JP6576321B2 - ダンパー - Google Patents

Description

この発明は、ピストンの作動により制動力を生じさせるダンパーの改良に関する。

ロッドを備えたピストンと、このピストンを納めるハウジングとからなり、前記ピストンの作動により制動力を生じさせるダンパーとして、本出願人が先に開示した特許文献１に示されるものがある。

特許文献１のダンパーにあっては、前記ピストンは、前記ハウジングの内壁に対するシール部材と、前記ハウジングの内壁に所定の摩擦力をもって接するスライダとを備えている。そして、前記制動力発生時に、前記スライダが前記シール部材に圧接して、前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分が前記ハウジングの外側に向けて変形するようになっている。

しかるに、特許文献１のダンパーでは、前記制動力発生時にシール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分は、スカート状を呈しピストンの往動先側に向けて延出されているため、図１４に示されるように、ハウジングＨの内方を屈曲外側とする座屈Ｆを生じさせる場合がある。このような座屈Ｆは、ピストンＰに高荷重が作用された場合に生じ易く、また、前記ピストンＰの移動方向に直交する向きのハウジングＨの断面外郭形状を扁平とした場合に生じ易い。このような座屈Ｆが生じると、シール部材ＳとハウジングＨとの間のシール性が低下しチャンバーＣへの通気を制御できなくなると共にシール部材ＳのハウジングＨの内壁への摩擦力も低下するため、ダンパーの制動力の急速な低下が生じる。典型的には、このようにな座屈が生じた場合、制動対象を急速な移動と停止とを交互に繰り返すように運動させてしまう。

国際公開２０１５／９３５４８号

この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種のダンパーに、制動対象に対しその運動の全体に亘って一様な制動力を付与し続けることを可能とする構造を、合理的に備えさせる点にある。

前記課題を達成するために、この発明にあっては、ダンパーを、ロッドを備えたピストンと、このピストンを納めるハウジングとからなり、前記ピストンの作動により制動力を生じさせるダンパーであって、
前記ピストンは、
前記ハウジングの内壁に対するシール部材と、
前記ハウジングの内壁に所定の摩擦力をもって接するスライダとを備えており、
前記制動力発生時に、前記スライダが前記シール部材に圧接して、前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分が前記ハウジングの外側に向けて変形するようになっていると共に、
前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分の内方に、前記シール部材の前記ハウジングの内方への変形を抑制する変形制御部を備えさせてなる、ものとした。

かかる構成によれば、前記変形制御部によって、前記制動力発生時に、前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分の内方への変形を抑制できることから、制動対象に対しその運動の全体に亘って一様な制動力を付与し続けることが可能となる。

前記変形制御部は、少なくとも、前記シール部材の前記ハウジングの内壁に接する部分における前記ピストンの移動方向に沿う向きにおいて中央となる位置に、前記変形時に接して、前記変形を抑制するようにしておくことが、この発明の態様の一つとされる。

また、前記変形制御部を、前記スライダに一体に備えさせておくことが、この発明の態様の一つとされる。

また、前記ピストンの移動方向に直交する向きの前記ハウジングの断面外郭形状を扁平とすることが、この発明の態様の一つとされる。

この発明によれば、この種のダンパーに、制動対象に対しその運動の全体に亘って一様な制動力を付与し続けることを可能とする構造を、合理的に備えさせることができる。

図１は、この発明の一実施の形態にかかるダンパーの斜視図である。 図２は、前記ダンパーの断面構成図である。 図３は、前記ダンパーの要部拡大断面構成図であり、ピストンの往動時の状態を示している。 図４は、前記ダンパーの要部拡大断面構成図であり、ピストンの往動時の状態を示している。 図５は、前記ダンパーの要部拡大断面構成図であり、ピストンの復動時の状態を示している。 図６は、前記ダンパーの分解斜視図である。 図７は、前記ダンパーのピストンを構成するヘッドパーツの斜視図である。 図８は、前記ダンパーのピストンの斜視図である。 図９は、前記ダンパーのピストンを構成するスライダの側面図である。 図１１は、前記ダンパーのピストンを構成するスライダの断面図である。 図１１は、スライダの変更例の側面図である。 図１２は、図１１の変更例に係るスライダの断面図である。 図１３は、変形制御部をシール部材側に備えさせた変更例（参考例）を示した断面構成図である。 図１４は、従来例における不具合発生状態を示した断面構成図である。

以下、図１〜図１３に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について、説明する。この実施の形態にかかるダンパーは、これを構成するピストンＰの作動、つまり、かかるピストンＰの移動又は相対的な移動に制動力を生じさせるものであって、典型的には、制動対象となる可動部など（図示は省略する）を備える物品に組み合わされて、かかる制動対象の移動に対し前記制動力を作用させてかかる制動対象の移動を、ゆっくりとしたもの、高級感をもったもの、節度をもったもの、ないしは、突飛なものにしないように、するために用いられるものである。

かかるダンパーは、ロッド１を備えたピストンＰと、このピストンＰを納めるハウジングＨとからなる。典型的には、かかるダンパーは、ロッド１及びハウジングＨのいずれか一方を前記制動対象側に直接あるいは間接に連係させ、これらの他方をかかる制動対象を移動可能に支持する側に直接あるいは間接に連係させることで、かかる制動対象を備えた物品に組み合わされる。

前記ハウジングＨは、一端を開放させ、かつ、他端を閉塞させた筒状を呈している。図示の例では、かかるハウジングＨは、厚さを顕著に小さくした扁平筒状を呈している。より具体的には、図示の例では、かかるハウジングＨは、その筒軸に直交する断面を、実質的に長方形状としている。ハウジングＨの厚さ側を構成する側壁８は、ハウジングＨの外側を湾曲外側とする湾曲を持った形状となっている。ハウジングＨの閉塞端９の外側には、前記連係のためのブラケット部１０が形成されている。

前記ロッド１は、前記ピストンＰの移動方向に長い棒状をなしている。ロッド１における前記ハウジングＨ外に位置される一端には前記連係のためのブラケット部１ａが形成されている。図中符号１ｂで示されるのは、ロッドの幅方向中程の位置に形成されたロッドの長さ方向に沿った長穴であり、図２に示されるように、図示の例ではハウジングＨの幅側を構成する側壁１１の一方に形成された抜け止め片１１ａを折り曲げてこの長穴１ｂ内通してハウジングＨの幅側を構成する側壁１１の他方に抜け止め片１１ａの先端側を係合させることでハウジングＨからのロッド１の抜け出しを防ぐようにしている。

前記ピストンＰは、前記ハウジングＨの内壁に対するシール部材２と、前記ピストンＰの移動方向に摺動可能に備えられると共に前記ハウジングＨの内壁に所定の摩擦力をもって接するスライダ３とを備えている。

図示の例では、前記ピストンＰは、ハウジングＨの閉塞端９に向き合う第一フランジ４と、この第一フランジ４との間で前記シール部材２とスライダ３を保持する第二フランジ５とを備えている。第二フランジ５は、第一フランジ４の後方、つまり、ハウジングＨの開放端１２側に位置される。第一フランジ４及び第二フランジ５はいずれも、ピストンＰの移動方向ｘ、つまり、ハウジングＨの筒軸に沿った方向に直交する向きの断面外郭形状を、同じ向きでのハウジングＨの断面内郭形状と、相補となる形状としており、これによりピストンＰはハウジングＨの内壁に案内されてハウジングＨの筒軸に沿った方向に往復動するようになっている。

図示の例では、前記第二フランジ５は前記ロッド１の他端に形成されている。第一フランジ４は前記ロッド１と別体のヘッドパーツ６に形成されている。ヘッドパーツ６は、板面をハウジングＨの幅側の側壁に向き合わせた板状の胴部６ａを有している。この胴部６ａにおけるハウジングＨの閉塞端９に向けられた側にこの胴部６ａを巡る各位置においてこの胴部６ａの外面よりもフランジ端を外側に位置させた前記第一フランジ４が一体的に形成されている。また、この胴部６ａにおけるハウジングＨの開放端１２に向けられた端部であって、かかるハウジングＨの筒軸上に位置される箇所には、頭部６ｃと頸部６ｄとからなり、頸部６ｄを介して胴部６ａに一体化された雄ジョイント部６ｂが形成されている。第二フランジ５における前記ハウジングＨの筒軸上に位置される箇所には、前記雄ジョイント部６ｂの頭部６ｃを受け入れ保持する第一凹所５ｂと、前記雄ジョイント部６ｂの頸部６ｃを受け入れ保持すると共に第二フランジ５におけるハウジングＨの閉塞端９に向けられた端部において外方に開放された第二凹所５ｃとからなる雌ジョイント部５ａが形成されている。この第一例にあっては、それぞれ、扁平のリング状をなす前記シール部材２とスライダ３をヘッドパーツ６の胴部６ａを取り巻くようにヘッドパーツ６と組み合わせた状態から、ヘッドパーツ６の雄ジョイント部６ｂを第二フランジ５の雌ジョイント部５ａにはめ込むことで、かかる第一フランジ４と第二フランジ５との間にシール部材２とスライダ３を保持させてなるピストンＰが形成されるようになっている。

シール部材２は、典型的には、ゴムやゴム状弾性を備えたプラスチックから構成され、扁平なリング状を呈している。前記ヘッドパーツ６の胴部６ａを前記雄ジョイント部６ｂの側からシール部材２の内側に挿通することで、かかるヘッドパーツ６とシール部材２とが組み合わされる。

図示の例では、シール部材２は、前記第一フランジ４に対する前端部２ａと、ヘッドパーツ６の胴部６ａの外面に対する内面部２ｂと、ハウジングＨの内壁に対する外面部２ｃとを有している。また、シール部材２におけるハウジングＨの開放端１２側に向けられた側には、前記内面部２ｂと外面部２ｃとの間に周回溝２ｄが形成されている。この周回溝２ｄを挟んだ外面部２ｃ側は、シール部材２の全周方向に亘ってハウジングＨの開放端１２側に向けて延出されて、ハウジングＨの筒軸を取り巻く周回帯状を呈している。これによりシール部材２はスカート状部２ｅを備えており、ピストンＰの移動方向ｘにおいてシール部材２の外面部２ｃは内面部２ｂよりも寸法を大きくしている。シール部材２の外面部２ｃは、前記前端部２ａからスカート状部２ｅの端末２ｆに向かうに連れて次第にシール部材２を太くさせる向きに傾斜している。また、シール部材２の前端部２ａには、周回突条２ｇが形成されている。なお、図示の例では、シール部材２の外面であって、ハウジングＨの幅側を構成する側壁１１に接する部分におけるハウジングＨの筒軸を挟んだ左右にそれぞれ、ピストンＰの移動方向ｘに沿った溝２ｈが形成されている（図６、図８参照）。

スライダ３は、典型的には、プラスチックから構成され、扁平なリング状を呈している。前記のようにヘッドパーツ６とシール部材２とを組み合わせた状態から、ヘッドパーツ６の胴部６ａを前記雄ジョイント部６ｂの側からスライダ３の内側に挿通することで、かかるヘッドパーツ６とスライダ３とが組み合わされる。

図示の例では、スライダ３は、ピストンＰの移動方向ｘに直交する断面内郭形状を同じ向きでの前記ヘッドパーツ６の胴部６ａの断面外郭形状と相補となる形状とした短寸筒状のベース３ａと、このベース３ａの外側に一体に形成されたリップ３ｄとを備えてなる。リップ３ｄは、図示の例では、ベース３ａを取り巻くように形成された周回ひれ状体となっている。リップ３ｄは、前記ベース３ａにおけるシール部材２側に位置される前端３ｂとハウジングＨの開放端１２側に位置される後端３ｃとの間において、このベース３ａの外面部に一体化された基部３ｅを持つと共に、この基部３ｅからハウジングＨの開放端１２側に向けて延び出す延出部３ｆを備えている。基部３ｅと延出部３ｆとの間には肩部３ｈが形成されている。延出部３ｆは、前記肩部３ｈからその端末３ｇに向かうに連れて次第にベース３ａとの距離を大きくする傾斜を持っている。

前記第一フランジ４と第二フランジ５との間において、シール部材２とスライダ３は、共にピストンＰの移動方向ｘに沿った若干の移動を許容された状態で保持されている。シール部材２の外面部２ｃはその全周に亘ってハウジングＨの内壁に接し、スライダ３の延出部３ｆもその全周に亘ってその端末３ｇ側でハウジングＨの内壁に接するようになっている。また、スライダ３のベース３ａの前端３ｂと前記リップ３ｄの基部３ｅとの間にある箇所はシール部材２のスカート状部２ｅの内側に位置し、また、スライダ３のリップ３ｄの肩部３ｈはシール部材２のスカート状部２ｅの端末２ｆに向き合うようになっている（図２〜図５）。

そして、この実施の形態にあっては、前記制動力発生時に、前記スライダ３が前記シール部材２に圧接して、前記シール部材２における前記ハウジングＨの内壁に接する部分が前記ハウジングＨの外側に向けて変形するようになっている。

より具体的には、図示の例では、前記制動力発生時に、前記スライダ３が前記シール部材２に圧接して、前記シール部材２における前記スカート状部２ｅが前記ハウジングＨの外側に向けて変形するようになっている。

図示の例では、ピストンＰがハウジングＨの閉塞端９から離れる向きに往動するときピストンＰと閉塞端９との間に形成されるチャンバーＣが負圧となり、これにより前記制動力の一部となる圧力変化による抵抗が生じるようになっている（図３、図４）。また、このとき、前記スライダ３がシール部材２を前記のように変形させてシール部材２とハウジングＨとの間の摩擦力を増大させ、これにより前記制動力の一部となる摩擦抵抗が生じるようになっている（図３、図４）。

図示の例では、ピストンＰが往動されるときは、スライダ３は前記リップ３ｄの形状によりこの往動方向に移動し難くなるため、スライダ３の肩部３ｈがシール部材２のスカート状部２ｅの端末２ｆに圧接され、シール部材２の前端部２ａに形成された周回突条２ｇが第一フランジ４に密着されてこの前端部２ａと第一フランジ４との間がシールされると共に、スカート状部２ｅが外側に向けて変形されてシール部材２の外面部２ｃとハウジングＨの内壁との間がシールされる（図３、図４）。これにより、図示の例では、ピストンＰが往動されるときは、チャンバーＣに対する通気は、ピストンＰを構成するヘッドパーツ６におけるハウジングＨの筒軸上に位置される箇所において、第一フランジ４の縁部から胴部６ａにおけるハウジングＨの開放端１２に向けられた端部に亘って形成された溝７（図６、図７参照）により形成される通気路に限定され、前記圧力変化による抵抗が生じるようになっている。また、シール部材２のスカート状部２ｅの前記外側に向けた変形により、前記摩擦抵抗が生じるようになっている。すなわち、前記スライダ３は、前記シール部材２に対し前記ロッド１側から圧接される圧接部を備えており、図示の例では前記肩部３ｈがこの圧接部として機能するようになっている。

この実施の形態にあって、前記ピストンＰの作動速度に応じて、前記シール部材２の変形量が増加するようになる。これを別の観点から見るならば、前記ピストンＰの作動速度に応じて、前記スライダ３の摺動量が増加するようになる。したがって、この実施の形態にかかるダンパーは、制動対象となる制動対象の移動速度に応じて制動力を変化させる速度応答型ないしは荷重応答型のダンパーとなる。

前記制動力の全部あるいは大半を前記圧力変化による抵抗で賄うこととすると、ピストンの作動の開始時では制動力は小さく、作動が進むと急速に制動力が大きくなる。このため、このような手法では、場合によっては前記制動対象が移動の過程で停止したり、さらには移動の途中から移動前の位置に向けて勝手に復動を始めたりするなどの事態が生じることがあり、前記制動対象の移動をその全過程において適正に制御し難い。

これに対し、この実施の形態にかかるダンパーでは、前記制動力は前記圧力変化による抵抗と前記摩擦抵抗とから賄われることから、前記制動対象の移動をその全過程において適正に制御することができる。すなわち、この実施の形態にかかるダンパーによれば、前記制動対象が移動の過程で停止したり、さらには移動の途中から移動前の位置に向けて勝手に復動を始めたりするなどの事態が生じることが可及的に防止できる。また、この実施の形態にかかるダンパーは、前記ハウジングＨの断面積を小さくしても所望の制動力を発生し易く、小型化、薄型化し易い特長を有している。

一方、図示の例では、ピストンＰがハウジングＨの閉塞端９に近づく向きに復動するときは、前記チャンバーＣが正圧になり難く、かつ、このときは前記摩擦抵抗も小さくなるようになっている（図５）。図示の例では、ピストンＰが複動されるときは、シール部材２とスライダ３は第二フランジ５側に移動して第一フランジ４とシール部材２の前端部２ａとの間に隙間ｙが形成されると共に、前記リップ３ｄの形状によりスライダ３はピストンＰの復動方向に移動しやすくなるためスライダ３はシール部材２に圧接されることなく、シール部材２とハウジングＨの内壁との間の摩擦抵抗も増加されない。チャンバーＣに対しては、前記溝７により形成される通気路に加え、第一フランジ４とシール部材２の前端部２ａとの間の隙間ｙ及びシール部材２とハウジングＨの内壁との間を通じても連絡がなされる。これにより、図示の例では、ピストンＰの復動に大きな力を必要としないようになっている。また、制動対象が移動の途中から移動前の位置に向けて復動するような事態は、ピストンＰが復動しようとすると同時にチャンバーＣの通気路が拡大されるため、生じることがない。

また、この実施の形態にあっては、前記制動力発生時に、前記シール部材２における前記ハウジングＨの内壁に接する部分の内方、つまり、前記スカート状部２ｅの内方に、前記シール部材２の前記ハウジングＨの内方への変形を抑制する変形制御部１３を備えさせている。

前記変形制御部１３は、少なくとも、前記シール部材２の前記ハウジングＨの内壁に接する部分２ｉにおける前記ピストンの移動方向に沿う向きにおいて中央となる位置２ｊに、前記変形時に接して、前記変形を抑制するようになっている（図３、図１３参照）。

図１〜図８に示される例では、前記変形制御部１３は、前記スライダ３に一体に備えられている。前記変形制御部１３は、短寸で扁平の筒状を呈している。変形制御部１３の外面１３ａは、リップ３ｄの外面３ｉより内方に位置し、リップ３ｄの外面３ｉと変形制御部１３の外面１３ａとの間には、シール部材２のスカート状部２ｅの厚さ寸法（内外寸法）よりもやや大きい距離が形成されており、スカート状部２ｅがハウジングＨの内方に向けて変形しない状態ではスカート状部２ｅに変形制御部１３の外面１３ａは接しないようになっている。変形制御部１３の内面１３ｂは、ベース３ａの外面３ｊと実質的に同面上に位置するようになっている。変形制御部１３の筒一端１３ｃは、前記スライダ３のベース３ａの前端３ｂに一体化されている。変形制御部１３の筒一端１３ｃと肩部３ｈとの間には、スカート状部２ｅの端末２ｆの内面に形成された周回隆起部２ｋが納まる隙間が形成されている。また、変形制御部１３の筒他端１３ｄは、シール部材２の周回溝２ｄ内に位置されるようになっている。

前記制動力発生時にシール部材２における前記ハウジングＨの内壁に接する部分２ｉは、スカート状部２ｅによって形成されており、ピストンＰの往動先側、つまり、ハウジングＨの開放端１２側に向けて延出されているため、前記変形制御部１３がない場合、ハウジングＨの内方を屈曲外側とする座屈を生じさせる場合がある。このような座屈は、ピストンＰに高荷重が作用された場合に生じ易く、また、前記ピストンＰの移動方向ｘに直交する向きのハウジングＨの断面外郭形状を扁平とした場合に生じ易い。このような座屈が生じると、シール部材２とハウジングＨとの間のシール性が低下しチャンバーＣへの通気を制御できなくなると共にシール部材２のハウジングＨの内壁への摩擦力も低下するため、ダンパーの制動力の急速な低下が生じる。典型的には、このようにな座屈が生じた場合、制動対象を急速な移動と停止とを交互に繰り返すように運動させてしまう。

この実施の形態にあっては、前記変形制御部１３によって、前記制動力発生時に、前記シール部材２における前記ハウジングＨの内壁に接する部分２ｉの内方への変形を抑制できることから、制動対象に対しその運動の全体に亘って一様な制動力を付与し続けることが可能となる。

図１１及び図１２は、図１〜図１０示されるダンパーを構成するスライダ３のリップ３ｄの基部３ｅに、ハウジングＨの内壁側に向けて突き出す周回突条３ｋを形成させた例を示している。

図１３に示される例（参考例）では、前記変形制御部１３は、前記シール部材２に一体に備えられている。この例では、前記変形制御部１３は、前記シール部材２の前記ハウジングＨの内壁に接する部分２ｉにおける前記ピストンの移動方向に沿う向きにおいて中央となる位置２ｊに形成された周回突条１３ｅにより構成されている。より具体的には、この例では、シール部材２におけるスカート状部２ｅの端末２ｆと基部との間であって、スカート状部２ｅの内面に、周回突条１３ｅが形成されている。スカート状部２ｅがハウジングＨの内方に向けて変形しない状態では周回突条１３ｅはスライダのベースの外面には接しないようになっている。

なお、当然のことながら、本発明は以上に説明した実施態様に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得るすべての実施態様を含むものである。

Ｐ ピストン
Ｈ ハウジング
１ ロッド
１３ 変形制御部
２ シール部材
２ｉ ハウジングＨの内壁に接する部分
３ スライダ

Claims (2)

1. ロッドを備えたピストンと、このピストンを納めるハウジングとからなり、前記ピストンの作動により制動力を生じさせるダンパーであって、
   前記ピストンは、
   前記ハウジングの内壁に対するシール部材と、
   前記ハウジングの内壁に所定の摩擦力をもって接するスライダとを備えており、
   前記制動力発生時に、前記スライダが前記シール部材に圧接して、前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分が前記ハウジングの外側に向けて変形するようになっていると共に、
   前記シール部材における前記ハウジングの内壁に接する部分の内方に、前記シール部材の前記ハウジングの内方への変形を抑制する変形制御部を備えさせてなり、
   前記変形制御部は、前記スライダに一体に備えられていると共に、少なくとも、前記シール部材の前記ハウジングの内壁に接する部分における前記ピストンの移動方向に沿う向きにおいて中央となる位置に、前記ハウジングの内方への変形時に接して、前記ハウジングの内方への変形を抑制するようになっている、ダンパー。
2. 前記ピストンの移動方向に直交する向きのハウジングの断面外郭形状が扁平となっている、請求項１に記載のダンパー。

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