JPH051706Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 ［産業上の利用分野］ 本考案は緩衝装置に関し、詳しくはピストンの
一方向への移動に際し、移動終了間際にピストン
ロツドの移動に抗する付勢力を付与するクツシヨ
ン機構を備えた緩衝装置に関する。[Detailed Description of the Invention] Purpose of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a shock absorber, and more specifically, it applies a biasing force against the movement of the piston rod near the end of its movement when the piston moves in one direction. This invention relates to a shock absorber equipped with a cushion mechanism.

［従来の技術］ 従来、空気圧や油圧シリンダにおいて、ピスト
ンのストローク終端における慣性力を吸収する目
的で、クツシヨン機構を設けたものが知られてい
る。こうしたクツシヨン機構は、通常、シリンダ
の移動に伴う流体（空気や油）の排出をピストン
のストローク終端付近で絞る絞り機構を設け、ピ
ストンの動きを遅くして衝撃を防止している。[Prior Art] Conventionally, pneumatic or hydraulic cylinders have been known to be provided with a cushion mechanism for the purpose of absorbing inertia force at the end of a piston's stroke. Such a cushion mechanism usually includes a throttle mechanism that throttles the discharge of fluid (air or oil) accompanying the movement of the cylinder near the end of the piston's stroke, thereby slowing down the movement of the piston and preventing impact.

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、かかるクツシヨン機構を備えた
緩衝装置では、ピストンロツドに取り付けられた
負荷の大小によつては、所望の動作が得られない
ことがあるという問題があつた。即ち、負荷が大
きく移動速度が大きいといつた慣性エネルギの高
い条件下でも充分な緩衝作用を得ようとすれば、
流体の排出はかなり絞つておかなければならない
が、絞り過ぎれば、反力によりピストンがその移
動方向と反対方向に跳ね返つてしまうことがあ
る。一方、流体の排出を余り絞らないものとすれ
ば、充分な緩衝作用を得ることができない。[Problems to be Solved by the Invention] However, a shock absorber equipped with such a cushion mechanism has a problem in that desired operation may not be obtained depending on the magnitude of the load attached to the piston rod. In other words, if you want to obtain a sufficient buffering effect even under conditions of high inertial energy, such as a large load and a high moving speed,
The fluid discharge must be fairly restricted; if it is too restricted, the reaction force may cause the piston to rebound in the opposite direction of its movement. On the other hand, if the fluid discharge is not restricted too much, a sufficient buffering effect cannot be obtained.

本考案の緩衝装置は、上記課題を解決し、ピス
トンの跳ね返りがなくかつ充分な緩衝作用を実現
することを目的とする。 The purpose of the shock absorbing device of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to prevent the piston from bouncing back and to realize a sufficient shock absorbing effect.

考案の構成 かかる目的を達成する本考案の構成について以
下説明する。Structure of the invention The structure of the invention that achieves the above object will be explained below.

［課題を解決するための手段］ 本考案の緩衝装置は、 ピストン両側室の圧力バランスによりピストン
を駆動するシリンダ装置に設けられ、該ピストン
の少なくとも一方向への移動に際し、移動終了間
際に該移動に抗する付勢力を付与するクツシヨン
機構を備えた緩衝装置において、 ピストンロツドの移動方向へ広がるテーパー面
を内部に有するクラツチ本体を該ピストンロツド
に外嵌すると共に、該クラツチ本体内に鋼球を該
ピストンロツドに当接させて保持する一方向クラ
ツチと、 前記鋼球と前記クラツチ本体との当接を解除し
て、該一方向クラツチをフリーにするクラツチフ
リー機構と を備えたことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] The shock absorber of the present invention is provided in a cylinder device that drives a piston by a pressure balance between chambers on both sides of the piston, and when the piston moves in at least one direction, the shock absorber is provided with In a shock absorber equipped with a cushion mechanism that applies a biasing force against the piston rod, a clutch body having an internal tapered surface expanding in the direction of movement of the piston rod is externally fitted onto the piston rod, and a steel ball is inserted into the clutch body so that the piston rod is The present invention is characterized by comprising: a one-way clutch that is held in contact with the steel ball; and a clutch-free mechanism that releases the one-way clutch by releasing the contact between the steel ball and the clutch body.

［作用］ 上記構成を有する本考案の緩衝装置は、ピスト
ンを一方向に移動する際、移動終了間際にこの移
動に抗する付勢力をクツシヨン機構から受ける。
しかも、この付勢力によつてピストンロツドが移
動方向と反対方向に移動しようとしても、一方向
クラツチにより、その動きは阻止される。即ち、
ピストンロツドがその本来の移動方向に反して移
動しようとすると、クラツチ本体内にあつてピス
トンロツドに当接された鋼球が、クラツチ本体内
部のテーパー面によりピストンロツド方向に強く
押圧され、ピストンロツドに喰い込んでその移動
を防止するのである。クラツチフリー機構により
この一方向クラツチを解除すれば、ピストンロツ
ドは反対方向に移動することができる。[Operation] When the shock absorber of the present invention having the above-mentioned configuration moves the piston in one direction, it receives an urging force from the cushion mechanism that resists the movement just before the end of the movement.
Furthermore, even if the piston rod attempts to move in the opposite direction to the direction of movement due to this biasing force, the one-way clutch prevents the movement. That is,
When the piston rod tries to move contrary to its original direction of movement, the steel ball inside the clutch body that is in contact with the piston rod is strongly pressed in the direction of the piston rod by the tapered surface inside the clutch body, and it bites into the piston rod. It prevents its movement. When the one-way clutch is released by the clutch-free mechanism, the piston rod can be moved in the opposite direction.

［実施例］ 以上説明した本考案の構成・作用を一層明らか
にするために、以下本考案の緩衝装置の好適な実
施例について説明する。第１図は、本考案一実施
例としての緩衝装置付き空気圧シリンダの構造を
示す断面図、第２図は同じくそのクラツチが外さ
れた状態を示す断面図である。[Example] In order to further clarify the structure and operation of the present invention described above, preferred embodiments of the shock absorbing device of the present invention will be described below. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a pneumatic cylinder with a shock absorber as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the same in a state in which the clutch is released.

図示するように、この緩衝装置付き空気圧シリ
ンダは、クツシヨン機構部１によつて連接された
第１，第２のシリンダ３，５、これら第１，第２
のシリンダ３，５の端部を閉塞するヘツドカバー
７およびロツドカバー９、ロツドカバー９および
クツシヨン機構部１に摺動自在に貫挿されたピス
トンロツド１０、このピストンロツド１０の第１
シリンダ室１２内の端部は固定されたピストン１
４、第２ピストン室１６内に設けられた一方向ク
ラツチ部２０などから構成されている。 As shown in the figure, this pneumatic cylinder with a shock absorber includes first and second cylinders 3 and 5 connected by a cushion mechanism 1;
A head cover 7 and a rod cover 9 that close the ends of the cylinders 3 and 5, a piston rod 10 slidably inserted through the rod cover 9 and the cushion mechanism 1, and a first piston rod 10 of the piston rod 10.
The end inside the cylinder chamber 12 has a fixed piston 1
4. It consists of a one-way clutch section 20 provided within the second piston chamber 16, etc.

第１シリンダ室１２は、ピストン１４およびそ
の段付部１４ａによつて第１圧力室２１と第２圧
力室２２および第３圧力室２３とに分けられ、第
１圧力室２１はヘツドカバー７に設けられた連通
孔２５を介して、一方、第２圧力室２２および第
３圧力室２３は、各々クツシヨン機構部１に設け
られた絞り３２、連通孔２７を介して、それぞれ
圧力調整部３０に接続され、ピストン１４を駆動
する空気回路を形成している。また、第２圧力室
２２は、チエツク弁３４を介して第３圧力室２３
に連通されてもいる。 The first cylinder chamber 12 is divided into a first pressure chamber 21, a second pressure chamber 22, and a third pressure chamber 23 by the piston 14 and its stepped portion 14a, and the first pressure chamber 21 is provided in the head cover 7. On the other hand, the second pressure chamber 22 and the third pressure chamber 23 are connected to the pressure adjustment section 30 through a throttle 32 and a communication hole 27 provided in the cushion mechanism section 1, respectively. and forms an air circuit that drives the piston 14. Further, the second pressure chamber 22 is connected to the third pressure chamber 23 via the check valve 34.
It is also communicated to.

圧力調整部３０は、ピストン１４およびピスト
ンロツド１０を前進（第１図矢印Ｆ方向に移動）
させる場合には、３ポート２位置弁３７，３８を
切り換えて、高圧の圧力源３９を第１圧力室２１
に接続し、第２，第３圧力室をスピードコントロ
ールバルブを介して大気に連通する。この結果、
ピストン１４は、両室の圧力バランスにより矢印
Ｆ方向に移動するが、ピストン１４の段付部１４
ａがクツシヨン機構部１の第３圧力室２３内に嵌
合した時点から、ピストン１４の移動速度は急速
に低下する。これは、第２圧力室２２内の空気の
流出が絞り３２により制限され、第２圧力室２２
内の圧力が高まつてピストン１４が強い反力を受
けるからである。尚、ピストン１４を後退させる
場合には、圧力調整部３０により、第１圧力室２
１、第２圧力室２２、第３圧力室２３の圧力バラ
ンスを逆転する。この場合にはチヤツク弁３４の
働きにより第２圧力室２２の圧力は第３圧力室２
３の圧力とほぼ同等となる。 The pressure adjustment unit 30 moves the piston 14 and the piston rod 10 forward (moves in the direction of arrow F in FIG. 1).
In this case, the 3-port 2-position valves 37 and 38 are switched to connect the high pressure source 39 to the first pressure chamber 21.
The second and third pressure chambers are connected to the atmosphere through a speed control valve. As a result,
The piston 14 moves in the direction of arrow F due to the pressure balance between the two chambers, but the stepped portion 14 of the piston 14
From the time point a fits into the third pressure chamber 23 of the cushion mechanism 1, the moving speed of the piston 14 rapidly decreases. This is because the outflow of air in the second pressure chamber 22 is restricted by the throttle 32, and the second pressure chamber 22
This is because the internal pressure increases and the piston 14 receives a strong reaction force. Note that when the piston 14 is moved backward, the pressure adjustment section 30 adjusts the pressure in the first pressure chamber 2.
1. Reverse the pressure balance between the second pressure chamber 22 and the third pressure chamber 23. In this case, the pressure in the second pressure chamber 22 is reduced to the third pressure chamber 2 by the action of the check valve 34.
The pressure is almost the same as No. 3.

次に、一方向クラツチ部１８の構成と働きにつ
いて説明する。一方向クラツチ部１８は、第２の
シリンダ５に摺動自在に内装され内周がロツドカ
バー９方向に広がつた収納部４１を有するクラツ
チ本体４３と、収納部４１に収納された鋼球４５
と、この鋼球４５を保持するリテーナ４７と、リ
テーナ４７を介して鋼球４５をクツシヨン機構部
１方向に付勢する圧縮ばね４９とから構成されて
いる。鋼球４５を回動自由に保持するリテーナ４
７はクラツチ本体４３の収納部４１の開口より小
さく鋼球４５は大きいので、第１図に示すように
一方向クラツチ１８が矢印Ｆ方向に移動した状態
では、鋼球４５は圧縮ばね４９の付勢力によりク
ラツチ本体４３のテーパ部５０に押圧され、ピス
トンロツド１０外周面にも当接した状態となる。
尚、クラツチ本体４３のテーパ部５０の傾斜は、
鋼球４５との摩擦角より小さく設定されている。 Next, the structure and function of the one-way clutch section 18 will be explained. The one-way clutch section 18 includes a clutch main body 43 having a housing section 41 that is slidably housed in the second cylinder 5 and whose inner periphery extends toward the rod cover 9, and a steel ball 45 that is housed in the housing section 41.
, a retainer 47 that holds the steel balls 45, and a compression spring 49 that biases the steel balls 45 in the direction of the cushion mechanism section 1 via the retainer 47. Retainer 4 that freely rotatably holds steel balls 45
7 is smaller than the opening of the storage portion 41 of the clutch body 43 and the steel ball 45 is larger, so when the one-way clutch 18 is moved in the direction of arrow F as shown in FIG. The force presses against the tapered portion 50 of the clutch body 43, and it also comes into contact with the outer peripheral surface of the piston rod 10.
Incidentally, the slope of the tapered portion 50 of the clutch body 43 is
It is set smaller than the friction angle with the steel ball 45.

また、第２ピストン室１６のクラツチ本体４３
により分けられた空間のうち収納部４１に連通す
る側には、クツシヨン機構部１に設けられた連通
孔５２を介して、一方反対側にロツドカバー９に
設けられた連通孔５４を介して、各々４ポート２
位置弁であるクラツチ作動弁５５に接続されてい
る。クラツチ作動弁５５の他の二つのポートのう
ち、一方は大気に開放され、他方は圧力源５７に
接続されている。 Further, the clutch body 43 of the second piston chamber 16
Out of the space divided by , the side that communicates with the storage section 41 has a communication hole 52 provided in the cushion mechanism section 1, and the opposite side has a communication hole 54 provided in the rod cover 9. 4 ports 2
It is connected to a clutch actuation valve 55 which is a position valve. Of the other two ports of the clutch operating valve 55, one is open to the atmosphere and the other is connected to a pressure source 57.

上述した一方向クラツチ１８の構成において、
クラツチ作動弁５５を第１図に図示する位置ａに
切り換えると、クラツチ本体４３両側の圧力のバ
ランスにより、一方向クラツチ１８は、矢印Ｆ方
向に移動され、鋼球４５がテーパ部５０とピスト
ンロツド１０とに当接した状態となる。この状態
では、ピストンロツド１０が矢印Ｆ方向に移動
（前進）する場合には、鋼球４５は、自由に回転
し得るので、ピストンロツド１０の動きは何等規
制されることがない。しかし、ピストンロツド１
０が第２図に示す矢印Ｂ方向に移動しようとする
と、鋼球４５は、クラツチ本体４３のテーパ部５
０に喰い込み、ピストンロツド１０をその軸中心
方向に強く押圧するから、ピストンロツド１０の
動きは阻止される。 In the configuration of the one-way clutch 18 described above,
When the clutch operating valve 55 is switched to position a shown in FIG. It comes into contact with. In this state, when the piston rod 10 moves (advances) in the direction of arrow F, the steel ball 45 can rotate freely, so the movement of the piston rod 10 is not restricted in any way. However, piston rod 1
0 tries to move in the direction of arrow B shown in FIG.
0 and strongly presses the piston rod 10 in the direction of its axial center, so the movement of the piston rod 10 is prevented.

一方、クラツチ作動弁５５を位置ｂに切り換え
ると、第２図に示すように、クラツチ本体４３は
クツシヨン機構部１に当接する。この状態では、
リテーナ４７が鋼球４５の移動を制御するため、
鋼球４５とテーパ部５０とは離間される。テーパ
部５０と離間されていれば、鋼球４５は、ピスト
ンロツド１０がいずれの方向（前進、後退方向）
に移動しても自由に回転しえるから、ピストンロ
ツド１０の動きは、両方向とも何等規制されるこ
とがない。 On the other hand, when the clutch operating valve 55 is switched to position b, the clutch body 43 comes into contact with the cushion mechanism 1, as shown in FIG. In this state,
Since the retainer 47 controls the movement of the steel balls 45,
The steel ball 45 and the tapered portion 50 are spaced apart. If the steel ball 45 is spaced apart from the tapered portion 50, the piston rod 10 moves in either direction (forward or backward).
Since the piston rod 10 can rotate freely even when moving in the opposite direction, the movement of the piston rod 10 is not restricted in any way in either direction.

以上説明した本実施例の緩衝装置付き空気圧シ
リンダでは、ピストン１４を矢印Ｆ方向に移動す
る際には、クラツチ作動弁５５を位置ａの側に切
り換え（第１図参照）、一方向クラツチ１８がピ
ストンロツド１０の矢印Ｂ方向の動きを阻止する
状態としておく、この結果、ピストン１４が矢印
Ｆ方向に移動してその段付部１４ａが第３圧力室
２３に嵌合し、第２圧力室２２内の圧力によつて
矢印Ｂ方向への強い反力を受けても、位置方向ク
ツシヨン１８の働きにより、ピストン１４の矢印
Ｂ方向への動きは阻止される。従つて、第２圧力
室２２内の空気を外部に逃すための絞り３２が絞
られていても、ピストンロツド１０が跳ね返るよ
うな動きをすることはなく、極めてスムースに矢
印Ｆ方向にのみ移動（前進）することになる。ピ
ストンロツド１０に取り付けられた負荷が大き
く、あるいはピストン１４の移動速度が極めて高
いような場合、絞り３２を充分に絞つてクツシヨ
ン機構部１による緩衝機能を十二分に引き出すこ
とができる。 In the pneumatic cylinder equipped with a shock absorber according to the present embodiment described above, when moving the piston 14 in the direction of arrow F, the clutch operating valve 55 is switched to the position a (see FIG. 1), and the one-way clutch 18 is activated. The movement of the piston rod 10 in the direction of arrow B is prevented. As a result, the piston 14 moves in the direction of arrow F, and its stepped portion 14a fits into the third pressure chamber 23, causing the inside of the second pressure chamber 22 to move. Even if the piston 14 receives a strong reaction force in the direction of the arrow B due to the pressure, the movement of the piston 14 in the direction of the arrow B is prevented by the action of the position direction cushion 18. Therefore, even if the throttle 32 for releasing the air in the second pressure chamber 22 to the outside is narrowed, the piston rod 10 does not bounce back and moves extremely smoothly only in the direction of arrow F (forward movement). ) will be done. When the load attached to the piston rod 10 is large or the moving speed of the piston 14 is extremely high, the throttle 32 can be sufficiently narrowed to fully utilize the buffering function of the cushion mechanism 1.

また、一方向クラツチ１８によりピストンロツ
ド１０の矢印Ｂ方向への動きは完全に阻止されて
いるから、クツシヨン機構部１の構成は、排気を
絞る構成に限定されるものではなく、例えば、第
３図に示すように、単なるばね６０を用いた構成
とすることもできる。従来、ばねでは跳ね返りが
あるため、緩衝装置としては使用できなかつた
が、本考案の構成を採ることにより簡易な構成が
可能となる。 Further, since the movement of the piston rod 10 in the direction of arrow B is completely prevented by the one-way clutch 18, the configuration of the cushion mechanism 1 is not limited to a configuration that restricts the exhaust gas, and for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, a configuration using a simple spring 60 may also be used. Conventionally, springs could not be used as shock absorbers because they bounced back, but the configuration of the present invention allows for a simple configuration.

以上本考案の一実施例について説明したが、本
考案はこの実施例に何等限定されるものではな
く、例えば、第３図に示すように一方向クラツチ
１８におけるクラツチ本体４３の復帰にばね６１
を用いてクラツチ作動弁６２の構成を簡略化した
構成、あるいは前進時のみならず後退時にも同様
の作用が得られるよう一方向クラツチを第１のシ
リンダ３内にも設けた構成など、本考案の要旨を
逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し
得ることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment in any way. For example, as shown in FIG.
The present invention may include a structure in which the structure of the clutch operating valve 62 is simplified by using a clutch valve 62, or a structure in which a one-way clutch is provided inside the first cylinder 3 so that the same effect can be obtained not only when moving forward but also when reversing. It goes without saying that the invention can be implemented in various ways without departing from the spirit of the invention.

考案の効果 以上詳述したように、本考案の緩衝装置によれ
ば、ピストンロツドの動きを一方向クラツチによ
り阻止し得るので、緩衝動作が確実かつスムース
なものになるという優れた効果を奏する。特に、
ピストンロツドに取り付けられた負荷の大きさや
ピストンロツドの移動速度の大きさにより、反移
動方向への強い付勢力が必要となる場合に、こう
した効果は顕著なものとなる。Effects of the Invention As detailed above, according to the shock absorbing device of the present invention, since the movement of the piston rod can be prevented by the one-way clutch, it has the excellent effect of making the shock absorbing operation reliable and smooth. especially,
This effect becomes significant when a strong biasing force in the counter-movement direction is required due to the magnitude of the load attached to the piston rod or the magnitude of the movement speed of the piston rod.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例としての緩衝装置付
き空気圧シリンダの前進時の状態を例示する断面
図、第２図は同じく後退時の状態を例示する断面
図、第３図は他の実施例の構成を示す断面図、で
ある。 １……クツシヨン機構部、３，５……第１，第
２のシリンダ、７……ヘツドカバー、９……ロツ
ドカバー、１０……ピストンロツド、１２……第
１シリンダ室、１４……ピストン、１６……第２
ピストン室、２０……一方向クラツチ部、２１…
…第１圧力室、２２……第２圧力室、２３……第
３圧力室、３０……圧力調整部、４１……収納
部、４３……クラツチ本体、４５……鋼球、４７
……リテーナ。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a pneumatic cylinder with a shock absorber according to an embodiment of the present invention when the cylinder is moving forward, FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example configuration. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Cushion mechanism part, 3, 5... First and second cylinders, 7... Head cover, 9... Rod cover, 10... Piston rod, 12... First cylinder chamber, 14... Piston, 16... …Second
Piston chamber, 20... One-way clutch portion, 21...
...First pressure chamber, 22...Second pressure chamber, 23...Third pressure chamber, 30...Pressure adjustment section, 41...Storage section, 43...Clutch body, 45...Steel ball, 47
...retainer.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 ピストン両側室の圧力バランスによりピストン
を駆動するシリンダ装置に設けられ、該ピストン
の少なくとも一方向への移動に際し、移動終了間
際に該移動に抗する付勢力を付与するクツシヨン
機構を備えた緩衝装置において、 ピストンロツドの移動方向へ広がるテーパー面
を内部に有するクラツチ本体を該ピストンロツド
に外嵌すると共に、該クラツチ本体内に鋼球を該
ピストンロツドに当接させて保持する一方向クラ
ツチと、 前記鋼球と前記クラツチ本体との当接を解除し
て、該一方向クラツチをフリーにするクラツチフ
リー機構と を備えた緩衝装置。[Claims for Utility Model Registration] Provided in a cylinder device that drives a piston based on the pressure balance between chambers on both sides of the piston, when the piston moves in at least one direction, it applies a biasing force against the movement just before the end of the movement. In a shock absorber equipped with a cushion mechanism, a clutch body having an internal tapered surface expanding in the direction of movement of the piston rod is fitted onto the piston rod, and a steel ball is held within the clutch body in contact with the piston rod. A shock absorber comprising: a directional clutch; and a clutch-free mechanism that releases the one-way clutch by releasing the contact between the steel balls and the clutch body.