WO2013190960A1

WO2013190960A1 - 双方向緩衝装置

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Publication number: WO2013190960A1
Application number: PCT/JP2013/064886
Authority: WO
Inventors: 宮里英考; 高桑洋二; 吉永耕大; 三田剛; 松崎幸一; 水口寿雄; 飯田和啓; 金子純也
Original assignee: Smc株式会社
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2013-12-27
Also published as: CN104583638B; US9677639B2; RU2015101712A; TWI512213B; RU2608986C2; KR20150015001A; DE112013003120T5; KR101622988B1; US20150152934A1; CN104583638A; JP2014005850A; TW201413136A; JP5699992B2

Abstract

　シリンダハウジング内を液体が充填された液室とし、該液室内に配設された緩衝機構を保持するロッドをシリンダハウジング外に導出し、上記緩衝機構に、シリンダハウジングとロッドとの間に作用する押圧及び引張方向の外力による相互移動を緩衝停止させる機能を持たせる。上記緩衝機構は、上記液室内に、上記ロッド上にアキュムレータを構成する蓄液室を挟んで配置した一対のピストンとを備え、両ピストンの周面とピストン室内周面との間に、液体に流動抵抗を与える流通間隙を形成させ、両ピストンにそれがピストン室側に押動されるときの蓄液室側への液体の流通は阻止するが逆方向への流通は許容する一方向流路を設ける。

Description

双方向緩衝装置

　本発明は、往復移動する単一の移動部材や、相対的に接離方向に交互にあるいはランダムに移動して衝突する一対の移動部材を、いずれの移動方向においても減速または緩衝的に停止させることができる双方向緩衝装置に関するものである。

　特許文献１に開示されている油圧緩衝器は、加圧された作動油を充填したシリンダ内にピストンを摺動自在に設けてシリンダ内を二つの油室に仕切り、上記ピストンに設けられているピストンロッドを該シリンダから外部に導出して、該シリンダの基端を取付ブラケットを介して本体側に連結すると共に、シリンダの先端から突出するピストンロッドを他の取付ブラケットを介して振動体側に連結し、該ピストンには両油室を連通させる通路を設けてそこに一対の絞り及び一対のリリーフバルブを介装し、上記ピストン内の絞り及びリリーフバルブにより、両油室間を連通させる上記通路における作動油の双方向の流れに減衰力を与え、上記振動体の振動を減衰させるものである。

　なお、上記油圧緩衝器においては、上記ピストンロッド内の一部に、アキュムレータピストンをスプリングで付勢することにより作動油を加圧するアキュムレータを備えているが、この作動油の加圧は、その作動油の体積弾性係数を高めるためのものである。即ち、作動油は空気が混入するとその体積弾性係数が低下するが、その圧力を高めることによって体積弾性係数が上昇する性質があり、そのため、シリンダ内の作動油に予圧を与えることによって、シリンダ内にある程度の空気が混入しても油圧緩衝器が上記振動体の振動に対して所定の減衰特性を発揮できるようにしたものである。

　上述した特許文献１の油圧緩衝器では、ピストン内に一対の絞り及び一対のリリーフバルブを設け、更に、アキュムレータに連通する流路を設けて一対のチェックバルブを介装する必要があり、しかも、ピストンロッドはその内部にアキュムレータや加圧ロッドを挿入する必要があることから、ピストン及びピストンロッドが著しく大径・大型化するばかりでなく内部構造が非常に複雑化し、特許文献１の図面に示された概念的構成によって、所期の目的を達成できるかも知れないが、現実的な設計に著しい困難性があり、一般に多用されている小型の流体圧シリンダに適用することは困難である。

　また、本発明者は、特許文献２において開示されているように、ピストン室内に、該室の液体の量の消耗分を含めて予め充填しておくことにより装置の長寿命化を図るようにした油圧式ショックアブソーバを提案している。このショックアブソーバは、基本的には、シリンダチューブ内のピストン室に、シリンダチューブ内周との間に隙間を保持した状態で軸方向に移動するピストンを備え、該ピストンに取付けてシリンダチューブの外部に導出しているロッドの先端に移動物体を衝突させ、それを緩衝停止させるものであるが、上記シリンダチューブ内にロッドを取り囲むリザーバタンクを設けて該タンク内に弾性部材を収容し、シリンダチューブの充填孔から充填した液体を該弾性部材の収縮により少なくとも予圧を付与した状態で収容可能に形成したものである。

　即ち、上記特許文献２のショックアブソーバは、リザーバタンク内に収容した弾性部材が、ロッドに移動物体が衝突したときに、その弾性部材の収縮によりピストン室から流出する油を収容する空間を形成し、しかも、それに加えて、上記リザーバタンクを、ショックアブソーバの長期に亘る使用による油の漏出分を予め追加収容しておくための収容室としても機能させるものであり、そのため、液室内へ液体を加圧充填できる充填孔を設け、該充填孔から予圧を付与した液体をリザーバタンクに収容可能に形成し、それにより効果的に装置の長寿命化を図れるようにしたものである。

　しかしながら、上記特許文献２のショックアブソーバは、ピストンに連なるロッドをシリンダチューブの一端から外部に突出させ、その先端に衝突する移動物体を緩衝停止させるものである。ところが、一般的に、ショックアブソーバで緩衝停止させるような移動物体としては、単一の移動物体が固定的に配設される装置本体に対して往復動したり、二つの相対的な移動物体が接離方向に交互に、あるいは、ランダムに移動して衝突する場合等があって、それらの往復動あるいは接離方向の移動のいずれをも緩衝停止させる必要がある場合が多く、それらの場合には、いずれにしても、移動物体の移動方向に、一対の反対向きに緩衝停止機能を発揮するショックアブソーバを配設する必要があり、そのような構成を有する双方向緩衝装置が得られれば、移動物体とそれを支持する固定的な装置本体との間、あるいは、二つの接離方向に移動する相対的な移動物体間に、直接あるいは適宜ブラケットを介して取り付けることにより、極めて広範囲に利用可能になることが期待できる。

　そして、このような双方向緩衝装置においても、特許文献２に開示されたショックアブソーバと同様に、リザーバタンク内に予圧を付与た状態で液体を収容可能に形成し、それにより効果的に双方向緩衝装置の長寿命化を図れるようにすることが望まれるが、そのような構成の双方向緩衝装置を、単純に一対のショックアブソーバを逆方向に向けて配設するのではなく、極端に簡単で小型化されたコンパクトな構成のものとして提供することには著しい困難性がある。

特開２００２－１０６６２６号公報国際公開２００８／１３９７８０号公報

　本発明の技術的課題は、往復移動する単一の移動部材や、相対的に接離方向に交互にあるいはランダムに移動して衝突する一対の移動部材を、いずれの移動方向についても減速または緩衝的に停止させる機能を備えた双方向作動の緩衝装置を、従来品より少ない部品数で構成することにより構成の簡単化を図ると共にコンパクト化することにある。

　上記課題を解決するため、本発明によれば、液体が充填された液室を内部に有するシリンダハウジングと、一端が上記液室内に位置して他端が上記液室から上記シリンダハウジングの外部に液密に導出している軸線方向に往復動自在のロッドと、上記液室内において上記ロッドに保持された緩衝機構とを備え、該緩衝機構に、上記シリンダハウジングと上記ロッドとに相対的に作用する押圧方向又は引張方向の外力による該シリンダハウジングと上記ロッドとの相互移動を緩衝的に停止させる機能を持たせた双方向緩衝装置が提供される。
　上記緩衝機構は、上記ロッドの軸線方向異なる位置に保持された第１及び第２のピストンと、該第１及び第２のピストンにより区画された第１及び第２のピストン室と、上記第１のピストンと上記第２のピストンとの間に形成された蓄液室と、液体に流動抵抗を与えるため上記第１及び第２のピストンの外周面と上記液室の内周面との間にそれぞれ形成された流通間隙と、上記第１及び第２のピストン室と上記蓄液室とを結ぶ開閉自在の第１及び第２の一方向流路とを有し、上記第１及び第２の一方向流路は、上記ロッドの往復移動時に、該ロッドの移動方向前方側に位置する一方向流路が閉鎖して該移動方向前方側のピストン室から上記蓄液室に向かう液体の流れを阻止し、上記ロッドの移動方向後方側に位置する一方向流路が開放して上記蓄液室から該移動方向後方側のピストン室に向かう液体の流れを許容するように構成されたことを特徴とする。

　本発明において、上記ロッドは、上記軸線方向に間隔を保って形成されたフランジ状の第１及び第２の区画壁を有し、上記第１及び第２のピストンは、上記第１及び第２の区画壁に上記間隔の外側で隣接する位置に、上記ロッドに対して軸線方向に変位自在なるように配設され、該ロッドの往復動により変位して上記第１及び第２の区画壁に交互に接離し、上記第１及び第２の一方向流路は、上記第１及び第２のピストンの内周面と上記ロッドの外周面との間に形成されて上記第１及び第２のピストン室に常時連通する連通路と、上記第１及び第２の区画壁と上記第１及び第２のピストンとの間に形成されて該連通路と上記蓄液室とを通断する開閉路とにより構成され、上記第１及び第２の区画壁に対する上記第１及び第２のピストンの接離によって上記開閉路が開閉されることを特徴とする請求項１に記載の双方向緩衝装置。
　本発明において好ましくは、上記第１及び第２のピストンの上記第１及び第２のピストン室側を向く側面に、上記連通路を該第１及び第２のピストン室に常に連通させる凹溝が半径方向に形成されていることである。

　また、本発明において、上記ロッドは、上記液室内で上記緩衝機構を保持する緩衝機構保持部と、該緩衝機構保持部に連結されて上記シリンダハウジングの外部に延出する外力伝達部とを有し、上記緩衝機構保持部に、上記第１及び第２の区画壁が形成されると共に上記第２のピストンが設けられ、上記外力伝達部に上記第１のピストンが設けられていても良い。

　さらに、本発明において、上記液室の内径は、上記第１のピストン室と第２のピストン室との間の位置で最も大きく、上記第１のピストン室側及び第２のピストン室側に行くにしたがって次第に小径化されていることが望ましい。

　本発明の好ましい実施形態においては、上記蓄液室内にアキュムレータが形成され、該アキュムレータは、独立気泡を有する伸縮自在の合成樹脂製発泡体からなる弾性部材により形成され、上記シリンダハウジングは、上記液室内へ液体を充填するための充填孔を有し、該充填孔から上記液体が予圧を付与された状態で上記液室内に充填され、該予圧によって上記弾性部材が圧縮されている。

　また、本発明によれば、請求項１から６の何れかに記載の双方向緩衝装置を有するアクチュエータが提供される。このアクチュエータは、駆動機構で直線的に往復駆動される駆動ロッドと、該駆動ロッドで往復駆動される移動部材とを有し、該アクチュエータに、上記双方向緩衝装置を、該双方向緩衝装置のロッドが上記駆動ロッドと平行な軸線に沿って往復動作するように取り付け、該双方向緩衝装置のロッドを上記移動部材に連結したものである。

　上記構成を有する本発明の双方向緩衝装置は、シリンダハウジング内の液室に設ける緩衝機構の基本構成を、上記ロッド上に蓄液室を挟んで保持させた一対の緩衝用のピストンとを備えたものとし、しかも、上記両ピストンとロッドとの間または上記両ピストンに、それぞれ、ピストンがピストン室側に押動されるときの蓄液室側への液体の流通は阻止するが、該ピストンの逆方向への押動時には蓄液室側からの液体の流通を許容する一方向流路を設けるようにし、それらシリンダハウジングとロッドとの間に組み付けているので、双方向に緩衝作用発揮する緩衝機構を極めて単純な構成のものとし得ることができる。

　以上に詳述した本発明の双方向緩衝装置によれば、往復移動する単一の移動部材や、相対的に接離方向に交互に、あるいはランダムに移動して衝突する一対の移動部材を対象とし、それらのいずれの移動についても減速または緩衝的に停止させる機能を備えた双方向作動の緩衝装置を、部品点数を減らすことにより構成の簡単化を図ると共にコンパクト化されたものとして提供することができる。
　また、鉱油等の液体を充填した液室にアキュムレータを付設して該液体の量の消耗に対処することにより装置の長寿命化を図るに当たっても、その構成の簡単化及びコンパクト化を図れるようにした双方向緩衝装置を提供することができる。

本発明に係る双方向緩衝装置の第１実施例の構成を示す縦断面図である。図１の要部拡大図である。上記第１実施例における他の動作状態を示す縦断面図である。本発明に係る双方向緩衝装置の第２実施例の構成を示す縦断面図である。上記双方向緩衝装置を備えたアクチュエータの一例を示す断面図である。

　図１－図３は、本発明に係る双方向緩衝装置の第１実施例を示している。この双方向緩衝装置は、往復移動する単一の移動部材や、相対的に接離方向に交互にあるいはランダムに移動して互いに衝突する一対の移動部材等を、いずれの移動方向についても減速または緩衝的に停止させる機能を備えたもので、一般的には、流体圧その他の動力で移動部材を往復動させるアクチュエータや、該アクチュエータで往復駆動される機器等に付設するかあるいはそれらの機器に組み込んで用いられるものである。しかしながら、その使用形態はこのようなものに限るものではない。

　この双方向緩衝装置の第１実施例について詳細に説明すると、まず、この緩衝装置は、シリンダハウジング１０の内部を、鉱油等の液体が充填された一つの円形孔状の液室１１とする第１部材１と、該第１部材１の上記液室１１内に配設された緩衝機構３０を保持する円柱状のロッド２０からなる第２部材２とを備え、該第２部材２の一端は、上記液室１１の一端から軸線Ｌに沿って上記シリンダハウジング１０外に液密に導出している。上記緩衝機構３０は、以下に詳述するように、上記第１部材１と第２部材２との間に相対的に作用する押圧方向及び引張方向の外力による両部材の相互移動を緩衝的に停止させる機能を有するものである。

　上記第１部材１における上記シリンダハウジング１０の内部の上記筒状の液室１１の、上記ロッド２０が突出する軸線Ｌ方向の一方端側は、シール部材１４，１５を保持する保持手段と軸受とを兼ねる保持部材１２を挿着してカバー１３で固定することにより、閉じられている。即ち、上記保持部材１２の液室１１側端の外周面に設けた環状溝には、Ｏリングからなるシール部材１４が嵌入され、このシール部材１４で、該保持部材１２の外周面と上記シリンダハウジング１０の内周面との間がシールされ、また、上記保持部材１２のカバー１３側端の内周面と上記ロッド２０の外周面との間の空間には、該カバー１３の内周面と上記ロッド２０の外周面とに接するシール部材１５が配設され、これらシール部材１４，１５によって上記シリンダハウジング１０のロッド導出端側が液密に閉じられている。そして、上記シリンダハウジング１０の外端に嵌入した上記カバー１３の外周の凹部に対し、該シリンダハウジング１０の端部をカシメ止めすることにより、上記保持部材１２が、上記カバー１３とシリンダハウジング１０内の段部１０ａとの間に挟持されて固定されている。

　一方、上記シリンダハウジング１０の他方端には、鉱油等の液体を上記液室１１に充填するための充填孔１６が該液室１１の外部に開口するように形成され、該充填孔１６は調圧プラグ１７で閉鎖されている。該充填孔１６は、液室１１に鉱油等の液体を充填するためのものではあるが、後述するように、液室１１の内部の液体に予圧を与える機能をも持たせるのが望ましいため、該充填孔１６の内部に上記調圧プラグ１７の周囲のＯリング１７ａで閉鎖される円筒状部１６ａを設け、上記調圧プラグ１７をねじ込んで、上記充填孔１６の円筒状部１６ａに満たした液体を上記Ｏリング１７ａで液室１１に圧入することにより、上記液室１１内の液体に予圧を付与できるようにしている。

　更に、上記第１部材１を構成するシリンダハウジング１０の周囲には、周知のショックアブソーバと同様に、この緩衝装置を、緩衝停止させるべき移動部材を往復移動させるアクチュエータ等の必要な位置に取り付けるための固定手段として、螺旋溝１０ｂが形成されている。しかし、該シリンダハウジング１０は、後述するように、任意手段で上記アクチュエータ等の緩衝停止させるべき移動部材を有する機器の本体部に固定することができる。

　上記第１部材１を構成するシリンダハウジング１０の液室１１内に配設された上記緩衝機構３０を保持する第２部材２としての上記ロッド２０は、上述したように液室１１からシリンダハウジング１０の軸線Ｌに沿って該シリンダハウジング１０外に液密に導出する外力伝達部２０ａと、上記液室１１内において上記緩衝機構３０を保持している緩衝機構保持部２０ｂとを有している。図示した例では、上記外力伝達部２０ａと緩衝機構保持部２０ｂとが互いに別体に形成され、該緩衝機構保持部２０ｂに形成したねじ孔２０ｃに上記外力伝達部２０ａの先端の雄ねじ部２０ｄをねじ込むことによって両者は相互に連結されている。しかし、上記ロッド２０は、上記外力伝達部２０ａと緩衝機構保持部２０ｂとを単一の部材で一体に形成したものであっても良く、また、３つ以上の部品を連結することによって構成することもできる。

　なお、上記ロッド２０におけるシリンダハウジング１０から導出する導出端に設けられた取付部材２５は、この双方向緩衝装置のシリンダハウジング１０を、緩衝停止させるべき移動部材の駆動を行うアクチュエータ等に取り付けた場合に、該移動部材を停止させる位置においてその移動部材に係着させる係着部材を取り付けるためのものであり、緩衝停止させる移動部材に応じて適宜構造のものを用いることになる。

　上記液室１１内においてロッド２０の内端に保持された上記緩衝機構３０は、前述したように、上記第１部材１と第２部材２とに作用する押圧方向及び引張方向の外力による両部材の相互移動を緩衝的に停止させる機能を有するもので、上記ロッド２０の上記液室１１内に位置する部分の周囲に、該ロッド２０の軸線Ｌ方向に蓄液室１８を挟んで保持させた円環形をなす緩衝用の第１及び第２のピストン３１ａ，３１ｂと、一対の該ピストン３１ａ，３１ｂの間に形成された上記蓄液室１８内に伸縮自在の弾性部材を収容することにより形成されたアキュムレータ３２とを備えている。上記蓄液室１８は、上記ロッド２０上に軸線Ｌ方向に間隔を置いて設けられたフランジ状の第１及び第２の区画壁２１ａ，２１ｂの間に形成され、上記ピストン３１ａ，３１ｂは、上記間隔即ち蓄液室１８の外側において上記区画壁２１ａ，２１ｂの外側の当接面２２ａ，２２ｂに隣接するように配設されている。上記ピストン３１ａ，３１ｂは上記区画壁２１ａ，２１ｂより大径であり、また、上記当接面２２ａ，２２ｂは平坦面であり、上記ピストン３１ａ，３１ｂの該当接面２２ａ，２２ｂに対面する側面も平坦面である。

　上記ロッド２０を、図示した実施例のように外力伝達部２０ａ及び緩衝機構保持部２０ｂに分割して構成した場合、上記蓄液室１８は、上記緩衝機構保持部２０ｂの両端に設けた一対の区画壁２１ａ，２１ｂ間に形成されるが、該ロッド２０を単一または適宜数の部品の連結によって構成する場合には、そのロッド２０に上記区画壁２１ａ，２１ｂに相当するものを設けることになる。

　そして、上記液室１１において、一方の第１のピストン３１ａにより区画されて該第１のピストン３１ａがロッド２０と共にストロークする範囲を、第１のピストン室１１ａとし、他方の第２のピストン３１ｂにより区画されて該第２のピストン３１ｂがロッド２０と共にストロークする範囲を、第２のピストン室１１ｂとし、各ピストン３１ａ，３１ｂの外周面と上記液室１１即ち各ピストン室１１ａ，１１ｂの内周面２３との間に、流通間隙３３ａ，３３ｂが形成されている。この流通間隙３３ａ，３３ｂは、上記ピストン３１ａ，３１ｂで上記ピストン室１１ａ，１１ｂ内の液体が加圧されて該液体が上記ピストン３１ａ，３１ｂの背面側の蓄液室１８側に流動するときに、該液体に流動抵抗を与えるものである。

　上記流通間隙３３ａ，３３ｂは、ピストン室１１ａ，１１ｂの内周面２３の形状の調整によって形成されたものであり、両ピストン３１ａ，３１ｂについてその周囲を流れる液体に同じ流動抵抗を与えるものであってもよいが、特に、双方向に移動する移動部材の運動エネルギーに大きな差異がある場合には、ピストン室１１ａ，１１ｂの内周面２３の形状の調整により、蓄液室１８側に流出する液体に異なる流動抵抗を与えるようにし、それぞれの移動部材の運動エネルギーに対応させて両ピストン３１ａ，３１ｂに対して与える緩衝作用を異なるものとすることもできる。

　上記ピストン室１１ａ，１１ｂの内周面２３の形状の調整例として、図示した例では、筒状の液室１１の内径を、上記第１のピストン室１１ａと第２のピストン室１１ｂとの間の位置で最も大きく、上記第１のピストン室１１ａ側及び第２のピストン室１１ｂ側に行くにしたがって次第に小径化するように変化させている。図示の例では上記液室１１の内径を曲線的に変化させているが、直線的に変化させても良い。また、液室１１の内径の変化の割合を両方のピストン室１１ａ，１１ｂにおいて互いに違えることにより、上記ピストン３１ａ，３１ｂの往復動作時に該ピストン３１ａ，３１ｂに異なる制動力を作用させることができる。しかし、上記液室１１の内径は全体にわたって一定であっても良い。

　上記２つのピストン３１ａ，３１ｂのうち、第１のピストン３１ａは、上記ロッド２０における外力伝達部２０ａの端部の、上記緩衝機構保持部２０ｂに連結されたピストン取付部２０ｅの位置に配設され、第２のピストン３１ｂは、上記ロッド２０における緩衝機構保持部２０ｂの先端のピストン取付部２０ｆに配設され、上記ピストン３１ａ，３１ｂの内周面と、上記外力伝達部２０ａのピストン取付部２０ｅまたは上記緩衝機構保持部２０ｂのピストン取付部２０ｆの外周面との間に、それぞれ、各ピストン３１ａ，３１ｂの表面側と裏面側とを常時連通させる細溝状をした連通路３４ａ，３４ｂが形成されている。即ち、上記第１のピストン３１ａは、上記外力伝達部２０ａの細径化した上記ピストン取付部２０ｅに、上記連通路３４ａを介して挿着され、第２のピストン３１ｂは、緩衝機構保持部２０ｂの細径化した上記ピストン取付部２０ｆに、上記連通路３４ｂを介して挿着され、止めリング３５で該ピストン取付部２０ｆからの離脱が防止されている。

　上記連通路３４ａ，３４ｂは、以下に説明する開閉路３６ａ，３６ｂと共に、上記ピストン３１ａ，３１ｂの動作に応じて上記ピストン室１１ａ，１１ｂと蓄液室１８とを通断する第１及び第２の一方向流路３７ａ，３７ｂを形成するものである。このため、上記ピストン３１ａ，３１ｂは、上記外力伝達部２０ａ及び緩衝機構保持部２０ｂのいずれにも固定されることなく、上記ピストン取付部２０ｅ，２０ｆに沿って軸線Ｌ方向に若干の移動が可能となっており、各ピストン３１ａ，３１ｂの上記連通路３４ａ，３４ｂは、それぞれ、該ピストン３１ａ，３１ｂの表面側と裏面側とを連通している。

　また、上記区画壁２１ａ，２１ｂの上記当接面２２ａ，２２ｂと上記ピストン３１ａ，３１ｂの側面との間には、該当接面２２ａ，２２ｂに対するピストン３１ａ，３１ｂの接離によって開閉する上記開閉路３６ａ，３６ｂが形成され、該開閉路３６ａ，３６ｂが上記連通路３４ａ，３４ｂの一端に連通し、該開閉路３６ａ，３６ｂと上記連通路３４ａ，３４ｂとによって、上記流通間隙３３ａ，３３ｂと並列をなす上記一方向流路３７ａ，３７ｂが形成されている。

　そして、上記ピストン３１ａ，３１ｂが上記当接面２２ａ，２２ｂに当接すると、上記開閉路３６ａ，３６ｂが閉じることによって一方向流路３７ａ，３７ｂは閉鎖されるため、該一方向流路３７ａ，３７ｂによる上記ピストン室１１ａ，１１ｂと蓄液室１８との連通は遮断され、逆に、上記ピストン３１ａ，３１ｂが上記当接面２２ａ，２２ｂから離間すると、上記開閉路３６ａ，３６ｂが開くことによって一方向流路３７ａ，３７ｂが開放し、該一方向流路３７ａ，３７ｂを通じて上記ピストン室１１ａ，１１ｂと蓄液室１８とが連通する。従って上記ピストン３１ａ，３１ｂは、上記当接面２２ａ，２２ｂに接離して上記連通路３４ａ，３４ｂを開閉するのに必要な範囲で軸方向移動可能なるように、上記ロッド２０に保持されている。

　上記ピストン３１ａ，３１ｂにおける上記区画壁２１ａ，２１ｂの反対側を向く側面には、上記連通路３４ａ，３４ｂから該ピストンの半径方向に延びる凹溝３８ａ，３８ｂがそれぞれ放射状に形成され、該ピストン３１ａ，３１ｂがロッド２０の上記ピストン取付部２０ｅの端部の段部２０ｇまたは上記止めリング３５に当接した場合でも、この凹溝３８ａ，３８ｂを通じて上記連通路３４ａ，３４ｂが上記ピストン室１１ａ，１１ｂに常に連通するようにしている。

　なお、ここでは、主として、上記ロッド２０を図示した実施例のように外力伝達部２０ａと緩衝機構保持部２０ｂとに分割して構成し、ピストン３１ａ，３１ｂをロッド２０の軸線Ｌ方向に移動可能に保持させる構成を簡単化した場合について説明したが、上記ロッド２０を単一または適宜数の部品の連結によって構成する場合には、前述したように、そのロッド２０に上記区画壁２１ａ，２１ｂに相当するものを設けるだけでなく、一対のピストン３１ａ，３１ｂとロッド２０との間、または上記両ピストン３１ａ，３１ｂに、上記一方向流路に相当するものを設けることも必要である。

　しかしながら、上記一対のピストン３１ａ，３１ｂに設ける一方向流路３７ａ，３７ｂは、例えば、ピストン３１ａ，３１ｂ自体に一方向のみの流れを許容するチェック弁を設けることによっても形成することができ、特にこの場合には、上記両ピストン３１ａ，３１ｂを上記当接面２２ａ，２２ｂに対して接離して連通路を開閉させる必要がなく、上記ロッド２０に対するピストン３１ａ，３１ｂの保持は単純な固定とすることができる。

　一方、図３に示す第２実施例は、第１実施例と以下に説明する点を除いて共通する構成を備えている。即ち、この第２実施例においては、第１部材１を構成するシリンダハウジング１０の周囲に第１実施例の螺旋溝１０ｂに対応するものを設けることなく、シリンダハウジング１０のロッド導出端とは反対側の端部において、そこに設けられた鉱油等の液体を液室１１に充填するための充填孔１６を閉鎖している調圧プラグ１７を外部まで延長して突出させ、その延長部分を調圧プラグ１７の回転操作に利用可能にすると共に、第１部材１を構成するシリンダハウジング１０を、緩衝停止させるべき移動部材を駆動するアクチュエータ等の必要な位置に取り付けるための固定部材１９を形成している。

　なお、上記第２実施例は、上述した構成及び以下に述べる作用を除いて、上記第１実施例と変わるところがないので、図３の主要な構成部分に第１実施例と同一の符号を付してそれらの説明は省略する。

　次に、上記構成を有する双方向緩衝装置の作用について説明する。
　双方向緩衝装置が図１及び図２の状態にある場合に、ロッド２０の先端の取付部材２５に対して移動部材が衝突したときの力が、該ロッド２０をシリンダハウジング１０内に押し込む方向（図の右方向）の力として作用すると、該ロッド２０の移動方向前方側に位置する第２のピストン３１ｂにより第２のピストン室１１ｂ内の液体が加圧されるので、該第２のピストン３１ｂが第２の区画壁２１ｂに圧接されて該第２のピストン３１ｂと第２の区画壁２１ｂとの間の開閉路３６ｂが閉じ、該第２のピストン３１ｂ側の第２の一方向流路３７ｂは閉鎖される。そのため、第２のピストン室１１ｂ内の液体は上記第２のピストン３１ｂの周囲の流通間隙３３ｂを通して蓄液室１８に流出し、図３に示すように、その一部は該蓄液室１８に収容されるが、該蓄液室内１８内に流入した液体の大部分は、ロッド２０の移動方向後方側に位置する上記第１のピストン３１ａの移動によって該第１のピストン３１ａと第１の区画壁２１ａとの間の開閉路３６ａが開放するので、該開閉路３６ａと連通路３４ａとからなる第１の一方向流路３７ａを通じて該蓄液室１８から反対側の第１のピストン室１１ａに流出し、その間に上記第２のピストン３１ｂの周囲の流通間隙３３ｂにおいて液体が受ける流動抵抗によりロッド２０が減速され、緩衝停止することになる。
　移動部材がロッド２０に対して逆方向の衝突力を作用させたときには、上述した場合と左右逆の動作を行うのは勿論である。

　なお、上記アキュムレータ３２は、上記ロッド２０の周囲の蓄液室１８に、上記液室１１へのロッド２０の入出に伴う上記液室１１内の容積変動に応じて膨縮する膨縮自在の弾性部材を収容し、該弾性部材で液室１１内の容積と液量の変動を吸収するものであるが、上記シリンダハウジング１０に設けた充填孔１６から該液室１１内へ液体を加圧充填できるようにし、該充填孔１６から予圧を付与して上記液室１１に充填した液体を、該予圧により上記弾性部材を圧縮した状態で上記液室１１に収容しておくことができるので、長期使用により液室１１内の液量が減少することがあっても、上記予圧により充填した液体で長寿命化を達成させることができる。

　上記構成を有する双方向緩衝装置は、前述したように、往復移動する単一の移動部材や、相対的に接離方向に交互に、あるいはランダムに移動して衝突する一対の移動部材等を対象として、それらのいずれの移動についても減速または緩衝的に停止させるものであるが、その使用の一例について説明すると、例えば、この双方向緩衝装置を流体圧シリンダ等のアクチュエータに適用し、該アクチュエータの駆動ロッドに連結された移動部材の往復移動を緩衝停止させる場合には、上記第１部材１を構成するシリンダハウジング１０を上記アクチュエータのケーシングに固定するか、あるいは、該アクチュエータのケーシングの一部をシリンダハウジング１０として利用することができ、この場合には、上記アクチュエータ内に上記双方向緩衝装置の第１部材１が組み付けられることになる。

　このようにして、アクチュエータのケーシングに固定または組み付けられたシリンダハウジング１０から導出されている第２部材２のロッド２０の端部には、上記取付部材２５を介して、あるいはアクチュエータに合わせて形成された他の取付部材を介して、上記移動部材が連結される。

　図５には、上記双方向緩衝装置を組み込んだアクチュエータの例として流体圧シリンダ４０が例示されている。なお、以下の説明では、上記双方向緩衝装置を符号Ａで表すものとする。
　この流体圧シリンダ４０は、ケーシング４１の内部に駆動機構４２と上記双方向緩衝装置Ａとを平行に組み込み、上記駆動機構４２の駆動ロッド４３の先端に固定された移動部材４４に、上記双方向緩衝装置Ａのロッド２０の先端を連結したものである。

　上記駆動機構４２は、上記ケーシング４１の内部を軸線Ｌ１方向に延びるシリンダ孔４５と、該シリンダ孔４５の一端を気密に塞ぐ第１の閉塞部材４６と、上記シリンダ孔４５の他端を気密に塞ぐ第２の閉塞部材４７と、上記第１及び第２の閉塞部材４７の間に配置された中間区画部材４８と、該中間区画部材４８と上記第２の閉塞部材４７との間に形成された駆動ピストン室４９と、該駆動ピストン室４９内に軸線Ｌ１方向に摺動自在に収容された駆動ピストン５０と、該駆動ピストン５０に基端部を連結された上記駆動ロッド４３とを有し、該駆動ロッド４３は、上記中間区画部材４８を貫通すると共に上記第１の閉塞部材４６を気密に貫通して先端部が外部に延出し、該先端に上記移動部材４４が固定されている。

　上記駆動ピストン５０は、該駆動ピストン５０の外周面と上記駆動ピストン室４９の内周面との間をシールするシール部材５１と、該駆動ピストン５０の摺動をガイドするガイドリング５２と、該ガイドリング５２を固定する固定部材５３とを有している。また、該駆動ピストン５０と上記中間区画部材４８との間には第１の圧力室５４ａが形成され、該駆動ピストン５０と上記第２の閉塞部材４７との間には第２の圧力室５４ｂが形成され、これら第１及び第２の圧力室５４ａ，５４ｂが第１及び第２のポート５５ａ，５５ｂに個別に接続されている。

　そして、図５の状態において、上記第１のポート５５ａから第１の圧力室５４ａに圧縮エア等の圧力流体を供給すると共に、上記第２のポート５５ｂから第２の圧力室５４ｂ内の圧力流体を排出すると、上記駆動ピストン５０及び駆動ロッド４３が図の右方向に移動して上記移動部材４４が右方向に駆動され、圧力流体の給排関係を逆にすると、上記駆動ピストン５０及び駆動ロッド４３が図の左方向に移動して上記移動部材４４が左方向に駆動される。

　図５中の符号５６は、上記第１の閉塞部材４６の内周に取り付けられて該第１の閉塞部材４６の内周面と上記駆動ロッド４３の外周面との間をシールするシール部材、符号５７は、上記第１の閉塞部材４６の外周に取り付けられて該第１の閉塞部材４６の外周面と上記シリンダ孔４５の内周面との間をシールするシール部材、符号５８は、上記中間区画部材４８の外周に取り付けられて該中間区画部材４８の外周面と上記シリンダ孔４５の内周面との間をシールするシール部材である。

　上記双方向緩衝装置は、上記ケーシング４１に上記シリンダ孔４５と平行に形成された取付孔６０内に、シリンダハウジング１０の先端を該取付孔６０の先端の端壁６０ａに当接させた状態で収容され、該取付孔６０の端部に螺着した固定用プラグ６１を上記シリンダハウジング１０の後端に当接させることにより、上記取付孔６０内に固定されている。該双方向緩衝装置のロッド２０は、上記ケーシング４１の先端から上記駆動ロッド４３と平行に突出し、該ロッド２０の先端は取付部材２５で上記移動部材４４に取り付けられている。

　上記取付部材２５は、図１に示すものとは異なっていて、上記ロッド２０の先端の取付ねじ部２０ｇに螺着された第１及び第２のナット６２，６３と、両ナット６２，６３間に介在する係止リング６４とからなり、上記第１のナット６２と係止リング６４とを装着した状態の上記ロッド２０の先端を、上記移動部材４４に形成されたロッド連結孔６５内に挿入し、上記ロッド２０の先端に上記第２のナット６３を螺着して、該第２のナット６３と上記係止リング６４との間にロッド連結孔６５のリング状の係止壁６５ａを挟持させることにより、上記ロッド２０が上記移動部材４４に連結されている。

　これにより、上記流体圧シリンダ４０の駆動機構４２で往復駆動される上記移動部材４４を、上記双方向緩衝装置により、往移動及び復移動の何れにおいても緩衝的に停止させることができる。

　なお、上記双方向緩衝装置を、ランダムに移動して衝突する一対の移動部材４４を対象として用いる場合には、必要に応じて、緩衝機構３０が常に液室１１の中央に復帰するように、上記ロッド２０に復帰スプリングの付勢力を作用させておくことになる。

　１０　　シリンダハウジング
　１１　　液室
　１１ａ，１１ｂ　　ピストン室
　１６　　　充填孔
　１８　　蓄液室
　２０　　ロッド
　２０ａ　　　外力伝達部
　２０ｂ　　　緩衝機構保持部
　２１ａ，２１ｂ　　　区画壁
　３０　　　緩衝機構
　３１ａ，３１ｂ　　　ピストン
　３２　　　アキュムレータ
　３３ａ，３３ｂ　　　流通間隙
　３４ａ，３４ｂ　　　連通路
　３６ａ，３６ｂ　　　開閉路
　３７ａ，３７ｂ　　　一方向流路
　３８ａ，３８ｂ　　　凹溝
　４２　　　駆動機構
　４３　　　駆動ロッド
　４４　　　移動部材
　　Ｌ，Ｌ１　　　軸線

Claims

　液体が充填された液室を内部に有するシリンダハウジングと、一端が上記液室内に位置して他端が上記液室から上記シリンダハウジングの外部に液密に導出している軸線方向に往復動自在のロッドと、上記液室内において上記ロッドに保持された緩衝機構とを備え、該緩衝機構に、上記シリンダハウジングとロッドとに相対的に作用する押圧方向又は引張方向の外力による該シリンダハウジングと上記ロッドとの相互移動を緩衝的に停止させる機能を持たせた双方向緩衝装置であって、
　上記緩衝機構は、上記ロッドの軸線方向異なる位置に保持された第１及び第２のピストンと、該第１及び第２のピストンにより区画された第１及び第２のピストン室と、上記第１のピストンと第２のピストンとの間に形成された蓄液室と、液体に流動抵抗を与えるため上記第１及び第２のピストンの外周面と上記液室の内周面との間にそれぞれ形成された流通間隙と、上記第１及び第２のピストン室と上記蓄液室とを結ぶ開閉自在の第１及び第２の一方向流路とを有し、
　上記第１及び第２の一方向流路は、上記ロッドの往復移動時に、該ロッドの移動方向前方側に位置する一方向流路が閉鎖して該移動方向前方側のピストン室から上記蓄液室に向かう液体の流れを阻止し、上記ロッドの移動方向後方側に位置する一方向流路が開放して上記蓄液室から該移動方向後方側のピストン室に向かう液体の流れを許容するように構成された、
ことを特徴とする双方向緩衝装置。
　上記ロッドは、上記軸線方向に間隔を保って形成されたフランジ状の第１及び第２の区画壁を有し、
　上記第１及び第２のピストンは、上記第１及び第２の区画壁に上記間隔の外側で隣接する位置に、上記ロッドに対して軸線方向に変位自在なるように配設され、該ロッドの往復動により変位して上記第１及び第２の区画壁に交互に接離し、
　上記第１及び第２の一方向流路は、上記第１及び第２のピストンの内周面と上記ロッドの外周面との間に形成されて上記第１及び第２のピストン室に常時連通する連通路と、上記第１及び第２の区画壁と上記第１及び第２のピストンとの間に形成されて該連通路と上記蓄液室とを通断する開閉路とにより構成され、上記第１及び第２の区画壁に対する上記第１及び第２のピストンの接離によって上記開閉路が開閉されることを特徴とする請求項１に記載の双方向緩衝装置。
　上記第１及び第２のピストンの上記第１及び第２のピストン室側を向く側面には、上記連通路を該第１及び第２のピストン室に常に連通させる凹溝が半径方向に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の双方向緩衝装置。
　上記ロッドは、上記液室内で上記緩衝機構を保持する緩衝機構保持部と、該緩衝機構保持部に連結されて上記シリンダハウジングの外部に延出する外力伝達部とを有し、上記緩衝機構保持部に、上記第１及び第２の区画壁が形成されると共に上記第２のピストンが設けられ、上記外力伝達部に上記第１のピストンが設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の双方向緩衝装置。
　上記液室の内径は、上記第１のピストン室と第２のピストン室との間の位置で最も大きく、上記第１のピストン室側及び第２のピストン室側に行くにしたがって次第に小径化されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の双方向緩衝装置。
　上記蓄液室内にアキュムレータが形成され、該アキュムレータは、独立気泡を有する伸縮自在の合成樹脂製発泡体からなる弾性部材により形成され、上記シリンダハウジングは、上記液室内へ液体を充填するための充填孔を有し、該充填孔から上記液体が予圧を付与された状態で上記液室内に充填され、該予圧によって上記弾性部材が圧縮されていることを特徴とする請求項１に記載の双方向緩衝装置。
　請求項１から６の何れかに記載の双方向緩衝装置を有するアクチュエータであって、該アクチュエータは、駆動機構で直線的に往復駆動される駆動ロッドと、該駆動ロッドで往復駆動される移動部材とを有し、該アクチュエータに、上記双方向緩衝装置を、該双方向緩衝装置のロッドが上記駆動ロッドと平行な軸線に沿って往復動作するように取り付け、該双方向緩衝装置のロッドを上記移動部材に連結したことを特徴とする双方向緩衝装置付きアクチュエータ。