(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動液体が収容されて断面円形の圧力室を形成する筒体と、
前記筒体内で前記圧力室に対し往復移動可能に配設されたピストンと、
前記ピストンに一端が結合され他端が前記筒体外へ突出するピストンロッドとを備え、
前記断面円形の圧力室の内周に、前記断面円形の圧力室の内周と前記ピストンとの間のクリアランス内で内径方向に突出するように備えられ前記ピストンを前記圧力室の中心部に位置規制するための突部を備えた、
ことを特徴とするショックアブソーバ。
【請求項２】
請求項１記載のショックアブソーバであって、
前記圧力室は、前記ピストンの移動方向で内周径が変化する異径部を有し、
前記異径部の内周に、前記突部を備えた、
ことを特徴とするショックアブソーバ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のショックアブソーバであって、
前記突部は、前記ピストンの移動方向に沿った周方向所定間隔の少なくとも３本のリブである、
ことを特徴とするショックアブソーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷機械、自動車搬送ライン、組立ロボット等の作業において重量物のエネルギー等を吸収するショックアブソーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダッシュポット（円環オリフィス）タイプのショックアブソーバは、動作時間にばらつきが大きく、特性が安定しない傾向にあった。
【０００３】
原因として、ピストンとシリンダーとの軸心が合っている場合とピストンがシリンダーの内側に偏って当接している場合とでは、作動油の流量が異なることにある。このため、繰り返し動作させた際に径方向の偏りの変化により繰り返しの動作時間が変化するなど、特性が不安定になるという問題があった。
【０００４】
また、液圧式のショックアブソーバとして、衝突の際の緩衝能力を制御し、あるいは、衝撃加速度のピーク値をできるだけ小さくするようにしたものが、例えば、特許文献１や特許文献２等に既に開示されている。特許文献１に開示されているショックアブソーバは、作動液を充填するシリンダの圧力室の内周面を、ピストンが作動する方向に向かって直線状或いは２次曲線状に細くなるようなテーパー状に形成したものである。特許文献２に開示されているショックアブソーバは、圧力室の内周面をピストンが作動する方向に向かって直線状に細く、テーパー比が１／５０〜１／１３０の範囲のテーパー状となるように形成したものである。
【０００５】
特許文献１のショックアブソーバでは、シリンダとピストンとの間の隙間に形成されるオリフィスがピストンの移動に伴って小さくなるので、緩衝開始時には衝撃の吸収能力が小さく、ロッドが移動してオリフィスが小さくなるとエネルギーの吸収量が増大し、緩衝停止させようとする移動物体のスピードが低速に変化する旨が説明されている。
【０００６】
特許文献２のショックアブソーバでは、ある特定の実験装置を用いて特定条件による実験を行った際に、テーパー比が１／５０〜１／１３０の範囲において衝撃加速度ピーク値が低かったとの実験結果が得られたことから、その範囲が衝撃緩和に有効であるとしている。
【０００７】
これに対し、特許文献３のショックアブソーバは、特許文献１，２のショックアブソーバを前提に、ピストンのロッド先端に移動物体が衝突してピストンが移動を開始する段階と、それに続く主減速の段階と、その後に緩衝停止させる終息の段階とにおける圧力室の内周面の縮径変化をそれぞれ適切に設定し、加工の容易性についてもある程度考慮しながら、できる限りユーザーの要求を満たす性能にしたとされている。
【０００８】
一方、一般的に、図３の衝撃エネルギーの最適な吸収効率を示す特性の波形を得ようとする場合は、図４のようにシリンダ１０１の内周面１０３がピストン１０５に対し非線形のテーパー形状になる。    
【０００９】
このように、シリンダの内周面の形状をカスタマイズすることで種々の特性を得ることができ、ユーザーの要求を適切に満たすことが可能となる。
【００１０】
しかし、圧力室の内周面が直線状或いは２次曲線状に細くなるようなテーパー状やその他の形状等のようにピストンの移動方向に径が変化する構造であると、ピストンが圧力室の内径の大きい側に位置するとピストンの外周面と圧力室の内周面との間のクリアランスが大きくなり、ピストンのシリンダに対する径方向への偏りにより安定した動作ができず特性が不安定になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実開昭６２−１４０２４１号公報
【特許文献２】特開２００６−２５０３０９号公報
【特許文献３】２０１２−２１５２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決しようとする問題点は、ピストンのシリンダに対する径方向への偏りにより安定した動作ができず特性が不安定になる点である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ピストンの径方向への偏りを規制し、安定した特性を得ることを可能とするため、作動液体が収容されて断面円形の圧力室を形成する筒体と、前記筒体内で前記圧力室に対し往復移動可能に配設されたピストンと、前記ピストンに一端が結合され他端が前記筒体外へ突出するピストンロッドとを備え、前記断面円形の圧力室の内周に、前記断面円形の圧力室の内周と前記ピストンとの間のクリアランス内で内径方向に突出するように備えられ前記ピストンを前記圧力室の中心部に位置規制するための突部を備えことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上記構成であるから、突部によりピストンを圧力室の中心部に位置させることができる。このため、ピストンの偏りが規制され、安定した動作により特性を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ショックアブソーバの断面図である。（実施例１）
【図２】（Ａ）は、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線矢視拡大断面図、（Ｂ）は、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線矢視に対応する比較例の拡大断面図である。（実施例１）
【図３】衝撃エネルギーの最適な吸収効率を示す特性の波形図である。（従来例）
【図４】ショックアブソーバの概略断面図である。（従来例）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ピストンの径方向への偏りを規制し、安定した特性を得ることを可能にするという目的を、圧力室の内周に、圧力室と前記ピストンとの間のクリアランス内で内径方向に突出するように備えられピストンを圧力室の中心部に位置規制するための突部を備えたことで実現した。
【００１７】
前記圧力室は、ピストンの移動方向で内周径が変化する異径部を有し、異径部の内周に、前記突部を備えてもよい。
【００１８】
前記突部は、ピストンの移動方向に沿った周方向所定間隔の少なくとも３本のリブであってもよい。
【実施例１】
【００１９】
［ショックアブソーバ］
図１は、本実施例に係るショックアブソーバの断面図、図２は、（Ａ）は、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線矢視拡大断面図、（Ｂ）は、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線矢視に対応する比較例の拡大断面図である。なお、筒軸とは、シリンダの中心軸を意味する。
【００２０】
図1のように、ショックアブソーバ１は、シリンダ３とピストン５とピストンロッド７とを備えている。
【００２１】
シリンダ３は、金属製又は樹脂製であり、一端が開口し、他端が閉塞され、主体が略円筒状に形成されて本実施例の筒体を構成する。
【００２２】
このシリンダ３内には、断面円形の第１、第２円孔部１１ａ、１１ｂが設けられている。一端側の第２円孔部１１ｂの内周径は、他端側の第１円孔部１１ａの内周径よりも大きく形成されている。
【００２３】
第１円孔部１１ａは、ピストン５の移動方向、つまりシリンダ３の筒軸方向で内周径が変化するように形成され、第１円孔部１１ａで形成する圧力室１３に異径部１５を有している。但し、異径部１５を有さず、圧力室１３の内径が筒軸方向に変化しないシリンダにも適用することができる。
【００２４】
異径部１５は、本実施例においてテーパー形状に形成され、第１円孔部１１ａの一端１１ａａで径が最大、同他端１１ａｂで同最小となるように設定されている。但し、異径部１５の設定範囲、設定形状は、得たい特性に応じて変更可能である。
【００２５】
異径部１５の設定範囲については、圧力室１３の筒軸方向での一部にのみ形成することもできる。一部にのみの形成には、圧力室１３の筒軸方向での一端側のみ、中間部のみ、或いは一端側及び他端側に相互に逆テーパー或いは順テーパーで分けてテーパー形状を形成することなど、種々の設定がある。
【００２６】
異径部１５の形状については、例えば、直線状に限らず２次曲線状に細くなるようなテーパー形状、テーパー比が１／５０〜１／１３０の範囲のテーパー形状等の設定がある。さらに、ピストンのロッド先端に移動物体が衝突してピストンが移動を開始する段階と、それに続く主減速の段階と、その後に緩衝停止させる終息の段階とにおける圧力室の内周面の縮径変化をそれぞれ適切に設定した形状の設定等もある。
【００２７】
異径部１５には、特性設定上、圧力室１３の筒軸方向での一端側、他端側、中間部に存在することになる平行部も概念に含めることができ、後述する突部を設ける部分とすることができる。
【００２８】
図１、図２（Ａ）のように、本発明実施例では、特に異径部１５の内周に、突部１７を備えている。突部１７は、圧力室１３とピストン５との間のクリアランス内で内径方向に突出するように備えられ、ピストン５を圧力室１３の中心部に位置規制するものである。この位置規制により、ピストン５の軸心が、圧力室１３の中心部、つまり筒軸に一致するようにピストン５がシリンダ３に対して径方向に位置決められる。
【００２９】
なお、圧力室１３とピストン５との間のクリアランスは、要求性能により設定される。
【００３０】
また、ピストン５の位置規制の精度は、要求特性により異なり、ピストン５の軸心と圧力室１３の筒軸とが両者間の隙間により多少ずれることを許容する場合もある。この場合でも、圧力室１３に突部１７が存在しない場合に比較してピストン５の軸心と圧力室１３の筒軸とが一致する傾向になる。
【００３１】
前記突部１７は、異径部１５の内周面に一体に形成され前記ピストンの移動方向に沿って形成され、周方向所定間隔の少なくとも３本のリブ、本実施例では６本のリブ１７ａが周方向に６０度間隔で均等配置されている。
【００３２】
なお、リブ１７ａが３本のときは、径方向の断面において、筒軸を囲む三角形の頂点の位置に各リブが配置される。この配置により、ピストン５を筒軸側に安定して位置規制させることができる。その他、リブ１７ａが４本、５本、７本等、ピストン５と異径部１５との間でクリアランスを形成し要求特性を満足する限り本数に制限はない。
【００３３】
異径部１５の内周面は、本実施例において第１円孔部１１ａに一体に形成されているが、例えば、第１円孔部１１ａに別体のライニングを設け、このライニングの内周面を異径部１５の内周面とし、このライニングに突部１７を一体に設けることもできる。
【００３４】
この場合、第１円孔部１１ａの内周面を径の均一な筒状とし、ライニングの内周面の径を筒軸方向に変化させた形状にすることができる。また、第１円孔部１１ａの内周面及びライニングの内周面双方の径を筒軸方向に変化させた形状にすることもできる。
【００３５】
ライニングを用いると、シリンダ３を樹脂又は金属とし、ライニングを金属又は樹脂で形成することができる。ライニングの材質として、シリンダ３に比較して摩擦抵抗の極めて低いものを選択することも可能である。
【００３６】
リブ１７ａは、例えば断面が半円形状に形成され、ピストン５に対向する半円形状の頂部が筒軸方向に延び、対向するリブ１７ａ間で半円形状の頂部が平行となるように設定されている。このリブ１７ａは、異径部１５の筒軸方向の一端側から他端側にかけて連続して形成され、異径部１５の直線状のテーパー形状の内周径に応じ、異径部１５の他端側、つまり第1円孔部１１ａの他端１１ａｂ側で消滅するように設定されている。
【００３７】
但し、このリブ１７ａを異径部１５の筒軸方向の中間部で消滅させるように構成することもできる。その他、異径部１５の形態に応じてリブ１７ａの形成範囲を種々設定することができる。
【００３８】
このリブ１７ａにより、リブ１７ａに対するピストン５の当接による抵抗を極めて低くしながらピストン５を異径部１５に対しガイドするようになっている。
【００３９】
なお、リブ１７ａは、筒軸方向で連続した形態に限らず、途中で分断された形態でもよい。突部１７としては、リブ１７ａに限らず、局所的な突部を筒軸方向に連続して配置するような形態にすることもできる。この場合、突部は第１円孔部１１ａの内周面に形成される半球状とし、筒軸方向に連続する突部相互間はピストン５の長さよりも小さいことが望ましい。
【００４０】
突部が半球状の場合、他端１１ａｂ側での突部の消滅は、半球状の径を漸次小さくし、或いは半球状の曲率を漸次小さく、扁平にすることなどで行わせることができる。
【００４１】
また、異径部１５を有さず、圧力室１３の内径が筒軸方向に変化しないシリンダの場合には、突部は、筒軸方向に一定の突出状態にすることができる。
【００４２】
第１円孔部１１ａは、シリンダ３の他端に取り付けられた閉じ部材１９により閉止されている。閉じ部材１９は、シリンダ３の他端に圧入、接着、溶着などにより固定されている。
【００４３】
第１円孔部１１ａには、作動液体、例えばオートマチックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）、鉱物油等の作動油、シリコーンオイル等が収容されて前記圧力室１３を構成する。オイルの粘度を変えることにより、作動特性の微調整が可能である。
【００４４】
第２円孔部１１ｂの開口、つまりシリンダ３の一端には、キャップ２１が固定され、第２円孔部１１ｂが閉じられている。キャップ２１は、中空に形成され、ロッドガイドを兼ねると共にばね座としても機能する。
【００４５】
第２円孔部１１ｂ内には、筒軸方向の中間部にパッキン受け座２３が挿入配置されている。パッキン受け座２３は、中空に形成され、その外径が第２円孔部１１ｂの内径よりも僅かに小さく設定され、第２円孔部１１ｂに対して筒軸方向に移動できるようになっている。
【００４６】
キャップ２１及びパッキン受け座２３間には、コイルスプリング２５が介設されている。
【００４７】
パッキン受け座２３には、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム等の弾性体からなるＵパッキン２７が配置されている。Ｕパッキン２７は、中空に形成され、外周に突条部を周回状に備え、その外周が第２円孔部１１ｂの内周面に密接している。このＵパッキン２７の一端は、前記パッキン受け座２３に受けられ、他端周縁部がピストン５に当接する。
【００４８】
Ｕパッキン２７とピストン５との間に、蓄液室２９が形成され、圧力室１３に連通している。この蓄液室２９は、ピストン５及びピストンロッド７が圧力室１３に進入したとき、ピストン５と異径部１５との間のクリアランスを経由して、作動油を第１円孔１１ａ側から受け入れる。このとき、Ｕパッキン２７及びパッキン受け座２３がコイルスプリング２５の付勢力に抗して移動し、蓄液室２９が拡大する。
【００４９】
これとは逆に、ピストン５及びピストンロッド７が圧力室１３から退避したとき、前記クリアランスを経由して、衝撃吸収時に移動した作動油を第１円孔１１ａ側に戻す役割を果たす。
【００５０】
ピストン５の先端には、軸部３ａが突設され、軸部３ａに弁座３１が固定されている。弁座３１のピストン５側の面には、弁受け用の突部が形成されている。弁座３１とピストン５との間には、隙間が形成され、この隙間に弁３３が配置され、軸部３ａに嵌合している。
【００５１】
従って、ピストン５が圧力室１３に進入移動するとき弁３３は図１のようにピストン５側に位置し、ピストン５が圧力室１３から退避移動するとき弁３３は、軸部３ａを移動して弁座３１に受けられる。
【００５２】
弁３３が弁座３１に受けられているとき、ピストン５と異径部１５との間のクリアランスを通り圧力室１３側へ還流する作動油が、弁３３のピストン５側の面を経由しながら各リブ１７ａ間に分散することができる。
【００５３】
ピストンロッド７の一端部７ａには、ピストン５が嵌合配置され、ピストンロッド７は、Ｕパッキン２７及びパッキン受け座２３、キャップ２１を貫通し、他端部７ｂ側がシリンダ３外に突出している。シリンダ３外へ突出したピストンロッド７の他端部７ｂは、制御対象物に設けられる結合部（図示せず）に結合される。
【００５４】
［ショックアブソーバの動作］
ピストンロッド７が制御対象物から衝撃力を受けてシリンダ３内に押し込められていくと、連動してピストン５がシリンダ３の圧力室１３内へ進入する。このとき、圧力室１３内の作動油は、ピストン５と異径部１５との間のクリアランスを通り、流体抵抗を発生する。
【００５５】
ピストン５と異径部１５との間のクリアランスは、異径部１５のテーパー形状の設定によりピストン５が第１円孔部１１ａの他端１１ａｂ側へ向かって圧力室１３に進入する移動に応じて減少し、流体抵抗もクリアランスの減少に応じて増大する。
【００５６】
このような流体抵抗に起因する衝撃吸収波形によりショックアブソーバ１は、外力の緩衝を行なうことができる。
【００５７】
ピストン５がシリンダ３内に進入すると、作動油はピストン５と異径部１５との間のクリアランスを経由して、第１円孔１１ａ側から蓄液室２９側に移動する。このとき、Ｕパッキン２７及びパッキン受け座２３がコイルスプリング２５の付勢力に抗して移動し、蓄液室２９が拡大する。
【００５８】
ピストンロッド７に働く外力がなくなるとピストン５及びピストンロッド７が圧力室１３から退避移動する。
【００５９】
退避移動に際し、異径部１５の設定によりピストン５の退避移動に応じてクリアランスの流通抵抗が減少し、ピストン５のレスポンスの良い復帰を可能とする。
【００６０】
図２（Ａ）のように、ピストン５が、異径部１５の筒軸方向の一端側から他端側へ移動するとき６本のリブ１７ａがピストン５の外周面を筒軸方向に沿ってガイドするから、異径部１５に係らずピストン５の筒軸に沿った移動を安定して行わせることができる。
【００６１】
ピストン５が、異径部１５の筒軸方向の一端側に位置するとき、ピストン５と異径部１５との間のクリアランスは最大となる。ピストン５のこの位置においても、ピストン５の外周面に６本のリブ１７ａが対向するから、ピストン５を筒軸上に安定して位置規制することができる。
【００６２】
従って、ピストン５の筒軸上での直線的な移動が安定し、安定した動作特性を得ることができる。
【００６３】
また、６本のリブ１７ａによるピストン５の位置規制により、ショックアブソーバ１が傾斜状態或いは水平状態で使用されても、安定した動作特性を得ることができる。
【００６４】
これに対し、図２（Ｂ）の比較例のように、圧力室１３の内周面に突部が存在しないと、ピストン５が圧力室１３内で筒軸の軸心Ｃから鎖線図示のように径方向に偏り、ピストン５の周囲に均一なクリアランスができない。このため、ピストン５が偏る場合とそうでない場合とでは作動油の流量が異なるため、繰り返し動作させた際に毎回ピストンの径方向位置が異なる繰り返しの動作時間が変化し、特性が不安定になる。
【００６５】
かかるピストン５の偏りをリブ１７ａにより規制することができる。
【００６６】
［実施例の効果］
本発明実施例の圧力室１３は、圧力室１３とピストン５との間のクリアランス内で内径方向に突出するように備えられピストン５を圧力室１３の中心部に位置規制するための６本のリブ１７ａを備えている。
【００６７】
このため、リブ１７ａによりピストン５がガイドされるため、圧力室１３に対するピストン５の偏りが規制され、ダッシュポット構造であっても特性を安定させることができる。
【００６８】
また、本実施例では、異径部１５をテーパー形状に設定することで、圧力室１３とピストン５との間のクリアランスをピストン５の進入に応じて減少させ、これに応じた衝撃吸収特性を得ることができながら、異径部１５とピストン５との間のクリアランスの大小変化に係らずピストン５を圧力室１３の中心部に位置規制することができる。
【００６９】
このピストン５の６本のリブ１７ａによる位置規制で、ピストン５をシリンダ３の筒軸上で安定して移動させることができ、動作特性を安定させることができる。
【００７０】
また、ショックアブソーバ１が傾斜状態或いは水平状態で使用されても、異径部１５とピストン５との間のクリアランスの大きさに係らずピストン５を６本のリブ１７ａにより位置規制し、安定した動作特性を得ることができる。
【００７１】
異径部１５を種々設定することで、シリンダ３の内周面の形状をカスタマイズすることができながら、異径部１５とピストン５との間のクリアランスの大小変化に係らずピストン５を圧力室１３の中心部に位置規制することができる。
【００７２】
なお、ショックアブソーバ１の形態は、実施例に限らず、シリンダの圧力室に異径部を有するものであれば、種々適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  ショックアブソーバ
３  シリンダ（筒体）
５  ピストン
７  ピストンロッド
１３  圧力室
１５  異径部
１７  突部
１７ａ  リブ
【図１】
0006626336.tif 000002
【図２】
0006626336.tif 000003
【図３】
0006626336.tif 000004
【図４】
0006626336.tif 000005