专利名称：伺服压力缸装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及由压力流体及马达使活塞变位，以便用小型马达正确且精密地使活塞停止于规定位置的压力缸，更具体地说，即涉及将阀一体地安装于前述压力缸由此可以高精密度控制活塞的伺服压力缸装置。
以前，在以固定于杆前端的台架等变位工件的致动器(actuater)中，有将前述杆扣合于压力缸内的活塞上，用空气压力使该活塞变位的方法，及将该杆固定于滚珠螺丝轴(ballscrew)上，经由该滚珠螺丝轴而用马达等变位的方法。
用空气压力使活塞变位的方法，因输出功率大，可使负荷大的工件变位，但由于空气本身为压缩流体，实质上很难以高精密度确定该工件的位置。
另一方面，用马达使工件变位的方法则由于以电力控制的关系，可使工件正确且精密地停止在所规定的停止位置，但当要移送重量大的工件而定位时，则势必要选择输出功率大的马达，其结果造成马达本身大型化的缺点。
因此，有了关于一种利用空气压力，用压力缸移送工件至停止位置附近，然后，从该停止位置附近，用马达将该工件移送并且正确且高精密度地使工件停止于所希望位置的致动器的提议。采用上述构成时，可使用小型的马达，可在使致动器全体小型化的同时，将工件正确且高精密度地停在所希望的位置上。
然而，在该致动器中，在流体通道上装设电磁转换阀，用以将空气压力供给压力缸，或从压力缸内排出空气压力。另一方面，用空气压力驱动停止前述工件的制动机构时，对前述制动机构亦设有电磁转换阀。然而，前述压力缸或制动机构与电磁转换阀之间的距离愈长，前述电磁转换阀开闭作用的效果传达到压力缸或制动装置的时间也愈长。因此，前述致动器就有压力缸的反应时间过长的不妥情形。而且，当用空气压力运转制动机构时，因反应时间过长，制动活塞的时间较长，有可能降低前述活塞停止位置的精密度。同时，亦有配管变烦杂的缺点。
将前述致动器的活塞向上、下方向变位而使用时，若发生停电或流体压力的供给停止等故障，则有可能使工件落下。
另外，具有上述构成的伺服压力缸装置采用了将马达直接连设于滚珠螺丝轴的机能。因此，连接于活塞的杆与滚珠螺丝轴及马达的驱动轴成为串联，在某些设置条件下，轴向长度可能会成为问题。
本发明是为了解决上述问题而作出的，其发明目的在于提供一种缩短连结电磁转换阀与压力缸室等的流体通道从而简化配管，以尽可能地缩短反应时间的伺服压力缸装置。
本发明的目的还在于提供一种具备压力缸的制动机构的伺服压力缸装置，此装置无论是在流体压力的供给停止时还是在断电时，均可以简单的构成而保持工件于原位置。
另外，本发明的又一目的在于提供一种在抑制轴向长度的同时，定位精密度极高的伺服压力缸装置。
为实现上述发明目的，本发明的伺服压力缸装置具有设在形成于压力缸本体内的压力缸室内并且变位自如的活塞;一端部连结于前述活塞，而另一端部露出压力缸室外部的活塞杆;向前述压力缸室供给流体压力的压力缸赋压装置;扣合于前述活塞的滚珠螺丝轴;连接于前述滚珠螺丝轴的马达;以及使前述滚珠螺丝轴的旋转停止以将前述活塞固定于所规定位置的制动装置。该伺服压力缸装置用供给于压力缸室的流体压力使活塞变位至目标位置附近，之后，用马达转动滚珠螺丝轴从而使活塞微小变位至目标位置，在到达目标位置时，即用制动装置停止滚珠螺丝轴的回转从而使活塞停止于所规定的位置上。
该装置的特点在于，在此装置中，将马达的驱动轴与前述滚珠螺丝轴平行配置，前述滚珠螺丝轴的一端部设有第一回转装置，在前述马达的驱动轴设有第二回转装置，在第一，第二回转装置之间设有回转力传动装置。
在上述的伺服压力缸装置中，前述第一，第二回转装置可为皮带轮(pulley)，而回转力传动装置可为同步皮带(timing belt)。
在上述的伺服压力缸装置中，前述的制动装置可具备当有赋予加压讯号时使流体压力供给源与前述制动装置连通，而当有消压讯号赋予时即开放前述制动装置的常闭型电磁控制阀，及由于前述流体压力的赋予而使滚珠螺丝轴成为非制动状态，当丧失前述流体压力时即将活塞予以制动的制动机构，并将前述常闭型电磁控制阀安装在前述压力缸本体上，使之成为一体。
在上述的伺服压力缸装置中，前述制动机构可具有设在滚珠螺丝轴上的碟片(disc)，制动用压力缸，相应于前述流体压力而在前述制动用压力缸室内变位的制动用活塞，及经常用作使前述制动用活塞压接于前述盘的弹性构件;前述制动用活塞在有流体压力供给于制动用压力缸时，抵抗前述弹性构件的弹性力而离开前述碟片。
在上述的伺服压力缸装置中，前述压力缸赋压装置可包括向前述压力缸室的活塞杆侧供给流体压力的电磁转换阀，及连接前述压力缸室的活塞杆侧与前述电磁转换阀的流体通道。
在上述的伺服压力缸装置中，前述压力缸赋压装置可包括向前述压力缸室的活塞杆侧相反的一方供给流体压力的电磁转换阀，及连接与前述压力缸室的活塞杆侧相反的一方与前述电磁转换阀的流体通道。
在上述的伺服压力缸装置中，前述压力缸赋压装置可包括向前述压力缸室的活塞杆侧供给流体压力的第一电磁转换阀，及连接与前述压力缸室的活塞杆侧与前述第一电磁转换阀的第一流体通道，以及向与前述压力缸室的活塞杆侧相反的一方供给流体压力的第二电磁转换阀，及连接与前述压力缸室的活塞杆侧相反的一方与前述第二电磁转换阀的第二流体通道，前述第一，第二电磁转换阀均可设在压力缸本体内的大致相同的位置，成为一体。
在上述的伺服压力缸装置中，第一流体通道的有效剖面面积与第二流体通道的大致相同。
在上述的伺服压力缸装置中，向压力缸室供给流体压力的前述压力缸赋压装置可一体地安装于设在活塞杆侧的压力缸室外的杆盖体内，或设在与活塞杆侧成相反侧的压力缸室外的头盖体内。
在上述的伺服压力缸装置中，向压力缸室的活塞杆侧供给流体压力的前述电磁转换阀可一体地安装于设在活塞杆侧的压力缸室外的杆盖体内。
在上述的伺服压力缸装置中，向与压力缸室的活塞杆侧相反的一侧供给流体压力的前述电磁转换阀可一体地安装于设在与活塞杆侧相反一侧的压力缸室外的头盖体内。
在上述的伺服压力缸装置中，所述制动装置和向与压力缸室的活塞杆侧相反的一侧供给流体压力的前述第二电磁转换阀一起可安装于设在与活塞杆侧相反一侧的压力缸室外的头盖体内，而对压力缸室的活塞杆侧供给流体压力的前述第一电磁转换阀可安装于设在活塞杆侧的压力缸室外的杆盖体内。
具有上述构成的本发明的伺服压力缸装置将扣合于活塞的滚珠螺丝轴与马达的驱动轴互相平行设置，并且在上述两轴的端部配设回转装置，在前述回转装置间悬架回转力传递装置，以便将马达的驱动力由滚珠螺丝轴而传递至活塞。因此，滚珠螺丝轴的轴向端部不必设马达，从而可缩短伺服压力缸装置的前述轴方向的长度。
本发明的伺服压力缸装置将向设在压力缸内的制动装置供给流体的常闭型电磁控制阀安装于压力缸上，使二者成为一体，从而可尽量地缩短到制动装置的流体通路，由此可提高制动装置对控制讯号的反应速度。因此，在依流体压力与马达而使活塞变位的伺服装置中，由于制动装置的反应速度提升，可以高精密度地使活塞停止于所规定的位置上。
同时，由于具有常闭型电磁控制阀及当流体压力降低时将活塞予以制动的制动机构的关系，当由于流体压力供给源出现故障等而发生流体压力的供给停止时，或电源中断时，该制动装置动作从而将活塞在该位置制动。因此，将该伺服压力缸装置以上下方向的姿势使用，亦不用担心工件落下。
本发明的伺服压力缸装置将第一及第二电磁转换阀成一体地安装在压力缸的大致相同的某一位置上，并将连通杆盖体侧压力缸室与前述第一电磁转换阀的第一流体通路，及连通头盖体侧压力缸室与前述第二电磁转换阀的第二流体通道设在压力缸内部，从而可集中前述第一及第二电磁转换阀至流体压力供给源的管体，由此可简化配管。
图1为本发明第1实施例的伺服压力缸装置的整体构成图。
图2为本发明第1实施例的伺服压力缸装置的压力缸本体的侧视说明图。
图3为本发明第1实施例的伺服压力缸装置的压力缸本体的局部剖面说明图。
图4为本发明第1实施例的伺服压力缸装置的压力缸本体中活塞部分的剖面说明图。
图5为本发明第1实施例的伺服压力缸装置的压力缸本体中碟片式制动机构的局部剖面说明图。
图6为本发明第1实施例的伺服压力缸装置的定时图表(timing chart)。
图7为本发明第2实施例的伺服压力缸装置的压力缸本体的局部剖面说明图。
图8为本发明第3实施例的伺服压力缸装置的整体构成图。
图9为本发明第3实施例的伺服压力缸装置的压力缸本体的局部剖面说明图。
图10为本发明第3实施例的伺服压力缸装置的时序图。
现在参考附图以较佳实施例来详细说明本发明的伺服压力缸装置。
〔第1实施例〕下面参照图1概要地说明伺服压力缸装置10。首先，通过将压缩空气供给源12的压缩空气控制于一定压力的电-空气调节器13以及常闭型电磁转换阀14而将压缩空气供给压力缸本体15。或者，通过电磁转换阀14，从压力缸本体16向空中释放压缩空气，以便使活塞20连同扣合工件W的活塞杆18向上下方向变位。由于前述活塞20的上下移动，扣合于活塞20的滚珠螺丝轴22回转，经同步皮带24，马达26的驱动轴28而得到编码器30的输出，以该编码器30的讯号测出活塞20的变位量。当活塞20到达所规定的位置时，从控制部32传送变更讯号，在使电-空气调节器13的设定值变更成只支持工件W的静载荷的压力值的同时，向马达26传送驱动讯号。其结果是，用马达26的驱动力替换空气压力，通过滚珠螺丝轴22而使活塞20变位。控制部32即根据编码器30的输出，在确认活塞20到达所规定的位置时，根据控制部32的讯号，将常闭型电磁转换阀34消磁而对碟片式制动机构36赋予势能，由此，停止活塞20。
现就如此动作的伺服压力缸装置10的压力缸本体16的构成及其动作详细地说明如下。
如图2所示，压力缸本体16基本上包括头盖体40，压力缸管42，杆盖体44及扣合于工件W上的台架46。如图3所示，前述压力缸本体16的内部设有向压力缸管42内供给空气的空气压力供给机构48，滚珠螺丝轴回转机构50，制动滚珠螺丝轴22而停止活塞20的变位的碟片式制动机构36，以及防止台架46回转的回转阻止机构52。
前述空气压力供给机构48将连通于压缩空气供给源12的电-空气调节器13，及连通于前述电-空气调节器13的电磁转换阀14内藏于头盖体40内，并从前述电磁转换阀14通过连接板60，压力缸管42的通路62而连通于压力缸室64的杆盖体44侧端部。前述压力缸室64的头盖体40的侧端部形成有连通于压力缸管42外部的通道66。
如图3所示，前述滚珠螺丝轴回转机构50在头盖体40内，有滚珠螺丝轴22通过角形滚珠轴承(angular ball bearing)70轴装成为轴方向变位自如且回转自如。前述滚珠螺丝轴22在只有相当于前述压力缸室64内的部份刻设有螺纹72的同时，在前述压力缸室64的头盖体40侧端部的部位扩大直径之后，逐渐缩小直径，其端部设有皮带轮74。前述滚珠螺丝轴22通过未图示出的滚珠而与嵌合于活塞20的本体78扣合。如图4所示，在前述活塞20上，于杆盖体44侧的端部及头盖体40侧的端部设有缓冲构件80a，80b的同时，将磁铁82及活塞衬垫84嵌合于与压力缸室64的内周面滑动的部份。前述磁铁82用于由设在压力缸管42的外周面规定位置处的感测器测出活塞20位置的异常。
前述头盖体40的内部，在马达26与前述滚珠螺丝轴22平行地配置，其驱动轴28的端部设有皮带轮86的同时，固定有用以测出前述驱动轴28的回转角度的编码器30。另外，前者的皮带轮74，86之间绕挂同步皮带(timing belt)24。
如图5所示，碟片式制动机构36由设有前述角形滚珠轴承70的头盖体40的孔部100所配设的构件构成。前述孔部100为从滚珠螺丝轴22的皮带轮74侧指向前述角形滚珠轴承70而二段缩小直径。在前述孔部100的第一段底面，固定有半径方向的剖面呈L形的制动用压力缸102并使其的突出部102a指向滚珠螺丝轴22。将半径方向的剖面略呈L形状的活塞104配设成为挡接于前述制动用压力缸102的内周面。前述活塞104配置成为由固定在皮带轮74侧的制动构件106与该活塞104的突出部104a夹住前述制动用压力缸102的突出部102a，前述活塞104的突出部104a或制动构件106挡接于前述制动用压力缸102a从而限制前述活塞104的轴方向的可动范围。另外，在前述活塞104与制动用压力缸102之间，形成空间108，由嵌装于与制动用压力缸102的内周面滑动的前述活塞104外周面上的活塞衬垫114a保持前述空间108成为气密状态。与压缩空气供给源12连通的电磁转换阀34与前述空间108为了形成在头盖体40及制动用压力缸102内部的通道110，112而连通。前述孔部100的第二段的底面，固定有轴承固定构件116，在前述轴承固定构件116与活塞104之间插入螺旋弹簧118。因此，前述活塞104由螺旋弹簧118经常向Z1方向弹压。另外，前述制动用压力缸102由支持构件120支持环形状圆盘体的制动构件122。
另一方面，前述滚珠螺丝轴22在前述皮带轮附近通过垫块用键124，垫块126而安装制动碟片128。前述制动碟片128在制动构件122附近回转。
阻止回转机构52用以阻止由活塞杆18而变位的台架46与前述活塞杆18一起转动。
如图3所示，前述活塞杆18为圆筒形状，螺装于活塞20的杆盖体44侧。滚珠螺丝轴22插入前述活塞杆18内部的孔部130之内从而未与前述孔部130的壁面接触，且与前述活塞杆18同一轴芯。轴体132螺装于前述活塞杆18的杆盖体44侧的端部，而前述轴体132由未图示出的螺栓等固定于台架46上。前述台架46的两端部用未图示出的螺栓固定导杆134a，134b。前述导杆134a，134b由设在杆盖体44两侧面的滚珠套筒136a，136b支持，成为可轴向自由滑动的状态，且插入安装在前述杆盖体44端面的突缘部138的孔部140a，140b。
此外，头盖体40设有连接来自控制部32的控制讯号及电源讯号的接头142，144的接头台146。
其次，将具有上述构成的伺服压力缸装置10的动作说明如下。在本实施例中，参照图6说明将工件W向上方变位(在压力缸室64内，将活塞20自位置X1变位至位置X2)的情形。
当活塞在位置X1处呈停止状态(时间o-t1)时，在将电-空气调节器13设定成为支持工件W，活塞杆18，活塞20等的静负荷的压力P0的同时，对电磁转换阀14激磁，电磁转换阀34被消磁。由此，压力缸本体16的压力缸室64的杆盖体44侧的第一室64a的压力成为P0，确实支持工件W，活塞20等，另一方面，因为碟片式制动机构36的空间108为空气开放的关系，活塞104在螺旋弹簧118的弹性力下变位至Z1方向，制动构件106压接制动盘128。如此，该制动碟片128在由制动构件106，122所夹持时阻止滚珠螺丝轴22的回转，从而停止活塞20。
当要使活塞20变位至位置X2时，首先，在从控制部32向电-空气调节器13传送将设定压力变更为P1(＞P0)的变更讯号的同时，向电磁转换阀34传送激磁讯号。其结果使压缩空气供给源12与碟片式制动机构36的空间108连通，向空间108供给压缩空气，如图5中用双点划线所示的那样，活塞104抵抗弹簧118的弹性力而向Z2方向变位，使制动构件106离开滚珠螺丝轴22的制动碟片128从而使碟片式制动机构36成为非动作状态，即活塞20成为变位自如的状态。在该状态下，从电-空气调节器13，电磁转换阀14，有压力P1的压缩空气导入于压力缸本体16的前述第一室64a，活塞20向Z1方向变位。
此时，因为滚珠螺丝轴22与本体78扣合，有回转力矩作用于活塞20。然而，由于安装在通过活塞杆18而连接于活塞20的台架46上的阻止回转用的导杆134a，134b插入突缘138的孔部140a，140b，由此活塞不会回转。因此，滚珠螺丝轴22随着活塞20的变位动作而回转，前述回转通过设在前述滚珠螺丝轴22的头盖体40侧端部的皮带轮74，同步皮带24，皮带轮86而传递至马达26的驱动轴28。结果，驱动轴28的回转量通过编码器30而传递至控制部32，测出作为活塞20的变位量。
当控制部32测出活塞20到达从停止位置X2离距离ε1的转换位置(时间t2)时，在向电-空气调节器13传递将设定压力从P1变更为P0的变更讯号的同时，向马达26传送激磁讯号。其结果，使压力缸本体16的第一室64a的压力变成P0而只能支持活塞20，工件W等的静负荷，但由于马达26驱动的关系，活塞20通过皮带轮86，同步皮带24，皮带轮74，滚珠螺丝轴22而以慢速变位距离ε1。
根据编码器30的输出，在控制部32测出活塞20到达停止位置X2(时间t3)时，向马达26与电磁转换阀34传送消压讯号。
其结果，使供给空间108的压缩空气经通道112，110而从电磁转换阀34空气开放之。因此，活塞104由弹簧118的弹性力而向Z1方向变位(双点划线位置→实线位置)，制动构件106压接制动碟片128，用制动构件106，122夹持制动碟片128。因此，停止滚珠螺丝轴22的回转动作，而将活塞20以高精密度停止于停止位置X2。
另一方面，在活塞20从位置X2变位至位置X1时，首先，在时间t4内，在从控制部32向电磁转换阀14传送消磁讯号的同时，向电磁转换阀34传送激磁讯号。其结果，使碟片式制动机构36为，有压缩空气导入空间108，使制动构件106离开滚珠螺丝轴22的制动碟片128。因此，制动器成为非动作状态。于是，压力缸本体16的第一室64a的压力由于空气开放而从P0降低至P2，活塞20因工件W等的负荷而向Z2方向变位。
根据编码器30的输出，在控制部32测出活塞20从停止位置X1到达距离ε1(时间t5)时，在对电磁转换阀14传送激磁讯号的同时，向马达26传送消磁讯号。其结果，使压力缸本体16的第一室64a的压力再度恢复至P0，支持工件W等的静负荷。于是，活塞20因为马达26的驱动力而向Z2方向变位。
根据编码器30的输出，在控制部32测出活塞20到达停止位置X1(时间t6)时，向马达26及电磁转换阀34传送消磁讯号。因此，碟片式制动机构36的空间108的压缩空气被空气开放，在螺旋弹簧118的弹性力作用的状态下，以制动构件106，122夹持制动碟片128而制动滚珠螺丝轴22的回转动作，从而使活塞20即以高精密度停止在停止位置X1。
从上述说明可明白，本实施例的伺服压力缸装置具有常闭型电磁转换阀34，及空气压力消失时发挥制动作用的碟片式制动机构36，在由于压缩空气供给源12出现故障致使空气压力供给中断，或在电源中断时，可将工件W安全地保持在原位置。
本实施例的伺服压力缸装置10将电-空气调节器13，电磁转换阀14，34安装于头盖体40内。因此，电磁转换阀14仅仅经通道62而连通压力缸管42的第一室64a，可将电-空气调节器13或电磁转换阀14的压力变作迅速地传给活塞20。而且，由于将电磁转换阀34设在头盖体40的碟片式制动机构36附近，可转换电磁转换阀34而迅速地向空间108供给或排出压缩空气，结果，使活塞20乃以高精密度停止在所定的位置上。
本实施例的伺服压力缸装置10将滚珠螺丝轴22与马达26的驱动轴平行地设置，并通过皮带轮74，86与同步皮带24传送驱动力，因此，可缩短轴向长度。而且，除了将活塞以空气开放而向Z2方向变位(时间t4-t5)以外，经常控制压力缸本体16的第一室64a的压力在支持工件W，活塞20等的静负荷的压力P0以上，由此马达26可以尽量小的驱动力使活塞20变位。因此，可使马达26小型化，显著地缩短皮带轮74，86之间的距离，及同步皮带24的长度，而且，可尽量减少该同步皮带24的伸缩，皮带74，86之间的滑动误差。结果，可用编码器30，以高精密度测出马达26的驱动力或活塞20的变位量等。使用皮带轮74，86作为回转手段，使用同步皮带24作为回转力传动手段，但亦可使用链轮与链条，或钢索等。
当工件W的重量较轻时，有无法以本身的重量下落(Z2方向)的情形，因此，如图1的虚线部分所示，可考虑用通道66，减压阀150连通压力缸室64的头盖体40侧的第二室64b与压缩空气供给源12的构造。此时，活塞20在向Z2方向变位之际，当电磁转换阀14被消磁而将第一室64a向大气开放时，由于前述第二室64b经常有施加压力的关系，根据前述第一室64a与第二室64b的压力差，可使活塞20向Z2方向变位。
另外，本实施例的压力缸本体16的阻止回转机构52用导杆134a，134b阻止活塞20及台架46的回转，但在活塞杆18上设有键槽状的凸条，在杆盖体44侧形成前述凸条嵌合的孔部亦可达成阻止回转的功能。
〔第2实施例〕在图7中显示出更缩短电磁转换阀14与第一室64a之间距离的伺服压力缸装置10的压力缸本体16a，此为第2实施例。与第1实施例相同的构成元件使用相同的编号，并省略其详细说明。
即，将电-空气调节器13与前述电磁转换阀14安装于杆盖体44上，用通道152连通电磁转换阀14与第一室64a，故不需要形成在压力缸管42内部的通道，从而可更缩短电磁转换阀14与第一室64a的通道。因此，可更提高活塞20对电磁转换阀14的转换的反应速度。
〔第3实施例〕图8显示的是第3实施例，在此实施例中，设有电-空气调节器13b及电磁转换阀14b的伺服压力缸装置10以取代图1中的减压阀150。图8所示的电-空气调节器13a及电磁转换阀14a分别对应于图1中的电-空气调节器13及电磁转换阀14。
如图9所示，在本实施例的伺服压力缸装置10中，电-空气调节器13b与电磁转换阀14b与电-空气调节器13a与电磁转换阀14a一起，安装于头盖体40内。同时，废除图1中所示的空气开放通路66，而设连络电磁转换阀14b与第二压力缸室64b的通道65以取代通路66。通道65与通道62的有效剖面面积大致相同。除上述以外的与第1实施例相同的构成元件使用相同的编号，并省略其详细说明。
在本实施例的伺服压力缸装置中，使活塞20从图10所示位置X2变位为X1时的动作如同在第1实施例中所说明的动作。
另一方面，当使活塞20从位置X2变位为X1时，在图10中，首先，在时间t4中，从控制部32向电磁转换阀14b，34传送激磁讯号。其结果，碟片式制动机构36向空间108导入压缩空气，使制动构件106离开滚珠螺丝轴22的制动碟片128。因此，制动器成为非动作状态。于是，压力缸本体16的第一室64a的压力上升为P1，活塞20向Z2方向变位。
根据编码器30的输出，在控制部32测出活塞20从停止位置X1到达距离ε1(时间t5)时，向电磁转换阀14b传送消磁讯号的同时，向马达26发出激磁讯号。结果，压力缸本体16的第一室64b的压力再度成为空气压P0。于是，活塞20因为马达26的驱动力而向Z2方向变位。
根据编码器30的输出，当控制部32测出活塞20到达停止位置X1(时间t6)时，向马达26及电磁转换阀34发出消磁讯号。因此，碟片式制动机构36的空间108的压缩空气即向大气开放，在螺旋弹簧118的弹性力作用的状态下，以制动构件106，122夹持制动碟片128而制动滚珠螺丝轴22的回转动作，活塞20即以高精密度停止在停止位置X1。
根据如此动作的伺服压力缸装置10，工件W的重量轻时亦可使活塞20向Z2方向变位。此外，由于形成从压力缸管42的第一室64a，第二室64b连通至头盖体40的侧面的通道62，61，65的关系，可将电磁转换阀14a，14b成一体地安装于前述头盖体40。因此，可集中前述电磁转换阀14a，14b，或电-空气调节器13a，13b连通至压缩空气源12的管体等，从而可简化配管。
而且，形成前述通道61，62，65成为前述通道61，62的有效剖面面积与前述通道65的有效剖面面积相等，因此，从电磁转换阀14a，14b向前述第一室64a，第二室64b供给压力流体时的压力损失实质上成为相同，亦有容易控制活塞的变位速度的优点。
权利要求
1.一种伺服压力缸装置(10)，具备有设在形成于压力缸本体(16)内的压力缸室(64)内成为变位自如的活塞(20)，及一端部连结于前述活塞，而另一端部露出于压力缸室外部的活塞杆(18)，及向前述压力缸室供给流体压力的压力缸赋压装置，及扣合于前述活塞的滚珠螺丝轴(22)，及连结于前述滚珠螺丝轴的马达(26)，及停止前述滚珠螺丝轴的旋转借以固定前述活塞于所定位置的制动装置；而且，以供给于前述压力缸室的流体压力使活塞变位至目标位置附近，之后，用马达回转滚珠螺丝轴从而使活塞微小变位至目标位置，到达目标位置时，用前述制动装置停止滚珠螺丝轴的回转从而使活塞停止于目标位置的伺服压力缸装置；其特征为，马达的驱动轴与前述滚珠螺丝轴平行配置，在前述滚珠螺丝轴的一端部设有第一回转装置，在前述马达的驱动轴设有第二回转装置，而在第一，第二回转装置之间设有回转力传动装置。
2.如权利要求1所述的伺服压力缸装置，其特征为，前述第一，第二回转装置为皮带轮(74)，(86)，而回转力传动装置为同步皮带(timing belt)(24)。
3.如权利要求1所述的伺服压力缸装置，其特征为，前述制动装置具备有在赋予激磁讯号时使流体压力供给源与前述制动装置连通，在有消磁讯号赋予时向大气开放前述制动装置的常闭型电磁控制阀(34)，及由于前述流体压力的赋予而使滚珠螺丝轴成为非制动状态，而在前述流体压力消失时制动活塞的制动机构(36);并且将前述常闭型电磁控制阀安装在前述压力缸本体上使之成为一体。
4.如权利要求3所述的伺服压力缸装置，其特征为，前述制动机构(36)具备有设在滚珠螺丝轴的碟片(128)，及制动用压力缸(102)，及相应于前述流体压力而在前述制动用压力缸室内变位的制动用活塞(104)，及经常用作使前述制动用活塞压接于前述碟片的弹性构件(118);前述制动用活塞在从前述常闭型电磁控制阀(34)有流体压力供给于制动用压力缸时，抵抗着前述弹性构件的弹性力而离开前述碟片。
5.如权利要求1所述的伺服压力缸装置，其特征为，前述压力缸赋压装置包括向前述压力缸室的活塞杆侧供应流体压力的电磁转换阀(13)，及连络前述压力缸室的活塞杆侧与前述电磁转换阀的流体通道(61)。
6.如权利要求3所述的伺服压力缸装置，其特征为，前述压力缸赋压装置包括向与前述压力缸室的活塞杆侧相反的一方供应流体压力的电磁转换阀(13b)，及连络与前述压力缸室的活塞杆侧相反的一方与前述电磁转换阀的流体通道(65，152)。
7.如权利要求1所述的伺服压力缸装置，其特征为，前述压力缸赋压装置包括向前述压力缸室的活塞杆侧供应流体压力的第一电磁转换阀(13a)，及连络与前述压力缸室的活塞杆侧与前述第一电磁转换阀的第一流体通道(61)，以及向与前述压力缸室的活塞杆侧相反的一方供应流体压力的第二电磁转换阀(13b)，及连接与前述压力缸室的活塞杆侧相反的一方与前述第二电磁转换阀的第二流体通道(65);而前述第一，第二电磁转换阀均设在压力缸本体内的大致相同的位置上，成为一体。
8.如权利要求7所述的伺服压力缸装置，其特征为，第一流体通道与第二流体通道的有效剖面积大致相同。
9.如权利要求1所述的伺服压力缸装置，其特征为，向压力缸室供应流体压力的前述压力缸赋压装置为一体地安装于设在活塞杆侧的压力缸室外的杆盖体(44)内，或设在与活塞杆侧相反侧的压力缸室外的头盖体(40)内。
10.如权利要求5所述的伺服压力缸装置，其特征为，向压力缸室的活塞杆侧供应流体压力的前述电磁转换阀一体地安装于设在活塞杆侧的压力缸室外的杆盖体(44)内。
11.如权利要求6所述的伺服压力缸装置，其特征为，向与压力缸室的活塞杆侧相反的一侧供应流体压力的前述电磁转换阀一体地安装于设在与活塞杆侧相反一侧的压力缸室外的头盖体(40)内。
12.如权利要求7所述的伺服压力缸装置，其特征为，所述制动装置与向与压力缸室的活塞杆侧相反的一侧供应流体压力的前述第二电磁转换阀一起，安装于设在与活塞杆侧相反一侧的压力缸室外的头盖体(40)内;而向压力缸室的活塞杆侧供给流体压力的前述第一电磁转换阀安装于设在活塞杆侧的压力缸室外的杆盖体(44)内。
全文摘要
本发明涉及一种将压缩空气导入压力缸室内使活塞变位至目标位置附近之后，以马达的驱动力使滚珠螺丝轴回转从而使活塞微小变位，当活塞到达目标位置时用制动机构停止滚珠螺丝轴的回转，以高精密度使活塞停止于目标位置的伺服压力缸装置；此装置将马达与滚珠螺丝轴平行配置以缩短全长，并将压缩空气导入压力缸室及制动机构的电磁阀一体地设在压力缸本体以缩短配管系统而实现迅速地变位与停止。
文档编号B23Q5/36GK1109951SQ9411710
公开日1995年10月11日 申请日期1994年10月12日 优先权日1993年10月12日
发明者寺尾行雄, 梶川博通, 铃木熏 申请人:Smc株式会社