KR100292101B1 - 액튜에이터실린더의엘라스토머댐퍼 - Google Patents

Abstract

엘라스토머 댐퍼는 스트로크 양단사이를 실린더내에서 이동하는 피스톤을 정지시키기 위해 액튜에이터 실린더의 양 단부에 배치된다. 엘라스토머 댐퍼는 피스톤 스트로크 끝에서 피스톤과 접촉하는 한쌍의 돌출부를 구비한다. 돌출부는 그 단면적이 베이스에서 정상으로 점진적으로 감소하는 테이퍼진 형상을 가진다. 그러므로, 피스톤이 돌출부와 맞닿아서 돌출부를 압축할 때, 피스톤에 작용하는 제동력은 급격한 변화없이 점진적으로 증가한다. 그러므로, 피스톤은 그 스트로크 끝에서 부드럽게 감속된다. 또한, 돌출부의 상부면은 평탄면으로서 형성되고 상부면은 둥근면에 의해 돌출부의 테이퍼진 측면에 연결되므로, 응력 집중이 이러한 부분에 생기지 않는다. 그러므로, 액튜에이터 실린더의 장기간의 운전후에도 재료의 균열 또는 파손은 상부면에서 일어나지 않는다.

Description

액튜에이터 실린더의 엘라스토머 댐퍼

본 발명은 피스톤의 스트로크 끝에서 일어나는 기계적 충격을 흡수하기 위해 피스톤의 스트로크 끝에서 액튜에이터 실린더의 보어내에서 미끄럼 이동하는 피스톤에 맞닿는 엘라스토머 댐퍼에 관한 것이다.

이러한 형태의 엘라스토머 댐퍼는 예를 들면 일본 특허 공개 1-6505호에 개시되어 있다. '505공보의 엘라스토머 댐퍼에 있어서 엘라스토머로 만들어진 댐퍼 부재는 댐퍼 부재를 실린더의 단부 개구를 폐쇄하는 단부 캡에 부착함으로써 액튜에이터 실린더에 배치된다. 특히, '505공보의 댐퍼 부재는 실린더 형상이고 단차가 형성된 직경부, 즉 큰 직경의 베이스와 작은 직경의 선단부를 가진다. 댐퍼 부재의 베이스를 수용하기 위한 리세스는 실린더의 내부와 면하는 단부 캡의 내측 단부면위에 형성된다. 댐퍼 부재는 댐퍼 부재의 베이스를 단부 캡의 리세스에 삽압함으로서 단부 캡에 고정된다. 리세스는 댐퍼 부재가 단부 캡에 부착될 때, 유극이 베이의 외주와 리세스의 벽사이에 형성되도록 하기 위해 베이스보다 직경이 크다. 댐퍼 부재를 리세스에 고정하기 위해, 고정 캡은 단부 캡의 내측 단부면에 끼워진다. 댐퍼 부재가 단부 캡에 끼워지면, 댐퍼 부재의 바닥면은 리세스의 바닥과 확실하게 접촉하고, 이 상태에서, 댐퍼 부재의 선단은 실린더내의 피스톤을 향하는 방향으로 단부 캡의 내측 단부면으로부터 돌출한다. 단부 캡의 내측 단부면으로부터 돌출하는 댐퍼 부재의 선단부의 일부는 이 부분의 직경이 피스톤을 향하는 방향(즉, 실린더의 길이 중심을 향하는 방향)으로 감소하도록 테이퍼진다.

실린더내의 작동유체의 누출을 방지하는 밀봉 부재(예를 들면 O-링)를 수용하는 홈은 고정 캡과 단부 캡의 내측 단부면에 의해 한정된다. 또한, 작동 유체는 단부 캡의 리세스 바닥면위에서 개구하는 유체 통로를 통해 실린더에 공급되고 실린더로부터 배출된다.

'505호 공보의 엘라스토머 댐퍼에 있어서, 댐퍼 부재는 실린더내에서 이동하는 피스톤이 그 스트로크 끝에서 댐퍼 부재를 타격할 때 압축되고, 댐퍼 부재가 압축될 때, 댐퍼 부재는 피스톤의 운동에너지를 흡수하기 위해 반경 방향으로 팽창한다. 그러나, '505호 공보의 댐퍼 부재는 2개의 부분, 즉 상이한 직경의 선단과 베이스로 구성되므로, 직경의 이러한 계단식의 변경은 댐퍼 부재가 피스톤으로 압축될 때 댐퍼 부재의 탄성의 갑작스런 변화를 일으킨다. 탄성에 있어서의 이러한 갑작스런 변화는 피스톤에 작용하는 제동력의 갑작스런 변화를 일으켜서 피스톤의 부드러운 감속을 방해한다.

또한, '505호 공보의 엘라스토머 댐퍼는 댐퍼 부재를 단부 캡에 부착하고 O-링의 수용홈을 형성하기 위해 고정 캡을 필요로 한다. 별도의 요소(즉, 고정 캡)이 엘라스토머 댐퍼와 O-링을 고정하는 데 필요로 되므로, 액튜에이터를 구성하는 데 필요한 요소의 수가 증가한다.

더욱이, '505공보의 엘라스토머 댐퍼에 있어서, 피스톤과 접촉하는 댐퍼 부재의 상부면은 평탄한 면으로서 형성되고 날카로운 리지가 상부면 둘레에 형성되고 여기서 상부면은 댐퍼 부재의 테이퍼진 측면과 만난다. 피스톤이 댐퍼 부재의 상부면을 타격할 때, 응력 집중이 상부면의 리지에서 일어난다. 그러므로, 장기간의 운전후, 상부면의 리지는 동작중 균열되는 경향이 있고, 균열이 리지에서 발생할 경우, 균열은 상부면의 중심을 향해 연장하는 경향이 있다. 이것은 엘라스토머 댐퍼의 댐핑 능력을 열화시킬 수 있다.

또한, '505호 공보의 엘라스토머 댐퍼는 고체 실린더형 몸체로서 형성된다. 그러므로, 댐퍼 부재가 피스톤으로 압축되었을 때 댐퍼 부재는 단지 반경방향 외측을 향해 팽창할 수 있다. 따라서, 큰 직경을 가진 댐퍼 부재가 필요로 될 경우, 반경방향으로의 팽창량은 상당히 크게 된다. 이 경우에, 댐퍼 부재의 많은 양의 반경방향 팽창을 수용하기 위해 댐퍼의 외주 주위에 큰 유극이 필요로 된다. 그러나, 실용상의 관점에서 볼 때, 이와 같은 큰 유극을 댐퍼 주위에 제공하는 것은 바람직하지 않다.

상기한 것과 같은 관련 기술의 문제점을 감안하여, 본 발명의 목적중 하나는 연속적으로 부드럽게 이동하는 피스톤을 감속시킬 수 있는 엘라스토머 댐퍼를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 댐퍼 재료의 균열 및 파손에 대해 장기간의 내구성을 가진 엘라스토머 댐퍼를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 실린더내에 사용되는 요소의 수를 증가시키지 않고 실린더에 부착될 수 있는 엘라스토머 댐퍼를 제공하는 것에 있다.

상기한 목적중 하나 또는 그 이상은 실린더의 단부에 부착된 단부 캡에 고정되는 베이스부와 실린더내에서 피스톤을 향하는 방향으로 내측 단부밖으로 베이스부으로부터 돌출하는 돌출부를 포함하고, 상기 베이스부는 실린더내에 배치되고 실린더내에서 피스톤과 마주하는 내측 단부와 단부 캡에 부착된 외측 단부를 가지며, 상기 돌출부는 이 부분으로부터 점진적으로 감소하는 길이방향 축에 수직인 단면적을 가진 테이퍼진 형상을 가지며 여기서 피스톤을 향하는 방향에서 외측 단부와 만나며 돌출부는 유극이 스트로크 끝에서 돌출부와 피스톤이 맞닿을 때 길이방향 축에 수직인 방향으로 돌출부가 팽창하도록 하기 위해 돌출부의 둘레 주위에 제공되도록 돌출부가 실린더내에 배치되는, 스트로크 끝에서 액튜에이터 실린더의 실린더에서 미끄럼 이동하는 피스톤을 수용하는 엘라스토머 댐퍼에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 돌출부의 단면적은 점진적으로 감소하므로, 즉 단차가 진 직경 부분이 돌출된 부분에 존재하지 않으므로, 피스톤이 돌출부를 타격할 때 피스톤에 작용되는 제동력은 연속적으로 증가한다. 그러므로, 피스톤은 부드럽게 연속적으로 감속한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 스트로크 끝에서 액튜에이터 실린더의 실린더내에서 미끄럼 이동하는 피스톤을 수용하는 엘라스토머 댐퍼에 있어서, 실린더의 단부에 부착된 단부 캡에 고정된 베이스부과, 실린더내의 피스톤을 향하는 방향으로 베이스부의 외측 단부로부터 돌출하는 복수의 돌출부를 포함하고, 단부 캡은 단부 캡이 부착될 때 실린더 보어으로 삽입되는 삽입 부분을 포함하고, 댐퍼가 단부 캡에 부착될 때 엘라스토머 댐퍼의 베이스부의 외측 단부를 수용하는 리세스가 삽입 부분의 단부에 형성되고, 상기 돌출부는 외측 단부로부터 피스톤을 향하는 방향으로 점진적으로 감소하는 길이방향 축에 수직인 단면적을 가진 테이퍼진 형상을 가지며, 상기 베이스부는 돌출부의 길이방향 축에 대략 수직으로 형성되고 돌출부사이의 외측 단부위에 형성된 연결부에 의해 외측 단부에 연결되고, 플랜지부는 수용 홈이 실린더 외부로 실린더 보어 내의 유체가 누출하는 것을 방지하기 위해 플랜지부와 실린더 개스킷을 수용하는 단부 캡의 삽입 부분사이에 형성되도록 배치되고, 돌출부는 플랜지부위에 형성된 개구를 통해 피스톤을 향하는 방향으로 연장하는 엘라스토머 댐퍼가 제공된다.

본 발명의 이러한 양태에 따르면, 엘라스토머 댐퍼의 베이스부는 실린더 개스킷의 수용 홈을 한정하는 플랜지를 포함한다. 플랜지는 연결부에서 베이스부의 외측 단부에 일체로 연결된다. 그러므로, 별도의 요소가 실린더 개스킷을 적소에 고정하기 위해 필요하지 않다. 또한, 플랜지는 돌출부사이의 연결부에 의해 외측 단부에 연결되므로, 돌출부주위의 연결부 이외의 부재는 베이스부에 플랜지를 연결하기 위해 필요하지 않다. 그러므로, 돌출부의 반경방향 팽창은 이들이 압축될 때 방해되지 않는다.

본 발명은 첨부 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 엘라스토머 실시예를 설명하는 로드리스 파워 실린더의 종단면도.

도 2는 도 1의 선 II-II에 따라 절취한 단면도.

도 3은 단부 캡에 부착된 엘라스토머 댐퍼의 사시도.

도 4는 도 1의 선 IV-IV에 따라 절취한 부분 단면도.

도 5는 도 1의 엘라스토머 댐퍼의 정면도.

도 6은 다른 실시예에 따른 엘라스토머 댐퍼의 정면도.

도 7은 도 4와 유사한 도면으로서 도 6의 실시예의 엘라스토머 댐퍼를 설명하는 부분 단면도.

도 8은 다른 실시예에 따른 엘라스토머 댐퍼의 정면도.

도 9는 도 4와 유사한 도면으로서 도 8의 실시예의 엘라스토머 댐퍼를 설명하는 부분 단면도.

도 10은 도 9의 선 X-X에 따라 절취한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 로드리스 파워 실린더 2 : 튜브

3 : 슬릿 개구 4 : 홈

6 : 실린더 챔버 20 : 피스톤

이하, 본 발명에 따른 엘라스토머 댐퍼의 실시예를 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 유체(공기) 압력에 의해 작동되는 로드리스 파워 실린더형 액튜에이터 실린더(rodless power cylinder type actuator cylinder)(1)를 나타낸다. 도 1에 있어서, 참조 부호 1은 로드리스 파워 실린더를 나타낸다. 부호 2는 알루미늄 합금 등의 비자성 금속으로 만들어지고 압출 또는 드로잉 가공에 의해 형성되는 로드리스 파워 실린더(1)의 튜브(실린더 배럴)이다. 도 2에 도시된 것과 같이, 실린더 튜브(2)는 원형이 아닌(이 실시예에서는 타원형) 보어(2a)를 갖는다. 슬릿 개구(3)는 그 전체 길이를 따라 실린더 튜브(2)의 측벽위에 형성된다. 실린더 튜브(2)의 외벽위에는, 단부 캡(10)을 튜브(2)에 부착하기 위한 홈(4)과 센서와 같은 부착물을 장착하기 위한 홈(5)이 실린더 튜브(2)의 전체 길이를 따라 형성된다. 홈(4)은 개구(4a)로 구성되고 개구(4a) 내측의 홈 부분은 원형이고 개구의 폭보다 큰 직경을 가진다. 즉, 홈(4)은 실린더 튜브(2)(도 2 참조)의 외벽으로 개구되는 슬릿(개구)을 가진 원형 구멍으로서 형성된다.

실린더 튜브(2)의 양단부는 튜브(2)위에서 연장하는 부분을 갖는 단부 부재(단부 캡)(10)로 폐쇄되고, 실린더 챔버(6)는 보어(2a)의 벽과 도 1에 도시된 것과 같은 단부 캡(10)에 의해 한정된다. 단부 캡(10)은 이들 사이에 끼인 실린더 개스킷(O-링)(13)과 함께 튜브(2)에 삽입되는 삽입 부분(12)를 가진다. 단부 캡(10)을 실린더 튜브(2)에 부착할 때, 단부 캡(10)은 삽입 부분(12)을 보어(2a)에 그리고 중간 벽부(36)의 돌기(36a)를 슬릿(3)의 단부에 삽입함으로써 실린더 튜브(2)와 정렬된다. 이 상태에서, 단부 캡(10)은 셀프-태핑 스크루(self-tapping screw)를 홈(4)의 단부(도 2)에 조임으로써 실린더 튜브(2)의 단부에 고정된다. 셀프-태핑 스크루는 스크루가 스크루 구멍에 나사결합할 때 혼자의 힘으로 스크루 구멍의 벽에 나사를 형성하는 스크루이다. 이 실시예에서, 셀프-태핑 스크루(14)는 예를 들면 JIS(일본 산업 표준,Japanese Industrial Standard ) No. B-1122에 따라 제조된다.

실린더 챔버(6)는 전방 실린더 챔버(6A)와 후방 실린더 챔버(6B)로 양측(도 1)에 피스톤 단부(21)를 가진 내부 이동체(피스톤)(20)에 의해 분할된다. 피스톤 단부(21)에는 피스톤 패킹(21a)이 제공된다. 피스톤(20)위에는, 슬릿(3)을 통해 외부 캐리지(26)를 구동하기 위한 연결 부재(피스톤 요크)(22)가 피스톤 단부(21)사이의 부분에 일체로 형성된다. 실린더 튜브(2) 외측의 연결 부재(22)의 단부에서, 외부 캐리지(26)의 베이스로서 작용하는 피스톤 마운트(23)가 일체로 형성된다. 피스톤 마운트(23)는 좌우 측면(23a, 23b)과 전후 측면(23c, 23d)을 가진다. 피스톤 마운트(23)의 상면위에는, 전방 측면(23c)으로부터 후방 측면(23d)으로 연장하는 리세스(24)가 형성된다. 예를 들면 합성 수지로 만들어지는 커버 부재(25)는 리세스(24)의 개구를 덮기 위해 제공된다. 도 1에 도시된 것과 같이, 커버 부재(25)로 덮힌 리세스(24)는 외측 시일 밴드(31)가 통과하는 통로를 한정한다. 피스톤 마운트(23)와 커버 부재(25)는 외부 캐리지(26)를 구성한다. 스크레이퍼(28)는 실린더 튜브(2)와 피스톤 마운트(23)사이의 공간으로 먼지가 침입하는 것을 방지하기 위해 그 아래쪽 둘레 주위의 피스톤 마운트(23)에 부착된다.

이 실시예의 단부 캡(10)은 무게와 제조 비용을 감소시키기 위해 성형 합성 수지로서 형성된다. 외측 시일 밴드와 내측 시일 밴드, 리세스(32, 33)사이에 중간벽(36)의 단부를 삽입하기 위한 리세스(32, 33)는 단부 캡(10)의 내면에 형성된다. 내측 시일 밴드(30)의 리세스(32)의 높이는 내측 시일 밴드(30)의 두께부다 훨씬 높아서 리세스(32)는 내측 시일 밴드(30)와 외측 시일 밴드(31)사이에 형성된 공간 S(도 1)과 연통한다. 도 1의 참조 부호 38은 리세스(33)위의 벽, 중간벽(36) 및 리세스(32)아래의 벽을 관통하는 핀 홀이다.

내측 시일 밴드(30)와 외측 시일 밴드(31)는 단부 캡사이를 연장하고 피스톤 요크(22)의 상측면 및 하측면을 각각 지난다. 내측 시일 밴드(30)는 실린더 튜브(2) 내측으로부터 슬릿(3)을 덮고, 외측 시일 밴드(31)는 실린더 튜브(3) 외측으로부터 슬릿을 덮는다. 이 실시예에서의 내측 시일 밴드와 외측 시일 밴드는 예를 들면 강(steel) 등의 자성 금속으로 만들어진 얇은 가요성 밴드이다. 시일 밴드(30, 31)는 슬릿(3)보다 넓은 폭을 가진다. 고정 구멍은 시일 밴드가 적소에 설치되었을 때 단부 캡(10)의 핀 홀(38)에 대응하는 위치에서 시일 밴드(30, 31)의 양 단부에 제공된다.

시일 밴드(30, 31)는 핀(39)이 시일 밴드의 고정 구멍을 통과하도록 단부 캡의 외측으로부터 고정 구멍으로 고정 핀(39)을 삽입함으로써 단부 캡(10)에 고정된다. 더욱이, 핀(39)의 상부를 덮는 제거가능한 캡(56)은 핀(39)이 단부 캡(10)으로부터 빠지는 것을 방지하기 위해 단부 캡(10)에 부착된다.

이 실시예에서, 자석(45)은 자석의 전체 길이를 따라 슬릿(3)의 양측면위에 배치된다. 그러므로, 시일 밴드(30, 31)는 피스톤 요크(22)를 관통하는 부분을 제외한 전체 길이를 따라 자석(45)을 향해 끌려 간다. 내측 시일 밴드(30)는 실린더 챔버(6)에 유체의 압력과 자석(45)의 흡인력에 의해 슬릿(3)에 부착되어 슬릿(3)을 밀봉한다. 외측 시일 밴드(31)는 또한 자석(45)의 흡인력에 의해 슬릿(3)에 부착되어 슬릿을 밀봉한다.

단부 캡(10)의 삽입 부분(12)의 단면은 실린더 보어(2a)의 단면 형상과 일치하는 타원형이다. 또한, 감소된 직경부(12A)는 도 4에 도시된 것과 같이 삽입 부분(12)의 단부위에 형성된다. 타원형이고 소정 깊이를 가진 고정 리세스(12a)는 감소된 직경 부분(12A)의 단부면위에 형성된다.

엘라스토머 댐퍼(70)는 단부 캡(10)의 삽입 부분(12)에 고정된다. 엘라스토머 댐퍼(70)는 베이스부(71)와 2개의 돌출부(73)로 구성되고, 모두 예를 들면 니트릴 고무와 같은 엘라스토머로 일체 형성된다. 베이스부(71)의 단부(외측 단부)(71a)는 단부 캡(10)의 삽입 부분(12)의 리세스(12a)의 형상과 일치하는 타원형 단면을 가진다. 엘라스토머 댐퍼(70)는 리세스(12a)에 외측 단부(71a)를 삽입하고 접착제를 사용하여 내부에 외측 단부를 고정함으로써 단부 캡(10)에 고정된다. 베이스부(71)은 단부위에 형성되고 또한 구멍(2a)의 단면보다 약간 작은 타원의 외부형상을 가진 플랜지(71b)를 부가로 구비한다. 플랜지(71b)는 그 중심부에서 외측 단부(71a)위에 형성된 랜드 부분(71c)에 의해 외측 단부(71a)에 연결된다. 작동 유체(이 실시예에서는, 압축 공기)를 실린더 챔버(6)에 및 실린더 챔버로부터 배출 및 공급하기 위한 유체 통로(72)는 랜드 부분(71c)에 형성된다. 유체 통로(72)는 실린더 챔버(6)로 열리는 개구를 가지며 단부 캡(10)의 유체 포트(15)(도 3)에 단부 캡(10)에 형성된 통로(15a)(도 4)를 통해 연결된다. 외측 단부(71a)가 리세스(12a)에 삽입되어 고정될 경우, 실린더 개스킷(O-링)((13)을 수용 및 유지하는 홈(16)은 엘라스토머 댐퍼(70)의 플랜지(71b)와 단부 캡(10)(도 4)의 삽입 부분(12)사이에 형성된다.

한쌍의 돌출부(73)는 랜드 부분(71c)의 양측에 형성된다. 각각의 돌출부(73)는 대략 원형의 단면이고 피스톤을 향한 방향(즉, 도 4의 좌측방향)으로 테이퍼져서 그 단면적이 베이스(73a)로부터 감소하고, 여기서 돌출부(73)는 외측 단부(71a)와 일체로 된다. 돌출부는 베이스부(71)의 내측 단부면(71d) 밖으로 실린더의 피스톤을 향해 연장한다. 베이스(73a)의 직경은 베이스부(71)의 외측 단부(71a)의 짧은 직경과 일치한다. 외측 단부(71a)의 큰 직경을 따르는 방향에 있어서, 돌출부(73)는 유극이 리세스(12a)의 벽과 베이스(73a)의 외주사이에 형성되도록 배치된다.

이 실시예에서 돌출부(73)의 상부면(73c)은 평탄한 면으로 형성되고, 이러한 평탄한 면은 돌출부(73)의 테이퍼진 측면(73b)에 둥근면(73d)에 의해 연결된다. 돌출부(73)는 플랜지(71b)위에 형성된 개구(74)(도 4 및 도 5)를 통해 연장한다. 홈(71e)은 홈(71e)의 외경이 플랜지(71b)의 개구(74)의 반경과 일치하도록 형성된다. 따라서, 돌출부가 압축되었을 때 돌출부(73)의 반경방향 팽창(돌출부(73)의 길이방향 축에 수직인 방향으로의 팽창)을 수용하기 위한 유극 P(도 5)은 돌출부(73)의 외주와 랜드 부분(71c), 개구(74)의 내벽과 리세스(12a)의 내벽사이에 형성된다. 이 실시예에 있어서, 베이스(73a)의 직경은 외측 단부(71a)의 작은 직경과 동일하기 때문에, 돌출부(73) 베이스(73a)의 큰 단면적이 얻어질 수 있다.

돌출부(73)에 커다란 가요성을 제공하기 위해, 이 실시예의 엘라스토머 댐퍼는 약 80의 쇼어 경도를 갖는 니트릴 고무 등의 비교적 낮은 탄성계수를 가진 재료로 만들어진다.

단부 캡(10)의 상부에는, 외부 댐퍼(80)가 부착된다. 외부 댐퍼(80)는 실린더 튜브(2)의 상부 면에 배치되고 그 스트로크 끝에서 외부 캐리지(26)의 전방 단부(23c)(또는 후방 단부(23d)와 맞닿는다. 외부 댐퍼는 캐리지(26)에 전달된 피스톤(2)의 구동력외에 외부 캐리지(26)와 그 위에 놓인 공작물의 운동 에너지도 흡수한다.

이 실시예에서, 외부 캐리지(26)와 맞닿는 단부면(80A)은 외부 댐퍼(80)위에 형성된다. 단부면(80A)은 제 1그룹의 돌기(80b)와 제 1 그룹의 돌기(80b)(도 3)보다 작은 돌출량을 가진 제 2 그룹의 돌기(80a)로 구성된다.

또한, 도 2로부터 알 수 있는 것과 같이, 외부 댐퍼(80)에는 실린더 튜브(2)의 홈(4)을 따라 연장하는 하측 단부(81)가 제공된다. 삽입 부재(82)는 연장된 하측 단부(81)의 각 단부위에 제공된다. 댐퍼(80)는 삽입 부재(82)를 홈(4)위에 삽입함으로써 튜브(2)에 부착된다. 이러한 상태에서, 튜브(2)의 양 측면위의 셀프-태핑 스크루(14)는 댐퍼(80)의 하측 단부(81)로 덮힌다.

피스톤(20)이 그 스트로크 끝으로 이동될 때, 로드형 엘라스토머 댐퍼(70)의 돌출부(73)는 먼저 피스톤 단부(21)와 접촉한다. 돌출부(73)는 피스톤(20)이 더욱 진행할 때, 즉 돌출부(73)가 반경방향으로 압축 및 팽창될 때 돌출부는 축방향으로 변형된다. 피스톤(20), 외부 캐리지(26) 및 그 위의 공작물의 운동에너지의 일부는 돌출부(73)의 변형에 의해 흡수된다. 돌출부(73)는 돌출부(73)주위에 제공된 상대적으로 큰 유극 P(도 4 및 도 5) 때문에 반경 방향으로 용이하게 팽창할 수 있다. 또한, 돌출부(73)의 단면적은 베이스(73a)로부터 그 선단으로 점진적으로 증가하기 때문에, 돌출부로부터 피스톤위에 작용되는 제동력은 피스톤(20)이 그 스트로크 끝으로 진행함에 따라 점진적으로 증가한다. 그러므로, 피스톤의 제동은 충격을 유발하지 않고 부드럽게 수행된다. 또한, 베이스(73a)의 단면적은 선단부의 단면적보다 크므로, 돌출부(73)는 캔틸레버형 구성임에도 불구하고 용이하게 구부러지지 않는다. 돌출부(73)의 반경방향 팽창이 클 때, 돌출부(73)의 측면이 리세스(12a)의 내벽과 접촉하여 돌출부(73)의 반경방향 팽창은 규제된다. 이러한 상태에서, 피스톤 단부(21)가 베이스부(71)의 내측 단부면(74d)과 접촉하게 된다.

돌출부(73)의 상부면(73c)은 측면(73b)에 둥근면에 의해 연결되어 날카로운 리지는 상부면(73c)과 측면(73b)사이의 연결부에 존재하지 않는다. 그러므로, 응력 집중으로 인한 돌출부(73) 재료의 균열 또는 파손은 댐퍼가 장기간 사용될지라도 일어나지 않는다. 피스톤 단부(21)가 엘라스토머 댐퍼(70)의 내측 단부면(71d)을 타격할 때의 시간에 즈음하여, 외부 캐리지(26)는 외부 댐퍼(80)와 접촉하고, 피스톤(20)과 외부 캐리지(26)의 나머지 운동에너지는 외부 댐퍼(80)에 의해 흡수된다. 큰 충격 흡수 능력을 가진 내부 엘라스토머 댐퍼(70)가 사용되면, 외부 댐퍼(80)는 생략되어도 된다.

다음에, 엘라스토머 댐퍼의 다른 실시예를 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.

이 실시예에 있어서, 엘라스토머 댐퍼(170)의 베이스부(171)는 또한 단부 캡(10)의 리세스(12a)에 끼워지는 외측 단부(171a)와, 플랜지(171b)로 구성된다. 그러나, 이 실시예에 있어서, 벽(171f)은 외측 단부(171a)의 둘레에 형성되고, 플랜지(171b)는 외측 단부(171a)에 돌출부(173)와 벽(171f)사이의 양 랜드부(171c)에 의해 외측 단부(171a)에 연결된다. 또한, 리세스 또는 구멍(175)은 각 돌출부(173)의 상부면의 중심위에 형성된다. 이 실시예에 있어서, 리세스(175)는 돌출부(173)의 전체 길이를 따라 연장하는 관통공으로서 형성되지만, 리세스(175)는 돌출부(173)의 길이를 따라 연장할 필요는 없다. 돌출부의 반경방향 팽창부를 수용하기 위해 유극 P을 제공하는 환형 홈(171g)은 벽(171f)와 돌출부(173)의 둘레사이에 형성된다.

돌출부(173)는 또한 이 실시예에서 테이퍼진 형상을 가지며, 즉 돌출부(173)의 단면적은 베이스(173a)로부터 돌출부(173)의 상부면(173c)을 향하는 방향으로 감소한다. 또한, 전술한 실시예와 마찬가지로, 이 실시예에서 상부면(173c)의 평탄한 평면은 또한 돌출부(173)의 테이퍼진 측면에 둥근면(173d)에 의해 연결된다. 유체 통로(172)는 또한 돌출부(173)사이의 랜드부(171c)에 형성되고, 실린더 개스킷(13)을 고정하기 위한 홈(16)은 플랜지(171b)와 단부 캡(10)의 삽입 부분(12)사이에 형성된다.

이 실시예에 있어서, 리세스(구멍)(175)는 돌출부(173)에 형성되므로, 돌출부(73)는 반경방향 안쪽으로 팽창할 수 있을 뿐만 아니라 돌출부가 압축될 때는 반경방향 바깥쪽으로 팽창할 수 있다. 그러므로, 피스톤(20)이 돌출부(73)를 타격하면, 돌출부(173)는 고체의 돌출부(73)이 사용되는 전술한 실시예에서보다 용이하게 축방향으로 편향시킬 수 있다. 따라서, 이 실시예에 있어서, 엘라스토머 댐퍼(70)의 커다란 충격 흡수 능력이 얻어진다.

다음에, 본 발명에 따른 엘라스토머 댐퍼의 다른 실시예를 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 한쌍의 돌출부(273)는 유체 통로(272)의 양측에 제공되고, 유극 P은 돌출부의 반경방향 팽창을 수용하기 위해 돌출부(273)주위에 제공되며, 돌출부(273)의 상부면(273c)의 평탄한 평면은 테이퍼진 측면(273b)에 둥근면(273d)에 의해 연결된다. 그러나, 본 실시예는 돌출부(273)가 타원형(또는 긴 타원형) 단면을 가지며 유극 R이 리세스(12a)의 벽과 엘라스토머 댐퍼(270)의 외측 단부(271a)의 외주사이에 짧은 직경에 따른 방향으로 제공되는 점은 전술한 실시예와 다르다. 특히, 도 10에서 알 수 있는 것과 같이, 이 실시예의 베이스부(271)의 외측 단부(271a)는 타원형 베이스(271A)와 타원형 베이스(271A)의 둘레에 배치된 돌기(271B)로 구성된다. 타원형 베이스(271A)의 큰 직경은 리세스(12a)(도 9 참조)의 큰 직경과 동일하지만, 타원형 베이스(271A)의 짧은 지격은 이 실시예에서는 리세스(12a)의 짧은 직경보다 약간 작다. 그러므로, 외측 단부(271a)가 단부 캡(10)의 리세스(12a)에 삽입될 때, 타원형 베이스(271A)는 리세스의 큰 직경의 방향에서 리세스(12a)의 벽과 직접 접촉한다. 그러나, 작은 직경 방향에서, 외측 단부(271a)의 돌기(271B)는 리세스(12a)의 벽과 접촉하고 유극 R은 리세스(12a)의 벽과 타원형 베이스(271A)의 외주사이에 형성된다. 외측 단부(271a)는 타원형 베이스(271A)의 큰 직경부와 리세스(12a)의 벽간의 접촉 및 돌기(271B)와 리세스(12a)간의 접촉에 의해 리세스(12a)에 위치결정된다.

더욱이, 이 실시예에 있어서, 축방향 유극 Q은 베이스부(271)의 플랜지(271b)와 단부 캡(10)의 감소된 직경부(12A)의 선단사이에 제공된다. 그러므로, 피스톤이 돌출부(273)를 타격할 때, 돌출부(273)는 축방향으로 압축되고, 피스톤이 베이스부(271)의 단부면(271d)과 더욱 맞닿으면, 베이스부(271)는 또한 유극 Q이 베이스부(271)의 축방향 편향을 허용하기 때문에 축방향으로 압축된다. 또한, 유극 R은 타원형 베이스(271A)와 리세스(12a)의 벽사이에 제공되므로, 타원형 베이스(271A)는 작은 직경 방향으로 팽창한다. 따라서, 피스톤(20)의 운동 에너지는 베이스부(271)의 편향 뿐만 아니라 돌출부(273)의 편향에 의해 흡수된다.

본 실시예에 따르면, 베이스부(271)의 축방향 편향을 허용함으로써, 엘라스토머의 충분한 충격 흡수 능력이 돌출부(273)의 길이가 한정될지라도 얻어질 수 있다.

엘라스토머 댐퍼의 외측 단부 주위의 유극 R은 도 3 및 도 7의 실시예에 제공되지 않지만, 유극 R은 도 3 내지 도 7의 실시예에 제공되는 것은 물론이며, 엘라스토머 댐퍼의 충격 흡수 능력은 더욱 증가될 수 있다.

도 10의 실시예에 있어서, 돌기(271B)는 단부 캡(10)의 리세스(12a)내에 외측 단부(271a)의 위치결정을 용이하게 하기 위해 제공된다. 그러나, 접착제로 외측 단부를 단부 캡(10)에 고정할 때 다른 방법에 의해 외측 단부(271a)가 리세스(271a)내에 위치결정될 수 있지만, 돌기(271B)를 타원형 베이스(271A)의 둘레에 형성할 필요는 없다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 돌출부의 단면적은 베이스로부터 그 상부로 연속적으로 감소한다. 그러므로, 피스톤이 돌출부와 맞닿을 때, 피스톤에 작용하는 제동력은 점진적으로 증가하고 피스톤은 기계적 충격을 유발하지 않고 연속적으로 감속한다. 또한, 돌출부의 단면적은 비교적 넓으므로, 돌출부는 캔틸레버 구성임에도 불구하고 용이하게 구부러지지 않는다.

또한, 본 발명에 따르면, 돌출부의 상부면은 테이퍼진 측면에 둥근 면에 의해 연결되며, 즉 날카로운 리지가 상부면주위에 형성되지 않는다. 그러므로, 응력 집중으로 인한 돌출부 재료의 균열 또는 파손이 장기간 작동시에도 일어나지 않는다.

또한, 리세스 또는 관통공이 돌출부의 중심에 제공되지만, 돌출부는 반경방향 내측으로 뿐만 아니라 반경방향 외측으로 연장할 수 있다. 이것은 돌출부가 피스톤에 의해 압축될 때 축방향 편향량을 증가시켜 엘라스토머 댐퍼의 충격흡수 능력을 더욱 증가시킨다.

본 발명에 따르면, 실린더 개스킷을 고정하는 홈은 엘라스토머 댐퍼의 베이스부의 플랜지와 단부 캡에 의해 형성되므로, 즉 실린더 개스킷에 대해 홈을 형성할 필요가 없으므로, 엘라스토머 댐퍼의 구성이 단순화될 수 있다.

또한, 플랜지가 돌출부사이의 외측 단부위에 형성된 랜드부에 의해서만 엘라스토머 댐퍼의 베이스 외측 단부에 연결된다면, 돌출부 주위에 다른 벽이 필요하지 않으므로, 돌출부 둘레 주위의 큰 유극이 돌출부의 반경방향 팽창을 수용하기 위해 제공될 수 있다.

또한, 돌출부의 반경방향 팽창외에 또, 베이스부의 반경방향 팽창이 허용될 경우, 큰 충격 흡수 능력이 짧은 길이를 가진 돌출부로 달성될 수 있다.

Claims (13)

1. 스트로크 끝에 액튜에이터 실린더의 실린더내에서 미끄럼 이동하는 피스톤을 수용하는 엘라스토머 댐퍼에 있어서,

   실린더의 단부에 부착된 단부 캡에 고정되고, 실린더내에 배치되며 실린더내에서 피스톤과 마주하는 내측 단부와 단부 캡에 부착된 외측 단부를 가진 베이스부와,

   실린더내의 피스톤을 향하는 방향에서 내측 단부밖으로 베이스부로부터 돌출하는 돌출부를 포함하고,

   상기 돌출부는 이 돌출부로부터 점진적으로 감소하는 길이방향 축에 수직인 단면적을 가진 테이퍼진 형상을 가지며 여기서 돌출부는 피스톤을 향하는 방향에서 외측 단부와 일체로 되고 피스톤이 스트로크 끝에서 돌출부와 맞닿을 때 돌출부의 길이방향 축에 수직인 방향으로 돌출부가 팽창할 수 있도록 하기 위해 돌출부의 둘레 주위에 유극이 제공되도록 돌출부가 실린더내에 배치되는 엘라스토머 댐퍼.
2. 제 1항에 있어서, 피스톤과 마주하는 돌출부의 상부면은 평탄한 면으로 형성되고 돌출부의 상부면과 측면은 둥근면에 의해 연결되는 엘라스토머 댐퍼.
3. 제 1항에 있어서, 복수의 돌출부를 부가로 포함하는 엘라스토머 댐퍼.
4. 제 3항에 있어서, 한쌍의 돌출부는 유체를 실린더 보어에 및 실린더 보어로부터 배출하기 위해 베이스부를 관통하는 유체 통로의 양측위에 배치되는 엘라스토머 댐퍼.
5. 제 1항에 있어서, 돌출부의 길이방향 축에 수직인 돌출부의 단면 형상은 원, 타원 및 긴 타원중 하나인 엘라스토머 댐퍼.
6. 제 2항에 있어서, 돌출부의 길이방향 축에 수직인 돌출부의 단면형상은 원, 타원 및 긴 타원중 하나인 엘라스토머 댐퍼.
7. 제 3항에 있어서, 돌출부의 길이방향 축에 수직인 돌출부의 단면형상은 원, 타원 및 긴 타원중 하나인 엘라스토머 댐퍼.
8. 제 1항에 있어서, 길이방향 축을 따라 연장하는 구멍은 돌출부의 상면위에 형성되는 엘라스토머 댐퍼.
9. 제 2항에 있어서, 길이방향 축을 따라 연장하는 구멍은 돌출부의 상면위에 형성되는 엘라스토머 댐퍼.
10. 제 3항에 있어서, 길이방향 축을 따라 연장하는 구멍은 돌출부의 상면위에 형성되는 엘라스토머 댐퍼.
11. 제 1항에 있어서, 단부 캡은 단부 캡이 부착될 때 실린더의 보어에 삽입되는 삽입 부분을 포함하고, 댐퍼가 단부 캡에 부착될 때 엘라스토머 댐퍼의 베이스부의 외측 단부를 수용하는 리세스는 삽입 부분의 단부위에 형성되고 엘라스토머 댐퍼의 베이스부는 실린더의 외부로 실린더 보어의 유체가 누출하는 것을 방지하기 위해 수용홈이 플랜지부와 실린더 개스킷을 수용하는 단부 캡의 삽입 부분사이에 수용홈을 형성하도록 배치된 플랜지부를 부가로 포함하는 엘라스토머 댐퍼.
12. 제 11항에 있어서, 유극은 피스톤이 돌출부와 맞닿을 때 베이스부가 팽창할 수 있도록 하기 위해 베이스부의 외측 단부의 외주와 삽입 부분의 리세스의 내주사이에 제공되는 엘라스토머 댐퍼.
13. 스트로크 단부에 액튜에이터 실린더의 실린더내에서 미끄럼 이동하는 피스톤을 수용하는 엘라스토머 댐퍼에 있어서,

    실린더의 단부에 부착된 단부 캡에 고정된 베이스부와,

    실린더내의 피스톤을 향하는 방향으로 베이스부의 외측 단부로부터 돌출하는 복수의 돌출부를 포함하고,

    상기 단부 캡은 이 단부 캡이 부착될 때 실린더의 보어로 삽입되는 삽입 부분을 포함하고, 댐퍼가 단부 캡에 부착될 때 엘라스토머 댐퍼의 베이스부의 외측단부를 수용하는 리세스는 삽입 부분의 단부위에 형성되고,

    상기 돌출부는 외측 단부로부터 피스톤을 향하는 방향으로 점진적으로 감소하는 길이방향 축에 수직인 단면적을 가진 테이퍼진 형상을 가지며,

    상기 베이스부는 돌출부의 길이방향 축에 수직으로 형성되고 돌출부사이의 외측 단부위에 형성된 연결 부분에 의해 외측 단부에 연결된 플랜지부를 포함하고, 실린더 외측으로 실린더 보어내의 유체가 누출하는 것을 방지하기 위해 플랜지부와 실린더 개스킷을 수용하는 단부 캡의 삽입 부분사이에 수용홈이 형성되도록 플랜지부가 배치되고 돌출부는 플랜지부위에 형성된 개구를 통해 피스톤을 향하는 방향으로 연장하는 엘라스토머 댐퍼.