CN1131239A - 线性致动器 - Google Patents

Abstract

本发明之目的在于提供一种线性致动器，该线性致动器具有：活轴线方向贯通之贯通孔与上面制成开口的致动器本体、一组端块、可向X或Y方向来回运动之滑动台、连结固定在端块，且连通流体进出口通路的一组筒状件、和随着滑动台变位之连结件、以及相对在上述连结件的固定，将上述各圆筒件之外周面围成气密，且能滑动变位之盖件、和由上述盖件闭塞从而连通到上述通路的压力室。

Description

线性致动器

本发明是关于一种由流体进出口导入压力流体，沿致动器本体之轴线方向，使滑动台往复动作的线性致动器。

过去对工作物之输送装置，都使用线性致动器者。此种线性致动器，是通过缸体，使滑动台作直线之往复运动，将上述滑动台上装载的工作物输送。

有关线性致动器之先有技术，例如：日本专利公报、实开平5-42716号公开之技术构思。如图19所示，流体压缸是由缸体1、及上述缸体内部以水平排列并有一对缸室2、3，及设于上述缸室2、3之间，连结在上述缸室2、3并在缸体1上开口，并且在上述开口之长度方向对正上述缸室2、3排列之同一方向的长孔4、以及连通上述缸室2、3之一对压力供应孔(图中未示出)、还有插在上述缸室2、3，而能往复动作，同时具备对同一方向滑动之一对活塞5、6、及以非接触状况挟持在上述活塞5、6间，其轴中心线垂直安置在上述长孔内，随上述活塞5、6移动的杆7，以及配置在上述缸体1上方，与上述杆7相连之台板18及装设在上述台板18之循环球轴承(图未示出)及设置在上述缸体1并与上述的循环球轴承结合的轨道沟(图未示出)所构成。而，图中的参照符号8、9是代表端盖，符号14、15则表示压力室。

然而，有关上述先有技术的液压缸是由活塞5、6往复动作在其缸体1内作为缸室2、3之贯通孔。则上述缸体1具循环球轴承之引导功能，而从耐磨耗性之观点来说，该上述缸体1必须由高硬度材料制成。通常是用钢经热处理可获得高硬度材料。只因为热处理之缸室2、3，容易产生变形，故在热处理后还须进行矫正上述变形而且还要作研磨或车削加工。结果，导致加工过程烦琐、制造成本增加等缺陷。

上述液压缸，其活塞5、6都是以非接触状态挟持线接触的杆7，使该活塞5、6传递往复动作作用在台板18。因此，例如工作物等之重量加上台板18之负载时，上述负载将传递到相互垂直的活塞5、6及杆7之连结部位。此时，因杆7是以非接触状态之线接触方式挟持在活塞5、6上，故在长时间使用后将使上述活塞5、6与杆7之接触面造成磨耗，引起台板18之移动精度降低的问题。

本发明之目的是提供一种，结构简单制造成本低，同时可使台板之移动精度不会降低从而提高其寿命的线性致动器。

本发明的另一目的是提供，将端块及筒状构件一体制成以减少构件数达到降低制造成本的线性致动器。

本发明的再一个目的是提供一种在致动器本体相对向之任一端的侧面制成探测器固定槽的轨道件使其有选择性装卸的线性致动器。

本发明的另外的目的是提供一种可提高装在探测器固定槽上探测器之灵敏度的线性致动器。

依据本发明，可由致动器之一端之流体进出口导入压力流体，通过筒状件之通路，供给以盖件封闭的压力室，由上述压力流体，再推压与连结件形成面接触之盖件的内壁面，以此推力逐渐使连接件移位。因此，与上述连结件相连之滑动台，可沿致动器本体之轴线方向移动。

再从另一端之流体进出口导入压力流体，使其对另一压力室供给压力流体，这样与上述方向的反方向而使滑动台移位。从而使滑动台作往复运动。

图1表示本发明的第一实施例之线性致动器的斜视图。

图2是沿图1II-II线之纵断面图。

图3是沿图2III-III线之纵断面图。

图4是沿图2IV-IV线之纵断面图。

图5表示图1所示线性致动器之底面图。

图6表示从图1之线性致动器卸下滑动台时之斜视图。

图7是构成图1线性致动器之滑动台之分解斜视图。

图8表示本发明第二实施例之线性致动器斜视图。

图9是沿图8IX-IX线之纵断面图。

图10是沿图9之X-X线之纵断面图。

图11是沿图9XI-XI线之纵断面图。

图12是沿图9XII-XII线之纵断面图。

图13表示本发明之第三实施例之线性致动器之斜视图。

图14表示图13所示之线性致动器之侧面图。

图15是沿图14之XV-XV线之纵断面图。

图16表示本发明之第四实施例之线性致动器之斜视图。

图17是图16所示线性致动器之侧面图。

图18表示结合图16所示的构成线性致动器滑动台侧面部的磁铁固装片之斜视图。

图19表示先有技术液压缸之断面图。

就本发明的线性致动器，列举优先实施例，参照附图详细说明如下：

图1是本发明第一实施例的线性致动器之斜视图。此线性致动器20如图1所示，具有基本上呈长方体的致动器本体22，及沿上述致动器本体22长度方向之两端部借助螺栓23连结，且固定的一组端块24、26，以及凸出在上述致动器本体22上面，与之形成一体之导引部28，作直线往复运动的滑动台30一起构成。

致动器本体上面有四个呈半长圆形之切除部32，上述切除部32有贯通至其底面的固定孔34。致动器本体22上面中央部设置有导引部28，上述之连结件36有自由移位而设置之开口部38(参照图2及图6)。上述致动器本体22上面之端缘有与上述开口部38平行的一对长孔40a、40b，上述一对长孔40a、40b是与连结件36之弯曲端部42配合成为导孔。上述致动器本体22之底面，具有长方形之一对窗部44a、44b及略呈正方形的较大窗部44c(参照图5)。而在致动器本体22之内部，沿轴线方向设有连通上述开口部38、长孔40a、40b及部44a-44c之贯通孔46。上述贯通孔46包括沿致动器本体22之轴线方向两端侧分别形成的其断面为圆形之圆形部及形成在致动器本体22中央之空洞部。

上述之端块24、26设有沿致动器本体22轴线方向的贯通孔部47，上述孔部47，其前端有螺栓48之盖栓件50封闭。而上述之盖栓件50之中心沿轴线方向加工有连通下述流体进出口60a、60b的通路51。上述致动器本体22之贯通孔46之圆形部设置成较贯通孔46直径略小，且沿轴线方向贯通之通路52加工成一对圆筒件54a、54b，上述圆筒件54a、54b之通路52借助螺栓48把盖栓件50内嵌，从而将上通路51和通路52连通。

也就是说，各圆筒件54a、54b是与端块24、26相连结和支承，同时由上述之圆筒件54a、54b之外周面与致动器本体22之贯通孔46之内壁面以不接触方式构成具有一定间隔的环状间隙56。此时，各圆筒件54a、54b与盖栓件50的结合部位为了保持其气密性而设有环状封闭件58。上述端块24、26侧面设有流体进出口60a、60b，上述流体进出口60a、60b则通过通路62与盖栓件50之通路51连通(参照图4)。

上述端块24、26的一侧面可装设图中未示之探测器(例如：自动开关)固定的探测器固定槽64，上述探测器固定槽46的与致动器本体22的轴线方向略成平行以一定长度而形成(参照图1及图4)。上述端块24、26则设有滑动台30移动量之微调调整螺栓66(参照图1)。

滑动台30与导引部28之滑动部位，则为该滑动台30完成圆滑的往回运动，安装多个球轴承68。上述球轴承68是沿导引部28及滑动台30之内壁面分别加工的轨道槽70a、70b而转动，同时通过下述之循环孔71而循环(参照图3及图7)。上述滑动台30之底面借助螺栓件72连接在具有山形断面之连结件36。上述连结件36中央顶部74突出在致动器本体22上面所形成的开口部38，螺栓件72固定在滑动台30底部而成为一体。与上述顶部74邻接之连结件36之端缘部42，向上成弯曲状，上述端缘部42是突出在致动器本体22之一对长孔40a、40b而与滑动台30之底部相接。上述滑动台30与连结件30之垂直侧面，沿贯通孔46之轴线方向延伸之呈U字状断面之一对盖件76a、76b则呈相对而设。上述连结件36则对盖件76a、76b，以非接合状态之面接触方式挟持。上述盖件76a、76b则通过封闭件77a、77b围在圆筒件54a、54b的外周在完成气密性构造之同时，设置成沿该圆筒件54a、54b的轴线方向，向X或Y方向可以进退。但上述圆筒件54a、54b形状不一定限定呈圆筒状，可任意使用筒形构件或其他形状。上述盖件76a、76b之形状则须对应上述筒状件，以能围在上述构件之外周面即可。

依据上述盖件76a、76b及圆筒件54a、54b，可加工成对应该圆筒件54a、54b直径之压力室78a、78b，上述压力室78a、78b连通贯通圆筒件54a、54b的通路52。经由通路52，可将压力流体导入上述压力室78a、78b，而上述压力流体则可推压盖件76a、76b之内壁面。由此，盖件76a、76b则将沿致动器本体22的贯通孔46，与圆筒件54a、54b之外周面组成之环状间隙56进行滑动移位。由于上述盖件76a、76b沿圆筒件54a、54b之外周面进退移位，因此可经该盖件76a、76b以面接触状态挟持的连结件36，在滑动台30之X或Y方向来回运动。

滑动台30如图7所示，具有其断面为U字状之台体80及沿上述台体80移动方向的两端部以螺栓82固定之一对端盖84a、84b及削刀86a、86b。上述台体80在沿其移动方向形成有一对循环孔71，球轴承68沿轨道槽70a、70b转动之同时，可经循环孔71而循环。上述台体80之端面上装设有球轴承68，转动时，连接上述轨道槽70a、70b及循环孔71之一对回归导板88a、88b。又在各端盖84a、84b上为缓和滑动台30在移到终端位置与调整螺栓66挡接时而发生的冲击，设有吸震器90，还在探测器固定槽64上装有图未示的探测器而设有为了检测滑动台30之移动位置而用的磁铁92。

本发明第一实施例之线性致动器20，基本上，是由上述构造形成，现就其动作及作用效果说明如下：

由图未示出之流体压力源，将压力流体导入一端之流体进出口60a，此时，另一端之流体进出口60b，则由图未示出之切换阀之操作而成打开状态。

上述压力流体经由连接上述流体进出口60a的通路62供应至盖栓件50之通路51内(参照图4)，再经由连通上述通路51而贯通圆筒件54a的通路52，导入由盖件76闭塞的压力室78a，而推压盖件之内壁面。因此，当压力流体推压一端之盖件76a时，由封闭件77a维持压力室78a之气密状态，向圆筒件54a之远端方向(X方向)滑动移位。结果，使一对盖件76a、76b，以面接触状态，经由挟持之连结件36，使滑动台30向X方向移动。此时由另一端盖件76b闭塞之压力室78b，因在开放状态，故上述盖件76b。就沿圆筒件54b的外周面向邻近方向移动。

上述X方向移动的滑动台30，以其调整螺栓66挡接吸震器90。为其移动的制约位置。另一方面，由装在探测器固定槽64内图未示出之探测器检测磁铁92的磁探测来测出滑动台30的位置。

当须向上述反方向移动滑动台30时，则可将压力流体供应另一端之流体进出口60b。上述供给流体进出口60b的压力流体，经由圆筒件54b之通路52而导入压力室78b以推压盖件76b向Y方向移动。结果，借助一对为盖件76a、76b所挟持之连结件36，使滑动台30向Y方向移动。其他动作同于上述方式，不再赘述。

有关线性致动器20的第一实施例，使导引部28与致动器本体22形成一体，对上述致动器本体22加工的贯通孔46，把连结并固定在圆筒件54a、54b之端块24、26***其内，再由与连结件36成面接触之一对盖件76a、76b，分别与圆筒件54a、54b结合则可。因此易于制造，降低制造成本。

关于第一实施例之线性致动器20，其螺本件72经由滑动台30与以较厚材料形成之连结件36连成一体，在提高其刚性之同时，可将上述连结件36以非接触状态，由盖件76a、76b挟持。因此，在上述滑动台30载重时，上述载重可传递到滑动台30及连结件38之连结部位，使其牢固结合。又由于连结件36与盖件76a、76b之接触面甚大，为了不致在上述连结件36与盖件76a、76b的接触面上发生磨损。而导致滑动台30之移动精度降低可提高其耐用性。

其次，以图8至图12表示本发明之第二实施例之线性致动器100。

如下所示之实施例内，对第一实施例所示之线性致动器20所构成的同一构件，给予相同参照标号，以省略其说明；

本线性致动器100如图8所示，由正方体形状之致动器本体102而上述致动器本体102就沿长度方向的两端，经由螺栓23分别连接并固定在一组端块104、106，和沿上述致动器本体102突出在上面而在一体之导引部28，以及作直线运动之滑动台30起构成。在上述端块104、106之角端处设有吸震器90，以挡接并限制滑动台30之移动量。还可用设定的螺母件105之螺旋作用可自由调整上述移动量之限止片107。

致动器本体102上面，设有四个略成长圆状的切除部32，致动器本体102上面，加工成可使连接件108自动变位之略呈长圆状之第一开口部110。相反之底面则成对应上述第一开口部110之略呈长圆状之第二开口部112(参照图9)。致动器本体102之内部，沿其轴线方向设有与上述第一及第二开口部110、112分别连通之断面略成圆形的贯通孔114(参照图10)。沿致动器本体102之短长度方向上有相对两侧面为保持沿其轴方向延设之两条探测器固定槽116a、116b上轨道构件117(参照图15)的一组固定孔118a、118b。

端块104、106各有沿通孔114而突出之圆筒部120a、120b并以一体成形。上述圆筒部120a(120b)具有贯通孔112(参照图9)。上述通孔122之一端可旋入栓件124加以闭塞。其端部则形成收敛的喷口。

端块104、106之侧面，各设有流体进出口60a、60b，上述流体进出口60a、60b，经由与轴线方向略成垂直延伸之通路62，与上述孔部122连通(参照图12)。

上述圆筒部120a(120b)之外周面之环状槽则以封闭件128嵌合，上述封闭件128与下述盖件76a、76b密接。上述盖件76a、76b对其构成之压力室78a、78b维持其气密性。为代替上述流体进出口60a、60b，可由去除栓件124的开口部向压力室78a、78b供应压力流体(参照图9之点线部分)。

滑动台30之底面通过螺合在上述滑动台30的螺栓件130，可将圆筒状连结件132一体固定(参照图11)。上述连结件132之侧壁面有沿贯通孔114轴线方向延伸的U状断面之一对盖件76a、76b相对而设(参照图9)。上述连结件132并对盖件76a、76b以非接合状态成面接触挟持。上述盖件76a、76b，在提供压力室78a、78b之压力流体作用下，沿圆筒部120a、120b，可在X或Y方向进与退。

线性致动器100之第二实施例是将端块104、106及圆筒部120a、120b制成各成一体，以减少构件个数以达到低制造成本。其他构件及其作用，与第一实施例相同，不再赘述。

本发明之第三实施例之线性致动器140如图13至图15所示：

第三实施例的线性致动器140，除下述几点外，与第二实施例的线性致动器100构造相同。也就是说：上述线性制动器140是在，致动器本体102在固定之用的孔118a、118b内，***螺栓件142a、142b，使固定的探测器固定槽116a、116b的轨道件117并可任意选择一端侧面，且可装卸自如。

装设于上述探测器固定槽116、116b一定位置之探测器114a、114b，可检测到设在滑动台30上磁铁92所发出的磁束，以定出滑动台30的移动位置。其他构成及其作用，如同说明第二实施例，则予以省略。

图16至图18说明本发明第四实施例的线性致动器150如下：

上述线性致动器150，除下述之要点外，均与第三实施例线性致动器140相同。

此线性致动器150之特征有：第一：在构成探测器固定槽116a、116b的轨道件152之反方向，沿其长度方向作成断面略似“＜”字状之凹部154。第二：固定磁铁156之平板状固定体158，以图未示之螺栓件固装在与上述凹部154相对之滑动台30之侧面。略呈圆柱状的磁铁156是由上述固定体158的多个爪体160，以外露方式固定。

如上所述，可用探测器144a、144b检测装设滑动台30侧面，而外露在轨道件152上磁铁156的磁束。在上述轨道件152上制成凹部154，可使上述磁铁156接近上述凹部，并将上述磁铁156与探测器144a、144b邻近配置。结果，可使探测器144a、144b的检测灵敏度大大提高。

本发明的线性致动器有如下之功效。

沿致动器本体制成的贯通孔，分别***与圆筒件连结和固定之一组端块，再将与连结件面接触之一组盖件，分别与圆筒件组合的方式，故其制造甚为方便，可实现制造成本的降低。

本发明之线性致动器，其滑动台与连结件成一体连结，除提高其刚性外，连结件可对一组盖件以面接触方式挟持，因此，滑动台有重载时，承受该重载的上述滑动台与连结件结合之连结部位的结合特别坚固。又因连结件与盖件间的接触面甚大，因此在上述连结件与盖件间的接触面不会发生磨损，结果，可使滑动台的移动精度不会降低，且可提高其耐久性。

Claims (11)

1.一种线性致动器，其特征为，有：

一组流体进出口，且具有沿轴线方向贯通之通孔与在其上面有开口的致动器本体；

连接在沿上述致动器本体轴线方向两端部之一组端块；

沿上述致动器本体轴线方向来回移动的滑动台；

连接固定在各端块，连通上述流体进出口通路的一组筒状件；

经过上述开口与上述滑动台底面成垂直连结，且能随滑动台变位之连结件；

与上述连结件形成面接触，且能分别将筒状件外周形成气密性之围绕，而且随上述滑动台一起变位之一组盖件以及

由盖件分别闭塞，且连通在上述筒状件之通路之一组压力室。

2.如权利要求1所述的线性致动器，其特征为致动器本体的上面，由成一体突出的球轴承轨道槽导引部。

3.如权利要求1所述的线性致动器，其特征为筒状件是以一组圆筒件形成。

4.如权利要求1所述的线性致动器，其特征为上述端块侧面，具有探测器固定用之长槽。

5.如权利要求1所述的线性致动器，其特征为上述端块设有滑动台之变位量调整机构。

6.如权利要求5所述的线性致动器，其特征为上述变位量之调整机构，是分别由螺栓旋于端块，上述滑动台之移动终端位置是由一组之调整螺栓或限止片构成。

7.如权利要求1所述的线性致动器，其特征为上述滑动台是沿长度方向之端面上在与端块挡接时，分别设有缓和其冲击之缓冲装置。

8.如权利要求1所述的线性致动器，其特征为上述沿滑动台之长度方向之端面，装设有探测器检测用之磁铁。

9.如权利要求1所述的线性致动器，上述端块与筒状件形成一体。

10.如权利要求1所述的线性致动器，其特征为上述沿致动器本体之短长度方向两侧面上，可将制成探测器固定槽的轨道件，可以任意选择其一端侧面来装设，且可装卸自如。

11.如权利要求10所述的线性致动器，其特征为上述沿探测器固定槽，制成与轨道件反向之长度方向设置的凹部，上述凹部通过滑动台侧面之固定体使保持之磁铁可以靠近。

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