流體壓力缸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流體壓力缸，該流體壓力缸用于使活塞在壓力流體的供應(yīng)下沿著軸線方向移動。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，作為用于輸送工件等等的輸送裝置，具有活塞的流體壓力缸被使用，該活塞在壓力流體的供應(yīng)下移動。
[0003]近來，從能量節(jié)約的觀點來看，對于這種類型的流體壓力缸，減少所使用的壓力流體的量的需求升高。為了響應(yīng)該需求，例如，對于日本特開專利申請N0.08-042511公開的流體壓力缸，供應(yīng)壓力流體的供應(yīng)單元通過開關(guān)閥連接到兩個缸室。在活塞在開關(guān)閥的切換作用下在一個方向上移動的情況下，壓力流體在期望的壓力下從壓力流體供應(yīng)源被供應(yīng)到一個缸室，從而活塞被移動。與此同時，活塞桿被移動，從而被容納在缸本體的內(nèi)部。
[0004]另一方面，在活塞在開關(guān)閥的切換作用下在另一個方向上移動的情況下，壓力流體從一個缸室被供應(yīng)到另一個缸室，并且活塞通過活塞的另一端表面在另一個方向上被按壓和移動，該活塞的另一端表面的壓力接收面積大于該活塞的面對上述一個缸室的一端表面的壓力接收面積。以這樣的方式，通常，活塞利用被排出到外部的壓力流體在另一個方向上移動，從而減少壓力流體的消耗量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]對于上述流體壓力缸，在拉動時，S卩，當(dāng)活塞桿容納在缸體的內(nèi)部時，活塞和活塞桿在壓力流體的供應(yīng)下移動，而相反地，在推動時，當(dāng)使活塞桿從缸體向外突出時，活塞和活塞桿通過從缸室中的一個被排出或者排放的壓力流體而移動。然而，例如，在工件等等由流體壓力缸輸送的情況下，通過活塞桿的推動操作，工件在遠(yuǎn)離缸筒的方向上被輸送。在這樣的條件下，由于當(dāng)活塞朝向按壓側(cè)移動時壓力流體的壓力被排出的壓力流體控制，不能獲得足夠的推力用于通過活塞桿推動工件。根據(jù)這個理由，對于流體壓力缸，盡管能夠減少壓力流體的消耗量，但在獲得用于移動工件的期望推力方面產(chǎn)生問題。
[0006]本發(fā)明的主要目的是提供一種流體壓力缸，該流體壓力缸通過減少用于移動活塞的消耗的壓力流體的量而能夠節(jié)能，同時允許活塞在期望的推力下被可靠地且高精度地移動。
[0007]本發(fā)明的特征在于一種流體壓力缸，其包括:缸主體，該缸主體包括一對端口和一對缸室，壓力流體通過端口被供應(yīng)，并且壓力流體通過上述端口被引入缸室；活塞，該活塞在缸室的內(nèi)部能夠沿著軸線方向移動地配置；和活塞桿組件，該活塞桿組件包括:第一桿，該第一桿連接到活塞的一端側(cè)；和第二桿，該第二桿連接到活塞的另一端側(cè)，活塞桿組件在缸主體內(nèi)被可移動地支撐?；钊鋫溆?第一壓力接收表面，該第一壓力接收表面形成在活塞的一端表面?zhèn)炔⑶颐鎸σ粋€缸室；和第二壓力接收表面，該第二壓力接收表面形成在活塞的另一端表面?zhèn)炔⑶颐鎸α硪粋€缸室，并且第二壓力接收表面的面積大于第一壓力接收表面的面積。通過將一個缸室的壓力流體供應(yīng)到另一個缸室，活塞和第一桿向另一側(cè)移動。通過將壓力流體供應(yīng)到一個缸室，活塞和第二桿向一側(cè)移動，并且通過將一個缸室的壓力流體供應(yīng)到另一個缸室，活塞和第一桿向另一側(cè)移動。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成流體壓力缸的一部分的活塞配備有:第一壓力接收表面，壓力流體的壓力施加到該第一壓力接收表面并且第一壓力接收表面面對缸主體的一個缸室；和第二壓力接收表面，該第二壓力接收表面面對另一個缸室并且其面積大于第一壓力接收表面的面積。然后，活塞和第二桿通過將壓力流體供應(yīng)到一個缸室而通過第一壓力接收表面向一側(cè)移動，而活塞和第一桿通過將一個缸室的壓力流體供應(yīng)到另一個缸室而向另一側(cè)移動。
[0009]因此，當(dāng)活塞通過經(jīng)由具有大面積的第二壓力接收表面按壓活塞而恢復(fù)到另一側(cè)時，壓力流體能夠?qū)⒒钊偷谝粭U可靠地移動到另一側(cè)。
[0010]因此，在活塞向一側(cè)移動的情況下，活塞能夠通過從壓力流體供應(yīng)源被供應(yīng)的壓力流體在期望的推力下移動，而在活塞恢復(fù)到另一側(cè)的情況下，相比于重新向另一個缸室供應(yīng)壓力流體的情形下，能夠減少消耗的壓力流體的量，因此能夠節(jié)能。
[0011]通過以下優(yōu)選實施例連同附圖參考附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)勢將變得容易理解。
【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的流體壓力缸的總體截面圖；
[0013]圖2是顯示圖1的流體壓力缸中的活塞處于初始位置的情況的總體截面圖，其中在該初始位置，活塞朝向第一端蓋側(cè)移動并且與第一端蓋側(cè)抵接；
[0014]圖3是顯示圖1的流體壓力缸中的活塞在結(jié)束位置的情況的總體截面圖，其中在該結(jié)束位置，活塞朝向第二端蓋側(cè)移動并且與第二端蓋側(cè)抵接；和
[0015]圖4是包括圖1的流體壓力缸和切換機構(gòu)的電路圖，其中切換機構(gòu)切換壓力流體相對于流體壓力缸的供應(yīng)狀態(tài)。
【具體實施方式】
[0016]如圖1至3所示，流體壓力缸10包括:管狀缸筒12 ;第一和第二端蓋14、16，該第一和第二端蓋14、16安裝在缸筒12的相對端；活塞18，該活塞18配置成在缸筒12的內(nèi)部移動；和第一和第二活塞桿20、22，該第一和第二活塞桿20、22連接到活塞18的中心部分。流體壓力缸10是雙桿式的流體壓力缸，其中第一和第二活塞桿20、22分別連接到活塞18的相對端。
[0017]例如，缸筒12形成有大致矩形形狀的截面。在缸筒12的內(nèi)部，具有圓形截面的缸孔24沿著軸線方向(箭頭A和B表示的方向)貫穿。沿著缸筒12的軸線方向，缸孔24形成有相同的截面形狀。
[0018]進(jìn)一步，在缸筒12的外周側(cè)，供應(yīng)端口 26和排出端口 28分別在缸筒12的一端和另一端附近的位置開口。此外，如圖4所示，管30a、30b分別連接到供應(yīng)端口 26和排出端口 28，并且切換機構(gòu)32 (稍后描述)通過管30a、30b連接到供應(yīng)端口 26和排出端口 28，切換機構(gòu)32切換壓力流體的供應(yīng)狀態(tài)。
[0019]第一和第二端蓋14、16安裝在缸孔24的內(nèi)部且分別在缸筒12的一端和另一端。第一和第二端蓋14、16的徑向向外擴張的區(qū)域分別與缸孔24的階梯部分接合，并且此后，鎖緊環(huán)34安裝成與缸孔24的內(nèi)周表面接合，由此將第一和第二端蓋14、16分別固定在缸孔24中。此外，在缸筒12中，與供應(yīng)端口 26連通的第一缸室36形成在第一端蓋14和活塞18之間，并且與排出端口 28連通的第二缸室38形成在第二端蓋16和活塞18之間。
[0020]進(jìn)一步，第一和第二桿孔40、42分別形成在第一和第二端蓋14、16的中心部分，以沿著軸線方向貫穿。襯套44和桿襯墊46安裝在第一和第二桿孔40、42的內(nèi)周表面。第一和第二活塞桿20、22分別插入第一和第二桿孔40、42并且分別由襯套44支撐以沿著軸線方向移動。此外，通過放置成與桿襯墊46滑動接觸，防止壓力流體在第一和第二活塞桿20、22和第一和第二端蓋14、16之間發(fā)生泄漏。
[0021]例如，活塞18形成為具有預(yù)定厚度的盤形狀，并且活塞襯墊48通過活塞18的外周表面上的環(huán)形凹槽安裝。此外，通過將活塞襯墊48放置成與缸孔24的內(nèi)周表面滑動接觸，防止壓力流體從活塞18和缸筒12之間泄漏。
[0022]進(jìn)一步，貫穿軸線方向(箭頭A和B的方向)的通孔50形成在活塞18的中心。稍后描述的第二活塞桿22的小直徑部分58插入通過通孔50。此外，第一階梯部分52在活塞18的面向第一端蓋14(在箭頭A的方向上)的一端表面凹陷，第一活塞桿20與第一階梯部分52接合。第一階梯部分52相對于通孔50在直徑上擴張。
[0023]另一方面，在活塞18的面向第二端蓋16 (在箭頭B的方向上)的另一端表面上，形成第二階梯部分54，該第二階梯部分54相對于通孔50在直徑上擴張并且凹陷預(yù)定深度。第二活塞桿22與第二階梯部分54接合。
[0024]第一和第二活塞桿20、22分別由直軸組成，上述直軸以相同的軸線相互連接并將活塞18夾在兩者之間。第一活塞桿(第一桿)20配置在第一端蓋14側(cè)(在箭頭A的方向上)，并且第二活塞桿(第二桿)22配置在第二端蓋16側(cè)(在箭頭B的方向上)。
[0025]第一活塞桿20沿著軸線方向形成有大致相同的直徑，并且通過其一端插入通過第一端蓋14的第一桿孔40而被可移動地支撐，而在其另一端，開有螺紋孔56，第二活塞桿22的螺紋部62與螺紋孔56螺紋接合，并且該另一端插入活塞18的第一階梯部分52并且與活塞18的第一階梯部分52接合。
[0026]第二活塞桿22由形成在其一端的小直徑部58和形成在其另一端的大直徑部60組成，小直徑部58插入通過活塞18的通孔50，大直徑部60的直徑比小直徑部58的直徑大。小直徑部58包括螺紋部62，螺紋部62具有刻在小直徑部58的末端附近的外周表面上的螺紋。此外，通過螺紋部62在插入通過活塞18的通孔50的狀態(tài)下與第一活塞桿20的螺紋孔56螺紋接合，第一活塞桿20和第二活塞桿22連接到一起并將活塞18夾在兩者之間。此時，由于第一和第二活塞桿20、22通過第一和第二階梯部分52、54與活塞18接合，第一和第二活塞桿20、22和活塞18整體地連接到一起并且保持在相互同軸的狀態(tài)下。
[0027]進(jìn)一步，第二活塞桿22的大直徑部60通過其一端與活塞18的第二階梯部分54接合且其另一端插入通過第二端蓋16的第二桿孔42而被沿著軸線方向可移動地支撐。
[0028]此外，第一活塞桿20的直徑dl大于第二活塞桿22的大直徑部60的直徑d2(dl>d2)。另外，第一壓力接收表面18a形成在活塞18的面對第一缸室36的一端表面，并且第二壓力接收表面18b形成在活塞18的面對第二缸室38的另一端表面。第二壓力接收表面18b的第二壓力接收面積S2大于第一壓力接收表面18a的第一壓力接收面積S1(S2>S1)。
[0029]更具體地，第一活塞桿20的直徑dl大于第二活塞桿22的大直徑部60的直徑d2，并且因此，根據(jù)相對于活塞18的直徑D的差異，第一和第二壓力接收面積S1、S2為:第二壓力接收面積S2大于第一壓力接收面積SI (D-dl〈D-d2)。
[0030]接下來，參考圖4，將給出有關(guān)切換機構(gòu)32的描述，該切換機構(gòu)32連接到流體壓力缸10的供應(yīng)端口 26和排出端口 28。
[0031]切換機構(gòu)32例如由五端口電磁閥64組成，五端口電磁閥64能夠根據(jù)來自未圖示的控制器的控制信號切換向流體壓力缸10的供應(yīng)端口 26和排出端口 28的壓力流體的供應(yīng)狀態(tài)，并且切換機構(gòu)32包括:第一端口 70，該第一端口 70通過供應(yīng)管68連接到壓力流體供應(yīng)源66 ;第二端口 72，該第二端口 72連接到缸筒12的排出端口 28 ;第三端口 74，該第三端口 74被阻斷與外部連通；第四端口 76，該第四端口 76通過管30a連接到缸筒12的供應(yīng)端口 26 ;和第五端口 78，該第五端口 78在與大氣相通的狀態(tài)下與外部連通。另外，在控制信號沒有被輸出到切換機構(gòu)32的斷開狀態(tài)下，通過第一端口 70和第三端口 74之間的連接，來自壓力流體供應(yīng)源6