(57)【要約】【課題】ストロークの両終端近くにおいてハウジングに対するロッド状部材の移動を減速し、緩和する、改良された緩衝装置を提供すること。【解決手段】本発明によれば、ハウジング（２１）、ハウジングに対して移動可能なロッド（２２）、オリフィス（６５）を通じて流体サンプ（２４）と連絡している単一の流体充てん可変容積室（２３）、およびロッド状部材のストロークのそれぞれの終端近くにおいて可変容積室の容積を選択的に減少させるロストモーション機構を含む二方向自蔵式ストロークエンド緩衝装置（２０）が提供される。ロストモーション機構は、オリフィスを通して可変容積室から流体を強制的に送り、それによってストロークの終端においてロッド状部材の移動を減速する。【選択図】　　　図１
2004036888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストロークエンド緩衝装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに対して移動可能な部材と、
オリフィスを通じて流体サンプと連絡しているただ１つの、流体が充てんされた可変容積室と、
前記部材がそのストロークのそれぞれの終端に接近するように移動することによって、前記可変容積室の容積の減少を選択的に生じさせるロストモーション機構とを有するストロークエンド緩衝装置において、
前記ロストモーション機構が、前記オリフィスを通じて前記可変容積室から流体を強制的に送り、前記部材のストロークの両終端の近傍において前記ハウジングに対する前記部材の移動を減速することを特徴とするストロークエンド緩衝装置。
【請求項２】
前記部材がロッドである請求項１に記載のストロークエンド緩衝装置。
【請求項３】
前記可変容積室がピストンとシリンダとの間に画定される請求項１に記載のストロークエンド緩衝装置。
【請求項４】
前記可変容積室がシリンダと２つのピストンとの間に画定される請求項１に記載のストロークエンド緩衝装置。
【請求項５】
前記シリンダが前記ロッドと同心である請求項３に記載のストロークエンド緩衝装置。
【請求項６】
前記流体サンプがアキュムレータである請求項１に記載のストロークエンド緩衝装置。
【請求項７】
前記アキュムレータが加圧されている請求項６に記載のストロークエンド緩衝装置。
【請求項８】
前記ロストモーション機構が、前記可変容積室の壁の一部分と係合するために前記部材に取り付けられた第１突き合せ表面を含む請求項１に記載のストロークエンド緩衝装置。
【請求項９】
前記ロストモーション機構が、前記可変容積室の壁の他の部分と係合するために前記部材に取り付けられた第２突き合せ表面を含む請求項１に記載のストロークエンド緩衝装置。
【請求項１０】
前記可変容積室の容積が減少するにつれて前記オリフィスのサイズが減少する請求項１に記載のストロークエンド緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広義の概念では、液圧緩衝器（スナッバー）に関するものであり、特に、アクチュエータ・ロッドの動作をそのストロークの両端部において減速して衝撃を緩和することを目的とした、改良型の自蔵式ストロークエンド液圧緩衝器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液圧アクチュエータは、シリンダの端部を打つピストンの衝撃を、ピストン・ストロークの両方の端部において減速して軽減するために、別個の緩衝機構を備えていることが多い。電気機械式スクリュー・アクチュエータの出現によって、しばしば別個の緩衝器アセンブリが、アクチュエータ・ロッドの運動の両端を減速し且つ和らげるために加えられる。
【０００３】
フライト・シミュレータ動作システムにおいて使用される液圧アクチュエータは、液圧シリンダの中に統合されたストロークエンド・クッションを長年使用している。１９９０年代のはじめに電気式アクチュエータが動作システムに使用され始めたとき、このクッション機能を発揮するために緩衝器を組み込むことが必要であった。液圧アクチュエータでは緩衝機能を組み込むことは簡単である。しかしながら電気機械式アクチュエータでは、緩衝機能はこの目的のために別個の追加装置を必要とする。ある１つの手法は、アクチュエータの内側と外側のいずれにも納められた別個の緩衝器シリンダを各終端で使用することであった。
【０００４】
従来の技術によるこのような緩衝器に関する詳細は、米国特許第５，９３１，７３９号、同第５，７２０，３６８号、同第５，５０９，５１１号、同第５，３８７，０８３号、同第５，２７１，４８５号、同第３，７６６，７９８号、同第３，２００，６６４号に示され、説明されており、これらの開示全体が本明細書に参照によって組み込まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
開示された実施形態の対応する部品、部分、または表面の挿句的な参照は、単に例示の目的のためであって、限定するためのものではなく、本発明は、広く、アクチュエータ・ロッド（２２）の動作をそのストロークのどちらの端部においても減速し且つ和らげる働きをする、（例えば図１に示される）改良された単一の自蔵式二方向ストロークエンド液圧緩衝器（２０）を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
改良された緩衝器は、一般に、ハウジング（２１）、ハウジングに対して移動可能なロッド（２２）、オリフィス（６５）を通して流体サンプ（６６）と連絡している単一の、流体充てん可変容積室（２３）、およびストロークのそれぞれの終端に前記部材が接近するように移動することによって可変容積室の容積の減少を選択的且つ制御可能に生じさせるロストモーション機構（２５）を含み、これによって、この機構はオリフィスを通して室から流体を強制的に送り、部材のストロークのどちらの端部近くにおいてもハウジングに対するロッドの移動を減速し且つ和らげる。
【０００７】
可変容積室を、図１に示すようにピストンとシリンダの間に画定することが可能である。別法として、図２に示すように室をシリンダと２つのピストンの間に画定することもできる。シリンダをロッドと同心にすることもできる。流体サンプは、望むなら加圧することもできるアキュムレータ（６８）を含むこともできる。ロストモーション機構は、可変容積室の壁の一部分に係合するための、部材の上に取り付けられた第１突き合せ部材（２６）と、可変容積室の壁の他の部分に係合するための、部材の上に取り付けられた第２突き合せ部材（２８）とを含むことができる。
【０００８】
したがって、本発明の全般的な目的は、改良されたストロークエンド緩衝装置を提供することである。
【０００９】
別の目的は、電気機械式アクチュエータに取り付けることができ、アクチュエータ・ロッドの運動をストロークのどちらの終端近くにおいても選択的且つ制御可能に減速し且つ衝撃を緩和することができる、単一の緩衝装置を提供することである。
【００１０】
これらおよびその他の目的と利点は、以下の記載、図面、および頭記の特許請求の範囲から明らかになろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
最初に、同様な参照番号がいくつかの図面を通じて一貫して同じ構造要素、部分または表面を示すよう企図されており、それによってこのような同じ要素、部分または表面が記載の明細書全体によってさらに詳細に記載および説明されることができ、また明細書の詳細な説明は不可欠であることを明瞭に理解されたい。特に指示されていない場合は、図面は明細書と共に読まれるものとし（例えば、クロスハッチの陰影付け、部品の配置、比率、度など）、本発明の記載された明細書全体の一部分として考えるものとする。下記の説明に使用されているように、用語「水平」、「垂直」、「左」、「右」、「上」、「下」、ならびにこれらの形容詞および副詞的派生語（例えば「水平に」、「右方に」、「上方に」など）は単に、特定の図面の図が読む人に普通に直面したときの図示された構造の方向付けを指す。同様に、用語「内方に」および「外方に」は一般に、表面のその延長軸線または適切には回転軸線に対する方向付けを指す。
【００１２】
（第１実施形態「ピストン−シリンダ」；図１）
ここで図面、特に図１を参照すると、改良されたストロークエンド緩衝装置の第１形状が全体的に２０で示されている。この装置は広くは、断片部分が全般的に２１で示されているハウジング、ハウジングに対して移動可能なアクチュエータ・ロッド２２、単一の流体充てん可変容積室２３、流体サンプ２４、およびロストモーション機構２５を含むように示されている。
【００１３】
図１には、ロッド２２が、水平に延びた円筒状部材として示され、これはその軸線ｘ−ｘに沿って制御された水平移動をするように取り付けられている。ロッドは、ロッドから半径方向外向きに延びる一対の軸線方向に離隔した環状ストップまたは肩部材を有する。左肩部材は２６で示され、右肩部材は２８で示されている。部材２６、２８はロッド２２と共に一体として形成されるか、または望みによっては個別に形成されて次いでロッドに取り付けることもできる。こうして、ロッド２２はハウジング２１に対して水平往復移動するように取り付けられる。
【００１４】
緩衝器は、右方の転置した逆Ｃ形のシリンダ部材２９と、この中に受け入れられる左方のピストン部材３０との間に画定された、単一の流体充てん可変容積室２３を含む。部材２９、３０は、以下に説明するように、互いに対する選択的な軸線方向移動をするように取り付けられ、中間室２３の容積を変化させる。
【００１５】
シリンダ部材２９は、環状の左方に開いたカップ状の横断面を有するように示されている。特に、この断面は順に、外方を向いた水平円筒状表面３１、左方を向いた環状垂直表面３２、内方を向いた円筒状表面３３、左方を向いた環状垂直表面３４、外方を向いた水平円筒状表面３５、表面３２と実質的に同一表面上の、左方を向いた環状垂直表面３６、内方を向いた水平円筒状表面３８、および右方を向いた環状垂直表面３９、外方を向いた水平円筒状表面４０、およびこれから半径方向外方に延びて表面３１の右端に接合する、右方を向いた環状垂直表面４１によって規定されている。
【００１６】
ピストン部材３０は、特別に構成された環状部材として示され、この環状部材は順に、左方を向いた環状垂直表面４２、外方を向いた水平円筒状表面４３、左方を向いた環状垂直表面４４、外方を向いた水平円筒状表面４５、右方を向いた環状垂直表面４６、内方を向いた水平円筒状表面４８、右方を向いた環状垂直表面４９、およびこれから左方に延びて左端面４２の内縁に接合する、内方を向いた水平円筒状表面５０によって規定されている。
【００１７】
ピストン部材の表面４３は、ハウジングの内方を向いた水平円筒状表面５１に対して僅かに離隔して対向する関係で配置され、この間の滑動接合部はＯリング５２によって密封されている。ピストン部材の表面４５は、表面３３に対して僅かに離隔して対向する関係で配置され、この間の滑動接合部はＯリング５３によって密封されている。ピストン部材の表面４８は、表面３５に対して僅かに離隔して対向する関係で配置され、この間の滑動接合部はＯリング５４によって密封されている。シリンダ部材の表面３１は、ハウジングの内方を向いた水平円筒状表面５５に対して離隔して対向する関係で配置されている。シリンダ部材の表面４０は、ハウジング表面５６に対して僅かに離隔して対向する関係で配置され、この間の滑動接合部はＯリング５８によって密封されている。
【００１８】
ハウジングは、適切な部分に、右側部分５９を有するように示されており、この右側部分は、部材、外側部分６０、左側部分６１、および左側部分６１の内縁から右方に延びる内側部分６２に向かって半径方向内方に延びている。ハウジング右側部分５９の左方を向いた環状垂直表面６３は、シリンダ部材２９の右方移動を制限するための突き合せストップとして働く。ハウジング内側部分６２の右方を向いた環状垂直表面６４は、部材３０の左方移動を制限するための突き合せストップとして働く。部材２９、３０は、これらの間に流体充てん可変容積室２３を画定し、この流体充てん可変容積室２３は、別々に６５で示した、軸線方向に離隔した３つのオリフィスを通じてサンプ室６６と連絡している。このサンプ室は加圧されたアキュムレータ６８と連絡している。
【００１９】
緩衝器２０は、ハウジング中間部に対するロッド状部材２２の、そのストロークの両終端間における正規の移動を妨げない。しかしながら、ロッド状部材がそのストロークの右方端に向かってハウジングに対して右方に移動することになった場合には、左ロッド突き合せ台２６の環状垂直右面は最初にピストン表面４２と係合する。その後、ロッド２２の連続右方移動はシリンダ部材２９内でピストン部材３０を右方に動かす原因となり、これによって、室２３内の流体をオリフィス６５、６５、６５を通じてサンプ室６６の中へ、ここからアキュムレータ６８の中へ強制的に移動させる。これに関して、ピストン部材３０の右方移動が３つの離隔したオリフィスを順番に塞ぎ、これによってピストンがシリンダ内で右方に移動するにつれてオリフィス面積を漸進的に減らすことに留意すべきである。したがってこの作用は、このようなハウジングに対するロッドの右方の移動を減速させ衝撃を緩和する。
【００２０】
逆に、ロッド２２がハウジングに対して左方に移動することになった場合には、右ロッド突き合せ台２８の左方を向いた環状垂直右面は最初にシリンダ表面２９と係合する。その後、ハウジングに対するロッドの連続左方移動はピストン部材３０に対して左方に部材２９を動かすことになる。これは、流体充てん室２３の容積を減少させる同じ効果を有し、流体を、制限されたオリフィス６５、６５、６５を通じてサンプ室６６へ、次いでアキュムレータ６５へ送る原因となる。ここで再び、オリフィスは順番に覆われて、シリンダ部材がそのストロークエンドに向けて左方へ移動するにつれて、流れの制限を効果的に増す。
【００２１】
（第２実施形態「ピストン−ピストン」；図２）
本発明による緩衝器の第２形状を図２に示す。この形状では、緩衝器は全体的に７０で示されている。緩衝器はここでも再びそれぞれ軸線方向に離隔した突起部または突き合せストップ２６、２８を備えたロッド２２を有するように示されている。ハウジングは全体的に７１で示されている。この第２形状では、ハウジングは、ロッドに向けて半径方向内方に延びる右側部分７２、中間部分７３、および左側部分７４を有する。この形状では、機構は左側ピストン部材７５と右側ピストン部材７６とを含む。これら２つのピストン部材は、ハウジングによって画定されたシリンダ状部材の内部で移動するように取り付けられている。
【００２２】
左ピストン部材７５は、第１実施形態における部材３０に幾分似ている特別に構成された部材として示されている。特に左ピストン部材７５は、順に、左方を向いた環状垂直表面７８、外方を向いた水平円筒状表面７９、左方を向いた環状垂直表面８０、外方を向いた水平円筒状表面８１、右方を向いた環状垂直表面８２、内方を向いた水平円筒状表面８３、右方を向いた環状垂直表面８４、およびこれから左方に続いて左端面７８の内縁に再接合する、内方を向いた水平円筒状表面８５によって規定されるように示されている。
【００２３】
右ピストン部材７６は、順に、環状垂直左面８６、外方を向いた水平円筒状表面８８、左方を向いた環状垂直表面８９、外方を向いた水平円筒状表面９０、右方を向いた環状垂直表面９１、外方を向いた水平円筒状表面９２、環状垂直右端面９３、およびこれから左方に続いて左端面８６の内縁に接合する、内方を向いた水平円筒状表面９４によって接合されるように示されている。
【００２４】
右ピストン表面８８の一部分は、表面８３に僅かに離隔して面する関係で配置されるようになっており、この間の滑動接合部はＯリング９５によって密封されている。Ｏリング９６は、左ピストン表面８１と、ハウジングの内方を向いた表面９８との間の滑動接合部を密封する。別のＯリング９９が有効に用いられて、左ピストン表面７９と、ハウジングの内方を向いた表面１００との間の滑動接合部を密封する。さらに別のＯリング１０３が配置されて、右ピストン表面９０とハウジング表面９８との間の滑動接合部を密封する。
【００２５】
ハウジングは、加圧されたアキュムレータ１０８を有する小さな流体サンプ室１０６と連絡する通路１０５を含む。
【００２６】
図２に示す緩衝器は、構造的には異なるが、図１に示す装置と実質的に同じ方式で機能的に作動する。
【００２７】
緩衝器は、ロッドのストロークエンド間におけるロッドの正規の移動を妨げない。
【００２８】
ロッドがそのストロークエンドに向かってハウジングに対して右方に移動する場合には、左ロッド突き合せ台２６の右方に向く環状垂直表面はまず左ピストン表面７８と係合する。その後、ロッドの連続右方移動は左ピストン部材７５を静止右ピストン部材７６に対して右方に動かす原因となる。これは、可変容積室１０９内の流体を、制限オリフィス１１０を通じてサンプ１０６の中へ、ここから通路１０５を通じて加圧されたアキュムレータの中へ強制的に移動させることになる。この作用はハウジングに対するロッドのこのような右方移動を、そのストロークの右側終端において減速させ、緩和する。
【００２９】
逆に、ロッドがハウジングに対して左方に移動する場合には、右ロッド突き合せ台２８の左方を向いた環状垂直右面は最初に右ピストン表面９３と係合する。その後、ハウジングに対するロッドの連続左方移動は、右ピストン部材７６を静止左ピストン部材７５に対して左方に動かすことになり、再び流体充てん室１０９の容積を減少させ、流体を、制限オリフィス１１０と通路１０５とを通じてアキュムレータ１０８へ強制的に送る。この作用は、ロッドのこのような左方移動をそのストロークの左終端近くで減速し、緩和することになる。
【００３０】
したがって本発明は、二方向に動作可能な（すなわち方向に関係なくロッドがハウジングに対して移動する）改良された自蔵式ストロークエンド液圧緩衝器を提供する。
【００３１】
（変形）
もちろん多くの変更や改修を行うことができる。例えば部材の１つを、図１に示すように、シリンダとして構成された他の部材に対して移動可能なピストンとして構成することもできる。代りに、図２に示すように、ハウジングがシリンダを画定することもでき、部材の両方をこのシリンダ内部で移動可能なピストンとして構成することもできる。アキュムレータ６８、１０８によって提供される加圧された流体は、ピストン−シリンダ部材およびピストン−ピストン部材をそれぞれ偏倚させて、互いに離れるように動かす。しかしながら、加圧されたアキュムレータが省かれる場合には、戻りばねがこの機能を行うことができる。構造材料および寸法は特に重大であるとは考えられず、望みに応じて容易に変更または改修することができる。同様に、さまざまな部品の一般形状および外形は図示された特定の形状に限定されるものではない。また、この代りに別の形式のロストモーション連結部を用いることもできる。
【００３２】
したがって、改良されたストロークエンド緩衝装置の２つの現在好ましい形状を図示説明し、そのいくつかの改修と変更を検討したが、当業者には、頭記の特許請求の範囲によって定義され区別されるように、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、さまざまな変更および改修を追加できることが容易に認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】改良された緩衝装置の第１形状を示す、部分的に立面図であり部分的に断面図である概略図である。
【図２】改良された緩衝装置の第２形状を示す、部分的に立面図であり部分的に断面図である概略図である。
【符号の説明】
２０　自蔵式二方向ストロークエンド液圧緩衝器
２１、７１　ハウジング
２２　アクチュエータ・ロッド
２３　流体充てん可変容積室
２４、６６　流体サンプ
２５　ロストモーション機構
２６　第１突き合せ部材
２８　第２突き合せ部材
２９　右側の逆Ｃ形のシリンダ部材
３０　左側のピストン部材
３１　外方に向く水平円筒状表面
３２　左方に向く環状垂直表面
３３　内方に向く円筒状表面
３４　左方に向く環状垂直表面
３５　外方に向く水平円筒状表面
３６　左方に向く環状垂直表面
３８　内方に向く水平円筒状表面
４０　外方に向く水平円筒状表面
４１　右方に向く環状垂直表面
４２　左方に向く環状垂直表面
４３　外方に向く水平円筒状表面
４４　左方に向く環状垂直表面
４５　外方に向く水平円筒状表面
４６　右方に向く環状垂直表面
４８　内方に向く水平円筒状表面
４９　右方に向く環状垂直表面
５１　内方に向く水平円筒状表面
５２〜５４、５８、９５、９６、９９、１０３　Ｏリング
５５　内方に向く水平円筒状表面
５６　ハウジング表面
５９　ハウジング右側部分
６０　ハウジング外側部分
６１　ハウジング左側部分
６２　ハウジング内側部分
６３　左方に向く環状垂直表面
６４　右方に向く環状垂直表面
６５　オリフィス
６８　アキュムレータ
７０　緩衝器
７２　ハウジングの右側部分
７３　ハウジングの中間部分
７４　ハウジングの左側部分
７５　左側ピストン部材
７６　右側ピストン部材
７８　左方に向く環状垂直表面
７９　外方に向く水平円筒状表面
８０　左方に向く環状垂直表面
８１　外方に向く水平円筒状表面
８２　右方に向く環状垂直表面
８３　内方に向く水平円筒状表面
８４　右方に向く環状垂直表面
８５　内方に向く水平円筒状表面
８６　環状垂直左面
８８　外方に向く水平円筒状表面
８９　左方に向く環状垂直表面
９０　外方に向く水平円筒状表面
９１　右方に向く環状垂直表面
９２　外方に向く水平円筒状表面
９３　環状垂直右端面
９４　内方に向く水平円筒状表面
９８　ハウジングの内方に向く表面
１００　ハウジングの内方に向く表面
１０５　流体サンプと連絡する通路
１０６　流体サンプ室
１０８　アキュムレータ
１０９　可変容積室
１１０　制限オリフィス
【図１】
2004036888.tif 000003
【図２】
2004036888.tif 000004