JP2011163525A - エアダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の動作が安定しており、確実な緩衝力が得られるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく、容易に組み立てることができ、製造コストを低廉にできるエアダンパを提供すること。
【解決手段】一端を閉鎖し、他端を開放したシリンダ２と、このシリンダ２の内周面２０ａに摺接するシール部材１０を取り付けたピストン３と、このピストン３から延設したピストンロッド４とからなり、シール部材１０を、ピストンロッド４側から、シリンダ２の内周面２０ａとの間に隙間が形成されるようにシリンダ２の内径よりも小径に形成した円筒部１１と、この円筒部１１に連なり漸次拡径してシリンダ２の内周面２０ａに摺接するように形成した拡径部１２と、円筒部１１の内周側に形成した、ピストン３に形成した小径段部３０に遊嵌する環状突部１３とからなる可撓性を有する筒状部材で構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアダンパに関し、例えば、事務机やシステムキッチン等の引き出しの緩衝装置に使用されるエアダンパに関するものである。

従来、事務机やシステムキッチン等に使用される緩衝装置として、引き出し本体及び引き出し収納部に配設した係合部材の相対移動を制動するロータリダンパを主要構成部品としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この緩衝装置に使用されるロータリダンパは、内部にオイルを充填したオイル式ロータリダンパが汎用されており、このため、長年の使用によってシール部材が劣化し、内部のオイルが漏れ出し、引き出し内の書類や貴重な装飾品を汚してしまうことがあるという問題があった。

かかる問題に対処するため、作動流体として空気を使用するエアダンパを用いた引き出し用の緩衝装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

ところで、この緩衝装置に使用されるエアダンパ５０は、図６（ａ）に示すように、ピストン５１に円筒状の第一シール部材５２と末広がりとなったテーパ状の第二シール部材５３とを取り付け、第一シール部材５２の外部に複数のエア抜き５２ａを形成するとともに、第一シール部材５２の嵌合部とピストン５１の奥端部間に空気の流路５１ａを形成するようにされている。

そして、このエアダンパ５０は、ピストン５１をシリンダ２の閉鎖側へ移動する際には、図６（ｂ）に示すように、末広がりとなったテーパ状の第二シール部材５３の最大径部分の摺接部５３ａが、より強くシリンダ２の内周面２０ａに接するとともに、第一シール部材５２がシリンダ２の内周面２０ａ側に膨らんで、さらに空気の流動を妨げつつ、第一シール部材５２の外部に設けた複数のエア抜き５２ａから空気をシリンダ２の入口側に少しずつ流通させ、ピストン５１に十分な抵抗力を与えることができる。
一方、ピストン５１をシリンダ２の開放側へ移動する際には、図６（ｃ）に示すように、第一シール部材５２の外周を介して、シリンダ２の入口側の空気が流れ込み、さらに、その空気は、嵌合部とピストン５１の奥端部間に形成した空気の流路５１ａからシリンダ２の閉鎖側の空間へ流れ込むことによって、小さい抵抗力で容易にピストン５１を移動させることができる。

しかしながら、上記構成のエアダンパ５０は、特に、第一シール部材５２の動作が不安定になりやすく、確実な緩衝力が得にくいという問題があるとともに、部品点数が多く、組み立てに時間を要するとともに、ピストン５１に空気の流路５１ａを形成する必要があり、製造コストが高くつくという問題があった。

特開２００５−２０４７９０号公報 特開２００８−３２２０６号公報

本発明は、上記従来のエアダンパの有する問題点に鑑み、シール部材の動作が安定しており、確実な緩衝力が得られるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく、容易に組み立てることができ、製造コストを低廉にできるエアダンパを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のエアダンパは、一端を閉鎖し、他端を開放したシリンダと、該シリンダの内周面に摺接するシール部材を取り付けたピストンと、該ピストンから延設したピストンロッドとからなるエアダンパにおいて、シール部材を、ピストンロッド側から、シリンダの内周面との間に隙間が形成されるようにシリンダの内径よりも小径に形成した円筒部と、該円筒部に連なり漸次拡径してシリンダの内周面に摺接するように形成した拡径部と、前記円筒部の内周側に形成した、ピストンに形成した小径段部に遊嵌する環状突部とからなる可撓性を有する筒状部材で構成し、収縮させる際に、シール部材の拡径部がシリンダの内周面に摺接することにより、シール部材の内周側が空気の流通経路になるように、伸長させる際に、シール部材の拡径部が撓んで、シール部材の外周側が空気の流通経路になるようにしたことを特徴とする。

この場合において、前記シール部材の環状突部の内径を、ピストンの小径段部の外周面との間に隙間が形成されるようにピストンの小径段部の外径よりも小径に形成するとともに、環状突部の軸方向の長さを、小径段部の軸方向の長さよりも短く形成することができる。

また、前記シール部材の円筒部の外周面に、軸方向に延びる複数本の溝を形成することができる。

また、前記ピストンロッドの外周面に、シリンダの内周面に摺接する軸方向に延びる複数本のリブを形成することができる。

本発明のエアダンパによれば、収縮させる際には、シール部材の拡径部がシリンダの内周面に摺接することにより、シール部材の内周側のみが空気の流通経路になるようにして、ピストンの移動に対して十分な抵抗力を与えることができる。
一方、伸長させる際には、シール部材の拡径部が撓んで、シール部材の外周側及び前記シール部材の内周側が空気の流通経路になるようにして、ピストンの移動に対する抵抗力を小さくすることができる。
そして、シール部材の内周側に形成される空気の流通経路は、シール部材の円筒部の内周側に形成した環状突部が、ピストンに形成した小径段部に遊嵌することによって形成されたものであるため、シール部材の動作が安定しており、確実な緩衝力を得ることができる。
また、シール部材を１個の可撓性を有する筒状部材で構成するようにしているため、構造が簡単で、部品点数が少なく、容易に組み立てることができ、製造コストを低廉にできる。

また、前記シール部材の環状突部の内径を、ピストンの小径段部の外周面との間に隙間が形成されるようにピストンの小径段部の外径よりも小径に形成するとともに、環状突部の軸方向の長さを、小径段部の軸方向の長さよりも短く形成することにより、シール部材の内周側に形成される空気の流通経路を容易に形成することができる。

また、前記シール部材の円筒部の外周面に、軸方向に延びる複数本の溝を形成することにより、円筒部の変形性能を向上し、収縮させる際に、シール部材の円筒部をシリンダの内周面に摺接するようにして、ピストンの移動に対してより大きな抵抗力を与えることができる。

また、前記ピストンロッドの外周面に、シリンダの内周面に摺接する軸方向に延びる複数本のリブを形成することにより、ピストンの直動性を向上して、シール部材のシリンダの内周面への摺接状態を均一にでき、シール部材の動作を一層安定させることができる。

本発明のエアダンパの一実施例を示し、（ａ）は一部断面の正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 同エアダンパのピストンを示し、（ａ）は一部切り欠きの正面図、（ｂ）は分割構造にした例を示す正面図である。 同ピストンに取り付けるシール部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はピストンロッド側の側面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図、（ｄ）は（ｂ）のＺ−Ｚ断面図である。 ピストンにシール部材を取り付けた状態を示す一部切り欠き断面の正面図である。 同エアダンパの作動を説明する一部切り欠き断面の正面図で、（ａ）はピストンをシリンダ閉鎖端側へ移動させている状態（収縮させている際の状態）を、（ｂ）はピストンをシリンダ開放端側へ移動させている状態（伸長させている際の状態）を、それぞれ示す。 従来のエアダンパを示す概略図で、（ａ）は一部切り欠き断面の正面図、（ｂ）はピストンをシリンダ閉鎖端側へ移動させている状態を示す部分拡大図、（ｃ）はピストンをシリンダ開放端側へ移動させている状態を示す部分拡大図である。

以下、本発明のエアダンパの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図５に、本発明のエアダンパの一実施例を示す。
このエアダンパ１は、一端を閉鎖し、他端を開放したシリンダ２と、このシリンダ２の内周面２０ａに摺接するシール部材１０を取り付けたピストン３と、このピストン３から延設したピストンロッド４とからなり、シール部材１０を、ピストンロッド４側から、シリンダ２の内周面２０ａとの間に隙間が形成されるようにシリンダ２の内径よりも小径に形成した円筒部１１と、この円筒部１１に連なり漸次拡径してシリンダ２の内周面２０ａに摺接するように形成した拡径部１２と、円筒部１１の内周側に形成した、ピストン３に形成した小径段部３０に遊嵌する環状突部１３とからなる可撓性を有する筒状部材で構成するようにしている。

シリンダ２は、一端が閉塞され、他端が開放された筒状のものであれば、特に限定されるものではないが、本実施例においては、両端が開放された筒状部材２０と、この筒状部材２０の一端を塞ぐ蓋部材２１とから構成する。
また、開放端側も、ピストンロッド４の通過と空気が流通する空間を有するように構成してあれば、蓋部材を嵌合することもできる。

ピストン３は、シリンダ２内をピストンロッド４のシリンダ２の軸方向の移動に伴って移動するもので、シリンダ２の内径よりも小径に形成されている。
そして、ピストン３はその周面に、シリンダ２の内周面２０ａに摺接するシール部材１０を取り付けるための小径段部３０を形成している。

また、ピストン３は、小径段部３０を挟んで、シリンダ２の閉鎖側（図例左側）を前段部３１、シリンダ２の開放側（図例右側のピストンロッド４側）を後段部３２としている。
前段部３１、小径段部３０及び後段部３２は、一体構造としても構わないが、本実施例においては、図２（ｂ）に示すように、シール部材１０の取り付けを容易に行うことができるように、前段部３１及び小径段部３０を、後段部３２側と別体に成形し、小径段部３０側の端面に取付孔３３を開口するとともに、後段部３２の端面に取付孔３３に嵌合する突出ピン３４を形成するようにして、一体化するようにしている。
取付孔３３の内径と突出ピン３４の外径との公差は、ピストンロッド４のシリンダ２の軸方向の移動によって容易に抜けないように、中間嵌め、又は、締まり嵌めの範囲となるようにしている。
また、突出ピン３４に雄ネジを、取付孔３３に雌ネジを形成し、突出ピン３４を取付孔３３に螺合するようにしても構わない。
これによって、一体に成形された前段部３１及び小径段部３０を、シール部材１０の内周側の空間１０Ａに挿入し、取付孔３３をシール部材１０の環状突部１３側の端面に位置させ、後段部３２の突出ピン３４を取付孔３３に嵌入するという簡単な手順でシール部材１０をピストン３に取り付けることができる。

ピストン３の後段部３２から延設して設けられるピストンロッド４は、後段部３２に螺合や接着等の固定手段によって取り付けても構わないが、本実施例においては、一体構造としている。
また、ピストンロッド４は、ピストン３がシリンダ２内のシリンダ閉鎖側の最奥に位置するときでも、その一端がシリンダ２の開放端から外部に突出する長さを有し、その端部には、例えば、他の部材に接続する接続部４ｂを形成することができる。
ピストンロッド４の形状は、シリンダ２内に挿通可能なように、シリンダ２の内径より若干小径の円筒形状や、角柱形状とすることができるが、本実施例においては、図１（ｂ）に示すように、ピストンロッド４の外周面に、シリンダ２の内周面２０ａに摺接する軸方向に延びる複数本のリブ４ａを形成するようにしている。
これにより、ピストン３の直動性を向上して、シール部材１０のシリンダ２の内周面２０ａへの摺接状態を均一にでき、後述のシール部材１０の動作を安定させることができるようにしている。

シール部材１０は、図３に示すように、円筒部１１と、拡径部１２と、環状突部１３とからなる、ゴム製の可撓性を有する筒状部材で構成するようにしている。

シール部材１０の円筒部１１の外周面には、図３（ｃ）に示すように、軸方向に延びる複数本、本実施例においては、等間隔に４本の溝１１ａを形成するようにしている。
これにより、円筒部１１の変形性能を向上させ、エアダンパ１を収縮させる際に、シール部材１０の内周側の空間１０Ａの空気の圧力によって、内周面１１ｂが押圧され、円筒部１１の外周面が内周面２０ａ側に向かって膨張し、シリンダ２の内周面２０ａに円筒部１１の外周面が摺接するようにして、ピストン３の移動に対してより大きな抵抗力を与えることができるようにするとともに、エアダンパ１を収縮させる方向の負荷が解除された際に、シール部材１０の内周側の空間１０Ａの空気の圧力によって、ピストン３が逆方向に押し戻されるのを防止するようにしている。

拡径部１２は、先端に摺接部１２ａを形成し、この摺接部１２ａは、シリンダ２の内径と略同径となるように形成されており、ピストン３の移動に伴って、シリンダ２の内周面２０ａに摺接しながら移動し、シリンダ２内の空気の流れを規制するようにしている。
また、拡径部１２は、エアダンパ１を収縮させる際に、シール部材１０の内周側の空間１０Ａの空気の圧力によって摺接部１２ａをシリンダ２の内周面２０ａに押圧するようにする内周面１２ｂと、エアダンパ１を伸長させる際に、シール部材１０の内周側の空間１０Ａが負圧になることによって、拡径部１２が撓んで、シリンダ２の開放端側の空気がシール部材１０の外周側を円滑に流通するようにする外周面１２ｃとを備えている。

円筒部１１の内周側に形成した、ピストン３に形成した小径段部３０に遊嵌する環状突部１３は、環状突部１３の内径Ｄ１を、ピストン３の小径段部３０の外周面３０ａとの間に隙間が形成されるようにピストン３の小径段部３０の外径Ｄ２よりも小径に形成するとともに、環状突部１３の軸方向の長さＬ１を、小径段部３０の軸方向の長さＬ２よりも短く形成し、これによって、ピストン３の小径段部３０の外周面３０ａと環状突部１３の内周面１３ｃとの間、ピストン３の前段部３１の小径段部３０側の立設面３１ａと環状突部１３の内側立設面１３ｂとの間及びピストン３の後段部３２の小径段部３０側の立設面３２ａと環状突部１３の外側立設面１３ａとの間にそれぞれ微小な隙間Ｓ１、Ｓ２及びＳ３が形成されるようにしている。
これらの隙間のうち、隙間Ｓ２及び隙間Ｓ３は、ピストン３がシリンダ２内を移動するときに、ピストン３及びシール部材１０の環状突部１３の立設面同士が当接した状態になるが、完全にはシールされず、高圧側から低圧側への空気の流通が許容されるようにされている。
また、本実施例においては、環状突部１３の外側立設面１３ａの箇所の外径Ｄ４を、円筒部１１の外径Ｄ３よりも小径に形成することにより、高圧側から低圧側への空気の流通量を調節する（増加させる）ようにし、これにより、緩衝力の大きさを調整するようにしている。
なお、ピストン３及びシール部材１０の環状突部１３の立設面のいずれか又は両方に空気が流通する溝（図示省略）を形成することにより、高圧側から低圧側への空気の流通量を調節する（増加させる）ことができ、これにより、緩衝力の大きさを調整することができる。

次に、このエアダンパ１の動作を、図５に基づいて説明する。

エアダンパ１を収縮させる場合、図５（ａ）に示すように、ピストン３をシリンダ２の閉鎖端側（図例左側）に移動させるようにすると、シリンダ２の閉鎖端側の空間２Ａ内の空気によって、拡径部１２の内周面１２ｂが押圧され、拡径部１２の摺接部１２ａがさらに強くシリンダ２の内周面２０ａに押し当てられ、ピストン３のシリンダ２の閉鎖端側への移動に抵抗力を与える。
さらに、シール部材１０の内周側の空間１０Ａの空気の圧力によって、内周面１１ｂが押圧され、円筒部１１の外周面が内周面２０ａ側に向かって膨張し、シリンダ２の内周面２０ａに円筒部１１の外周面が摺接するようにして、ピストン３の移動に対してより大きな抵抗力が与えられるとともに、エアダンパ１を収縮させる方向の負荷が解除された際に、シール部材１０の内周側の空間１０Ａの空気の圧力によって、ピストン３が逆方向に押し戻されるのが防止される。

そして、高圧側のシリンダ２の閉鎖端側の空間２Ａの空気が、シール部材１０の内周側が空気の流通経路になって、具体的には、ピストン３の小径段部３０の外周面３０ａと環状突部１３の内周面１３ｃとの間、ピストン３の前段部３１の小径段部３０側の立設面３１ａと環状突部１３の内側立設面１３ｂとの間及びピストン３の後段部３２の小径段部３０側の立設面３２ａと環状突部１３の外側立設面１３ａとの間に形成された微小な隙間Ｓ１、Ｓ２及びＳ３（ここで、隙間Ｓ３は、ピストン３及びシール部材１０の環状突部１３の立設面３２ａ、１３ａ同士が当接した状態Ｓ３’になるが、完全にはシールされず、高圧側から低圧側への空気の流通が許容される。）を通って、低圧側のシリンダ２の開放端側の空間２Ｂに徐々に流通し、このとき、ピストン３に十分な抵抗力を与え、緩衝力を得ることができる。

次に、エアダンパ１を伸長させる場合、図５（ｂ）に示すように、ピストン３をシリンダ２の開放端側（図例右側）に移動させるようにすると、シリンダ２の閉鎖端側の空間２Ａ及びこれに連なるシール部材１０の内周側の空間１０Ａが負圧になることによって、拡径部１２が撓んで、シリンダ２の開放端側の空間２Ｂの空気が、シール部材１０の外周側を通って（一部の空気は、シール部材１０の内周側の空気の流通経路になって、具体的には、前記の微小な隙間Ｓ１、Ｓ２及びＳ３（ここで、隙間Ｓ２は、ピストン３及びシール部材１０の環状突部１３の立設面３１ａ、１３ｂ同士が当接した状態Ｓ２’になるが、完全にはシールされず、高圧側から低圧側への空気の流通が許容される。）を通って）、低圧側のシリンダ２の閉鎖端側の空間２Ａに円滑に流通し、小さい抵抗力で容易にピストン３を移動させることができる。

以上、本発明のエアダンパについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のエアダンパは、シール部材の動作が安定しており、確実な緩衝力が得られるとともに、構造が簡単で、部品点数が少なく、容易に組み立てることができ、製造コストを低廉にできるという特性を有していることから、引き出しの緩衝装置用のエアダンパとして好適に用いることができるほか、その他の緩衝装置の用途等にも広く用いることができる。

１ エアダンパ
２ シリンダ
２０ａ 内周面
３ ピストン
３０ 小径段部
３２ａ 立設面
４ ピストンロッド
４ａ リブ
１０ シール部材
１１ 円筒部
１１ａ 溝
１２ 拡径部
１２ａ 摺接部
１２ｂ 内周面
１２ｃ 外周面
１３ 環状突部
１３ａ 外側立設面
Ｄ１ 環状突部の内径
Ｄ２ 小径段部の外径
Ｌ１ 環状突部の長さ
Ｌ２ 小径段部の長さ

Claims (4)

1. 一端を閉鎖し、他端を開放したシリンダと、該シリンダの内周面に摺接するシール部材を取り付けたピストンと、該ピストンから延設したピストンロッドとからなるエアダンパにおいて、シール部材を、ピストンロッド側から、シリンダの内周面との間に隙間が形成されるようにシリンダの内径よりも小径に形成した円筒部と、該円筒部に連なり漸次拡径してシリンダの内周面に摺接するように形成した拡径部と、前記円筒部の内周側に形成した、ピストンに形成した小径段部に遊嵌する環状突部とからなる可撓性を有する筒状部材で構成し、収縮させる際に、シール部材の拡径部がシリンダの内周面に摺接することにより、シール部材の内周側が空気の流通経路になるように、伸長させる際に、シール部材の拡径部が撓んで、シール部材の外周側が空気の流通経路になるようにしたことを特徴とするエアダンパ。
2. 前記シール部材の環状突部の内径を、ピストンの小径段部の外周面との間に隙間が形成されるようにピストンの小径段部の外径よりも小径に形成するとともに、環状突部の軸方向の長さを、小径段部の軸方向の長さよりも短く形成したことを特徴とする請求項１記載のエアダンパ。
3. 前記シール部材の円筒部の外周面に、軸方向に延びる複数本の溝を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のエアダンパ。
4. 前記ピストンロッドの外周面に、シリンダの内周面に摺接する軸方向に延びる複数本のリブを形成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のエアダンパ。

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