JP4969170B2 - ダンパー装置 - Google Patents

Description

本発明は、温度環境の変化に対応して所定のダンパー効果を得ることができるダンパー装置に関する。

従来のダンパー装置は、特許文献１に示されているように、ピストンに凸設されたガイドバーに弁体を摺動可能に挿入し、この弁体の移動によって、圧力室側と非圧力室側とを連通する作動液体の流通路を開閉するように構成されている。

しかしこのダンパー装置は、使用される温度環境の変化に起因して作動液体の粘性が変動するため、設定温度の許容範囲以内であれば正常に作動するが、温度環境が設定温度の許容範囲を超えて高くなったり低くなると、所定のダンパ−効果を得ることができない恐れがあるという問題があった。

特開２０００−２６５７３８号公報

解決しようとする問題点は、使用される温度環境の変化に自動的に対応して所定のダンパー効果を得ることができないという点である。

本発明は、温度環境の変化に自動的に対応するため、作動液体を封入して液体室を形成するシリンダと、前記液体室内を圧力室側と非圧力室側とに区画し移動可能に配置されたピストンと、前記ピストンは前記圧力室側及び非圧力室側間の作動液体の流通を許容する流通路の開口をバルブシートに形成すると共に撓むことで前記流通路を開閉可能な弁体を備えたダンパー装置において、前記弁体を、前記圧力室側に設けると共に該弁体を温度変化に応じて弾性係数が変化する材料で形成し前記開口から離間した位置で前記ピストンに支持し、前記弁体と前記開口の全縁を含めたバルブシートとの間に、前記ピストンの移動前後方向の隙間を形成し、前記バルブシートは、該ピストンの中央部から外周縁に向かう傾斜面からなることを特徴とするダンパー装置。

本発明のダンパー装置は、作動液体を封入して液体室を形成するシリンダと、前記液体室内を圧力室側と非圧力室側とに区画し移動可能に配置されたピストンと、前記ピストンは前記圧力室側及び非圧力室側間の作動液体の流通を許容する流通路の開口をバルブシートに形成すると共に撓むことで前記流通路を開閉可能な弁体を備えたダンパー装置において、前記弁体を、前記圧力室側に設けると共に該弁体を温度変化に応じて弾性係数が変化する材料で形成し前記開口から離間した位置で前記ピストンに支持し、前記弁体と前記開口の全縁を含めたバルブシートとの間に、前記ピストンの移動前後方向の隙間を形成し、前記バルブシートは、該ピストンの中央部から外周縁に向かう傾斜面からなるから、使用される温度環境の変化に自動的に対応してバルブの撓み力を変化させ、作動液体の温度変化に応じた粘性に対応して所定のダンパー効果を確実に得ることができる。従って、低温から高温まで温度依存性が少なく、ダンパー性能を一定化することができる。

弁体を圧力室側に設けると共にこの弁体を温度変化に応じて弾性係数が変化する材料で形成することにより実現した。

図は、本発明の実施例１に係るダンパー装置で、図１は正面視断面説明図、図２は同上要部を示す正面視断面拡大説明図である。

図１のように、この実施例１からなるダンパー装置Ｅ１は、ピストン１０と弁体２０とシリンダ３０とを備えている。

シリンダ３０は、シリコンオイル等の粘性を有する作動液体Ｑを封入して液体室３１が形成されており、この液体室３１内を圧力室５０側と非圧力室６０側とに区画するよう、ピストン１０がピストン・ロッド１７を介して移動可能に挿入されている。

ピストン１０には、圧力室５０側及び非圧力室６０側間の作動液体Ｑの流通を許容する流通路１１が、ピストン１０を軸方向に貫通して左右２本設けられており、このピストン１０の圧力室５０側端面１２には、ピストン１０の中央部から外周縁に向かう円錐状の傾斜面からなるバルブシート１３が形成されている。

前記弁体２０は、ゴムやプラスチック等弾性体により成形され、ピストン１０の圧力室５０側に凸設されたガイドバー１０ａに、軸方向移動可能に設けられている。 特にこの実施例において前記弁体２０は、温度変化に応じて弾性係数が変化する材料で形成されている。すなわち、弁体２０の常温での弾性係数を、所定のダンパー効果が得られるように設定しておけば、温度が上昇すると、上昇した温度に対応して弾性係数が低下し、弁体２０が常温の時と比較して撓み易くなり、温度が下降すると、下降した温度に対応して弾性係数が上昇し、弁体２０が常温の時と比較して撓みにくくなる。

一方、作動液体Ｑの粘度は、常温での粘度と比較して、温度が上昇すると低くなって流動性は向上し、温度が下降すると高くなって流動性は低下する。

従って、常温時においてピストン１０を圧力室５０側に移動すると、弁体２０が作動液体Ｑの圧力により非圧力室６０側に撓み、各流通路１１を閉鎖し所定のダンパー効果を得ることができるように、ピストン１０の前記傾斜面からなるバルブシート１３を設定すると共に、弁体２０の前記弾性係数を設定しておけば、
温度が上昇すると、温度上昇に対応して作動液体Ｑの粘度は、常温での粘度と比較して低下し流動性は向上して粘性抵抗は低下するが、上述したように、弁体２０が常温の時と比較して撓み易くなり、常温時と同等のダンパー効果を得ることができる。つまり、温度が上昇すると、作動液体Ｑは流動性が向上し粘性抵抗が低下して常温時と比較してダンパー効果は低下するが、弁体２０が常温時と比較して撓み易くなり、常温時よりも迅速にピストン１０の傾斜面からなるバルブシート１３に形成されている作動液体Ｑの流通路１１を閉鎖するので、常温時と同等のダンパー効果を得ることができるように、作動液体Ｑの流量を微調整することができる。

温度が下降すると、温度下降に対応して作動液体Ｑの粘度は、常温での粘度と比較して上昇し流動性は低下して粘性抵抗は向上するが、上述したように、弁体２０が常温の時と比較して撓みにくくなり、常温時と同等のダンパー効果を得ることができる。つまり、温度が下降すると、作動液体Ｑは流動性が低下し粘性抵抗が上昇して常温時と比較してダンパー効果は向上するが、弁体２０が常温時と比較して撓みにくくなり、常温時よりもゆっくりとピストン１０の傾斜面１３に形成されている作動液体Ｑの流通路１１を閉鎖していくので、常温時と同等のダンパー効果を得ることができるように、作動液体Ｑの流量を微調整することができる。

上述したように、この実施例では作動液体Ｑの温度変化に対応し温度環境の変化に自動的に対応して所定のダンパー効果を確実に得ることができる。従って、低温から高温まで温度依存性が少なく、ダンパー性能を一定化することができる。

なお、前記ピストン１０の前記傾斜面１３の斜度θは、前記作動液体Ｑの温度が変化しても、弁体２０の前述した機能と相俟ってほぼ一定のダンパー効果を得ることができるよう形成されており、弁体２０は、作動液体Ｑの圧力が作用しない時は、温度の変化に左右されることなく常時平板状すなわちフラットな形状に復元し、フラットな形状を保持できるようにしてある。

この実施例においては、−２５°Ｃ〜７０°Ｃまで前記フラット特性を有する材料で弁体２０が成形されている。

また、ピストン１０を非圧力室６０側に移動すると、非圧力室６０内の作動液体Ｑが流通路１１を通過して圧力室５０側に移動し、この移動圧力で弁体２０を圧力室５０側に押し開き、非圧力室６０内の作動液体Ｑが流通路１１を通過して圧力室５０側に移動しピストン１０を容易に元の状態に復帰することができる。

前記シリンダ３０の非圧力室６０内には、この非圧力室６０内の圧力変動に対応して弾性変形する弾性膜４０が配置されている。 この弾性膜４０は、メンブレンと称されているゴム膜で構成され、前記シリンダ３０内に挿入されたガイド３２に、図示したように取り付けられ、その弾性変形により非圧力室６０と圧力室５０との間の作動液体Ｑの流通を良好化し、ダンパー装置Ｅ１の性能向上に貢献している。

また、シリンダ３０の前記弾性膜４０を収納した部分には、図示したように通気口３３が設けられている。従って、弾性膜４０の周囲を大気圧化でき、一層前記弾性膜４０の効果を助長することができる。

なお、図において３４はキャップで、中央部に前記ピストン・ロッド１７の挿通孔３４ａが設けられており、前記シリンダ３０の開放端３０ａに、この開放端３０ａを閉鎖するように取り付けられている。

前記ガイド３２は、正面視断面形状が略倒Ｈ状に形成されており、前記シリンダ３０の開放端３０ａ側に形成された収容段部３０ｂ内に嵌装されている。そして、このガイド３２の中心部に軸方向に設けられた挿通孔３２ａには、前記ピストン・ロッド１７が摺動自在に挿通され、さらに、前記キャップ３４側に設けられた周溝３２ｂ内にはパッキン３５が収容され、前記シリンダ３０内の作動液体Ｑがピストン・ロッド１７の周囲から機外に漏洩するのを阻止できるようにしてある。

また、前記ガイド３２の中央部に軸方向に形成された周状凹部３２ｃ内には、前記弾性膜４０が収容され、この弾性膜４０の左右の周状端部４１及び４２は、前記ガイド３２の左右のフランジ部３２ｄ及び３２ｅの周囲に設けられた凹溝３２ｆ及び３２ｇ内に固定されており、弾性膜４０の内側周に形成される空間３２ｈは、右側フランジ部３２ｅに形成された連通孔３２ｊによって前記非圧力室６０と連通し、弾性膜４０の外側周とシリンダ３０の内側周との間に形成された空間３２ｋは、前記通気口３３によって外気と連通している。

ピストン・ロッド１７に制御対象物から入力があると、ピストン・ロッド１７からピストン１０に力が伝達され、ピストン１０が圧力室５０側に移動する。

すると、前記弁体２０が作動液体Ｑの圧力により非圧力室６０側に撓み、各流通路１１を閉鎖し、動圧抵抗によりピストン１０に抗力が付与されてその動きが制限され、入力された衝撃が緩和される。

ピストン・ロッド１７に対する制御対象物からの入力が無くなると共に、ピストン１０を非圧力室６０側に移動すると、非圧力室６０内の作動液体Ｑが流通路１１を通過して圧力室５０側に移動し、この移動圧力で弁体２０を圧力室５０側に押し開き、非圧力室６０内の作動液体Ｑが流通路１１を通過して圧力室５０側に移動しピストン１０を容易に元の状態に復帰する。

図３は本発明の実施例２に係るダンパー装置Ｅ２の要部を示す正面視断面拡大説明図である。

この実施例２に係るダンパー装置Ｅ２も主たる構成及び効果は、前述した実施例１のダンパー装置Ｅ１と略同一であるので、本実施例２の特徴とする構成と、その奏する効果のみ説明する。
前記実施例１において、ピストン１０の圧力室５０側端面１２には、ピストン１０の中央部から外周縁に向かう円錐状の傾斜面からなるバルブシート１３が形成されているが、この実施例２では、段付き傾斜面からなるバルブシート１４が形成されている。この段付き傾斜面からなるバルブシート１４は、ピストン１０の中央部側に傾斜角度θａの第１傾斜面１４ａと、この第１傾斜面１４ａの外周側に連続して形成された傾斜角度θｂの第２傾斜面１４ｂとから構成されている。

この実施例２では、傾斜角度θａ＜傾斜角度θｂに設定してあり、第１傾斜面１４ａと第２傾斜面１４ｂとの境界周縁は前記各流通路１１の開口部中心付近に位置させてある。従って、ピストン１０を圧力室５０側に移動すると、弁体２０が作動液体Ｑの圧力により非圧力室６０側に撓み、まず傾斜角度θａが小さい第１傾斜面１４ａに、弁体２０の一部が当接し各流通路１１のピストン１０の中央側を閉鎖し、閉鎖した面積に対応したダンパー効果を得ることができ、さらにピストン１０の圧力室５０側への移動が加速され、作動液体Ｑの圧力が上昇すると、弁体２０がさらに撓み、傾斜角度θｂが大きい第２傾斜面１４ｂに当接し、各流通路１１全体を閉鎖して大きなダンパー効果を得ることができるように、作動液体Ｑの流量を微調整することができる。

このようにピストン１０の圧力室５０側端面１２に段付き傾斜面からなるバルブシート１４を形成すると、ピストン１０の圧力室５０側への移動に起因する圧力室５０内の圧力上昇値が小さい場合でも、敏感に反応して適切なダンパー効果を得ることができ、圧力上昇値が大きい場合でも、適切なダンパー効果を得ることができる。

図４は本発明の実施例３に係るダンパー装置Ｅ３の要部を示す正面視断面拡大説明図である。

この実施例３に係るダンパー装置Ｅ３も主たる構成及び効果は、前述した実施例１のダンパー装置Ｅ１と略同一であるので、本実施例３の特徴とする構成と、その奏する効果のみ説明する。
実施例３において、ピストン１０の圧力室５０側端面１２には、ピストン１０の中央部から外周縁に向かう湾曲面からなる傾斜面を有するバルブシート１５が形成されている。

この実施例３では、湾曲面からなる傾斜面を有するバルブシート１５が形成されていので、結局ピストン１０の中央部付近の傾斜角度は小さくなり、外周側に至るに従って傾斜角度を大きくできることになる。

従って、ピストン１０を圧力室５０側に移動すると、弁体２０が作動液体Ｑの圧力により非圧力室６０側に撓み、まず傾斜角度が小さい中央部付近に、弁体２０の一部が当接し各流通路１１のピストン１０の中央側を閉鎖し、閉鎖した面積に対応したダンパー効果を得ることができ、さらにピストン１０の圧力室５０側への移動が加速され、作動液体Ｑの圧力が上昇すると、弁体２０がさらに撓み、傾斜角度が大きい外周側に当接し、各流通路１１全体を閉鎖して大きなダンパー効果を得ることができるように、作動液体Ｑの流量を微調整することができる。

このようにピストン１０の圧力室５０側端面１２に湾曲面からなる傾斜面を有するバルブシート１５を形成すると、ピストン１０の圧力室５０側への移動に起因する圧力室５０内の圧力上昇値が小さい場合でも、敏感に反応して適切なダンパー効果を得ることができ、圧力上昇値が大きい場合でも、適切なダンパー効果を得ることができる。

図５は本発明の実施例４に係るダンパー装置Ｅ４の要部を示す正面視断面拡大説明図である。

この実施例４に係るダンパー装置Ｅ４も主たる構成及び効果は、前述した実施例１に係るダンパー装置Ｅ１と略同一であるので、本実施例４の特徴とする構成と、その奏する効果のみ説明する。
実施例４では弁体２０を複数枚重合して用いている。
（１）同一サイズ、同一性能の弁体
（２）肉厚が異なる弁体
（３）直径が異なる弁体
（４）１〜３の組み合わせから成る弁体
等を必要に応じて選定し複数枚重合して構成されている。

従って、予め上述したような弁体を多数準備して置き、これらを適宜組み合わせることで、必要な性能のダンパー装置を容易に得ることができる。

例えば、図５に示すようにピストン１０側に、直径がＡｍｍで肉厚がＴｍｍの既存の弁体２１を配置し、この外側に、前記弁体２１よりも小さく直径がＡａｍｍで肉厚がＴｔｍｍの、既存の弁体２２を重合して弁体２０を構成すると、前記弁体２１の肉厚をＴｍｍ＋Ｔｔｍｍとした新規製造の弁体と略同等の機能を持つ弁体を得ることができ、弁体を新規に製造する場合と比較して大幅なコストダウンを図ることができる。

図６は本発明の実施例５に係るダンパー装置Ｅ５の要部を示す正面視断面拡大説明図である。

この実施例５に係るダンパー装置Ｅ５も主たる構成及び効果は、前述した実施例１に係るダンパー装置Ｅ１と略同一であるので、本実施例５の特徴とする構成と、その奏する効果のみ説明する。
この実施例５で、前記ピストン１０の圧力室５０側端面１２には、他の実施例のように傾斜面からなるバルブシートが形成されておらず平坦な面からなるバルブシート１６で構成されており、前記弁体２０は、平坦なピストン１０の圧力室５０側に凸設されたガイドバー１０ａに、スペーサ７０を介して軸方向移動可能に設けられている。すなわち、弁体２０はスペーサ７０の肉厚寸法だけピストン１０の平坦面からなるバルブシート１６から離間して取り付けられていることになり、前述した他の実施例と同様にピストン１０の圧力室５０側の面との間に隙間Ｋが形成されることになる。

従って、ピストン１０を圧力室５０側に移動すると、弁体２０が作動液体Ｑの圧力により非圧力室６０側に撓んで弁体２０の一部が当接し各流通路１１の一部を閉鎖し、閉鎖した面積に対応したダンパー効果を得ることができ、さらにピストン１０の圧力室５０側への移動が加速され、作動液体Ｑの圧力が上昇すると、弁体２０がさらに撓んで各流通路１１全体を閉鎖して大きなダンパー効果を得ることができるように、作動液体Ｑの流量を微調整することができる。

前記スペーサ７０の肉厚寸法を適宜選定することで、必要な性能のダンパー装置を容易に得ることができる。

本発明の実施例１に係るダンパー装置Ｅ１を示す正面視断面説明図である。 同上要部を示す正面視断面拡大説明図である。 本発明の実施例２に係るダンパー装置Ｅ２の要部を示す正面視断面拡大説明図である。 本発明の実施例３に係るダンパー装置Ｅ３の要部を示す正面視断面拡大説明図である。 本発明の実施例４に係るダンパー装置Ｅ４の要部を示す正面視断面拡大説明図である。 本発明の実施例５に係るダンパー装置Ｅ５の要部を示す正面視断面拡大説明図である。

符号の説明

１０ ピストン
１１ 流通路
１２ ピストンの端面
１３ 傾斜面からなるバルブシート
１４ 段付き傾斜面からなるバルブシート
１５ 湾曲面からなるバルブシート
１６ 平坦面からなるバルブシート
θ 傾斜角
２０ 弁体
ｔ 弁体の肉厚
Ｄ 弁体の直径
３０ シリンダ
３１ 液体室
５０ 圧力室
６０ 非圧力室側
Ｑ 作動液体

Claims (3)

1. 作動液体を封入して液体室を形成するシリンダと、
   前記液体室内を圧力室側と非圧力室側とに区画し移動可能に配置されたピストンと、
   前記ピストンは前記圧力室側及び非圧力室側間の作動液体の流通を許容する流通路の開口をバルブシートに形成すると共に撓むことで前記流通路を開閉可能な弁体を備えたダンパー装置において、
   前記弁体を、前記圧力室側に設けると共に該弁体を温度変化に応じて弾性係数が変化する材料で形成し前記開口から離間した位置で前記ピストンに支持し、
   前記弁体と前記開口の全縁を含めたバルブシートとの間に、前記ピストンの移動前後方向の隙間を形成し、
   前記バルブシートは、該ピストンの中央部から外周縁に向かう傾斜面からなることを特徴とするダンパー装置。
2. 請求項１記載のダンパー装置であって、
   前記バルブシートは、円錐面又は段付き円錐面あるいは湾曲面に形成したことを特徴とするダンパー装置。
3. 請求項１又は２記載のダンパー装置であって、
   前記弁体は、複数重合したことを特徴とするダンパー装置。

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