JP2897999B2 - 空気式ショックアブソーバ - Google Patents

空気式ショックアブソーバ

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JP2897999B2
JP2897999B2 JP63297173A JP29717388A JP2897999B2 JP 2897999 B2 JP2897999 B2 JP 2897999B2 JP 63297173 A JP63297173 A JP 63297173A JP 29717388 A JP29717388 A JP 29717388A JP 2897999 B2 JP2897999 B2 JP 2897999B2
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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    • F16F9/48—Arrangements for providing different damping effects at different parts of the stroke
    • F16F9/49—Stops limiting fluid passage, e.g. hydraulic stops or elastomeric elements inside the cylinder which contribute to changes in fluid damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はシリンダ外部へ突出したピストンロッドを具
備し、シリンダ内部で摺動可能なピストンと、シリンダ
内部でピストンにて区画された圧力室へ外部圧力源から
の空気を供給すると共に逆方向への流れを遮断する逆止
弁と、ピストンの緩衝運動で圧縮された空気を吐出す吐
出弁とを具備した空気式ショックアブソーバに係るもの
である。
［従来技術］ 機械の生産性向上は投入される原動力の速度の高速化
に負うところが多い。今日空気式駆動装置でも3m/s以上
の速度を達成している。激しい衝撃や騒音や振動をがま
ん可能な限界に維持するために、ずっと以前から公知の
ストローク終端での空気式ストローク終端緩衝又はハイ
ドロ・ショックアブソーバによるエネルギー転換方法が
用いられ、また最近では主に幾何学的理由で空気式ショ
ックアブソーバを空気式リニアモータへ組込みできない
場所にも空気式ショックアブソーバが使われている。空
気式ショックアブソーバの長所は主にその軽い重量と比
較的高周波の振動に対する使用性能と使用温度の上昇に
対する著しい無感度性にある。それ以上になめらかな緩
衝始動が達成できることである。ハイドロショックアブ
ソーバと異なり空気式ショックアブソーバは汚染を生じ
させないので主に食料品工場及び薬品工業においても問
題なく使用することができる。単位時間毎のエネルギー
転換率はハイドロ・ショックアブソーバに比べて著しく
高い。
冒頭に述べた種類のドイツ連邦共和国公開公報273086
0にて公知の空気式ショックアブソーバは入口側の逆止
弁の他に調節可能な出口側の安全弁を具備する。それに
より安全弁は衝突時に圧力室内部で圧縮された空気を吐
出させることによって最終到達位置からのはね返りを防
止するという目的のために部分的にどうしても必要不可
欠であり更にその安全弁によって、無負荷状態時に逆止
弁を通って流入する圧縮空気の圧縮空気損失を防止する
ことになる。多様な衝突エネルギーないし緩衝されるべ
き質量に対する適合のために圧力室の入口圧力が調節可
能である。即ち吐出弁は常時調節される所定の圧力値で
開くので低い入口圧力時よりも高い入口圧力時の方が遥
かに早期に開くことになる。つまり緩衝行程は残念なが
ら調節される入口圧力に大きく左右されるのである。た
だし吐出弁の開口部圧力値はピストンロッド内部の調節
ねじにて調節ないし補整が可能である。頻繁に変化する
入口圧力の場合その吐出弁は極めて動きが遅い。他の欠
点は特に極めて高い入口圧力又は極めて大きな緩衝され
るべき質量では吐出弁に極めて強力なバルブばねが必要
となる。そうすると吐出弁が元通り閉じても、ストロー
ク終端に位置するピストンには、残留している極めて高
い残留圧力が作用することとなる。
［発明が解決しようとする課題］ 従って本発明の目的は変化する入口圧力でもほぼ一定
した緩衝特性を有し、いわば吐出弁の開時点が、調節さ
れる入口圧力に広範囲に無関係な冒頭に述べた形式の空
気式ショックアブソーバを案出することである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、シリンダ外部に突出したピストンロッドを
具備し、かつ前記シリンダ内部で摺動可能なピストン
と、前記シリンダ内部で前記ピストンによって区画され
た圧力室へ外部圧力源からの圧力を供給すると共に逆方
向への流れを遮断する逆止弁と、前記ピストンの緩衝運
動で圧縮された空気を吐出する吐出弁とを具備した空気
式ショックアブソーバであって、前記吐出弁が、弁室内
部で該弁室を第一及び第二の２つの分割室に気密分割し
た状態で動かされる弁ピストンを具備し、前記圧力室が
それに連通する第一の吐出弁連通通路及び前記第一分割
室を介して吐出通路に連通可能に構成され、その連通が
前記圧力室を区画する前記シリンダの端面から前記圧力
室内部に突き出したラムを有する前記弁ピストンに、前
記ピストンが当接することによりなされるとともに、前
記圧力室の圧力に少なくとも部分的に曝される前記弁ピ
ストンの端面によって閉鎖可能の弁座及び前記弁ピスト
ンを前記弁座へ押圧するばねによって遮断可能であり、
前記第二分割室が第二の吐出弁連通通路を介して前記圧
力室へ連通し、それにより、圧力室の圧力が第二分割室
に供給され、前記圧力室に前記外部圧力源からの圧力を
供給するための逆止弁連通通路が、前記圧力室を区画す
る前記シリンダの前記端面から前記逆止弁に連通するよ
うに延びている、空気式ショックアブソーバを要旨とす
る。
上記空気式ショックアブソーバにおいて、第二分割室
内部の弁ピストンの圧力作用面積が弁座を封止する面積
より大なるようにしてもよい。
また、前記圧力室に面する前記ピストンの端面に、前
記ピストンが前記シリンダの前記端面に当接した際に少
なくとも前記逆止弁連通通路を封止するシールを設けて
もよい。
本発明は、また、シリンダ外部に突出したピストンロ
ッドを具備し、かつ前記シリンダ内部で摺動可能なピス
トンと、前記シリンダ内部で前記ピストンによって区画
された圧力室へ外部圧力源からの圧力を供給すると共に
逆方向への流れを遮断する逆止弁と、前記ピストンの緩
衝運動で圧縮された空気を吐出する吐出弁とを具備した
空気ショックアブソーバであって、前記吐出弁が、弁室
内部で該弁室を第一及び第二の２つの分割室に気密分割
した状態で動かされる弁ピストンを具備し、前記圧力室
がそれに連通する第一の吐出弁連通通路及び前記第一分
割室を介して吐出通路に連通可能に構成され、その連通
が前記圧力室を区画する前記シリンダの端面から前記圧
力室内部に突き出したラムを有する前記弁ピストンに、
前記ピストンが当接することによりなされるとともに、
前記圧力室の圧力に少なくとも部分的に曝される前記弁
ピストンの端面によって閉鎖可能の弁座及び前記弁ピス
トンを前記弁座へ押圧するばねによって遮断可能であ
り、前記第二分割室が第二の吐出弁連通通路を介して前
記圧力室へ連通すると共に、逆止弁連通通路を介して前
記逆止弁に連通していること及び、前記弁ピストンのス
トローク終端で前記第二分割室内部の少なくとも１つの
連通通路の開口部を封止するシールを前記弁ピストンに
具備した、空気式ショックアブソーバを要旨とする。
本発明は、さらに、シリンダ外部に突出したピストン
ロッドを具備し、かつ前記シリンダ内部で摺動可能なピ
ストンと、前記シリンダ内部で前記ピストンによって区
画された圧力室へ外部圧力源からの圧力を供給すると共
に逆方向への流れを遮断する逆止弁と、前記ピストンの
緩衝運動で圧縮された空気を吐出する吐出弁とを具備し
た空気式ショックアブソーバであって、前記吐出弁が、
弁室内部で該弁室を第一及び第二の２つの分割室に気密
分割した状態で動かされる弁ピストンを具備し、前記圧
力室がそれに連通する第一の吐出弁連通通路及び前記第
一分割室を介して吐出通路に連通可能であり、その連通
が前記圧力室の圧力が予め定める圧力を越えることによ
り前記弁ピストンが変位することによりなされると共
に、前記圧力室の圧力に少なくとも部分的に曝される弁
ピストンの端面によって閉鎖可能の弁座及び前記弁ピス
トンを前記弁座へ押圧するばねによって遮断可能であ
り、前記圧力室に外部圧力を供給するための逆止弁連通
通路が、前記圧力室を区画する前記シリンダの端面から
前記逆止弁に連通するように延びており、前記第二分割
室が前記外部圧力源に連通し、それにより、外部圧力が
第二分割室に供給される、空気式ショックアブソーバを
要旨とする。
上記空気式ショックアブソーバにおいて、前記第二分
割室内部の前記弁ピストンの圧力作用面積が前記弁座を
封止する面積に実質的に等しいことが好ましい。
また、前記弁ピストンが、前記圧力室を区画する前記
シリンダの前記端面から前記圧力室内部に突出したラム
を有してもよい。
本発明は、さらに、シリンダ外部へ突出したピストン
ロッドを具備し、前記シリンダ内部で摺動可能なピスト
ンと、前記シリンダ内部で前記ピストンにより区画され
た圧力室へ外部圧力源からの空気を供給すると共に逆方
向への流れを遮断する逆止弁とを具備した空気式ショッ
クアブソーバであって、前記外部圧力源が調圧器を介し
て前記圧力室に連通しており、更に、前記ピストンの運
動及び／又は位置を検知するセンサとセンサ信号に応じ
て前記調圧器に作用する調圧回路と、前記調圧回路に作
用し、ピストン最圧縮時の位置である第二到達位置から
前記ピストンがはね返る場合に、前記圧力室に加えられ
る入口圧力を前記調圧器により予め設定された圧力に上
昇させ、前記第二到達位置に到達しない場合には低減さ
せるように制御する、電子式制御装置とを具備した空気
式ショックアブソーバを要旨とする。
また、上記空気式ショックアブソーバにおいて、電子
式制御装置に係合した前記センサが前記ピストンの初期
位置と前記第二到達位置との間の第一到達位置に前記ピ
ストンが到達したか否かを検知するように形成されてお
り、前記第一及び第二到達位置に到達しない場合には前
記入口圧力の比較的大きな圧力低下が発現し、前記第一
到達位置に到達しかつ前記第二到達位置に到達しない場
合には比較的小さな圧力低下が発現するように前記電子
式制御装置が圧力制御を行うようにしてもよい。
さらに、前記ピストンの前記第二到達位置への接近速
度が、予め設定された限界位置を下まわる場合、前記入
口圧力が前記調圧器により低減され、及び／又は前記ピ
ストンの前記第二到達位置への接近速度が、予め設定さ
れた第二限界値を超過する場合、圧力が前記調圧器によ
り上昇されるようにしてもよい。
［作用及び発明の効果］ 請求項１記載の発明では、吐出弁を構成する弁ピスト
ンの背面（圧力室に面するのとは反対の面）に圧力室か
らの圧力が供給される。従って、ピストンロッドに負荷
がかかり、ピストンが圧縮側の移動終端に向かって移動
しても、弁ピストンの前面の圧力と後面の圧力は常に平
衡しているので、ばね付勢された吐出弁は開かず、ピス
トンが弁ピストンのラムに当接したとき、吐出弁が急速
に開く。このように構成した結果、吐出弁を閉じておく
ばねとして付勢力の小さいものを用いることができる。
請求項２記載の発明では、吐出弁の背面にかかる力が
圧力室側の面にかかる力よりも大きくなるので、弁座へ
の弁ピストンの保持力が高くなり、吐出弁の早期の開き
が防止される。
請求項３記載の発明では、ピストンが圧縮側の最終位
置に到達したとき、少なくとも、圧力室に外部圧力を供
給するための逆止弁連通通路が封止される。この状態で
ピストンロッドにかかっていた負荷がなくなると、弁ピ
ストンの背面圧と正面圧とは平衡しているため、ばねの
付勢力で弁ピストンが反対方向に移動し、ラムを介して
ピストンが反圧縮方向に移動するため、再度ピストンに
逆止弁連通通路を介して外部圧力がかかることとなり、
ピストンは反圧縮側に移動する。
請求項４記載の発明では、圧力室への外部圧力の供給
を遮断するシールが弁ピストンの背面側に設けられてい
る。請求項４に記載の発明においても、請求項３記載の
発明と同様な作用効果が得られる。
請求項５及び６に記載の発明では、吐出弁を構成する
弁ピストンの背面（圧力室に面するのとは反対の面）に
外部圧力源からの圧力が供給される。従って、ピストン
ロッドに負荷がかかり、ピストンが圧縮側の移動終端に
向かって移動して圧力室の圧力が高くなっても、外部圧
力に抗して吐出弁が移動するまでは吐出弁は開かない。
外部圧力に抗して吐出弁が移動する状態まで圧力室の圧
力が高くなったとき、はじめて吐出弁が開く。このよう
に構成した結果、吐出弁を閉じておくばねとして付勢力
の小さいものを用いることができる。
請求項７に記載の発明では、ピストンロッドにかかる
負荷が小さい場合でも、ピストンが弁ピストンのラムに
当接する位置まで移動すれば、吐出弁が開く。
請求項８ないし10に記載の発明では、入口圧力が高過
ぎることや低過ぎることが自動的にチェックできるほ
か、調圧回路を介して自動的に適切な補整が行われ、変
化する条件に対する手動調節も補整も不要となる。
［実施例］ 以下実施例を示す図面により本発明を説明する。第１
図に示した実施例の場合、ピストン10はシリンダ11内部
に配設されている。シリンダ11の内部空間はピストン10
により第一圧力室12と第二圧力室13とに分割されてい
る。ピストン10に係合したピストンロッド14は図のごと
くシリンダ11の左側の端面壁15を貫通して延びている。
第二圧力室13は左側の端面壁15に設けた圧力平衡通路16
を通じて外圧に曝されるので過小圧力も過大圧力も生じ
ない。ピストン10の外周面にはピストンをシールするＯ
リング17が嵌められている。更に第一圧力室12を区画す
るピストン10の端面はシール板18を具備するのでピスト
ン10がその左側の第一到達位置から出発してシリンダ11
の右側端面壁24の内側の右側の第二到達位置に到達する
と、吐出弁19に連通する第一及び第二の吐出弁連通通路
としての２つの通路20,21と、逆止弁25に連通する逆止
弁連通通路としての通路22を封止可能とする。
右側端面壁24内部に内設された逆止弁25は主にばね26
にて付勢された球形弁部材27にて成り、その弁部材27は
弁座28に対して当接保持される。逆止弁25には更に他の
公知の形式のものを使用することも可能である。
逆止弁25は外部へ達するジョイント34を介して図示し
ない方式で圧力源へ連通可能であり、又、圧力調節のた
めにその間へ調節可能な調圧弁ないし調圧器が接続され
ているのが特長である。
同じく右側端面壁24内部に配設された吐出弁19は主に
シリンダ形弁室29内部で摺動可能な弁ピストン30により
構成されている。前記弁ピストン30の外周面にシール用
Ｏリング31が嵌められているので、弁室29は２つの互い
に気密化された分割室32,33に分割されている。弁ピス
トン30の左側の第一分割室32は一方が通路20を通って圧
力室12へ、又他方が吐出通路35を通ってシリンダ11周囲
の大気へ連通している。第一分割室32内部へ開口した通
路20の開口縁部は弁座36として形成されており、又これ
に対向する弁ピストン30の対面はシールリング37を具備
する。このシールリング37は右側の端面壁に、通路20の
開口部を覆うように嵌めることも可能である。
弁ピストン30の左側端面からラム38が通路20を貫通し
て圧力室12内部へ突入しているので、第二分割室33内部
に配設されたバルブばね39の力に逆らってピストン10に
よって弁ピストン30が弁座36から離れて弁室29内部へ押
し込まれることによって、圧力室12と吐出通路35とが連
通される。
第１図に示した実施例は空気式ショックアブソーバと
して使用される。圧力室12はジョイント34と逆止弁25と
を通じて調節可能な入口圧力に曝され、又その入口圧力
は所望の緩衝特性と緩衝されるべき衝突による衝撃とに
応じて調圧器や調節可能な調圧弁などによって調節可能
である。
基本状態においてピストン10は左側端面壁15に接触し
ており、即ち第一到達位置に位置し、ジョイント34から
逆止弁25を通じて送られる圧力室12内部の入口圧力によ
って第一到達位置に保持される。弁ピストン30は、一方
でばね39の力によって保持され、他方が通路21を通じて
送られる第二分割室33内部の入口圧力によって保持され
て図に示した位置に位置する。即ち第二分割室33内部の
弁ピストン30の有効面積は弁座36を封止する側の面積よ
り大きいので、前記入口圧力は弁ピストン30を弁座36方
向へ追加的に付勢する。
ここで緩衝されるべき衝撃が、ピストンロッド14を介
してピストン10に伝わると、ピストン10は圧力室容積を
縮小かつ圧縮しながら左側の第一到達位置から離れて行
く。また圧力室12内部と第二分割室33内部とで等しく上
昇する圧力は第二分割室33内部の弁ピストン30のより広
い方の面へ作用するので吐出弁19は閉じたままである。
圧力室12内部の圧力はピストン10がラム38に到達し、
ラム38が弁ピストン30を弁室29内部へ押込むまで上昇し
つづける。弁ピストン30の押込みがはじまると、圧力室
12内部の圧力は通路20と吐出通路35を通じて低減され
る。緩衝開始時に有する空気容積は第二到達位置へ到達
直前まで圧縮されるので実行されるべき気体仕事量に対
してほとんど最大エネルギ利用率が達成される。圧縮空
気の吐出は弁ピストン30が開くと急激に起こるが、絞り
を設けることによって限定可能である。
ピストン10の第二到達位置で弁ピストン30は強制的に
開状態に保たれる。次に開かれる逆止弁25を通って流れ
る圧力媒体は、シール板18によって通路22の開口部で封
止されるので圧力媒体は吐出通路35を通って流出するこ
とはできない。
シール板18の代りに、シールリング37にほぼ等しいシ
ールリングをシールリング37と反対側の弁ピストン30の
端部に具備可能であり、そのシールリングは弁ピストン
30の押し込まれた位置で第二分割室33内部の通路21の開
口部を封止する。この場合は通路22は逆止弁25から圧力
室12へではなく第二分割室33へ連通して設けられる。従
ってピストン10の第二到達位置では圧力室12内部への圧
縮空気の流入が前記弁ピストン30の反対側に設けられた
シールリングによって阻止され、ショックアブソーバは
硬い緩衝として利用される。この場合押し込まれた状態
の弁ピストン30によって通路21の開口部が封止される
か、通路22の開口部が封止されるかは問題ではない。そ
れらの通路の開口部に合せて上記シールリングが第二分
割室33の内面又は弁ピストン30に配設されていなければ
ならない。ピストンロッド14の保持力が無くなればピス
トン10はバルブばね39の力によってラム38を介して第二
到達位置から押しのけられ、それによって再度圧力媒体
が通路22を通って圧力室12内部へ流入し、その圧力媒体
によって一方で弁ピストン30がその封止位置に保持さ
れ、他方でピストン10が第一到達位置へ戻される。
吐出弁19によるストローク依存の急速吐出の上記ショ
ックアブゾーバの場合のエネルギ適合化は圧力室12内部
の調節された入口圧力によってのみ達成される。ある特
定の入口圧力において、ピストンロッド14の駆動エネル
ギ即ち緩衝されるべき衝撃エネルギが小さすぎる場合、
圧縮された空気が流出できないのでピストン10は第二到
達位置へ到達できない。この場合を考慮するため、圧力
室に面した弁ピストン30の面を弁ピストンの運動方向に
互いに反対方向に離間して運動可能な互いに気密化され
た２つの分割面へ分割可能であり、この場合外側周面は
逆止弁を介して圧力室へ連通している。圧力上昇後に例
えば弁ピストンが開かないと仮定して、圧力低下が生じ
ると逆止弁によって外周面内部には最大に達した尖頭圧
力が加わり、圧縮された空気は流出できる。ショックア
ブソーバ内部で生じる圧力低下は第二到達位置への到達
を可能にし、またこの場合もストローク依存の吐出がラ
ム38を介して達成される。弁ピストンのこのような形成
は、上述の付加機能を必要とする場合には効果的かつ比
較的簡単な方法で達成可能である。
第２図に示した第二実施例は構造的に第１図に示した
第一実施例に多くの部分で一致している。
同一部品又は同一動作部品は同一関連番号を付記しま
た再度記載しないこととする。第一実施例と異なり、こ
の場合吐出弁19の第二分割室33は通路40を通じてジョイ
ント34へ即ち直接圧力源へ連通しており、圧力室12へは
連通していない。第１図の吐出弁19内部の弁ピストン30
は圧力室12へ突入しないラムを具備した弁ピストン41に
代えられている。この場合、第二分割室33内部の弁ピス
トン41の圧力作用面積はその反対側の弁座36を覆う、そ
の弁ピストン41の圧力作用面積に実質的に等しい。吐出
通路35内部に調節可能な絞り42が配設されており、それ
により例えば心棒の回転に従い四角形断面が大きく又は
小さく開かれる。
弁ピストン41へ、まず両面から同一面積によって入口
圧力が作用するので圧力平衡が生じ、その結果、弁ピス
トン41はバルブばね39の力のみによって弁座36へ押圧さ
れる。この入口圧力の平衡は、緩衝行程においてピスト
ン10の圧縮行程によって反対側の面の圧力が上昇しても
第二分割室33内部にその入口圧力がかかっていることに
より達成される。バルブばね39のばね力によって特定の
圧力値以上で吐出弁19が開かれ、それは例えばバルブば
ね39の僅かなばね力で急速に開かれる。残りの圧縮行程
で圧縮された空気は絞り42を通じてより速く、又はより
遅く流出するのでこの絞り42によって緩衝特性を決定的
に制御可能である。バルブばね39の僅かなばね力が絞り
42が、ほぼ全圧縮行程の緩衝を決定するので緩衝は極め
て滑かである。
ピストン10が第二到達位置へ到達すると、互いに反対
側に位置する弁ピストン41の有効端面に同一の入口圧力
が加わっているので、ばね39の力によって吐出弁19は元
通り閉じられる。
保持力が無くなれば、吐出弁が閉じている限り、逆止
弁25を通じて流入する圧力媒体によってピストン10は元
通り第一到達位置へ戻される。従って両到達位置のどち
らでも圧力媒体流出の心配はない。
第３図は第２図に示した実施例の変形例の部分図であ
る。
この場合、弁ピストン41は同じく圧力室12内部へ突入
するラム43を具備するので第二緩衝位置到達時に、仮に
圧力室12内部の圧力上昇が不十分であっても、弁ピスト
ン19はピストン10により強制的に開かれることになる。
この種の実施例はバルブばね39が大きなばね力を有しか
つ吐出弁19が極めて遅延して開くようにする場合に好適
である。
第４図は調圧回路と係合したシリンダ11の模式図であ
る。この調圧回路は圧力室に背圧弁を通じて入口圧力が
加わる空気式ショックアブソーバであれば他にも使用可
能である。緩衝特性を共に決定するのに不可欠な吐出通
路は公知の構造にて形成可能である。
図面で右側の端面24の第二到達位置領域には、第二到
達位置領域のピストン運動の主に非接触検知のためのセ
ンサ80が配設されている。このセンサ80は例えば容量性
又は誘導性近接検知器として形式可能であり、別の位置
は別の信号で検知可能である。多数の位置の検知には多
種類のセンサを配設すればよい。またピストン速度はセ
ンサ信号変化の判定によって補足検知可能である。
センサ80の信号は主にマイクロコンピュータとして形
成された電子制御装置81からなる調圧回路へ送られて更
にその出力は増幅器82を通じて調圧器83を調節する。こ
の調圧器83は主に調圧弁特に比例制御弁として形成され
ている。圧力源Ｐは調圧器83を通じてジョイント34へ連
通している。調圧回路によって圧力室12内部の入口圧力
は最適に調節され、緩衝されるべき装置の変化する衝撃
負荷に対する自動的適合が達成される。これは原理的に
緩衝されるべき衝撃によってピストンが一気に第二到達
位置へ、但しはね返らないように柔軟に到達する場合に
最適の緩衝状態が得られるという原理によって達成され
る。ピストンがはね返る場合は入口圧力が過小なので同
圧力を上昇させる必要があり、又ピストンが到達位置へ
到達しないか又は余りに緩速で到達する場合は入口圧力
が過大なので同圧力を低下させる必要がある。
調圧回路は例えばコンパクトなユニットとしてショッ
クアブソーバに配設可能で、その場合電源と圧縮空気ポ
ートを要するのみである。
細かく段階化した調圧のために第５図に示した事例Ｉ
−VIは、ピストン10の様々な運動行程によって区別され
る。このために第二到達位置領域のセンサ80又は追加的
に他のセンサによって位置S0,S1及びS2が検知される。
位置SOは第二到達位置からはね返るピストンが超えられ
ないと予測される程度に前記第二到達位置から離間して
位置し、同一表示のセンサ信号SOは調圧回路を動作させ
たり、マイクロプロセッサのプログラムを電子式制御装
置81内部で起動させたりするピストン運動のための判定
基準として使用可能である。位置S1は第二到達位置S2の
近くに位置し、その到達位置S2からピストンのはね返る
際に一回又は数回ピストンが越える程度の位置である。
曲線Ｉは極めて過大な入口圧力の事例であって、信号
S1も信号S2も生成されない。この極めて過大な入口圧力
を強力に低下させる必要がある。
曲線IIは１つの信号S0の生成後、位置S1をピストン
が、一回又は数回越えるが、第二到達位置S2へ到達しな
い事例である。入口圧力はまだ著しく過大なので低下さ
せる必要がある。
曲線IIIはS0及びS1の位置へ一回到達し、第二到達位
置へピストンがはね返ることなく柔軟に到達する事例で
ある。なお、位置S1とS2の間の時間間隔が非常に大き
く、即ち速度が非常に緩速である。即ちこの時間間隔t1
は最大許容時間間隔Tmaxを超過しているので入口圧力は
まだ幾分過大なので僅かな数値低下させる必要がある。
曲線IVはピストン10の理想的な運動行程であって曲線
IIIの場合と同じく各々１つの信号S0,S1及びS2が生成さ
れるが、位置S1とS2の間に生じる時間間隔t2は最大許容
時間間隔Tmax以下であり、最少必要時間間隔Tminを超え
ている。入口圧力は変化させる必要はない。
曲線Ｖは過小入口圧力の事例であって各々１つの信号
S0とS1が生成され、更に複数の信号S2が生成されてお
り、即ちピストン10が余りに急速度なために第二到達位
置から一回又は数回はね返されている。入口圧力を上昇
させる必要がある。
最後に曲線VIは余りに過小な圧力の事例であってピス
トンが第二到達位置からのはね返り運動で位置S1を越え
てしまう程度の速い速度で動かされる。従ってそれぞれ
１つの信号S0,S1及びS2が生成され更に信号S1が生成さ
れる。
第６図は調圧回路ないし電子式制御装置81の動作説明
のための流れダイアグラムである。図中の信号間の点は
信号の論理積を意味し、信号の上の横線は否定的意味を
有する。
例えば信号S0又は電源オンによって起動されるプログ
ラムスタート84後、まずチェックステップ85にて曲線Ｉ
の特性を有する力、即ち信号S0の後所定の時間間隔以内
で信号S1が生じないかがチェックされる。もしそうであ
れば減圧行程86で調圧器83を介して極めて強力に入口圧
力が低減されてそれにより、後続の緩衝行程で使用可能
となる。
この条件が無い場合はチェックステップ87にて曲線II
の特性を有する力、即ち信号S0、そして少くとも信号S1
は生成されるが、信号S2が生成されないかがチェックさ
れる。もしそうであれば減圧行程88において入口圧力は
行程86ほどではないが著しく低減される。
又、この条件も存在しない場合はチェックステップ89
にて曲線IIIとIVの条件を具備するかチェックされる。
この条件が存在すれば時間間隔ｔが最大許容時間間隔Tm
axに比べて大又は同じか又は最小許容時間間隔Tminに比
べて小又は同じかがチェックステップ90と91にて追加チ
ェックされる。前者の場合減圧行程92にて入口圧力が僅
かに低減され、又後者の場合、昇圧行程93にて入口圧力
が僅かに上昇させる。どちらの条件にも該当しない場合
には理想的な特性を有しその時点で調節された入口圧力
はそのまま保持される。
チェックステップ89の条件を満たしていなければチェ
ックステップ94にて曲線Ｖで示した特性が存在するか、
即ち信号S0とS1が各一回生じ信号S2が少くとも２回生じ
るかがチェックされる。
そうであれば昇圧行程95にて入口圧力が著しく上昇さ
れる。これに対しチェックステップ94の条件が無い場合
には曲線VIで示した特性だけが存在しており、入口圧力
は昇圧行程96にて比較的強く上昇される。
昇圧又は減圧のための各行程が終了するとプログラム
・エンド97が作動し、例えばプログラムスタート84が電
源オンにより作動すると全プログラム順序を循環して実
行することも可能である。
入口圧力変化のための行程は第５図の図面よりも少く
又は多く事例区分を設けることによってより簡略に又は
更に精密に分割して形成することも可能である。これは
主に第二到達位置領域のより多い又はより少い位置の数
をモニタすることによっても達成される。最も簡略化し
た事例では例えば第二到達位置の到達のみをモニタでき
るようにし、到達しなければ減圧になり、到達すれば昇
圧となる。この場合、数回行程が行われて始めて入口圧
力の補整が達成される。
図示して解説した空気式ショックアブソーバは原則的
に反対方向にも即ちピストンのストローク終端のみでな
くピストンのストローク初端にても緩衝動作可能であ
る。後者の場合両シリンダ室13と12及び両シリンダ室内
部に配設された装置を相互に置換する必要がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第一実施例としてのショックアブソー
バの縦断面図を示す。第二図は第二実施例として別のシ
ョックアブソーバの縦断面図を示す。第３図は第２図に
示した緩衝ピストンの選択的形成部の部分図を示す。第
４図は圧力室の入口圧力のための調圧回路と係合した模
式図で示したショックアブソーバを示す。第５図は様々
な入口圧力でのピストンの運動工程を示す代表的な特性
曲線図を示す。第６図は調圧回路の作動のフローチャー
トを示す。 12……圧力室、19……吐出弁、20……通路、29……弁
室、32,33……分割室、30,41……弁ピストン、35……吐
出通路、36……弁座、39……ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16F 9/00 - 9/58 F15B 11/00,11/06 F15B 15/22

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダ（11）外部に突出したピストンロ
    ッド（14）を具備し、かつ前記シリンダ（11）内部で摺
    動可能なピストン（10）と、前記シリンダ（11）内部で
    前記ピストン（10）によって区画された圧力室（12）へ
    外部圧力源（Ｐ）からの圧力を供給すると共に逆方向へ
    の流れを遮断する逆止弁（25）と、前記ピストン（10）
    の緩衝運動で圧縮された空気を吐出する吐出弁（19）と
    を具備した空気式ショックアブソーバであって、 前記吐出弁（19）が、弁室（29）内部で該弁室（29）を
    第一及び第二の２つの分割室（32,33）に気密分割した
    状態で動かされる弁ピストン（30）を具備し、 前記圧力室（12）がそれに連通する第一の吐出弁連通通
    路（20）及び前記第一分割室（32）を介して吐出通路
    （35）に連通可能に構成され、その連通が前記圧力室
    （12）を区画する前記シリンダ（11）の端面から前記圧
    力室（12）内部に突き出したラム（38）を有する前記弁
    ピストン（30）に、前記ピストン（10）が当接すること
    によりなされるとともに、前記圧力室（12）の圧力に少
    なくとも部分的に曝される前記弁ピストン（30）の端面
    によって閉鎖可能の弁座（36）及び前記弁ピストン（3
    0）を前記弁座（36）へ押圧するばね（39）によって遮
    断可能であり、 前記第二分割室（33）が第二の吐出弁連通通路（21）を
    介して前記圧力室（12）へ連通し、それにより、圧力室
    （12）の圧力が第二分割室（33）に供給され、 前記圧力室（12）に前記外部圧力源（Ｐ）からの圧力を
    供給するための逆止弁連通通路（22）が、前記圧力室
    （12）を区画する前記シリンダ（11）の前記端面から前
    記逆止弁（25）に連通するように延びている、空気式シ
    ョックアブソーバ。
  2. 【請求項２】第二分割室（33）内部の弁ピストン（30）
    の圧力作用面積が弁座（36）を封止する面積より大なる
    ことを特徴とする、請求項１に記載の空気式ショックア
    ブソーバ。
  3. 【請求項３】前記圧力室（12）に面する前記ピストン
    （10）の端面に、前記ピストン（10）が前記シリンダ
    （11）の前記端面に当接した際に、少なくとも前記逆止
    弁連通通路（22）を封止するシール（18）が設けられ
    た、請求項１又は２記載の空気式ショックアブソーバ。
  4. 【請求項４】シリンダ（11）外部に突出したピストンロ
    ッド（14）を具備し、かつ前記シリンダ（11）内部で摺
    動可能なピストン（10）と、前記シリンダ（11）内部で
    前記ピストン（10）によって区画された圧力室（12）へ
    外部圧力源（Ｐ）からの圧力を供給すると共に逆方向へ
    の流れを遮断する逆止弁（25）と、前記ピストン（10）
    の緩衝運動で圧縮された空気を吐出する吐出弁（19）と
    を具備した空気式ショックアブソーバであって、 前記吐出弁（19）が、弁室（29）内部で該弁室（29）を
    第一及び第二の２つの分割室（32,33）に気密分割した
    状態で動かされる弁ピストン（30）を具備し、 前記圧力室（12）がそれに連通する第一の吐出弁連通通
    路（20）及び前記第一分割室（32）を介して吐出通路
    （35）に連通可能に構成され、その連通が前記圧力室
    （12）を区画する前記シリンダ（11）の端面から前記圧
    力室（12）内部に突き出したラム（38）を有する前記弁
    ピストン（30）に、前記ピストン（10）が当接すること
    によりなされるとともに、前記圧力室（12）の圧力に少
    なくとも部分的に曝される前記弁ピストン（30）の端面
    によって閉鎖可能の弁座（36）及び前記弁ピストン（3
    0）を前記弁座（36）へ押圧するばね（39）によって遮
    断可能であり、 前記第二分割室（33）が第二の吐出弁連通通路（21）を
    介して前記圧力室（12）へ連通すると共に、逆止弁連通
    通路（22）を介して前記逆止弁（25）に連通しているこ
    と及び、前記弁ピストン（30）のストローク終端で前記
    第二分割室（33）内部の少なくとも１つの連通通路の開
    口部を封止するシールを前記弁ピストン（30）に具備し
    た、空気式ショックアブソーバ。
  5. 【請求項５】シリンダ（11）外部に突出したピストンロ
    ッド（14）を具備し、かつ前記シリンダ（11）内部で摺
    動可能なピストン（10）と、前記シリンダ（11）内部で
    前記ピストン（10）によって区画された圧力室（12）へ
    外部圧力源（Ｐ）からの圧力を供給すると共に逆方向へ
    の流れを遮断する逆止弁（25）と、前記ピストン（10）
    の緩衝運動で圧縮された空気を吐出する吐出弁（19）と
    を具備した空気式ショックアブソーバであって、 前記吐出弁（19）が、弁室（29）内部で該弁室（29）を
    第一及び第二の２つの分割室（32,33）に気密分割した
    状態で動かされる弁ピストン（41）を具備し、 前記圧力室（12）がそれに連通する第一の吐出弁連通通
    路（20）及び前記第一分割室（32）を介して吐出通路
    （35）に連通可能であり、その連通が前記圧力室（12）
    の圧力が予め定める圧力を越えることにより前記弁ピス
    トン（41）が変位することによりなされると共に、前記
    圧力室（12）の圧力に少なくとも部分的に曝される弁ピ
    ストン（41）の端面によって閉鎖可能の弁座（36）及び
    前記弁ピストン（41）を前記弁座（36）へ押圧するばね
    （39）によって遮断可能であり、 前記圧力室（12）に外部圧力を供給するための逆止弁連
    通通路（22）が、前記圧力室（12）を区画する前記シリ
    ンダ（11）の端面から前記逆止弁（25）に連通するよう
    に延びており、 前記第二分割室（33）が前記外部圧力源（Ｐ）に連通
    し、それにより、外部圧力が第二分割室（33）に供給さ
    れる、空気式ショックアブソーバ。
  6. 【請求項６】前記第二分割室（33）内部の前記弁ピスト
    ン（41）の圧力作用面積が前記弁座（36）を封止する面
    積に実質的に等しい、請求項５記載の空気式ショックア
    ブソーバ。
  7. 【請求項７】前記弁ピストン（41）が、前記圧力室（1
    2）を区画する前記シリンダ（11）の前記端面から前記
    圧力室（12）内部に突出したラム（43）を有する、請求
    項５又は６に記載の空気式ショックアブソーバ。
  8. 【請求項８】シリンダ（11）外部へ突出したピストンロ
    ッド（14）を具備し、前記シリンダ（11）内部で摺動可
    能なピストン（10）と、前記シリンダ（11）内部で前記
    ピストン（10）により区画された圧力室（12）へ外部圧
    力源（Ｐ）からの空気を供給すると共に逆方向への流れ
    を遮断する逆止弁（25）とを具備した空気式ショックア
    ブソーバであって、 前記外部圧力源（Ｐ）が調圧器（83）を介して前記圧力
    室（12）に連通しており、更に、 前記ピストン（10）の運動及び／又は位置を検知するセ
    ンサ（80）とセンサ信号に応じて前記調圧器（83）に作
    用する調圧回路（81,82）と、 前記調圧回路（81,82）に作用し、ピストン最圧縮時の
    位置である第二到達位置（S2）から前記ピストン（10）
    がはね返る場合に、前記圧力室（12）に加えられる入口
    圧力を前記調圧器（83）により予め設定された圧力に上
    昇させ、前記第二到達位置に到達しない場合には低減さ
    せるように制御する、電子式制御装置（81）とを具備し
    た空気式ショックアブソーバ。
  9. 【請求項９】電子式制御装置（81）に係合した前記セン
    サ（80）が前記ピストン（10）の初期位置と前記第二到
    達位置（S2）との間の第一到達位置（S1）に前記ピスト
    ン（10）が到達したか否かを検知するように形成されて
    おり、前記第一及び第二到達位置（S1,S2）に到達しな
    い場合には前記入口圧力の比較的大きな圧力低下が発現
    し、前記第一到達位置（S1）に到達しかつ前記第二到達
    位置に到達しない場合には比較的小さな圧力低下が発現
    するように前記電子式制御装置（81）が圧力制御を行
    う、請求項８に記載の空気式ショックアブソーバ。
  10. 【請求項１０】前記ピストン（10）の前記第二到達位置
    （S2）への接近速度が、予め設定された限界位置を下ま
    わる場合、前記入口圧力が前記調圧器（83）により低減
    され、及び／又は前記ピストン（10）の前記第二到達位
    置（S2）への接近速度が、予め設定された第二限界値を
    超過する場合、圧力が前記調圧器（83）により上昇され
    る、請求項８又は９に記載の空気式ショックアブソー
    バ。
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