(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に右又は左巻きの第１のねじ部が形成され、他端側にその反対巻きの第２のねじ部が形成され、該他端にて第１の所定物体に対して回転自在に連結されたねじ軸と、前記第１のねじ部に螺合する第１のナット部材と、前記第２のねじ部に螺合する第２のナット部材と、一端が閉塞されたシリンダ部材を具備し、前記第１のナット部材を前記シリンダ部材に摺動自在に嵌合しピストンとして機能するようにし、前記ピストンとして機能する第１のナット部材を第２の所定物体に対して直接又は間接的に揺動自在に連結し、前記ピストンとして機能しない第２のナット部材を前記シリンダ部材の閉塞端側に固定し、前記ピストンとして機能する第１のナット部材に対して軸方向に所定のバイアス力を付与するバイアス力付与手段を設け、前記シリンダ部材内に流体を充填すると共に、前記ピストンとして機能する第１のナット部材にオリフィスを設け、該第１のナット部材で隔てられた前記シリンダ部材内の閉塞端側の第１の空間と反閉塞端側の第２の空間の間を該流体が移動できるようにしたことを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
請求項１に記載の緩衝器において、
前記ピストンとして機能する第１のナット部材で隔てられた前記シリンダ部材内の閉塞側の第１の空間と隔壁により隔てられた第３の空間を設け、前記隔壁に前記第１の空間と前記第３の空間の間で流体が移動するオリフィスを設けたことを特徴とする緩衝器。
【請求項３】
請求項２に記載の緩衝器において、
前記第３の空間は内部の流体圧によりその体積が変化するように構成されていることを特徴とする緩衝器。
【請求項４】
請求項１又は２又は３に記載の緩衝器において、
前記第１のねじ部及び第２のねじ部のねじ溝は転動体転走面となっており、前記第１のナットの部材及び第２のナット部材には該転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路が設けられ、該無限循環路には複数の転動体が配列・収容されて前記ねじ軸の回転に伴って循環することを特徴とする緩衝器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の緩衝器において、
一端が前記シリンダ部材に枢支され他端が前記第２の所定物体に枢支された複数のリンク機構を設けたことを特徴とする緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は物体に加わる衝撃（エネルギー）を吸収する緩衝器に関し、特にボールネジを用い衝撃吸収率が高い緩衝器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来のこの種の緩衝器の構成を示す図である。図示するように、緩衝器１００は一端が閉塞されたシリンダ１０１を具備し、該シリンダ１０１内に摺動自在にピストン１０２を収納すると共に、シリンダ１０１内には油等の流体を収容している。ピストン１０２に軸方向の衝撃（エネルギー）が加わると、ピストン１０２で区分された閉塞端側の空間１０４内の流体がオリフィス１０３を通って反閉塞端側の空間１０５に流れ込む。
【０００３】
上記のようにシリンダ１０１内でピストン１０２で押し込められた流体が細いオリフィス１０３から逃げるとき、ピストン１０２の両面に生じる圧力差が抵抗力となってピストン１０２に加わる衝撃（エネルギー）を吸収する。なお、図示は省略するがピストン１０２に復原力を持たせるため、ばねを並列に組み合わせる場合が多い。
【０００４】
上記従来構成の緩衝器においては、ピストン１０２の移動距離以上にシリンダ１０１内のピストン１０２の作動ストロークを大きくすることができず、衝撃（エネルギー）の吸収効率を向上させることができないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ねじ軸とナット部材により構成されるボールネジを用いることにより、ピストンのシリンダ内の作動ストロークを大きくし、衝撃（エネルギー）の吸収効率を向上させることができる緩衝器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】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、一端側に右又は左巻きの第１のねじ部が形成され、他端側にその反対巻きの第２のねじ部が形成され、該他端にて第１の所定物体に対して回転自在に連結されたねじ軸と、第１のねじ部に螺合する第１のナット部材と、第２のねじ部に螺合する第２のナット部材と、一端が閉塞されたシリンダ部材を具備し、第１のナット部材をシリンダ部材に摺動自在に嵌合しピストンとして機能するようにし、ピストンとして機能する第１のナット部材を第２の所定物体に対して直接又は間接的に揺動自在に連結し、ピストンとして機能しない第２のナット部材をシリンダ部材の閉塞端側に固定し、ピストンとして機能する第１のナット部材に対して軸方向に所定のバイアス力を付与するバイアス力付与手段を設け、シリンダ部材内に流体を充填すると共に、ピストンとして機能する第１のナット部材にオリフィスを設け、該第１のナット部材で隔てられたシリンダ部材内の閉塞端側の第１の空間と反閉塞端側の第２の空間の間を該流体が移動できるようにしたことを特徴とする緩衝器にある。
【０００７】
上記のように端部を第１の所定物体に対して回転自在に連結されたねじ軸の第１のねじ部に螺合する第１のナット部材をシリンダ部材に摺動自在に嵌合しピストンとして機能するようにし、該ピストンとして機能する第１のナット部材を第２の所定物体に対して直接又は間接的に揺動自在に連結し、ピストンとして機能しない第２のナット部材をシリンダ部材の閉塞端側に固定することにより、後に詳述するように第２の所定物体に衝撃力が加わり、ピストンとして機能する第１のナット部材がシリンダ内を移動するとねじ軸は回転する。この回転によりピストンとして機能しない第２のナット部材がピストンとして機能する第１のナット部材の移動方向とは反対方向に移動しシリンダ部材内を移動させるから、ピストンとして機能する第１のナット部材のシリンダ部材内の作動ストロークが大きくなり（該ピストンとして機能する第１のナット部材の移動距離にシリンダ部材の移動距離が加わることになり）、高い吸収率で第２の所定物体に加わる衝撃力を吸収できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は請求項１に記載の緩衝器において、ピストンとして機能する第１のナット部材で隔てられたシリンダ部材内の閉塞側の第１の空間と隔壁により隔てられた第３の空間を設け、隔壁に第１の空間と第３の空間の間で流体が移動するオリフィスを設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の緩衝器において、第３の空間は内部の流体圧によりその体積が変化するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記のように第１の空間と隔壁により隔てられた第３の空間を設けることにより、ピストンとして機能する第１のナット部材のシリンダ部材内の作動ストロークが大きくなり、第１の空間からオリフィスを通って流出する流体量が多くなっても該第３の空間に収容できる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は請求項１又は２又は３に記載の緩衝器において、第１のねじ部及び第２のねじ部のねじ溝は転動体転走面となっており、第１のナット部材及び第２のナット部材には該転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路が設けられ、該無限循環路には複数の転動体が配列・収容されてねじ軸の回転に伴って循環することを特徴とする。
【００１２】
上記のように、第１のねじ部及び第２のねじ部のねじ溝は転動体転走面となっており、第１のナット部材及び第２のナット部材には該転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路が設けられるので、第２の所定物体に衝撃力が加わり、ピストンとして機能する第１のナット部材がシリンダ部材内を移動することにより、ねじ軸はスムーズに回転し、該ねじ軸の回転によりピストンとして機能しない第２のナット部材がスムーズに移動しシリンダ部材を移動させる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の緩衝器において、一端がシリンダ部材に枢支され他端が第２の所定物体に枢支された複数のリンク機構を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記のように複数のリンク機構を設けることにより、シリンダ部材の移動及び該シリンダ部材内を摺動するピストンとして機能する第１のナット部材の移動が、該リンク機構で支持案内されることになるから、第２の所定物体に衝撃力が加わってもこれらに振動が発生することなく、この衝撃を高効率で吸収できる緩衝器となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２は本発明に係る緩衝器の構成を示す図である。図２において、１はねじ軸であり、該ねじ軸１の一端側には右巻き又は左巻きのねじ溝が形成された第１のねじ部２が形成され、他端側にはその反対の左巻き又は右巻きのねじ溝が形成された第２のねじ部３が形成されている。該ねじ軸１の第２のねじ部３が形成されている他端側の端部は第１の所定物体（固定側）４に傾動軸受機構５を介して傾動回転自在に連結されている。
【００１６】
６は一端が閉塞されたシリンダ部材であり、該シリンダ部材６内には円筒状の隔壁１４が配置され、該隔壁１４内には第１のナット部材７が摺動自在に嵌合しピストンとして機能を奏するようになっている。また、該第１のナット部材７はねじ軸１の第１のねじ部２に螺合して後述するボールねじを構成するようになっており、中空のロッド部材８を介して第２の所定物体（可動側）９に揺動支持機構１０を介して揺動自在に連結されている。ねじ軸１の第２のねじ部３には第２のナット部材１１が螺合しており、該ナット部材１１はシリンダ部材６の閉塞端側に固定されている。
【００１７】
シリンダ部材６内はピストンとして機能を奏する第１のナット部材７により、図３に示すように、閉塞端側の第１の空間１２と、反閉塞端側の第２の空間１３とに区分され、更に円筒状の隔壁１４により第３の空間１５とに区分されている。シリンダ部材６内には油等の所定の粘度を有する流体が充填され、第１のナット部材７にはオリフィス１６が形成され、該ナット部材７の移動により該流体が第１の空間１２と第２の空間１３の間を移動できるようになっている。また、隔壁１４にもオリフィス１７が形成され、第１のナット部材７の移動により流体が第１の空間１２と第３の空間１５の間を移動できるようになっている。
【００１８】
シリンダ部材６内に配置された隔壁１４内の第１の空間１２内には、第１のナット部材７に反閉塞端側に向かって所定のバイアス力を付与するバイアス力付与手段としてのコイルバネ２１を設けている。また、シリンダ部材６の側壁には開口１８が形成され、該開口１８は弾性板体１９で塞がれ、第３の空間１５の流体圧力が上昇すると該開口１８を通して流体が弾性板体１９を外側に押し、該弾性板体１９が外側に膨張して第３の空間１５に連通する第４の空間２０を形成するようになっている。言い換えれば、第３の空間１５は内部流体圧の変化に応じて体積が変化するように構成されている。
【００１９】
３６、３６はリンク機構であり、各リンク機構３６は、一対のリンク部材３６−１、３６−２の端部が互いに枢着された構成である。各リンク機構３６の一端は第２の所定物体９に固定されたベース２２に揺動支持機構２３で揺動自在に支持されて、他端はシリンダ部材６の外壁に揺動支持機構２４で揺動自在に支持されている。図４は図２のＡ−Ａ矢視図である。図示するように、第２の所定物体９にボルト２２ａで固定されたベース２２にロッド部材８の一端及びリンク機構３６、３６の一端がそれぞれ揺動支持機構１０及び揺動支持機構２３、２３を介して揺動自在に支持されている。なお、上記例ではリンク機構３６を２個としたが、シリンダ部材６の外周に所定の間隔で３個以上配置してもよい。
【００２０】
図５は上記ねじ軸１の端部を回転自在に支持する傾動軸受機構５の構成を示す図である（図２のＢ−Ｂ矢視図）。傾動軸受機構５は図示するように第１の所定物体４にボルト２６で固定されたベース２５に球軸受座２７がボルト２９で固定され、該球軸受座２７にねじ軸１の一端に固着された球状体２８が回転自在に嵌合している。
【００２１】
なお、傾動軸受機構５は上記構成に限定されるものではなく、図６に示すように、ねじ軸１の一端にベアリング３０を固着し、該ベアリング３０に球軸受座３１を固着して設け、該球軸受座３１に第１の所定物体４に固着された球体３２を回転自在に嵌合する構成としてもよい。
【００２２】
図７乃至図９は上記ねじ軸１の一端側に形成された第２のねじ部３と第２のナット部材１１とから構成されるボールねじの構成例を示す図である。ねじ軸１の一端側に形成された第２のねじ部３のねじ溝はボール転走溝３ａとなっており、ナット部材１１の内周面には該ボール転走溝３ａに対向する負荷転走溝１１ａが形成されている。ボール転走溝３ａと負荷転走溝１１ａの間には多数のボール３３が介在し、転動するようになっている。
【００２３】
上記ねじ軸１の第２のねじ部３のボール転走溝３ａと、ナット部材１１の負荷転走溝１１ａとの間で負荷転走路が構成されている。ナット部材１１には、２つのリターンパイプ３４が嵌合されている。該リターンパイプ３４は、負荷転走溝１１ａの一端と他端を連結して無負荷通路を構成している。リターンパイプ３４の両側は曲げられ、負荷転走路内に数ピッチの間隔を設けて、嵌入されている。リターンパイプ３４はパイプ押え３５によってナット部材１１に固定されている。
【００２４】
ナット部材１１は、略円筒状をなし、その端面にシリンダ部材６の閉塞端に固定するためのフランジ１１ｂを備えている。ナット部材１１の内周面には、上記のようにねじ軸１の第２のねじ部３のボール転走溝３ａに対向する負荷転走溝１１ａが形成されている。該負荷転走溝１１ａは異なる２つの円弧が交差する断面形状、即ちゴシックアーチ形状を有している。ナット部材１１には、その上面が一部平取りされた平面部１１ｃが形成されている。該平面部１１ｃには、リターンパイプ３４の両側が挿入されるリターンパイプ嵌合穴１１ｄが４個所に設けられている。このリターンパイプ嵌合穴１１ｄは、負荷転走溝１１ａ内まで延びている。
【００２５】
ねじ軸１の第２のねじ部３とリターンパイプ３４の関係は、図９に示すようにリターンパイプ３４の脚部３４ａ、３４ｂは、ねじ軸１のリード角に合わせて傾けて配置されている。ボール３３…は、ねじ軸１のリード角方向すなわち進行方向を保ったまま、脚部３４ａ、３４ｂに掬い上げられる。したがって、脚部３４ａ、３４ｂ内で方向転換する必要がなく、脚部３４ａ、３４ｂに強い衝撃が加わるのを防止できる。また、ボール３３…が進行方向を保ったまま脚部３４ａ、３４ｂに掬い上げられるので、切り口の片側に片寄ることなく、両脇でバランス良く掬い上げられる。
【００２６】
ナット部材１１をねじ軸１の軸方向に移動させるとねじ軸１は回転し、ボール転走溝３ａ内を周方向に軸方向荷重を受けながら転がるボール３３…はリターンパイプ３４の脚部３４ａの先端で掬い上げられる。この掬い上げられたボール３３…は、リターンパイプ３４内を循環する。そして、ボール３３…は、数ピッチ間隔を開いた脚部３４ｂから、再びボール転走溝３ａに戻され、循環する。
【００２７】
なお、図示は省略するが、ねじ軸１の一端側に形成された第１のねじ部２とナット部材７とからなるボールねじの構成は、ナット部材７がシリンダ部材６内に配置された隔壁１４内をねじ軸１の軸方向に摺動するようになっているだけで、他は上記例と略同じ構成であるので、その説明は省略する。
【００２８】
上記構成の緩衝器の動作を以下に説明する。図２に示すように、第２の所定物体９に第１の所定物体４に向かって衝撃力Ｆが作用すると、ロッド部材８及び第１のナット部材７は矢印Ｃ方向に押され、コイルバネ２１のバイアス力に抗して軸方向に移動する。この第１のナット部材７の軸方向の移動により、ねじ軸１が矢印Ｄ方向に回転する。このねじ軸１の回転により、第２のナット部材１１は矢印Ｅ方向（矢印Ｃ方向とは反対の方向）に移動する。第１のねじ部２と第２のねじ部３のねじピッチが同じであれば、第１のナット部材７と第２のナット部材１１は互いに反対方向に同速度で同距離だけ移動することになり、第１のナット部材の作動ストロークは自身の移動距離の２倍となる。
【００２９】
上記第１のナット部材７の隔壁１４内の移動により、第１の空間１２内の流体はオリフィス１６、１７を通って第２の空間１３（図３参照）及び第３の空間１５に移動する。これにより上記第２の所定物体９に作用する衝撃力（エネルギー）Ｆは吸収される。即ち、第１のナット部材７と第２のナット部材１１が軸方向に互いに反対方向に移動することになり、シリンダ部材６内（隔壁１４内）の第１のナット部材７の作動ストロークは、自身の移動距離に第２のナット部材１１の移動距離（シリンダ部材６の移動距離）が加算された値となり、第２の所定物体９に作用する衝撃力Ｆを効果的に吸収する。
【００３０】
なお、上記例ではシリンダ部材６内に円筒状の隔壁１４を配置し、該隔壁１４で第１の空間１２及び第２の空間１３から隔離された第３の空間１５を形成しているが、この第３の空間は必ずしも必要なものではなく、シリンダ部材６内の隔壁１４を除去し、シリンダ部材６内に第１のナット部材７で区画された第１の空間１２と第２の空間１３のみとしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００３２】
請求項１に記載の発明によれば、端部を第１の所定物体に対して回転自在に連結されたねじ軸の第１のねじ部に螺合する第１のナット部材をシリンダ部材に摺動自在に嵌合しピストンとして機能するようにし、該ピストンとして機能する第１のナット部材を第２の所定物体に対して直接又は間接的に揺動自在に連結し、ピストンとして機能しない第２のナット部材をシリンダ部材の閉塞端側に固定することにより、ピストンとして機能する第１のナット部材のシリンダ部材内の作動ストロークが大きくなり、衝撃力の吸収率の高い緩衝器を提供できる。
【００３３】
請求項２又は３に記載の発明によれば、第１の空間と隔壁により隔てられた第３の空間を設けることにより、ピストンとして機能する第１のナット部材のシリンダ部材内の作動ストロークが大きくなり、第１の空間からオリフィスを通って流出する流体量が多くなっても該第３の空間に収容できるから、大きな衝撃力でも充分に吸収できる緩衝器を提供できる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、第１のねじ部及び第２のねじ部のねじ溝は転動体転走面となっており、第１のナット部材及び第２のナット部材には該転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路が設けられるので、第２の所定物体に衝撃力が加った場合、ピストンとして機能する第１のナット部材及びピストンとして機能しない第２のナット部材がスムーズに移動し、衝撃力を効率良く吸収できる緩衝器を提供できる。
【００３５】
請求項５に記載の発明によれば、複数のリンク機構を設けることにより、シリンダ部材の移動及び該シリンダ部材内を摺動するピストンとして機能する第１のナット部材の移動が、該リンク機構で支持案内されることになるから、第２の所定物体に衝撃力が加わってもこれらに振動が発生することなく、この衝撃を高効率で吸収できる緩衝器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の緩衝器の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る緩衝器の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る緩衝器のシリンダ部材部分の構成例を示す図である。
【図４】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】本発明に係る緩衝器の軸受機構の構成例を示す図である。
【図７】本発明に係る緩衝器のボールねじの構成例を示す外観図である。
【図８】本発明に係る緩衝器のボールねじのナット部材の構成例を示す外観図である。
【図９】本発明に係る緩衝器のボールねじのねじ軸とリターンパイプの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１                ねじ軸
２                第１のねじ部
３                第２のねじ部
４                第１の所定物体（固定側）
５                傾動軸受機構
６                シリンダ部材
７                第1のナット部材
８                ロッド部材
９                第２の所定物体（可動側）
１０              揺動支持機構
１１              第２のナット部材
１２              第１の空間
１３              第２の空間
１４              隔壁
１５              第３の空間
１６              オリフィス
１７              オリフィス
１８              開口
１９              弾性板体
２０              第４の空間
２１              コイルバネ
２２              ベース
２３              揺動支持機構
２４              揺動支持機構
２５              ベース
２６              ボルト
２７              球軸受座
２８              球状体
２９              ボルト
３０              ベアリング
３１              球軸受座
３２              球体
３３              ボール
３４              リターンパイプ
３５              パイプ押え
３６              リンク機構
【図１】
0004836364.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0004836364.tif 000010