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

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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