TW200307591A - Hydraulic cylinder and clamping apparatus - Google Patents

Description

200307591 五、發明說明（1) 〔發明所屬之技術領域〕 本發明關於一種藉由壓縮空氣等流體的壓力而使活 塞桿在軸方向來回運動之液壓氣缸，特別是關於一種適 用於使面板材料定位固定之夾鉗裝置的有用的技術。 〔先前技術〕 例如，汽車車身是藉由將分別構成車身的多個面板 材料利用點焊等接合裝置進行組裝而形成的。在組裝汽 車車身時，例如曰本專利早期公開之特開平4 一 2 8 3 〇3 4號公報所述，作為將面板材料在傳送台車上藉由 夾鉗構件而進行連接之狀態，可一面在具有每隔所定間 隔配置的作業工作台之車身組裝線上使傳送台車移動， 一面在各個作業工作台進行點焊等所定的組裝作業。如 將車身組裝線的最終工作台和最初工作台藉由重定線而 連結，則傳送台車可循環使用。 在傳送台車上，需要在定位面板材料之狀態下設置 用於使面板材料固定的夾鉗構件。在藉由氣壓氣缸驅動 該夾鉗構件之場合，在傳送台車進行移動之狀態下，必 須將向用於使夾鉗構件動作的氣壓氣缸供給氣壓之配管 從傳送台車上拆下。因此，在最初的工作和最終工作 台，要向設於傳送台車之夾鉗構件動作用的氣壓氣缸供 給壓縮空氣而使夾鉗構件進行開閉動作，但是在傳動台 車移動時要使這些中間工作台處於將配管從傳送台車上 拆下之狀悲’並需要將面板材料保持於炎甜位置。 所以，為了在停止對用於使夾钳構件動作的氣壓氣

11433pif.ptd 第5頁 200307591 五、發明說明（2) 缸之氣壓的供給的狀態下，使活塞桿止動，有時使用有 制動器之氣壓氣缸。 但是，具有制動器的氣壓氣缸要防止被夾钳所連結 之活塞桿鬆弛，不能在夾鉗構件上持續施加夾持力。因 此，一旦在傳送過程中有衝擊力作用於夾鉗構件使夾鉗 構件鬆弛，就不能在面板上施加夾持力即連結力，面板 材料就會鬆弛。 〔發明内容〕 本發明之目的是提供一種可在所定位置固定活塞 桿，同時可在所固定的位置對活塞桿施加軸方向的負重 之液壓氣缸。 本發明之另一目的是提供一種在使用具有藉由液壓 所驅動的活塞桿之氣缸而失緊面板材料的場合，即使停 止對氣缸之液壓的供給仍能對面板材料施加夾持力之夾 鉗裝置。 本發明之液壓氣缸具備：一端安裝有末端蓋（end cover )，一端安裝有桿端蓋（rod cover)之缸體的氣 缸主體、在上述缸體内沿軸方向來回動作自如地安裝， 劃分為前進用流體室和後退用流體室之活塞、在上述氣 缸主體上沿轴方向來回動作自如地安裝，固定於上述活 塞的同時從上述桿端蓋（rod cover)向外部突出之活塞 桿、對上述活塞桿被以結合狀態和釋放狀態動作自如地 設置，當上述活塞桿移動至所定的位置時限制上述活塞 桿的返回移動之制動裝置、用於上述制動裝置而被進退

1 1433pi f.ptd 第6頁 200307591 五、發明說明（3) 移動自如地設置之柱塞（p 1 u n g e r )構件和付於上述柱塞 (plunger)構件以進出方向的彈力之彈簧構件；具有在 上述制動裝置上施加前進方向或後退方向的負重之負重 載入裝置；其特徵是··當上述制動裝置變成結合狀態 時，即使上述流體室内的流體被排出，也藉由上述負重 載入裝置而通過上述制動裝置對上述活塞桿施加負重。 本發明之夾鉗裝置具備：一端安裝有末端蓋（end cover)，一端安裝有桿端蓋（rod cover)之缸體的氣 缸主體、在上述缸體内被沿軸方向來回動作自如地安 裝，劃分為前進用流體室和後退用流體室之活塞、在上 述氣缸主體上沿軸方向來回動作自如地安裝，固定於上 述活塞的同時從上述桿端蓋（rod cover)向外部突出之 活塞桿、連結於上述活塞桿，藉由上述活塞桿的前進移 動或後退移動而夾緊工件之夾緊搖臂、對上述活塞桿被 以結合狀態和釋放狀態動作自如地設置，當上述活塞桿 移動至所定的位置時限制上述活塞桿的返回移動之制動 裝置、用於上述制動裝置而被進退移動自如地設置之柱 塞（plunger)構件和付於上述柱塞（plunger)構件以 進出方向的彈力之彈簣構件；具有在上述制動裝置上施 加前進方向或後退方向的負重之負重載入裝置；其特徵 是：當上述制動裝置變成結合狀態時，即使上述流體室 内的流體被排出，也藉由上述負重載入裝置而通過上述 制動裝置對上述活塞桿施加負重。 〔實施方式〕

1 1433pi f.ptd 第7頁 200307591 五、發明說明（4) 以下將本發明的實施形態基於圖示進行詳細地說 明。 圖1是表示藉由傳送台車而傳送構成汽車車身的面 板材料之汽車車身的組裝線的一部分之平面圖。傳送台 車1 0具有多個車輪1 1 ，從最初的工作台s 1行駛至 最終的工作台Sn。在最初的工作台S1 ，構成車身之 面板材料作為工作W被搬入傳送台車1 0 ，在最終的工 作台S η ，所定的組裝作業結束之工件W被從傳送台車 上拆下。在各個傳送車1 0上設有用於將工件W夾緊即 連接之夾鉗裝置12 。在圖1中，在各個傳送台車上1 0上各設有2個夾鉗裝置1 2 ，但是也可依據工件W的 尺寸而在傳送台車上設置任意數目的夾钳裝置1 2 。 圖2是表示圖1所示的夾鉗裝置1 2之放大正面 圖，在傳送台車1 0上設有支援工件W之工件支援台1 3 ，在該支援台1 3上，用於藉由與支援台1 3 —起而 夾緊工件W的搖臂1 4使銷（P i η ) 1 5 a搖動自如地安 裝於中心。在支援台1 3上，液壓氣缸1 6在固定於此 之U型炎（clevis) 1 7的部分藉由銷（pin) 1 5 b而 被搖動自如地安裝，液壓氣缸1 6的活塞桿1 8藉由銷 (p i η ) 1 5 c而連結於夾緊搖臂1 4 。夾緊搖臂1 4使 活蹇桿1 8作前進移動即從液壓氣缸1 6的内部向突出 之方向移動，並在移動至所定的行程位置時夾緊工件。 圖3是將圖2所示的液壓氣缸1 6放大表示之斷面 圖，該液壓氣缸1 6具備：缸體2 0、安裝於此一端的末

11433pif.ptd 第8頁 200307591 五、發明說明（5) 端蓋（end cover) 2 1 、安裝於另一端的桿端蓋（rod cover) 2 2之氣缸主體2 3 。桿端蓋（rod cover) 2 2通過制動用筒體2 4和制動單元制動器2 5安裝於缸 體2 0的另一端，該筒體2 4和制動單元制動器2 5構 成氣缸主體2 3 。 在缸體2 0内安裝有沿軸方向來回動作自如之活塞 2 6 ，藉由該活塞2 6而使缸體2 0内被劃分為前進用 流體室2 7 a和後退用流體室2 7 b 。該活塞2 6當向 前進用流體室2 7 a供給壓縮空氣時向桿端蓋（r 〇 d cover ) 2 2前進移動，當向後退用流體室2 7 b供給壓 縮空氣時向末端蓋（end cover) 2 1前進移動。活塞2 6具備：設有密封材料28a之第1圓盤28 、具圓筒部 29 a之第2圓盤29 ，且在第2圓盤29的圓筒部2 9 a的内周面形成有内螺紋。而且，在活塞26上設有 夾持於第1圓盤2 8和第2圓盤2 9之間的環形磁石3 0 ，藉由該磁石而使不圖示之感測器檢出活塞2 6的位 置。另外，2 9 b為磨損環。 另一方面，活塞桿1 8在桿端蓋（rod cover) 2 2 和制動單元制動器2 5所支援的氣缸主體2 3上沿軸方 向來回動作自如地安裝，如圖2所示，從桿端蓋（r 〇 d cover) 2 2向外部突出並與夾緊搖臂14結合。而且， 活塞桿1 8藉由使形成於末端之外螺紋與圓筒部2 9 a 的内螺絲相螺合而被固定於活塞2 6上，可與活塞2 6 成一體在軸方向上移動。

11433pif.ptd 第9頁 200307591 五、發明說明（6) 圖4 A是表示圖3所示之桿端蓋（rod cover) 22 的半斷面圖，圖4B是從同圖4A之箭頭B — B線方向 進行觀察的側面圖，圖4 C是沿同圖4 A的C — C線之 斷面圖，圖4D是沿同圖4C的D — D線之斷面圖。如圖 4 C所示，在桿端蓋（rod cover) 2 2上形成有3個進 排孔3 1 ，依據使用狀態可在任一個進排孔上接續進排 用的軟管和配管。不使用之進排孔3 1藉由插塞3 1 a 而被閉塞，在被使用的進排孔上通過流程切換閥門藉由 氣壓源、排氣孔、軟管和配管而被接續，進排孔3 1藉 由流程切換閥門而被切換接續於氣壓源和排氣孔。 如圖4 C所示，在桿端蓋（rod cover) 2 2的内部 裝入有導向筒體3 2 ，在導向筒體3 2的外周面形成有 與3個進排孔3 1連通之凹溝3 3 ，在使該凹溝3 3和 導向筒體3 2的内部相連通之連通孔3 4中設有節流孔 3 5 。在制動用筒體2 4上形成有氣體供給通道2 4 a ，在制動單元制動器25上形成有連通通道25a ， 導向筒體3 2的内部通過氣體供給通道2 4 a和連通通 道2 5 a而與後退用流體室2 7 b連通。因此，各個排 水孔3 1通過節流閥3 5而與後退用流體室2 7 b連 通。另一方面，如圖4D所示，在使桿端蓋（rod cover )22的内側端面與導向筒體32的内部相連通之連通 流程3 6中也設有節流閥3 7 。 如圖3所示，在末端蓋（end cover) 2 1上也同樣 地使3個進排孔3 8分別與前進用流體室2 7 a連通而

11433pif.ptd 第10頁 200307591 五、發明說明（7) 形成，可依據使用狀態將進排用的軟管和配管接續於任 一個進排孔上。不使用之進排孔3 8藉由插塞3 8 a而 被閉塞，被使用的進排孔通過流程切換閥門藉由氣壓 源、排氣孔、軟管和配管而被接續，進排孔3 8藉由流 程切換閥門而被切換接續於氣壓源和排氣孔。在各個進 排孔3 8和前進用流體室2 7 a之間，裝入有與上述節 流閥同樣的節流閥。 在制動用筒體2 4的内部安裝有位於制動單元制動 器2 5和桿端蓋（rod cover ) 2 2之間、作為制動裝置 的制動單元4 0 ，該制動單元4 0藉由將裝入套筒41 内之制動板4 2切換為直立狀態和傾斜狀態，而對活塞 桿1 8以結合狀態和釋放狀態動作自如。套筒4 1由形 成為有底圓筒狀之主筒4 3 、固定於該主筒4 3的開口 端之封帽（cap) 44而構成，在主筒43的底壁部43 a和封帽（c a p ) 4 4上分別形成有活塞桿1 8貫通之貫 通孔4 5 、46 。在套筒4 1的内部裝入有與形成於主 筒4 3的内周面之支持溝4 3 b相系合，同時與封帽 (cap ) 4 4的内面鄰接形成為圓盤狀之蓋板4 7 ，在該 蓋板4 7的軸心形成有活塞桿1 8貫通之貫通孔4 7 a ，而且其兩端面分別與軸心垂直形成。 制動板4 2形成平接與套筒4 1的内周面之圓盤 形，與蓋板4 7鄰接配置。在制動板4 2的軸心上設有 以比活塞桿1 8的外徑尺寸稍大的尺寸作為内徑尺寸所 形成的制動孔4 2 a ，活塞桿1 8貫通該制動孔4 2

1 1433pi f.ptd 第11頁 200307591 五、發明說明（8) a 。在制動板4 2的外周面，位於圖中下側即徑方向的 一側之所定的範圍内形成有軸環4 2 b ，該軸環4 2 b 系合於支持溝4 3 b 。因此，制動板4 2可在將其一末 端面接於蓋板4 7的末端面並使制動孔4 2 a的軸方向 和活塞桿1 8的軸方向一致之直立狀態、將軸環4 2 b 和支持溝4 3 b的系合部作為支點，對蓋板4 7向圖中 反時針旋轉即向底壁部4 3 a傾斜，使制動孔4 2 a的 軸方向對活塞桿1 8的軸方向傾斜之傾斜狀態之間移動 自如。形成於主筒4 3的外周面之凹溝4 3 c通過通氣 孔4 3 d在蓋板4 7和制動板4 2之間進行連通，而且 在筒體2 4上形成有連通凹溝4 3 c和外部之進排氣孔 2 4 b 。因此，蓋板4 7和制動板4 2之間與外部連 通，在制動板4 2對蓋板4 7移動時能夠通氣。 在蓋板4 7和制動板4 2之間，位於圖中上側即制 動板4 2的徑方向的另一側設有壓縮螺旋彈簧4 8 ，藉 由該壓縮螺旋彈簧4 8而在制動板4 2上施加朝向底壁 部4 3 a之彈力。因此，制動板4 2藉由壓縮螺旋彈簧 的彈力而將軸環4 2 b和支持溝4 3 b的系合部作為支 點，在圖中反時針旋轉即向底壁部4 3 a側傾斜之方向 被加以旋轉力。制動板4 2和底壁部4 3 a之間成為制 動釋放壓力室49 ，該壓力室4 9通過形成於底壁部4 3 a之貫通孔4 5而與後退用流體室2 7b連通。即， 壓力室49通過後退用流體室27b而與進排孔3 1連 通。因此，當從進排孔3 1供給壓縮空氣時，在壓力室

1 1433pi f.ptd 第12頁 200307591 五、發明說明（9) 4 9内被供給壓縮空氣，當從進排孔3 1排出壓縮空氣 時，在壓力室4 9内的壓縮空氣被排出。 該制動單元4 0藉由排出壓力室4 9内的壓縮空氣 而成結合狀態。即，當排出壓力室4 9内的壓縮空氣 時，制動板4 2藉由壓縮螺旋彈簧4 8的彈力而將軸環 4 2 b和支持溝4 3 b的結合部作為支點向底壁部4 3 a側傾斜，成傾斜狀態，使制動孔4 2 a的開口端部有 力地接觸活塞桿1 8的外周面。在此狀態下，當活塞桿 1 8要向返回方向即後退方向移動時，藉由制動板4 2 和活塞桿1 8之間的摩擦力，在制動板4 2上被更加有 力地加以向底壁部4 3 a側之旋轉力，使制動板4 2和 活塞桿1 8之間的摩擦力增大，而使活塞桿1 8的後退 移動被限制。與此相對，在制動板4 2傾斜的狀態下使 活塞桿1 8前進移動之場合，藉由制動孔4 2 a和活塞 桿1 8之間的摩擦力而在制動板4 2上加以抗拒壓縮螺 旋彈簧4 8方向的旋轉力，可使制動板4 2和活塞桿1 8的摩擦力降低，活塞桿1 8可自由地前進。這樣，該 制動單元4 0只在活塞桿1 8向後退方向移動時，對活 塞桿1 8成結合狀態。 另一方面，當向壓力室4 9供給壓縮空氣時，制動 單元4 0成釋放狀態。即，當向壓力室4 9供給壓縮空 氣時，壓力室4 9内的壓力上升，藉由該壓力而使制動 板4 2抗拒壓縮螺旋彈簧4 8 ，被頂在蓋板4 7上成直 立狀態。因此，在活塞桿1 8和制動孔4 2 a之間形成

11433pi f.ptd 第13頁 200307591 五、發明說明（ίο) 間隙，活塞桿1 8對制動板4 2即制動單元4 0可自由 地移動。 在主筒4 3的底壁部4 3 a上形成有作為傾斜面的錐形 面5 1 ，藉由使該錐形面5 1接於制動單元制動器2 5 ，而限制制動單元4 0向制動單元制動器2 5方向的 移動。而且，在封帽（cap) 4 4和桿端蓋（rod cover )2 2之間安裝有彈簧構件5 2 ，作為該彈簧構件5 2 使用壓縮螺旋彈簧，制動單元4 0藉由該彈簧構件5 2 而被頂在制動單元制動器2 5上。 在制動用筒體2 4上安裝有作為負重載入裝置的錐 度閂式（taper lock)氣缸6 0 ，該錐度問式（taper lock)氣缸6 0具有桿端蓋（rod cover) 2 2和缸體所 一體形成之氣缸主體6 1 ，在缸體内裝入有沿軸方向來 回動作自如之活塞6 2 。在活塞6 2上一體形成有作為 柱塞（plunger)構件的錐形桿（taper rod) 6 3 ，在 錐形桿（t a p e r r 〇 d ) 6 3的頂端部形成有與錐形面5 1 接觸之錐形面63a 。在固定於氣缸主體61的蓋64 和活塞6 2之間裝入有彈簧構件6 5 。作為該彈簧構件 6 5而使用壓縮螺旋彈簧，在活塞6 2上藉由該彈簧構 件6 5而被加以進入方向的彈力。因此，錐形桿（t a p e r rod ) 6 3被彈簧構件6 5所推動而向形成於制動單元4 0的後端面之錐形面5 1進入。當錐形桿（taper rod) 6 3進入後，錐形桿（taper rod) 6 3的錐形面6 3 a 與制動單元4 0的錐形面5 1平接，在制動單元4 0上

11433pif.ptd 第14頁 200307591 五、發明說明（11) 被加以成為前進方向即桿端蓋（rod cover) 2 2方向之 負重。制動單元4 0藉由此負重而能夠在封帽（c a p )和 桿端蓋（rod cover) 2 2之間的行程S a的範圍内，抗 拒彈簧構件5 2的彈力，向桿端蓋（rod cover) 2 2側 移動，並通過活塞桿1 8依據加於制動單元4 0之來自 工件W的反作用力而決定停止位置。錐形面6 3 a對錐 形桿（t a p e r r 〇 d ) 6 3的軸心形成銳角，錐形面5 1對 制動單元4 0的軸心形成純角，所以藉由彈簧構件6 5 所加於錐形桿（t a p e r r 〇 d ) 6 3之彈力被增加力度，作 為對制動單元4 0之負重而被傳達，而且，藉由來自制 動單元4 0側的負重而不使錐形桿（t a p e r r 〇 d ) 6 3後 退移動。 為了使錐形桿（t a p e r r o d ) 6 3抗拒彈力而後退移 動，在氣缸主體6 1上形成有從氣體供給通道2 4 a分 支之連通通道6 6 ，連通通道6 6與錐度閂式（taper 1 〇 c k )氣缸6 0内的流體室6 7連通。因此，當從進排 孔3 1供給壓縮空氣時，通過連通通道6 6使壓縮空氣 流入流體室6 7内，錐形桿（t a p e r r 〇 d ) 6 3和活塞6 2 —起後退。為了使錐形桿（taper rod) 6 3後退移動 所需之流體室6 7内的壓力，被設定為小於在制動單元 4 0中用於使制動板4 2成直立狀態所需之壓力室4 9 内的壓力。當從進排孔3 1供給壓縮空氣時，在制動板 4 2變成直立狀態之前錐形桿（t a p e r r 〇 d ) 6 3後退， 而且當從進排孔3 1排出壓縮空氣時，在錐形桿（t a p e r

11433pi f.ptd 第15頁 200307591 五、發明說明（12) r 〇 d ) 6 3向制動單元4 0進入前制動板4 2傾斜。 圖5 A〜5 C是表示制動單元4 0和錐度閂式 (taper lock ) 氣缸6 0的動作之概略的說明圖。首 先，在活塞2 6變成後退終點位置之狀態下，當從進排 孔3 8向前進用流體室2 7 a供給壓縮空氣時，活塞2 6和活塞桿1 8向圖5 A所示之所定的行程位置即夾緊 搖臂1 4夾緊工件W之位置前進移動。該行程位置被作 為對活塞2 6的前進終點位置只後退所定的行程，該場 合的制動單元4 0的行程S a之位置。當活塞2 6前進 移動時，在後退用流體室2 7 b 、壓力室4 9及流體室 6 7内產生負壓，藉由該負壓而使制動板4 2為直立狀 態即制動單元4 0為釋放狀態，而且，錐形桿（t a p e r rod ) 6 3被作為後退之位置。當活塞2 6到達所定的行 程位置時，壓力室4 9及流體室6 7内的負壓緩緩下 降，如圖5 B所示，首先制動板4 2只傾斜角度α而制 動單元4 0成結合狀態，限制對活塞桿1 8的制動單元 4 0之後退方向的移動。此時，當變成夾緊搖臂1 4夾 緊工件W之行程位置時，活塞桿1 8將制動單元4 0切 換到結合狀態，但是該制動單元4 0也可不拘於活塞桿 1 8的行程位置而對活塞桿1 8成結合狀態。因此，即 使在藉由工件W的變形等而夾緊時的活塞桿1 8的行程 位置變化之場合，制動單元4 0也能確實地對活塞桿1 8成結合狀態。 當流體室6 7内的負壓又由此狀態而下降時，如圖

11433pi f.ptd 第16頁 200307591 五、發明說明（13) 5 C所示，錐形桿（taper rod) 6 3向制動單元4 0的 錐形面5 1作進入移動。接著，錐形桿（t a p e r r 〇 d ) 6 3的進入移動即加於錐形桿（taper rod) 6 3的彈力通 過錐形面6 3 a和錐形面5 1 ，被變換為對制動單元4 0之前進方向的負重。在此狀態下，當將前進用流體室 2 7 a的壓縮空氣向外部排出時，藉由前進用流體室2 7 a内的壓力而不向活塞桿1 8施加負重，但是由於在 錐形桿（taper rod) 6 3上被賦以彈簧構件6 5的彈 力，所以與壓縮空氣之供給的停止並無關係地向制動單 元4 0進入。因此，活塞桿1 8使與制動單元的結合狀 態即對制動單元的後退移動被限制，而且制動單元4 0 藉由錐形桿（taper rod) 6 3而被加以前進方向的負 重，所以儘管前進用流體室2 7 a的壓縮空氣被向外部 排出，但是在活塞桿1 8上還是通過制動單元4 0藉由 錐形桿（taper rod) 6 3而被加以前進方向的負重。 即，該液壓氣缸1 6 ，即使停止對前進用流體室2 7 a之壓縮空氣的供給而將内部的空氣向外部排出，也 能在活塞桿1 8上通過制動單元4 0施加來自錐形桿 (taper rod) 6 3 的負重。 為了向液壓氣缸1 6供給壓縮空氣，如圖2所示， 在設於傳送台車1 0的進排接頭7 0上接續有與進排孔 3 1接續之進排軟管7 1 a 、與進排孔3 8接續之進排 孔7 1 b ，對前進用流體室2 7 a和後退用流體室2 7 b之壓縮空氣的供給和從内部之壓縮空氣的排出通過進

1 1433pi f.ptd 第17頁 200307591 五、發明說明（14) 排接頭7 0而進行。 另一方面，在圖1所示之最初的工作台S 1 ，與傳 送台車1 0鄰接設置進排接頭7 2 ，與該進排接頭7 2 接續之進排軟管通過流程切換閥門接續於不圖示之氣壓 源。這些進排接頭7 0 、7 2在傳送台車1 0在最初的 工作台之位置時相互連結，可從設於傳送台車1 0的外 部之氣壓源分別對流體室2 7 a 、2 7 b供給壓縮空 氣，同時可將流體室2 7 a 、2 7 b内的空氣向外部排 出。藉此，在放開夾緊搖臂1 4之狀態下將工件W搬入 工件支援台1 3後，藉由利用液壓氣缸1 6閉合夾緊搖 臂1 4可連接工件W。 這樣，藉由在工件W被連接之狀態下使傳送台車1 0移動，可將傳送台車在構成車身組裝線的各工作台進 行所定的組裝作業。在圖1所示之最終的工作台S η ， 為了向後退用流體室2 7供給壓縮空氣，設有與台車側 的進排接頭7 0連結之進排接頭7 2 a ，在該工作台S η藉由放開夾緊搖臂1 4可將完成所定的組裝後的工件 W搬出生產線外。 接著，關於藉由利用上述液壓氣缸1 6的夾鉗裝置 1 2之工件W的夾鉗順序進行說明，為了使活塞桿1 8 後退移動而放開夾緊搖臂1 4 ，通過進排接頭7 0 、7 2向後退用流體室2 7 b供給壓縮空氣。在此狀態下， 活塞2 6成為後退終點位置，活塞桿1 8也成為後退終 點位置，搖臂1 4可放開而搬入工件W。而且，制動單

11433pif.ptd 第18頁 200307591 五、發明說明（15) 元4 0成釋放狀態使活塞桿1 8可沿軸方向移動自如， 錐形桿（t a p e r r 〇 d ) 6 3變成後退之狀態使制動單元4 〇藉由彈簧構件5 2而變成頂於制動單元制動器2 5的 狀態。為了閉合夾緊搖臂1 4 ，通過進排孔3 8向前進 用流體室2 7 a供給壓縮空氣。藉此，活塞2 6及活塞 桿1 8前進移動，當活塞2 6及活塞桿1 8移動至所定 的行程位置時，夾緊搖臂1 4被閉合。當夾緊搖臂被閉 合時，如圖5 B所示，制動板4 2傾斜，制動單元4 0 切換至結合狀態，活塞桿1 8的後退移動被限制。 當藉由制動單元4 0使活塞桿1 8的後退移動受限 時，如圖5 C所示，錐形桿（t a p e r r 〇 d ) 6 3向制動單 元4 0的錐形面5 1作進入移動。然後，錐形桿（t a p e r rod) 6 3的錐形面6 3 a接於制動單元4 0的錐形面5 1 ，在制動單元4 0上被加以前進方向的負重。活塞桿 1 8使對制動單元4 0的後退移動受限，所以當在制動 單元4 0上施加前進方向的負重時，其負重也被加於活 塞桿1 8上。而且，當在夾緊搖臂1 4和工件W之間藉 由振動等而產生間隙之場合，藉由利用錐形桿（t a p e r rod ) 6 3所施加的負重，活塞桿1 8與制動單元4 0成 一體向桿端蓋（r 〇 d c 〇 v e r ) 2 2側移動。在此狀態下， 當將前進用流體室2 7 a的壓縮空氣向外部排出時，並 不藉由前進用流體室2 7 a内的壓力向活塞桿1 8施加 負重，但是由於在錐形桿（taper rod) 6 3上被賦以彈 簧構件6 5的彈力，所以對制動單元4 0之負重被維

11433pif.ptd 第19頁 200307591 五、發明說明（16) 持，在活塞桿1 8上通過制動單元4 0被加以前進方向 的負重，而且當藉由伴隨台車的移動等之振動等而在夾 緊搖臂1 4和工件W間產生鬆動之場合，活塞桿1 8和 制動單元4 0 —起作前進移動，使其鬆動被吸收。因 此，藉由與該液壓氣缸1 6所連結之夾緊搖臂1 4而如 圖2所示夾緊工件W的場合，即使停止對前進用流體室 2 7 a之壓縮空氣的供給並將内部的空氣向外部排出， 也可在夾緊搖臂1 4上加以負重即對工件W的夾持力。 這樣，當將藉由夾緊搖臂1 4被夾緊之工件W利用 傳送台車1 0而進行傳送時，進排接頭7 2被從台車側 的進排接頭7 0上拆下。被拆下後各個流體室2 7 a 、 2 7 b成大氣開放狀態，所以向前進用流體室2 7 a供 給的空氣被向外部排出。藉此，通過活塞2 6被加於活 塞桿1 8之夾持力消失，但是在活塞桿1 8上通過制動 單元4 0被加以來自錐形桿（taper rod) 6 3的負重。 因此，在傳送台車1 0的傳送過程中，即使傳動台車1 0受到振動和衝擊，也不會使對工件W之夾緊搖臂1 4 的連接力鬆弛’可確貫地保持工件W。 為了在最終工作台S η拆下工件W，當向後退用流 體室2 7b供給壓縮空氣時，首先藉由流體室6 7内的 壓力上升而使錐形桿（taper rod) 6 3和活塞6 2 —起 作後退移動，錐形桿（taper rod) 6 3的錐形面6 3 a 被從制動單元4 0的錐形面5 1上拆下。接著，制動單 元4 0藉由彈簧構件5 2而向制動單元制動器2 5側移

11433pif.ptd 第20頁 200307591 五、發明說明（17) 動。藉由繼續向後退用流體室2 7 b内的壓縮空氣的供 給，而使壓力室4 9的壓力上升並使制動板4 2成直立 狀態即制動單元4 0成釋放狀態，活塞桿1 8和活塞2 6 —起作後退移動，夾緊搖臂1 4被放開。 當使在工件W被拆下之狀態的傳送台車1 〇返回最 初的工作台時，如設定成閉合夾緊搖臂1 4的狀態，則 向前進用流體室2 7 a供給壓縮空氣並使活塞桿1 8作 前進移動。 圖6是表示其他類型的夾鉗裝置之放大正面圖，在 圖6中，與圖2中所示之構件相同的構件被標以同一符 號。 圖2所示之夾鉗裝置12藉由活塞桿18的前進移動即 擠壓移動而使夾緊搖臂1 4連接動作，與此相對，在圖 6所示之夾鉗裝置1 2 a中，藉由活塞桿1 8的後退移 動即拉曳移動而使夾緊搖臂1 4連接動作。在用於進行 這種夾持動作的液壓氣缸1 6 a中，制動用筒體2 4設 於氣缸主體2 3的後末端，安裝於該制動用筒體2 4的 内部之制動單元4 0 ，限制活塞桿1 8的返回方向即活 塞桿1 8的前進方向之移動。然後，錐形桿（t a p e r r 〇 d )對制動單元4 〇加以後退方向的負重。這樣，圖6所 示之液壓氣缸1 6 a藉由使活塞桿1 8後退移動而閉合 夾緊搖臂1 4 ，在夾緊搖臂1 4閉合之狀態下，可和上 述實施的形態同樣地在活塞桿1 8上施加後退方向的負 〇

11433pif.ptd 第21頁 200307591 五、發明說明（18) 本發明並不限定於上述之各個實施的形態，可為在 不脫離其要旨範圍内的種種變更。例如，該液壓氣缸1 6 、1 6 a是為了分別夾緊構成車身之面板材料而使用 的，但是並不限定於此，當將活塞桿1 8作為所定的行 程位置時，如為即使停止對活塞2 6之液壓的供給也可 在活塞桿1 8上施加所定的負重之場合，則無論何種用 途都可適用該液壓氣缸。 該液壓氣缸藉由壓縮空氣而使活塞2 6移動，但是 也可藉由油壓等液體的壓力而使活塞2 6來回動作。 該液壓氣缸是為了驅動設於傳送台車1 0之夾鉗裝 置1 2而使用的，但是在安裝於機器人搖臂的頂端而夾 緊面板材料進行傳送之場合也可適用。 該液壓氣缸採用藉由制動板4 2傾斜而對活塞桿1 8成結合狀態之制動單元4 0作為制動裝置，但是並不 局限於此，例如也可採用具備由支架支援而限制在軸方 向的移動，同時與活塞桿1 8的外周面接觸之多個鋼 球、與這些鋼球接觸之内周面形成錐形，同時在其末端 具有傾斜面之蓋，藉由使錐形桿（t a p e r r 〇 d ) 6 3對傾 斜面進入並使蓋在軸方向移動而對活塞桿1 8成結合狀 態的。而且，也可採用在制動用筒體内設置包覆活塞桿 1 8而配置之制動金屬（brake metal )，藉由將該制動 金屬（brake metal)頂在活塞桿1 8上而對活塞桿1 8 成結合狀態的。 如利用本發明，當將活塞移動至所定的行程位置

11433pi f.ptd 第22頁 200307591 五、發明說明（19) 時，藉由制動裝置而限制活塞的返回移動，而且，在制 動裝置上藉由負重載入裝置而被加以前進方向或後退方 向的負重，所以即使為了使活塞移動而排出向液壓室供 給之液壓，在活塞桿上仍可通過制動裝置被加以負重。 因此，即使排出液壓室内的流體，仍可通過活塞桿藉此 而對被驅動之構件施加所定的負荷。 制動裝置可限制在任意的行程位置之活塞桿的返回 移動，所以對活塞桿可不管其行程位置總是施加安定的 負重。 如將液壓氣缸裝載於傳送台車上而驅動夾緊搖臂， 則在傳送台車移動時，即使液壓的供給被停止，也可對 夾緊搖臂確實地加以來自活塞桿的負重。

11433pif.ptd 第23頁 200307591 圖式簡單說明 [ 圖 式 簡 單 說 明 ] 圖 1 表 示 藉 由 傳 送 台 車 而 傳 % 达 構 成 汽 車 車 身 的 面 板 材 料 之 汽 車 車 身 的 組 裝 線 的 一 部 分 之 平 面 圖 〇 圖 2 是 表 示 圖 1 所 示 之 夾 钳 裝 置 的 放 大 正 面 圖 〇 圖 3 將 圖 2 所 示 之 液 壓 氣 缸 放 大 表 示 的 斷 面 圖 〇 圖 4 A 表 示 圖 3 所 示 之 桿 端 蓋 ( r〇 d c〇 v e r ); 2 2的半 斷 面 圖 圖 4 B 是 從 同 圖 4 A 之 箭 頭 B — B 線 方 向 進 行 觀 察 的 側 面 圖 圖 4 C 是 沿 同 圖 4 A 的 C — C 線 之 斷 面 圖 圖 4 D 是 沿 同 圖 4 C 的 D - -D線之斷面圖 〇 圖 5 A 5 C 表 示 制 動 單 元 和 錐 度 閂 式 ( t a pe r 1 〇 c k ) 氣 缸 的 動 作 之 概 略 的 說 明 圖 〇 圖 6 表 示 其 他 類 型 的 夾 钳 裝 置 之 放 大 正 面 圖 〇 ( 圖 式 標 式 說 明 ) 1 0 • 傳 送 台 車 5 1 1 • 車 輪 1 2 、 1 2 a ·· 夾 鉗 裝 置 1 3 • 工 件 支 援 台 1 4 • 失 緊 搖 臂 1 5 a 1 5 C • 銷 1 6 1 6 a ; 液 壓 氣 缸 1 1 7 U 型 夾 ( c 1 e v is ) 1 8 活 塞 桿 2 〇 缸 體 2 1 末 端 蓋 ( e η d c〇 v e r : ) 5

11433pif.ptd 第24頁 200307591 圖式簡單說明 2 2 ·· 桿 端 蓋 ( r 〇 d cover ) 2 3 ·· 氣 缸 主 體 ， 2 4 • 制 動 用 筒 體 2 4 a • 氣 體 供 給 通 道， 2 4 b 進 排 氣 孔 2 5 • 制 動 單 元 制 動 器， 2 5 a ·· 連 通 路 2 6 • 活 塞 ， 2 7 a • 前 進 用 流 體 室， 2 7 b ·· 後 退 用 流 體 室， 2 8 ·· 第 1 圓 盤 j 2 8 a 密 封 材 料 2 9 • 第 2 圓 盤 > 2 9 a 圓 筒 部 2 9 b 磨 損 環 1 3 0 :磁石， 3 1 :進排孔， 3 1 a :插塞， 3 2 :導向筒體， 3 3 :凹溝， 3 4 :連通孔， 3 5 : 節流孑L ， 3 6 :連通流程， 3 7 :節流孔，

11433pif.ptd 第25頁 200307591

圖式簡單說明 3 8 * 進 排 孔 3 8 a • 插 塞 5 4 0 制 動 單 元’ 4 1 套 筒 4 2 制 動 板 ， 4 2 a • 制 動 孔， 4 2 b ·· 軸 環 4 3 :主筒， 4 )a ••底 壁部， 4 5 b :支 持溝， 4 · ]c ··凹 溝， 4 5 d ••通 氣孑L ， 4 4 :封帽（c a p )， 4 5、 .4 6 : 貫 通 ， 4 7 : :蓋 板 j 4 7 a ： 貫 通 孔 4 8 壓 縮 螺 旋 彈 簧， 4 9 制 動 釋 放 壓 力室， 5 1 錐 形 面 j 5 2 彈 簧 構 件 j 6 0 錐 度 閂 式 ( taper lock ) 6 1 氣 缸 主 體 j 6 2 活 塞 y 6 3 錐 形 桿 ( t a per rod ) ， 氣缸， 11433pi f.ptd 200307591

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Claims (1)

1. 200307591 六、申請專利範圍 1 · 一種液壓氣缸，其特徵在於包括： 一氣缸主體，具備一端安裝有末端蓋（end cover )，一端安裝有桿端蓋（rod cover)之缸體； 一活塞，在上述缸體内沿軸方向來回動作自如地安 裝，並劃分為前進用流體室和後退用流體室； 一活塞桿，在上述氣缸主體上沿軸方向來回動作自 如地安裝，固定於上述活塞的同時從上述桿端蓋（r 〇 d cover )向外部突出； 一制動裝置，相對上述活塞桿被以結合狀態和釋放 狀態動作自如地設置，當上述活塞桿移動至所定的位置 時，限制上述活塞桿的返回移動；以及 一負重載入裝置，具有：朝上述制動裝置而進退移動 自如地設置之柱塞（p 1 u n g e r )構件，和對上述柱塞 (plunger)構件施以進出方向的彈力之彈簣構件，且在 上述制動裝置上施加前進方向或後退方向的負重， 其中當上述制動裝置變成結合狀態時，即使上述流 體室内的流體被排出，也藉由上述負重載入裝置而透過 上述制動裝置對上述活塞桿施加負重。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的液壓氣缸，其特 徵是：上述柱塞（p 1 u n g e r )構件是朝向形成於上述制動 裝置之傾斜面而進退移動自如地設置。 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項所述的液壓氣 缸，其特徵是：藉由使具有上述活塞桿所貫通的制動孔 之制動板對上述活塞桿傾斜，而使上述制動裝置成結合

   11433pif.ptd 第28頁 200307591 六、申請專利範圍 狀態。 4 · 一種夾鉗裝置，其特徵在於包括： 一氣缸主體，具備一端安裝有末端蓋（end cover )，一端安裝有桿端蓋（rod cover)之缸體； 一活塞，在上述缸體内被沿軸方向來回動作自如地 安裝，並劃分為前進用流體室和後退用流體室； 一活塞桿，在上述氣缸主體上沿軸方向來回動作自 如地安裝，固定於上述活塞的同時從上述桿端蓋（rod cover )向外部突出； 一夾緊搖臂，連結於上述活塞桿，藉由上述活塞桿 的前進移動或後退移動而夾緊工件； 一制動裝置，相對上述活塞桿被以結合狀態和釋放 狀態動作自如地設置，當上述活塞桿移動至所定的位置 時，限制上述活塞桿的返回移動；以及 一負重載入裝置，具有：朝上述制動裝置而被進退移 動自如地設置之柱塞（p 1 u n g e r )構件，和對上述柱塞 (plunger )構件施以進出方向的彈力之彈簧構件，且在 上述制動裝置上施加前進方向或後退方向的負重， 其中當上述制動裝置變成結合狀態時，即使上述流 體室内的流體被排出，也藉由上述負重載入裝置而透過 上述制動裝置對上述活塞桿施加負重。 5 ·如申請專利範圍第4項所述的爽钳裝置，其特 徵是：上述柱塞（p 1 u n g e r )構件是朝向形成於上述制動 裝置之傾斜面而進退移動自如地設置。

   11433pif.ptd 第29頁 200307591 六、申請專利範圍 6 ·如申請專利範圍第4項或第5項所述的夾鉗裝 置，其特徵是：藉由使具有上述活塞桿所貫通的制動孔 之制動板對上述活塞桿傾斜，而使上述制動裝置成結合 狀態。

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