42的空氣壓力P1、桿側缸室44的空氣壓力P2、及活塞行程所得到的結果。以下參照第3圖來詳細說明流體壓力缸驅動裝置20的動作原理(驅動行程及返回行程)。第3圖中，空氣壓力的零點表示空氣壓力係等於大氣壓力，活塞行程的零點表示活塞桿40在活塞桿40最為縮回之位置。
首先，說明根據流體壓力缸驅動裝置20的動作原理之驅動行程。在將供電命令輸出至切換閥24之時間t1，頭側缸室42的空氣壓力P1等於大氣壓力，桿側缸室44的空氣壓力P2略微大於大氣壓力。
當供電命令輸出至切換閥24使切換閥24從第二位置(見第1圖)切換到第一位置(見第2圖)時，頭側缸室42的空氣壓力P1就開始升高。在時間t2時，頭側缸室42的空氣壓力P1超過桿側缸室44的空氣壓力P2達到 一個比活塞38的靜摩擦阻力大的量，活塞桿40就開始朝推出方向(第2圖中的左方)移動。然後，在時間t3時，活塞桿40伸出到極限。頭側缸室42的空氣壓力P1更加升高然後固定在一個固定的壓力，桿側缸室44的空氣壓力P2則是降低到等於大氣壓力。在時間t2與時間t3之間之頭側缸室42的空氣壓力P1的暫時的減小及桿側缸室44的空氣壓力P2的暫時的升高係由於頭側缸室42的容積的增大及桿側缸室44的容積的減小所造成。
接著，說明根據流體壓力缸驅動裝置20的動作原理之返回行程。在時間t4時，將供電停止命令輸出至切換閥24，切換閥24從第一位置切換到第二位置，頭側缸室42的空氣壓力P1就開始降低，桿側缸室44的空氣壓力P2開始升高。當頭側缸室42的空氣壓力P1變成等於桿側缸室44的空氣壓力P2時，止回閥30發揮阻止空氣從頭側缸室42供給到桿側缸室44以中止桿側缸室44的空氣壓力P2的升高之作用。同時，頭側缸室42的空氣壓力P1繼續降低，然後在時間t5時，桿側缸室44的空氣壓力P2超過頭側缸室42的空氣壓力P1達到一個比靜摩擦阻力大之量，活塞桿40就開始朝拉回方向(第1圖中的右方)移動。
當活塞桿40朝拉回方向移動時，桿側缸室44的容積會增大。因此，桿側缸室44的空氣壓力P2會降低。然而，頭側缸室42的空氣壓力P1以更大的速率降低。所以，桿側缸室44的空氣壓力P2仍然超過頭側缸室42 的空氣壓力P1。活塞38開始移動後的滑動摩擦比活塞38的摩擦阻力小。因此，活塞桿40朝拉回方向滑順地移動。在活塞桿40縮回時，空氣儲槽34中的空氣壓力也自然地用作為對於活塞38之拉回力(推壓力)。
在時間t6時，活塞桿40回到活塞桿40最為縮回之狀態。此時，頭側缸室42的空氣壓力P1係等於大氣壓力，桿側缸室44的空氣壓力P2係略大於大氣壓力。此狀態一直維持到下個供電命令輸出至切換閥24。
[3.本實施形態的效果]
如上所述，根據本實施形態之氣缸22的驅動方法，流體壓力缸驅動裝置20將頭側缸室42中蓄積的空氣供給至桿側缸室44，同時將空氣排放到外部。因此，桿側缸室44的空氣壓力P2會增大，頭側缸室42的空氣壓力P1會急速減小。因而，可儘可能地縮短使氣缸22(的活塞桿40)縮回所需的時間。此外，不需要複雜構造的回收閥，只需要例如止回閥30之簡單的回路組構。因而，可簡化使氣缸22回動所需的回路。
又，將節流閥32配置於切換閥24與排氣口28之間。因而，可限制排放到外部的空氣的量而充分地節省能量。在本例中，節流閥32為可變節流閥。因此，節流閥32可調整蓄積在頭側缸室42內而供給至桿側缸室44之空氣的量、與蓄積在頭側缸室42內而排放到外部之空氣的量之比率。
又，將空氣儲槽34配置在桿側缸室44與切換閥24之間。因而，可將從頭側缸室42排出的空氣蓄積在與桿側缸室44連接之空氣儲槽34中，而在返回行程中當桿側缸室44的容積增大時儘可能地防止空氣壓力P2降低。
而且，在此情況下，使空氣儲槽34的容積為頭側缸室42的變動容積的最大值的大致一半。因而，在將頭側缸室42中蓄積的空氣供給至桿側缸室44時，可達成使桿側缸室44的空氣壓力P2快速增大之功能與在桿側缸室44的容積增大時防止空氣壓力P2降低之功能之間的適當的平衡。
在流體壓力缸驅動裝置20中，配置節流閥32來限制從排氣口28排出的空氣的量。但是，節流閥32並非必要的元件。
空氣儲槽34係配置在流體壓力缸驅動裝置20內。但亦可如第4圖所示，將從止回閥30經過切換閥24而延伸到桿側缸室44之管線56的容積做得比流體壓力缸驅動裝置20中的其他管線的容積大。如此，可充分確保從止回閥30經過切換閥24而延伸到桿側缸室44之入口的管線的容積，可將空氣儲槽34省略而輕易地得到與配置空氣儲槽34之情況一樣之效果。
[4.本實施形態之變化形態]
接著，參照第5至10圖來說明根據本實施形態之流 體壓力缸驅動裝置20的變化形態(根據第一至第六變化形態之流體壓力缸驅動裝置20A至20F)。在第一至第六變化形態的說明中，與根據本實施形態之流體壓力缸驅動裝置20的各元件相同之各元件都標註相同的元件符號而省略其詳細說明。
[4.1第一變化形態]
如第5圖所示，根據第一變化形態之流體壓力缸驅動裝置20A與第4圖所示之流體壓力缸驅動裝置20的組構的不同點在於：利用管線將屬於可變節流閥之節流閥(第二節流閥)58、消音器(silencer)60、及排氣口28串聯連接然後將它們經由節流閥32而連接至第四口52。
在本例中，流體壓力缸驅動裝置20A還包含空氣儲槽(第二儲槽)62。空氣儲槽62通過止回閥(蓄壓止回閥)64而利用管線與節流閥58、消音器60、及排氣口28並聯連接。因此，根據本變化形態，節流閥58及排氣口28係與空氣儲槽62並聯而連接至第四口52。
在第一變化形態中，當切換閥24如第5圖所示在第二位置時，頭側缸室42通過止回閥30、管線56、及切換閥24與桿側缸室44連通，且通過切換閥24及節流閥32與排氣口28及空氣儲槽62連通。當切換閥24在第一位置時，桿側缸室44通過切換閥24與排氣口28及空氣儲槽62連通。
在根據第一變化形態之流體壓力缸驅動裝 置20A中，不論切換閥24在第一位置還是第二位置，都可將使經由排氣口28而從第四口52排放到外部之空氣的一部分通過止回閥64而蓄積在空氣儲槽62中。因此，可在流體壓力缸驅動裝置20A的消耗空氣的量上減少蓄積至空氣儲槽62之空氣的份量。因而，可更加節省流體壓力缸驅動裝置20A的能量。
止回閥64係配置在節流閥32與空氣儲槽62之間。因此，可防止已蓄積至空氣儲槽62之空氣反向經由排氣口28而排放到外部。
又，配置有節流閥58，且相對於第四口52而言節流閥58、消音器60、及排氣口28係與止回閥64及空氣儲槽62並聯連接。因此，與配置有節流閥32之情況一樣，可限制排放到外部之空氣的量而更加節省能量。 而且，節流閥58係可變節流閥。因此，就從第四口52排出的空氣而言，節流閥58可容易地調整從第四口52排出而供給至空氣儲槽62的空氣的量、與從第四口52排出而經由排氣口28排放到外部的空氣的量之比率。
根據第一變化形態之流體壓力缸驅動裝置20A除了將節流閥58、消音器60、空氣儲槽62、及止回閥64連接至第四口52之外，還採用與第4圖所示之流體壓力缸驅動裝置20相同的組構。因此，流體壓力缸驅動裝置20A自然可輕易地得到與流體壓力缸驅動裝置20相同的效果。
[4.2第二變化形態]
如第6圖所示，根據第二變化形態之流體壓力缸驅動裝置20B與根據第一變化形態之流體壓力缸驅動裝置20A(見第5圖)的不同點在於：流體壓力缸驅動裝置20B包含空氣儲槽34來取代管線56。因此，應注意到，在流體壓力缸驅動裝置20B中，從止回閥30經過切換閥24而延伸到桿側缸室44之管線的容積與其他管線的容積並沒有很大的不同。
在流體壓力缸驅動裝置20B中，節流閥58、消音器60、空氣儲槽62、及止回閥64也一樣連接至第四口52。因此，流體壓力缸驅動裝置20B可得到與根據第一變化形態之流體壓力缸驅動裝置20A相同的效果。流體壓力缸驅動裝置20B包含空氣儲槽34，因而可得到與第1及2圖所示之流體壓力缸驅動裝置20相同的效果。
[4.3第三變化形態]
如第7圖所示，根據第三變化形態之流體壓力缸驅動裝置20C與根據第一及第二變化形態之流體壓力缸驅動裝置20A,20B(見第5及6圖)的不同點在於：透過連結器(coupler)68而將吹氣機構(噴射機構)66連接至空氣儲槽62。連結器68包含插座部68a及插頭部68b，該插座部68a係包含有止回閥。將插座部68a與插頭部68b相連結就使空氣儲槽62與吹氣機構66相連接。
因此，蓄積於空氣儲槽62中的空氣係通過連結器68而供給至吹氣機構66。吹氣機構66從噴射口70 向未圖示的外部物體噴射空氣，而可向該物體吹氣。
流體壓力缸驅動裝置20C可包含以實線表示之管線56或包含以虛線表示之空氣儲槽34來取代管線56。不管是哪種情況，都可使用空氣儲槽62中蓄積的空氣來進行吹氣，而且都可得到與根據第一及第二變化形態相同的效果。
[4.4第四變化形態]
如第8圖所示，根據第四變化形態之流體壓力缸驅動裝置20D與根據第一至第三變化形態之流體壓力缸驅動裝置20A至20C(見第5至7圖)的不同點在於：配置有第一流體供給機構72。第一流體供給機構72係在切換閥24在第二位置且蓄積在頭側缸室42內之空氣的一部分通過止回閥30及切換閥24而從頭側缸室42供給至桿側缸室44時，使蓄積在空氣儲槽62內之空氣供給至桿側缸室44。
第一流體供給機構72包含：切換閥74、止回閥76、以及配置在連接空氣儲槽62與桿側缸室44之管線上之壓力開關(pressure switch)78。在本例中，切換閥74及止回閥76係以先切換閥74然後止回閥76之順序配置在連接空氣儲槽62與第二口48之管路(path)上。壓力開關78係配置在連接第二口48與桿側缸室44之管路上的較靠近桿側缸室44之點(在空氣儲槽34與桿側缸室44之間)。
當切換閥74通電時，切換閥74係在第8 圖所示的第一位置而阻斷空氣儲槽62與止回閥76之間的連接。當切換閥74未通電時，切換閥74係利用彈簧的彈壓力而保持在第二位置，使空氣儲槽62與止回閥76相連接。當切換閥74在第二位置時，止回閥76允許空氣從空氣儲槽62往桿側缸室44流，阻擋空氣從桿側缸室44往空氣儲槽62流。
當切換閥24在第二位置時，壓力開關78檢測在連接第二口48與桿側缸室44之管線(例如管線56)中流通的空氣的流體壓力(工作壓力)是否降低到預定的第一閾值。若工作壓力降低到第一閾值，壓力開關78就輸出表示檢測結果之輸出訊號至PLC。PLC若未收到壓力開關78的輸出訊號時，則輸出供電命令給切換閥74使切換閥74保持在第一位置。PLC若收到壓力開關78的輸出訊號時，則輸出供電停止命令給切換閥74使切換閥74切換到第二位置。
因此，根據流體壓力缸驅動裝置20D，當切換閥24在第二位置且從頭側缸室42供給至桿側缸室44之空氣的空氣壓力降低到第一閾值時，壓力開關78輸出一個輸出訊號給PLC，PLC於是輸出供電停止命令給切換閥74使切換閥74切換到第二位置。如此一來，空氣儲槽62中蓄積的空氣就會通過切換閥74及止回閥76而從空氣儲槽62供給至桿側缸室44。
因此，即使在活塞桿40縮回的過程中從頭側缸室42供給至桿側缸室44之空氣的空氣壓力降低，空氣儲槽62中的空氣也會通過第一流體供給機構72而進行 補充供給。因此，可使得活塞38在退回的過程中保持固定的移動速度，然後可靠地且有效地使氣缸22回動。流體壓力缸驅動裝置20D除了包含第一流體供給機構72之外，還採用與第一及第二變化形態之流體壓力缸驅動裝置20A,20B相同之組構。因此，流體壓力缸驅動裝置20D自然可得到與流體壓力缸驅動裝置20A,20B相同的效果。
[4.5第五變化形態]
如第9圖所示，根據第五變化形態之流體壓力缸驅動裝置20E與根據第四變化形態之流體壓力缸驅動裝置20D(見第8圖)的不同點在於：第一流體供給機構72只包含止回閥76，而流體壓力缸驅動裝置20E還包含使空氣從高壓空氣供給源26供給至空氣儲槽62之第二流體供給機構80。
第二流體供給機構80包含配置在連接高壓空氣供給源26與空氣儲槽62之管線上之氣動閥82。當作為先導壓力(pilot pressure)之空氣儲槽62內的空氣壓力高於預定的第二閾值時，氣動閥82會維持在第9圖所示之第二位置而阻斷高壓空氣供給源26與空氣儲槽62之間的連接。若空氣儲槽62內的空氣壓力降低到第二閾值，則會使氣動閥82切換到第一位置而使得高壓空氣供給源26與空氣儲槽62相連接。如此一來，高壓空氣供給源26就會供給高壓空氣至空氣儲槽62。
根據流體壓力缸驅動裝置20E，當切換閥 24在第二位置且從頭側缸室42供給至桿側缸室44之空氣的空氣壓力降到比空氣儲槽62內的空氣壓力低時，空氣儲槽62中蓄積的空氣就從空氣儲槽62通過止回閥76而供給至桿側缸室44。若供給空氣至桿側缸室44使得空氣儲槽62內的空氣壓力降低到第二閾值，就會使氣動閥82從第二位置切換到第一位置，使高壓空氣可從高壓空氣供給源26供給至空氣儲槽62。因此，可防止空氣儲槽62中的空氣壓力降低，並且可供給高壓空氣至桿側缸室44。
如上所述，根據第五變化形態之流體壓力缸驅動裝置20E，第一流體供給機構72只包含止回閥76。因此，不需要切換閥74及壓力開關78，所以可簡化流體壓力缸驅動裝置20E的結構。流體壓力缸驅動裝置20E還包含使空氣從高壓空氣供給源26供給至空氣儲槽62之第二流體供給機構80。因此，當使用蓄積在空氣儲槽62中的空氣時可防止流體壓力降低。流體壓力缸驅動裝置20E除了包含第二流體供給機構80之外，還採用與第一、第二及第四變化形態之流體壓力缸驅動裝置20A,20B,20D相同之組構。因此，流體壓力缸驅動裝置20E自然可得到與流體壓力缸驅動裝置20A,20B,20D相同的效果。
[4.6第六變化形態]
如第10圖所示，根據第六變化形態之流體壓力缸驅動裝置20F與根據第五變化形態之流體壓力缸驅動裝置20E(見第9圖)的不同點在於：將空氣儲槽62中蓄積的空 氣用於吹氣機構66的吹氣。在此情況，流體壓力缸驅動裝置20F包含吹氣機構66及第二流體供給機構80。因此，流體壓力缸驅動裝置20F可得到與根據第三及第五變化形態(見第7及9圖)之流體壓力缸驅動裝置20C,20E相同的效果。流體壓力缸驅動裝置20F採用與根據第一及第二變化形態之流體壓力缸驅動裝置20A,20B(見第5及6圖)相同之組構。因此，流體壓力缸驅動裝置20F自然可得到與流體壓力缸驅動裝置20A,20B相同的效果。
根據本發明之流體壓力缸的驅動裝置並不限於上述的實施形態，還可在未脫離本發明的範圍內採用各種組構。

Claims (13)

  1. 一種流體壓力缸(22)的驅動方法，包括：從流體供給源(26)供給流體至一缸室(42)，且使流體從另一缸室(44)排放到至少外部之驅動步驟；以及使該一缸室(42)中蓄積的流體的一部分經由相較於驅動裝置中的其他流路的容積具有較大容積之流路供給到該另一缸室(44)，並使該一缸室(42)中蓄積的流體的其他部分排放到至少外部之返回步驟。
  2. 一種流體壓力缸(22)的驅動裝置，該流體壓力缸係雙動流體壓力缸，該驅動裝置係包括：切換閥(24)；流體供給源(26)；排放口(28)；以及供給止回閥(30)，其中，當該切換閥(24)在第一位置時，一缸室(42)與該流體供給源(26)連通，另一缸室(44)與至少該排放口(28)連通；以及當該切換閥(24)在第二位置時，該一缸室(42)通過該供給止回閥(30)與該另一缸室(44)連通，且該一缸室(42)與至少該排放口(28)連通；其中，蓄積在該一缸室(42)中的流體的一部分會經由相較於該驅動裝置中的其他流路的容積具有較大容積之流路供給到該另一缸室(44)，而該具有較大容積之流路係包含被配置在該另一缸室(44)與該切換閥(24)之間的第一儲槽(34)。
  3. 一種流體壓力缸(22)的驅動裝置，該流體壓力缸係雙動流體壓力缸，該驅動裝置係包括：切換閥(24)；流體供給源(26)；排放口(28)；以及供給止回閥(30)，其中，當該切換閥(24)在第一位置時，一缸室(42)與該流體供給源(26)連通，另一缸室(44)與至少該排放口(28)連通；以及當該切換閥(24)在第二位置時，該一缸室(42)通過該供給止回閥(30)與該另一缸室(44)連通，且該一缸室(42)與至少該排放口(28)連通；其中，蓄積在該一缸室(42)中的流體的一部分會經由相較於該驅動裝置中的其他流路的容積具有較大容積之流路供給到該另一缸室(44)，而該具有較大容積之流路為從該供給止回閥(30)經過該切換閥(24)而延伸到該另一缸室(44)之管線(56)。
  4. 如申請專利範圍第2或3項所述之流體壓力缸(22)的驅動裝置，其中，在該切換閥(24)與該排放口(28)之間配置有第一節流閥(32)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之流體壓力缸(22)的驅動裝置，其中，該第一節流閥(32)係可變節流閥。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之流體壓力缸(22)的驅動裝置，其中，該第一儲槽(34)的容積係大致為該一缸室(42)的變動容積的最大值的一半。
  7. 如申請專利範圍第2或3項所述之流體壓力缸(22)的驅動裝置，還包括：相對於該切換閥(24)而言與該排放口(28)並聯連接之第二儲槽(62)，其中，當該切換閥(24)在該第一位置時，該另一缸室(44)通過該切換閥(24)而與該排放口(28)及該第二儲槽(62)連通；當切換閥(24)在該第二位置時，該一缸室(42)通過該供給止回閥(30)及該切換閥(24)而與該另一缸室(44)連通，且通過該切換閥(24)與該排放口(28)及該第二儲槽(62)連通。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之流體壓力缸(22)的驅動裝置，其中，在該切換閥(24)與該第二儲槽(62)之間配置有蓄壓止回閥(64)。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之流體壓力缸(22)的驅動裝置，其中，在該切換閥(24)與該排放口(28)之間配置有第二節流閥(58)，且該第二節流閥(58)及該排放口(28)相對於該切換閥(24)而言係與該第二儲槽(62)並聯連接。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之流體壓力缸(22)的驅動裝置，其中，該第二節流閥(58)係可變節流閥。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之流體壓力缸(22)的驅動裝置，其中，透過連結器(68)而將組構成用來噴射流體之噴射機構(66)連接至該第二儲槽(62)。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之流體壓力缸(22)的驅動裝置，還包括第一流體供給機構(72)，該第一流體供給機構(72)係組構成：在該切換閥(24)在第二位置且蓄積在該一缸室(42)內之該流體的一部分通過該供給止回閥(30)及該切換閥(24)而從該一缸室(42)供給至該另一缸室(44)時，使蓄積在該第二儲槽(62)內之流體供給至該另一缸室(44)。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之流體壓力缸(22)的驅動裝置，還包括：組構成使流體從該流體供給源(26)供給至該第二儲槽(62)之第二流體供給機構(80)。
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