JP3900716B2 - ダンパ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可動体に加わる負荷に応じて可動体の動作特性（ダンパ特性）を制御するダンパ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可動体の動作を制御するダンパ装置は、図９に示すような構造のものが一般的であった。すなわち、ケーシング１内に可動体２を配設し、可動体２と連結した軸体の連係部材３は、ケーシング１の外部に突出して設けられている。また、オイル等の作動流体４をケーシング１内に封入しており、ケーシング１と可動体２の間はシール部材５によりシールされている。また、可動体２には、可動体２の移動に伴って作動流体４の通過するオリフィス孔６が設置されており、一般的には金属材料等の剛体に形成されている。
【０００３】
上記構成において、連係部材３を介して可動体２に力がＡの方向に作用すると、可動体２に設けたオリフィス孔６を通過して作動流体４は４ａ側から４ｂ側へ流れ、可動体２はＡの方向に移動する。作動流体４がオリフィス孔６を流れる際の抵抗力によって可動体２はＡとは逆の方向への抵抗力を受け、動作速度はゆっくりとなる。これによりダンパ効果が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のダンパ装置では、オリフィス孔は剛体に設けられており、変形しないため、どの荷重においてもその面積は一定である。このため、ダンパ装置に作用する負荷に応じてオリフィス孔の面積を変化させ、ダンパ装置の動作特性を制御することはできなかった。
【０００５】
例えば、図１０に示すラック昇降式の収納装置（例えば特開平９−２３８７５６号公報）のように、収納ラック７を引き降ろす際に収納ラック７がゆっくりと降下するようにダンパ装置８は作用する。しかし、収納装置では、収納物の重量が一定していないため、上記従来の技術として説明したような特性のダンパ装置８を用いた場合には、収納物の重量が重い時には収納ラックの降下速度が速くなり、危険に感じる恐れがあり、逆に収納物の重量が軽い場合には収納ラックの降下速度が遅く、じれったく感じたりするという課題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、ケーシングと、前記ケーシング内に配した可動体と、前記ケーシング内に封入した作動流体と、前記可動体の移動に伴って前記作動流体が流れるオリフィス孔を設けた弾性体と、前記弾性体を設置し、その内側面をテーパ形状とした弾性体装着部とで構成され、前記弾性体装着部は、前記オリフィス孔と連通した装着部流路を有し、かつ作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としたものである。
【０００７】
上記発明によれば、可動体に力が作用すると作動流体の圧力が増加することから弾性体が変形し、その弾性体に設けたオリフィス孔の形状や面積も自動的に変化する。また、可動体に加わる力が変化すれば、オリフィス孔の形状や面積も変化することになる。つまり、可動体に作用する力に応じてオリフィス孔の面積、すなわちダンパ特性を変化させることができる。たとえば、可動体に作用する力の大きさが変化しても、可動体の動作速度を略一定に保つこともできる。また、弾性体の装着方法や弾性体装着部の形状などによっては、オリフィス孔の変形が一定せず、正常なダンパ特性が得られない場合がある。しかし、本発明では、作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としており、常に一定の圧力が弾性体に作用するため、安定したダンパ特性を得ることができる。さらに、弾性体装着部の内側面がテーパ形状であり、円柱形状の弾性体を用いた場合には、弾性体の側面と弾性体装着部の内側面は接触しない。したがって、常に弾性体の側面全面から作動流体の圧力が作用するため、常に一定の条件で弾性体は圧縮される。また、内側面はテーパ状であることから圧力が作用した状態ではオリフィス孔と装着部流路との位置関係は略一定となり、より安定したダンパ特性を得ることができる。また、弾性体に多少の寸法誤差があっても、ダンパ特性に影響を与えることがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は請求項１に記載のように、ケーシングと、前記ケーシング内に配した可動体と、前記ケーシング内に封入した作動流体と、前記可動体の移動に伴って前記作動流体が流れるオリフィス孔を設けた弾性体と、前記弾性体を設置し、その内側面をテーパ形状とした弾性体装着部とで構成され、前記弾性体装着部は、前記オリフィス孔と連通した装着部流路を有し、かつ作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としたものである。
【０００９】
可動体に力が作用すると作動流体の圧力が増加することから弾性体が変形し、その弾性体に設けたオリフィス孔の形状や面積も自動的に変化する。可動体に加わる力が変れば、オリフィス孔の形状や面積も変化する。ダンパ装置の特性は主にオリフィス孔の形状や断面積に依存していることから、本発明のダンパ装置では可動体に作用する力に応じてダンパ作用そのもの特性を変化させることができる。しかも構成は弾性体にオリフィス孔を設けるという非常に簡単なものであり、容易に上記効果を得ることができる。たとえば、可動体に作用する力の大きさが変化しても、可動体の動作速度を略一定に保つこともできる。
【００１０】
また、弾性体の装着方法や弾性体を装着する弾性体装着部の形状などによっては、弾性体に作用する圧力状態が一定せず、オリフィス孔の変形が不定となり、正常なダンパ特性が得られない場合がある。しかし、本発明では、作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としており、常に一定の圧力が弾性体に作用するため、ばらつきの少ない安定したダンパ特性を得ることができる。さらに、弾性体装着部の内側面がテーパ形状であり、円柱形状の弾性体を用いた場合には、弾性体の側面と弾性体装着部の内側面は接触しない。したがって、常に弾性体の側面全面から作動流体の圧力が作用するため、常に一定の条件で弾性体は圧縮される。また、内側面はテーパ状であることから圧力が作用した状態ではオリフィス孔と装着部流路との位置関係は略一定となり、より安定したダンパ特性を得ることができる。また、弾性体に多少の寸法誤差があっても、ダンパ特性に影響を与えることがない。
【００１１】
また、請求項２に記載のダンパ装置は、弾性体装着部は、弾性体が少なくともオリフィス孔の軸方向に遊びを有する構成としたものである。ダンパに力が加わり、作動流体の圧力が弾性体に作用する際に、弾性体の正面（オリフィス軸と垂直な面）の全面が、常に作動流体と接する構造であり、オリフィス孔の軸方向に関しては常に一定の条件で弾性体は圧縮され、オリフィス孔は変形することになる。これにより、より安定したダンパ特性が得られる。
【００１５】
また、請求項３に記載のダンパ装置は、装着部流路は、弾性体と接する入り口側に角アールを設けたものである。弾性体は、装着部流路の入り口側と接するため、圧力が作用した際に弾性体に亀裂等の損傷が生じる恐れがある。この損傷により、ダンパ特性に影響を与える可能性があり、またダンパの破損につながる恐れもある。装着部流路の入り口側に角アールを設けることにより、弾性体に作用する応力、特にせん断力を小さくし、破損の発生を抑制することができ、耐久性も向上する。また、角アールの大きさが変わると、オリフィス孔の変形特性も変化することから、角アールを設けることによりダンパ特性変更を行うことができる。
【００１６】
また、請求項４に記載のダンパ装置は、角アールは、０．５mm以上としたものである。角アール０．５mm以下では、大きな荷重が作用した場合に十分な効果は得られないためであり、これ以上の大きさとすることにより安定したダンパ特性と、装置の耐久性を確保することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載のダンパ装置は、装着部流路の直径は、オリフィス孔の最小部直径の５倍以下としたものである。装着部流路の直径が大きすぎると、弾性体の変形量が大きくなり、オリフィス孔が閉塞したり、弾性体が小刻みに伸縮を繰り返す振動現象（いわゆるびびり現象）などの異常現象を発生する恐れがあるが、オリフィス孔の最小部直径の５倍以下とすることによりこの発生を抑制できる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１のダンパ装置の断面図、図２（ａ）、（ｂ）は同ダンパ装置の部分拡大断面図である。
【００２０】
図１、図２において、円筒状のケーシング１の内部には、そのケーシング１の内側に沿って動く樹脂や金属等の剛体からなる可動体２があり、可動体２にはケーシング１の一部を貫通した軸体である連係部材３が連結してある。ケーシング１内にはオイル等の作動流体４が封入されており、ＯリングやＸリング等のシール材５はケーシング１の内面と可動体２の外面との隙間をシールしている。また、可動体２に設けた弾性体装着部９にはゴム等の弾性体１０が装着してあり、この弾性体１０を貫通してオリフィス孔１１が設けられている。ここで弾性体１０は円柱形状としているが、特にこの形状に限定するものではない。また、弾性体装着部９にもオリフィス孔１１と連通して作動流体４を通過させるための装着部流路１２が形成されている。また、弾性体装着部９は、弾性体１０が少なくともオリフィス孔１１の軸方向に遊びを有する構成であり、弾性体装着部９の内側面１３はテーパ形状としている。なお、遊びとは、弾性体１０がわずかに移動できる程度のすき間Ｃのことである。また、弾性体１０と接する入り口側には角アール１４を設けている。
【００２１】
なお、可動体２の両側の作動流体４は４ａ（上流側）、４ｂ（下流側）とし、弾性体１０はオリフィス孔１１と垂直な面を正面１０ａ、円柱形の円周部を側面１０ｂとしている。
【００２２】
次に動作、作用について説明すると、軸体である連係部材３をケーシング１に押し込む力（Ｂの方向に作用する力）が加わると、その力は連係部材３を介して可動体２に加わり、作動流体４ａを圧縮する。弾性体１０に設けたオリフィス孔１１および装着部流路１２を通過して作動流体４は４ａ側から４ｂ側へ流れる。この流れに伴って可動体２はＢの方向に移動するが、作動流体４がオリフィス孔１１を流れる際の抵抗力によって可動体２はＢと反対の方向への抵抗力を受け、動作速度はゆっくりとなる。これがダンパ効果である。なお、可動体２の移動速度はオリフィス孔１１の形状や断面積などに依存する。
【００２３】
可動体２により作動流体４ａが圧縮されると、弾性体１０にもこの作動流体４の圧力が作用する。このため、力が作用した時には、図２（ｂ）に示すように弾性体１０は圧縮され、この弾性体１０に設けられているオリフィス孔１１の形状や面積も変化する。また、可動体２に加わる力が変化すれば、弾性体２に加わる圧力も変化することから、荷重に応じてオリフィス孔１１の面積を自動的に変化することができ、ダンパ特性も自動的に荷重に応じて変化させることができる。
【００２４】
図２の構成では、可動体２に作用する力が増加すれば、弾性体１０の圧縮量つまりオリフィス孔１１の変形量も増加し、オリフィス孔１１の断面積は減少する傾向にある。つまり、ダンパの特性を示すダンパ負荷（可動体に作用する力）と可動体２の動作速度との関係は、一般の剛体に設けた固定オリフィスでは図３のＤのような関係であるのに対して、本開発のダンパ装置ではＥの方向に移動した特性が得られる。したがって、負荷が大きくなった場合でも可動体の移動速度を抑えるように作用し、可動体２の動作速度を一定の安全な速度以下に安定して保つことができる。
【００２５】
なお、図３のＥに示したようなダンパ装置の特性は、弾性体１０の変形特性やオリフィス孔１１の形状、断面積等のさまざまな要素によって決まるため、条件の変更により任意の特性を得ることができる。例えば、図３のＦに示すような特性、つまりある値以上の負荷であれば、負荷が変動しても可動体の移動速度を略一定に保つことも可能である。
【００２６】
また、弾性体装着部９は、弾性体１０が少なくともオリフィス孔１１の軸方向に遊びＣを有する構成であり、この遊びのために弾性体１０の正面１０ａは全面に作動流体４の圧力が作用する。また、弾性体装着部９の内側面１３をテーパ状にしていることから、弾性体１０の側面１０ｂ全体にも作動流体４の圧力が作用する。したがって、作動流体４の圧力は常に弾性体１０の正面１０ａおよび側面１０ｂから作用し、弾性体１０およびオリフィス孔１１の変形状態が常に一定となり、安定したダンパ特性を得ることができる。また、弾性体１０のまわりに空間が存在するため、弾性体１０の外径や弾性体装着部９の多少の寸法誤差はダンパ特性に影響を与えない。たとえば、図４に示したように、弾性体装着部９と弾性体１０が同一寸法の場合、寸法誤差によっては、弾性体１０の側面１０ｂに作動流体４の圧力が作用する場合としない場合があり、弾性体１０の変形状態は一定しない。また、弾性体１０の寸法が多少大きい場合などは、装着時にすでに弾性体１０は圧縮されオリフィス孔１１は狭められている状態にあり、特性に影響を与えてしまう。
【００２７】
また、弾性体１０は、装着部流路１２の入り口側と接触するため、圧力が作用した際に、弾性体１０に亀裂等の損傷が生じる恐れがある。例えば、図５（ａ）のような場合には、圧力が作用した時には図５（ｂ）のように弾性体１０のＧの部分に大きなせん断力が作用し、亀裂を生じる可能性がある。この損傷により、ダンパ特性は影響を受け、またダンパの破損につながる恐れもある。装着部流路１２の入り口側に角アール１４を設けることにより、弾性体１０に大きなせん断応力が作用することを抑制し、破損の発生を防止し、特性変動を抑え、耐久性の高いダンパ装置が得られる。また、角アール１４の大きさが変わると、オリフィス孔１１の変形特性も変化することから、角アール１４を設けることによりダンパ特性変更を行うことができる。しかし、角アール１４が小さすぎると、充分な効果が得られず、弾性体１０に破損を与える恐れがあるので、角アール１４は、０．５mm以上としている。好ましくは１mm以上であることがが望ましい。
【００２８】
また、装着部流路１２の直径は、オリフィス孔１０の最小部直径の５倍以下としている。他の部位の寸法にもよるが、図６（ａ）のようにこの直径が５倍以上になると、加圧時には図６（ｂ）に示すように、弾性体１０の変形量が大きくなり、オリフィス孔１１に異常な変形の起こる可能性がある。この際、オリフィス孔１１が閉塞したり、弾性体１０が小刻みに伸縮を繰り返すびびり現象などの異常現象を引き起こすことがある。装着部流路１２の直径は、オリフィス孔１１の最小部直径の５倍以下とすることにより、この現象を回避できる。
【００２９】
また、軸体である連係部材３はケーシング１の内外に出入りする構成であるため、その出入りする連係部材３の体積分の逃げ場所が必要であり、一般には空気層１５をケーシング内に設ける場合が多い。ダンパの設置方向によってはこの空気層がオリフィス孔に噛み込む恐れがあり、その場合はダンパ作用が得られないため、空気の噛み込まない条件で使用する必要がある。また、ケーシング内の作動流体４と空気層１５を隔離する空気層隔離手段を用いた場合には、どの設置方向で使用することも可能となる。また、独立発泡ゴムなどのアキュムレーターを上記空気層１５の代わりに封入した場合にも同様である。
【００３０】
なお、ケーシング１内面と可動体２外面とのシールやケーシング１と係合部材３とのシールにはＯリングやＸリング等のシール材５を用いたが、ピストンシールやＶパッキン等の他のシール手段であってもよい。
【００３１】
また、この例では、可動体２が直線上を移動する形態のダンパ装置についての例を示したが回転軸の回動に対して抵抗力を作用するロータリー式のダンパ装置であってもかまわないし、それ以外の軌道であってもよい。
【００３２】
（実施例２）
図７（ａ）は本発明の実施例２のダンパ装置の部分拡大断面図、図７（ｂ）は同ダンパ装置の弾性体装着部周辺の拡大断面斜視図であり、図１に示した実施例１と同じ構成要素には同一の符号を付与して説明は省略する。
【００３３】
ダンパ装置全体の構成は実施例１と同様であるが、弾性体装着部９の内側面１３に弾性体外形と接する突起部１６を設けている。
【００３４】
作用、効果も実施例１と同様であるが、突起部１６は、弾性体１０が弾性体装着部９内を移動することを防止する。このため、オリフィス孔１１と装着部流路１２との位置関係は常に一定となり、またオリフィス孔１１の変形特性も一定となることから、特性ばらつきの少ないダンパ装置が得られる。
【００３５】
また、突起部１６は突起形状であるため、弾性体１０との接触面積は小さく、弾性体側面１０ｂへの圧力の作用を妨げることはほとんどない。また、実施例１と同様に、弾性体装着部９は弾性体１０がオリフィス孔１１の軸方向に遊びを有する構成であるため、作動流体４の圧力が常に弾性体１０の正面１０ａおよび側面１０ｂから作用する。このため、弾性体１０およびオリフィス孔１１の変形状態が常に同一であり、特性の一定したダンパ装置を得ることができる。また、寸法誤差で弾性体１０が多少大きい場合でも、突起部１６の接触面積は僅かであるため、オリフィス孔１１の変形およびダンパ特性に影響を与えることはない。
【００３６】
なお、この例では、突起部１６を除いた弾性体装着部９の内側面形状は円柱形状としたが、テーパ状であっても、他の形状であってもかまわない。
【００３７】
（実施例３）
図８（ａ）は本発明の実施例３のダンパ装置の部分拡大断面図、図８（ｂ）は同ダンパ装置の弾性体装着部周辺の拡大断面斜視図であり、図１に示した実施例１と同じ構成要素には同一の符号を付与して説明は省略する。
【００３８】
ダンパ装置全体の構成は実施例１と同様であるが、弾性体１０の外側面１０ｂに弾性体装着部９の内側面１３と接する弾性体突起部１７を設けたものであり、実施例２と同様の作用、効果が得られる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、弾性体にオリフィス孔を形成したものであり、可動体に作用する力に応じてオリフィス孔の形状や面積が自動的に変化し、ダンパ特性そのものを変化させることができる。たとえば、荷重が変化しても略一定の速度で動作するダンパ装置を得ることも可能である。また、作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としたことにより、常に一定の状態で弾性体に圧力が作用し、オリフィス孔の変形が一定となることから、ばらつきの少ない安定したダンパ特性を得ることができる。
【００４０】
また、弾性体装着部は、弾性体が少なくともオリフィス孔の軸方向に遊びを有する構成とした場合には、作動流体の圧力が弾性体に作用する際に、弾性体の正面（オリフィス軸と垂直な面）の全面が、常に作動流体と接する構造とは、オリフィス孔の軸方向に関しては常に一定の条件で弾性体は圧縮され、オリフィス孔は変形することになる。これにより、より安定したダンパ特性が得られる。
【００４１】
また、弾性体装着部は、その内側面をテーパ形状とした場合には、常に弾性体の側面全面から作動流体の圧力が作用するため、常に一定の条件で弾性体は圧縮される。また、内側面はテーパ状であることから圧力が作用した状態ではオリフィス孔と装着部流路との位置関係は略一定となり、より安定したダンパ特性を得ることができる。また、弾性体に多少の寸法誤差があっても、ダンパ特性に影響を与えることがない。
【００４２】
また、弾性体装着部は、その内側面に弾性体外形と接する突起部を設けた場合には、弾性体装着部内を弾性体が周方向へ移動することを防止し、オリフィス孔と装着部流路との位置関係が常に一定となり、安定したダンパ特性を得ることができる。
【００４３】
また、弾性体は、その外側面に弾性体装着部の内側面と接する弾性体突起部を設けた場合にも、弾性体装着部内を弾性体が周方向へ移動することを防止し、オリフィス孔と装着部流路との位置関係が常に一定となることから、安定したダンパ特性を得ることができる。
【００４４】
また、装着部流路は、弾性体と接する入り口側に角アールを設けた場合には、弾性体に亀裂等の損傷が生じ、この損傷により、ダンパ特性に影響を与えたりダンパ装置が破損したりすることを防止する。これにより、安定した特性を得るとともに耐久性を向上することができる。また、角アールの大きさが変わると、オリフィス孔の変形特性も変化することから、角アールを設けることによりダンパ特性変更を行うことができる。
【００４５】
また、角アールは、０．５mm以上とした場合には、ダンパに大きな荷重が作用した場合でも、より安定したダンパ特性と、装置の耐久性を確保することができる。
【００４６】
また、装着部流路の直径は、オリフィス孔の最小部直径の５倍以下とした場合には、オリフィス孔が閉塞したり、弾性体が小刻みに伸縮を繰り返す振動現象（いわゆるびびり現象）などの異常現象を発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のダンパ装置の断面図
【図２】（ａ）同ダンパ装置の部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の左向きに力が作用した場合の部分拡大断面図
【図３】同ダンパ装置の負荷と可動体の動作速度の関係を表す特性図
【図４】弾性体装着部と弾性体が同一寸法であるダンパ装置の例を示す部分拡大断面図
【図５】（ａ）装着部流路の入り口側に角アールを設置しないダンパ装置の例を示す部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の左向きに力が作用した場合の部分拡大断面図
【図６】（ａ）装着部流路の直径がオリフィス孔の最小部直径の５倍以上であるダンパ装置の例を示す部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の左向きに力が作用した場合の部分拡大断面図
【図７】（ａ）本発明の実施例２のダンパ装置の部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の弾性体装着部周辺の拡大断面斜視図
【図８】（ａ）本発明の実施例３のダンパ装置の部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の弾性体装着部周辺の拡大断面斜視図
【図９】従来のダンパ装置の概略図
【図１０】ダンパ装置の使用例を示す装置の概略図
【符号の説明】
１ ケーシング
２ 可動体
３ 連係手段
４ 作動流体
９ 弾性体装着部
１０ 弾性体
１１ オリフィス孔
１２ 装着部流路
１３ 弾性体装着部の内側面
１４ 角アール
１６ 突起部
１７ 弾性体突起部
【発明の属する技術分野】
本発明は可動体に加わる負荷に応じて可動体の動作特性（ダンパ特性）を制御するダンパ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可動体の動作を制御するダンパ装置は、図９に示すような構造のものが一般的であった。すなわち、ケーシング１内に可動体２を配設し、可動体２と連結した軸体の連係部材３は、ケーシング１の外部に突出して設けられている。また、オイル等の作動流体４をケーシング１内に封入しており、ケーシング１と可動体２の間はシール部材５によりシールされている。また、可動体２には、可動体２の移動に伴って作動流体４の通過するオリフィス孔６が設置されており、一般的には金属材料等の剛体に形成されている。
【０００３】
上記構成において、連係部材３を介して可動体２に力がＡの方向に作用すると、可動体２に設けたオリフィス孔６を通過して作動流体４は４ａ側から４ｂ側へ流れ、可動体２はＡの方向に移動する。作動流体４がオリフィス孔６を流れる際の抵抗力によって可動体２はＡとは逆の方向への抵抗力を受け、動作速度はゆっくりとなる。これによりダンパ効果が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のダンパ装置では、オリフィス孔は剛体に設けられており、変形しないため、どの荷重においてもその面積は一定である。このため、ダンパ装置に作用する負荷に応じてオリフィス孔の面積を変化させ、ダンパ装置の動作特性を制御することはできなかった。
【０００５】
例えば、図１０に示すラック昇降式の収納装置（例えば特開平９−２３８７５６号公報）のように、収納ラック７を引き降ろす際に収納ラック７がゆっくりと降下するようにダンパ装置８は作用する。しかし、収納装置では、収納物の重量が一定していないため、上記従来の技術として説明したような特性のダンパ装置８を用いた場合には、収納物の重量が重い時には収納ラックの降下速度が速くなり、危険に感じる恐れがあり、逆に収納物の重量が軽い場合には収納ラックの降下速度が遅く、じれったく感じたりするという課題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、ケーシングと、前記ケーシング内に配した可動体と、前記ケーシング内に封入した作動流体と、前記可動体の移動に伴って前記作動流体が流れるオリフィス孔を設けた弾性体と、前記弾性体を設置し、その内側面をテーパ形状とした弾性体装着部とで構成され、前記弾性体装着部は、前記オリフィス孔と連通した装着部流路を有し、かつ作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としたものである。
【０００７】
上記発明によれば、可動体に力が作用すると作動流体の圧力が増加することから弾性体が変形し、その弾性体に設けたオリフィス孔の形状や面積も自動的に変化する。また、可動体に加わる力が変化すれば、オリフィス孔の形状や面積も変化することになる。つまり、可動体に作用する力に応じてオリフィス孔の面積、すなわちダンパ特性を変化させることができる。たとえば、可動体に作用する力の大きさが変化しても、可動体の動作速度を略一定に保つこともできる。また、弾性体の装着方法や弾性体装着部の形状などによっては、オリフィス孔の変形が一定せず、正常なダンパ特性が得られない場合がある。しかし、本発明では、作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としており、常に一定の圧力が弾性体に作用するため、安定したダンパ特性を得ることができる。さらに、弾性体装着部の内側面がテーパ形状であり、円柱形状の弾性体を用いた場合には、弾性体の側面と弾性体装着部の内側面は接触しない。したがって、常に弾性体の側面全面から作動流体の圧力が作用するため、常に一定の条件で弾性体は圧縮される。また、内側面はテーパ状であることから圧力が作用した状態ではオリフィス孔と装着部流路との位置関係は略一定となり、より安定したダンパ特性を得ることができる。また、弾性体に多少の寸法誤差があっても、ダンパ特性に影響を与えることがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は請求項１に記載のように、ケーシングと、前記ケーシング内に配した可動体と、前記ケーシング内に封入した作動流体と、前記可動体の移動に伴って前記作動流体が流れるオリフィス孔を設けた弾性体と、前記弾性体を設置し、その内側面をテーパ形状とした弾性体装着部とで構成され、前記弾性体装着部は、前記オリフィス孔と連通した装着部流路を有し、かつ作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としたものである。
【０００９】
可動体に力が作用すると作動流体の圧力が増加することから弾性体が変形し、その弾性体に設けたオリフィス孔の形状や面積も自動的に変化する。可動体に加わる力が変れば、オリフィス孔の形状や面積も変化する。ダンパ装置の特性は主にオリフィス孔の形状や断面積に依存していることから、本発明のダンパ装置では可動体に作用する力に応じてダンパ作用そのもの特性を変化させることができる。しかも構成は弾性体にオリフィス孔を設けるという非常に簡単なものであり、容易に上記効果を得ることができる。たとえば、可動体に作用する力の大きさが変化しても、可動体の動作速度を略一定に保つこともできる。
【００１０】
また、弾性体の装着方法や弾性体を装着する弾性体装着部の形状などによっては、弾性体に作用する圧力状態が一定せず、オリフィス孔の変形が不定となり、正常なダンパ特性が得られない場合がある。しかし、本発明では、作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としており、常に一定の圧力が弾性体に作用するため、ばらつきの少ない安定したダンパ特性を得ることができる。さらに、弾性体装着部の内側面がテーパ形状であり、円柱形状の弾性体を用いた場合には、弾性体の側面と弾性体装着部の内側面は接触しない。したがって、常に弾性体の側面全面から作動流体の圧力が作用するため、常に一定の条件で弾性体は圧縮される。また、内側面はテーパ状であることから圧力が作用した状態ではオリフィス孔と装着部流路との位置関係は略一定となり、より安定したダンパ特性を得ることができる。また、弾性体に多少の寸法誤差があっても、ダンパ特性に影響を与えることがない。
【００１１】
また、請求項２に記載のダンパ装置は、弾性体装着部は、弾性体が少なくともオリフィス孔の軸方向に遊びを有する構成としたものである。ダンパに力が加わり、作動流体の圧力が弾性体に作用する際に、弾性体の正面（オリフィス軸と垂直な面）の全面が、常に作動流体と接する構造であり、オリフィス孔の軸方向に関しては常に一定の条件で弾性体は圧縮され、オリフィス孔は変形することになる。これにより、より安定したダンパ特性が得られる。
【００１５】
また、請求項３に記載のダンパ装置は、装着部流路は、弾性体と接する入り口側に角アールを設けたものである。弾性体は、装着部流路の入り口側と接するため、圧力が作用した際に弾性体に亀裂等の損傷が生じる恐れがある。この損傷により、ダンパ特性に影響を与える可能性があり、またダンパの破損につながる恐れもある。装着部流路の入り口側に角アールを設けることにより、弾性体に作用する応力、特にせん断力を小さくし、破損の発生を抑制することができ、耐久性も向上する。また、角アールの大きさが変わると、オリフィス孔の変形特性も変化することから、角アールを設けることによりダンパ特性変更を行うことができる。
【００１６】
また、請求項４に記載のダンパ装置は、角アールは、０．５mm以上としたものである。角アール０．５mm以下では、大きな荷重が作用した場合に十分な効果は得られないためであり、これ以上の大きさとすることにより安定したダンパ特性と、装置の耐久性を確保することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載のダンパ装置は、装着部流路の直径は、オリフィス孔の最小部直径の５倍以下としたものである。装着部流路の直径が大きすぎると、弾性体の変形量が大きくなり、オリフィス孔が閉塞したり、弾性体が小刻みに伸縮を繰り返す振動現象（いわゆるびびり現象）などの異常現象を発生する恐れがあるが、オリフィス孔の最小部直径の５倍以下とすることによりこの発生を抑制できる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１のダンパ装置の断面図、図２（ａ）、（ｂ）は同ダンパ装置の部分拡大断面図である。
【００２０】
図１、図２において、円筒状のケーシング１の内部には、そのケーシング１の内側に沿って動く樹脂や金属等の剛体からなる可動体２があり、可動体２にはケーシング１の一部を貫通した軸体である連係部材３が連結してある。ケーシング１内にはオイル等の作動流体４が封入されており、ＯリングやＸリング等のシール材５はケーシング１の内面と可動体２の外面との隙間をシールしている。また、可動体２に設けた弾性体装着部９にはゴム等の弾性体１０が装着してあり、この弾性体１０を貫通してオリフィス孔１１が設けられている。ここで弾性体１０は円柱形状としているが、特にこの形状に限定するものではない。また、弾性体装着部９にもオリフィス孔１１と連通して作動流体４を通過させるための装着部流路１２が形成されている。また、弾性体装着部９は、弾性体１０が少なくともオリフィス孔１１の軸方向に遊びを有する構成であり、弾性体装着部９の内側面１３はテーパ形状としている。なお、遊びとは、弾性体１０がわずかに移動できる程度のすき間Ｃのことである。また、弾性体１０と接する入り口側には角アール１４を設けている。
【００２１】
なお、可動体２の両側の作動流体４は４ａ（上流側）、４ｂ（下流側）とし、弾性体１０はオリフィス孔１１と垂直な面を正面１０ａ、円柱形の円周部を側面１０ｂとしている。
【００２２】
次に動作、作用について説明すると、軸体である連係部材３をケーシング１に押し込む力（Ｂの方向に作用する力）が加わると、その力は連係部材３を介して可動体２に加わり、作動流体４ａを圧縮する。弾性体１０に設けたオリフィス孔１１および装着部流路１２を通過して作動流体４は４ａ側から４ｂ側へ流れる。この流れに伴って可動体２はＢの方向に移動するが、作動流体４がオリフィス孔１１を流れる際の抵抗力によって可動体２はＢと反対の方向への抵抗力を受け、動作速度はゆっくりとなる。これがダンパ効果である。なお、可動体２の移動速度はオリフィス孔１１の形状や断面積などに依存する。
【００２３】
可動体２により作動流体４ａが圧縮されると、弾性体１０にもこの作動流体４の圧力が作用する。このため、力が作用した時には、図２（ｂ）に示すように弾性体１０は圧縮され、この弾性体１０に設けられているオリフィス孔１１の形状や面積も変化する。また、可動体２に加わる力が変化すれば、弾性体２に加わる圧力も変化することから、荷重に応じてオリフィス孔１１の面積を自動的に変化することができ、ダンパ特性も自動的に荷重に応じて変化させることができる。
【００２４】
図２の構成では、可動体２に作用する力が増加すれば、弾性体１０の圧縮量つまりオリフィス孔１１の変形量も増加し、オリフィス孔１１の断面積は減少する傾向にある。つまり、ダンパの特性を示すダンパ負荷（可動体に作用する力）と可動体２の動作速度との関係は、一般の剛体に設けた固定オリフィスでは図３のＤのような関係であるのに対して、本開発のダンパ装置ではＥの方向に移動した特性が得られる。したがって、負荷が大きくなった場合でも可動体の移動速度を抑えるように作用し、可動体２の動作速度を一定の安全な速度以下に安定して保つことができる。
【００２５】
なお、図３のＥに示したようなダンパ装置の特性は、弾性体１０の変形特性やオリフィス孔１１の形状、断面積等のさまざまな要素によって決まるため、条件の変更により任意の特性を得ることができる。例えば、図３のＦに示すような特性、つまりある値以上の負荷であれば、負荷が変動しても可動体の移動速度を略一定に保つことも可能である。
【００２６】
また、弾性体装着部９は、弾性体１０が少なくともオリフィス孔１１の軸方向に遊びＣを有する構成であり、この遊びのために弾性体１０の正面１０ａは全面に作動流体４の圧力が作用する。また、弾性体装着部９の内側面１３をテーパ状にしていることから、弾性体１０の側面１０ｂ全体にも作動流体４の圧力が作用する。したがって、作動流体４の圧力は常に弾性体１０の正面１０ａおよび側面１０ｂから作用し、弾性体１０およびオリフィス孔１１の変形状態が常に一定となり、安定したダンパ特性を得ることができる。また、弾性体１０のまわりに空間が存在するため、弾性体１０の外径や弾性体装着部９の多少の寸法誤差はダンパ特性に影響を与えない。たとえば、図４に示したように、弾性体装着部９と弾性体１０が同一寸法の場合、寸法誤差によっては、弾性体１０の側面１０ｂに作動流体４の圧力が作用する場合としない場合があり、弾性体１０の変形状態は一定しない。また、弾性体１０の寸法が多少大きい場合などは、装着時にすでに弾性体１０は圧縮されオリフィス孔１１は狭められている状態にあり、特性に影響を与えてしまう。
【００２７】
また、弾性体１０は、装着部流路１２の入り口側と接触するため、圧力が作用した際に、弾性体１０に亀裂等の損傷が生じる恐れがある。例えば、図５（ａ）のような場合には、圧力が作用した時には図５（ｂ）のように弾性体１０のＧの部分に大きなせん断力が作用し、亀裂を生じる可能性がある。この損傷により、ダンパ特性は影響を受け、またダンパの破損につながる恐れもある。装着部流路１２の入り口側に角アール１４を設けることにより、弾性体１０に大きなせん断応力が作用することを抑制し、破損の発生を防止し、特性変動を抑え、耐久性の高いダンパ装置が得られる。また、角アール１４の大きさが変わると、オリフィス孔１１の変形特性も変化することから、角アール１４を設けることによりダンパ特性変更を行うことができる。しかし、角アール１４が小さすぎると、充分な効果が得られず、弾性体１０に破損を与える恐れがあるので、角アール１４は、０．５mm以上としている。好ましくは１mm以上であることがが望ましい。
【００２８】
また、装着部流路１２の直径は、オリフィス孔１０の最小部直径の５倍以下としている。他の部位の寸法にもよるが、図６（ａ）のようにこの直径が５倍以上になると、加圧時には図６（ｂ）に示すように、弾性体１０の変形量が大きくなり、オリフィス孔１１に異常な変形の起こる可能性がある。この際、オリフィス孔１１が閉塞したり、弾性体１０が小刻みに伸縮を繰り返すびびり現象などの異常現象を引き起こすことがある。装着部流路１２の直径は、オリフィス孔１１の最小部直径の５倍以下とすることにより、この現象を回避できる。
【００２９】
また、軸体である連係部材３はケーシング１の内外に出入りする構成であるため、その出入りする連係部材３の体積分の逃げ場所が必要であり、一般には空気層１５をケーシング内に設ける場合が多い。ダンパの設置方向によってはこの空気層がオリフィス孔に噛み込む恐れがあり、その場合はダンパ作用が得られないため、空気の噛み込まない条件で使用する必要がある。また、ケーシング内の作動流体４と空気層１５を隔離する空気層隔離手段を用いた場合には、どの設置方向で使用することも可能となる。また、独立発泡ゴムなどのアキュムレーターを上記空気層１５の代わりに封入した場合にも同様である。
【００３０】
なお、ケーシング１内面と可動体２外面とのシールやケーシング１と係合部材３とのシールにはＯリングやＸリング等のシール材５を用いたが、ピストンシールやＶパッキン等の他のシール手段であってもよい。
【００３１】
また、この例では、可動体２が直線上を移動する形態のダンパ装置についての例を示したが回転軸の回動に対して抵抗力を作用するロータリー式のダンパ装置であってもかまわないし、それ以外の軌道であってもよい。
【００３２】
（実施例２）
図７（ａ）は本発明の実施例２のダンパ装置の部分拡大断面図、図７（ｂ）は同ダンパ装置の弾性体装着部周辺の拡大断面斜視図であり、図１に示した実施例１と同じ構成要素には同一の符号を付与して説明は省略する。
【００３３】
ダンパ装置全体の構成は実施例１と同様であるが、弾性体装着部９の内側面１３に弾性体外形と接する突起部１６を設けている。
【００３４】
作用、効果も実施例１と同様であるが、突起部１６は、弾性体１０が弾性体装着部９内を移動することを防止する。このため、オリフィス孔１１と装着部流路１２との位置関係は常に一定となり、またオリフィス孔１１の変形特性も一定となることから、特性ばらつきの少ないダンパ装置が得られる。
【００３５】
また、突起部１６は突起形状であるため、弾性体１０との接触面積は小さく、弾性体側面１０ｂへの圧力の作用を妨げることはほとんどない。また、実施例１と同様に、弾性体装着部９は弾性体１０がオリフィス孔１１の軸方向に遊びを有する構成であるため、作動流体４の圧力が常に弾性体１０の正面１０ａおよび側面１０ｂから作用する。このため、弾性体１０およびオリフィス孔１１の変形状態が常に同一であり、特性の一定したダンパ装置を得ることができる。また、寸法誤差で弾性体１０が多少大きい場合でも、突起部１６の接触面積は僅かであるため、オリフィス孔１１の変形およびダンパ特性に影響を与えることはない。
【００３６】
なお、この例では、突起部１６を除いた弾性体装着部９の内側面形状は円柱形状としたが、テーパ状であっても、他の形状であってもかまわない。
【００３７】
（実施例３）
図８（ａ）は本発明の実施例３のダンパ装置の部分拡大断面図、図８（ｂ）は同ダンパ装置の弾性体装着部周辺の拡大断面斜視図であり、図１に示した実施例１と同じ構成要素には同一の符号を付与して説明は省略する。
【００３８】
ダンパ装置全体の構成は実施例１と同様であるが、弾性体１０の外側面１０ｂに弾性体装着部９の内側面１３と接する弾性体突起部１７を設けたものであり、実施例２と同様の作用、効果が得られる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、弾性体にオリフィス孔を形成したものであり、可動体に作用する力に応じてオリフィス孔の形状や面積が自動的に変化し、ダンパ特性そのものを変化させることができる。たとえば、荷重が変化しても略一定の速度で動作するダンパ装置を得ることも可能である。また、作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としたことにより、常に一定の状態で弾性体に圧力が作用し、オリフィス孔の変形が一定となることから、ばらつきの少ない安定したダンパ特性を得ることができる。
【００４０】
また、弾性体装着部は、弾性体が少なくともオリフィス孔の軸方向に遊びを有する構成とした場合には、作動流体の圧力が弾性体に作用する際に、弾性体の正面（オリフィス軸と垂直な面）の全面が、常に作動流体と接する構造とは、オリフィス孔の軸方向に関しては常に一定の条件で弾性体は圧縮され、オリフィス孔は変形することになる。これにより、より安定したダンパ特性が得られる。
【００４１】
また、弾性体装着部は、その内側面をテーパ形状とした場合には、常に弾性体の側面全面から作動流体の圧力が作用するため、常に一定の条件で弾性体は圧縮される。また、内側面はテーパ状であることから圧力が作用した状態ではオリフィス孔と装着部流路との位置関係は略一定となり、より安定したダンパ特性を得ることができる。また、弾性体に多少の寸法誤差があっても、ダンパ特性に影響を与えることがない。
【００４２】
また、弾性体装着部は、その内側面に弾性体外形と接する突起部を設けた場合には、弾性体装着部内を弾性体が周方向へ移動することを防止し、オリフィス孔と装着部流路との位置関係が常に一定となり、安定したダンパ特性を得ることができる。
【００４３】
また、弾性体は、その外側面に弾性体装着部の内側面と接する弾性体突起部を設けた場合にも、弾性体装着部内を弾性体が周方向へ移動することを防止し、オリフィス孔と装着部流路との位置関係が常に一定となることから、安定したダンパ特性を得ることができる。
【００４４】
また、装着部流路は、弾性体と接する入り口側に角アールを設けた場合には、弾性体に亀裂等の損傷が生じ、この損傷により、ダンパ特性に影響を与えたりダンパ装置が破損したりすることを防止する。これにより、安定した特性を得るとともに耐久性を向上することができる。また、角アールの大きさが変わると、オリフィス孔の変形特性も変化することから、角アールを設けることによりダンパ特性変更を行うことができる。
【００４５】
また、角アールは、０．５mm以上とした場合には、ダンパに大きな荷重が作用した場合でも、より安定したダンパ特性と、装置の耐久性を確保することができる。
【００４６】
また、装着部流路の直径は、オリフィス孔の最小部直径の５倍以下とした場合には、オリフィス孔が閉塞したり、弾性体が小刻みに伸縮を繰り返す振動現象（いわゆるびびり現象）などの異常現象を発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のダンパ装置の断面図
【図２】（ａ）同ダンパ装置の部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の左向きに力が作用した場合の部分拡大断面図
【図３】同ダンパ装置の負荷と可動体の動作速度の関係を表す特性図
【図４】弾性体装着部と弾性体が同一寸法であるダンパ装置の例を示す部分拡大断面図
【図５】（ａ）装着部流路の入り口側に角アールを設置しないダンパ装置の例を示す部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の左向きに力が作用した場合の部分拡大断面図
【図６】（ａ）装着部流路の直径がオリフィス孔の最小部直径の５倍以上であるダンパ装置の例を示す部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の左向きに力が作用した場合の部分拡大断面図
【図７】（ａ）本発明の実施例２のダンパ装置の部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の弾性体装着部周辺の拡大断面斜視図
【図８】（ａ）本発明の実施例３のダンパ装置の部分拡大断面図
（ｂ）同ダンパ装置の弾性体装着部周辺の拡大断面斜視図
【図９】従来のダンパ装置の概略図
【図１０】ダンパ装置の使用例を示す装置の概略図
【符号の説明】
１ ケーシング
２ 可動体
３ 連係手段
４ 作動流体
９ 弾性体装着部
１０ 弾性体
１１ オリフィス孔
１２ 装着部流路
１３ 弾性体装着部の内側面
１４ 角アール
１６ 突起部
１７ 弾性体突起部
Claims (5)
- ケーシングと、前記ケーシング内に配した可動体と、前記ケーシング内に封入した作動流体と、前記可動体の移動に伴って前記作動流体が流れるオリフィス孔を設けた弾性体と、前記弾性体を設置し、その内側面をテーパ形状とした弾性体装着部とで構成され、前記弾性体装着部は、前記オリフィス孔と連通した装着部流路を有し、かつ作動流体の圧力が弾性体の正面および側面から作用する構成としたダンパ装置。
- 弾性体装着部は、弾性体が少なくともオリフィス孔の軸方向に遊びを有する構成とした請求項１記載のダンパ装置。
- 装着部流路は、弾性体と接する入り口側に角アールを設けた請求項１または２記載のダンパ装置。
- 角アールは、０．５mm以上とした請求項３記載のダンパ装置。
- 装着部流路の直径は、オリフィス孔の最小部直径の５倍以下とした請求項１ないし４のいずれか１項記載のダンパ装置。
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