JP5318023B2

JP5318023B2 - ダンパー装置

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Publication number: JP5318023B2
Application number: JP2010086046A
Authority: JP
Inventors: 修一由田
Original assignee: Nifco Inc
Current assignee: Nifco Inc
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2030-04-02
Also published as: JP2011214710A; KR20110111252A; KR101214322B1

Description

この発明は、シリンダー内にピストンの移動の抵抗となる液体を封入してなるダンパー装置の改良に関する。

シリンダー内にシリコンオイルなどの粘性液体を封入してなる、いわゆるピストンダンパーなどと称されるダンパー装置がある。（特許文献参照）かかるダンパー装置にあっては、典型的には、ピストンロッドが制動対象物に連係され、制動対象物の移動によりピストンが前進したときに前記粘性流体の抵抗を制動力として制動対象物に作用させるように用いられる。ここで、この種のダンパー装置では、シリンダー内へのピストンロッドの進入時にこの進入により追いやられる粘性流体を蓄えるアキュムレータが必要とされる。特許文献１〜３に示されるダンパー装置では、ピストンロッド側、つまり、シリンダーの中心側にアキュムレータ室を配し、このアキュムレータ室の外側に空気室を設けるようにしている。しかるに、このようにシリンダーの中心側にアキュムレータ室を配した場合、このアキュムレータ室への粘性流体の流出入を確保するための流路の断面積を大きく確保し難い。かかる流路を粘性流体が通過し難いとこれを原因とするピストンロッドの進入に対する抵抗が生じ、ダンパー装置の制動力を予期しない過大なものとしてしまう。

特開２００９−９２０８５号公報特開２００７−２０５４９４号公報特開２００９−２４３６６４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のアキュムレータとしての機能を備える部分を、より適切に構成でき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、シリンダー内にピストンの移動の抵抗となる液体を封入してなるダンパー装置であって、
シリンダーの閉塞部材が、少なくとも、
ピストンロッドの支持体と、
この支持体の外側にあってこの支持体との間に空間を形成させると共に、ピストンの前進時にこの空間を減少させる向きに弾性変形してシリンダーとの間に前記液体の進入を許容する可撓体とを備えており、
前記支持体に前記空間とシリンダーの外部とを連通させる通気部を形成させてなるものとした。

かかる構成によれば、制動対象物の移動によりシリンダー内をピストンが前進するときに、前記空間にある空気を通気部を通じてシリンダー外に排気することで可撓体とシリンダーとの間にピストンロッドの進入によりピストンの後方に移動される分の液体を進入させるように可撓体を弾性変形させることができる。そして、かかるダンパー装置にあっては、第一に、前記空間より外側において可撓体とシリンダーとの間の液体の流出入がなされることから、この流出入の流路の断面積をできるだけ広く確保することができ、かかる流体の流出入を抵抗少なくスムースになさしめることができる。また、第二に、前記通気部を支持体に備えさせていることから、シリンダーに格別の加工をする必要がなく、特にかかるシリンダーを合成樹脂により容易且つ適切に構成させることができる。

前記閉塞部材を構成する可撓体におけるシリンダーの奥側に位置される端部を、キャップ中央にピストンロッドの通し孔を備え、キャップ外周に液体の通過部を備えたキャップにより覆うようにしておくこともある。このようにした場合、このキャップにより液体の流出入の流路を形成できると共に、シリンダーへの閉塞部材の挿入時に可撓体に予期しない変形などを生じさせないようにすることができる。

前記閉塞部材を構成する支持体におけるシリンダーの奥側に位置される端部とキャップとの間にこの支持体の内部への液体の進入を阻止するシール部材を介装させておくこともある。このようにした場合、シール部材から離れた支持体の外端側においてピストンロッドの移動方向に沿った広い範囲でこの支持体によってピストンロッドをガイドすることができ、ピストンロッドのブレのない適切な移動を長期に亘り確保することができる。これによりまた、シール部材のシール状態を長期に亘り適切に確保させることができる。

この発明によれば、シリンダー内にピストンの移動の抵抗となる液体を封入してなるダンパー装置におけるアキュムレータとしての機能を備える部分を、より適切に構成することができる。

図１はダンパー装置の斜視図である。図２は図１における左端を示したダンパー装置の側面図である。図３は図２におけるＡ−Ａ線位置での断面図であり、ダンパー装置を構成するシリンダーの内奥部側を示している。図４は図２におけるＡ−Ａ線位置での断面図であり、ダンパー装置を構成するシリンダーの開放端部側を示している。図５は図２におけるＡ−Ａ線位置での断面図であり、ピストンロッドのシリンダー内への進入量が小さい場合のダンパー装置を構成するシリンダーの開放端部側を示している。図６はダンパー装置の閉塞部材を構成する支持体の側面図である。図７は図６におけるＢ−Ｂ線位置での断面図である。図８はダンパー装置の閉塞部材を構成する可撓体の断面図である。図９はダンパー装置のピストンの断面図である。図１０は図９におけるＣ−Ｃ線位置での断面図である。図１１はダンパー装置の閉塞部材を構成するキャップの斜視図である。

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装置は、シリンダー１内にピストン２の移動の抵抗となる液体（図示は省略する。）を封入してなるものであり、いわゆるピストンダンパーなどと称されるものである。かかるダンパー装置は、制動対象物（図示は省略する。）の移動によりピストン２の移動が生じるように、あるいは、ピストン２の相対的な移動が生じるように、制動対象物に組み合わされて用いられる。典型的には、ピストンロッド３及びシリンダー１のいずれか一方を制動対象物に連係させるようにして、この制動対象物が往動又は復動するときにピストン２が前進、つまり、シリンダー１の内奥部１ａに近づく向きにピストン２が移動し、若しくは後退、つまり、シリンダー１の内奥部１ａから遠ざかる向きにピストン２が移動し、又は相対的にこの前進若しくは後退をするようにする。かかる前進時にはシリンダー１内へのピストンロッド３の進入量が漸増し、かかる後退時にはシリンダー１内へのピストンロッド３の進入量が漸減する。あるいはまた、二つの制動対象物の一方にピストンロッド３を他方にシリンダー１を連係させるようにして、この二つの制動対象物が近接するとき及び離隔するときにピストン２が移動又は相対的に移動するようにする。かかるダンパー装置は、このような制動対象物の移動に前記封入液体の抵抗を制動力として作用させる。この実施の形態にかかるダンパー装置は、シリンダー１内への前記ピストンロッド３の進入量の増減に応じて、蓄える封入流体の量を可変するアキュムレーターとしての機能を備えた閉塞部材４によって、シリンダー１の開放端部１ｂ、つまり、シリンダー１におけるピストンロッド３の突きだし側の端部を液密に閉塞するようにしている。封入液体としては、典型的には、シリコンオイルなどの粘性流体が利用される。

シリンダー１は、筒一端部を閉塞させ、かつ、筒他端部を開放させており、この閉塞された筒一端部を前記内奥部１ａとし、この開放された筒他端部を前記開放端部１ｂとしている。図示の例では、シリンダー１は円筒状を呈するように構成されている。シリンダー１は、ピストン２の移動範囲においてこのピストン２の最大径よりやや大きい内径を持ち、前記閉塞部材４の挿入範囲においてこれよりやや大きい内径を持つように構成されており、シリンダー１の内部には前記開放端部１ｂを向いた段差１ｃが形成されている。すなわち、シリンダー１の内奥部１ａとかかる段差１ｃとの間におけるシリンダー１の内径は、この段差１ｃと開放端部１ｂとの間におけるシリンダー１の内径よりも小さくなっている。ピストン２はかかる段差１ｃと内奥部１ａとの間においてシリンダー１の中心軸に沿って前進及び後退する。図示の例では、シリンダー１の筒一端部には、その末端との間に間隔を開けて周回リブ１ｄを形成させるように、周回凹部１ｅと、周回溝１ｆとが形成されており、この周回リブ１ｄを利用してこの筒一端部の制動対象物などへの組み合わせをなすようにしている。

ピストン２は、棒状をなすピストンロッド３の内端３ａに組み合わされる。ピストンロッド３は前記閉塞部材４を構成する後述の支持体４０内を通じてシリンダー１外に延びシリンダー１外に位置される外端３ｃを有する。図示の例では、ピストンロッド３は支持体４０にそのロッド中心軸がシリンダー１の中心軸上に略位置されるように支持されている。また、かかるピストンロッド３の内端３ａ及び外端３ｃにはそれぞれ周回溝３ｂ、３ｄが形成されている。ピストンロッド３の外端３ｃに形成された周回溝３ｄを利用してこのピストンロッド３、つまりはピストン２の制動対象物などの側への組み合わせがなせるようになっている。

図示の例では、ピストン２は、筒両端にそれぞれ外鍔２ａ、２ｂを備えた筒状を呈するように構成されている。二箇所の外鍔２ａ、２ｂの形成位置においてピストン２は最大径を持つようになっている。ピストンロッド３はピストン２の一方の筒端側からピストン２内に内端３ａを挿入させてピストン２に組み合わされている。ピストン２の内側であってその筒両端間にはピストンロッド３の内端３ａに形成された周回溝３ｂに入り込む突部２ｃが形成されている。かかる周回溝３ｂの溝幅はピストン２の中心軸方向でのかかる突部２ｃの頂部の寸法よりも大きく、ピストン２とピストンロッド３とはその組み合わせ位置をシリンダー１の中心軸方向に若干移動可能にした状態で組み合わされている。また、ピストン２におけるシリンダー１の内奥部１ａ側に位置される他方の筒端側の内径はピストンロッド３の外径より小さく、ピストン２におけるこの他方の筒端側にはピストン２の内側に周回座面２ｄが形成されている。また、ピストン２の二箇所の外鍔２ａ、２ｂの間にはピストン２の側部に窓穴２ｅが形成されていると共に、ピストン２におけるシリンダー１の開放端部１ｂ側に位置される外鍔２ｂには貫通孔２ｆが形成されている。

ピストン２が前進するときはピストンロッド３の内端３ａが周回座面２ｄに着座することから、ピストン２とシリンダー１の内奥部１ａとの間の液体はピストン２の外鍔２ａ、２ｂの側部２ｇとシリンダー１の内壁１ｇとの間の隙間からピストン２の後方に移動する。すなわち、ピストン２の前進時には流体の流路は絞られている。一方、ピストン２が後退するときはピストンロッド３の内端３ａが周回座面２ｄから離座することから、ピストン２と閉塞部材４との間の液体は前記貫通孔２ｆと窓穴２ｅとを通じてピストン２の他方の筒端からシリンダー１の内奥側に移動する。すなわち、ピストン２の後退時には流体の流路は拡大される。これにより図示の例では、概ね、ピストン２が前進又は相対的に前進されるときに所望の制動力を生じさせるようになっている。

閉塞部材４は、ピストンロッド３の支持体４０と、可撓体４１と、キャップ４２と、シール部材４３とを組み合わせて構成されている。

支持体４０は、筒両端を共に開放させた筒状を呈するように構成されている。支持体４０の内径はピストンロッド３の外径と略等しく、ピストンロッド３はシリンダー１に挿入固定された閉塞部材４を構成するこの支持体４０によってその中心軸をシリンダー１の中心軸上に位置させるように支持される。支持体４０の内端４０ａ（シリンダー１の奥側に位置される端部）及び外端４０ｂにはそれぞれ円形の外鍔４０ｃ、４０ｄが形成されている。また、支持体４０の内端４０ａ側ではこの内端４０ａ側の外鍔４０ｃとの間に周回溝４０ｆを形成させる周回突条４０ｅが支持体４０の外面に形成されている。また、支持体４０の外端４０ｂ側ではこの外端４０ｂ側の外鍔４０ｄとの間に周回溝４０ｈを形成させる周回突条４０ｇが支持体４０の外面に形成されている。

支持体４０の外端４０ｂ側の外鍔４０ｄの外径は、シリンダー１の開放端部１ｂの内径と略等しくなっている。この支持体４０の外端４０ｂ側の外鍔４０ｄ及びこれに隣り合う周回突条４０ｇには、支持体４０の中心軸を巡る向きに隣り合う貫通穴４０ｊとの間に略等しい間隔を開けて四箇所の貫通穴４０ｊ、４０ｊ…が形成されており、また、この外鍔４０ｄの貫通穴４０ｊと周回突条４０ｇの貫通穴４０ｊとは周回溝４０ｈの溝底に刻設された連通溝４０ｋにより連通されている。これらの貫通穴４０ｊ及び連通溝４０ｋによって支持体４０に後述の空間とシリンダー１内とを連通させる通気部４０ｉが形成されている。また、この支持体４０の外端４０ｂ側の外鍔４０ｄの縁部は、シリンダー１の外部に臨む側において、周回立ち上がり部４０ｍによって縁取られている。また、この支持体４０の外端４０ｂ側の外鍔４０ｄの側部には、シリンダー１内に閉塞部材４を挿入しきった位置において、シリンダー１の開放端部１ｂ側の内壁１ｇに形成された周回凹部１ｈに嵌り込む周回突部４０ｎが形成されている。

可撓体４１は、支持体４０の外側にあってこの支持体４０との間に空間４４を形成させると共に、ピストン２の前進時にこの空間４４を減少させる向きに弾性変形してシリンダー１との間に前記液体の進入を許容する。図示の例は、かかる可撓体４１は、支持体４０の外径よりも内径を大きくした筒状を呈するように構成されている。かかる可撓体４１は典型的にはゴム又はゴム状弾性を持つ合成樹脂から構成することができる。

可撓体４１の内端４１ａ（シリンダー１の奥側に位置される端部）及び外端４１ｂにはそれぞれ内鍔４１ｃ、４１ｄが形成されている。可撓体４１はその内端４１ａ側の内鍔４１ｃを支持体４０の内端４０ａ側の周回溝４０ｆにはめ込み、かつ、その外端４１ｂ側の内鍔４１ｄを支持体４０の外端４０ｂ側の周回溝４０ｈにはめ込んで、支持体４０の外側に備えられている。すなわち、可撓体４１はその内側に支持体４０を通し、一対の外鍔４０ｂ、４０ｄ間にあるこの支持体４０の側部を覆っている。可撓体４１の内端４１ａ側の外径はシリンダー１の内径より小さく、可撓体４１の内端４１ａ側には縮径部４１ｅが形成されている。可撓体４１の外端４１ｂ側の外径はシリンダー１の内径と略一致している。

キャップ４２は、キャップ中央にピストンロッド３の通し孔を４２ａ備え、キャップ４２外周に液体の通過部４２ｂを備えている。図示の例では、かかるキャップ４２は、筒一端を閉塞させた円筒体として構成されている。この閉塞部の中央に前記通し孔４２ａが設けられている。キャップ４２は閉塞部からその筒軸方向略中程の位置までをシリンダー１における前記段差１ｃよりも内奥部１ａ側の内径と外径を略等しする細径部４２ｃとすると共に、その余の箇所の外径をシリンダー１における前記段差１ｃよりも開放端部１ｂ側の内径と略等しくする太径部４２ｄとしている。（図１１）

キャップ４２の外側部には、このキャップ４２の筒軸を巡る向きに隣り合う溝状凹所４２ｆとの間に略等しい間隔を開けて四箇所の溝状凹所４２ｆ、４２ｆ…が形成されている。各溝状凹所４２ｆはキャップ４２の筒両端間に亘って形成されており、この溝状凹所４２ｆにより前記液体の通過部４２ｂが構成されている。

シール部材４３は、中央にピストンロッド３の通し孔４３ａを備えると共に、キャップ４２内に収まる外径を備えた円板状をなすように構成されている。

前記のように組み合わされた支持体４０と可撓体４１における内端４０ａ、４１ａ側にキャップ４２が被装され、かかる内端４０ａ、４１ａ側がキャップ４２によって覆われるようになっている。キャップ４２内に支持体４０と可撓体４１の内端４０ａ、４１ａ側が隙間無く納まるようになっている。シール部材４３は支持体４０の内端４０ａとキャップ４２の閉塞部との間にあって支持体４０の内部への液体の進入を阻止する。

図示の例では、このように構成される閉塞部材４はキャップ４２の側を先にして、シリンダー１の前記段差１ｃにキャップ４２の細径部４２ｃと太径部４２ｄとの間の段差４２ｅが突き当たる位置までシリンダー１内に挿入されこの位置でシリンダー１にはめ付くようになっている。閉塞部材４とシリンダー１との間は、可撓体４１の外端４１ｂの外面に形成された周回突部４１ｆを変形状態でシリンダー１の内壁１ｇに圧接させることで液密にシールされる。また、キャップ４２と可撓体４１との間は、可撓体４１の内端４１ａの外面に形成された周回突部４１ｇを変形状態でキャップ４２の内面に圧接させることで液密にシールされる。

このようにシリンダー１に組み合わされた閉塞部材４を構成する支持体４０に形成された前記通気部４０ｉによって、前記空間４４とシリンダー１の外部とは連通されている。図中符号５はかかる通気部４０ｉを通じた空間４４とシリンダー１の外部との連通状態を確保しながら支持体４０の外端４０ｂを覆うカバーである。

この実施の形態にかかるダンパー装置によれば、制動対象物の移動によりシリンダー１内をピストン２が前進するときに、前記空間４４にある空気を通気部４０ｉを通じてシリンダー１外に排気することで可撓体４１とシリンダー１との間にピストンロッド３の進入によりピストン２の後方に移動される分の液体を進入させるように可撓体４１を弾性変形させることができる。（図４）ピストン２が後退するときはその後退量に応じて可撓体４１とシリンダー１との間に進入した液体はシリンダー１の内奥部１ａ側に移動され前記通気部４０ｉを通じた前記空間４４への吸気を生じながら可撓体４１はこの移動量に応じて弾性復帰される。（図４から図５）かかるダンパー装置にあっては、第一に、前記空間４４より外側において可撓体４１とシリンダー１との間の液体の流出入がなされることから、この流出入の流路の断面積をできるだけ広く確保することができ、かかる流体の流出入を抵抗少なくスムースになさしめることができる。また、第二に、前記通気部４０ｉを支持体４０に備えさせていることから、シリンダー１に格別の加工をする必要がなく、特にかかるシリンダー１を合成樹脂により容易且つ適切に構成させることができる。

また、かかるダンパー装置にあっては、可撓体４１の内端４１ａが前記キャップ４２により覆われていることから、このキャップ４２により液体の流出入の流路を形成できると共に、シリンダー１への閉塞部材４の挿入時に可撓体４１に予期しない変形などを生じさせないようにすることができる。

また、かかるダンパー装置にあっては、支持体４０の内端４０ａとキャップ４２との間にこの支持体４０の内部への液体の進入を阻止するシール部材４３が介装されていることから、シール部材４３から離れた支持体４０の外端４０ｂ側においてピストンロッド３の移動方向に沿った広い範囲でこの支持体４０によってピストンロッド３をガイドすることができ、ピストンロッド３のブレのない適切な移動を長期に亘り確保することができる。これによりまた、シール部材４３のシール状態を長期に亘り適切に確保させることができる。

１シリンダー
２ピストン
３ピストンロッド
４閉塞部材
４０支持体
４０ｉ通気部
４１可撓体
４４空間

Claims

シリンダー内にピストンの移動の抵抗となる液体を封入してなるダンパー装置であって、
シリンダーの閉塞部材が、少なくとも、
ピストンロッドの支持体と、
この支持体の外側にあってこの支持体との間に空間を形成させると共に、ピストンの前進時にこの空間を減少させる向きに弾性変形してシリンダーとの間に前記液体の進入を許容する可撓体とを備えており、
前記支持体に前記空間とシリンダーの外部とを連通させる通気部を形成させてなることを特徴とするダンパー装置。
閉塞部材を構成する可撓体におけるシリンダーの奥側に位置される端部が、キャップ中央にピストンロッドの通し孔を備え、キャップ外周に液体の通過部を備えたキャップにより覆われていることを特徴とする請求項１に記載のダンパー装置。
閉塞部材を構成する支持体におけるシリンダーの奥側に位置される端部とキャップとの間にこの支持体の内部への液体の進入を阻止するシール部材が介装されていることを特徴とする請求項２に記載のダンパー装置。