JP2019113124A - Friction damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は摩擦ダンパに関する。 The present invention relates to a friction damper.
特許文献1は従来の摩擦ダンパを開示している。この摩擦ダンパは、第1部材及び第2部材を備えている。第1部材は摩擦材を有している。第2部材は、摩擦材と圧接した状態で摩擦材に対して相対移動自在な摺動部を有している。このような構成により、特許文献1の摩擦ダンパは、第1部材と第2部材の軸方向の相対移動によって摩擦力を発生させ、減衰力を生じさせることができる。また、このような摩擦ダンパは、伸縮量や伸縮方向に関わらず常に一定の減衰力が発生する。
特許文献1の摩擦ダンパは、伸縮量や伸縮方向に関わらず常に一定の減衰力が発生する。一方、作動流体の抵抗により減衰力を発生させる流体ダンパの場合、所謂圧効きや伸び効きといった伸長時と収縮時で減衰力特性の異なるものや伸縮量によって減衰力特性の変化するものが知られている。摩擦ダンパにおいても種々の減衰力特性を有するものの開発が望まれていた。
The friction damper of
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、簡易な構成でありながら、伸縮の形態に応じて減衰力特性を変化させることができる摩擦ダンパを提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and it is to be solved to provide a friction damper that can change damping force characteristics according to the form of expansion and contraction while having a simple configuration. It is an issue.
第1発明の摩擦ダンパは、シリンダ、ロッド、固定部、可動部、及び複数の粒状体を備えている。シリンダは筒状である。ロッドは、一端側がシリンダに挿入され、他端側がシリンダから突出して設けられている。また、ロッドは、シリンダに対して軸方向に相対移動自在に設けられている。固定部は、シリンダ内に配され、ロッドとともに移動自在にロッドに固定されている。可動部は、シリンダの内周面に摺動自在に当接しつつロッドに挿通されている。また、可動部は、固定部との間の距離を所定の範囲で変更自在に設けられている。複数の粒状体は、所定の弾性を有し、固定部と可動部との間の充填空間に充填されている。そして、摩擦ダンパは、ロッドのシリンダに対する軸方向の相対移動に伴って可動部と固定部との間の距離が変化する。 The friction damper of the first invention comprises a cylinder, a rod, a fixed portion, a movable portion, and a plurality of particles. The cylinder is cylindrical. One end of the rod is inserted into the cylinder, and the other end is provided so as to protrude from the cylinder. Further, the rod is provided so as to be movable relative to the cylinder in the axial direction. The fixing portion is disposed in the cylinder and is movably fixed to the rod together with the rod. The movable portion is inserted through the rod while slidably in contact with the inner circumferential surface of the cylinder. In addition, the movable portion is provided so as to be able to change the distance between the movable portion and the fixed portion within a predetermined range. The plurality of particles have a predetermined elasticity and are filled in the filling space between the fixed part and the movable part. Then, in the friction damper, the distance between the movable portion and the fixed portion changes with the relative movement of the rod in the axial direction with respect to the cylinder.
このような構成により、本発明の摩擦ダンパは、伸縮時には、充填空間内の複数の粒状体がシリンダの内周面と摺動する。摩擦ダンパは、これら複数の粒状体を摩擦部材として機能させ、伸縮時の複数の粒状体とシリンダ内周面との間の摺動による摩擦力を発生させることができる。また、可動部がシリンダの内周面に摺動自在に当接しつつロッドに挿通されていることにより、伸縮時のシリンダとロッドとの相対移動によって可動部とロッドとが相対移動し、可動部と固定部との間の距離が変化する。これにより、充填空間の容積が変化し、充填空間内の粒状体の充填率が変化する。すなわち、本発明の摩擦ダンパは、伸長時と収縮時とでは可動部と固定部との間の距離が異なり、充填空間の容積が異なるので、粒状体の充填率が変化する。これにより、複数の粒状体がシリンダ内周面に押し付けられる力が変化するので、伸長時と収縮時に発生する摩擦力の大きさを変化させることができる。 According to such a configuration, in the friction damper of the present invention, the plurality of particles in the filling space slide on the inner circumferential surface of the cylinder during expansion and contraction. The friction damper can cause the plurality of granules to function as a friction member, and generate a frictional force due to the sliding between the plurality of granules and the inner peripheral surface of the cylinder during expansion and contraction. In addition, since the movable part is inserted through the rod while being in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder, the movable part and the rod move relative to each other due to the relative movement of the cylinder and the rod during expansion and contraction. The distance between and the fixed part changes. As a result, the volume of the filling space changes, and the filling rate of the particles in the filling space changes. That is, in the friction damper of the present invention, since the distance between the movable part and the fixed part is different between extension and contraction, and the volume of the filling space is different, the filling factor of the granular material changes. Thus, the force with which the plurality of particles are pressed against the inner circumferential surface of the cylinder changes, so that the magnitude of the frictional force generated at the time of extension and at the time of contraction can be changed.
第2発明の摩擦ダンパは、シリンダ、ロッド、第1固定部、第2固定部、及び複数の粒状体を備えている。シリンダは筒状である。ロッドは、一端側がシリンダに挿入され、他端側がシリンダから突出して設けられている。また、ロッドは、シリンダに対して軸方向に相対移動自在に設けられている。第1固定部は、シリンダ内に配され、ロッドとともに移動自在にロッドに固定されている。第2固定部は、第1固定部に対してロッドの軸方向に所定の間隔で並ぶ形態でシリンダ内に配されている。また、第2固定部は、ロッドとともに移動自在にロッドに固定されている。複数の粒状体は、所定の弾性を有し、第1固定部と第2固定部との間の充填空間に充填されている。そして、シリンダは、軸方向の一端側に向かうにつれて内側空間の断面積が所定割合で変化する形態で形成された断面積変化部を有している。 The friction damper of the second invention comprises a cylinder, a rod, a first fixing portion, a second fixing portion, and a plurality of particles. The cylinder is cylindrical. One end of the rod is inserted into the cylinder, and the other end is provided so as to protrude from the cylinder. Further, the rod is provided so as to be movable relative to the cylinder in the axial direction. The first fixing portion is disposed in the cylinder, and is movably fixed to the rod together with the rod. The second fixing portion is disposed in the cylinder in a manner such that the second fixing portion is arranged at a predetermined distance in the axial direction of the rod with respect to the first fixing portion. The second fixing portion is fixed to the rod so as to be movable together with the rod. The plurality of particles have a predetermined elasticity and are filled in the filling space between the first fixing portion and the second fixing portion. And a cylinder has the cross-sectional area change part formed in the form which the cross-sectional area of inner space changes with a predetermined ratio as it goes to the one end side of an axial direction.
このような構成により、本発明の摩擦ダンパは、伸縮時には、充填空間内の複数の粒状体がシリンダの内周面と摺動する。摩擦ダンパは、これら複数の粒状体を摩擦部材として機能させ、伸縮時の複数の粒状体とシリンダ内周面との間の摺動による摩擦力を発生させることができる。また、シリンダが断面積変化部を有することにより、第1固定部及び第2固定部のシリンダに対する軸方向の相対位置に応じて充填空間の容積が変化し、充填空間内の粒状体の充填率が変化する。すなわち、摩擦ダンパの伸縮量に応じて粒状体の充填率が変化する。これにより、複数の粒状体がシリンダ内周面に押し付けられる力が変化するので、伸縮量に応じて発生する摩擦力の大きさを変化させることができる。 According to such a configuration, in the friction damper of the present invention, the plurality of particles in the filling space slide on the inner circumferential surface of the cylinder during expansion and contraction. The friction damper can cause the plurality of granules to function as a friction member, and generate a frictional force due to the sliding between the plurality of granules and the inner peripheral surface of the cylinder during expansion and contraction. In addition, since the cylinder has a cross-sectional area changing portion, the volume of the filling space changes according to the relative position of the first fixing portion and the second fixing portion in the axial direction to the cylinder, and the filling factor of the particles in the filling space Changes. That is, the filling rate of the granular material changes in accordance with the amount of expansion and contraction of the friction damper. As a result, the force with which the plurality of particles are pressed against the inner circumferential surface of the cylinder changes, so that the magnitude of the frictional force generated can be changed according to the amount of expansion and contraction.
したがって、第1発明及び第2発明の摩擦ダンパは、簡易な構成でありながら、伸縮の形態に応じて減衰力特性を変化させることができる。 Therefore, the friction dampers of the first and second inventions can change the damping force characteristics according to the form of expansion and contraction while having a simple configuration.
また、第1発明の摩擦ダンパにおいて、シリンダは、軸方向の一端側に向かうにつれて内側空間の断面積が所定割合で変化する形態で形成された断面積変化部を有し得る。この場合、シリンダが断面積変化部を有することにより、固定部及び可動部のシリンダに対する軸方向の相対位置に応じて充填空間の容積が変化し、充填空間内の粒状体の充填率が変化する。すなわち、摩擦ダンパの伸縮量に応じて粒状体の充填率が変化する。これにより、複数の粒状体がシリンダ内周面に押し付けられる力が変化するので、伸縮量に応じて発生する摩擦力の大きさを変化させることができる。 In the friction damper according to the first aspect of the invention, the cylinder may have a cross-sectional area change portion formed in such a manner that the cross-sectional area of the inner space changes at a predetermined rate toward one end in the axial direction. In this case, since the cylinder has the cross-sectional area changing portion, the volume of the filling space changes according to the relative position of the fixed part and the movable part in the axial direction to the cylinder, and the filling factor of the particles in the filling space changes. . That is, the filling rate of the granular material changes in accordance with the amount of expansion and contraction of the friction damper. As a result, the force with which the plurality of particles are pressed against the inner circumferential surface of the cylinder changes, so that the magnitude of the frictional force generated can be changed according to the amount of expansion and contraction.
また、第1発明の摩擦ダンパにおいて、ロッドは規制部を有し得る。規制部は、ロッドの軸方向における可動部の固定部の反対側に設けられて可動部の固定部側の面の反対面に当接することにより、可動部が固定部からそれ以上離間する方向へ移動するのを規制する。この場合、規制部により可動部の移動が規制されることで、固定部との間の最大距離が規定される。これにより、可動部の移動により変化する充填空間の最大容積が規定されるので、充填空間内の粒状体の最低充填率が規定される。その結果、伸縮量に応じて発生する摩擦力の最小値を規定することができる。 In the friction damper of the first aspect of the invention, the rod may have a restricting portion. The restricting portion is provided on the opposite side of the fixed portion of the movable portion in the axial direction of the rod, and abuts on the opposite surface of the fixed portion side of the movable portion to move the movable portion away from the fixed portion Regulate to move. In this case, the movement of the movable portion is restricted by the restricting portion, whereby the maximum distance between the movable portion and the fixed portion is defined. As a result, since the maximum volume of the filling space which changes due to the movement of the movable part is defined, the minimum filling factor of the particles in the filling space is defined. As a result, the minimum value of the frictional force generated according to the amount of expansion and contraction can be defined.
また、第1発明の摩擦ダンパにおいて、ロッドは縮径部及び段差部を有し得る。縮径部は、ロッドの他の部位よりも縮径して形成されている。段差部は、縮径部の他の部位との境界に段差状に形成されている。そして、可動部は縮径部に挿通されており、段差部は上記規制部として機能する。この場合、規制部による可動部の移動規制を簡易な構成により実現することができる。 In the friction damper of the first aspect of the invention, the rod may have a reduced diameter portion and a stepped portion. The reduced diameter portion is formed to be smaller in diameter than the other portions of the rod. The stepped portion is formed in the shape of a step at the boundary between the reduced diameter portion and the other portion. The movable portion is inserted into the reduced diameter portion, and the stepped portion functions as the restricting portion. In this case, the movement restriction of the movable part by the restriction part can be realized with a simple configuration.
また、第1発明の摩擦ダンパにおいて、可動部は、シリンダの内周面との摺動時に摩擦力を発生し得る。この場合、粒状体による摩擦力と併せて、より大きな減衰力を発生させることができる。 In the friction damper according to the first aspect of the invention, the movable portion can generate a frictional force when sliding with the inner circumferential surface of the cylinder. In this case, a larger damping force can be generated in combination with the frictional force by the granular material.
本発明の摩擦ダンパを具体化した実施形態1〜3について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態における摩擦ダンパは、例えば、車両後部の跳ね上げ式ドアの状態保持や動作補助等の用途に好適である。
<実施形態1>
実施形態1の摩擦ダンパ1は、図1に示すように、シリンダ10、ロッド20、固定部30、可動部40、及び複数の粒状体50を備えている。
シリンダ10は一端が開口した有底筒状に形成されている。シリンダ10の開口側の端部10Aには筒状のロッドガイド11が嵌め込まれている。筒状をなすロッドガイド11には軸方向に貫通する挿通孔11Aが形成されている。ロッドガイド11には、後述するロッド20が挿通されている。シリンダ10の他方の端部10Bにはシリンダ側ジョイント部12が設けられている。シリンダ側ジョイント部12は、後述するロッド側ジョイント部21とともに、摩擦ダンパ1が車両等に組み込まれたときに、扉と本体等の相対移動する2部材のうちの一方との連結部位となる。
First Embodiment
The
The
ロッド20は、一方の端部20B側がシリンダ10に挿入され、他方の端部20A側がシリンダ10から突出して設けられている。ロッド20は、シリンダ10に対して軸方向に相対移動自在に設けられている。ロッド20は円柱形状をなしている。ロッド20の端部20Aにはロッド側ジョイント部21が固定されている。ロッド側ジョイント部21は、上述のシリンダ側ジョイント部12とともに、相対移動する2部材のうちの他方との連結部位となる。また、ロッド20の端部20Bには縮径部22が形成されている。縮径部22は、ロッド20の端部20B側の部位を他の部位よりも縮径して形成されている。縮径部22の基端側(ロッド20の端部20A側)には、縮径部22と、ロッド20の他の部位との境界となる段差状の段差部22A(本発明に係る規制部として例示する)が形成されている。
One
固定部30は、シリンダ10内に配され、ロッド20とともに移動自在にロッド20に固定されている。固定部30はシリンダ10の内径よりも僅かに小さい外径を有する円板形状をなしている。固定部30は、その中心がロッド20に同軸に配されて縮径部22の先端(ロッド20の端部20B側の先端)に固定されている。
The fixing
可動部40はシリンダ10の内周面に当接しつつ、ロッド20に挿通されている。可動部40は、固定部30との間の距離Dを所定の範囲で変更自在に設けられている。可動部40は円板形状をなしている。また、可動部40の中心には、縮径部22の外径よりも大きく、且つロッド20の縮径部22よりも端部20A側の部位の外径よりも小さい内径の挿通孔40Aが形成されている。このような構成の可動部40は、その外周面が所定の押圧力をもってシリンダ10の内周面に摺動自在に当接するとともに、ロッド20の端部20B側の先端の固定部30と段差部22Aとの間で移動自在な形態で、ロッド20の縮径部22に挿通されている。すなわち、本実施形態において、可動部40は、シリンダ10の内周面との摺動時に摩擦力を発生する。また、可動部40は、固定部30側の面の反対面40Bが段差部22Aに当接することにより、固定部30との間の最大の距離Dが規定されている。換言すると、可動部40は、面40Bが段差部22Aに当接したときを固定部30との間の距離Dを最大とする範囲で、軸方向に沿って移動自在に縮径部22に挿通されている。
The
複数の粒状体50は所定の弾性を有している。粒状体50はエラストマー製であり、略同一の粒子径の球形状に形成されている。複数の粒状体50は、固定部30と可動部40の間の充填空間Sに充填されている。この充填空間S内において、複数の粒状体50はシリンダ10の内周面に接触した状態とされており、ロッド20のシリンダ10に対する軸方向の相対移動によって摩擦力を発生する摩擦部材として機能する。シリンダ10の内部は、この充填空間Sと、充填空間Sを挟んだ両側のロッド側室10C及び反ロッド側室10Dとの3つの空間に仕切られている。換言すると、シリンダ10の内部は、ロッド側室10Cと充填空間Sとが可動部40により仕切られ、反ロッド側室10Dと充填空間Sとが固定部30により仕切られている。
The plurality of
なお、上述のように、可動部40は、縮径部22の先端に固定された固定部30と、縮径部22の基端の段差部22Aとの間の範囲を所定の範囲として、固定部30との間の距離Dを変更自在に配されているが、可動部40と固定部30との間にはこれら複数の粒状体50が充填されている。このため、可動部40の固定部30側への可動範囲は、複数の粒状体50を圧縮可能な範囲となる。
As described above, the
摩擦ダンパ1は、ロッド20のシリンダ10に対する軸方向の相対移動に伴って、可動部40と固定部30との間の距離Dが変化する。本実施形態の場合、可動部40は、摩擦ダンパ1の収縮時には縮径部22の基端側(段差部22A側)に移動して固定部30との間の距離Dが大きくなる。一方、摩擦ダンパ1の伸長時には、可動部40は、縮径部22の先端側、すなわち、固定部30に近接する方向に移動して距離Dが小さくなる。
In the
本実施形態に係る摩擦ダンパ1は圧縮コイルばね60を備えている。この圧縮コイルばね60は、両端がシリンダ10の底壁及び固定部30に夫々当接する形態で、シリンダ10の反ロッド側室10D内に配置されている。圧縮コイルばね60は、摩擦ダンパ1の伸長方向に弾性力を作用させている。すなわち、摩擦ダンパ1は、圧縮コイルばね60の弾性力がロッド20のシリンダ10からの突出長さが長くなる方向(摩擦ダンパ1の伸長方向)に作用する所謂スプリングダンパである。
The
次に、上記構成の摩擦ダンパ1の作用効果について説明する。
摩擦ダンパ1が外力を受けて収縮したり、外力を取り除かれて圧縮コイルばね60の弾性力により伸長したりする際には、ロッド20がシリンダ10に対して軸方向に相対移動する。この時、固定部30、及び可動部40もロッド20の移動に伴って移動する。また、これら固定部30及び可動部40の間に形成された充填空間Sに充填された複数の粒状体50も固定部30及び可動部40の移動に伴って移動する。これにより、複数の粒状体50とシリンダ10の内周面とが摺動して摩擦力を発生する。そして、この摩擦力が摩擦ダンパ1の伸縮に抗して作用することにより、収縮又は伸長の運動を減衰させる減衰力として作用する。
Next, the effect of the
When the
また、摩擦ダンパ1が伸縮する時、固定部30は、ロッド20に固定されていることにより、ロッド20に伴って移動する。一方、可動部40は、シリンダ10の内周面との間の摩擦力よりも大きな力をロッド20から直接的又は間接的に受けるまでは、ロッド20に対して軸方向に相対移動し、固定部30との間の距離Dの大きさを変化させる。そして、可動部40は、シリンダ10の内周面との摩擦力よりも大きな力をロッド20から軸方向に受けると、ロッド20に伴ってシリンダ10に対して相対移動する。
In addition, when the
具体的には、摩擦ダンパ1は、収縮時には、図2(A)に示すように、可動部40が段差部22A側(ロッド20の端部20A側)に移動して固定部30との間の距離Dが離間した状態となる。これにより、充填空間Sの容積が大きくなり、粒状体50の充填率が減少する。この状態において、充填空間S内の粒状体50は、シリンダ10の内周面に押し付けられる力が比較的弱くなる。したがって、発生する摩擦力が比較的小さくなり、減衰力も小さくなる。一方、伸長時の摩擦ダンパ1では、図2(B)に示すように、可動部40が固定部30側(ロッド20の端部20B側)に移動して固定部30との間の距離Dが近接した状態となる。これにより、充填空間Sの容積が小さくなり、粒状体50の充填率が増加した状態となる。この状態において、充填空間S内の粒状体50は可動部40と固定部30との間で軸方向により強く圧縮され、シリンダ10の内周面により強い力で押し付けられる。したがって、摩擦ダンパ1は、伸長時には、収縮時よりも大きな摩擦力が発生し、より大きな減衰力が発生する。すなわち、摩擦ダンパ1は所謂伸び効きダンパとして機能する。
このように、摩擦ダンパ1は、収縮時と伸長時とでは異なる減衰力特性となる。
Specifically, when the
Thus, the
また、充填空間Sに充填された複数の粒状体50は、ロッド20のシリンダ10に対する相対移動によってシリンダ10の内周面と摺動するとともに充填空間S内で流動する。このように充填空間S内で粒状体50が流動することにより、シリンダ10の内周面と接触して摺動する粒状体50が入れ替わる。このため、複数の粒状体50の摩耗が均一化され、耐久性の向上が図られる。
The plurality of
また、摩擦部材として複数の粒状体50を採用して充填空間Sに充填したことにより、粒状体50同士の間の隙間によってロッド側室10C及び反ロッド側室10Dの間の通気が確保される。このため、通気のための連通孔等を別途形成することなく、摩擦ダンパ1が伸縮する際のロッド側室10C及び反ロッド側室10Dの容積変化に対応することができる。
Further, by employing the plurality of
また、摩擦ダンパ1では、固定部30をロッド20の端部20B側に配し、可動部40を固定部30よりもロッド20の端部20A側に配している。このため、摩擦ダンパ1の伸長時には、可動部40がロッド20に対して固定部30側に相対移動する。これにより、可動部40と固定部30との間の距離Dが摩擦ダンパ1の収縮時よりも近接し、粒状体50の充填率が大きくなる。その結果、摩擦ダンパ1は、収縮時よりもより大きな減衰力が発生する伸び効きダンパとして機能する。
Further, in the
また、摩擦ダンパ1は圧縮コイルばね60を備えている。圧縮コイルばね60は反ロッド側室10Dに配され、ロッド20をシリンダ10から突出させる方向、すなわち、摩擦ダンパ1の伸長方向に弾性力を付与している。これにより、摩擦ダンパ1は、伸長方向に弾性力が付与されたスプリングダンパとして機能する。
The
以上のように、摩擦ダンパ1は、シリンダ10、ロッド20、固定部30、可動部40、及び複数の粒状体50を備えている。シリンダ10は筒状である。ロッド20は、一方の端部20Bがシリンダ10に挿入され、他方の端部20Aがシリンダ10から突出して設けられている。また、ロッド20は、シリンダ10に対して軸方向に相対移動自在に設けられている。固定部30は、シリンダ10内に配され、ロッド20とともに移動自在にロッド20に固定されている。可動部40は、シリンダ10の内周面に摺動自在に当接しつつロッド20に挿通されている。また、可動部40は、固定部30との間の距離Dを所定の範囲で変更自在に設けられている。複数の粒状体50は、所定の弾性を有し、固定部30と可動部40との間の充填空間Sに充填されている。そして、摩擦ダンパ1は、ロッド20のシリンダ10に対する軸方向の相対移動に伴って可動部40と固定部30との間の距離が変化する。
As described above, the
このような構成により、摩擦ダンパ1は、伸縮時には、充填空間S内の複数の粒状体50がシリンダ10の内周面と摺動する。摩擦ダンパ1は、これら複数の粒状体50を摩擦部材として機能させ、伸縮時の複数の粒状体50とシリンダ10の内周面との間の摺動による摩擦力を発生させることができる。また、可動部40がシリンダ10の内周面に摺動自在に当接しつつロッド20に挿通されていることにより、伸縮時のシリンダ10とロッド20との相対移動によって可動部40とロッド20とが相対移動し、可動部40と固定部30との間の距離Dが変化する。これにより、充填空間Sの容積が変化し、充填空間S内の粒状体50の充填率が変化する。すなわち、摩擦ダンパ1は、伸長時と収縮時とでは可動部40と固定部30との間の距離Dが異なり、充填空間Sの容積が異なるので、粒状体50の充填率が変化する。これにより、複数の粒状体50がシリンダ10の内周面に押し付けられる力が変化するので、伸長時と収縮時に発生する摩擦力の大きさを変化させることができる。
With such a configuration, when the
したがって、実施形態1の摩擦ダンパ1は、簡易な構成でありながら、伸縮の形態に応じて減衰力特性を変化させることができる。
Therefore, the
また、ロッド20は規制部としての段差部22Aを有している。段差部22Aは、ロッド20の軸方向における可動部40の固定部30の反対側に設けられて可動部40の固定部30側の面の反対面40Bに当接することにより、可動部40が固定部30からそれ以上離間する方向へ移動するのを規制する。このように、規制部としての段差部22Aにより可動部40の移動が規制されることで、固定部30との間の最大の距離Dが規定される。これにより、可動部40の移動により変化する充填空間Sの最大容積が規定されるので、充填空間S内の粒状体50の最低充填率が規定される。その結果、伸縮量に応じて発生する摩擦力の最小値を規定することができる。
Moreover, the
また、ロッド20は縮径部22及び規制部としての段差部22Aを有している。縮径部22は、ロッド20の他の部位よりも縮径して形成されている。段差部22Aは、縮径部22の他の部位との境界に段差状に形成されている。そして、可動部40は縮径部22に挿通されている。これにより、規制部による可動部の移動規制を簡易な構成により実現することができる。
Further, the
また、可動部40は、シリンダ10の内周面との摺動時に摩擦力を発生する。このため、粒状体50による摩擦力と併せて、より大きな減衰力を発生させることができる。
Further, the
<実施形態2>
次に、図3〜5等を参照し、実施形態2について説明する。
図3に示す実施形態2の摩擦ダンパ201は、第2固定部270を備える点、及びシリンダ210の形状の点において、実施形態1の摩擦ダンパ1と異なる。その他の部分において、実施形態1と略同一の構成、機能を有する部分については実施形態1と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
Second Embodiment
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS.
The
図3に示すように、実施形態2の摩擦ダンパ201は、シリンダ210、及び第2固定部270を備えている。また、摩擦ダンパ201は、実施形態1と同様のロッド20、固定部30(本発明に係る第1固定部として例示する)、及び複数の粒状体50を備えている。シリンダ210は溝状部213を有している。溝状部213は、シリンダ210の周壁の一部を内周側から外周側に溝状に陥没して形成されている。溝状部213は、シリンダ210の軸方向に突出量が変化する形態で形成されている。溝状部213は、シリンダ210の軸方向の一端側に向かうにつれて、シリンダ210の内側空間の断面積が所定割合で変化する形態で形成されている。本実施形態の場合、溝状部213は、シリンダ210の端部10B側(底壁側)に向かうにつれて、外周方向により陥没する形態でテーパ状に形成されている。シリンダ210において、周壁に溝状部213が形成された部位は、内側空間の断面積が所定割合で変化する。すなわち、シリンダ210における溝状部213が形成された部位は本発明に係る断面積変化部として機能する。本実施形態の場合、溝状部213は、図4に示すように、シリンダ210の中心軸周りに複数(図4中4つ)形成されている。
As shown in FIG. 3, the
第2固定部270は実施形態1の可動部40に替えて備えられている。第2固定部270は、固定部30に対してロッド20の軸方向に所定の間隔で並んで配されている。第2固定部270は、ロッド20とともに移動自在にロッド20に固定されている。すなわち、第2固定部270と固定部30との間の距離Dは不変である。第2固定部270は、固定部30との間に充填空間Sを形成している。第2固定部270は、固定部30と略同形状に形成されており、シリンダ10の内径よりも僅かに小さい外径を有する円板形状をなしている。第2固定部270は、その中心がロッド20に同軸に配されて縮径部22の基端に固定されている。
The second fixed
次に、上記構成の摩擦ダンパ201の作用について説明する。
摩擦ダンパ201は、伸縮する際には、外力を受けて収縮したり、外力を取り除かれて圧縮コイルばね60の弾性力により伸長したりする際には、ロッド20がシリンダ210に対して軸方向に相対移動する。この時、固定部30と第2固定部270の間の充填空間Sに充填された複数の粒状体50がシリンダ210の外周面と摺動して摩擦力を発生する。そして、この摩擦力が摩擦ダンパ201の伸縮に抗して作用することにより、収縮又は伸長の運動を減衰させる減衰力として作用する。
Next, the operation of the
When the
摩擦ダンパ201が伸縮すると、固定部30及び第2固定部270の間に形成された充填空間Sがシリンダ210内を軸方向に移動する。この時、充填空間Sは、シリンダ210における溝状部213の形成された部位を移動する。この溝状部213を設けたことにより、シリンダ210は、軸方向の一端側に向かうにつれて内側空間の断面積が所定割合で変化する形態とされている。このため、充填空間Sの容積がロッド20に固定された固定部30及び第2固定部270のシリンダ210に対する軸方向の相対位置に応じて変化する。すなわち、充填空間Sの容積は、摩擦ダンパ201の伸縮量に応じて変化し、粒状体50の充填率も伸縮量に応じて変化する。
When the
具体的には、図5(A)に示すように、摩擦ダンパ201の収縮量が比較的大きい状態であって、固定部30と第2固定部270の間の充填空間Sがシリンダ210の端部210B寄り(底壁側の端部寄り)に位置するときには、各溝状部213が端部10B側に向かうにつれて外周方向にテーパ状に陥没する形態で形成されていることにより、当該部位におけるシリンダ210の内側空間の断面積が大きくなり、充填空間Sの大きさが大きくなる。このため、粒状体50の充填率が減少し、発生する摩擦力の大きさが小さくなる。一方、図5(B)に示すように、摩擦ダンパ201の収縮量が比較的小さい状態であって、固定部30と第2固定部270の間の充填空間Sがシリンダ210の端部210A寄り(底壁側の端部寄り)に位置するときには、各溝状部213の作用により、当該部位におけるシリンダ210の内側空間の断面積が図5(A)に示す状態よりも小さくなり、充填空間Sの大きさが小さくなる。このため、粒状体50の充填率が増大し、シリンダ210の内周面により強く押し付けられて発生する摩擦力の大きさがより大きくなる。
このように、摩擦ダンパ201は、伸縮時には、伸長量がより大きい状態(収縮量がより小さい状態)のときにより大きな減衰力を発生する。すなわち、摩擦ダンパ201は、伸縮量に応じて異なる減衰力特性となる。
Specifically, as shown in FIG. 5A, the amount of contraction of the
Thus, the
また、摩擦ダンパ201は、粒状体50がシリンダ210の内周面と摺動することによって充填空間S内に粒状体50の流動が生じる。これにより、シリンダ210の内周面と接触して摺動する粒状体50が入れ替わる。このため、複数の粒状体50の摩耗が均一化され、耐久性の向上が図られる。
In the
また、摩擦部材として複数の粒状体50を採用して充填空間Sに充填したことにより、粒状体50同士の間の隙間によってロッド側室210C及び反ロッド側室210Dの間の通気が確保される。このため、通気のための連通孔等を別途形成することなく、摩擦ダンパ201が伸縮する際のロッド側室210C及び反ロッド側室210Dの容積変化に対応することができる。
Further, by employing the plurality of
以上より、摩擦ダンパ201は、シリンダ210、ロッド20、第1固定部としての固定部30、第2固定部270、及び複数の粒状体50を備えている。シリンダ210は筒状である。ロッド20は、一方の端部20Bがシリンダ210に挿入され、他方の端部20Aがシリンダ210から突出して設けられている。また、ロッド20は、シリンダ210に対して軸方向に相対移動自在に設けられている。第1固定部としての固定部30は、シリンダ210内に配され、ロッド20とともに移動自在にロッド20に固定されている。第2固定部270は、固定部30に対してロッド20の軸方向に所定の間隔で並ぶ形態でシリンダ210内に配されている。また、第2固定部270は、ロッド20とともに移動自在にロッド20に固定されている。複数の粒状体50は、所定の弾性を有し、固定部30と第2固定部270との間の充填空間Sに充填されている。そして、シリンダ210は、溝状部213を有することにより、軸方向の一端側に向かうにつれて内側空間の断面積が所定割合で変化する形態で形成されている。
As mentioned above, the
このような構成により、摩擦ダンパ201は、伸縮によって、摩擦部材としての複数の粒状体50と、シリンダ210の内周面との間で摩擦力を発生させる。また、シリンダ210が溝状部213を有することにより、ロッド20のシリンダ210に対する相対移動時に、充填空間Sが溝状部213が形成された部位を通過すると充填空間Sの容積が変化し、充填空間内の粒状体の充填率が変化する。すなわち、摩擦ダンパの伸縮量に応じて粒状体の充填率が変化する。これにより、複数の粒状体がシリンダ内周面に押し付けられる力が変化するので、伸縮量に応じて発生する摩擦力の大きさを変化させることができる。
With such a configuration, the
したがって、摩擦ダンパ201は、簡易な構成でありながら、伸縮の形態に応じて減衰力特性を変化させることができる。
Therefore, the
<実施形態3>
次に、図6〜8等を参照し、実施形態3について説明する。
図6に示す実施形態3の摩擦ダンパ301は、実施形態2と同様のシリンダ210を備える点、及び可動部340の形状の点において、実施形態1の摩擦ダンパ1と異なる。その他の部分において、実施形態1と略同一の構成、機能を有する部分については実施形態1と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
Embodiment 3
Next, the third embodiment will be described with reference to FIGS.
The
図6に示すように、実施形態3の摩擦ダンパ301は、可動部340と、実施形態2と同様のシリンダ210と、実施形態1と同様のロッド20、固定部30、複数の粒状体50、及び圧縮コイルばね60とを備えている。シリンダ210は、図7に示すように、4つの溝状部213がシリンダ210の端部10B側に向かうにつれて外周方向に陥没する形態でテーパ状に形成されていることにより、シリンダ210の内側空間の断面積が所定割合で変化する。
As shown in FIG. 6, the
可動部340は、実施形態1の可動部40と同様に、シリンダ210の内周面に当接しつつ、ロッド20に挿通されている。具体的には、可動部340は、挿通孔40Aが縮径部22に挿通されていることにより、固定部30との間の距離Dを所定の範囲で変更自在に設けられている。また、可動部340は、実施形態1とは異なり、シリンダ210の内径よりも僅かに小さな円板形状をなしている。更に、可動部340は凸部341を有している。図7に示すように、凸部341は、可動部340の外周に複数(図7中4つ)設けられており、外周方向に突出して設けられている。複数の凸部341は、シリンダ210の溝状部213に対応して設けられており、シリンダ210の内周面としての溝状部213の溝状をなす内面に摺動自在に当接している。具体的には、図7に示すように、凸部341は、先端面341Aが溝状部213の底壁面213Aに摺動自在に当接しており、側面341Bが溝状部213の側壁面213Bとの間に隙間を形成する形態で溝状部213に挿入されている。可動部340は、複数の凸部341の夫々がシリンダ210の溝状をなす溝状部213に挿入された形態で、シリンダ210の内周面に所定の押圧力をもって摺動自在に当接している。
The
次に、上記構成の摩擦ダンパ301の作用について説明する。
摩擦ダンパ301が伸縮すると、固定部30と可動部340の間の充填空間Sに充填された複数の粒状体50は、シリンダ210の外周面と摺動して摩擦力を発生する。そして、この摩擦力が摩擦ダンパ301の伸縮に抗して作用することにより、収縮又は伸長の運動を減衰させる減衰力となる。
Next, the operation of the
When the
また、摩擦ダンパ301は、実施形態1と同様に、収縮時には、可動部340が段差部22A側に移動して固定部30との間の距離Dが離間し、充填空間Sの容積が大きくなり、粒状体50の充填率が減少した状態となる。これにより発生する摩擦力が小さくなり、減衰力も小さくなる。一方、伸長時には、摩擦ダンパ301は、可動部340が固定部30側に移動して固定部30との間の距離Dが近接し、充填空間Sの容積が小さくなり、粒状体50の充填率が増加した状態となる。これにより、発生する摩擦力が大きくなり、減衰力も大きくなる。
Further, in the
また、摩擦ダンパ301においては、シリンダ210が、端部10B側に向かうにつれて外周方向にテーパ状に陥没する形態で形成された溝状部213を有し、可動部340が、外周方向に突出して設けられ、溝状部213に挿入された凸部341を有することにより、シリンダ210とロッド20との間の相対位置の違いによって、シリンダ210の内周面に押し付けられる可動部340の押圧力の大きさが変化する。
Further, in the
具体的には、摩擦ダンパ301は、可動部340がシリンダ210の端部210A側に向かうにつれて、凸部341の先端面341Aと溝状部213の底壁面213Aとの間で生じる摩擦力の大きさが大きくなる。このため、可動部340をシリンダ210に対して軸方向に相対移動させるためには、より大きな軸方向の力を加える必要がある。このため、図8(A)及び(B)に示すように、摩擦ダンパ301の伸長時において、伸長量がより大きい場合のほうが粒状体50の弾性力に抗して可動部340を固定部30により近接させることができる。すなわち、伸長量がより大きい状態のほうが可動部340と固定部30との間の距離Dがより小さくなり、充填空間Sの容積がより小さくなり、より大きな摩擦力が発生する。このため、摩擦ダンパ301は、伸長量が大きくなるにつれてより大きな減衰力を発生する。
このように、摩擦ダンパ301は、伸長時においては、伸長量がより大きい状態のときにより大きな減衰力を発生する。すなわち、摩擦ダンパ301は、伸長時には、伸長量に応じて減衰力特性が異なる。
Specifically, in the
Thus, at the time of extension, the
以上より、摩擦ダンパ301は、上記実施形態1及び2と同様の作用効果を奏する。
また、摩擦ダンパ301は、シリンダ210が溝状部213を有することにより、内側空間が軸方向の一端側に向かうにつれて断面積が所定割合で変化する形態でシリンダ210が形成されている。また、可動部340が、外周方向に突出して形成され、溝状部213に挿入された凸部341を有している。溝状部213は、シリンダ210の端部10B側に向かうにつれて、外周方向により陥没する形態でテーパ状に形成されている。凸部341は、溝状部213の内周面のうち、軸方向にテーパ状をなす底壁面213Aに摺動自在に当接している。このため、摩擦ダンパ301の伸長時には、伸長量が大きくなるにつれて、粒状体50の弾性反発力に抗して可動部340と固定部30との間の距離Dの大きさをより小さくすることができる。これにより、伸長時の伸長量の大きさに応じて、充填空間Sの大きさをより小さくすることができ、粒状体の充填率をより大きくすることができる。その結果、摩擦ダンパ301は、伸長量が大きくなるにつれて、より大きな減衰力を発生させることができる。
As described above, the
Further, in the
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態1〜3に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施形態1〜3では、摩擦ダンパが伸長方向に弾性力を作用させる圧縮コイルばねを備える形態を例示したが、弾性力を作用させることは必須ではない。また、弾性力を作用させる形態として、圧縮ガスを封入する等、他の形態を採用してもよい。また、弾性力を作用させる場合には、伸長方向のみならず、収縮方向に作用させてもよい。
(2)実施形態1〜3では、複数の粒状体として、エラストマー製の粒状体を採用したが、これは必須ではない。複数の粒状体は、所定の弾性を有する限り、その材質等は特に限定されない。
(3)実施形態1〜3では、複数の粒状体の粒子径を略同一とする形態を例示したが、異なる粒子径の粒状体を複数種類用いた形態としてもよい。
(4)実施形態1〜3では、ロッドに縮径部を形成する形態を例示したが、この縮径部を形成することは必須ではない。例えば、縮径部を形成することなく可動部を挿通するとともに、規制部としての段差部に相当する部位に拡径部を形成して可動部を当接させる等、他の形態としてもよい。
(5)実施形態1及び3では、シリンダ内において、固定部がシリンダの底壁寄り、可動部がシリンダの開口寄りに夫々配置されるようにロッドに配することで、摩擦ダンパの伸長時により大きな減衰力を発生させる形態を例示したが、固定部と可動部の位置を入れ替えることによって、収縮時により大きな減衰力を発生させるようにしてもよい。
(6)実施形態2及び3では、シリンダが溝状部を有する形態を例示したが、シリンダが軸方向の一端側に向かうにつれて内側空間の断面積が所定割合で変化する形態はこれに限定されない。また、シリンダが溝状部を有する場合には、その数や形状等も上記実施形態の形態に限定されない。
(7)実施形態2及び3では、シリンダの底壁側に向かうにつれて、外周方向により陥没する形態でテーパ状に形成された溝状部を例示したが、これは必須ではない。溝状部は、例えば、シリンダの開口に向かうにつれて、外周方向により陥没する形態としてもよい。この場合、伸長量が小さくなるにつれてより大きな減衰力を発生する摩擦ダンパを実現することができる。
(8)実施形態2の構成において、ロッドの固定部及び第2固定部の間の部位を、一方の端部に向かって拡径する円錐状に形成してもよい。この場合、ロッドが他方の端部の方向に移動する際には、円錐状をなすロッドの表面によって充填空間内の粒状体が押圧され、シリンダの内周面により強く押し付けられる。このような構成によっても、伸長時と収縮時に発生する摩擦力の大きさを変化させることができる。
(9)実施形態3では、可動部は、凸部の先端面においてシリンダの内周面に当接する形態を例示したが、これに加えて、円周面をなす可動部の外周面においてもシリンダの内周面に当接する形態としてもよい。この場合、凸部のみで当接する場合と比較して、可動部とシリンダの内周面との間でより大きな摩擦力を容易に発生させることができるので、伸長時と収縮時に発生する摩擦力の大きさをより大きく変化させることができる。
The present invention is not limited to the first to third embodiments described above with reference to the drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the first to third embodiments, the friction damper includes the compression coil spring that exerts an elastic force in the extension direction. However, it is not essential to exert the elastic force. Moreover, you may employ | adopt other forms, such as sealing compressed gas, as a form which makes elastic force act. When an elastic force is applied, it may be applied not only in the extension direction but also in the contraction direction.
(2) In the first to third embodiments, as the plurality of particles, elastomer particles are used, but this is not essential. The materials and the like of the plurality of particles are not particularly limited as long as they have predetermined elasticity.
(3) In the first to third embodiments, the form in which the particle diameters of a plurality of particles are substantially the same is exemplified, but a plurality of types of particles having different particle diameters may be used.
(4) In the first to third embodiments, a mode in which the diameter reducing portion is formed in the rod is exemplified, but it is not essential to form the diameter reducing portion. For example, the movable portion may be inserted without forming the diameter-reduced portion, and the diameter-increased portion may be formed at a portion corresponding to the step portion as the restricting portion to abut the movable portion.
(5) In the first and third embodiments, the fixed portion is disposed near the bottom wall of the cylinder and the movable portion is disposed near the opening of the cylinder in the cylinder so that the friction damper is extended. Although the form which generate | occur | produces large damping force was illustrated, you may make it generate larger damping force at the time of shrinkage | contraction by exchanging the position of a fixed part and a movable part.
(6) In the second and third embodiments, the cylinder is illustrated to have a groove-like portion, but the form in which the cross-sectional area of the inner space changes at a predetermined rate as the cylinder goes to one end in the axial direction is not limited thereto. . Moreover, when a cylinder has a groove-shaped part, the number, a shape, etc. are not limited to the form of the said embodiment.
(7) In the second and third embodiments, although the groove-shaped portion is formed in a tapered shape so as to be recessed in the outer peripheral direction toward the bottom wall side of the cylinder, this is not essential. For example, the groove-shaped portion may be configured to be depressed in the outer circumferential direction toward the opening of the cylinder. In this case, it is possible to realize a friction damper that generates a larger damping force as the amount of extension decreases.
(8) In the configuration of the second embodiment, the portion between the fixing portion and the second fixing portion of the rod may be formed in a conical shape that expands in diameter toward one end. In this case, when the rod moves in the direction of the other end, the particles in the filling space are pressed by the surface of the conical rod and pressed strongly by the inner circumferential surface of the cylinder. Such a configuration also makes it possible to change the magnitude of the frictional force generated at the time of expansion and contraction.
(9) In the third embodiment, the movable portion abuts on the inner peripheral surface of the cylinder at the tip end surface of the convex portion. However, in addition to this, the cylinder is also formed on the outer peripheral surface of the movable portion forming a circumferential surface. It is good also as a form contact | abutted to the internal peripheral surface of. In this case, since a larger frictional force can be easily generated between the movable portion and the inner circumferential surface of the cylinder as compared with the case where only the convex portion abuts, the frictional force generated upon extension and contraction is generated. The size of can be changed more greatly.
1,201,301…摩擦ダンパ、10,210…シリンダ、10A,10B,210A,210B…シリンダの端部、10C…ロッド側室、10D…反ロッド側室、11…ロッドガイド、11A…挿通孔、12…シリンダ側ジョイント部、20…ロッド、20A,20B…ロッドの端部、21…ロッド側ジョイント部、22…縮径部、22A…段差部(規制部)、30…固定部、40,340…可動部、40A…挿通孔、50…粒状体、213…溝状部(断面積変化部)、213A…底壁面、213B…側壁面、270…第2固定部、341…凸部、341A…先端面、341B…側面、D…可動部と固定部との間の距離、S…充填空間 1, 201, 301: friction damper, 10, 210: cylinder, 10A, 10B, 210A, 210B: end of cylinder, 10C: rod side chamber, 10D: opposite rod side chamber, 11: rod guide, 11A: insertion hole, 12 ... Cylinder side joint part, 20 ... Rod, 20A, 20B ... End part of rod, 21 ... Rod side joint part, 22 ... Reduced diameter part, 22A ... Step part (regulation part), 30 ... Fixing part, 40, 340 ... Movable part, 40A: insertion hole, 50: granular material, 213: grooved part (cross sectional area changing part), 213A: bottom wall surface, 213B: side wall surface, 270: second fixing part, 341: convex portion, 341A: tip Surface, 341B ... side surface, D ... distance between movable part and fixed part, S ... filling space
Claims (6)
一端側が前記シリンダに挿入され、他端側が前記シリンダから突出して設けられるとともに、前記シリンダに対して軸方向に相対移動自在に設けられたロッドと、
前記シリンダ内に配され、前記ロッドとともに移動自在に前記ロッドに固定された固定部と、
前記シリンダの内周面に摺動自在に当接しつつ前記ロッドに挿通されているとともに、前記固定部との間の距離を所定の範囲で変更自在に設けられた可動部と、
所定の弾性を有し、前記固定部と前記可動部との間の充填空間に充填された複数の粒状体と、を備えており、
前記ロッドが前記シリンダに対して軸方向の一方側に相対移動するときの前記距離と、前記ロッドが前記シリンダに対して軸方向の他方側に相対移動するときの前記距離とが異なることを特徴とする摩擦ダンパ。 A cylindrical cylinder,
A rod having one end inserted into the cylinder and the other end protruding from the cylinder, and a rod axially movable relative to the cylinder;
A fixing portion disposed in the cylinder and movably fixed to the rod together with the rod;
A movable portion which is slidably inserted into the rod while being slidably in contact with the inner circumferential surface of the cylinder, and in which the distance between the fixed portion and the fixed portion is changeable within a predetermined range;
And a plurality of particles filled in a filling space between the fixed part and the movable part, having a predetermined elasticity.
The distance when the rod moves relative to the cylinder relative to one side in the axial direction is different from the distance when the rod moves relative to the other side relative to the cylinder relative to the cylinder. And friction damper.
一端側が前記シリンダに挿入され、他端側が前記シリンダから突出して設けられるとともに、前記シリンダに対して軸方向に相対移動自在に設けられたロッドと、
前記シリンダ内に配され、前記ロッドとともに移動自在に前記ロッドに固定された第1固定部と、
前記第1固定部に対して前記ロッドの軸方向に所定の間隔で並ぶ形態で前記シリンダ内に配され、前記ロッドとともに移動自在に前記ロッドに固定された第2固定部と、
所定の弾性を有し、前記第1固定部と前記第2固定部との間の充填空間に充填された複数の粒状体と、を備えており、
前記シリンダは、軸方向の一端側に向かうにつれて内側空間の断面積が所定割合で変化する形態で形成された断面積変化部を有していることを特徴とする摩擦ダンパ。 A cylindrical cylinder,
A rod having one end inserted into the cylinder and the other end protruding from the cylinder, and a rod axially movable relative to the cylinder;
A first fixing portion disposed in the cylinder and movably fixed to the rod together with the rod;
A second fixing portion arranged in the cylinder at a predetermined interval in the axial direction of the rod with respect to the first fixing portion, and fixed to the rod movably together with the rod;
A plurality of particles having a predetermined elasticity and filled in a filling space between the first fixed portion and the second fixed portion;
A friction damper characterized in that the cylinder has a cross-sectional area change portion formed in such a manner that the cross-sectional area of the inner space changes at a predetermined rate toward the one end side in the axial direction.
前記可動部は前記縮径部に挿通されており、前記段差部は前記規制部であることを特徴とする請求項4記載の摩擦ダンパ。 The rod has a diameter-reduced portion formed to have a diameter smaller than that of the other portion, and a step-shaped step portion formed at the boundary between the diameter-reduced portion and the other portion,
The friction damper according to claim 4, wherein the movable portion is inserted into the reduced diameter portion, and the stepped portion is the restricting portion.
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