流体压缸装置 本发明涉及,把作用在多个受压面上的流体压作用力加起来输出这样地构成的尺寸小推力大的倍力式流体压缸装置,更详细地说,涉及带有用来限制活塞的自由转动的转动防止机构的倍力式流体压缸装置。
图7中表示这种倍力式流体压缸装置的一个例子。此缸装置中的缸主体1,备有缸筒2、气密地螺纹连接于其轴向两端的头端盖3和杆端盖4。
在上述缸筒2内气密地滑动的外活塞5,备有气密地贯通杆端盖4的空心的外活塞杆6,在此一外活塞杆6的前端螺纹连接着管头7。一端固定于头端盖3的内活塞杆9,气密地贯通上述外活塞5的中心,在其前端安装着内活塞10。上述外活塞5和外活塞杆6,相对于固定在流体压缸1的内活塞10和内活塞杆9是滑动自如的。
此外,在内活塞杆9内设有内管9a,靠这些内活塞杆9和内管9a构成双层管。
在上述缸装置中,如果从设于头端盖3的供排气口12a,向头端盖3与外活塞5之间的压力腔室14供给压缩空气,同时经过内管9a内的流道13a向内活塞10与管头7之间的压力腔室15供给压缩空气,则上述外活塞5和外活塞杆6以及管头7成为整体地在图中向左移动。由于此一场合的缸装置的推力,为供入上述压力腔室14与15的流体压力地作用力之和,所以与仅有一个活塞的普通的缸相比推力变大。
此外,如果从供排气口12b,经过内活塞杆9与内管9a之间的流道13b,向外活塞5与内活塞10之间的压力腔室16供给压缩空气,则外活塞5等恢复图示的状态。
具有这种构成的倍力式缸装置,虽然有即使是小尺寸也能得到大输出力这样的优点,但是其结构上存在着难以设置用来限制活塞的自由转动的转动防止机构这样的缺点。也就是说,虽然在仅有一个活塞的普通的缸的场合,通过把活塞杆与其滑动孔弄成棱柱轴与棱柱孔的关系,即能简单地设置转动防止机构,但是在倍力式缸装置的场合,由于在活塞杆的内部滑动自如地容纳内活塞的关系,所以无法简单地把该活塞杆弄成棱柱轴。而且,由于输出力大使得作用在活塞杆上的转矩也大,所以对这种由棱柱轴和棱柱孔组成的转动防止机构而言,难以得到足够的强度。
此外,虽然也有在上述缸筒2的外侧与缸筒2平行地设置用来给活塞的动作导向的轴,使该轴具有转动防止功能的方法,但是由于通过上述轴的安装使得缸装置大型化,结构复杂化,所以不能说怎么好。
本发明的主要目的在于,在倍力式缸装置中,通过简单的构成在保持足够大的强度的状态下形成用来防止活塞自由转动的转动防止机构。
本发明的另一个目的在于,通过把上述转动防止机构附设于缸装置的内部,不使该缸装置大型化,而且不增设特别的密封机构等,能简单而廉价地构成转动防止机构。
为了实现上述目的,根据本发明,提供备有用于活塞的转动防止机构的倍力式缸装置。上述转动防止机构,由在缸主体的内表面上与缸孔整体形成的至少一个止动槽,和安装于上述外活塞的外周并配合于上述止动槽内、沿该止动槽移动自如的至少一个止动构件来构成。
具有上述构成的本发明的转动防止机构,由于只是沿缸孔形成止动槽,把配合于该止动槽的止动构件安装于外活塞的外周,所以其构成非常简单,强度也足够大。
此外,由于没有必要另外确保用来设置转动防止机构的空间并安装特别的构件,所以该缸装置没有大型化,而且不特别增设密封机构等。
根据本发明的一个具体的实施例,上述止动构件,由配合于上述止动槽的键,和分别安装于该键的两侧面、滑动接触于上述止动槽的两侧壁以便顺利地进行键的滑动的衬板来组成。
根据本发明的另一个具体的实施例,上述止动构件,由至少一个滚轮来形成,该滚轮与上述止动槽的侧壁相接触而转动,这样地构成。
在此场合,最好是设置两个上述滚轮,使第1滚轮与止动槽一侧的槽壁相接触,使第2滚轮与另一侧的槽壁相接触。
在上述止动槽的侧壁的滚轮接触部分,可以设置用来保持强度的导轨。
在本发明中,上述止动槽和止动构件,最好是在相对于缸孔的中心对称的位置上设置两组。
图1是表示本发明的缸装置的第1实施例的剖视图。
图2是图1的局部剖切主视图。
图3是图1的左侧视图。
图4是沿图1的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。
图5是表示本发明的缸装置的第2实施例的剖视图。
图6是图5的纵剖视图。
图7是公知的缸装置的纵剖视图。
图1至图4表示根据本发明的流体压缸装置的第1实施例。此一缸装置带有缸主体21。此一缸主体21,由截面大体上是正方形并在内部带有圆形缸孔22a的缸筒22,安装于其轴向两端的具有同样外形的头端盖23和杆端盖24来构成。这些各构件22、23、24,靠穿过在其隅角部分形成的通孔的多根连接螺栓25和螺纹连接于螺栓两端的螺母26、26组装成整体,缸筒22与端盖23和24的接合面靠垫片27气密地密封。
在上述缸孔22a内,滑动自如地内装着作为第1受压构件的外活塞33。在此一外活塞33上安装着空心圆柱形的外活塞杆34的基端。此一外活塞杆34的前端,滑动自如地支承于设置在上述杆端盖24的内周面上的轴承构件36,突出到缸主体21的外部,在其前端上,气密地螺纹连接着作为第2受压构件的管头35。此外,在上述杆端盖24上,安装着气密地密封上述外活塞杆34的外周面的密封构件37、37,外侧的密封构件37,靠环形压板38和档圈39来防止从杆端盖24拔出。
在上述头端盖23的内侧面上,在其中心部分形成的凹部内,靠多个安装螺栓42固定地安装着内活塞杆41的基端。此内活塞杆41,气密地而且可滑动地贯通上述外活塞33的中心并伸到外活塞杆34内,在其前端上靠多个安装螺栓44固定地、而且对于外活塞杆34可相对滑动地安装着内活塞43。
因而,上述内活塞杆41和内活塞43处于与缸主体21成整体的关系,与此相反,上述外活塞33和外活塞杆34,彼此连接成整体,相对于上述缸主体21和内活塞杆41及内活塞43而滑动。上述外活塞33的受压面,是围绕内活塞杆41的环形。
在上述头端盖23上,形成用来供排压缩空气的两个气口46a、46b。第1气口46a连通到头端盖23与外活塞33之间的第1压力腔室47,同时经过在内活塞杆41中形成的流道48a,连通到内活塞43与管头35之间的第2压力腔室50。此外,第2气口46b,经由在内活塞杆41中形成的流道48b,连通到外活塞33与内活塞43之间的第3压力腔室52。
图4中的标号54,是用来安装设置在缸筒22外周面上的检测外活塞33位置的位置检测传感器(图中未画出)的安装槽。
图1表示从第2气口46b向第3压力腔室52供给压缩空气,从第1气口46a把第1和第2压力腔室47、50的空气向外部排出的状态,此时外活塞33和外活塞杆34处于右移末端位置。
从此状态开始,如果从上述第1气口46a向第1和第2压力腔室47、50供给压缩空气,把第3压力腔室52的空气从第2气口46b向外部排出,则外活塞33和外活塞杆34在图中向左移动。由于此一场合的缸装置的推力,即由外活塞杆34产生的推力,为作用于上述外活塞33的受压面与管头35的受压面的流体压作用力之和,所以能得到与仅有一个活塞的普通的缸相比更大的输出力。
在上述缸主体21与外活塞33之间,形成用来限制该外活塞33的自由转动的转动防止机构28。此转动防止机构28,由在上述缸筒22的内表面上,沿其轴线方向,与缸孔22a成整体地形成的止动槽29,和安装在外活塞33的外周面上并滑动自如地配合于该止动槽29的止动构件30来形成。
上述止动构件30,由靠安装螺钉32固定于外活塞33的外表面的键31,和靠多个销子31b整体地安装于该键31的两侧面的衬板31a来形成。上述衬板31a是与止动槽29的两侧壁滑动接触,用来顺利地进行键的滑动的部件。
通过设置这样的转动防止机构28,能可靠地限制外活塞33绕轴线的自由转动。此外,借助于安装在键31的两侧面的衬板31a、31a,外活塞33的滑动是顺利的。
进而,由于是在缸筒22的内表面上形成止动槽29,并把配合于该止动槽的止动构件30安装在外活塞33的外周上的构成,所以其构成非常简单,强度也足够大。而且,由于没有必要另外确保用来设置转动防止机构的空间和安装特别的构件,所以缸装置不会大型化。
另外,由于与缸孔22a整体地形成上述止动槽29,借此转动防止机构实际上是内装于该缸孔22a的内部,所以没有必要特别设置用来个别地密封上述止动槽29的部分的机构。也就是说,即使供给第1压力腔室47的压缩空气,通过上述止动槽29与键31之间的间隙流入键31背后的、缸孔22a与外活塞杆34之间的空间,由于该空间与第3压力腔室52靠外活塞杆34气密地隔开,所以该空气也不会漏入活塞之间的第3压力腔室52。
而且,虽然在图4的实施例中,上述止动槽29与止动构件30仅形成一组,但是也可以在相对于缸孔22a的中心对称的位置上设置两组。
图5和图6表示本发明的第2实施例,此第2实施例的缸装置,与上述第1实施例的不同之处在于,转动防止机构28中的止动构件30由两个滚轮来形成。
也就是说,在缸主体21中的缸筒22的内表面上,在相对于缸孔22a的中心对称的位置上形成两个止动槽29、29,在各止动槽29的左右侧壁上,分别安装着用来提高强度的导轨29a。
另一方面,在外活塞33的外周上,在与上述两个止动槽29、29对峙的位置上,分别转动自如地安装着两个滚轮61a、61b。上述第1滚轮61a,接触于止动槽29一侧槽壁的导轨29a而转动,第2滚轮61b,接触于对峙侧槽壁的导轨29b而转动。
上述第2滚轮61b的轴62b,固定地安装于外活塞33,第1滚轮61a的轴62a以偏心状态支承于圆柱形安装构件63中,该圆柱形安装构件63转动自如地安装于外活塞33内部。此一安装构件63带有伞齿轮形的齿轮部63a,此一齿轮部63a与调整齿轮64相啮合,该调整齿轮64安装成可绕内活塞杆41转动操作。于是,通过转动该调整齿轮64使安装构件63转动少许角度,从而使上述第1滚轮61a偏心转动,可以把两个滚轮61a、61b的间隔调整得符合止动槽29的槽宽,借此可以使这两个滚轮61a、61b没有游隙地可靠地接触于止动槽29的两侧壁。
在上述安装构件63的外周面上形成凹槽,设置在外活塞33中的紧定构件65的前端配合于该凹槽,借此把安装构件63安装在外活塞33中。
由于第2实施例的其他构成与第1实施例相同,所以在图的主要相同部位附以相同的标号而省略详细地说明。
虽然在上述第2实施例中,止动构件30由两个滚轮61a、61b来形成,但是也可以制成仅有一个滚轮。在此一场合,一个滚轮以保持很小的间隙的状态配合于止动槽29内。
此外,虽然在第2实施例中,展示了上述止动槽29和止动构件30在相差180度的位置上形成两组的情况,但是它们也可以仅形成一组。
进而,虽然在上述各实施例中,沿缸孔22a的轴线方向笔直地形成止动槽29,但是也可以沿该缸孔螺旋形地形成,借此也可以使外活塞33一边绕轴线转动一定角度一边往复移动。
像这样根据本发明,在倍力式缸装置中,可以通过简单的构成在保持足够大的强度的状态下形成用来防止活塞自由转动的转动防止机构。此外,通过把上述转动防止机构附设于缸装置的内部,不使该缸装置大型化,而且不增设特别的密封机构等,能简单而廉价地构成转动防止机构。