JP2015140890A - ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダ内の圧縮性流体の性能を適正に保つことができ、荷重を良好に支えることができるダンパを提供する。
【解決手段】ダンパは、一方の端部が開口した開口端部１１と、他方の端部が閉鎖した閉鎖端部１２と、内外に貫通する開口部１６とを有し、内部に圧縮性流体が封入される有底のシリンダ１０と、このシリンダ１０内を開口端部１１側の第１室Ａと閉鎖端部１２側の第２室Ｂとに区画して往復移動するピストン２０と、先端部３１及び後端部３３を有し、ピストン２０に先端部３１を連結して、後端部３３側が開口端部１１から外部に突出したピストンロッド３０と、開口端部１１に固定され、ピストンロッド３０を摺動自在に挿通する貫通孔４４を有したロッドガイド４０と、シリンダ１０の開口部１６を塞ぐように取り付けられる閉止部材７０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明はダンパに関するものである。

特許文献１は従来のダンパを開示している。これは、オイルダンパであって、シリンダ、ピストン、ピストンロッド、ロッドガイド、及びばね部材を備えている。シリンダは、一方の端部が開口した開口端部であり、他方の端部が閉鎖した閉鎖端部であって、有底である。ピストンは、シリンダ内を開口端部側の第１室と閉鎖端部側の第２室とに区画し、往復移動する。ピストンロッドは、先端部をピストンに連結し、後端部側が開口端部から外部に突出している。ロッドガイドは、開口端部に固定されており、ピストンロッドを摺動自在に挿通する貫通孔を有している。ばね部材は第２室内に収納されている。また、このオイルダンパはシリンダ内に圧縮性オイルであるシリコンオイルを封入している。このオイルダンパは、シリコンオイルの液体ばね効果と、ばね部材との組合せによって、荷重を支えることができる。

特開２０１２−１４９６９０号公報

しかし、特許文献１のオイルダンパは、荷重がかかった状態でピストンが微振幅移動するため、シリンダ内に封入したシリコンオイルがピストンロッドとロッドガイドとの間から徐々に漏れ出してしまう。この場合、シリコンオイルの液体ばね効果が弱まり、荷重を支えることができなくなるおそれがある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、シリンダ内の圧縮性流体の性能を適正に保つことができ、荷重を良好に支えることができるダンパを提供することを解決すべき課題としている。

本発明のダンパは、一方の端部が開口した開口端部と、他方の端部が閉鎖した閉鎖端部と、内外を貫通する開口部とを有し、内部に圧縮性流体が封入される有底のシリンダと、
このシリンダ内を開口端部側の第１室と閉鎖端部側の第２室とに区画して往復移動するピストンと、
先端部及び後端部を有し、前記ピストンに先端部を連結して、後端部側が前記開口端部から外部に突出したピストンロッドと、
前記開口端部に固定され、前記ピストンロッドを摺動自在に挿通する貫通孔を有したロッドガイドと、
前記シリンダの前記開口部を塞ぐように取り付けられる閉止部材とを備えていることを特徴とする。

このダンパは、荷重がかかった状態でピストンが微振幅移動することによって、シリンダ内に封入した圧縮性流体が漏れ出しても、開口部を介して、圧縮性流体の油量減少を補うことができるため、圧縮性流体の液体ばね効果を生産初期と同等に維持することができる。
この場合に、閉止部材は、圧縮性流体の油量減少を補う際に取り外されてもよいし、あるいは、後述する実施例１、２に示すように、閉止部材を介して圧縮性流体の油量減少を補うような構造としてもよい。

したがって、本発明のダンパは、シリンダ内の圧縮性流体の性能を適正に保つことができ、荷重を良好に支えることができる。

実施例１のダンパの断面図である。 実施例２のダンパの断面図である。 実施例２のダンパにおいて、挿入部材の先端部がシリンダ内に進入した状態を示す拡大断面図である。

本発明のダンパを具体化した実施例１について、図面を参照しつつ説明する。
＜実施例１＞
実施例１のダンパは、図１に示すように、シリンダ１０、ピストン２０、ピストンロッド３０、ロッドガイド４０、カバー９０、閉止部材７０、及びばね部材である圧縮コイルばね５０を備えている。

シリンダ１０は有底の円筒形状である。シリンダ１０は、一方の端部が開口した開口端部１１であって、他方の端部が閉鎖した閉鎖端部１２である。開口端部１１は、内周面にねじ山が刻まれ、雌ねじ部１３を形成している。シリンダ１０は閉鎖端部１２の内面の中央部に円盤状に突出した凸部１４を形成している。シリンダ１０は略中央部より開口端部１１側の第１領域Ｘの内径が閉鎖端部１２側の第２領域Ｙの内径に比べて小さく形成されている。シリンダ１０は閉鎖端部１２にシリンダ１０の中心軸に直交する方向に貫通する取付孔１５を有している。この取付孔１５にはダンパを対象物に取り付ける際に図示しない取付ピンが挿通される。また、シリンダ１０は、第２領域Ｙを貫通して、シリンダ１０の内外両面に略円形に開口する開口部１６を有している。開口部１６は内周面にねじ山が刻まれている。

ピストン２０は、金属製の略円管状であり、中心を貫通した連結孔２１を有している。ピストン２０は、シリンダ１０内に配置された状態で、開口端部１１側と閉鎖端部１２側の両端面に、連結孔２１の周縁部を突出させた一対の段部２２を有している。ピストン２０は、軸方向にほぼ対称な形状になっている。また、ピストン２０は外径がシリンダ１０の第１領域Ｘの内径よりもわずかに小さい。そして、ピストン２０は、第１領域Ｘ内を往復移動し、シリンダ１０内を開口端部１１側の第１室Ａと閉鎖端部１２側の第２室Ｂとに区画する。第２室Ｂは、ピストン２０と対向する端部がシリンダ１０の閉鎖端部１２で閉止され、第１室Ａは、ピストン２０と対向する端部がロッドガイド４０の端面で閉止されている。シリンダ１０内の第１室Ａと第２室Ｂには、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス、又は空気等の気体６１とともに圧縮性流体であるシリコンオイル６０が封入される。封入される気体６１の体積は、ダンパのフルストローク時に減少するシリンダ１０の内容積よりも小さくなっている。これは、シリンダ１０の内容積が減少し始めたとき、気体６１が縮小されて、シリコンオイル６０からの反力を実質的に得ることができないが、シリンダ１０の内容積の減少量が気体６１の封入量を超えることにより、シリコンオイル６０が圧縮されて、シリコンオイル６０から大きな反力を得ることができるからである。こうして、シリンダ１０内に気体６１を封入することにより、圧縮時に気体６１がシリコンオイル６０に溶解して、シリコンオイル６０のばね効果が発揮され、反力を多段に調整することが可能となる。

ピストンロッド３０は、先端部３１と、中間部３２と、後端部３３とを有している。先端部３１及び中間部３２は円柱形状であり、連続して同軸に形成されている。ピストンロッド３０の先端部３１はピストン２０の連結孔２１の径と略同じ外径を有している。ピストンロッド３０の中間部３２はピストン２０の連結孔２１の径よりも大きい外径を有している。

ピストンロッド３０の先端部３１はピストン２０の連結孔２１に挿入される。ピストン２０の連結孔２１に先端部３１が挿入された後、先端部３１の端部をかしめ加工により拡径させることで、固定部３５が形成される。もっとも、固定部３５は、先端部３１の端部にねじ止め等して取り付けられる別体品であってもよい。ピストンロッド３０の先端部３１がピストン２０の連結孔２１に挿入された状態で、固定部３５が連結孔２１の第２室Ｂ側の開口縁に当接し、中間部３２が連結孔２１の第１室Ａ側の開口縁に当接することにより、ピストンロッド３０がピストン２０に対して軸方向に位置決めされた状態に保持される。

ピストンロッド３０の後端部３３は、先端部３１及び中間部３２と同軸に形成された円盤形状の２か所が切り欠かれ、対向する２方向から見ると、台形状に近い略六角形状の外形を形成している。ピストンロッド３０の後端部３３は、先端部３１、中間部３２、及び後端部３３の中心軸に直交する方向に貫通した取付孔３４を有している。この取付孔３４にはダンパを対象物に取り付ける際に図示しない取付ピンが挿入される。そして、ピストンロッド３０の後端部３３は、先端側の外周面を一周する係止溝３６を有している。

カバー９０は、軸方向に同径の円筒状をなすカバー本体９１と、カバー本体９１の後端から径方向内側に張り出す係止部９２とからなる。カバー本体９１の内径はシリンダ１０の外径と略等しい。係止部９２がピストンロッド３０の係止溝３６内に係止されることにより、カバー９０がピストンロッド３０に一体に取り付けられる。この場合に、カバー本体９１はピストンロッド３０の後端部３３の外周から先方に突出して配置される。

ロッドガイド４０は、挿入部４１、雄ねじ部４２、及び締め付け部４３を有する略円筒形状である。また、ロッドガイド４０は中心軸上に延びた貫通孔４４を貫設している。挿入部４１は外径がシリンダ１０の第１領域Ｘの内径と略等しい。挿入部４１は、ロッドガイド４０がシリンダ１０内に配置された状態で、閉鎖端部１２側の外周縁部を一周する切欠き溝４５が形成されており、この切欠き溝４５にＯリングＰが嵌め込まれている。このＯリングＰによって、シリンダ１０の内周面とロッドガイド４０の挿入部４１の外周面との間のシール性を確保することができる。

雄ねじ部４２は、挿入部４１に連続しており、挿入部４１よりわずかに大きい外径を有し、外周面にねじ山が刻まれている。雄ねじ部４２はシリンダ１０の雌ねじ部１３にねじ込まれる。締め付け部４３は、雄ねじ部４２に連続しており、雄ねじ部４２よりわずかに小さい外径を有している。締め付け部４３は、外周面と外側端面との角部であって、中心軸対称に位置する２か所に凹部４６が設けられている。この凹部４６は外周面及び外側端面の２方向に開口している。この凹部４６は、ロッドガイド４０の挿入部４１をシリンダ１０の第１領域Ｘ内に挿入して雄ねじ部４２をシリンダ１０の雌ねじ部１３にねじ込む際に利用する回転工具の先端部を係止することができる。

貫通孔４４は、ロッドガイド４０の外側端面側に向けて徐々に拡径する拡径部４４Ａと、拡径部４４Ａの内側から同一径で内側端面まで延びた同径部４４Ｂとから形成されている。同径部４４Ｂは内径がピストンロッド３０の中間部３２の外径と略等しい。同径部４４Ｂの内周面がピストンロッド３０の外周面に接する摺動面４７である。貫通孔４４は、摺動面４７の外側端部の内側近傍で一周する凹部４８が形成されている。この凹部４８にＶ型パッキン４８Ａと平パッキン４８Ｂが嵌め込まれてシール部４９が形成されている。

閉止部材７０は、内部に封入室７１を有する略角箱状の貯油部７２と、貯油部７２の外側の一端面から突出する略円筒状の装着部７３とからなる。貯油部７２の封入室７１には、シリコンオイル６０が封入される。封入室７１に封入されるシリコンオイル６０は、シリンダ１０内に封入されるシリコンオイル６０と同等のものである。

装着部７３は、シリンダ１０の壁厚と略同一の突出寸法を有し、外周面にねじ山が刻まれている。そして、装着部７３は、外周面がシリンダ１０の開口部１６の内周面に螺合することで、シリンダ１０の開口部１６に挿入固定される。図１に示すように、閉止部材７０の貯油部７２は、装着部７３がシリンダ１０に固定された状態で、シリンダ１０の外周面から鉛直方向上方に突出して配置される。

装着部７３の中央部には注入口７４が貫通して設けられている。注入口７４は、装着部７３がシリンダ１０に固定された状態で、一端がシリンダ１０内の第２室Ｂに臨み、他端が封入室７１に臨むように構成される。このため、閉止部材７０の封入室７１とシリンダ１０の第２室Ｂは注入口７４を介して連通可能な状態となる。

注入口７４の途中には、逆止機構を構成する逆止弁７５が組み込まれている。逆止弁７５は、シリコンオイル６０が封入室７１から注入口７４を通して第２室Ｂ側に流れようとすると開き、シリコンオイル６０が封入室７１から第２室Ｂ側に流れるのを許容するが、シリコンオイル６０が第２室Ｂから封入室７１側に流れようとすると閉じて、シリコンオイル６０の逆方向の流れを規制する。

このような構成を有するダンパは次のように組み立てられる。まず、圧縮コイルばね５０をシリンダ１０内に挿入する。この際、シリンダ１０の閉鎖端部１２の凸部１４を圧縮コイルばね５０の端部開口内に挿入する。つまり、凸部１４が圧縮コイルばね５０を適正な位置に案内する。次に、シリンダ１０内に設定量のシリコンオイル６０を流入する。このとき、気体６１の封入量もシリコンオイル６０の流入量に応じて規定される。

また、閉止部材７０の装着部７３をシリンダ１０の開口部１６にねじ込む。そして、カバー９０をピストンロッド３０に取り付けるとともに、ピストンロッド３０の中間部３２をロッドガイド４０の貫通孔４４に挿入し、さらにピストンロッド３０の先端部３１をピストン２０に連結させたものを用意する。次いで、ロッドガイド４０の雄ねじ部４２をシリンダ１０の開口端部１１の雌ねじ部１３にねじ込む。このとき、ピストン２０の第２室Ｂ側の段部２２を圧縮コイルばね５０の端部開口内に挿入する。つまり、ピストン２０の段部２２が圧縮コイルばね５０を適正な位置に案内する。このようにして、圧縮コイルばね５０は、シリンダ１０の閉鎖端部１２の内面とピストン２０の第２室Ｂ側の端面との間に挟み込まれ、第２室Ｂ内に収納される。この場合、ピストン２０が圧縮コイルばね５０の受け部となるため、ダンパの構造を簡易化することができ、コストを抑えることができる。

ロッドガイド４０は、ダンパが所望の反力、減衰特性を発揮する位置までねじ込まれる。換言すれば、ロッドガイド４０のねじ込み位置を調整することによって、ダンパの反力、減衰特性を調整することができる。その後、シリンダ１０の開口端部１１の縁部をかしめてロッドガイド４０を固定する。

また、カバー９０は、ロッドガイド４０がシリンダ１０に固定された状態で、シリンダ１０の外周面を覆うように配置される。ピストンロッド３０が軸方向に往復移動すると、カバー本体９１の内周面がシリンダ１０の外周面に摺動する。この場合に、シリンダ１０の開口端部１１とピストンロッド３０の後端部３３との間の周囲をカバー９０が覆うことにより、シリンダ１０の開口端部１１側が外部の異物から保護された状態となる。

ここで、ピストンロッド３０が荷重に応じてシリンダ１０の閉鎖端部１２側に移動すると、第２室Ｂ内のシリコンオイル６０及び気体６１の圧力が上昇し、且つ圧縮コイルばね５０が収縮させられる。このとき、例えば、微振幅の振動を伴う荷重が負荷されると、シリンダ１０内のシリコンオイル６０がピストンロッド３０とロッドガイド４０との間の隙間を通して外部に漏れ出すことがある。

しかし、実施例１においては、シリンダ１０内のシリコンオイル６０が漏れ出しても、漏れ出したシリコンオイル６０の容積の減少に応じて逆止弁７５が開き、閉止部材７０の封入室７１内に充填されていたシリコンオイル６０が注入口７４を通してシリンダ１０内の第２室Ｂに流入するようになっている。このため、漏れ出したシリコンオイル６０の流出量に相当する量のシリコンオイル６０が適宜補充され、シリンダ１０内のシリコンオイル６０が減少するのを抑えることができる。

したがって、実施例１によれば、微振幅の振動下においても、シリコンオイル６０の液体ばね効果を所期通りに保つことができ、液体ばね効果と圧縮コイルばね５０との組み合わせによって、荷重を良好に支えることができる。

また、閉止部材７０が逆止弁７５を有しているため、荷重によってシリンダ１０の内圧が高まっても、シリンダ１０内のシリコンオイル６０が閉止部材７０の封入室７１側に逆流するのを防止することができる。しかも、閉止部材７０がシリンダ１０の外周面に付設されていて封入室７１を有する形態であるため、封入室７１内のシリコンオイル６０をシリンダ１０内に迅速に且つロスを少なくして送り出すことができる。

＜実施例２＞
実施例２のダンパは、図２に示すように、シリンダ１０、ピストン２０、ピストンロッド３０、ロッドガイド４０、カバー９０、閉止部材７０Ａ及びばね部材である圧縮コイルばね５０を備えている。これらのうち、閉止部材７０Ａの構造が実施例１の閉止部材７０とは若干異なるが、閉止部材７０Ａ以外の部分は、実施例１と同様である。このため、以下においては、閉止部材７０Ａの構造及び作用を中心に説明し、実施例１と同様又は相当する部分については重複する説明を省略又は簡略化する。

閉止部材７０Ａは、シリンダ１０内に挿入可能な挿入部材７６として構成される。挿入部材７６は、内部に封入室７１を有する略角箱状の貯油部７２と、貯油部７２の外側の一端面から突出する略円筒状の装着部７３Ａとからなる。したがって、挿入部材７６の基本構造は、実施例１の閉止部材７０と同様である。貯油部７２の封入室７１には、シリコンオイル６０が封入される。封入室７１に封入されるシリコンオイル６０は、シリンダ１０内に封入されるシリコンオイル６０と同等のものである。

装着部７３Ａは、外周面にねじ山が刻まれている。そして、装着部７３Ａは、外周面がシリンダ１０の開口部１６の内周面に螺合することで、シリンダ１０の開口部１６に挿入固定される。閉止部材７０Ａの貯油部７２は、装着部７３Ａがシリンダ１０に固定された状態で、シリンダ１０の外周面から鉛直方向上方に突出して配置される。

装着部７３Ａの突出寸法はシリンダ１０の壁厚より大きく、装着部７３Ａのねじ山の形成範囲は開口部１６のねじ山の形成範囲より大きくされている。この点、実施例１とは異なる。

装着部７３Ａの中央部には、注入口７４Ａが貫通して設けられている。注入口７４Ａは、装着部７３Ａがシリンダ１０に固定された状態で、一端がシリンダ１０内の第２室Ｂに臨み、他端が封入室７１に臨むように構成される。このため、閉止部材７０Ａの封入室７１とシリンダ１０の第２室Ｂは注入口７４Ａを介して連通可能な状態となる。注入口７４Ａの途中には、逆止機構を構成する逆止弁７５が組み込まれている。逆止弁７５は、シリコンオイル６０が封入室７１から注入口７４Ａを通して第２室Ｂ側に流れようとすると開き、シリコンオイル６０が封入室７１から第２室Ｂ側に流れるのを許容するが、シリコンオイル６０が第２室Ｂから封入室７１側に流れようとすると閉じて、シリコンオイル６０の逆方向の流れを規制する。

ここで、挿入部材７６は、図３に示すように、シリンダ１０の開口部１６に対して深くねじ込まれることにより、ねじ込み方向の先端部７７がシリンダ１０内の第２室Ｂに進入することが可能となるように構成されている。

例えば、微振幅の振動を伴う荷重が負荷されると、シリンダ１０内のシリコンオイル６０が外部に漏れ出し、シリンダ１０内のシリコンオイル６０の容積が減少することになる。このとき、挿入部材７６をシリンダ１０の開口部１６に深くねじ込むことにより、シリンダ１０内のシリコンオイル６０の容積の減少量に相当する分、挿入部材７６の先端部７７をシリンダ１０内の第２室Ｂに進入させることができる。このため、シリンダ１０内のシリコンコイルの液体ばね効果を所期通りに保つことができる。

もっとも、シリコンオイル６０が外部に多量に漏れ出した場合には、挿入部材７６の先端部７７をシリンダ１０内に進入させるだけでは対応することができない。しかし、実施例２によれば、シリコンオイル６０が外部に多量に漏れ出した場合、実施例１と同様に、閉止部材７０Ａの封入室７１に封入されたシリコンオイル６０を注入口７４Ａを通してシリンダ１０内の第２室Ｂに流入させることにより、シリンダ１０内のシリコンオイル６０を適宜補充することができる。また、実施例１と同様に、逆止弁７５によって挿入部材７６の封入室７１側にシリコンオイル６０が逆流するのを防止することができる。

このように実施例２によれば、挿入部材７６がシリンダ１０内に進入することにより、シリンダ１０の内容積を小さくしてシリコンオイル６０の油量減少を補正することができる。また、シリコンオイル６０の流出量が多い場合には、封入室７１に封入されたシリコンオイル６０をシリンダ１０内に送り出すことにより、シリンダ１０内のシリコンオイル６０を補充することができる。このため、シリコンオイル６０の流出量の多少に関わらず、シリコンオイル６０の油量減少を適正に補正することができる。

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例１に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例２では、挿入部材が貯油部を有する構造であったが、貯油部を省略してもよい。この場合、挿入部材がシリンダ内に進入する作用のみによってシリンダ内のシリコンオイルの油量減少を補正する。貯油部を省略することにより、挿入部材の構成を簡素化することができる。
（２）実施例１、２では、閉止部材をシリンダに固定させるに際し、閉止部材とシリンダとの間にシール部材を介在させてもよい。
（３）実施例１、２では、逆止弁を有する逆止機構を有していたが、逆止機構を省略してもよい。
（４）実施例１、２では、閉止部材の注油口がシリンダ内の第２室に開口する構造であったが、閉止部材の注入口がシリンダ内の第１室に開口する構造であってもよい。
（５）実施例１、２では、ダンパが圧縮コイルばねを備えていたが、圧縮コイルばねを省略してもよい。この場合、シリンダ内に封入されたシリコンオイルと気体によって荷重を支える。
（６）閉止部材は、シリンダの開口部を塞ぐ単なる蓋であってもよい。この場合、シリンダ内のシリコンオイルが漏れ出した場合に、蓋を外して、外部からシリコンオイルを適宜補充するようにすればよい。
（７）閉止部材は、逆止弁を有する逆止機構そのものであってもよい。この場合、逆止機構がシリンダの開口部に直接取り付けられて開口部を塞ぐ構造となる。
（８）実施例１では、シリンダ内にシリコンオイルを封入したが、シリコンオイル以外のオイルや水を封入してもよい。

１０…シリンダ
１１…開口端部
１２…閉鎖端部
１６…開口部
２０…ピストン
３０…ピストンロッド
３１…先端部
３３…後端部
４０…ロッドガイド
４４…貫通孔
５１…粗巻部
５２…密巻部
６０…シリコンオイル（圧縮性流体）
７０、７０Ａ…閉止部材
７１…封入室
７４、７４Ａ…注入口
７５…逆止弁
７６…挿入部材
Ａ…第１室
Ｂ…第２室

Claims (4)

1. 一方の端部が開口した開口端部と、他方の端部が閉鎖した閉鎖端部と、内外を貫通する開口部とを有し、内部に圧縮性流体が封入される有底のシリンダと、
   このシリンダ内を開口端部側の第１室と閉鎖端部側の第２室とに区画して往復移動するピストンと、
   先端部及び後端部を有し、前記ピストンに先端部を連結して、後端部側が前記開口端部から外部に突出したピストンロッドと、
   前記開口端部に固定され、前記ピストンロッドを摺動自在に挿通する貫通孔を有したロッドガイドと、
   前記シリンダの前記開口部を塞ぐように取り付けられる閉止部材とを備えていることを特徴とするダンパ。
2. 前記閉止部材は、前記圧縮性流体が前記シリンダの内部から流出するのを規制する逆止機構を有していることを特徴とする請求項１記載のダンパ。
3. 前記閉止部材は、前記シリンダの内部に供給する圧縮性流体を封入した封入室を有していることを特徴とする請求項１又は２記載のダンパ。
4. 前記閉止部材は、前記シリンダの内部への進入量を調整可能に前記開口部内に固定される挿入部材を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載のダンパ。

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