JP2006029406A - エアダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】合成樹脂製ピストンを用いたエアダンパにおいてピストン部分のひけや変形等を防止しかつ空気溜まりによるダンパ作用無効区域を無くす。
【解決手段】ピストン５のピストンロッド４とは相反する側にひけ等防止するための肉抜きとして二重の環状凹部９ａ・９ｂを設け、シリンダ３の底面３ａに、ピストンの最大没入状態で環状凹部に突入する二重の環状壁１０ａ・１０ｂを一体成形により設ける。ピストンの最大没入状態では凹部内に溜まる空気が少なくなるため、最大没入状態からピストンが移動し始める場合に凹部内に溜まっている空気の膨張による空走距離（ダンパ効果が得られない区間）が減少し得るため、エアダンパとしてのダンパ作用をピストンのほぼ全ストロークにおいて発揮させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、エアダンパに関し、特に、ピストンが一方向に移動する際に減衰力を生じさせる形式のエアダンパに関する。

従来、蓋を開ける時の高級感を出すために例えば自動車のグローブボックスにエアダンパを用いたものがある。そのようなエアダンパにあっては、有底筒状のシリンダと、そのシリンダ内に同軸的に往復動自在に受容されたピストンとを有し、そのビストンと一体に形成されたピストンロッドをシリンダの底部側とは相反する側から外方に延出させたものがある。

特開平８−１０５４８２号公報

上記エアダンパの構造にあっては、ピストンロッドの延出方向のシリンダ開口をキャップで閉塞し、ピストンを介してシリンダの底部側とキャップ側との２空気室に区画し、ピストンにオリフィスを設けると共にＯリングを装着している。さらに、Ｏリングをピストンの軸線方向に移動可能にする凹部及び溝を形成し、蓋の開動作に伴ってＯリングが移動した場合には溝を閉塞してオリフィスを介して両空気室間の空気の移動が行われ、蓋の閉動作に伴ってＯリングが移動した場合には溝を介して両空気室間の空気の移動が行われるようにしている。これにより、蓋の開動作時にはオリフィスによるダンパ作用が働き、蓋の閉動作時には溝を介して空気が通ることにより抵抗感を無くすエアダンパを提供することができる。

しかしながら、上記構造にしたエアダンパにあっては、そのピストンの軸線方向厚さ（Ｏリングの移動分）がある程度大きいものとなる。また、ピストンを合成樹脂材で形成する場合には、肉厚部分におけるひけや変形などを防止するためにピストンの端面に凹部を設けている。この場合、シリンダの底面とピストンの端面との間にその凹部による空気溜まりができることになり、蓋の開き始めにおいて凹部内の空気が一時膨張するため開き始めにおける空気抵抗が発生せず、緩衝力すなわちダンパ力が発生せず、ダンパ作用無効区域（空走区間、空走距離）が存在するという問題があった。

ピストンに上記凹部を設けないで中実形状にすることも考えられるが、その場合には上記ひけや変形等により寸法管理や形状管理の上で不利が生じてしまう。

このような課題を解決して、合成樹脂製ピストンを用いたエアダンパにおいてピストン部分のひけや変形等を防止しかつ空気溜まりによるダンパ作用無効区域を無くすようにすることを実現するために本発明に於いては、有底筒状のシリンダ（３）と、前記シリンダ（３）内に同軸的に往復動自在に受容されたピストン（５）とを有し、前記ピストン（５）にオリフィス（５ａ）が設けられているエアダンパ（１）であって、前記ピストン（５）が、合成樹脂材により成形され、かつ前記シリンダ（３）の底面（３ａ）に対する側とは相反する側に延出されたピストンロッド（４）と、前記底面（３ａ）に対する側に前記成形時のひけ等の発生を防止するべく設けられた凹部（９ａ・９ｂ）とを有し、前記シリンダ（３）の底面（３ａ）に、前記ピストン（５）の前記シリンダ（３）への最大没入状態で前記凹部（９ａ・９ｂ）に突入する凸部（１０ａ・１０ｂ）が設けられているものとした。

特に、前記凸部（１０ａ・１０ｂ）が、前記シリンダ（３）の軸線に対して同軸的に延在する円弧または円形のリブ形状に形成され、あるいは、前記凸部（１０ａ・１０ｂ）が、前記シリンダ（３）の軸線に対して複数の同心円上に延在する円弧または円形の複数のリブ形状に形成されていると良い。また、前記凸部（１０ａ・１０ｂ）が、前記凹部（９ａ・９ｂ）と補完的形状に形成されていると良い。

このように本発明によれば、合成樹脂製のピストンにおいてひけ等の発生を防止するためにピストンロッドとは相反する側に設けた凹部に対して、ピストンのシリンダへの最大没入状態においてその凹部に突入する凸部をシリンダの底面に設けたことから、その状態では凹部内に溜まる空気が少なくなるため、最大没入状態からピストンが移動し始める場合に凹部内に溜まっている空気の膨張による空走距離（ダンパ効果が得られない区間）が減少し得るため、エアダンパとしてのダンパ作用をピストンのほぼ全ストロークにおいて発揮させることができる。

特に、凸部がシリンダの軸線に対して同軸的に延在する円弧または円形のリブ形状に形成されていることにより、ピストンが軸線回りに回転自在な場合に対応でき、また凸部がシリンダの軸線に対して複数の同心円上に延在する複数のリブからなることにより、ピストンが軸線回りに回転自在な場合に対応できると共に、シリンダの底部に複数のリブを設けることにより強度を好適に高めることができる。

また凸部が凹部と補完的形状に形成されていることにより、凹部内に凸部が突入した状態で空気が溜まり得る隙間をできるだけ無くすことができ、それにより上記空走距離もできるだけ短くすることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に基づくエアダンパ１を自動車のグローブボックス２に用いた例を示す要部側面図である。図示されないダッシュボードにエアダンパ１のシリンダ３が一体成形されたアーム３ａを介して枢支され、クローブボックス２の適所にシリンダ３から突出するピストンロッド４の先端部（突出端部）が連結されている。図の実線に示されるグローブボックス２の全閉状態ではシリンダ３にピストンロッド４が最も没入し、図の二点鎖線に示される全開状態ではピストンロッド４が最長またはその近傍まで突出するようになっている。

本エアダンパ１にあっては、上記グローブボックス２の開閉に用いるため、グローブボックス２が自重で開く時にはダンパ作用により緩やかに開くようにし、手で閉める時にはエアダンパ１が抵抗とならずに軽く閉まるように動作するものとする。そのためのエアダンパ１の構造としては特別なものではない。

例えば図２および図３に示されるように、有底筒状のシリンダ３と、シリンダ３内に軸線方向に往復動自在に受容されたピストン５と、ピストン５からシリンダ３の底面３ｂとは相反する側に同軸的に延出したピストンロッド４とを有している。シリンダ３の開口端には扁平な有底筒状のキャップ６が取り付けられており、そのキャップ６をピストンロッド４が貫通し、シリンダ３の外方に同軸的にピストンロッド４が突出している。また、キャップ６の端板の中央部に設けた開口６ａによりピストンロッド４がスライド自在に支持されている。

ピストン５は軸線方向にある程度の幅を有する円盤状に形成されている。ピストン５の外周には扁平Ｕ字状断面形状の周方向溝５ａが全周に渡って形成されており、その周方向溝５ａにはＯリング７が嵌装されている。周方向溝５ａの幅（ピストン５の軸線方向についての長さ）はＯリング７がその幅方向に移動できる長さである。

ピストン５には、そのピストンロッド４側端面に開口しかつ周方向溝５ａの幅方向中間点近傍に至る軸線方向溝５ｂが適所に例えば複数設けられている。軸線方向溝５ｂは、Ｏリング７が周方向溝５ａのピストンロッド突出側に位置している状態で、ピストン５により区画された空気室であって底面３ｂとは相反する側の空気室８ａと、周方向溝５ａの上記状態におけるＯリング７により閉塞されていない部分とを連通するように設けられている。その連通状態では、上記空気室８ａと、ピストン５の底面側の空気室８ｂとが連通される。

なお、ピストンロッド４が突出する方向である図４の矢印Ａに示される向きにピストン５が変位する場合には、Ｏリング７は、シリンダ３の内周面に摺接するため図４に示されるように周方向溝５ａ内を底面３ｂ側に移動する。それにより、底面３ｂ側の空気室８ｂと軸線方向溝５ｂとの間にＯリング７が位置すると、上記連通状態が遮断される。

また、ピストン５にはその適所に軸線方向に貫通するオリフィス５ｃが設けられている。したがって、ピストン５の矢印Ａ方向変位時のＯリング７による上記遮断状態にあっては、空気室８ａから空気室８ｂへの空気の流れはオリフィス５ｃを介して行われることになり、それによりエアダンパ効果が発揮される。矢印Ａ方向変位はピストンロッド４がシリンダ３から突出する方向であり、すなわちグローブボックス２が開く時である。そのため、グローブボックス２を開く場合にエアダンパによる緩やかな開動作を行わせることができる。

グローブボックス２の全開状態では、エアダンパ１は図５に示されるようにピストンロッド４が最も突出した状態になる。なお、グローブボックス２の全開時にピストン５がキャップ６に当接する必要はなく、その手前で最大突出状態になっていても良い。

グローブボックス２を閉じる場合には、図６の矢印Ｂに示されるようにピストンロッド４がシリンダ３へ没入する向きに変位し、シリンダ３の内周面に摺接するＯリング７が周方向溝５ａ内をピストンロッド４側に移動する。それにより、軸線方向溝５ｂを介してピストン５により区画された両空気室８ａ・８ｂ同士が連通状態になり、例えば軸線方向溝５ｂの数を複数としかつ流路面積をできるだけ広くすることにより、両空気室８ａ・８ｂ間に流れる空気の抵抗が減少し、ピストンロッド４の没入方向運動におけるダンパ作用を無くすことができる。

このようにして、グローブボックス２が自重により開く時にはエアダンパ効果によりその開動作を緩やかに行わせると共に、グローブボックス２を閉める時には空気の流れを円滑にして空気抵抗が生じないようにして軽い力で閉めることができ、グローブボックス２の開閉における商品性を高めることができる。

また、ダンパ１の各部品を合成樹脂材による成形品とすることができ、それにより軽量化や低コスト化などを容易に達成することができる。しかしながら、樹脂成形の場合にはひけや変形などが出ないように肉厚となる中実部分を適宜肉抜き形状としている。上記エアダンパ１にあっては、上記構造によりピストン５の軸線方向長さである厚さをある程度必要とするため、ピストン５の底面３ａ側に肉抜きとして図２に良く示されるように二重の環状凹部９ａ・９ｂが設けられている。

なお、両環状凹部９ａ・９ｂを隔てる環状リブが図示例ではＣ字状に形成されているが、この切り欠きは例えばオリフィス５ｃとの干渉を回避するためのものであり、オリフィス５ｃの位置によっては環状リブを全周に渡って連続する形状であって良い。また、図３乃至図６に示したオリフィス５ｃは、説明上示したものであり、その位置を具体的に示すものではない。

シリンダ３の底面には、上記環状凹部９ａ・９ｂと補完的形状をなす二重の凸部としての環状壁１０ａ・１０ｂが一体成形により設けられている。この環状壁１０ａ・１０ｂが無い場合にはピストン５が底面３ａに当接しても環状凹部９ａ・９ｂ内に空気が溜まり得るが、上記当接状態で環状壁１０ａ・１０ｂが環状凹部９ａ・９ｂ内に突入することにより環状凹部９ａ・９ｂ内の空隙がほぼ無くなる。

そのため、図３に示される最大没入状態からピストン５がピストンロッド４の突出方向に変位し始める時に、図４に示されるように、ピストンの肉抜き部に溜まった空気の膨張による空走距離Ｌ１が、環状壁１０ａ・１０ｂがない場合の空走距離Ｌ２よりも短くなる。これにより、エアダンパ１のストローク全域においてダンパ作用を有効に機能させることができる。

本実施の形態のようにグローブボックス２にエアダンパを用いた場合に、空走距離が長いと開き始めにたとえ開度が小さくても急激に開くことになり驚く場合も考えられるが、空走距離が短くさらにほとんど無いに等しい場合には開き始めから緩やかに開くことから上記驚きが無いばかりでなく、高級感が生じる。

なお、上記図示例では二重の環状壁１０ａ・１０ｂを設けた形状にしており、それらがリブとしても作用するため、１つのみの場合よりも底面３ａの剛性確保に有利である。また、軸線に対して同心円をなす形状に形成されており、それによりピストン５が軸線回りに回転し得るように使用される場合にも有効である。

また、底面３ａに設ける凸部（環状壁１０ａ・１０ｂ）の形状を環状の壁形状にしたが、ピストン５側の肉抜き形状に合わせれば良く、環状壁に限定されるものではない。また、例えばシリンダ３の底面３ａの外面側を凹ませる形状にしても良いが、本図示例のように底面３ａ側に凸形状のものを形成するものは、有底筒状のシリンダ３を成形する場合のパーティング面と中子との関係から有効である。

本発明にかかるエアダンパは、ピストンに設けた肉抜きへのエア溜まりによる空走距離を無くす効果を有し、種々の開閉体などに適用可能なエアダンパとして有用である。

本発明に基づくエアダンパを自動車のグローブボックスに用いた例を示す要部側面図である。 エアダンパの要部を拡大して示す分解斜視図である。 全閉状態に対応するエアダンパを示す側断面図である。 開き始めの状態に対応するエアダンパを示す側断面である。 全開状態に対応するエアダンパを示す側断面図である。 全開状態から閉じ始めた状態に対応するエアダンパを示す側断面である。

符号の説明

１ エアダンパ
３ シリンダ、３ａ 底面
４ ピストンロッド
５ ピストン、５ａ オリフィス
９ａ・９ｂ 環状凹部
１０ａ・１０ｂ 環状壁（凸部）

Claims (4)

1. 有底筒状のシリンダと、前記シリンダ内に同軸的に往復動自在に受容されたピストンとを有し、前記ピストンにオリフィスが設けられているエアダンパであって、
   前記ピストンが、合成樹脂材により成形され、かつ前記シリンダの底面に対する側とは相反する側に延出されたピストンロッドと、前記底面に対する側に前記成形時のひけ等の発生を防止するべく設けられた凹部とを有し、
   前記シリンダの底面に、前記ピストンの前記シリンダへの最大没入状態で前記凹部に突入する凸部が設けられていることを特徴とするエアダンパ。
2. 前記凸部が、前記シリンダの軸線に対して同軸的に延在する円弧または円形のリブ形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエアダンパ。
3. 前記凸部が、前記シリンダの軸線に対して複数の同心円上に延在する円弧または円形の複数のリブ形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエアダンパ。
4. 前記凸部が、前記凹部と補完的形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエアダンパ。

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