(57)【要約】【課題】ピストンロッドに加わる運動エネルギーを効率良く吸収すること。【解決手段】アキュムレータ２０は、本体部２１の表面を覆うコーティング層２２を有する。これによれば、本体部２１の表面に凹部２１ａが形成されていたとしても、コーティング層２２によって凹部２１ａが覆われる。よって、凹部２１ａ内に残った空気が気泡となって作動液としての油中を浮遊したり、独立気泡と凹部２１ａとが連通して、独立気泡を形成していた空気が気泡となって油中に浮遊したりすることが無い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブと、
前記シリンダチューブに対して出没可能であるとともに前記シリンダチューブに対する没入方向の端部にピストンを有するピストンロッドと、
前記ピストンが収容されるとともに作動液が充填されたシリンダ室とを有し、
前記シリンダ室は、前記ピストンによって、前記ピストンよりも前記ピストンロッドの没入方向側の空間である第１空間と、前記ピストンよりも前記ピストンロッドの突出方向側の空間である第２空間とに区画されており、
前記第２空間には、前記ピストンロッドの前記没入方向への移動に伴って圧縮変形するアキュムレータが収容されており、
前記アキュムレータは、気泡を内部に有するとともに弾性変形可能な本体部を有する緩衝器であって、
前記本体部側の空気を前記アキュムレータの内部に留める留め部を有することを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
前記アキュムレータの厚みが０．３ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
【請求項３】
前記留め部は、前記本体部の表面を覆うコーティング層であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の緩衝器。
【請求項４】
前記コーティング層の厚みが１５μｍ〜２５μｍの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
【請求項５】
前記本体部はニトリルゴムにより形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の緩衝器。
【請求項６】
前記コーティング層は水素化ニトリルゴムにより形成されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、搬送されるワークの衝撃を吸収して、ワークを所望の位置で緩やかに停止させる緩衝器が知られている。このような緩衝器の一例としては、例えば特許文献１のショックアブソーバがある。
【０００３】
図６に示すように、特許文献１のショックアブソーバ１００は、筒状のシリンダ部１０１を有している。シリンダ部１０１の一端は開口しているとともに他端は閉塞している。シリンダ部１０１内には、ピストンロッド１０２が配置されている。ピストンロッド１０２は、ロッド部１０２ａと、ロッド部１０２ａの端部に設けられたピストン部１０２ｂとからなる。シリンダ部１０１の開口寄りには筒状のスリーブ１０３が収容されている。スリーブ１０３には、ロッド部１０２ａが貫通している。ロッド部１０２ａにおけるピストン部１０２ｂとは反対側は、シリンダ部１０１の開口から突出している。
【０００４】
シリンダ部１０１の内部におけるスリーブ１０３とシリンダ部１０１との間にはアキュムレータ１０４が配置されている。アキュムレータ１０４は、例えば、独立気泡型のスポンジ等により構成されている。また、シリンダ部１０１の内部におけるスリーブ１０３とロッド部１０２ａとの間にはロッドパッキン１０５が配置されている。シリンダ部１０１の内部には、スリーブ１０３、アキュムレータ１０４及びロッドパッキン１０５によって密閉空間１０６が形成されている。密閉空間１０６にはシリコンオイルが充填されている。密閉空間１０６は、ピストン部１０２ｂによって、ピストン部１０２ｂよりもシリンダ部１０１の開口とは反対側の空間である第１空間１０６ａと、ピストン部１０２ｂよりもシリンダ部１０１の開口側の空間である第２空間１０６ｂとに区画されている。
【０００５】
図７に示すように、ロッド部１０２ａの端部にワーク１０９が衝突すると、ピストンロッド１０２がシリンダ部１０１の内部に押し込まれる。ピストンロッド１０２がシリンダ部１０１の内部に押し込まれると、第２空間１０６ｂの容積は増加し、第１空間１０６ａの容積は減少する。ここで、ロッド部１０２ａが存在する第２空間１０６ｂは断面積が小さいため、第２空間１０６ｂの容積増加量は、第１空間１０６ａの容積減少量よりも小さい。すなわち、第１空間１０６ａ及び第２空間１０６ｂの容積増減は一致しない。
【０００６】
第１空間１０６ａの容積減少した領域に存在していたシリコンオイルは、ピストン部１０２ｂとシリンダ部１０１との隙間１０６ｓを通過して、第２空間１０６ｂの容積増加した領域に流れ込むが、第２空間１０６ｂの容積増加量が小さいため、第２空間１０６ｂの容積が不足することになる。このとき、アキュムレータ１０４が、第２空間１０６ｂへ流れ込んだシリコンオイルの圧力によって圧縮変形して体積が減少することで、第２空間１０６ｂの不足分の容積が補われる。
【０００７】
そして、シリコンオイルにおける隙間１０６ｓの通過によって生じるシリコンオイルの流動抵抗が、ピストンロッド１０２に加わる運動エネルギーを吸収する。これにより、ピストンロッド１０２の押し込みが減速され、ピストンロッド１０２及びワーク１０９が所望の位置で緩やかに停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２５０３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、図８（ａ）に示すように、アキュムレータ１０４は、独立気泡型のスポンジ等により構成されているが、アキュムレータ１０４の肉厚や形状等によっては、アキュムレータ１０４の表面に独立気泡の一部である凹部１０４ａが形成されることがある。アキュムレータ１０４の表面に凹部１０４ａが形成されていると、凹部１０４ａ内にシリコンオイルが行き渡らず、凹部１０４ａ内に空気が残ってしまう虞がある。
【００１０】
凹部１０４ａ内に空気が残ってしまうと、空気は気泡となってシリコンオイル中を浮遊し、隙間１０６ｓを通過して第１空間１０６ａ内に存在してしまう場合がある。この場合、ロッド部１０２ａの端部にワーク１０９が衝突して、ピストンロッド１０２がシリンダ部１０１の内部に押し込まれる際に、第１空間１０６ａ内に存在する気泡は圧縮され、第１空間１０６ａの容積が減少する。すなわち、ピストンロッド１０２の移動が行われても、第１空間１０６ａ内に存在する気泡を圧縮しているうちは、シリコンオイルにおける隙間１０６ｓを介した第１空間１０６ａから第２空間１０６ｂへの流動が行われず、シリコンオイルの流動抵抗が作用しない。その結果、ピストンロッド１０２に加わる運動エネルギーの吸収を効率良く行うことができなくなってしまう。
【００１１】
また、図８（ｂ）に示すように、アキュムレータ１０４は、収縮を繰り返すことで劣化して、アキュムレータ１０４における隣り合う独立気泡同士を区画する部位が破れて、隣り合う独立気泡同士が連通してしまう場合がある。特に、アキュムレータ１０４が劣化して、独立気泡と凹部１０４ａとを区画する部位が破れて、独立気泡と凹部１０４ａとが連通してしまうと、独立気泡を形成していた空気が、凹部１０４ａ内に充填されていたシリコンオイルに浸入して気泡となってシリコンオイル中を浮遊することになる。その結果、上述した問題が生じることになる。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ピストンロッドに加わる運動エネルギーを効率良く吸収することができる緩衝器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する緩衝器は、シリンダチューブと、前記シリンダチューブに対して出没可能であるとともに前記シリンダチューブに対する没入方向の端部にピストンを有するピストンロッドと、前記ピストンが収容されるとともに作動液が充填されたシリンダ室とを有し、前記シリンダ室は、前記ピストンによって、前記ピストンよりも前記ピストンロッドの没入方向側の空間である第１空間と、前記ピストンよりも前記ピストンロッドの突出方向側の空間である第２空間とに区画されており、前記第２空間には、前記ピストンロッドの前記没入方向への移動に伴って圧縮変形するアキュムレータが収容されており、前記アキュムレータは、気泡を内部に有するとともに弾性変形可能な本体部を有する緩衝器であって、前記本体部側の空気を前記アキュムレータの内部に留める留め部を有する。
【００１４】
上記緩衝器において、前記アキュムレータの厚みが０．３ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されていることが好ましい。
上記緩衝器において、前記留め部は、前記本体部の表面を覆うコーティング層であることが好ましい。
【００１５】
上記緩衝器において、前記コーティング層の厚みが１５μｍ〜２５μｍの範囲内に設定されていることが好ましい。
上記緩衝器において、前記本体部はニトリルゴムにより形成されていることが好ましい。
【００１６】
上記緩衝器において、前記コーティング層は水素化ニトリルゴムにより形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、ピストンロッドに加わる運動エネルギーを効率良く吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態における緩衝器を模式的に示す断面図。
【図２】アキュムレータの一部を拡大して示す断面図。
【図３】ピストンロッドが没入した状態を模式的に示す緩衝器の断面図。
【図４】アキュムレータが収縮した状態を一部拡大して示す断面図。
【図５】アキュムレータが劣化した状態を一部拡大して示す断面図。
【図６】従来例におけるショックアブソーバを模式的に示す断面図。
【図７】従来例におけるピストンロッドがシリンダ部の内部に押し込まれた状態を模式的に示すショックアブソーバの断面図。
【図８】（ａ）は従来例におけるアキュムレータの一部を拡大して示す断面図、（ｂ）は従来例におけるアキュムレータが劣化した状態を一部拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、緩衝器を具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、緩衝器１０は、円筒状のシリンダチューブ１１を有する。シリンダチューブ１１の軸方向の一端は開口しているとともに他端は閉塞している。シリンダチューブ１１内には、円柱状のピストンロッド１２の一部が配置されている。ピストンロッド１２はシリンダチューブ１１に対して出没可能である。ピストンロッド１２は、ロッド部１２ａと、ロッド部１２ａの端部に設けられた円環状のピストン１３とからなる。ピストン１３は、ピストンロッド１２におけるシリンダチューブ１１に対する没入方向のロッド部１２ａの端部に設けられている。また、ピストンロッド１２におけるシリンダチューブ１１に対する突出方向のロッド部１２ａの端部がシリンダチューブ１１から突出している。
【００２０】
シリンダチューブ１１内の開口寄りには円筒状のロッドカバー１４が配設されている。ロッドカバー１４にはピストンロッド１２のロッド部１２ａが挿通されている。ロッドカバー１４におけるシリンダチューブ１１の開口とは反対側の端面には、ロッド部１２ａを取り囲む円筒状の筒部１４ａが突出形成されている。さらに、ロッドカバー１４の内周面とロッド部１２ａの外周面との間にはロッドパッキン１５が設けられている。そして、ロッドパッキン１５によって、ロッドカバー１４とロッド部１２ａとの間がシールされている。
【００２１】
シリンダチューブ１１内には作動液としての油が充填されたシリンダ室１６が形成されている。ピストン１３はシリンダ室１６内に収容されている。そして、シリンダ室１６は、ピストン１３によって、ピストン１３よりもピストンロッド１２の没入方向側の空間である第１空間１６ａと、ピストン１３よりもピストンロッド１２の突出方向側の空間である第２空間１６ｂとに区画されている。第１空間１６ａは、シリンダ室１６内において、ピストン１３よりもシリンダチューブ１１の開口とは反対側の空間である。第２空間１６ｂは、シリンダ室１６内において、ピストン１３よりもシリンダチューブ１１の開口側の空間である。
【００２２】
シリンダチューブ１１の内周面には、シリンダチューブ１１の軸方向に延びるとともに第１空間１６ａと第２空間１６ｂとを連通するスリット状の連通部１１ｓ（図１において破線で示す）が形成されている。第２空間１６ｂには、円筒状のアキュムレータ２０が筒部１４ａを取り囲むように収容されている。
【００２３】
図２に示すように、アキュムレータ２０は、気泡（本実施形態では独立気泡）を内部に有するとともに弾性変形可能な板材を円筒状にした本体部２１を有する。本体部２１は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）により形成されている。さらに、アキュムレータ２０は、本体部２１の表面を覆うコーティング層２２を有する。コーティング層２２は、本体部２１の外周面を覆う第１層２２ａと、本体部２１の内周面を覆う第２層２２ｂと、本体部２１の軸方向一端面を覆うとともに第１層２２ａと第２層２２ｂとを繋ぐ第３層２２ｃと、本体部２１の軸方向他端面を覆うとともに第１層２２ａと第２層２２ｂとを繋ぐ第４層２２ｄとを有する。コーティング層２２は、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）により形成されている。
【００２４】
コーティング層２２の厚みＨ１は２０μｍである。コーティング層２２の厚みＨ１は、１５μｍ〜２５μｍの範囲内に設定されている。そして、本実施形態のアキュムレータ２０の厚みＨは１ｍｍである。アキュムレータ２０の厚みＨは、０．３ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されている。アキュムレータ２０の厚みＨとは、アキュムレータ２０の径方向に延びる部位の厚みである。
【００２５】
図３に示すように、ピストンロッド１２の突出方向の端部にワーク１９が衝突すると、ピストンロッド１２がシリンダチューブ１１に対して没入する。ピストンロッド１２がシリンダチューブ１１に対して没入すると、第２空間１６ｂの容積は増加し、第１空間１６ａの容積は減少する。ここで、ロッド部１２ａが存在する第２空間１６ｂは断面積が小さいため、第２空間１６ｂの容積増加量は、第１空間１６ａの容積減少量よりも小さい。すなわち、第１空間１６ａ及び第２空間１６ｂの容積増減は一致しない。第１空間１６ａの容積減少した領域に存在していた油は、連通部１１ｓを通過して第２空間１６ｂの容積増加した領域に流れ込むが、第２空間１６ｂの容積増加量が小さいため、第２空間１６ｂの容積が不足することになる。
【００２６】
図４に示すように、アキュムレータ２０が、第２空間１６ｂへ流れ込んだ油の圧力によって圧縮変形して体積が減少することで、第２空間１６ｂの不足分の容積が補われる。そして、油における連通部１１ｓの通過によって生じる油の流動抵抗が、ピストンロッド１２に加わる運動エネルギーを吸収する。これにより、ピストンロッド１２の没入方向への移動速度が減速され、ピストンロッド１２及びワーク１９が所望の位置で緩やかに停止する。
【００２７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図２に示すように、アキュムレータ２０における径方向に延びる部位の肉厚やアキュムレータ２０の形状等によっては、本体部２１の表面に独立気泡の一部である凹部２１ａが形成される。特に、緩衝器１０を小型化していくと、アキュムレータ２０の収容スペースが小さくなっていくため、アキュムレータ２０における径方向に延びる部位の肉厚を小さくする必要が生じる。アキュムレータ２０の本体部２１の製造は、ゴムを発泡させて行うが、本体部２１の厚みを薄くすると、気泡の均一分布性が損なわれ、発泡自体が困難な状況も生じる。概ね、本体部２１の厚みが３ｍｍ以下となると、上述した問題が起こり易く、本体部２１の製造が困難となり得る。本実施形態では、本体部２１を均一に発泡する厚みで一旦製造した後、必要な厚みに加工して所定の発泡率と安定した分布を得るようにしている。しかし、本体部２１を必要な厚みに加工したときに、本体部２１の表面に、独立気泡の一部である凹部２１ａが形成され易い。
【００２８】
本実施形態において、アキュムレータ２０は、本体部２１の表面を覆うコーティング層２２を有するため、凹部２１ａがコーティング層２２によって覆われている。具体的には、凹部２１ａはコーティング層２２の一部によって埋められている。よって、凹部２１ａ内に空気が残っていたとしても、空気がコーティング層２２の内側に留まるため、空気が気泡となって油中を浮遊してしまうことが無い。
【００２９】
図５に示すように、アキュムレータ２０は、収縮を繰り返すことで、本体部２１が劣化して、本体部２１における隣り合う独立気泡同士を区画する部位が破れて、隣り合う独立気泡同士が連通してしまう場合がある。特に、本体部２１が劣化して、本体部２１における独立気泡と凹部２１ａとを区画する部位が破れて、独立気泡と凹部２１ａとが連通してしまう場合がある。本実施形態では、凹部２１ａがコーティング層２２によって覆われているため、独立気泡と凹部２１ａとが連通しても、独立気泡を形成していた空気がコーティング層２２の内側に留まるため、空気が気泡となって油中を浮遊することが無い。すなわち、コーティング層２２は、本体部２１側の空気をアキュムレータ２０の内部に留める留め部として機能している。
【００３０】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）アキュムレータ２０は、本体部２１の表面を覆うコーティング層２２を有する。これによれば、本体部２１側の空気をアキュムレータ２０の内部に留めることができ、気泡が第１空間１６ａに移動することを抑止することができる。第１空間１６ａに気泡が存在してしまうと、ピストンロッド１２が没入する際に、第１空間１６ａ内に存在する気泡は圧縮され、第１空間１６ａの容積が減少する。すなわち、ピストンロッド１２の移動が行われても、第１空間１６ａ内に存在する気泡を圧縮しているうちは、油における連通部１１ｓを介した第１空間１６ａから第２空間１６ｂへの流動が行われず、油の流動抵抗が作用しない。その結果、ピストンロッド１２に加わる運動エネルギーの吸収を効率良く行うことができなくなってしまう。しかし、本実施形態では、第１空間１６ａに気泡が存在してしまうことが無いため、ピストンロッド１２に加わる運動エネルギーを効率良く吸収することができる。
【００３１】
（２）アキュムレータ２０の厚みＨが０．３ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されている。アキュムレータ２０の厚みＨが０．３ｍｍ〜３ｍｍであるように、アキュムレータ２０の厚みＨが薄いほど、本体部２１の表面に凹部２１ａが形成され易い。このため、凹部２１ａ内に残った空気が気泡となって油中に浮遊したり、独立気泡と凹部２１ａとが連通して、独立気泡を形成していた空気が気泡となって油中に浮遊したりすることを抑制するために、本体部２１の表面にコーティング層２２を形成することが有効である。
【００３２】
（３）アキュムレータ２０は、本体部２１の表面を覆うコーティング層２２を有する。これによれば、本体部２１の表面に凹部２１ａが形成されていたとしても、コーティング層２２によって凹部２１ａを覆うことができる。よって、凹部２１ａ内に残った空気が気泡となって油中を浮遊したり、独立気泡と凹部２１ａとが連通して、独立気泡を形成していた空気が気泡となって油中に浮遊したりして、気泡が第１空間１６ａに存在してしまうことが無い。すなわち、本体部２１の表面をコーティング層２２によってコーティングするだけで、本体部２１側の空気をアキュムレータ２０の内部に留めることができる。
【００３３】
（４）コーティング層２２の厚みＨ１が１５μｍ〜２５μｍの範囲内に設定されている。コーティング層２２の厚みＨ１が厚すぎると、アキュムレータ２０が弾性変形し難くなってしまうが、コーティング層２２の厚みＨ１が薄すぎると、コーティング層２２の強度が低下してしまう。厚みＨ１が１５μｍ〜２５μｍの範囲内に設定されたコーティング層２２は、これら二つの問題を解消するために好適である。
【００３４】
（５）本体部２１はニトリルゴムにより形成されている。ニトリルゴムは、耐油性、耐摩耗性、引き裂き強度に比較的優れるため、本体部２１の材質として最適であり、アキュムレータ２０の耐久性を向上させることができる。
【００３５】
（６）コーティング層２２は水素化ニトリルゴムにより形成されている。水素化ニトリルゴムは、例えば、ニトリルゴムに比べると、耐熱性、耐油性、耐摩耗性に優れるため、コーティング層２２の材質として最適であり、アキュムレータ２０の耐久性を向上させることができる。
【００３６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・  実施形態において、コーティング層２２を削除するとともに、本体部２１の表面を、ラミネートフィルム等の薄膜によって被覆して、薄膜を留め部として機能させてもよい。
【００３７】
・  実施形態において、コーティング層２２の材質は特に限定されるものではなく、例えば、フッ素ゴム、ニトリルゴム等により形成されていてもよい。
・  実施形態において、本体部２１の材質は特に限定されるものではなく、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等により形成されていてもよい。
【００３８】
・  実施形態において、コーティング層２２の厚みＨ１は、１５μｍ〜２５μｍの範囲内に設定されていればよい。
・  実施形態において、コーティング層２２の厚みＨ１は、１５μｍ〜２５μｍの範囲外に設定されていてもよい。
【００３９】
・  実施形態において、アキュムレータ２０の厚みＨは、０．３ｍｍ〜３ｍｍの範囲内に設定されていればよい。
・  実施形態において、アキュムレータ２０の厚みＨが、０．３ｍｍ〜３ｍｍの範囲外に設定されていてもよい。
【００４０】
・  実施形態において、アキュムレータ２０が、例えば、円筒形状や四角筒状であってもよい。
・  実施形態において、シリンダチューブ１１が、例えば、四角筒状であってもよい。この場合、ピストンロッド１２が四角柱状であるとともに、ピストン１３が四角環状であってもよい。
【００４１】
・  実施形態において、凹部２１ａは、コーティング層２２の一部によって埋められていなくてもよく、コーティング層２２によって覆われていればよい。要は、凹部２１ａとコーティング層２２との間に隙間が生じていてもよい。
【００４２】
・  実施形態において、本体部２１の内部に有する気泡は、隣り合う独立気泡同士が繋がっている連続気泡であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…緩衝器、１１…シリンダチューブ、１２…ピストンロッド、１３…ピストン、１６…シリンダ室、１６ａ…第１空間、１６ｂ…第２空間、２０…アキュムレータ、２１…本体部、２２…留め部として機能するコーティング層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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