专利名称：压力缸装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压力缸装置，在各种工厂的自动化机器中用作产生往复运动的驱动源或致动装置，更具体地涉及一种设置在传送线之间使工件移动一定距离的压力缸装置。
现在在工厂中使用的工件传送系统包括多个连接起来的传送器或传送辊。一种这样的传送系统包括多个传送线，包括第一和第二传送线，它们相互垂直延伸并在设置转送单元处相互连接起来，转送装置把工件从第一传送线升起并转送到第二传送线。转送单元包括例如装有压力缸的提升装置。
图11，12中示出一个普通的装有压力缸的提升装置。提升装置2包括一压力缸6，它固定在底板8的中央并设有可沿箭头X(X1、X2)方向位移的活塞杆4。提升装置2还有一对可垂直移动地设在底板8上的对角位置上相对的导向杆10a，10b。上板14通过连接板12与活塞杆4和导向杆10a，10b的上端相连接。压力缸6有一个缸体16，该缸体16具有一对压缩空气进口/出口18a，18b设在缸体的侧壁，与各管20相连接。管20的另一端分别被管座22支承的管接头24a，24b相连接。被驱动源驱动的如传送带之类的工件传送系统(未示出)装在上板14上。
提升装置2的操作如下把管接头24a，24b通过管子(未示出)连到压缩空气源(未示出)。压缩空气源工作时，通过管接头24a，24b，管子20，和压缩空气进口/出口18a，18b把压缩空气送入压力缸6中。当压缩空气导入压力缸缸体16中的一个压力缸室，活塞移动，使活塞头4向上移动。与活塞杆4的上端连着的上板14受到导向杆10a，10b的导向沿箭头X1方向向上移动。当压缩空气导入压力缸体16中的另一个缸室，上板14沿箭头X2方向向下移动。
提升装置2设在上述的传送系统中，工件在第一传送线上供送到达一个预定位置时，致动压力缸6升起上板14，把工作升离第一传送线，高于第一传送线的一个传送带工作，夹住上升的工件并把其传到第二传送线。这样工件从第一传送线转送到与其垂直的第二传送线上。
普通的提升装置2的高度取决于设在底板8和上板14之间的压力缸6的垂直尺寸或高度。因此，提升装置2的高度不能比压力缸6的高度小。
普通的提升装置2另外的缺点是由于多个零件包括压力缸6，导向杆10a，10b和管座22等放在底板8和上板14之间，使提升装置由许多零件制成，要很多装配步骤来装置，使提升装置2的成本比较高。
本发明总的目的在于提供一种压力缸装置，具有较低的高度尺寸，以节省空间，同时包括单元式的组件以减少零件数，因而可以低成本及少的装配步骤来制造。
本发明的一个主要目的在于提供一种压力缸装置，它设计成可有效利用工件传送系统的垂直空间，使设置工件传送系统的安排有较大的选择自由。
本发明的另一个目的是提供一种压力缸装置，可便于检查及作维修工作，并便于更换零件。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种压力缸装置，包括一个底板；一个活塞，固定在所述的底板上，并且具有一个活塞头及与之连接的活塞杆；一个压力缸体，具有在所述的活塞头一侧限定的压力缸室及在所述的活塞头另一侧限定的另一个压力缸室，所述的压力缸体支承着可作相对于所述的底板沿所述的活塞的轴向作往复移动；所述的压力缸体的直径比与所述的直径垂直的轴向尺寸小；一个固定在所述的压力缸体上的上板；及一个导向件，固定成可以与所述的压力缸体的外圆周壁面作可滑动的接触，以便对压力缸体的往复运动导向。
通过下面参照附图对本发明实施例的说明，可对本发明上述及其它目的、特点及优点更清楚，附图中图1为本发明第一实施例的压力缸装置的透视图；图2为图1所示的压力缸装置上板升起状态的透视图；图3为图1所示的压力缸装置的底视图；图4为沿图3中IV-IV线剖切的纵剖面图；图5为图4所示压力缸装置上板升起状态的纵剖面图；图6示出压力缸室连通通道部分放大的剖面图；图7A示出一工件传送系统，其中图1所示的压力缸装置设在第一传送线与第二传送线接合处，图中示出一顶视图；图7B是图7A所示的工件传送系统的正视图；图8为本发明第二实施例的压力缸装置的底视图；图9为沿图8的IX-IX线剖切的剖面图；图10为图9所示压力缸装置上板升起的纵剖面图11为现有技术的提升装置的正视图；图12为图11的提升装置的底视图。
如图1所示，按照本发明的第一实施例的压力缸装置30主要包括一个水平的、基本为正方形的底板32，一个用螺钉33固定在底板32的台阶部分的壳体38(图3)，在壳体38中的基本为圆形横截面的通孔34中可垂直移动设置的缸体36(图4，5)，和与底板32有同样的形状并用螺钉40a-40d固定在缸体36上的一个上板42。一个圆形密封件46(图4，5)插在上板42和缸体36之间以保持缸室44a，44b(后面说明)的密封性。
底板32及上板42的四个角部分别有一组带内螺纹的连接孔48a-48d和50a-50d。压力缸装置30可借助螺钉(未示出)拧入例如在底板32上的内螺纹连接孔48a-48d而固定到另一元件上。或者，压力缸装置30也可借助螺钉(未示出)拧入上板42上的内螺纹连接孔50a-50b而固定到另一元件上。壳体38的四个角部，在靠近各连接孔48a-48b但与这些孔有一段距离处设置凹面52以便使连接孔48a-48b露出。
壳体38的三个外壁表面分别设有基本为T形截面的一对间隔的连接槽54a-54c(图3)，连接槽54a-54c沿箭头X(X1，X2)方向垂直延伸。壳体38的三个外壁面在各对连接槽54a-54c之间分别设有传感器连接槽56a-56c，连接槽56a-56c也沿箭头X(X1，X2)方向垂直延伸。压力缸装置30也可用带扩展头部的夹持器(未示出)在侧面支承在其它元件上，这些扩展头部与连接槽54a-54c的横截面形状互补并且分别装配在这些连接槽54a-54c中。由于连接槽54a-54c沿箭头X(X1，X2)方向垂直延伸，夹持器的垂直位置或高度可相对壳体38调节。
壳体38没有连接槽和传感器连接槽的另一外壁表面设有一对压缩空气进口/出口58a，58b，它们通过壳体38的外壁表面的下部设的各通气口59a、59b(图3)及底板32与活塞66中连通通道60a，60b，与各缸室44a，44b相连通(图6)。如图3，4，5所示，由合成树脂之类制成的圆筒形衬套(导向件)62同轴地装在由壳体38限定的圆形截面的通孔34中。圆筒形衬套62径向插在壳体38的内壁表面和压力缸体36的外表面之间。压力缸体36可沿着圆筒形衬套62的内壁表面轴向移动。
通过一对螺钉64a、64b拧透底板32并拧入活塞66中，把活塞66固定在底板32的中部(图4，5)。活塞66放置在壳体38的中心，并容放在压力缸体36限定的大直径孔中，并且轴向沿箭头X(X1，X2)的方向延伸，密封环68设置在包住活塞66的大直径凸缘，该凸缘用作活塞头，装在活塞66的上端并且可滑动地对着大直径孔的内壁。活塞66把压力缸体36的大直径孔分成上压力缸室44a及下压力缸室44b，上压力缸室44a轴向限定在活塞66的大直径凸缘和上板42之间，下压力缸室44b径向绕着用作活塞杆的活塞66的小直径部分，该小直径部分轴向在活塞66的大直径部分和连接在压力缸体36的下端上的环形的杆盖70之间。
压力缸体36的底端设有一环形台阶，环形杆盖70用螺钉72固紧到环形台阶，以环形密封件74包住活塞66，环形密封件74卡在环形的杆盖70中与活塞66的外圆周表面成滑动接触。如图4所示，压力缸体36的直径W大于其高度或径向R与H。
当压力流体通过连通通道60a导入上压力缸室44a，压力缸体60a沿箭头X1方向(如图5所示)沿着衬套62的内壁表面升起。当压力流体通过连通通道60b进入下压力缸室44b，压力缸体36沿箭头X2方向(如图4)沿着衬套62的内壁表面下降。
环形阻尼件(垫层件)76a装在活塞66的大直径凸缘的下表面，而环形阻尼件(垫层件)76b装在底板32的上表面包着活塞66。当压力缸体36在其向上运动的垂直冲程达到上端时，环形阻尼件76a与杆盖70的上表面紧贴。当压力缸体36在其向下运动的垂直冲程达到下端时，环形阻尼件76与杆盖70的下表面顶着。因此，在缸体36达到其垂直冲程的端部时，环形阻尼件76a、76b起到对冲击的缓冲及减小噪音的作用。当杆盖70的上端顶着活塞66的大直径凸缘时，杆盖70起到缸体36向上运动的垂直冲程上端的止挡作用。
如图3所示，活塞66，杆盖70，缸体36，衬套62相对正方形底板32对角线交点O，相互是同轴的。
如图3，4，5所示，磁铁78支承在压力缸体36的下端，在设在壳体38的各对传感器连接槽56a-56c附近。传感器80(见图1、2)固定在传感器连接槽56c中，可测出相应磁铁78的磁通量以便探测出压力缸体36相对壳体38的垂直位置。
如图3，4所示，在压力缸体36中由点O径向向外一段距离设有一个轴向导向孔82，固定在底板32上的导向杆84插在导向孔82中。导向杆84插在导向孔82中锁住压力缸体36阻止其相对底板32及壳体38的角度位移，并对缸体36相对底板82和壳体38的垂直运动导向。但是如果压力缸体36的外壁表面和壳体38的内壁表面成带角度的互补的形状，也可去掉导向杆84。
如图1，2，3所示，空气进口/出口89设在底板32中，并通过通道(未示出)与在底板32和压力缸体36之间及上板42和导向杆84之间限定的各腔室86，88连通。当压力缸36升起或降下时，空气从腔室86，88通过空气进口/出口孔89导入或排出。
下面说明本发明第一实施例的压力缸装置30的操作。
如图7A所示，一个工件传送系统包括第一传送线92和第二传送线94。第一传送线92包括多个供送辊90a-90f，它们设成相互平行，并可以为一个驱动源(未示出)转动以便沿着第一传送线92沿第一方向供送工件W。第二传送线94包括多个供送辊93a-93f，它们设成相互平行，并可以为一个驱动源(未示出)转动以便沿着第二传送线94沿第二方向传送工件W，该第二方向基本与第一方向垂直。压力缸装置30用螺钉拧过连接孔48a，48d拧入底座96上而固定在底座96上(见图7b)。压力缸装置30的上板42支承一个传送单元102，它包括一对基本平行的间隔着的传送带100a(100b)，它们绕在导向辊98a，98b上，可被驱动源(未示出)沿箭头方向移动。传送带100a，100b平行传送辊93a-93c延伸，并分别设在邻近的传送辊90b，90c及90b，90e之间。压力缸装置30的压缩空气进口/出口58a，58b通过管子(未示出)与压缩空气源(未示出)相连。
下面说明把工件W沿图7A中箭头方向从第一传送线92转移到第二传送线94上的过程。
当工件W达到传送带100a、100b上一定的位置时，一个探测器(未示出)探测出工件W，并输出一个探测到的信号，去操作一个方向控制阀(未示出)，因而把压缩空气供送到压力缸装置30的压缩空气进口/出口58a。供入的压缩空气使压力缸装30的上板42升起。升起的上板42把传送单元102上的工件提升脱离供送辊90a-90f。当传送单元102向上突出超出传送辊90a-90f，操作传送带100a，100b把工作W从第一传送线92转移到基本与第一传送线92垂直的第二传送线94上。
更具体地说，供入到压缩空气进口/出口58a的压缩空气通过底板32中的连通通道60a导入上缸室44a，把上板42沿箭头X1方向升起。这时，另一个压缩空气进口/出口58b与大气连通。上板42在导向杆84导向作用下随压力缸体36沿箭头X1方向升起直到上板42达到它的冲程的上端(见图5)。当上板42达到它的冲程的上端(见图5)，杆盖70顶住阻尼件76a，吸收冲击及减低噪音。在沿着箭头X1方向向上运动，传送带100a、100b分别通过邻近辊90b，90c及90d，90e之间的间隙向上突出(如图7B中两点-长划线所示)，把工件W支承离开传送辊90a-90f一定的距离。然后操作传送带100a，100b把工件W传到与第一传送线92垂直的第二传送线94上。因而，工件W被第二传送线94传送到要求的位置。
在工件W已转移到第二传送线94后，压缩空气供入压缩空气进口/出口58b，而压缩空气进口/出口58a与大气连通。然后上板42随压力缸体36沿箭头X2方向下降直到其到达冲程的下端(见图4)。
如上所述，支承上板42并使上板42沿箭头X1或X2方向移动的压力缸体36的直径W比压力缸体36的高度H大(见图4)。压力缸体36是可垂直移动地装在包住压力缸体36的壳体38中。压力缸体36和上板42可相对活塞66升起及降低，同时压力缸体36被圆筒形衬套62导向。
如果一个工件传送系统包括一对上下第一传送线92和一对与第一传送线92垂直的第二传送线94，那么可以设置两个上下压力缸装置30设在第一和第二传送线交接处，因为各压力缸装置30的高度比压力缸体36的直径W要小。因此，有效地利用了工件传送系统的垂直空间使它的设置可以对布置方案有较大的选择自由。
当从底板32上移去螺钉33，64a，64b及从上板42上移去螺钉40a-40d，可把压力缸体30、活塞66、杆盖70和其它部分拆开。因此可方便地对压力缸体36、活塞66、杆盖70和其它部件检查及维修，也可便于用新零件更换。
由于压力缸装置30的一些零件用螺钉固定及组装起来，压力缸装置30可由包括这些组装件的比较少的零件制成，与现有技术的提升装置(图11，12)比，本发明压力缸装置30以低的制造成本，用较少的装配步骤来制成。
按照本发明第二实施例的压力缸装置110示于图8-10。下面只说明其与第一实施例的压力缸装置30不同的部分。而与图1-7中相同的零件在图8-10中以相同标号标出并不再说明。
如图8-10所示，压力缸装置110与第一实施例的压力缸装置30的不同点在于活塞66的中心偏离正方形底板32的对角线相互交叉点O，压力缸装置110不设与第一实施例的导向杆84相当的导向杆来锁定压力缸体112相对底板32的角度位移。因此压力缸装置110用更少的零件制成，制造成本比第一实施例的压力缸装置30低。但是，压力缸装置110以与第一实施例的压力缸装置30同样的方式操作及提供同样的优点。
在第一和第二实施例中，压力缸体36，112相对固定在水平延伸的底板32上的活塞66作垂直位移。但是，底板32可以垂直安置，而压力缸体36，112设置成可相对垂直延伸的底板32上的活塞作水平位移。
虽然已经示出及详细说明了本发明的一些最佳实施例，但是可以明白本发明可作出很多改变及改型而不超出下面所附权利要求书的精神范围。
权利要求
1.一种压力缸装置，包括一个底板(32)；一个活塞(66)，固定在所述的底板(32)上，并且具有一个活塞头及与之连接的活塞杆；一个压力缸体(36)，具有在所述的活塞头一侧限定的压力缸室(44a)及在所述的活塞头另一侧限定的压力缸室(44b)，所述的压力缸体(36)支承着可作相对于所述的底板(32)沿所述的活塞(66)的轴向作往复移动；所述的压力缸体(36)的直径(W)比与所述的直径(W)垂直的轴向尺寸(H)小；一个固定在所述的压力缸体(36)上的上板(42)；及一个导向件，固定成可以与所述的压力缸体(36)的外圆周壁面作可滑动的接触，以便对压力缸体(36)的往复运动导向。
2.按照权利要求1的压力缸装置，其特征在于所述的导向件包括一个包住所述的压力缸体(36)的壳体(38)和插在所述的壳体(38)和所述的压力缸体(36)之间的一个衬套(62)，该衬套(62)固定成与所述的压力缸体(36)的外圆周壁面作可滑动的接触。
3.按照权利要求1的压力缸装置，其特征在于还包括一锁紧装置，用来在压力缸体(36)沿所述的活塞(66)的轴向往复运动时，锁定所述的压力缸体(36)相对所述的底板(32)的角度位移。
4.按照权利要求3的压力缸装置，其特征在于所述的锁紧装置包括固定在所述的底板(32)上的一导向杆(84)，和在所述的压力缸体(36)中限定的一个孔(82)，所述的导向杆(84)插在所述的孔(82)中。
5.按照权利要求1的压力缸装置，其特征在于所述的活塞(66)在相对所述的压力缸体(36)一个偏心位置固定在所述的底板(32)上。
6.按照权利要求1的压力缸装置，其特征在于还包括一装在所述的活塞(66)的表面与所述的压力缸体(36)接触的垫层件。
7.按照权利要求1的压力缸装置，其特征在于还包括一装在所述的压力缸体(36)或所述的底板(32)中一个之上的垫层件，用来与压力缸体及底板中另一个接触。
8.按照权利要求6或7的压力缸装置，其特征在于所述的垫层件是一个环形的阻尼件(76a)或(76b)。
9.按照权利要求1的压力缸装置，其特征在于还包括一磁铁(78)，设置在或靠近所述的压力缸体(36)的外圆周壁面。
10.按照权利要求9的压力缸装置，其特征在于所述的壳体(38)的至少一个外壁面设有多个传感器连接槽(56a-56c)，所述的压力装置有传感器装在所述的至少一个传感器连接槽(56a-56c)，用来与所述的磁铁(78)的共同磁性作用来测出所述的压力缸体(36)相对所述的壳体(38)的位置。
11.按照权利要求2的压力缸装置，其特征在于所述的壳体(38)设有一对压缩空气进口/出口(58a，58b)用来把压力流体交替导入所述的缸室(44a，44b)中，所述的底板(32)和所述的活塞(66)设有一对连通通道(60a，60b)，所述的压缩空气进口/出口(58a，58b)分别通过所述的连通通道(60a，60b)与所述的压力缸室(44a，44b)连通。
12.按照权利要求11的压力缸装置，其特征在于所述的底板的外壁面有一对通气口(59a，59b)，所述的压缩空气进口/出口(58a，58b)分别通过所述的通气口(59a，59b)与所述的连通通道(60a，60b)连通。
13.按照权利要求1的压力缸装置，其特征在于还包括一止挡件(70)，固定在所述的压力缸体(36)的端面用来限制压力缸体(36)沿所述的活塞(66)的轴向的往复运动。
14.按照权利要求4的压力缸装置，其特征在于所述的底板(32)和所述的压力缸体(36)之间限定了一个第一腔室(86)，而所述的上板(42)和所述的导向杆(84)之间限定了一个第二腔室(88)，所述的底板(32)设有空气进口/出口(89)用来向所述的第一腔室(86)和第二腔室(88)导入空气，及从这些腔室(86，88)中排出空气。
15.一个压力缸装置，包括一个底板(32)；一个活塞(66)，固定在所述的底板(32)上，并且具有一个活塞头及与之连接的活塞杆；一个压力缸体(36)，具有在所述的活塞头一侧限定的压力缸室(44a)及在所述的活塞头另一侧限定的压力缸室(44b)，所述的压力缸体(36)支承着可作相对于所述的底板(32)沿所述的活塞(66)的轴向作往复移动；一个固定在所述的压力缸体(36)上的上板(42)；一个导向件，固定成可以与所述的压力缸体(30)的外圆周壁面作可滑动的接触，以便对压力缸体(36)的往复运动导向，和把压力流体交替导入所述的压力缸室(44a，44b)中的装置，用来在所述的压力缸体(36)受到所述的导向件导向作用下相对所述的活塞(66)往复移动所述的压力缸体(36)和所述的上板(42)，使支承在所述的上板(42)上的工件移动。
16.按照权利要求15的压力缸装置，其特征在于所述的导向件包括一个包住所述的压力缸体(36)的壳体(38)和插在所述的壳体(38)和所述的压力缸体(36)之间的一个衬套(62)，该衬套(62)固定成与所述的压力缸体(36)的外圆周壁面作可滑动的接触。
17.按照权利要求15的压力缸装置，其特征在于还包括一锁紧装置，用来在压力缸体(36)沿所述的活塞(66)的轴向往复运动时，锁定所述的压力缸体(36)相对所述的底板(32)的角度位移。
18.按照权利要求17的压力缸装置，其特征在于所述的锁紧装置包括固定在所述的底板(32)上的一导向杆(84)，和在所述的压力缸体(36)中限定的一个孔(82)，所述的导向杆(84)插在所述的孔(82)中。
19.按照权利要求15的压力缸装置，其特征在于所述的活塞(66)在相对所述的压力缸体(36)一个偏心位置固定在所述的底板(32)上。
20.按照权利要求15的压力缸装置，其特征在于还包括一装在所述的活塞(66)的表面与所述的压力缸体(36)接触的垫层件。
21.按照权利要求15的压力缸装置，其特征在于还包括一装在所述的压力缸体(36)或所述的底板(32)中一个之上的垫层件，用来与压力缸体及底板中另一个接触。
22.按照权利要求20或21的压力缸装置，其特征在于所述的垫层件是一个环形的阻尼件(76a)或(76b)。
23.按照权利要求15的压力缸装置，其特征在于还包括一磁铁(78)，设置在或靠近所述的压力缸体(36)的外圆周壁面。
24.按照权利要求23的压力缸装置，其特征在于所述的壳体(38)的至少一个外壁面设有多个传感器连接槽(56a-56c)，所述的压力装置有传感器装在所述的至少一个传感器连接槽(56a-56c)，用来与所述的磁铁(78)的共同磁性作用来测出所述的压力缸体(36)相对所述的壳体(38)的位置。
25.按照权利要求16的压力缸装置，其特征在于所述的壳体(38)设有一对压缩空气进口/出口(58a，58b)用来把压力流体交替导入所述的缸室(44a，44b)中，所述的底板(32)和所述的活塞(66)设有一对连通通道(60a，60b)，所述的压缩空气进口/出口(58a，58b)分别通过所述的连通通道(60a，60b)与所述的压力缸室(44a，44b)连通。
26.按照权利要求25的压力缸装置，其特征在于所述的底板的外壁面有一对通气口(59a，59b)，所述的压缩空气进口/出口(58a，58b)分别通过所述的通气口(59a，59b)与所述的连通通道(60a，60b)连通。
27.按照权利要求15的压力缸装置，其特征在于还包括一止挡件(70)，固定在所述的压力缸体(36)的端面用来限制压力缸体(36)沿所述的活塞(66)的轴向的往复运动。
28.按照权利要求18的压力缸装置，其特征在于所述的底板(32)和所述的压力缸体(36)之间限定了一个第一腔室(86)，而所述的上板(42)和所述的导向杆(84)之间限定了一个第二腔室(88)，所述的底板(32)设有空气进口/出口(89)用来向所述的第一腔室(86)和第二腔室(88)导入空气，及从这些腔室(86，88)中排出空气。
全文摘要
一种压力缸装置(30)，包括一个底板(32)；一个活塞(66)，固定在所述的底板(32)上，并且具有一个活塞头及与之连接的活塞杆；一个压力缸体(36)，具有在所述的活塞头一侧限定的压力缸室(44a)及在所述的活塞头另一侧限定的压力缸室(44b)，所述的压力缸体(36)支承着可作相对于所述的底板(32)沿所述的活塞(66)的轴向作往复移动；一个固定在所述的压力缸体(36)上的上板(42)；及一个衬套(62)，固定成与所述的缸体的外圆周壁面滑动接触对缸体的运动导向。
文档编号F15B15/28GK1135024SQ9610086
公开日1996年11月6日 申请日期1996年1月15日 优先权日1995年1月17日
发明者饭田研治, 大野修治, 小林研 申请人:Smc株式会社, 松下电器产业株式会社