JP2013204739A

JP2013204739A - ピストンダンパ

Info

Publication number: JP2013204739A
Application number: JP2012075603A
Authority: JP
Inventors: Akinori Harada; 原田　　明典; Young Kook Lee; ヨングッリ
Original assignee: Nifco Inc
Current assignee: Nifco Inc
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】簡単な構成で、容易に抵抗力を変化させることができるピストンダンパを提供する。
【解決手段】シリンダ２と、シリンダ内に変位可能に収容され、シリンダの内部を第１室３３及び第２室３４に区画するピストン３と、ピストンに結合されてシリンダから突出したピストンロッド５とを有するピストンダンパ１であって、ピストンの外面に設けられ、シリンダの内面に摺接してピストンとシリンダとの間をシールするシール部材４と、第１室と第２室とを連通するようにピストンに形成された連通孔４６とを有し、シール部材は、連通孔の開口端へと延在し、開口端を封止可能な封止片５２を一体に有し、封止片の形状が異なるシール部材を選択することによって、封止片が連通孔の開口端を覆う面積を変化させ、連通孔の流路抵抗を変化させるようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動車のグローブボックスの蓋やシステムキッチンの引き出し等の開閉体に設けられ、その開閉動作を緩やかにするピストンダンパに関する。

自動車のグローブボックスの蓋やシステムキッチンの引き出し等の開閉体にピストンダンパを設け、開閉動作を緩やかにしたものがある。ピストンダンパは、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に収容されたピストンと、ピストンに結合され、シリンダの外部へと突出したピストンロッドとを有している（例えば、特許文献１）。シリンダ及びピストンの一方が開閉体に結合され、他方が開閉体を支持する基台に結合されている。シリンダの内部は、空気や液体等の流体で満たされ、ピストンによって２つの部屋に区画されている。ピストンには、２つの部屋を連通するように連通孔（オリフィス、バルブ）が形成されている。開閉体が基台に対して変位すると、ピストンがシリンダ内を摺動し、流体が連通孔を通過する。このとき、連通孔を流れる流体の抵抗がピストンに作用してピストンの移動を緩やかにし、開閉体の基台に対する変位も緩やかになる。

特開２０１０−１９２０号公報

以上のようなピストンダンパは、流体の粘性や、連通孔の流路抵抗によって発生する抵抗力（ピストンに加わる抵抗力）が定まる。流路抵抗は、連通孔の形状や、断面積、長さ等によって定まる。すなわち、ピストンダンパが発生する抵抗力は製造時に決定される。そのため、抵抗力を変更するためには、ピストンを変更又は加工して連通孔の構成を変更しなければならないという問題があり、ピストンを樹脂の成形品とする場合には、連通孔の形状に応じた金型を複数用意しなければならず、製造コストが増大する。

本発明は、以上の背景を鑑みてなされたものであって、簡単な構成で、容易に抵抗力を変化させることができるピストンダンパを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、シリンダ（２）と、前記シリンダ内に変位可能に収容され、前記シリンダの内部を第１室（３３）及び第２室（３４）に区画するピストン（３）と、ピストンに結合されて前記シリンダから突出したピストンロッド（５）とを有するピストンダンパ（１）であって、前記ピストンの外面に設けられ、前記シリンダの内面に摺接して前記ピストンと前記シリンダとの間をシールするシール部材（４）と、前記第１室と前記第２室とを連通するように前記ピストンに形成された連通孔（４６）とを有し、前記シール部材は、前記連通孔の開口端へと延在し、前記開口端を封止可能な封止片（５２）を一体に有し、前記封止片の形状が異なる前記シール部材を選択することによって、前記封止片が前記連通孔の前記開口端を覆う面積を変化させ、前記連通孔の流路抵抗を変化させるようにしたことを特徴とする。

この構成によれば、連通孔の形状や大きさを変更するのではなく、シール部材を変更することによって、連通孔の開口面積を変化させている。シール部材は、ピストンに比べて構造が簡素であり、製造コストも低いため、様々な構成のシール部材を用意することが容易である。

本発明において、前記シール部材は、前記封止片が一体に突設されたＯリング（５１）を有することが好ましい。

この構成によれば、シール部材をより簡素な構造にすることができる。

本発明において、前記ピストンは、前記Ｏリングが嵌め付けられる環状溝（３５）と、前記環状溝に連続し、前記封止片を前記ピストンの軸線回りに回転不能に受容する封止片受容凹部（３７）とを有し、前記連通孔の一端は、前記封止片受容凹部に開口していることが好ましい。

この構成によれば、シール部材のピストンに対する位置が一定となり、封止片が確実に連通孔を封止することができる。

本発明において、前記封止片は、可撓性を有し、前記ピストンが前記シリンダに対して一側に変位する場合に前記シリンダ内の流体によって前記連通孔の前記開口端の周縁に圧接される一方、前記ピストンが前記シリンダに対して他側に変位する場合に前記流体によって前記開口端の周縁から離間し、前記連通孔を開くようにしてもよい。

この構成によれば、ピストンダンパは、伸張時及び収縮時において、異なる抵抗力（減衰力）を発生することができる。

本発明において、前記連通孔は、前記ピストンに複数設けられており、前記封止片は、前記連通孔のいくつかに対応するように、前記シール部材に複数設けられているようにしてもよい。

この構成によれば、封止片が閉塞する連通孔の数のバリエーションが増え、抵抗力の設定自由度が向上する。

本発明において、前記連通孔は、前記封止片に対向する側と相反する側の端部がテーパ状に拡開しているようにしてもよい。

この構成によれば、ピストンダンパが伸張時及び収縮時において異なる抵抗力を発生することができる。また、連通孔の封止片に対応する部分の開口面積が小さいため、封止片が確実に連通孔を閉塞することができる。また、連通孔をテーパ状に拡開したことによって、ピストンを樹脂の成形品とする場合に、金型の作成が容易になる。

以上の構成によれば、簡単な構成で、容易に抵抗力を変化させることができるピストンダンパを提供することができる。

ピストンダンパの斜視図ピストンダンパの平面図図２のIII−III断面図ピストン及びピストンロッドの側面図図４のV−V断面図図５の矢印VIで示す部分の拡大図図４のVII−VII断面図シール部材の斜視図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るピストンダンパについて説明する。本実施形態に係るピストンダンパ１は、流体に空気を使用したエアダンパであり、システムキッチンの引き出しや、引き戸、自動車のグローブボックスに使用されるものである。本実施形態では、自動車のグローブボックスに適用した例について説明する。

図１〜図３に示すように、ピストンダンパ１は、シリンダ２と、シリンダ２内に摺動自在に収容されたピストン３（図３参照）と、ピストン３の外面に設けられ、ピストン３の外面とシリンダ２の内面との間をシールするシール部材４（図３参照）と、ピストン３に突設されて、シリンダ２の外方へと突出するピストンロッド５と、シリンダ２の端部を塞ぐと共に、ピストンロッド５が通過するロッド挿通孔６を有するキャップ７とを主要構成要素として有している。シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド５及びキャップ７は、ＡＢＳ樹脂やポリアミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂を射出成形することによって形成されている。シール部材４は、ＥＰＤＭやシリコーンゴム等の可撓性を有するゴムから形成されている。

図３に示すように、シリンダ２は、円筒部１１と、円筒部１１の一端を閉塞する底板１２とを有する。図１及び図２に示すように、円筒部１１の外周面には、貫通孔である係止孔１４が形成された支持片１３が径方向外方へと突設されている。係止孔１４に、自動車のインストルメントパネルに突設された支持軸や締結されたボルト等が挿入されることによって、シリンダ２がインストルメントパネルに回転可能に支持される。図３に示すように、底板１２は、その中央部１５がシリンダ２の内側に円筒状に段違いに突出している。

図３に示すように、キャップ７は、円板状の封止板１６と、封止板１６の周縁に沿って突設された円筒状の内筒１７と、内筒１７の突出端から内筒１７の径方向外方に延出した環状の鍔板１８と、鍔板１８の外周縁から内筒１７を受容するように同心状に延出した円筒状の外筒１９とを有している。キャップ７は、内筒１７、鍔板１８及び外筒１９によって画成される環状凹部にシリンダ２の開口端縁を受容するようにシリンダ２に配置され、封止板１６によってシリンダ２の開口端を閉塞する。外筒１９には径方向に貫通する係止孔２１が複数形成されており、シリンダ２の外周面に突設された係止爪２２が係止孔２１に引っ掛かることによって、キャップ７はシリンダ２に結合されている。

封止板１６には、厚み方向に貫通するロッド挿通孔６が形成されている。ロッド挿通孔６の孔壁には、ピストンロッド５に突設されたガイド凸部２５が通過するためのガイド溝２６がシリンダの軸線方向と平行に延設されている。封止板１６の外面（シリンダ２の外方を向く面）には、ロッド挿通孔６及びガイド溝２６の縁部から外方へと突出した支持壁２７が延設されている。支持壁２７は、ロッド挿通孔６を通過するピストンロッド５に摺接し、ピストンロッド５の倒れを防止する。支持壁２７は、リブ等によって適宜補強されていてよい。

図３〜図６に示すように、ピストン３は、円柱状をなす本体部３０を有している。本体部３０は、その外周面がシリンダ２の内周面に摺接可能なように外径が設定されている。なお、本体部３０の外径がシリンダ２の内径よりも小さく、本体部３０の外周面とピストン３との内周面との間に微小な空間が形成されていてもよい。ピストン３の底板１２側を向く端面を先端面３１とし、先端面３１と相反する側の端面を基端面３２とし、ピストン３の軸線方向において先端面３１側を先端側、基端面３２側を基端側とする。ピストン３は、シリンダ２内に配置されることによって、シリンダ２の内部を２つの部屋の区画する。シリンダ２内のピストン３の先端面３１側の部屋を第１室３３とし、基端面３２側の部屋を第２室３４とする。

本体部３０の外周面には、周方向にわたって延在する環状のＯリング溝３５が形成されている。Ｏリング溝３５は、断面が略四角形に形成され、その底面である溝底面３６はピストンの軸線を中心とした円周面に形成されている。

図６及び図７に示すように、溝底面３６には、径方向内方（ピストンの軸線側）へと更に凹設された封止片受容凹部３７が形成されている。封止片受容凹部３７は、ピストン３の軸線を中心とした対称位置に一対形成されている。封止片受容凹部３７は、径方向外方を向く凹部底面３８と、凹部底面３８のピストン３の周方向における両端縁に配置され、溝底面３６へと延びる一対の凹部側面３９と、凹部底面３８のピストン３の先端側側縁に配置され、一対の凹部側面３９に連続すると共に溝底面３６へと延びる凹部先端側面４０とによって画成されている。本体部３０の封止片受容凹部３７の基端側に位置する部分には切欠部４１が形成され、封止片受容凹部３７は切欠部４１を介して基端面３２と連通している。一対の凹部側面３９のそれぞれには、互いに近接する方向突出すると共に、凹部底面３８に連続する支持片４３が形成されている。両支持片４３のピストン３の周方向における突出端は隙間を有して対向しており、両支持片４３間にピストン３の径方向に延びるスリット４４が形成されている。図７に示すように、ピストン３の外周部には、基端面３２とＯリング溝３５とを連通する切欠部４５が適所に複数形成されている。

本体部３０には、凹部先端側面４０から先端面３１へとピストン３の軸線と平行に延在する連通孔（オリフィス）４６が形成されている。連通孔４６は、凹部先端側面４０に開口する断面円形の内径が一定した小径部４７と、小径部４７の先端側からテーパ状に拡径し、先端面３１に開口するテーパ部４８とを有している。

先端面３１には、底板１２の中央部１５が突入可能な有底の受容孔４９が凹設されている。中央部１５が受容孔４９に嵌ることによって、シリンダ２に対してピストン３が所定の位置にガイドされる。

図８に示すように、シール部材４は、略円形状の断面を有する環状のＯリング５１と、Ｏリング５１から径方向内方に一体に突設された１つの板片状の封止片５２とを有している。図３及び図６に示すように、シール部材４は、封止片５２が２つ封止片受容凹部３７のうちの１つに受容され、Ｏリング５１がＯリング溝３５に受容されるように、ピストン３に装着される。封止片受容凹部３７の両凹部側面３９間に封止片５２が配置されることによって、シール部材４のピストン３に対する周方向への回転が規制されている。また、封止片５２は、凹部先端側面４０と支持片４３との間に挟持され、ピストン３の軸線方向への撓み（変位）が規制されている。そのため、封止片５２は、常に凹部先端側面４０を覆い、１つの連通孔４６を閉塞している。Ｏリング５１は、ピストン３の溝底面３６とシリンダ２の内周面とに接触し、ピストン３とシリンダ２との隙間を封止する。ピストン３がシリンダ２に対して軸線方向に変位するときには、Ｏリング５１はシリンダ２の内周面上を摺動する。

図３〜図６に示すように、ピストン３の基端面３２の中央には、ピストン３の軸線方向へと延在するピストンロッド５が一体に突設されている。ピストンロッド５は、キャップ７のロッド挿通孔６を通過してシリンダ２の外方へと延びている。ピストンロッド５の先端には、貫通孔である係止孔５４が形成されている。インストルメントパネルに開閉自在に支持されたグローブボックスに突設された支持軸や、グローブボックスに締結されるボルトが係止孔５４に挿入されることによって、ピストンロッド５がグローブボックスに回転可能に支持される。

図３に示すように、ピストンロッド５の外面には、ピストンロッド５がシリンダ２に対して進退する際に、ガイド溝２６を通過するガイド凸部２５が突設されている。また、図４に示すように、ピストンロッド５がシリンダ２に対して所定の位置にあるときに、ロッド挿通孔６の開口端縁に引っ掛かる弾性片５５がピストンロッド５に２つ突設されている。両弾性片５５は、ピストンロッド５をシリンダ２に対して所定の位置に比較的弱い力で保持し、ピストンロッド５の進退方向に所定値以上の荷重が加わったときに撓むことによってロッド挿通孔６の開口端縁との引っ掛かりを解除するようになっている。また、ピストンロッド５には、補強リブ５７や肉抜き部５８が適所に配置されている。

本実施形態に係るピストンダンパ１は、グローブボックスが開閉される際に、ピストンロッド５がシリンダ２に対して進出又は退出し、ピストン３がシリンダ２内を移動する。ピストン３が底板１２側に移動する際には、第１室３３の空気が、封止片５２によって閉塞されていない側の連通孔４６を通過し、封止片受容凹部３７及び切欠部４１を経て第２室３４へと流れる。一方、ピストン３がキャップ７側に移動する際には、第２室３４の空気が、封止片受容凹部３７及び切欠部４１を経て、封止片５２によって閉塞されていない側の連通孔４６を通過し、第１室３３へと流れる。連通孔４６は断面積が小さい（特に小径部４７）ため、空気が連通孔４６を通過する際に抵抗力が発生する。これにより、ピストン３の移動が緩衝される。

本実施形態に係るピストンダンパ１は、シール部材４の封止片５２の形状を変更することによって、発生する抵抗力（減衰力）を容易に変更することができる。例えば、封止片５２の長さを調整し、封止片５２が連通孔４６の小径部４７の開口端にオーバーラップする面積を変更することによって、ピストンダンパ１の抵抗力を変化させることができる。封止片５２が小径部４７の開口端にオーバーラップする面積が増加するほど、連通孔４６の流路断面積が小さくなり、ピストンダンパ１の抵抗力が増大する。また、Ｏリング５１に封止片５２を２つ形成し、２つの連通孔４６の各開口端を閉塞するようにしてもよい。このような封止片５２の数や大きさが異なるシール部材４は、異なる金型を用いた成形によって用意してもよいし、成形後のシール部材４を切断等の加工をすることによって用意してもよい。シール部材４はピストン３に比べて構造が簡素であるため、様々な構造の連通孔４６を有するピストン３を複数種用意するよりも、製造面及びコスト面において有利である。また、シール部材４は、封止片５２の切除が可能であり、成形後の簡単な加工によって様々な形状のシール部材４を用意することができ、成形金型の数を削減することができる。

本実施形態に係るピストンダンパ１は、支持片４３と凹部先端側面４０との間に封止片５２を挟持しているため、ピストン３が底板１２側に変位する場合（ピストンダンパ１が収縮する場合）とキャップ７側に変位する場合（ピストンダンパ１が伸張する場合）とのいずれも封止片５２は連通孔４６を封止している。これに対して、他の実施形態では、支持片４３を省略し、封止片５２が基端面３２側に変形可能にしてもよい。この場合には、ピストンダンパ１の伸張時には、空気抵抗を受けて封止片５２が凹部先端側面４０に圧接され、封止片５２によって連通孔４６が封止される一方、ピストンダンパ１の収縮時には、空気抵抗を受けて封止片５２が凹部先端側面４０から離間するように撓み、連通孔４６が開かれるようになる。これにより、ピストン３の変位方向に応じてピストンダンパ１が発生する抵抗力を変化するようになる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記の実施形態では、連通孔４６を有する封止片受容凹部３７を２つ設けたが、１つ、又は３つ以上設けるようにしてもよい。そして、シール部材４は、複数の封止片受容凹部３７のうちの任意のいくつかに対応する封止片５２を有するようにしてもよい。また、連通孔４６の形状は、公知の様々な形状を適用してよい。また、連通孔４６の経路中に一方向弁を組み込むようにしてもよい。上記実施形態では、ピストンダンパ１の流体（媒体）として空気を用いたが、空気に代えてシリコーンオイルやグリース等を流体として用いてもよい。この場合には、ピストンロッド５とロッド挿通孔６との間に、液体の漏出を防ぐために液密シールを設ければよい。

１…ピストンダンパ、２…シリンダ、３…ピストン、４…シール部材、５…ピストンロッド、６…ロッド挿通孔、７…キャップ、３０…本体部、３１…先端面、３２…基端面、３３…第１室、３４…第２室、３５…Ｏリング溝、３６…溝底面、３７…封止片受容凹部、３８…凹部底面、３９…凹部側面、４０…凹部先端側面、４１…切欠部、４３…支持片、４４…スリット、４６…連通孔、４７…小径部、４８…テーパ部、５１…Ｏリング、５２…封止片

Claims

シリンダと、前記シリンダ内に変位可能に収容され、前記シリンダの内部を第１室及び第２室に区画するピストンと、ピストンに結合されて前記シリンダから突出したピストンロッドとを有するピストンダンパであって、
前記ピストンの外面に設けられ、前記シリンダの内面に摺接して前記ピストンと前記シリンダとの間をシールするシール部材と、
前記第１室と前記第２室とを連通するように前記ピストンに形成された連通孔と
を有し、
前記シール部材は、前記連通孔の開口端へと延在し、前記開口端を封止可能な封止片を一体に有し、
前記封止片の形状が異なる前記シール部材を選択することによって、前記封止片が前記連通孔の前記開口端を覆う面積を変化させ、前記連通孔の流路抵抗を変化させるようにしたことを特徴とするピストンダンパ。
前記シール部材は、前記封止片が一体に突設されたＯリングを有することを特徴とする請求項１に記載のピストンダンパ。
前記ピストンは、前記Ｏリングが嵌め付けられる環状溝と、前記環状溝に連続し、前記封止片を前記ピストンの軸線回りに回転不能に受容する封止片受容凹部とを有し、
前記連通孔の一端は、前記封止片受容凹部に開口していることを特徴とする請求項２に記載のピストンダンパ。
前記封止片は、可撓性を有し、前記ピストンが前記シリンダに対して一側に変位する場合に前記シリンダ内の流体によって前記連通孔の前記開口端の周縁に圧接される一方、前記ピストンが前記シリンダに対して他側に変位する場合に前記流体によって前記開口端の周縁から離間し、前記連通孔を開くことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載のピストンダンパ。
前記連通孔は、前記ピストンに複数設けられており、
前記封止片は、前記連通孔のいくつかに対応するように、前記シール部材に複数設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載のピストンダンパ。
前記連通孔は、前記封止片に対向する側と相反する側の端部がテーパ状に拡開していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つの項に記載のピストンダンパ。