JPH06173997A - 緩衝ストッパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運動部体を停止させる際に衝撃を著しく減ず
ることができる緩衝ストッパーを提供する。 【構成】 緩衝ストッパー１は、流体を満たしたシリン
ダー３と、シリンダー３内を移動するピストン５と、シ
リンダー３とピストン５とで仕切られる流体室Ａ、流体
室Ｂの間を連通し、かつピストン５の移動位置に応じて
流体の移動し易さを変化させる流通制御手段７とを備え
ている。また、流体制御手段７は、連通孔２５，２５，
…、流量調整弁２７，２７，…、管路２９，２９，…、
共通管路３１からなる。連通孔２５，２５，…は、シリ
ンダー３部分に、ピストン５の移動方向に複数穿設され
ている。前記連通孔２５，２５，…は、管路２９，２
９，…、共通管路３１を介して流体室Ｂに連通されてい
る。管路２９，２９，…を流れる流体は、流量調整弁２
７，２７，……によって流量が調整される。また、ピス
トン５には、流体室Ａ、流体室Ｂの間を連通する流通路
２１及び該流通路２１を介して流体室Ｂから流体室Ａへ
の流体の流入を許容するが、流体室Ａから流体室Ｂへの
流体の流入を阻止する逆止弁２３を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械の構造等において
運動部体を停止させることのできる緩衝ストッパーに関
し、特に前記運動部体を停止させる際に衝撃を著しく減
ずることができる緩衝ストッパーに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、機械の構造等において、運動部
体を停止させる場合に、停止位置あるいはその近傍にス
トッパーを設け、当該ストッパーに運動部体の端面等を
衝突させることにより運動部体を停止させていること
は、周知のとおりである。

【０００３】このような運動部体を停止させる構造の場
合には、その衝突時の衝撃のために、次のような不都合
が生じている。 （１）衝突時等に不必要な衝撃音が発生すること。 （２）衝突部分を傷めること。 （３）機械全体または衝突部分周辺に振動を与えて精度
を低下させること。 （４）センサー等が装置されている場合には、センサー
の検出精度を狂わせること。

【０００４】このため、その衝撃を緩める目的で、ゴム
やプラスチックの緩衝材を使用し、あるいはオイルシリ
ンダーや磁気的手段を使用して緩衝させることが行われ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゴムや
プラスチックのような弾性体による緩衝材の場合には、
上記運動部体に与える負の加速度を得るための力が緩衝
材の変形量に比例に近い変化をし、また運動がゼロにな
っても、その力が働いて停止しないという欠点があっ
た。

【０００６】また、上記弾性体の場合には、材質が経年
変化等による劣化等、弾性の大きさに変化を起こし易
く、緩衝効果や停止位置の安定性が害され易かった。も
ちろん、このような理由から、ばね等による緩衝材もス
トッパーに使用することはなかった。

【０００７】さらに、上述した磁気的手段を使用した場
合、その構造が複雑となり、かつ製品コストが高価にな
って、広くは用い難かった。

【０００８】加えて、オイルシリンダーも衝撃を著しく
和らげるという効果がないという問題点もあった。

【０００９】つまり、ストッパーとしては、衝撃の少な
い減速と、停止位置の繰り返し精度の良いという性能が
あることが望まれているが、従来のストッパーでは、こ
のような十分な効果が挙げられないという不都合があっ
た。

【００１０】本発明は、上述した問題点を解消し、運動
部体を停止させる際に衝撃を著しく減ずることができる
緩衝ストッパーを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の緩衝ストッパーは、流体を満たしたシリン
ダーと、該シリンダー内を移動するピストンと、該シリ
ンダーとピストンとで仕切られる流体室の間を連通し、
かつピストンの移動位置に応じて流体の移動し易さを変
化させる流体制御手段とを備え、前記ピストンには前記
流体室の間を連通する流通路及び該流通路を介する流体
の一方向のみからの流入を許容する逆止弁を設けたこと
を特徴とするものである。

【００１２】また、前記流体制御手段は、シリンダー内
面にピストンの位置に応じて断面積が変化する制御溝か
ら構成することが望ましい。

【００１３】さらに、前記流体制御手段は、シリンダの
ピストン摺動部であってピストン移動方向に複数穿設し
た連通孔と、前記各連通孔にそれぞれ接続され、かつ通
過する流体の流量を調整できる流量調整弁を設けてなる
管路と、前記各管路が連通された共通管路とを有し、前
記共通管路を、力が作用したときにピストンが移動する
方向とは反対側の流体室に連通するようにすることが望
ましい。

【００１４】

【作用】本発明では、次のような点を考慮してなされた
ものである。すなわち、運動部体を停止させるときの衝
撃は負の加速度を与える力の最大値で決まる。また、そ
の衝撃は停止動作が開始してから終了するまでの時間が
長い程小さくなるが、この停止時間は通常短いほどよい
とされている。そして、停止動作中においては、運動部
体に加わる衝撃の圧力は一定と考えてよい。そして、こ
の停止動作中の負の加速度が一定であるときに、この時
間内の負の加速度の最大値が徐々に小さくなり、このた
めの力の最大値が最小となるものである。

【００１５】そこで、本発明は、シリンダーとピストン
とでシリンダー内に形成される流体室に流体を満たし、
かつ両流体室を流体制御手段で連通して流体が両流体室
間を移動可能とし、かつ流体の移動のし易さを前記流体
制御手段で制御することにより、停止動作中の負の加速
度を一定とし、この動作時間内の負の加速度の最大値が
徐々に小さくできるようにしたものである。

【００１６】

【実施例】以下、本発明について図示の実施例を参照し
て説明する。

【００１７】図１は、本発明の緩衝ストッパーの第一実
施例を示す断面図である。図２は、同実施例の一部を示
す説明図である。

【００１８】これらの図において緩衝ストッパー１は、
シリンダー３、ピストン５、流体制御手段７を主な構成
要素とし、次のように構成されている。すなわち、シリ
ンダー３は閉じた円筒形状をしており、このシリンダー
３内にはピストン５が摺動自在に設けられている。前記
ピストン５にはシャフト９が固定されており、かつ前記
シャフト９は、前記シリンダー３の図示左側側壁１１に
設けられた摺動部１３に摺動自在に支持されている。こ
のシャフト９は、ピストン５と一体的に移動するように
なっている。また、前記シリンダー３はピストン５とと
もに流体室Ａ、流体室Ｂを形成しており、ピストン５の
移動に伴って流体室Ａ、流体室Ｂの大きさが相対的に変
化するようになっている。前記流体室Ａ及び流体室Ｂに
は、所定の粘度を有する流体、例えば油が充満されてい
る。

【００１９】また、上記流体室Ａ内において、シリンダ
ー３の側壁１５の内面とピストン５との間にはコイルば
ね１９が設けてあり、前記ピストン５はコイルばね１９
により図示左方向に付勢されている。

【００２０】前記ピストン５には流体室Ａと流体室Ｂと
を連通する流通路２１が形成されており、かつこのピス
トン５の流体室Ａ側の面における前記流通路２１の端部
に逆止弁２３を設け、この逆止弁２３は流体室Ｂから流
体室Ａに向かう油を自由に流入させるが、流体室Ａから
流体室Ｂに向かう油を阻止するようになっている。

【００２１】この逆止弁２３は、例えば、図２に示すよ
うに、弾性体で構成された弁体２２をピン２４でピスト
ン５の流体室Ａ側の面に固定しており、かつ弁体２２が
流通路２１を塞ぐような形状として取り付けられてい
る。これにより、弁体２２は、流体室Ａ側の油の圧力が
高くなるとピストン５の面に密着して油が流体室Ａから
流通路２１を介して流体室Ｂに流れるのを防止するよう
になっている。一方、流体室Ｂの油の圧力が高くなる
と、流通路２１を通った油が弁体２２を押すため、弁体
２２はピストン５の面から離れて、流体室Ｂから流体室
Ａへの油が流れるようになっている。なお、逆止弁２３
の構造は、これに限定されるものではなく、ピストン５
に装備できるものであればどのような構造であってもよ
く、またピストン５の面に取り付けることなく、ピスト
ン５の流通路２１内に設けるものであってもよい。

【００２２】上記流体制御手段７は、前記シリンダー３
とピストン５とで仕切られる流体室Ａ及び流体室Ｂの間
を連通し、かつピストン５の移動位置に応じて流体の移
動し易さを変化させるようになっており、次のような構
造となっている。すなわち、シリンダー３の周壁には、
ピストン５の移動方向に位置をずらした連通孔２５，２
５，…が複数個穿設されている。これら連通孔２５，２
５，…には、流量調整弁２７，２７，…を備えた管路２
９，２９，…の各一端がそれぞれ接続されている。これ
ら流量調整弁２７，２７，…は、各管路２９，２９，…
を通過する油の流量を個々に調整できるようになってい
る。また、前記管路２９，２９，…の各他端は共通管路
３１に連通されており、かつこの共通管路３１は力作用
側の流体室である流体室Ｂに連通されている。なお、シ
ャフト９の一端には、運動部体の作用力を受ける受部３
３が設けてある。

【００２３】このような実施例の作用を以下に説明す
る。

【００２４】＜何も負荷しない場合の動作＞シャフト９
の受部３３に何の負荷もない場合であって、例えばピス
トン５が図示右端にあったとすると、ピストン５は、コ
イルばね１９の付勢作用によって図示左側に移動するこ
とになる。この場合には、逆止弁２３は阻止作用をしな
いので、流体室Ｂの油はピストン５の流通路２１を通っ
て流体室Ａに移動する。このため、ピストン５は、短時
間でシリンダー３の図示左端に移動し、受部３３に力を
受ける準備ができる。

【００２５】＜停止作用の説明＞上述したようにピスト
ン５がシリンダー３の図示左端にあって、前記受部３３
に力を受ける準備ができた状態の場合に、運動部体が図
示矢印のように受部３３に衝突すると、その作用力はシ
ャフト９を介してピストン５に至り、ピストン５がシリ
ンダー３内を図示右側に移動する。これにより、流体室
Ａ内の油は圧力が高くなって逆止弁２３を閉止させると
ともに、管路２９，２９，…、共通管路３１を通って流
体室Ｂに流れ込む。このときに、各管路２９，２９，…
に流入する油は、流量調整弁２７，２７，…で調整され
た流量で流れることになる。また、ピストン５は、同時
に図示右側に移動を開始する。

【００２６】移動するピストン５は、シリンダー３の内
面の連通孔２５，２５，…を順次閉止してゆく。したが
って、ピストン５の移動に伴って、油の流れ得る管路２
９，２９，…の本数は減じてゆき、かつ油の流れやすさ
は減ってゆくことになる。そして、ピストン５は、次第
に減速してゆき、ついには停止する。

【００２７】このように上述した第一実施例によれば、
連通孔２５，２５，…及び管路２９，２９，…の個数、
各管路２９，２９，…の太さ及び形状、油の粘度、各管
路２９，２９，…に備えられた流量調整弁２７，２７，
…を調節することにより、一定の運動部体の運動に対し
て、停止動作時間内の抵抗を比較的に平坦にすることが
でき、かつ負の加速度を事実上平坦にすることができ
る。

【００２８】図３は、本発明の第二実施例を示す断面図
である。図４は、同第二実施例のIV−IV線断面図であ
る。

【００２９】これらの図において、本発明の第二の実施
例は、シリンダー３ａの内周面にピストン５の位置に応
じて断面積が変化する制御溝３５を形成することにより
流体制御手段７ａを構成した点が、第一実施例と大きく
異なる点である。したがって、第一実施例と同一構成要
素のものには、同一の符号を付して説明を省略すること
にする。

【００３０】ここで、上記流体制御手段７ａについて、
さらに説明すると、閉じた円筒形状をしたシリンダー３
ａの内周面に、その軸方向に制御溝３５が形成されてい
る。この制御溝３５は、その断面積が図の左から右に行
くに従って小さくなるようにしてある。また、ピストン
５の両面にはシャフト９ａ，９ｂが固定されており、シ
ャフト９ａは図示右側側壁１１の摺動部１３で摺動自在
に支持されており、シャフト９ｂは図示左側側壁１５ａ
の摺動部３７で摺動自在に支持されている。なお、シャ
フト９ａには、受部３３が形成されている。

【００３１】このような第二実施例の作用を説明する。

【００３２】ピストン５は、図の左端に位置しているも
のとする。ここで、受部３３に図示矢印のように受部３
３に衝突すると、その作用力はシャフト９ａを介してピ
ストン５に至り、ピストン５がシリンダー３ａ内を図示
右側に移動する。これにより、流体室Ａ内の油は圧力が
高くなって逆止弁２３を閉止させるとともに、油は制御
溝３５を通して流体室Ｂに流れ込む。

【００３３】このときに、ピストン５の移動に伴って制
御溝３５の開孔部が狭くなるとともに、制御溝３５の断
面積が小さくなるため、油は流れにくくなり、ピストン
５は減速してゆくことになる。そして、ピストン５がつ
いに制御溝３５の開孔部を閉止してしまうと、ピストン
５は停止する。

【００３４】このような動作によって、負の加速度は、
ピストン５の負の加速度を停止動作時間中に事実上平坦
にすることが可能になる。

【００３５】また、上記第二の実施例は、シリンダー３
の内周面に制御溝３５を作ることだけであり、簡単な構
造で、低コスト化することができる。

【００３６】さらに、上記第二の実施例は、シャフト９
ａが摺動部１３で摺動自在に、シャフト９ｂが摺動部３
７でそれぞれ支持されているので、ピストン５の移動が
円滑になる。

【００３７】なお、上記第二実施例によれば、制御溝３
５の断面形状を深くすることや、平らにすることもで
き、さらに複数の制御溝３５や枝分かれした制御溝３５
とすることにより、緩衝特性あるいはストップ特性を変
化させることもできる。

【００３８】上記第一実施例及び上記第二実施例では、
シリンダー３及びシリンダー３ａの流体室Ａ、Ｂに封入
する流体として所定の粘度を有する油を例に挙げて説明
したが、使用する態様によって流体を、他の液体や気体
を利用することも考えられる。ここで、気体を使用した
場合には、気体の圧縮弾性との複合的な効果により、特
殊な緩衝ストッパーとすることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
リンダーとピストンとでシリンダー内に形成される流体
室内間に流体を流体制御手段を介して移動可能とし、か
つその流体の移動のし易さを流体制御手段により制御で
きるようにしたので、運動部体の運動を効果的に停止さ
せることができるとともに、ピストンの負の加速度を停
止動作時間中に平坦にすることができ、かつ運動部体に
与える衝撃を著しく減ずることができる効果がある。

【００４０】また、本発明は、上述したように動作する
ことにより、次のような効果を奏する。 （１）衝突時等に緩衝ストッパーが効果的に衝撃を吸収
するため、不必要な衝撃音を発生することがなくなる
他、衝突部分を傷めることがなくなる。 （２）機械全体または衝突部分周辺に与える振動を緩衝
ストッパーが吸収するので、機械部分の精度を低下させ
ることがない他、センサー等が装置されている場合でも
センサーの検出精度を狂わせることがない。

【００４１】さらに、本発明は、ピストンに、一方向の
みからの流体の流入を許容する流通路及び逆止弁を設け
たので、停止動作中は流通路を介しての流体の流入は起
こらないが、停止動作終了後は流通路を介しての流体の
流入が開始されるため、ピストンは短時間で元の位置に
戻って待機することが可能となる効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の緩衝ストッパーの第一実施例を示す断
面図である。

【図２】同実施例の逆止弁を示す説明図である。

【図３】同第二実施例を示す断面図である。

【図４】同第二実施例のIV−IV線断面図である。

【符号の説明】

１ 緩衝ストッパー ３ シリンダー ５ ピストン ７ 流体制御手段 ７ａ 流体制御手段 ９ シャフト ９ａ シャフト １３ 摺動部 １９ コイルばね ２１ 流通路 ２３ 逆止弁 ２５ 連通孔 ２７ 流量調整弁 ２９ 管路 ３１ 共通管路 ３５ 制御溝 ３７ 摺動部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体を満たしたシリンダーと、該シリン
   ダー内を移動するピストンと、該シリンダーとピストン
   とで仕切られる流体室の間を連通し、かつピストンの移
   動位置に応じて流体の移動し易さを変化させる流体制御
   手段とを備え、前記ピストンには前記流体室の間を連通
   する流通路及び該流通路を介する流体の一方向のみから
   の流入を許容する逆止弁を設けたことを特徴とする緩衝
   ストッパー。
2. 【請求項２】 前記流体制御手段は、シリンダー内面に
   ピストンの位置に応じて断面積が変化する制御溝からな
   ることを特徴とする請求項１記載の緩衝ストッパー。
3. 【請求項３】 前記流体制御手段は、シリンダのピスト
   ン摺動部であってピストン移動方向に複数穿設した連通
   孔と、前記各連通孔にそれぞれ接続され、かつ通過する
   流体の流量を調整できる流量調整弁を設けてなる管路
   と、前記各管路が連通された共通管路とを有し、前記共
   通管路を、力が作用したときにピストンが移動する方向
   とは反対側の流体室に連通してなることを特徴とする請
   求項１記載の緩衝ストッパー。