JP2014163512A

JP2014163512A - ダンパ

Info

Publication number: JP2014163512A
Application number: JP2013038330A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Toyouchi; 敦士豊内; Shinichi Sekine; 伸一関根; Keiji Saito; 啓司斎藤; Tetsuya Tamura; 徹弥田村; Yuji Fukuzawa; 祐二福沢
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd; KYB YS Co Ltd
Current assignee: KYB Corp; KYB YS Co Ltd
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2014-09-08

Abstract

【課題】ロッドの摺動性が悪化することのないダンパを提供することである。
【解決手段】上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダ１と、シリンダ１の一端１ａ側から当該シリンダ１内に出入自在に挿入されるロッド２とを備えたダンパＤにおいて、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるフリーピストン３を設け、フリーピストン３でシリンダ１内をロッド２の挿通を許容するロッド側室４とロッド２が挿通されない反ロッド側室５とに区画し、ロッド側室４内には鉱物油を充填し、反ロッド側室５内にはシリコンオイルを充填した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダンパに関する。

車椅子や台車等のキャスタには、車輪の上下動を許容する構造を採用しているものがある。このような構造を持つキャスタにあっては、凹凸のある路面を走行する際に車椅子等への振動が伝わりにくくするため、車輪と、この車輪を揺動自在に保持するブラケットとの間に小型のダンパを備えるものがある。

このようなキャスタに使用されるダンパにあっては、シリンダと、シリンダ内に出入り自在に挿入されるロッドと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダの一端を閉塞するとともにロッドを軸支するロッドガイドと、ロッドガイドの内周に装着されてロッドの外周をシールする環状のシールリングとを備えて構成され、シリンダ内にシリコンオイルを充填している。また、シリンダ内は、ピストンによって二つの部屋に区画されており、これらの部屋はシリンダとピストンとの間に形成される環状隙間によって連通されている。

シリコンオイルは、作用する圧力が大きくなると粘度を増す物性をもっており、ロッドがシリンダに対して出入りさせると、圧力の作用により粘度が高くなったシリコンオイルが上記した環状隙間を介して部屋同士を行き来し、これら部屋間に差圧が生じて、ダンパは、ロッドのシリンダに対する相対移動を抑制する減衰力を発揮するようになっている。（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１４９６９０号公報

ところで、シリコンオイルは、体積変化率に富んでいるので、ロッドがシリンダ内に出入りする体積をシリコンオイルの体積変化によって補償することができ、シリコンオイルを使用することでダンパの構造が簡易となる利点がある一方、シリコンオイルは、結晶化して硬質なシリカを生成することがあり、シリカがロッドの外周に付着するとロッドとロッドガイドとの摺動性を悪化させる可能性がある。

そこで、本発明は上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、ロッドの摺動性が悪化することのないダンパを提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダと、当該シリンダの一端側から当該シリンダ内に出入自在に挿入されるロッドとを備えたダンパにおいて、上記シリンダ内に摺動自在に挿入されるフリーピストンを設け、当該フリーピストンで上記シリンダ内を上記ロッドの挿通を許容するロッド側室と上記ロッドが挿通されない反ロッド側室とに区画し、上記ロッド側室内には鉱物油を充填し、上記反ロッド側室内にはシリコンオイルを充填したことを特徴とする。

本発明のダンパにあっては、シリンダにフリーピストンで区画したロッドの挿通が許容されるロッド側室に鉱物油を充填し、ロッドが挿通されない反ロッド側室にシリコンオイルを充填しているので、ロッドは鉱物油のみに接触しており、シリコンオイルが酸化してシリカが反ロッド側室内で生成されることがあっても、ロッドの外周に付着することがない。よって、ロッドの摺動部にシリカが入り込むことがない。

以上より、本発明のダンパによれば、ロッドの摺動性が悪化することがない。

一実施の形態におけるダンパの縦断面図である。

以下、図に基づいて本発明を説明する。本発明のダンパＤは、図１に示すように、シリンダ１と、当該シリンダ１の一端側から当該シリンダ１内に出入自在に挿入されるロッド２と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるフリーピストン３と、当該フリーピストン３でシリンダ１内に区画したロッド側室４と反ロッド側室５とを備えて構成されている。

ダンパＤの各部について説明する。シリンダ１は、筒状であって一端１ａが開口しており、他端１ｂは閉塞されており、外部機器への取り付けを可能とする取付孔１ｃを備えている。また、この実施の形態の場合、シリンダ１の一端１ａの内周には、螺子部１ｄが設けられており、この螺子部１ｄには、筒状のロッドガイド６が螺着されている。

ロッドガイド６は、外周に螺子部６ａを備えていて、この螺子部６ａを上述したシリンダ１の螺子部１ｄに螺着することでシリンダ１の一端１ａの内周に固定され、シリンダ１の一端１ａを閉塞している。

また、ロッドガイド６は、内周に環状溝６ｂを備え、当該環状溝６ｂ内には、ロッド２の外周に摺接する環状のシール部材７が装着されている。また、ロッドガイド６の下端外周には環状凹部６ｃが設けられている。この環状凹部６ｃには、環状のシールリング８が装着されており、シールリング８は、シリンダ１の内周とロッドガイド６に密着してロッドガイド６とシリンダ１との間を密にシールしている。

そして、ロッド２は、上記したロッドガイド６の内周に挿通され、図１中下端側がシリンダ１内に挿入され、シリンダ１に出入自在とされている。また、このロッド２の図１中下端である先端の外周には、ピストン９が取り付けられている。また、ロッド２のシリンダ１外へ突出する端部には、取付孔２ａが設けられており、この取付孔２ａとシリンダ１の取付孔１ｃを利用してダンパＤを図示しないキャスタ等の外部機器へ取り付けることができるようになっている。

フリーピストン３は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されていて、シリンダ１内の当該フリーピストン３より図１中上方側にロッド２の挿通を許容するロッド側室４を区画するとともに、シリンダ１内の当該フリーピストン３より図１中下方側にロッド２が挿通されない図１中下方側の反ロッド側室５を区画している。そして、ロッド側室４内には、鉱物油が充填されており、反ロッド側室５内にはシリコンオイルが充填されている。フリーピストン３の外周には、環状溝３ａが設けられていて、この環状溝３ａ内には、シリンダ１の内周に摺接するシールリング１２が装着されており、このフリーピストン３とシリンダ１との間がシールされているので、反ロッド側室５おけるシリコンオイルのロッド側室４内への侵入が防止されている。また、フリーピストン３は、合成樹脂製とされており、シリンダ１との摩擦が低減されている。したがって、フリーピストン３がシリンダ１内で移動しても、フリーピストン３とシリンダ１の摩擦による発熱が低減されていて、ダンパＤが伸縮作動を繰り返してもシリコンオイルの温度上昇を抑制することができるようになっている。シリコンオイルは、高温高圧下で酸化反応してシリカを生成しやすくなるため、このように温度上昇を抑制することでシリカの生成を抑制することができるが、フリーピストン３を合成樹脂以外の材料で形成することも可能である。

また、フリーピストン３には、ロッド側室４と反ロッド側室５とを連通を許容する通孔としての螺子孔３ｂが設けられており、この螺子孔３ｂには、プラグ３ｃが螺着されている。このプラグ３ｃによって螺子孔３ｂは、閉塞されていてロッド側室４と反ロッド側室５との連通が阻止されている。

このようにフリーピストン３に通孔として機能する螺子孔３ｂを設けることで、反ロッド側室５へ所定量のシリコンオイルを充填したのちにフリーピストン３をシリンダ１へ挿入する際に、螺子孔３ｂを利用して反ロッド側室５の空気を抜くことができ、空気を抜いたのちにプラグ３ｃで螺子孔３ｂを閉塞することで反ロッド側室５内の空気の残留と、シリコンオイルのロッド側室４への漏洩を防止することができ、ダンパＤを容易に製造することができるようになる。予め、フリーピストン３をシリンダ１内の所定位置に挿入しておき、螺子孔３ｂを利用してシリコンオイルを反ロッド側室５に充填するようにしてダンパＤを製造することも可能である。

なお、プラグ３ｃに嫌気性接着剤等の接着剤を塗布して螺子孔３ｂに螺着することで、ロッド側室４と反ロッド側室５との連通を確実に阻止することができ、かつ、螺子孔３ｂからのプラグ３ｃの脱落を防止することができる。通孔は、閉塞することができれば螺子孔でなくともよいが、螺子孔３ｂとすることで、シリンダ１内に移動が許容される状態で収容されているフリーピストン３へプラグ３ｃを容易に取り付けることができる。

転じて、ロッド側室４は、ロッド２の先端に設けたピストン９によって、ピストン９より図１中上方側の上方作動室１３と、ピストン９より図１中下方側の下方作動室１４とに仕切られている。

ピストン９の外径は、シリンダ１の内径よりも小径とされていて、ピストン９とシリンダ１との間には環状隙間１５が形成されている。この環状隙間１５は、上方作動室１３と下方作動室１４とを連通しており、ロッド２に外部から力が入力されてロッド２がシリンダ１に対して相対移動し、ピストン９がロッド側室４内で図１中上下方向へ移動する場合、上方作動室１３と下方作動室１４のうち圧縮される一方から拡大される他方へと環状隙間１５を介して鉱物油が移動することになる。

ダンパＤは、以上のように構成されており、ロッド２をシリンダ１に対して軸方向である図１中上下方向に相対移動させて、ダンパＤを伸縮させると、ロッド側室４内でピストン９が図１中上下方向に移動して、上方作動室１３と下方作動室１４の一方を圧縮し、他方を拡大させる。上方作動室１３と下方作動室１４のうち圧縮される一方の室内の鉱物油は、環状隙間１５を介して上方作動室１３と下方作動室１４のうち拡大される他方の室へ移動するが、鉱物油が環状隙間１５を通過する際に当該鉱物油の流れに抵抗が与えられるので、上方作動室１３と下方作動室１４のうち圧縮側の室の圧力と上方作動室１３と下方作動室１４のうち拡大側の室の圧力とに差圧が生じて、ピストン９の移動を妨げる。

また、ロッド２がシリンダ１内に押し込まれる場合、ロッド２がシリンダ１に侵入する体積分に見合ってフリーピストン３がシリンダ１に対して図１中下方へ移動しシリコンオイルが圧縮されて、ロッド２がシリンダ１に侵入した体積をこのシリコンオイルの体積収縮によって補償されるとともに、シリンダ１内の圧力が上昇し、ロッド２のシリンダ１への侵入に抗する反力が生じる。

よって、ダンパＤは、この反力と、上方作動室１３と下方作動室１４の差圧によるロッド２の移動を抑制する力との合力を減衰力とし、伸縮作動時に当該伸縮を妨げる方向へ減衰力を発揮する。

そして、本発明のダンパＤによれば、シリンダ１にフリーピストン３で区画したロッド２の挿通が許容されるロッド側室４に鉱物油を充填し、ロッド２が挿通されない反ロッド側室５にシリコンオイルを充填しているので、ロッド２は鉱物油のみに接触しており、シリコンオイルが酸化してシリカが反ロッド側室５内で生成されることがあっても、ロッド２の外周に付着することがないので、ロッド２の摺動部にシリカが入り込むことがなく、ロッド２の摺動性が悪化することがなくなる。

さらに、ロッド２の外周にシリカが付着することがないので、ロッド２の外周をシールするシール部材７を痛めることもないので、ダンパＤのシール性が向上し、ダンパＤの寿命を長くすることができる。

また、本実施の形態におけるダンパＤにあっては、フリーピストン３が合成樹脂製であるので、ダンパＤが伸縮作動を繰り返してもシリンダ１とフリーピストン３との摩擦が低減されてダンパＤの発熱を低減することができ、シリコンオイルの温度上昇を抑制することでシリカの生成を抑制することができる。よって、フリーピストン３とシリンダ１との摺動性についても良好に保つことができ、万が一、シリコンオイルがロッド側室４へ混入する事態となっても、シリカが生成しにくいので、ロッド２の摺動性を良好に保つことができる。

さらに、この実施の形態のダンパＤにあっては、ピストン９を備えているので、ダンパＤの伸縮時にロッド２のシリンダ１に対する相対移動を抑制する減衰力を発揮することができる。また、ピストン９は、ロッドガイド６に衝合してロッド２のシリンダ１からの抜け止めとしても機能することができる。なお、ロッド２のシリンダ１内への侵入時にのみロッド２の移動を抑制する場合、ピストン９を設けず、ダンパＤの最伸長時においてロッドガイド６に衝合してロッド２のシリンダ１からの抜け止めをロッド２に設けておくことも可能である。また、ピストン９は、シリンダ１との間に環状隙間１５を設けていて、シリンダ１の内周に干渉せずシリンダ１の内周の摩耗を防止することができるが、ピストン９の外周をシリンダ１の内周に摺接させて、ピストン９を貫くオリフィス等の孔で上方作動室１３と下方作動室１４とを連通させるようにしてもよいし、また、このような孔を開閉する減衰弁を設けるようにしてもよい。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

１シリンダ
１ａシリンダの一端
２ロッド
３フリーピストン
３ｂ通孔としての螺子孔
３ｃプラグ
４ロッド側室
５反ロッド側室
６ロッドガイド
７シール部材
９ピストン
Ｄダンパ

Claims

シリンダと、当該シリンダの一端側から当該シリンダ内に出入自在に挿入されるロッドとを備えたダンパにおいて、上記シリンダ内に摺動自在に挿入されるフリーピストンを設け、当該フリーピストンで上記シリンダ内を上記ロッドの挿通を許容するロッド側室と上記ロッドが挿通されない反ロッド側室とに区画し、上記ロッド側室内には鉱物油を充填し、上記反ロッド側室内にはシリコンオイルを充填したことを特徴とするダンパ。
上記フリーピストンは、合成樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
上記フリーピストンは、上記ロッド側室と上記反ロッド側室とに通じる通孔と、当該通孔に取り付けられて上記ロッド側室と上記反ロッド側室との連通を阻止するプラグとを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のダンパ。
上記ロッドの先端に上記ロッド側室内に移動自在に挿入されるピストンを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のダンパ。
シリンダの開口端に固定されて上記ロッドを軸支するロッドガイドを備え、当該ロッドガイドの内周に上記ロッドの外周に摺接する環状のシール部材を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のダンパ。