JP2003184950A - 樹脂ダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 樹脂ダンパー１は、軸３に取り付けられ
た粘弾性体４とダンパー筐体２に取り付けられた上部弁
５１、下部弁５２とから構成されている。 【効果】 本発明によれば、軸３が圧縮ストローク側に
動いた場合には上部弁５１、下部弁５２が開放されて粘
弾性体４のせん断力による減衰力が得られ、伸長ストロ
ーク側に動いた場合には上部弁５１、下部弁５２がとも
に遮断されて粘弾性体４のせん断力とダンパー筐体２内
の上部室６の空気の圧縮力と下部室７の空気の負圧によ
る力が加わった減衰力が得られるため、圧縮ストローク
と伸長ストロークとで減衰力が異なり、この樹脂ダンパ
ーを用いた車両用クッションでは従来のオイルダンパー
と同等の乗り心地が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両や機械等の振
動を減衰するためのダンパーに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両や機械等の振動を減衰する目的のた
めに従来からダンパーがよく用いられている。特に車両
用のクッションは自動車やオートバイの乗り心地を快適
にし、かつ走行安定性を高める上で重要である。

【０００３】通常車両用クッションの構成要素はバネと
ダンパーに分けることができる。バネは車両の重量を支
え、路面から伝わる衝撃を吸収する役割を有している。
バネを柔らかくすると一般的に乗り心地は良くなるが、
衝撃エネルギー吸収のためには長いストロークが必要と
なる。しかし、ストロークが長すぎると走行中の車両の
姿勢変化が大きくなるために走行安定性が損なわれてし
まう。このようにバネだけでは乗り心地と走行安定性を
両立させることは難しい。

【０００４】そこで、路面からの衝撃を吸収するために
バネとともに用いられているのがダンパーである。バネ
が変位に比例した反力を発生させるのに対してダンパー
は速度に依存した反力（減衰力）を発生する。ダンパー
はバネとともに外乱として入ってくる衝撃エネルギーを
吸収し、バネの負担を減らし、必要なストロークを短く
する。また、バネが吸収した衝撃エネルギーを熱に変え
て発散させ、振動が持続することを防止する。

【０００５】乗り心地を良くするためにダンパーでは圧
縮側と伸長側の減衰特性を変化させていることが多い。
この場合、一般的に圧縮側の減衰力を小さくし、伸長側
の減衰力を大きくすると乗り心地が良くなることが知ら
れている。車両用ダンパーとして従来から広く用いられ
ているオイルダンパーでは、圧縮側と伸長側とで作動油
の流れを変えることにより減衰特性を変化させている。

【０００６】また、オイルダンパーの他に高減衰特性を
有する粘弾性体を利用した粘弾性ダンパーがある。粘弾
性ダンパーは主として地震などの振動エネルギーを吸収
する目的で開発されたもので、鋼板の間に粘弾性体を挟
んだサンドイッチ状の構造となっている。粘弾性ダンパ
ーは振動が加わった際に鋼板の間の粘弾性体がせん断変
形して振動エネルギーを吸収するようになっている。粘
弾性体はクリープが大きいために静的な荷重は支えられ
ないが、それ自身の形状保持が可能な程度の剛性は有し
ているので自由な形に成型できるという特徴を有してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には、次のような解決すべき課題があっ
た。即ち、上記した従来の技術の内、車両用ダンパーと
して広く用いられているオイルダンパーは、上記したよ
うに圧縮側と伸長側とで作動油の流れを変えることによ
り減衰特性を変化させているので構造が複雑になり、か
つ高い寸法精度が要求されるためにコストダウンが難し
いという問題点を有している。

【０００８】一方、粘弾性ダンパーは現在のところ車両
用ダンパーとして用いられている例は見られない。この
理由は粘弾性体を単純にせん断変形させただけでは変形
方向による減衰特性を変化させることができないという
特性を有しているためであり、車両用ダンパーに用いた
場合には粘弾性体だけでは圧縮側と伸長側の減衰特性を
変化させることが困難で、乗り心地を良くすることがで
きないという問題点を有している。

【０００９】本発明は粘弾性体を用いながら圧縮側と伸
長側の減衰特性を変化させた比較的構造が単純でコスト
ダウンが可能な樹脂ダンパーを提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。 〈構成１〉ダンパー筐体内で、圧縮および伸長ストロー
クに伴い、このストロークの方向に往復動する軸と、こ
の軸の一部に密着し、上記ダンパー筐体の内部に上記軸
を横切る隔壁を形成するように配置された粘弾性体と、
上記ダンパー筐体の内部で、ダンパー筐体の内壁と上記
粘弾性体との間に形成された空気室への空気の出入りを
調整する弁を備えたことを特徴とする樹脂ダンパー。

【００１１】〈構成２〉上記隔壁で隔てられた空気室の
うち、上記軸が上記ダンパー筐体内に進入する圧縮スト
ローク時に、その容積が増大し、上記軸が上記ダンパー
筐体内から進出する伸張ストローク時に、その容積が減
少するほうの空気室側において、上記弁は、空気室へ空
気が流入しようとするとき開放され、空気室から空気が
流出しようとするとき閉鎖されることを特徴とする請求
項１に記載の樹脂ダンパー。

【００１２】〈構成３〉上記隔壁で隔てられた空気室の
うち、上記軸が上記ダンパー筐体内に進入する圧縮スト
ローク時に、その容積が減少し、上記軸が上記ダンパー
筐体内から進出する伸張ストローク時に、その容積が増
大するほうの空気室側において、上記弁は、空気室から
空気が流出するとき解放され、空気室へ空気が流入する
とき閉鎖されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂
ダンパー。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体例を用いて説明する。なお、本図以降の各図にお
いて同一個所は同一番号で表すこととする。

【００１４】図１は車両用クッションに用いる本発明の
樹脂ダンパーの一実施例である。図１はその縦断面図で
あり、樹脂ダンパー１はダンパー筐体２の内部に路面か
らの衝撃に応じて上下動する軸３と、軸３に取り付けら
れた粘弾性体４とからなっている。そして、ダンパー筐
体２には弁が複数個所に取り付けられている。即ち、ダ
ンパー筐体２内で、圧縮および伸長ストロークに伴い、
このストロークの方向に往復動する軸３と、この軸の一
部に密着し、ダンパー筐体２の内部に軸３を横切る隔壁
を形成するように配置された粘弾性体４を備える。ま
た、ダンパー筐体２には、ダンパー筐体２の内壁と粘弾
性体４との間に形成された空気室への空気の出入りを調
整する弁５１を備える。ここでダンパー筐体２内は弁が
遮断されているときには密閉状態となっている。

【００１５】ダンパー筐体２に取り付けられたこれらの
弁は一方向にのみ空気の流出入ができるようになってお
り、例えば具体的には圧縮ストロークが生じたとき、即
ち図において軸が下方に移動するときにはダンパー筐体
２内の上部室６側に取り付けられた上部弁５１が開放さ
れ空気が流入できるようになっており、また下部室７側
に取り付けられた下部弁５２が開放され空気が流出でき
るようになっている。また伸長ストロークが生じたと
き、即ち図において軸が上方に移動するときには上部弁
５１、下部弁５２ともに遮断され空気の流出入ができな
いようになっている。なお、ダンパー筐体に取り付ける
弁の数は特に限定されるものではなく、必要とするダン
パー特性に応じて定めればよい。

【００１６】即ち、粘弾性体４による隔壁で隔てられた
上下の空気室のうち、上部室６は、軸３がダンパー筐体
２内に進入する圧縮ストローク時に、その容積が増大
し、軸３がダンパー筐体２内から進出する伸張ストロー
ク時に、その容積が減少する。この上部室６の弁は、室
内へ空気が流入しようとするとき開放され、室外へ空気
が流出しようとするとき閉鎖される。また、粘弾性体４
による隔壁で隔てられた上下の空気室のうち、下部室７
は、軸３がダンパー筐体２内に進入する圧縮ストローク
時に、その容積が減少し、軸３がダンパー筐体２内から
進出する伸張ストローク時に、その容積が増大する。こ
の下部室７の弁は、室内へ空気が流入しようとするとき
閉鎖され、室外へ空気が流出しようとするとき開放され
る。

【００１７】図２は本発明の樹脂ダンパーの動作状況を
模式的に示した図である。図２においてまず状態（ａ）
から圧縮ストロークが生じた場合（図において軸の下方
矢印方向）に状態（ｂ）のように軸３が図において下方
に移動し、それに伴い粘弾性体４はせん断変形する。こ
の時ダンパー筐体内の上部室６の空気圧が負圧になるの
を補うように上部弁５１が開放されて波線で示した矢印
のように空気が流入し、同時にダンパー筐体内の下部室
７の空気は圧縮により空気圧が上がるため下部弁５２が
開放されて同様に波線で示した矢印のように空気が流出
する。従って、この時に発生する減衰力は粘弾性体４の
せん断変形によって生じるせん断力によるもののみとな
る。

【００１８】次に伸長ストロークが生じると（図におい
て軸の上方矢印方向）、今度は状態（ａ）から粘弾性体
４のせん断変形が状態（ｃ）のように進むが、このとき
上部弁５１および下部弁５２はともに閉鎖されるように
なっている。密閉されたダンパー筐体２の内部には空気
の流入も流出も生じないことになるため、この時に発生
する減衰力は粘弾性体４のせん断変形によって生じるせ
ん断力に加えて上部室６における空気の圧縮力と下部室
７における空気の負圧による力となる。

【００１９】以上より、圧縮ストロークと伸長ストロー
クとの場合、本発明による樹脂ダンパーは圧縮ストロー
クの時は粘弾性体４のせん断力より減衰力が得られ、伸
長ストロークの時は粘弾性体のせん断力とダンパー筐体
内の上部室における空気の圧縮力と下部室における負圧
による力が加わった減衰力が得られることになる。従っ
て、本発明の樹脂ダンパーを用いた車両用クッションは
圧縮ストロークと伸長ストロークとで減衰力の大きさが
異なり、特に伸長ストロークの時の減衰力が圧縮ストロ
ークの時の減衰力よりも大きいためにこの樹脂ダンパー
を用いれば乗り心地の良い車両用クッションを提供でき
る。

【００２０】なお、前述した実施の形態において、圧縮
ストロークと伸長ストロークが繰り返されるうちに上部
室の圧力が段々と上がり下部室の圧力が段々と下がる傾
向になってくる。このような状況が続くと本発明の効果
が充分に発揮されない虞も出てくる。従って、本発明の
効果を永続的に維持できるようにするために、上部室と
下部室の圧力差がなくなるように粘弾性体４に小径の通
気孔を設けると良い。

【００２１】図３は上述した本発明の実施例を表した図
であり、粘弾性体４に小径の通気孔８が設けられてい
る。この通気孔８の径は本発明の作用効果を損なわない
程度の径にする。このようにすると上部室と下部室の圧
力は通気孔８を通じて空気が流れることにより常に均等
な状態となり、本発明の効果を永続的に維持することが
できる。

【００２２】

【発明の効果】上記したように本発明の樹脂ダンパーに
よれば、軸に取り付けられた粘弾性体と、ダンパー筐体
に取り付けられ空気の流出入を調整するための弁を有す
るため、軸が圧縮ストローク側に動いた場合には弁が開
放されて粘弾性体のせん断力による減衰力、伸長ストロ
ーク側に動いた場合には弁が遮断されて粘弾性体のせん
断力とダンパー筐体内の上部室の空気の圧縮力と下部室
の空気の負圧による力とが加わった減衰力というように
圧縮ストロークと伸長ストロークとで異なる減衰力が得
られる。従ってこの樹脂ダンパーを用いた車両用クッシ
ョンでは伸長ストローク側で大きな減衰力が得られるた
めに従来用いられているオイルダンパーと同等の乗り心
地が得られ、また構造が比較的単純であるためにコスト
面でも安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用クッションに用いる本発明の樹脂ダンパ
ーの一実施例である。

【図２】本発明の樹脂ダンパーの動作状況を模式的に示
した図である。

【図３】本発明の他の実施例を示した図である。

【符号の説明】

１ 樹脂ダンパー ２ ダンパー筐体 ３ 軸 ４ 粘弾性体 ５１ 上部弁 ５２ 下部弁 ６ 上部室 ７ 下部室 ８ 通気孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J048 AA03 BA17 BD08 BE02 DA03 EA07 EA15 3J069 AA14 CC09 EE10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダンパー筐体内で、圧縮および伸長スト
   ロークに伴い、このストロークの方向に往復動する軸
   と、 この軸の一部に密着し、前記ダンパー筐体の内部に前記
   軸を横切る隔壁を形成するように配置された粘弾性体
   と、 前記ダンパー筐体の内部で、ダンパー筐体の内壁と前記
   粘弾性体との間に形成された空気室への空気の出入りを
   調整する弁を備えたことを特徴とする樹脂ダンパー。
2. 【請求項２】 前記隔壁で隔てられた空気室のうち、前
   記軸が前記ダンパー筐体内に進入する圧縮ストローク時
   に、その容積が増大し、前記軸が前記ダンパー筐体内か
   ら進出する伸張ストローク時に、その容積が減少するほ
   うの空気室側において、 前記弁は、空気室へ空気が流入しようとするとき開放さ
   れ、空気室から空気が流出しようとするとき閉鎖される
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂ダンパー。
3. 【請求項３】 前記隔壁で隔てられた空気室のうち、前
   記軸が前記ダンパー筐体内に進入する圧縮ストローク時
   に、その容積が減少し、前記軸が前記ダンパー筐体内か
   ら進出する伸張ストローク時に、その容積が増大するほ
   うの空気室側において、 前記弁は、空気室から空気が流出するとき解放され、空
   気室へ空気が流入するとき閉鎖されることを特徴とする
   請求項１に記載の樹脂ダンパー。