JP7437100B1

JP7437100B1 - braking device

Info

Publication number: JP7437100B1
Application number: JP2023148802A
Authority: JP
Inventors: 昭彦矢野; 誠寿福
Original assignee: Shelter Japan Corp
Current assignee: Shelter Japan Corp
Priority date: 2023-09-13
Filing date: 2023-09-13
Publication date: 2024-02-22
Anticipated expiration: 2043-09-13

Abstract

【課題】構造物が大きく特定の方向に急激に変位したときに、構造物の変位速度を低減することができるとともに、変位後は、元の位置に復元が容易な制動装置を提供する。【解決手段】制動装置１は、作動流体ＨＬが充填される流体室１１と、大気ＯＡに連通する大気室１２とが設けられるシリンダ１３と、シリンダ１３の内部に摺動可能に挿入されて、流体室１１と大気室１２を画定するピストン１４と、を有する制動本体部１０と、流体室１１に接続する流体制御部２０と、流体制御部２０に接続して、作動流体ＨＬを貯留するとともに、作動流体ＨＬの流入によって、内部に存する貯留気体Ｇが加圧されるアキュムレータ３０と、を備える。流体制御部２０は、第１逆止弁３１と、作動流体ＨＬが通過する過程でピストン１４に減衰抵抗力を生じさせるオリフィス３５と、が設けられた第１制御管路２１と、第２逆止弁３２が設けられた第２制御管路２２とを有している。【選択図】図１An object of the present invention is to provide a braking device that can reduce the displacement speed of a structure when the structure is largely and rapidly displaced in a specific direction, and that can easily restore the structure to its original position after the displacement. A brake device 1 includes a cylinder 13 provided with a fluid chamber 11 filled with a working fluid HL and an atmospheric chamber 12 communicating with the atmosphere OA, and is slidably inserted into the cylinder 13. A brake body 10 having a piston 14 defining a fluid chamber 11 and an atmospheric chamber 12; a fluid control section 20 connected to the fluid chamber 11; , an accumulator 30 in which the stored gas G existing inside is pressurized by the inflow of the working fluid HL. The fluid control unit 20 includes a first control conduit 21 provided with a first check valve 31 and an orifice 35 that generates a damping resistance force on the piston 14 during passage of the working fluid HL, and a second control conduit 21 provided with a first check valve 31 and an orifice 35 that generates a damping resistance force on the piston 14 during passage of the working fluid HL. The second control line 22 is provided with a stop valve 32. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、構造物の急激な移動を抑制する目的で用いる制動装置に関する。 The present invention relates to a braking device used for the purpose of suppressing rapid movement of a structure.

地震等の外力により構造物が振動して部材に引張り力や圧縮力が発生する場合、ピストンロッドに曲げ力が加えられることのない伸び方向片利きの制振用オイルダンパが提案されている。 When a structure vibrates due to an external force such as an earthquake and tensile force or compressive force is generated in the member, a vibration damping oil damper that is single-handed in the extension direction has been proposed so that no bending force is applied to the piston rod.

特許文献１は、シリンダ内にピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダ内にロッド側油室を区画し、ロッド側油室は伸側油路と圧側油路を介してアキュムレータに接続され、伸側油路にはロッド側油室からアキュムレータに向けて作動油の流れを許容する調圧弁を開閉自在に設け、圧側油路にはアキュムレータからロッド側油室に向けて作動油の流れを許容する逆止弁を開閉自在に設けたオイルダンパが提案されている。 Patent Document 1 discloses that a piston rod is movably inserted into a cylinder via a piston, the piston defines a rod-side oil chamber in the cylinder, and the rod-side oil chamber is connected to the cylinder through an extension side oil passage and a compression side oil passage. It is connected to the accumulator, and the expansion side oil passage is equipped with a pressure regulating valve that can be opened and closed to allow hydraulic oil to flow from the rod side oil chamber toward the accumulator, and the pressure side oil passage is equipped with a pressure regulating valve that operates from the accumulator to the rod side oil chamber. An oil damper has been proposed that includes a check valve that can be opened and closed to allow oil to flow.

特許文献２で提案されているブレース装置は、建築物や土木構造物の耐震用として用いられるものであって、ブレース母材の断面積を必要以上に大とせずに座屈を防止し、簡単な構成で地震や強風等の振動から建築物を保護することを目的としたものである。具体的には、ブレース装置は油圧シリンダにて形成され、油圧シリンダには圧力油が充填されると共に、油圧シリンダはロッド側油室とボトム側油室とを逆止弁を介して連結され、逆止弁によって油圧シリンダに介装されているロッドが伸長側のみを規制されているブレース装置である。 The brace device proposed in Patent Document 2 is used for earthquake resistance of buildings and civil engineering structures, and it prevents buckling without making the cross-sectional area of the brace base material unnecessarily large. The purpose of this structure is to protect buildings from vibrations such as earthquakes and strong winds. Specifically, the brace device is formed of a hydraulic cylinder, the hydraulic cylinder is filled with pressure oil, and the hydraulic cylinder has a rod side oil chamber and a bottom side oil chamber connected via a check valve, This is a brace device in which a check valve restricts only the extension side of a rod installed in a hydraulic cylinder.

特開２００１－２７１８６２号公報Japanese Patent Application Publication No. 2001-271862 実開平７－２３１０８号公報Utility Model Publication No. 7-23108

しかしながら、特許文献１、２で提案される装置はブレースの制振を目的としたものであり、構造物が特定の方向に大きく変位することに対応できないと考えられる。また、仮に、ブレース以外の構造物に用いて、構造物が特定の方向に大きく変位したとき、特許文献１、２で提案されているオイルダンパは、元の位置に復帰することは困難である。 However, the devices proposed in Patent Documents 1 and 2 are aimed at damping the vibration of the brace, and are considered incapable of responding to large displacements of the structure in a specific direction. Furthermore, if the oil damper proposed in Patent Documents 1 and 2 is used for a structure other than a brace and the structure is largely displaced in a specific direction, it is difficult to return to the original position. .

本発明は、これらの問題点に着目してなされたものであり、構造物が大きく特定の方向に急激に変位しようとしたときに、構造物の変位速度を低減することができるとともに、変位後は、元の位置に復元が容易な制動装置を提供するものである。 The present invention has been made with attention to these problems, and it is possible to reduce the displacement speed of the structure when the structure is large and rapidly displacing in a specific direction, and also to reduce the displacement speed of the structure after the displacement. provides a braking device that can be easily restored to its original position.

上記課題を解決するための発明は、制動装置であって、作動流体が充填される流体室と、大気に連通する大気室とが設けられるシリンダと、シリンダの内部に摺動可能に挿入されて、流体室と大気室を画定するピストンと、を有する制動本体部と、流体室に接続する流体制御部と、流体制御部に接続して、作動流体を貯留するとともに、作動流体の流入によって、内部に存する貯留気体が加圧されるアキュムレータと、を備え、流体制御部は、第１制御管路と、第１制御管路に並列して設けられる第２制御管路と、を有し、第１制御管路は、流体室からアキュムレータに向けての作動流体の流れを許容するとともにアキュムレータから流体室に向けての作動流体の流れを阻止する第１逆止弁と、作動流体が通過する過程でピストンに減衰抵抗力を生じさせるためのオリフィスが設けられ、第２制御管路は、アキュムレータから流体室に向けての作動流体の流れを許容するとともに流体室からアキュムレータに向けての作動流体の流れを阻止する第２逆止弁が設けられ、アキュムレータに貯留できる作動流体の容量は、流体室に貯留される作動流体の体積の最大容量を超えることを特徴とする。 The invention for solving the above problems is a braking device that includes a cylinder provided with a fluid chamber filled with a working fluid and an atmospheric chamber communicating with the atmosphere, and a brake device slidably inserted into the cylinder. , a brake body having a piston defining a fluid chamber and an atmospheric chamber; a fluid control section connected to the fluid chamber; an accumulator in which stored gas existing therein is pressurized; the fluid control section has a first control conduit; and a second control conduit provided in parallel with the first control conduit; The first control conduit has a first check valve that allows the flow of the working fluid from the fluid chamber toward the accumulator and prevents the flow of the working fluid from the accumulator toward the fluid chamber, and a first check valve through which the working fluid passes. An orifice is provided to create a damping resistance force on the piston during the process, and the second control line allows the flow of working fluid from the accumulator to the fluid chamber, and also allows the flow of working fluid from the fluid chamber to the accumulator. A second check valve is provided to prevent the flow of the accumulator, and the capacity of the working fluid that can be stored in the accumulator exceeds the maximum capacity of the working fluid that can be stored in the fluid chamber.

この構成によれば、作動流体が流体室から第１制御管路を経由してアキュムレータに流入するとき、すなわちピストンが大気室から流体室の方向に向かって移動するとき、オリフィスの減衰効果によって、ピストンは速度に比例した抵抗力を受ける。一方で、作動流体がアキュムレータから第２制御管路を経由して流体室に流入するとき、すなわちピストンが流体室から大気室の方向に向かって移動するとき、ピストンはオリフィスの減衰効果の影響を受けることなく移動する。すなわち、一方向にのみ減衰効果を発揮してピストンを移動させることができる。また、この構成によれば、アキュムレータに貯留できる作動流体の容量は、流体室に貯留される作動流体の体積の最大容量を超えるので、ピストンの移動に伴って作動流体をアキュムレータ以外から新たに補給する必要はない。これにより、極めて簡便な構成とすることができる。 According to this configuration, when the working fluid flows from the fluid chamber into the accumulator via the first control conduit, that is, when the piston moves from the atmospheric chamber toward the fluid chamber, due to the damping effect of the orifice, The piston experiences a resistance force proportional to its speed. On the other hand, when the working fluid enters the fluid chamber from the accumulator via the second control line, i.e. when the piston moves from the fluid chamber towards the atmospheric chamber, the piston is affected by the damping effect of the orifice. Move without receiving. In other words, the piston can be moved while exhibiting a damping effect only in one direction. Furthermore, according to this configuration, the capacity of the working fluid that can be stored in the accumulator exceeds the maximum capacity of the working fluid volume that can be stored in the fluid chamber, so as the piston moves, working fluid is newly replenished from outside the accumulator. do not have to. This allows for an extremely simple configuration.

好ましくは、流体室に貯留される作動流体の体積が最大許容量となるとき、貯留気体の圧力は、少なくとも大気圧を超えることを特徴とする。 Preferably, when the volume of the working fluid stored in the fluid chamber reaches the maximum allowable amount, the pressure of the stored gas is at least higher than atmospheric pressure.

この構成によれば、流体室に貯留される作動流体の体積が最大容量となるとき、貯留気体の圧力は、少なくとも大気圧を超えるので、作動流体はキャビテーションを起こすことなく安定して流体室とアキュムレータの間を往来する。 According to this configuration, when the volume of the working fluid stored in the fluid chamber reaches its maximum capacity, the pressure of the stored gas exceeds at least atmospheric pressure, so the working fluid can stably flow into the fluid chamber without causing cavitation. Go back and forth between accumulators.

好ましくは、ピストンは大気室に配置されたバネによって、流体室から大気室の方向に付勢されることを特徴とする。 Preferably, the piston is biased from the fluid chamber toward the atmospheric chamber by a spring disposed in the atmospheric chamber.

この構成によれば、ピストンは大気室に配置されたバネによって、流体室から大気室の方向に付勢されるので、オリフィスによる減衰力による制動に加えて、バネによって直接にピストンに制動力を負荷することができる。 According to this configuration, the piston is biased from the fluid chamber toward the atmospheric chamber by the spring placed in the atmospheric chamber, so in addition to the damping force exerted by the orifice, the spring directly applies braking force to the piston. can be loaded.

好ましくは、大気室の方向へのピストンの移動を制限するストッパ設けられることを特徴とする。 Preferably, a stopper is provided which limits the movement of the piston in the direction of the atmospheric chamber.

この構成によれば、大気室の方向へのピストンの移動を制限するストッパ設けられるので、ストッパをシリンダに装着することで流体室の最大容量を簡単に決定できる。 According to this configuration, since a stopper is provided for restricting movement of the piston in the direction of the atmospheric chamber, the maximum capacity of the fluid chamber can be easily determined by attaching the stopper to the cylinder.

好ましくは、流体制御部は、複数の制動本体部を接続することができる本体接続部を有することを特徴とする。 Preferably, the fluid control section is characterized by having a main body connection section to which a plurality of brake main body sections can be connected.

この構成によれば、流体制御部は、複数の制動本体部を接続することができる本体接続部を有するので、複数個の制動本体部は、本体接続部を介して１つの流体制御部、アキュムレータに接続できる。このように接続することで、流体制御部、アキュムレータのそれぞれを省略できる。また、複数個の制動本体部それぞれに作用する粘性抵抗を揃えることができる。オリフィスを通過する作動流体の粘性抵抗を一定に保つためには、オリフィスの加工精度を高めて、誤差を極力少なくする必要があり、コストアップの要因となるが、オリフィスを共用することで、労せずして粘性抵抗を同一とすることができることから、精度向上のためのコストアップを回避できる。 According to this configuration, the fluid control section has a main body connection section to which a plurality of brake main body sections can be connected, so that the plurality of brake main body sections can be connected to one fluid control section, one accumulator via the main body connection section. can be connected to. By connecting in this way, the fluid control section and the accumulator can be omitted. Further, the viscous resistance acting on each of the plurality of brake main body parts can be made equal. In order to keep the viscous resistance of the working fluid passing through the orifice constant, it is necessary to improve the machining accuracy of the orifice and minimize errors, which increases costs, but by sharing the orifice, Since the viscous resistance can be made the same without any problems, an increase in cost for improving accuracy can be avoided.

本実施形態における制動装置の概要図である。It is a schematic diagram of a braking device in this embodiment. 本実施形態における制動装置を用いた昇降台の正面図である。It is a front view of the elevating platform using the braking device in this embodiment. 同、平面断面図である。It is a plan sectional view of the same. 制動装置の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a braking device.

以下、図１を参照して本発明の制動装置の実施形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the braking device of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

図１に示す通り、制動装置１は、制動本体部１０、流体制御部２０、およびアキュムレータ３０を備えている。制動本体部１０は、作動流体ＨＬが充填される流体室１１と、大気ＯＡに連通する大気室１２とが設けられるシリンダ１３と、シリンダ１３の内部に摺動可能に挿入されて、流体室１１と大気室１２を画定するピストン１４を有している。流体制御部２０の一端は流体室１１に接続し、他端はアキュムレータ３０に接続している。アキュムレータ３０は、作動流体ＨＬと貯留気体Ｇが貯留されており、貯留気体Ｇは制動本体部１０から流入、流出する作動流体ＨＬによって、加圧、減圧される。なお、制動本体部１０の個数が複数個のときは、本体接続部２５を介して、流体制御部２０に接続することが好ましい（図４参照）。 As shown in FIG. 1, the brake device 1 includes a brake main body 10, a fluid control unit 20, and an accumulator 30. The brake body 10 includes a cylinder 13 provided with a fluid chamber 11 filled with a working fluid HL and an atmospheric chamber 12 communicating with the atmosphere OA, and a cylinder 13 that is slidably inserted into the cylinder 13 and has a fluid chamber 11 filled with the working fluid HL. and a piston 14 defining an atmospheric chamber 12. One end of the fluid control section 20 is connected to the fluid chamber 11, and the other end is connected to the accumulator 30. The accumulator 30 stores the working fluid HL and the stored gas G, and the stored gas G is pressurized and depressurized by the working fluid HL flowing in and out from the brake body 10. In addition, when the number of brake main body parts 10 is plural, it is preferable to connect to the fluid control part 20 via the main body connection part 25 (see FIG. 4).

流体制御部２０は、第１制御管路２１と、第１制御管路２１に並列して設けられる第２制御管路２２とを有し、第１制御管路２１は、流体室１１からアキュムレータ３０に向けての作動流体ＨＬの流れを許容するとともにアキュムレータ３０から流体室１１に向けての作動流体ＨＬの流れを阻止する第１逆止弁３１と、作動流体ＨＬが通過する過程でピストン１４に減衰抵抗力を生じさせるオリフィス３５が設けられ、第２制御管路２２は、アキュムレータ３０から流体室１１に向けての作動流体ＨＬの流れを許容するとともに流体室１１からアキュムレータ３０に向けての作動流体ＨＬの流れを阻止する第２逆止弁３２が設けられている。本実施形態では、第１制御管路２１と第２制御管路２２は、一つの管路から分岐して並列接続しているが、流体室１１およびアキュムレータ３０に並列接続してもよい。 The fluid control unit 20 has a first control line 21 and a second control line 22 provided in parallel with the first control line 21, and the first control line 21 connects the fluid chamber 11 to the accumulator. A first check valve 31 that allows the flow of the working fluid HL toward the accumulator 30 and blocks the flow of the working fluid HL from the accumulator 30 toward the fluid chamber 11; An orifice 35 is provided to generate a damping resistance force, and the second control conduit 22 allows the flow of the working fluid HL from the accumulator 30 toward the fluid chamber 11 and also allows the flow of the working fluid HL from the fluid chamber 11 toward the accumulator 30. A second check valve 32 is provided to prevent the flow of the working fluid HL. In this embodiment, the first control conduit 21 and the second control conduit 22 are branched from one conduit and connected in parallel, but they may be connected in parallel to the fluid chamber 11 and the accumulator 30.

制動装置１は、シリンダ１３とピストン１４を有している。シリンダ１３は、円筒形状の円筒壁１３ａと、円筒壁１３ａの両端部に設けられた第１端壁１３ｂ、および第２端壁１３ｃを一体に有し、これらの３つの壁によって、シリンダ１３の内部空間が画定されている。第１端壁１３ｂには、第１取付金具ＭＢ１が取り付けられている。第１取付金具ＭＢ１は、第１端壁１３ｂに直接に固定して取り付けてもよいが、自在継ぎ手を介して第１端壁１３ｂに取り付けてもよい。 The brake device 1 has a cylinder 13 and a piston 14. The cylinder 13 integrally includes a cylindrical wall 13a, a first end wall 13b, and a second end wall 13c provided at both ends of the cylindrical wall 13a. An internal space is defined. A first mounting bracket MB1 is attached to the first end wall 13b. The first mounting bracket MB1 may be directly fixed and attached to the first end wall 13b, or may be attached to the first end wall 13b via a universal joint.

ピストン１４は、シリンダ１３内に軸線方向に摺動可能に設けられており、シリンダ１３の内部空間を流体室１１と大気室１２に画定している。流体室１１には作動流体ＨＬが充填されている。作動流体ＨＬは、所定の粘度を有する一般的なものである。 The piston 14 is provided within the cylinder 13 so as to be slidable in the axial direction, and defines an internal space of the cylinder 13 into a fluid chamber 11 and an atmospheric chamber 12 . The fluid chamber 11 is filled with working fluid HL. The working fluid HL is a general fluid having a predetermined viscosity.

ピストン１４は、ピストンロッド１５が同心状に一体に取り付けられている。ピストンロッド１５は、ピストン１４から軸線方向に第２端壁１３ｃの方向に延びており、第２端壁１３ｃに設けられたロッド案内孔１５ａを液密に貫通して、外方に延びている。ピストンロッド１５の先端部には、第２取付金具ＭＢ２が取り付けられている。第２取付金具ＭＢ２は、ピストンロッド１５に直接に固定して取り付けてもよいが、自在継ぎ手を介してピストンロッド１５に取り付けてもよい。 A piston rod 15 is integrally attached to the piston 14 in a concentric manner. The piston rod 15 extends from the piston 14 in the axial direction toward the second end wall 13c, liquid-tightly penetrates a rod guide hole 15a provided in the second end wall 13c, and extends outward. . A second mounting bracket MB2 is attached to the tip of the piston rod 15. The second mounting bracket MB2 may be fixed and attached directly to the piston rod 15, or may be attached to the piston rod 15 via a universal joint.

第１端壁１３ｂの近傍の円筒壁１３ａに大気室１２と大気ＯＡが連通するための孔１２ａが設けられている。これにより大気室１２は空気が充填される。本実施形態では、孔１２ａを円筒壁１３ａに設けたが、これに限らず、第１端壁１３ｂに設けてもよい。 A hole 12a for communication between the atmospheric chamber 12 and the atmosphere OA is provided in the cylindrical wall 13a near the first end wall 13b. As a result, the atmospheric chamber 12 is filled with air. In this embodiment, the hole 12a is provided in the cylindrical wall 13a, but the hole 12a is not limited thereto, and may be provided in the first end wall 13b.

大気室１２の内部に、ピストン１４の動きに追従して伸縮するバネ１６が配置されている。バネ１６の一端は、第１端壁１３ｂに、また他端はピストン１４に接着している。バネ１６は金属製の引張コイルバネである。 A spring 16 that expands and contracts in accordance with the movement of the piston 14 is arranged inside the atmospheric chamber 12. One end of the spring 16 is bonded to the first end wall 13b, and the other end is bonded to the piston 14. The spring 16 is a metal tension coil spring.

円筒壁１３ａに第２端壁１３ｃから第１端壁１３ｂに向かう方向のピストン１４の摺動を拘束するためのストッパ１７が取り付けられている。これにより、ピストン１４が摺動できる範囲は、第２端壁１３ｃからストッパ１７までに限られる。 A stopper 17 is attached to the cylindrical wall 13a for restraining the piston 14 from sliding in the direction from the second end wall 13c toward the first end wall 13b. As a result, the range in which the piston 14 can slide is limited to the range from the second end wall 13c to the stopper 17.

流体制御部２０は、第１制御管路２１と、第２制御管路２２を有している。第１制御管路２１は、流体室１１からアキュムレータ３０に向けて作動流体ＨＬの流れを許容するとともにアキュムレータ３０から流体室１１に向けての作動流体ＨＬの流れを阻止する第１逆止弁３１と、作動流体ＨＬの圧力を調整するオリフィス３５を有している。第１逆止弁３１は流体室１１に、オリフィス３５はアキュムレータ３０に接続している。また、第１逆止弁３１とオリフィス３５は直列接続している。 The fluid control section 20 has a first control conduit 21 and a second control conduit 22. The first control conduit 21 includes a first check valve 31 that allows the working fluid HL to flow from the fluid chamber 11 toward the accumulator 30 and blocks the flow of the working fluid HL from the accumulator 30 toward the fluid chamber 11. and an orifice 35 for adjusting the pressure of the working fluid HL. The first check valve 31 is connected to the fluid chamber 11 and the orifice 35 is connected to the accumulator 30. Further, the first check valve 31 and the orifice 35 are connected in series.

第２制御管路２２は、第１制御管路２１と並列に配置されており、一端は流体室１１に、他端はアキュムレータ３０に接続している。また、アキュムレータ３０から流体室１１に向けての作動流体ＨＬの流れを許容するとともに流体室１１からアキュムレータ３０に向けての作動流体ＨＬの流れを阻止する第２逆止弁３２を有している。 The second control line 22 is arranged in parallel with the first control line 21 and is connected to the fluid chamber 11 at one end and to the accumulator 30 at the other end. It also includes a second check valve 32 that allows the working fluid HL to flow from the accumulator 30 toward the fluid chamber 11 and blocks the flow of the working fluid HL from the fluid chamber 11 toward the accumulator 30. .

本実施形態では、オリフィス３５を有しているのは第１制御管路２１のみであるが、これに限らず第２制御管路２２についてもオリフィスを設ける構成としてもよい。 In this embodiment, only the first control conduit 21 has the orifice 35, but the configuration is not limited thereto, and the second control conduit 22 may also have an orifice.

アキュムレータ３０は、貯留気体Ｇによって加圧された作動流体ＨＬが貯留されている。アキュムレータ３０の作動流体ＨＬの最大貯留量は、少なくとも流体室１１に充填される作動流体ＨＬの最大量を貯留できることが好ましい。また、貯留気体Ｇの圧力は、流体室１１に充填される作動流体ＨＬが最大量となったとき、大気圧を超える圧力を確保することが好ましい。より好ましいのは、アキュムレータ３０の作動流体ＨＬの最大貯留量は、流体室１１に充填される作動流体ＨＬの最大量の２倍を超えることである。 The accumulator 30 stores the working fluid HL pressurized by the stored gas G. The maximum storage amount of the working fluid HL in the accumulator 30 is preferably such that at least the maximum amount of the working fluid HL filled in the fluid chamber 11 can be stored. Further, it is preferable that the pressure of the stored gas G exceeds atmospheric pressure when the working fluid HL filled in the fluid chamber 11 reaches the maximum amount. More preferably, the maximum amount of working fluid HL stored in accumulator 30 is more than twice the maximum amount of working fluid HL filled in fluid chamber 11 .

制動装置１の動作について説明する。 The operation of the braking device 1 will be explained.

ピストンロッド１５が流体室１１から外部空間に向かって突出するとき、作動流体ＨＬは流体室１１から押し出され、第１制御管路２１に流入した後にアキュムレータ３０に貯留される。作動流体ＨＬは、第２制御管路２２にも流入しようとするが、第２逆止弁３２によってその流入は阻止される。すなわち、作動流体ＨＬは、第１制御管路２１のみを経由して、アキュムレータ３０に貯留される。アキュムレータ３０に存する貯留気体Ｇは、作動流体ＨＬの流入により加圧された状態となる。 When the piston rod 15 protrudes from the fluid chamber 11 toward the external space, the working fluid HL is pushed out from the fluid chamber 11, flows into the first control conduit 21, and is then stored in the accumulator 30. The working fluid HL also tries to flow into the second control pipe 22, but the second check valve 32 prevents the flow. That is, the working fluid HL is stored in the accumulator 30 via only the first control conduit 21. The stored gas G existing in the accumulator 30 becomes pressurized by the inflow of the working fluid HL.

作動流体ＨＬがオリフィス３５を通過するとき、粘性抵抗による粘性減衰効果が発揮されることで、オリフィス３５を通過する作動流体ＨＬの流速に比例した減衰力がピストン１４に付加される。また、バネ１６が伸長することで、ピストン１４に流体室１１から大気室１２に向かう力が付勢される。ピストン１４が停止するとオリフィス３５を通過する作動流体ＨＬの流速はゼロとなることから、ピストンに減衰力は作用しなくなる。しかし、この場合でも、バネ１６の付勢力は維持される。 When the working fluid HL passes through the orifice 35, a viscous damping effect due to viscous resistance is exerted, so that a damping force proportional to the flow rate of the working fluid HL passing through the orifice 35 is applied to the piston 14. Further, as the spring 16 expands, a force is applied to the piston 14 from the fluid chamber 11 toward the atmospheric chamber 12. When the piston 14 stops, the flow velocity of the working fluid HL passing through the orifice 35 becomes zero, so no damping force acts on the piston. However, even in this case, the urging force of the spring 16 is maintained.

ピストンロッド１５が、外部空間から流体室１１に向かって押し込まれる方向に変位するとき、アキュムレータ３０に貯留されている作動流体ＨＬは、第２制御管路２２に流入した後に、流体室１１に流入する。作動流体ＨＬは、第１制御管路２１にも流入しようとするが、第１逆止弁３１によってその流入は阻止される。すなわち、作動流体ＨＬは、第２制御管路２２のみを経由して、流体室１１に流入する。アキュムレータ３０に存する貯留気体Ｇは、作動流体ＨＬの流出により減圧される。第２制御管路２２はオリフィス３５が配置されていないことから、ピストン１４に減衰力が付加されることはない。また、バネ１６が引張状態にあるので、ピストン１４に流体室１１から大気室１２に向かう力が付勢される。 When the piston rod 15 is displaced in the direction of being pushed from the external space toward the fluid chamber 11 , the working fluid HL stored in the accumulator 30 flows into the second control conduit 22 and then into the fluid chamber 11 . do. The working fluid HL also tries to flow into the first control conduit 21, but the first check valve 31 prevents this flow. That is, the working fluid HL flows into the fluid chamber 11 via only the second control conduit 22. The stored gas G existing in the accumulator 30 is depressurized by the outflow of the working fluid HL. Since the second control conduit 22 is not provided with the orifice 35, no damping force is applied to the piston 14. Furthermore, since the spring 16 is in tension, a force is applied to the piston 14 from the fluid chamber 11 toward the atmospheric chamber 12.

上述の通り、制動装置１は、ピストンロッド１５が流体室１１から外部空間に向かって突出するとき、大きな制動力を発揮するが、ピストンロッド１５が、外部空間から流体室１１に向かって押し込まれる方向に変位するとき、制動力が発揮されることはない。 As described above, the braking device 1 exerts a large braking force when the piston rod 15 protrudes from the fluid chamber 11 toward the external space, but when the piston rod 15 is pushed toward the fluid chamber 11 from the external space. When displacing in the direction, no braking force is exerted.

昇降台１００を例に挙げて、制動装置１の使用について、図２～４を参照して説明する。 Using the lifting platform 100 as an example, the use of the braking device 1 will be explained with reference to FIGS. 2 to 4.

図２、３に示す通り、昇降台１００は荷物を載せる荷台１０２が壁１７０に固定されたガイド１０１に沿って昇降する構造である。荷台１０２はガイド１０１に摺動可能に接続するとともに、昇降装置１１０に接続している。また、一端が天井１５０に固定される２個の制動本体部１０に接続している。なお、２個の制動本体部１０は、図示は省略しているが、本体接続部２５を介して１つの流体制御部２０、アキュムレータ３０に接続している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the lifting platform 100 has a structure in which a loading platform 102 on which luggage is placed moves up and down along a guide 101 fixed to a wall 170. The loading platform 102 is slidably connected to the guide 101 and also connected to the lifting device 110. Moreover, one end is connected to two brake main body parts 10 fixed to the ceiling 150. Although not shown, the two brake main body parts 10 are connected to one fluid control part 20 and one accumulator 30 via a main body connection part 25.

昇降装置１１０は昇降ジャッキ１１１とチェーン１１５を有している。チェーン１１５の一端は、床１６０に接続し、中間部は昇降ピストン１１２の先端部に設けられる歯車１１３に噛み合っており、他端は荷台１０２に接続している。昇降ジャッキ１１１を動作して昇降ピストン１１２を上昇させると、チェーン１１５の一端は昇降ピストン１１２の上昇距離の２倍の距離を床１６０から天井１５０に向かって昇降移動する。 The lifting device 110 has a lifting jack 111 and a chain 115. One end of the chain 115 is connected to the floor 160, the middle part meshes with a gear 113 provided at the tip of the lifting piston 112, and the other end is connected to the loading platform 102. When the lifting jack 111 is operated to raise the lifting piston 112, one end of the chain 115 moves up and down from the floor 160 toward the ceiling 150 by a distance twice the lifting distance of the lifting piston 112.

図４に示す通り、２個の制動本体部１０は、本体接続部２５を介して１つの流体制御部２０、アキュムレータ３０に接続している。このように接続することで、流体制御部２０、アキュムレータ３０を省略できる。また、制動本体部１０の制動力を容易に揃えることができる。オリフィス３５を通過する作動流体ＨＬの粘性抵抗を一定に保つためには、オリフィス３５の加工精度を高めて、誤差を極力少なくする必要があり、コストアップの要因となるが、オリフィス３５を共用することで、労せずして粘性抵抗を同一とすることができる。これにより、精度向上のためのコストアップを回避できる。 As shown in FIG. 4, the two brake main body parts 10 are connected to one fluid control part 20 and one accumulator 30 via a main body connection part 25. By connecting in this way, the fluid control section 20 and the accumulator 30 can be omitted. Furthermore, the braking forces of the brake main body 10 can be easily made equal. In order to keep the viscous resistance of the working fluid HL passing through the orifice 35 constant, it is necessary to increase the machining accuracy of the orifice 35 and minimize errors, which increases costs, but it is not possible to share the orifice 35. By doing so, the viscous resistance can be made the same without much effort. This makes it possible to avoid an increase in cost for improving accuracy.

昇降ジャッキ１１１を動作して昇降ピストン１１２を上昇させると荷台１０２は天井１５０の方向に向かって上昇する。このとき、アキュムレータ３０に貯留されている作動流体ＨＬは、第２制御管路２２のみを経由して、それぞれの流体室１１に流入する。すなわち、昇降装置１１０が上昇するとき、作動流体ＨＬがオリフィス３５を通過するときの粘性抵抗を受けることはない。また、引張状態にあるバネ１６は、ピストン１４を天井１５０の方向に付勢し続ける。 When the lifting jack 111 is operated to raise the lifting piston 112, the loading platform 102 rises toward the ceiling 150. At this time, the working fluid HL stored in the accumulator 30 flows into each fluid chamber 11 via only the second control pipe 22. That is, when the elevating device 110 ascends, the working fluid HL is not subjected to viscous resistance when passing through the orifice 35. Additionally, the spring 16 in tension continues to bias the piston 14 toward the ceiling 150.

昇降ピストン１１２を下降させると荷台１０２は床１６０の方向に向かって下降する。このとき、それぞれの流体室１１に存する作動流体ＨＬは、第１制御管路２１のみを通過してアキュムレータ３０に貯留される。作動流体ＨＬがオリフィス３５を通過する過程で、粘性抵抗による粘性減衰効果が発揮されることで、作動流体ＨＬがオリフィス３５を通過するときの流速に比例した減衰力がピストン１４に付加される。さらに、バネ１６が伸長することで、バネ１６は付整力を増大させながらピストン１４を天井１５０の方向に付勢する。制動装置１の動作によって、荷台１０２が下降するときの昇降ジャッキ１１１の負荷を低減することができ、さらに、荷台１０２の円滑な降下が可能となる。 When the lifting piston 112 is lowered, the loading platform 102 is lowered toward the floor 160. At this time, the working fluid HL existing in each fluid chamber 11 passes only through the first control pipe 21 and is stored in the accumulator 30. During the process of the working fluid HL passing through the orifice 35, a viscous damping effect due to viscous resistance is exerted, so that a damping force proportional to the flow velocity when the working fluid HL passes through the orifice 35 is applied to the piston 14. Further, as the spring 16 expands, the spring 16 urges the piston 14 toward the ceiling 150 while increasing the biasing force. By operating the braking device 1, the load on the lifting jack 111 when the loading platform 102 is lowered can be reduced, and furthermore, the loading platform 102 can be lowered smoothly.

荷台１０２が上昇した状態で、仮に、チェーン１１５が破断したとき、荷台１０２には急激に降下しようとする力が作用する。この場合において、流体室１１の作動流体ＨＬは、流速を速めてオリフィス３５を通過して、アキュムレータ３０に流入する。流速を速めた作動流体ＨＬがオリフィス３５を通過するとき、作動流体ＨＬの粘性抵抗によって、作動流体ＨＬがオリフィス３５を通過するときの流速に比例した減衰力がピストン１４に付加される。すなわち、荷台１０２の落下速度に比例した粘性減衰効果が発揮される。これにより、荷台１０２の急激な降下を阻止できる。この場合において、制動装置１は、荷台１０２の急激な落下を阻止する落下安全装置として機能する。 If the chain 115 were to break while the loading platform 102 was raised, a force would act on the loading platform 102 to cause it to rapidly descend. In this case, the working fluid HL in the fluid chamber 11 increases its flow rate, passes through the orifice 35 , and flows into the accumulator 30 . When the working fluid HL whose flow rate has been increased passes through the orifice 35, a damping force proportional to the flow rate when the working fluid HL passes through the orifice 35 is applied to the piston 14 due to the viscous resistance of the working fluid HL. That is, a viscous damping effect proportional to the falling speed of the loading platform 102 is exhibited. This makes it possible to prevent the loading platform 102 from dropping rapidly. In this case, the braking device 1 functions as a fall safety device that prevents the loading platform 102 from falling suddenly.

本実施形態は例示であり、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で改変できることは勿論である。例えば、制動装置の昇降台への適用は、あくまでも一例であり、状況に応じて他の構造物に適宜適用してもよい。例えば、重量扉を昇降するときの落下安全装置としての適用が考えられる。また、制動装置のみならず、構造物の耐震性を向上させることを目的とする制振装置として用いてもよい。 This embodiment is an example, and it goes without saying that modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. For example, the application of the braking device to a lifting platform is just one example, and the braking device may be applied to other structures as appropriate depending on the situation. For example, it can be applied as a fall safety device when lifting and lowering heavy doors. Moreover, it may be used not only as a braking device but also as a vibration damping device for the purpose of improving the earthquake resistance of a structure.

本発明に係る制動装置は、重量構造物の制動装置として、あるいは構造物の制振装置として幅広く適用できることから産業上の利用可能性は大である。 The braking device according to the present invention has great industrial applicability because it can be widely applied as a braking device for heavy structures or as a vibration damping device for structures.

１：制動装置
１０：制動本体部
１１：流体室
１２：大気室
１３：シリンダ
１４：ピストン
１６：バネ
１７：ストッパ
２０：流体制御部
２１：第１制御管路
２２：第２制御管路
２５：本体接続部
３０：アキュムレータ
３１：第１逆止弁
３２：第２逆止弁
３５：オリフィス
ＨＬ：作動流体
ＯＡ：大気
Ｇ：貯留気体 1 : Braking device 10 : Braking body part 11 : Fluid chamber 12 : Atmospheric chamber 13 : Cylinder 14 : Piston 16 : Spring 17 : Stopper 20 : Fluid control part 21 : First control pipe 22 : Second control pipe 25 : Main body connection part 30: Accumulator 31: First check valve 32: Second check valve 35: Orifice HL: Working fluid OA: Atmosphere G: Reserved gas

Claims

作動流体が充填される流体室と、大気に連通する大気室とが設けられるシリンダと、
前記シリンダの内部に摺動可能に挿入されて、前記流体室と前記大気室を画定するピストンと、を有する制動本体部と、
前記流体室に接続する流体制御部と、
前記流体制御部に接続して、作動流体を貯留するとともに、作動流体の流入によって、内部に存する貯留気体が加圧されるアキュムレータと、を備え、
前記流体制御部は、第１制御管路と、前記第１制御管路に並列して設けられる第２制御管路と、を有し、
前記第１制御管路は、前記流体室から前記アキュムレータに向けての作動流体の流れを許容するとともに前記アキュムレータから前記流体室に向けての作動流体の流れを阻止する第１逆止弁と、作動流体が通過する過程で前記ピストンに減衰抵抗力を生じさせるためのオリフィスが設けられ、
前記第２制御管路は、前記アキュムレータから前記流体室に向けての作動流体の流れを許容するとともに前記流体室から前記アキュムレータに向けての作動流体の流れを阻止する第２逆止弁が設けられ、
前記アキュムレータに貯留できる作動流体の容量は、前記流体室に貯留される作動流体の体積の最大容量を超え、
前記流体制御部は、複数の前記制動本体部を接続することができる本体接続部を有する
ことを特徴とする制動装置。 a cylinder provided with a fluid chamber filled with a working fluid and an atmospheric chamber communicating with the atmosphere;
a brake body having a piston slidably inserted into the cylinder to define the fluid chamber and the atmospheric chamber;
a fluid control unit connected to the fluid chamber;
an accumulator that is connected to the fluid control unit and stores a working fluid, and the stored gas therein is pressurized by the inflow of the working fluid;
The fluid control unit includes a first control conduit and a second control conduit provided in parallel with the first control conduit,
The first control conduit includes a first check valve that allows a flow of working fluid from the fluid chamber toward the accumulator and blocks a flow of working fluid from the accumulator toward the fluid chamber; An orifice is provided for generating a damping resistance force on the piston during the passage of the working fluid,
The second control pipe is provided with a second check valve that allows the flow of working fluid from the accumulator toward the fluid chamber and prevents the flow of working fluid from the fluid chamber toward the accumulator. is,
The capacity of the working fluid that can be stored in the accumulator exceeds the maximum volume of the working fluid that can be stored in the fluid chamber ,
The fluid control section has a main body connection section to which a plurality of the brake main body sections can be connected.
A braking device characterized by:

前記流体室に貯留される作動流体の体積が最大許容量となるとき、前記貯留気体の圧力は、少なくとも大気圧を超えることを特徴とする請求項１に記載の制動装置。 The braking device according to claim 1, wherein when the volume of the working fluid stored in the fluid chamber reaches a maximum allowable amount, the pressure of the stored gas exceeds at least atmospheric pressure.

前記ピストンは前記大気室に配置されたバネによって、前記流体室から前記大気室の方向に付勢されることを特徴とする請求項１に記載の制動装置。 2. The braking device according to claim 1, wherein the piston is biased from the fluid chamber toward the atmospheric chamber by a spring disposed in the atmospheric chamber.

前記大気室の方向への前記ピストンの移動を制限するストッパが設けられることを特徴とする請求項１に記載の制動装置。 Braking device according to claim 1, characterized in that a stopper is provided for limiting the movement of the piston in the direction of the atmospheric chamber.