CN101191508A - 线性致动器 - Google Patents

Abstract

缸体(12)包括由第一导向沟槽(30)和第一鼓突部(32)形成的第一导向面(22)，其中滑台(14)经由导向机构(18)可移动地支承在第一导向面(22)上。此外，构成导向机构(18)的导向块(118)的导向元件(136a、136b)***并固定在第一导向沟槽(30)内。另外，缸体(12)配备有第二导向面(24)，其形成的形状与第一导向面(22)基本相同。在第一导向面(22)向上定向且滑台(14)装在其上的情况下，第二导向面(24)充当安装面，而在第二导向面(24)向上定向且滑台(14)装在其上的情况下，第一导向面(22)充当该安装面。

Description

线性致动器

技术领域

本发明涉及一种线性致动器，用以通过自流体入口/出口引导加压流体而实现滑台沿缸主体轴向的往复运动。

背景技术

迄今为止，已将例如由流体压力缸等构成的线性致动器用作各种工件的传送机构。线性致动器用于通过滑台沿缸体的往复移动传送装载并置放在滑台上的工件。

正如在日本专利No.3795968的说明书中披露的，本申请人已提出一种线性致动器，其具有自缸主体的侧面供给和排放加压空气的端口、可调节滑台位移量的调节器、以及内装有能检测滑台位移量的传感器的传感器沟槽。

对于此种线性致动器，为了依照要求使用致动器，相对于缸主体上的对称侧面，存在改变端口、调节器等配置的需求，从而与使用环境及其预期的使用目的对应。在此情况下，备有另一个线性致动器，其具有设置在其对应的相对侧面上的端口、调节器等，随后与原始线性致动器互换。不过，由于需制备两类线性致动器，增加了设备成本，此外，由于一次只需使用一个线性致动器，就需要存储另一个线性致动器的空间，由此让线性致动器的操纵变得麻烦。

为了解决该问题，例如，正如在日本专利No.3066317中披露的，已知一种线性致动器，其中的端口、调节器安装元件以及传感器沟槽都分别事先相对于缸体的两侧面形成，由此能根据线性致动器的预期使用或应用选择性地使用任一个。

不过，就上述传统技术而言，由于各端口、联接传感器的传感器沟槽以及调节器的安装元件分别相对于缸体的两侧面布置，就需要确保两侧面的尺寸大，连带着也让缸体的规模变得较大。因此，整个线性致动器本体自身的尺寸较大。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种线性致动器，缸体的尺寸制作得不大，但缸体相对于滑台的装配方向却可对应于线性致动器的使用环境选择性地改变。

自下面结合通过例证性实例示出本发明优选实施例的附图作出的说明，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将显而易见。

附图说明

图1是示出根据本发明一实施例的线性致动器的外透视图；

图2是图1所示线性致动器的分解透视图；

图3是图1所示线性致动器的顶视平面图；

图4是示出图1的线性致动器固定在联接表面上的状态的侧视图；

图5是拆卸图1的线性致动器的缸体和导向机构的分解透视图；

图6是沿图1所示的线性致动器的轴向所示的局部横截面图；

图7是沿图1的线VII-VII所示的横截面图；

图8是沿图3的线VIII-VIII所示的横截面图；

图9是示出图7缸体的第一导向面和导向块的附近情况的放大横截面图；

图10是示出图1所示的线性致动器中缸体反向且装配方向相对于滑台改变的情况的分解透视图；

图11是示出图10的线性致动器的装配状态的外透视图；

图12是图11所示的线性致动器的侧视图。

具体实施方式

在图1中，参考标号10表示根据本发明一实施例的线性致动器。

如图1至7所示，线性致动器10包括缸体12、滑台14以及导向机构18，缸体12在横截面上大致为矩形形状，滑台14沿着缸体12的轴向往复移动，导向机构18装在缸体12与滑台14之间且通过一对销元件(定位机构)16保持在缸体12上。此外，如图4所示，阐明了线性致动器10的固定情形，即，由缸体12的下侧形成的第二导向面24邻靠着另一装置(未示出)的安装面20。

缸体12由第一和第二导向面22、24(导向面)、第一和第二侧面26、28(侧面)构成，第一和第二导向面22、24形成有在基本水平的方向上延伸的宽度形状且能支承导向机构18，第一和第二侧面26、28形成有较窄的宽度且基本垂直于第一和第二导向面22、24定向。

第一导向面22布置在缸体12的上侧，其中第一导向面22在其上包括一对沿着轴向延伸且凹进预定深度的第一导向沟槽30(沟槽)、位于第一导向沟槽30之间的第一鼓突部32以及一对设置于第一导向沟槽30外侧的第一安装段34。第一导向面22绕着充当中心的第一鼓突部32对称地成形，第一鼓突部32形成在缸体12的中央区域中。

第一导向沟槽30包括锥形面36，其倾斜成在宽度上朝着第一鼓突部32的侧面逐渐扩展。锥形面36各自相对于第一导向沟槽30的底面角度基本相同地成形。第一导向沟槽30的底面充当支承面38，其用于支承导向机构18的导向块118。

此外，第一鼓突部32的端面形成为与第一安装段34的端面基本一致的平面。具体而言，在第一导向面22上，隔开预定间距且其间插有第一鼓突部32的一对第一导向沟槽30凹进第一导向面22至预定深度，此外，设置于第一导向沟槽30外侧的一对第一安装段34形成有与第一鼓突部32基本相同的高度。除非另有说明，否则第一导向面22形成有自第一鼓突部32、第一导向沟槽30以及第一安装段34突出和凹进的形状。

另外，内插销元件16的一对第一销插孔40隔开预定间距地形成在第一鼓突部32上，且一对联接孔44a邻近第一销插孔40形成，该对联接孔44a贯穿缸体12且让连接螺钉42经由其中而***，供导向机构18联接到缸体12上之用。

沿着轴向延伸的一对传感器联接沟槽(安装沟槽)46形成在缸体12的第一侧面26上，且用以联接调节滑台14位移量的调节器48的第一凹槽50形成在缸体12的第二侧面28上，其中调节器48借助于螺钉52装在第一凹槽50中(见图6)。能检测内置于缸体12的活塞54的位置的传感器(未示出)安装在传感器联接沟槽46中。

调节器48包括块体56、经由螺母58旋进块体56的孔中且固定在块体56上的调节螺栓60以及装于调节螺栓60一端的阻尼器62。此外，滑台14在轴向上的位移量通过调节螺栓60相对于块体56的螺旋旋转随意调节，由此调节出让调节螺栓60自块体56突出的突伸量。

另一方面，大致平行于轴向设置的一对穿孔64a、64b形成在缸体12的内部。活塞密封圈66和磁体68装在其外周面上的活塞54和与活塞54连接的活塞杆70以可移动的方式各自安置在穿孔64a、64b内。浮动轴衬73经由螺钉72分别与活塞杆70的端部连接，而活塞54分别与活塞杆70的其它端部连接。

穿孔64a、64b的端部由端帽76(经紧固圈74装在端部内)封闭，而穿孔64a、64b的其它端部由圈78、杆密封圈80以及轴环82(经紧固圈74保持在其内)封闭。O型密封圈84通过环形沟槽装配到轴环82的外圆周面上。因此，各个穿孔64a、64b内的密封条件分别得以由端帽76和轴环82维持。

此外，由端帽76和轴环82封闭的第一缸内腔86和第二缸内腔88分别限定在这对穿孔64a、64b内。第一和第二缸内腔86、88通过一对形成在该对穿孔64a、64b之间的连通通道90a、90b相通。另外，相隔预定间距的一对流体入口/出口92a、92b形成在缸体12上的第二侧面28上。流体入口/出口92a、92b形成为分别与其间夹置有活塞54的第二缸内腔88的两端侧相通(见图6)。

另一方面，形成缸体12下侧的第二导向面24具有与第一导向面22相同的形状，且包括一对沿轴线延伸且凹入第二导向面24一预定深度的第二导向沟槽94(沟槽)、设置于第二导向沟槽94之间的第二鼓突部32以及一对设置于第二导向沟槽94外侧的第二安装段98。第二导向面24绕着充当中心的第二鼓突部96对称地成形，第二鼓突部96形成在缸体12的中央区域中。

此外，第二鼓突部96的端面形成为与第二安装段98的端面基本一致的平面。具体而言，在第二导向面24上，隔开预定间距且其间插有第二鼓突部96的一对第二导向沟槽94凹进第二导向面24至预定深度，另外，位于第二导向沟槽94外侧的一对第二安装段98形成有与第二鼓突部96基本相同的高度。除非另有说明，否则第二导向面24形成有自第二鼓突部96、第二导向沟槽94以及第二安装段98突出和凹进的形状。

另外，内插销元件16且隔开预定间距的一对第二销插孔100形成在第二鼓突部96上。一对联接孔44a在邻近第二销插孔100的区域贯穿第二鼓突部96。

横截面大致为L形的滑台14由安置在缸体12的第一导向面22上的台主体102和通过一对螺栓104与台主体102垂直连接的端板106形成。浮动轴衬73通过半圆形的开口维持在端板106中。结果是，该对布置在缸体12和滑台14内的活塞54通过活塞杆70和浮动轴衬73互连(见图6)。

台主体102的横截面大致形成为U形，隔开预定间距的第一孔102a形成在其例如要安放工件(未示出)的顶面上。端帽(连接元件)107可***第一孔102a中(见图8)，该端帽107能定位滑台14和导向块118，后面会加以讨论。端帽107例如由比如橡胶等的弹性材料制成，并且形成为底部为圆柱体(bottomed cylinder)的形状。端帽107自其开口端侧***第一孔102a中，于是第一孔102a就由端帽107的底部107a封闭。

此外，台主体102包括一对支承元件108，其自台主体102的两侧基本垂直地朝缸体12突出。沿着轴向延伸的滚珠滚槽110形成在支承元件108的相互面对的内壁表面上(见图7)。

另外，分别以预定深度凹进的第二凹槽112形成在沿台主体102的轴向延伸的两侧面上。具有长方体形状的止挡块114通过螺钉116固定在第二凹槽112的一个中。因此，止挡块114与滑台14一体地移动。此外，滑台14在轴向上的位移量是通过止挡块114与装在缸体12上的调节器48的邻靠而调节的。

导向机构18包括扁平形导向块118、各对滚珠返回元件120、覆盖元件122以及刮件124(其分别沿着导向块118的轴向装在两端)、以及一对销元件16(其将导向块118保持在缸体12上)。半圆的滚珠返回槽128形成在覆盖元件122上，由此使得滚珠轴承126通过与滚珠返回元件120相互作用而循环。

贯穿导向块118的第二孔129面向滑台14的第一孔102a地成形。具体而言，台主体102布置在导向块118的顶上，于是通过经第一孔102a将盖帽107***第二孔129中，端帽107就借助于弹力保持在第一孔102a和第二孔129中，这样包括台主体102的滑台14就与导向块118一体连接。

此外，滚珠滚槽130(见图5)沿着轴向形成在导向块118的两侧面，并且，一对隔开预定间距且沿轴向贯穿的滚珠循环孔132形成在邻近滚珠滚槽130的区域上。

具体地说，滚珠循环通道是通过将形成在台主体102的支承元件108中的滚珠滚槽110、导向块118的滚珠滚槽130、滚珠循环孔132以及覆盖元件122的滚珠返回槽128连接而成而构造的。布置在导向机构18顶上的滑台14可通过让多个滚珠轴承126沿着滚珠循环通道滚动而平稳地往复移动。横截面基本上为矩形突出的突起134形成在导向块118的两端，其中突起134接合在覆盖元件122内(见图10)。

另外，如图7所示，隔开预定间距的一对导向元件136a、136b沿轴向在导向块118的底面118a上延伸。导向元件136a、136b自底面118a以指定高度向外鼓出，此外，其横截面结构形成为在宽度上沿移动离开底面118a的方向而渐窄。对于导向元件136a、136b而言，除非另有说明，否则导向元件136a、136b相互面向的内侧面136c的横截面形状都形成为基本上为梯形，分别以宽度上渐窄的预定角度倾斜，此时导向块118的底面118a充当基准点。

此外，当导向块118装在缸体12的第一导向面22上时，该对导向元件136a、136b分别***第一导向沟槽30中，导向元件136a、136b的端面邻靠第一导向沟槽30的支承面38。由此，导向块118支承在缸体12上，且与导向块118连接的滑台14相对于缸体12可移动地被支承。

另一方面，如图9所示，导向块118的底面118a与缸体12的第一鼓突部32之间设有预定间隔的间隙C1，与此同时，导向元件136a、136b的内侧面136c与第一导向沟槽30的锥形面36之间同样也额外地设有预定间隔的间隙C2。具体而言，在导向块118中，仅导向元件136a、136b的端面通过第一导向沟槽30邻靠缸体12，且除导向元件136a、136b端面以外的区域相对于缸体12以预定间隔处于非接触的状态下。

另外，销插孔(未示出)隔开预定间隔地形成在导向块118的底面118a上，以在其内***一对销元件16。此外，一对旋进螺钉的联接孔44b在邻近销插孔的区域形成并且贯穿导向块118。因此，装在缸体12内的销元件16***导向块118的底面中，于是导向块118相对于缸体12定位，且包括导向块118的导向机构18通过连接螺钉42螺纹接合到联接孔44b中而装配到缸体12的上部。

此外，在上述线性致动器10中，如图1所示，当自滑台14的端板106的一侧观察时，流体入口/出口92a、92b、调节器48以及止挡块114设置并且定位在左侧，而传感器联接沟槽46设置于右侧。

本发明实施例的线性致动器10基本上如上所述地构造。接下来，将描述线性致动器10的操作和有益效果。

首先，处于来自未示出的加压流体源的压力之下的流体被引入一个流体入口/出口92a中。在此情况下，另一个流体入口/出口92b通过未示出的方向控制阀的切换操作处于通向大气的状态下。

因此，加压流体通过连通通道90a自与流体入口/出口92a相通的第二缸内腔88供给到第一缸内腔86中。活塞54依靠已经引入第一和第二缸内腔86、88中的压力流体压向滑台14的端板106(在图6箭头A的方向上)。此外，与活塞杆70接合的浮动轴衬73通过活塞54在箭头A的方向上移动，于是滑台14就与端板106一体地移动，而滚珠轴承126承受滚动运动。

由此，滑台14在由导向机构18导向的同时在端板106移动离开缸体12的方向上(箭头A的方向)移动，其中滑台14的位移是通过与滑台14一起移动的止挡块114与阻尼器62的邻靠而调节的，于是滑台14就到达其位移终端位置。在此情况下，滑台14的位移量就可通过松开螺母58且相对于块体56螺旋旋转调节螺栓60而随意调节。

另一方面，在滑台14在与上述方向相反的方向上(箭头B的方向)移动的情况下，加压流体被供给到另一个流体入口/出口92b，而流体入口/出口92a在方向控制阀(未示出)的切换作用下处于通向大气的状态下。加压流体随后通过连通通道90b自第二缸内腔88引入第一缸内腔86中，于是活塞54通过供给到第一和第二缸内腔86、88的加压流体被压向端帽76的那侧(箭头B的方向)。

因此，通过与活塞杆70接合的浮动轴衬73，滑台14在箭头B的方向上移动，于是端板106邻近缸体12的那侧，且滑台14还原到其如图1所示的初始位置。

接着，阐述上述线性致动器10上的第一导向面22向下定向且固定到另一装置(未示出)的安装面20(见图4)的情形，其中的第二导向面24向上定向，且缸体12的装配方向改变，使得滑台14相对于第二导向面24安装。

首先，一开始通过第二导向面24固定在安装面20上的缸体12自安装面20上拆除，且多个连接螺钉42螺旋旋转并旋松，于是导向块118就自缸体12上拆下来。包括导向块118的滑台14也自缸体12上拆下来。

另外，与滑台主体102上的一个侧面连接的止挡块114通过旋松螺钉116而拆下来，同样通过旋松螺钉52一同拆下安装到缸体12的第二侧面28上的调节器48。在此情况下，由于构成滑台14的滑台主体102通过盖帽107与构成导向机构18的导向块118一体连接，滑台主体102和导向块118彼此不会分离。因此，滚珠轴承126可靠地保持在导向块118与滑台14之间，且防止了滚珠轴承126脱落。

接着，一开始放置成使其第一导向面22如图4所示面朝上的缸体12倒置，于是第一导向面22此时面朝下(见图12)。因此，先前邻靠另一装置的安装面20的缸体12的第二导向面24朝上定位，并且，由构成第一导向面22的第一鼓突部32和第一安装段34组成的端面邻靠安装面20。

此外，导向机构18是相对于缸体12的朝上定位的第二导向面24布置的，其中导向块118的导向元件136a、136b安装成，其间夹有第二鼓突部96且同时邻靠第二导向沟槽94。另外，在缸体12和导向块118通过销元件16相对定位之后，通过缸体12的联接孔44a***的连接螺钉42各自旋进导向块118的联接孔44b中，由此导向机构18相对于缸体12固定。

具体地说，构成导向机构18的导向块118的导向元件136a、136b是以邻靠第二导向沟槽94的支承面38的状态固定的。

此时，因为具有第二导向沟槽94和第二鼓突部96的第二导向面24是以与之前在其上布置有导向机构18的第一导向面22相同的形状成形的，所以在导向块118的底面118a与第二鼓突部96之间形成有间隙C1，还在导向元件136a、136b的内侧面与第二导向沟槽94的锥形面36之间形成有间隙C2。

另外，在导向机构18已装到缸体12上之后，如图10所示，止挡块114装在滑台主体102的第二凹槽112中且通过螺钉116固定在那里，而调节器48经由螺钉52固定在缸体12的第二侧面28上，从而面向止挡块114(见图11)。

最后，通过将缸体12的第一导向面22置于安装面20上，缸体12通过形成为基本呈平面的表面的第一鼓突部32和第一安装段34邻靠安装面20。通过将缸体12固定在安装面20上，线性致动器10以缸体12相对于滑台14的联接方向改变的状态安装在另一装置上。

具体而言，如图11所示，缸体12相对于滑台14的联接方向改变，于是当自滑台14的端板106那侧观察时，传感器联接沟槽46置于左侧，而流体入口/出口92a、92b、调节器48以及止挡块114置于右侧。

在线性致动器10中，缸体12与滑台14之间的联接再次改变以便向上定位第一导向面22的操作情形与上述情形相同，即，改变联接方向，使得缸体12的第二导向面24向上定位。

如上所述，在本实施例中，缸体12上的第一和第二导向面22、24形状相同，分别包括成对的能相对于第一和第二导向面22、24引导滑台14的第一和第二导向沟槽30、94以及位于第一和第二导向沟槽30、94之间的第一和第二鼓突部32、96。另一方面，一对导向元件136a、136b设置于沿第一和第二导向沟槽30、94导向的导向块118上。

因此，包括导向机构18的滑台14和调节器48与缸体12一次脱离，并且，在缸体12被布置成第一或第二导向面22或24中的任一个限定其安装面20侧之后，滑台14和调节器48可再安装在缸体12向上指向的第一导向面22或第二导向面24中的任一个上。按此方式，滑台14和缸体12的相对装配方向就可采用简单的操作改变，因此，单个线性致动器10可响应于流体入口/出口92a、92b、调节器48以及传感器联接沟槽46在定位和布置上的变化。

因此，无需额外地准备另一个在线性致动器10相对侧面上具有相应端口、传感器沟槽等的线性致动器，从而与线性致动器10的使用环境或预期使用对应。因此，可节省线性致动器10所需的设备成本，同时也降低了线性致动器10的管理费用。

此外，由于传感器联接沟槽46设在缸体12的第一侧面26上而流体入口/出口92a、92b和能安装调节器48的第一凹槽50设在另一第二侧面28上的结构，与相应的端口、传感器沟槽等分别设在缸体两侧面上的传统线性致动器相比，形成缸体12两侧面的第一和第二侧面26、28的尺寸可以极小(表面积)。因此，通过最小化第一和第二侧面26、28的面积，缸体12的尺寸也可制作得较小，线性致动器10随之亦可在轮廓上制得更薄一些。

另外，当导向机构18装在缸体12上的第一导向面22或第二导向面24上时，第一和第二鼓突部32、96与导向决118的底面118a之间设有间隙C1，此外，第一和第二导向沟槽30、94的锥形面36与导向元件136a、136b的内侧面136c之间设有间隙C2。由此例如即便在第一和第二鼓突部32、96或装在安装面20上的第一和第二安装段34、98因某种原因而变形的情况下，这样的变形也会被间隙C1、C2吸收，并且，防止了如此变形的缸体12相对于导向块118的接触。因此，缸体12的变形不会带来不利的影响，并且，包括导向机构18的滑台14能可靠而有效地装配到缸体12上。

再有，通过分别在缸体12的第一和第二导向面22、24上提供第一和第二销插孔40、100，以及通过将已经***第一和第二销插孔40、100中的那对销元件16***导向块118对应的销插孔中，缸体12与导向块118之间的定位就能可靠容易地进行。除非另有说明，当缸体12和包括导向块118的滑台14一同装配时，此种相对定位的再现性可提高。

此外，盖帽107相对于滑台14的第一孔102a和构成导向机构18的导向块118的第二孔129是可拆卸地设置的。因此，由于滑台14和导向块118可通过盖帽107容易牢固地连接，再装配滑台14时的操作性能就得以提高。

本发明的线性致动器不局限于上述实施例，当然可采用各种其它不脱离本发明基本特征和要旨的结构。

Claims (9)

1.一种线性致动器，其具有滑台(14)，该滑台借助于从流体入口/出口(92a、92b)引入的加压流体沿缸体(12)的轴向往复移动，该致动器包括：

缸体(12)，该缸体具有将所述加压流体引入其中的缸内腔(86、88)；沿轴向延伸且在其上形成流体入口/出口(92a、92b)的一个侧面(28)；在其上形成安装沟槽(46)以能安装检测器来检测置于所述缸内腔(86、88)内的活塞(54)的位移量的另一侧面(26)；以及一对基本垂直于所述侧面(26、28)设置的导向面(22、24)；

滑台(14)，其面向所述导向面(22、24)中的一个设置，且沿所述缸体(12)的轴向可移动；

缸机构，在设置于所述缸内腔(86、88)内的活塞(54)的位移作用下，该缸机构实现所述滑台(14)的往复运动；

导向机构(18)，其具有导向块(118)，该导向块安装在所述一对导向面(22、24)中的一个上，且在其内形成有循环通道以使多个滚动体(126)滚动循环，并用于沿所述缸体(12)的轴向引导所述滑台(14)，

其中，所述导向机构(18)相对于所述导向面(22、24)可拆卸地安装。

2.如权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，所述导向机构(18)安装在所述一个导向面(22)上，且另一个导向面(24)用作当所述缸体(12)固定在另一部件上时的安装面。

3.如权利要求2所述的线性致动器，还包括：

安装段(32、34、96、98)，该安装段基本平行于所述缸体(12)的轴线形成并且位于所述导向面(22、24)上基本相同的平面内；以及

一对沟槽(30、94)，其相对于所述缸体(12)的轴线对称布置且相对于所述导向面(22、24)上的所述安装段(32、34、96、98)凹进预定深度；

其中，所述导向块(118)的导向元件(136a、136b)分别***并支承在所述沟槽(30、94)中，并且，设有间隙(C1)，该间隙限定所述导向块(118)的底面(118a)与所述导向面(22、24)之间的预定间隔。

4.如权利要求3所述的线性致动器，其特征在于，所述安装段(32、96)设置在所述缸体(12)的轴线上，并且，设置在所述安装段(32、96)与所述沟槽(30、94)之间的锥形面(36)被设置成相对于所述导向块(118)的导向元件(136a、136b)横跨一预定间隔的间隙(C2)。

5.如权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，定位机构设置在所述导向块(118)与所述缸体(12)之间，该定位机构执行所述导向块(118)与所述缸体(12)之间的相对定位。

6.如权利要求5所述的线性致动器，其特征在于，所述定位机构包括一对***所述缸体(12)上的孔(40)中和所述导向块(118)的底面中的销(16)。

7.如权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，将所述滑台(14)和所述导向块(118)彼此连接的连接元件(107)安装在所述滑台(14)和所述导向块(118)内。

8.如权利要求7所述的线性致动器，其特征在于，所述连接元件(107)由弹性材料形成底部为圆柱体的形状，其对应地***所述滑台(14)的孔(102a)中和所述导向块(118)的孔(129)中。

9.如权利要求1所述的线性致动器，其特征在于，能够调节所述滑台(14)位移量的调节器(48)设置在所述缸体(12)的一个侧面(28)上。

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