空压缸加速器

技术领域

本发明关于一种空压缸加速器，尤指一种应用于空压缸而可达到加速运动的机构。

背景技术

现有的自动化加工机为了适应铣削、钻孔、搪孔等不同的加工需求，常搭配加工主轴而设置有刀库，通过刀库设置不同加工形态的刀具，而可通过换刀机构在加工主轴上更换不同形态的刀具，具有较佳的加工效率。前述加工主轴所设的刀具欲进行更换时，是由刀臂动作而先夹持加工主轴上的刀具，再由空压缸配合倍力机构进行打刀动作而使刀具脱离加工主轴，刀臂即可将刀具取离以便更换。

中国台湾专利公告第TWM441540号专利案，其案件中公开了一种倍力式的打刀缸，主要在于解决现有技术中打刀缸打刀时有力道不足的问题，主要包括第一作动缸单元、第二作动缸单元和打刀单元，其通过第一切换器和第二切换器的切换选择，使第一气压源和第二气压源可同时提供打刀缸进气或排气，进而以下压力道加倍的方式使打刀缸执行打刀加速动作。

然而，为了达到打刀动作加速，现有技术中，打刀缸必须包括两组作动缸单元，且配合两组切换器以及两气压源，不难发现其打刀缸必然会有构件复杂而无法简化的问题，也因构件多而导致构件成本居高不下，且因空压来源的压力的不稳定性，当压力不足时便会造成打刀缸无法确实执行松刀动作，故有进一步改善的必要。

发明内容

为解决上述课题，本发明提供一种空压缸加速器，利用缸体有蓄压室的设计，且由控制件切换蓄压室和活塞室之间为相通或不相通，当蓄压室中有压力源通入而蓄集至预定压力时，由控制件切换蓄压室和活塞室之间为相通，瞬间通过预定压力加速推动空压缸。

本发明的一项实施例提供一种空压缸加速器，其包括：一缸体，有一活塞室和一蓄压室；一开关阀，有一阀座设于该缸体且隔在该活塞室和该蓄压室之间，该阀座具有一通道，一控制件设于该阀座中以启闭该通道而切换该活塞室和该蓄压室为相通或不相通；以及一空压缸，有一活塞部设在该活塞室中，且有一杆部自该活塞部的一侧伸出该缸体外，在该通道被该控制件关闭且该活塞室和该蓄压室为不相通时，该蓄压室中可通入一压力源而蓄集至一预定压力，在该通道被该控制件开启且该活塞室和该蓄压室由不相通切换至相通的瞬间，该活塞部被该预定压力加速推动，使该杆部被加速推出该活塞室外。

其中，该控制件为一阀杆，该阀杆可轴向位移地设在该阀座内且穿过该通道，该阀杆具有一由径缩所形成的小径段，该小径段的位置对应该通道，该阀杆于该小径段的一端有一前挡环，该阀杆在该阀座内轴向位移使该前挡环伸入该通道而关闭该通道，或使该前挡环从该通道中退离而以该小径段开启该通道。

其中，该阀座中设有一操作室，该操作室的两端有一第一流道和一第二流道分别连通至该阀座外，该阀杆的一端具有一驱动部容设在该操作室中，该压力源可由该第一流道通入该操作室而推动该驱动部，该阀杆轴向位移使该前挡环伸入该通道而关闭该通道，该压力源由该第二流道通入该操作室反向推动该驱动部，该阀杆轴向位移使该前挡环从该通道中退离而开启该通道。

其中，该第一流道和该第二流道分别连接至一电磁阀再连接至该蓄压室，该电磁阀控制该压力源从该第一流道通入，或从该第二流道通入。

其中，该阀座在有该第一流道处有一法兰块，该法兰块凸出于该阀座。

其中，该缸体在该活塞室的一端具有一第一端盖，且该缸体在该蓄压室的一端具有一第二端盖，该第一端盖有一第一通孔连通该活塞室，该阀座具有一第二通孔连通该通道。

其中，该第一通孔连通至该蓄压室，且于该第一通孔和该蓄压室间设一单向电磁阀，以控制该压力源和该第一通孔间为导通，该杆部被加速推出该活塞室外时形成回流通路；或反向地通入该压力源至该活塞室而推动该活塞部，该杆部缩回该活塞室，且于该第二通孔形成回流通路。

其中，该阀杆在该小径段的一端有一后挡环，该阀杆轴向位移而使该前挡环关闭该通道时，该通道和该第二通孔相通；另外地该阀杆轴向位移而使该前挡环从该通道中退离而开启该通道时，该挡环关闭该第二通孔，该通道和该第二通孔为不相通。

其中，该阀座具有一和该蓄压室相通的连通孔，该连通孔供该压力源通入该蓄压室中至该预定压力，或供该蓄压室中的该预定压力释放。

本发明的有益效果是：

本发明的空压缸加速器中，缸体具有蓄压室而可通入压力源，并由压力源在蓄压室内蓄集至预定压力作为预备，而可由控制件切换蓄压室和活塞室之间为相通，使活塞部瞬间被预定压力加速推动，使杆部被加速推出活塞室外。换言之，本发明的缸体除了有活塞室外，因另外地有蓄压室的构造，并配合控制件的动作，即可达到杆部被加速推出活塞室的功效，而且在蓄压室已蓄集至预定压力的情况下，即使外部的空压来源未持续提供，仍可利用蓄压室所蓄集的压缩空气的压力完成杆部被加速推出活塞室的动作，因而达到构件简化且能使构件成本相对较低的功效。

附图说明

图1为本发明的空压缸加速器的立体外观图；

图2为本发明的空压缸加速器的另一视角的立体外观图；

图3为本发明的空压缸加速器的剖视构造图；

图4为图3于4-4剖线所获得的剖视构造图；

图5为本发明的空压缸加速器局部于两连通孔中局部剖视的立体图；

图6为本发明的空压缸加速器的一回路图，图中的活塞室和蓄压室不相通，且空压缸的杆部为缩回活塞室；

图7为图6的回路图中的活塞室和蓄压室为相通，且空压缸的杆部为伸出活塞室的状态的回路图；

图8为本发明的空压缸加速器局部剖视的立体放大图，图中活塞室和蓄压室为相通，且蓄压室中的高压气体通过通道而进入活塞室；

图9为本发明的空压缸加速器局部剖视的平面放大图，图中高压气体加速推动活塞部，使杆部伸出活塞室。

附图标记说明

100:空压缸加速器 10:缸体

11:活塞室 12:蓄压室

13:第一端盖 131:第一通孔

14:第二端盖 20:开关阀

21:阀座 211:通道

212:操作室 213:第一流道

214:第二流道 215:法兰块

216:连通孔 217:第二通孔

22:阀杆 221:小径段

222:前挡环 223:驱动部

224:后挡环 30:空压缸

31:活塞部 32:杆部

40:双向电磁阀 50:单向电磁阀

P:压力源。

具体实施方式

为便于说明本发明于上述发明内容一栏中所表示的中心思想，在此以具体实施例表达。实施例中各种不同对象按适于列举说明的比例，而非按实际组件的比例予以绘制，在此声明。

请参阅图1至图9所示，本发明于一较佳实施例提供一种空压缸加速器100，其于本实施例中应用于打刀缸，但不以此为限，其主要构件包括一缸体10，一开关阀20以及一空压缸30，其中：

缸体10有一活塞室11和一蓄压室12，本实施例的缸体10呈圆筒状，缸体10在活塞室11的一端具有一第一端盖13，且缸体10在蓄压室12的一端具有一第二端盖14，本实施例的第一端盖13呈矩形块体，且本实施例的第二端盖14也呈矩形块体，在第一端盖13有一第一通孔131连通活塞室11。

开关阀20有一阀座21，此阀座21是设于缸体10，且阀座21的位置是隔在活塞室11和蓄压室12之间，阀座21具有一通道211。本实施例的阀座21中设有一操作室212，操作室212的两端有一第一流道213和一第二流道214，操作室212由第一流道213和第二流道214分别连通至阀座21外(如图1、4所示)。本实施例的阀座21呈矩形块体，阀座21在有第一流道213处有一法兰块215，法兰块215凸出于阀座21。阀座21于本实施例中具有两连通孔216，两连通孔216都和蓄压室12相通(如图5所示)，连通孔216可供压力源P通入蓄压室12中，并蓄集至一预定压力，也可供蓄压室12中的压力释放。阀座21还具有一第二通孔217连通通道211，本实施例的第二通孔217和操作室212分别位于通道211的两端，其中第二通孔217和通道211可相连通，操作室212和通道211则不相连通。

所述压力源P(如图6、7所示)，于本发明中是指可提供动力的高压流体，所述高压流体例如高压气体(气压)，或者是高压液体(液压)，于本实施例中以高压气体为例示。此外，所述压力源P除可用以推动驱动部223，也可作为其他构件的动力来源，例如通入至蓄压室12中以蓄集至所述预定压力。

由此，开关阀20有一控制件，此控制件设于阀座21中，控制件用以启闭通道211，而切换活塞室11和蓄压室12为相通，或切换活塞室11和蓄压室12为不相通。于本实施例中，控制件为一阀杆22，阀杆22可轴向位移地设在阀座21内，且阀杆22穿经通道211，阀杆22具有一小径段221，此小径段221由阀杆22本身的杆径为径缩所形成，小径段221的位置对应通道211。阀杆22于小径段221的一端有一前挡环222，以阀杆22在阀座21内轴向位移，而使前挡环222伸入通道211中以关闭通道211，或使前挡环222从通道211中退离，而以小径段221开启通道211。

于本实施例中，阀杆22的一端具有一驱动部223，此驱动部223容设在操作室212中，压力源P可由第一流道213通入操作室212而推动驱动部223，使阀杆22轴向位移而使前挡环222关闭通道211(如图6所示)；压力源P也可由第二流道214通入操作室212，由此反向地推动驱动部223，使阀杆22轴向位移而使前挡环222从通道211中退离，使通道211能被开启(如图7所示)。此外，本实施例的阀杆22，其于小径段221的另一端还有一后挡环224，当阀杆22轴向位移而使前挡环222关闭通道211时，通道211和第二通孔217为相通，此时通道211可由第二通孔217为回流通路，以进行排气(如图3所示)；另外地，当阀杆22轴向位移而使前挡环222从通道211中退离，因而开启通道211时，后挡环224关闭第二通孔217，使通道211和第二通孔217为不相通，此时通道211则不能通过第二通孔217进行排气(如图4所示)。

空压缸30有一活塞部31设在活塞室11中，且有一杆部32自活塞部31的一侧伸出缸体10外，在通道211被控制件关闭，且活塞室11和蓄压室12为不相通时，蓄压室12中可通入压力源P而蓄集至所述预定压力，在通道211被控制件开启且活塞室11和蓄压室12由不相通切换至相通的瞬间，活塞部31被预定压力加速推动，使杆部32被加速推出活塞室11外，以进行打刀。此述预定压力，是指杆部32被加速推出活塞室11外而足够打刀的压力，其并非一固定数值，所述预定压力是根据实际打刀时的需求而定。

在本实施例中，第一流道213和第二流道214分别连接至一电磁阀，并由此电磁阀再连接至蓄压室12，电磁阀主要在控制压力源P是从第一流道213通入，或从第二流道214通入。本实施例中，所述电磁阀是双向电磁阀40(如图6、7所示)，于本实施例中特别是指一种五口三位电磁阀。于本实施例中，第一端盖13所设的第一通孔131连通至蓄压室12，且于第一通孔131和蓄压室12间设一单向电磁阀50(如图6、7所示)。于本实施例中，压力源P与一连通孔216连接，双向电磁阀40与单向电磁阀50则分别连接至另一连通孔216(图6、7中双向电磁阀40与单向电磁阀50在不同位置与连通孔216的连接仅为示意，实际上为与同一连通孔216连接)。

通过双向电磁阀40通电而激磁，使压力源P从第一流道213通入操作室212以推动驱动部223(如图6所示)，即可使阀杆22轴向位移而使前挡环222伸入通道211中而关闭通道211(如图3所示)，而于操作室212中的气体可由第二流道214排出，此时杆部32在活塞室11中的状态为缩回，可于蓄压室12中通入压力源P而蓄集至所述预定压力。

当欲进行打刀时，如图7所示通过双向电磁阀40通电而反向激磁，使前述压力源P改由第二流道214通入操作室212以反向推动驱动部223，操作室212中的气体此时由第一流道213排出，即可使阀杆22轴向位移而使前挡环222从通道211中退离而开启通道211(如图8、9所示)，通道211被开启且活塞室11和蓄压室12切换至相通，活塞部31瞬间被预定压力加速推动，使杆部32被加速推出活塞室11外进行打刀。在杆部32被加速推出活塞室11外进行打刀的同时，由单向电磁阀50控制压力源P和第一通孔131间为导通，使杆部32被加速推出活塞室11外而进行打刀时形成回流通路，而能从第一通孔131进行排气动作。

综上所述，在杆部32被加速推出活塞室11外进行打刀前，也可通过单向电磁阀50控制压力源P和第一通孔131间先行导通，使活塞室11预先从第一通孔131进行排气动作，能更有效加速杆部32被推出活塞室11。此外，本实施例以单向电磁阀50独立设置，以控制进行排气动作，但于本发明中不以此为限，也可直接在开关阀20上另外设电磁阀，同样可达到如单向电磁阀50控制进行排气动作的效果。

当打刀完毕后，再由双向电磁阀40如前所述使压力源P从第一流道213通入操作室212以推动驱动部223，再使阀杆22轴向位移而使前挡环222重新伸入通道211中以关闭通道211(如图3所示)，并由单向电磁阀50反向地通入压力源P至活塞室11而推动活塞部31，使杆部32缩回活塞室11(如图6所示)，且于第二通孔217形成回流通路以进行排气动作，以回复至打刀前的状态。

由上述的说明不难发现本发明的特点在于，通过缸体10具有蓄压室12的构造，而可预先通入压力源P，并由压力源P在蓄压室12内蓄集至预定压力，借此预定压力作为杆部32被加速推出活塞室11的动力，而在应用于打刀时，当加工主轴所设的刀具(图中未示)欲进行更换，可由控制件(如前所述的阀杆22)切换蓄压室12和活塞室11之间为相通，此时活塞部31会瞬间被预定压力加速推动，而使杆部32被加速推出活塞室11外进行打刀。因本发明的缸体10除了有活塞室11外另外有蓄压室12的构造，并配合控制件的动作即可达到将杆部32被加速推出活塞室11的效果，相比于现有的打刀缸必须包括两组作动缸单元，且配合两组切换器以及两气压源，可预见其构件能相对简化，因此能够达到构件成本相对较低的功效。此外，缸体10的蓄压室12可预先通入压力源P而蓄集至预定压力，故即使外部的空压来源因故障或压力不足而无法持续提供足够的压力，仍可利用蓄压室12已蓄集的压缩空气的压力，将杆部32加速推出活塞室11，当应用于打刀动作时，可避免打刀动作失效的问题发生。

以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明的范围。凡是不违本发明精神所从事的种种修改或变化，都属本发明所要保护的范围。