JPH0676736U - 流体圧式緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】油圧などの流体によって移動体の運動エネルギ
ーを吸収する流体圧式緩衝装置に関し、横荷重に対する
機械的強度を高めるとともに小型化を可能にすることを
目的とする。 【構成】圧力チューブ１２内でのピストン１４の移動に
よって衝撃を吸収する流体圧式緩衝装置１において、ピ
ストン１４に連結された互いに平行な複数のピストンロ
ッド１５，１６と、これらピストンロッド１５，１６の
外側の端部を互いに連結固定する連結固定部材２０とを
有し、連結固定部材２０及び複数のピストンロッド１
５，１６を介してピストン１４に衝撃力を伝え、ピスト
ン１４を移動させるように構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、油圧などの流体によって移動体の運動エネルギーを吸収する流体圧 式緩衝装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、油圧式緩衝装置は、軸方向に沿って配置された複数の穴を有する圧力 チューブ内をピストンが直線移動することにより、圧力チューブ内の圧油が穴か ら流出するとともに、当該穴からの流出抵抗に基づく圧力チューブ内の背圧によ って緩衝作用を発揮させるようになっている。

【０００３】 ピストンには、その中央に軸方向に延びる１本のピストンロッド（通常は円柱 状）が連結されており、移動体がピストンロッドの外端側の当接部に衝突すると 、移動体に押されてピストンロッド及びピストンが移動する。すなわち、衝撃力 はピストンロッドを介してピストンに伝わる。

【０００４】 さて、緩衝装置の使用に際しては、移動体の形態や設置場所（取付け位置）の 制約などによって、緩衝装置の軸方向と移動体の移動方向とが一致しない場合が しばしば発生する。

【０００５】 このような場合において、ピストンロッドには、軸方向の衝撃力とともに、軸 方向と直交する方向の衝撃力（いわゆる横荷重）が加わる。このため、従来では 、設計の段階でピストンロッドの径を十分に大きくすることによって、曲げ応力 （横荷重に対する機械的強度）が高められ、横荷重によるピストンロッドの屈曲 が防止されていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、ピストンロッドの径を大きくすると、ピストン移動時に圧力チューブ 内に進入するピストンロッドの体積が増大し、その分だけ圧力チューブの容積が 減少することになるので、圧力チューブから押し出された油を蓄圧するためのア キュームレータの容量を増加する必要がある。

【０００７】 このため、従来の緩衝装置では、大容量のアキュームレータを内蔵する必要が あることから、小型化が困難であるという問題があった。 なお、横荷重によるピストンロッドの屈曲を防止する他の方法として、ピスト ンロッドの先端に偏角度アダプタを取り付け、横荷重を偏角度アダプタによって 吸収する方法が知られている。ただし、この方法は、緩衝装置の全長が増大する ので、設置スペースに余裕がなければ用いることができない。

【０００８】 本考案は、上述の問題に鑑み、横荷重に対する機械的強度を高め、且つ小型化 を可能にすることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る装置は、上述の課題を解決するため、圧力チューブ内でのピスト ンの移動によって衝撃を吸収する流体圧式緩衝装置において、前記ピストンに連 結された互いに平行な複数のピストンロッドと、これらピストンロッドの外側の 端部を互いに連結固定する連結固定部材とを有し、 前記連結固定部材及び前記複数のピストンロッドを介して前記ピストンに衝撃 力を伝え、当該ピストンを移動させるように構成されてなる。

【００１０】

【作用】

複数のピストンロッドは、連結固定部材によって一体化されており、衝撃力を 受けるとピストンを押しながら直線移動する。

【００１１】 このとき、一体の各ピストンロッドにおいて、横荷重に対する機械的強度を示 す断面係数は、これらピストンロッドの断面積の合計と同一の断面積を有する単 一のピストンロッドの断面係数よりも大きい。

【００１２】 つまり、ピストンロッドの個数を複数とすることにより、ピストンロッドの個 数を単数とする場合に比べて、ピストンロッドの進入による圧力チューブの容積 変化の変化量を増やすことなく（断面積を増やすことなく）、横荷重に対する機 械的強度を高めることができる。また、逆に横荷重に対する一定の機械的強度を 確保しつつ、容積変化の変化量を少なくしてアキュームレータを小容量化し、装 置の小型化を図ることができる。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案に係る緩衝装置１の断面正面図、図２は複数のピストンロッドの 形状及び配置関係を示す断面図、図３は図１の緩衝装置１の使用形態の一例を示 す図である。

【００１４】 緩衝装置１は、リザーバチューブ１１、リザーバチューブ１１と同芯状に装着 された圧力チューブ（インナーチューブ）１２、エンドカバー１３、ピストン１ ４、２本のピストンロッド１５，１６、ロッドブシュ１７、圧縮コイルばね１８ 、アキュムレータ１９、及びブラケット２０などから構成されている。緩衝装置 １では、リザーバチューブ１１とエンドカバー１３とロッドブシュ１７とによっ て、圧油ＨＹを密封して蓄える全体の容器が形成されている。

【００１５】 エンドカバー１３は、リザーバチューブ１１にねじ込まれている。ロッドブシ ュ１７は、リザーバチューブ１１に嵌め込まれ、止め輪５５によって位置決めさ れている。なお、エンドカバー１３には油を封入するための透孔４８が設けられ ており、この透孔４８は、油を封入した後に鋼球６０及びそれを固定する埋込み ネジ５２によって閉塞されている。

【００１６】 ピストンロッド１５，１６は、内端側を小径とした２段の円柱状に形成されて おり、それぞれの大径部（主部）はロッドブシュ１７を貫通して外部に突出して いる。各ピストンロッド１５，１６の外側の端部にはボルト５１によってブラケ ット２０が取り付けられており、これによって各ピストンロッド１５，１６の外 端が互いに連結固定されている。ブラケット２０の中央部の外側には、図示しな い移動体と当接するバンパー２１が取り付けられている。また、各ピストンロッ ド１５，１６の内側の端面には、圧縮コイルばね１８により付勢されたばね受け リング２３が当接している。

【００１７】 圧縮コイルばね１８はピストン１４を左方向に付勢し、常時はピストン１４を 復帰させている。アキュムレータ１９はピストン１４のストローク位置による内 部容積の変化を吸収する。

【００１８】 ピストン１４は、各ピストンロッド１５，１６の小径部が貫通する２つの透孔 ４５を有し、衝撃吸収時には、各ピストンロッド１５，１６の段差面と当接した 状態で、各ピストンロッド１５，１６の矢印Ｍ１方向の移動にともなって圧力チ ューブ１２の内周面を摺動する。また、復帰時には、ピストン１４は、各ピスト ンロッド１５，１６の小径部の所定位置に軸着された係合ピン２４と当接した状 態で、衝撃吸収時と反対の方向へ移動する。

【００１９】 圧力チューブ１２には、複数のオリフィス４１，４１が軸方向に沿って適当に 配置されて設けられている。バンパー２１に移動体が衝突し、ピストンロッド１ ５，１６とともにピストン１４が矢印Ｍ１方向に摺動移動すると、圧力チューブ １２の内側の圧油ＨＹは、オリフィス４１を通って圧力チューブ１２とリザーバ チューブ１１との間隙に流入し、戻り孔４２を通って圧力チューブ１２の内側へ 戻る。ピストンロッド１５，１６の進入によって余った圧油ＨＹは、アキューム レータ１９に入って蓄圧される。

【００２０】 圧油ＨＹがオリフィス４１を通るときの流出抵抗によって圧力チューブ１２内 に圧力が発生するので、これによって移動体の運動エネルギーが吸収され、緩衝 作用が発揮される。なお、ピストン１４はそのストローク端に至って停止する。

【００２１】 その後、移動体がバンパー２１から離れるように移動して緩衝装置１に対する 負荷が取り除かれると、圧縮コイルばね１８によってピストン１４及びピストン ロッド１５，１６は元の位置へ復帰する。

【００２２】 さて、本実施例の緩衝装置１では、図２に示すように、２本のピストンロッド １５，１６は、外径ｄが等しく、圧力チューブ１２の中心軸Ｏに対して対称に配 置されている。

【００２３】 緩衝装置１を、例えば図３に示すように軸３を中心に回動（揺動）するレバー ２の緩衝に用いる場合において、緩衝装置１には、軸方向の衝撃力Ｆ１及び軸方 向と直交する方向の衝撃力（横荷重）Ｆ２が加わる。そして、ブラケット２０に よって一体化されたピストンロッド１５，１６（以下、これらを１つの剛性体と して扱う）では、外力Ｆ１，Ｆ２に対応する圧縮応力及び曲げ応力が生じる。

【００２４】 ここで、ピストンロッド１５，１６の配列方向と横荷重Ｆ２の作用方向とが一 致するように、緩衝装置１を支持体に取り付けるものとする。そうすると、ピス トンロッド１５，１６において、横荷重に対する機械的強度を示す断面係数Ｚは 、各ピストンロッド１５，１６の軸心と圧力チューブ１２の中心軸Ｏとの距離を ｅ（本実施例ではｅ＝ｄ）として、式（１）で表される。

【００２５】 Ｚ＝〔（πｄ⁴ ／３２）＋（πｄ² ・ｅ² ）〕／〔ｅ＋（ｄ／２）〕 ＝〔（πｄ⁴ ／３２）＋πｄ⁴ 〕／〔ｄ＋（ｄ／２）〕 ＝（１７／４８）πｄ³ ≒１．１１３ｄ³ …（１） またピストンロッド１５，１６を合わせた断面積Ｓは、式（２）で表される。

【００２６】 Ｓ＝π（ｄ／２）² ×２＝（π／２）ｄ² …（２） 一方、断面積Ｓを有する円柱体を考えると、その外径（断面の直径）ｄｊ、及 び断面係数Ｚｊは、式（３），（４）で表される。

【００２７】 ｄｊ＝２^1/2 ｄ …（３） Ｚｊ＝π（ｄｊ）³ ／３２＝π（２^1/2 ｄ）³ ／３２ ＝（２^1/2 ／１６）πｄ³ ≒０．２７８ｄ³ …（４） つまり式（１）及び式（４）から明らかなように、本実施例の緩衝装置１は、 従来の単一のピストンロッドを有した緩衝装置と比べて、内部容積の変化量（ピ ストンロッドの断面積に比例する）を同一とすれば、横荷重に対して約４（Ｚ／ Ｚｊ）倍の機械的強度を有していることになる。

【００２８】 また、単一のピストンロッドで緩衝装置１と同様の機械的強度を得ようとすれ ば、その外径をピストンロッド１５，１６の約２．２５倍（２．２５ｄ）の値と する必要があり、そのとき単一のピストンロッドの断面積は上述の断面積Ｓの約 ２．５倍となる。言い換えれば、本実施例の緩衝装置１は、緩衝装置１と同じ機 械的強度を有した従来の緩衝装置と比べて、内部容積の変化量が約４分の１（１ ／２．５）となり、アキュームレータ１９の小容量化を図ることができる。

【００２９】 上述の実施例においては、ピストンロッド１５，１６の互いの間隔を外径ｄと 同一としたが、この間隔はリザーバチューブ１１の径などに応じて適宜変更する ことができる。例えば理論的にはピストンロッド１５，１６を近接配置した場合 にも、上述のように機械的強度の向上及びアキュームレータ１９の小容量化を図 ることができる。ただし、実際には、ピストンロッド１５，１６を所定距離だけ 離した方が、ピストンロッド１５，１６とロッドブッシュ１７との間のシールを 容易化することができる。

【００３０】 上述の実施例においては、ピストンロッド１５，１６の個数を２としたが、個 数を３以上とすることができる。例えば３本のピストンロッドを円周上の等分割 位置に配置し、複数方向の横荷重に対する機械的強度を高め、使用形態の多様化 を図るようにしてもよい。その他、ピストン１４の構造、復帰機構、圧油ＨＹの 流路構成などを含め、各部の構成は使用形態に応じて種々変更することができ、 また、流出抵抗の調整機構を設けることもできる。

【００３１】

【考案の効果】

本考案によれば、複数のピストンロッドの配列方向が横荷重の作用方向と一致 するように配置して使用することにより、横荷重に対する機械的強度を高めるこ とができ、ピストンロッドの断面積に依存する内部容積の変化量を機械的強度の 増加分だけ低減してアキュームレータの小容量化を図ることによって、装置を小 型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る緩衝装置の断面正面図である。

【図２】複数のピストンロッドの形状及び配置関係を示
す断面図である。

【図３】図１の緩衝装置の使用形態の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 緩衝装置（流体圧式緩衝装置） １２ 圧力チューブ １４ ピストン １５，１６ ピストンロッド ２０ ブラケット（連結部材）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力チューブ内でのピストンの移動によっ
   て衝撃を吸収する流体圧式緩衝装置において、 前記ピストンに連結された互いに平行な複数のピストン
   ロッドと、これらピストンロッドの外側の端部を互いに
   連結固定する連結固定部材とを有し、 前記連結固定部材及び前記複数のピストンロッドを介し
   て前記ピストンに衝撃力を伝え、当該ピストンを移動さ
   せるように構成されてなることを特徴とする流体圧式緩
   衝装置。