JP2010261474A

JP2010261474A - 減衰装置

Info

Publication number: JP2010261474A
Application number: JP2009110726A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Watanabe; 義仁渡邉
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】スクリューロッドの引張工程と圧縮工程のいずれか一方の工程において減衰力の調整を行うことを可能とする一方、減衰力の発生を完全に無くすことが可能な減衰装置を提供する。
【解決手段】中空部を有して筒状に形成される固定外筒２と、この固定外筒２の中空部内に収容されると共に当該固定外筒２に対して回転自在に支承され、前記固定外筒２の外壁と所定の隙間を介して対向して作用室５を形成する回転内筒３１と、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたスクリューロッド４と、このスクリューロッド４に螺合すると共に当該スクリューロッド４の軸方向運動を回転運動に変化させるスクリューナット４０と、このスクリューナット４０の回転方向に応じて当該スクリューナット４０から前記回転内筒３１に対して異なった回転トルクを伝達する伝達調整手段３２と、前記作用室５に密封された粘性流体６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、収納体を構成する２つの構造体の間に配置され、一方の構造体から他方の構造体へ伝達される軸方向エネルギを回転運動のエネルギに変換し、この回転運動のエネルギを熱エネルギに変換して消費させるように構成した減衰装置に関する。

この種の減衰装置としては、特開２００２−２１３５１５号公報に開示されているものが知られている。この減衰装置は、一端に貫通孔を有するシリンダと、このシリンダに軸方向に出入り自在なピストンロッドと、前記シリンダの外周側に設けられる第２のシリンダと、前記シリンダと第２のシリンダと間に形成される貯油室とを備えている。

前記ピストンロッドはシリンダの貫通孔を自在に貫通し、当該シリンダ内に収容される一端側にピストンが設けられている。このピストンは前記シリンダ内を第１及び第２の２つの油室に区画している。

また、前記ピストンロッドには前記ピストンと隣接する位置に前記シリンダの第１油室と第２油室とを連通する吸油通路が設けられている。この吸油通路上には、第１油室と第２油室への吸油を許容する第２の吸油弁が設けられており、前記ピストンには当該吸油弁に対して前記第１油室側に、第１油室内の油圧を高めるためのオリフィスが設けられている。

前記シリンダは一端側に第１の蓋体が、他端側に第２の蓋体が設けられている。第１の蓋体は前記第１油室と貯油室とを連通する吸油通路を有しており、この吸油通路上には吸貯油室から第１油室への吸油を許容する第１の吸油弁が設けられている。第２の蓋体は前記ピストンロッドが貫通する貫通孔が形成されると共に前記第２油室と貯油室とを連通する油通路を有している。この油通路上には前記第２油室から貯油室への油の流通を制限する調圧弁が設けられている。

このような構成の減衰装置では、前記ピストンロッドがシリンダから引き出される引張工程において、前記第１の吸油弁が開き、粘性流体が貯油室から第１油室内に流入する。これと同時に、前記第２の吸油弁が閉じるため、第２油室内の油圧が高まり、粘性流体は第２油室から前記油通路を通って貯油室へと流れる。この際、前記油通路上の調圧弁の作用により減衰力が発生する。

一方、前記ピストンロッドがシリンダ内に押し込まれる圧縮工程では、前記第１の吸油弁を閉じると、前記ピストンに設けられたオリフィスの作用により第１油室の油圧だけが高まる。この結果、第１油室内の粘性流体が第２の吸油弁を通って第２油室へ流れる。かかる場合、第２油室の断面積が第１油室の断面積よりも小さくなっているため、当該第２油室内の粘性流体が前記油通路を通って貯油室へと流れる。この際、引張工程時と同様に、前記調圧弁の作用により減衰力が発生する。すなわち、この減衰装置は互いに断面積の異なる２つの油室の間にオリフィスが設けることで、引張工程と圧縮工程とで略同等の減衰力が得られるように構成されている。

特開２００２−２１３５１５号公報

しかし、説明してきたような減衰装置では、減衰力の調整を第１油室と第２油室とを連通するオリフィスにより行っているため、引張工程と圧縮工程のいずれか一方の工程における減衰力の調整を行うことはできるが、かかる減衰力の発生を完全に無くすことはできなかった。

本発明はこのような課題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、引張工程と圧縮工程のいずれか一方の工程において減衰力の調整を行うことを可能とする一方、減衰力の発生を完全に無くすことが可能な減衰装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の減衰装置は、中空部を有して筒状に形成される固定外筒と、この固定外筒の中空部内に収容されると共に当該固定外筒に対して回転自在に支承され、前記固定外筒の外壁と所定の隙間を介して対向して作用室を形成する回転内筒と、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたスクリューロッドと、このスクリューロッドに螺合すると共に当該スクリューロッドの軸方向運動を回転運動に変化させるスクリューナットと、このスクリューナットの回転方向に応じて当該スクリューナットから前記回転内筒に対して異なった回転トルクを伝達する伝達調整手段と、前記作用室に密封された粘性流体と、を備えている。

このような本発明の減衰装置によれば、前記スクリューナットと回転内筒との間に設けられた伝達調整手段が当該スクリューナットの回転方向に応じて、かかるスクリューナットから前記回転内筒に対して異なった回転トルクを伝達するように構成されている。このため、当該伝達調整手段を、例えば、前記スクリューナットが一方向へ回転する際には当該スクリューナットから前記回転内筒に対して回転トルクを伝達し、前記スクリューナットが他方向へ回転する際には前記スクリューナットから前記回転内筒に対して回転トルクを伝達しないように構成することで、前記スクリューナットが一方向へ回転する時には減衰力を発生させることが可能であり、当該スクリューナットが他方向へ回転する時には減衰力の発生を無くすことが可能となる。

本発明を適用した減衰装置の第１の実施形態を示す断面図である。スクリューロッドとスクリューナットとの組み合わせを示す斜視図である。本発明の減衰装置を収容体の構造体間に配置した例を示す図である。本発明を適用した減衰装置の第２の実施形態を示す断面図である。

以下、添付図面を用いて本発明の減衰装置を詳細に説明する。

図１は本発明を適用した減衰装置の第１の実施形態を示す断面図である。この減衰装置１は、中空部を有して筒状に形成された固定外筒２と、この固定外筒２の中空部内に収容されると共に当該固定外筒２に対して回転自在に支承されたロータ３と、これら固定外筒２及びロータ３を貫通するスクリューロッド４とを備えている。

前記固定外筒２は、筒状に形成された外筒本体２１と、この外筒本体２１の軸方向の一端面に固定されるエンドキャップ２２と、当該外筒本体２１の他端面に固定されるエンドプレート２３とから構成されている。前記外筒本体２１の内周面には前記ロータ３の外周面と所定の隙間を介して対向するスリーブ面２４が形成されている。また、前記エンドキャップ２２には第１の構造体と当該減衰装置１とを連結する連結部２７が形成されている。

前記ロータ３は、前記エンドキャップ２２に対して回転軸受２５により支えられている第１の回転内筒３１と、前記エンドプレート２３に対して回転軸受２６により支えられる第２の回転内筒３３と、これら第１の回転内筒３１と第２の回転内筒３３との間に設けられると共に両回転内筒３１、３３の間で回転トルクを伝達する伝達調整手段３２と、前記第２の回転内筒３３の一端に固定されるスクリューナット４０とから構成されている。

図２は、スクリューロッドとスクリューナットとの組み合わせの一例を示す斜視図である。前記スクリューロッド４は図１に示すように、一端側に第２の構造体と当該減衰装置１とを連結させる連結部４１を備える一方、その外周面には螺旋状のボール転動溝４２が形成されている。前記スクリューナット４０は前記スクリューロッド４が貫通する貫通孔を有しており、前記スクリューロッド４のボール転動溝４２を転走するボール７を介して当該スクリューロッド４に螺合している。また、スクリューナット４０は前記ボール７の無限循環路を有しており、前記スクリューロッド４と協働してボールスクリューを構成している。

更に、スクリューナット４０の外周面にはフランジ部４３が形成されており、このフランジ部４３には固定ボルト４４が螺合するボルト孔４５が設けられている。図１に示すように、この固定ボルト４４を前記第２の回転内筒３３に締結させることで、前記スクリューナット４０の回転が当該第２の回転内筒３３に伝達されるようになる。

すなわち、減衰装置１では、前記スクリューロッド４の軸方向の進退運動がスクリューナット４０の回転に変換され、このスクリューナット４０の回転が前記第２の回転内筒３３に伝達されるようになっている。

このように、減衰装置１ではスクリューロッド４の軸方向の進退運動をスクリューナット４０の回転運動に変換しているので、かかるスクリューナット４０にはスクリューロッド４の軸方向に沿った外力が作用している。このため、ロータ３の回転を支承する一対の回転軸受２５、２６うち、前記エンドプレート２３に嵌合した回転軸受２６にはラジアル荷重とスラスト荷重を負荷することが可能なクロスローラ軸受を用いている。このクロスローラ軸受２６の内輪は第２の回転内筒３３に固定されると共に、その外輪は前記エンドプレート２３に固定されている。

前記伝達調整手段３２は、前記第２の回転内筒３３の回転を第１の回転内筒３１に伝達するように構成されている。具体的には、当該スクリューナット４０が図２中の矢線Ａ方向に回転する際には当該スクリューナット４０の回転を前記第１の回転内筒３１に伝達する一方、前記スクリューナット４０が図２中の矢線Ｂ方向に回転する際には当該スクリューナット４０の回転を前記第１の回転内筒３２に伝達しないように構成されている。すなわち、前記伝達調整手段３２は前記スクリューナット４０の一方向の回転トルクのみを前記第１の回転内筒３１に伝達するように構成されている。このような伝達調整手段としては例えば、ワンウェイクラッチを使用することが可能である。

尚、前記伝達調整手段３２の配置を逆に、すなわち、前記スクリューナット４０が図２中の矢線Ａ方向に回転する際には当該スクリューナット４０の回転を前記第１の回転内筒３１に伝達せず、前記スクリューナット４０が図２中の矢線Ｂ方向に回転する際には当該スクリューナット４０の回転を前記第１の回転内筒３２に伝達するようにすることも可能である。

また、前記伝達調整手段３２は本実施例において、前記スクリューナット４０の一方向の回転トルクを前記第１の回転内筒３１に伝達するように構成されているが、必ずしもこのような構成である必要はない。例えば、前記伝達調整手段３２として、前記スクリューナット４０の矢線Ａ方向回転の回転トルクの全てを第１の回転内筒３１に伝達する一方、前記スクリューナット４０の矢線Ｂ方向回転の際には当該スクリューナット４０の回転トルクの一部のみを第１の回転内筒３１に伝達するものを使用することも可能である。このような伝達調整手段としては例えば、トルクリミッターを使用することが可能である。

前記第１の回転内筒３１には前記固定外筒２と対向する面にジャーナル面３４が形成されており、このジャーナル面３４と固定外筒２のスリーブ面２４が対向することで、粘性流体６の作用室５が形成されるようになっている。この構成では前記第１の回転内筒３１が固定外筒２に対して回転すると、前記作用室５内に存在する粘性流体６に対して剪断力が作用し、当該第１の回転内筒３１の回転エネルギが粘性流体の熱エネルギに変換されて消費され、第１の回転内筒３１の回転エネルギが減衰されるようになっている。

尚、前記作用室５には粘性流体６が充填される一方、当該作用室５の軸方向の両端にはリング状のシール部材２８が嵌められている。このシール部材２８は前記作用室５内に密封された粘性流体６が当該作用室５から漏れ出すのを防止している。

以上のように構成された減衰装置１では、前記伝達調整手段３２が前記スクリューナット４０の回転方向に応じて、当該スクリューナット４０の回転を前記第１の回転内筒３１に対して異なった回転トルクを伝達するように構成されている。このため、当該伝達調整手段３２を適宜選択することにより、前記スクリューナットの一方向回転と他方向回転とで異なる回転トルクを第１の回転内筒に伝達させ、前記スクリューナットの一方向回転時と他方向回転時とで異なる減衰力を得ることが可能となる。

また、前記伝達調整手段３２を前記スクリューナット４０が矢線Ａ方向に回転する時は当該スクリューナット４０の回転を第１の回転内筒３１に伝達し、前記スクリューナット４０が矢線Ｂ方向に回転する時は当該スクリューナット４０の回転を第１の回転内筒３１に伝達しないように構成することで、前記スクリューナット４０を矢線Ａ方向に回転させた際には減衰力が発生し、当該スクリューナット４０を矢線Ｂ方向に回転させた際には減衰力が発生しない。すなわち、減衰装置１では、スクリューナット４０の回転方向に応じて、減衰力の作用の有無を容易に切り替えることが可能となる。

図３は本発明を適用した減衰装置１の使用例を示すものであり、収納体２２０を構成する第１の構成体２２１と第２の構成体２２２との間に減衰装置１を配置した例を示している。この例において、減衰装置１の連結部２７はピストンロッド２２３を介して前記第１の構成体２２１に、前記スクリューロッド４の連結部４１はピストンロッド２２４を介して前記第２の構成体２２２に固定されている。

このような収納体２２０によれば、図３中の鎖線矢印方向に前記第１の構成体２２１を開くと、前記減衰装置１のスクリューロッド４がロータ３内から引き出される方向に相対的に移動することになる。かかる場合、前記伝達手段３２がスクリューナット４０から前記第１の回転内筒３１への回転トルクの伝達を遮断するため、当該スクリューロッド４と固定外筒２の間で減衰力が発生しない。この結果、前記第１の構成体２２１を鎖線方向に開く際には当該第１の構成体２２１の重さによる抵抗力が作用されることなく、容易にかかる第１の構成体２２１を開くことが可能となる。

一方、前記第１の構成体２２１を下向矢印の方向に閉じると、減衰装置１のスクリューロッド４がロータ３内に押し込まれる方向に相対的に移動することになる。かかる場合、前記伝達調整手段３２がスクリューナット４０の回転を第１の回転内筒３１に伝達し、前記スクリューロッド４と固定外筒２との間で減衰力が発生することになる。このため、第１の構成体２２１が自重により下向矢印の方向に勢いよく閉じることがなく、前記第１の構成体２２１を鎖線矢印方向に開けている最中に手を離したとしても、当該第１の構成体２２１と第２の構成体２２２との間に手が挟まれる恐れがない。

図４は本発明を適用した減衰装置の第２の実施形態を示す断面図である。この減衰装置１００は、中空部を有して筒状に形成された固定外筒１２１と、この固定外筒１２１の中空部内に収容されると共に当該固定外筒１２１に対して回転自在に支承されたロータ１０３と、これら固定外筒１２１及びロータ１０３を貫通するスクリューロッド１０４とを備えている。

前記スクリューロッド１０４の外周面には螺旋状のボール転動溝が形成されており、かかるボール転動溝を転走するボールを介してスクリューナット１４０が前記スクリューロッド１０４に螺合している。このスクリューナット１４０には第３の回転内筒１３３が固定されており、当該スクリューナット１４０の回転が前記第３の回転内筒１３３に伝達されるようになっている。

前記第３の回転内筒１３３には第１の伝達調整手段１３２ａと第２の伝達調整手段１３２ｂが固定されている。この第１の伝達調整手段１３２ａには第１の回転内筒１３１ａが、第２の伝達調整手段１３２ｂには第２の回転内筒１３１ｂが夫々、固定されている。かかる第１の回転内筒１３１ａは前記固定外筒１２１との間で粘性流体の作用室１５０を形成する一方、前記第２の回転内筒１３１ｂは前記固定外筒１２１との間で粘性流体の作用室１５１を形成する。

前記第１の伝達調整手段１３２ａは前記スクリューナット１４０が一方向へ回転する際には当該スクリューナット１４０の回転を前記第１の回転内筒１３１ａに伝達する一方、前記スクリューナット１４０が他方向へ回転する際には当該スクリューナット１４０の回転を前記第１の回転内筒１３１ａに伝達しないように構成されている。一方、前記第２の伝達調整手段１３２ｂは前記スクリューナット１４０が一方向へ回転する際には当該スクリューナット１４０の回転を前記第２の回転内筒１３１ｂに伝達せず、前記スクリューナット１４０が他方向へ回転する際には当該スクリューナット１４０の回転を前記第２の回転内筒１３１ｂに伝達するように構成されている。

これら第１の回転内筒１３１ａ、１３１ｂが固定外筒１２１に対して回転すると、前記作用室１５０、１５１に存在する粘性流体に対して剪断力が作用し、これら第１の回転内筒１３１ａ、１３１ｂの回転エネルギが粘性流体の熱エネルギに変換されて消費され、かかる回転エネルギが減衰されるようになっている。

以上のような構成の減衰装置１００では、前記スクリューナット１４０の回転方向に応じて異なる２つの作用室１５０、１５１のいずれか一方が作用することにより減衰力が発生するように構成されている。このため、前記２つの作用室１５０、１５１内に粘性率が互いに異なる粘性流体を密封することにより、前記スクリューナット１４０の一方向回転時と他方向回転時とで異なる減衰力を容易に発生させることが可能となる。

また、前記作用室１５０及び作用室１５１内に粘性率が同一の粘性流体を密封した場合でも、減衰装置１００では第１の回転内筒１３１ａ、１３１ｂが別個独立に設けられているため、回転内筒１３１ａの作用室１５０に対する表面積を回転内筒１３１ｂの作用室１５１に対する表面積よりも大きく設定することで、作用室１５０の作用により発生する減衰力を作用室１５１の作用により発生する減衰力よりも大きくすることが可能となる。換言すれば、第１の回転内筒１３１ａ、１３１ｂの作用室１５０、１５１に対する表面積を調整するだけで、前記スクリューナット１４０の一方向回転時と他方向回転時とで異なる減衰力を発生させることが可能となる。

１…減衰装置、２…固定外筒、２０…ボール転動溝、３…ロータ、３１…第１の回転内筒、３２…伝達調整手段、３３…第２の回転内筒、４…スクリューロッド、４０…スクリューナット、５…作用室、６…粘性流体

Claims

中空部を有して筒状に形成される固定外筒と、この固定外筒の中空部内に収容されると共に当該固定外筒に対して回転自在に支承され、前記固定外筒の外壁と所定の隙間を介して対向して作用室を形成する回転内筒と、外周面に螺旋状のねじ溝が形成されたスクリューロッドと、このスクリューロッドに螺合すると共に当該スクリューロッドの軸方向運動を回転運動に変化させるスクリューナットと、このスクリューナットの回転方向に応じて当該スクリューナットから前記回転内筒に対して異なった回転トルクを伝達する伝達調整手段と、前記作用室に密封された粘性流体と、を備えることを特徴とする減衰装置。
前記伝達調整手段は前記スクリューナットの一方向回転の際に、当該スクリューナットの回転を前記回転内筒に伝達する一方、前記スクリューナットの他方向回転の際に、当該スクリューナットの回転を前記回転内筒に伝達しないことを特徴とする請求項１記載の減衰装置。
前記固定外筒に対して回転自在に支承されると共に互いに独立した第一の回転内筒及び第二の回転内筒を備え、
第一の回転内筒及び第二の回転内筒と前記スクリューナットとの間には第一の回転内筒に対応する第一の伝達調整手段と第二の回転内筒に対応する第二の伝達調整手段とが設けられ、
前記第一の回転内筒は前記固定外筒の外壁と所定の隙間を介して対抗して第一の作用室を形成する一方、前記第二の回転内筒は前記固定外筒の外壁と所定の隙間を介して対抗して第二の作用室を形成し、
前記第一の伝達調整手段は前記スクリューナットの一方向回転の際に、当該スクリューナットの回転を前記第一の回転内筒に伝達する一方、前記第二の伝達調整手段は前記スクリューナットの一方向回転の際に、当該スクリューナットの回転を前記第二の回転内筒に伝達せず、
前記第一の伝達調整手段は前記スクリューナットの他方向回転の際に、当該スクリューナットの回転を前記第一の回転内筒に伝達しない一方、前記第二の伝達調整手段は前記スクリューナットの他方向回転の際に、当該スクリューナットの回転を前記第二の回転内筒に伝達することを特徴とする請求項１記載の減衰装置。