JP7495891B2 - ダンパー装置 - Google Patents

Description

この発明は、ダンパー装置の改良に関する。

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。特許文献１のものでは、断面Ｖ字状をなすシール材をピストンに嵌め付けて、ピストンとシリンダーとの間をシールしている。

特開２００８－３２２０６号公報

この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種のダンパー装置において、シール部材の組み付け状態の可及的安定化を図りながら、ピストン体によって区分されるシリンダー体内の一方空間を縮小させる向きのピストン体の移動をできるだけ抵抗少なく行わしむるようにする点にある。

前記課題を達成するために、この発明にあっては、ダンパー装置を、 ピストン体とこれを納めるシリンダー体と前記ピストン体とシリンダー体との間をシールするシール部材とを備え、前記ピストン体の移動又は相対的な移動により制動力を生じさせるダンパー装置であって、
前記シール部材は、前記ピストン体を取り巻く環状をなすと共に、前記ピストン体によって区分される前記シリンダー体内の一方空間側に位置する基部と、この基部から前記シリンダー体内の他方空間側に延び出す延長部分とを有しており、
前記ピストン体に、前記シール部材の前記基部に向き合う第一保持部と、前記シール部材の延長部分の延び出し端に向き合う第二保持部と、前記シール部材の延長部分の内方に形成された被保持部に向き合う第三保持部とを備えさせてなり、
かつ、前記第二保持部に、一又は二以上の流体の通過部を形成させており、
しかも、前記第三保持部を、前記第一保持部と前記第二保持部との間となる箇所において前記ピストンの移動中心軸に直交する向きに突き出す突出部における前記第一保持部側に向いた端部としてなる、ものとした。

かかる構成によれば、前記一方空間を縮小させる向きのピストン体の移動時は、シール部材の基部と第一保持部とを離間させることができることから、ピストン体とシール部材との間を通じて一方空間から他方空間に向けた流体の移動を許容させることができる。このとき、シール部材の延長部分の延び出し端は第二保持部によって、被保持部は第三保持部によって、それぞれ保持することができ、また、シール部材が変形してシール部材とシリンダー体との間に予期しない摺動抵抗を生じさせるような事態の可及的防止が図られる。
一方、第二保持部には、前記通過部が形成されていることから、一方空間から他方空間に向けた流体の移動を可及的に円滑化でき、ピストン体の復動を抵抗少なく行わしむることができる。

前記ピストン体における前記第一保持部と前記第二保持部との間となる箇所に、前記シール部材との間に流体の流路を形成させる凹所を、前記通過部に連続するように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、前記一方空間を、この一方空間を狭める向きの前記ピストン体の移動時に高圧とな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。

この発明によれば、シール部材の組み付け状態の可及的安定化を図りながら、ピストン体によって区分されるシリンダー体内の一方空間を縮小させる向きのピストン体の移動をできるだけ抵抗少なく行わしむることができる。すなわち、この発明によれば、前記一方空間を拡大させる往動時にのみ実質的に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装置を適切に構成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装置の分解斜視図である。 図２は、前記ダンパー装置の分解斜視図であり、図１と異なる向きからこれらを示している。 図３は、前記ダンパー装置を構成するピストン体とシール部材とを分離して示した斜視図である。 図４は、前記ダンパー装置を構成するピストン体とシール部材とを分離して示した斜視図であり、図３と異なる向きからこれらを示している。 図５は、前記ダンパー装置の図８におけるＡ－Ａ線位置での断面図であり、ピストン体は一方空間を縮小する向きに移動している。 図６は、図５の要部拡大図である。 図７は、前記ダンパー装置の図８におけるＢ－Ｂ線位置での要部断面図であり、ピストン体は一方空間を縮小する向きに移動している。 図８は、前記ダンパー装置を図５の右側から見て示した側面図である。 図９は、前記ダンパー装置の図５におけるＣ－Ｃ線位置での断面図である。 図１０は、前記ダンパー装置の要部断面図であり、ピストン体は一方空間を拡大する向きに移動している。 図１１は、図１～図１０に示されるダンパー装置のピストン体の構成の一部変更例を示した斜視構成図である。 図１２は、図１～図１０に示されるダンパー装置のシール部材の構成の一部変更例を示した斜視構成図である。

以下、図１～図１２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装置は、これを構成するピストン体１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。

かかるダンパー装置は、ピストン体１とこれを納めるシリンダー体２と前記ピストン体１とシリンダー体２との間をシールするシール部材３とを備える。

図示の例では、前記ピストン体１は、ロッド体４の内端に一体化されており、典型的には、かかるダンパー装置は、ロッド体４及びシリンダー体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。

（シリンダー体２）
図示の例では、前記シリンダー体２は、円筒状を呈したものとなっている。かかるシリンダー体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。

シリンダー体２内は、前記ピストン体１を挟んだ一方空間５と、他方空間６とに区分されている。 図示の例では、シリンダー体２の一方の筒端２ａは、中央に流体の通過孔７ａを備えた壁部７により閉塞されている。前記ピストン体１とかかる壁部７との間が前記一方空間５として機能するようになっている。一方、シリンダー体２の他方の筒端２ｂは中央に前記ロッド体４の通過部８ａを備えたキャップ体８により閉塞されるようになっており、ピストン体１とこのキャップ体８との間が前記他方空間６として機能するようになっている。

前記壁部７は、開放された一端をシリンダー体２の一方の筒端２ａと同面上に位置させその余の箇所をシリンダー体２内に位置させるように配される筒状突出部７ｂと、この筒状突出部７ｂの前記開放された一端とシリンダー体２の一方の筒端２ａの縁とをつなぐ周回面部７ｃとを備えている（図１０参照）。前記筒状突出部７ｂ内には、この筒状突出部７ｂの底部の中央に一端を一体化させて筒状突出部７ｂの開口側に延びる管体７ｄが配されており、この管体７ｄの内部を通じてシリンダー体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７ｄが前記通過孔７ａ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７の外側には、前記通過孔７ａに入り込む軸部９ａを備えた可動体９がシリンダー体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９と壁部７との間には図中符号１０で示す圧縮コイルバネが介装されており、このバネ１０により可動体９は基準位置（図５の位置）に位置づけられるようになっている。なお、図中符号１１で示されるのは、前記壁部７の外側に形成された可動体９の支持部であり、この支持部１１に形成された窓穴１１ａに可動体９に形成された突起９ｂを納めることで、可動体９は窓穴１１ａの範囲でシリンダー体２に前記のように移動可能に支持されている。

前記一方空間５を拡大させる向きのピストン体１の移動（以下、この向きのピストン体１の移動を往動と、この往動と逆向きのピストン体１の移動を復動と称する。）は前記通過孔７ａを通じた流体の移動、図示の例では前記通過孔７ａを通じた通気によって許容される。

図示の例では、ピストン体１が往動されることによる一方空間５の圧力変化によって前記バネ１０の付勢に抗して可動体９が壁部７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９の移動量が大きくなればなるほど、前記通過孔７ａへの前記軸部９ａの進入量が大きくなるため、流体は通過孔７ａを通過し難くなり、ピストン体１は往動し難くなる。これにより図示の例では、ピストン体１の移動速度が速くなればなる程、可動体９の移動量を大きくして、ピストン体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装置は、いわゆる速度応答型ないしは荷重応答型のダンパー装置として機能するものとなっている。

また、シリンダー体２の側部の外側には図中符号２ｃで示す前記連係のための接続部が形成されている。

（シール部材３）
前記シール部材３は、前記ピストン体１を取り巻く環状をなすと共に、前記ピストン体１によって区分される前記シリンダー体２内の一方空間５側に位置する基部３ａと、この基部３ａから前記シリンダー体２内の他方空間６側に延び出す延長部分３ｂとを有している。シール部材３のピストン体１の移動中心軸ｘ（図５参照）に沿った断面形状は、この移動中心軸ｘを周回するいずれの位置においても実質的に同一の形状となっている。また、 かかる前記シール部材３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。

図１～図１０に示す例にあっては、シール部材３は、前記基部３ａから前記他方空間６側に延び出す延長部分３ｂの内方に、前記基部３ａから前記他方空間６側に前記延長部分３ｂより延び出し寸法を小さくして延び出す内側部分３ｃを備えている。図示の例では、内側部分３ｃの基部３ａからの延び出し寸法は、延長部分３ｂの基部３ａからの延び出し寸法の実質的に半分程度となっている。

図示の例では、基部３ａは、前記移動中心軸ｘに実質的に直交する面を形成する前端部３ｄと、シリンダー体２の側部２ｄの内壁２ｅに隙間をあけて向き合う外側部３ｅと、ピストン体１の後述する前記胴部１ｉに向き合う内側部３ｆとを有している。前記延長部分３ｂの外面は外側部３ｅに連続し、前記内側部分３ｃの外面は内側部３ｆに連続し、前記延長部分３ｂの内面と前記内側部分３ｃの内面との間には前記基部３ａの後方を向いた面を溝底とする周回溝状部３ｇが形成された態様となっている。すなわち、 前記延長部分３ｂ及び内側部分３ｃは共に、短寸の筒状を呈している。前記基部３ａは、前記延長部分３ｂの筒一端と前記内側部分３ｃの筒一端との間に亘るように形成されている。

また、前記延長部分３ｂは後方に向かうに従ってシール部材３の外径を漸増させるように前記基部３ａから突き出し、また、前記内側部分３ｃは後方に向かうに従ってシール部材３の内径を漸減させるように前記基部３ａから突き出している。

この実施の形態にあっては、前記延長部分３ｂをシリンダー体２の内方に向けてやや弾性変形させた状態で、その延び出し端をシリンダー体２の側部の内壁２５に摺接させることで、ピストン体１とシリンダー体２との間をシールするようになっている。また、ピストン体１の復動時には前記延長部分３ｂはシリンダー体２の内方に撓みやすくこの復動時の摺動抵抗が過大とならないようになっている。

また、この実施の形態にあっては、前記基部３ａの前端部３ｄに周回突条３ｈが形成されており、ピストン体１の往動時はピストン体１の後述の第一保持部１ａにこの周回突条３ｈが圧接されて、シール部材３とピストン体１との間がシールされるようになっている。

（ピストン体１）
前記ピストン体１は、前記シール部材３の前記基部３ａに向き合う第一保持部１ａと、前記延長部分３ｂの延び出し端３ｉに向き合う第二保持部１ｂと、前記延長部分３ｂの内方に形成された前記シール部材３の被保持部３ｋに向き合う第三保持部１ｃとを備えている。

図示の例では、ピストン体１は、外径をシリンダー体２の内径よりも小さくすると共に、筒軸を前記移動中心軸ｘに一致させた短寸の円筒状体の外側に、前記各保持部１ａ、１ｂ、１ｃを形成させた形態となっている。ピストン体１の一方空間５側の筒端は開放されており、ピストン体１が復動されきったときにシリンダー体２の前記筒状突出部７ｂがピストン体１内に納まるようになっている。ピストン体１の他方空間６側の筒端は閉塞されており、この閉塞箇所に後述のようにロッド体４の内端が一体化されている。

第一保持部１ａは、ピストン体１の一方空間５側の筒端をその全周に亘って縁取る外鍔状を呈している。第一保持部１ａの外径は、シリンダー体２の内径よりもやや小さくなっている。

第二保持部１ｂは、ピストン体１の他方空間６側の筒端をその全周に亘って縁取る外鍔状を呈している。図示の例では、第二保持部１ｂは、突き出し寸法を大きくする拡幅部１ｄと、突き出し寸法を小さくする縮幅部１ｅとを、前記移動中心軸ｘを周回する方向において、交互に形成させることで、形成されている。図示の例では拡幅部１ｄ及び縮幅部１ｅはそれぞれ四つ形成されている。第二保持部１ｂの突き出し縁１ｆは、前記移動中心軸ｘを中心とした仮想の円（図示は省略する）の円弧に沿うように形成されている。四つの拡幅部１ｄの突き出し縁１ｆが沿う前記仮想の円の直径はシリンダー体２の内径よりやや小さくなっている。前記四つの縮幅部１ｅによって、前記移動中心軸ｘを周回する方向において隣り合う拡幅部１ｄ間に流体の円滑な通過をもたらす通過部１ｇが形成されている。各拡幅部１ｄは、前記移動中心軸ｘを中心とした仮想の円の中心角２０度～７０度の範囲の円弧に対応した範囲に形成されるようにする。これにより、第二保持部１ｂに、一又は二以上の流体の通過部１ｇ、図示の例では二以上の通過部１ｇが形成される（図９）。

なお、図示の例では、縮幅部１ｅによって通過部１ｇを形成させたが、拡幅部１ｄ間に外鍔状のものを設けないようにして通過部１ｇを形成させても構わない。

また、図１１に示されるように、通過部１ｇは、外鍔状をなす第二保持部１ｂに設けた穴１ｈによって形成させることもできる。

第三保持部１ｃは、ピストン体１における前記第一保持部１ａと前記第二保持部１ｂとの間となる箇所（以下、この箇所を胴部１ｉと称する。）に、形成されている。第三保持部１ｃは、胴部１ｉの外面から前記移動中心軸ｘに直交する向きに突き出す突出部として構成されている。第三保持部１ｃは、第一保持部１ａにおける他方空間６側に向いた面に向いた段差状の前端部１ｊと、第二保持部１ｂの拡幅部１ｄにおける一方空間５側に向いた面に一体化された後端部１ｋと、胴部１ｉに一体化された底部１ｍと、シリンダー体２の内壁に向き合う頂部１ｎとを備えている（図６参照）。

第一保持部１ａと第二保持部１ｂとの間の距離は、シール部材３の周回突条３ｈと延長部分３ｂの延び出し端３ｉとの間の距離よりもやや大きい。
第一保持部１ａと第三保持部１ｃの前端部１ｊとの間の距離は、シール部材３の周回突条３ｈと内側部分３ｃの延び出し端３ｊとの間の距離よりもやや大きい。
胴部１ｉの外径はシール部材３の内側部分３ｃの外面側の径（すなわち、シール部材３の内径）と実質的に等しいか、やや大きくなっている。
第三保持部１ｃの頂部１ｎは、第二保持部１ｂの拡幅部１ｄの突き出し縁１ｆよりも前記移動中心軸ｘ側に位置している。
第三保持部１ｃは、前記移動中心軸ｘを周回する方向を厚さとした板状を呈していると共に、前記拡幅部１ｄにおける前記移動中心軸ｘを周回する方向の中間となる位置に形成されている。

また、前記ピストン体１の胴部１ｉの外面側には、前記シール部材３との間に流体の流路ｙ（図９参照）を形成させる凹所１ｏが、前記通過部１ｇに連続するように形成されている。図示の例では、前記移動中心軸ｘを周回する方向における縮幅部１ｅの形成長さと実質的に等しい凹所幅を備えた凹所１ｏが、第一保持部１ａと第二保持部１ｂとの間に亘って形成されており、これによって、凹所１ｏと通過部１ｇとが連続するようになっている。

これにより、この実施の形態にあっては、第一保持部１ａと第三保持部１ｃとの間に、シール部材３の内側部分３ｃを、前記移動中心軸ｘに沿う向きでのシール部材３の若干の移動を許容した状態で、納めるようになっている。また、内側部分３ｃの外面を、前記凹所１ｏの形成箇所以外においては胴部１ｉの外面に密着させる一方で、前記凹所１ｏの形成箇所においては前記シール部材３との間に流体の流路ｙが形成されるようになっている（図９参照）。また、シール部材３の内側部分３ｃの延び出し端３ｊは、第三保持部１ｃの前端部１ｊに向き合うようになっている。すなわち、図１～図１０に示される例では、シール部材３の内側部分３ｃの延び出し端３ｊが、延長部分３ｂの内方に形成された被保持部３ｋとして機能するようになっている。

なお、図１２に示されるように、被保持部３ｋは、延長部分３ｂの内側に、この延長部分３ｂの延び出し端３ｉ側に向いた周回段差面３ｍを形成させることによって、形成させるようにしても構わない。この図１２の例では、シール部材３は内側部分３ｃを備えていない。

（ロッド体４）
図示の例では、前記ロッド体４は、前記ピストン体１の移動方向に長い棒状をなしている。ロッド体４における前記シリンダー体２外に位置される外端には前記連係のための接続部４ａが形成されている。

一方空間５を拡大させるピストン体１の往動時は、シール部材３の延長部分３ｂがシリンダー体２の側部２ｄの内壁２ｅに接し、かつ、シール部材３の基部３ａの周回突条３ｈが第一保持部１ａに接して、シリンダー体２とピストン体１との間をシールすることができ、一方空間５への流体の流入を前記通過孔７ａに限定してピストン体１の往動に基づく制動力を生じさせることができる。
ピストン体１の復動時は、シール部材３の基部３ａと第一保持部１ａとを離間させることができることから、ピストン体１とシール部材３との間を通じて一方空間５から他方空間６に向けた流体の移動を許容させることができる。このとき、シール部材３の延長部分３ｂの延び出し端３ｉは第二保持部１ｂによって、被保持部３ｋは第三保持部１ｃによって、それぞれ保持することができ、これによってまた、シール部材３が変形してシール部材３とシリンダー体２との間に予期しない摺動抵抗を生じさせるような事態の可及的防止が図られる。
特に、図１～図１０に示される例では、シール部材３の基部３ａからの延び出し寸法を小さくする内側部分３ｃによってシール部材３の剛性が高められており、前記のような事態のより効果的な防止が図られている。
一方、第二保持部１ｂには、前記通過部１ｇが形成されていることから、一方空間５から他方空間６に向けた流体の移動を可及的に円滑化でき、ピストン体１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装置は往動時にのみ実質的に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装置として機能するものとなっている。
特にこの実施の形態にかかるダンパー装置では、シール部材３の内側部分３ｃは前記ピストン体１の胴部１ｉにおける凹所１ｏの形成箇所以外の箇所で胴部１ｉに安定的に支持される一方で、それ以外の箇所ではシール部材３の内側部分３ｃとピストン体１の胴部１ｉとの間は前記通過部１ｇに連続した流体の流路ｙとなることから、一方空間５内からの流体の流出は可及的に効率化される。

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 ピストン体
１ａ 第一保持部
１ｂ 第二保持部
１ｃ 第三保持部
１ｇ 通過部
２ シリンダー体
３ シール部材
３ａ 基部
３ｂ 延長部分
３ｉ 延び出し端
３ｋ 被保持部
５ 一方空間
６ 他方空間

Claims (3)

1. ピストン体とこれを納めるシリンダー体と前記ピストン体とシリンダー体との間をシールするシール部材とを備え、前記ピストン体の移動又は相対的な移動により制動力を生じさせるダンパー装置であって、
   前記シール部材は、前記ピストン体を取り巻く環状をなすと共に、前記ピストン体によって区分される前記シリンダー体内の一方空間側に位置する基部と、この基部から前記シリンダー体内の他方空間側に延び出す延長部分とを有しており、
   前記ピストン体に、前記シール部材の前記基部に向き合う第一保持部と、前記シール部材の延長部分の延び出し端に向き合う第二保持部と、前記シール部材の延長部分の内方に形成された被保持部に向き合う第三保持部とを備えさせてなり、
   かつ、前記第二保持部に、一又は二以上の流体の通過部を形成させており、
   しかも、前記第三保持部を、前記第一保持部と前記第二保持部との間となる箇所において前記ピストンの移動中心軸に直交する向きに突き出す突出部における前記第一保持部側に向いた端部としてなる、ダンパー装置。
2. 前記ピストン体における前記第一保持部と前記第二保持部との間となる箇所に、前記シール部材との間に流体の流路を形成させる凹所を、前記通過部に連続するように形成させてなる、請求項１に記載のダンパー装置。
3. 前記一方空間は、この一方空間を狭める向きの前記ピストン体の移動時に高圧となるようにしてなる、請求項１又は請求項２に記載のダンパー装置。

Images