JPH0972369A - 衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動体の停止時の衝撃吸収を動力の消費なく
緩やかに行う。 【解決手段】 固定体６０に固設したシリンダ１０のシ
リンダ室１０ａを切換弁２０の逆止弁２１を介して蓄圧
器３０に連通させると共に、逆方向の逆止弁４０を介し
てリザーバタンク５０に連通させる。可動体１０が可動
範囲を越えて矢示Ａ方向からロッド１２の一端に当接す
るとシリンダ室１０ａ内の圧油は逆止弁２１を開いて蓄
圧器３０に流入し、蓄圧器３０内の圧油がプランジャ１
１に作用して可動体７０を減速させ低いレベルで衝撃を
吸収すると共に、可動体７０の運動エネルギを畜圧器３
０の流体エネルギに変更して回収し、可動体７０の反対
方向の移動に補助動力として利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、質量を有する可
動体の搬送装置等において、この可動体が所定の可動範
囲を越えるような時に制動を行うようにした衝撃吸収装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の衝撃吸収装置としては、
例えば図４に示すようなものがある。これを簡単に説明
すると、内部に絞り１１ａを備えたプランジャ１１の両
側にロッド１２ａ，１２ｂを設けた両ロッドのシリンダ
１０は、図示しない可動体と固定体とのいずれか一方に
固設され、この可動体が可動範囲を越えた時にロッド１
２ａ又は１２ｂがストッパとなる他方に当接するように
構成されている。

【０００３】この当接により、プランジャ１１によって
隔離され内部にプランジャ１１の位置決め用スプリング
１３ａ，１３ｂを有するシリンダ１０の第１のシリンダ
室１０ａと第２のシリンダ室１０ｂ内の流体が絞り１１
ａを通過していずれか一方から他方に流入する。流入す
る流体の流量は可動体と固定体との相対移動速度に比例
し、流体が絞り１１ａを通過する際に生じる圧力損失が
プランジャ１１に作用することによりロッド１２ａ，１
２ｂに抗力が発生して可動体の制動力となり衝撃が吸収
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の衝撃吸収装置にあっては、可動体の運動エネ
ルギを絞りによって熱に変換することにより可動体を停
止させるものであるので、エネルギの損失を招き動力の
浪費となるという問題点があった。その際生じる制動力
は可動体の速度の自乗に比例するので、可動体が高速で
移動している制動開始時には制動力が大きく、低速の停
止直前には制動力が小さくなる。これを換言すると、制
動開始時には可動体に大きな制動力が作用して大きな衝
撃が発生し、シリンダ室及びそれに通ずる連通路には大
きなサージ圧が発生する結果となる。

【０００５】このような衝撃やサージ圧の発生を回避す
るため、可動体と固定体との衝突によりシリンダから排
出される圧油の大部分を蓄圧器で吸収することにより緩
衝能力及び制動能力を向上させると共に、蓄圧器で吸収
した圧油を次回の衝突に備えて絞り弁を介してリリーフ
弁から放出するようにしたストッパの緩衝回路が開示さ
れている（例えば実開昭６４−５３５３６号公報参
照）。

【０００６】しかし、このような構成によれば、衝撃を
低いレベルで吸収することは可能であるが、蓄圧器に蓄
積された圧油は絞り弁，リリーフ弁によって熱に変換し
て消費されるため、動力の消費を回避することは不可能
であった。この発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、衝撃の吸収を動力の消費なしに行うことを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、可動体と固定体とのいずれか一方に固設
され、プランジャの移動により流体で満たされたシリン
ダ室の容積が変化するシリンダと、一端が上記プンジャ
に係合し他端が上記可動体と固定体との他方に係合する
ロッドと、上記シリンダ室からの流体の流出のみを許容
する逆止弁を介して上記シリンダ室に連通する蓄圧器
と、この蓄圧器から上記シリンダ室への連通路を開閉す
る弁とを設けた衝撃吸収装置を提供するものである。

【０００８】また、上記の装置において、上記シリンダ
のシリンダ室に、上記蓄圧器と並列に上記シリンダ室へ
の流体の流入のみを許容する逆止弁を介して連通するリ
ザーバタンクを設けるようにするのが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて具体的に説明するが、図４に対応する部分に
は同一の符号を付してその部分の説明は省略する。図１
は、この発明の一実施形態を示す油圧回路図である。

【００１０】シリンダ１０は、ロッド１２を一体とした
プランジャ１１を摺動自在に嵌挿し、プランジャ１１の
移動によって容積が変化し内部にスプリング１３を係着
したシリンダ室１０ａを有している。

【００１１】このシリンダ室１０ａの一端を、切換弁２
０の逆止弁２１を介して連通路１４により蓄圧器３０に
連通させてシリンダ室１０ａから蓄圧器３０の方向への
圧油の通過を許容すると共に、連通路１５により逆止弁
４０を介してリザーバタンク５０に連通させ、リザーバ
タンク５０からシリンダ室１０ａへの圧油の通過を許容
している。そして、上記のシリンダ１０を、図２に示す
ように、固定体６０に固設し、ロッド１２の一端に可動
体７０を当接させるようにして衝撃吸収装置を構成す
る。

【００１２】次に、上記のような構成からなる衝撃吸収
装置の作用を図２及び図３を参照して説明する。図示し
ないアクチュエータに駆動されて図２の矢示Ａ方向に移
動する可動体７０が可動範囲を越えてロッド１２の一端
に当接すると、ロッド１２を介してプランジャ１１が同
方向に駆動され、シリンダ１０のシリンダ室１０ａ内の
圧油は圧縮されてその油圧が上昇する。シリンダ室１０
ａの圧力が蓄圧器３０の気体封入圧力より高くなると、
シリンダ室１０ａ内の圧油は連通路１４を通り切換弁２
０の逆止弁２１を開いて蓄圧器３０に流入する。

【００１３】これにより、蓄圧器３０の圧油がシリンダ
室１０ａを経てプランジャ１１に作用するようになり、
ロッド１２を介して可動体７０の動きが制動される。制
動開始から停止まで蓄圧器３０の圧力はほぼ一定である
ので、可動体７０を停止させる減速力もほぼ一定とな
り、可動体７０は減速区間内で等加速度運動をすること
になる。この過程で圧油が逆止弁２１を通過する際の圧
力損失は僅かであるので、シリンダ１０の摩擦及び連通
路１４の圧力損失や漏れが大きくなければ、可動体７０
の運動エネルギはきわめて効率よく蓄圧器３０の流体エ
ネルギに変換される。

【００１４】また、図３に示すように、可動体７０を矢
示Ｂ方向に移動させる行程においては、切換弁２０を切
り換えて蓄圧器３０の圧油をシリンダ１０のシリンダ室
１０ａへ連通させる。これにより、シリンダ室１０ａ内
の圧力が上昇しプランジャ１１，ロッド１２を介して可
動体７０を矢示Ｂ方向にほぼ等加速度で加速する。この
場合は蓄圧器３０の流体エネルギはきわめて効率よく可
動体７０の運動エネルギに変換される。

【００１５】可動体７０が停止してから再び移動するま
で停止時間は任意であるが、その停止状態がそれ程長く
保持されない場合は、蓄圧器３０の気体の断熱圧縮によ
る発熱が熱交換される際の僅かなエネルギ損失を除け
ば、可動体７０の殆どすべての運動エネルギを回収して
次の動作に利用することができるので、可動体７０が動
作範囲を越えるようなことがあっても大きなエネルギ損
失が発生することはない。

【００１６】なお、図１乃至３中のリザーバタンク５０
は連通路１５を通り逆止弁４０を介してシリンダ１０の
シリンダ室１０ａに圧油を流入させ、スプリング１３と
共にロッド１２の初期長を設定するためのものであり、
本発明の基本的な構成となる必要不可欠のものではな
い。また、上記実施形態では、逆止弁２１を複合化した
切換弁２０を示しているが、これらを別個に構成しても
所要の動作を得ることができ、シリンダを両ロッドシリ
ンダとして各シリンダ室に同様の連通路を設けたり、一
対のプランジャとロッドによって構成されるシリンダの
シリンダ室に同様の連通路を設けたりすることも可能で
ある。

【００１７】さらに、上記実施形態では、衝撃吸収装置
のシリンダを固定体側に固設した場合について説明した
が、シリンダを可動体側に固定してもよい。この時、可
動体の停止位置を設定するストッパは必ずしも可動体の
可動範囲外に設けなくてもよく、そのストッパも固定で
なく可動のものであっても差支えない。さらにまた、衝
撃吸収用の蓄圧器を他の液圧システムに連通して他の装
置の運動エネルギとして利用することも可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明による衝撃
吸収装置は、可動体の停止時にシリンダ室から流出した
流体を蓄圧器に流入させることにより、簡単で安価な構
成で可動体の運動エネルギを効果的に回収し、蓄圧器の
流体エネルギとして有効に利用することができると共
に、シリンダ室の圧力上昇を緩やかにしてサージ圧の発
生を防止し、きわめて低いレベルで衝撃を吸収すること
ができる。

【００１９】そして、衝撃吸収時に蓄圧器に蓄えたエネ
ルギを可動体を駆動するアクチュエータ等の動力源の補
助動力とすることができるので、動力源の消費エネルギ
を大幅に削減し得ると共に、電源装置や電動機等から構
成される動力源の容量を低く抑えることができ、コスト
の低減を図ることが可能となる。

【００２０】また、上記の衝撃吸収装置において、シリ
ンダのシリンダ室に、流体の流入のみを許容する逆止弁
を介してリザーバタンクを連通させるようにすると、こ
のリザーバタンクからの流体の流入量を加減することに
より、プランジャの位置を移動させてそれに係合するロ
ッドの初期長を容易に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す油圧回路図であ
る。

【図２】同じくその衝撃吸収時の作動状態を示す説明図
である。

【図３】同じくその可動体駆動時の作動状態を示す説明
図である。

【図４】従来の衝撃吸収装置を例示する油圧回路図であ
る。

【符号の説明】

１０：シリンダ １１：プランジャ １２：ロッド １３：スプリング １４，１５：連通路 ２０：切換弁 ２１，４０：逆止弁 ３０：蓄圧器 ５０：リザーバタンク ６０：固定体 ７０：可動体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動体と固定体とのいずれか一方に固設
   され、プランジャの移動により流体で満たされたシリン
   ダ室の容積が変化するシリンダと、一端が前記プランジ
   ャに係合し他端が前記可動体と固定体との他方に係合す
   るロッドと、前記シリンダ室からの流体の流出のみを許
   容する逆止弁を介して前記シリンダ室に連通する蓄圧器
   と、該蓄圧器から前記シリンダ室への連通路を開閉する
   弁とを設けたことを特徴とする衝撃吸収装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の衝撃吸収装置において、
   前記シリンダのシリンダ室に、前記蓄圧器と並列に前記
   シリンダ室への流体の流出のみを許容する逆止弁を介し
   て連通するリザーバタンクを設けたことを特徴とする衝
   撃吸収装置。