JP2003202046A - 衝撃吸収シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮された気体によりピストンを元の位置に
戻すことにより簡単な構成で、安価な衝撃吸収シリンダ
を提供する。 【解決手段】 衝撃吸収シリンダ（1、1A）は、ロッド
カバー（5、5A）により摺動自在に保持されたピストン
ロッド（7、7A）の一端部に作用する衝撃を他端部で、
且つシリンダチューブ（3）に挿入されたピストン（2
1、21A）によりヘッドカバー（25、25A）側のシリンダ
チューブ（3d）内に圧油を生じさせて吸収する。この衝
撃吸収シリンダ（1、1A）は、ロッドカバー側に、ロッ
ドカバーの下端面（5f）、シリンダチューブの内周面
（3a）、ピストンロッドの外方で、且つロッドカバーに
取着されたパイプ（11）の外周面（11a）、および作動
油の油面（Ha）に囲まれ、ヘッドカバー側のシリンダチ
ューブ（3d）内からの作動油を収容する第１気体室（1
3）を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油を用いた衝撃エネ
ルギー吸収装置に係り、特に、エレベータのかごが落下
したときなどに受ける衝撃を吸収する衝撃吸収シリンダ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、衝撃エネルギー吸収装置は、シリ
ンダ内に設けられた圧力調整弁、あるいはアキュムレー
タを使用して衝撃を受ける構成が一般的に使用されてい
る。この衝撃エネルギー吸収装置は、エレベータのよう
な大きな衝撃エネルギーを受けるときには、圧力調整弁
を使用する場合に大きな構造の装置が必要になり、ま
た、アキュムレータを使用する場合に大きな容量が必要
になるとともに装置が複雑になっている。

【０００３】このために、本出願人は特開２００１−０
３２８７２号公報において構成が簡単で、衝撃エネルギ
ー吸収効果が大きい図５に示す衝撃吸収シリンダを提案
している。図５において、衝撃吸収シリンダ７０は、円
筒状シリンダ７１（以下、シリンダ７１という）の一方
の端部開口に一端面閉塞部材７２を螺合させ、この端面
閉塞部材７２には該シリンダ７１の軸方向にピストンロ
ッド７３が摺動する貫通孔を設けている。該ピストンロ
ッド７３の先端には衝突板７６を固定し、該衝突板７６
と該端面閉塞部材７２との間には復帰用コイルスプリン
グ７７を介在させている。

【０００４】ピストンロッド７３のシリンダ内部の先端
には、シリンダ７１内面を摺動する円柱形ピストン７８
を設け、そして該コイルスプリング７７の自由長の状態
でのピストン７８の下端縁近傍から他方の端部開口側に
向かって、漸次浅くなる断面矩形溝７９をシリンダ内面
に２本形成した。また該シリンダ７１の他方の端部開口
には、他端面閉塞部材８０を溶接することで密閉し、さ
らにシリンダ７１の側面に、該シリンダ７１内に作動油
を注入する油注入用Ｌ形管８１を、その開口端が該断面
矩形溝７９の上端よりやや上となるように固定した。

【０００５】このような衝撃吸収シリンダ７０は、油注
入用Ｌ形管８１から作動油を該Ｌ形管８１の開口端まで
供給して通常縦向き設置して使用する。そして上方から
衝突物が衝突板７６に衝突した時には、ピストン７８に
急激な下降する力が生じ、該ピストン７８はシリンダ下
部室８３内の作動油を加圧し、加圧された作動油は２本
の該断面矩形溝７９を通ってシリンダ上部室８４内に押
し出される。ここで該断面矩形溝７９の断面積は下方程
次第に小さくなっており、また衝突後衝撃エネルギーは
次第に減少するので、油圧抵抗力がほぼ一定となり衝突
物のエネルギーを効率良く吸収できる。その後衝突物が
取り除かれた後は、復帰用コイルスプリングにより衝突
板７６は元の位置に戻される。なおピストン７８の待機
状態においては、該ピストンとシリンダ７１の間には微
小隙間を設けておくことにより、該ピストン７８の急激
な下降に対して所期の衝撃を緩和できることが記載され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特開２００１−０
３２８７２号公報においては、構成が簡単で、衝撃エネ
ルギーの吸収が大きくなっているが、更にエレベータに
おいては昇降速度の高速化が望まれている。エレベータ
に用いられる衝撃吸収シリンダ７０では、速度の二乗に
応じたストロークを要することが規格で設けられてお
り、高速化に伴って大きなストロークが必要となってい
る。したがって、前記図５の衝撃吸収シリンダ７０にお
いては、復帰用コイルスプリングのストロークが大きく
なり取付長さが大きくなるため、スプリングの線径を太
く、かつ、バックリングを生じないようにコイル平均径
を大きくすることが必要になり、スプリングが大型化す
ることにより衝撃エネルギー吸収装置が大きくなるとと
もにコストアップになるという問題が生ずる。

【０００７】また、ピストンの上側のシリンダ上部室８
４内は、衝突時にシリンダ下部室８３内から押し出され
る作動油により内部の空気圧が上昇しようとするが、こ
の空気圧は端面閉塞部材７２とピストンロッド７３との
間から大気中に放出されており、この空気圧はあまり上
昇しないように構成されている。前記において端面閉塞
部材７２とピストンロッド７３との間に密封シールを挿
入すると、シリンダ上部室８４内の空気圧は上昇する
が、この空気圧が密封シールに作用して摺動抵抗を増す
ため、衝突板７６は元の位置に戻すために復帰用コイル
スプリングの作用力を大きくする必要が生じ、スプリン
グが大型化し前記と同様な問題が生ずる。また、スプリ
ングの作用力を大きくしないと、摺動抵抗により衝突板
７６が元の位置に復帰するのにばらつきが生ずるという
問題が生ずる。また、待機状態において該ピストン７８
とシリンダ７１の間には微小隙間を設けておくことによ
り、該ピストン７８の急激な下降に対して初期の衝撃を
緩和できるが、高速化により更に衝撃の小さい衝撃吸収
シリンダ７０が望まれている。

【０００８】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、第１の目的は圧縮された気体によりピストンを
元の位置に戻すことにより簡単な構成で、安価な衝撃吸
収シリンダを提供する。第２の目的は、ピストンを元の
位置に戻すときばらつきが少なく確実に元の位置に戻
し、更に降下時初期に衝撃が緩和された衝撃吸収シリン
ダを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、衝撃吸収シリンダの第１発明は、ロッドカバーによ
り摺動自在に保持されたピストンロッドの一端部に作用
する衝撃を他端部で、且つシリンダチューブに挿入され
たピストンによりヘッドカバー側のシリンダチューブ内
に圧油を生じさせて吸収する衝撃吸収シリンダであっ
て、ロッドカバー側に、ロッドカバーの下端面、シリン
ダチューブの内周面、ピストンロッドの外方で、且つロ
ッドカバーに取着されたパイプの外周面、および作動油
の油面に囲まれ、ヘッドカバー側のシリンダチューブ内
からの作動油を収容する第１気体室を設けてなる構成と
している。この場合において、ピストンロッドの内径部
に、ピストンロッドの内周面およびヘッドカバーに固定
ロッドを介して取着された第１ピストンにより囲まれた
第２気体室を設けてなるようにしている。また、ピスト
ンがパイプの下方端に当接した待機状態において、ピス
トンの外方に所定の間隙を有するシリンダチューブの拡
大内径部を設けてなるようにすると良い。

【００１０】衝撃吸収シリンダの第２発明は、ロッドカ
バーにより摺動自在に保持されたピストンロッドの一端
部に作用する衝撃を他端部で、且つシリンダチューブに
挿入されたピストンによりヘッドカバー側のシリンダチ
ューブ内に圧油を生じさせて吸収する衝撃吸収シリンダ
であって、ピストンロッドの内径部に、ピストンロッド
の内周面およびヘッドカバーに固定ロッドを介して取着
された第１ピストンにより囲まれた第２気体室と、ピス
トンが待機位置にあるとき、ピストンの外方に所定の間
隙を有するシリンダチューブの拡大内径部を経て接続
し、ヘッドカバー側のシリンダチューブ内からの作動油
を収容するロッドカバーの下端面、シリンダチューブの
内周面、ピストンロッドの外周面、および作動油の油面
に囲まれたロッドカバー側の第３気体室とを設けてなる
構成としている。上記第１発明あるいは第２発明におい
て、ピストンが待機位置にあるとき、第１気体室あるい
は第３気体室を形成する作動油の油面がピストンの上端
面よりもロッドカバー側に位置するようにすると良い。
また、第１気体室あるいは第３気体室を形成する作動油
の油面が油注入用Ｌ形管の開口端面に一致するようにす
ると良い。

【００１１】

【作用】上記構成による衝撃吸収シリンダは、シリンダ
チューブに挿入されているピストンの上方に圧縮気体を
収容するパイプにより区画化された気体室を設けてお
り、圧縮気体により作動油を介してピストンをロッドカ
バー側に戻すのでピストンおよびピストンロッドを介し
て衝突板を元の位置に確実に復帰することができる。ま
た、ピストンロッド内に圧縮気体を収容する他の気体室
を設けており、他の気体室の圧縮気体によりピストンロ
ッドをロッドカバー側に戻すのでピストンロッドを介し
て衝突板を元の位置に確実に復帰することができる。こ
のとき、気体室を構成するパイプの下方端にピストンが
当接することによりばらつきをなくしてピストンおよび
衝突板を元の位置に確実に復帰することができる。ま
た、圧縮気体を収容する気体室は、ロッドカバー、シリ
ンダチューブ、ロッドカバーに取着されたパイプ、およ
び作動油の油面に囲まれているため、ロッドカバーとピ
ストンロッドとの間に密封シールを挿入しても圧縮気体
が作用することがなくなり、確実にピストンを元の位置
に復帰することができる。また、気体室内の圧縮気体の
圧力が増加しても、作動油が密封シールに作用する摺動
抵抗の増加が少なくなり、圧縮気体の圧力を大きくする
ことが可能になっている。

【００１２】または、圧縮気体を収容する気体室は、ロ
ッドカバー、シリンダチューブ、および作動油の油面に
囲まれているおり、ロッドカバーとピストンロッドとの
間に密封シールを挿入しても圧縮気体が作用するが、気
体室が、前記ロッドカバー、シリンダチューブ、および
作動油の油面に囲まれている気体室と、ピストンロッド
内の他の気体室とを併用しているため確実にピストンを
元の位置に復帰することができる。ピストンの外方には
所定の間隙を有するシリンダチューブの拡大内径部を設
けるとともに、ピストンの上方に区画化され加圧された
気体室、あるいは当該気体室とピストンロッド内に他の
気体室を設けることにより、前記加圧した気体室、ある
いは当該気体室と他の気体室でピストンの急激な下降に
対して衝撃を吸収するため、従来の衝撃エネルギー吸収
装置よりも初期の衝撃を緩和することができる。気体室
がロッドカバー、シリンダチューブ、パイプおよびパイ
プ内に入った作動油により囲まれているため、圧縮気体
を確実に気体室内に封入することが可能になり、かつ圧
縮気体の圧力を増すことが可能になっている。また、気
体室内の作動油の油面はピストンの上端面よりロッドヘ
ッド側になるようにＬ形管の開口端面が設定されている
ため、Ｌ形管の開口端面から作動油を供給するだけで自
動的に所定量だけ供給できる。また、待機状態におい
て、作動油の油面がピストンの上端面よりロッドカバー
側にすることにより、ピストンが降下した場合に、シリ
ンダ下部室内の作動油はピストンロッドの容積分が拡大
内径部を通って気体室内に押し出される。このとき、気
体室内に押し出される作動油量が常に一定しているた
め、衝突時の衝撃力が変動無くて順次高めることがで
き、従来に比べて衝撃を少なくできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る衝撃エネルギ
ー吸収装置である衝撃吸収シリンダの実施形態について
図面を参照して説明する。なお、従来例と同一部品には
同一符号を付して説明は省略する。衝撃吸収シリンダの
第１実施例について図１により説明する。図１は第１実
施例の衝撃吸収シリンダ１の側面断面図で待機状態を示
し、図２は作動状態を示す側面断面図である。

【００１４】図１において、衝撃吸収シリンダ１は、シ
リンダチューブ３の一方の端部開口にロッドカバー５を
螺合させ、このロッドカバー５にはシリンダチューブ３
の軸方向にピストンロッド７が摺動する貫通孔５ａを設
けている。ロッドカバー５の貫通孔５ａはピストンロッ
ド７を摺動自在に保持している。ロッドカバー５には内
径部と外径部にそれぞれシール溝５ｂ、５ｄが形成さ
れ、内径部のシール溝５ｂにはピストンロッド７に接し
て作動油を密封するロッド用シール９が、また、外径部
のシール溝５ｄにはシリンダチューブ３に接して圧縮さ
れた気体（以下、圧縮気体という）を密封するチューブ
用シール９Ａが挿入されている。上記において、ロッド
カバー５とシリンダチューブ３の間には、ゴム等からな
るチューブ用シール９Ａを用いたが、液体パッキンを用
いて圧縮気体の漏れを防止するようにしても良い。

【００１５】ロッドカバー５のシリンダチューブ３側に
はパイプ用ねじ５ｅが形成され、このパイプ用ねじ５ｅ
にはパイプ１１が螺合により取着されている。パイプ１
１は、ピストンロッド７の外方で、且つシリンダチュー
ブ３側のロッドカバー５に取着されている。このパイプ
用ねじ５ｅのねじ部には、液体パッキン、シールテー
プ、あるいはＯリング等の気密性を保持するシール部材
が用いられている。上記において、パイプ１１はロッド
カバー５に螺合したが、溶接あるいはボルト等により取
着しても良い。ロッドカバー５側には、パイプ１１の外
周面１１ａ、シリンダチューブ３の内周面３ａ、ロッド
カバー５の下端面５ｆ、および作動油の油面Ｈａで形成
される第１気体室１３が設けられている。第１気体室１
３は、ロッドカバー５に設けられた気体用通路１５を介
して気体供給口１７に接続されている。気体供給口１７
には、圧縮気体を供給可能なカプラ（ワンタッチ式流体
継手）１９が取着されており、通常は第１気体室１３を
密封している。この第１気体室１３には、空気あるいは
窒素ガスの気体のいずれかが封入されている。

【００１６】第１気体室１３は、衝突物が衝突板７６に
衝突してピストンロッド７、即ちテーパ付ピストン２１
（以下、ピストン２１という）が最大ストロークＳｍだ
け移動したときに、ピストン２１下側のシリンダ下部室
８３内からの作動油を収容する。この作動油量は、最大
ストロークＳｍだけ移動するピストンロッド７の体積に
相当し、第１気体室１３の油面は例えばＨａから最高油
面Ｈｗｍに上昇する。この油面の上昇に伴い、第１気体
室１３内の気体圧力は更に圧縮されて上昇する。上記よ
り、待機状態における第１気体室１３の容積は、最大ス
トロークＳｍだけ移動するピストンロッド７の体積と、
油面の上昇に伴ない気体圧力が所定の圧力まで上昇する
容積とを加算した当初の容積が設定されている。このた
めに、パイプ１１は、その長さが待機状態における第１
気体室１３の当初の容積を少なくとも有する長さに設定
されている。

【００１７】パイプ１１は、ピストンロッド７に接して
小さい隙間を有して配設されているが、枢密に摺動する
ようにしても良く、更に、パイプ１１の下方端近傍に軸
受を設け、ピストンロッド７を支持するようにしても良
い。前記ピストンロッド７は円柱を図示しているが、パ
イプを用いて重量を軽減しても良い。ピストンロッド７
の先端には衝突板７６が取着されており、エレベータに
おいては、かご等の衝撃物が落下時に当接してかご等に
かかる衝撃を緩和している。

【００１８】シリンダチューブ３の内部でピストンロッ
ド７の先端には、シリンダチューブ３の内面を摺動する
ピストン２１が設けられている。ピストン２１は、パイ
プ１１の下方端１１ｂに当接した待機状態の位置におい
て、その外方に後述するシリンダチューブ３の拡大内径
部３ｂに所定の間隙を有して配設されている。この所定
の間隙は、衝突物が衝突板７６に衝突した初期において
シリンダ下部室８３内の加圧された作動油がピストン２
１を収容している拡大内径部３ｂを通って第１気体室１
３の方に押し出されたとき、圧力をそのままあるいは若
干絞って与えるように形成されている。ピストン２１
は、円柱体部分２１ａと、円柱体部分２１ａに連続して
テーパを有する先端部の載頭円錐体２１ｂにより形成さ
れている。円柱体部分２１ａは、後述するシリンダチュ
ーブ３の内径部３ｄに非常に小さい所定隙間（微小隙
間）を有して形成されている。ピストン２１は、先端部
の載頭円錐体２１ｂにテーパを有しているため、非常に
小さい所定隙間のシリンダチューブ３の内径部３ｄに容
易に挿入することが可能になっている。

【００１９】このピストン２１は待機状態、即ち衝撃吸
収シリンダ１の最長時において上端面がパイプ１１の下
方端１１ｂに当接しており、これにより待機状態におい
ては、衝突板７６が所定の位置に確実に位置するように
している。また、待機状態におけるピストン２１の上下
方向の位置は、衝突物が衝突板７６に衝突してピストン
２１が最大ストロークＳｍだけ移動したときに、ピスト
ン２１と後述するヘッドカバー２５とが衝突しないよう
に所定の距離Ｓｏの作動油を有した位置に配設されてい
る。即ち、ピストン２１は、待機状態において、ピスト
ン２１の最大ストロークＳｍと、ピストン２１がヘッド
カバー２５に衝突しない所定の距離Ｓｏとを加算した距
離Ｓｐだけヘッドカバー２５から離間した位置に配設さ
れている。

【００２０】シリンダチューブ３の内径部は、上方部が
第１気体室１３の内周面３ａを、その中間部が待機状態
時にピストン２１を収容する拡大内径部３ｂを、また、
下方部がピストン２１の円柱体部分２１ａに対して非常
に小さい所定隙間の内径部３ｄを有して形成されてい
る。この内径部３ｄには、ピストン２１の下端縁近傍か
ら他方の端部開口側に向かって、漸次浅くなる断面矩形
溝２３をシリンダチューブ内面の対称位置に２本形成し
ている。この断面矩形溝２３は２本に限定することな
く、シリンダチューブ内面の円周方向で均等位置に２本
以上配設していると良い。

【００２１】また、シリンダチューブ３の他方の端部開
口にはヘッドカバー２５を溶接することで密閉してい
る。このヘッドカバー２５は、ピストン２１が最大スト
ロークＳｍだけ移動したときに、ピストン２１と衝突し
ない位置に設けている。即ち、ヘッドカバー２５はシリ
ンダチューブ３の内径部３ｄに設けた漸次浅くなる断面
矩形溝２３の終了位置より所定の距離Ｓｏだけ離れた位
置に設けると良い。更にシリンダチューブ３の外周側面
には、シリンダチューブ３内に作動油を注入する油注入
用Ｌ形管２７を、その開口端面２７ａがパイプ１１の下
方端１１ｂより所定量Ｌｈだけロッドカバー５側の位置
に固定している。なお、作動油供給口２８には、開口閉
鎖用プラグ２９が取着されており、作動油を密封してい
る。

【００２２】このような衝撃吸収シリンダ１は、油注入
用Ｌ形管２７から作動油をＬ形管２７の開口端面２７ａ
まで供給して通常縦向き設置して使用する。衝撃吸収シ
リンダ１に作動油を供給するときには、カプラ１９を装
着する前、あるいはカプラ１９を開放状態にして油注入
用Ｌ形管２７から作動油を供給する。このときピストン
ロッド７を吊り上げピストン２１がパイプ１１の下方端
１１ｂに当接する状態にて作動油を供給すると作動油量
が一定に注入されるので良い。上記のごとく、作動油の
油面Ｈａがパイプ１１の下方端１１ｂより所定量Ｌｈだ
けロッドカバー５側になるようにＬ形管２７の開口端面
２７ａを設定しているため、作動油を供給するだけで油
面Ｈａが自動的に設定され、作動油の供給が容易になっ
ている。この作動油の油面Ｈａは、待機状態において、
ピストン２１の上端面２１ｃよりもロッドカバー５側に
位置して設定されている。これにより、第１気体室１３
内に押し出される作動油量が、従来のようにピストンの
容積分からロッドの容積分のように変動することがなく
常に一定しているため、第１気体室１３は一定の変動で
昇圧するので、衝突時の衝撃力が変動無くて順次高める
ことができ、衝撃を少なくできる。

【００２３】次に、気体供給口１７に装着されたカプラ
１９には気体供給用配管を接続し、気体用通路１５を経
て所定圧Ｐｈに調整された気体を第１気体室１３に注入
する。この第１気体室１３に注入された所定圧Ｐｈの圧
縮気体は、上方がロッドカバー５の下端面５ｆ、側方が
パイプ１１の外周面１１ａとシリンダチューブ３の内周
面３ａ、および下方で作動油Ｈａに囲まれた第１気体室
１３に収容されているため、圧力を上昇しても漏れるこ
となく、また従来のようにシールにかかることがないた
め摺動抵抗を増すことがなく昇圧することができる。

【００２４】この所定圧Ｐｈは、ピストン２１が作動油
の圧力により上方に持ち上げられ、ピストン２１の上端
面がパイプ１１の下方端１１ｂに当接する圧力になるよ
うに設定されている。また、所定圧Ｐｈはピストン２１
が作動状態から待機状態に復帰するときにピストンロッ
ド７に作用する摺動力に打ち勝つ力を生ずる圧力に設定
されている。これにより、ピストン２１は待機状態にお
いて確実にパイプ１１の下方端１１ｂに当接し、衝突板
７６が所定の位置に確実に来るようになっている。

【００２５】上記構成により、次に作動について説明す
る。上方から衝突物が衝突板７６に衝突した時、衝撃吸
収シリンダ１にはピストンロッド７を介してピストン２
１に急激な下降する力が生じる。ピストン２１はシリン
ダ下部室８３内の作動油を加圧し、加圧された作動油は
ピストン２１を収容している拡大内径部３ｂを通って第
１気体室１３の方に押し出される。この作動油は、図２
に示すように第１気体室１３内に入り、図１に示す待機
状態のパイプ１１の下方端１１ｂより所定量Ｌｈだけロ
ッドカバー５側にある油面Ｈａの位置から図２に示す作
動状態の油面Ｈｗの位置（パイプ１１の下方端１１ｂよ
り距離Ｌｗ）に押し上げ、第１気体室１３内の気体圧力
を更に上昇する。これにより、衝突物が衝突板７６に衝
突した初期においては、作動油がピストン２１とシリン
ダチューブ３の拡大内径部３ｂを経て第１気体室１３内
に入ることにより生ずる第１気体室１３内の気体圧力に
より、衝撃エネルギーを吸収するため、衝撃を従来に比
べて更に緩和することが可能になっている。

【００２６】更に、ピストン２１が下降すると、ピスト
ン２１は、図２に示すように、その円柱体部分２１ａが
シリンダチューブ３の内径部３ｄに入る。これにより、
シリンダ下部室８３内の作動油は、矢印Ｙに示すように
２本の断面矩形溝２３を通って第１気体室１３内に押し
出される。ここで断面矩形溝２３の断面積は下方に行く
ほど次第に小さくなっており、また衝突後衝撃エネルギ
ーは最大ストロークＳｍまで次第に減少するので、油圧
抵抗力がほぼ一定となり衝突物のエネルギーを効率良く
吸収できる。押し出された作動油により第１気体室１３
内では、気体圧力が上昇するとともに、作動油の圧力も
また上昇している。

【００２７】その後衝突物が取り除かれた後は、第１気
体室１３内の高められた気体圧力により高められた作動
油の圧力が断面矩形溝２３を経てピストン２１に作用
し、ピストン２１をロッドカバー５側に押し上げる。こ
の作用によりピストン２１が上方に押上げられ、ピスト
ン２１の上端面がパイプ１１の下方端１１ｂに当接す
る。これにより衝突板７６は待機状態である元の位置に
ばらつきが無く戻される。このとき、第１気体室１３内
の気体圧力は、注入時の所定圧Ｐｈよりも更に高い圧力
となっているためピストン２１を容易に上方に押上げる
ことができる。

【００２８】次に、衝撃吸収シリンダの第２実施例につ
いて図３により説明する。なお、第１実施例と同一部品
には同一符号を付して説明は省略する。図３は第２実施
例の第１衝撃吸収シリンダ１Ａの側面断面図で待機状態
を示している。図３に示す第１衝撃吸収シリンダ１Ａ
は、第１実施例の衝撃吸収シリンダ１において、主に、
ピストンロッド７、ピストン２１およびヘッドカバー２
５を変更している。

【００２９】第１衝撃吸収シリンダ１Ａの第１ピストン
ロッド７Ａは中空パイプにより形成されており、その内
径部７ａに第２気体室４１が設けられている。第２気体
室４１は、第１ピストンロッド７Ａの内径部７ａに枢密
に挿入された第１ピストン４３と、第１ピストンロッド
７Ａに設けられたネジ孔７ｂに螺合して内径部７ａを塞
ぐ蓋４５により形成されている。この第２気体室４１
は、衝突物が衝突板７６に衝突して第１ピストンロッド
７Ａ、即ち詳細は後述する第１テーパ付ピストン２１Ａ
（以下、第１ピストン２１Ａという）が最大ストローク
Ｓｍだけ移動したときに、内部の気体が圧縮される。待
機状態における第２気体室４１の容積は、最大ストロー
クＳｍだけ移動することにより内部の減少する容積と、
内部の減少する容積により内部の気体圧力が所定の圧力
まで上昇する容積とを加算した当初の容積とで設定され
ている。このために、第１ピストンロッド７Ａは、第１
ピストン４３と内径部７ａを塞ぐ蓋４５との間の距離が
待機状態における第２気体室４１の当初の容積を少なく
とも有する長さに設定されている。したがって、第１ピ
ストンロッド７Ａは、当該長さ以上の全長に設定されて
いる。第１ピストン４３にはシール溝４３ａが形成さ
れ、このシール溝４３ａには内径部７ａに接して気体を
密封する気体室用シール４７が挿入されている。

【００３０】蓋４５には第１気体供給口４５ａが設けら
れており、この第１気体供給口４５ａには圧縮気体を供
給可能なカプラ１９が取着されている。第２気体室４１
には、空気あるいは窒素ガスのいずれかが所定圧Ｐｈで
注入されている。この所定圧Ｐｈは第１実施例と同様に
設定されている。例えば、第１ピストン２１Ａが作動状
態から待機状態に復帰するときに第１ピストンロッド７
Ａに作用する摺動力に打ち勝つ力を生ずる圧力、あるい
は初期の衝撃力を受ける圧力になるように設定されてい
る。第１ピストン４３は固定ロッド４９に連結されてお
り、固定ロッド４９は第１ヘッドカバー２５Ａにナット
５１により取着されている。第１ピストン４３は待機状
態において、その下端面４３ｂがピストン２１Ａに設け
られた穴部底部２１ｆよりも上方に位置するように配設
されている。この第１ピストン４３は、少なくとも第１
ピストンロッド７Ａの内径部７ａに収容された位置に配
設されている。

【００３１】第１ヘッドカバー２５Ａは、シリンダチュ
ーブ３の他方の端部開口を溶接することで密閉してい
る。第１ピストン２１Ａは、第１ピストンロッド７Ａの
先端面がピストン２１Ａに設けられた穴部底部２１ｆに
当接された位置で溶接されている。この溶接は摩擦圧接
により溶着することにより第１ピストン２１Ａの溶接部
を加工することなくパイプ１１の下方端１１ｂに当接す
ることができ、加工が容易になるように構成しても良
い。または、第１ピストン２１Ａは、第１ピストンロッ
ド７Ａにボルトあるいはナット等により取着するように
しても良い。第１ピストン２１Ａは、第１実施例と同様
に、待機状態において、第１ヘッドカバー２５Ａから距
離Ｓｐだけ離間した位置に配設されている。

【００３２】第１ピストン２１Ａには、固定ロッド４９
を貫通する孔２１ｄとシール溝２１ｅが設けられてお
り、シール溝２１ｅには固定ロッド４９に接して作動油
を密封する固定ロッド用シール５３が挿入されている。
第１ピストンロッド７Ａの内方で、第１ピストン４３の
下端面４３ｂおよび第１ピストン２１Ａの穴部底面２１
ｆとの間には空間部５５が形成されている。この空間部
５５には空気が入っており、待機時には組立て時の大気
圧が、また、作動時には第１ピストン２１Ａの下降に伴
って負圧となっている。

【００３３】このような第１衝撃吸収シリンダ１Ａは、
先ず、第１気体供給口４５ａに装着されたカプラ１９に
気体供給用配管を接続し、蓋４５を経て所定圧Ｐｈに調
整された気体を第２気体室４１に注入する。これによ
り、注入された圧縮気体は、第１ピストンロッド７Ａを
伸長させ、第１ピストン２１Ａをパイプ１１の下方端１
１ｂに当接した後に所定圧Ｐｈに上昇する。これによ
り、第１ピストン２１Ａは待機状態において確実にパイ
プ１１の下方端１１ｂに当接し、衝突板７６が元の所定
の位置にばらつきが無く確実に戻される。

【００３４】次に、第１実施例と同様に、作動油が油注
入用Ｌ形管２７からシリンダ下部室８３内に供給される
とともに、待機状態においてパイプ１１の下方端１１
ｂ、即ち第１ピストン２１Ａより所定量Ｌｈだけロッド
カバー５側になるように供給される。更に、気体供給口
１７に装着されたカプラ１９に気体供給用配管を接続
し、所定圧Ｐｈに調整された気体が気体用通路１５を経
て第１気体室１３に注入される。第１気体室１３に注入
される気体は、第１ピストン２１Ａおよび第１ピストン
ロッド７Ａが第２気体室４１の気体圧力で保持されてい
るために所定圧Ｐｈよりも低い圧力でも良い。この場合
に衝突物が衝突板７６に衝突した初期においては、詳細
は後述するように第１気体室１３内の低い圧力で衝撃エ
ネルギーを吸収できるため、衝撃を更に緩和することが
可能になっている。

【００３５】また、反対に第１気体室１３に注入される
気体が第２気体室４１の気体圧力よりも高い圧力が注入
された場合には、衝突物が衝突板７６に衝突した初期に
おいては、先ず第２気体室４１内の圧力により、次に第
１気体室１３により順次衝撃エネルギーを吸収できると
ともに、順次衝撃を受けるため滑らかで、かつ従来に比
べて緩和された衝撃を受けることが可能になっている。
このように、第１気体室１３内に封入する圧縮気体の圧
力を適宜に選択できるとともに、増せるので初期の衝撃
を任意に設定でき、高速化に対応可能にすることが可能
となっている。

【００３６】次に、第１衝撃吸収シリンダ１Ａの作動に
ついて説明するが、第１実施例に対して異なることのみ
を記述する。上方から衝突物が衝突板７６に衝突した時
に、第１衝撃吸収シリンダ１Ａには第１ピストンロッド
７Ａに急激な下降する力が生じる。第１ピストンロッド
７Ａは、その内径部７ａの第２気体室４１の気体を圧縮
して第１ピストンロッド７Ａを下降するとともに第１ピ
ストン２１Ａを下降させ、シリンダ下部室８３内の作動
油を加圧する。加圧された作動油は第１ピストン２１Ａ
を収容している拡大内径部３ｂを通って第１気体室１３
内に押し出される。この作動油は、第１気体室１３内の
気体圧力を更に上昇する。これにより、衝突物が衝突板
７６に衝突した初期においては、第２気体室４１および
第１気体室１３内の気体圧力により、衝撃エネルギーを
吸収するため、衝撃を従来に比べて更に緩和することが
可能になっている。

【００３７】更に、第１ピストン２１Ａが下降すると、
その円柱体部分２１ａがシリンダチューブ３の内径部３
ｄに入り第１実施例と同様に作動し、衝突後衝撃エネル
ギーは次第に減少するので、油圧抵抗力がほぼ一定とな
り衝突物のエネルギーを効率良く吸収できる。その後衝
突物が取り除かれた後は、第２気体室４１内で圧縮され
た気体の圧力により、第１ピストン２１Ａが上方に持ち
上げられ、第１ピストン２１Ａの上端面がパイプ１１の
下方端１１ｂに当接する。これにより衝突板７６は待機
状態である元の位置にばらつきが無く戻される。

【００３８】第２気体室４１に比べて第１気体室１３内
の気体圧力を低くした場合には、急激な下降する力が第
１ピストンロッド７Ａを介して第１ピストン２１Ａに作
用してシリンダ下部室８３内の作動油を加圧する。加圧
された作動油は第１ピストン２１Ａを収容している拡大
内径部３ｂを通って第１気体室１３内に押し出され、第
１気体室１３内の気体圧力を第２気体室４１内の気体圧
力と同等に昇圧する。次に、第１ピストンロッド７Ａに
作用する下降する力は、第２気体室４１に作用して第１
ピストンロッド７Ａを下降させるとともに、第１ピスト
ン２１Ａに作用してシリンダ下部室８３内の作動油を加
圧し、加圧された作動油により第１気体室１３内の気体
圧力を更に上昇する。これにより、衝突物が衝突板７６
に衝突した初期においては、第１気体室１３内の圧縮気
体により衝撃エネルギーを吸収し、その後に第１気体室
１３と第２気体室４１内の圧縮気体により順次衝撃エネ
ルギーを吸収するため、衝撃を第１実施例に比べて更に
緩和することが可能になっている。更に、第１ピストン
２１Ａが下降すると、その円柱体部分２１ａがシリンダ
チューブ３の内径部３ｄに入り第１実施例と同様に作動
し、衝突後衝撃エネルギーは次第に減少するので、油圧
抵抗力がほぼ一定となり衝突物のエネルギーを効率良く
吸収できる。

【００３９】次に、衝撃吸収シリンダの第３実施例につ
いて図４により説明する。なお、第１実施例あるいは第
２実施例と同一部品には同一符号を付して説明は省略す
る。図４は第３実施例の第２衝撃吸収シリンダ１Ｂの側
面断面図で待機状態を示している。図４に示す第２衝撃
吸収シリンダ１Ｂは、図３に示す第２実施例の第１衝撃
吸収シリンダ１Ａにおいて、主に、パイプ１１およびロ
ッドカバー５を変更している。

【００４０】第２衝撃吸収シリンダ１Ｂは、第１衝撃吸
収シリンダ１Ａのパイプ１１が廃止され、第１ロッドカ
バー５Ａにはパイプ１１が取着されていない。第２衝撃
吸収シリンダ１Ｂの第１ロッドカバー５Ａ側には、第１
ピストン２１Ａが待機位置にあるとき、第１ロッドカバ
ー５Ａの下端面５ｆ、シリンダチューブ３の内周面３
ａ、第１ピストンロッド７Ａの外周面７ｄ、および作動
油の油面Ｈａに囲まれた第３気体室１３Ａを設けてい
る。第３気体室１３Ａは第１ロッドカバー５Ａの気体供
給口１７に接続されており、気体供給口１７には第１開
口閉鎖用プラグ２９ａが取着されている。第１開口閉鎖
用プラグ２９ａは第３気体室１３Ａ内の気体を密封して
いる。以下、第３実施例では第３気体室１３Ａおよび第
２気体室４１に大気圧の空気を密封している例で説明す
る。

【００４１】この第３気体室１３Ａは第１ピストン２１
Ａの外方に所定の間隙を有するシリンダチューブ３の拡
大内径部３ｂを経てシリンダ下部室８３内に接続してい
る。第１ロッドカバー５Ａは、シリンダチューブ３の一
方の端部開口に螺合している。この第１ロッドカバー５
Ａはシリンダチューブ３の軸方向に第１ピストンロッド
７Ａが摺動する貫通孔５ａを設けている。第１ロッドカ
バー５Ａの貫通孔５ａは第１ピストンロッド７Ａを摺動
自在に保持している。第１ロッドカバー５Ａには内径部
と外径部にそれぞれシール溝５ｂ、５ｄが形成され、内
径部のシール溝５ｂには第１ピストンロッド７Ａに接し
て作動油を密封するロッド用シール９が、また、外径部
のシール溝５ｄにはシリンダチューブ３に接して気体を
密封するチューブ用シール９Ａが挿入されている。第１
ピストンロッド７Ａには、第２実施例と同様に、その内
径部７ａに第２気体室４１が設けられている。蓋４５の
第１気体供給口４５ａには第２開口閉鎖用プラグ２９ｂ
が取着されており第２気体室４１に大気圧を密封し、ま
た作動油供給口２８には開口閉鎖用プラグ２９が取着さ
れており作動油を密封している。

【００４２】このような第２衝撃吸収シリンダ１Ｂは、
第１ロッドカバー５Ａの第１開口閉鎖用プラグ２９ａ、
蓋４５の第２開口閉鎖用プラグ２９ｂ、および作動油供
給口２８の開口閉鎖用プラグ２９を取外すとともに、第
１ピストンロッド７Ａを図４に示す待機状態より若干上
側に吊り上げる。例えば、第１ピストン２１Ａの穴部底
面２１ｆが第１ピストン４３の下端面４３ｂに当接する
状態まで上側に吊り上げ、この状態にて作動油を注入用
Ｌ形管２７から作動油を供給する。上記において、作動
油の油面Ｈａは、待機状態にある第１ピストン２１Ａよ
り所定量Ｌｈだけロッドカバー５側になるようにＬ形管
２７の開口端面２７ａが設定されているため、作動油を
供給するだけで油面Ｈａが自動的に設定され、作動油の
供給が容易になっている。作動油の油面Ｈａが第１ピス
トン２１Ａより上方になるため、衝突物が衝突板７６に
衝突して第１ピストン２１Ａが降下した場合に、シリン
ダ下部室８３内の作動油は第１ピストンロッド７Ａの容
積分が第１ピストン２１Ａを収容している拡大内径部３
ｂを通って第１気体室１３内に押し出される。このと
き、第１気体室１３内に押し出される作動油量が、従来
のようにピストンの容積分からロッドの容積分のように
変動することがなく、常に一定している。これにより、
衝突物が衝突板７６に衝突したときに、第３気体室１３
Ａは一定の変動で昇圧するため、衝突時の衝撃力が変動
無くて順次高めることができ、衝撃を少なくできる。

【００４３】次に、作動油供給口２８に開口閉鎖用プラ
グ２９が取着され作動油を密封する。更に、第１ロッド
カバー５Ａの気体供給口１７に第１開口閉鎖用プラグ２
９ａを、また、蓋４５の第１気体供給口４５ａに第２開
口閉鎖用プラグ２９ｂを取着して、第３気体室１３Ａお
よび第２気体室４１にそれぞれ大気圧を封入するととも
に、第１ピストンロッド７Ａの吊り上げを解除する。こ
れに伴って、第１ピストンロッド７Ａは、その自重が第
３気体室１３Ａおよび第２気体室４１に作用して各気体
室内の空気圧を上昇するとともに、第１ピストンロッド
７Ａが待機状態の位置に設定される。このとき、第１ピ
ストン２１Ａは作動油の油面Ｈａ以下になるとともに、
シリンダチューブ３の拡大内径部３ｂに位置している。
上記により、第１ピストンロッド７Ａは、衝突物が衝突
板７６に衝突して降下し、衝突物を除去した後、第１ピ
ストンロッド７Ａの自重により両気体室内に生じた上昇
した空気圧により、自重とバランスする待機状態の位置
に確実に戻ることができる。

【００４４】次に、第２衝撃吸収シリンダ１Ｂの作動に
ついて説明する。上方から衝突物が衝突板７６に衝突し
た時に、第２衝撃吸収シリンダ１Ｂには第１ピストンロ
ッド７Ａに急激な下降する力が生じ、その内径部７ａの
第２気体室４１の空気を圧縮して第１ピストンロッド７
Ａを下降するとともに第１ピストン２１Ａを下降させ、
シリンダ下部室８３内の作動油を加圧する。加圧された
作動油は第１ピストン２１Ａを収容している拡大内径部
３ｂを通って第３気体室１３Ａ内に押し出される。この
作動油は、第３気体室１３Ａ内の空気圧力を更に上昇す
る。これにより、衝突物が衝突板７６に衝突した初期に
おいては、第２気体室４１および第３気体室１３Ａ内の
空気圧力により、衝撃エネルギーを吸収するため、衝撃
を従来に比べて更に緩和することが可能になっている。

【００４５】更に、第１ピストン２１Ａが下降すると、
その円柱体部分２１ａがシリンダチューブ３の内径部３
ｄに入り第１実施例と同様に作動し、衝突後衝撃エネル
ギーは次第に減少するので、油圧抵抗力がほぼ一定とな
り衝突物のエネルギーを効率良く吸収できる。その後衝
突物が取り除かれた後は、第２気体室４１および第３気
体室１３Ａ内の両方で圧縮された空気圧力により作動油
の圧力を上昇し、この作動油の圧力により第１ピストン
２１Ａが上方に持ち上げられる。その後、第１ピストン
２１Ａは、第１ピストンロッド７Ａの自重により、第３
気体室１３Ａおよび第２気体室４１内に生じた上昇した
空気圧により、自重とバランスする待機状態の位置にば
らつきが無く確実に戻される。

【００４６】なお、第３実施例の第２衝撃吸収シリンダ
１Ｂでは、第３気体室１３Ａおよび第２気体室４１には
大気圧の空気を注入した例で説明したが、第２実施例の
第１衝撃吸収シリンダ１Ａと同様に、第１気体室１３お
よび第２気体室４１に空気あるいは窒素ガスのいずれか
を所定圧Ｐｈで注入しても良い。また、第２実施例の第
１衝撃吸収シリンダ１Ａでは、第１気体室１３および第
２気体室４１に空気あるいは窒素ガスのいずれかを所定
圧Ｐｈで注入したが、大気圧の空気を注入しても良い。
上記で圧力を有する気体を供給するときにはカプラ１９
を使用し、また第１開口閉鎖用プラグ２９ａおよび第２
開口閉鎖用プラグ２９ｂは部品を同一にするとともに大
気圧の空気を封入するときに使用することができる。ま
た、パイプ１１とピストン２１あるいは第１ピストン２
１Ａとの接着は使用箇所に合わせて溶接、摩擦圧接、ボ
ルトあるいはねじ等を適宜選択できる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、シリン
ダチューブに挿入されているピストン上方の気体室内の
圧縮気体でピストンおよび衝突板を元の位置に戻すた
め、スプリングが不要になり、簡単な構造にすることが
できる。また、気体室を構成するパイプの下端にピスト
ンを当接することによりばらつきをなくしてピストンを
元の位置に確実に復帰することができるため、衝撃エネ
ルギーをばらつきがなく吸収することができる。ピスト
ンの外方には所定の間隙を有するシリンダチューブの拡
大内径部を設けているため、シリンダ下部室内の加圧さ
れた作動油が第１気体室に迅速に押し出されるので従来
の衝撃エネルギー吸収装置よりも初期の衝撃を緩和する
ことができ、安全性が向上する。気体室がパイプおよび
パイプ内に入った作動油により囲まれているために圧縮
気体を確実に気体室内に封入することができ、圧縮気体
の圧力を適宜に増せるので初期の衝撃を任意に設定で
き、高速化に対応可能にすることが可能となっている。
作動油の油面はパイプの下方端より所定量だけ上方にな
るようにＬ形管の開口端面が設定されているため、Ｌ形
管の開口端面から作動油を供給するだけで自動的に所定
量だけ供給され、作動油の供給が容易になっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の衝撃吸収シリンダの
側面断面図で、待機状態を示す図である。

【図２】本発明に係る第１実施例の作動状態を示す側面
断面図である。

【図３】本発明に係る第２実施例の第１衝撃吸収シリン
ダの側面断面図で、待機状態を示す図である。

【図４】本発明に係る第３実施例の第２衝撃吸収シリン
ダの側面断面図で、待機状態を示す図である。

【図５】従来の衝撃吸収シリンダの側面断面図である。

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ…衝撃吸収シリンダ、３…シリンダチュ
ーブ、５、５Ａ…ロッドカバー、７、７Ａ…ピストンロ
ッド、９，９Ａ…シール、１１…パイプ、１３…第１気
体室、１３Ａ…第３気体室、１７、４５ａ…気体供給
口、１９…カプラ（ワンタッチ式流体継手）、２１、２
１Ａ…テーパ付ピストン、２３…断面矩形溝、２５、２
５Ａ…ヘッドカバー、２７…油注入用Ｌ形管、２７ａ…
開口端面、２８…作動油供給口、２９、２９ａ、２９ｂ
…開口閉鎖用プラグ、４１…第２気体室、４３…第１ピ
ストン、４５…蓋、４７…気体室用シール、４９…固定
ロッド、５３…固定ロッド用シール、５５…空間部、７
６…衝突板、８３…シリンダ下部室、Ｈａ、Ｈｗ…油
面。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロッドカバー（5、5A）により摺動自在
   に保持されたピストンロッド（7、7A）の一端部に作用
   する衝撃を他端部で、且つシリンダチューブ（3）に挿
   入されたピストン（21、21A）によりヘッドカバー（2
   5、25A）側のシリンダチューブ（3d）内に圧油を生じさ
   せて吸収する衝撃吸収シリンダ（1、1A）であって、ロ
   ッドカバー側に、ロッドカバーの下端面（5f）、シリン
   ダチューブの内周面（3a）、ピストンロッドの外方で、
   且つロッドカバーに取着されたパイプ（11）の外周面
   （11a）、および作動油の油面（Ha）に囲まれ、ヘッド
   カバー側のシリンダチューブ（3d）内からの作動油を収
   容する第１気体室（13）を設けたことを特徴とする衝撃
   吸収シリンダ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の衝撃吸収シリンダにおい
   て、ピストンロッド（7A）の内径部に、ピストンロッド
   の内周面（7a）およびヘッドカバー（25A）に固定ロッ
   ド（49）を介して取着された第１ピストン（43）により
   囲まれた第２気体室（41）を設けてなることを特徴とす
   る衝撃吸収シリンダ。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２記載の衝撃吸
   収シリンダにおいて、ピストン（21、21A）がパイプ（1
   1）の下方端（11b）に当接した待機状態において、ピス
   トン（21、21A）の外方に所定の間隙を有するシリンダ
   チューブ（3）の拡大内径部（3b）を設けたことを特徴
   とする衝撃吸収シリンダ。
4. 【請求項４】 ロッドカバー（5、5A）により摺動自在
   に保持されたピストンロッド（7、7A）の一端部に作用
   する衝撃を他端部で、且つシリンダチューブ（3）に挿
   入されたピストン（21、21A）によりヘッドカバー（2
   5、25A）側のシリンダチューブ（3d）内に圧油を生じさ
   せて吸収する衝撃吸収シリンダ（1、1A）であって、ピ
   ストンロッド（7A）の内径部に、ピストンロッドの内周
   面（7a）およびヘッドカバー（25A）に固定ロッド（4
   9）を介して取着された第１ピストン（43）により囲ま
   れた第２気体室（41）と、ピストン（21、21A）が待機
   位置にあるとき、ピストン（21、21A）の外方に所定の
   間隙を有するシリンダチューブ（3）の拡大内径部（3
   b）を経て接続し、ヘッドカバー側のシリンダチューブ
   （3d）内からの作動油を収容するロッドカバーの下端面
   （5f）、シリンダチューブの内周面（3a）、ピストンロ
   ッド（7、7A）の外周面（７a）、および作動油の油面
   （Ha）に囲まれたロッドカバー側の第３気体室（13A）
   とを設けてなることを特徴とする衝撃吸収シリンダ。
5. 【請求項５】 ピストン（21、21A）が待機位置にある
   とき、第１気体室（13）あるいは第３気体室（13A）を
   形成する作動油の油面（Ha）がピストン（21、21A）の
   上端面（21ｃ）よりもロッドカバー（5、5A）側に位置
   することを特徴とする請求項１から請求項４記載のいず
   れかの衝撃吸収シリンダ。
6. 【請求項６】 第１気体室（13）あるいは第３気体室
   （13A）を形成する作動油の油面（Ha）が油注入用Ｌ形
   管（27）の開口端面（27a）に一致することを特徴とす
   る請求項１から請求項５記載のいずれかの衝撃吸収シリ
   ンダ。