JP2011153690A - ダンパ付きストッパ - Google Patents

Abstract

【課題】移動物体の運動エネルギーを効率良く吸収することができて緩衝性に勝れると共に耐久性にも勝れるダンパ付きストッパを提供する。
【解決手段】金属製のボデイ２の内部に、大径部３ｃを有するダンパ孔３を形成し、該ダンパ孔３内に収容されたゴム製のダンパ４に、前記大径部３ｃ内に嵌合する鍔部９を形成し、該鍔部９によって前記大径部３ｃ内にクッション室１１を区画すると共に、前記鍔部９の外周と前記大径部３ｃの内周との間に前記クッション室１１内のエアを制限的に排出させる空隙Ｇを形成し、前記ダンパ４に衝突した移動物体の運動エネルギーを、前記ダンパ４の圧縮に伴う弾性力と、上記鍔部９とクッション室１１とによってもたらされるエアクッション作用との両方によって吸収させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、移動物体をダンパに衝突させて緩衝的に停止させるダンパ付きストッパに関するものである。

ワークの加工や組み付け等を行う自動機械において、前記ワークの搬送手段として、例えば特許文献１に記載されているようなリニアアクチュエータが一般に用いられている。このリニアアクチュエータは、エアシリンダ機構を内蔵するベースと、該ベース上を直線状に往復動するテーブルとを有していて、該テーブルを前記エアシリンダ機構に連結して該エアシリンダ機構で往復駆動することにより、該テーブルによってワークを搬送するものである。

前記リニアアクチュエータは、前記テーブルをストロークエンドで緩衝的に停止させるため、ダンパ付きストッパを備えている。このストッパ３０は、図８に示すように、外周に雄ねじ３１ａが切られた円柱形のボデイ３１の内部にダンパ孔３２を形成し、このダンパ孔３２内にゴム製のダンパ３３を、その前端部分を外部に突出させた状態で収容したもので、前記ボデイ３１を、前記ベースの側面に設けられた取付部３４のねじ孔３４ａ内にねじ込むと共に、該ボデイ３１に螺着したナットで固定することにより、前記取付部３４に取り付けられている。
そして、前記テーブルの側面に固定された停止ブロック３５を前記ダンパ３３に衝突させることにより該ダンパ３３を圧縮し、そのときの該ダンパ３３の弾性力によって前記テーブルの運動エネルギーを吸収させるようにしている。

ところが、前記従来のストッパは、前記ダンパ３３を圧縮するときの弾性力だけで移動物体の運動エネルギーを吸収させるものであるため、エネルギー吸収量が小さく、緩衝性に難点があった。また、前記ダンパが伸縮を繰り返す間にへたり易いため、耐久性にも難点があった。

特開平１０−６１６１１号公報

本発明は、前述した従来の問題点を解消するためになされたもので、移動物体の運動エネルギーを効率良く吸収することができて緩衝性に勝れると共に耐久性にも勝れるダンパ付きストッパを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するため、本発明のダンパ付きストッパは、金属製のボデイと、該ボデイの内部に該ボデイの前面側から形成されたダンパ孔と、該ダンパ孔内に収容されたゴム製の前記ダンパとで形成されている。
前記ボデイは、前記移動物体が停止位置で当接する当接部を前面に有し、前記ダンパ孔は、孔口より孔奥側に入り込んだ位置に孔径の大きい大径部を有し、前記ダンパは、前端を前記ダンパ孔から外部に突出させると共に後端を前記ダンパ孔の孔底に当接させた状態に配設されていて、前記前端と後端との間の外周部分に前記大径部内に嵌合する環状の鍔部を有している。そして、前記鍔部によって前記大径部内にクッション室が形成され、また、前記鍔部の外周と前記大径部の内周との間に、前記ダンパが圧縮されて前記鍔部が前記大径部内を変位する際に前記クッション室内のエアを制限的に流通させる空隙が形成されている。

本発明において好ましくは、ダンパ孔から突出する前記ダンパの突出部の長さＡと、前記鍔部の長さＢと、前記ダンパ孔の大径部の長さＣとが、Ａ＋Ｂ≦Ｃなる関係を有することである。
また、前記ダンパの座屈を防止するため、該ダンパの外周の一部または前記ダンパ孔の内周の一部に、これらダンパの外周とダンパ孔の内周とを相互に近接または接触させる環状のサポート部を形成することができる。
前記サポート部は、前記ダンパにおける前記鍔部からダンパ後端までの間の部分か、または前記ダンパ孔における前記大径部から孔底までの間の部分に形成される。

本発明においては、前記ダンパの後端に直径が拡大された基礎部が形成され、この基礎部が前記ダンパ孔の孔底に当接していることが望ましい。
また、前記ダンパの前端から前記鍔部までの長さより、該鍔部からダンパ後端までの長さの方が長いことが望ましい。

本発明のダンパ付きストッパは、ダンパの弾性力とエアクッションの両方によって移動物体の運動エネルギーを吸収するため、緩衝性及び耐久性に勝れる。また、前記移動物体が、ダンパで運動エネルギーを吸収されたあと金属製ボデイの当接部に当接して停止するため、停止位置精度にも勝れる。

本発明に係るダンパ付きストッパを使用したリニアアクチュエータの平面図である。 図１の左側面図である。 図１におけるダンパ付きストッパの拡大断面図である。 図３の部分拡大図である。 図４のダンパに移動物体が衝突したときの動作状態を示す断面図である。 ダンパ付きストッパの第２実施形態を示す要部断面図である。 ダンパ付きストッパの第３実施形態を図の上半部に示し、同第４実施形態を図の下半部に示す要部断面図である。 公知のダンパ付きストッパの要部断面図である。

図１及び図２は、本発明に係るダンパ付きストッパ１を備えたリニアアクチュエータ２０を示している。
前記リニアアクチュエータ２０は、エアシリンダ機構を内蔵する平面視形状が長方形のベース２１と、該ベース２１上をレール２３に沿って図１の左右方向に直線的に往復動する平面視形状が長方形のテーブル２２とを有している。前記ベース２１の長手方向の一端からは前記エアシリンダ機構のピストンロッド（図示せず）が延出し、該ピストンロッドの先端に連結プレート２４が取り付けられ、この連結プレート２４が前記テーブル２２の一端に連結されている。そして、前記テーブル２２をこの連結プレート２４を介して前記エアシリンダ機構で往復駆動することにより、該テーブル２２によってワークを搬送するようになっている。
このようなリニアアクチュエータ２０の構成自体は公知のものであるから、その構成に関するこれ以上の詳細な説明は省略する。

前記テーブル２２が図１に鎖線で示すように右方向に前進する際に、該テーブル２２を前進ストローク端で緩衝的に停止させるため、前記ベース２１に、前記ダンパ付きストッパ１（以下、単に「ストッパ」と言う。）が取り付けられている。このストッパ１は、図３からも明らかなように、外周に雄ねじ２ａが切られた円柱状のボデイ２と、該ボデイ２の内部のダンパ孔３内に前端４ａが該ダンパ孔３から突出した状態に収容されたゴム製のダンパ４とからなるもので、前記ボデイ２を、前記ベース２１の側面に形成された取付部２５のねじ孔２５ａ内にねじ込むと共に、該ボデイ２に螺着したナット５で固定することにより、該ストッパ１が前記ベース２１に取り付けられている。

そして、前記テーブル２２の側面に取り付けられた停止ブロック２６が前記ダンパ４の前端４ａに衝突すると、該ダンパ４は前記ダンパ孔３の軸線Ｌ方向に圧縮され、それに伴って前記テーブル２２の運動エネルギーが吸収されるため、該テーブル２２はストローク端で緩衝的に停止する。このとき、前記ダンパ４の前記ボデイ２から突出した部分即ち突出部８は、該ボデイ２の内部に完全に潰れ込むため、前記停止ブロック２６は前記ボデイ２の前面に当接し、その位置に停止する。

前記ストッパ１の具体的な構成及び作用を以下に詳述する。このストッパ１は、図３及び図４から明らかなように、ステンレス等の金属で形成された前記ボデイ２を有し、該ボデイ２の内部に前記ダンパ孔３が該ボデイ２の前面側から非貫通状態に形成され、該ダンパ孔３の内部に前記ダンパ４が収容されている。

前記ボデイ２の前面の、前記ダンパ孔３の孔口３ａを取り囲む面部分は、前記停止ブロック（以下、「移動物体」と言う。）２６が当接する環状の当接部６を形成し、前記移動物体２６が前記ダンパ４を圧縮したあとこの当接部６に当接して停止するようになっている。

前記ダンパ孔３は、円形をしていて、前記孔口３ａから若干孔奥側に入り込んだ位置に孔径の大きい大径部３ｃを有し、この大径部３ｃの両側即ち前記孔口３ａ側と孔底３ｂ側とに、互いに孔径の等しい孔口側孔部分３ｄと孔奥側孔部分３ｅとを有している。図示の例で、軸線Ｌに沿った前記大径部３ｃの長さＣは、前記孔口側孔部分３ｄの長さより長いが、前記孔奥側孔部分３ｅの長さよりは短く形成されている。しかし、各部３ｃ，３ｄ，３ｅの長さ関係はこのようなものに限定されない。

前記ダンパ４は、ウレタンゴムによって弾力的に伸縮自在な円柱形に形成され、その前端４ａを前記ダンパ孔３から外部に突出させると共に、後端４ｂの基礎部７を前記ダンパ孔３の孔底３ｂに当接させた状態で該ダンパ孔３内に収容されている。このダンパ４の本体部分の直径、即ち、前記基礎部７と鍔部９とサポート部１０とを除いた部分の直径は、前記ダンパ孔３の孔径より小さく形成されている。このため、該ダンパ４の前記本体部分の外周と前記ダンパ孔３の内周との間には、それらの径差に基づく隙間Ｏが形成されている。この隙間Ｏは、緩衝作用時に前記ダンパ４が軸線Ｌ方向に圧縮されることによって直径方向に膨張した際に、該膨張分を吸収する役目を果たすものである。

前記基礎部７の直径は、前記本体部分の直径より拡大されていて、前記ダンパ孔３の孔径と同径かそれより僅かに小さく形成されており、これによって該基礎部７が、前記孔奥側孔部分３ｅに密に嵌合している。

前記ダンパ４には、前記前端４ａと後端４ｂとの間の外周部分に、前記ダンパ孔３の大径部３ｃ内に嵌合する環状の前記鍔部９が一体に形成され、この鍔部９によって前記大径部３ｃの孔奥側の部分にクッション室１１が区画されている。この鍔部９は、前記ダンパ４が緩衝動作を行う前の初期位置（図４の位置）にある場合に、前記大径部３ｃの前端壁３ｆに係止して該ストッパ１の抜け止めのための役目を果たし、該ダンパ４に前記移動物体２６が衝突して該ダンパ４が軸線Ｌ方向に圧縮されると、図５のように、前記大径部３ｃ内を孔奥方向即ち前記クッション室１１の容積を縮小させる方向に変位し、該クッション室１１内のエアを加圧してエアクッション効果をもたらすものである。このため、前記鍔部９の外周と前記大径部３ｃの内周との間には、前記クッション室１１内のエアを制限的に排出させるための微小な空隙Ｇが形成されている。
従って、前記鍔部９は、前記ダンパ４の抜け止めを行う係止部材としての機能と、エアクッションを働かせるクッションピストンとしての機能とを兼備するものであり、その直径は前記基礎部７の直径より大きい。

なお、前記ダンパ４は、図示したように、その前端４ａから前記鍔部９までの長さ（前端部長さ）より、該鍔部９から後端４ｂまでの長さ（後端部長さ）の方を長く形成しておくことが望ましい。

前記ダンパ４はまた、前記鍔部９と後端４ｂとの間の位置、即ち前記ダンパ孔３の孔奥側孔部分３ｅ内に嵌合する位置に、該ダンパ４の一部の直径を拡大して形成した環状の前記サポート部１０を有し、このサポート部１０の外周を前記ダンパ孔３の内周に近接あるいは接触させることにより、該ダンパ４の中間部分での座屈を防止している。このサポート部１０の直径は、前記基礎部７の直径と同じであっても良い。
前記サポート部１０は、１つ又は複数形成することができる。また、ダンパ４による緩衝動作時にこのサポート部１０によって前記隙間Ｏ内のエアが封じ込められるのを防止するため、該サポート部１０の外周にエアを逃がすための軸線Ｌ方向の溝あるいは孔を形成することもできる。

そして、前記移動物体２６が停止位置で前記ボデイ２の先端の当接部６に当接できるように、前記ダンパ４における前記ダンパ孔３から突出する突出部８の長さＡと、前記鍔部９の長さＢと、前記ダンパ孔３の大径部３ｃの長さＣとに、Ａ＋Ｂ≦Ｃなる関係を持たせている。

前記構成を有するストッパ１において、前記ダンパ４が図４の初期位置を占めている状態で該ダンパ４の前端４ａに前記移動物体２６が衝突すると、図５に示すように、該ダンパ４は全体的に軸線Ｌ方向に圧縮され、その圧縮に伴う該ダンパ４の弾性力と、前記鍔部９により生ずるエアクッション作用とによって、移動物体２６の運動エネルギーが吸収される。

即ち、前記ダンパ４が圧縮されると、前記鍔部９は、ダンパ孔３の大径部３ｃ内を孔奥側即ちクッション室１１の容積が縮小する方向に向けて変位するが、このとき、該クッション室１１内及び該クッション室１１に通じる隙間Ｏ内のエアは、前記鍔部９の外周の空隙Ｇを通じて流量制限された状態で孔口３ａ側に向けて排出されるため、エアクッションが働き、このエアクッションと前記ダンパ４の弾性力との両方の作用によって前記移動物体２６の運動エネルギーが吸収される。

そして、前記ダンパ４の突出部８が前記ダンパ孔３の内部に完全に押し込まれることにより、前記移動物体２６は、前記ボデイ２の前端の当接部６に緩衝的に当接し、その位置に停止する。これにより、前記テーブル２２のストローク端の位置が前記当接部６によって正確に設定されるので、前記ストッパによる停止位置精度は非常に勝れたものとなる。また、前記ダンパ４は緩衝動作中にサポート部１０によって支持され、中間部で座屈するのが防止される。
なお、前記移動物体２６のストローク端の位置は、図１において、前記ボデイ２を進退させて取付部２５に対する固定位置を調整することにより、調整することができる。

前記移動物体２６が後退してダンパ４がこの移動物体２６から解放されると、該ダンパ４は伸長して図４の初期状態に復帰する。

このように構成されたストッパ１は、図８に示すような公知のストッパに比べ、前記ダンパ４全体の長さを長くすることができると共に、前記突出部８の長さを長くすることができるので、エネルギ吸収量が増大すると共に、ダンパストロークも増大し、緩衝性に勝れる。しかも、該ダンパ４の弾性力と鍔部９によるエアクッション作用の両方によって移動物体２６の運動エネルギーを吸収するようにしているため、緩衝性がより高く、また、ダンパ４が高圧縮されないためにへたりにくく、耐久性にも勝れる。
更に、前記ダンパ４の突出部８の長さＡと、前記鍔部９の長さＢと、前記ダンパ孔３の大径部３ｃの長さＣとに、Ａ＋Ｂ≦Ｃなる関係を持たせたことにより、前記移動物体２６を、前記ボデイ２の前端の当接部６に緩衝的に当接させてその位置に正確に停止させることができ、このため停止位置精度にも勝れる。

図６は第２実施形態のストッパ１５の要部を示すもので、このストッパ１５が図４及び図５に示す第１実施形態のストッパ１と相違する点は、ダンパ４の座屈を防止するためのサポート部１０が、ダンパ孔３の内周の一部に形成されているという点である。
即ち、前記サポート部１０は、前記ダンパ孔３の大径部３ｃから孔底３ｂに至る孔奥側孔部分３ｅの中間位置に、該孔部分３ｅの一部の孔径を縮小することにより形成されている。従って、この第２実施形態のストッパ１５におけるダンパ４には、前記第１実施形態のストッパ１におけるダンパ４に形成されているようなサポート部１０が形成されていない。

この第２実施形態の前記以外の構成は前記第１実施形態と同じであるから、第１実施形態と同じ主要な構成部分に該第１実施形態と同じ符号を付し、その説明は省略する。

図７は、第３実施形態のストッパ１６を図の上半部に示し、第４実施形態のストッパ１７を図の下半部に示すもので、これらのストッパ１６及び１７が前記第１実施形態のストッパ１と相違する点は、ダンパ孔３の大径部３ｃが該ダンパ孔３の孔底３ｂの位置まで延設され、第１実施形態のストッパ１におけるダンパ孔３が有するような孔奥側孔部分３ｅを有していないことである。

また、第３実施形態のストッパ１６においては、ダンパ４の座屈を防止するためのサポート部１０が、ダンパ４の外周に形成され、第４実施形態のストッパ１７においては、前記サポート部１０が、ダンパ孔３の内周即ち前記大径部３ｃの内周に形成されている。

この第３及び第４実施形態の前記以外の構成は前記第１実施形態と同じであるから、第１実施形態と同じ主要な構成部分に該第１実施形態と同じ符号を付し、その説明は省略する。

１，１５，１６，１７ ダンパ付きストッパ
２ ボデイ
３ ダンパ孔
３ａ 孔口
３ｂ 孔底
３ｃ 大径部
４ ダンパ
４ａ 前端
４ｂ 後端
６ 当接部
７ 基礎部
８ 突出部
９ 鍔部
１０ サポート部
１１ クッション室
２６ 移動物体
Ｇ 空隙

Claims (6)

1. 移動物体をダンパに衝突させて緩衝的に停止させるダンパ付きストッパであって、該ストッパは、金属製のボデイと、該ボデイの内部に該ボデイの前面側から形成されたダンパ孔と、該ダンパ孔内に収容されたゴム製の前記ダンパとからなり、
   前記ボデイは、前記移動物体が停止位置で当接する当接部を前面に有し、
   前記ダンパ孔は、孔口より孔奥側に入り込んだ位置に孔径の大きい大径部を有し、
   前記ダンパは、前端を前記ダンパ孔から外部に突出させると共に後端を前記ダンパ孔の孔底に当接させた状態に配設されていて、前記前端と後端との間の外周部分に前記大径部内に嵌合する環状の鍔部を有し、
   前記鍔部によって前記大径部内にクッション室が形成され、また、前記鍔部の外周と前記大径部の内周との間に、前記ダンパが圧縮されて前記鍔部が前記大径部内を変位する際に前記クッション室内のエアを制限的に流通させる空隙が形成されている、
   ことを特徴とするダンパ付きストッパ。
2. 前記ダンパ孔から突出する前記ダンパの突出部の長さＡと、前記鍔部の長さＢと、前記ダンパ孔の大径部の長さＣとが、Ａ＋Ｂ≦Ｃなる関係を有することを特徴とする請求項１に記載のストッパ。
3. 前記ダンパの座屈を防止するため、該ダンパの外周の一部または前記ダンパ孔の内周の一部に、これらダンパの外周とダンパ孔の内周とを相互に近接または接触させる環状のサポート部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のストッパ。
4. 前記サポート部は、前記ダンパにおける前記鍔部から後端までの間の部分かまたは前記ダンパ孔における前記大径部から孔底までの間の部分に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のストッパ。
5. 前記ダンパの後端に直径が拡大された基礎部が形成され、この基礎部が前記ダンパ孔の孔底に当接していることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のストッパ。
6. 前記ダンパの前端から前記鍔部までの長さより、該鍔部からダンパ後端までの長さの方が長いことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のストッパ。

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