JP2007263129A - 速度応答型エアーダンパー - Google Patents

Abstract

【課題】負荷が急変した場合でも充分な反発力を発生しピストン部の底突きやピストンロッドの傾きを防止することのできる速度応答型エアーダンパーを提供すること。
【解決手段】気体の封入されたシリンダハウジングと、前記シリンダハウジング内に摺動自在に挿嵌されるとともに気体の通過するオリフィスを備えた第１のピストンと、前記第１のピストンと弾性部材によって近接離間自在に配設された第２のピストンと、前記第２のピストンに一端が固定されるとともに他端が前記シリンダハウジングの外部まで延設されたピストンロッドとを備え、前記ピストンロッドが急激に変位した際に前記第１のピストンと第２のピストンとの相対位置が変化する速度応答型エアーダンパーであって、前記第１のピストンと前記第２のピストンが近接することにより、何れかのピストンが拡開して前記シリンダハウジングとの摺動抵抗が増大するので、負荷が急変した場合でも充分な反発力を発生しピストン部の底突きや、ピストンロッドの傾きを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、速度応答型エアーダンパーに関し、特に小径であってもピストンが高速で変位した際にピストンが拡開してシリンダハウジングとの摩擦抵抗を増加させ、充分な反発力を発生させる速度応答型エアーダンパーに関するものである。

一般に、小径の速度応答型エアーダンパーは、ピストンヘッド部にゴム製の風船状のものを配置し、これをエアー内圧にて膨張させ、シリンダハウジングとピストンとの摩擦抵抗を増加させる構造のものが提案されている。
また、例えば、特開平７−５４８９８号公報に開示されたものは、ピストン部にバネで開放状態を保った制御バルブを配置し、ピストンが急激に移動した際に、制御バルブが作動油の通過量を制限して減衰力を調整可能とする構成である。
特開平７−５４８９８号公報

しかし、従来のゴム製の風船を備えた構成のシリンダハウジング型ピストンダンパーにあっては、シリンダ内壁とピストンとの摩擦抵抗が安定せず、反発力が不安定であった。また、使用環境が低温の場合には、ゴムの弾性が低下して風船が膨らみ難く、充分な反発力を得ることができない不具合があった。
また、特許文献１に示す例では、装置の構造が複雑となり、製造コストが高くなる等の不具合が存在した。

この発明は、上記に鑑み提案されたもので、使用条件の変化に拘わらず、安定した摩擦抵抗による反発力を得ることができるとともに、安価に製造することのできる速度応答型エアーダンパーを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明は気体の封入されたシリンダハウジングと、前記シリンダハウジング内に摺動自在に挿嵌されるとともに気体の通過するオリフィスを備えた第１のピストンと、前記第１のピストンと弾性部材によって近接離間自在に配設された第２のピストンと、前記第２のピストンに一端が固定されるとともに他端が前記シリンダハウジングの外部まで延設されたピストンロッドとを備え、前記ピストンロッドが急激に変位した際に前記第１のピストンと第２のピストンとの相対位置が変化する速度応答型エアーダンパーであって、前記第１のピストンと前記第２のピストンが近接することにより、何れかのピストンが拡開して前記シリンダハウジングとの摺動抵抗が増大することを特徴としている。

また、本発明において、前記第１のピストンは、前記第２のピストンと対向する側面に円錐状の傾斜面を有しており、近接した前記第２のピストンが前記傾斜面に嵌合して拡開することを特徴としている。また、本発明において、前記第２のピストンは、前記第１のピストンと対向する側面に円錐状の傾斜面を有しており、近接した前記第１のピストンが前記傾斜面に嵌合して拡開することを特徴とする。

また、本発明において、前記弾性部材は、コイルスプリングであることを特徴とするものである。

また、本発明において、前記第２のピストンは、外周に薄肉溝を有することを特徴とするものである。また、本発明において、前記第１のピストンは、外周に薄肉溝を有することを特徴とするものである。

また、本発明において、前記薄肉溝は、ピストンの摺動方向に沿って形成されたことを特徴とする。また、本発明において、前記薄肉溝は、ピストンの摺動方向と直角方向に形成されたことを特徴とする。

この発明は前記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。

本発明では、気体の封入されたシリンダハウジングと、前記シリンダハウジング内に摺動自在に挿嵌されるとともに気体の通過するオリフィスを備えた第１のピストンと、前記第１のピストンと弾性部材によって近接離間自在に配設された第２のピストンと、前記第２のピストンに一端が固定されるとともに他端が前記シリンダハウジングの外部まで延設されたピストンロッドとを備え、前記ピストンロッドが急激に変位した際に前記第１のピストンと第２のピストンとの相対位置が変化する速度応答型エアーダンパーであって、前記第１のピストンと前記第２のピストンが近接することにより、何れかのピストンが拡開して前記シリンダハウジングとの摺動抵抗が増大するので、反発力の急変によりピストンロッドが傾いたり、ピストン部の底突きを防止することができる。

また、本発明において前記第１のピストンは、前記第２のピストンと対向する側面に円錐状の傾斜面を有しており、近接した前記第２のピストンが前記傾斜面に嵌合して拡開するので、反発力の急変により確実に第２のピストンが拡開して、摺動抵抗が増大する。したがって、シリンダ壁からの安定した反発力を得ることができる。
また、本発明において前記第２のピストンは、前記第１のピストンと対向する側面に円錐状の傾斜面を有しており、近接した前記第１のピストンが前記傾斜面に乗り上げて拡開するので、反発力の急変により確実に第１のピストンが拡開して、摺動抵抗が増大する。したがって、シリンダ壁からの安定した反発力を得ることができる。

また、本発明では、前記弾性部材は、コイルスプリングであるので、通常の力がピストンロッドに作用した場合には、第１のピストンと第２のピストンを離隔し、急激な力がピストンロッドに作用した場合に、第１のピストンの傾斜面に第２のピストンが乗り上げることにより、拡開して大きな抵抗力を得ることができる。

また、本発明において、前記第２のピストンは、外周に薄肉溝を有するので、第１のピストンの傾斜面に第２のピストンが乗り上げた際に、容易に変形して拡開することができる。

また、本発明において、前記第１のピストンは、外周に薄肉溝を有するので、第１のピストンの変形が容易となり、確実に拡開させることができる。

また、本発明において、前記薄肉溝は、ピストンの摺動方向に沿って形成されたので、第２のピストンの変形が容易となり、確実に拡開することができる。

また、本発明において、前記薄肉溝は、ピストンの摺動方向と直角方向に形成されたので、拡開した第２のピストンとシリンダハウジングの内壁との摺動抵抗を増加することができる。

本発明は第１のピストンと第２のピストンが近接することにより、何れかのピストンが強制的に拡開してシリンダハウジングとの摺動抵抗が増大するので、負荷が急変した場合でもピストン部の底突きやピストンロッドの傾きを防止することができる。

以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る速度応答型エアーダンパーの全体構成を示す断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は本発明の速度応答型エアーダンパーの作動状態を示す断面図、図４は要部分解斜視図である。ここで、速度応答型エアーダンパー１０は、気体の封入されたシリンダハウジング１１と、シリンダハウジング１１内に摺動自在に挿嵌されるとともに気体の通過するオリフィス１２を備えた第１のピストン１３と、第１のピストン１３と弾性部材１４によって近接離間自在に配設された第２のピストン１５と、前記第２のピストン１５に一端が固定されるとともに他端が前記シリンダハウジング１１の外部まで延設されたピストンロッド１６とを備えている。

シリンダハウジング１１は、有底の円筒状をしており、開口端にキャップ１７がＯリング１８を介して螺合され、密封されている。オリフィス１２は、図９〜１１に示すように小径部１２ａと大径部１２ｂとから成る円柱状をしており、円柱の外周面に形成された溝１９が小径部１２ａと大径部１２ｂに渡って連続している。また、大径部１２ｂの溝１９は、外周面の一部にのみ形成されている。これに対して、小径部１２ａの溝１９は、端部に至るまで長手方向の全域に渡って形成されている。更に、大径部１２ｂには、広幅浅溝２０が溝１９の周囲に形成されている。

第１のピストン１３は、中心部に貫通孔２１を有するとともに、この貫通孔２１が、正面側がオリフィス１２の小径部１２ａを嵌合するべくやや小径孔２１ａに形成されている。また、第１のピストン１３は、正面側（図５中左側）に溝部２２を介して分銅型のフランジ２３を有している。溝部２２には、Ｏリング３０が取り付けられる。更に、第１のピストン１３は、中央に大径部２６ａと背面（図５中右）側にほぼ円錐状の傾斜面２４が形成されている。大径部２６ａは、シリンダハウジング１１の内周に接触する。また、傾斜面２４には、長手方向に沿って前記貫通孔２１まで達する切り込み溝２５が形成されている。本実施例では、切り込み溝２５は、第１のピストン１３の傾斜面２４における外周にほぼ１８０度の間隔で一対形成されている。更に、傾斜面２４の端部は、小径部２６ｂに接続されており、この小径部２６ｂには前記切り込み溝２５とほぼ直交する割溝２７が端部から傾斜面２４に至るまで形成されている。

スライダ２８は、図１２〜図１４に示すようにピストンロッド１６の先端部１６ａの装着される装着孔２８ａを軸芯部に有するとともに、外周に係合突起２８ｂが形成されている。係合突起２８ｂは、スライダの一端外周部に１８０度の間隔で一対形成されており、第１のピストン１３の切り込み溝２５に遊嵌可能な寸法を有している。また、スライダ２８の外周は、第１のピストン１３の貫通孔２１に挿通可能な寸法となっている。

第２のピストン１５は、図１５〜図１７に示すようにほぼ中空の円筒状をしており、外周面にシボ加工が施されるとともに、摺動（長手）方向に沿って薄肉溝２９が形成されている。本実施例では、薄肉溝２９は、４本形成されているが、それ以上の本数であってもよい。また、第２のピストン１５は、弾性部材から成り前記第１のピストン１３の傾斜面２４に乗り上げることにより外方に拡開することができる。つまり、外周に薄肉溝２９を設けることによって、第２のピストン１５の変形を容易にしている。また、第２のピストン１５の一端には、ピストンロッド１６の段部１６ｂと嵌合する細径部１５ａが形成されている。
なお、薄肉溝２９は、第２のピストン１５の摺動（長手）方向と直角方向に形成してもよい。

以上のように構成された各部品は、図４に示すような順序で組み立てた後に、先端からシリンダハウジング１１内に挿入されて、図１に示すように構成される。先ず、第１のピストン１３の先端に形成された小径孔２１ａにオリフィス１２の小径部１２ａに嵌合する。また、第１のピストン１３の溝部２２にＯリング３０が配置される。第１のピストン１３の貫通孔２１には、弾性部材であるコイルスプリング１４が挿通され、その後からスライダ２８が係合突起２８ｂ側から挿入される。スライダ２８を第１のピストン１３に挿入する場合、小径部２６ｂが割溝２７の存在により変形し、切り込み溝２５の位置まで挿入され、この切り込み溝２５に係合突起２８ｂを遊嵌させる。切り込み溝２５は、第１のピストン１３のほぼ傾斜面２４に形成されているので、この切り込み溝２５の範囲でスライダ２８が弾性部材１４に抗して移動する。また、スライダ２８の装着孔２８ａは、ピストンロッド１６の先端部１６ａに嵌合されている。

更に、ピストンロッド１６の段部１６ｂには、第２のピストン１５が細径部１５ａで嵌合されており、その後端に第３のピストン３１がＥリング３２によって取り付けられている。第３のピストン３１は、ほぼ円筒状をしており、外周がシリンダハウジング１１の内周壁に挿通される。また、軸芯部にピストンロッド１６を挿通するための貫通孔３１ａが形成されている。

次に本発明の速度応答型エアーダンパーの動作について説明する。先ず、図１に示すピストンが後退した位置において、ピストンロッド１６に何の負荷もかかっていない場合、第１のピストン１３と第２のピストン１５はコイルスプリング１４の付勢力によって離隔している。この状態でピストンロッド１６に緩やかな負荷が加わると、図１に想像線で示すように内圧及びオリフィス１２を通過するエアーに応じた抵抗力が発生する。

また、ピストンロッド１６に急激な負荷が加わると、図３に示すように第１のピストン１３が前進するとともに、スライダ２８がコイルスプリング１４を圧縮して第２のピストン１５が第１のピストン１３の傾斜面２４に乗り上げて拡開する。第２のピストン１５が拡開すると、シリンダハウジング１１との摺動摩擦力が増大して、大きな反発力を得ることができる。したがって、急激な負荷が加わった場合には、オリフィスの通過抵抗に加えて摺動摩擦力により大きな反発力を得ることができる。

このように構成された速度応答型エアーダンパーは、冷蔵庫やシステムキッチンの引き戸や開き戸に使用することができる。また、自動車等のグローブボックスやドアハンドル用のダンパーとしても使用できる。

図１８は、本発明の他の実施の形態を示す要部断面図である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分については同一番号を付して説明を省略する。ここで、速度応答型エアーダンパー１００は、気体の封入されたシリンダハウジング１１と、シリンダハウジング１１内に摺動自在に挿嵌されるとともに気体の通過するオリフィス１２を備えた第１のピストン１０１と、第１のピストン１０１と弾性部材１４によって近接離間自在に配設された第２のピストン１０２と、前記第２のピストン１０２に一端が固定されるとともに他端が前記シリンダハウジング１１の外部まで延設されたピストンロッド１６とを備えている。

第１のピストン１０１は、ほぼ中空の円筒状をしており、外周面にシボ加工が施されるとともに、摺動（長手）方向に沿って薄肉溝が形成されている。この薄肉溝を設けることによって、第１のピストン１０１の変形を容易にしている。また、第１のピストン１０１の一端には、オリフィス１２と嵌合する細径部１０１ａが形成されている。

第２のピストン１０２は、第１のピストン１０１と対向する面にほぼ円錐状の傾斜面１０２ａが形成されている。また、第１のピストン１０２は、背面側に溝部１０３を介して分銅型のフランジ１０４を有しており、この溝部１０３にＯリング３０が配置されている。

以上のように構成された速度応答型エアーダンパー１００は、矢印Ｙ方向にユニット（第１のピストン、第２のピストン、第３のピストン、ピストンロッド等）が移動するとシリンダハウジング１１内に内圧が発生する。内圧が所定値になった場合、或いはユニットの移動速度が大きい場合に第１のピストン１０１が弾性部材１４の付勢力に抗して後退する。第１のピストン１０１が後退すると、前進して来る第２のピストン１０２の円錐状の傾斜面１０２ａに乗り上げて拡開する。第１のピストン１０１が拡開することによりシリンダハウジング１１との摺動抵抗が増大する。したがって、シリンダハウジング１１とユニットとの間に発生する内圧と摺動抵抗によって大きな反発力を得ることができる。

また、摺動抵抗は、第２のピストンの傾斜面１０２ａに乗り上げて、第１のピストンが拡開するすることによって発生するので、低温であっても確実に大きな反発力を得ることができる。

また、本発明の速度応答型エアーダンパーは、自動車や冷蔵庫、システムキッチンにおける引き戸、開閉扉等に組み込んで組込型の衝撃吸収ダンパー装置として使用することができる。

なお、第１のピストン或いは第２のピストンの外周に形成する薄肉溝は、内壁まで達するスリットであってもよい。

図１は、本発明に係る速度応答型エアーダンパーの全体構成を示す断面図である。 図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図３は、同速度応答型エアーダンパーの作動状態を示す断面図である。 図４は、同速度応答型エアーダンパーを示す要部分解斜視図である。 図５は、同速度応答型エアーダンパーに使用される第１のピストンを示す側面図ある。 図６は、同第１のピストンを示す正面図である。 図７は、同第１のピストンを示す背面図である。 図８は、図６におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図９は、同速度応答型エアーダンパーに使用されるオリフィスの平面図である。 図１０は、同オリフィスのＣ−Ｃ線断面図である。 図１１は、同オリフィスの背面図である。 図１２は、同速度応答型エアーダンパーに使用されるスライダの半断面図である。 図１３は、同スライダの正面図である。 図１４は、同スライダの平面図である。 図１５は、同速度応答型エアーダンパーに使用される第２のピストンを示す半断面図である。 図１６は、同第２のピストンを示す正面図である。 図１７は、同第２のピストンを示す背面図である。 図１８は、本発明の他の実施の形態を示す要部断面図である。

符号の説明

１０ 速度応答型エアーダンパー
１１ シリンダハウジング
１２ オリフィス
１２ａ 小径部
１２ｂ 大径部
１３ 第１のピストン
１４ 弾性部材（コイルスプリング）
１５ 第２のピストン
１５ａ 細径部
１６ ピストンロッド
１６ａ 先端部
１６ｂ 段部
１７ キャップ
１８ Ｏリング
１９ 溝
２０ 広幅浅溝
２１ 貫通孔
２１ａ 小径孔
２２ 溝部
２３ フランジ
２４ 傾斜面
２５ 切り込み溝
２６ａ 大径部
２６ｂ 小径部
２７ 割溝
２８ スライダ
２８ａ 装着孔
２８ｂ 係合突起
２９ 薄肉溝
３０ Ｏリング
３１ 第３のピストン
３２ Ｅリング

Claims (8)

1. 気体の封入されたシリンダハウジングと、
   前記シリンダハウジング内に摺動自在に挿嵌されるとともに気体の通過するオリフィスを備えた第１のピストンと、
   前記第１のピストンと弾性部材によって近接離間自在に配設された第２のピストンと、
   前記第２のピストンに一端が固定されるとともに他端が前記シリンダハウジングの外部まで延設されたピストンロッドとを備え、
   前記ピストンロッドが急激に変位した際に前記第１のピストンと第２のピストンとの相対位置が変化する速度応答型エアーダンパーであって、
   前記第１のピストンと前記第２のピストンが近接することにより、何れかのピストンが拡開して前記シリンダハウジングとの摺動抵抗が増大することを特徴とする速度応答型エアーダンパー。
2. 前記第１のピストンは、前記第２のピストンと対向する側面に円錐状の傾斜面を有しており、近接した前記第２のピストンが前記傾斜面に嵌合して拡開することを特徴とする請求項１に記載の速度応答型エアーダンパー。
3. 前記第２のピストンは、前記第１のピストンと対向する側面に円錐状の傾斜面を有しており、近接した前記第１のピストンが前記傾斜面に嵌合して拡開することを特徴とする請求項１に記載の速度応答型エアーダンパー。
4. 前記弾性部材は、コイルスプリングであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１に記載の速度応答型エアーダンパー。
5. 前記第２のピストンは、外周に薄肉溝を有することを特徴とする請求項２に記載の速度応答型エアーダンパー。
6. 前記第１のピストンは、外周に薄肉溝を有することを特徴とする請求項３に記載の速度応答型エアーダンパー。
7. 前記薄肉溝は、ピストンの摺動方向に沿って形成されたことを特徴とする請求項５または６に記載の速度応答型エアーダンパー。
8. 前記薄肉溝は、ピストンの摺動方向と直角方向に形成されたことを特徴とする請求項５または６に記載の速度応答型エアーダンパー。

Images