JP2006220288A

JP2006220288A - ショックアブソーバ

Info

Publication number: JP2006220288A
Application number: JP2005036642A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Horikawa; 昭芳堀川; Yuta Omura; 雄太大村
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】簡単な構造で少ない部品点数のショックアブソーバにより衝撃吸収を行うようにする。
【解決手段】基端部が閉塞され先端部が開口された筒状ケース１１には、内方端部にピストン１７を備えたロッド１４が軸方向に往復動自在に装着されており、ロッド１４にはその先端部が筒状ケース１１から突出する方向のばね力が加えられている。筒状ケース１１の先端部側に組み込まれるホルダー１５によりアキュムレータ室２４が形成され、アキュムレータ室２４内には筒状ケース１１内に封入された液体により膨張収縮するアキュムレータ３３が設けられている。ピストン１７の外周面３４はテーパ面となっており、筒状ケース１１にはそれぞれ真っ直ぐな小径内周面３５と大径内周面３６とが形成され、段差部３７は外周面３４に対応する位置となっている。
【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および２参照）。このタイプのショックアブソーバは筒状ケース内に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衝撃吸収用の液体が封入されており、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いる。
実開昭６１−５５５３０号公報実開昭６２−１９４９４６号公報

ロッドに移動部材が衝突してロッドが後退移動する際には、ピストンは液体の中を移動してロッドには制動力が加えられることになり、ロッドが後退限位置に近づくに従ってピストンに大きな制動力を加えるようにしている。そのため、特許文献１に記載されるように、ピストンの外周面と筒状ケースとの間に形成されるオリフィスの液体流路面積をピストンが後退移動するに従って小さくなるように、筒状ケースの内周面にテーパ面を形成したり、特許文献２に記載されるようにピストンと筒状ケースとの間にテーパ形状のチューブを組み込むようにしている。また、ピストンと筒状ケースとの間にさらに筒体を設け、筒体にオリフィス穴を１カ所もしくは複数カ所あけたチューブを組み込むようにしている。

しかしながら、筒状ケースの内周面にテーパ面を形成する場合には、外部から観察しにくい内周面を高い精度で機械加工する必要があり、内径寸法の測定が容易でないこともあり、製造コストを低減することに限度があった。

一方、筒状ケース内にテーパ形状のチューブを組み込むようにすると、筒状ケースの加工は容易となるが、部品点数が増加しショックアブソーバの構造が複雑になるという問題点がある。同様にオリフィスをあけたチューブを組み込んだ場合でも部品点数が増加し、構造が複雑となる。

本発明の目的は、簡単な構造のショックアブソーバにより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を少ない部品により低コストで製造し得るようにすることにある。

本発明のショックアブソーバは、基端部に閉塞部を有し、ピストンを備えたロッドが先端部から突出させて軸方向に往復動自在に装着される筒状ケースと、前記筒状ケース内の基端部側に設けられたばね室に組み込まれ、前記ロッドに対して前記筒状ケースから突出する方向のばね力を加えるばね部材と、前記筒状ケースの先端部側に組み込まれ、前記ロッドの軸方向移動を案内するとともに前記筒状ケースとの間でアキュムレータ室を形成するホルダーと、前記アキュムレータ室内に組み込まれ、前記ロッドの軸方向移動に伴って前記筒状ケース内に封入された液体により膨張収縮するアキュムレータとを有し、前記ピストンの外周面に前記筒状ケースの先端部側から基端部側に向けて外径が小さくなるテーパ面を形成し、前記筒状ケースのばね室側に真っ直ぐな小径内周面を形成するとともに前記アキュムレータ室側に真っ直ぐな大径内周面を形成することを特徴とする。

本発明のショックアブソーバは、前記ロッドが突出限位置となったときに前記ピストンの外周面に対応する位置に、両方の前記内周面の段差部を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、筒状ケースの内周面に小径内周面と大径内周面とをそれぞれ真っ直ぐに形成し、ピストンの外周面をテーパ形状としたので、ロッドに移動部材が衝突してピストンが後退移動する際には、ピストンと筒状ケースの内周面との間に形成される液体通過面積が徐々に小さくなるので、ロッドにピストンを介して液体により加えられる制動力は、ロッドが後退限位置に向かうに従って大きくなる。流体通路面積を変化させるために、ピストンの外周面をテーパ面とし、筒状ケースの内周面を真っ直ぐに形成したので、筒状ケースの内周面の加工が容易となる。しかも、ピストンの外周面をテーパ形状とする加工は外部からピストン外周面を観察することができるので、テーパ加工を高い精度で容易に行うことができるとともに、加工後のテーパ面の角度測定を容易に行うことができる。これにより、低コストで誤差の少ない高品質のショックアブソーバを製造することができる。

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に示されたホルダーを示す斜視図であり、図３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における左端部が先端部となり、右端部が基端部となっており、先端部は開口され基端部は筒状ケース１１と一体となった閉塞部１３により閉塞されている。筒状ケース１１内には開口された先端部から突出させてロッド１４が軸方向に往復動自在に装着されており、ロッド１４は筒状ケース１１内の先端部に組み込まれたホルダー１５のロッド貫通孔１６を貫通して先端部が外方に突出し、内方端部にはピストン１７が取り付けられている。

ホルダー１５は小径部１５ａとこれの外側端部に一体に設けられ筒状ケース１１に嵌合して固定される大径部１５ｂとを有しており、ロッド１４はホルダー１５の小径部１５ａのロッド貫通孔１６に案内されて軸方向に往復動するようになっている。ホルダー１５は、筒状ケース１１に形成された環状溝に係合する止めリング１８によりスペーサ１９を介して筒状ケース１１の先端部に固定されている。

筒状ケース１１の基端部側内にはばね室２１が設けられており、筒状ケース１１の閉塞部１３とロッド１４の基端部に固定されたばね受けリング２２とに両端が当接する圧縮コイルばね２３がばね室２１内に組み込まれており、この圧縮コイルばね２３によりロッド１４には先端部が筒状ケース１１から突出する方向のばね力が加えられている。ロッド１４の先端部にはゴム製の先端キャップ２０が固定されており、移動部材はこの先端キャップ２０に衝突するようになっているが、この先端キャップ２０を設けることなく、ロッド１４の先端に直接移動部材を衝突させるようにしても良い。

ホルダー１５の小径部１５ａと筒状ケース１１との間には、ばね室２１に連通させてアキュムレータ室２４が形成され、筒状ケース１１の内部にはシリコンオイルが衝撃吸収用の液体Ｌとして封入されており、液体Ｌはロッド１４の軸方向移動に伴ってアキュムレータ室２４とばね室２１との間を移動することになる。なお、図１において液体Ｌは点を付して示されている。筒状ケース１１内に液体Ｌを注入するため閉塞部１３には液体注入孔２５が形成されており、筒状ケース１１内に液体を注入した後に、ゴム製の封止ボール２６を液体注入孔２５に押し付けて止めねじ２７で固定することにより液体注入孔２５は閉塞される。液体Ｌがロッド１４とホルダー１５との間から漏れるのを防止するためにホルダー１５の大径部１５ｂ内周面に形成された環状溝にはシール部材２８が組み込まれ、液体Ｌが大径部１５ｂと筒状ケース１１の内周面との間から漏れるのを防止するために大径部１５ｂの外周面に形成された環状溝にはシール部材２９が組み込まれている。

ロッド１４にはホルダー１５の端部に設けられたフランジ３１に当接する大径ストッパ３２が設けられており、ロッド１４の突出限位置は大径ストッパ３２がフランジ３１に当接することにより規制される。ロッド１４に移動部材が衝突してロッド１４が筒状ケース１１の基端部に向けて後退移動すると、ピストン１７が後退移動してばね室２１内の液体はアキュムレータ室２４に向けて流れることになり、ロッド１４から移動部材が離れてロッド１４が突出移動するとピストン１７が前進移動してアキュムレータ室２４内の液体Ｌはばね室２１に向けて流れることになる。このようなロッド１４の軸方向移動に伴って筒状ケース１１内に封入された液体Ｌがアキュムレータ室２４とばね室２１との間を流れることになり、液体Ｌによって膨張収縮するアキュムレータ３３がアキュムレータ室２４内に組み込まれている。

このアキュムレータ３３は、例えば独立気泡型のスポンジなどにより構成されており、ロッド１４が後退移動するとロッド１４が液体Ｌの中に入り込むので、ばね室２１からアキュムレータ室２４内に流入する液体Ｌにより収縮する。一方、ロッド１４が前進移動するとロッド１４は液体Ｌ内から外部に突出するので、アキュムレータ室２４内の液体Ｌがばね室２１内に流れてアキュムレータ３３は膨張する。

ピストン１７の外周面３４は筒状ケース１１の基端部側に向けて外径が小さくなるようにテーパ面となっている。一方、筒状ケース１１にはばね室２１側に小径内周面３５が形成され、アキュムレータ室２４側には小径内周面３５よりも内径が大きい大径内周面３６が形成されており、小径内周面３５と大径内周面３６はテーパ面となっておらず、それぞれストレートつまり真っ直ぐとなっており、両方の内周面３５，３６の間は段差部３７となっている。図２に示すように、ホルダー１５のフランジ３１の外面は、大径内周面３６に対応した外径を有し大径内周面３６に接触する円形部３１ａと、大径内周面３６との間で液体Ｌの通路を形成する面取り部３１ｂとを有している。

図１に示すように、段差部３７はロッド１４が突出限の位置まで前進移動したときにピストン１７の外周面３４に対応する位置つまり外周面３４とオーバーラップする位置となるように形成されている。したがって、ロッド１４が後退移動するに従ってピストン１７の外周面３４と筒状ケース１１の内周面との間によって設定されるオリフィスとしての液体通過面積が徐々に小さくなるので、液体Ｌがばね室２１からアキュムレータ室２４内に流れる際の流通抵抗が徐々に大きくなり、ロッド１４が後退限位置に近づくと、ロッド１４に液体Ｌにより加えられる制動力が高くなる。これに対し、ロッド１４が後退限位置となった状態からばね力により前進限位置に移動する際には、前進限位置に近づくに従ってアキュムレータ室２４からばね室２１に流れる液体の流通抵抗が徐々に小さくなるので、ロッド１４に対して加えられる制動力は小さくなる。

このように、ピストン１７の移動時にこれの外周面に沿って流れる液体の通過面積を変化させるために、ピストン１７の外周面をテーパ面とし、筒状ケース１１の内周面を真っ直ぐに形成したので、筒状ケース１１の内周面の加工が容易となる。ピストン１７の外周面をテーパ形状とする加工は外部からピストン外周面を観察することができるので、テーパ面を高い精度で容易に行うことができるとともに、加工後のテーパ面の角度測定を容易に行うことができる。これにより、低コストで誤差の少ない高品質のショックアブソーバを製造することができる。特に、ロッド１４の外径が３〜６mm程度で、ロッド１４の移動ストロークが８〜２２mm程度の小型のショックアブソーバを低コストにより高品質に製造することができる。

図１に示す場合には、ロッド１４が後退限位置となると、ピストン１７の前端面は段差部３７よりも後方に移動するので、ロッド１４が所定距離以上後退限位置に近づくときには液体の流通抵抗は一定値となるが、ロッド１４が後退限位置となったときにピストン１７の前端面が段差部３７の位置となるように段差部３７の位置とロッド１４のストロークとを調整すると、ロッド１４が後退限位置となったときに最も流通抵抗が大きくなるように設定される。また、ロッド１４が前進限位置のときには、段差部３７がピストン１７の外周面３４にオーバーラップする位置となっているが、ロッド１４が前進限位置となったときに段差部３７がピストン１７に対して図示する場合よりも後方になるように段差部３７の位置を設定すると、ロッド１４が後退移動する初期の段階では流通抵抗が小さい状態を所定のストローク設定だけ設定される。

図３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３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３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。

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、図３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。

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に示されたホルダーを示す斜視図である。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。

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閉塞部
１４ロッド
１５ａ小径部
１５ｂ大径部
１６ロッド貫通孔
１７ピストン
１８止めリング
１９スペーサ
２０先端キャップ
２１ばね室
２２ばね受けリング
２３圧縮コイルばね
２４アキュムレータ室
２５液体注入孔
２６封止ボール
２７止めねじ
２８，２９シール部材
３１フランジ
３２大径ストッパ
３３アキュムレータ
３４外周面
３５小径内周面
３６大径内周面
３７段差部

Claims

基端部に閉塞部を有し、ピストンを備えたロッドが先端部から突出させて軸方向に往復動自在に装着される筒状ケースと、
前記筒状ケース内の基端部側に設けられたばね室に組み込まれ、前記ロッドに対して前記筒状ケースから突出する方向のばね力を加えるばね部材と、
前記筒状ケースの先端部側に組み込まれ、前記ロッドの軸方向移動を案内するとともに前記筒状ケースとの間でアキュムレータ室を形成するホルダーと、
前記アキュムレータ室内に組み込まれ、前記ロッドの軸方向移動に伴って前記筒状ケース内に封入された液体により膨張収縮するアキュムレータとを有し、
前記ピストンの外周面に前記筒状ケースの先端部側から基端部側に向けて外径が小さくなるテーパ面を形成し、
前記筒状ケースのばね室側に真っ直ぐな小径内周面を形成するとともに前記アキュムレータ室側に真っ直ぐな大径内周面を形成することを特徴とするショックアブソーバ。
請求項１記載のショックアブソーバにおいて、前記ロッドが突出限位置となったときに前記ピストンの外周面に対応する位置に、両方の前記内周面の段差部を形成したことを特徴とするショックアブソーバ。