KR20160024864A - 저발진·내분진 쇼크 업소버 - Google Patents

Abstract

오일상 액을 봉입한 피스톤실을 갖는 실린더 하우징과, 피스톤실 내를 이동하는 피스톤과, 피스톤에 연결되어서 실린더 하우징으로부터 외부로 도출된 로드와, 로드의 복귀 기구를 갖는 쇼크 업소버에 있어서, 실린더 하우징의 로드 도출 구멍에 완충성이 있는 합성 수지로 이루어지는 통 형상의 베어링과, 분진의 침입을 방지하는 집진 부재와, 윤활유를 로드의 표면에 공급하는 윤활 부재를 설치하고, 상기 베어링의 선단을 상기 실린더 하우징의 바깥 끝면보다 외측으로 돌출시켜서 이동 물체가 접촉하는 접촉부로 함으로써, 상기 베어링에 상기 로드를 가이드하는 기능과 상기 이동 물체가 상기 실린더 하우징의 바깥 끝면에 접촉하는 것을 방지하는 스토퍼의 기능을 겸비시킨다.

Description

저발진·내분진 쇼크 업소버{LOW-DUST/DUST-RESISTANT SHOCK ABSORBER}

본 발명은 이동 물체를 정지시킬 때의 충격을 점성 유체의 유동 저항을 이용해서 완충 정지시키는 쇼크 업소버에 관한 것으로서, 특히 상기 이동 물체를 정지시킬 때의 충격, 슬라이딩 등에 의한 발진을 억제함과 동시에, 로드 표면을 통과한 유막의 유출이나 분진의 침입을 억제해서 내구성도 높아지도록 한 저발진·내분진 사양의 쇼크 업소버에 관한 것이다.

종래, 이동 물체를 정지시킬 때의 충격을 점성 유체의 유동 저항을 이용해서 완충하도록 한 쇼크 업소버는, 예를 들면 특허문헌 1이나 특허문헌 2 등에 개시되어 있는 바와 같이 매우 일반적으로 알려져 있다.

이러한 종류의 쇼크 업소버는 피스톤실 내에 광유 등의 오일상 액을 충전함과 아울러, 제동용의 피스톤을 오일상 액의 유통 간극을 유지한 상태로 수용하고, 그 피스톤에 연결한 로드를 상기 실린더 하우징의 외부로 연장시킨 구성을 갖고, 상기 로드의 선단에 이동 물체가 충돌해서 피스톤을 압박하면 피스톤실 내에 충전되어 있는 오일상 액이 피스톤의 슬라이딩 방향과 반대 방향으로 이동하고, 이때에 상기 유통 간극을 흐르는 오일상 액의 유동 저항에 의해 상기 이동 물체의 운동 에너지를 흡수하는 것이다.

상기 쇼크 업소버에서는 통상, 실린더 하우징의 선단부의 로드 커버로부터 돌출되어 있는 로드의 선단에 이동 물체가 충돌해서 그 로드가 후퇴 이동했을 때, 상기 이동 물체가 로드 커버의 선단면에 접촉할 때까지 이동해서 정지 위치의 위치 결정을 하도록 구성되어 있다.

그리고, 통상은 로드 커버가 스테인리스강 등의 금속제이며, 피스톤이 이동 물체의 충돌에 의해 후퇴 이동해서 그 이동 물체가 로드 커버에 충돌할 때마다 이동 물체와 그 로드 커버 사이의 상호의 어긋남 움직임의 마찰 등에 의해 미세한 금속의 분진이 발생하고, 그 이전에 이동 물체가 로드의 선단에 충돌했을 때에도 분진이 발생하는 것이 통례이다. 또한, 상기 로드와 그것이 슬라이딩 가능하게 지지되어 있는 실린더 하우징의 로드 패킹이나 베어링 부재 사이에서도 마모 가루가 발생하게 된다. 이 때문에, 예를 들면 반도체 소자 등을 취급하는 설비 환경에서는 금속 가루가 부착되면 소자의 특성이 영향을 받을 가능성이 있기 때문에, 종래의 쇼크 업소버를 반도체 제조 분야 등의 금속 분진을 꺼리는 환경 하에서 그대로 사용하는 것은 부적절하다.

이러한 문제에 대한 대책으로서는, 쇼크 업소버에 있어서 이동 물체가 로드나 로드 커버에 충돌할 때의 분진을 가급적으로 저감시키고, 또한 로드와 실린더 하우징의 로드 패킹이나 베어링 부재 사이에서도 마모 가루가 발생하지 않는 구성을 채용하는 등의 대응을 행하고, 또는 상술의 발진 부위를 커버해서 분진의 비산을 억제하거나, 그 발진 부위의 분진을 강제적으로 흡인하거나, 또는 이동 물체와 그것이 충돌해서 발진하는 쇼크 업소버의 발진 부위를, 설비 전체가 그 발진의 영향을 받는 경우가 적은 장소로 이전하는 등의 대응을 행하는 것이 필요하게 되지만, 전자의 대응이 저비용에서의 실현을 기대할 수 있는 것에 대하여 후자의 대응에서는 설비가 고비용화될 가능성이 있어, 전자의 대응에 의해 분진의 발생을 저감시키는 것이 요망된다.

또한, 상술한 바와 같은 쇼크 업소버에서는 실린더 하우징으로부터 외부로 돌출시킨 로드에 이동 물체가 충돌했을 때에, 상술한 바와 같이 발생한 분진 등이 상기 로드에 부착되어 있으면 그것이 실린더 하우징 내로 침입해서 내부 구조의 마모 등의 원인이 되고, 그 때문에 로드의 주위에 방진 와이퍼 등을 설치해서 이물의 침입을 억제할 필요가 있고, 한편 상기 로드는 실린더 하우징의 베어링에 윤활을 위한 유막을 통해서 슬라이딩 가능하게 유지되어 있기 때문에, 실린더 하우징 내로의 상기 이물의 침입을 억제함과 동시에, 상기 베어링을 통과해서 윤활을 위한 유막의 외부 유출을 피하는 것도 필요하게 된다. 또한, 상기 윤활을 위한 유막의 유출이 진행되면 실린더 하우징 내에 충전해서 유동 저항에 의해 이동 물체의 운동 에너지를 흡수시키고 있는 오일상 액까지도 유출되어 쇼크 업소버로서의 성능을 손상시키게 된다.

일본 특허 공개 2004-11786호 공보 일본 특허 공개 2010-7765호 공보

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 기본적으로는 이동 물체가 실린더 하우징에 충돌하는 것을 방지해서 분진의 발생을 방지하고, 그것에 추가하여 로드에 의해 분진 등의 이물이 실린더 하우징 내로 도입되는 것을 방지함과 아울러, 베어링을 통과해서 윤활을 위한 유막이 외부로 유출되는 것을 억제할 수 있도록 한 저발진·내분진 쇼크 업소버를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의하면 오일상 액이 봉입된 피스톤실을 갖는 금속제의 실린더 하우징과, 상기 피스톤실 내를 상기 오일상 액에 유동 저항을 부여하는 간극을 유지한 상태로 축선 방향으로 이동 가능한 피스톤과, 기단부가 상기 피스톤에 연결되고 선단부가 상기 실린더 하우징의 로드 도출 구멍으로부터 외부로 액밀하게 돌출되어 상기 선단부에 제동해야 할 이동 물체가 충돌하는 로드와, 그 로드를 상기 실린더 하우징으로부터 돌출되는 방향으로 바이어싱하는 복귀 기구를 갖는 쇼크 업소버에 있어서, 상기 실린더 하우징에 형성된 상기 로드 도출 구멍의 단부에 완충성을 갖는 합성 수지로 이루어지는 통 형상의 베어링을 부착하고, 그 베어링의 중심 구멍 내에 상기 로드를 슬라이딩 가능하게 삽통시킴과 아울러 상기 베어링의 선단을 상기 실린더 하우징의 바깥 끝면보다 외측으로 돌출시켜서 상기 이동 물체가 접촉하는 접촉부로 함으로써, 상기 베어링에 상기 로드를 가이드하는 기능과 상기 이동 물체가 상기 실린더 하우징의 바깥 끝면에 접촉하는 것을 방지하는 스토퍼의 기능을 겸비시키고, 상기 로드 도출 구멍의 상기 베어링보다 피스톤실측의 위치에 분진의 침입을 방지하는 집진 부재와, 윤활유를 유지하고 그 윤활유를 로드의 표면에 공급하는 윤활 부재를 설치한 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버가 제공된다.

상기 구성을 구비한 저발진·내분진 쇼크 업소버에 있어서는 완충성이 있는 합성 수지로 이루어지는 통 형상의 베어링이 로드를 슬라이딩 가능하게 축지지하는 한편으로, 이동 물체의 로드 선단으로의 충돌 후에 그 이동 물체를 실린더 하우징에 접촉시키지 않고 정지시키는 스토퍼로서도 기능하게 되고, 또한 상기 완충성이 있는 합성 수지로 형성한 베어링에 이동 물체가 충돌해도 분진이 발생할 일은 없고, 이동 물체를 소정의 정지 위치에 완충 정지시킬 수 있다.

또한, 윤활 부재에 함침시킨 그리스 등의 윤활제가 축차 로드 표면에 보급되어서 유막이 형성되므로 상기 로드가 원활하게 슬라이딩하고, 한편 상기 집진 부재에 의해 로드에 부착된 분진을 포착해서 내부로의 침입을 방지하는 것이 가능할 뿐 아니라, 상기 집진 부재에 의해 로드에 부착되어서 외부로 유출되는 유막을 긁어모아서 유지하여, 유막의 유출에 의한 외부 환경의 오염을 방지함과 동시에 유막의 손모를 완화할 수 있다.

또한, 상기 윤활 부재에 함침시킨 그리스 등의 윤활제가 축차 로드 표면에 보급되어서 그 잔량이 적어지고, 그 보급이 실질적으로 불가능하게 되었을 때에는 피스톤실 내에 충전되어 있는 오일상 액이 상기 윤활제의 대용으로서 유막 형성에 사용되어, 윤활제의 경우와 마찬가지인 기능을 유지한다.

본 발명에 있어서, 상기 베어링의 축선 방향 길이는 상기 로드의 직경과 동등 이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 실린더 하우징은 상기 피스톤실을 갖는 하우징 본체와 그 하우징 본체의 단부에 결합된 로드 커버를 갖고, 그 로드 커버에 상기 베어링과 집진 부재와 윤활 부재가 설치되어 있는 것이다.

상기 집진 부재 및 윤활 부재는 각각 다공질 소재에 의해 형성되고, 상기 집진 부재는 드라이 상태로 유지되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는 로드 도출 구멍의 피스톤실측 끝의 위치에 상기 로드의 외주면에 미끄럼 접촉하는 로드 패킹을 설치하고, 그 로드 패킹의 위치와 상기 로드의 스트로크의 관계를, 상기 로드가 상기 베어링 내에 완전히 밀어넣어졌을 때 상기 로드의 상기 로드 패킹과 접촉하는 부분이 상기 로드의 돌출시에 상기 베어링으로부터 외부로 노출되지 않는 관계로 설정되어 있다.

이러한 구성도 로드에 부착된 분진을 실린더 하우징 내로 침입시키는 것을 억제하기 위해서 유효한 것이며, 또한 로드에 부착되어서 유막이 외부로 유출되는 것을 억제하기 위해서도 유효한 것이다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기 로드의 외면에 상기 베어링에 대한 그 로드의 접촉 면적을 작게 하기 위한 홈을 형성할 수 있다.

상기 홈은 상기 로드가 초기 위치에 있을 때 상기 베어링으로부터 노출되고, 상기 로드가 이동 물체에 의해 상기 베어링 내에 밀어넣어질 때에 그 베어링의 내주면에 접촉하는 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 또한 상기 홈의 깊이는 상기 로드의 기단측을 향해서 점차로 깊게 되어 있는 것이 바람직하다.

상기 홈은 원형이라도, 나선형이라도 상관없다. 또한, 상기 홈의 내부에는 상기 베어링의 내주면에 부착된 분진을 포착하는 분진 포착재가 설치되어 있어도 좋다.

(발명의 효과)

상술한 본 발명의 쇼크 업소버는 이동 물체가 실린더 하우징에 충돌하는 것을 막아서 분진의 발생을 방지하고, 이것에 추가하여 로드에 의해 분진 등의 이물이 실린더 하우징 내로 도입되는 것을 방지함과 아울러, 베어링을 통과해서 윤활을 위한 유막이 외부로 유출되는 것을 억제할 수 있으므로 분진을 꺼리는 환경 하에 있어서 사용할 수 있을 뿐 아니라, 분진 등의 이물의 침입을 억제할 수 있는 구성을 구비하고 있으므로, 분진이 많은 환경 하에서의 사용에 있어서도 장수명을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 저발진·내분진 쇼크 업소버의 제 1 실시형태의, 피스톤 및 로드가 초기 위치에 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 상기 쇼크 업소버의 피스톤 및 로드가 완충 정지 위치로 이동한 동작 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 쇼크 업소버의 제 2 실시형태를 나타내는 단면도이며, 피스톤 및 로드가 초기 위치에 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 제 2 실시형태의 쇼크 업소버의 피스톤 및 로드가 완충 정지 위치로 이동한 동작 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 로드에 형성된 홈의 부분 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 쇼크 업소버의 제 3 실시형태를 나타내는 요부 단면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 쇼크 업소버의 제 4 실시형태를 나타내는 요부 단면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 쇼크 업소버의 제 5 실시형태를 나타내는 요부 단면도이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 저발진·내분진 쇼크 업소버의 제 1 실시형태를 나타내는 것이다. 이 쇼크 업소버(50A)는 주요 부재로서, 오일상 액이 봉입된 피스톤실(5)을 갖는 실린더 하우징(1)과, 상기 피스톤실(5) 내에, 상기 오일상 액에 유동 저항을 부여하는 간극을 유지한 상태로 축선(L) 방향으로 이동 가능하게 수용된 피스톤(6)과, 기단이 상기 피스톤(6)에 연결되고 선단이 실린더 하우징(1)의 로드 도출 구멍(10)으로부터 외부로 액밀하게 도출된 로드(7)와, 그 로드(7)를 상기 실린더 하우징(1)으로부터 돌출되는 방향으로 바이어싱하는 복귀 기구로서의 복귀용 스프링(8)을 갖고, 상기 로드(7)의 선단에 충돌하는 이동 물체(4)를 상기 피스톤(6)이 피스톤실(5)을 이동할 때의 상기 오일상 액의 유동 저항에 의해 완충적으로 정지시키는 것이다.

상기 실린더 하우징(1)은 도시하는 바와 같이, 상기 피스톤실(5)을 갖는 금속제의 하우징 본체(2)와, 상기 로드(7)를 외부로 액밀하게 도출하는 금속제의 로드 커버(3)를 결합함으로써 구성하는 것이 바람직하지만, 그것에 한하는 것은 아니다.

상기 실린더 하우징(1)의 로드 커버(3)에 형성된 상기 로드 도출 구멍(10)은 그 외측단의 위치에 구멍 지름이 확대된 베어링 수용 구멍(10a)을 갖고, 그 베어링 수용 구멍(10a) 내에 완충성이 있는 합성 수지로 이루어지는 통 형상의 베어링(12)이 빈틈없이 삽입된 상태로 장착되고, 그 베어링(12)의 중심 구멍(12a) 내를 상기 로드(7)가 슬라이딩 가능하게 삽통하고 있다. 또한, 상기 베어링(12)의 축선(L) 방향의 양단면은 그 축선(L)과 직교하는 평탄면으로 형성되고, 한쪽의 선단면은 상기 로드 커버(3)의 바깥 끝면(3a)보다 외측으로 돌출되어 상기 이동 물체(4)가 접촉하는 접촉부(12b)로 되어 있다. 상기 베어링(12)이 실린더 하우징(1)으로부터 돌출되는 돌출 길이는 상기 로드(7)의 선단에 이동 물체(4)가 충돌해서 상기 로드(7)가 실린더 하우징(1) 내에 밀어넣어지고, 상기 이동 물체(4)가 상기 접촉부(12b)에 접촉해서 상기 베어링(12)이 압축 변형되어도 상기 이동 물체(4)가 실린더 하우징(1)의 바깥 끝면, 즉 상기 로드 커버(3)의 바깥 끝면(3a)에 충돌하는 것을 방지할 수 있는 길이이다.

이 구성에 의해, 완충성이 있는 합성 수지로 이루어지는 상기 베어링(12)은 상기 로드(7)를 슬라이딩 가능하게 지지하고 또한 가이드하는 한편으로, 그 로드(7)의 선단으로의 이동 물체(4)의 충돌 후에 그 이동 물체(4)를 최종적으로 상기 로드 커버(3)에 접촉시키지 않고 정지시키는 스토퍼로서도 기능한다. 또한, 상기 완충성이 있는 합성 수지로 형성한 베어링(12)은 이동 물체(4)가 충돌해도 분진을 발생시키지 않고, 이동 물체(4)를 소정의 정지 위치에 완충적으로 정지시킬 수 있다. 상기 베어링(12)에 적합한 슬라이딩성이나 내충격성을 구비한 소재로서는, 예를 들면 PPS 수지 등을 사용할 수 있다.

상기 로드(7)를 안정적으로 가이드시키기 위해서, 상기 베어링(12)의 축선(L) 방향의 길이(S)는 상기 로드(7)의 직경과 동등하거나 또는 그것보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 상기 하우징 본체(2)에는 상기 로드 커버(3)가 부착되어 있는 측과 반대측의 헤드측 단부에, 상기 피스톤실(5)에 오일상 액을 충전하기 위한 주입 구멍(14)이 형성되고, 그 주입 구멍(14)은 상기 오일상 액에 예압을 부여하기 위한 조압 부재를 겸하는 플러그(15)를 나사 고정함으로써 폐쇄되어 있다. 이 플러그(15)는 숫나사부를 상기 주입 구멍(14)의 암나사부에 나사 결합함으로써 그 주입 구멍(14)에 부착되고, 상기 플러그(15)를 전진시켜서 밀봉 부재(15a)를 주입 구멍(14) 내의 원통부(14a)를 따라서 밀어넣음으로써 상기 실린더 하우징(1) 내의 오일상 액을 가압하는 것이며, 이것에 의해 오일상 액의 누설분을 미리 피스톤실(5)에 압입해 둘 수 있다.

상기 하우징 본체(2)의 상기 로드 커버(3)를 부착한 측인 로드측 단부에는 후술의 어큐뮬레이터를 형성하기 위한 홀더(18)가 유지되어 있다. 그 홀더(18)는 실린더 하우징(1)의 내부 공간의 로드측 단부의 외주면에 O링(19)을 구비하고, 또한 상기 홀더(18)의 상기 로드 커버(3)측의 단부에는 상기 로드(7)의 외주면에 미끄럼 접촉해서 그 둘레면을 밀봉하는 로드 패킹(20)을 수용하기 위한 노치부(21)가 형성되어 있다.

상기 실린더 하우징(1)의 로드 커버(3)에 형성된 상기 로드 도출 구멍(10)의 내부에는 이하에 상세하게 설명하는 바와 같이 분진의 침입을 방지하는 집진 부재(24)와, 윤활유를 유지해서 상기 로드(7)의 외주면에 공급하는 윤활 부재(25)가 베어링 수용 구멍(10a)보다 실린더 하우징(1)의 내측 부근의 위치, 즉 상기 피스톤실(5)측의 위치에 설치되어 있다. 상기 하우징 본체(2)와 로드 커버(3)가 일체화되어 있을 경우에도, 로드 도출 구멍(10)에 있어서의 베어링 수용 구멍(10a)보다 피스톤실(5)측의 위치에 상기 집진 부재(24)와 윤활 부재(25)를 설치하면 좋다.

상기 피스톤실(5) 내에는 상기 피스톤(6)이 그 피스톤(6)의 외주면과 상기 피스톤실(5)의 내주면 사이에 상기 오일상 액에 유동 저항을 부여하기 위한 간극을 유지한 상태로 축선(L) 방향으로 이동 가능하게 수용되어 있다.

상기 피스톤(6)은 상기 로드(7)의 기단부의 세경화된 세경부(7a)에 부착되고, 상기 로드(7)와 피스톤(6) 사이에 일방향 유로가 설치되어 있다. 이 일방향 유로는 상기 피스톤(6)이 도 2에 나타내는 바와 같이 압축 측실(5a) 측을 향해서 밀어넣어질 때에는 그 압축 측실(5a)로부터 개방 측실(5b)을 향하는 오일상 액의 유통을 저지하고, 상기 피스톤(6)이 도 1에 나타내는 바와 같이 개방 측실(5b)측을 향해서 복귀할 때에는 그 개방 측실(5b)로부터 상기 압축 측실(5a)을 향하는 오일상 액의 유통을 허용함으로써 이하와 같이 형성되어 있다.

즉, 상기 로드(7)의 세경부(7a)의 외주면과 피스톤(6)의 중심 구멍(6a)의 내주면 사이에는 상기 피스톤(6)의 표면측과 이면측을 상시 연통시키는 상시 개방 간극(22a)을 개재시키고, 또한 상기 로드(7)의 상기 세경부(7a)의 일단측의 단차부(7b)와, 상기 피스톤(6)의 상기 단차부(7b)에 대면하는 측면(6b)을 각각 평탄면으로 형성하고, 그 평탄면을 상기 피스톤(6)의 축선(L) 방향으로의 약간의 이동에 의해 서로 접리 가능하게 함으로써 상기 단차부(7b)와 측면(6b) 사이에 개폐 간극(22b)을 형성하고, 도 2와 같이 상기 단차부(7b)가 상기 피스톤(6)에 접촉했을 경우에는 상기 개폐 간극(22b)이 폐쇄되어서 오일상 액의 유통이 저지되고, 도 1과 같이 상기 단차부(7b)가 피스톤(6)으로부터 이간했을 경우에는 상기 개폐 간극(22b)이 개방되어서 상기 오일상 액이 유통되도록 하고, 그것에 의해 상기 상시 개방 간극(22a)과 개폐 간극(22b)에 의해 상기 일방향 유로가 형성되어 있다.

또한, 상기 로드(7)에 있어서의 피스톤(6)보다 더욱 기단부 부근의 위치에는 고정 고리에 의해 원환상의 스프링 받침(27)을 부착하고, 그 스프링 받침(27)과 피스톤실(5)에 있어서의 헤드측 끝 사이에 상기 피스톤(6)을 상기 개방 측실(5b)측을 향해서 바이어싱하는 상기 복귀용 스프링(8)을 개재하고, 이 복귀용 스프링(8)에 의해 상기 피스톤(6) 및 로드(7)가 항상 도 1의 초기 위치로 복귀하도록 바이어싱되어 있다. 그리고, 상기 로드(7)의 세경부(7a)의 축선 방향의 길이는 상기 피스톤(6)의 두께보다 약간 크게 하고, 또한 피스톤(6)을 상기 로드(7)의 세경부(7a) 상에서 축선 방향으로 유동 가능하게 하는 길이를 상기 스프링 받침(27)의 로드(7) 선단으로의 부착 위치에 따라 설정하고, 거기를 흐르는 오일상 액이 피스톤(6)의 복귀 동작에 적합한 원활한 흐름을 확보할 수 있도록 형성하고 있다.

상기 어큐뮬레이터를 형성하기 위한 홀더(18)는 로드(7)의 외주를 둘러싸는 원통 형상의 슬리브(29)를 구비하고, 그 슬리브(29)의 주위에 축압실(30)이 구획 형성되고, 이 축압실(30)의 내부에 독립 기포의 발포체로 이루어지는 탄성 부재(31)가 수용되어서 어큐뮬레이터가 구성되어 있다. 상기 탄성 부재(31)는 비압축 상태에서의 축 방향 길이가 상기 축압실(30)의 축선(L) 방향 길이와 거의 같고, 도 1의 초기 위치에 있는 상태에서는 상기 피스톤실(5)의 주입 구멍(14)으로부터 압입된 오일상 액의 압력에 의해 상기 탄성 부재(31)가 탄성적으로 압축된 상태에 있다. 또한, 상기 축압실(30)의 내부는 연통로를 통과해서 상기 피스톤실(5)과 서로 연통되어 있으므로, 상기 피스톤실(5)의 내부에 봉입된 오일상 액도 압축된 상기 탄성 부재(31)의 탄성 복원력에 의해 가압된 상태에 있다.

상기 피스톤(6) 및 로드(7)가 도 1에 나타내는 초기 위치로부터 도 2에 나타내는 완충 정지 위치를 향해서 이동할 경우에는 상기 압축 측실(5a)의 오일상 액이 개방 측실(5b)로 이동하지만, 상기 피스톤(6) 및 로드(7)의 이동에 따라 개방 측실(5b)에 로드(7)가 침입해 오기 때문에, 그 침입한 로드(7)의 체적분의 오일상 액을 수용하는 공간을 실린더 하우징(1) 내에 준비할 필요가 있다. 이 공간은 상기 축압실(30)의 내부에 수용한 탄성 부재(31)의 압축 변형에 의해 생성되고, 반대로 피스톤(6)이 상기 완충 정지 위치로부터 초기 위치로 되돌아올 때에는 상기 개방 측실(5b)의 오일상 액이 상기 압축 측실(5a)로 되돌아오게 되지만, 이 오일상 액은 상기 축압실(30)의 내부에 압입된 오일상 액이 앞에 압축된 탄성 부재(31)의 복귀 팽창에 의해 밀어 되돌려짐으로써 얻어지는 것이다.

상술한 바와 같이, 상기 로드 도출 구멍(10)에는 분진의 침입을 방지하는 상기 집진 부재(24)가 상기 로드 도출 구멍(10)의 베어링 수용 구멍(10a)측에 설치되어 있다. 상기 집진 부재(24)는 다공질 소재에 의해 형성되고, 드라이 상태로 유지되어서 분진의 흡착 성능을 갖고, 상기 로드(7)에 부착된 분진이 상기 로드 패킹(20)측으로 침입하는 것을 방지하는 것이다. 또한, 상기 집진 부재(24)를 형성하는 다공질 소재는 로드(7)에 부착되어서 외부로 유출되는 유막을 긁어모아서 유지하는 기능도 가질 수 있도록, 액체 흡수성을 갖는 것이 요망된다.

또한, 상기 로드 도출 구멍(10)에는 윤활유를 유지하는 상기 윤활 부재(25)가, 상기 집진 부재(24)보다 피스톤실(5)측의 위치에 설치되어 있다. 상기 윤활 부재(25)는 다공질 소재에 의해 형성된 것이며, 윤활제를 함침해서 그 윤활제를 상기 로드 표면에 공급하는 것이다.

상기 집진 부재(24) 및 윤활 부재(25)를 구성하는 다공질 소재는 펠트 형상 부재 등에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 상기 윤활 부재(25)에 함침시킨 그리스 등의 윤활제가 축차 로드(7)의 표면에 보급되어서 유막이 형성되므로 그 로드(7)가 원활하게 슬라이딩하고, 한편 상기 로드 도출 구멍(10)에 있어서의 베어링 수용 구멍(10a)측에 드라이 상태로 분진의 흡착을 행하는 다공질 소재로 이루어지는 상기 집진 부재(24)를 설치하고 있으므로, 로드(7)에 부착된 분진을 상기 집진 부재(24)로 포착해서 내부로의 침입을 억제할 수 있을 뿐 아니라, 상기 로드(7)에 부착되어서 외부로 유출되는 유막을 상기 집진 부재(24)에 의해 긁어모아서 유지하여, 유막의 유출에 의한 외부 환경의 오염을 가급적으로 방지함과 동시에 유막의 손모를 크게 완화할 수 있다.

또한, 상기 윤활 부재(25)에 함침시킨 그리스 등의 윤활제가 축차 로드 표면에 보급되어서 그 잔량이 적어지고, 그 윤활제의 보급이 실질적으로 불가능하게 되었을 때에는 피스톤실(5) 내에 충전되어 있는 오일상 액이 상기 윤활제의 대용으로서 유막 형성에 사용되고, 그것에 의해 윤활제의 경우와 마찬가지인 기능을 유지시킬 수 있다.

또한, 상기 집진 부재(24) 및 윤활 부재(25)를 구비한 로드 도출 구멍(10)의 피스톤실(5)측 끝에는 상기 로드(7)의 외주면과 슬리브(29)의 내주면 사이를 밀봉하는 로드 패킹(20)이 설치되어 있다. 그 로드 패킹(20)의 설치 위치와 상기 로드(7)의 동작 스트로크의 관계는 도 2에 나타내는 바와 같이 로드(7)가 상기 베어링(12) 내에 완전히 밀어넣어졌을 때에 상기 로드(7)의 외주면의 상기 로드 패킹(20)에 접촉하는 부분이, 도 1에 나타내는 바와 같이 상기 로드(7)가 후퇴해서 상기 베어링(12)으로부터 돌출되었을 때에 상기 베어링(12)으로부터 외부로 노출되지 않는 관계로 설정되어 있다. 이러한 구성도 로드(7)에 부착된 분진을 실린더 하우징(1) 내로 침입시키는 것을 억제하기 위해서 유효한 것이며, 또한 로드(7)에 부착된 유막이 외부로 유출되는 것을 억제하기 위해서도 유효한 것이다.

일반적으로, 쇼크 업소버에 있어서는 이동 물체(4)가 로드(7)의 선단에 대하여 그 로드(7)의 축선(L) 방향을 따르는 방향에서 충돌한다고는 한하지 않고, 상기 축선(L) 방향에 대하여 약간의 각도적인 어긋남을 갖고 충돌할 경우도 있고, 이러한 경우에 상술한 바와 같이 실린더 하우징(1)의 로드 도출 구멍(10)에 상기 집진 부재(24)나 윤활 부재(25)를 설치하면 로드(7)를 그만큼 길게 할 필요가 있기 때문에, 각도적인 어긋남을 갖고 충돌한 이동 물체(4)로부터의 충격력의 영향이 로드(7) 및 베어링(12)에 대하여 보다 큰 것이 된다고 추측된다. 그러나, 이와 같이 로드에 대하여 그 축선 방향으로 각도적으로 경사진 방향을 향해서 이동 물체(4)가 충돌할 경우에는, 로드 도출 구멍(10)의 베어링 수용 구멍(10a)에 밀착시켜서 감합하는 합성 수지제의 베어링(12)의 존재에 의해 경사진 방향으로의 힘에 의한 로드로의 영향이 저감되고, 그것에 의해 상기 로드로의 부하를 경감시켜서 그 슬라이딩을 안정시킴과 아울러 상기 집진 부재나 윤활 부재의 동작을 안정시켜, 결과적으로 로드 패킹으로의 마모 가루 등의 진입을 저감시키고 그 마모도 경감시킬 수 있다.

이와 같이, 상기 저발진·내분진 쇼크 업소버(50A)에 의하면 이동 물체(4)와 로드나 실린더 하우징의 충돌시에 분진이 발생하는 것을 억제하고, 그것에 추가하여 분진 등의 이물의 침입을 억제함과 아울러 베어링을 통과해서 윤활을 위한 유막이 외부로 유출되는 것을 억제할 수 있고, 그 때문에 금속 분진을 꺼리는 환경 하에 있어서도 이 쇼크 업소버를 사용하는 것이 가능해지고, 또한 분진이 많은 환경 하에 있어서도 장수명을 유지시킬 수 있다.

도 3-도 4는 본 발명에 의한 쇼크 업소버의 제 2 실시형태를 나타내는 것이다. 이 제 2 실시형태의 쇼크 업소버(50B)가 상기 제 1 실시형태의 쇼크 업소버(50A)와 상위하는 점은 로드(7)의 외주면에, 상기 베어링(12)의 중심 구멍(12a)의 내주면에 대한 상기 로드(7)의 접촉 면적을 작게 하기 위한 홈(33)이 형성되어 있는 것이다. 이밖의 구성은 실질적으로 상기 제 1 실시형태의 쇼크 업소버(50A)와 같기 때문에, 주요한 동일 구성 부분에 상기 제 1 실시형태의 쇼크 업소버(50A)와 동일한 부호를 붙여서 그 설명은 생략하고, 상기 홈(33)에 관련되는 구성의 설명을 이하에 행하는 것으로 한다.

일반적으로, 쇼크 업소버를 사용하는 작업 환경 하에 있어서는 분진의 입경이 수㎛ 정도까지 세경화되면 그 분진의 입자는 중력 지배 하에서 정전기 지배 하에 놓이기 때문에, 로드(7)의 표면에 부착된 입자는 상기 집진 부재(24)로 제거되기 어려워진다. 이 때문에, 로드(7) 표면에 부착된 입자가 상기 합성 수지제의 베어링(12)의 중심 구멍(12a) 내주면에 부착되어서 퇴적되기 쉬워진다.

이러한 문제를 해소하기 위해서, 이 제 2 실시형태의 쇼크 업소버(50B)에서는 로드(7)의 외면에 홈(33)을 형성함으로써 베어링(12)에 대한 상기 로드(7)의 접촉 면적을 작게 하고, 상기 베어링(12) 내로 도입되는 분진의 양을 적게 한 것이다.

상기 홈(33)은 상기 로드(7)의 외주를 둘러싸는 원형의 홈이며, 그 홈폭(W)은 상기 베어링(12)의 길이(S)보다 작고 또한 홈(33)의 전체 둘레에 걸쳐 일정하지만, 그 홈(33)의 깊이는 그 홈(33)의 폭(W) 방향으로 일정하지 않고, 도 5에 나타내는 바와 같이 로드(7)의 기단측(도 5의 우측)을 향해서 점차로 깊게 되어 있다. 즉, 상기 홈(33)은 삼각형의 2변으로 둘러싸인 단면형상을 갖고 있고, 로드 선단측의 제 1 홈단(33a)으로부터 로드 기단측의 제 2 홈단(33b)을 향해서 상기 홈의 깊이가 점차로 깊어지는 방향으로 경사지는 저벽(33c)과, 상기 제 2 홈단(33b)에 형성된 측벽(33d)을 갖고, 상기 저벽(33c)의 상기 제 1 홈단(33a)측의 단부는 상기 로드(7)의 외주면(7c)과 동 위치에 있고, 상기 저벽(33c)의 상기 제 2 단(33b)측의 단부는 상기 측벽(33d)의 하단, 즉 내경단에 연결되어 있다.

상기 제 2 홈단(33b)측에 형성되는 최심부에서의 홈의 깊이(D)는 로드(7)의 직경에 따라 바람직한 깊이가 다르고, 통상은 그 로드(7)의 직경의 0.5-20% 정도의 깊이가 바람직하지만, 보다 바람직하게는 0.5-5% 정도의 깊이로 하는 것이다.

또한, 상기 측벽(33d)은 반드시 축선(L)에 대하여 직각일 필요는 없고, 외경측으로 갈수록 점차로 로드(7)의 기단측에 근접하는 각도로 경사져 있어도 좋다.

상기 홈(33)이 형성되어 있는 로드(7) 상의 위치는 그 로드(7)가 도 3의 초기 위치에 있을 경우, 즉 베어링(12)으로부터 최대한 돌출된 상태에 있을 경우에는 상기 홈(33)이 상기 베어링(12)의 밖으로 노출되고, 상기 로드(7)가 이동 물체에 의해 상기 베어링(12) 내에 밀어넣어질 때 상기 홈(33)이 상기 베어링(12)의 중심 구멍(12a)의 내주면에 접촉할 수 있는 위치이다.

이 경우, 상기 홈(33)은 도 4에 나타내는 바와 같이 상기 로드(7)가 이동 물체(4)에서 베어링(12) 내에 최대한 밀어넣어져서 완충 정지 위치에 도달했을 때, 상기 베어링(12)을 통과해서 집진 부재(24)의 전방의 위치에 멈추거나, 또는 도 6에 나타내는 제 3 실시형태의 쇼크 업소버(50C)와 같이 상기 집진 부재(24)와 겹쳐지는 위치, 즉 그 집진 부재(24)의 내부에 멈추는 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 홈(33)은 상기 베어링(12)의 내부에 멈추는 위치에 형성되어 있어도 좋다. 바꿔 말하면, 상기 홈(33)은 상기 로드(7)가 상기 완충 정지 위치까지 밀어넣어져도 상기 윤활 부재(25)에 접촉하지 않는 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이것에 의해 상기 윤활 부재(25)에 함침된 윤활유가 이 홈(33)에 의해 외부로 반출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도 7에 나타내는 제 4 실시형태의 쇼크 업소버(50D)와 같이, 상기 홈(33)은 로드(7)에 복수 형성할 수도 있다. 이 경우, 복수의 홈(33)은 등간격으로 배치되어 있어도 좋고, 불규칙한 간격으로 배치되어 있어도 좋고, 또한 그 복수의 홈(33)의 배치는 도 7에 쇄선으로 나타내는 바와 같이 상기 로드(7)가 완충 정지 위치까지 밀어넣어졌을 때에, 가장 로드(7)의 기단측에 있는 홈(33a)이 상기 집진 부재(24)의 전방의 위치나 또는 그 집진 부재(24)와 겹쳐지는 위치를 차지하고, 그밖의 홈(33)이 상기 베어링(12)을 통과하거나 또는 그 베어링(12)의 내부에 멈추는 배치인 것이 바람직하다.

이렇게 하여 상기 제 2-제 4 실시형태의 쇼크 업소버(50B-50D)와 같이, 상기 로드(7)의 외주에 홈(33)을 형성함으로써 상기 로드(7)가 상기 베어링(12) 내에 밀어넣어졌을 때, 그 베어링(12)에 대한 로드(7)의 접촉 면적이 상기 홈(33)폭의 분만큼 작아지기 때문에, 상기 로드(7)에 홈(33)을 형성하지 않을 경우에 비해서 상기 로드(7)의 외주면에 부착되어서 상기 베어링(12) 내로 도입되는 분진의 양이 적어지고, 그 베어링(12)의 내주면에 분진이 부착되는 것에 의한 로드(7)의 슬라이딩성의 저하를 초래하기 어려워진다.

또한, 상기 베어링(12) 내에 밀어넣어진 상기 로드(7)가 초기 위치로 복귀할 때에 상기 베어링(12)의 내주면에 부착된 분진이 상기 홈(33)의 에지, 특히 제 2 홈단(33b)측의 에지에서 긁어내져서 외부로 배출되기 때문에, 베어링(12)에 대한 제진 효과도 얻어진다고 하는 이점도 있다.

또한, 상기 홈(33)의 내부에는 도 5에 쇄선으로 나타내는 바와 같이 펠트 형상을 한 분진 포착재(35)를 설치할 수도 있고, 이것에 의해 상기 베어링(12)의 내주면에 부착된 분진을 상기 분진 포착재(35)로 긁어내서 포착하고 외부로 효율적으로 배출할 수 있다.

상기 제 2-제 4 실시형태에서는 상기 홈(33)이 원형을 하고 있지만, 이 홈(33)은 도 8에 나타내는 제 5 실시형태의 쇼크 업소버(50E)와 같이 나선형이라도 좋다. 이러한 나선형의 홈(33)을 형성할 경우, 그 홈(33)의 길이는 로드(7)를 일주 이상 둘러싸는 길이인 것이 바람직하다.

또한, 상기 홈(33)은 폭(W) 방향으로 일정한 깊이를 갖는 것이라도 좋고, 또는 단면이 U자형을 하고 있어도 상관없다.

또한, 로드(7)의 외주를 둘러싸는 상기 원형 또는 나선형의 홈(33) 대신에, 축선(L)과 평행하게 연장되는 직선상의 홈이나, 나선의 일부를 이루는 곡선상의 홈 등을 로드(7)의 외면에 형성해도 좋고, 이 경우 복수의 홈을 상기 축선(L)의 주위에 등간격으로 배치하는 것이 바람직하다.

1 : 실린더 하우징 2 : 하우징 본체
3 : 로드 커버 4 : 이동 물체
5 : 피스톤실 6 : 피스톤
7 : 로드 8 : 복귀용 스프링
10 : 로드 도출 구멍 12 : 베어링
12a : 중심 구멍 12b : 접촉부
20 : 로드 패킹 24 : 집진 부재
25 : 탄성 부재 33, 33a : 홈
50A, 50B, 50C, 50D, 50E : 쇼크 업소버 L : 축선
S : 길이 W : 홈폭

Claims (10)

1. 오일상 액이 봉입된 피스톤실을 갖는 금속제의 실린더 하우징과, 상기 피스톤실 내를 상기 오일상 액에 유동 저항을 부여하는 간극을 유지한 상태로 축선 방향으로 이동 가능한 피스톤과, 기단부가 상기 피스톤에 연결되고 선단부가 상기 실린더 하우징의 로드 도출 구멍으로부터 외부로 액밀하게 도출되어 상기 선단부에 제동해야 할 이동 물체가 충돌하는 로드와, 그 로드를 상기 실린더 하우징으로부터 돌출되는 방향으로 바이어싱하는 복귀 기구를 갖는 쇼크 업소버에 있어서,
   상기 실린더 하우징에 형성된 상기 로드 도출 구멍의 단부에 완충성을 갖는 합성 수지로 이루어지는 통 형상의 베어링을 부착하고, 그 베어링의 중심 구멍 내에 상기 로드를 슬라이딩 가능하게 삽통시킴과 아울러 상기 베어링의 선단을 상기 실린더 하우징의 바깥 끝면보다 외측으로 돌출시켜서 상기 이동 물체가 접촉하는 접촉부로 함으로써, 상기 베어링에 상기 로드를 가이드하는 기능과 상기 이동 물체가 상기 실린더 하우징의 바깥 끝면에 접촉하는 것을 방지하는 스토퍼의 기능을 겸비시키고,
   상기 로드 도출 구멍의 상기 베어링보다 피스톤실측의 위치에 분진의 침입을 방지하는 집진 부재와, 윤활유를 유지하고 그 윤활유를 로드의 표면에 공급하는 윤활 부재를 설치한 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 베어링의 축선 방향 길이는 상기 로드의 직경과 동등하거나 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 실린더 하우징은 상기 피스톤실을 갖는 하우징 본체와 그 하우징 본체의 단부에 결합된 로드 커버를 갖고, 그 로드 커버에 상기 베어링과 집진 부재와 윤활 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 집진 부재 및 윤활 부재는 각각 다공질 소재에 의해 형성되고, 상기 집진 부재는 드라이 상태로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 로드 도출 구멍의 피스톤실측 끝의 위치에 상기 로드의 외주면에 미끄럼 접촉하는 로드 패킹을 설치하고, 그 로드 패킹의 위치와 상기 로드의 스트로크의 관계를, 상기 로드가 상기 베어링 내에 완전히 밀어넣어졌을 때 그 로드의 상기 로드 패킹과 접촉하는 부분은 상기 로드의 돌출시에 상기 베어링으로부터 외부로 노출되지 않는 관계로 설정한 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 로드의 외면에 상기 베어링에 대한 그 로드의 접촉 면적을 작게 하기 위한 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 홈은 상기 로드가 초기 위치에 있을 때 상기 베어링으로부터 노출되고, 상기 로드가 이동 물체에 의해 상기 베어링 내에 밀어넣어질 때 그 베어링의 내주면에 접촉하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 홈의 깊이는 상기 로드의 기단측을 향해서 점차로 깊게 되어 있는 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 홈은 원형 또는 나선형인 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈의 내부에, 상기 베어링의 내주면에 부착된 분진을 포착하는 분진 포착재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 저발진·내분진 쇼크 업소버.

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