特許 7481993 ダンパー装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-01

(45)【発行日】2024-05-13

(54)【発明の名称】ダンパー装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/32 20060101AFI20240502BHJP

   F16F 9/02 20060101ALI20240502BHJP

   F16F 9/58 20060101ALI20240502BHJP

   F16J 15/3236 20160101ALI20240502BHJP

   F16J 15/3232 20160101ALI20240502BHJP

   B60R 7/06 20060101ALN20240502BHJP

   B60R 7/04 20060101ALN20240502BHJP

【ＦＩ】

F16F9/32 M

F16F9/02

F16F9/58 Z

F16J15/3236

F16J15/3232 101

B60R7/06 G

B60R7/04 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020178188

(22)【出願日】2020-10-23

(65)【公開番号】P2022069167

(43)【公開日】2022-05-11

【審査請求日】2023-09-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000124096

【氏名又は名称】株式会社パイオラックス

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 淳

【審査官】正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１６７３３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０４７７７５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ ９／３２

Ｆ１６Ｆ ９／０２

Ｆ１６Ｆ ９／５８

Ｆ１６Ｊ １５／３２３６

Ｆ１６Ｊ １５／３２３２

Ｂ６０Ｒ ７／０６

Ｂ６０Ｒ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底部と開口部を有するシリンダと、
前記シリンダ内を軸方向に進退可能なピストンと、
前記ピストンの外周に設けられ、前記シリンダの内周に当接するシールリングと、を備え、
前記ピストンは、
前記シールリングに巻回される柱部と、
前記柱部の軸方向両端側に位置し、前記柱部の外周面よりも径方向外向きに張り出すように形成され、前記シールリングの軸方向への移動を規制する第１規制部および第２規制部と、を有し、
前記柱部は、外周面に径方向外向きに突出し、且つ前記第２規制部から軸方向に延びる突出部を有し、
前記第１規制部は、前記第２規制部と対向する面を切り欠くように形成され、前記突出部に軸方向に連なって位置する切欠部を有し、
前記シールリングは、前記第２規制部に対してシール可能に設けられ、前記ピストンの移動によって前記切欠部に部分的に入るように変形する変形状態をとることが可能であり、
前記シールリングが前記変形状態である場合、および前記シールリングが前記切欠部に入らない通常状態である場合に、前記シールリングは、前記突出部によって前記シリンダの内周面に押し当てられていることを特徴とするダンパー装置。

【請求項2】

前記シールリングは、
環状に形成された胴部と、
環状に形成され、前記胴部の軸方向端部から径方向外向きに張り出すリップ部と、を有し、
前記胴部は、前記第２規制部に軸方向に当接して前記ピストン側のシールとなり、
前記リップ部は、前記シリンダの内周面に当接して前記シリンダ側のシールとなることを特徴とする請求項１に記載のダンパー装置。

【請求項3】

前記突出部は、前記胴部に当接することを特徴とする請求項２に記載のダンパー装置。

【請求項4】

前記胴部の内径は、前記柱部の外周面の外径より大きいことを特徴とする請求項２または３に記載のダンパー装置。

【請求項5】

該ダンパー装置は、固定体と開閉体とに連結され、
前記ピストンに連結し、前記ピストンに外力を伝達可能な伝達部をさらに備え、
前記シリンダは、前記固定体および前記開閉体の一方に取り付けられる第１軸支部を有し、
前記伝達部は、前記固定体および前記開閉体の他方に取り付けられる第２軸支部を有し、
前記第１軸支部の貫通孔と前記第２軸支部の貫通孔とは平行な軸を有し、
前記突出部は、前記第１軸支部および前記第２軸支部の軸方向に沿って突出することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のダンパー装置。

【請求項6】

底部と開口部を有するシリンダと、
前記シリンダ内を軸方向に進退可能なピストンと、
前記ピストンの外周に設けられ、前記シリンダの内周に当接するシールリングと、を備え、
前記ピストンは、
前記シールリングに巻回される柱部と、
前記柱部の軸方向両端側に位置し、前記柱部の外周面よりも径方向外向きに張り出すように形成され、前記シールリングの軸方向への移動を規制する第１規制部および第２規制部と、を有し、
前記柱部は、
外周面に径方向外向きに突出する突出部と、
前記柱部を窪まして形成された窪み部と、を有し、
前記第１規制部は、前記第２規制部と対向する面を切り欠くように形成され、前記突出部に軸方向に連なって位置する切欠部を有し、
前記シールリングは、前記第２規制部に対してシール可能に設けられ、前記ピストンの移動によって前記切欠部に部分的に入るように変形する変形状態をとることが可能であり、
前記シールリングが前記変形状態である場合、および前記シールリングが前記切欠部に入らない通常状態である場合に、前記シールリングは、前記突出部によって前記シリンダの内周面に押し当てられていることを特徴とするダンパー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリンダ内を進退可能なピストンと、ピストンの外周に設けられるシールリングとを備えるダンパー装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、筒状のシリンダーと、シリンダー内を移動するピストンと、シリンダーの一端に設けられるキャップとを備えるエアダンパーが開示されている。ピストンは、Ｏリングを代替する円環状のシール突起を有する。キャップは、シリンダ室を外部につなぐオリフィスを形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－６５１１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示される技術では、ピストンが急速に移動した場合、シリンダ室の空気の移動がオリフィスから適度に発生せず、シリンダ室の圧力によってピストンが逆方向に戻されることがある。

【0005】

本発明の目的は、ピストンが急速に移動した場合にシリンダ室内の圧力によってピストンが移動した方向とは逆方向に戻りにくいダンパー装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様のダンパー装置は、底部と開口部を有するシリンダと、シリンダ内を軸方向に進退可能なピストンと、ピストンの外周に設けられ、シリンダの内周に当接するシールリングと、を備える。ピストンは、シールリングに巻回される柱部と、柱部の軸方向両端側に位置し、柱部の外周面よりも径方向外向きに張り出すように形成され、シールリングの軸方向への移動を規制する第１規制部および第２規制部と、を有する。柱部は、外周面に径方向外向きに突出する突出部を有する。第１規制部は、第２規制部と対向する面を切り欠くように形成され、突出部に軸方向に連なって位置する切欠部を有する。シールリングは、第２規制部に対してシール可能に設けられ、ピストンの移動によって切欠部に部分的に入るように変形する変形状態をとることが可能であり、シールリングが変形状態である場合、およびシールリングが切欠部に入らない通常状態である場合に、シールリングは、突出部によってシリンダの内周面に押し当てられている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ピストンが急速に移動した場合にシリンダ室内の圧力によってピストンが移動した方向とは逆方向に戻りにくいダンパー装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例のダンパー装置の斜視図である。

【図2】実施例のダンパー装置の分解図である。

【図3】図３（ａ）は、伝達部およびピストンの側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すピストンの線分Ａ－Ａ断面図である。

【図4】図４（ａ）は、シールリングの正面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すシールリングの線分Ｂ－Ｂ断面図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示すシールリングの部分拡大図である。

【図5】ピストンを通る位置でのダンパー装置の断面図である。

【図6】図６（ａ）および図６（ｂ）は、シールリングの動作について説明するための図であり、ダンパー装置のピストン部分の断面図である。

【図7】シールリングおよびピストンの側面図であり、シールリングがピストンの切欠部に入り込んだ状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１は、実施例のダンパー装置１０の斜視図である。また、図２は、実施例のダンパー装置１０の分解図である。ダンパー装置１０は、たとえば車両のグローブボックスに取り付けられ、グローブボックスの開閉体（ふた部材）の開閉動作に減衰力を付与する。また、ダンパー装置１０は、車両のコンソールボックスに取り付けられ、コンソールボックスの開閉体の開閉に減衰力を付与してもよい。グローブボックスやコンソールボックスが固定体として機能し、ダンパー装置１０は、固定体と、固定体の開口を開閉する開閉体とに連結される。

【0010】

ダンパー装置１０は、シリンダ１２、伝達部１４、ガイド部１６、キャップ１８、シールリング２０およびピストン２２を備える。ダンパー装置１０は粘性流体として空気を用いて粘性抵抗を発生させる。

【0011】

シリンダ１２は、第１軸支部３６、底部４０、開口部４２、保持部４４および係止孔４６を有する。シリンダ１２は、円筒状に形成され、一端に底部４０を有し、他端に開口部４２を有する。第１軸支部３６は、シリンダ１２の外周面から径方向外向きに張り出し、固定体および開閉体の一方が挿入される貫通孔を有し、固定体および開閉体の一方に軸支される。

【0012】

保持部４４は、底部４０に形成され、キャップ１８を保持する。係止孔４６は、シリンダ１２の内周面に形成され、ガイド部１６を係止する。

【0013】

伝達部１４は、棒状に形成され、シリンダ１２の開口部４２から挿入される。伝達部１４は、ピストンに外力を伝達する。伝達部１４は、固定体および開閉体の他方に軸支される第２軸支部３８を有する。第２軸支部３８は、固定体および開閉体の他方が挿入される貫通孔を有する。第１軸支部３６および第２軸支部３８の貫通孔は平行である。

【0014】

ガイド部１６は、シリンダ１２の開口部４２に取り付けられ、伝達部１４の進退をガイドする。ガイド部１６は、伝達部１４を挿通するガイド孔１６ａと、シリンダ１２の係止孔４６に係止する係止爪１６ｂとを有する。

【0015】

キャップ１８は、保持部４４によって底部４０に取り付けられ、オリフィスとなる微少な孔を有しており、シリンダ１２の底部４０側にオリフィスを形成する。

【0016】

シールリング２０は、ピストン２２の外周に設けられ、シリンダ１２内を第１室と第２室に区分けし、シリンダ１２の内周に当接する。シールリング２０は、ゴム材料で形成され、変形可能である。

【0017】

ピストン２２は、伝達部１４の一端に設けられ、シリンダ１２内に配置され、シリンダ１２内を軸方向に進退可能である。ピストン２２は、伝達部１４と一体に設けられる。

【0018】

図３（ａ）は、伝達部１４およびピストン２２の側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すピストン２２の線分Ａ－Ａ断面図である。ピストン２２は、柱部２４、第１規制部２６および第２規制部２８を有する。

【0019】

第１規制部２６および第２規制部２８は、柱部２４の軸方向両端に位置し、柱部２４の外周面３０より径方向外向きに張り出すように形成される。第１規制部２６および第２規制部２８は、ピストン２２の進退時に、柱部２４に巻回されたシールリング２０の軸方向の移動を規制する。

【0020】

第１規制部２６は、軸方向に凹んで形成された切欠部３４を有する。切欠部３４は、図３（ａ）に示すように、第２規制部２８と対向する面に形成される。切欠部３４の両方の端部３４ａは、段差状に形成され、所定の角度幅を有しており、例えば１２０度の角度幅を有する。切欠部３４を形成することで、シールリング２０が部分的に切欠部３４に入り込むように変形できる。第２規制部２８が第１規制部２６と対向する面は一様であり、切り欠きは形成されていない。

【0021】

柱部２４は、第１規制部２６および第２規制部２８の間に位置する。柱部２４は、円柱状に形成され、外周面３０に窪み部３１と突出部３２と円弧部３３とを有する。突出部３２は、外周面３０に径方向外向きに突出して形成され、窪み部３１は、突出部３２の周方向の両側に窪んで形成される。円弧部３３は、柱部２４の外周面３０の半分以上を占め、滑らかに形成される。

【0022】

図３（ｂ）に示すように、突出部３２は、円弧部３３の外接円３３ａよりも径方向外向きに突出する。これにより、柱部２４に巻回されたシールリング２０が突出部３２に当接する。

【0023】

突出部３２は、第２規制部２８から第１規制部２６の切欠部３４に亘って形成される。切欠部３４は、第２規制部２８と対向する第１規制部２６の対向面を切り欠くように形成され、突出部３２に軸方向に連なって位置する。周方向位置において、切欠部３４の両方の端部３４ａの間に突出部３２が位置する。これにより、シールリング２０が突出部３２に当接した状態を維持したまま切欠部３４側に入り込む変形ができる。

【0024】

突出部３２は、第１軸支部３６および第２軸支部３８の軸方向に沿って突出する。これにより、第１軸支部３６および第２軸支部３８から入力される外力の影響を受けづらい位置に突出部３２を配置でき、外力によってピストン２２が偏心した場合に突出部３２がシリンダ１２の内周面から離れることを抑えられる。

【0025】

図４（ａ）は、シールリング２０の正面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すシールリング２０の線分Ｂ－Ｂ断面図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示すシールリング２０の部分拡大図である。シールリング２０は、胴部５０、第１リップ部５２および第２リップ部５４を有する。シールリング２０の断面は、Ｙ字形状に形成される。

【0026】

胴部５０、第１リップ部５２および第２リップ部５４は、いずれも環状に形成される。第１リップ部５２は、胴部５０の軸方向端部５０ａから遠ざかる方向および径方向外向きに張り出し、胴部５０の軸方向端部５０ａから斜め外向きに張り出す。第２リップ部５４は、胴部５０の軸方向端部５０ａから径方向内向きに張り出し、胴部５０から斜め内向きに張り出す。第１リップ部５２および第２リップ部５４は、軸方向において胴部５０の軸方向端部５０ａに向かって接近するように形成され、二股に形成される。第１リップ部５２および第２リップ部５４は、胴部５０より薄く、撓みやすい。第１リップ部５２は、径方向外向きに張り出しているため、シリンダ１２の内周面に当接可能である。

【0027】

シールリング２０の線部分の幅Ｗは、第１リップ部５２と第２リップ部５４とを含む径方向の幅Ｗであって、シールリング２０の最外径と最内径との差を半分にして導出できる。

【0028】

図５は、ピストン２２を通る位置でのダンパー装置１０の断面図である。突出部３２がシールリング２０に当接して、シールリング２０をシリンダ１２の内周面に押し当てている。突出部３２とシリンダ１２の内周面との間隔Ｄは、シールリング２０の幅Ｗよりも小さいため、シールリング２０が潰れるようにシリンダ１２の内周面に押し当てられる。

【0029】

シールリング２０の最外径、つまり第１リップ部５２の外径は、シリンダ１２の内径より大きい。これにより、第１リップ部５２がシリンダ１２の内周面に当たった状態が維持される。シールリング２０の最内径、つまり第２リップ部５４の内径は、円弧部３３の外径より大きい。つまり、第２リップ部５４は、柱部２４の円弧部３３に当接してもしなくてもよい。突出部３２が当接するシールリング２０の当接部分は、その当接によって部分的に拡径してもよい。

【0030】

図６（ａ）および図６（ｂ）は、シールリング２０の動作について説明するための図であり、ダンパー装置１０のピストン２２部分の断面図である。図６（ａ）は、シールリング２０が変形していない状態を示し、図６（ｂ）は、シールリング２０が変形して切欠部３４に入り込んだ状態を示す。

【0031】

シールリング２０は、シリンダ１２とピストン２２に当接して、シリンダ１２内を底部４０側の第１室６０と開口部４２側の第２室６２に区分する。胴部５０は、第２規制部２８に対して軸方向に当接してピストン２２側のシールとなる。また、第１リップ部５２は、シリンダ１２の内周面に対して径方向に当接してシリンダ１２側のシールとなる。これにより、シールリング２０がシリンダ１２とピストン２２を隙間なく塞ぐ。

【0032】

図６（ａ）に示すシールリング２０では、突出部３２に当接する部分はシリンダ１２の内周面に押しつけられているが、突出部３２に当接しない部分はシリンダ１２の内周面に押しつけられていない。シールリング２０の内周側の胴部５０および第２リップ部５４は、突出部３２に当接する。これにより、第１リップ部５２を安定してシリンダ１２に押し当てられる。

【0033】

図６（ａ）に示すピストン２２は、開閉体の開き動作によって伝達部１４が引っ張られてシリンダ１２の開口部４２側に進行し、シールリング２０は、ピストン２２の移動によって第２規制部２８に当接した通常状態が維持される。ピストン２２が開口部４２側に進行すると、第１室６０は体積増加によって負圧になり、抵抗力を発生する。これにより、開閉体がゆっくり開かれる。また、第１室６０の負圧は、キャップ１８に形成されたオリフィスによって解消される。

【0034】

ここで、開閉体が急激に開かれると、第１室６０が負圧になりすぎてピストン２２を引き戻す力が大きくなり、開かれた開閉体が閉じる方向に戻される。第１室６０の負圧によってピストン２２およびシールリング２０に退行方向の力が加わり、ピストン２２およびシールリング２０が退行すると、図６（ｂ）に示すように、シールリング２０が切欠部３４に入り込むように変形する変形状態となる。突出部３２と当接するシールリング２０の当接部分は、突出部３２によってシリンダ１２の内周面に、その当接部分以外の部分よりも強く押し当てられており、その当接部分がピストン２２とずれて、切欠部３４に入るように変形し易い。

【0035】

図７は、シールリング２０およびピストン２２の側面図であり、シールリング２０がピストン２２の切欠部３４に入り込んだ状態を示す。つまり、図７に示すシールリング２０は、図６（ｂ）に示すシールリング２０が部分的に変形した状態と同じ状態であり、ピストン２２の移動によって切欠部３４に部分的に入るように変形する変形状態をとることが可能である。

【0036】

シールリング２０が切欠部３４に入り込むように変形することで、胴部５０が第２規制部２８から離れ、ピストン２２とのシールが解除される。これにより、第２室６２側の空気が、窪み部３１などのシールリング２０の内側を通って、第２規制部２８とシールリング２０の隙間から第１室６０に入り込む。そのため、第１室６０の負圧が解消され、ピストン２２の引き戻しが止められて、急激に開かれた開閉体が閉じる動きが解除される。負圧解消後に開閉体が開き動作を行う際、切欠部３４に入り込んだシールリング２０の一部分だけを復元するだけで、第２規制部に対してシールした状態に戻るため、負圧解消後にすぐに減衰力を発揮できる。

【0037】

シールリング２０が変形状態である場合、およびシールリング２０が切欠部３４に入らない通常状態である場合に、シールリング２０は、突出部３２によってシリンダ１２の内周面に押し当てられている。つまり、シールリング２０が通常状態でも変形状態でも突出部３２によってシリンダ１２に押し当てられている。これにより、シールリング２０が通常状態から変形状態になる際に、突出部３２による押し当てが維持され、スムーズに変形できる。

【0038】

胴部５０は、第２規制部２８に対して軸方向に当接してピストン２２側のシールとなっているため、ピストン２２側のシールを解除するには、シールリング２０が第２規制部２８から少しでも離れればよい。シールリング２０の変形量が小さくてもシール解除できるため、シール解除を容易に設定できる。また、シールリング２０の変形量が小さくてよいため、ピストン２２を負圧によって引き戻す動きを素早く解除できる。

【0039】

胴部５０の内径Ｒ２は、柱部２４の外周面３０の外径より大きい。胴部５０の内径Ｒ２は、柱部２４の円弧部３３の外径Ｒ１よりも大きく、突出部３２を含む柱部２４の外径よりも大きい。これにより、シールリングが柱部２４の外周面３０とシリンダ１２の内周面に密着する場合と比べて、シールリング２０とシリンダ１２の内周面との摺動を容易にして、ピストン２２の移動を滑らかにできる。

【0040】

シールリング２０が変形状態である場合、およびシールリング２０が切欠部３４に入らない通常状態である場合に、シールリング２０は、突出部３２によってシリンダ１２の内周面に押し当てられている。これにより、シールリング２０が通常状態でも変形状態でも突出部３２によってシリンダ１２に押し当てられ、押し当てられた部分がピストン２２とずれて変形状態になりやすくなる。

【0041】

シールリング２０は、突出部３２により部分的にシリンダ１２に押し当てられ、部分的に変形する。これにより、シールリング２０とシリンダ１２の摩擦抵抗を抑えることができる。また、シールリング２０が部分的に変形することで、自身の復元力で通常状態に素早く戻ることができる。これにより、シールリング２０が復元するまでのピストン２２の空走距離を短くすることができる。

【0042】

本発明は上述の各実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施例に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施例も本発明の範囲に含まれうる。

【0043】

例えば、実施例では、オリフィスがキャップ１８に形成されていたが、この態様に限られず、ピストン２２に形成されてもよい。また、実施例では、シリンダ１２およびピストン２２の断面が真円状に形成されていたが、この態様に限られず、長孔状や楕円状であってもよい。

【0044】

また、実施例では、第１規制部２６が開口部４２側に位置し、第２規制部２８が底部４０側に位置する態様を示したが、この態様に限られず、第１規制部２６が底部４０側に位置し、第２規制部２８が開口部４２側に位置してもよい。これにより、シールリング２０がシール解除するタイミングが、ピストン２２の移動に対して逆になる。つまり、ピストン２２の急激な押し込みによって第１室６０が過度に正圧になり、ピストン２２が戻されたときにシールリング２０が切欠部３４に入り込んでシール解除する。

【符号の説明】

【0045】

１０ ダンパー装置、 １２ シリンダ、 １４ 伝達部、 １６ ガイド部、 １８ キャップ、 ２０ シールリング、 ２２ ピストン、 ２４ 柱部、 ２６ 第１規制部、 ２８ 第２規制部、 ３０ 外周面、 ３１ 窪み部、 ３２ 突出部、 ３３ 円弧部、 ３４ 切欠部、 ３６ 第１軸支部、 ３８ 第２軸支部、 ４０ 底部、 ４２ 開口部、 ４４ 保持部、 ４６ 係止孔、 ５０ 胴部、 ５０ａ 軸方向端部、 ５２ 第１リップ部、 ５４ 第２リップ部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】