JP2008019981A - ショックアブソーバ - Google Patents

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Abstract

【課題】圧力室に連通させて取り付けることができるショックアブソーバを提供する。
【解決手段】このショックアブソーバ10はロッド21が軸方向に往復動自在に装着される筒状ケース13を有し、ロッド21にはピストン22が装着されており、コイルばね26によりロッド21には先端部が筒状ケース13の先端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13内には、内部の液体収容室15内の液体をシールする内側シール部材32と、ロッド21の先端部側から筒状ケース13内への流体の流入をシールする外側シール部材36とが設けられており、外部から外側シール部材36の内側に入り込んだ流体は排出流路により外部に排出される。
【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に加わる衝撃力を緩和するショックアブソーバに関し、特に、加圧状態雰囲気において使用可能な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で停止するときに移動部材に加わる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、シリコー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
図3はシリンダ本体1とこれに設けられたガイドレール2に往復動自在に装着される往復動テーブル3とを有するスライドテーブル型の空気圧シリンダを示す図である。このタイプの空気圧シリンダにおいては、シリンダ本体1に設けられた往復動ロッド4を連結部材3aを介して往復動テーブル3に連結し、往復動ロッド4により往復動テーブル3を駆動するようにしており、往復動ロッド4や往復動テーブル3のストローク端での衝撃を吸収するために、ショックアブソーバ5a,5bをブラケット6a,6bを介してシリンダ本体1に取り付けるとともに、往復動テーブル3にはショックアブソーバ5a,5bのロッド7a,7bが衝突するストッパ8を取り付けるようにしている。
ショックアブソーバ5a,5bが往復動テーブル3に取り付けられる場合には、シリンダ本体1にショックアブソーバ5a,5bのロッド7a,7bが衝突するストッパを取り付けることになる。いずれの場合にも、ロッド7a,7bがショックアブソーバ5a,5bの筒状ケース内に後退移動しながら往復動テーブル3の衝撃を吸収することになる。
図3に示すように、従来はシリンダの外部にショックアブソーバ5a,5bを設けて往復動部材の衝撃を吸収するようにしているが、その場合にはショックアブソーバ5a,5bを取り付けるための金具が必要であり、そのためのスペースをシリンダの外部に確保する必要がある。また、金具を用いてショックアブソーバを取り付けたとしても、シリンダのピストン軸とショックアブソーバのピストン軸は同心とならないので、衝撃を吸収するたびにモーメントが生じるから、シリンダ装置の精度が徐々に悪くなったりガタツキが出たりして製品寿命も短くなるという問題がある。
移動部材を往復動する空気圧駆動機器には、図3に示すピストンロッドを有する空気圧シリンダ以外に、ピストンロッドを用いないロッドレスシリンダがあり、ロッドレスシリンダにはスリット式とマグネット式とがある。スリット式はシリンダ内部のピストンとシリンダ外部のピストンマウントとを連結するピストンヨークをシリンダに形成されたスリットに沿って移動させるようにし、スリットを内側と外側のシールバンドによりシールするようにしたタイプの空気圧シリンダである。マグネット式はシリンダチューブの内部のピストンと外部のスライダとを磁力により連結するようにしたタイプの空気圧シリンダである。
ロッドレスタイプのシリンダにおいては、シリンダやチューブの端部に取り付けられるヘッドカバーに、内部のピストンが直接衝突しないようにゴム製の衝撃吸収部材を取り付けるようにし、この衝撃吸収部材によりピストンの衝撃を吸収するようにしている。ゴム製の衝撃吸収部材に代えてショックアブソーバをヘッドカバーに取り付ける方が衝撃吸収効果は大きくなる。その場合にはショックアブソーバをその先端部がシリンダの圧力室に入り込むようにヘッドカバーに取り付ける必要がある。そのように取り付ければ、外部に取り付ける場合のような金具は不要となり、取り付けるためのスペースも不要となり、更にはシリンダのピストン軸とショックアブソーバのピストンの軸は同心になるので衝撃を吸収するたびにモーメントを生じることもない。しかしながら、圧力室内の加圧空気がショックアブソーバの内部に徐々に流入してしまうので、シールを通じて流入した空気や流体によりアキュムレータが徐々につぶれ、ショックアブソーバの機能が低下していくという問題があった。
本発明の目的は、圧力室に入り込むように取り付けることができるショックアブソーバを提供することにある。
本発明のショックアブソーバは、液体が充填される液体収容室が設けられるとともにロッドが軸方向に往復動自在に装着される筒状ケースと、前記ロッドに装着され、前記液体収容室内を移動するピストンと、前記筒状ケース内に装着され、前記ロッドにその先端部を前記筒状ケースの一端部から突出させる方向のばね力を加えるばね部材と、前記ロッドの外周面に接触し、前記液体収容室内の液体をシールする内側シール部材と、前記内側シール部材の軸方向外側で前記ロッドの外周面に接触し、前記ロッドの先端部側から前記筒状ケース内への流体をシールする外側シール部材と、前記筒状ケースに設けられ、前記外側シール部材と前記ロッドとの間から前記外側シール部材の内側に入り込んだ流体を外部に排出する排出流路とを有することを特徴とする。
本発明のショックアブソーバは、前記ロッドおよび前記ばね部材が組み込まれる内側ケース体と、当該内側ケース体が組み込まれ前記内側ケース体との間で前記排出流路を形成する外側ケース体とにより前記筒状ケースを形成し、前記排出流路の開口部を前記外側ケース体の端部に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においては、前記内側シール部材は加圧側が内側を向いた断面V字形状のシール部材であり、前記外側シール部材は加圧側が外側を向いた断面V字形状のシール部材であることを特徴とする。
本発明によれば、ショックアブソーバの先端部側を加圧室に露出させてショックアブソーバを流体圧機器に装着し、加圧室内の流体がショックアブソーバ内に入り込んでも、排出通路を介して外部に流体が排出されるので、ショックアブソーバ内の液体に外部から流体が混入することを防止できる。これにより、ショックアブソーバを加圧流体が供給される圧力室に入り込んで取り付けるようにしても、その耐久性を高めることができる。
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装着された空気圧作動機器を示す断面図である。
このショックアブソーバ10は円筒形状の内側ケース体11と外側ケース体12とを有し、内側ケース体11は外側ケース体12の内部に組み込まれ、両方のケース体11,12により筒状ケース13が形成されている。外側ケース体12の外周面には雄ねじ14が形成されており、ショックアブソーバ10は雄ねじ14により空気圧作動機器にねじ止めされるようになっている。
内側ケース体11は内部に液体収容室15が形成されており、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いる。内側ケース体11の先端部は開口され、基端部には閉塞部16が設けられている。内側ケース体11の内部には両端にフランジ17aが設けられた円筒部材17bからなるホルダー17が組み込まれており、このホルダー17のロッド貫通孔18によりロッド21が軸方向に往復動自在に支持され、ロッド21の先端部は筒状ケース13の外部に突出するようになっている。
ロッド21の基端部にはピストン22が装着されており、ロッド21の外周面とピストン22の内周面との間には隙間23が形成されている。ロッド21にはピストン22に対して先端部側にフランジ部24が一体に設けられ、さらにピストン22に対して基端部側には円筒形状のばね受け25が嵌合されており、ピストン22はロッド21に対して径方向に僅かに移動するとともにフランジ部24とばね受け25のフランジ部25aとの間で僅かに軸方向に移動自在となっている。
ピストン22によって液体収容室15内は内側ケース体11の基端部側のばね室15aと先端部側のアキュムレータ室15bとに仕切られることになる。ばね受け25と閉塞部16との間には圧縮コイルばね26がばね部材として組み込まれており、この圧縮コイルばね26によりロッド21にはその先端部が筒状ケース13の先端部から突出する方向、つまり前進方向にばね力が加えられている。
液体収容室15内にはシリコーンオイルが衝撃吸収用の液体Lとして封入されている。液体収容室15内に液体Lを注入するために、閉塞部16にはその外側端面に開口して凹部16aが形成され、この凹部16aに連通する液体注入孔27が閉塞部16に形成されている。液体注入孔27には止めねじ28が取り付けられるようになっており、この止めねじ28によりシール部材29が凹部16aの底面に締め付けられる。したがって、内側ケース体11の内部に液体Lを注入した後に、止めねじ28を液体注入孔27にねじ結合してシール部材29を締結することにより液体注入孔27からの液体Lの漏れが防止される。
アキュムレータ室15bにおけるホルダー17と内側ケース体11との間には、アキュムレータ30が組み込まれている。アキュムレータ30は、例えば独立気泡型のスポンジ等により構成されており、ロッド21がばね力に抗して後退移動するとロッド21が液体Lの中に入り込むので、ばね室15a内から隙間23を介してアキュムレータ室15b内に入り込む液体Lにより収縮する。一方、ロッド21が前進移動するとロッド21はばね室15aの容積が大きくなるので、アキュムレータ室15b内の液体Lがばね室15a内に流れてアキュムレータ30は膨張する。
内側ケース体11の先端部つまり開口部にはロッドカバー31が圧入して取り付けられており、このロッドカバー31とホルダー17との間に位置させてロッド21の外周面に接触し、液体収容室15内の液体をシールして外部に液体Lが漏れるのを防止する内側シール部材32が配置されている。外側ケース体12の先端部つまり開口部にはロッドカバー33が止めリング34により固定されており、ロッドカバー33の端面はロッドカバー31の端面に突き当てられている。ロッドカバー33の外周面と外側ケース体12の内周面との間はシール部材35によりシールされている。このロッドカバー33にはロッドカバー31の軸方向外側の部分でロッド21の外周面に接触してシールする外側シール部材36が配置されている。
ロッドカバー31の内周面とロッド21の外周面との間には環状の隙間41が形成されており、この隙間41は径方向の連通孔42によりロッドカバー31の外周面に形成された環状の隙間43に連通し、さらにこの隙間43は内側ケース体11に形成された連通孔44により内側ケース体11と外側ケース体12との間に形成された通路45に連通している。この通路45は外側ケース体12の閉塞部に形成された排出孔46に連通している。上述した連通孔42から排出孔46により排出流路が形成されており、外側シール部材36とロッド21との間から外側シール部材36の内側に入り込んだ流体は、排出流路を介して外部に排出される。
内側シール部材32および外側シール部材36は、それぞれVパッキンとも言われる断面V字形状のシール部材であり、内側と外側の環状部を有し両方の環状部が軸方向の一端部で連結され他端部は径方向に相互に接近離反し得る加圧側となっている。外側シール部材36は加圧側が外向きとなって配置されており、外部から圧力が加わると、加圧側は相互に離反する方向に弾性変形して内側の環状部はロッド21の外周面に強く接触し、外側の環状部はロッドカバー33の内周面に強く接触することになる。これにより、外側シール部材36は外部からの流体の侵入を防止するようにしているが、外部から加わる流体つまり空気や液体の圧力が高い場合には流体の侵入を充分に防ぐことはできなくなるおそれがある。
一方、内側シール部材32は加圧側が内向きとなって配置されている。したがって、内部の液体Lにより加圧側が相互に離反する方向に弾性変形し、内側の環状部はロッド21の外周面に強く接触し、外側の環状部は内側ケース11の内周面に強く接触することになるので、内側シール部材32は液体Lが外部に漏れるのを防止し、内側シール部材32に外部から高圧の流体圧が加わると侵入を防ぐことはできない向きとなっている。
外側シール部材36で侵入を防止することができずに外部から流体が外側シール部材36を介して内部の隙間41に入り込んだとしても、隙間41は排出孔46を介して外部に連通しているので、内側シール部材32を介して内部に入り込むことが防止される。このような排出孔46を設けない場合には、外側シール部材36で侵入を防ぐことができなかった外部からの高圧の流体は、内側シール部材32でも侵入を防止することができずに、高圧のまま液体収容室15やアキュムレータ30に侵入し、アキュムレータ30の性能が低下してショックアブソーバの機能が低下することになるが、本発明においては、内側シール部材32の軸方向外側に外側シール部材36を設けるとともにこれらの間に連通する排出通路を設けることによって、外側シール部材36で侵入を防止することができなかった外部からの流体は、排出通路を介して大気開放されることになるので、液体収容室15やアキュムレータ30に侵入することなく、ショックアブソーバの機能が低下することがない。
図2はショックアブソーバ10が取り付けられる空気圧作動機器の一例を示す断面図であり、この空気圧駆動機器は、丸パイプからなるシリンダチューブ50とこれの両端に固定されるヘッドカバー51,52を有するロッドレスタイプの空気圧シリンダであり、株式会社コガネイ社製のMRCシリーズのマグネット式ロッドレスシリンダである。シリンダチューブ50内にはマグネット53を有するピストン54が軸方向に往復動自在に装着されており、このピストン54によってシリンダチューブ50内は2つの空気圧室55,56に仕切られている。ヘッドカバー51には空気圧室55に連通する給排ポート51aが形成され、ヘッドカバー52には空気圧室56に連通する給排ポート52aが形成されている。
シリンダチューブ50の外側には、ピストン54に対応してマグネット57を有するスライダ58が嵌合されており、このスライダ58はピストン54に磁力により連結されており、ピストン54に追従して軸方向に移動する。したがって、給排ポート51aから空気圧室55内に加圧空気を供給し、給排ポート52aから空気圧室56内の空気を排出すると、ピストン54は図2において右側のストローク端の位置まで駆動され、スライダ58も右側のストローク端の位置まで磁力を介してピストン54により駆動される。逆に給排ポート52aから空気圧室56内に加圧空気を供給し、給排ポート51aから空気圧室55内の空気を排出すると、ピストン54は図2に示すように左側のストローク端の位置まで駆動され、スライダ58も図示するストローク端の位置まで駆動される。
ヘッドカバー51,52には、それぞれ図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。それぞれのショックアブソーバ10は外側ケース体12に形成された雄ねじ14の部分でヘッドカバー51,52にねじ結合されるとともに、ナット61によりヘッドカバー51,52に締結されており、空気圧室55,56にそれぞれのショックアブソーバ10の先端面が入り込んでいる。空気圧室55,56内からの空気の漏れを防止するために、ナット61とヘッドカバー51,52の間にはシール部材62が設けられている。
図2は、ピストン54が左側のストローク端の位置に移動した状態を示し、右側のヘッドカバー52に取り付けられたショックアブソーバ10のロッド21は前進限位置まで突出しており、左側のヘッドカバー51に取り付けられたショックアブソーバ10のロッド21は、ショックアブソーバ10の筒状ケース13の開口端面に接触しているピストン54により押し下げられた状態となっている。
図2に示されたそれぞれのショックアブソーバ10は、ロッド21が突出する先端部を空気圧室55,56に露出させてヘッドカバー51,52に取り付けられている。それぞれの空気圧室55,56内の圧縮空気が外側シール部材36とロッド21との間からショックアブソーバの内部に入り込むと、ロッド21とロッドカバー31との間の隙間41は排出孔46に連通しているので、排出孔46から流入空気は排出される。これにより、流入空気がショックアブソーバの液体Lの内部に混入することが防止され、ロッド21が加圧雰囲気にさらされて使用される場合においても内部への流体の混入が防止されて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。
このショックアブソーバ10は、図2に示す場合にはマグネット式のロッドレスシリンダに装着されているが、スリット式のロッドレスシリンダのエンドキャップにショックアブソーバを装着することもできる。また、ロッドを往復動するようにした単動シリンダにおいても、ロッドの突出側に対して反対側のヘッドキャップにショックアブソーバ10を装着することもできる。その場合にはショックアブソーバ10の先端部を空気圧室に連通させて装着することにより、空気圧室内の圧縮空気がショックアブソーバ内部の液体Lに混入することを防止できる。同様に、ショックアブソーバの先端側を加圧空気等の加圧流体にさらした状態としてショックアブソーバが流体圧機器に使用される場合にこのショックアブソーバ10を使用すると、加圧流体の影響を受けることなく、衝撃力を吸収することができる。
図1に示すショックアブソーバ10は筒状ケース13が内側ケース体11と外側ケース体12とにより形成されているが、これらを一体化した部材により筒状ケースを形成するようにしても良い。その場合には筒状ケースの内部に排気流路を形成することになる。
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、ショックアブソーバのタイプとしては、図示されるタイプに限られず、内部に液体が充填されて液体の移動により衝撃を吸収するタイプのショックアブソーバであれば、どのようなタイプにも本発明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に示されたショックアブソーバが装着された空気圧作動機器を示す断面図である。 シリンダ本体と往復動テーブルとを有するスライドテーブル型の空気圧シリンダ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 内側ケース体
12 外側ケース体
13 筒状ケース
15 液体収容室
15a ばね室
15b アキュムレータ室
17 ホルダー
21 ロッド
22 ピストン
25 圧縮コイルばね
30 アキュムレータ
32 内側シール部材
36 外側シール部材
45 通路(排出流路)
46 排出孔

Claims (3)

  1. 液体が充填される液体収容室が設けられるとともにロッドが軸方向に往復動自在に装着される筒状ケースと、
    前記ロッドに装着され、前記液体収容室内を移動するピストンと、
    前記筒状ケース内に装着され、前記ロッドにその先端部を前記筒状ケースの一端部から突出させる方向のばね力を加えるばね部材と、
    前記ロッドの外周面に接触し、前記液体収容室内の液体をシールする内側シール部材と、
    前記内側シール部材の軸方向外側で前記ロッドの外周面に接触し、前記ロッドの先端部側から前記筒状ケース内への流体をシールする外側シール部材と、
    前記筒状ケースに設けられ、前記外側シール部材と前記ロッドとの間から前記外側シール部材の内側に入り込んだ流体を外部に排出する排出流路とを有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、前記ロッドおよび前記ばね部材が組み込まれる内側ケース体と、当該内側ケース体が組み込まれ前記内側ケース体との間で前記排出流路を形成する外側ケース体とにより前記筒状ケースを形成し、前記排出流路の開口部を前記外側ケース体の端部に形成する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、前記内側シール部材は加圧側が内側を向いた断面V字形状のシール部材であり、前記外側シール部材は加圧側が外側を向いた断面V字形状のシール部材であることを特徴とするショックアブソーバ。
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