WO2009119448A1 - ダンパユニット - Google Patents

Abstract

　シリンダ及び該シリンダ内のピストンに連結されたピストンロッドを備えたピストンダンパを使用して移動体の移動速度を制動するダンパユニットである。該ダンパユニットは、記ピストンダンパを配置しているケースと、ケース内に摺動可能に設けられて前記移動体の移動に伴う外力を伝達する伝達部材と、一端側が回転中心となるよう前記ケースに取り付けられ、他端側が前記伝達部材に軸支されたリンク部材と、リンク部材の両端間に連結されてピストンロッド及びシリンダの一方に当接ないしは連結される連接部材とからなることを特徴としている。

Description

ダンパユニット

　本発明は、ピストンダンパを使用して移動体の移動速度を制動するダンパユニットに関するものである。

　図６（ａ）のピストンダンパは本発明形態のダンパユニットで使用した特許文献１に開示の構造と同じタイプである。このピストンダンパ５は、シリンダ５０と、該シリンダ内を軸方向に分割するピストン５２と、ピストン５２に連結されたピストンロッド５３と、ピストンロッド内端に装着されたリテーナ５７とシリンダ内底面との間に配設された付勢手段７と、リテーナ５５を介して保持されたアキュムレータ５６とを備え、ピストンロッド５３がシール部材５９を介しキャップ５１の中心孔から外へ突出されている。また、 ピストン５２は、ピストンロッド５３の内端と一体をなすインナ部材５４ａと、インナ部材５４ａに遊嵌されてシリンダ５０の内周面に摺接した有底筒状でオリフィスを形成しているアウタ部材５４ｂとからなると共に、両部材５４ａ，５４ｂ間に配置されて両者を軸方向に離間させるコイルばね５８を有している。

　以上のピストンダンパ５において、通常は同図のごとく付勢手段７の付勢力でピストンロッド５３が外へ大きく突き出しており、また、アウタ部材５４ｂがコイルばね５８の付勢力によりピストンロッド２７に装着されたリテーナ５７に突き当た状態にある。この状態から、ピストンロッド５３は、例えばドア等の移動体に当たって押されると、付勢手段７の付勢力に抗してシリンダ５０内に押し込まれ、それによりシリンダのボトム側の粘性流体がアウタ部材５４ｂのオリフィス及び両部材５４ｂ，５４ａ間の空隙を経てトップ側へ移動し、その際の流体抵抗でピストンロッド５３に加わるエネルギを減衰する。また、ある速度以上でピストン５２が移動する時のアウタ部材５４ｂに加わる流体抵抗で圧縮コイルばね５８が縮むように設定しておくと、インナ部材５４ａがコイルばね５８の収縮を伴ってアウタ部材５４ｂ内に入り込むと、両部材５４ａ，５４ｂ間の空隙が狭くなって流体抵抗による制動力が高まる。

　図６（ｂ）のピストンダンパは本発明形態の変形例で使用した特許文献２に開示の構造と同じタイプである。同図において、図６（ａ）と作用的に同じ部材に同一符号を付している。このピストンダンパ５Ａは、キャップ５１付のシリンダ５０と、該シリンダ内を軸方向に分割するピストン５２と、ピストン５２に連結されたピストンロッド５３とを備え、ピストンロッド５３が不図示のシール部材を介してキャップ５１の中心孔から外へ突出されている。また、ピストン５２は、ピストンロッド５３の内端に固着されたストッパ８と、該ストッパの外周部に移動自在に遊嵌されている摺動体９とからなる。摺動体９は、外周付近にあって左右面を貫通した断面積の小さな連通孔（オリフィス）及び内周付近にあって左右面を貫通した断面積の大きな連通孔を有し、ピストン５２が移動する際に流体が通過することで減衰力を生じる。すなわち、この構造では、例えば、ピストンロッド５３がシリンダ５０内から突出する方向へ移動されたり、逆に突出量を減じる方向へ移動されると、摺動体９がシリンダ５０との間に生じる摩擦力によりストッパ８の左端部又は右端部で押されて前記大きな連通孔を閉じ、シリンダのトップ側のオリフィスからボトム側へ移動されたり、逆にシリンダのボトム側の流体がオリフィスからトップ側へ移動されることで摩擦力及び流体による制動力が得られる。

特開２００６－２９５６４号公報 特許第３４６５９７８号公報

　上記した各ピストンダンパは、各公報に記載されているように扉、引出し、引戸など色々な分野に用いられている。しかしながら、従来構造では、制動作用を及ぼす長さ、いわゆるダンパストロークがピストン及びピストンロッドの移動範囲で決められる関係で、ダンパストロークを長くしたいときはそれに合うピストンダンパが必要とまり、例えば、２倍のダンパストロークにしたい場合だとピストンダンパが大きくなるだけではなくコスト高となる。

　そこで、本発明は、同じピストンダンパであっても、ダンパストロークを任意に設定可能にし、それによりダンパストロークの短い低価格なピストンダンパを使用してダンパストロークをより長く変更可能なダンパユニットを提供することにある。

　上記目的を達成するため本発明は、シリンダ及び該シリンダ内のピストンに連結されたピストンロッドを備えたピストンダンパを使用して移動体の移動速度を制動するダンパユニットであって、
　前記ピストンダンパを配置しているケースと、前記ケース内に摺動可能に設けられて前記移動体の移動に伴う外力を伝達する伝達部材と、一端側が回転中心となるよう前記ケースに取り付けられると共に、他端側が前記伝達部材に軸支されたリンク部材と、前記リンク部材の両端間に連結されて、前記ピストンロッド及び前記シリンダの一方に当接ないしは連結される連接部材とからなることを特徴としている。

　以上の本発明において、ピストンダンパとしては、例えば、特許文献１や２に開示されているような既存のものを利用でき、使用時は形態のごとくシリンダを固定する態様とピストンロッドを固定する態様の何れでもよい。ケースは、ピストンダンパ、伝達部材、リンク部材、連接部材を組み込むと共に、使用箇所へ取り付けられる。伝達部材は、制動対象である蓋や扉などの移動体に作動連結されて、移動体の移動に伴う外力（荷重）をリンク部材及び連接部材を介してピストンダンパに伝達する。連接部材は、ピストンダンパのピストンロッド又はシリンダを押す部材である。リンク部材は、連接部材と制動対象の荷重を受ける伝達部材との間に介在されて、ピストンダンパのダンパストローク及び該ピストンダンパに加わる荷重を任意に設定可能にする。

　以上の本発明は次のように具体化されることがより好ましい。
（１）前記連接部材は前記リンク部材に揺動可能に連結されている構成である。
（２）前記連接部材は前記ケースにガイド手段を介して摺動可能に設けられている構成である。

（３）前記伝達部材を所定位置方向へ付勢する付勢手段を有している構成である。
（４）前記ピストンダンパが前記付勢手段を内蔵している構成である。

　本発明では、ピストンダンパ（のピストンロッド又はシリンダ）を押す連接部材と蓋や扉など移動体の移動に伴う荷重を受ける伝達部材との間にリンク部材を入れることにより、図３（ａ）（ｂ）と図４（ａ）（ｂ）の例のごとく同じピストンダンパ（ダンパストロークがＭ）でも、ダンパストロークがＭよりも長いＬ、Ｌ1などに変更できる。同時にピストンダンパに加わる荷重を任意に設定できる。これにより、本発明のダンパユニットは、例えば、安価なピストンダンパを使用してダンパストロークを目的の長さに変更でき、しかも伝達部材及びリンク部材などにより制動対象である移動体の移動に伴う荷重を直線運動－回転運動－直線運動に変換してピストンダンパに作用させることができる。

　前記連接部材は前記リンク部材に揺動可能に連結されている構成であると、リンク部材の回転運動を非回転の連接部材にスムースに伝達できる。これに対し、前記連接部材は前記ケースにガイド手段を介して摺動可能に設けられている構成であると、ピストンダンパの制動力を確実安定に得られる。

　前記伝達部材を所定位置方向へ付勢する付勢手段を有している構成であると、伝達部材を所定位置方向へ付勢する付勢手段により、移動体の移動荷重に対するピストンダンパの制動力と共に、特許文献１と同様な一方向へ引き込む作用も得られる。これに対し、前記ピストンダンパが前記付勢手段を内蔵している構成であると、ダンパユニットの簡素化が図られる。

発明形態のダンパユニットを分解した概略分解斜視図である。 上記ダンパユニットを示し、（ａ）は背面図、（ｂ）は正面図である。 （ａ）と（ｂ）は上記ダンパユニットの作動を示す模式作動図である。 （ａ）と（ｂ）は第１変形例を図３（ａ）（ｂ）に対応して示す図である。 （ａ）と（ｂ）は第２変形例を図３（ａ）（ｂ）に対応して示す図である。 （ａ）は発明形態で使用したピストンダンパを示す断面図、（ｂ）は上記第２変形例で使用したピストンダンパを示す断面図である。

発明を実施するための形態

　本発明の形態を図面を参照しながら説明する。図１はダンパユニットの概略分解図、図２（ａ）（ｂ）は前後方向から見た図、図３（ａ）（ｂ）は模式作動図、図４（ａ）（ｂ）は第１変形例を示し、第５は第２変形例を示している。なお、本発明のダンパユニットは、特許文献１や２に開示されているような色々な移動体に適用可能であるが、以下の形態説明では移動体として便宜上、本体開口を開閉する蓋や扉を想定して述べることにする。

（構造）形態のダンパユニット６は、図１に示されるように、略偏平矩形状のケース１と、ケース１に摺動可能に配置されている伝達部材２と、ケース１に対し回動枢支されたリンク部材３と、リンク部材３に連結された連接部材４と、ピストンロッド５又は５Ａとを備えている。なお、ピストンロッド５及び５Ａとしては、図６（ａ）と（ｂ）に示されており、背景技術として説明した特許文献１又は２に開示のものと同じ構造であるためこれ自体の説明は省略する。

　ケース１、伝達部材２、リンク部材３、連接部材４は樹脂成形品である。但し、材質的は樹脂以外でもよい。ここで、ケース１は、図１及び図２（ａ）（ｂ）に示されるごとく前後方向に細長くなっており、内部が正面１０及び背面１１と、上下面１２，１３と、一端面１４とで概略区画されており、他端面及び背面１１の大部分を開口している。正面１０は、ケース１に配置される伝達部材２が蓋や扉などの移動体に対し作動連結する箇所である連結部２４をケース内から突出する側であり、図１だと奥側の側面である。ここには、内側に正面との間に区画されてピストンダンパのシリンダ５０を係合する配置部１５と、伝達部材２に設けられた連結部２４と嵌合する案内溝１６とが設けられている。また、正面１０及び背面１１には、連接部材４に設けられた横リブ４４及びボス４４ａと嵌合するガイド溝１７と、ガイド溝１７の上側に設けられた軸孔１ａと、伝達部材２の対応端及びリンク部材３の一部を露出にしている溝１８とが対向して設けられている。

　このうち、配置部１５は、ピストンダンパのシリンダ５０を係合固定する部分１５ａと、ピストンロッド５３を配置する部分１５ｂとからなる。部分１５ａは、シリンダ５０を径方向に挟持する複数の爪１５ｃを有している。部分１５ｂは、部分１５ａと反対側を開口している。案内溝１６は、一端面１４の手前から水平に延びる水平部分１６ａ及び該水平部分の手前から上側へ屈曲した大穴部分１６ｂからなる。これに対し、背面１１は、案内溝１６や配置部１５等を含む部分を欠如していると共に、上記したガイド溝１７、軸孔１ａ、溝１８などを有している。符号１９は孔付き取付部である。

　伝達部材２は、緩い弓形になっているアーム部２０と、アーム部の一端部２１に設けられた軸部２２及び鍔部２３並びに連結部２４と、アーム部の他端部２５に設けられた切欠部２６及び軸孔２７と、アーム部２０の両端間に設けられた掛止部２８とを有している。軸部２２は一端部２１の側面に突出されている。鍔部２３は、案内溝の大穴部分１６ｂから外へ挿入され、軸部２２が案内溝の水平部分１６ａに嵌合した状態で該軸部２２を抜け止めする。連結部２４は、制動対象の移動体に応じた任意の形状に設定されて、該移動体の移動に伴う荷重を受ける箇所である。また、他端部２５は、アーム部２０より若干薄く形成されており、後述するリンク部材３の他端に揺動可能に嵌合する。掛止部２８は、ピストンダンパ５Ａのときに必要に応じて使用される。

　リンク部材３は、細長い薄肉状板部３０と、板部の一端３１との間で凹部３２を区画形成している部分３１ａと、板部の他端３４との間で凹部３５を区画形成している部分３４ａと、一端３１及び部分３１ａに貫通形成されている取付孔３３と、凹部３５の両内面を連結している軸部３６と、板部３０の側面に突設された軸部３７とを有している。

　これに対し、連接部材４は、側面から見ると、略逆Ｔ形に形成されており、水平片部４０及び垂直片部４１とからなる。水平片部４０は、図１において、前方左側に設けられてリンク部材の板部３０を配置する逃げ部４２と、前方右側に設けられた上下に長くなった受部４３と、受部４３に設けられてリンク部材の軸部３７を遊嵌する縦孔４５と、逃げ部４２及び受部４３を除く両側面に設けられて左右に延びている横リブ４４と、受部４３の片面に設けられて横リブ４４の延長線上に位置しているボス４４ａとを一体に有している。これに対し、垂直片部４１は、逃げ部４２側に設けられている補強リブ４６と、それとは反対側の側面に設けられた当接部４７とを一体に有している。

（組立）次に、以上の各部材の組立手順例について説明する。まず、ケース１には、配置部１５に対しピストンダンパ５又は５Ａがシリンダ５０を部分５０ａに合わせた状態から押し込むことで複数の爪１５ｃを介して取り付けられる。この取付状態では、シリンダ５０から突出しているピストンロッド５３がロッド先端を部分１５ｂからケース内へ自由に出没可能となっている。なお、使用したシリンダ５０には爪１５ｃと係合する嵌合溝５０ａが周設されている。

　次に、伝達部材２及び連接部材４がケース１に組み込まれる。伝達部材２は、ケース背面１１側からケース内に入れられて、一端部側連結部２４及び鍔部２３を案内溝の大穴部分１６ｂから外へ挿入すると共に、軸部２２を案内溝の水平部分１６ａに嵌合した状態で抜け止めされる。連接部材４は、ケース他端開口からケース内に押し込まれ、両側の横リブ４４が対応するガイド溝１７に嵌合された状態に組み込まれる。この状態では、図２（ａ）（ｂ）のごとく連接部材４が横リブ４４及びガイド溝１７によるガイド手段を介して摺動可能となっていると共に、当接部４７がピストンロッド５３の先端に当接している。

　次にリンク部材３がケース１に組み込まれる。この操作では、リンク部材３がケース他端開口からケース内に配置されて、ケース側軸孔１ａに対し一端側取付孔３３を位置出した後、割ピン等の連結ピン３８が一方軸孔１ａ、一方取付孔３３、他方取付孔３３、他方軸孔１ａに挿通されることで、連結ピン３８を支点として振り子状に回動自在に支持される。

　リンク部材３は、その枢支状態から、例えば他端３４を介して連接部材４側へ押されると、板部３０が逃げ部４２に移動すると同時に軸部３７が縦孔４５に嵌合される。これにより、リンク部材３は、連接部材４に対し軸部３７及び縦孔４５の嵌合を介して揺動可能に連結される。また、リンク部材３は、例えば、伝達部材の他端部２５を凹部３５に押し付けると、凹部側軸部３６に対し軸孔２７が切欠部２６を介して嵌合し、それにより伝達部材２に対しても揺動可能に連結される。これにより、ダンパユニット６が組み立てられる。

（作動）図３（ａ）（ｂ）はダンパユニット６の作動として、同（ａ）はダンパユニット６の初期状態を示し、同（ｂ）はダンパユニット６の作動完了状態を示している。
（ア）同（ａ）の初期状態において、ピストンダンパ５は図６（ａ）のごとくピストンロッド５３が付勢手段７で付勢されてシリンダ５０から最も長く突出している。連接部材４は当接部４７がピストンロッド５３の先端で押されて同（ａ）の最も右側へ摺動している。リンク部材３は軸部３７及び縦孔４５の嵌合を介して連接部材４に押されることで連結ピン３８を支点として逆時計方向へ所定角だけ回動されている。伝達部材２は軸孔２７及び軸部３６の嵌合を介してリンク部材３の回動方向へ略水平移動されている。

（イ）そして、ダンパユニット６は以上の初期状態から、移動体（扉や蓋等）が同図の右より左側へ移動しながら伝達部材の連結部２４に作動連結すると、伝達部材２、リンク部材３、連接部材４が同期して駆動されると共にピストンダンパ５による制動作用を受けながら該移動体の動きを制動する。換言すると、伝達部材２は連結部２４を介して該移動体に作動連結されて移動体と同方向へ移動する。その際、この構造では、移動体の移動に伴う外力（荷重）を伝達部材２からリンク部材３及び連接部材４を介してピストンダンパ５のピストンロッド５３に伝達する。このため、移動体の移動速度は、伝達部材２、リンク部材３、連接部材４を介してピストンロッド５３の突出量を減じながらピストンダンパ５で制動されてゆっくりと移動される。以上の制動は、ピストンロッド５３がシリンダ５０に対し最も退避した図３（ｂ）の作動完了状態までである。

（ウ）以上の構造では、ピストンダンパ５（のピストンロッド５３又はシリンダ５０）を押す連接部材４と、移動体の移動に伴う荷重を受ける伝達部材２とが、連結ピン３８を支点として回動されるリンク部材３を介して作動連結されることで、ダンパユニット６のダンパストロークＬがピストンダンパ５単独のダンパストロークＭより長くなる。この例ではダンパストロークＬがＭの約２倍となっている。この利点は、例えば、既存の安価なピストンダンパ５を使用してそのダンパストロークを目的の長さに変更したり、伝達部材２及びリンク部材３などにより制動対象である移動体の移動に伴う荷重を直線運動－回転運動－直線運動に変換してピストンダンパ５に作用させることができる。

（エ）以上の構造では、ピストンダンパ５としてピストンロッド５３が付勢手段７により突出しているタイプを使用しているため、例えば、移動体が図３（ｂ）の作動完了状態で負荷が解放されると、移動体が再び伝達部材２及びリンク部材３並びに連接部材４とピストンロッド５３を介して初期状態まで自動的に引き込まれることになる。すなわち、ダンパユニット６は引き込み機構としても作用する。

（第１変形例）図４（ａ）（ｂ）の変形例は上記したダンパストロークＬをより長くした一例である。
この説明では、上記形態と同一部材及び作用的に同じ部位に同じ符号を付し、重複した記載を極力省くことにする。

　第１変形例において、リンク部材３Ａは、上記したリンク部材３に対して、全寸が長くなっていて、連結ピン３８を支点として回動したとき、板部他端３４が描く円弧も一回り大きくなるよう設定されている。このため、この構造では、図３（ａ）（ｂ）と比較して、ダンパユニット６のダンパストロークＬ1がピストンダンパ５単独のダンパストロークＭより長くなるが、この例ではダンパストロークＬがＭの約３倍となっている。これは、ダンパユニット６は、同じピストンダンパ５を使用しながら、そのダンパストロークＬやＬ1を簡単に任意の長さに変更できることを示している。

（第２変形例）図５（ａ）（ｂ）の変形例は、上記したピストンダンパ５を簡易なピストンダンパ５Ａに変更すると共に、上記した引き込み用の付勢手段７０を付設した一例である。この説明でも、上記形態と同一部材及び作用的に同じ部位に同じ符号を付し、重複した記載を極力省くことにする。

　この変形例において、ピストンダンパ５Ａは図６（ｂ）の構造からなる。ケース１には案内溝１６よりも上側にばね用掛止部１２ａが設けられている。そして、付勢手段７０は、引張コイルばねが用いられており、該引張コイルばねの一端が掛止部１２ａに係止され、引張コイルばねの他端が伝達部材２の掛止部２８に係止された状態に組み付けられている。この場合、案内溝１６は、水平部分１６ａ及び大穴部分１６ｂからなるが、大穴部分１６ｂが上記形態及び第１変形例に比べ水平部分１６ａの反対側（同図の右側）に設けられる。また、大穴部分１６ｂは、軸部２２と係合可能となっていて、図５（ａ）のごとく引張コイルばね７０が伝達部材２を介し付勢力を蓄積した状態で軸部２２と係合しその状態を解除可能に保つ。また、この構成では、ピストンダンパ５Ａを構成しているピストンロッド５３の先端が連接部材４１を構成している当接部４７に対し適宜な連結手段で固定されている。そして、この例では、図５（ａ）が図３（ａ）や図４（ａ）に対応したダンパユニット６の初期状態である。同（ｂ）が図３（ｂ）や図４（ｂ）に対応したダンパユニット６の作動完了状態である。初期状態から作動完了状態、作動完了状態から初期状態まで各作動は上記した形態と実質的に同じである。

　以上のように、本発明のダンパユニットは、請求項で特定される構成を実質的に備えておればよく、細部は種々変更可能なものである。

　なお、２００８年３月２７日に出願された日本国特許出願第２００８－８４７２１号及び２００９年３月１２日に出願された日本国特許出願第２００９－５８８３３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. 　シリンダ及び該シリンダ内のピストンに連結されたピストンロッドを備えたピストンダンパを使用して移動体の移動速度を制動するダンパユニットであって、
   　前記ピストンダンパを配置しているケースと、
   　前記ケース内に摺動可能に設けられて前記移動体の移動に伴う外力を伝達する伝達部材と、
   　一端側が回転中心となるよう前記ケースに取り付けられると共に、他端側が前記伝達部材に軸支されたリンク部材と、
   　前記リンク部材の両端間に連結されて、前記ピストンロッド及び前記シリンダの一方に当接ないしは連結される連接部材とからなることを特徴とするダンパユニット。
2. 　前記連接部材は前記リンク部材に揺動可能に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のダンパユニット。
3. 　前記連接部材は前記ケースにガイド手段を介して摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のダンパユニット。
4. 　前記伝達部材を所定位置方向へ付勢する付勢手段を有していることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のダンパユニット。
5. 　前記ピストンダンパが前記付勢手段を内蔵していることを特徴とする請求項４に記載のダンパユニット。

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