JP6138278B2 - ダンパー - Google Patents

Description

この発明は、ピストンの作動により制動力を生じさせるダンパーの改良に関する。

小型で大きな出力が得られるエアダンパーを企図して、二本のシリンダー部を並設してなるシリンダー本体と、二本のシリンダー部内をそれぞれ移動するピストンロッドからなるピストン本体とを備えてなるエアダンパーがある（特許文献１参照）。

特許文献１のエアダンパーは、制動力の全部を圧力変化による抵抗で賄うものとなっている。このようにした場合、ピストンロッドの移動の開始時では制動力は小さく、作動が進むと急速に制動力が大きくなる。このため、このような手法では、場合によっては制動対象が移動の過程で停止したり、さらには移動の途中から移動前の位置に向けて勝手に復動を始めたりするなどの事態が生じることがあり、前記制動対象の移動をその全過程において適正に制御し難い。また、特許文献１のエアダンパーでは、その制動力はシリンダー本体の断面積に依存するため、その小型化には限界がある。

特許第３２９８００２号公報

この発明が解決しようとする主たる問題点は、制動対象の移動をその全過程において適正に制御することができると共に、小型化薄型化に適したダンパーを提供する点にある。

前記課題を解決するために、この発明にあっては、第一の観点から、ダンパーを、ロッドを備えたピストンと、このピストンを納めるハウジングとからなり、前記ピストンの作動により制動力を生じさせるダンパーであって、
前記ピストンは、
前記ハウジングの内壁に対するシール部材と、
前記ピストンに対して摺動可能に備えられると共に、前記ハウジングの内壁に所定の摩擦力をもって接するスライダとを備えており、
前記制動力発生時に、前記スライダが前記シール部材に圧接して、前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分が前記ハウジングの外側に向けて変形するようになっている、ダンパーであって、
前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分は、前記ハウジングの開放端側に向けて延出されたスカート状部となっており、
前記スライダは、前記ハウジングの開放端側に向けて延出された延出部を有し、前記ハウジングの内壁にこの延出部をもって接するようになっていると共に、
前記延出部の基部側に、前記制動力発生時に、前記スカート状部の端末に対し圧接される圧接部を備えてなる、ものとした。

かかる構成によれば、ピストンの作動による圧力変化による抵抗と、前記スライダがシール部材を前記のように変形させることにより生じるシール部材とハウジングとの間の摩擦抵抗とにより、所望の制動力を発生させることができる。

前記スライダは、前記ハウジングの内壁にリップをもって接するようにしておくことが、この発明の好ましい態様の一つとされる。また、前記スライダは、前記シール部材に対し前記ロッド側から圧接される圧接部を備えたものとしておくことが、この発明の好ましい態様の一つとされる。また、前記ピストンの作動速度に応じて、前記シール部材の変形量が増加するようにしておくことが、この発明の好ましい態様の一つとされる。また、前記ピストンの作動速度に応じて、前記スライダの摺動量が増加するようにしておくことが、この発明の好ましい態様の一つとされる。

また、前記課題を解決するために、この発明にあっては、第二の観点から、ダンパーを、ロッドを備えたピストンと、このピストンを納めるハウジングとからなり、前記ピストンの作動により制動力を生じさせるダンパーであって、
前記ピストンは、
前記ハウジングの内壁に対するシール部材を備えており、
前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分は、前記ハウジングの開放端側に向けて延出されたスカート状部となっており、
前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分が、前記ピストンと前記ハウジングの閉塞端との間に形成されるチャンバーが負圧になったときに、前記ハウジングの外側に向けて変形するようになっている、ものとした。

かかる構成によれば、ピストンの作動による圧力変化による抵抗と、前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分を前記のように変形させることにより生じるシール部材とハウジングとの間の摩擦抵抗とにより、所望の制動力を発生させることができる。この場合さらに、前記ピストンの作動速度に応じて、前記シール部材の変形量が増加するようにしておくことが、好ましい態様の一つとされる。

また、以上の各ダンパー装置を構成するピストンの移動方向に直交する向きのハウジングの断面外郭形状を扁平とすることが、この発明の好ましい態様の一つとされる。

この発明にかかるダンパーは、制動対象の移動をその全過程において適正に制御することができ、小型化薄型化にも適している。また、この発明にかかるダンパーの制動力は前記シール部材の変形に起因することから、その構造はシンプルなものにでき、また、構成各部品の寸法精度に格別の配慮を払わなくても所望の制動力を発生し得る特長を有する。

図１は、この発明の一実施の形態にかかるダンパー（第一例）の斜視図である。 図２は、前記第一例の断面構成図である。 図３は、前記第一例の要部拡大断面構成図であり、ピストンの往動時の状態を示している。 図４は、前記第一例の要部拡大断面構成図であり、ピストンの往動時の状態を示している。 図５は、前記第一例の要部拡大断面構成図であり、ピストンの復動時の状態を示している。 図６は、前記第一例の分解斜視図である。 図７は、前記第一例のピストンを構成するヘッドパーツの斜視図である。 図８は、前記第一例のピストンの斜視図である。 図９は、前記第一例のピストンの斜視図であり、図８の右側からかかるピストンを見て示している。 図１０は、この発明の他の一実施の形態にかかるダンパー（第二例）の断面図である。 図１１は、前記第二例の分解斜視図である。 図１２は、前記第二例のピストンを構成するパーツの斜視図である。 図１３は、この発明の他の一実施の形態にかかるダンパー（第三例）の要部拡大断面構成図であり、ピストンの往動時の状態を示している。 図１４は、前記第三例の要部拡大断面構成図であり、ピストンの復動時の状態を示している。

以下、図１〜図１４に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について、説明する。この実施の形態にかかるダンパーは、これを構成するピストンＰの作動、つまり、かかるピストンＰの移動又は相対的な移動に制動力を生じさせるものであって、典型的には、制動対象となる可動部など（図示は省略する）を備える物品に組み合わされて、かかる制動対象の移動に対し前記制動力を作用させてかかる制動対象の移動を、ゆっくりとしたもの、高級感をもったもの、節度をもったもの、ないしは、突飛なものにしないように、するために用いられるものである。

かかるダンパーは、ロッド１を備えたピストンＰと、このピストンＰを納めるハウジングＨとからなる。典型的には、かかるダンパーは、ロッド１及びハウジングＨのいずれか一方を前記制動対象側に直接あるいは間接に連係させ、これらの他方をかかる制動対象を移動可能に支持する側に直接あるいは間接に連係させることで、かかる制動対象を備えた物品に組み合わされる。

前記ハウジングＨは、一端を開放させ、かつ、他端を閉塞させた筒状を呈している。図示の例では、かかるハウジングＨは、厚さを顕著に小さくした扁平筒状を呈している。より具体的には、図示の例では、かかるハウジングＨは、その筒軸に直交する断面を、実質的に長方形状としている。ハウジングＨの厚さ側を構成する側壁８は、ハウジングＨの外側を湾曲外側とする湾曲を持った形状となっている。ハウジングＨの閉塞端９の外側には、前記連係のためのブラケット部１０が形成されている。

前記ロッド１は、前記ピストンＰの移動方向に長い棒状をなしている。ロッド１における前記ハウジングＨ外に位置される一端には前記連係のためのブラケット部１ａが形成されている。

前記ピストンＰは、前記ハウジングＨの内壁に対するシール部材２と、前記ピストンＰに対して摺動可能に備えられると共に前記ハウジングＨの内壁に所定の摩擦力をもって接するスライダ３とを備えている。

図示の例では、前記ピストンＰは、ハウジングＨの閉塞端９に向き合う第一フランジ４と、この第一フランジ４との間で前記シール部材２とスライダ３を保持する第二フランジ５とを備えている。第二フランジ５は、第一フランジ４の後方、つまり、ハウジングＨの開放端１２側に位置される。第一フランジ４及び第二フランジ５はいずれも、ピストンＰの移動方向ｘ（図2参照）、つまり、ハウジングＨの筒軸に沿った方向に直交する向きの断面外郭形状を、同じ向きでのハウジングＨの断面内郭形状と、相補となる形状としており、これによりピストンＰはハウジングＨの内壁に案内されてハウジングＨの筒軸に沿った方向に往復動するようになっている。

図１〜図９に示される第一例では、第二フランジ５は前記ロッド１の他端に形成されている。第一フランジ４は前記ロッド１と別体のヘッドパーツ６に形成されている（図6及び７参照）。ヘッドパーツ６は、板面をハウジングＨの幅側の側壁に向き合わせた板状の胴部６ａを有している。この胴部６ａにおけるハウジングＨの閉塞端９に向けられた側にこの胴部６ａを巡る各位置においてこの胴部６ａの外面よりもフランジ端を外側に位置させた前記第一フランジ４が一体的に形成されている。また、この胴部６ａにおけるハウジングＨの開放端１２に向けられた端部であって、かかるハウジングＨの筒軸上に位置される箇所には、頭部６ｃと頸部６ｄとからなり、頸部６ｄを介して胴部６ａに一体化された雄ジョイント部６ｂが形成されている。第二フランジ５における前記ハウジングＨの筒軸上に位置される箇所には、前記雄ジョイント部６ｂの頭部６ｃを受け入れ保持する第一凹所５ｂと、前記雄ジョイント部６ｂの頸部６ｃを受け入れ保持すると共に第二フランジ５におけるハウジングＨの閉塞端９に向けられた端部において外方に開放された第二凹所５ｃとからなる雌ジョイント部５ａが形成されている（図6参照）。この第一例にあっては、それぞれ、扁平のリング状をなす前記シール部材２とスライダ３をヘッドパーツ６の胴部６ａを取り巻くようにヘッドパーツ６と組み合わせた状態から、ヘッドパーツ６の雄ジョイント部６ｂを第二フランジ５の雌ジョイント部５ａにはめ込むことで、かかる第一フランジ４と第二フランジ５との間にシール部材２とスライダ３を保持させてなるピストンＰが形成されるようになっている。なお、図5中符号６ｅで示すのはヘッドパーツ６内部の肉抜き部である。

シール部材２は、典型的には、ゴムやゴム状弾性を備えたプラスチックから構成され、扁平なリング状を呈している。前記ヘッドパーツ６の胴部６ａを前記雄ジョイント部６ｂの側からシール部材２の内側に挿通することで、かかるヘッドパーツ６とシール部材２とが組み合わされる。図示の例では、シール部材２は、前記第一フランジ４に対する前端面２ａと、ヘッドパーツ６の外面に対する内面２ｂと、ハウジングＨの内壁に対する外面２ｃとを有している（図3参照）。また、シール部材２におけるハウジングＨの開放端１２側に向けられた側には、前記内面２ｂと外面２ｃとの間に周回溝２ｄが形成されている。この周回溝２ｄを挟んだ外面側は、シール部材２の全周方向に亘ってハウジングＨの開放端１２側に向けて延出されており、これによりシール部材２はスカート状部２ｅを備えており、ピストンＰの移動方向ｘにおいてシール部材２の外面２ｃは内面２ｂよりも寸法を大きくしている。シール部材２の外面２ｃは、前記前端面２ａからスカート状部２ｅの端末２ｆに向かうに連れて次第にシール部材２を太くさせる向きに傾斜している（図4参照）。また、シール部材２の前端面２ａには、周回突条２ｇが形成されている。

スライダ３は、典型的には、プラスチックから構成され、扁平なリング状を呈している。前記のようにヘッドパーツ６とシール部材２とを組み合わせた状態から、ヘッドパーツ６の胴部６ａを前記雄ジョイント部６ｂの側からスライダ３の内側に挿通することで、かかるヘッドパーツ６とスライダ３とが組み合わされる。図示の例では、スライダ３は、ピストンＰの移動方向ｘに直交する断面内郭形状を同じ向きでの前記ヘッドパーツ６の胴部６ａの断面外郭形状と相補となる形状とした短寸筒状のベース３ａと、このベース３ａの外側に一体に形成されたリップ３ｄとを備えてなる（図3参照）。リップ３ｄは、図示の例では、ベース３ａを取り巻くように形成された周回ひれ状体となっている。リップ３ｄは、前記ベース３ａにおけるシール部材２側に位置される前端３ｂとハウジングＨの開放端１２側に位置される後端３ｃとの間において、このベース３ａの外面部に一体化された基部３ｅを持つと共に、この基部３ｅからハウジングＨの開放端１２側に向けて延び出す延出部３ｆを備えている（図4参照）。基部３ｅと延出部３ｆとの間には肩部３ｈが形成されている。延出部３ｆは、前記肩部３ｈからその端末３ｇに向かうに連れて次第にベース３ａとの距離を大きくする傾斜を持っている。

前記第一フランジ４と第二フランジ５との間において、シール部材２とスライダ３は、共にピストンＰの移動方向ｘに沿った若干の移動を許容された状態で保持されている。シール部材２の外面２ｃはその全周に亘ってハウジングＨの内壁に接し、スライダ３の延出部３ｆもその全周に亘ってその端末３ｇ側でハウジングＨの内壁に接するようになっている。また、スライダ３のベース３ａの前端３ｂと前記リップ３ｄの基部３ｅとの間にある箇所はシール部材２のスカート状部２ｅの内側に位置し、また、スライダ３のリップ３ｄの肩部３ｈはシール部材２のスカート状部２ｅの端末２ｆに向き合うようになっている（図２〜図５）。

そして、この実施の形態にあっては、前記制動力発生時に、前記スライダ３が前記シール部材２に圧接して、前記シール部材２における前記ハウジングＨの内壁に接する部分が前記ハウジングＨの外側に向けて変形するようになっている。

図示の例では、ピストンＰがハウジングＨの閉塞端９から離れる向きに往動するときピストンＰと閉塞端９との間に形成されるチャンバーＣが負圧となり、これにより前記制動力の一部となる圧力変化による抵抗が生じるようになっている（図３、図４）。また、このとき、前記スライダ３がシール部材２を前記のように変形させてシール部材２とハウジングＨとの間の摩擦力を増大させ、これにより前記制動力の一部となる摩擦抵抗が生じるようになっている（図３、図４）。

図示の例では、ピストンＰが往動されるときは、スライダ３は前記リップ３ｄの形状によりこの往動方向に移動し難くなるため、スライダ３の肩部３ｈがシール部材２のスカート状部２ｅの端末２ｆに圧接され、シール部材２の前端面２ａに形成された周回突条２ｇが第一フランジ４に密着されてこの前端面２ａと第一フランジ４との間がシールされると共に、スカート状部２ｅが外側に向けて変形されてシール部材２の外面２ｃとハウジングＨの内壁との間がシールされる（図３、図４）。これにより、図示の例では、ピストンＰが往動されるときは、チャンバーＣに対する通気は、ピストンＰを構成するヘッドパーツ６におけるハウジングＨの筒軸上に位置される箇所において、第一フランジ４の縁部から胴部６ａにおけるハウジングＨの開放端１２に向けられた端部に亘って形成された溝７（図６〜図８参照）により形成される通気路に限定され、前記圧力変化による抵抗が生じるようになっている。また、シール部材２のスカート状部２ｅの前記外側に向けた変形により、前記摩擦抵抗が生じるようになっている。すなわち、前記スライダ３は、前記シール部材２に対し前記ロッド１側から圧接される圧接部を備えており、図示の例では前記肩部３ｈがこの圧接部として機能するようになっている。

この実施の形態にあって、前記ピストンＰの作動速度に応じて、前記シール部材２の変形量が増加するようになる。これを別の観点から見るならば、前記ピストンＰの作動速度に応じて、前記スライダ３の摺動量が増加するようになる。したがって、この実施の形態にかかるダンパーは、制動対象となる制動対象の移動速度に応じて制動力を変化させる速度応答型ないしは荷重応答型のダンパーとなる。

前記制動力の全部あるいは大半を前記圧力変化による抵抗で賄うこととすると、ピストンの作動の開始時では制動力は小さく、作動が進むと急速に制動力が大きくなる。このため、このような手法では、場合によっては前記制動対象が移動の過程で停止したり、さらには移動の途中から移動前の位置に向けて勝手に復動を始めたりするなどの事態が生じることがあり、前記制動対象の移動をその全過程において適正に制御し難い。

これに対し、この実施の形態にかかるダンパーでは、前記制動力は前記圧力変化による抵抗と前記摩擦抵抗とから賄われることから、前記制動対象の移動をその全過程において適正に制御することができる。すなわち、この実施の形態にかかるダンパーによれば、前記制動対象が往動の過程で停止したり、さらには往動の途中から往動前の位置に向けて勝手に復動を始めたりするなどの事態が生じることが可及的に防止できる。また、この実施の形態にかかるダンパーは、前記ハウジングＨの断面積を小さくしても所望の制動力を発生し易く、小型化、薄型化し易い特長を有している。

一方、図示の例では、ピストンＰがハウジングＨの閉塞端９に近づく向きに復動するときは、前記チャンバーＣが正圧になり難く、かつ、このときは前記摩擦抵抗も小さくなるようになっている（図５）。図示の例では、ピストンＰが複動されるときは、シール部材２とスライダ３は第二フランジ５側に移動して第一フランジ４とシール部材２の前端面２ａとの間に隙間ｙが形成されると共に、前記リップ３ｄの形状によりスライダ３はピストンＰの復動方向に移動しやすくなるためスライダ３はシール部材２に圧接されることなく、シール部材２とハウジングＨの内壁との間の摩擦抵抗も増加されない。チャンバーＣに対しては、前記溝７により形成される通気路に加え、第一フランジ４とシール部材２の前端面２ａとの間の隙間ｙを通じても連絡がなされる。また、図示の例では、シール部材２の外面に、ピストンＰの移動方向ｘに沿った溝２ｈが形成されており、この溝２ｈはチャンバーＣ側の溝端を開放させ、ハウジングＨの開放端１２側の溝端を閉塞させているが、ピストンＰの復動時はチャンバーＣ側の圧力増加によりこの溝２ｈの形成位置でシール部材２の一部が内向きに変形し、この溝２ｈを通じてもチャンバーＣから排気がなされるようになっている。これにより、図示の例では、ピストンＰが復動するときはダンパーは格別の制動力を生じないようになっている。また、制動対象が往動の途中から往動前の位置に向けて復動するような事態は、ピストンＰが復動しようとすると同時にチャンバーＣの通気路が拡大されるため、生じることがない。

図１０〜図１２に示される第二例のダンパーは、第一例のダンパーに比べ、ハウジングＨ、ピストンＰの厚さが大きくなっている。図中符号１３は、第一例のヘッドパーツ６に相当するヘッドであり、ロッド１と一体化されている。図中符号１４は、第一例の第二フランジ５と同じように機能する爪部であり、符号１５はハウジングＨの開放端１２を塞ぐキャップである。また、この第二例のダンパーでは、前記チャンバーＣと外部とを常時連通する通気路は前記ヘッドを貫通するオリフィス１６となっている。この第二例のダンパーのその余の構成部分は第一例のダンパーと実質的に同一であるので、この同一の構成部分については、第二例のダンパーを示す図１０〜図１２に第一例のダンパーを示す図１〜図９で用いた符号と同一の符号を付してその説明は省略する。

図１３及び図１４に示される第三例のダンパーは、ピストンＰはスライダ３を備えない構成となっている。この第三例のダンパーのその余の構成は、第一例のダンパーと実質的に同一であるので、その説明は省略する。そして、この第三例のダンパーにあっては、前記シール部材２における前記ハウジングＨの内壁に接する部分が、前記ピストンＰと前記ハウジングＨの閉塞端９との間に形成されるチャンバーＣが負圧になったときに、前記ハウジングＨの外側に向けて変形するようになっている（図１３）。すなわち、この第三例では、ピストンＰが往動されるとき、前記シール部材２の前端面２ａに形成された周回突条２ｇが第一フランジ４に密着されてこの前端面２ａと第一フランジ４との間がシールされると共に、チャンバーＣ内が負圧であるためにスカート状部２ｅに作用される図１３において符号Ｆで示す力によってこのスカート状部２ｅが外側に向けて変形されてシール部材２の外面２ｃとハウジングＨの内壁との間がシールされる（図１３）。これにより、この第三例では、ピストンＰが往動されるとき、前記圧力変化による抵抗が生じるようになっている。また、シール部材２のスカート状部２ｅの前記外側に向けた変形により、前記摩擦抵抗が生じるようになっている。この第三例のダンパーにあっても、前記ピストンＰの作動速度に応じて、前記シール部材２の変形量が増加するようになる。

以上に説明した各ダンパー装置はいずれも、前記のように前記ハウジングＨの断面積を小さくしても所望の制動力を発生し易いことから、前記ピストンの移動方向に直交する向きのハウジングの断面外郭形状を扁平とした、薄型のものとなっている。

なお、当然のことながら、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得るすべての実施の形態を含むものである。
2013年12月19日に出願された日本国特願2013-262149号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (6)

1. ロッドを備えたピストンと、このピストンを納めるハウジングとからなり、前記ピストンの作動により制動力を生じさせるダンパーであって、
   前記ピストンは、
   前記ハウジングの内壁に対するシール部材と、
   前記ピストンに対して摺動可能に備えられると共に、前記ハウジングの内壁に所定の摩擦力をもって接するスライダとを備えており、
   前記制動力発生時に、前記スライダが前記シール部材に圧接して、前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分が前記ハウジングの外側に向けて変形するようになっている、ダンパーであって、
   前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分は、前記ハウジングの開放端側に向けて延出されたスカート状部となっており、
   前記スライダは、前記ハウジングの開放端側に向けて延出された延出部を有し、前記ハウジングの内壁にこの延出部をもって接するようになっていると共に、
   前記延出部の基部側に、前記制動力発生時に、前記スカート状部の端末に対し圧接される圧接部を備えてなる、ダンパー。
2. 前記ピストンの作動速度に応じて、前記シール部材の変形量が増加するようにしてある、請求項１に記載のダンパー。
3. 前記ピストンの作動速度に応じて、前記スライダの摺動量が増加するようにしてある、請求項１又は請求項２に記載のダンパー。
4. ロッドを備えたピストンと、このピストンを納めるハウジングとからなり、前記ピストンの作動により制動力を生じさせるダンパーであって、
   前記ピストンは、
   前記ハウジングの内壁に対するシール部材を備えており、
   前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分は、前記ハウジングの開放端側に向けて延出されたスカート状部となっており、
   前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分が、前記ピストンと前記ハウジングの閉塞端との間に形成されるチャンバーが負圧になったときに、前記ハウジングの外側に向けて変形するようになっている、ダンパー。
5. 前記ピストンの作動速度に応じて、前記シール部材の変形量が増加するようにしてある、請求項４に記載のダンパー。
6. 前記ピストンの移動方向に直交する向きのハウジングの断面外郭形状が扁平となっている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のダンパー。

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