JP2006234037A - ショックアブソーバ - Google Patents

Abstract

【課題】 アキュムレータを不要として衝撃吸収を行い、ショックアブソーバの耐久性を向上する。
【解決手段】 筒状ケース１１の両端部にはそれぞれロッド貫通孔１４，１７を有するカバー部１３，１６が設けられ、筒状ケース１１に装着されるロッド２１の一端部は筒状ケース１１から突出して作動端部２２となり、他端部は後退端部２３となっている。筒状ケース１１内には液体Ｌを収容する液体収容室２５が形成されるとともに、ピストン３１はこの液体収容室２５内に配置されており、ロッド２１の移動に伴ってピストン３１は液体Ｌ内を移動するので、ロッド２１の移動に際しては液体収容室２５の容積は一定となる。ロッド２１には作動端部２２を突出させる方向のばね力が圧縮コイルばね３４により加えられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は移動部材を停止する際に移動部材の衝撃力を緩和するショックアブソーバに関する。

往復動する移動部材が往復動端の位置まで移動したときに移動部材の衝撃力を緩和するためにショックアブソーバつまり緩衝器が用いられている。例えば、電子部品等を往復動テーブルにより移動する場合には、往復動テーブルを空気圧シリンダにより直線往復動するようにしており、往復動テーブルが往復動端の位置まで移動したときにはシリンダ本体に往復動テーブルが衝突して停止することになる。そのため、往復動部材を停止させる際に往復動テーブルによりシリンダ本体に加えられる衝撃力を緩和するために、シリンダ本体にショックアブソーバを取り付けることがある。

このような用途に用いられるショックアブソーバとしては、筒状ケースの一端からロッドを突出させて移動部材である往復動テーブルをロッドに衝突させるようにし、ロッドが筒状ケース内に後退移動しながら往復動テーブルの衝撃を吸収するようにしたタイプのものがある（特許文献１参照）。筒状ケース内にはロッドに突出方向のばね力を加えるコイルばねが組み込まれるとともに、シリコンオイルなどからなる液体が封入され、ロッドに固定されたピストンがロッドの後退移動によって液体内を移動するようになっており、ピストンは移動時に液体により制動力を受けるようになっている。筒状ケース内にはロッドの外側に位置させてアキュムレータが組み込まれており、アキュムレータは無数の気泡を含む弾性変形自在のスポンジ状のものにより形成され、ロッドの後退移動に伴ってピストンと筒状ケースの内周面との間を流れてロッド体積分の先端側に向かう液体を収縮して吸収するようにしている。往復動テーブルがロッドから離れると、コイルばねのばね力によりロッドが前進移動して筒状ケースの一端から突出移動して液体はアキュムレータの膨張に伴ってばね側に戻ることになる。
実開昭６１−５５５３０号公報

従来のように、移動部材が衝突するロッドを筒状ケースの一端側から突出させるようにしたタイプのショックアブソーバにおいては、液体収容室の体積はロッドの後退移動に伴ってロッドが筒状ケース内に入り込む体積分だけ増加することになるので、その体積増加分に対応させて液体をアキュムレータにより吸収するようにしている。このように、ロッドの移動によってロッドが筒状ケース内に入り込む体積が変化する場合には、液体を吸収させるためのアキュムレータを組み込むことが必須である。

アキュムレータは衝撃吸収毎に膨張と収縮を繰り返すので、他の部品に比して耐久性が低く、アキュムレータの機能が得られなくなると、ショックアブソーバ自体を交換する必要がある。特に、ショックアブソーバが圧力雰囲気で使用される場合に外部空気がショックアブソーバ内に入り込むと、アキュムレータが外部から入った空気によりつぶされて、ロッドのストローク長さが短くなってしまう。

一方、液体が飛散する雰囲気で使用されるショックアブソーバは、ロッドとこれに接触するシール部材との間からショックアブソーバの内部に周囲の飛散液滴が入り込むことがあり、液体が入り込むとアキュムレータの膨張収縮量が入って来た液体の体積分でけ小さくなり、充分な衝撃吸収特性が得られなくなる。特に、大気圧以上の圧力下で使用されるショックアブソーバにおいては、ロッドの外周面に液体が付着すると、その液滴がロッドからショックアブソーバの内部に入り込むことがあり、逆に負圧下で使用されるショックアブソーバの場合にはアキュムレータが破損すると、そこから漏れた空気がロッドパッキン部などのシール部から外部に漏れ出して周囲の真空度を低下させることがある。

本発明の目的は、アキュムレータを内部に組み込むことなく、衝撃吸収を行うようにすることにある。

本発明の他の目的は、ショックアブソーバの耐久性を向上することにある。

本発明のショックアブソーバは、それぞれロッド貫通孔を有するカバー部が両端に設けられた筒状ケースと、前記筒状ケースの一端部から作動端部を突出させ、前記筒状ケースの他端に設けられた前記カバー部から後退端部を突出させて前記筒状ケース内に軸方向に移動自在に装着されるロッドと、両端の前記カバー部の間に形成され液体を収容する液体収容室内に配置されて前記ロッドに設けられ、前記ロッドの移動に伴って前記液体内を移動するピストンと、前記筒状ケース内に装着され、前記ロッドに前記作動端部を突出させる方向のばね力を加えるばね部材とを有し、前記ロッドの移動時に容積一定の前記液体収容室を前記ピストンが移動することを特徴とする。

本発明のショックアブソーバは、前記筒状ケースの他端は前記ロッドの後退端部を覆うことを特徴とする。

本発明のショックアブソーバは、前記ロッドに前記液体収容室に連通するオイル注入孔を形成するとともに前記ロッドの端部に前記オイル注入孔を閉塞する閉塞部材を設け、前記オイル注入孔から前記液体収容室に液体を注入することを特徴とする。

本発明のショックアブソーバは、一方の前記カバー部を前記筒状ケースに一体に形成し、他方の前記カバー部を前記筒状ケースに取り付けることを特徴とする。

本発明によれば、移動部材が衝突するロッドの両端部を筒状ケースの端部から突出させて筒状ケース内に装着し、ロッドに設けられるピストンを筒状ケース内に形成された液体収容室内に配置させたので、ロッドの軸方向移動に際してはピストンが軸方向のいずれの位置となっても液体収容室の容積が変化することなく一定に保持される。

したがって、ロッドに加わる衝撃力はばね部材のばね力と液体収容室内の液体の流れによって吸収され、液体収容室の容積変化に伴って液体収容室内の液体を吸収したり吸収した液体を液体収容室に戻すためのアキュムレータを筒状ケース内に組み込むことが不要となる。

アキュムレータが不要になることから、アキュムレータの劣化に伴うショックアブソーバの寿命低下の発生がなく、ショックアブソーバの耐久性を向上させることができる。また、アキュムレータが不要となることから、アキュムレータの破損による空気の流出、外部の真空度の低下もない。さらに、アキュムレータが使用されていないので、大気圧以上の圧力下で使用されてロッドの外周面から内部に液体が入り込むことがあっても、ショックアブソーバの機能を損なうことはない。このように、ショックアブソーバを大気圧以外の正圧下および負圧下のいずれでも使用することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態であるショックアブソーバを示す断面図であり、図２は図１に示されたショックアブソーバが組み込まれた往復動テーブル駆動装置を示す斜視図である。

図１に示すように、ショックアブソーバ１０は筒状ケース１１を有し、筒状ケース１１の外周面には雄ねじ１１ａが形成されている。雄ねじ１１ａにはナット１２がねじ結合されるようになっており、ショックアブソーバ１０を取付部材に固定するときには、その取付部材に形成された貫通孔に筒状ケース１１を貫通させた状態でナット１２を取付部材の両側から締め付けることになる。

筒状ケース１１の図１における左端部を先端とし右端部を後端部とすると、筒状ケース１１の後端部にはカバー部１３が一体に形成されており、カバー部１３にはロッド貫通孔１４が設けられている。筒状ケース１１にはカバー部１３から先端部に向かうに従って段階的に内径が大きくなって内周面１５ａ〜１５ｄが形成されている。先端部側の内周面１５ｄには円筒形状のカバー部１６が取り付けられるようになっており、このカバー部１６にはロッド貫通孔１７が形成されている。カバー部１６の外側には円筒形状のスペーサ１８が配置され、筒状ケース１１の先端に固定される固定プラグ１９によりスペーサを介してカバー部１６は筒状ケース１１に固定されている。

筒状ケース１１内には軸方向に移動自在にロッド２１が装着されており、ロッド２１の一端部はロッド貫通孔１７を貫通して筒状ケース１１の先端側から外部に突出しており作動端部２２となっている。ロッド２１の他端部はカバー部１３のロッド貫通孔１４を貫通しており、カバー部１３から外部に突出する部分が後退端部２３となっている。図１に示す場合には後退端部２３は筒状ケース１１の後端側から外部に突出するようになっている。作動端部２２にはゴム製の先端キャップ２４が固定されており、移動部材はこの先端キャップ２４に衝突するようになっているが、この先端キャップ２４を設けることなく、ロッド２１の先端に直接移動部材を衝突させるようにしても良い。

筒状ケース１１の内部には両端のカバー部１３，１６の間に液体収容室２５が形成され、この液体収容室２５内にはロッド２１に加わる衝撃を減衰するための液体Ｌとして図１において点を付して示すようにシリコンオイルが封入されている。液体Ｌがカバー部１３とロッド２１との間から漏れるのを防止するために内周面１５ａとロッド２１との間に位置させてカバー部１３の内側には断面Ｕ字形状のシール部材２６が組み込まれ、液体Ｌがカバー部１６とロッド２１との間から漏れるのを防止するためにカバー部１６の内周面に形成された環状溝内には断面Ｕ字形状のシール部材２７が組み込まれ、カバー部１６と筒状ケース１１との間から漏れるのを防止するためにカバー部１６の外周面に形成された環状溝には断面円形のシール部材２８が組み込まれている。

液体収容室２５内に液体Ｌを注入するために、ロッド２１にはオイル注入孔２９が形成されており、このオイル注入孔２９は連通孔２９ａにより液体収容室２５に連通している。オイル注入孔２９の両端部には開口部を閉じるための鋼球３０が閉塞部材として取り付けられるようになっており、液体を注入する際には、ロッド２１の一方端の鋼球３０のみを取り付けた状態のもとで他方端の開口部から液体Ｌを注入した後に、他方端の開口部を鋼球３０により閉塞する。液体注入側となる他方端には鋼球３０に代えて、ねじ部材を止め付けるようにしても良く、その場合にはＯリングなどのシール材をねじ部材により止めすることにより、液体が漏出するのを防止することになる。

ロッド２１には液体収容室２５内に位置させてピストン３１が設けられており、ピストン３１により液体収容室２５は２つの収容室２５ａ，２５ｂに区分されるとともに、ピストン３１とロッド２１との間に形成された隙間３２を介して２つの収容室２５ａ，２５ｂは連通されている。筒状ケース１１内にはばね受けリング３３が固定され、ばね受けリング３３と筒状ケースの後端側との間には圧縮コイルばね３４がロッド２１を囲むようにして装着されており、この圧縮コイルばね３４によりロッド２１には作動端部２２を突出させる方向のばね力が加えられている。ロッド２１には大径ストッパ３５が設けられており、この大径ストッパ３５の一方面はばね力によってカバー部１６の端面に当接し、他方面はピストン３１が当接する。この大径ストッパ３５により、ロッド２１の作動端部２２が前進限位置となる突出量が規制されるとともに、ロッド２１が後退移動するときには、大径ストッパ３５によりピストン３１が押し込まれることになる。

ピストン３１は両端部が筒状ケース１１の両端から外部に突出するロッド２１に設けられ、ロッド２１は全体的にほぼ同一の外径となっており、液体収容室２５内に占めるピストン３１とロッド２１と大径ストッパ３５とばね受けリング３３等の合計の容積は、ロッド２１が軸方向のどの位置に移動しても一定であり、ロッド２１が軸方向にどの位置に移動しても、液体収容室２５の容積は一定であり不変である。

図１に示すように、ロッド２１に外力が加えられていない状態のもとでは、ばね力によりロッド２１は作動端部２２が前進限位置となるまで前進移動した状態となり、この状態のもとで移動部材が先端キャップ２４に衝突すると、ロッド２１は作動端部２２が筒状ケース１１内に入り込むように後退移動することになり、後退端部２３は図１に示す状態からさらに外方に突出する。この後退移動時には、一方の収容室２５ｂから他方の収容室２５ａに向けて隙間３２を介してピストン３１が液体Ｌを流がしながらピストン３１は容積一定の液体収容室２５内を移動することになるので、ロッド２１に加わる衝撃力は、圧縮コイルばね３４による衝撃吸収作用と液体Ｌの流れによる減衰作用とにより吸収される。

これにより、ロッド２１に移動部材が衝突しても大きな衝突音を発生させることなく、徐々に減速されて移動部材は停止することになり、ロッド２１の軸方向移動に際しては液体収容室２５内の容積が変化しないので、従来のようにアキュムレータにより液体Ｌを吸収させる必要がない。しかも、アキュムレータが組み込まれていないので、液体収容室２５内の容積変化がなく、ロッド２１とロッド貫通孔１４，１７との間から液滴が入り込むおそれがなく、大気圧以上の圧力雰囲気の中で使用されても、ロッド２１とロッド貫通孔１４，１７との間から内部に液滴が入り込むことが防止される。また、アキュムレータが組み込まれていないので、液体収容室２５内の液体Ｌにはアキュムレータにより加圧力が加えられることがなく、負圧雰囲気で使用されても内部から液体Ｌが漏れにくくなる。このような構成を有するショックアブソーバは、ロッド２１の外径が３〜６mm程度で、ロッド２１の移動ストロークが２〜３０mm程度の小型のショックアブソーバとして好適である。

図２に示す往復動テーブル駆動装置４０は、直方体形状のシリンダ本体４１を有しており、このシリンダ本体４１にはガイドレール４２に沿って長手方向に往復動自在に往復動テーブル４３が設けられている。シリンダ本体４１内に形成されたシリンダ孔内に摺動自在に組み込まれたピストンが往復動テーブル４３に連結され、圧縮空気により往復動テーブル４３が駆動されるようになっている。シリンダ本体４１の両端部には取付板４４，４５が固定されており、それぞれの取付板４４，４５には図１に示したショックアブソーバ１０が取り付けられている。したがって、往復動テーブル４３が図２において左側に移動すると、取付板４４に取り付けられたショックアブソーバ１０により往復動テーブル４３の衝撃が吸収されて所定の位置に往復動テーブル４３は位置決め停止され、図２において右側に移動すると、取付板４５に取り付けられたショックアブソーバ１０により往復動テーブル４３の衝撃が吸収されて所定の位置に往復動テーブル４３は位置決め停止される。

図３は本発明の他の実施の形態であるショックアブソーバを示す断面図であり、図１に示したショックアブソーバを構成する部材と共通する部材には同一の符号が付されている。図３に示すショックアブソーバ１０は、ロッド２１の後退端部２３が筒状端部の後端側から外部に突出しないように、筒状ケース１１は図１に示したものよりも長くなっており、筒状ケース１１の後端部には閉塞キャップ４６が取り付けられようになっている。このように、ロッド２１の後退端部２３を筒状ケース１１により覆うようにすると、後退端部２３に衝撃物が直接当たることを防止でき、閉塞キャップ４６を取り付けることにより筒状ケース１１内にゴミ等が入り込むことを防止できる。

図３に示すように、オイル注入孔２９の後退端部２３側の開口部には、ねじ４７が止め付けられるようになっており、オイル注入孔２９から液体Ｌが漏出するのを防止するために、上述したように、ねじ４７により開口部にはシール材４８が取り付けられている。なお、オイル注入孔２９の先端側つまり作動端部２２側の開口部は図１に示す場合と同様に鋼球３０により閉塞されているが、後退端部２３側と同様にねじ４７とシール材４８とにより閉塞するようにしても良い。このようなシール方式は図１のショックアブソーバ１０についても同様とすることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、筒状ケース１１には一方のカバー部１３が一体に設けられているが、他方のカバー部１６と同様に２つのカバー部１３，１６を筒状ケース１１とは別部品として筒状ケース１１に取り付けるようにしても良い。図２はショックアブソーバ１０が取り付けられる装置の一例を示す図であり、移動部材の衝撃力を吸収して移動を停止させる場合であれば、どのような場合でも本発明のショックアブソーバ１０を適用することができる。筒状ケース１１は図示する場合にはナット１２を取り付けるために円筒形状としたが、ナット１２を用いないで筒状ケース１１を被取付部材に取り付けるようにする場合には、内部に液体収容室２５が形成される形状であれば、筒状ケース１１の外周面形状は断面円形に限られず、矩形ないし多角形としても良い。

本発明の一実施の形態であるショックアブソーバを示す断面図である。 図１に示されたショックアブソーバが組み込まれた往復動テーブル駆動装置を示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態であるショックアブソーバを示す断面図である。

符号の説明

１０ ショックアブソーバ
１１ 筒状ケース
１２ ナット
１３ カバー部
１４ ロッド貫通孔
１５ａ〜１５ｄ 内周面
１６ カバー部
１７ ロッド貫通孔
１８ スペーサ
１９ 固定プラグ
２１ ロッド
２２ 作動端部
２３ 後退端部
２４ 先端キャップ
２５ 液体収容室
２６〜２８ シール部材
２９ オイル注入孔
３０ 鋼球
３１ ピストン
３２ 隙間
３３ ばね受けリング
３４ 圧縮コイルばね
３５ 大径ストッパ
４６ 閉塞キャップ
４７ ねじ
４８ シール材

Claims (4)

1. それぞれロッド貫通孔を有するカバー部が両端に設けられた筒状ケースと、
   前記筒状ケースの一端部から作動端部を突出させ、前記筒状ケースの他端に設けられた前記カバー部から後退端部を突出させて前記筒状ケース内に軸方向に移動自在に装着されるロッドと、
   両端の前記カバー部の間に形成され液体を収容する液体収容室内に配置されて前記ロッドに設けられ、前記ロッドの移動に伴って前記液体内を移動するピストンと、
   前記筒状ケース内に装着され、前記ロッドに前記作動端部を突出させる方向のばね力を加えるばね部材とを有し、
   前記ロッドの移動時に容積一定の前記液体収容室を前記ピストンが移動することを特徴とするショックアブソーバ。
2. 請求項１記載のショックアブソーバにおいて、前記筒状ケースの他端は前記ロッドの後退端部を覆うことを特徴とするショックアブソーバ。
3. 請求項１または２記載のショックアブソーバにおいて、前記ロッドに前記液体収容室に連通するオイル注入孔を形成するとともに前記ロッドの端部に前記オイル注入孔を閉塞する閉塞部材を設け、前記オイル注入孔から前記液体収容室に液体を注入することを特徴とするショックアブソーバ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のショックアブソーバにおいて、一方の前記カバー部を前記筒状ケースに一体に形成し、他方の前記カバー部を前記筒状ケースに取り付けることを特徴とするショックアブソーバ。

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