JP6628804B2 - ダンパー - Google Patents

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Description

この発明は、ダンパーの改良に関する。
ピストンとこれを納めるシリンダーとを備え、前記ピストンの移動又は相対的な移動に基づく制動力を生じさせるダンパーとして、特許文献1に示されるものがある。
かかるダンパーにあっては、圧力室を拡張する向きのピストンの往動時に制動力を生じさせる一方で、圧力室を縮小する向きのピストンの復動を抵抗少なく行えるようになっている。
すなわち、特許文献1のものにあっては、前記往動時には、ピストン100の外側を取り巻くシールリング300の外周部がシリンダー200の内壁に摺接すると共に、内周部がピストン100の胴部101に接するようになっている(図11参照)。一方、シールリング300はピストン100の胴部101にピストン100の移動方向に沿って所定範囲で移動できるようになっており、前記復動時には圧力室400から離れる向きに移動してその内周部をピストン100の胴部101に形成した通気溝102上に位置させるようになっている(図12参照)。これにより、前記復動時には前記通気溝102を通じた圧力室からの排気によりこの復動を抵抗少なく行えるようにしている。
しかるに、この特許文献1のものにあっては、前記復動時の排気は前記通気溝102を通じた限定的なものに留まっており、また、かかる排気を確保させるためにはシールリング300がその内周部を前記通気溝102上に位置させる位置まで移動されることを要しており前記復動が開始されると同時にタイムラグなく前記排気を確保させることはその構造上できない。また、例えば自動車のグローブボックスなどの開閉体の開動作の緩衝に適用した場合に前記排気のタイムラグは、グローブボックスなどの開閉体に過度な開き方向への力が加わった場合、圧力室の内圧の急激な上昇により開閉体には閉じる方向への力が生じ、使用者の意図しない閉まり方向に開閉体が跳ね返ってしまういわゆるリバウンド現象の原因となってしまう。
特開2013−24285号公報
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おいて、これを構成するピストンの復動時の抵抗を、この復動開始と同時に可及的に減少可能として、かかるダンパーを合理的且つ適切にいわゆるワンウェイダンパー化する点にある。
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、第一の観点から、ピストンとこれを納めるシリンダーとを備え、前記ピストンの移動又は相対的な移動に基づく制動力を生じさせるダンパーであって、
前記ピストンは、胴部と、この胴部を取り巻くシールリングとを有しており、
前記シールリングにおける外周部に前記シリンダーの内壁に対する第一シール部が形成され、かつ、圧力室側に前記胴部から突き出す周回壁部に対する第二シール部が形成されるようにしてあると共に、
前記シールリングの内周部を支持する前記ピストンの移動方向に沿って延びる突条状を呈する支持リブ部を前記胴部の外側に前記ピストンの移動中心軸を巡る向きにおいて隣り合う支持リブ部との間に間隔を開けて備えさせて、前記ピストンの移動方向に沿った前記シールリングの所定範囲の移動を、前記胴部と前記シールリングの内周部との間に流体の移動隙間を形成させた状態で許容するようにしてなり、
しかも、前記シールリングは、前記圧力室側に位置される基部より後方に突き出して突き出し端側の外周部を前記第一シール部とする周回突出部を備えると共に、前記周回突出部の内側において前記基部より後方に突き出して突き出し端側を前記支持リブ部に対する摺接部とする内側周回突出部を備えており、かつ、前記周回突出部を後方に向かうに従ってシールリングの外径を漸増させるように前記基部から突き出させ、前記内側周回突出部を後方に向かうに従ってシールリングの内径を漸減させるように前記基部から突き出させてなる、ものとした。
また、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、第二の観点から、ピストンとこれを納めるシリンダーとを備え、前記ピストンの移動又は相対的な移動に基づく制動力を生じさせるダンパーであって、
前記ピストンは、胴部と、この胴部を取り巻くシールリングとを有しており、
前記シールリングにおける外周部に前記シリンダーの内壁に対する第一シール部が形成され、かつ、圧力室側に前記胴部から突き出す周回壁部に対する第二シール部が形成されるようにしてあると共に、
前記シールリングの内周部に、前記シールリングの周回方向において隣り合う突出部との間に間隔を開けて二以上の前記突出部を備えさせて、前記ピストンの移動方向に沿った前記シールリングの所定範囲の移動を、前記胴部と前記シールリングの内周部との間に流体の移動隙間を形成させた状態で許容するようにしてなる、ものとした。
圧力室を拡大させるピストンの往動時は、シールリングの第一シール部がシリンダーの内壁に接し、かつ、第二シール部が周回壁部に接して、シリンダーとピストンの胴部との間をシールすることができ、ピストンの往動に基づく制動力を生じさせることができる。ピストンの復動時は、シールリングの第二シール部と周回壁部とを離間させることができる。シールリングの内周部と胴部との間に形成される流体の移動隙間により圧力室内からの流体の排出流路は可及的に最大化される。ピストンが復動されると同時に前記周回壁部とシールリングの第二シール部とは離間されることから、かかる復動の最初からこの復動を抵抗少なく行わしむることができる。
また、前記支持リブ部の前記圧力室側に位置される前端部を前記周回壁部に一体化させると共に、前記支持部の後端部に前記シリンダーの内壁側に立ち上がる移動規制部を形成させておくことが、この発明の態様の一つとされる。
また、前記周回突出部の前記基部からの突き出し寸法を前記内側周回突出部の前記基部からの突き出し寸法よりも大きくさせたものとすることが、この発明の態様の一つとされる。
また、前記第二シール部を、前記シールリングの前端部に形成させた周回突条によって構成させたものとすることが、この発明の態様の一つとされる。
この発明によれば、ピストンとこれを納めるシリンダーとを備え、前記ピストンの移動又は相対的な移動に基づく制動力を生じさせるダンパーにおいて、これを構成するピストンの復動時の抵抗を、この復動開始と同時に可及的に減少可能として、かかるダンパーを合理的且つ適切にいわゆるワンウェイダンパー化することができる。また、自動車のグローブボックスなどの開閉体の開動作の緩衝に適用した場合において、開閉体に過度な開き方向への力が加わった場合、圧力室の内圧の急激な上昇により開閉体に閉じる方向への力が生じても、瞬時に内圧が開放される為、使用者の意図しない閉まり方向に開閉体が跳ね返ってしまういわゆるリバウンド現象が発生しない。
図1は、この発明の一実施の形態にかかるダンパー(第一例/参考例)の正面図である。 図2は、図1におけるA−A線位置での断面図である。 図3は、前記第一例の要部断面図であり、ピストンの往動時の様子を表している。 図4は、前記第一例の要部断面図であり、ピストンの復動時の様子を表している。 図5は、前記第一例を構成するロッドを備えたピストンの正面図である。 図6は、図5におけるB−B線位置での断面図である。 図7は、この発明の一実施の形態にかかるダンパー(第二例)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8は、前記第二例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9は、前記第二例を構成するシールリングの斜視図及び要部断面図である。 図10は、この発明の一実施の形態にかかるダンパー(第三例)を構成するピストンの要部断面構成図である。 図11は、従来のダンパーの要部断面図であり、ピストンの往動時の状態を示している。 図12は、従来のダンパーの要部断面図であり、ピストンの往動時の状態を示している。
以下、図1〜図10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1の移動又は相対的な移動に基づく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。
まず、図1〜図6に示される、本発明の第一例(参考例)によるダンパーについて、詳述する。
かかるダンパーは、ピストン1と、このピストン1を納めるシリンダー2とからなる。
図示の例では、前記ピストン1は、ロッド3の内端に一体化されており、典型的には、かかるダンパーは、ロッド3及びシリンダー2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。
図示の例では、前記シリンダー2は、円筒状を呈したものとなっている。かかるシリンダー2の形状は例えば扁平円筒状を呈したものとするなど必要に応じて適宜変更して構わない。
図示の例では、シリンダー2の一方の筒端は、中央に流体の通過孔20aを備えた壁部20により閉塞されている。前記ピストン1とかかる壁部20との間が圧力室4として機能するようになっている。一方、シリンダー2の他方の筒端は中央に前記ロッド3の通過部21aを備えたキャップ21により閉塞されるようになっている。
前記壁部20は、開放された一端をシリンダー2の一方の筒端と同面上に位置させその余の箇所をシリンダー2内に位置させるように配される筒状突出部20bと、この筒状突出部20bの前記開放された一端とシリンダー2の一方の筒端の縁とをつなぐ周回面部20cとを備えている。前記筒状突出部20b内には、この筒状突出部20bの底部の中央に一端を一体化させて筒状突出部20bの開口側に延びる管体20dが配されており、この管体20dの内部を通じてシリンダー2の内外が連通されるようになっている。すなわち、図示の例では、かかる管体20dが前記通過孔20aとして機能するようになっている。
また、図示の例では、前記壁部20の外側には、前記通過孔20aに入り込む軸部22aを備えた可動体22がシリンダー2の軸線方向に移動可能に支持されている。かかる可動体22と壁部20との間には図中符号23で示す圧縮コイルバネが介装されており、このバネ23により可動体22は基準位置(図2の位置)に位置づけられるようになっている。
ピストン1の前記壁部20との間の距離を広げる圧力室4を拡大させる向きの移動(以下、この向きのピストン1の移動を往動と、この往動と逆向きのピストン1の移動を復動と称する。)は前記通過孔20aを通じた流体の移動、図示の例では前記通過孔20aを通じた通気によって許容される。
図示の例では、ピストン1が往動されることによる圧力室4の圧力変化によって前記バネ23の付勢に抗して可動体22が壁部20との距離を狭める向きに移動するようになっている。可動体22の移動量が大きくなればなるほど、前記通過孔20aへの前記軸部22aの進入量が大きくなるため、流体は通過孔20aを通過し難くなり、ピストン1は往動し難くなる。これにより図示の例では、ピストン1の移動速度が速くなればなる程、可動体22の移動量を大きくして、ピストン1の移動に対する制動力が大きくなるようにしている。すなわち、図示の例のダンパーは、いわゆる速度応答型ないしは荷重応答型のダンパーとして機能するものとなっている。
図示の例では、前記ロッド3は、前記ピストン1の移動方向に長い棒状をなしている。ロッド3における前記シリンダー2外に位置される外端には前記連係のためのブラケット部30が形成されている。また、シリンダー2の側部の外側には図中符号24で示す前記連係のためのブラケット部が形成されている。
前記ピストン1は、胴部10と、この胴部10を取り巻くシールリング11とを有している。
前記胴部10は、図示の例では、短寸の円筒状を呈している。胴部10におけるシリンダー2の前記壁部20の内面に向き合う筒端側、つまり、圧力室4に臨んだ筒端側は開放され、これと反対の筒端側は閉塞されている。前記ロッド3の内端は、胴部10の閉塞箇所10aの外面中央に一体化されている。
前記胴部10の圧力室4に臨んだ側に位置される開放縁には、第一周回外鍔10bが形成されている。この第一周回外鍔10bの形成位置での胴部10の外径は、シリンダー2の内径よりやや小さくなっている。第一周回外鍔10bと閉塞箇所10aとの間には、第二周回外鍔10eが形成されている。この第二周回外鍔10eの形成位置での胴部10の外径は、第一周回外鍔10bの形成位置での胴部10の外径よりもやや小さくなっている。
前記胴部10の内径は、前記筒状突出部20bを受け入れ可能な大きさとなっている。図示の例では、ピストン1が復動しきった位置において、前記第一周回外鍔10bは前記周回面部20cの内面に接し、前記胴部10の内部に前記筒状突出部20bが納まるようになっている。
前記シールリング11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る。
かかるシールリング11における外周部11dに前記シリンダー2の側部の内壁25に対する第一シール部11aが形成され、かつ、圧力室4側に位置される前端部11eに前記胴部10からピストン1の移動方向xに直交する向きに突き出す壁部であってピストン1の移動中心軸x’(図5参照)を取り巻くように形成される周回壁部10dに後方から当接される第二シール部11bが形成されるようにしてある。かかるシールリング11は、シリンダー2の内径よりもやや大きい最大外径を備え、実質的に円環状を呈している。シールリング11におけるピストン1の移動方向x(図2参照)の寸法は、前記胴部10における前記第一周回外鍔10bと第二周回外鍔10eとの間の距離よりも小さく、さらに、前記第一周回外鍔10bと後述の移動規制部10jとの間の距離よりも小さく、これにより、シールリング11はピストン1の往動時は前記前端部11eを前記第一周回外鍔10bにおける前記第二周回外鍔10eに向き合う側の面部10cに押し当て、一方、ピストン1の復動時は前記前端部11eとこの面部10cとは離間するように前記ピストン1の移動方向に沿った所定の範囲で移動可能となっている。すなわち、図示の例では、前記第一周回外鍔10bにおける前記第二周回外鍔10eに向き合う側の面部10cが前記周回壁部10dとして機能するようになっている。
また、前記胴部10の外側には、前記ピストン1の移動方向xに沿った前記シールリング11の前記所定範囲の移動を、前記胴部10と前記シールリング11の内周部11cとの間に流体の移動隙間sを形成させた状態で許容する支持部として機能する支持リブ部10gが形成されている。
この実施の形態にあっては、前記支持リブ部10gは、前記ピストン1の移動中心軸x’(図5参照)を巡る向きにおいて隣り合う支持リブ部10gとの間に間隔を開けて、二以上備えられている。図示の例では、前記支持リブ部10gは、前記ピストン1の移動中心軸x’を巡る向きにおいて90度間隔で四箇所設けられている(図6参照)。
図示の例では、かかる支持リブ部10gは、ピストン1の移動方向xに沿って延びる突条状を呈している。シールリング11はかかる支持リブ部10gに内周部11cを支持されて外周部11dをシリンダー2の側部の内壁25に摺接させるようになっている。すなわち、四箇所の支持リブ部10gの突き出し端を通る仮想の円R1(図6参照)の直径は、シールリング11の内径と実質的に等しくなっている。
圧力室4を拡大させるピストン1の往動時は、シールリング11の第一シール部11aがシリンダー2の側部の内壁25に接し、かつ、第二シール部11bが周回壁部10dに接して、シリンダー2とピストン1の胴部10との間をシールすることができ、圧力室4への流体の流入を前記通過孔20aに限定してピストン1の往動に基づく制動力を生じさせることができる。ピストン1の復動時は、シールリング11の第二シール部11bと周回壁部10dとを離間させることができる。シールリング11の内周部11cは前記支持リブ部10gにのみ接しそれ以外の箇所ではシールリング11の内周部11cと胴部10との間は全て流体の移動隙間sとなることから(図6参照)、圧力室4内からの流体の排出流路は可及的に最大化される。すなわち、ピストン1の復動時は、圧力室4内の流体は前記第一周回外鍔10bとシリンダー2の内壁25間、前記周回壁部10dとシールリング11の第二シール部11b間、前記移動隙間s、前記第二周回外鍔10eとシリンダー2の内壁25間を通じてピストン1の後方に排出され、ピストン1の復動、ピストン1の移動前位置つまり前記復動しきった位置への復動、ひいては制動対象物の可動前位置への復帰動作を抵抗少なくスムースに行わしむることができる。また、ピストン1が復動されると同時に前記周回壁部10dとシールリング11の第二シール部11bとは離間されることから、かかる復動の最初からこの復動を抵抗少なく行わしむることができる。すなわち、この実施の形態のダンパーは往動時にのみ制動対象物に制動力を作用させるいわゆるワンウェイダンパーとして機能するものとなっている。
また、この実施の形態にあっては、前記支持リブ部10gの前記圧力室4側に位置される前端部10hは前記周回壁部10dに一体化されていると共に、前記支持リブ部10gの後端部10iに前記シリンダー2の内壁25側に立ち上がる移動規制部10jを形成させている。図示の例では移動規制部10jは支持リブ部10gと一体をなし、支持リブ部10gと同じ厚さを持ち、突き出し端を前記第二周回外鍔10eと同面上に位置に位置させている。図示の例では、支持リブ部10gの後端部10iは第二周回外鍔10eにおける第一周回外鍔10bに向けられた面10fに一体化されており、移動規制部10jは下端を支持リブ部10gの後端部10iに一体化させて前記面10fから前方に突き出すひれ状を呈している(図3参照)。これにより、ピストン1の復動時にシールリング11の脱落を防止すると共に、シールリング11の後端部11fの後方に前記移動隙間sに連通した隙間s’が確保されるようになっている(図4参照)。
なお、移動規制部10jは、前記移動隙間sを通じてピストン1の後方に流体を排出可能な隙間を形成させる態様のものであれば足り、前記支持リブ部10gと別体をなすように前記胴部10の外面部に形成されていても構わない。
図1〜図6に示される第一例では、シールリング11はその径方向の断面を実質的に円形としたOリングとなっている。
図7〜図9に示される第二例では、シールリング11は、前記圧力室4側に位置される基部11gより後方に突き出して突き出し端側を前記第一シール部11aとする周回突出部11jを備えたものとなっている(図9参照)。この第二例は、シールリング11以外の構成部分を前記第一例と同一のものとしている。
また、この第二例では、シールリング11は、さらに、前記周回突出部11jの内側において前記基部11gより後方に突き出して突き出し端側を前記支持リブ部10gに対する摺接部とする内側周回突出部11kを備えたものとなっている。
また、この第二例では、前記周回突出部11jの前記基部11gからの突き出し寸法は前記内側周回突出部11kの前記基部11gからの突き出し寸法よりも大きくなっている。
図示の例では、基部11gは、前記ピストン1の移動方向xに実質的に直交する面を形成する前記前端部11eと、前記シリンダー2の内面に向き合う外側部11hと、前記胴部10に向き合う内側部11iとを有している。前記周回突出部11jの外面は外側部11hに連続し、前記内側周回突出部11kの外面は内側部11iに連続し、前記周回突出部11jの内面と前記内側周回突出部11kの内面との間には前記基部11gの後方を向いた面を溝底とする周回溝状部11pが形成された態様となっている。
前記周回突出部11j及び内側周回突出部11kは共に、短寸の筒状を呈している。前記基部11gは、前記周回突出部11jの筒前端と前記内側周回突出部11kの筒前端との間に亘るように形成されている。
また、前記周回突出部11jは後方に向かうに従ってシールリング11の外径を漸増させるように前記基部11gから突き出し、また、前記内側周回突出部11kは後方に向かうに従ってシールリング11の内径を漸減させるように前記基部11gから突き出している。
この実施の形態にあっては、前記周回突出部11jをシリンダー2の内方に向けてやや弾性変形させた状態で、その突き出し端側の第一シール部11aをもってシリンダー2の側部の内壁25に摺接させることができ、シールリング11とシリンダー2との間のシールは確実になされ、また、ピストン1の復動時には前記周回突出部11jはシリンダー2の内方に撓みやすくこの復動の妨げとなり難い。
また、この実施の形態にあっては、前記内側周回突出部11kをその突き出し端側をもってシールリング11の前記所定範囲の移動を妨げない態様で前記支持リブ部10gに摺接させることができる。
また、この実施の形態にあっては、前記第二シール部11bを、前記シールリング11の前端部11eに形成させた周回突条11mによって構成させており、シールリング11と胴部10との間のシールも確実になされるようになっている。
また、図示の例では、ピストン1の往動時にも、前記周回突出部11jの内側であって、前記内側周回突出部11kの後方に形成されるスペース11nに前記第二周回外鍔10e及び移動規制部10jが納まるようになっており(図7参照)、ピストン1の移動方向におけるピストン1の寸法の最小化が図られるようになっている。
図10に示される第三例では、シールリング11は、その内周部11cに胴部10に接する突出部11oを備えている。突出部11oはシールリング11の周回方向において隣り合う突出部11o、11oとの間に間隔を開けて二以上、図示の例では、四箇所に備えられている。この第三例にあっては、かかる突出部11oによってシールリング11の内周部11cと胴部10との間に流体の移動隙間sを形成させている。この第三例では、胴部10側には支持部としての支持リブ部10gは必ずしも必要としないが、隣り合う突出部11o,11o間に支持リブ部10gが位置されるようにしてあっても良い。なお、この第三例のその余の構成部分は前記第一例と同一であり、その説明は省略する。
なお、当然のことながら、本発明は以上に説明した実施形態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形態を含むものである。
1 ピストン
10 胴部
10d 周回壁部
10g 支持リブ部
11 シールリング
11a 第一シール部
11b 第二シール部
11d 外周部
11e 前端部
2 シリンダー
4 圧力室
x ピストン1の移動方向
s 移動隙間
なお、2015年9月18日に出願された日本国特願2015−184876号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (5)

  1. ピストンとこれを納めるシリンダーとを備え、前記ピストンの移動又は相対的な移動に基づく制動力を生じさせるダンパーであって、
    前記ピストンは、胴部と、この胴部を取り巻くシールリングとを有しており、
    前記シールリングにおける外周部に前記シリンダーの内壁に対する第一シール部が形成され、かつ、圧力室側に前記胴部から突き出す周回壁部に対する第二シール部が形成されるようにしてあると共に、
    前記シールリングの内周部を支持する前記ピストンの移動方向に沿って延びる突条状を呈する支持リブ部を前記胴部の外側に前記ピストンの移動中心軸を巡る向きにおいて隣り合う支持リブ部との間に間隔を開けて備えさせて、前記ピストンの移動方向に沿った前記シールリングの所定範囲の移動を、前記胴部と前記シールリングの内周部との間に流体の移動隙間を形成させた状態で許容するようにしてなり、
    しかも、前記シールリングは、前記圧力室側に位置される基部より後方に突き出して突き出し端側の外周部を前記第一シール部とする周回突出部を備えると共に、前記周回突出部の内側において前記基部より後方に突き出して突き出し端側を前記支持リブ部に対する摺接部とする内側周回突出部を備えており、かつ、前記周回突出部を後方に向かうに従ってシールリングの外径を漸増させるように前記基部から突き出させ、前記内側周回突出部を後方に向かうに従ってシールリングの内径を漸減させるように前記基部から突き出させてなる、ダンパー。
  2. 前記支持リブ部の前記圧力室側に位置される前端部は前記周回壁部に一体化されていると共に、前記支持リブ部の後端部に前記シリンダーの内壁側に立ち上がる移動規制部を形成させてなる、請求項1に記載のダンパー。
  3. 前記周回突出部の前記基部からの突き出し寸法を前記内側周回突出部の前記基部からの突き出し寸法よりも大きくさせてなる、請求項1又は請求項2に記載のダンパー。
  4. 前記第二シール部を、前記シールリングの前端部に形成させた周回突条によって構成させてなる、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のダンパー。
  5. ピストンとこれを納めるシリンダーとを備え、前記ピストンの移動又は相対的な移動に基づく制動力を生じさせるダンパーであって、
    前記ピストンは、胴部と、この胴部を取り巻くシールリングとを有しており、
    前記シールリングにおける外周部に前記シリンダーの内壁に対する第一シール部が形成され、かつ、圧力室側に前記胴部から突き出す周回壁部に対する第二シール部が形成されるようにしてあると共に、
    前記シールリングの内周部に、前記シールリングの周回方向において隣り合う突出部との間に間隔を開けて二以上の前記突出部を備えさせて、前記ピストンの移動方向に沿った前記シールリングの所定範囲の移動を、前記胴部と前記シールリングの内周部との間に流体の移動隙間を形成させた状態で許容するようにしてなる、ダンパー。
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